NL1017670C1 - Verbrandingsmotor met uitlaat, alsmede werkwijze voor het afvoeren van uitlaatgassen. - Google Patents

Description

I ,

VERBRANDINGSMOTOR MET UITLAAT, ALSMEDE WERKWIJZE VOOR 5 HET AFVOEREN VAN UITLAATGASSEN

De uitvinding heeft betrekking op een verbrandingsmotor voorzien van een uitlaat voor het afvoeren van uitlaatgassen, welke uitlaat is voorzien van een 10 roetfilter.

De vrachtauto- en autobusindustrie verricht grote inspanningen om de uitstoot van roetdeeltjes alsmede koolmonoxidegassen die vrijkomen bij het 15 verbrandingsproces van met name dieselmotoren te beperken. Daartoe wordt een roetfilter in de uitlaat van de motor aangebracht, welke gewoonlijk een katalisator en een deeltjesfilter omvat. Omdat het roetfilter na enige tijd vol zou raken en zijn werking verliezen, is 20 het van belang dat het filter regelmatig, danwel voortdurend, wordt gereinigd.

Bij normaal gebruik van de motor, dat wil zeggen langere ritten met een redelijk zware belasting, bereiken de 25 uitlaatgassen een temperatuur die hoger is dan 300 °C.

Boven deze temperatuur verbranden de koolstofdeeltjes in het filter, zodat deze vanzelf wordt gereinigd. Dit verschijnsel wordt ook wel regeneratie genoemd. Indien echter de motor minder zwaar wordt belast, of veel voor 30 korte ritten wordt gebruikt, zoals bijvoorbeeld het geval is bij huisvuil-afvoerwagens, bereiken de uitlaatgassen deze temperatuur niet of niet vaak genoeg, waardoor het filter niet tijdig wordt gereinigd.

35 Een bekende oplossing hiervoor is het toepassen van een losneembaar filter, welke na enige tijd wordt verwisseld of tijdelijk verwijderd, waarbij het vuile filter in een oven op een temperatuur van ten minste 300 °C wordt gereinigd. Het nadeel van deze werkwijze is dat daarbij '1 0 1 7670« 2 menselijke handelingen moeten worden verricht, dat het filter na enige tijd minder effectief wordt, en indien het niet tijdig wordt verwisseld zijn werking zelfs geheel kan verliezen. Bovendien dient men over meerdere 5 filters te beschikken, om ze afwisselend te kunnen reinigen.

Doel van de uitvinding is een verbrandingsmotor voorzien van een uitlaat met roetfilter, welke op goedkope wijze 10 een betere filtereffectiviteit bezit, waarbij geen noodzaak aanwezig is om het filter uit te nemen om deze te regenereren, waarbij het filter doorlopend wordt gereinigd, en/of waarbij ook na koude starts of bij een lage belasting van de motor een goede filterwerking 15 wordt bewerkstelligd.

Daartoe is de uitlaat voorts voorzien van een verwarmingselement welke de uitlaatgassen kan verwarmen voordat deze het filter passeren. Bij voorkeur kan het 20 verwarmingselement de uitlaatgassen tot ten minste 250 °C verwarmen, bij voorkeur tot ten minste 300 °C, daar bij die temperatuur de koolstofdeeltjes en de koolmonoxide althans vrijwel volledig verbranden, zodat deze zich niet in het filter kunnen afzetten.

25

Bij voorkeur is het verwarmingselement een elektrisch verwarmingselement, welke bij voorkeur wordt gevoed door een generator welke is gekoppeld aan de verbrandingsmotor. Bij voorkeur wekt de generator een 30 spanning van ten minste 100 V op, meer bij voorkeur ten minste 300 V. Een geschikte generator is bijvoorbeeld een 380 V wisselstroomgenerator.

Bij voorkeur bevindt het verwarmingselement zich binnen 35 in de uitlaat, waarbij deze in direct contact met de uitlaatgassen staat. Een geschikt verwarmingselement is bijvoorbeeld een elektrische verwarmingsspiraal welke in de uitlaatpijp wordt aangebracht, zodanig dat de 1017670· 3 uitlaatgassen in direct contact komen met het verwarmingselement voordat ze door het filter worden gevoerd.

5 De uitvinding heeft tevens betrekking op een voertuig voorzien van een dergelijke verbrandingsmotor.

Voorts heeft de uitvinding betrekking op een uitlaat voor het afvoeren van uitlaatgassen van een 10 verbrandingsmotor, welke uitlaat is voorzien van een roetfilter, waarbij de uitlaat voorts is voorzien van een verwarmingselement welke de uitlaatgassen kan verwarmen voordat deze het filter passeren.

15 Ook heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze voor het afvoeren van uitlaatgassen van een verbrandingsmotor, waarbij de uitlaatgassen door een roetfilter worden gevoerd, waarbij de uitlaatgassen door een verwarmingselement worden verwarmd voordat deze door 20 het filter worden gevoerd.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van een in figuur 1 weergegeven uitvoeringsvoorbeeld.

25 Figuur 1 geeft schematisch een verbrandingsmotor weer.

De getoonde verbrandingsmotor 1 is een dieselmotor voor het aandrijven van bijvoorbeeld een vrachtauto of een autobus. De motor 1 is op gebruikelijke wijze verbonden met uitlaat 2, teneinde de uitlaatgassen die vrijkomen 30 in de motor 1 af te voeren. Met name bij de verbranding van diesel komen roetdeeltjes en koolmonoxide vrij, welke schadelijk zijn voor het milieu. Derhalve is in de uitlaat 2 een roetfilter 3 geplaatst, welke een deeltjesfilter en een katalysator omvat, waar de 35 uitlaatgassen gereinigd worden. Voor een optimale werking is het noodzakelijk dat de uitlaatgassen een temperatuur van ten minste ongeveer 300 °C hebben, bij 1017670« 4 welke temperatuur koolstofdeeltjes en koolmonoxide volledig verbranden tot het minder schadelijke kooldioxide, en waarmee voorkomen wordt dat het filter 3 door roetdeeltjes verstopt raakt.

r~

D

Omdat direct na een koude start van de motor deze temperatuur nog niet bereikt wordt, en het kan voorkomen dat bij een lage belasting van de motor 1 deze temperatuur nooit wordt bereikt, is in de uitlaat 2 10 tevens een elektrische verwarmingsspiraal 4 geplaatst, die de uitlaatgassen verwarmt voordat deze het filter 3 passeren. De verwarmingsspiraal 4 wordt gevoed door een 380 V wisselstroomgenerator 5, die wordt aangedreven door de motor 1. De verwarmingsspiraal 4 kan middels een 15 thermostaat 6 die is verbonden met een temperatuursensor 7 in de uitlaat 2 automatisch worden in- en uitgeschakeld als de temperatuur van de uitlaatgassen lager is dan 300 °C. Als eenvoudiger alternatief kan de spiraal 4 echter ook handmatig worden in- en 20 uitgeschakeld.

1017670«!

Claims (11)

1. Verbrandingsmotor voorzien van een uitlaat voor het afvoeren van uitlaatgassen, welke uitlaat is 5 voorzien van een roetfilter, met het kenmerk, dat de uitlaat voorts is voorzien van een verwarmingselement welke de uitlaatgassen kan verwarmen voordat deze het filter passeren.

2. Verbrandingsmotor volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de verbrandingsmotor een dieselmotor is voor een voertuig.

3. Verbrandingsmotor volgens conclusie 1 of 2, met het 15 kenmerk, dat het filter een katalisator omvat.

4. Verbrandingsmotor volgens een van de voorgaande conclusies 1-3, met het kenmerk, dat het verwarmingselement de uitlaatgassen tot ten minste 20 250 °C kan verwarmen, bij voorkeur tot ten minste 300 °C.

5. Verbrandingsmotor volgens een van de voorgaande conclusies 1-5, met het kenmerk, dat het 25 verwarmingselement een elektrisch verwarmingselement is.

6. Verbrandingsmotor volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het verwarmingselement wordt gevoed 30 door een generator welke is gekoppeld aan de verbrandingsmotor.

7. Verbrandingsmotor volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de generator een spanning van ten 35 minste 100 V opwekt, bij voorkeur ten minste 300 V.

8. Verbrandingsmotor volgens een van de voorgaande 1017670» conclusies 1-7, met het kenmerk, dat het verwarmingselement zich binnen in de uitlaat bevindt, waarbij deze in direct contact met de uitlaatgassen staat. 5

9. Voertuig voorzien van een verbrandingsmotor volgens een van de voorgaande conclusies.

10. Uitlaat voor het afvoeren van uitlaatgassen van een 10 verbrandingsmotor, welke uitlaat is voorzien van een roetfilter, met het kenmerk, dat de uitlaat voorts is voorzien van een verwarmingselement welke de uitlaatgassen kan verwarmen voordat deze het filter passeren. 15

11. Werkwijze voor het afvoeren van uitlaatgassen van een verbrandingsmotor, waarbij de uitlaatgassen door een roetfilter worden gevoerd, met het kenmerk, dat de uitlaatgassen door een 20 verwarmingselement worden verwarmd voordat deze door het filter worden gevoerd. f01767011