SE1450417A1 - Exhaust after-treatment arrangement and a motor vehicle comprising such an exhaust after-treatment arrangement - Google Patents

Exhaust after-treatment arrangement and a motor vehicle comprising such an exhaust after-treatment arrangement Download PDF

Info

Publication number
SE1450417A1
SE1450417A1 SE1450417A SE1450417A SE1450417A1 SE 1450417 A1 SE1450417 A1 SE 1450417A1 SE 1450417 A SE1450417 A SE 1450417A SE 1450417 A SE1450417 A SE 1450417A SE 1450417 A1 SE1450417 A1 SE 1450417A1
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
exhaust
heat transfer
treatment arrangement
exhaust gases
duct
Prior art date
Application number
SE1450417A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE537980C2 (en
Inventor
David Raymand
Daniel Hjortborg
Rickard Gunsjö
Original Assignee
Scania Cv Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Scania Cv Ab filed Critical Scania Cv Ab
Priority to SE1450417A priority Critical patent/SE537980C2/en
Priority to DE102015004425.7A priority patent/DE102015004425B4/en
Publication of SE1450417A1 publication Critical patent/SE1450417A1/en
Publication of SE537980C2 publication Critical patent/SE537980C2/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/0205Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust using heat exchangers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/033Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices
    • F01N3/035Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices with catalytic reactors, e.g. catalysed diesel particulate filters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066Selective catalytic reduction [SCR]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/02Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a heat exchanger
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2470/00Structure or shape of gas passages, pipes or tubes
    • F01N2470/24Concentric tubes or tubes being concentric to housing, e.g. telescopically assembled
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/10Adding substances to exhaust gases the substance being heated, e.g. by heating tank or supply line of the added substance
    • F01N2610/102Adding substances to exhaust gases the substance being heated, e.g. by heating tank or supply line of the added substance after addition to exhaust gases, e.g. by a passively or actively heated surface in the exhaust conduit
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

19 SAM MANDRAG Avgasefterbehandlingsarrangemang innefattande: - ett inlopp (11) för mottagning av avgaser från en förbrännings-motor, - ett nedströms inloppet anordnat partikelfilter (14), - en nedströms partikelfiltret anordnad blandningskanal (15), vil-ken är avgränsad i radiell riktning av en rörformig vägg (18), - en nedströms blandningskanalen anordnad SCR-katalysator(16), - ett insprutningsorgan (17) för insprutning av reduktionsmedel iblandningskanalen, och - en mellan inloppet och partikelfiltret anordnad värmeöverfö-ringskanal (13) som sträcker sig längs med utsidan av nämndarörformiga vägg för att medge överföring av värme från de genomvärmeöverföringskanalen strömmande avgaserna till den rörfor-miga väggen. Värmeöverföringskanalen är separerad från partikelfiltret så attde avgaser som strömmar in i avgasefterbehandlingsarrange-manget via inloppet är förhindrade att avge värme till partikelfilt-ret innan de passerat genom värmeöverföringskanalen.Uppfinningen avser även ett motorfordon försett med ett sådant avgasefterbehandlingsarrangemang. (Fi9 1) SUMMARY Exhaust after-treatment arrangement comprising: - an inlet (11) for receiving exhaust gases from an internal combustion engine, - a particulate filter (14) arranged downstream of the inlet, - a mixing channel (15) arranged downstream of the particulate filter, which is delimited in a radially delimited manner. of a tubular wall (18), - a SCR catalyst (16) arranged downstream of the mixing channel, - an injection means (17) for injecting the reducing agent into the mixing channel, and - a heat transfer channel (13) arranged between the inlet and the particle filter extending along with the outside of the tributary tubular wall to allow the transfer of heat from the exhaust gases flowing through the heat transfer channel to the tubular wall. The heat transfer duct is separated from the particulate filter so that exhaust gases flowing into the exhaust after-treatment arrangement via the inlet are prevented from emitting heat to the particulate filter before passing through the heat transfer duct. The invention also relates to a motor vehicle provided with such an exhaust after-treatment. (Fi9 1)

Description

satorn. Vid insprutningen av urea i avgaserna bildas ammoniak och det är denna ammoniak som utgör reduktionsämnet som bi- drar till den katalytiska omvandlingen i SCR-katalysatorn. Ammo- niaken ackumuleras i katalysatorn genom att adsorberas på ak- tiva säten i katalysatorn och i avgaserna förekommande NOX om- vandlas till kvävgas och vatten då det i katalysatorn bringas i kontakt med ackumulerad ammoniak på de aktiva sätena i kata- lysatorn. satorn. During the injection of urea into the exhaust gases, ammonia is formed and it is this ammonia that constitutes the reducing substance that contributes to the catalytic conversion in the SCR catalyst. The ammonia is accumulated in the catalyst by being adsorbed on active sites in the catalyst and NOX present in the exhaust gases is converted to nitrogen gas and water when it is brought into contact with the accumulated ammonia on the active sites in the catalyst in the catalyst.

När urea används som reduktionsmedel insprutas detta i avga- serna i form av en vätskeformig urealösning med hjälp av ett in- sprutningsorgan. insprutningen sker i en av avgaserna genom- strömmad kanal som är belägen uppströms SCR-katalysatorn. I den nedan följande beskrivningstexten och i de efterföljande pa- tentkraven används uttrycket ”blandningskanal” som benämning på denna kanal där reduktionsmedlet insprutas och blandas med avgaserna. lnsprutningsorganet innefattar ett munstycke via vil- ket urealösningen under tryck insprutas i blandningskanalen i fin- fördelad form som en spray. Under stora delar av en dieselmo- tors drifttillstånd har avgaserna en tillräckligt hög temperatur för att kunna förånga urealösningen så att ammoniak bildas. Det är dock svårt att undvika att en del av den tillförda urealösningen kommer i kontakt med och fastnar på blandningskanalens invän- diga väggyta i ett oförångat tillstånd. Om väggytans temperatur är lägre än cirka 190°C kan det på den av urealösning träffade väggytan bildas en film av urealösning som sedan dras med av avgasflödet. Efter att denna film har förflyttats en viss sträcka i avgasledningen kommer vattnet i urealösningen att koka bort un- der verkan av de heta avgaserna. Kvar blir fast urea som lång- samt förångas av värmen i avgasledningen. Om tillförseln av fast urea är större än förångningen sker en ansamling av fast urea i avgasledningen. Om skiktet av urea blir tillräckligt tjockt kommer urean och dess sönderdelningsprodukter att reagera med varandra till bildande av primitiva polymerer på ureabas, så kal- lade ureaklumpar. Sådana ureaklumpar kan med tiden blockera en avgasledning. Av denna anledning är det vid kallstart olämp- ligt att starta insprutningen av urea innan blandningskanalens väggytor hunnit uppvärmas av de passerande avgaserna till en temperatur av 190°C, vilket medför att den NOX-reducerande ak- tiviteten hos SCR-katalysatorn fördröjs vid kallstart. Hos exem- pelvis en lastbil dröjer det vid kallstart i normalfallet cirka 300- 500 sekunder innan blandningskanalens väggytor uppvärmts till den erfordrade temperaturen av cirka 190°C i det fall då dessa väggytor enbart värms av de genom blandningskanalen ström- mande avgaserna. För att åstadkomma en förbättrad avgasrening är det önskvärt att åstadkomma en snabbare uppvärmning av blandningskanalens väggytor vid kallstart för att på så sätt redu- cera fördröjningen av SCR-katalysatorns NOX-reducerande aktivi- WO 2012/050509 A1 US 2010/0212301 A1 är det tidigare känt att leda avgaserna på utsidan av blandningskanalens vägg innan avgaserna leds in i tet. Genom exempelvis och blandningskanalen, varigenom uppvärmningen av blandningska- nalens väggytor påskyndas vid kallstart.When urea is used as a reducing agent, it is injected into the exhaust gases in the form of a liquid urea solution by means of an injection means. the injection takes place in a duct flowing through the exhaust gases which is located upstream of the SCR catalyst. In the following description text and in the following patent claims, the term “mixing channel” is used as a term for this channel where the reducing agent is injected and mixed with the exhaust gases. The injection means comprises a nozzle via which the urea solution is injected under pressure into the mixing channel in finely divided form as a spray. During large parts of a diesel engine's operating condition, the exhaust gases have a sufficiently high temperature to be able to evaporate the urea solution so that ammonia is formed. However, it is difficult to avoid that part of the added urea solution comes into contact with and sticks to the inner wall surface of the mixing channel in an undisturbed state. If the temperature of the wall surface is lower than about 190 ° C, a film of ureal solution can be formed on the wall surface struck by the urea solution which is then drawn along by the exhaust gas flow. After this film has been moved a certain distance in the exhaust line, the water in the urea solution will boil away under the influence of the hot exhaust gases. Solid urea remains, which is slowly evaporated by the heat in the exhaust line. If the supply of solid urea is greater than the evaporation, a solid urea accumulates in the exhaust line. If the layer of urea becomes sufficiently thick, the urea and its decomposition products will react with each other to form primitive polymers on urea base, so-called urea lumps. Such lumps of urea can eventually block an exhaust line. For this reason, during cold start it is inappropriate to start the injection of urea before the wall surfaces of the mixing channel have had time to be heated by the passing exhaust gases to a temperature of 190 ° C, which means that the NOX-reducing activity of the SCR catalyst is delayed at cold start. In the case of a truck, for example, in cold start it normally takes about 300-500 seconds before the wall surfaces of the mixing duct are heated to the required temperature of about 190 ° C in the case where these wall surfaces are only heated by the exhaust gases flowing through the mixing duct. In order to achieve an improved exhaust gas purification, it is desirable to achieve a faster heating of the wall surfaces of the mixing channel during cold start, in order to reduce the delay of the SCR catalyst's NOX-reducing activity. WO 2012/050509 A1 US 2010/0212301 A1 is the former known to direct the exhaust gases on the outside of the wall of the mixing duct before the exhaust gases are led into the tea. Through, for example, and the mixing duct, whereby the heating of the wall surfaces of the mixing duct is accelerated during cold start.

Ett motorfordon som är försett med en SCR-katalysator har i re- SCR- katalysatorn och ofta även en oxidationskatalysator i avgasled- gel ett partikelfilter i avgasledningen uppströms ningen uppströms partikelfiltret. Oxidationskatalysatorn omvand- lar kolväten (HC) och kolmonooxid (CO) till koldioxid (C02). När partikelfiltret behöver regenereras, dvs befrias från däri avsatta partiklar, bringas oförbränt bränsle att medfölja avgaserna in i oxidationskatalysatorn, där bränslet oxideras under generering av en sådan temperaturökning hos avgaserna att en förbränning av de i partikelfiltret avsatta partiklarna kommer till stånd.A motor vehicle which is equipped with an SCR catalyst has a particle filter in the exhaust line upstream of the particle filter in the re-SCR catalyst and often also an oxidation catalyst in the exhaust duct. The oxidation catalyst converts hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO) to carbon dioxide (CO2). When the particulate filter needs to be regenerated, i.e. freed from particles deposited therein, unburned fuel is entrained to accompany the exhaust gases into the oxidation catalyst, where the fuel is oxidized while generating such a temperature increase of the exhaust gases that a combustion of the particles deposited in the particulate filter occurs.

Nämnda bränsle kan exempelvis insprutas i avgasledningen upp- ströms oxidationskatalysatorn med hjälp av en bränsleinsprut- ningsanordning. Som ett alternativ kan det oförbrända bränsle som bringas att medfölja avgaserna insprutas i förbränningsmo- torn som postinsprutningar i en eller flera av förbränningsmo- torns cylindrar, vilka postinsprutningar utförs så sent under re- spektive arbetsslag att det ej kommer till stånd någon förbrän- ning i cylindern/cylindrarna av det genom dessa postinsprutning- ar insprutade bränslet.Said fuel can, for example, be injected into the exhaust line upstream of the oxidation catalyst by means of a fuel injection device. As an alternative, the unburned fuel brought along with the exhaust gases can be injected into the internal combustion engine as post-injection in one or more of the internal combustion engine cylinders, which post-injection is performed so late during the respective working operations that no combustion takes place in the cylinder (s) of the fuel injected through these post-injections.

UPPFINNINGENS SYFTE Syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en vidare- utveckling av den teknik som är tidigare känd genom de ovan nämnda dokumenten för att tillhandahålla en lösning som möjlig- gör en snabbare uppvärmning av blandningskanalens väggytor vid kallstart och därigenom en tidigare start av reduktionsmedels- insprutningen.OBJECT OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a further development of the technique previously known from the above-mentioned documents to provide a solution which enables a faster heating of the wall surfaces of the mixing channel at cold start and thereby an earlier start of reducing agent. the injection.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Enligt föreliggande uppfinning uppnås nämnda syfte med hjälp av ett avgasefterbehandlingsarrangemang uppvisande de i patent- kravet 1 definierade särdragen.SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, said object is achieved by means of an exhaust gas after-treatment arrangement having the features defined in claim 1.

Det uppfinningsenliga avgasefterbehandlingsarrangemanget in- nefattar: - ett inlopp för mottagning av avgaser från en förbränningsmotor, - ett nedströms inloppet anordnat partikelfilter, - en nedströms partikelfiltret anordnad blandningskanal, vilken är avgränsad i radiell riktning av en rörformig vägg, - en nedströms blandningskanalen anordnad SCR-katalysator, - ett insprutningsorgan för insprutning av reduktionsmedel i blandningskanalen, och - en mellan nämnda inlopp och partikelfiltret anordnad värme- överföringskanal som sträcker sig längs med utsidan av åt- minstone en del av nämnda rörformiga vägg för att medge över- föring av värme från de genom värmeöverföringskanalen ström- mande avgaserna till den rörformiga väggen och till de genom blandningskanalen strömmande avgaserna.The exhaust after-treatment arrangement according to the invention comprises: - an inlet for receiving exhaust gases from an internal combustion engine, - a particulate filter arranged downstream of the inlet, - a mixing channel arranged downstream of the particulate filter, which is delimited in the radial direction of a tubular wall. catalyst, - an injection means for injecting reducing agent into the mixing channel, and - a heat transfer channel arranged between said inlet and the particle filter extending along the outside of at least a part of said tubular wall to allow heat transfer from the the exhaust gases flowing through the heat transfer channel to the tubular wall and to the exhaust gases flowing through the mixing channel.

Värmeöverföringskanalen är separerad från partikelfiltret så att de avgaser som strömmar in i avgasefterbehandlingsarrange- manget via nämnda inlopp är förhindrade att avge värme till par- tikelfiltret innan de passerat genom värmeöverföringskanalen. De avgaser som strömmar genom värmeöverföringskanalen kommer att avge värme till blandningskanalens rörformiga vägg, vars in- sida utgör en invändig väggyta hos blandningskanalen. Härige- nom åstadkoms en uppvärmning av denna invändiga väggyta hos blandningskanalen och även en uppvärmning av de genom blandningskanalen strömmande avgaserna. Vid kallstart är det uppströms SCR-katalysatorn anordnade partikelfiltret kallt, vilket medför att partikelfiltret gradvis kommer att värmas genom att ta upp värme från de passerande avgaserna. Vid kallstart kommer således avgaserna att kylas vid sin passage genom partikelfiltret.The heat transfer duct is separated from the particle filter so that the exhaust gases flowing into the exhaust after-treatment arrangement via said inlet are prevented from emitting heat to the particulate filter before they have passed through the heat transfer duct. The exhaust gases flowing through the heat transfer duct will emit heat to the tubular wall of the mixing duct, the inside of which forms an inner wall surface of the mixing duct. This results in a heating of this internal wall surface of the mixing channel and also a heating of the exhaust gases flowing through the mixing channel. At cold start, the particulate filter arranged upstream of the SCR catalyst is cold, which means that the particulate filter will gradually be heated by absorbing heat from the passing exhaust gases. Thus, during a cold start, the exhaust gases will be cooled as they pass through the particulate filter.

Den typ av partikelfilter som vanligtvis används i ett avgassystem hos en förbränningsmotor uppvisar ytor av aluminiumoxidkeram med stor area och har en förhållandevis stor termisk tröghet, vil- ket medför att partikelfiltret vid kallstart värms relativt långsamt och därför kommer att utöva en kylande verkan på avgaserna under en förhållandevis lång tidperiod. Genom att värma bland- ningskanalens rörformiga vägg med hjälp av avgaser som ännu inte kommit i värmeöverförande kontakt med partikelfiltret åstad- koms således vid kallstart en snabbare uppvärmning av denna rörformiga vägg och även en snabbare uppvärmning av den ned- ströms blandningskanalen anordnade SCR-katalysatorn, jämfört med ett fall då blandningskanalens rörformiga vägg värms med hjälp av avgaser som redan kommit i värmeöverförande kontakt med och förlorat en del av sin värmeenergi till partikelfiltret.The type of particulate filter commonly used in an exhaust system of an internal combustion engine has surfaces of alumina ceramic with a large area and has a relatively high thermal inertia, which means that the particulate filter heats up relatively slowly during a cold start and will therefore have a cooling effect on the exhaust gases. a relatively long period of time. By heating the tubular wall of the mixing channel by means of exhaust gases which have not yet come into heat-transferring contact with the particle filter, a faster heating of this tubular wall and also a faster heating of the SCR catalyst arranged downstream of the mixing channel is thus achieved during cold start. compared with a case where the tubular wall of the mixing channel is heated by means of exhaust gases which have already come into heat-transferring contact with and lost some of their heat energy to the particulate filter.

Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar avgasefterbe- handlingsarrangemanget en mellan värmeöverföringskanalen och partikelfiltret anordnad oxidationskatalysator, varvid värmeöver- föringskanalen är separerad från oxidationskatalysatorn så att de avgaser som strömmar in i avgasefterbehandlingsarrangemanget via nämnda inlopp är förhindrade att avge värme till oxidations- katalysatorn innan de passerat genom värmeöverföringskanalen.According to an embodiment of the invention, the exhaust gas aftertreatment arrangement comprises an oxidation catalyst arranged between the heat transfer duct and the particle filter, the heat transfer duct being separated from the oxidation catalyst so that the exhaust gases flowing into the exhaust aftertreatment arrangement through the preheated oxidation array the heat transfer duct.

Vid kallstart är den uppströms SCR-katalysatorn anordnade oxid- ationskatalysatorn kall, vilket medför att oxidationskatalysatorn gradvis kommer värmas genom att ta upp värme från de passe- rande avgaserna. Vid kallstart kommer således avgaserna att ky- las vid sin passage genom oxidationskatalysatorn. En oxidat- ionskatalysator uppvisar ytor av keram med stor area och har en förhållandevis stor termisk tröghet, vilket medför att oxidations- katalysatorn vid kallstart värms relativt långsamt och därför kommer att utöva en kylande verkan på avgaserna under en för- hållandevis lång tidperiod. Genom att värma blandningskanalens rörformiga vägg med hjälp av avgaser som ännu inte kommit i värmeöverförande kontakt med oxidationskatalysatorn åstadkoms således vid kallstart en snabbare uppvärmning av denna rörfor- miga vägg och även en snabbare uppvärmning av den nedströms blandningskanalen anordnade SCR-katalysatorn, jämfört med ett fall då blandningskanalens rörformiga vägg värms med hjälp av avgaser som redan kommit i värmeöverförande kontakt med och förlorat en del av sin värmeenergi till oxidationskatalysatorn.At cold start, the oxidation catalyst arranged upstream of the SCR catalyst is cold, which means that the oxidation catalyst will gradually be heated by absorbing heat from the passing exhaust gases. At cold start, the exhaust gases will thus be cooled during their passage through the oxidation catalyst. An oxidation catalyst has surfaces of ceramic with a large area and has a relatively large thermal inertia, which means that the oxidation catalyst heats up relatively slowly during a cold start and will therefore have a cooling effect on the exhaust gases for a relatively long period of time. By heating the tubular wall of the mixing duct with the aid of exhaust gases which have not yet come into heat-transferring contact with the oxidation catalyst, a faster heating of this tubular wall and thus a faster heating of the SCR catalyst arranged downstream of the mixing duct is thus achieved during cold start. when the tubular wall of the mixing channel is heated by means of exhaust gases which have already come into heat-transferring contact with and lost some of their heat energy to the oxidation catalyst.

Med den uppfinningsenliga lösningen kan dessutom den tempe- raturökning som erhålls hos avgaserna vid deras passage genom oxidationskatalysatorn i samband med en regenerering av parti- kelfiltret utnyttjas för att förvärma de avgaser som leds in i oxid- ationskatalysatorn, eftersom avgaserna som passerar genom blandningskanalen i detta fall, på grund av värmeutvecklingen i oxidationskatalysatorn, kommer att ha en högre temperatur än de avgaser som passerar genom värmeöverföringskanalen. Härige- nom möjliggörs en reducering av den bränslemängd som behöver införas i oxidationskatalysatorn i samband med en regenerering av partikelfiltret och en reducering av den mängd ädelmetall som erfordras i oxidationskatalysatorn för att erhålla önskad regene- reringsprestanda. Genom att de avgaser som passerar genom blandningskanalen i samband med en regenerering av partikelfilt- ret avger värme till de avgaser som passerar genom värmeöver- föringskanalen reduceras dessutom värmeökningen hos SCR- katalysatorn under regenereringen, varigenom det blir möjligt att använda en högre regenereringstemperatur utan att menligt på- verka funktionen hos SCR-katalysatorn. En ökning av regenere- ringstemperaturen möjliggör i sin tur en snabbare regenerering och en reducering av den bränslemängd som behöver införas i oxidationskatalysatorn i samband med regenereringen.In addition, with the solution according to the invention, the temperature increase obtained of the exhaust gases during their passage through the oxidation catalyst in connection with a regeneration of the particulate filter can be used to preheat the exhaust gases which are led into the oxidation catalyst, since the exhaust gases passing through the mixing channel therein cases, due to the heat evolution in the oxidation catalyst, will have a higher temperature than the exhaust gases passing through the heat transfer duct. This makes it possible to reduce the amount of fuel that needs to be introduced into the oxidation catalyst in connection with a regeneration of the particulate filter and a reduction of the amount of noble metal required in the oxidation catalyst in order to obtain the desired regeneration performance. Because the exhaust gases passing through the mixing duct in connection with a regeneration of the particulate filter emit heat to the exhaust gases passing through the heat transfer duct, the heat increase of the SCR catalyst during regeneration is also reduced, whereby it becomes possible to use a higher regeneration temperature without affect the function of the SCR catalyst. An increase in the regeneration temperature in turn enables faster regeneration and a reduction in the amount of fuel that needs to be introduced into the oxidation catalyst in connection with the regeneration.

Andra fördelaktiga särdrag hos avgasefterbehandlingsarrange- manget enligt uppfinningen framgår av de osjälvständiga patent- kraven och den nedan följande beskrivningen.Other advantageous features of the exhaust after-treatment arrangement according to the invention appear from the dependent claims and the following description.

Uppfinningen avser även ett motorfordon uppvisande de i patent- kravet 7 definierade särdragen.The invention also relates to a motor vehicle having the features defined in claim 7.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Uppfinningen kommer i det följande att närmare beskrivas med hjälp av utföringsexempel, med hänvisning till bifogade ritning.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be described in more detail below with the aid of exemplary embodiments, with reference to the accompanying drawing.

Det visas i: Fig 1 en principskiss över en förbränningsmotor med tillhö- rande avgassystem, där avgassystemet innefattar ett avgasefterbehandlingsarrangemang enligt en första ut- föringsform av föreliggande uppfinning, Fig 2 ett snitt genom de i Fig 1 illustrerade blandnings- och värmeöverföringskanalerna, enligt linjen II-II i Fig 1, och Fig 3 en principskiss över en förbränningsmotor med tillhö- rande avgassystem, där avgassystemet innefattar ett avgasefterbehandlingsarrangemang enligt en andra ut- föringsform av uppfinningen.It is shown in: Fig. 1 a schematic diagram of an internal combustion engine with associated exhaust system, the exhaust system comprising an exhaust after-treatment arrangement according to a first embodiment of the present invention, Fig. 2 a section through the mixing and heat transfer ducts illustrated in Fig. 1, according to line II -II in Fig. 1, and Fig. 3 is a principle sketch of an internal combustion engine with associated exhaust system, the exhaust system comprising an exhaust after-treatment arrangement according to a second embodiment of the invention.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER AV UPPFINNINGEN Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas vid tillämpning hos ett motorfordon. Uppfinningen är dock inte begränsad till denna tillämpning utan kan komma till användning i alla sam- manhang där en SCR-katalysator med tillhörande reduktionsme- delinsprutningsanordning och ett partikelfilter ingår i ett avgas- system hos en förbränningsmotor.DETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS OF THE INVENTION The invention will be described in the following in the application of a motor vehicle. However, the invention is not limited to this application but can be used in all contexts where an SCR catalyst with associated reducing agent injector and a particulate filter is included in an exhaust system of an internal combustion engine.

I Fig 1 och 3 visas schematiskt en förbränningsmotor 1 hos ett motorfordon 2. Avgaserna som lämnar förbränningsmotorn tas emot av ett avgassystem 3, vilket innefattar en till förbrännings- motorn 1 ansluten avgasledning 4 och ett i avgasledningen an- ordnat avgasefterbehandlingsarrangemang 10. Avgaserna från förbränningsmotorn 1 strömmar genom avgasledningen 4 och passerar genom avgasefterbehandlingsarrangemanget 10 innan de träder ut i omgivningen via ett avgasutlopp 5.Figs. 1 and 3 schematically show an internal combustion engine 1 of a motor vehicle 2. The exhaust gases leaving the internal combustion engine are received by an exhaust system 3, which comprises an exhaust line 4 connected to the internal combustion engine 1 and an exhaust after-treatment arrangement 10 arranged in the exhaust line. 1 flow through the exhaust line 4 and pass through the exhaust after-treatment arrangement 10 before exiting the environment via an exhaust outlet 5.

Avgasefterbehandlingsarrangemanget 10 innefattar: - ett till avgasledningen 4 anslutet inlopp 11 för mottagning av avgaser från förbränningsmotorn 1, - ett utlopp 12 för avgivning av avgaserna efter deras passage genom avgasefterbehandlingsarrangemanget 10, - en nedströms inloppet 11 anordnad värmeöverföringskanal 13, - ett nedströms värmeöverföringskanalen 13 anordnat partikelfil- ter 14, - en nedströms partikelfiltret 14 anordnad blandningskanal 15, - en nedströms blandningskanalen 15 anordnad SCR-katalysator 16,och - ett insprutningsorgan 17 i form av ett insprutningsmunstycke eller liknande för insprutning av reduktionsmedel i blandningska- nalen 15.The exhaust after-treatment arrangement 10 comprises: - an inlet 11 connected to the exhaust line 4 for receiving exhaust gases from the internal combustion engine 1, - an outlet 12 for discharging the exhaust gases after their passage through the exhaust after-treatment arrangement 10, - a heat transfer duct 13 arranged downstream of the inlet 11, particulate filter 14, - a mixing channel 15 arranged downstream of the particulate filter 14, - an SCR catalyst 16 arranged downstream of the mixing channel 15, and - an injection means 17 in the form of an injection nozzle or the like for injecting reducing agent into the mixing channel 15.

Värmeöverföringskanalen 13, partikelfiltret 14, nalen 15 och SCR-katalysatorn 16 är anordnade i serie med blandningska- varandra för att i tur och ordning genomströmmas av avgaserna frän förbränningsmotorn 1.The heat transfer duct 13, the particle filter 14, the duct 15 and the SCR catalyst 16 are arranged in series with the mixing ducts in order to be in turn flowed through by the exhaust gases from the combustion engine 1.

Partikelfiltret 14 kan exempelvis vara av den typ som uppvisar invändiga ytor av aluminiumoxidkeram.The particulate filter 14 may, for example, be of the type having interior surfaces of alumina ceramic.

Blandningskanalen 15 är avgränsad i radiell riktning av en rör- formig vägg 18, företrädesvis av metall, vilken sträcker sig mel- lan blandningskammarens uppströmsände och nedströmsände.The mixing channel 15 is delimited in the radial direction by a tubular wall 18, preferably of metal, which extends between the upstream end and the downstream end of the mixing chamber.

Värmeöverföringskanalen 13 sträcker sig längs med utsidan av blandningskanalens rörformiga vägg 18 för att medge överföring av värme från de genom Värmeöverföringskanalen 13 ström- mande avgaserna till den rörformiga väggen 18 och till de genom blandningskanalen 15 strömmande avgaserna. Värmeöverfö- ringskanalen 13 kan vara anordnad att sträcka sig längs med ut- sidan av hela väggen 18 hos blandningskanalen eller längs med utsidan av en viss del av denna vägg.The heat transfer duct 13 extends along the outside of the tubular wall 18 of the mixing duct to allow the transfer of heat from the exhaust gases flowing through the heat transfer duct 13 to the tubular wall 18 and to the exhaust gases flowing through the mixing duct 15. The heat transfer channel 13 may be arranged to extend along the outside of the entire wall 18 of the mixing channel or along the outside of a certain part of this wall.

Hos de illustrerade utföringsformerna är värmeöverföringska- nalen 13 anordnad att omge blandningskanalens rörformiga vägg 18. Värmeöverföringskanalen 13 uppvisar i detta fall ett ringfor- migt tvärsnitt, såsom illustreras i Fig 2. Blandningskanalen 15 och värmeöverföringskanalen 13 är med fördel koncentriska, säsom illustreras i Fig 2. 11 Hos de illustrerade utföringsformerna är insprutningsorganet 17 anordnat att under tryck spruta in ett vätskeformigt reduktions- medel i form av urea som en spray 21 i blandningskanalen 15, varvid insprutningsorganet 17 är så anordnat i förhållande till värmeöverföringskanalen 13 att värmeöverföringskanalen sträck- er sig på utsidan av den del av blandningskanalens rörformiga vägg 18 som träffas av sprayen 21 av urea. En förvaringsbehål- lare 22 för reduktionsmedel är ansluten till insprutningsorganet 17. Tillförseln av reduktionsmedel till insprutningsorganet 17 re- gleras med hjälp av en mellan förvaringsbehållaren 22 och in- sprutningsorganet 17 anordnad reglerventil 23. Reglerventilen 23 styrs av en elektronisk styranordning (ej visad), vilken fastställer hur stor mängd reduktionsmedel som för tillfället skall sprutas in i avgaserna. Styranordningen reglerar med hjälp av reglerventilen 23 hur stor mängd reduktionsmedel som insprutas i avgaserna. I matningsledningen 24 mellan förvaringsbehållaren 22 och regler- ventilen 23 är en pump 25 anordnad för matning av reduktions- medel från förvaringsbehållaren till reglerventilen under upprätt- hållande av ett givet tryck hos det reduktionsmedel som matas fram till reglerventilen.In the illustrated embodiments, the heat transfer duct 13 is arranged to surround the tubular wall 18 of the mixing duct. The heat transfer duct 13 in this case has an annular cross-section, as illustrated in Fig. 2. The mixing duct 15 and the heat transfer duct 13 are advantageously concentrated, as illustrated in Figs. In the illustrated embodiments, the injector 17 is arranged to inject under pressure a liquid reducing agent in the form of urea as a spray 21 into the mixing duct 15, the injector 17 being so arranged relative to the heat transfer duct 13 that the heat transfer duct extends on the the outside of the part of the tubular wall 18 of the mixing channel which is hit by the spray 21 of urea. A storage container 22 for reducing agent is connected to the injector 17. The supply of reducing agent to the injector 17 is controlled by means of a control valve 23 arranged between the storage container 22 and the injector 17. The control valve 23 is controlled by an electronic control device (not shown). which determines the amount of reducing agent currently to be injected into the exhaust gases. The control device controls by means of the control valve 23 how much reducing agent is injected into the exhaust gases. In the supply line 24 between the storage container 22 and the control valve 23, a pump 25 is arranged for supplying reducing agent from the storage container to the control valve while maintaining a given pressure of the reducing agent which is supplied to the control valve.

Värmeöverföringskanalen 13 är separerad från partikelfiltret 14 så att de avgaser som strömmar in i avgasefterbehandlingsar- rangemanget 10 via inloppet 11 är förhindrade att avge värme till partikelfiltret 14 innan de passerat genom värmeöverföringska- nalen 13. Värmeöverföringskanalen 13 är således anordnad på ett sådant sätt i förhållande till partikelfiltret 14 att värmeöverfö- ringskanalens väggar ej är i värmeöverförande kontakt med par- tikelfiltret 14 eller det hölje 26 som omger partikelfiltret. Ett vär- 12 meisolerande medium, exempelvis luft, eller ett värmeisolerande material är anordnat i utrymmet 27 mellan värmeöverföringska- nalens utvändiga vägg 28 och partikelfiltrets hölje 26 för att hålla värmeöverföringskanalen 13 termiskt isolerad från partikelfiltret 14. Vid kallstart, dvs när förbränningsmotorn 1 startas i kallt till- stånd, är de olika komponenterna hos avgasefterbehandlingsar- rangemanget 10 inledningsvis kalla och när de varma avgaserna från förbränningsmotorn efter kallstart strömmar genom värme- överföringskanalen 13 kommer de att avge värme till blandnings- 18 och till strömmande avgaserna, vilket ger en förhållandevis snabb upp- kanalens vägg de genom blandningskanalen 15 värmning av nämnda vägg 18. När väggen 18 nått en temperatur av cirka 190°C kan insprutningen av reduktionsmedel i bland- ningskanalen 15 påbörjas, varigenom SCR-katalysatorn 16 kan börja verka med full effekt. Under en inledande tidsperiod efter kallstart, innan partikelfiltret 14 hunnit bli ordentligt uppvärmt av de genom partikelfiltret passerande avgaserna, kommer avgaser- na vid sin passage genom partikelfiltret 14 att tappa en bety- dande del av sin värmeenergi till partikelfiltret. Under denna inle- dande tidsperiod kommer således de avgaser som strömmar in i blandningskanalen 15 att ha en påtagligt lägre temperatur än de avgaser som strömmar in i värmeöverföringskanalen 13.The heat transfer duct 13 is separated from the particulate filter 14 so that the exhaust gases flowing into the exhaust after-treatment arrangement 10 via the inlet 11 are prevented from emitting heat to the particulate filter 14 before passing through the heat transfer duct 13. The heat transfer duct 13 is thus arranged in such a manner to the particle filter 14 that the walls of the heat transfer channel are not in heat transfer contact with the particle filter 14 or the housing 26 surrounding the particle filter. A heat insulating medium, for example air, or a heat insulating material is arranged in the space 27 between the outer wall 28 of the heat transfer duct and the housing 26 of the particulate filter to keep the heat transfer duct 13 thermally insulated from the particulate filter 14. At cold start, i.e. when the internal combustion engine 1 is started in cold state, the various components of the exhaust aftertreatment arrangement 10 are initially cold and when the hot exhaust gases from the internal combustion engine after cold start flow through the heat transfer duct 13 they will give off heat to the mixing 18 and to the flowing exhaust gases, which gives a relatively fast when the wall 18 has reached a temperature of about 190 ° C, the injection of reducing agent into the mixing channel 15 can begin, whereby the SCR catalyst 16 can start to operate at full power. During an initial period of time after cold start, before the particulate filter 14 has been properly heated by the exhaust gases passing through the particulate filter, the exhaust gases will, when passing through the particulate filter 14, lose a significant part of their heat energy to the particulate filter. During this initial period of time, the exhaust gases flowing into the mixing duct 15 will thus have a markedly lower temperature than the exhaust gases flowing into the heat transfer duct 13.

Hos den i Fig 3 illustrerade utföringsformen innefattar avgas- efterbehandlingsarrangemanget 10 utöver de ovan angivna kom- ponenterna även en oxidationskatalysator 29, vilken är anordnad i serie med och mellan värmeöverföringskanalen 13 och partikel- filtret 14. Värmeöverföringskanalen 13 är separerad både från partikelfiltret 14 och från oxidationskatalysatorn 29 så att de av- gaser som strömmar in i avgasefterbehandlingsarrangemanget 13 via inloppet 11 även är förhindrade att avge värme till oxidat- ionskatalysatorn 29 innan de passerat genom värmeöverförings- kanalen 13. Värmeöverföringskanalen 13 är således anordnad på ett sådant sätt i förhållande till oxidationskatalysatorn 29 att vär- meöverföringskanalens väggar ej är i värmeöverförande kontakt med oxidationskatalysatorn 29 eller det hölje 30 som omger ox- idationskatalysatorn. Ett värmeisolerande medium, exempelvis luft, eller ett värmeisolerande material är anordnat i utrymmet 31 mellan värmeöverföringskanalens utvändiga vägg 28 och oxidat- ionskatalysatorns hölje 30 för att hålla värmeöverföringskanalen 13 termiskt isolerad från oxidationskatalysatorn 29. Vid kallstart är oxidationskatalysatorn 29 och partikelfiltret 14 inledningsvis kalla. Under en inledande tidsperiod efter kallstart, innan oxidat- ionskatalysatorn 29 och partikelfiltret 14 hunnit bli ordentligt upp- värmda av de genom oxidationskatalysatorn och partikelfiltret passerande avgaserna, kommer avgaserna vid sin passage ge- nom oxidationskatalysatorn 29 och partikelfiltret 14 att tappa en betydande del av sin värmeenergi till dessa. Under denna inle- dande tidsperiod kommer således de avgaser som strömmar in i blandningskanalen 15 att ha en påtagligt lägre temperatur än de avgaser som strömmar in i värmeöverföringskanalen 13.In the embodiment illustrated in Fig. 3, in addition to the above-mentioned components, the exhaust after-treatment arrangement 10 also comprises an oxidation catalyst 29, which is arranged in series with and between the heat transfer duct 13 and the particle filter 14. The heat transfer duct 13 is separated both from the particle filter 14 and from the oxidation catalyst 29 so that the exhaust gases flowing into the exhaust aftertreatment arrangement 13 via the inlet 11 are also prevented from dissipating heat to the oxidation catalyst 29 before passing through the heat transfer channel 13. The heat transfer channel 13 is thus arranged in such a manner relative to oxidation 29 that the walls of the heat transfer duct are not in heat transfer contact with the oxidation catalyst 29 or the housing 30 surrounding the oxidation catalyst. A heat insulating medium, for example air, or a heat insulating material is provided in the space 31 between the outer wall 28 of the heat transfer duct and the housing 30 of the oxidation catalyst to keep the heat transfer duct 13 thermally insulated from the oxidation catalyst 29. At cold start, the oxidation catalyst 14 and the particulate catalyst are cold. During an initial period of time after cold start, before the oxidation catalyst 29 and the particulate filter 14 have been properly heated by the exhaust gases passing through the oxidation catalyst and the particulate filter, the exhaust gases will pass a significant part of their passage through the oxidation catalyst 29 and the particulate filter 14. heat energy to these. During this initial period of time, the exhaust gases flowing into the mixing duct 15 will thus have a markedly lower temperature than the exhaust gases flowing into the heat transfer duct 13.

När partikelfiltret 14 hos avgasefterbehandlingsarrangemanget enligt Fig 3 ska regenereras bringas oförbränt bränsle att medfölja avgaserna in i oxidationskatalysatorn 29, där bränslet oxideras under generering av en sådan temperaturökning hos avgaserna att en förbränning av de i partikelfiltret 14 avsatta par- tiklarna kommer till stånd. Hos den i Fig 3 illustrerade utförings- formen bringas nämnda oförbrända bränsle att medfölja avgaser- na genom att insprutas i förbränningsmotorn 1 som postinsprut- 14 ningar i en eller flera av förbränningsmotorns cylindrar, vilka postinsprutningar utförs så sent under respektive arbetsslag att det ej kommer till stånd någon förbränning i cylindern/cylindrarna av det genom dessa postinsprutningar insprutade bränslet. Som ett alternativ skulle avgasefterbehandlingsarrangemanget 10 kunna vara försett med en separat bränsleinsprutningsanordning för insprutning av bränsle i avgaserna vid ett insprutningsställe mellan förbränningsmotorn 1 och oxidationskatalysatorn 29 i samband med en regenerering av partikelfiltret 14. Under rege- nereringen av partikelfiltret 14 kommer de avgaser som strömmar in i blandningskanalen 15, på grund av värmeutvecklingen i oxid- ationskatalysatorn 29, att ha en påtagligt högre temperatur än de avgaser som strömmar in i värmeöverföringskanalen 13 och i detta fall kommer således avgaserna som strömmar i riktning mot oxidationskatalysatorn 29 och partikelfiltret 14 att förvärmas vid sin passage genom värmeöverföringskanalen 13 under verkan av de avgaser som strömmar genom blandningskanalen 15, vilket leder till en reduktion av den temperaturökning som under rege- nereringsperioden behöver åstadkommas hos avgaserna vid de- ras passage genom oxidationskatalysatorn 29. Detta leder i sin tur till en reduktion av den bränslemängd som behöver införas i avgaserna för att åstadkomma önskad regenereringseffekt.When the particulate filter 14 of the exhaust aftertreatment arrangement of Fig. 3 is to be regenerated, unburned fuel is brought to accompany the exhaust gases into the oxidation catalyst 29, where the fuel is oxidized while generating such an increase in the exhaust gases that a combustion of the particles deposited in the particulate filter 14 occurs. In the embodiment illustrated in Fig. 3, said unburned fuel is accompanied by the exhaust gases by being injected into the internal combustion engine 1 as post-injections in one or more of the cylinders of the internal combustion engine, which post-injections are performed so late during the respective working stroke that it does not occur. if there is any combustion in the cylinder (s) of the fuel injected through these post-injections. Alternatively, the exhaust aftertreatment arrangement 10 could be provided with a separate fuel injection device for injecting fuel into the exhaust gases at an injection site between the internal combustion engine 1 and the oxidation catalyst 29 in conjunction with a regeneration of the particulate filter 14. During the regeneration of the particulate filter 14 in the mixing duct 15, due to the heat evolution in the oxidation catalyst 29, to have a significantly higher temperature than the exhaust gases flowing into the heat transfer duct 13 and in this case the exhaust gases flowing towards the oxidation catalyst 29 and the particulate filter 14 will be preheated at their passage through the heat transfer duct 13 under the action of the exhaust gases flowing through the mixing duct 15, which leads to a reduction of the temperature increase which during the regeneration period needs to be effected in the exhaust gases during their passage through the oxidation catalyst 29. This led r in turn to a reduction in the amount of fuel that needs to be introduced into the exhaust gases to achieve the desired regeneration effect.

Avgasefterbehandlingsarrangemanget 10 kan vidare innefatta en nedströms SCR-katalysatorn 16 anordnad slipkatalysator 32 med förmåga att oxidera ammoniak, såsom illustreras i Fig 3.The exhaust after-treatment arrangement 10 may further comprise an abrasive catalyst 32 arranged downstream of the SCR catalyst 16 capable of oxidizing ammonia, as illustrated in Fig. 3.

Hos de illustrerade utföringsformerna är de olika komponenterna 13, 14, 15, 16, 29, 32 hos avgasefterbehandlingsarrangemanget anordnade i tre separata enheter 33, 34, 35, vilka är för- bundna med varandra via rörledningar 36, 37. De olika kompo- nenterna 13, 14, 15, 16, 29, 32 hos det uppfinningsenliga avgas- efterbehandlingsarrangemanget 10 skulle dock alternativt kunna vara integrerade i en gemensam modul och förbundna med varandra via invändiga kanaler hos denna modul.In the illustrated embodiments, the various components 13, 14, 15, 16, 29, 32 of the exhaust aftertreatment arrangement are arranged in three separate units 33, 34, 35, which are connected to each other via pipelines 36, 37. The various components 13, 14, 15, 16, 29, 32 of the exhaust after-treatment arrangement 10 according to the invention could, however, alternatively be integrated in a common module and connected to each other via internal channels of this module.

Det uppfinningsenliga avgasefterbehandlingsarrangemanget är särskilt avsett att användas i ett tungt motorfordon, såsom exem- pelvis en buss, ett dragfordon eller en lastbil.The exhaust after-treatment arrangement according to the invention is particularly intended for use in a heavy motor vehicle, such as, for example, a bus, a towing vehicle or a truck.

Uppfinningen är givetvis inte på något sätt begränsad till de ovan beskrivna utföringsformerna, utan en mängd möjligheter till mo- difikationer därav torde vara uppenbara för en fackman på områ- det, utan att denne för den skull avviker från uppfinningens grundtanke sådan denna definieras i bifogade patentkrav.The invention is of course in no way limited to the embodiments described above, but a number of possibilities for modifications thereof should be obvious to a person skilled in the art, without this for that reason deviating from the basic idea of the invention as defined in the appended claims. .

Claims (1)

16 PATENTKRAV16 PATENT REQUIREMENTS 1. Avgasefterbehandlingsarrangemang innefattande: 10 15 20 25 30 - ett inlopp (11) för mottagning av avgaser från en förbrän- ningsmotor, - ett nedströms inloppet (11) anordnat partikelfilter (14), - en nedströms partikelfiltret (14) anordnad blandningskanal (15), vilken är avgränsad i radiell riktning av en rörformig vägg (18), - en nedströms blandningskanalen (15) anordnad SCR- katalysator (16), och - ett insprutningsorgan (17) för insprutning av reduktionsmedel i blandningskanalen (15), kännetecknat därav, att avgasefterbehandlingsarrangemanget (10) innefattar en mellan nämnda inlopp (11) och partikelfiltret (14) anordnad värmeöverföringskanal (13) som sträcker sig längs med utsidan av åtminstone en del av nämnda rörformiga vägg (18) för att medge överföring av värme från de genom värmeöverföringskanalen (13) strömmande avgaserna till den rörformiga väggen (18) och till de genom blandningskanalen (15) strömmande avgaserna, varvid värmeöverföringskanalen (13) är separerad från partikelfiltret (14) sä att de avgaser som strömmar in i avgasefterbehandlingsarrangemanget (10) via nämnda inlopp (11) är förhindrade att avge värme till partikel- filtret (14) innan de passerat genom värmeöverföringskanalen (13). . Avgasefterbehandlingsarrangemang enligt krav 1, känneteck- n_at därav, att värmeöverföringskanalen (13) omger nämnda rörformiga vägg (18) eller åtminstone en del av denna. 10 15 20 25 17 . Avgasefterbehandlingsarrangemang enligt krav 1 eller 2, kän- netecknat därav, att avgasefterbehandlingsarrangemanget (10) innefattar en mellan värmeöverföringskanalen (13) och partikelfiltret (14) anordnad oxidationskatalysator (29), varvid värmeöverföringskanalen (13) är separerad från oxidationska- talysatorn (29) så att de avgaser som strömmar in i avgas- efterbehandlingsarrangemanget (10) via nämnda inlopp (11) är förhindrade att avge värme till oxidationskatalysatorn (29) in- nan de passerat genom värmeöverföringskanalen (13). . Avgasefterbehandlingsarrangemang enligt något av kraven 1- 3, kännetecknat därav, att avgasefterbehandlingsarrange- manget (10) innefattar en nedströms SCR-katalysatorn (16) anordnad slipkatalysator (32) med förmåga att oxidera ammo- niak. . Avgasefterbehandlingsarrangemang enligt något av kraven 1- 4, kännetecknat därav, att insprutningsorganet (17) är anord- nat att inspruta ett vätskeformigt reduktionsmedel i form av urea som en spray (21) i blandningskanalen (15). . Avgasefterbehandlingsarrangemang enligt något av kraven 1- 5, kännetecknat därav, att blandningskanalen (15) och vär- meöverföringskanalen (13) är koncentriska. . Motorfordon innefattande en förbränningsmotor (1) och en till förbränningsmotorn ansluten avgasledning (4), kännetecknat därav, att motorfordonet (2) innefattar ett i avgasledningen (4) 18 anordnat avgasefterbehandlingsarrangemang (10) enligt något av kraven 1-6.Exhaust after-treatment arrangement comprising: - an inlet (11) for receiving exhaust gases from an internal combustion engine, - a particulate filter (14) arranged downstream of the inlet (11), - a mixing channel (15) arranged downstream of the particulate filter (14) ), which is delimited in the radial direction by a tubular wall (18), - a SCR catalyst (16) arranged downstream of the mixing channel (15), and - an injection means (17) for injecting reducing agent into the mixing channel (15), characterized therefrom , that the exhaust after-treatment arrangement (10) comprises a heat transfer channel (13) arranged between said inlet (11) and the particle filter (14) extending along the outside of at least a part of said tubular wall (18) to allow heat transfer from the the heat transfer duct (13) flowing the exhaust gases to the tubular wall (18) and to the exhaust gases flowing through the mixing duct (15), the heat transfer duct (13) being separated from the particle the electric filter (14) so that the exhaust gases flowing into the exhaust after-treatment arrangement (10) via said inlet (11) are prevented from emitting heat to the particle filter (14) before they have passed through the heat transfer duct (13). . Exhaust after-treatment arrangement according to claim 1, characterized in that the heat transfer duct (13) surrounds said tubular wall (18) or at least a part thereof. 10 15 20 25 17. Exhaust after-treatment arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the exhaust after-treatment arrangement (10) comprises an oxidation catalyst (29) arranged between the heat transfer duct (13) and the particle filter (14), the heat transfer duct (13) being separated from the oxidation catalyst (29) that the exhaust gases flowing into the exhaust after-treatment arrangement (10) via said inlet (11) are prevented from emitting heat to the oxidation catalyst (29) before they have passed through the heat transfer channel (13). . Exhaust after-treatment arrangement according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the exhaust after-treatment arrangement (10) comprises an abrasive catalyst (32) arranged downstream of the SCR catalyst (16) capable of oxidizing ammonia. . Exhaust after-treatment arrangement according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the injector (17) is arranged to inject a liquid reducing agent in the form of urea as a spray (21) into the mixing channel (15). . Exhaust after-treatment arrangement according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the mixing duct (15) and the heat transfer duct (13) are concentric. . Motor vehicle comprising an internal combustion engine (1) and an exhaust line (4) connected to the internal combustion engine, characterized in that the motor vehicle (2) comprises an exhaust after-treatment arrangement (10) arranged in the exhaust line (4) 18 according to any one of claims 1-6.
SE1450417A 2014-04-04 2014-04-04 Exhaust after-treatment arrangement and a motor vehicle comprising such an exhaust after-treatment arrangement SE537980C2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1450417A SE537980C2 (en) 2014-04-04 2014-04-04 Exhaust after-treatment arrangement and a motor vehicle comprising such an exhaust after-treatment arrangement
DE102015004425.7A DE102015004425B4 (en) 2014-04-04 2015-04-02 Exhaust aftertreatment device and a motor vehicle with such an exhaust aftertreatment device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1450417A SE537980C2 (en) 2014-04-04 2014-04-04 Exhaust after-treatment arrangement and a motor vehicle comprising such an exhaust after-treatment arrangement

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE1450417A1 true SE1450417A1 (en) 2015-10-05
SE537980C2 SE537980C2 (en) 2016-01-05

Family

ID=54146519

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE1450417A SE537980C2 (en) 2014-04-04 2014-04-04 Exhaust after-treatment arrangement and a motor vehicle comprising such an exhaust after-treatment arrangement

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102015004425B4 (en)
SE (1) SE537980C2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023117457A1 (en) 2021-12-23 2023-06-29 Tenneco Gmbh Device for treating exhaust gas
DE102021134471A1 (en) 2021-12-23 2023-06-29 Tenneco Gmbh Apparatus for treating exhaust gas I

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0724575Y2 (en) 1989-12-12 1995-06-05 ニチアス株式会社 Exhaust gas purification device for internal combustion engine
DE10221174B4 (en) 2002-05-13 2007-02-22 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Exhaust system for diesel engines, which has a particle filter
WO2008137028A1 (en) 2007-05-03 2008-11-13 Mack Trucks, Inc. Exhaust aftertreatment system
EP2358982B1 (en) 2008-12-17 2017-11-08 Donaldson Company, Inc. Flow device for an exhaust system
SE535220C2 (en) 2010-10-14 2012-05-29 Scania Cv Abp Arrangement for introducing a liquid medium into exhaust gases from an internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
SE537980C2 (en) 2016-01-05
DE102015004425B4 (en) 2022-03-31
DE102015004425A1 (en) 2015-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10190466B2 (en) Pressure differentiated exhaust aftertreatment device
JP6622968B2 (en) Internal combustion engine
EP2638258B1 (en) Exhaust post-treatment device and method for a vehicle, with a reductant vaporising surface being warmed by a peltier element.
SE536062C2 (en) Arrangements equipped with heat transfer flanges for introducing a liquid medium into exhaust gases from an internal combustion engine
US20080083215A1 (en) Standalone thermal energy recycling device for engine after-treatment systems
US20100319330A1 (en) Burner for diesel particulate filter regeneration
US11408321B2 (en) Reductant injection in exhaust manifold
CN105008685A (en) Exhaust treatment burner and mixer system
KR20140050092A (en) Exhaust treatment system with hydrocarbon lean nox catalyst
SE536832C2 (en) Arrangement for introducing a liquid medium into exhaust gases from an internal combustion engine
US10316718B2 (en) Exhaust gas cleaning component for cleaning the exhaust gases of an internal combustion engine
KR102266004B1 (en) exhaust gas system
US9267410B2 (en) Injector cooling apparatus
JP2011080397A (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
US20090140068A1 (en) Injection Nozzle Having Heating Element And Heat Accumulator And Method For Introducing An Oxidizable Fluid Into An Exhaust System Upstream Of A Catalytic Converter Or Filter
KR20170052861A (en) Cooling water circulation system for reducing agent dosing module and selective catalyst reduction system having the same
SE536833C2 (en) Arrangement for introducing a liquid medium into exhaust gases from an internal combustion engine
SE1450417A1 (en) Exhaust after-treatment arrangement and a motor vehicle comprising such an exhaust after-treatment arrangement
US9422883B2 (en) Increased exhaust temperature warm-up for a rapid light-off of a close-coupled diesel oxidation catalyst
US20130180231A1 (en) Exhaust aftertreatment system
CN107013287A (en) Explosive motor with exhaust after treatment system and for the method for the explosive motor for operating the type
US9528410B2 (en) Reducing agent supplying device
SE539138C2 (en) Arrangement for introducing a liquid medium into exhaust gases from an internal combustion engine
JP2013227940A (en) Reducing agent addition system
US20160281563A1 (en) Exhaust system for an internal combustion engine of a motor vehicle and method for operating an exhaust system