WO2008009346A1 - Particle separator and method for regenerating a particle separator - Google Patents

Particle separator and method for regenerating a particle separator Download PDF

Info

Publication number
WO2008009346A1
WO2008009346A1 PCT/EP2007/005800 EP2007005800W WO2008009346A1 WO 2008009346 A1 WO2008009346 A1 WO 2008009346A1 EP 2007005800 W EP2007005800 W EP 2007005800W WO 2008009346 A1 WO2008009346 A1 WO 2008009346A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
modification
particle separator
functional material
exhaust gas
coating
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/005800
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Clemens Brinkmeier
Christof SCHÖN
Guido Vent
Original Assignee
Daimler Ag
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 Daimler Ag filed Critical Daimler Ag
Publication of WO2008009346A1 publication Critical patent/WO2008009346A1/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
    • F01N3/021Exhaust 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
    • F01N3/023Exhaust 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 using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/029Exhaust 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 using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles by adding non-fuel substances to exhaust
    • 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
    • F01N2510/00Surface coverings
    • F01N2510/06Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction
    • F01N2510/065Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction for reducing soot ignition temperature

Definitions

  • the invention relates to a particle separator for separating soot particles contained in the exhaust gas of an internal combustion engine, which has a coating with a functional material on surfaces provided for depositing the soot particles, and a method for regenerating such a particle separator according to the preamble of claim 8.
  • Rußzündtemperatur required for igniting Rußabbrands is difficult, however, and there is a risk of an uncontrollable Abklennverlauf due to the catalytic support of Rußabbrands especially at too high heating.
  • the object of the present invention is to specify a particle separator and a regeneration method for a particle separator, with which an improved regeneration sequence is made possible.
  • the particle separator according to the invention has a coating with a functional material on surfaces provided for the deposition of the soot particles.
  • the functional material is able to change from a first modification to a second modification in an exothermic reaction, such that at a predetermined regeneration start temperature, which is below a soot ignition temperature required for burning off the separated soot particles, by a modification transition of the so-called Functional material at least locally exceeds the Rußzündtempera- temperature takes place, so that a burning of deposited soot particles is made possible.
  • the decisive for an onset of Rußabbrands reaching or exceeding the Rußzündtemperatur is therefore effected directly on the surface of the particulate filter as a result of the modification transition of the functional material.
  • the heat of conversion or heat of reaction liberated during the modification transition acts directly and directly on the deposited soot and is sufficient to make it over the time required for starting the burning reaction. to heat the Rußzündtemperatur and allow burning of deposited soot particles.
  • the modification transition does not necessarily need to capture all of the functional material to raise the temperature of the coating at least locally above the soot ignition temperature, although this is preferred.
  • the soot ignition temperature is understood to mean a temperature value at which a Rußabbrand start and can proceed automatically without external energy supply from the outside.
  • the coating is preferably carried out in the manner of a so-called washcoat known from heterogeneous catalysis and has a porous structure with a high specific surface area.
  • the functional material is an essential part of the coating.
  • the modification transition is preferably an exothermic change in the chemical structure of the functional material.
  • the heat transfer to the soot made possible by the particle separator according to the invention is improved compared to hot exhaust heating and the regeneration process can thus be more reliably and effectively initiated.
  • the decisive heating step from a regeneration start temperature below or below the soot ignition temperature to or above the soot ignition temperature is locally limited directly at the location of the soot deposit.
  • the energy expenditure is therefore reduced by the fact that the particle separator only has to be heated to a regeneration start temperature lying below the soot ignition temperature.
  • an ineffective heating of components can be avoided, which are not affected by the regeneration process.
  • the particle separator can in principle be designed as an electrostatic precipitator or as a cyclone.
  • the particle separator is designed as a wall-flowed particulate filter body having a multiplicity of elongate flow channels, wherein the walls of the flow channels, which can be flowed by the exhaust, are at least partially coated with the functional material.
  • a preferably monolithic particulate filter body may be formed from conventional materials such as silicon carbide, cordierite or aluminum titanate.
  • the coating with the functional material is provided for all flow channels of the particle filter body and limited in the direction of the longitudinal extent of the particle filter body to a partial area. This results in a disk-shaped region of the particle filter body, which is provided with the coating. Preferably, the coated disk-shaped region is only a small part of the entire particle filter body. Compared with a coating provided over the entire longitudinal extent, functional material is saved by this measure, whereby a locally narrowly limited coating may well be sufficient to initiate the soot erosion. Starting from the areas provided with the coating, the process of soot burn-out is propagated as a result of the associated release of combustion heat out. Starting from the points provided with the coating, the soot burned progressively captures the entire particle separator without further energy being supplied from the outside, although initially this was predominantly at a temperature level below the soot ignition temperature.
  • the coating is provided for a subset of the flow channels.
  • the coating is provided for a subset of the flow channels, which usually have an increased temperature in comparison to the other flow channels. It is particularly advantageous if the coating is limited to a central cross-sectional portion of the particle filter body. In this way naturally occurring radial temperature gradients can be exploited and the regeneration starting temperature can be selected to be particularly low.
  • the coating is limited to an inflow-side region of the particle filter body.
  • a usually existing temperature gradient in the exhaust gas flow direction is utilized.
  • a Rußabbrand initiated by the inventive measure in the field of the exhaust gas inlet into the particle filter body can proceed from the outside in the axial direction without further energy from the outside.
  • the functional material has an oxygen storage capability and the first modification is designed as a low-oxygen modification and the second modification is formed as an oxygen-rich modification with an increased compared to the first modification oxygen content.
  • Particularly preferred as a functional Onsmaterialien with oxygen storage capacity are oxides of rare earths such as cerium oxide and / or praseodymium oxide-based oxides or mixed oxides, which are preferably distributed homogeneously in the coating, so that the coating has an overall oxygen storage capacity.
  • a modification associated with the storage of oxygen modification transition with a corresponding increase in the oxidation number a comparatively large exothermic heat of reaction occurs, so that the regeneration start temperature can be chosen particularly low.
  • oxidation-catalytically active metals preferably the iron-platinum group, in particular cobalt, nickel, platinum, rhodium, osmium, iridium, palladium and furthermore molybdenum, tungsten and / or manganese, may be provided as constituents of the coating.
  • the particle separator is given a particularly oxidation-catalytic effect.
  • the functional material may contain further constituents with other, in particular catalytic and / or adsorptive properties.
  • components such as vanadium or alkaline earth metals, which can support a nitrogen oxide reduction and / or a nitrogen oxide storage, or zeolites, in particular those with an ability to store hydrocarbons, are advantageous.
  • the materials mentioned may also be provided as coating zones spatially separated from the functional material or together with the functional material as a layered coating. In this way, a catalytically and / or adsorptively effective particle separator is obtained, which can be regenerated particularly reliably and gently.
  • the temperature of the particle separator is raised to a predetermined regeneration starting temperature, which is below a soot ignition temperature required for burning off the separated soot particles.
  • a change in the composition of exhaust gas supplied to the particle separator is made such that the functional material with the release of heat energy at least partially passes from a first modification to a second modification and thereby the temperature at least in a provided with the coating with the functional material area is raised above the soot ignition temperature. In this way, the energy required for heating for the purpose of regeneration is kept small.
  • Exceeding the soot ignition temperature required for onset of soot burn is achieved by the exothermic modification transition of the functional material.
  • the modification transition in turn is achieved by the change in the exhaust gas composition, which comprises in the embodiment of the method a change from a reducing composition to an oxidizing composition. This is preferably done at most to a slight extent increasing exhaust gas temperature.
  • the locally localized lifting of the particle separator to or above the soot ignition temperature is not achieved by heat input via the exhaust gas, but as a result of the heat release associated with the modification change of the functional material.
  • the procedure according to the invention makes it possible to achieve a considerable reduction in the energy requirement as well as the expense and procedural effort required to initiate the regeneration of the particle separator.
  • the change in the composition of the exhaust gas is at least partially effected by an internal combustion engine operating changeover.
  • the operating changeover can be done by changing one or more operating parameters of the internal combustion engine or of associated components which influence its operation.
  • the engine changeover includes a change in the amount of air and / or fuel supplied to the combustion chambers. Also possible is alternatively or additionally a change of exhaust gas recirculation amount, boost pressure, injection timing, valve timing, suction and / or exhaust throttle.
  • the change in the composition of the exhaust gas is at least partially effected by switching on or off a supply of an excipient which can be supplied to the exhaust gas from the outside upstream of the Pumbleabscheiders.
  • a change made from an at least temporarily adjusted reducing exhaust gas composition to an oxidizing exhaust gas composition is effected by switching off a fuel supply and / or by switching on a secondary air supply.
  • Showing: 1 is a schematic block diagram of an internal combustion engine with associated exhaust system comprising a particle separator,
  • FIG. 2 is a graph showing the temperature dependency of the soot burning rate.
  • FIG. 9 shows a sixth advantageous embodiment of the particle separator according to the invention.
  • FIG. 1 only schematically an internal combustion engine with a particulate separator comprising exhaust gas cleaning device is shown.
  • the internal combustion engine 10 of a motor vehicle receives combustion air via an intake air line 11.
  • the combustion exhaust gases are removed via an exhaust gas line 12, in which the particle separator 13 is arranged.
  • the exhaust pipe 12 further exhaust gas cleaning components are preferably arranged, which is not shown in detail.
  • the particle separator 13 is preceded by an oxidation catalytic converter and an SCR catalytic converter is connected downstream, which enables comprehensive exhaust gas purification.
  • the internal combustion engine 10, hereinafter referred to as engine for short is preferably a diesel engine educated.
  • the particle separator 13 removes during operation of the internal combustion engine 10 particulate components from the exhaust gas supplied to it.
  • the particle separator 13 is a honeycomb-type particulate filter through which the wall flows.
  • a load of the particulate filter 13 that predominantly consists of soot particles is formed. If this load has reached a certain extent, a regeneration of the particulate filter 13 is initiated, which will be discussed in more detail below.
  • a determination of the loading state of the particulate filter 13 takes place continuously or at short time intervals. This is preferably done by detecting and evaluating a differential pressure across the particulate filter 13, for which purpose a first pressure sensor 14 is provided on the input side and a second pressure sensor 15 on the output side of the particulate filter 13. Further, not shown sensors such as temperature and exhaust gas sensors are preferably provided in addition to the monitoring and control of the emission control system. The signals of the sensors 14, 15 and optionally further sensors are passed via signal lines 16 to an electronic control unit 17.
  • the control unit 17 has an arithmetic unit for processing the received data and a memory unit in which calculation routines, data, characteristics and characteristic maps are stored, with the aid of which the calculations provided for determining the loading state can be carried out.
  • the electronic control unit 17 is also able to control the operation of the engine 1 and the entire exhaust gas purification device in response to the signals. Representing the existing control lines, a motor control line 18 is shown for controlling the engine operation. If a critical load is determined by the model based simulation and / or by evaluation of the corresponding sensor signals from the control unit, the regeneration of the particulate filter 4 is initiated by thermal Rußabbrand as soon as a suitable for this purpose and recognized by the control unit 17 as permitted engine operating condition.
  • thermodynamic and reaction kinetic phenomena of soot burning involved in the invention will be described.
  • the dependence of the reaction rate v R of Rußabbrands of the temperature T is shown schematically in the diagram of FIG. 2.
  • the reaction rate v R of Rußabbrands is negligibly small at low temperatures. Only when a characteristic soot ignition temperature T 2 is exceeded does v R assume values for a noticeable soot burn-off, with increasing temperature T the velocity v R of the soot burn-up increasing drastically, typically exponentially.
  • the amount of energy required to start the Rußabbrandretress to overcome the energy barrier is typically applied by thermal means, ie by a temperature increase above the Rußzündtemperatur T 2 . According to the invention, this takes place decisively in that an exothermic modification conversion is brought about for a functional material with which the particle filter 13 is coated. As a result of the heat released during the modification conversion, starting from a regeneration start temperature lying below the soot ignition temperature T z , the soot ignition temperature T z is exceeded at least locally on the particle filter, so that the soot combustion reaction is initiated.
  • the Rußabbrandvorgang propagates starting from the point of its origin and detects the entire particle filter 13 so that it is regenerated as a whole.
  • a material is preferably provided which can undergo an exothermic structural transformation in a chemical reaction with an exhaust gas component, in which it passes from a first modification to a second modification.
  • the exhaust gas supplied to the particulate filter with the serving as a reaction partner for the functional material exhaust gas component so that the reaction can proceed.
  • the modification of the functional material taking place with the run-off the latter, which is in heat-transfer contact, deposits on the particle filter 13 Soot heated to or above the Rußzündtemperatur T 2 and the Rußabbrand allows.
  • a material is preferably provided which is capable of gas storage by a chemical reaction with an exhaust gas component.
  • a nitrogen oxide storage material can be cited, which is present in the initial state, for example, as carbonate and merges with a storage of nitrogen oxides contained in the exhaust gas in a nitrate form as a second modification.
  • a chemical structural change takes place in the storage of oxygen in an oxygen storage material such as cerium oxide or a mixed oxide containing cerium oxide, which on oxygen absorption changes into an oxygen-rich modification of higher chemical valence.
  • the functional material is a rare-earth oxide, in particular a cerium- and / or praseodymium-based oxide or mixed oxide, which undergoes heat emission by reaction with oxygen contained in the exhaust gas oxygen-poor first modification into an oxygen-rich, second modification can proceed.
  • the engine operation such that there is an increased temperature of the inflowing into the particulate filter 4 exhaust gas.
  • the engine operation such that there is an increased temperature of the inflowing into the particulate filter 4 exhaust gas.
  • it is provided to heat the particle filter 13 to a regeneration starting temperature which is below the soot ignition temperature T z required for initiation of the soot burn-off.
  • the regeneration can Starttempe- temperature about 50 0 C to 150 0 C below the soot ignition temperature T z are.
  • the regeneration start temperature is about 550 ° C.
  • the functional material is not already present in its first, low-oxygen modification, heating with the regeneration start temperature or after reaching the same, generates an oxygen-poor, in particular reducing, exhaust gas and, by its action, brings the functional material into its first, low-oxygen modification .
  • an exposure time of the oxygen-lean exhaust gas from about 10 seconds to 30 seconds is sufficient for this purpose.
  • the engine 10 may be operated with air deficiency and / or the exhaust gas, for example, fuel may be supplied as a reducing component. It is envisaged that in this process, the particulate filter 13 at least approximately at the predetermined regeneration start temperature below the Rußzündtemperatur T z remains or has been reached by this time at the latest.
  • an oxygen-enriched, in particular an oxidizing exhaust gas is generated in a subsequent step and brought by the action of the functional material in its second, oxygen-rich modification.
  • the thus released heat of transformation heated at least locally with the functional material in heat transfer contact soot deposits on the Rußzündtemperatur T z so that the Rußabbrand and thus the actual regeneration process can be started.
  • the engine 10 can be operated with excess air and / or the exhaust gas, for example, secondary air can be supplied as oxidizing component.
  • the generation of the oxygen-enriched exhaust gas is maintained at least until the Rußabbrandvorgang has spread throughout the particulate filter 13 and the regeneration is completed.
  • an overheated exhaust gas is preferably still generated, it being possible to provide control of the course of the soot combustion by changing the exhaust gas temperature and / or the exhaust gas composition. In this way, on the one hand too rapid burning with an undesirably large heat release and on the other hand premature extinguishment of Rußabbrands avoided. If the termination of Rußabbrandvorgangs determined by expiration of a predetermined period of time or by evaluation of sensor signals, the engine is switched back to normal operation and stops the generation of a superheated exhaust gas.
  • a coating may be provided with the functional material on its entire surface.
  • a wall-flowable particulate filter 13 is shown in honeycomb structure schematically in longitudinal section.
  • the particle filter 13 is traversed by a plurality of flow channels 2, which are bounded by porous gas-permeable walls 3.
  • the flow channels 2 are mutually provided at their inlet-side and outlet-side ends with closure plugs 7.
  • closure plug 7 present in usually all flow channels 2 is shown only in the case of two flow channels 2.
  • the particle filter 13 is designed free of a functional material coating. This avoids that the functional material is exposed to the usually in the entrance area of the particulate filter 13 particularly high temperatures.
  • the input-side portion 6 may be performed completely uncoated or have another, preferably catalytically active coating. From a manufacturing point of view, it is preferred if coatings on the walls 3 of the flow channels 2 are applied approximately uniformly and encompass the entire cross section of the particle filter 13.
  • FIG. 5 shows a second advantageous embodiment of a particulate filter 13 designed according to the invention.
  • only one input-side subregion 5 is provided with the functional material coating.
  • This embodiment is particularly recommended for a high temperature resistant functional material.
  • Rußabbrands this embodiment is advantageous because it propagates in particular in the exhaust gas flow direction and therefore a reliable regeneration is possible. Since the input side usually has elevated temperatures, the regeneration start temperature can be chosen to be comparatively low.
  • a partial region 5 of the particle filter 13 provided with the functional material coating is approximately 5 mm to 50 mm, or approximately 5% to 50% of its total length, on the input side.
  • FIG. 6 shows a third advantageous embodiment of a particulate filter 13 embodied according to the invention.
  • an input-side subregion 5 'as well as a rear subregion 5 are provided with a functional material coating.
  • the middle subregion 6, which is made free of a functional material coating, preferably makes about 20% to 30%. the total length of the particulate filter 13 from.
  • the ignition of the Rußabbrands in the input-side portion 5 V first, later also rear portion 5 occurs.
  • the central region 6 can also pass over the Rußzündtemperatur, so that here too the Rußabbrand can run.
  • FIG. 7 shows a further advantageous embodiment of the particle filter 13 according to the invention.
  • a central portion 5 of a functional material coating is provided.
  • an input side and an output side directly adjacent portion are kept free for other, especially catalytically active coatings.
  • the middle portion 5 makes up about 20% to 60% of the total length of the particulate filter 13.
  • Rußabbrands also a narrow disc-shaped portion of the particulate filter 13 of less than 10% of the total length with a functional material coating sufficient.
  • subregions 5, 5 V , 5 ⁇ ⁇ 5 ⁇ VX provided with a functional material coating alternate with subregions without functional material coating. In this way, a reliable ignition of Rußabbrands in a plurality of areas of the particulate filter 13 is ensured.
  • FIG. 9 shows a particle filter 13 which is provided with a functional material coating only on the inflow side in a radially central subregion 5.
  • a longitudinal sectional view and on the other hand, a view of the input-side end face are shown. Since in the front central region of the particulate filter 13 usually the highest temperatures are encountered, can still be reliably initiated here with a comparatively low regeneration start temperature Rußabbrand.
  • the catalytic component may be admixed as an additive to the exhaust gas.
  • the catalytically active components passes via combustion of fuel or oil into the exhaust gas on the particle filter and can develop their catalytic effect there. A direct feed of the catalytically active component into the exhaust gas can also take place.
  • the catalytically active component can also be present as a constituent in the functional material coating of the particle filter 13 or be applied as a separate coating locally separated from the functional material coating on the particle filter 13. Also possible is a formation of a double-layer coating, preferably with the functional material coating as the upper layer. Additionally or alternatively, a coating may be provided which acts catalytically with respect to a reaction of gaseous exhaust gas constituents such as hydrocarbons, carbon monoxide or nitrogen oxide. In this way, the functionality of the particulate filter 13 can be expanded. As a result of the procedure according to the invention, the temperature load of the particulate filter 13 during regeneration is low, while less temperature-stable catalyst materials such as vanadium pentoxide-containing catalyst materials can be used, the use of which is otherwise not possible.

Abstract

The invention relates to a particle separator (13) with a functional material coating and to a method for the regeneration of a particle separator (13) of said type. According to the invention, the functional material can, in an exothermic reaction, pass from a first modification into a second modification in such a way that, proceeding from a regeneration start temperature which lies below the soot ignition temperature (Tz), by means of a modification transition of the functional material, an exceedance of the soot ignition temperature (Tz) takes place at least locally such that a burning-off of deposited soot particles is permitted; for the method according to the invention, it is provided that, subsequent to a heating of the particle separator (13) to the predefined regeneration start temperature, a change in the composition of exhaust gas supplied to the particle separator is carried out in such a way that the functional material passes at least partially from a first modification into a second modification with the release of heat energy, and, in the process, the temperature at least in a region which is provided with the coating with the functional material is raised above the soot ignition temperature (Tz).

Description

Partikelabscheider und Verfahren zur Regeneration eines Particle separator and method for regeneration of a
Partikelabscheidersparticle
Die Erfindung betrifft einen Partikelabscheider zur Abscheidung von im Abgas einer Brennkraftmaschine enthaltenen Rußpartikeln, welcher auf von zur Abscheidung der Rußpartikel vorgesehenen Oberflächen eine Beschichtung mit einem Funktionsmaterial aufweist sowie eine Verfahren zur Regeneration eines solchen Partikelabscheiders nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8.The invention relates to a particle separator for separating soot particles contained in the exhaust gas of an internal combustion engine, which has a coating with a functional material on surfaces provided for depositing the soot particles, and a method for regenerating such a particle separator according to the preamble of claim 8.
Es ist bekannt, im Abgas von Brennkraftmaschinen enthaltene Partikel mittels eines Partikelabscheiders abzuscheiden. Die überwiegend in Form von Ruß vorliegenden Partikel häufen sich dabei an, was die Funktion des Partikelabscheiders mit der Zeit beeinträchtigt. Aus diesem Grund wird üblicherweise von Zeit zu Zeit eine Regeneration des Partikelabscheiders durch Abbrennen der abgeschiedenen Rußpartikel durchgeführt . Eine Schwierigkeit besteht dabei darin, die zum Abbrennen der Rußpartikel benötigte erhöhte Temperatur einzustellen. Um den damit verbundenen Aufwand zu vermindern, ist es bekannt, die Abbrenntemperatur mittels eines dem Abgas zugefügten kataly- tisch wirksamen Additivs oder mittels einer katalytischen Beschichtung für den Partikelabscheider zu vermindern. Entsprechende Verfahren sind beispielsweise in den Offenlegungs- schriften EP 0 334 248 Al bzw. DE 100 48 511 Al offenbart. Die Einstellung einer für ein Zünden des Rußabbrands erforderlichen so genannten Rußzündtemperatur ist jedoch schwierig und es besteht insbesondere bei zu starker Aufheizung die Gefahr eines infolge der katalytischen Unterstützung des Rußabbrands unkontrollierbaren Abbrennverlaufs.It is known to deposit particles contained in the exhaust gas of internal combustion engines by means of a particle separator. The predominantly in the form of soot particles accumulate here, which affects the function of the Partikelabscheiders over time. For this reason, regeneration of the particle separator is usually carried out from time to time by burning off the separated soot particles. One difficulty is to set the increased temperature required to burn off the soot particles. In order to reduce the associated expense, it is known to reduce the burn-off temperature by means of a catalytically active additive added to the exhaust gas or by means of a catalytic coating for the particle separator. Corresponding methods are disclosed, for example, in Offenlegungsschriften EP 0 334 248 A1 and DE 100 48 511 A1. Setting a so-called Rußzündtemperatur required for igniting Rußabbrands is difficult, however, and there is a risk of an uncontrollable Abklennverlauf due to the catalytic support of Rußabbrands especially at too high heating.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Partikelabscheider und ein Regenerationsverfahren für einen Partikelabscheider anzugeben, mit welchen ein verbesserter Regenerationsablauf ermöglicht ist.The object of the present invention is to specify a particle separator and a regeneration method for a particle separator, with which an improved regeneration sequence is made possible.
Diese Aufgabe wird durch einen Partikelabscheider mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Regenerationsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst .This object is achieved by a particle separator having the features of claim 1 and by a regeneration method having the features of claim 8.
Der erfindungsgemäße Partikelabscheider weist auf von zur Abscheidung der Rußpartikel vorgesehenen Oberflächen eine Beschichtung mit einem Funktionsmaterial auf. Das Funktionsmaterial ist dabei in der Lage, in einer exothermen Reaktion von einer ersten Modifikation in eine zweite Modifikation überzugehen, derart, dass bei einer vorgegebenen Regenerati- ons-Starttemperatur, welche unterhalb einer zum Abbrennen der abgeschiedenen Rußpartikel erforderlichen Rußzündtemperatur liegt, durch einen Modifikationsübergang des Funktionsmaterials wenigstens lokal eine Überschreitung der Russzündtempera- tur erfolgt, so dass ein Abbrennen von abgeschiedenen Rußpartikeln ermöglicht ist. Das für ein Einsetzen des Rußabbrands entscheidende Erreichen bzw. Überschreiten der Rußzündtemperatur wird demnach direkt auf der Oberfläche des Partikel- filters infolge des Modifikationsübergangs des Funktionsmaterials bewirkt. Die beim Modifikationsübergang frei werdende Umwandlungswärme bzw. Reaktionswärme wirkt direkt und unmittelbar auf den abgelagerten Ruß ein und reicht aus, um diesen über die für ein Starten der Abbrennreaktion erforder- liehe Russzündtemperatur zu erhitzen und ein Abbrennen von abgeschiedenen Rußpartikeln zu ermöglichen. Der Modifikationsübergang braucht dabei nicht notwendigerweise das gesamte Funktionsmaterial zu erfassen, um die Temperatur der Beschichtung wenigstens lokal über die Rußzündtemperatur anzuheben, obschon dies bevorzugt ist. Dabei wird unter der Rußzündtemperatur ein Temperaturwert verstanden, ab welchem ein Rußabbrand starten und ohne weitere Energiezufuhr von außen selbsttätig fortschreiten kann. Die Beschichtung ist vorzugsweise in der Art eines aus der heterogenen Katalyse her bekannten, so genannten Washcoats ausgeführt und weist eine poröse Struktur mit hoher spezifischer Oberfläche auf. Das Funktionsmaterial ist dabei wesentlicher Bestandteil der Beschichtung. Bei dem Modifikationsübergang handelt es sich vorzugsweise um eine exotherm verlaufende Veränderung der chemischen Struktur des Funktionsmaterials.The particle separator according to the invention has a coating with a functional material on surfaces provided for the deposition of the soot particles. The functional material is able to change from a first modification to a second modification in an exothermic reaction, such that at a predetermined regeneration start temperature, which is below a soot ignition temperature required for burning off the separated soot particles, by a modification transition of the so-called Functional material at least locally exceeds the Rußzündtempera- temperature takes place, so that a burning of deposited soot particles is made possible. The decisive for an onset of Rußabbrands reaching or exceeding the Rußzündtemperatur is therefore effected directly on the surface of the particulate filter as a result of the modification transition of the functional material. The heat of conversion or heat of reaction liberated during the modification transition acts directly and directly on the deposited soot and is sufficient to make it over the time required for starting the burning reaction. to heat the Rußzündtemperatur and allow burning of deposited soot particles. The modification transition does not necessarily need to capture all of the functional material to raise the temperature of the coating at least locally above the soot ignition temperature, although this is preferred. Here, the soot ignition temperature is understood to mean a temperature value at which a Rußabbrand start and can proceed automatically without external energy supply from the outside. The coating is preferably carried out in the manner of a so-called washcoat known from heterogeneous catalysis and has a porous structure with a high specific surface area. The functional material is an essential part of the coating. The modification transition is preferably an exothermic change in the chemical structure of the functional material.
Infolge eines typischerweise innigen Kontakts zwischen dem Funktionsmaterial und abgeschiedenem Ruß ist die mit dem erfindungsgemäßen Partikelabscheider ermöglichte Wärmeübertragung auf den Ruß im Vergleich zu einer Aufheizung mittels heißer Abgase verbessert und der Regenerationsvorgang kann somit zuverlässiger und effektiver initiiert werden. Der entscheidende Aufheizschritt von einer unterhalb der Rußzündtemperatur liegenden Regenerations-Starttemperatur auf oder über die Rußzündtemperatur erfolgt lokal begrenzt direkt am Ort der Rußablagerung. Der Energieaufwand ist daher einerseits dadurch verringert, dass der Partikelabscheider lediglich auf eine unterhalb der Rußzündtemperatur liegenden Rege- nerations-Starttemperatur aufgeheizt werden muss. Andererseits kann eine ineffektive Aufheizung von Bauteilen vermieden werden, welche vom Regenerationsvorgang nicht betroffen sind. Der Partikelabscheider kann prinzipiell als elektrostatischer Abscheider oder als Zyklon ausgebildet sein. Möglich ist auch ein Einsatz eines Tiefenfilters, beispielsweise in Form eines Metall- oder Keramikschaums, ebenso wie ein Einsatz eines Sintermetallfilters oder einer so genannten offenen Filterstruktur. Es ist jedoch vorteilhaft, wenn in Ausgestaltung der Erfindung der Partikelabscheider als wanddurchströmter Partikelfilterkörper mit einer Vielzahl von langgestreckten Strömungskanälen ausgeführt ist, wobei die von Abgas anströmbaren Wände der Strömungskanäle wenigstens teilweise mit dem Funktionsmaterial beschichtet ausgeführt sind. Beispielsweise aus fertigungstechnischen Gründen kann es vorteilhaft sein, wenn zusätzlich zu den anströmseitigen Wandflächen auch die ausströmseitigen Wandflächen der Strömungskanäle mit dem Funktionsmaterial beschichtet sind. Ein solcher vorzugsweise monolithischer Partikelfilterkörper kann aus hierfür gebräuchlichen Materialien wie beispielsweise Siliziumkarbid, Kordierit oder Aluminiumtitanat gebildet sein.As a result of a typically intimate contact between the functional material and deposited soot, the heat transfer to the soot made possible by the particle separator according to the invention is improved compared to hot exhaust heating and the regeneration process can thus be more reliably and effectively initiated. The decisive heating step from a regeneration start temperature below or below the soot ignition temperature to or above the soot ignition temperature is locally limited directly at the location of the soot deposit. On the one hand, the energy expenditure is therefore reduced by the fact that the particle separator only has to be heated to a regeneration start temperature lying below the soot ignition temperature. On the other hand, an ineffective heating of components can be avoided, which are not affected by the regeneration process. The particle separator can in principle be designed as an electrostatic precipitator or as a cyclone. It is also possible to use a depth filter, for example in the form of a metal or ceramic foam, as well as an insert of a sintered metal filter or a so-called open filter structure. However, it is advantageous if, in an embodiment of the invention, the particle separator is designed as a wall-flowed particulate filter body having a multiplicity of elongate flow channels, wherein the walls of the flow channels, which can be flowed by the exhaust, are at least partially coated with the functional material. For example, for manufacturing reasons, it may be advantageous if in addition to the upstream wall surfaces and the outflow side wall surfaces of the flow channels are coated with the functional material. Such a preferably monolithic particulate filter body may be formed from conventional materials such as silicon carbide, cordierite or aluminum titanate.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Beschichtung mit dem Funktionsmaterial für alle Strömungskanäle des Partikelfilterkörpers vorgesehen und in Richtung der Längserstreckung des Partikelfilterkörpers auf einen Teilbereich begrenzt. Damit ergibt sich ein scheibenförmiger Bereich des Partikelfilterkörpers, welcher mit der Beschichtung versehen ist. Vorzugsweise beträgt der beschichtete scheibenförmige Bereich lediglich einen kleinen Teil des gesamten Partikelfilterkörpers. Gegenüber einer über die gesamte Längserstreckung vorgesehenen Beschichtung wird durch diese Maßnahme Funktionsmaterial eingespart, wobei eine lokal eng begrenzte Beschichtung durchaus ausreichend sein kann, um den Rußabbrand zu initiieren. Ausgehend von den mit der Beschichtung versehenen Stellen breitet sich der Vorgang des Rußabbrands infolge der damit verbundenen Freisetzung von Verbrennungs- wärme aus . Ausgehend von den mit der Beschichtung versehenen Stellen erfasst der Rußabbrand dabei ohne weitere Energiezufuhr von außen fortschreitend den gesamten Partikelabscheider, obschon dieser sich zunächst überwiegend auf einem Temperaturniveau unterhalb der Rußzündtemperatur befunden hat.In a further embodiment of the invention, the coating with the functional material is provided for all flow channels of the particle filter body and limited in the direction of the longitudinal extent of the particle filter body to a partial area. This results in a disk-shaped region of the particle filter body, which is provided with the coating. Preferably, the coated disk-shaped region is only a small part of the entire particle filter body. Compared with a coating provided over the entire longitudinal extent, functional material is saved by this measure, whereby a locally narrowly limited coating may well be sufficient to initiate the soot erosion. Starting from the areas provided with the coating, the process of soot burn-out is propagated as a result of the associated release of combustion heat out. Starting from the points provided with the coating, the soot burned progressively captures the entire particle separator without further energy being supplied from the outside, although initially this was predominantly at a temperature level below the soot ignition temperature.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Beschichtung für eine Teilmenge der Strömungskanäle vorgesehen. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Beschichtung für eine Teilmenge der Strömungskanäle vorgesehen ist, welche üblicherweise im Vergleich zu den anderen Strömungskanälen eine erhöhte Temperatur aufweisen. Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die Beschichtung auf einen mittleren Querschnittsteilbereich des Partikelfilterkörpers begrenzt ist. Auf diese Weise können natürlicherweise vorhandene radiale Temperaturgradienten ausgenutzt werden und die Regenerationsstarttemperatur kann besonders niedrig gewählt werden.In a further embodiment of the invention, the coating is provided for a subset of the flow channels. In particular, it is advantageous if the coating is provided for a subset of the flow channels, which usually have an increased temperature in comparison to the other flow channels. It is particularly advantageous if the coating is limited to a central cross-sectional portion of the particle filter body. In this way naturally occurring radial temperature gradients can be exploited and the regeneration starting temperature can be selected to be particularly low.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Beschichtung auf einen einströmseitigen Bereich des Partikelfilterkörpers begrenzt. Dadurch wird ein üblicherweise vorhandener Temperaturgradient in Abgasströmungsrichtung ausgenutzt. Ein durch die erfindungsgemäße Maßnahme im Bereich des Abgaseintritts in den Partikelfilterkörper initiierter Rußabbrand kann von selbst in axialer Richtung ohne weitere Energiezufuhr von außen voranschreiten.In a further embodiment of the invention, the coating is limited to an inflow-side region of the particle filter body. As a result, a usually existing temperature gradient in the exhaust gas flow direction is utilized. A Rußabbrand initiated by the inventive measure in the field of the exhaust gas inlet into the particle filter body can proceed from the outside in the axial direction without further energy from the outside.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Funktionsmaterial eine SauerstoffSpeicherfähigkeit auf und die erste Modifikation ist als eine sauerstoffarme Modifikation und die zweite Modifikation ist als eine Sauerstoffreiche Modifikation mit einem gegenüber der ersten Modifikation erhöhten Sauerstoffgehalt ausgebildet. Besonders bevorzugt als Funkti- onsmaterialien mit SauerstoffSpeicherfähigkeit sind Oxide der Seltenen Erden wie Ceroxid- und/oder Praseodymoxid-basierte Oxide oder Mischoxide, welche vorzugsweise homogen in der Beschichtung verteilt sind, so dass die Beschichtung insgesamt eine SauerstoffSpeicherfähigkeit aufweist. Bei einem mit der Einspeicherung von Sauerstoff verbundenen Modifikationsübergang mit entsprechender Erhöhung der Oxidationszahl tritt eine vergleichsweise große exotherme Wärmetönung auf, so dass die Regenerations-Starttemperatur besonders niedrig gewählt werden kann. Generell können zusätzlich zu dem Funktionsmaterial oxidationskatalytisch wirkende Metalle, vorzugsweise der Eisen-Platin-Gruppe, insbesondere Kobalt, Nickel, Platin, Rhodium, Osmium, Iridium, Palladium sowie ferner Molybdän, Wolfram und/oder Mangan als Bestandteile der Beschichtung vorgesehen sein. Auf diese Weise wird dem Partikelabscheider eine insbesondere oxidationskatalytische Wirkung vermittelt. Zur Erweiterung des WirkungsSpektrums kann das Funktionsmaterial weitere Bestandteile mit anderen, insbesondere katalytischen und/oder adsorptiven Eigenschaften enthalten. Vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang Bestandteile wie Vanadium oder Erdalkalimetalle, welche eine Stickoxidreduktion und/oder eine Stickoxidspeicherung unterstützen können, oder Zeolithe, insbesondere solche mit einer Fähigkeit zur Speicherung von Kohlenwasserstoffen. Die genannten Materialien können auch als von dem Funktionsmaterial örtlich getrennte Beschichtungszonen oder zusammen mit dem Funktions- material als geschichtete Beschichtung vorgesehen sein. Auf diese Weise wird ein katalytisch und/oder adsorptiv wirksamer Partikelabscheider erhalten, welcher besonders zuverlässig und schonend regeneriert werden kann.In a further embodiment of the invention, the functional material has an oxygen storage capability and the first modification is designed as a low-oxygen modification and the second modification is formed as an oxygen-rich modification with an increased compared to the first modification oxygen content. Particularly preferred as a functional Onsmaterialien with oxygen storage capacity are oxides of rare earths such as cerium oxide and / or praseodymium oxide-based oxides or mixed oxides, which are preferably distributed homogeneously in the coating, so that the coating has an overall oxygen storage capacity. In a modification associated with the storage of oxygen modification transition with a corresponding increase in the oxidation number, a comparatively large exothermic heat of reaction occurs, so that the regeneration start temperature can be chosen particularly low. In general, in addition to the functional material, oxidation-catalytically active metals, preferably the iron-platinum group, in particular cobalt, nickel, platinum, rhodium, osmium, iridium, palladium and furthermore molybdenum, tungsten and / or manganese, may be provided as constituents of the coating. In this way the particle separator is given a particularly oxidation-catalytic effect. To expand the spectrum of action, the functional material may contain further constituents with other, in particular catalytic and / or adsorptive properties. In this context, components such as vanadium or alkaline earth metals, which can support a nitrogen oxide reduction and / or a nitrogen oxide storage, or zeolites, in particular those with an ability to store hydrocarbons, are advantageous. The materials mentioned may also be provided as coating zones spatially separated from the functional material or together with the functional material as a layered coating. In this way, a catalytically and / or adsorptively effective particle separator is obtained, which can be regenerated particularly reliably and gently.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Regeneration eines wie geschildert ausgeführten Partikelabscheiders durch Abbrennen von auf oder in dem Partikelabscheider abgeschiede- nem Ruß wird zur Einleitung des Abbrennens in einem ersten Verfahrensschritt die Temperatur des Partikelabscheiders auf eine vorgegebene Regenerations-Starttemperatur angehoben, welche unterhalb einer zum Abbrennen der abgeschiedenen Rußpartikel erforderlichen Rußzündtemperatur liegt. In einem zweiten Verfahrensschritt wird eine Änderung der Zusammensetzung von dem Partikelabscheider zugeführtem Abgas derart vorgenommen, dass das Funktionsmaterial unter Freisetzung von Wärmeenergie wenigstens teilweise von einer ersten Modifikation in eine zweite Modifikation übergeht und dabei die Temperatur wenigstens in einem mit der Beschichtung mit dem Funktionsmaterial versehenen Bereich über die Rußzündtemperatur angehoben wird. Auf diese Weise wird der Energieaufwand zur Aufheizung zum Zwecke der Regeneration klein gehalten. Das Überschreiten der für ein Einsetzen eines Rußabbrands erforderlichen Rußzündtemperatur wird durch den exothermen Modifikationsübergang des Funktionsmaterials erzielt. Dabei wird der Modifikationsübergang seinerseits durch die Änderung der AbgasZusammensetzung erreicht, welche in Ausgestaltung des. Verfahrens einen Wechsel von einer reduzierend wirkenden Zusammensetzung zu einer oxidierend wirkenden Zusammensetzung umfasst. Dies erfolgt vorzugsweise bei sich allenfalls in geringem Ausmaß erhöhender Abgastemperatur. Somit wird das vorzugsweise lokal begrenzt erfolgende Anheben des Partikel- abscheiders auf oder über die Rußzündtemperatur nicht durch Wärmeeintrag über das Abgas, sondern infolge der mit dem Modifikationswechsel des Funktionsmaterials verbundenen Wärmefreisetzung erreicht. Durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise lässt sich eine beträchtliche Verringerung des Energiebedarfs sowie des aparativen und verfahrensmäßigen Aufwands zur Einleitung der Regeneration des Partikelabscheiders erzielen. In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens wird die Änderung der Zusammensetzung des Abgases wenigstens teilweise durch eine Brennkraftmaschinenbetriebsumstellung bewirkt. Die Betriebsumstellung kann durch Änderung eines oder mehrerer Betriebsparameter der Brennkraftmaschine oder von zugehörigen Bauteilen, welche deren Betrieb beeinflussen, erfolgen. Vorzugsweise umfasst die Brennkraftmaschinenbetriebsumstellung eine Änderung von Luft- und/oder Kraftstoffzufuhrmenge zu den Brennkammern. Ebenfalls möglich ist alternativ oder zusätzlich einer Veränderung von Abgasrückführmenge, Ladedruck, Einspritzzeitpunkt, Ventilsteuerzeiten, saug- und/oder abgasseitiger Androsselung.In the method according to the invention for the regeneration of a particle separator as described above by burning off of or deposited in the particle separator. In order to initiate the burning off in a first method step, the temperature of the particle separator is raised to a predetermined regeneration starting temperature, which is below a soot ignition temperature required for burning off the separated soot particles. In a second method step, a change in the composition of exhaust gas supplied to the particle separator is made such that the functional material with the release of heat energy at least partially passes from a first modification to a second modification and thereby the temperature at least in a provided with the coating with the functional material area is raised above the soot ignition temperature. In this way, the energy required for heating for the purpose of regeneration is kept small. Exceeding the soot ignition temperature required for onset of soot burn is achieved by the exothermic modification transition of the functional material. In this case, the modification transition in turn is achieved by the change in the exhaust gas composition, which comprises in the embodiment of the method a change from a reducing composition to an oxidizing composition. This is preferably done at most to a slight extent increasing exhaust gas temperature. Thus, the locally localized lifting of the particle separator to or above the soot ignition temperature is not achieved by heat input via the exhaust gas, but as a result of the heat release associated with the modification change of the functional material. The procedure according to the invention makes it possible to achieve a considerable reduction in the energy requirement as well as the expense and procedural effort required to initiate the regeneration of the particle separator. In a further embodiment of the method, the change in the composition of the exhaust gas is at least partially effected by an internal combustion engine operating changeover. The operating changeover can be done by changing one or more operating parameters of the internal combustion engine or of associated components which influence its operation. Preferably, the engine changeover includes a change in the amount of air and / or fuel supplied to the combustion chambers. Also possible is alternatively or additionally a change of exhaust gas recirculation amount, boost pressure, injection timing, valve timing, suction and / or exhaust throttle.
In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens wird die Änderung der Zusammensetzung des Abgases wenigstens teilweise durch Einschalten oder Ausschalten einer Zufuhr eines Hilfsstoffes bewirkt, der stromauf des Partikelabscheiders dem Abgas von außen zugeführt werden kann. Beispielsweise wird ein bevorzugt vorgenommener Wechsel von einer wenigstens zeitweise eingestellten reduzierend wirkenden AbgasZusammensetzung zu einer oxidierend wirkenden AbgasZusammensetzung durch Ausschalten einer Brennstoffzufuhr und/oder durch Einschalten einer Sekundärluftzufuhr bewirkt.In a further embodiment of the method, the change in the composition of the exhaust gas is at least partially effected by switching on or off a supply of an excipient which can be supplied to the exhaust gas from the outside upstream of the Partikelabscheiders. For example, a change made from an at least temporarily adjusted reducing exhaust gas composition to an oxidizing exhaust gas composition is effected by switching off a fuel supply and / or by switching on a secondary air supply.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen veranschaulicht und werden nachfolgend beschrieben. Dabei sind die vorstehend genannten und nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Merkmalskombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.Advantageous embodiments of the invention are illustrated in the drawings and described below. In this case, the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the respectively specified combination of features, but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.
Dabei zeigen: Fig. 1 ein schematisches Blockbild einer Brennkraftmaschine mit zugehöriger Abgasanlage umfassend einen Partikelabscheider,Showing: 1 is a schematic block diagram of an internal combustion engine with associated exhaust system comprising a particle separator,
Fig. 2 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Temperaturabhängigkeit der Rußabbrandgeschwindigkeit,FIG. 2 is a graph showing the temperature dependency of the soot burning rate. FIG.
Fig. 3 ein Diagramm zur Verdeutlichung des Energieverlaufs bei einer Rußabbrandreaktion,3 shows a diagram to illustrate the energy curve in a Rußabbrandreaktion,
Fig. 4 eine erste vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Partikelabscheiders ,4 shows a first advantageous embodiment of the particle separator according to the invention,
Fig. 5 eine zweite vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Partikelabscheiders ,5 shows a second advantageous embodiment of the particle separator according to the invention,
Fig. 6 eine dritte vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Partikelabscheiders ,6 shows a third advantageous embodiment of the particle separator according to the invention,
Fig. 7 eine vierte vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Partikelabscheiders ,7 shows a fourth advantageous embodiment of the particle separator according to the invention,
Fig. 8 eine fünfte vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Partikelabscheiders undFig. 8 shows a fifth advantageous embodiment of the Partikelabscheiders invention and
Fig. 9 eine sechste vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Partikelabscheiders .9 shows a sixth advantageous embodiment of the particle separator according to the invention.
In Fig. 1 ist lediglich schematisch eine Brennkraftmaschine mit einer einen Partikelabscheider umfassenden Abgasreinigungseinrichtung dargestellt. Gemäß Fig. 1 erhält die Brennkraftmaschine 10 eines nicht dargestellten Kraftfahrzeugs Verbrennungsluft über eine Ansaugluftleitung 11. Die Verbrennungsabgase werden über eine Abgasleitung 12 abgeführt, in welcher der Partikelabscheider 13 angeordnet ist. In der Abgasleitung 12 sind vorzugsweise weitere Abgasreinigungs- komponenten angeordnet, was im Einzelnen nicht dargestellt ist. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn dem Partikelabscheider 13 ein Oxidationskatalysator vorgeschaltet und ein SCR-Katalysator nachgeschaltet ist, was eine umfassende Abgasreinigung ermöglicht. Die Brennkraftmaschine 10, nachfolgend kurz Motor genannt, ist vorzugsweise als Dieselmotor ausgebildet. Der Partikelabscheider 13 entfernt beim Betrieb der Brennkraftmaschine 10 partikelförmige Bestandteile aus dem ihm zugeführten Abgas. Nachfolgend wird davon ausgegangen, dass es sich bei dem Partikelabscheider 13 um einen wanddurchströmten Partikelfilter in Wabenkörperbauform handelt. Infolge der Abscheidung bzw. Ausfilterung von Partikeln bildet sich eine überwiegend aus Rußpartikeln bestehende Beladung des Partikelfilters 13 aus. Hat diese Beladung ein gewisses Ausmaß erreicht, so wird eine Regeneration des Partikelfilters 13 eingeleitet, worauf weiter unten näher eingegangen wird.In Fig. 1, only schematically an internal combustion engine with a particulate separator comprising exhaust gas cleaning device is shown. According to FIG. 1, the internal combustion engine 10 of a motor vehicle, not shown, receives combustion air via an intake air line 11. The combustion exhaust gases are removed via an exhaust gas line 12, in which the particle separator 13 is arranged. In the exhaust pipe 12 further exhaust gas cleaning components are preferably arranged, which is not shown in detail. In particular, it is advantageous if the particle separator 13 is preceded by an oxidation catalytic converter and an SCR catalytic converter is connected downstream, which enables comprehensive exhaust gas purification. The internal combustion engine 10, hereinafter referred to as engine for short, is preferably a diesel engine educated. The particle separator 13 removes during operation of the internal combustion engine 10 particulate components from the exhaust gas supplied to it. In the following, it is assumed that the particle separator 13 is a honeycomb-type particulate filter through which the wall flows. As a result of the deposition or filtering out of particles, a load of the particulate filter 13 that predominantly consists of soot particles is formed. If this load has reached a certain extent, a regeneration of the particulate filter 13 is initiated, which will be discussed in more detail below.
Bevorzugt erfolgt laufend oder in kurzen zeitlichen Abständen eine Ermittlung des Beladungszustands des Partikelfilters 13. Vorzugsweise geschieht dies durch Erfassung und Auswertung eines Differenzdrucks über dem Partikelfilter 13, wozu ein erster Drucksensor 14 eingangsseitig und ein zweiter Drucksensor 15 ausgangsseitig des Partikelfilters 13 vorgesehen sind. Weitere, nicht dargestellte Sensoren wie beispielsweise Temperatur- und Abgassensoren sind vorzugsweise zusätzlich zur Überwachung und Steuerung der Abgasreinigungsanlage vorgesehen. Die Signale der Sensoren 14, 15 sowie gegebenenfalls weiterer Sensoren werden über Signalleitungen 16 an ein elektronisches Steuergerät 17 geleitet. Das Steuergerät 17 verfügt über eine Recheneinheit zur Verarbeitung der empfangenen Daten und eine Speichereinheit in welcher Berechnungsroutinen, Daten, Kennlinien und Kennfelder abgelegt sind, mit deren Hilfe die zur Ermittlung des Beladungszustands vorgesehenen Berechnungen durchgeführt werden können. Das elektronische Steuergerät 17 ist ferner in der Lage, in Abhängigkeit der Signale den Betrieb des Motors 1 und der gesamten Abgas- reinigungseinrichtung zu steuern. Stellvertretend für die hierfür vorhandenen Steuerleitungen ist eine Motorsteuerleitung 18 zur Ansteuerung des Motorbetriebs eingezeichnet. Wird durch eine modellbasierte Simulation und/oder durch Auswertung der entsprechenden Sensorsignale vom Steuergerät eine kritische Beladung festgestellt, so wird, sobald ein hierfür geeigneter und vom Steuergerät 17 als zulässig erkannter Motorbetriebszustand vorliegt, die Regeneration des Partikelfilters 4 durch thermischen Rußabbrand eingeleitet.Preferably, a determination of the loading state of the particulate filter 13 takes place continuously or at short time intervals. This is preferably done by detecting and evaluating a differential pressure across the particulate filter 13, for which purpose a first pressure sensor 14 is provided on the input side and a second pressure sensor 15 on the output side of the particulate filter 13. Further, not shown sensors such as temperature and exhaust gas sensors are preferably provided in addition to the monitoring and control of the emission control system. The signals of the sensors 14, 15 and optionally further sensors are passed via signal lines 16 to an electronic control unit 17. The control unit 17 has an arithmetic unit for processing the received data and a memory unit in which calculation routines, data, characteristics and characteristic maps are stored, with the aid of which the calculations provided for determining the loading state can be carried out. The electronic control unit 17 is also able to control the operation of the engine 1 and the entire exhaust gas purification device in response to the signals. Representing the existing control lines, a motor control line 18 is shown for controlling the engine operation. If a critical load is determined by the model based simulation and / or by evaluation of the corresponding sensor signals from the control unit, the regeneration of the particulate filter 4 is initiated by thermal Rußabbrand as soon as a suitable for this purpose and recognized by the control unit 17 as permitted engine operating condition.
Nachfolgend wird unter Bezug auf Fig. 2 und Fig. 3 auf im Zusammenhang mit der Erfindung wesentliche thermodynamische und reaktionskinetische Phänomene des Rußabbrands eingegangen. Hierzu ist im Diagramm der Fig. 2 schematisch die Abhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit vR des Rußabbrands von der Temperatur T dargestellt. Wie durch den Verlauf des Kurvenzugs 20 wiedergegeben, ist die Reaktionsgeschwindigkeit vR des Rußabbrands bei niedrigen Temperaturen vernachlässigbar klein. Erst bei Überschreiten einer charakteristischen Rußzündtemperatur T2 nimmt vR Werte für einen merklichen Rußabbrand an, wobei mit zunehmender Temperatur T die Geschwindigkeit vR des Rußabbrands drastisch, typischerweise exponentiell zunimmt.Hereinafter, referring to FIG. 2 and FIG. 3, the thermodynamic and reaction kinetic phenomena of soot burning involved in the invention will be described. For this purpose, the dependence of the reaction rate v R of Rußabbrands of the temperature T is shown schematically in the diagram of FIG. 2. As indicated by the course of the curve 20, the reaction rate v R of Rußabbrands is negligibly small at low temperatures. Only when a characteristic soot ignition temperature T 2 is exceeded does v R assume values for a noticeable soot burn-off, with increasing temperature T the velocity v R of the soot burn-up increasing drastically, typically exponentially.
Die diesem Sachverhalt entsprechenden energetischen Verhältnisse sind im Diagramm der Fig. 3 schematisch dargestellt, in welchem die Abhängigkeit der potentiellen Energie E der Rußabbrandreaktion über der Reaktionskoordinate R durch den Verlauf des Kurvenzugs 21 wiedergegeben ist. Ausgehend von einer Energie Ei des Anfangszustands bedarf es eines Aufbringens der Aktivierungsenergie EA um das Abbrennen in Gang zu bringen. Die Aktivierungsenergie EA kann somit als eine Energiebarriere angesehen werden, welche für einen Start bzw. ein Zünden der Rußabbrandreaktion überwunden werden muss. Beim Ablauf der Abbrennreaktion vermindert sich die potentielle Energie E auf den Wert E2, welcher gegenüber dem Anfangswert Ei um den bei der exothermen Reaktion abgegebenen Energiebetrag vermindert ist.The energetic relationships corresponding to this situation are shown schematically in the diagram of FIG. 3, in which the dependence of the potential energy E of the Rußabbrandreaktion on the reaction coordinate R is represented by the course of the curve 21. Starting from an energy Ei of the initial state requires applying the activation energy E A to start the burning. The activation energy E A can thus be considered as an energy barrier, which must be overcome for a start or an ignition of Rußabbrandreaktion. At the end of the burning reaction, the potential energy E decreases to the value E 2 , which is opposite to the initial value Egg is reduced by the amount of energy released in the exothermic reaction.
Der für einen Start der Rußabbrandreaktion erforderliche Energiebetrag zur Überwindung der Energiebarriere wird typischerweise auf thermischem Wege, d.h. durch eine Temperaturerhöhung über die Rußzündtemperatur T2 aufgebracht. Erfindungsgemäß erfolgt dies maßgeblich dadurch, dass für ein Funktionsmaterial, mit welchem der Partikelfilter 13 beschichtet ist, eine exotherme Modifikationsumwandlung herbeigeführt wird. Infolge der bei der Modifikationsumwandlung freigesetzten Wärme wird ausgehend von einer unterhalb der Rußzündtemperatur Tz liegenden Regenerations-Starttemperatur zumindest lokal auf dem Partikelfilter die Rußzündtemperatur Tz überschritten, so dass die Rußabbrandreaktion initiiert wird. Infolge einer Ableitung der beim Rußabbrand frei werdenden Wärme pflanzt sich der Rußabbrandvorgang ausgehend von der Stelle seines Ursprungs fort und erfasst den gesamten Partikelfilter 13, so dass dieser insgesamt regeneriert wird. Als Funktionsmaterial als wesentlicher Bestandteil der Beschichtung des Partikelfilter 13 ist vorzugsweise ein Material vorgesehen, welches in einer chemischen Reaktion mit einer Abgaskomponente eine exotherme Strukturumwandlung erfahren kann, in welcher es von einer ersten Modifikation in eine zweite Modifikation übergeht. Zur Initiierung des Rußabbrands wird ausgehend von der Regenerations-Starttemperatur und von einer ersten Modifikation des Funktionsmaterials das dem Partikelfilter zugeführte Abgas mit der als Reaktionspartner für das Funktionsmaterial dienenden Abgaskomponente angereichert, so dass die Reaktion ablaufen kann. Infolge der mit dem Ablaufen stattfindenden Modifikationsumwandlung des Funktionsmaterials wird mit diesem in Wärmeübertragungs- kontakt stehender, auf dem Partikelfilter 13 abgeschiedener Ruß auf oder über die Rußzündtemperatur T2 erhitzt und der Rußabbrand ermöglicht.The amount of energy required to start the Rußabbrandreaktion to overcome the energy barrier is typically applied by thermal means, ie by a temperature increase above the Rußzündtemperatur T 2 . According to the invention, this takes place decisively in that an exothermic modification conversion is brought about for a functional material with which the particle filter 13 is coated. As a result of the heat released during the modification conversion, starting from a regeneration start temperature lying below the soot ignition temperature T z , the soot ignition temperature T z is exceeded at least locally on the particle filter, so that the soot combustion reaction is initiated. As a result of a derivative of the heat released during Rußabbrand the Rußabbrandvorgang propagates starting from the point of its origin and detects the entire particle filter 13 so that it is regenerated as a whole. As a functional material as an essential component of the coating of the particulate filter 13, a material is preferably provided which can undergo an exothermic structural transformation in a chemical reaction with an exhaust gas component, in which it passes from a first modification to a second modification. To initiate the Rußabbrands enriched from the regeneration start temperature and a first modification of the functional material, the exhaust gas supplied to the particulate filter with the serving as a reaction partner for the functional material exhaust gas component, so that the reaction can proceed. As a result of the modification of the functional material taking place with the run-off, the latter, which is in heat-transfer contact, deposits on the particle filter 13 Soot heated to or above the Rußzündtemperatur T 2 and the Rußabbrand allows.
Als Funktionsmaterial ist vorzugsweise ein Material vorgesehen welches zur Gaseinspeicherung durch eine chemische Reaktion mit einer Abgaskomponente befähigt ist. Als Beispiel kann hier ein Stickoxidspeichermaterial angeführt werden, welches im Ausgangszustand beispielsweise als Karbonat vorliegt und bei einer Einspeicherung von im Abgas enthaltenen Stickoxiden in eine Nitratform als zweite Modifikation übergeht. Ebenfalls eine chemische Strukturänderung erfolgt bei der Speicherung von Sauerstoff in ein Sauerstoffspeicher- material wie Ceroxid oder einem Ceroxid-haltigen Mischoxid, die bei Sauerstoffaufnähme in eine Sauerstoffreiche Modifikation mit höherer chemischer Wertigkeit übergehen. Es kann sich jedoch auch um eine Modifikationsänderung in Form einer Ausbildung einer ChemiSorptionsbindung des Funktionsmaterials mit einem Gas handeln, bei welcher die chemische Struktur des Funktionsmaterials im wesentlichen unverändert bleibt, jedoch das eingespeicherte Gas durch schwache chemische Bindungen an das Funktionsmaterial gebunden wird. Ein Beispiel hierfür ist die Adsorption von Kohlenwasserstoffen in dafür geeignete Speichermaterialien wie beispielsweise Zeolithe.As a functional material, a material is preferably provided which is capable of gas storage by a chemical reaction with an exhaust gas component. As an example, here a nitrogen oxide storage material can be cited, which is present in the initial state, for example, as carbonate and merges with a storage of nitrogen oxides contained in the exhaust gas in a nitrate form as a second modification. Likewise, a chemical structural change takes place in the storage of oxygen in an oxygen storage material such as cerium oxide or a mixed oxide containing cerium oxide, which on oxygen absorption changes into an oxygen-rich modification of higher chemical valence. However, it may also be a modification change in the form of formation of a chemisorption bond of the functional material with a gas, in which the chemical structure of the functional material remains substantially unchanged, but the stored gas is bound by weak chemical bonds to the functional material. An example of this is the adsorption of hydrocarbons in suitable storage materials such as zeolites.
Ohne Einschränkung der Allgemeinheit wird nachfolgend davon ausgegangen, dass es sich bei dem Funktionsmaterial um ein Oxide der Seltenen Erden, insbesondere um ein Cer- und/oder Praseodym-basiertes Oxid oder Mischoxid handelt, welches unter Wärmeabgabe durch Reaktion mit im Abgas enthaltenem Sauerstoff von einer sauerstoffarmen ersten Modifikation in eine Sauerstoffreiche, zweite Modifikation übergehen kann.Without restricting generality, it is assumed below that the functional material is a rare-earth oxide, in particular a cerium- and / or praseodymium-based oxide or mixed oxide, which undergoes heat emission by reaction with oxygen contained in the exhaust gas oxygen-poor first modification into an oxygen-rich, second modification can proceed.
Zur Durchführung einer Regeneration des Partikelfilters 13 wird vom Steuergerät 7 zunächst der Motorbetrieb derart umgestellt, dass sich eine erhöhte Temperatur des in den Partikelfilter 4 einströmenden Abgases ergibt. Dadurch erfolgt eine Aufheizung des Partikelfilters 13. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, den Partikelfilter 13 auf eine Regenerations- Starttemperatur aufzuheizen, welche unterhalb der für eine Initiierung des Rußabbrands erforderlichen Rußzündtemperatur Tz liegt. Je nach Art und Menge des als Beschichtung vorgesehenen Funktionsmaterials kann die Regenerations-Starttempe- ratur etwa 50 0C bis 150 0C unterhalb der Rußzündtemperatur Tz liegen. Typischerweise beträgt die Regenerations-Start- temperatur etwa 550 0C. Zur Erzeugung eines überhitzten Abgases, mit welchem eine Aufheizung des Partikelfilters 13 auf die Regenerations-Starttemperatur erfolgt, können an sich bekannte Maßnahmen wie Ansaugluftdrosselung, späte Kraftstoffnacheinspritzung, Kraftstoffnachverbrennung an einem dem Partikelfilter vorgeschalteten Oxidationskatalysator und dergleichen ergriffen werden.To carry out a regeneration of the particulate filter 13 is first changed by the control unit 7, the engine operation such that there is an increased temperature of the inflowing into the particulate filter 4 exhaust gas. According to the invention, it is provided to heat the particle filter 13 to a regeneration starting temperature which is below the soot ignition temperature T z required for initiation of the soot burn-off. Depending on the type and amount of the functional material provided as a coating, the regeneration can Starttempe- temperature about 50 0 C to 150 0 C below the soot ignition temperature T z are. Typically, the regeneration start temperature is about 550 ° C. To generate a superheated exhaust gas, with which the particle filter 13 is heated to the regeneration start temperature, known measures such as intake air throttling, late fuel post injection, fuel afterburning can occur at one upstream of the particulate filter Oxidation catalyst and the like are taken.
Falls das Funktionsmaterial nicht bereits in seiner ersten, sauerstoffarmen Modifikation vorliegt, so wird mit dem Aufheizen auf die Regenerations-Starttemperatur oder nach Erreichen derselben, ein sauerstoffarmes, insbesondere ein reduzierend wirkendes Abgas erzeugt und durch dessen Einwirkung das Funktionsmaterial in seine erste, sauerstoffarme Modifikation gebracht. Typischerweise reicht eine Einwirkungsdauer des sauerstoffarmen Abgases von etwa 10 Sekunden bis 30 Sekunden hierfür aus. Zur Erzeugung des sauerstoffarmen bzw. reduzierend wirkenden Abgases kann der Motor 10 mit Luftmangel betrieben und/oder dem Abgas beispielsweise Kraftstoff als reduzierend wirkende Komponente zugeführt werden. Es ist vorgesehen, dass bei diesem Vorgang der Partikelfilter 13 zumindest annähernd auf der vorgegebenen Regenerations-Starttemperatur unterhalb der Rußzündtemperatur Tz verbleibt oder diese spätestens zu diesem Zeitpunkt erreicht .If the functional material is not already present in its first, low-oxygen modification, heating with the regeneration start temperature or after reaching the same, generates an oxygen-poor, in particular reducing, exhaust gas and, by its action, brings the functional material into its first, low-oxygen modification , Typically, an exposure time of the oxygen-lean exhaust gas from about 10 seconds to 30 seconds is sufficient for this purpose. To generate the low-oxygen or reducing exhaust gas, the engine 10 may be operated with air deficiency and / or the exhaust gas, for example, fuel may be supplied as a reducing component. It is envisaged that in this process, the particulate filter 13 at least approximately at the predetermined regeneration start temperature below the Rußzündtemperatur T z remains or has been reached by this time at the latest.
Zur Initiierung des Rußabbrands wird in einem Folgeschritt ein Sauerstoffangereichertes, insbesondere ein oxidierend wirkendes Abgas erzeugt und durch dessen Einwirkung das Funktionsmaterial in seine zweite, Sauerstoffreiche Modifikation gebracht. Die dabei frei werdende Umwandlungswärme erhitzt zumindest lokal mit dem Funktionsmaterial in Wärmeübergangskontakt stehende Rußablagerungen über die Rußzündtemperatur Tz so dass der Rußabbrand und damit der eigentliche Regenerationsvorgang gestartet werden. Zur Erzeugung des Sauerstoffangereicherten bzw. reduzierend wirkenden Abgases kann der Motor 10 mit Luftüberschuss betrieben und/oder dem Abgas beispielsweise Sekundärluft als oxidierend wirkende Komponente zugeführt werden.To initiate Rußabbrands an oxygen-enriched, in particular an oxidizing exhaust gas is generated in a subsequent step and brought by the action of the functional material in its second, oxygen-rich modification. The thus released heat of transformation heated at least locally with the functional material in heat transfer contact soot deposits on the Rußzündtemperatur T z so that the Rußabbrand and thus the actual regeneration process can be started. To generate the oxygen-enriched or reducing exhaust gas, the engine 10 can be operated with excess air and / or the exhaust gas, for example, secondary air can be supplied as oxidizing component.
Vorzugsweise wird die Erzeugung des mit Sauerstoff angereicherten Abgases zumindest so lange aufrechterhalten, bis der Rußabbrandvorgang sich im gesamten Partikelfilter 13 ausgebreitet hat und die Regeneration abgeschlossen ist. Während dieser Zeit wird vorzugsweise weiterhin ein überhitztes Abgas erzeugt, wobei vorgesehen sein kann, durch eine Veränderung der Abgastemperatur und/oder der AbgasZusammensetzung den Verlauf des Rußabbrands zu steuern. Auf diese Weise wird einerseits ein zu rasches Abbrennen mit einer unerwünscht großen Wärmefreisetzung und andererseits ein vorzeitiges Verlöschen des Rußabbrands vermieden. Wird die Beendigung des Rußabbrandvorgangs durch Ablauf einer vorgebbaren Zeitdauer oder durch Auswertung von Sensorsignalen festgestellt, so wird der Motor wieder auf Normalbetrieb umgestellt und die Erzeugung eines überhitzten Abgases beendet. Um einen möglichst gleichmäßigen und zuverlässigen Rußabbrand im gesamten Partikelfilter 13 zu gewährleisten, kann eine Beschichtung mit dem Funktionsmaterial auf seiner gesamten Oberfläche vorgesehen sein. Es ist jedoch aus Gründen der Materialersparnis vorteilhaft, die Beschichtung mit dem Funktionsmaterial lediglich abschnittsweise auf den Wänden der Strömungskanäle des Partikelfilters 13 vorzusehen. Nachfolgend wird mit Bezug auf die Figuren 4 bis 9 auf diesbezüglich vorteilhafte Ausführungsformen eingegangen.Preferably, the generation of the oxygen-enriched exhaust gas is maintained at least until the Rußabbrandvorgang has spread throughout the particulate filter 13 and the regeneration is completed. During this time, an overheated exhaust gas is preferably still generated, it being possible to provide control of the course of the soot combustion by changing the exhaust gas temperature and / or the exhaust gas composition. In this way, on the one hand too rapid burning with an undesirably large heat release and on the other hand premature extinguishment of Rußabbrands avoided. If the termination of Rußabbrandvorgangs determined by expiration of a predetermined period of time or by evaluation of sensor signals, the engine is switched back to normal operation and stops the generation of a superheated exhaust gas. In order to ensure the most uniform and reliable Rußabbrand throughout the particulate filter 13, a coating may be provided with the functional material on its entire surface. However, it is advantageous for reasons of material savings to provide the coating with the functional material only in sections on the walls of the flow channels of the particulate filter 13. In the following, advantageous embodiments will be discussed with reference to FIGS. 4 to 9.
In Fig. 4 ist ein wanddurchströmbarer Partikelfilter 13 in Wabenkörperbauform schematisch im Längsschnitt dargestellt. Der Partikelfilter 13 ist von einer Vielzahl von Strömungskanälen 2 durchzogen, die von porösen gasdurchlässigen Wänden 3 begrenzt sind. Die Strömungskanäle 2 sind wechselseitig an ihren einlassseitigen und auslassseitigen Enden mit Ver- schluss-Stopfen 7 versehen. Dadurch wird in einlassseitig offene Strömungskanäle 2 einströmendes Abgas gezwungen, durch die Wände 3 hindurchzutreten, wobei partikelförmige Bestandteile ausgefiltert werden und sich auf den angeströmten Oberflächen der Wände 3 abscheiden. Der Übersicht halber ist der bei üblicherweise allen Strömungskanälen 2 vorhandene Ver- schiuss-Stopfen 7 lediglich bei zwei Strömungskanälen 2 eingezeichnet. In Bezug auf die mit dem Pfeil 4 gekennzeichnete Abgasströmungsrichtung sind zumindest die anströmseitigen Wandoberflächen der Strömungskanäle 2 des Partikelfilters 13 in dessen hinterem Teilbereich 5 mit einer Funktionsmaterial - Beschichtung versehen. Im demgegenüber deutlich kürzeren ein- gangsseitigen Teilbereich 6 ist der Partikelfilter 13 frei von einer Funktionsmaterial -Beschichtung ausgeführt. Dadurch wird vermieden, dass das Funktionsmaterial den üblicherweise im Eingangsbereich des Partikelfilters 13 besonders hohen Temperaturen ausgesetzt ist. Vorteilhaft ist ein auf etwa 5 mm bis 50 mm, bzw. ein auf etwa 5 % bis 50 % seiner Gesamt- länge frei von einer Beschichtung mit dem Funktionsmaterial ausgeführter eingangsseitigen Teilbereich 6 des Partikelfilters 13. Der eingangsseitige Teilbereich 6 kann gänzlich unbeschichtet ausgeführt sein oder eine andere, vorzugsweise katalytisch wirksame Beschichtung aufweisen. Aus fertigungstechnischer Sicht ist es bevorzugt, wenn Beschichtungen auf den Wänden 3 der Strömungskanäle 2 annähernd gleichmäßig aufgebracht sind und den gesamten Querschnitt des Partikelfilters 13 umfassen.In Fig. 4, a wall-flowable particulate filter 13 is shown in honeycomb structure schematically in longitudinal section. The particle filter 13 is traversed by a plurality of flow channels 2, which are bounded by porous gas-permeable walls 3. The flow channels 2 are mutually provided at their inlet-side and outlet-side ends with closure plugs 7. As a result, exhaust gas flowing into inlet side open flow channels 2 is forced to pass through the walls 3, with particulate constituents being filtered out and depositing on the surfaces of the walls 3 which have been flown on. For the sake of clarity, the closure plug 7 present in usually all flow channels 2 is shown only in the case of two flow channels 2. With regard to the exhaust gas flow direction indicated by the arrow 4, at least the upstream wall surfaces of the flow channels 2 of the particle filter 13 are provided with a functional material coating in the rear part region 5 thereof. On the other hand, in the clearly shorter inlet-side partial area 6, the particle filter 13 is designed free of a functional material coating. This avoids that the functional material is exposed to the usually in the entrance area of the particulate filter 13 particularly high temperatures. Advantageously, an approximately 5 mm to 50 mm, or about 5% to 50% of its total Length free of a coating with the functional material executed on the input side portion 6 of the particulate filter 13. The input-side portion 6 may be performed completely uncoated or have another, preferably catalytically active coating. From a manufacturing point of view, it is preferred if coatings on the walls 3 of the flow channels 2 are applied approximately uniformly and encompass the entire cross section of the particle filter 13.
Fig. 5 zeigt eine zweite vorteilhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgeführten Partikelfilters 13. Im Unterschied zur Ausführungsform der Fig. 4 ist hier lediglich ein eingangsseitiger Teilbereich 5 mit der Funktionsmaterial- Beschichtung versehen. Diese Ausführungsform empfiehlt sich besonders für ein hoch temperaturbeständiges Funktionsmaterial. Hinsichtlich der Ausbreitung des Rußabbrands ist diese Ausführungsform vorteilhaft, da sich dieser insbesondere in Abgasströmungsrichtung ausbreitet und deshalb eine zuverlässige Regeneration ermöglicht ist. Da eingangsseitig meist erhöhte Temperaturen anzutreffen sind, kann die Regenerati- ons-Starttemperatur vergleichsweise niedrig gewählt werden. Vorteilhaft ist ein auf etwa 5 mm bis 50 mm, bzw. ein auf etwa 5 % bis 50 % seiner Gesamtlänge eingangsseitig mit der Funktionsmaterial-Beschichtung versehener Teilbereich 5 des Partikelfilters 13.5 shows a second advantageous embodiment of a particulate filter 13 designed according to the invention. In contrast to the embodiment of FIG. 4, only one input-side subregion 5 is provided with the functional material coating. This embodiment is particularly recommended for a high temperature resistant functional material. With regard to the propagation of Rußabbrands this embodiment is advantageous because it propagates in particular in the exhaust gas flow direction and therefore a reliable regeneration is possible. Since the input side usually has elevated temperatures, the regeneration start temperature can be chosen to be comparatively low. Advantageously, a partial region 5 of the particle filter 13 provided with the functional material coating is approximately 5 mm to 50 mm, or approximately 5% to 50% of its total length, on the input side.
Fig. 6 zeigt eine dritte vorteilhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgeführten Partikelfilters 13. Im Unterschied zur Ausführungsform der Fig. 4 ist hier ein eingangsseitiger Teilbereich 5' ebenso wie ein hinterer Teilbereich 5 mit einer Funktionsmaterial-Beschichtung versehen. Der mittlere, frei von einer Funktionsmaterial-Beschichtung ausgeführte Teilbereich 6 macht vorzugsweise etwa 20 % bis 30 % der Gesamtlänge des Partikelfilters 13 aus. Im Vergleich zu einer durchgehenden Beschichtung lässt sich ebenfalls eine Materialeinsparung erreichen, wobei die Zündung des Rußabbrands im eingangsseitigen Teilbereich 5V zuerst, später auch hinterer Teilbereich 5 erfolgt. Durch Wärmeleitung kann der mittlere Bereich 6 ebenfalls über die Rußzündtemperatur gelangen, so dass auch hier der Rußabbrand ablaufen kann. In Fig. 7 ist eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Partikelfilters 13 dargestellt. In dieser Ausführungsform ist lediglich ein mittlerer Teilbereich 5 einer Funktionsmaterial-Beschichtung versehen. Dadurch werden ein eingangsseitig und ein ausgangsseitig direkt angrenzender Teilbereich frei für andere, insbesondere katalytisch wirksame Beschichtungen gehalten. Vorzugsweise macht der mittlere Teilbereich 5 etwa 20 % bis 60 % der Gesamtlänge des Partikelfilters 13 aus. Für eine zuverlässige Zündung des Rußabbrands kann jedoch auch ein schmaler scheibenförmiger Bereich des Partikelfilters 13 von weniger als 10 % der Gesamtlänge mit einer Funktionsmaterial -Beschichtung ausreichen.FIG. 6 shows a third advantageous embodiment of a particulate filter 13 embodied according to the invention. In contrast to the embodiment of FIG. 4, an input-side subregion 5 'as well as a rear subregion 5 are provided with a functional material coating. The middle subregion 6, which is made free of a functional material coating, preferably makes about 20% to 30%. the total length of the particulate filter 13 from. Compared to a continuous coating can also achieve a saving of material, the ignition of the Rußabbrands in the input-side portion 5 V first, later also rear portion 5 occurs. By thermal conduction, the central region 6 can also pass over the Rußzündtemperatur, so that here too the Rußabbrand can run. FIG. 7 shows a further advantageous embodiment of the particle filter 13 according to the invention. In this embodiment, only a central portion 5 of a functional material coating is provided. As a result, an input side and an output side directly adjacent portion are kept free for other, especially catalytically active coatings. Preferably, the middle portion 5 makes up about 20% to 60% of the total length of the particulate filter 13. However, for a reliable ignition of Rußabbrands also a narrow disc-shaped portion of the particulate filter 13 of less than 10% of the total length with a functional material coating sufficient.
In der in Fig. 8 dargestellten weiteren vorteilhaften Ausführungsform wechseln mit einer Funktionsmaterial-Beschichtung versehene Teilbereiche 5, 5V, 5λ\ 5λ V X mit Teilbereichen ohne Funktionsmaterial-Beschichtung ab. Auf diese Weise ist eine zuverlässige Zündung des Rußabbrands in einer Mehrzahl von Bereichen des Partikelfilters 13 sichergestellt.In the further advantageous embodiment shown in FIG. 8, subregions 5, 5 V , 5 λ \ 5 λ VX provided with a functional material coating alternate with subregions without functional material coating. In this way, a reliable ignition of Rußabbrands in a plurality of areas of the particulate filter 13 is ensured.
In Fig. 9 ist ein Partikelfilter 13 dargestellt, welcher lediglich einströmseitig in einem radial mittleren Teilbereich 5 mit einer Funktionsmaterial-Beschichtung versehen ist. Dabei sind einerseits eine Längsschnittsdarstellung und andererseits eine Ansicht auf die eingangsseitige Stirnseite gezeigt. Da in vorderen mittleren Bereich des Partikelfilters 13 üblicherweise die höchsten Temperaturen anzutreffen sind, kann hier mit einer vergleichsweise niedrigen Regenerations- Starttemperatur der Rußabbrand dennoch zuverlässig initiiert werden .FIG. 9 shows a particle filter 13 which is provided with a functional material coating only on the inflow side in a radially central subregion 5. In this case, on the one hand, a longitudinal sectional view and on the other hand, a view of the input-side end face are shown. Since in the front central region of the particulate filter 13 usually the highest temperatures are encountered, can still be reliably initiated here with a comparatively low regeneration start temperature Rußabbrand.
Für eine Verminderung der Aktivierungsenergie EA für ein Zünden des Rußabbrands kann zusätzlich ein Einsatz einer hinsichtlich des Rußabbrands katalytisch wirkenden Komponente vorgesehen sein. Dies ermöglicht eine Verringerung der Regenerations-Startemperatur, wodurch wiederum eine Verminderung des Energieaufwands zum Aufheizen des Partikelfilters 13 auf die Regenerations-Starttemperatur erreicht wird. Die katalytische Komponente kann als Additiv dem Abgas beigemischt sein. Hierfür ist es zweckmäßig, eine Kraftstoff- und/oder eine Öladditivierung vorzusehen. Die katalytisch wirkende Komponenten gelangt über Verbrennung von Kraftstoff bzw. Öl ins Abgas auf den Partikelfilter und kann dort ihre katalytische Wirkung entfalten. Eine direkte Zuführung der katalytisch wirksamen Komponente ins Abgas kann ebenfalls erfolgen.For a reduction of the activation energy E A for igniting the Rußabbrands may additionally be provided using a catalytically active component with respect to Rußabbrands. This enables a reduction in the regeneration start temperature, which in turn achieves a reduction in the energy required to heat the particulate filter 13 to the regeneration start temperature. The catalytic component may be admixed as an additive to the exhaust gas. For this purpose, it is expedient to provide a fuel and / or an oil additive. The catalytically active components passes via combustion of fuel or oil into the exhaust gas on the particle filter and can develop their catalytic effect there. A direct feed of the catalytically active component into the exhaust gas can also take place.
Die katalytisch wirkende Komponente kann jedoch auch als Bestandteil in der Funktionsmaterial -Beschichtung des Partikelfilters 13 enthalten sein oder als separate Beschichtung örtlich getrennt von der Funktionsmaterial-Beschichtung auf dem Partikelfilter 13 aufgebracht sein. Ebenfalls möglich ist eine Ausbildung einer Doppellagen-Beschichtung vorzugsweise mit der Funktionsmaterial-Beschichtung als obere Schicht. Zusätzlich oder alternativ kann eine Beschichtung vorgesehen sein, welche hinsichtlich einer Umsetzung von gasförmigen Abgasbestandteilen wie Kohlenwasserstoffen, Kohlenmonoxid oder Stickoxid katalytisch wirkt. Auf diese Weise kann die Funktionalität des Partikelfilters 13 erweitert werden. Da infolge der erfindungsgemäßen Vorgehensweise die Temperaturbelastung des Partikelfilters 13 während der Regeneration gering ist, können dabei auch weniger temperaturstabile Katalysatormaterialen wie beispielsweise Vanadiumpentoxid enthaltende Katalysatormaterialien eingesetzt werden, deren Verwendung ansonsten nicht möglich ist. However, the catalytically active component can also be present as a constituent in the functional material coating of the particle filter 13 or be applied as a separate coating locally separated from the functional material coating on the particle filter 13. Also possible is a formation of a double-layer coating, preferably with the functional material coating as the upper layer. Additionally or alternatively, a coating may be provided which acts catalytically with respect to a reaction of gaseous exhaust gas constituents such as hydrocarbons, carbon monoxide or nitrogen oxide. In this way, the functionality of the particulate filter 13 can be expanded. As a result of the procedure according to the invention, the temperature load of the particulate filter 13 during regeneration is low, while less temperature-stable catalyst materials such as vanadium pentoxide-containing catalyst materials can be used, the use of which is otherwise not possible.

Claims

Patentansprüche claims
1. Partikelabscheider zur Abscheidung von im Abgas einer Brennkraftmaschine (10) enthaltenen Rußpartikeln, welcher auf zur Abscheidung der Rußpartikel vorgesehenen Oberflächen eine Beschichtung mit einem Funktionsmaterial aufweist, das in einer exothermen Reaktion von einer ersten Modifikation in eine zweite Modifikation übergehen kann, derart dass bei einer vorgegebenen Regenerations- Starttemperatur, welche unterhalb einer zum Abbrennen der abgeschiedenen Rußpartikel erforderlichen Rußzündtemperatur (Tz) liegt, durch einen Modifikationsübergang des Funktionsmaterials wenigstens lokal eine Überschreitung der Rußzündtemperatur (Tz) erfolgt, so dass ein Abbrennen von abgeschiedenen Rußpartikeln ermöglicht ist.1. Particle separator for the deposition of exhaust gas in an internal combustion engine (10) contained soot particles, which has on coated for deposition of the soot particles surfaces having a coating with a functional material that can pass in an exothermic reaction of a first modification in a second modification, such that at a predetermined regeneration start temperature, which is below a required for burning the deposited soot particles Rußzündtemperatur (T z ), at least locally exceeding the Rußzündtemperatur (T z ) by a modification transition of the functional material, so that burning off of deposited soot particles is made possible.
2. Partikelabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Partikelabscheider (13) als wanddurchströmter Partikelfilterkörper mit einer Vielzahl von langgestreckten Strömungskanälen (2) ausgeführt ist, wobei die von Abgas anströmbaren Wände (3) der Strömungs- kanäle (2) wenigstens teilweise mit dem Funktionsmaterial beschichtet ausgeführt sind.2. Particle separator according to claim 1, characterized in that the particle separator (13) is designed as a wall-flowed particulate filter body with a plurality of elongated flow channels (2), wherein the exhaust gas flows from the walls (3) of the flow channels (2) at least partially with the functional material coated are executed.
3. Partikelabscheider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung mit dem Funktionsmaterial für alle3. particle separator according to claim 2, characterized in that the coating with the functional material for all
Strömungskanäle (2) des Partikelfilterkörpers vorgesehen ist und in Richtung der Längserstreckung des Partikel- filterkörpers auf einen Teilbereich (5; 5λ; 5'1) begrenzt ist.Flow channels (2) of the particulate filter body is provided and in the direction of the longitudinal extension of the particle filter body to a portion (5; 5 λ ; 5 ' 1 ) is limited.
4. Partikelabscheider nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung für eine Teilmenge der Strömungskanäle (2) vorgesehen ist.4. particle separator according to claim 2 or 3, characterized in that the coating for a subset of the flow channels (2) is provided.
5. Partikelabscheider nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung auf einen mittleren Querschnittsteilbereich des Partikelfilterkörpers begrenzt ist.5. Particle separator according to one of claims 2 to 4, characterized in that the coating is limited to a central cross-sectional portion of the particulate filter body.
6. Partikelabscheider nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung auf einen einströmseitigen Teilbereich des Partikelfilterkörpers begrenzt ist.6. Particle separator according to one of claims 2 to 5, characterized in that the coating is limited to an inflow-side portion of the particulate filter body.
7. Partikelabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsmaterial eine SauerstoffSpeicherfähigkeit aufweist und die erste Modifikation als eine sauerstoffarme Modifikation und die zweite Modifikation als eine sauerstoffreiche Modifikation mit einem gegenüber der ersten Modifikation erhöhten Sauerstoffgehalt ausgebildet ist.7. Particle separator according to one of claims 1 to 6, characterized in that the functional material has an oxygen storage capacity and the first modification is formed as a low-oxygen modification and the second modification as an oxygen-rich modification with respect to the first modification increased oxygen content.
8. Verfahren zur Regeneration eines Partikelabscheiders nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durch Abbrennen von auf oder in dem Partikelabscheider (13) abgeschiedenem Ruß, wobei zur Einleitung des Abbrennens in einem ersten Verfahrensschritt die Temperatur des Partikelabscheiders (13) auf eine vorgegebene Regenerations-Starttemperatur angehoben wird, welche unterhalb einer zum Abbrennen der abgeschiedenen Rußpartikel erforderlichen Rußzündtemperatur (T2) liegt, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zweiten Verfahrensschritt eine Änderung der Zusammensetzung von dem Partikelabscheider zugeführtem Abgas derart vorgenommen wird, dass das Funktionsmaterial unter Freisetzung von Wärmeenergie wenigstens teilweise von einer ersten Modifikation in eine zweite Modifikation übergeht und dabei die Temperatur wenigstens in einem mit der Beschichtung mit dem Funktionsmaterial versehenen Bereich über die Rußzündtemperatur (T2) angehoben wird.8. A method for regenerating a particle separator according to any one of claims 1 to 7 by burning off on or in the Partikelabscheider (13) deposited soot, wherein to initiate the burning in a first method step, the temperature of the Partikelabscheiders (13) is raised to a predetermined regeneration start temperature, which is below a required for burning the deposited soot particles Rußzündtemperatur (T 2 ), characterized in that in a second process step, a change the composition of the exhaust gas supplied to the particle separator is made such that the functional material with release of heat energy at least partially passes from a first modification to a second modification and thereby the temperature at least in a provided with the coating with the functional material area above the Rußzündtemperatur (T 2 ) is raised.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung der Zusammensetzung des Abgases einen Wechsel von einer reduzierend wirkenden Zusammensetzung zu einer oxidierend wirkenden Zusammensetzung umfasst.9. The method according to claim 8, characterized in that the change in the composition of the exhaust gas comprises a change from a reducing composition to an oxidizing composition.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung der Zusammensetzung des Abgases wenigstens teilweise durch eine Brennkraftmaschinenbetriebs- umstellung bewirkt wird.10. The method according to claim 8 or 9, characterized in that the change in the composition of the exhaust gas is at least partially effected by an internal combustion engine operating.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung der Zusammensetzung des Abgases wenigstens teilweise durch Einschalten oder Ausschalten einer Zufuhr eines Hilfsstoffes bewirkt wird, der stromauf des Partikelabscheiders (13) dem Abgas von außen zugeführt werden kann. 11. The method according to any one of claims 8 to 10, characterized in that the change in the composition of the exhaust gas is at least partially effected by switching on or off a supply of an excipient upstream of the Particle separator (13) can be supplied to the exhaust gas from the outside.
PCT/EP2007/005800 2006-07-15 2007-06-29 Particle separator and method for regenerating a particle separator WO2008009346A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006032886.8 2006-07-15
DE200610032886 DE102006032886A1 (en) 2006-07-15 2006-07-15 Particle separator and method for the regeneration of a particle separator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2008009346A1 true WO2008009346A1 (en) 2008-01-24

Family

ID=38537569

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2007/005800 WO2008009346A1 (en) 2006-07-15 2007-06-29 Particle separator and method for regenerating a particle separator

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102006032886A1 (en)
WO (1) WO2008009346A1 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009115064A (en) * 2007-11-09 2009-05-28 Toyota Industries Corp Exhaust emission control device
WO2012089730A1 (en) * 2010-12-28 2012-07-05 Jens Werner Kipp Process for cleaning particulate filters
ES2408243B1 (en) * 2013-02-11 2014-04-15 Universidad Politécnia De Valencia PARTICLE FILTER SYSTEM FOR ENGINE AND PRESSURE LOSS REDUCTION METHOD OF SUCH FILTER
DE102016110527A1 (en) 2016-06-08 2017-12-14 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Particle filter for an internal combustion engine

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3828516C1 (en) * 1988-08-23 1989-03-23 Daimler-Benz Aktiengesellschaft, 7000 Stuttgart, De Soot particle filter regeneration - in which particles in filter for diesel engine exhaust fumes are burned off to regenerate filter by exothermic reaction
EP0334248A1 (en) 1988-03-19 1989-09-27 Veba Oel Ag Method of operating a diesel engine
JPH05141228A (en) * 1991-03-20 1993-06-08 Hitachi Ltd Method for purifying exhaust gas of internal combustion engine
EP1101908A2 (en) * 1999-11-17 2001-05-23 Volkswagen Aktiengesellschaft Device and method for reducing harmful components in the exhaust gas of an internal combustion engine, especially a Diesel-internal-combustion engine
DE10048511A1 (en) 2000-09-29 2002-04-18 Omg Ag & Co Kg Reduction of carbon monoxide, hydrocarbons and soot particles in lean exhaust gas from internal combustion engine, by using particle filter having catalytic coating of oxygen storage component(s) and platinum group metal(s)
EP1512850A1 (en) * 2003-09-04 2005-03-09 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Particulate filter
EP1536110A1 (en) * 2003-11-26 2005-06-01 Delphi Technologies, Inc. Catalysed exhaust gas soot filter
EP1553272A1 (en) * 2004-01-08 2005-07-13 Peugeot Citroen Automobiles S.A. Method and device for controlling the temperature of a NOx trap in an exhaust line of a motor vehicle engine
US20060153753A1 (en) * 2002-10-29 2006-07-13 Sylvain Mauran Method and device for regenerating a particulate filter for exhaust line, and adapted particulate filter

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0334248A1 (en) 1988-03-19 1989-09-27 Veba Oel Ag Method of operating a diesel engine
DE3828516C1 (en) * 1988-08-23 1989-03-23 Daimler-Benz Aktiengesellschaft, 7000 Stuttgart, De Soot particle filter regeneration - in which particles in filter for diesel engine exhaust fumes are burned off to regenerate filter by exothermic reaction
JPH05141228A (en) * 1991-03-20 1993-06-08 Hitachi Ltd Method for purifying exhaust gas of internal combustion engine
EP1101908A2 (en) * 1999-11-17 2001-05-23 Volkswagen Aktiengesellschaft Device and method for reducing harmful components in the exhaust gas of an internal combustion engine, especially a Diesel-internal-combustion engine
DE10048511A1 (en) 2000-09-29 2002-04-18 Omg Ag & Co Kg Reduction of carbon monoxide, hydrocarbons and soot particles in lean exhaust gas from internal combustion engine, by using particle filter having catalytic coating of oxygen storage component(s) and platinum group metal(s)
US20060153753A1 (en) * 2002-10-29 2006-07-13 Sylvain Mauran Method and device for regenerating a particulate filter for exhaust line, and adapted particulate filter
EP1512850A1 (en) * 2003-09-04 2005-03-09 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Particulate filter
EP1536110A1 (en) * 2003-11-26 2005-06-01 Delphi Technologies, Inc. Catalysed exhaust gas soot filter
EP1553272A1 (en) * 2004-01-08 2005-07-13 Peugeot Citroen Automobiles S.A. Method and device for controlling the temperature of a NOx trap in an exhaust line of a motor vehicle engine

Also Published As

Publication number Publication date
DE102006032886A1 (en) 2008-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60218082T2 (en) Emission control system for a diesel internal combustion engine
EP1154130B1 (en) Process for separating nitrogen oxides and soot particles from a lean exhaust gas from a combustion engine
DE3842282C2 (en) Device for reducing the exhaust gas emission of a diesel engine
EP2129883B1 (en) Catalyst system and use thereof
DE102005061873A1 (en) Method and control unit for operating an integrated SCR / DPF system
DE10040554B4 (en) Method for operating an exhaust gas purification system with particle filter and nitrogen oxide storage
AT521448B1 (en) Process and arrangement of Otto engines with improved particle filtering II
WO2007033751A1 (en) Method for operating an internal combustion engine
DE102006007122A1 (en) Operating process for internal combustion engine involves reporting suitable combinations of engine operating values for preset nitrogen oxide emission value
DE102010037019A1 (en) Emission control system for an internal combustion engine and desulfurization process for the same
DE102009044776A1 (en) A method of purifying nitrogen oxide contained in exhaust gas and an exhaust system performing the method
EP2743470A1 (en) Method and apparatus for raising the exhaust gas temperature in the exhaust pipe of a turbocharged internal combustion engine
WO2015161960A1 (en) Catalyst subassembly, device comprising same for purifying exhaust gases from an internal combustion engine, modular system for the subassembly, and method for manufacturing the subassembly
DE102010033689A1 (en) Exhaust gas aftertreatment system for internal combustion engine has flow-through monolith with storage capacity designed such that breakthrough signal downstream of flow-through monolith has highest gradient of concentration curve
WO2008009346A1 (en) Particle separator and method for regenerating a particle separator
DE102010033688A1 (en) Exhaust gas aftertreatment system for internal combustion engine has flow-through monolith with storage capacity designed such that breakthrough signal downstream of flow-through monolith has highest gradient of concentration curve
EP0925431B1 (en) Exhaust fume purification process for an internal combustion engine
DE602004001037T2 (en) Apparatus and method for exhaust gas purification
DE10322148B4 (en) Emission control system with particle filter and method for its operation with improved regeneration of the particulate filter
EP1253300B1 (en) Exhaust gas cleaning device having particulate filter means and method of regeneration for the filter means
DE10043613A1 (en) Filter arrangement, used for cleaning exhaust gases from IC engines, comprises porous particle filter body having catalytically active coating, oxidation catalyst, and adjusting element for adjusting feeds
DE102012004924A1 (en) Exhaust after-treatment component with HC adsorber and exhaust system with such
EP3530339B1 (en) Particle filter for a combustion engine and method for producing same
WO2017092839A1 (en) Exhaust gas aftertreatment method and exhaust gas system
DE102009056844A1 (en) Engine exhaust emission control device

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 07764962

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: RU

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 07764962

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1