WO2013087784A1 - Brennkraftmaschine - Google Patents

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    • F01N3/2875—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration by using elastic means, e.g. spring leaves, for retaining catalyst body in the housing
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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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, in particular a multi-fuel large diesel engine, with a bypassable SCR catalytic converter, with at least one control member for switching the flow in an exhaust gas line between a first position activating the SCR catalytic converter and a second bypassing the SCR catalytic converter Position, and at least one bypass the SCR catalyst flow path.
  • FR 2 914 947 A1 discloses an internal combustion engine having an exhaust gas line, in which an SCR catalytic converter is arranged, wherein a bypass line which can be controlled via a control element is provided to bypass the SCR catalytic converter.
  • DE 44 21 257 AI describes an internal combustion engine with two individually disengageable cylinder groups, each having its own catalytic converter.
  • the respectively assigned catalytic converter cools below its operating temperature, the entire exhaust system is designed so that the ejected from the deactivated cylinder group gases are heated by the exhaust gases of the still fired cylinder group.
  • a bypass flow path for bypassing the catalysts is not provided.
  • the object of the invention is to avoid these disadvantages, and to avoid unacceptable contamination or even destruction of the SCR catalyst in loading modes in a simple and space-saving manner.
  • the flow path bypassing the SCR catalyst is formed as an annular space between two, preferably equiaxial, concentric tubes, wherein the SCR catalyst is taken up by the inner tube, and wherein a first inflow pipe to the inner pipe and a second inflow pipe to the immediate Flow path leads.
  • the inflow to the SCR catalytic converter can be activated or closed.
  • an additive metering device for an aqueous urea solution is arranged in the first inflow pipe.
  • a second control member may be arranged in the second inflow pipe to open or close the immediate flow path.
  • the SCR catalytic converter In gas mode or in low-emission mode, the SCR catalytic converter is activated and deactivated in heavy oil operation.
  • first compensator element 12 and the second compensator element 13 are designed as a common double compensator unit 15, wherein preferably the first and the second compensator element 12, 13 are connected to each other via radial webs 14.
  • an SCR catalytic converter 1 is arranged in a housing 2, which has two tubes 3, 4 arranged concentrically with one another at a radial distance, between which an annular space 5 is clamped.
  • the SCR catalyst 1 is received by the inner tube 3.
  • the annular space 5 forms a flow path S 2 for bypassing the SCR catalytic converter 1.
  • the inner tube 3 is connected to a first inflow pipe 6 and the outer pipe 4 is connected to a second inflow pipe 7.
  • a first control member 8 formed, for example, by a switching flap is arranged to release or block the SCR catalytic converter 1 for the exhaust gas flow Si.
  • a second control element 9 can be arranged in the second inflow pipe 7, which can likewise be formed by a simple switching flap (FIGS. 3, 4).
  • the inflow pipes 6, 7 may be formed by arcuate or S-shaped curved conduits, the first inflow pipe 6 being guided partially within the second inflow pipe 7 (see FIGS. 2 to 4). As shown in Figure 4, the two inflow pipes 6, 7 emanate from a common exhaust pipe 11.
  • Upstream of the first control member 8 is arranged a Addi ⁇ tivzumess adopted 10 in the first supply pipe 6 in order to be able to supply aqueous urea solution as a reactant the SCR catalyst.
  • FIGS. 5 and 6 show alternative embodiments, wherein at least one of at least two axially spaced regions of the inner tube 3 or of the outer tube 4 and / or between the inner tube 3 and the first inflow tube 6 or between the outer tube 4 and the second inflow tube 7 a first or second compensator 12, 13 is arranged to compensate for vibrations and / or thermally induced changes in length.
  • Fig. 5 shows an embodiment in which separate compensator elements 12, 13 are provided for the inner tube and the outer tube 4.
  • the compensator elements 12, 13 are connected via radial webs 14 to form a double compensator unit 15.
  • the Doppelkompensatorü 15 can be installed as a whole.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, insbesondere eine Mehrstoff- Großdieselbrennkraftmaschine, mit einem umgehbaren SCR-Katalysator (1), mit einem zumindest einem Steuerorgan (8, 9) zum Umschalten der Strömung in einer Abgasleitung (11) zwischen einer den SCR-Katalysator (1) aktivierenden ersten Stellung und einer den SCR-Katalysator (1) umgehenden zweiten Stellung, und zumindest einem den SCR-Katalysator (1) umgehenden Strömungsweg (S2). Um auf einfache und platzsparende Weise eine unakzeptable Verschmutzung oder gar Zerstörung des SCR-Katalysators (1) in belastenden Motorbetriebsarten zu vermeiden, ist vorgesehen, dass der den SCR-Katalysator (1) umgehende Strömungsweg (S2) als Ringraum (5) zwischen zwei, vorzugsweise achsgleichen, konzentrischen Rohren (3, 4) gebildet ist, wobei der SCR-Katalysator (1) vom Innenrohr (3) aufgenommen wird, und wobei ein erstes Zuflussrohr (6) zum Innenrohr (3) und ein zweites Zuflussrohr (7) zum umgehenden Strömungsweg (S2) führt.

Description

Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, insbesondere eine Mehrstoff- Großdieselbrennkraftmaschine, mit einem umgehbaren SCR-Katalysator, mit einem zumindest einem Steuerorgan zum Umschalten der Strömung in einer Ab- gasleitung zwischen einer den SCR-Katalysator aktivierenden ersten Stellung und einer den SCR-Katalysator umgehenden zweiten Stellung, und zumindest einem den SCR-Katalysator umgehenden Strömungsweg .
Aus der DE 10 2005 015 479 AI ist es bekannt, einen SCR-Katalysator (SCR = selective catalytic reduction) mit einer Bypassleitung zu umgehen, um die Temperatur der durch den Katalysator strömenden Abgase zu begrenzen.
Die FR 2 914 947 AI offenbart eine Brennkraftmaschine mit einem Abgasstrang, in welchem ein SCR-Katalysator angeordnet ist, wobei zur Umgehung des SCR- Katalysators ein über ein Steuerorgan steuerbare Bypassleitung vorgesehen ist.
Die DE 44 21 257 AI beschreibt eine Brennkraftmaschine mit zwei jeweils für sich abschaltbaren Zylindergruppen, welche jeweils einen eigenen Abgaskatalysator aufweisen. Um zu vermeiden, dass bei Zylinderabschaltung der jeweils zugeordnete Abgaskatalysator unter seine Betriebstemperatur abkühlt, ist die gesamte Abgasanlage so ausgebildet, dass die aus der abgeschalteten Zylindergruppe ausgestoßenen Gase durch die Abgase der weiterhin befeuerten Zylindergruppe erwärmt werden. Ein Umgehungsströmungsweg zur Umgehung der Katalysatoren ist nicht vorgesehen.
Weiters ist aus der EP 0 580 931 AI eine Brennkraftmaschine mit einem umgehbaren Startkatalysator bekannt, wobei zum sicheren und raschen Umschalten zwischen einer den Startkatalysator aktivierenden Kaltlaufstellung und einer den Startkatalysator umgehenden Warmlaufstellung das Steuerorgan als eine ringförmige und mit der Abgasleitung achsgleiche und längs dieser verschiebbare Abgasschiebemuffe ausgebildet ist.
Insbesondere bei marinen Mehrstoff-Großmotoren, hängt die Abgasqualität stark vom eingesetzten Kraftstoff ab. Um strengen Abgasvorschriften in küstennahen Gebieten zu entsprechen, werden zur Reduktion von Stickoxiden bei Schiffsmotoren unter anderem SCR- Katalysatoren eingesetzt. Um im Schwerölbetrieb eine unakzeptable Verschmutzung oder Zerstörung des SCR- Katalysators zu vermeiden, können SCR- Katalysatoren über Bypassleitungen umgangen werden. Externe Bypassleitungen haben aber den Nachteil, dass sie den Bauraum wesent- lieh erhöhen. Ein weiterer Nachteil ist, dass während der Deaktivierung des SCR- Katalysator dieser unter die minimale Betriebstemperatur auskühlt.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden, und auf einfache und platzsparende Weise eine unakzeptable Verschmutzung oder gar Zerstörung des SCR-Katalysators in belastenden Betriebsarten zu vermeiden.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass der den SCR-Katalysator umgehende Strömungsweg als Ringraum zwischen zwei, vorzugsweise achsgleichen, konzentrischen Rohren gebildet ist, wobei der SCR-Katalysator vom Innenrohr aufgenommen wird, und wobei ein erstes Zuflussrohr zum Innenrohr und ein zweites Zuflussrohr zum umgehenden Strömungsweg führt.
Die konzentrische Anordnung des umgehenden Strömungsweges relativ zum den SCR-Katalysator aufnehmenden Innenrohr ermöglicht eine äußerst kompakte Bauweise.
Über ein erstes Steuerorgan im ersten Zuflussrohr kann der Zufluss zum SCR- Katalysator aktiviert oder geschlossen werden. Stromaufwärts des ersten Steuerorgans ist im ersten Zuflussrohr eine Additivzumesseinrichtung für eine wässri- ge Harnstofflösung angeordnet.
Weiters kann im zweiten Zuflussrohr ein zweites Steuerorgan angeordnet werden, um den umgehenden Strömungsweg zu öffnen oder zu schließen. Im Gasbetrieb bzw. im emissionsarmen Betrieb wird der SCR-Katalysator aktiviert, und im Schwerölbetrieb deaktiviert.
Dadurch, dass der umgehende Strömungsweg als Mantelströmung um den SCR- Katalysator herumgeführt wird, wird der SCR-Katalysator auch im deaktivierten Zustand durch die umströmenden Abgase aufgewärmt. Dies bewirkt, dass der SCR-Katalysator in kurzer Zeit voll einsatzfähig ist.
In weiterer Ausführung der Erfindung kann zur Schwingungsdämpfung und Kompensation von thermisch bedingten Längenänderungen vorgesehen sein, dass zwischen zumindest zwei axial beabstandeten Bereichen des Innenrohres und/ oder des Außenrohres, oder zwischen dem Innenrohr bzw. Außenrohr und dem ersten bzw. zweiten Zuflussrohr zumindest ein Kompensatorelement angeordnet ist. Durch die Integration der Kompensatorelemente in das Gehäuse des SCR-Katalysator kann weiterer Bauraum eingespart und eine Schwingungs- und Längenkompensation noch im Gehäuse des SCR-Katalysators durchgeführt werden. In einer besonders kompakten und einfach herzustellenden Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass das erste Kompensatorelement 12 und das zweite Kompensatorelement 13 als gemeinsame Doppelkompensatoreinheit 15 ausgebildet ist, wobei vorzugsweise das erste und das zweite Kompensatorelement 12, 13 über radiale Stege 14 miteinander verbunden sind.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Fig. näher erläutert.
Die Fig. zeigen schematisch verschiedene Ausführungsvarianten von SCR-Kataly- satoren von erfindungemäßen Brennkraftmaschinen, jeweils in Längsschnitten.
In allen Ausführungsvarianten ist ein SCR-Katalysator 1 in einem Gehäuse 2 angeordnet, welches zwei konzentrisch zueinander mit radialem Abstand zueinander angeordnete Rohre 3, 4 aufweist, zwischen welchen ein Ringraum 5 aufgespannt ist. Der SCR-Katalysator 1 wird dabei vom Innenrohr 3 aufgenommen. Der Ringraum 5 bildet einen Strömungsweg S2 zur Umgehung des SCR-Kataly- sators 1 aus.
Das Innenrohr 3 ist mit einem ersten Zuflussrohr 6 und das äußere Rohr 4 mit einem zweiten Zuflussrohr 7 verbunden. Im ersten Zuflussrohr 6 ist ein beispielsweise durch eine Schaltklappe gebildetes erstes Steuerorgan 8 angeordnet, um den SCR-Katalysator 1 für die Abgasströmung Si freizugeben oder zu sperren. Weiters kann im zweiten Zuflussrohr 7 ein zweites Steuerorgan 9 angeordnet sein, welches ebenfalls durch eine einfache Schaltklappe gebildet sein kann (Fig. 3, Fig. 4). Die Zuflussohre 6, 7 können durch bogen- oder S-förmig gekrümmte Leitungen gebildet sein, wobei das erste Zuflussrohr 6 teilweise innerhalb des zweiten Zuflussrohres 7 geführt ist (siehe Fig. 2 bis Fig. 4). Wie in Fig.4 gezeigt ist, können die beiden Zuflussrohre 6, 7 auch von einer gemeinsamen Abgasleitung 11 ausgehen.
Stromaufwärts des ersten Steuerorgans 8 ist im ersten Zuflussrohr 6 eine Addi¬ tivzumesseinrichtung 10 angeordnet, um wässrige Harnstofflösung als Reaktionsmittel dem SCR-Katalysator zuführen zu können.
Neben den bereits genannten Vorteilen kompakter Aufbau und Schutz des Katalysators vor Verschmutzungen lässt sich durch diese Variante eine zumindest teilweise beheizte Mischstrecke zwischen Additivzumesseinrichtung 10 und SCR- Katalysator 1 realisieren, da das Innenrohr 3 ja von heißem Abgas umströmt und damit erwärmt wird. Dadurch ist eine gute Verdampfung und Vermischung des Reduktionsmittels sichergestellt und die Bildung von Reduktionsmittelablagerungen auf der inneren Innenrohroberfläche wird verhindert.
Die Fig. 5 und Fig. 6 zeigen Ausführungsvarianten, wobei zwischen jeweils zwei axial beabstandeten Bereichen des Innenrohres 3 bzw. des Außenrohres 4 und/ oder zwischen dem Innenrohr 3 und dem ersten Zuflussrohr 6 bzw. zwischen dem Außenrohr 4 und dem zweiten Zuflussrohr 7 zumindest ein erstes bzw. zweites Kompensatorelement 12, 13 angeordnet ist um Schwingungen und/oder thermisch bedingte Längenänderungen auszugleichen. Fig . 5 zeigt dabei eine Ausführung, bei der separate Kompensatorelemente 12, 13 für das Innenrohr und das Außenrohr 4 vorgesehen sind. In Fig. 6 dagegen sind die Kompensatorelemente 12, 13 über radiale Stege 14 zu einer Doppelkompensatoreinheit 15 verbunden. Die Doppelkompensatoreinheit 15 kann als Ganzes verbaut werden.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Brennkraftmaschine, insbesondere eine Mehrstoff-Großdieselbrennkraftma- schine, mit einem umgehbaren SCR-Katalysator (1), mit einem zumindest einem Steuerorgan (8, 9) zum Umschalten der Strömung in einer Abgaslei- tung (11) zwischen einer den SCR-Katalysator (1) aktivierenden ersten Stellung und einer den SCR-Katalysator (1) umgehenden zweiten Stellung, und zumindest einem den SCR-Katalysator (1) umgehenden Strömungsweg (S2), dadurch gekennzeichnet, dass der den SCR-Katalysator (1) umgehende Strömungsweg (S2) als Ringraum (5) zwischen zwei, vorzugsweise achsgleichen, konzentrischen Rohren (3, 4) gebildet ist, wobei der SCR-Katalysator (1) vom Innenrohr (3) aufgenommen wird, und wobei ein erstes Zuflussrohr (6) zum Innenrohr (3) und ein zweites Zuflussrohr (7) zum umgehenden Strömungsweg (S2) führt.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Steuerorgan (8) im ersten Zuflussrohr (7) angeordnet ist.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Steuerorgan (8) im zweiten Zuflussrohr (7) angeordnet ist.
4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Zuflussrohr (6), vorzugsweise stromaufwärts des ersten Steuerorgans (8), eine Additivzumesseinrichtung (10) angeordnet ist.
5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Additivzumesseinrichtung (10) stromaufwärts einer Krümmung des ersten Zuflussrohres (6) angeordnet ist.
6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Zuflussrohr (6, 7) von einer gemeinsamen Abgasleitung (11) ausgehen.
7. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zumindest zwei axial beabstandeten Bereichen des Innenrohres (3), oder zwischen dem Innenrohr (3) und dem ersten Zuflussrohr (6), zumindest ein erstes Kompensatorelement (12) angeordnet ist.
8. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zumindest zwei axial beabstandeten Bereichen des Außenrohres (4), oder zwischen dem Außenrohr (4) und dem zweiten Zu- flussrohr (7), zumindest ein zweites Kompensatorelement (13) angeordnet ist.
9. Brennkraftmaschine nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kompensatorelement (12) und das zweite Kompensatorelement (13) als gemeinsame Doppelkompensatoreinheit (15) ausgebildet ist, wobei vorzugsweise das erste und das zweite Kompensatorelement (12, 13) über radiale Stege (14) miteinander verbunden sind.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015201193B3 (de) * 2015-01-23 2016-06-30 Continental Automotive Gmbh Abgasreinigungskomponente zur Reinigung der Abgase einer Verbrennungskraftmaschine
US10876450B2 (en) * 2019-05-22 2020-12-29 FEV Europe GmbH Splitflow catalyst system
DE102020106983B3 (de) * 2020-03-13 2021-07-08 Tenneco Gmbh Mischeranordnung und Verfahren zum Betreiben einer Mischeranordnung

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0580931A1 (de) 1992-07-31 1994-02-02 AVL Gesellschaft für Verbrennungskraftmaschinen und Messtechnik mbH.Prof.Dr.Dr.h.c. Hans List Brennkraftmaschine mit einem umgehbaren Startkatalysator
DE4421257A1 (de) 1994-06-17 1995-12-21 Bayerische Motoren Werke Ag Brennkraftmaschine mit Zylinderabschaltung und Abgaskatalysatoren
EP1559879A1 (de) * 2004-02-02 2005-08-03 Hino Motors Ltd. Abgasnachbehandlungssystem
DE102005015479A1 (de) 2005-04-05 2006-10-12 Daimlerchrysler Ag Vorrichtung und Verfahren zur Abgasnachbehandlung eines Verbrennungsmotors
WO2006121993A2 (en) * 2005-05-10 2006-11-16 Emcon Technologies Llc Method and apparatus for selective catalytic reduction of nox
FR2914947A1 (fr) 2007-04-13 2008-10-17 Renault Sas Dispositif et procede de traitement catalytique des gaz d'echappement.
DE102008036046A1 (de) * 2008-08-01 2010-02-18 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine
DE102010025611A1 (de) * 2010-06-30 2011-01-13 Daimler Ag Abgasstrang für ein Kraftfahrzeug

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK57996A (da) * 1996-05-15 1997-11-16 Silentor As Lyddæmper
DE69718237T2 (de) * 1996-05-29 2003-06-05 Calsonic Kansei Corp Flexible Rohreinheit zur Verwendung in Auspuffsystem von Fahrzeugbrennkraftmaschine
DE29823586U1 (de) * 1998-05-29 1999-11-18 Iwk Regler Kompensatoren Flexibles Leitungselement
US6884398B1 (en) * 1999-01-22 2005-04-26 Benteler Automotive Corporation Vacuum-insulated exhaust treatment devices with radially-extending support structures
US6568715B2 (en) * 2001-05-17 2003-05-27 Senior Investments Ag Vibration decoupling exhaust connector
US6921112B2 (en) * 2002-11-26 2005-07-26 Josif Atansoski Exhaust vibration decoupling connector
US7451785B2 (en) * 2002-12-26 2008-11-18 Hirotec Corporation Flexible tube
DE102004021799B3 (de) * 2004-05-03 2005-12-29 Mtu Friedrichshafen Gmbh Abgas-Kompensator
US7614215B2 (en) * 2006-09-18 2009-11-10 Cummins Filtration Ip, Inc. Exhaust treatment packaging apparatus, system, and method

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0580931A1 (de) 1992-07-31 1994-02-02 AVL Gesellschaft für Verbrennungskraftmaschinen und Messtechnik mbH.Prof.Dr.Dr.h.c. Hans List Brennkraftmaschine mit einem umgehbaren Startkatalysator
DE4421257A1 (de) 1994-06-17 1995-12-21 Bayerische Motoren Werke Ag Brennkraftmaschine mit Zylinderabschaltung und Abgaskatalysatoren
EP1559879A1 (de) * 2004-02-02 2005-08-03 Hino Motors Ltd. Abgasnachbehandlungssystem
DE102005015479A1 (de) 2005-04-05 2006-10-12 Daimlerchrysler Ag Vorrichtung und Verfahren zur Abgasnachbehandlung eines Verbrennungsmotors
WO2006121993A2 (en) * 2005-05-10 2006-11-16 Emcon Technologies Llc Method and apparatus for selective catalytic reduction of nox
FR2914947A1 (fr) 2007-04-13 2008-10-17 Renault Sas Dispositif et procede de traitement catalytique des gaz d'echappement.
DE102008036046A1 (de) * 2008-08-01 2010-02-18 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine
DE102010025611A1 (de) * 2010-06-30 2011-01-13 Daimler Ag Abgasstrang für ein Kraftfahrzeug

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