WO2011018134A1 - Verbrennungskraftmaschine - Google Patents

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WO2011018134A1
WO2011018134A1 PCT/EP2010/004043 EP2010004043W WO2011018134A1 WO 2011018134 A1 WO2011018134 A1 WO 2011018134A1 EP 2010004043 W EP2010004043 W EP 2010004043W WO 2011018134 A1 WO2011018134 A1 WO 2011018134A1
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filter element
internal combustion
combustion engine
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PCT/EP2010/004043
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Heiko Beil
Andreas Hertzberg
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Daimler Ag
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine according to the preamble of
  • the said particles may also be particles left behind by a production process.
  • DE 10 2006 038 706 A1 discloses a generic internal combustion engine with a low-pressure exhaust gas recirculation, which comprises a low-pressure exhaust gas recirculation line, in which a particle filter is arranged.
  • the disadvantage of this internal combustion engine is that in the particulate filter of the exhaust gas recirculation line an unwanted accumulation of particles, in particular soot particles can take place, which could not be retained by an upstream particulate filter of the internal combustion engine. This would lead to a strong pressure drop at the particulate filter of the exhaust gas recirculation line and thus to a failure of the low-pressure exhaust gas recirculation. Burning of the accumulated particles during regeneration of a first particulate filter in an exhaust tract is not possible because the positioning of the particulate filter in the exhaust gas recirculation line can not achieve the required particle burn-off temperature.
  • line cross sections of the low-pressure exhaust gas recirculation are significantly smaller than those of an exhaust system of the internal combustion engine, in which the first
  • Particle filter is arranged, in particular in the region of the first particulate filter. Therefore, the particulate filter of the exhaust gas recirculation line has to be made relatively small. This leads at high exhaust gas recirculation rates to corresponding pressure losses.
  • a small particle filter in the exhaust gas recirculation line leads to an increase in a flow resistance, so that an effective purge gradient decreases and at the same differential pressure between the sampling point after the particulate filter
  • Filter element is provided at least one further filter element, by means of which the recirculated exhaust gas is filterable, is characterized in that the at least one further filter element is arranged upstream of the removal point in the exhaust system. This is an entry of particles in an exhaust gas recirculation, which to
  • the described return of the exhaust gas is provided and includes the removal point of the exhaust gas, avoided.
  • the removal point of the exhaust gas results in avoiding damage to components of the internal combustion engine, such as a compressor or components of the exhaust gas recirculation.
  • the Arrangement of the at least one further filter element upstream of the removal point in the exhaust tract allows use of a relatively large filter element, whereby a pressure drop through the filter element can be kept low. This is accompanied by avoiding a negative influence on the internal combustion engine,
  • the at least one further filter element which is a form of an additional
  • Depositor is advantageously arranged immediately downstream of the first filter element and formed of a high temperature resistant material.
  • the mentioned exhaust gas recirculation is formed, for example, as low-pressure exhaust gas recirculation through which the exhaust, as indicated, downstream of the first filter element and the at least one further filter element removable and in the intake of the internal combustion engine, in particular immediately before a compressor derselbigen , traceable.
  • the at least one further filter element can be formed, for example, from a wire mesh, as a single-layer or multi-layer sieve, from metal foam, sintered metal or highly porous ceramic.
  • the diameter can be 5 to 100 times the thickness.
  • a pore size or mesh size of the at least one further filter element is embodied such that particles with a diameter of at least 10 to 100 ⁇ m, preferably at least approximately 50 ⁇ m, are retained.
  • the pore size or mesh size is larger than in a typical ceramic wall-flow particle filter.
  • the at least one further filter element can be multi-layered, wherein a layer due to smaller pore size or mesh size causes a secure retention of the particles, while further layers contribute to increase mechanical strength of the at least one further filter element. These further layers are then designed, for example, with a larger pore size or mesh size than the first layer.
  • the arrangement according to the invention of the at least one further filter element upstream of the removal point does not lead to a reduction of an effective flushing gradient, as a result of which advantageous effects of the exhaust gas recirculation can be fully utilized.
  • Fig. 1 is a schematic representation of an internal combustion engine with a
  • Fig. 2 are each a schematic longitudinal sectional view of three alternative
  • Fig. 3 are each a schematic longitudinal sectional view of three, further alternative
  • FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view and a schematic
  • Fig. 5 is a schematic longitudinal sectional view and a schematic
  • FIG. 1 Top view of a further alternative embodiment of a filter element according to FIG. 1,
  • Fig. 6 is a schematic longitudinal sectional view of another alternative
  • Fig. 7 is a schematic longitudinal sectional view of the particulate filter according to FIG. 1, in whose housing the filter element according to FIG. 6 is arranged.
  • FIG. 1 shows an internal combustion engine 10 for a passenger car with an exhaust tract 12, in which a turbine 14 of an exhaust gas turbocharger 16 is arranged, which can be flowed through according to a directional arrow 18 of exhaust gas of the internal combustion engine 10.
  • the turbine 14 is connected via a shaft with a compressor 20 of the exhaust gas turbocharger 16 and drives it.
  • the compressor 20 is arranged in an intake tract 21 of the internal combustion engine 10 and compressed according to a direction arrow 22 of the internal combustion engine 10 sucked air.
  • the compressed air continues to flow through the intake tract 21 in accordance with a directional arrow 24 and is supplied to the internal combustion engine 10 for displaying a torque desired by a driver of the passenger car.
  • the exhaust gas driving the turbine 14 continues to flow through the exhaust tract 12 according to a directional arrow 30 and is first cleaned by a catalytic converter 32 and then by a particle filter 34. Furthermore, a low-pressure exhaust gas recirculation 36 is provided, by means of which exhaust gas from a sampling point 45 downstream of the particulate filter 34 in the intake tract 21 immediately upstream of the compressor 20 according to directional arrows 38 and 40 traceable.
  • an exhaust gas mass flow of the recirculated exhaust gas is adjustable.
  • an exhaust gas recirculation cooler (EGR cooler) 46 is provided, by means of which the recirculated exhaust gas is lowered in its temperature level.
  • an additional filter element 50 is arranged in a housing 48 of the particulate filter 34, ie upstream of the removal point 45, which consists of a porous disc with a Membrane layer is formed. This filter element 50 keeps damaged particles, but without the
  • an exhaust throttle device 52 is provided to represent a certain exhaust gas recirculation rate of the low-pressure exhaust gas recirculation 36. Unreturned exhaust gas flows through the exhaust tract 12 in accordance with a directional arrow 54, passes through the throttle device 52 and flows according to a directional arrow 56 to the environment.
  • FIG. 2 shows three possible embodiments of the filter element 50 according to FIG. 1.
  • a filter element 50 ' is formed from a porous disk 58 and a membrane layer 60.
  • the filter element 50 ' is arranged in the exhaust gas tract 12 according to FIG. 1 in such a way that it depends on the exhaust gas of the internal combustion engine 10
  • Directional arrows 62 can be flowed through.
  • the membrane layer 60 when the membrane layer 60 is disposed upstream of the porous disk 58, the membrane layer 60 is disposed downstream of the porous disk 58 in an alternative embodiment of a filter element 50 ".
  • the filter elements 50 ", 50" and 50 '" are flat and round. Likewise round and just formed is another alternative embodiment of a filter element 50 "", which only comprises the porous disk 58 (FIG. 3). Furthermore, FIG. 3 shows a further alternative embodiment of a filter element
  • the filter element 50 which is designed to increase a flow area oval, wherein the filter element 50 '"" as a porous disc 58' and a membrane layer 60 'includes. Likewise, a curved formation of the filter element 50 and an oblique positioning in the housing 48 is possible.
  • filter element 50 as a cone or of a combination of a plurality of cones is also possible, which is illustrated in FIG. 4 by a filter element 50 with a porous disk or layer 58 '".
  • FIG. 5 shows an alternative embodiment of a filter element 50 "'' 'which is corrugated and also comprises a porous disk or layer 58' '.
  • Fig. 6 shows a filter element 50 with a porous disc 58 "'", wherein in one
  • Edge region of the filter element 50 is provided an accumulation of material, which is formed as a solid support ring 64.
  • FIG. 7 illustrates an arrangement of the filter element 50 in the housing 48 of FIG.
  • Particulate filter 34 wherein the filter element 50, for example by radial clamping, z. B. with a fiber mat, or by axial clamping, for example, between the particulate filter 34 and a stop ring in the housing, is fixed by soldering or by welding.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine (10) für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit einem Abgastrakt (12), in welchem zumindest eine mit einem Abgas der Verbrennungskraftmaschine (10) durchströmbare Turbine (14) eines Abgasturboladers (16) und stromab der Turbine (14) ein erstes Filterelement (34), insbesondere ein Partikelfilter (34), zur Filterung des Abgases angeordnet ist, und mit einem Ansaugtrakt (21), in welchen Abgas von einer Entnahmestelle (45) des Abgastrakts (12) rückführbar ist, wobei stromab des ersten Filterelements (34) zumindest ein weiteres Filterelement (50, 50', 50", 50'", 50"", 50''''', 50'''''', 50''''''', 50'''''''', 50''''''''') vorgesehen ist, mittels welchem das rückzuführende Abgas filterbar ist, wobei zumindest eine weitere Filterelement (50, 50', 50", 50'", 50"", 50''''', 50""", 50''''''', 50'''''''', 50''''''''') stromauf der Entnahmestelle (45) in dem Abgastrakt (12) angeordnet ist.

Description

Verbrennungskraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine nach dem Oberbegriff von
Patentanspruch 1.
Eine mögliche Technologie zur Emissionsminimierung von Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere von Dieselmotoren, ist ein Einsatz einer Niederdruck-Abgasrückführung. Dabei wird stromab eines Partikelfilters in einem Abgastrakt der
Verbrennungskraftmaschine durch diesen Partikelfilter gereinigtes Abgas entnommen und stromauf, insbesondere unmittelbar vor einen Verdichter der aufgeladenen
Verbrennungskraftmaschine zurückgeführt. Hierbei besteht die Gefahr, dass durch dieses Rückführen Partikel, wie beispielsweise Keramik- und/oder Metallteilchen, aus dem Partikelfilter oder anderen Komponenten des Abgastrakts Komponenten der Niederdruck- Abgasrückführung, den Verdichter oder anderweitige Bauteile stromab einer
Einleitungsstelle des rückgeführten Abgases mechanisch schädigen. Bei den besagten Partikeln kann es sich dabei beispielsweise auch um von einem Herstellprozess zurückgebliebene Teilchen handeln.
Die DE 10 2006 038 706 A1 offenbart eine gattungsgemäße Brennkraftmaschine mit einer Niederdruck-Abgasrückführung, welche eine Niederdruck-Abgasrückführungsleitung umfasst, in welcher ein Partikelfilter angeordnet ist.
Der Nachteil dieser Brennkraftmaschine besteht darin, dass in dem Partikelfilter der Abgasrückführungsleitung eine ungewollte Akkumulation von Partikeln, insbesondere Rußpartikeln erfolgen kann, welche durch einen stromauf angeordneten Partikelfilter der Brennkraftmaschine nicht zurückgehalten werden konnten. Dies würde zu einem starken Druckabfall am Partikelfilter der Abgasrückführungsleitung und damit zu einem Ausfall der Niederdruck-Abgasrückführung führen. Ein Abbrand der akkumulierten Partikel während einer Regeneration eines ersten Partikelfilters in einem Abgastrakt ist nicht möglich, da durch die Positionierung des Partikelfilters in der Abgasrückführungsleitung nicht die erforderliche Temperatur für den Partikelabbrand erreicht werden kann.
Typischerweise sind Leitungsquerschnitte der Niederdruck-Abgasrückführung deutlich kleiner als die einer Abgasanlage der Brennkraftmaschine, in welcher der erste
Partikelfilter angeordnet ist, insbesondere im Bereich des ersten Partikelfilters. Daher muss der Partikelfilter der Abgasrückführungsleitung relativ klein ausgeführt werden. Dies führt bei hohen Abgasrückführ-Raten zu entsprechenden Druckverlusten.
Generell führt ein kleiner Partikelfilter in der Abgasrückführungsleitung zu einem Anstieg eines Strömungswiderstandes, so dass ein effektives Spülgefälle abnimmt und bei gleichem Differenzdruck zwischen Entnahmestelle nach dem Partikelfilter der
Abgasanlage und Einleitungsstelle vor einem Verdichter der Brennkraftmaschine nur eine geringe Rückführrate erreichbar ist.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verbrennungskraftmaschine der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine Schädigung von Bauteilen in besonders vorteilhafter Weise vermieden ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nichttrivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Eine erfindungsgemäße Verbrennungskraftmaschine für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit einem Abgastrakt, in welchem zumindest eine mit einem Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmbare Turbine eines Abgasturboladers und stromab der Turbine ein erstes Filterelement, insbesondere ein Partikelfilter, zur Filterung des Abgases angeordnet ist, und mit einem Ansaugtrakt, in welchen Abgas von einer Entnahmestelle des Abgastrakts rückführbar ist, wobei stromab des ersten
Filterelements zumindest ein weiteres Filterelement vorgesehen ist, mittels welchem das rückzuführende Abgas filterbar ist, zeichnet sich dadurch aus, dass das zumindest eine weitere Filterelement stromauf der Entnahmestelle in dem Abgastrakt angeordnet ist. Dadurch ist ein Eintrag von Partikeln in eine Abgasrückführung, welche zur
beschriebenen Rückführung des Abgases vorgesehen ist und die Entnahmestelle des Abgastrakts umfasst, vermieden. Daraus resultiert einerseits eine Vermeidung einer Schädigung von Bauteilen der Verbrennungskraftmaschine, wie beispielsweise eines Verdichters oder Komponenten der Abgasrückführung. Des Weiteren ist durch die Anordnung des zumindest einen weiteren Filterelements stromauf der Entnahmestelle in dem Abgastrakt ein Einsatz eines relativ großen Filterelements ermöglicht, wodurch ein Druckabfall durch das Filterelement gering gehalten werden kann. Damit einher geht eine Vermeidung einer negativen Beeinflussung der Verbrennungskraftmaschine,
beispielsweise durch eine Erhöhung eines Abgasgegendrucks. Eine
Ausfallwahrscheinlichkeit der Abgasrückführung ist ebenfalls deutlich herabgesetzt.
Darüber hinaus sind hohe Abgasrückführraten ohne weiteres realisierbar.
Das zumindest eine weitere Filterelement, welches eine Form eines zusätzlichen
Abscheiders darstellt, ist vorteilhafterweise unmittelbar stromab des ersten Filterelements angeordnet und aus einem hochtemperaturbeständigen Werkstoff ausgebildet.
Vorteilhafterweise ist es sehr nahe im Bereich des ersten Filterelements angeordnet, vorzugsweise in dessen Gehäuse aufgenommen, woraus sich ein geringer
Bauraumbedarf ergibt, was insbesondere in einem platzkritischen Bereich wie einem Motorraum eine Entstehung von Package-Problemen vermeidet. Außerdem ist dadurch ein Abbrand des zumindest einen weiteren Filterelements im Rahmen einer regelmäßigen Regeneration des ersten Filterelements reinigbar.
An dieser Stelle sei angemerkt, dass die erwähnte Abgasrückführung beispielsweise als Niederdruck-Abgasrückführung ausgebildet ist, durch welche das Abgas, wie angedeutet, stromab des ersten Filterelements sowie des zumindest einen weiteren Filterelements entnehmbar und in den Ansaugtrakt der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere unmittelbar vor einen Verdichter derselbigen, rückführbar ist.
Das zumindest eine weitere Filterelement kann beispielsweise aus einem Drahtgestrick, als ein ein- oder mehrlagiges Sieb, aus Metallschaum, Sintermetall oder hochporöser Keramik ausgebildet sein. Eine axiale Erstreckung des zumindest einen weiteren
Filterelements, also seine Dicke, ist dabei wesentlich geringer als seine radiale
Erstreckung, also sein Durchmesser. Der Durchmesser kann dabei das 5 bis 100-fache der Dicke betragen.
Eine Porengröße oder Maschenweite des zumindest einen weiteren Filterelements ist derart ausgeführt, dass Teilchen ab einem Durchmesser von mindestens 10 bis 100 μm, vorzugsweise mindestens ca. 50 μm, zurückgehalten werden. Damit ist die Porengröße oder Maschenweite größer als bei einem typischen, keramischen Wall-Flow-Partikelfilter. Das zumindest eine weitere Filterelement kann mehrlagig ausgeführt sein, wobei eine Lage aufgrund kleinerer Porengröße oder Maschenweite ein sicheres Zurückhalten der Partikel bewirkt, während weitere Lagen zur Steigerung einer mechanischen Festigkeit des zumindest einen weiteren Filterelements beitragen. Diese weiteren Lagen sind dann beispielsweise mit einer größeren Porengröße oder Maschenweite als die erste Lage ausgeführt.
Die erfindungsgemäße Anordnung des zumindest einen weiteren Filterelements stromauf der Entnahmestelle führt nicht zu einer Reduzierung eines effektiven Spülgefälles, wodurch vorteilhafte Effekte der Abgasrückführung in vollem Maße nutzbar sind.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und
Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnungen zeigen in:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Verbrennungskraftmaschine mit einer
Niederdruck-Abgasrückführung, mittels welcher Abgas der Verbrennungskraftmaschine von stromab eines Partikelfilters in einem Abgastrakt der Verbrennungskraftmaschine entnehmbar und in einen Ansaugtrakt der Verbrennungskraftmaschine rückführbar ist, wobei stromauf der Entnahmestelle in dem Abgastrakt ein weiteres Filterelement angeordnet ist,
Fig. 2 jeweils eine schematische Längsschnittansicht dreier alternativer
Ausführungsformen des Filterelements gemäß Fig. 1 ,
Fig. 3 jeweils eine schematische Längsschnittansicht dreier, weiterer alternativer
Ausführungsformen des Filterelements gemäß Fig. 1 , Fig. 4 eine schematische Längsschnittansicht sowie eine schematische
Draufsicht einer weiteren alternativen Ausführungsform des Filterelements gemäß Fig. 1 ,
Fig. 5 eine schematische Längsschnittansicht sowie eine schematische
Draufsicht einer weiteren alternativen Ausführungsform eines Filterelements gemäß Fig. 1 ,
Fig. 6 eine schematische Längsschnittansicht einer weiteren alternativen
Ausführungsform eines Filterelements gemäß Fig. 1 und
Fig. 7 eine schematische Längsschnittansicht des Partikelfilters gemäß Fig. 1 , in dessen Gehäuse das Filterelement gemäß Fig. 6 angeordnet ist.
Die Fig. 1 zeigt eine Verbrennungskraftmaschine 10 für einen Personenkraftwagen mit einem Abgastrakt 12, in welchem eine Turbine 14 eines Abgasturboladers 16 angeordnet ist, welche gemäß einem Richtungspfeil 18 von Abgas der Verbrennungskraftmaschine 10 durchströmbar ist. Die Turbine 14 ist über eine Welle mit einem Verdichter 20 des Abgasturboladers 16 verbunden und treibt diesen an. Der Verdichter 20 ist dabei in einem Ansaugtrakt 21 der Verbrennungskraftmaschine 10 angeordnet und verdichtet gemäß einem Richtungspfeil 22 von der Verbrennungskraftmaschine 10 angesaugte Luft.
Die verdichtete Luft strömt gemäß einem Richtungspfeil 24 weiter durch den Ansaugtrakt 21 und wird der Verbrennungskraftmaschine 10 zugeführt zur Darstellung eines von einem Fahrer des Personenkraftwagens gewünschten Moments.
Mittels einer Hochdruck-Abgasrückführung 26 ist Abgas der Verbrennungskraftmaschine 10 unmittelbar stromab der Verbrennungskraftmaschine 10 aus dem Abgastrakt 12 in den Ansaugtrakt 21 unmittelbar stromauf der Verbrennungskraftmaschine 10 gemäß einem Richtungspfeil 28 rückführbar.
Das die Turbine 14 antreibende Abgas strömt gemäß einem Richtungspfeil 30 weiter durch den Abgastrakt 12 und wird zunächst von einem Katalysator 32 und anschließend durch einen Partikelfilter 34 gereinigt. Des Weiteren ist eine Niederdruck-Abgasrückführung 36 vorgesehen, mittels welcher Abgas von einer Entnahmestelle 45 stromab des Partikelfilters 34 in den Ansaugtrakt 21 unmittelbar stromauf des Verdichters 20 gemäß Richtungspfeilen 38 und 40 rückführbar ist.
Mittels eines Abgasrückführ-Ventils (AGR-Ventil) 42 ist ein Abgasmassenstrom des rückgeführten Abgases einstellbar. In einer Leitung 44 der Niederdruck- Abgasrückführung 36 ist ein Abgasrückführ-Kühler (AGR-Kühler) 46 vorgesehen, mittels welchem das rückgeführte Abgas in seinem Temperaturniveau absenkbar ist.
Zur Vermeidung einer Beschädigung beispielsweise des Verdichters 20 und/oder des AGR-Kühlers 46 und einer Verstopfung der Leitung 44 ist in einem Gehäuse 48 des Partikelfilters 34, also stromauf der Entnahmestelle 45, ein zusätzliches Filterelement 50 angeordnet, welches aus einer porösen Scheibe mit einer Membranschicht gebildet ist. Dieses Filterelement 50 hält schadhafte Partikel zurück, ohne allerdings die
Verbrennungskraftmaschine 10 in ihren Verbrennungsvorgängen, also beispielsweise ein Abgasgegendruck und/oder ein effektives Spülgefälle, negativ zu beeinflussen.
Zur Darstellung einer gewissen Abgasrückführrate der Niederdruck-Abgasrückführung 36 ist eine Abgasdrosseleinrichtung 52 vorgesehen. Nicht rückgeführtes Abgas durchströmt den Abgastrakt 12 gemäß einem Richtungspfeil 54, passiert die Drosseleinrichtung 52 und strömt gemäß einem Richtungspfeil 56 an die Umwelt.
Die Fig. 2 zeigt drei mögliche Ausführungsformen des Filterelements 50 gemäß Fig. 1. Ein Filterelement 50' ist dabei aus einer porösen Scheibe 58 und einer Membranschicht 60 gebildet. Das Filterelement 50' wird dabei derart in den Abgastrakt 12 gemäß Fig. 1 angeordnet, dass es von dem Abgas der Verbrennungskraftmaschine 10 gemäß
Richtungspfeilen 62 durchströmbar ist. Ist bei dem Filterelement 50' die Membranschicht 60 stromauf der porösen Scheibe 58 angeordnet, so ist die Membranschicht 60 bei einer alternativen Ausführungsform eines Filterelements 50" stromab der porösen Scheibe 58 angeordnet.
Eine weitere alternative Ausführungsform eines Filterelements 50'" ist derart ausgebildet, dass jeweils eine poröse Scheibe 58 stromauf und stromab der Membranschicht 60 angeordnet ist.
Die Filterelemente 50", 50" und 50'" sind dabei eben und rund ausgebildet. Ebenso rund und eben ausgebildet ist eine weitere alternative Ausführungsform eines Filterelements 50"", welches lediglich die poröse Scheibe 58 umfasst (Fig. 3). Des Weiteren zeigt die Fig. 3 eine weitere alternative Ausführungsform eines Filterelements
50 , welches zur Vergrößerung einer durchströmten Fläche oval ausgebildet ist, wobei das Filterelement 50'"" ebenso eine poröse Scheibe 58' und eine Membranschicht 60' umfasst. Ebenso ist eine gewölbte Ausbildung des Filterelements 50 sowie eine schräge Positionierung im Gehäuse 48 möglich.
Eine weitere alternative Ausführungsform eines Filterelements 50""" sieht eine
Ausbildung des Filterelements 50""" als Kegel vor, bei welchem eine poröse Scheibe 58" eine eben derartige, kegelige Form aufweist.
Auch eine Ausbildung des Filterelements 50 als ein Konus oder aus einer Kombination mehrerer Koni ist möglich, was in der Fig. 4 durch ein Filterelement 50 mit einer porösen Scheibe bzw. Schicht 58'" dargestellt ist.
Die Fig. 5 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Filterelements 50"""", welches wellig ausgebildet ist und ebenso eine poröse Scheibe bzw. Schicht 58"" umfasst.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass das Filterelement 50 in jedweder
anderweitigen Form einer Geometrie des Gehäuses 48 angepasst ist.
Die Fig. 6 zeigt ein Filterelement 50 mit einer porösen Scheibe 58"'", wobei in einem
Randbereich des Filterelements 50 eine Materialanhäufung vorgesehen ist, die als massiver Stützring 64 ausgebildet ist.
Die Fig. 7 verdeutlicht eine Anordnung des Filterelements 50 in dem Gehäuse 48 des
Partikelfilters 34, wobei das Filterelement 50 beispielsweise durch radiales Klemmen, z. B. mit einer Fasermatte, oder durch axiales Klemmen, beispielsweise zwischen dem Partikelfilter 34 und einem Anschlagring im Gehäuse, durch Löten oder durch Schweißen fixiert ist.
Ebenso möglich ist eine direkte mechanische Verbindung mit einer Austrittsseite des Partikelfilters 34, so dass keine gesonderte Fixierung im Gehäuse 48 erforderlich ist. Bezugszeichenliste
10 Verbrennungskraftmaschine
12 Abgastrakt
14 Turbine
16 Abgasturbolader
18 Richtungspfeil
20 Verdichter
21 Ansaugtrakt
22 Richtungspfeil
24 Richtungspfeil
26 Hochdruck-Abgasrückführung
28 Richtungspfeil
30 Richtungspfeil
32 Katalysator
34 Partikelfilter
36 Niederdruck-Abgasrückführung
38 Richtungspfeil
40 Richtungspfeil
42 AGR-Ventil
44 Leitung
45 Entnahmestelle
46 AGR-Kühler
48 Gehäuse
50, 50", 50", 50"', 50"", 50 , Filterelement
50 , 50 ', 50 , 50
52 Drosselvorrichtung
54 Richtungspfeil
56 Richtungspfeil
58, 58', 58", 581", 58"", 58 poröse Scheibe
60, 60' Membranschicht
62 Richtungspfeil
64 Stützring

Claims

Patentansprüche
1. Verbrennungskraftmaschine (10) für einen Kraftwagen, insbesondere einen
Personenkraftwagen, mit einem Abgastrakt (12), in welchem zumindest eine mit einem Abgas der Verbrennungskraftmaschine (10) durchströmbare Turbine (14) eines Abgasturboladers (16) und stromab der Turbine (14) ein erstes Filterelement (34), insbesondere ein Partikelfilter (34), zur Filterung des Abgases angeordnet ist, und mit einem Ansaugtrakt (21), in welchen Abgas von einer Entnahmestelle (45) des Abgastrakts (12) rückführbar ist, wobei stromab des ersten Filterelements (34) zumindest ein weiteres Filterelement (50, 50', 50", 50'", 50"", 50 , 50 , 50 ,
50"""", 50'"""") vorgesehen ist, mittels welchem das rückzuführende Abgas filterbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest eine weitere Filterelement (50, 50', 50", 50'", 50"", 50 , 50 , 50 ,
50 , 50 ) stromauf der Entnahmestelle (45) in dem Abgastrakt (12) angeordnet ist.
2. Verbrennungskraftmaschine (10) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
das zumindest eine weitere Filterelement (50, 50", 50", 50'", 50"", 50 , 50""",
50'""", 50 , 50 ) unmittelbar stromab des ersten Filterelements (34) angeordnet ist.
3. Verbrennungskraftmaschine (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
das zumindest eine weiteren Filterelement (34) in einem Gehäuse (48) des ersten Filterelements (34) aufgenommen ist.
4. Verbrennungskraftmaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das zumindest eine weitere Filterelement (50, 50', 50", 50'", 50"", 50 , 50""",
50'""", 50 , 50 ) einen Durchmesse aufweist, welcher das fünf- bis
einhundertfache seiner axialen Erstreckungsrichtung beträgt.
5. Verbrennungskraftmaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
mittels des zumindest einen Filterelements (50, 50', 50", 50'", 50"", 50 , 50""",
50 , 50"""", 50 ) Partikel des Abgases mit einem Durchmesser von mindestens 10 bis 100 Mikrometern, insbesondere von mindestens 50 Mikrometern, aus dem Abgas filterbar sind.
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