DE60200979T2 - Exhaust gas cleaner for cleaning engine exhaust gases - Google Patents
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Description
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Abgasreiniger zum Entfernen von Feststoffen in einem von einer Brennkraftmaschine ausgestoßenen Abgas.The The present invention relates to an exhaust gas purifier for removal of solids in exhaust gas expelled from an internal combustion engine.
2. Beschreibung des Standes der Technik2. Description of the state of the technique
In einer Brennkraftmaschine, die in einem Kraftfahrzeug oder dergleichen eingebaut ist, ist es erforderlich, schädliche Abgasbestandteile wie Stickoxide (NOx) und Kohlenwasserstoff (HC), die in dem Abgas enthalten sind, zu beseitigen, um die Abgasemissionen zu verbessern. Insbesondere im Falle eines Dieselmotors ist es wichtig, neben Stickoxiden und Kohlenwasserstoff sogenannte Feststoffe (PM) wie Ruß und SOF (Soluble Organic Fraction) zu verringern.In an internal combustion engine used in a motor vehicle or the like is installed, it is necessary to use harmful exhaust gas components such as Nitrogen oxides (NOx) and hydrocarbon (HC) contained in the exhaust gas are to eliminate, to improve the exhaust emissions. Especially in the case of a diesel engine, it is important, in addition to nitrogen oxides and Hydrocarbon solids (PM) such as soot and SOF (Soluble Organic Fraction).
Um solche Anforderungen zu erfüllen, wurde in der Vergangenheit ein „exhaust gas purifier for an internal combustion engine" (Abgasreiniger für eine Brennkraftmaschine), wie er in dem japanischen Patent Nr. 2722987 beschrieben ist, vorgeschlagen. Der in dem Patent beschriebene Abgasreiniger für eine Brennkraftmaschine umfasst einen Partikelfilter zum Sammeln von Feststoffen im Abgas in einer Abgasleitungsstrecke einer Brennkraftmaschine und ist mit einem Absorptionsmittel ausgestattet, welches NOx im Abgas absorbiert, wenn ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases mager ist, und emittiert und reduziert absorbiertes NOx, wenn eine Sauerstoffkonzentration im Abgas niedrig ist, und ein Absorptionsmittel existiert, das an einer Stelle angeordnet ist, wo das NOx-Absorptionsmittel Wärme zu und von dem Partikelfilter transferieren kann.Around to meet such requirements In the past, an "exhaust gas purifier for an internal combustion engine "(exhaust gas cleaner for an internal combustion engine), as described in Japanese Patent No. 2722987. The exhaust gas purifier for an internal combustion engine described in the patent comprises a particulate filter for collecting solids in the exhaust gas in one Exhaust pipe line of an internal combustion engine and is equipped with a Equipped absorbent, which absorbs NOx in the exhaust gas, if an air-fuel ratio of the Exhaust gas is lean, emitting and reducing absorbed NOx, when an oxygen concentration in the exhaust gas is low, and a Absorbent exists which is located in one place where the NOx absorbent Heat too and transfer from the particulate filter.
Bei einer solchen Konfiguration bewirkt der Abgasreiniger für eine Brennkraftmaschine, dass die Temperatur des Partikelfilters ansteigt, wobei die wärme verwendet wird, die erzeugt wird, wenn ein Reduktionsmittel an dem NOx-Absorptionsmittel verbrennt, um dadurch die in dem Partikelfilter gesammelten Feststoffe zu verbrennen und zu entfernen.at such configuration causes the exhaust gas cleaner for an internal combustion engine, that the temperature of the particulate filter increases, using the heat which is generated when a reducing agent on the NOx absorbent burns to thereby collect the solids collected in the particulate filter to burn and remove.
Andererseits, wenn ein Partikelfilter verwendet wird, wird ein Abgaskanal in dem Partikelfilter durch Konzentration einer als Asche bezeichneten Verbindung blockiert, so dass ein Druckverlust des Abgases ansteigt.On the other hand, When a particulate filter is used, an exhaust passage in the Particulate filter by concentration of a compound called ash blocked, so that a pressure drop of the exhaust gas increases.
Obwohl ein Mechanismus zur Erzeugung von Asche noch nicht geklärt ist, wird angenommen, dass sich verschiedene Additive und Verunreinigungen, die im Benzin und Schmieröl einer Brennkraftmaschine enthalten sind, in einer Brennkammer der Brennkraftmaschine oder auf dem Partikelfilter miteinander verbinden, um dadurch verschiedene Verbindungen zu bilden, die sich auf dem Partikelfilter konzentrieren, um Asche zu bilden.Even though a mechanism for the production of ashes is not yet clarified, It is assumed that various additives and impurities, those in gasoline and lubricating oil an internal combustion engine are contained in a combustion chamber of the internal combustion engine or on the particulate filter to thereby different Form compounds that concentrate on the particulate filter, to form ashes.
Zum Beispiel sind Bestandteile wie Schwefel (S), Phosphor (P), Kalzim (Ca) und Magnesium (Mg) im Benzin und Schmieröl einer Brennkraftmaschine enthalten, und Bestandteile, die in blow-by gas (Schmieröl) enthalten sind, und Bestandteile, die in der Luft-Kraftstoff-Mischung enthalten sind, verbinden sich in einer Brennkammer, so dass Verbindungen wie Calciumsulfat (CaSO4), Calciumphosphat (Ca3PO4)2) und Magnesiumsulfat (MgSO4) gebildet werden, die zusammen mit Festkörpern auf einem Partikelfilter gesammelt werden, um Asche zu konzentrieren.To the Examples are components such as sulfur (S), phosphorus (P), calcite (Ca) and magnesium (Mg) contained in the gasoline and lubricating oil of an internal combustion engine, and components contained in blow-by gas and components, in the air-fuel mixture are contained, join in a combustion chamber, making connections such as calcium sulfate (CaSO4), calcium phosphate (Ca3PO4) 2) and magnesium sulfate (MgSO4) are formed together with solids on a particle filter be collected to concentrate ash.
Ferner, da Schwefel (S) die Eigenschaft besitzt, leicht von Ruß absorbiert zu werden, verbindet sich in einem Partikelfilter absorbierter Schwefel (S) zusammen mit Ruß mit Calcium (Ca) und Magnesium (Mg) im Abgas, so dass Verbindungen wie Calciumsulfat (CaSO4) und Magnesiumsulfat (MgSO4) gebildet werden, die als Asche anreichern.Further, since sulfur (S) possesses the property, easily absorbed by soot to become, combines absorbed in a particulate filter sulfur (S) together with soot with Calcium (Ca) and magnesium (Mg) in the exhaust gas, making connections like Calcium sulfate (CaSO4) and magnesium sulfate (MgSO4) are formed, which accumulate as ashes.
Um
dieses Problem zu lösen
offenbart die
Auf diese Weise wird das Sammelmaterial mit dem Metall mit gleich hoher oder niedrigerer Elektronegativität, vorzugsweise ein Metall mit einer Elektronegativität, die niedriger als diejenige der vorbestimmten Komponente ist und eine starke Ionisierungsneigung aufweist, als eine vorbestimmte, in dem Schmieröl enthaltene Komponente geladen. Daraus folgt, dass die Bildung der Asche unterdrückt wird, da sich eine Komponente, die verbunden werden soll, eher mit dem Metall als mit der vorbestimmten Komponente verbindet.On This way, the collecting material with the metal with the same high or lower electronegativity, preferably a metal with an electronegativity, which is lower than that of the predetermined component and has a strong ionization tendency, as a predetermined, in the lubricating oil loaded component loaded. It follows that the formation of the Ash is suppressed, because a component that is to be connected, rather with the Metal as connecting to the predetermined component.
Es wurde jedoch gefunden, dass es schwierig ist, selbst wenn das Sammelmaterial verwendet wird, ein Verstopfen eines Partikelfilters durch Calciumphosphat (Ca3(PO4)2) als eine Aschekomponente zu verhindern.However, it has been found that it is difficult to prevent clogging of a particulate filter by calcium phosphate (Ca 3 (PO 4 ) 2 ) as an ash component even when the collecting material is used.
Dies ist so, weil, obwohl sich Phosphor P und Schwefel S normalerweise nicht miteinander verbinden, Calcium Ca, das sich am leichtesten mit Phosphor P verbindet, wie oben beschrieben als Calciumsulfat (CaSO4) enthalten ist, wodurch sich Phosphor P und Schwefel S in dem Partikelfilter anreichern, so dass sie darin gesammelt werden. Dann tritt eine Verstopfung des Partikelfilters durch Calciumphosphat (Ca3(PO4)2) ein.This is because, although phosphorus P and sulfur S do not normally combine with each other, calcium Ca, which most easily binds to phosphorus P, is contained as calcium sulfate (CaSO 4 ) as described above, resulting in phosphorus P and sulfur S accumulate in the particulate filter, so that they are collected in it. Then, a blockage of the particulate filter by calcium phosphate (Ca 3 (PO 4 ) 2 ) occurs.
Insbesondere, wenn ein Fahrzeug kontinuierlich in einem Bereich fährt, in dem die Temperatur des Abgases hoch wird, wird ein nadelförmiges Kristall aus Calciumphosphat (Ca3(PO4)2) auf einer Oberfläche eines Partikelfilters gebildet, das mit einem Edelmetall wie Platin (Pt) beladen ist und eine katalytische Funktion besitzt, wobei zwischen gereinigten Stoffen und dem Edelmetall ein Raum erzeugt wird, und die katalytische Funktion kann um die Hälfte gesunken sein, oder die Lebensdauer eines Katalysators kann verkürzt sein.In particular, when a vehicle is continuously running in a region where the temperature of the exhaust gas becomes high, a needle-shaped crystal of calcium phosphate (Ca 3 (PO 4 ) 2 ) is formed on a surface of a particulate filter filled with a noble metal such as platinum (Pt ) and has a catalytic function whereby a space is created between purified matter and the noble metal, and the catalytic function may be reduced by half, or the life of a catalyst may be shortened.
Das US-Patent 4,934,142 offenbart einen Abgasreiniger mit einem ersten Filter zum Entfernen von Partikeln, die in dem Abgas enthalten sind, und einem zweiten Filter, der strömungsabwärts des ersten Filters angeordnet ist, zum Entfernen von offensiven, Duftkomponenten. Der erste Filter ist erwähnt, um Partikel und katalytische Toxine wie Teer, Schwefel und Phosphor zu filtern, die in dem Abgas enthalten sind.The U.S. Patent 4,934,142 discloses an exhaust gas purifier having a first one Filter for removing particles contained in the exhaust gas and a second filter disposed downstream of the first filter is to remove offensive, fragrance components. The first filter is mentioned to Particles and catalytic toxins such as tar, sulfur and phosphorus to filter, which are contained in the exhaust gas.
Ferner
offenbart die
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNGBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION
Ausgehend
von dem aus der
Diese Aufgabe wird durch einen Abgasreiniger nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.These Task is solved by an exhaust gas cleaner according to claim 1. preferred embodiments are in the dependent claims Are defined.
Der Abgasreiniger für eine Brennkraftmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Partikelfilter, das ein Sammelmaterial aufweist, das Feststoffe sammelt, die in dem von der Brennkraftmaschine ausgestoßenen Abgas enthalten sind, und einen Aschefilter, das Phosphor (P) absorbiert, der im Abgas enthalten ist, und das strömungsaufwärts des Sammelmaterials in einer Abgasleitung enthalten ist, die sich zwischen der Brennkraftmaschine und dem Partikelfilter erstreckt.Of the Exhaust gas cleaner for an internal combustion engine according to the present invention The invention includes a particulate filter comprising a collection material that Collects solids that are in the exhaust gas emitted by the internal combustion engine and an ash filter that absorbs phosphorus (P), the contained in the exhaust gas, and the upstream of the collecting material in an exhaust pipe is included, located between the internal combustion engine and the particulate filter.
In dem wie oben beschrieben aufgebauten Abgasreiniger sammelt das Sammelmaterial Feststoffe, die in dem Abgas enthalten sind, das von der Brennkraftmaschine ausgestoßen wird. Die Bezeichnung des Sammelmaterials kann hier zum Beispiel ein gewöhnliches DPF (Diesel Particulate Filter) zum Sammeln von Feststoffen oder ein DPF sein, das mit einer katalytischen Substanz wie etwa einem NOx-Absorptionsmittel beladen ist.In The exhaust gas cleaner constructed as described above collects the collecting material Solids contained in the exhaust gas from the internal combustion engine pushed out becomes. The name of the generic material can here, for example, a ordinary DPF (Diesel Particulate Filter) for collecting solids or a DPF containing a catalytic substance such as a NOx absorbent loaded.
Darüber hinaus ist es wahrscheinlich, das ursprünglich im Benzin und/oder Schmieröl der Brennkraftmaschine enthaltene Komponenten in dem Abgas existieren. Daher besteht die Möglichkeit, dass sich eine gegebene Komponente dieser Komponenten mit einer weiteren Komponente auf dem Sammelmaterial verbindet (nachfolgend als verbundene Komponente bezeichnet), so dass Asche gebildet wird. Jedoch kann die Bildung von Asche durch das Sammelmaterial, das sich strömungsabwärts des Aschefilters befindet, eingeschränkt werden, wenn das Aschefilter strömungsaufwärts des Sammelmaterials angeordnet ist, da das Phosphor (P) von dem Aschefilter absorbiert wird.Furthermore it's probably that originally in gasoline and / or lubricating oil components contained in the exhaust gas exist. Therefore, there is a possibility that a given component of these components with a further component on the collecting material connects (hereinafter as connected component), so that ash is formed. However, the formation of ashes by the collecting material, the downstream of the ash filter is restricted when the ash filter is upstream of the Collective material is arranged, since the phosphorus (P) of the ash filter is absorbed.
Dieses Aschefilter kann mit einem unedlen Metall mit starker Ionisierungsneigung beladen werden. Auf diese Wiese wird es möglich, Phosphor (P) in der Form von Calciumphosphat (Ca3(PO4)2) kontinuierlich zu absorbieren.This ash filter can be loaded with a base metal with strong ionization tendency. In this way, it becomes possible to continuously absorb phosphorus (P) in the form of calcium phosphate (Ca 3 (PO 4 ) 2 ).
Die Bezeichnung unedlen Metall bedeutet hier ein Metall mit einer Elektronegativität wie die von Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Cäsium (Cs), Francium (Fr), Beryllium (Be), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Strontium (Sr), Barium (Ba), Radium (Ra) und Lanthan (La), vorzugsweise ein Metall mit einer Elektronegativiät, die niedriger als diejenige der vorbestimmten Komponente ist, und das eine starke Ionisierungsneigung besitzt. Da sich Phosphos kontinuierlich mit diesen Metallen verbindet, wird die Bildung von Asche durch Calciumphosphat (Ca3(PO4)2) in dem Sammelmaterial strömungsabwärts des Aschefilters unterdrückt.The term base metal here means a metal with an electronegativity such as that of lithium (Li), sodium (Na), potassium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs), francium (Fr), beryllium (Be), magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr), barium (Ba), radium (Ra) and lanthanum (La), preferably a metal having an electronegativity lower than that of the predetermined component, and having a strong ionization tendency has. As phosphos continuously combines with these metals, the formation of ashes by calcium phosphate (Ca 3 (PO 4 ) 2 ) in the collecting material downstream of the ash filter is suppressed.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, das Sammelmaterial mit einem Metall zu beladen, das eine Elektronegativität besitzt, die gleich groß oder kleiner als diejenige einer vorbestimmten Komponente ist, die im Benzin oder im Schmieröl der Brennkraftmaschine enthalten ist. Auf diese Weise ist es möglich, die Anreicherung auf dem Sammelmaterial als Asche einzuschränken, welche aus einer Verbindung wie Calciumsulfat (CaSO4) und Magnesiumsulfat (MgSO4) besteht, bei der Schwefel (S) mit Calcium (Ca) und Magnesium (Mg) im Abgas verbunden ist.Furthermore it is advantageous to load the collecting material with a metal, that's an electronegativity owns the same size or smaller than that of a predetermined component which is in the Gasoline or in the lubricating oil the internal combustion engine is included. In this way it is possible the Enrichment on the collection material as an ash restrict, which from a compound such as calcium sulfate (CaSO4) and magnesium sulfate (MgSO4) consists of sulfur (S) with calcium (Ca) and magnesium (Mg) is connected in the exhaust.
Ferner, ist es vorteilhaft, das zu beladende Metall so auszuwählen, dass diese Verbindungen unter den gleichen Bedingungen wie die Reinigungsbedingungen von Feststoffen gespalten und entfernt werden.Further, it is advantageous to select the metal to be loaded so that these compounds under the same conditions as the cleaning conditions split and removed from solids.
Zusätzlich kann das Aschefilter mit einer Oxidationsfunktion ausgestattet sein. Wenn die Oxidationsfunktion vorhanden ist, wird es einfach, Phosphor zu filtern, da die Anreicherung von Calciumphosphat (Ca3(PO4)2), das gebildet wird, indem sich Phosphor und Calcium miteinander verbinden, erleichtert ist.In addition, the ash filter can be equipped with an oxidation function. When the oxidation function is present, it becomes easy to filter phosphorus because the accumulation of calcium phosphate (Ca 3 (PO 4 ) 2 ) formed by linking phosphorus and calcium together is facilitated.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, um zu verhindern, dass sich in den Abgasen enthaltener Phosphor mit Calcium verbindet und sich auf einem Sammelmaterial anreichert und so Asche bildet, ein mit einem unedlen Metall, das eine Elektronegativität aufweist, die die Kombination des Metalls mit Phosphor erleichtern würde, beladenes Aschefilter in einer Vorstufe dieses Sammelmaterials bereitgestellt, so dass Phosphor von diesem Aschefilter absorbiert wird. Daher ist es möglich, die Bildung von Asche durch Calciumphosphat (Ca3(PO4)2) in dem Sammelmaterial zu unterdrücken.According to the present invention, in order to prevent phosphorus contained in the exhaust gases from combining with calcium and accumulating on a collecting material to form ashes, one with a base metal having electronegativity facilitates the combination of the metal with phosphorus would provide charged ash filter in a preliminary stage of this bulk material so that phosphorus is absorbed by this ash filter. Therefore, it is possible to suppress the formation of ashes by calcium phosphate (Ca 3 (PO 4 ) 2 ) in the collecting material.
Weitere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, in denen gleiche Bezugszeichen die gleichen oder ähnliche Teile in allen Figuren bezeichnen.Further Objects and advantages of the present invention will become apparent from the following Description in conjunction with the accompanying drawings, in which like reference numerals designate the same or similar Designate parts in all figures.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENSHORT DESCRIPTION THE DRAWINGS
In den beigefügten Zeichnungen ist:In the attached Drawings is:
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
Im Folgenden ist ein Abgasreiniger gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In dieser Beschreibung ist eine Ausführungsform beschrieben, in der der Abgasreiniger gemäß der vorliegenden Erfindung auf einen Dieselmotor für ein Fahrzeug angewendet wird.in the The following is an exhaust gas cleaner according to the present invention described with reference to the drawings. In this description is an embodiment described in which the exhaust gas cleaner according to the present invention on a diesel engine for a vehicle is applied.
Bezugsnehmend
auf
Andererseits
ist der Auslasskanal
Der
Auspuffkrümmer
Andererseits
ist jedes Einspritzventil
Eine
elektronische Regelungseinheit
Darüber hinaus
ist ein Belastungssensor
Aufbau des AbgasreinigersConstruction of the exhaust gas cleaner
Wie
in
Darüber hinaus
ist ein Abgasschaltventil
Darüber hinaus
sind Aschefilter
Das unedle Metall in diesem Kontext umfasst zum Beispiel entweder Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Cäsium (Cs), Francium (Fr), Beryllium (Be), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Strontium (Sr), Barium (Ba), Radium (Ra) oder Lanthan (La) oder eine Kombination aus zwei oder mehreren dieser Elemente.The Base metal in this context includes, for example, either lithium (Li), Sodium (Na), Potassium (K), Rubidium (Rb), Cesium (Cs), Francium (Fr), Beryllium (Be), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Strontium (Sr), Barium (Ba), Radium (Ra) or lanthanum (La) or a combination of two or several of these elements.
Darüber hinaus
ist eine Kraftstoffzuführdüse
Hier
ist das Gehäuse
Andererseits
wird der Aktor
Wenn
sich der Ventilkörper
in der Vorwärtsströmungsrichtung
befindet, die durch eine durchgezogene Linie in
Wenn
sich der Ventilkörper
in der Rückströmungsrichtung
befindet, die durch eine gestrichelte Linie in
Wenn
sich der Ventilkörper
in der neutralen Position befindet, die parallel zu der Achse der
Abgasleitung
Ein
Umschalten zwischen der Vorwärtsströmung und
der Rückwärtsströmung wird
durch Schalten des Ventilkörpers
wiederholt, wodurch sich Partikel wie etwa Ruß in dem Basismaterial des
Filters
Aufbau des AschefiltersStructure of the ash filter
Obwohl
eine Form und ein Aufbau von jedem der Aschefilter
Zum
Beispiel können
die Aschefilter
Im
Abgas enthaltener Phosphor (P) wird in den Aschefiltern
Daher
ist die Bildung von Asche aus Calcium-Phosphat, was eine Verbindung
zwischen Phosphor (P) und Calcium (Ca) ist, in dem strömungsabwärts der
Aschefilter
Alternativ
können
die Aschefilter
Aufbau des FiltersStructure of the filter
Das
Partikelfilter
Bei
der Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung sind Lagen einer Trägers,
der zum Beispiel aus Aluminium hergestellt ist, auf Umfangswandoberflächen jeder
Abgaseinströmungs-Leitungsstrecke
Platin (Pt) kann als der Edelmetallkatalysator verwendet werden. Darüber hinaus kann der Aktivsauerstoff-Abgeber/Aufnehmer aus wenigstens einem Metall gebildet sein, das ausgewählt ist aus: einem Alkalimetall wie etwa Kalium (K), Natrium (Na), Lithium (Li), Cäsium (Cs) und Rubidium (Rb), einem Erdalkalimetall wie etwa Barium (Ba), Calcium (Ca) und Strontium (Sr), einem Seltenerdme tall wie etwa Lanthan (La), Yttrium (Y) und einem Übergangsmetall wie etwa Cer (Ce).platinum (Pt) can be used as the noble metal catalyst. Furthermore can be the active oxygen delivery / pickup be formed of at least one metal which is selected of: an alkali metal such as potassium (K), sodium (Na), lithium (Li), cesium (Cs) and rubidium (Rb), an alkaline earth metal such as barium (Ba), Calcium (Ca) and strontium (Sr), a rare earth metal such as lanthanum (La), yttrium (Y) and a transition metal such as cerium (Ce).
Darüber hinaus ändert sich
eine Valenzzahl des Übergangsmetalls
(Sauerstoffabsorptionsagens) wie etwa Cer (Cr) in Abhängigkeit
von der Sauerstoffkonzentration. Somit wird Aktivsauerstoff in großen Mengen
durch wiederholte Änderung
der Sauerstoffkonzentration wie folgt abgegeben/aufgenommen.
Darüber hinaus wird als Aktivsauerstoff-Abgeber/Aufnehmer vorzugsweise ein Alkalimetall oder ein Erdalkalimetall mit höherer Ionisierungsneigung als diejenige von Calcium (Ca) verwendet, das heißt Kalium (K), Lithium (Li), Cäsium (Cs), Rubidium (Rb), Barium (Ba) und Strontium (Sr).Furthermore is called active oxygen delivery / pickup preferably an alkali metal or an alkaline earth metal having a higher ionization tendency than that of calcium (Ca) used, that is potassium (K), lithium (Li), cesium (Cs), rubidium (Rb), barium (Ba) and strontium (Sr).
In dieser Ausführungsform ist der Fall beschrieben, in dem ein Träger aus zum Beispiel aus Aluminium oder dergleichen mit Platin (Pt) als Edelmetallkatalysator und Kalium (K) als Aktivsauerstoff-Abgeber/Aufnehmer beladen wird.In this embodiment the case is described in which a carrier made of, for example, aluminum or the like with platinum (Pt) as a noble metal catalyst and potassium (K) is loaded as active oxygen donor / transducer.
Kontinuierliche Oxidationsbehandlung von Partikeln durch das FilterContinuous oxidation treatment of particles through the filter
Als
nächstes
ist ein Vorgang zum Entfernen von Partikeln aus Abgasen durch das
Partikelfilter
In
einer Brennkraftmaschine mit Kompressionszündung wie sie in
Wie
oben beschrieben, lagert sich, wenn die Abgase in die Abgaseinströmungs-Leitungsstrecke
Andererseits
ist, wie oben beschrieben ist, auch Schwefeldioxid (SO2)
in den Abgasen enthalten, und dieses Schwefeldioxid (SO2)
wird durch den gleichen Mechanismus wie der der Absorption von Stickstoffdioxid
(NO2) ebenfalls in dem Aktivsauerstoff-Abgeber/Aufnehmer
Anschließend wird
ein Teil des erzeugten (SO3) in dem Aktivsauerstoff-Abgeber/Aufnehmer
Andererseits
werden in der Brennkammer
Wenn
sich die Partikel
Darüber hinaus
hat es den Anschein, als würde
Aktivsauerstoff auch in einem Reaktionsprozess mit Sauerstoff erzeugt
und das Partikel
Wie
oben beschrieben, reagiert NO in den Abgasen mit O2 – oder
O2– auf
der Oberfläche
von Platin zu NO2 (2NO + O2 → 2NO2). Anschließend wandelt sich ein Teil
des erzeugten (NO2) in (NO3)
um und wird in dem Aktivsauerstoff-Abgeber/Aufnehmer
Ein
Teil des NO2 wird durch einen Katalysator dissoziiert
und gibt Aktivsauerstoff ab. Das heißt, das NO2 wiederholt
die Oxidation und die Dissoziation derart, dass Aktivsauerstoff
frei wird:
Andererseits
wird an dieser Stelle Kaliumsulfat (K2SO4), das in dem Aktivsauerstoff-Abgeber/Aufnehmer
Der
Sauerstoff (O), der sich zu der Kontaktoberfläche zwischen dem Partikel
Wenn
Partikel, die sich an dem Partikelfilter
Im
Gegensatz dazu wird in der vorliegenden Erfindung das Partikel
Darüber hinaus
wird der Partikelentfernungsvorgang durch Oxidation von Partikeln
bei einer äußerst niedrigen
Temperatur ausgeführt.
Daher steigt die Temperatur des Partikelfilters
Da
sich Partikel kaum auf dem Partikelfilter
Im übrigen wird
das Verstopfen hauptsächlich
durch Calciumsulfat (CaSO4) verursacht.
Das heißt,
Kraftstoff und Schmieröl
enthalten Calcium (Ca). Daher ist Calcium (Ca) in den Abgasen enthalten.
Wenn SO3 vorhanden ist, erzeugt Calcium
(Ca) Calciumsulfat (CaSO4). Calciumsulfat
(CaSO4) ist stabil und wird nicht thermisch
dissoziiert, selbst wenn es erhitzt wird. Daher wird das Verstopfen
hervorgerufen, wenn Calciumsulfat (CaSO4)
erzeugt wird und die Poren des Partikelfilters
In
diesem Fall jedoch verbindet sich in dem Aktivsauerstoff-Abgeber/Aufnehmer
Ferner,
da Kaliumsulfat (K2SO4),
das statt Asche auf dem Partikelfilter
Im übrigen ist
es in der Praxis nahezu unmöglich,
die Menge M an ausgestoßenen
Partikeln in allen Betriebszuständen
soweit zu reduzieren, dass sie geringer als eine Menge G von Partikeln
ist, die oxidiert und entfernt werden können. Zum Beispiel ist die
Temperatur des Partikelfilters
Auf
diese Weise ist die Menge M ausgestoßener Partikel soweit erhöht, dass
sie größer als
die Menge G von Partikeln ist, die oxidiert und entfernt werden
können,
und in einigen Fällen
können
sich Partikel auf dem Partikelfilter
Um
die Partikel, die sich auf dem Partikelfilter
Auf
diese Weise können
Partikel, wenn sich die Partikel, die nicht oxidiert wurden, auf
dem Partikelfilter
Ferner,
wenn sich Partikel auf dem Partikelfilter
Weitere AusführungsformenFurther embodiments
Obwohl in der oben genannten Ausführungsform ein Sammelmaterial als ein Material beschrieben ist, das in der Lage ist, NOx zu beseitigen und Partikel zu oxidieren, ist es nicht auf das oben genannte Material begrenzt, und jedes Material kann verwendet werden, solange es ein Filter zum Sammeln von Feststoffen wie Ruß und unverbrannten Kraftstoffkomponenten in den Abgasen ist.Although in the above-mentioned embodiment, a collecting material is described as a material capable of eliminating NO x and oxidizing particles, it is not limited to the above-mentioned material, and any material may be used as long as it is a filter for collecting solids such as soot and unburned fuel components in the exhaust gases.
Ferner kann strömungsaufwärts eines Abgassystems ein Blindumwandler oder dergleichen zusätzlich vorgesehen sein, um dadurch Phosphor auszufiltern, wobei die Eigenschaft ausgenutzt wird, dass Phosphor dazu neigt, an einer Stelle absorbiert zu werden, wo eine Strömung des Abgases gestört wird, oder in einem ersten Element.Further can be upstream of one Exhaust system a blind converter or the like additionally provided be to thereby filter out phosphorus, taking advantage of the property is that phosphorus tends to be absorbed in one place, where a flow the exhaust gas is disturbed, or in a first element.
Ferner, obwohl in dieser Ausführungsform ein Dieselmotor als ein Beispiel für eine Verbrennungsmaschine beschrieben ist, auf die der Abgasreiniger gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet ist, ist es unnötig zu erwähnen, dass der Abgasreiniger auf einen Benzinmotor angewendet werden kann.Further, although in this embodiment a Diesel engine as an example of an internal combustion engine is described, to which the exhaust gas cleaner according to the present Invention is applied, it is unnecessary to mention that the exhaust gas cleaner can be applied to a gasoline engine.
Da im Falle eines Benzinmotors eine in dem Kraftstoff enthaltene Schwefel (S) – Komponente in einer geringeren Menge, eine Phosphor (P) – Komponente jedoch in einer größeren Menge im Vergleich zu jenen im Falle eines Dieselmotors vorliegt, neigen Calcium (Ca) und die Phosphor (P) – Komponente dazu, sich miteinander zu verbinden, so dass auf einem Partikelfilter Calciumphosphat (Ca3(PO4)2) gebildet wird.However, in the case of a gasoline engine, since a sulfur (S) component contained in the fuel is in a smaller amount, a phosphorus (P) component is in a larger amount compared to those in a diesel engine, calcium (Ca) and Phosphorus (P) - component to connect with each other, so that calcium phosphate (Ca 3 (PO 4 ) 2 ) is formed on a particulate filter.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, wie oben beschrieben, ein Aschefilter, der strömungsaufwärts des Partikelfilters angeordnet ist, mit einem Metall mit ei ner Elektronegativität die gleich groß wie oder kleiner als diejenige von Calcium (Ca) ist, und einer starken Ionisierungsneigung (z. B. Kalium (K)) beladen, wodurch eine Verbindung von Kalium (K) oder dergleichen mit der Phosphor (P) – Komponente gegenüber einer Verbindung von Calcium (Ca) mit der Phosphor (P) – Komponente bevorzugt ist, so dass die Bildung von (Ca3(PO4)2) underdrückt wird. Daher ist der Abgasreiniger gemäß der vorliegenden Erfindung äußerst wirksam bei der Verwendung in einem Benzinmotor.According to the present invention, as described above, an ash filter disposed upstream of the particulate filter is combined with a metal having an electronegativity equal to or smaller than that of calcium (Ca) and a strong ionization tendency (e.g. Potassium (K)), whereby a compound of potassium (K) or the like with the phosphorus (P) component is preferred over a compound of calcium (Ca) with the phosphorus (P) component, so that the formation of (Ca 3 (PO 4 ) 2 ) is suppressed. Therefore, the exhaust gas cleaner according to the present invention is extremely effective for use in a gasoline engine.
Der Abgasreiniger für eine Verbrennungsmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst oberhalb eines Sammelmaterials einen Aschefilter, der mit einem unedlen Metall beladen ist, eine zu verbindende Komponente, die Asche bildet, wenn sie eine Verbindung mit einer vorbestimmten Komponente eingeht, geht bevorzugt eine Verbindung mit dem Metall ein, im Vergleich zu der vorbestimmten Komponente. Somit wird die Bildung von Asche unterdrückt.The exhaust gas purifier for an internal combustion engine according to the present invention comprises, above a collecting material, an ash filter loaded with a base metal, a component to be joined forming ashes, when formed into a compound having a predetermined component, is preferably bonded to the metal one, compared to the predetermined one Component. Thus, the formation of ashes is suppressed.
Daher wird es gemäß der vorliegenden Erfindung in dem Abgasreiniger, der mit dem Sammelmaterial zum Sammeln von Feststoffen in dem Abgas ausgestattet ist, möglich, die Bildung von Asche zu unterdrücken, so dass verhindert wird, dass das Sammelmaterial durch Asche blockiert wird, und es kann verhindert werden, dass eine Funktion des Sammelmaterials zerstört wird.Therefore it will be according to the present Invention in the exhaust gas cleaner, with the collecting material for collecting of solids in the exhaust gas is possible, the formation of ashes to suppress, so as to prevent the collecting material from being blocked by ash is, and it can be prevented that a function of the generic material destroyed becomes.
Es wird somit betrachtet, dass ein Abgasreiniger für eine Verbrennungsmaschine bereitgestellt wird. Ein Fachmann wird erkennen, dass die vorliegende Erfindung durch andere als die bevorzugten Ausführungsformen ausgeführt werden kann, welche zum Zweck der Darstellung und nicht einschränkend dargestellt sind, und die vorliegende Er findung ist nur durch die nachfolgenden Ansprüche begrenzt.It Thus, it is considered that an exhaust gas cleaner for an internal combustion engine provided. One skilled in the art will recognize that the present invention Invention be carried out by other than the preferred embodiments may, which are presented for purposes of illustration and not limitation are, and the present invention is only by the following claims limited.
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