DE4441261A1 - Einrichtung zum Nachbehandeln von Abgasen einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Abgase von selbstzündenden Brennkraftmaschinen neigen wegen der Tatsache, daß sie mit einem hohen Luftüberschuß betrieben werden, zu einer hohen NOX-Emission. Diese tritt verstärkt bei Brennkraftmaschinen mit Direkteinspritzung in den Brennraum auf. Um diese Emission zu senken besteht eine Möglichkeit darin, eine NOX-Reduktion mit Hilfe eines ent­ sprechenden Reduktionskatalysators durchzuführen. Dazu eig­ nen sich zum Beispiel Katalysatoren auf Basis von Zeolithen. Ein weiteres Problem der selbstzündenden Brennkraftmaschinen liegt in der relativ niedrigen Abgastemperatur, die ein An­ springen der Reduktionsfunktion eines solchen Katalysators erschwert. Zur Förderung dieses Reduktionsprozesses wurde auch schon vorgeschlagen, das Abgassystem mit einem Brenner zu verbinden, der die Abgase aufheizt. Zur Förderung des Re­ duktionsprozesses wurde bereits eine Einrichtung gemäß der Gattung des Patentanspruches vorgeschlagen, von welcher der Patentanspruch 1 ausgeht.

Bei einer solchen, durch die Veröffentlichungen F. Schäfer und R. Van Basshoysen, "Schadstoffreduzierung und Kraft­ stoffverbrauch von PKW-Verbrennungsmotoren", Seite 115, er­ schienen im Springer-Verlag, bekannten Einrichtung wird als Reduktionsmittel Harnstoff in wäßriger Lösung vorgesehen, die dem Abgassystem stromaufwärts des Katalysators zugeführt wird. Die Zumessung dieses Harnstoffs erfolgt dabei in auf­ wendiger Weise mittels eines Magnetventils, das den hohen Betriebstemperaturen im Bereich des Abgassystemes ausgesetzt ist und deshalb zum Verkleben neigt. Die Bereitstellung und Steuerung dieses Magnetventils zur Zumessung kleiner Mengen, die im Bereich von 1,5 Milligramm pro Arbeitstakt der Brenn­ kraftmaschine liegen, ist sehr aufwendig. Insbesondere ist für die Zumessung des vom Magnetventil abgegebenen Harnstof­ fes die Bereitstellung von Druckluft erforderlich, die ein­ mal den zugemessenen Harnstoff zum Abgassystem transportiert und zum anderen zur Druckerzeugung verwendet wird, um den Harnstoffvorratsbehälter auf den zur Einspritzung am Magnet­ ventil erforderlichen Druck zu bringen. Für die Genauigkeit der Zumessung muß dieser Druck geregelt werden. Das Druckge­ fälle am Magnetventil muß zudem die feinverteilte Aufberei­ tung des Harnstoffes gewährleisten, derart, daß spätestens im Katalysator das durch Zerfall der Harnstoffverbindung in Verbindung mit Wärmeeinwirkung das für die gewünschte Reduk­ tion der NOX-Bestandteile im Abgas erforderliche NH₃-Abgas entsteht.

Diese Einrichtung ist sehr aufwendig und setzt eine hohe Ab­ gastemperatur voraus, damit der Reduktionsvorgang auch si­ cher durchgeführt wird. Es besteht die Gefahr, daß bei Harn­ stoffüberdosierung und bei fehlenden Betriebsvoraussetzungen am Katalysator der Harnstoff nicht vollständig umgesetzt wird und somit die Umwelt als Emissionsbestandteil belastet.

Durch die EP-A-503 882 ist es ferner bekannt, als Reduk­ tionsmittel HC, also Kraftstoff, zu verwenden, der stromauf­ wärts eines NOX-Reduktionskatalysators in der Zeolith-Bauart in das Abgassystem der Brennkraftmaschine gesteuert durch die Temperatur des Katalysators eingebracht wird. Die Zumes­ sung erfolgt dabei intermittierend, wobei HC in der porösen Struktur des Katalysators zwischengelagert werden soll, da­ mit bei steigender Katalysatortemperatur dieses HC für die Umsetzung von NOX zur Verfügung steht. Diese Einrichtung hat neben der bereits oben dargestellten nachteiligen Verwendung eines Magnetventils und des damit verbundenen Aufwandes den Nachteil, daß die HC-Menge, die eingebracht wird, nicht un­ mittelbar eine Umsetzung der NOX-Bestandteile bewirken kann, sondern erst im Katalysator aufbereitet werden muß. Dies mag bei der bei der bekannten Einrichtung vorgesehenen Verwen­ dung bei einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine, die be­ kannterweise hohe Abgastemperaturen aufweist, noch machbar sein. Bei den relativ kälteren Abgasen einer selbstzündenden Brennkraftmaschine reicht diese Maßnahme nicht aus.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vor­ teil, daß für eine Verwendung bei selbstzündenden Brenn­ kraftmaschinen eine einfache Dosiervorrichtung zur Verfügung gestellt ist, durch deren Bauart eine aufwendige Kühlung we­ gen der kontinuierlichen Förderung vermieden wird. Diese kontinuierliche Zuführung erlaubt auch eine einfache und gut zu beherrschende Aufbereitung des eingebrachten Reduktions­ mittels. Die Einrichtung gemäß der Erfindung stellt sich da­ bei einfach zu beherrschend und kostengünstig dar und ist unter Verzicht von hohen Förderdrücken geeignet, kleinste Mengen zu dosieren.

Eine besonders vorteilhafte Konstruktion der Dosiereinrich­ tung ergibt sich nach Patentanspruch 2. In erfindungsgemäßer Weiterbildung wird gemäß Patentanspruch 3 das eingebrachte dosierte Reduktionsmittel optimal aufbereitet, bevor es im wesentlichen dampfförmig dem Abgasstrom zugeführt wird. Dazu ist von Vorteil, daß einmal ein Zusatzluftstrom zur Verfü­ gung gestellt wird und zum anderen die Drallkammer in wärme­ leitender Verbindung mit dem Abgassammelsystem ist, gemäß Anspruch 4. Insbesondere dient jedoch die Ausgestaltung nach Anspruch 5 für die intensive Aufbereitung des eingebrachten Reduktionsmittels, wobei die Ausgestaltung des Ausbringroh­ res vorteilhaft der ungehinderten Einführung und Feinvertei­ lung des aufbereiteten Reduktionsmittels auf die Abgasströ­ mung dient. Dadurch daß die Austrittsöffnungen gemäß An­ spruch 6 stromabwärts orientiert sind, wird die Unterdruck­ bildung am Strömungswiderstand zur Förderdruckdifferenz aus­ genutzt. Insbesondere wird dabei die stromabwärts des Aus­ trittsrohres auftretende verstärkte Verwirbelung zur schnel­ len gleichmäßigen Verteilung des eingebrachten Reduktions­ mittels verwendet. Da bei Temperaturen, die außerhalb des wirksamen Arbeitsbereiches des Katalysators liegen, eine Um­ setzung des Reduktionsmittels nicht in ausreichendem Maße erfolgen kann, wird die Einbringung von Reduktionsmittel auf den Temperaturbereich beschränkt, der dem aktiven Arbeitsbe­ reich des Katalysators entspricht. Dabei bietet sich der Vorteil, daß eventuell sich am Ausbringrohr ablagernde Re­ duktionsmittelmengen bei den höheren Temperaturen des Vollastbereiches und im Hochdrehzahlbereich umgesetzt bzw. abgebrannt werden können. Um Ablagerungen, insbesondere beim Abschalten der Brennkraftmaschine, zu vermeiden, wird die Luftpumpe gemäß Patentanspruch 8 betrieben. Der Katalysator hat dabei unmittelbar nach dem Abschalten noch eine ausrei­ chende Temperatur, um die somit eingebrachten Reduktionsmit­ telbestandteile zu unschädlichen Emissionsbestandteilen um­ zusetzen. Zur Verbesserung der NOX-Reduktion, insbesondere bei niedrigen Abgastemperaturen, kann zusätzlich einer Ein­ richtung gemäß Anspruch 9 vorgesehen werden. Diese Einrich­ tung kann in vorteilhafter Weise zugleich von der für die Einbringung von Reduktionsmittel bereits vorgesehenen Luft­ pumpe versorgt werden. Im Anschluß an den Reduktionskataly­ sator wird vorteilhafterweise eine Oxidationskatalysator zur Nachoxidation von noch unverbrannten Bestandteilen vorgese­ hen. Als Reduktionsmittel wird in vorteilhafter Weise Kraft­ stoff verwendet, wie er bei der zugehörigen Brennkraftma­ schine vorhanden ist, also insbesondere Dieselkraftstoff. Mit diesem Dieselkraftstoff wird auch die Verbrennungsein­ richtung gemäß Anspruch 9 versorgt.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Gesamtdarstellung von Brennkraftmaschine, Reduktionskatalysator und nachgeschalte­ tem Oxidationskatalysator, Fig. 2 die erfindungsgemäße Ein­ richtung in schematischer Darstellung in Verbindung mit ei­ ner Verbrennungseinrichtung zur Erwärmung der Abgase, Fig. 3 die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Verdrängerpumpe und Fig. 4 einen Schnitt entlang Linie IV-IV durch Fig. 1.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 ist schematisch eine Brennkraftmaschine 1 darge­ stellt in der Bauart einer selbstzündenden Brennkraftmaschi­ ne bzw. eines Dieselmotors. Das Abgassammelsystem 3 dieses Motors besteht aus dem sog. Abgaskrümmer 2, durch den die Abgase der einzelnen Zylinder einem gemeinsamen Abgasrohr 4 zugeführt werden. In diesem ist möglichst nahe an der Brenn­ kraftmaschine 1 ein Reduktionskatalysator 5 für die Reduk­ tion von NOx-Bestandteilen des Abgases vorgesehen und diesem nachgeschaltet ein Oxidationskatalysator 6 zur Nachoxidation von unverbrannten Abgasemissionsteilen wie HC oder CO mit Restsauerstoff. Im Reduktionskatalysator ist ein Temperatur­ fühler 8 zur Messung der Katalysatortemperatur vorgesehen, der mit einer Steuereinrichtung 9 verbunden ist. Diese Steu­ ereinrichtung ist weiterhin mit einem Brenner 11 und einer Dosiervorrichtung 12 verbunden, die durch die Steuereinrich­ tung 9 gesteuert werden, entsprechend der Temperatur T des Katalysators und weiteren Betriebsparametern der Brennkraft­ maschine, wie zum Beispiel Last Q_k und Drehzahl n.

Zur Aufrechterhaltung der Temperatur der Abgase, die im Ver­ hältnis zu fremdgezündeten Brennkraftmaschinen (Otto-Motor) bei der selbstzündenden Brennkraftmaschine (Diesel-Motor) relativ niedrig sind, ist der Abgaskrümmer vorzugsweise wär­ meisoliert, was besonders wirksam durch eine Doppelwandung mit dazwischenliegendem Luft- oder Gaspolster erfolgt. Auch das nachfolgende Abgasrohr 4 kann in dieser Weise isoliert werden, um die Abgastemperatur bis zum Eintritt in den Re­ duktionskatalysator 5 möglichst zu erhalten.

Die Ausgestaltung von Brenner und Dosiervorrichtung ist der schematischen Darstellung von Fig. 2 und 4 besser entnehm­ bar. In Fig. 2 ist ein Rohr dargestellt, das repräsentativ für das Abgasrohr 4 unmittelbar stromaufwärts des Katalysa­ tors oder des Eingangsbereichs des Katalysators 5 ist. Dabei soll zunächst auf die Dosiereinrichtung 12 eingegangen wer­ den, die entweder ganz kurz vor dem Eintritt des Reduktions­ katalysators 5 am abgasführenden Teil angeordnet ist oder bereits im Eingangsbereich des Reduktionskatalysators 5. Mit dieser Dosiereinrichtung wird dem Abgas ein Reduktionsmittel zugeführt, das im vorliegenden Falle vorzugsweise Diesel­ kraftstoff von der zugehörigen Dieselbrennkraftmaschine ist. Die Zufuhr von diesem Reduktionsmittel soll die Funktion des Reduktionskatalysators 5 unterstützen zur Reduzierung von NOX-Bestandteilen im Abgas. Wie bereits vorstehend eingangs erwähnt, sind diese NOX-Bestandteile bei Dieselbrennkraftma­ schinen, die mit hohem Sauerstoffüberschuß betrieben werden, besonders hoch. Andererseits ist die Arbeitsfähigkeit eines Reduktionskatalysators auch davon abhängig, daß er eine aus­ reichende Betriebstemperatur aufweist, was wiederum bei den relativ kalten Abgasen der Dieselbrennkraftmaschine er­ schwert ist. Durch die Zufuhr von Reduktionsmittel wird die Funktionsweise des Katalysators verbessert oder auch erst ermöglicht. Einerseits kann durch die Oxidation der Kohlen­ wasserstoffe innerhalb des Katalysators die Temperatur des Katalysators erhöht werden und andererseits entstehende re­ duzierende Bestandteile durch diese Verbrennung in Form von CO, die unter katalytischer Einwirkung die Reduktion der NOX-Verbindungen bewirken.

Um eine ausreichende Funktion sicherzustellen und auch um überhöhten Kraftstoffverbrauch zu vermeiden, bedarf es einer guten Dosierung des einzubringenden Reduktionsmittels, was mit Hilfe der Dosiereinrichtung 12 erfolgt. Diese besteht aus einer Kleinstmengen fördernden Verdrängerpumpe 14, die Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 15 unter geringem För­ derdruck zu einer Drallkammer 16 fördert. Der Förderdruck ist dabei im Bereich von 0,45 bar. Die zur Drallkammer füh­ rende Förderleitung 17 enthält dabei ein Förderrückschlag­ ventil 18, um Rückwirkungen vom Abgassystem auf die Verdrän­ gerpumpe 14 zu vermeiden. Die Verdrängerpumpe 14 wird vom Steuergerät 9 so angesteuert, daß sie in Abhängigkeit von in einem Kennfeld abgelegten Betriebsparametern der Brennkraft­ maschine mit variabler Drehzahl angetrieben wird. Entspre­ chend dieser Drehzahl ändert sich die Förderleistung und da­ mit die in der Zeiteinheit kontinuierlich dosierte Kraft­ stoffmenge. Die Drallkammer 16, die im Schnitt auch noch in Fig. 4 dargestellt ist, ist kreiszylindrisch ausgestaltet mit senkrecht zur Innenwand mündenden Förderleitung 17. Wei­ terhin mündet in die Drallkammer tangential eine Luftzufuhr­ leitung 18 ein, derart, daß die Einmündung der Förderleitung 17 nahe stromabwärts des Eintritts der Luftzufuhrleitung liegt. Die Luftzufuhrleitung wird von einer Luftpumpe 20 versorgt, die etwa mit 0,25 bar Förderdruck arbeitet, insbe­ sondere aber ebenfalls kennfeldabhängig vom Steuergerät 9 in der Drehzahl bzw. Förderleistung reguliert werden kann. In der Luftzufuhrleitung 18 ist eine Drossel 21 zur Begrenzung der Förderleistung angeordnet.

Dem Schnitt durch die Drallkammer gemäß Fig. 4 ist entnehm­ bar, daß koaxial von der Drallkammer 16 ein Ausbringrohr 22 abführt, das senkrecht in das Abgasrohr 4 bzw. den Reduk­ tionskatalysator 5 eintaucht. Die Drallkammer ist zur guten Wärmeübertragung unmittelbar mit der Wand des Abgasrohres 4, 5 verbunden. Das Ausbringrohr hat die Gestalt eines U mit einem von der Drallkammer 16 ausgehenden ersten Schenkel 23, der stromaufwärts zur Abgasströmung liegt und einem zweiten Schenkel 24, der stromabwärts des ersten Schenkels 23 liegt. Der zweite Schenkel ist stirnseitig verschlossen und weist auf seiner stromabwärts liegenden äußersten Mantelfläche Austrittsöffnungen 25 auf.

Im Betrieb wird durch die Luftpumpe 20 Druckluft in die Drallkammer eingebracht, derart, daß eine stark rotierende Luftströmung in der Drallkammer entsteht, aus der die Luft dann in das Ausbringrohr 23 eintritt. Diese starke rotieren­ de Luftströmung bereitet die von der Verdrängerpumpe 14 ge­ förderte Kraftstoffmengen feinverteilt auf, so daß bei Ein­ tritt der Luft in das Ausbringrohr 23 dieses gleichmäßig mit feinverteiltem Kraftstoff vermischt ist. Bereits in der Drallkammer kann die einströmende Luft sich an den Wänden der geschlossenen zylindrischen Drallkammer erwärmen, zusam­ men mit dem eingebrachten Kraftstoff. Die Erwärmung wird dann im Ausbringrohr, das von den Abgasen beheizt wird, ver­ stärkt derart, daß der Kraftstoff weitgehendst gasförmig mit Luft vermischt an den Austrittsöffnungen 25 austritt und da­ nach dem Reduktionskatalysator 5 unmittelbar zugeführt wird.

Zur Verbesserung der Funktionsweise durch Anhebung der Ab­ gastemperatur sind die bereits vorstehend erwähnten Isolie­ rungen der abgasführenden Teile bis zum Reduktionskatalysa­ tor vorteilhaft. Weiterhin ist es vorteilhaft, insbesondere für die Startphase der Brennkraftmaschine überhaupt, bis zum Erreichen höherer Abgastemperaturen bei hoher Last, strom­ aufwärts der Dosiereinrichtung bzw. stromaufwärts des Aus­ bringrohres 22 denn bereits erwähnten Brenner 11 vorzusehen. Bei diesem Brenner kann es sich z. B. und wie gezeigt um ei­ ne Einrichtung, wie sie bereits durch Brennerausführungen zur Freibrennung von Rußfiltern entwickelt wurde, handeln. Es wird dazu zum Beispiel auf Brennereinrichtungen, wie sie in der DE-OS 37 32 491, 37 32 492 oder 39 03 065 gezeigt werden, hingewiesen. Es sind auch andere Brennerausführungen oder Erwärmungseinrichtungen, die z. B. mit elektrischer Aufheizung arbeiten, anwendbar. Ein solcher Brenner weist eine einseitig geschlossene zylindrische und zum Abgassystem hin offene Brennkammer 27 auf, in die tangential eine Druck­ luftleitung 28 einmündet. Diese Einmündung liegt nahe dem geschlossenen Ende der Brennkammer. Weiterhin ist nahe dem geschlossenen Ende der Brennkammer diese mit einer zylindri­ schen Zündkammer 29 verbunden, die rechtwinklig zur Achse der Brennkammer einmünden. Diese weist, wie der Zeichnung entnehmbar ist, eine Eintrittsöffnung 30 in die Brennkammer 27 auf und ist vom dieser Öffnung gegenüberliegenden Ende her durch eine dort eingeschraubte Glühkerze 32 verschlos­ sen. Nahe der Einschraubstelle der Glühkerze mündet in die Zündkammer eine Kraftstoffleitung 33, die ein zur Zündkammer 29 öffnendes Rückschlagventil 34 enthält und mit einer Kraftstoffpumpe 35 verbunden ist, die Kraftstoff aus dem Vorratstank 15 ansaugt und zur Zündkammer fördert. Die För­ derleistung der Kraftstoffpumpe erfolgt vorteilhafterweise durch Regulierung ihrer Drehzahl, die wiederum von der Steu­ ereinrichtung 9 gesteuert wird. Dies erfolgt insbesondere abhängig von der Drehzahl der Brennkraftmaschine bzw. der Durchsatzmenge von Abgas im Abgassystem, abgeleitet aus den verschiedenen relevanten Parametern der Brennkraftmaschine. Weiterhin ist auch hier eine temperaturabhängige Steuerung vorgesehen, derart, daß nur dann der Brenner betrieben wird, wenn eine Abgastemperaturerhöhung erforderlich ist und zur Steuerung dieser Abgastemperatur der Brenner auch mit unter­ schiedlicher Leistung betrieben wird. Dies erlaubt einen kraftstoffsparenden Betrieb der Brennkraftmaschine.

Bei Betrieb des Brenners wird zunächst die Glühkerze mit Strom versorgt und durch die Kraftstoffleitung 33 Kraftstoff in der erforderlichen Menge in die Zündkammer geleitet. Gleichzeitig wird über die Druckluftleitung 28 Verbrennungs­ luft in die Brennkammer 27 eingeführt, die infolge der tan­ gentialen Einströmung eine Drehströmung in der Brennkammer hervorruft. Der an die Glühkerze gelangende Kraftstoff, wo­ bei die Glühkerze vorteilhafterweise noch eine aufheizbare Schutzhülle aufweist, verdampft und vermischt sich in der Brennkammer mit Verbrennungsluft. Bei Erreichen der Zündtem­ peratur entzündet sich das Kraftstoff-Luftgemisch dort und verbrennt zum Teil übergehend in das Abgassystem hinein. Die resultierenden Abgase und die in der Brennkammer entstehende Temperaturenergie geht auf die Abgase der Brennkraftmaschine über und erwärmt das Abgas. Nach einiger Zeit erreicht die Brennkammer eine Temperatur, bei der laufend der zugeführte Kraftstoff entflammt werden kann. Die Glühkerze wird dann abgeschaltet. Zur Stabilisierung der Brennkammertemperatur kann diese Brennkammer 27 auch mit einem Glühkörper versehen werden, an dem sich Kraftstoff und Luft zusammen entflammt.

In vorteilhafter Weise erfolgt die Versorgung der Druckluft­ leitung 28 mit Druckluft von der selben Luftpumpe 20, die auch zur Versorgung der Drallkammer 16 dient.

Die in Fig. 2 gezeigte Verdrängerpumpe 14 ist in Fig. 3 in ihrer Konstruktion dargestellt. Es handelt sich dabei um eine Pumpe mit sehr einfachem Aufbau, bestehend aus einem kreis­ zylindrischen Gehäuse 37, in der ein zylindrischer Rotati­ onskörper 38 gelagert ist. Der Rotationskörper weist dabei an seinem einen stirnseitigen Ende einen Lagerzapfen 39 auf, der in eine entsprechende Lagerstelle 40 am stirnseitigen Ende des zylindrischen Gehäuses 37 gelagert ist. Am dem La­ gerzapfen 39 axial gegenüberliegenden Ende ist der Rota­ tionskörper 38 mit einer Antriebsachse 41 verbunden, die ebenfalls in einer Lagerstelle 42 gelagert ist, die als Durchtrittsbohrung am stirnseitigen Ende des Gehäuses 37 ausgebildet ist. Die Antriebsachse ist mit einem Elektromo­ tor 33 verbunden, der wie bereits im vorstehenden darge­ stellt, mit von der Steuereinrichtung 9 gesteuerter varia­ bler Drehzahl betrieben wird.

Auf der Mantelfläche des Rotationskörpers 38 ist eine schneckenförmige oder gewindeförmige Nut 43 eingearbeitet, die von einer Eintrittsstelle 44 am einen Ende des Rota­ tionskörpers 38 zu einer Austrittsstelle 45 am anderen Ende des Rotationskörpers im Gehäuse 37 führt. Die Eintrittsstel­ le 44 des Gehäuses 37 ist gegenüber der zylindrischen Gehäu­ sebohrung 46, die die Mantelfläche des Rotationskörpers in dessen Zwischenbereich umschließt, durchmessererweitert und mit einer Kraftstoffeintrittsleitung 48 verbunden. Diese führt vom Kraftstofftank her zur Verdrängerpumpe 14. Die Austrittsstelle 45 ist andererseits mit der Förderleitung 17 verbunden und ebenfalls gegenüber der zylindrischen Gehäuse­ bohrung 46 erweitert. Vorzugsweise nahe der Austrittsstelle 45 ist in dieser Förderleitung 17 das Rückschlagventil 18 vorgesehen. Wird der Rotationskörper 38 von dem Elektromotor 43 angetrieben, so entnimmt die Nut 47 aus der Eintritts­ stelle Kraftstoff und fördert diesen bis zur Austrittsstelle 45. Da mit dieser Nut 47 ein konstanter Verdrängungsquer­ schnitt realisiert ist, ändert sich die Förderleistung der Verdrängerpumpe 44 mit der Antriebsdrehzahl des Rotations­ körpers. Bei gegebenem Öffnungsdruck des Rückschlagventils 18 bzw. Gegendrucks in der Drallkammer 16 ändert sich somit mit Änderung der Drehzahl die in die Drallkammer einge­ brachte Kraftstoffmenge in der Zeiteinheit. Die hier gezeig­ te Verdrängerpumpe ist sehr einfach aufgebaut und leicht zu steuern. Insbesondere kann durch den kleinen Verdrängungs­ querschnitt der Nut 47 über die Drehzahl leicht eine Ge­ ringstmenge an Kraftstoff exakt zugemessen werden. Somit eignet sich diese Pumpe insbesondere vorteilhaft zur Dosie­ rung der erforderlichen kleinen Kraftstoffmengen in die Drallkammer.

Claims (14)

1. Einrichtung zum Nachbehandeln von Abgasen einer selbst­ zündenden Brennkraftmaschine, in deren Abgassammelsystem (3), ein Reduktionskatalysator (5) zur Reduktion von NOX-Be­ standteilen des Abgases der BKM angeordnet ist, mit einer von einer Steuereinrichtung (9) gesteuerten Dosiereinrich­ tung (12) zum dosierten Einbringen eines Reduktionsmittels in den Strom des dem Katalysator zugeführten Abgas in Abhän­ gigkeit von in einem Kennfeld gespeicherten Werten des NOX- Gehalts im Abgas bei verschiedenen Betriebsparametern der BKM und des Katalysators und mit einer der Dosiereinrichtung nachgeschalteten Luftzufuhr zur feinverteilten Aufbereitung des einzubringenden Reduktionsmittel, dadurch gekennzeich­ net, daß die Dosiereinrichtung (12) aus einer kontinuier­ lich fördernden mit von der Steuereinrichtung (9) gesteuer­ ten variablen Drehzahl angetriebenen Verdrängerpumpe (14) besteht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrängerpumpe (14) einen in einem Zylinder (46) gela­ gerten, von einem elektrischen Motor (43) angetriebenen zy­ lindrischen Rotationskörper (38) aufweist, der auf seiner Mantelfläche wenigstens einen Gewindegang (47) aufweist, der von einer Reduktionsmitteleinlaßöffnung (44) in den Zylinder bis zu einer Reduktionsmittelauslaßöffnung (45) aus dem Zy­ linder (46) führt, welche Reduktionsmittelauslaßöffnung mit einer Reduktionsmitteleinbringstelle (22) am Eintritt des Katalysators verbunden ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Reduktionsmittel von der Verdrängerpumpe (14) in eine Drallkammer (16) gefördert wird, in die tangential ein von einer Luftpumpe (20) geförderter Zusatzluftstrom eingebracht wird und das Reduktionsmittel über eine senk­ recht zum eingeleiteten Luftstromes mündenden Leitung (17) in die Drallkammer (16) gefördert wird, von der als Reduk­ tionsmitteleinbringstelle ein Ausbringrohr (22) mit mehreren Austrittsöffnungen (25) in den Abgasstrom führt.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drallkammer (16) in wärmeleitender Verbindung mit dem Abgassammelsystem (3) ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausbringrohr U-förmig ausgeführt ist, mit einem quer zum Abgasstrom stromaufwärts liegendem von der Drallkammer axial abzweigenden ersten Schenkel (23) und einem stirnseitig ge­ schlossenen, die Austrittsöffnungen (25) in seiner Mantel­ fläche aufweisenden zweiten Schenkel (24).

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen (25) auf der stromabwärtsliegenden Seite des zweiten Schenkels (24) angeordnet sind.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 , dadurch gekennzeichnet,daß durch die Steuereinrichtung (9) die Ver­ drängerpumpe (14) so gesteuert wird, daß sie im Temperatur­ bereich des Abgases im Katalysator von 200-400°C beim Be­ trieb der Brennkraftmaschine betrieben wird.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftpumpe ebenfalls in Abhängigkeit von Betriebsparame­ tern der Brennkraftmaschine entsprechend der Einbringung von Reduktionsmittelmengen gesteuert wird.

9. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß bei Abschaltung der Brennkraftma­ schine die Luftpumpe für eine bestimmte Zeit weiterbetrieben wird.

10. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß eine in Abhängigkeit von Betriebs­ parametern der Brennkraftmaschine, insbesondere von der Tem­ peratur des Abgases und/oder des Reduktionskatalysators in der Verbrennungsleistung gesteuerte Verbrennungseinrichtung (11) vorgesehen ist, durch die Kraftstoff mit Luft zur Ver­ brennung kommen, und die Abgase dieser Verbrennungseinrich­ tung dem Abgas der BKM stromaufwärts der Einbringstelle (22) von Reduktionsmittels zugeführt werden.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftpumpe (20) zugleich auch die Verbennungseinrich­ tung (11) mit Druckluft versorgt.

12. Einrichtung nach einen der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß in dem Abgassammelsystem stomab­ wärts des Katalysators eine Oxidationsvorrichtung (6) zur Nachoxidation des Abgases vorgesehen ist.

13. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Nachoxidation ein Oxidationskataly­ sator (6) ist.

14. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß als Reduktionsmittel Kraftstoff, insbesondere Dieselkraftstoff verwendet wird und die Ver­ brennungseinrichtung ebenfalls mit diesem Kraftstoff betrie­ ben wird.