WO2014040701A1 - Scr-modul - Google Patents

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    • Y10T29/49231—I.C. [internal combustion] engine making

Definitions

  • the present invention relates to an SCR module according to the preamble of claim 1, an internal combustion engine system according to the preamble of claim 6 and a method for manufacturing an internal combustion engine system according to the preamble of claim 14.
  • Reciprocating internal combustion engines are used for a wide variety of applications. In stationary systems reciprocating internal combustion engines in combination with a generator, for example, for power generation. In mobile systems reciprocating internal combustion engines are used to drive ships, military vehicles, such as tanks, or to drive for agricultural vehicles.
  • the reciprocating internal combustion engines should have the lowest possible emissions of nitrogen oxides. It is known to selectively reduce the nitrogen oxides in the exhaust gases on an SCR catalyst by means of a selective catalytic reaction (SCR). As a result, the emission of nitrogen oxides (NO x ) can be significantly reduced.
  • SCR selective catalytic reaction
  • the reaction requires ammonia (NH3) and the products of the reaction are water (H2O) and nitrogen (N2).
  • SCR catalysts for example, catalysts of titanium dioxide, vanadium pentoxide and tungsten dioxide are used or other types of SCR catalysts, eg. Using zeolites.
  • the ammonia required for the reaction is not added directly or in pure form, but as a 32.5% aqueous urea solution and is referred to in the automotive industry as Adblue.
  • Internal combustion engine systems are therefore provided with means for the selective catalytic reduction of the exhaust gases. It is necessary for reciprocating internal combustion engines with a different power, such as a power between 600 and 4000 kW, to provide corresponding facilities for selective catalytic reduction available in a complex manner, which withdraw the volume flow of reciprocating internal combustion engines exhaust gas in a sufficient manner nitrogen oxides or can reduce.
  • an exhaust system for several independently operable internal combustion engines is known.
  • the exhaust gas is passed into a common exhaust pipe, wherein the denitrification of the exhaust gas is effected by a selective catalytic reduction by adding a reducing agent in the exhaust gas stream.
  • the common exhaust pipe branches into at least two branch lines, in which at least one SCR catalyst is arranged and at least a part of the branch lines is shut off by means of adjustable shut-off valves depending on the operating state of the internal combustion engines.
  • DE 10 2010 021 438 A1 shows an exhaust gas aftertreatment device, in particular for a diesel engine, which can flow through an exhaust gas flow in an exhaust gas flow direction and has an exhaust gas inlet, a reducing agent addition system for adding reducing agent into the exhaust gas flow, a nitrogen oxide reduction catalytic converter and an exhaust gas outlet Reductant addition system at least two reducing agent addition devices, in particular injectors having.
  • an exhaust system for an internal combustion engine in particular in a motor vehicle, is known.
  • the exhaust system includes an SCR module and a particulate filter module.
  • the SCR module is provided with an SCR catalyst element and a urea dosing device.
  • the object of the present invention is therefore to provide an SCR module, an internal combustion engine system and a method for producing an internal combustion engine system, in the reciprocating internal combustion engines with different powers simple, reliable and cost-effective with a device for the selective catalytic reduction of the exhaust gases can be equipped.
  • an SCR module for a reciprocating internal combustion engine comprising a housing and / or a frame, an exhaust line, which delimits a flow passage for passing exhaust gas, with an inlet opening for introducing the exhaust gas and an outlet opening for discharging the exhaust gas , an SCR catalyst disposed within the flow channel, at least one injection element for adding a reducing agent, e.g. As ammonia or a urea solution, to the guided through the flow channel exhaust gas, wherein the SCR module comprises at least one conveying device for supplying the reducing agent to the injection element with a predetermined pressure.
  • a reducing agent e.g. As ammonia or a urea solution
  • the injection element requires the reducing agent under a certain, predetermined pressure.
  • the SCR module is provided with at least one conveying device, in particular for each one injection element.
  • the SCR module for the selective catalytic reaction requires only the reducing agent with a non-predetermined pressure.
  • the SCR module can thereby be used in an internal combustion engine system, since to connect to the SCR module only an exhaust pipe and a reducing agent line is.
  • the SCR module can be used very easily during assembly and a separate mounting a conveyor is thus no longer required on the SCR module.
  • the at least conveyor device as a pump, preferably piston pump or turbomachine, for. B. centrifugal pump, and / or the predetermined pressure is in the range of 8 to 12 bar and / or the at least one conveying device is integrated into the SCR module and / or installed.
  • the at least one conveyor is integrated and / or installed in the SCR module, i. H. integral part of the SCR module and, for example, with a permanent connection, for. B. a welded or riveted joint, or a releasable connection, for.
  • a screw or clip connection with the rest of the SCR module, z.
  • the SCR module comprises a reducing agent line, in particular the SCR module comprises at least one reducing agent supply line for conducting the liquid or gaseous reducing agent from the conveying device to the at least one injection element and the SCR module comprises at least one reducing agent return line for discharging the excess reducing agent from the at least one injection element.
  • the reducing agent is supplied to the injection element of in a circulatory system, so that a Reduktionsstoffvor- and a reducing agent return line, in particular for each injection element, is required.
  • the SCR module comprises at least one pressure sensor for detecting the pressure of the reducing agent supplied to the at least one injection element.
  • the pressure sensor With the pressure sensor, the pressure of the reducing agent supplied to the injection element is detected, for example, at the reducing agent supply line or at the injection element.
  • the at least one conveyor device in the flow control and / or regulated.
  • the SCR module comprises a hydraulic interface for supplying the SCR module with the reducing agent and / or the SCR module comprises an electrical interface for the electrical connection of the SCR module, for. B. for power and / or data exchange.
  • the hydraulic interface has devices for fluid-tight conduction of the reducing agent in the SCR module.
  • it is an SAE J2044.
  • the electrical interface is designed, for example, as a Harting plug.
  • the SCR module has an exhaust port, z.
  • an exhaust pipe socket or designed for example as ASME exhaust flange exhaust port.
  • An internal combustion engine system comprising a reciprocating internal combustion engine, in particular only a reciprocating internal combustion engine, an SCR module for exhaust treatment, an exhaust pipe for guiding the exhaust gas from the reciprocating internal combustion engine to the SCR module, wherein the internal combustion engine system comprises a plurality of SCR modules and the SCR modules, in particular all SCR modules, are connected in parallel with respect to the exhaust gas.
  • the internal combustion engine system has a plurality of SCR modules that are connected in parallel with respect to the exhaust gas.
  • the volume flow of the exhaust gas of the reciprocating internal combustion engine can be selectively reduced catalytically by the use of a corresponding number of SCR modules.
  • the SCR modules and the exhaust pipe as an exhaust system can be characterized in a particularly simple manner to different outputs or exhaust gas flow rates of reciprocating Internal combustion engines are adapted only by using a different number of SCR modules for selective catalytic reduction in the exhaust system.
  • the SCR modules of the internal combustion engine system are designed as SCR modules described in this patent application and / or the exhaust pipe has a branch for paralleling the exhaust gas from the reciprocating internal combustion engine into the SCR modules.
  • the SCR modules are identical and / or the reciprocating Verbrenriungsmotor is a diesel engine.
  • the SCR modules are identical or essentially identical. To be able to provide a corresponding exhaust system in reciprocating internal combustion engines with a different performance available, so only one type of SCR modules must be produced and used in an advantageous manner. The cost of manufacturing the SCR modules is thereby greatly simplified and reduced because only one type of SCR module is used for reciprocating internal combustion engines in a certain power range. Furthermore, during the assembly of the internal combustion engine system, a simpler connection and assembly of the SCR modules with each other is made possible because only identical SCR modules are used.
  • the SCR modules comprise identical exhaust strands and / or identical SCR catalysts and / or identical exhaust gas interfaces for introducing and removing the exhaust gas and / or identical hydraulic interfaces and / or identical electrical interfaces.
  • the internal combustion engine system comprises a reducing agent interface, in particular only one
  • Reductant interface for hydraulic connection with a reducing agent tank and / or the internal combustion engine system includes a particulate filter for the exhaust gas and / or in the exhaust pipe is not a shut-off, z. B. a shut-off valve or a stopcock, in particular for individual SCR modules arranged.
  • the reducing agent tank is not part of the internal combustion engine system and with the reducing agent interface, the entire internal combustion engine system can be supplied with the reducing agent, ie the SCR modules.
  • No shut-off valve is installed in the exhaust pipes of the SCR modules so that all SCR modules can constantly flow through or through the exhaust gas of the reciprocating internal combustion engine.
  • the number of SCR modules is designed so that they can reduce the volume flow of the reciprocating internal combustion engine exhaust sufficiently selective catalytic.
  • the reductant interface with a reductant main supply line and a reductant main return line is hydraulically connected to the SCR modules, in particular all SCR modules, in particular the reductant main supply line and the reducing agent main return line are hydraulically connected to the hydraulic interfaces on the SCR modules.
  • the internal combustion engine system comprises a control and / or regulating unit, in particular only one control and / or regulating unit, for the SCR modules and preferably for the reciprocating internal combustion engine.
  • control and / or regulating unit with at least one control and / or main current line is electrically connected to the SCR modules, in particular all SCR modules, and the at least one control and / or main current line is electrically connected to the electrical Interfaces of the SCR modules connected.
  • tax and Control unit is controlled and / or regulated in addition to the SCR modules and the reciprocating internal combustion engine.
  • the injection element is controlled and / or regulated with the control and / or regulating unit, so that a sufficient volume flow of reducing agent is supplied to the exhaust gas flowing through the SCR modules as a function of the volumetric flow of exhaust gas flowing through the SCR modules.
  • Method according to the invention for producing an internal combustion engine system comprising the steps of: providing at least one reciprocating internal combustion engine, in particular only one reciprocating internal combustion engine, making available an SCR module, making available an exhaust pipe, connecting the exhaust pipe with the reciprocating internal combustion engine and the SCR module, wherein a plurality of SCR modules are provided and connected in parallel with respect to the exhaust gas with the exhaust pipe to the reciprocating internal combustion engine.
  • the SCR modules are provided to the effect that the SCR modules are designed as SCR modules described in this patent application and / or identical SCR modules are made available and / or the SCR modules are identical to one another Exhaust strands and / or identical SCR catalysts and / or identical exhaust gas interfaces for introducing and discharging the exhaust gas and / or identical hydraulic interfaces and / or identical electrical interfaces provided and / or the greater the power of the reciprocating internal combustion engine or the performance of The sum of the reciprocating internal combustion engines, the more SCR modules is provided and vice versa and are connected in parallel with the reciprocating internal combustion engine with respect to the exhaust gas.
  • the reciprocating internal combustion engine and / or the SCR module and / or the exhaust pipe is made available and / or produced by only one company.
  • the internal combustion engine system is thus provided and / or manufactured by only one company, so that, for example, the delivery and installation of the internal combustion engine system is carried out by only one company.
  • the reducing agent line, the reducing agent main supply line and preferably the reducing agent interface and preferably the hydraulic interface and preferably the hydraulic counter interface comprise an electrical heating device, so that a frozen reducing agent can be thawed with the electric heating device.
  • Fig. 2 is a hydraulic and electrical diagram of the SCR modules of FIG. 1 and
  • Fig. 3 is a schematic representation of a
  • An internal combustion engine system 2 illustrated in FIG. 3 comprises not only a reciprocating internal combustion engine 3 as a diesel engine but also a generator 4 which is driven by the reciprocating internal combustion engine 3 by means of a drive shaft 5.
  • the internal combustion engine system 2 is thus a stationary system and serves to generate electric power. Notwithstanding this, the engine system 2 can also be used in a mobile plant without the generator 4, z. B. to drive a ship, a military vehicle, z. As a tank, or to drive an agricultural utility vehicle.
  • the internal combustion engine system 2 further comprises a particulate filter 6 and three SCR modules 1.
  • the exhaust gas flowing out of the reciprocating internal combustion engine 3 is first passed through an exhaust gas conduit 24 through the particulate filter 6 to deposit particles thereon, and then from the particulate filter 6 to the particulate filter 6 three SCR modules 1 passed.
  • the exhaust pipe 24 is provided with a branch 25 and in the exhaust pipe 24 is not a shut-off, z. As a shut-off valve, arranged so that during operation of the internal combustion engine system 2, all of the three SCR modules 1 are constantly flowed through by the exhaust gas from the reciprocating internal combustion engine 3 or are flowed through.
  • the SCR modules 1 are identical. Each of the SCR modules 1 has two injection nozzles 12 as injection elements 11 and an exhaust line 7 for passing the exhaust gas through the SCR module.
  • the exhaust gas line 7 has an inlet opening 8 for introducing the exhaust gas and an outlet opening 9 for discharging the exhaust gas (FIG. 3).
  • the inlet and outlet opening 8, 9 is formed on an exhaust pipe socket 23, which thereby forms an exhaust port 22 for connecting the exhaust pipe 24.
  • the exhaust ports 22 are identical, z. B. as ASME exhaust flanges.
  • Each of the two injection nozzles 12 in an SCR module 1 is assigned a respective pumping device 14 designed as a pump 14, so that each of the SCR modules 1 has two conveying devices 13 (FIGS. 1 and 2).
  • Fig. 3 for simplicity, only one of the two pumps 14 and injection elements 11 are shown.
  • the pump 14 is the Reducing agent, ie a 32.5% urea solution with ammonia under a pressure of in the range of 10 bar the injectors 12 provided with a constant pressure.
  • the reducing agent is supplied to the injection nozzles 12 in a circuit, so that the reducing agent fed to the injectors 12 through a reducing agent flow line 16 as a reducing agent line 15 on the SCR modules 1 and the unused or uninjected portion of the reducing agent through a reducing agent return line 17 as a reducing agent line 15 again from the injection nozzle 12 and also the SCR module 1 back and is derived (Fig. 1 and 2).
  • the reducing agent also serves as a coolant for the injection elements 11, so that no compressed air for cooling the injection elements 11 is required.
  • the reducing agent supply and return lines 16, 17 are shown in simplified form in FIG. 3 only as a reducing agent line 15.
  • each SCR module 1 has a hydraulic interface 18 by means of which the reducing agent from a reducing agent main line 28, as the reducing agent main supply line 29 and as
  • Reductant main return line 30 is formed, ( Figures 1 and 2), the pumps 14 can be supplied.
  • the main reducing agent lines 28 have a hydraulic counter-interface 19 and the hydraulic interface 18 on the SCR module 1 is hydraulically connected to the hydraulic counter interface 19 on the reducing agent main line 28.
  • These may be separate hydraulic interfaces 18 each for the reducing agent supply and return line 16, 17 or with only one hydraulic interface 18 per SCR module, the reducing agent supply and return lines 16, 17 with the Reduktionsstoffutzvorlaufleitüng 29 and reducing agent main return line 30 hydraulically be connected separately conductive.
  • the reducing agent main line 28 is hydraulically connected to a reducing agent interface 26 with a reducing agent tank 27.
  • the internal combustion engine system 2 has only one reducing agent interface 26, by means of which all SCR modules 1 can be supplied with the reducing agent.
  • the Reductant main line 28 corresponding branches on to the three hydraulic interfaces 18 at the three SCR modules. 1
  • the internal combustion engine system 2 has a control and / or regulating unit 31.
  • the control and / or regulating unit 31 is used for controlling and / or regulating the reciprocating internal combustion engine 3, z. B. the power and / or the speed and / or the ⁇ value of the reciprocating internal combustion engine 3.
  • the SCR modules 1 are also controlled and / or regulated with the control and / or regulating unit 31, in particular the delivery rate of the pumps 14 and the injection times and / or the injection volume flow of reducing agent with the injectors 12.
  • the control and / or regulating unit 31 with a control and / or main power line 32, which branches off accordingly, with electrical interfaces 20 to the SCR modules 1 connected.
  • an electrical counter-interface 34 is formed in each case after the branches.
  • the electrical counter-interfaces 34 are connected to the branched control and / or main power lines 32 to the electrical interfaces 20 to the SCR modules 1.
  • the electrical interfaces 20 are thus part of the SCR modules 1 as the hydraulic interfaces 18.
  • the electrical interfaces 20 are formed for example as electrical connector 21 and the electrical counter-intersections 34 as electrical mating connector. From the electrical interfaces 20 on the SCR modules 1, control and / or power lines 33 lead to the conveying devices 13 and the injection elements 11 (FIGS. 1 to 3).
  • the reducing agent is supplied by means of the injection elements 11 in the exhaust gas stream, so that thereby the nitrogen oxides (NO, NO2) contained in the exhaust gas can be substantially reduced at the SCR catalyst 10, so that Products from this reaction, water and nitrogen from the outlet port 9 at the SCR module 1 flows out.
  • NO, NO2 nitrogen oxides
  • the SCR modules 1 have identical exhaust gas interfaces 22, identical hydraulic interfaces 18 and identical electrical interfaces 20, so that when connecting and mounting the SCR modules 1, these are particularly easy to connect with the exhaust gas line 24, the reducing agent main line 28 and the control and / or or main power line 32 can be connected. Furthermore, the aforementioned interfaces are designed according to the so-called Poka-Yoke system, so that a faulty connection of the SCR modules 1 can be substantially ruled out. Due to the identical design of the SCR modules 1, the production of the SCR modules 1 in the costs can be substantially reduced, since for reciprocating internal combustion engines 3 in a certain power range only one kind of SCR modules 1 has to be produced. The effort during assembly and commissioning is thereby substantially reduced, so that in the manufacture and assembly of the internal combustion engine system 2, the so-called delegated assembly is possible.

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Description

SCR-Modul
BESCHREIBUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen SCR-Modul gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 , ein Verbrennungsmotorsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 6 und ein Verfahren zur Herstellung eines Verbrennungsmotorsystems gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 14.
Hubkolben-Verbrennungsmotoren werden für die unterschiedlichsten Anwendungen eingesetzt. Bei stationären Anlagen dienen Hubkolben- Verbrennungsmotoren in Kombination mit einem Generator beispielsweise zur Stromerzeugung. In mobilen Anlagen werden Hubkolben- Verbrennungsmotoren zum Antrieb von Schiffen, militärischen Fahrzeugen, beispielsweise Panzern, oder auch zum Antrieb für landwirtschaftliche Nutzfahrzeuge eingesetzt. Dabei sollen die Hubkolben-Verbrennungsmotoren möglichst niedrige Emissionen an Stickoxiden aufweisen. Es ist bekannt, mittels einer selektiven katalytischen Reaktion (SCR) die Stickoxide in den Abgasen an einem SCR-Katalysator selektiv zu reduzieren. Dadurch kann der Ausstoß von Stickoxiden (NOx) wesentlich reduziert werden. Zum Ablauf dieser Reaktion wird Ammoniak (NH3) benötigt und die Produkte der Reaktion sind Wasser (H2O) und Stickstoff (N2). Als SCR-Katalysatoren werden beispielsweise Katalysatoren aus Titandioxid, Vanadiumpentoxid und Wolframdioxid eingesetzt oder auch andere Arten von SCR-Katalysatoren, z. B. unter Verwendung Zeolithen. Der für die Reaktion benötigte Ammoniak wird dabei nicht direkt bzw. in reiner Form, sondern als eine 32,5 %ige wässrige Harnstofflösung zugesetzt und wird in der Fahrzeugindustrie als Adblue bezeichnet. Verbrennungsmotorsysteme sind deshalb mit Einrichtungen zur selektiven katalytischen Reduktion der Abgase versehen. Dabei ist für Hubkolben- Verbrennungsmotoren mit einer unterschiedlichen Leistung, beispielsweise einer Leistung zwischen 600 und 4000 kW, erforderlich in aufwendiger Weise entsprechende Einrichtungen zur selektiven katalytischen Reduktion zur Verfügung zu stellen, welche den Volumenstrom der Hubkolben- Verbrennungsmotoren an Abgas in ausreichender Weise Stickoxide entziehen bzw. reduzieren können. Aus diesem Grund ist es erforderlich, für Hubkolben-Verbrennungsmotoren mit unterschiedlicher Leistung entsprechend unterschiedliche Einrichtungen in aufwendiger und teurer Weise zur Verfügung zu stellen. Dadurch werden die Kosten zur Herstellung von Verbrennungsmotorsystemen stark erhöht und es tritt ferner ein aufwendiger, kostspieliger und Fehler anfälliger Montageaufwand bei der Herstellung des Verbrennungsmotorsystems auf.
Aus der DE 43 10 962 C1 ist eine Abgasanlage für mehrere unabhängig voneinander betreibbare Brennkraftmaschinen bekannt. Das Abgas wird in eine gemeinsame Abgasleitung geleitet, wobei die Entstickung des Abgases durch eine selektive katalytische Reduktion durch Zugabe eines Reduktionsmittels in den Abgasstrom erfolgt. Die gemeinsame Abgasleitung zweigt sich in wenigstens zwei Zweigleitungen auf, in welcher wenigstens ein SCR-Katalysator angeordnet ist und zumindest ein Teil der Zweigleitungen ist mittels stellbarer Absperrventile abhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschinen absperrbar.
Die DE 10 2010 021 438 A1 zeigt eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung, insbesondere für einen Dieselmotor, welche von einem Abgasstrom in einer Abgasstromrichtung durchströmbar ist und einen Abgaseinlass, ein Reduktionsmittelzugabesystem zur Zugabe von Reduktionsmittel in den Abgasstrom, einen Stickoxid-Reduktionskatalysator und einen Abgaslauslass aufweist, wobei das Reduktionsmittelzugabesystem wenigstens zwei Reduktionsmittelzugabevorrichtungen, insbesondere Einspritzdüsen, aufweist. Aus der DE 10 2005 025 045 A1 ist eine Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, bekannt. Die Abgasanlage umfasst ein SCR-Modul und ein Partikelfilter-Modul. Das SCR- Modul ist mit einem SCR-Katalysatorelement und einer Harnstoffdosiereinrichtung versehen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein SCR- Modul, ein Verbrennungsmotorsystem und ein Verfahren zur Herstellung eines Verbrennungsmotorsystems zur Verfügung zu stellen, bei dem Hubkolben-Verbrennungsmotoren mit unterschiedlichen Leistungen einfach, zuverlässig und kostengünstig mit einer Einrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion der Abgase ausgestattet werden können.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem SCR-Modul für einen Hubkolben- Verbrennungsmotor, umfassend ein Gehäuse und/oder einen Rahmen, einen Abgasstrang, welcher einen Strömungskanal zum Durchleiten von Abgas begrenzt, mit einer Einlassöffnung zum Einleiten des Abgases und einer Auslassöffnung zum Ausleiten des Abgases, einen innerhalb des Strömungskanales angeordneten SCR-Katalysator, wenigstens ein Einspritzelement zur Zugabe eines Reduktionsmittels, z. B. Ammoniak oder eine Harnstofflösung, zu dem durch den Strömungskanal geleiteten Abgas, wobei das SCR-Modul wenigstens eine Fördervorrichtung zur Zuführung des Reduktionsmittels zu dem Einspritzelement mit einem vorgegebenen Druck umfasst.
Das Einspritzelement benötigt das Reduktionsmittel unter einem bestimmten, vorgegebenen Druck. Aus diesem Grund ist das SCR-Modul mit wenigstens einer Fördervorrichtung, insbesondere jeweils für je ein Einspritzelement, versehen. Dadurch benötigt das SCR-Modul für die selektive katalytische Reaktion lediglich das Reduktionsmittel mit einem nicht vorgegebenen Druck. In einfacher Weise kann das SCR-Modul dadurch in einem Verbrennungsmotorsystem eingesetzt werden, da an das SCR-Modul lediglich eine Abgasleitung und eine Reduktionsmittelleitung anzuschließen ist. Das SCR-Modul kann dadurch besonders einfach bei der Montage eingesetzt werden und eine gesonderte Montage einer Fördervorrichtung ist somit an dem SCR-Modul nicht mehr erforderlich.
Insbesondere ist die wenigstens Fördervorrichtung als eine Pumpe, vorzugsweise Kolbenpumpe oder Strömungsmaschine, z. B. Kreiselpumpe, ausgebildet und/oder der vorgegebenen Druck liegt im Bereich von 8 bis 12 bar und/oder die wenigstens eine Fördervorrichtung ist in das SCR-Modul integriert und/oder eingebaut. Die wenigstens eine Fördervorrichtung ist in das SCR-Modul integriert und/oder eingebaut, d. h. fester Bestandteil des SCR-Modules und beispielsweise mit einer unlösbaren Verbindung, z. B. einer Schweiß- oder Nietverbindung, oder einer lösbaren Verbindung, z. B. einer Schraub- oder Clipsverbindung, mit dem übrigen SCR-Modul, z. B. einem Rahmen und/oder einem Gehäuse, verbunden.
In einer weiteren Ausgestaltung umfasst das SCR-Modul eine Reduktionsmittelleitung, insbesondere umfasst das SCR-Modul wenigstens eine Reduktionsmittelvorlaufleitung zur Leitung des flüssigen oder gasförmigen Reduktionsmittels von der Fördervorrichtung zu dem wenigstens einen Einspritzelement und das SCR-Modul umfasst wenigstens eine Reduktionsmittelrücklaufleitung zur Ableitung des überschüssigen Reduktionsmittels von dem wenigstens einen Einspritzelement. Im Allgemeinen wird das Reduktionsmittel von in einem Kreislaufsystem dem Einspritzelement zugeführt, so dass eine Reduktionsmittelvor- und eine Reduktionsmittelrücklaufleitung, insbesondere für jeweils ein Einspritzelement, erforderlich ist.
In einer ergänzenden Ausführungsform umfasst das SCR-Modul wenigstens einen Drucksensor zur Erfassung des Druckes des dem wenigstens einen Einspritzelement zugeführten Reduktionsmittels. Mit dem Drucksensor wird der dem Einspritzelement zugeführter Druck des Reduktionsmittels erfasst, beispielsweise an der Reduktionsmittelvorlaufleitung oder an dem Einspritzelement. In Abhängigkeit von dem von dem Drucksensor erfassten Druck des Reduktionsmittels ist von einer Steuer- und/oder Regeleinheit eines Verbrennungsmotorsystems die wenigstens eine Fördervorrichtung in der Förderleistung Steuer- und/oder regelbar.
Vorzugsweise umfasst das SCR-Modul eine hydraulische Schnittstelle zur Versorgung des SCR-Moduls mit dem Reduktionsmittel und/oder das SCR- Modul umfasst eine elektrische Schnittstelle zur elektrischen Verbindung des SCR-Moduls, z. B. zur Stromversorgung und/oder zum Datenaustausch. Die hydraulische Schnittstelle weist Vorrichtungen zur fluiddichten Leitung des Reduktionsmittels in das SCR-Modul auf. Beispielsweise handelt es sich um eine SAE J2044. Die elektrische Schnittstelle ist beispielsweise als ein Harting-Stecker ausgebildet.
Zweckmäßig weist das SCR-Modul eine Abgasschnittstelle, z. B. ein Abgasrohrstutzen oder eine beispielsweise als ASME-Abgasflansch ausgebildete Abgasschnittstelle auf.
Erfindungsgemäßes Verbrennungsmotorsystem, umfassend einen Hubkolben-Verbrennungsmotor, insbesondere nur einen Hubkolben- Verbrennungsmotor, ein SCR-Modul zur Abgasbehandlung, eine Abgasleitung zum Leiten des Abgases von dem Hubkolben- Verbrennungsmotor zu dem SCR-Modul, wobei das Verbrennungsmotorsystem mehrere SCR-Module umfasst und die SCR- Module, insbesondere sämtliche SCR-Module, bezüglich des Abgases parallel geschalten sind.
Das Verbrennungsmotorsystem weist mehrere SCR-Module auf, die bezüglich des Abgases parallel geschaltet sind. Dadurch kann bei einem Einsatz von Hubkolben-Verbrennungsmotoren mit einer unterschiedlichen Leistung, beispielsweise im Bereich zwischen 600 und 4000 kW, durch den Einsatz von einer entsprechenden Anzahl von SCR-Modulen der Volumenstrom des Abgases des Hubkolben-Verbrennungsmotors selektiv katalytisch reduziert werden. Die SCR-Module und die Abgasleitung als Abgasanlage können dadurch in besonders einfacher Weise an unterschiedliche Leistungen bzw. Abgasvolumenströme von Hubkolben- Verbrennungsmotoren nur dadurch angepasst werden, dass eine unterschiedliche Anzahl von SCR-Modulen zur selektiven katalytischen Reduktion in der Abgasanlage eingesetzt wird.
In einer Variante sind die SCR-Module des Verbrennungsmotofsystems als in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebene SCR-Module ausgebildet und/oder die Abgasleitung weist eine Aufzweigung zum parallelen Leiten des Abgases von dem Hubkolben-Verbrennungsmotor in die SCR-Module auf.
Zweckmäßig sind die SCR-Module identisch ausgebildet und/oder der Hubkolben-Verbrenriungsmotor ist ein Dieselmotor. Die SCR-Module sind identisch oder im Wesentlichen identisch aufgebaut. Um bei Hubkolben- Verbrennungsmotoren mit eine unterschiedlichen Leistung eine entsprechende Abgasanlage zur Verfügung stellen zu können, müssen somit in vorteilhafter Weise nur noch eine Art von SCR-Modulen hergestellt und eingesetzt werden. Die Kosten für die Herstellung der SCR-Module ist dadurch wesentlich vereinfacht und reduziert, weil nur eine Art von SCR- Modulen für Hubkolben-Verbrennungsmotoren in einem bestimmten Leistungsbereich eingesetzt wird. Ferner wird bei der Montage des Verbrennungsmotorsystems eine einfachere Verbindung und Montage der SCR-Module untereinander ermöglicht, weil nur identische SCR-Module eingesetzt werden.
In einer weiteren Ausführungsform umfassen die SCR-Module identische Abgasstränge und/oder identische SCR-Katalysatoren und/oder identische Abgasschnittstellen zum Ein- und Ausleiten des Abgases und/oder identische hydraulische Schnittstellen und/oder identische elektrische Schnittstellen.
Insbesondere umfasst das Verbrennungsmotorsystem eine Reduktionsmittelschnittstelle, insbesondere nur eine
Reduktionsmittelschnittstelle, zur hydraulischen Verbindung mit einem Reduktionsmitteltank und/oder das Verbrennungsmotorsystem umfasst einen Partikelfilter für das Abgas und/oder in der Abgasleitung ist kein Absperrorgan, z. B. ein Absperrventil oder ein Absperrhahn, insbesondere für einzelne SCR-Module, angeordnet. Der Reduktionsmitteltank ist nicht Bestandteil des Verbrennungsmotorsystems und mit der Reduktionsmittelschnittstelle kann das gesamte Verbrennungsmotorsystem mit dem Reduktionsmittel versorgt werden, d. h. die SCR-Module. In die Abgasleitungen der SCR-Module ist kein Absperrventil eingebaut, so dass sämtliche SCR-Module ständig vom Abgas des Hubkolben- Verbrennungsmotors durchströmbar sind oder durchströmt sind. Die Anzahl der SCR-Module ist dabei dahingehend ausgelegt, dass diese den Volumenstrom des Hubkolben-Verbrennungsmotors an Abgas ausreichend selektiv katalytisch reduzieren können.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die Reduktionsmittelschnittstelle mit einer Reduktionsmittelhauptvorlaufleitung und einer Reduktionsmittelhauptrücklaufleitung hydraulisch mit den SCR-Modulen, insbesondere sämtlichen SCR- Modulen, verbunden, insbesondere sind die Reduktionsmittelhauptvorlaufleitung und die Reduktionsmittelhauptrücklaufleitung hydraulisch mit den hydraulischen Schnittstellen an den SCR-Modulen verbunden. Durch die Reduktionsmittelhauptvor- und -rücklaufleitung können sämtliche SCR- Module mit der Reduktionsmittelschnittstelle und damit auch mit dem Reduktionsmitteltank hydraulisch verbunden werden, so dass dadurch eine besonders einfache hydraulische Verbindung zwischen dem Reduktionsmitteltank und den SCR-Modulen zur Versorgung mit Reduktionsmittel möglich ist.
In einer ergänzenden Variante umfasst das Verbrennungsmotorsystem eine Steuer- und/oder Regeleinheit, insbesondere nur eine Steuer- und/oder Regeleinheit, für die SCR-Module und vorzugsweise für den Hubkolben- Verbrennungsmotor.
In einer weiteren Variante ist die Steuer- und/oder Regeleinheit mit wenigstens einer Steuer- und/oder Stromhauptleitung elektrisch mit den SCR- Modulen, insbesondere sämtlichen SCR-Modulen, verbunden und die wenigstens eine Steuer- und/oder Stromhauptleitung ist elektrisch mit den elektrischen Schnittstellen der SCR-Module verbunden. Mit der Steuer- und Regeleinheit wird neben den SCR-Modulen auch der Hubkolben- Verbrennungsmotor gesteuert und/oder geregelt. Insbesondere wird mit der Steuer- und/oder Regeleinheit das Einspritzelement gesteuert und/oder geregelt, so dass in Abhängigkeit von dem durch die SCR-Module strömenden Volumenstrom an Abgas ein ausreichender Volumenstrom an Reduktionsmittel dem durch die SCR-Module strömenden Abgas zugeführt wird.
Erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Verbrennungsmotorsystems, insbesondere eines in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenen Verbrennungsmotorsystems, mit den Schritten: zur Verfügung stellen wenigstens eines Hubkolben- Verbrennungsmotors, insbesondere nur eines Hubkolben- Verbrennungsmotors, zur Verfügung stellen eines SCR-Modules, zur Verfügung stellen einer Abgasleitung, Verbinden der Abgasleitung mit dem Hubkolben-Verbrennungsmotor und dem SCR-Modul, wobei mehrere SCR- Module zur Verfügung gestellt werden und parallel bezüglich des Abgases mit der Abgasleitung mit dem Hubkolben-Verbrennungsmotor verbunden werden.
In einer weiteren Ausgestaltung werden die SCR-Module dahingehend zur Verfügung gestellt, dass die SCR-Module als in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebene SCR-Module ausgebildet sind und/oder identische SCR-Module zur Verfügung gestellt werden und/oder die SCR-Module werden mit identischen Abgassträngen und/oder identischen SCR-Katalysatoren und/oder identischen Abgasschnittstellen zum Ein- und Ausleiten des Abgases und/oder identischen hydraulischen Schnittstellen und/oder identischen elektrischen Schnittstellen zur Verfügung gestellt und/oder je größer die Leistung des Hubkolben-Verbrennungsmotors oder die Leistung der Summe der Hubkolben-Verbrennungsmotoren ist, eine desto größere Anzahl an SCR-Modulen zur Verfügung gestellt wird und umgekehrt und bezüglich des Abgases parallel mit dem Hubkolben-Verbrennungsmotor verbunden werden. Zweckmäßig wird der Hubkolben-Verbrennungsmotor und/oder das SCR- Modul und/oder die Abgasleitung von nur einem Unternehmen zur Verfügung gestellt und/oder hergestellt. Das Verbrennungsmotorsystem wird somit von dem nur einen Unternehmen zur Verfügung gestellt und/oder hergestellt, so dass beispielsweise die Lieferung und Montage des Verbrennungsmotorsystems von dem nur einen Unternehmen ausgeführt wird.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Reduktionsmittelleitung, die Reduktionsmittelhauptvorlaufleitung und vorzugsweise die Reduktionsmittelschnittstelle und vorzugsweise die hydraulische Schnittstelle und vorzugsweise die hydraulische Gegenschnittstelle eine elektrische Heizeinrichtung auf, so dass ein eingefrorenes Reduktionsmittel mit der elektrischen Heizeinrichtung aufgetaut werden kann.
Im Nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung mehrerer SCR-Module,
Fig. 2 eine hydraulisches und elektrisches Schema der SCR-Module gemäß Fig. 1 und
Fig. 3 einen schematisierte Darstellung eines
Verbrennungsmotorsystems mit den SCR-Modulen gemäß Fig. 1 und 2.
Ein in Fig. 3 dargestelltes Verbrennungsmotorsystem 2 umfasst neben einem Hubkolben-Verbrennungsmotor 3 als Dieselmotor auch einen Generator 4, der mittels einer Antriebswelle 5 von dem Hubkolben-Verbrennungsmotor 3 angetrieben wird. Das Verbrennungsmotorsystem 2 ist somit eine stationäre Anlage und dient zur Erzeugung von elektrischem Strom. Abweichend hiervon kann das Verbrennungsmotorsystem 2 auch in einer mobilen Anlage ohne dem Generator 4 eingesetzt werden, z. B. zum Antrieb eines Schiffes, eines militärischen Fahrzeuges, z. B. einem Panzer, oder zum Antrieb eines landwirtschaftlichen Nutzfahrzeuges.
Das Verbrennungsmotorsystem 2 umfasst ferner einen Partikelfilter 6 und drei SCR-Module 1. Das aus dem Hubkolben-Verbrennungsmotor 3 ausströmen der Abgas wird durch eine Abgasleitung 24 zunächst durch den Partikelfilter 6 geleitet, um dort Partikel abzuscheiden, und anschließend von dem Partikelfilter 6 zu den drei SCR-Modulen 1 geleitet. Die Abgasleitung 24 ist mit einer Aufzweigung 25 versehen und in der Abgasleitung 24 ist auch kein Absperrorgan, z. B. ein Absperrventil, angeordnet, so dass während des Betriebes des Verbrennungsmotorsystems 2 sämtliche der drei SCR-Module 1 ständig vom Abgas aus dem Hubkolben-Verbrennungsmotor 3 durchströmt sind oder durchströmbar sind.
Die SCR-Module 1 sind identisch ausgebildet. Jedes der SCR-Module 1 weist zwei Einspritzdüsen 12 als Einspritzelemente 11 und einen Abgasstrang 7 zum Durchleiten des Abgases durch das SCR-Modul auf. Der Abgasstrang 7 weist dabei eine Einlassöffnung 8 zum Einleiten des Abgases und eine Auslassöffnung 9 zum Ausleiten des Abgases (Fig. 3) auf. Die Ein- und Auslassöffnung 8, 9 ist dabei an einem Abgasrohrstutzen 23 ausgebildet, welcher dadurch eine Abgasschnittstelle 22 zum Anschließen der Abgasleitung 24 ausbildet. Dabei sind die Abgasschnittstellen 22 identisch ausgebildet, z. B. als ASME-Abgasflansche. Für die drei SCR-Module 1 wird somit eine Abgasleitung 24 mit entsprechenden Anschlussschnittstellen zum Anschluss an die Abgasschnittstellen 22 benötigt und diese Anschlussschnittstellen an den Abgasleitungen 24 sind dabei in vorteilhafter und einfacher Weise identisch ausgebildet, da die identischen Abgasschnittstellen 22 an den SCR-Modulen 1 vorhanden sind.
Jedem der zwei Einspritzdüsen 12 in einem SCR-Modul 1 ist jeweils eine als Pumpe 14 ausgebildete Fördevorrichtung 13 zugeordnet, so dass jedes der SCR-Module 1 zwei Fördervorrichtungen 13 (Fig. 1 und 2) aufweist. In Fig. 3 sind aus Vereinfachungsgründen nur eine der beiden Pumpen 14 und Einspritzelemente 11 dargestellt. Mittels der Pumpen 14 wird das Reduktionsmittel, d. h. eine 32,5 %ige Harnstofflösung mit Ammoniak unter einem Druck von im Bereich von 10 bar den Einspritzdüsen 12 mit einem konstanten Druck zur Verfügung gestellt. Das Reduktionsmittel wird den Einspritzdüsen 12 in einem Kreislauf zugeführt, so dass durch eine Reduktionsmittelverlaufleitung 16 als Reduktionsmittelleitung 15 an den SCR- Modulen 1 das Reduktionsmittel zu den Einspritzdüsen 12 zugeführt und der nicht benötigte bzw. nicht eingespritzte Anteil des Reduktionsmittels durch eine Reduktionsmittelrücklaufleitung 17 als Reduktionsmittelleitung 15 wieder von der Einspritzdüse 12 und auch dem SCR-Modul 1 rück- bzw. abgeleitet wird (Fig. 1 und 2). Dabei dient das Reduktionsmittel auch als Kühlmittel für die Einspritzelemente 11 , so dass keine Druckluft zur Kühlung der Einspritzelemente 11 erforderlich ist. Aus Vereinfachungsgründen sind in Fig. 3 die Reduktionsmittelvor- und -rücklaufleitungen 16, 17 nur als eine Reduktionsmittelleitung 15 vereinfacht dargestellt. Dabei verfügt jedes SCR- Modul 1 über eine hydraulische Schnittstelle 18 mittels der das Reduktionsmittel von einer Reduktionsmittelhauptleitung 28, die als Reduktionsmittelhauptvorlaufleitung 29 und als
Reduktionsmittelhauptrücklaufleitung 30 ausgebildet ist, (Fig. 1 und 2) den Pumpen 14 zugeführt werden kann. Dabei weisen die Reduktionsmittelhauptleitungen 28 eine hydraulische Gegenschnittstelle 19 auf und die hydraulische Schnittstelle 18 an dem SCR-Modul 1 ist mit der hydraulischen Gegenschnittstelle 19 an der Reduktionsmittelhauptleitung 28 hydraulisch leitend verbunden. Dabei kann es sich um getrennte hydraulische Schnittstellen 18 jeweils für die Reduktionsmittelvor- und -rücklaufleitung 16, 17 handeln oder mit nur einer hydraulischen Schnittstelle 18 je SCR-Modul können die Reduktionsmittelvor- und -rücklaufleitungen 16, 17 mit der Reduktionsmittelhauptvorlaufleitüng 29 und Reduktionsmittelhauptrücklaufleitung 30 hydraulisch getrennt leitend verbunden werden. Die Reduktionsmittelhauptleitung 28 ist mit einer Reduktionsmittelschnittstelle 26 mit einem Reduktionsmitteltank 27 hydraulisch leitend verbunden. Das Verbrennungsmotorsystem 2 weist dabei nur eine Reduktionsmittelschnittstelle 26 auf, mittels der sämtliche SCR-Module 1 mit dem Reduktionsmittel versorgt werden können. Hierzu weist die Reduktionsmittelhauptleitung 28 entsprechende Aufzweigungen auf zu den drei hydraulischen Schnittstellen 18 an den drei SCR-Modulen 1.
Das Verbrennungsmotorsystem 2 weist eine Steuer- und/oder Regeleinheit 31 auf. Die Steuer- und/oder Regeleinheit 31 dient zur Steuerung und/oder Regelung des Hubkolben-Verbrennungsmotors 3, z. B. der Leistung und/oder der Drehzahl und/oder des λ-Wertes des Hubkolben- Verbrennungsmotors 3. Ferner werden mit der Steuer- und/oder Regeleinheit 31 auch die SCR-Module 1 gesteuert und/oder geregelt, insbesondere die Förderleistung der Pumpen 14 und die Einspritzzeiten und/oder der Einspritzvolumenstrom an Reduktionsmittel mit den Einspritzdüsen 12. Hierzu ist die Steuer- und/oder Regeleinheit 31 mit einer Steuer- und/oder Stromhauptleitung 32, welche sich entsprechend aufzweigt, mit elektrischen Schnittstellen 20 an den SCR-Modulen 1 verbunden. An den Steuer- und/oder Stromhauptleitungen 32 ist nach den Aufzweigungen jeweils eine elektrische Gegenschnittstelle 34 ausgebildet. Dabei sind die elektrischen Gegenschnittstellen 34 an den aufgezweigten Steuer- und/oder Stromhauptleitungen 32 mit den elektrischen Schnittstellen 20 an den SCR- Modulen 1 verbunden. Die elektrischen Schnittstellen 20 sind somit Bestandteil der SCR-Module 1 wie die hydraulischen Schnittstellen 18. Die elektrischen Schnittstellen 20 sind beispielsweise als elektrische Stecker 21 ausgebildet und die elektrischen Gegenschnittstellen 34 als elektrische Gegenstecker. Von den elektrischen Schnittstellen 20 an den SCR-Modulen 1 führen Steuer- und/oder Stromleitungen 33 zu den Fördervorrichtungen 13 und den Einspritzelementen 11 (Fig. 1 bis 3).
Innerhalb eines von dem Abgasstrang 7 begrenzten Strömungskanales ist jeweils ein SCR-Katalysator 10, z. B. aus Titandioxid, Vanadiumpentoxid und Wolframdioxid, angeordnet. Während des Durchleitens des Abgases durch den Abgasstrang 7 wird mittels der Einspritzelemente 11 in den Abgasstrom das Reduktionsmittel zugeführt, so dass dadurch an dem SCR-Katalysator 10 die in dem Abgas enthaltenen Stickoxide (NO, NO2) im Wesentlichen reduziert werden können, so dass als Produkte aus dieser Reaktion Wasser und Stickstoff aus der Auslassöffnung 9 an dem SCR-Modul 1 ausströmt. Insgesamt betrachtet sind mit dem erfindungsgemäßen SCR-Modul 1 und dem erfindungsgemäßen Verbrennungsmotorsystem 2 wesentliche Vorteile verbunden. An dem Verbrennungsmotorsystem 2 werden nur identische SCR-Module 1 eingesetzt. Zur Anpassung an unterschiedliche Leistungen und damit Volumenströme an Abgasen des Hubkolben- Verbrennungsmotors 3 braucht dadurch nur lediglich die Anzahl der SCR- Module 1 variiert oder verändert werden, z. B. zwischen ein und fünf SCR- Modulen 1. Die erforderliche Einrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion, d. h. die SCR-Module 1 , kann an die Leistung des Hubkolben- Verbrennungsmotors 3, z. B. mit einer Leistung zwischen 600 und 4000 kW, nur durch die Anordnung einer entsprechenden Anzahl an SCR-Modulen 1 angepasst werden.
Die SCR-Module 1 weisen identische Abgasschnittstellen 22, identische hydraulische Schnittstellen 18 und identische elektrische Schnittstellen 20 auf, so dass bei der Verbindung und Montage die SCR-Module 1 diese besonders einfach mit der Abgasleitung 24, der Reduktionsmittelhauptleitung 28 und der Steuer- und/oder Stromhauptleitung 32 verbunden werden können. Ferner sind die eben genannten Schnittstellen nach dem so genannten Poka-Yoke-System ausgebildet, so dass ein fehlerhafter Anschluss der SCR-Module 1 im Wesentlichen ausgeschlossen werden kann. Aufgrund der identischen Ausbildung der SCR-Module 1 kann die Herstellung der SCR-Module 1 in den Kosten wesentlich verringert werden, da für Hubkolben-Verbrennungsmotoren 3 in einem bestimmten Leistungsbereich nur noch eine Art von SCR-Modulen 1 hergestellt werden muss. Der Aufwand bei der Montage und Inbetriebnahme ist dadurch wesentlich reduziert, so dass bei der Herstellung und Montage des Verbrennungsmotorsystems 2 auch die so genannte Delegated Assembly möglich ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. SCR-Modul (1) für einen Hubkolben-Verbrennungsmotor (3),
umfassend
- ein Gehäuse und/oder einen Rahmen,
- einen Abgasstrang (7), welcher einen Strömungskanal zum
Durchleiten von Abgas begrenzt, mit einer Einlassöffnung (8) zum Einleiten des Abgases und einer Auslassöffnung (9) zum Ausleiten des Abgases,
- einen innerhalb des Strömungskanales angeordneten SCR- Katalysator (IO),
- wenigstens ein Einspritzelement (11 ) zur Zugabe eines
Reduktionsmittels, z. B. Ammoniak oder eine Harnstofflösung, zu dem durch den Strömungskanal geleiteten Abgas, dadurch gekennzeichnet, dass das SCR-Modul (1) wenigstens eine Fördervorrichtung (13) zur Zuführung des Reduktionsmittels zu dem Einspritzelement (11) mit einem vorgegebenen Druck umfasst.
2. SCR-Modul nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens Fördervorrichtung ( 3) als eine Pumpe (14), vorzugsweise Kolbenpumpe oder Strömungsmaschine, z. B.
Kreiselpumpe, ausgebildet ist
und/oder
der vorgegebenen Druck im Bereich von 8 bis 12 bar liegt
und/oder die wenigstens eine Fördervorrichtung (13) in das SCR-Modul (1 ) integriert und/oder eingebaut ist.
3. SCR-Modul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das SCR-Modul (1 ) eine Reduktionsmittelleitung (15) umfasst, insbesondere
das SCR-Modul (1) wenigstens eine Reduktionsmittelvorlaufleitung (16) zur Leitung des flüssigen oder gasförmigen Reduktionsmittels von der Fördervorrichtung (13) zu dem wenigstens einen Einspritzelement (11) umfasst und das SCR-Modul (1) wenigstens eine
Reduktionsmittelrücklaufleitung (17) zur Ableitung des überschüssigen des Reduktionsmittels von dem wenigstens einen Einspritzelement (11) umfasst.
4. SCR-Modul nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das SCR-Modul (1 ) wenigstens einen Drucksensor zur Erfassung des Druckes des dem wenigstens einen Einspritzelement (11) zugeführten Reduktionsmittels umfasst.
5. SCR-Modul nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das SCR-Modul (1) eine hydraulische Schnittstelle (18) zur Versorgung des SCR-Moduls (1 ) mit dem Reduktionsmittel umfasst
und/oder das SCR-Modul (1) eine elektrische Schnittstelle (20) zur elektrischen Verbindung des SCR-Moduls (1) umfasst, z. B. zur Stromversorgung und/oder zum Datenaustausch.
6. Verbrennungsmotorsystem (2), umfassend
- einen Hubkolben-Verbrennungsmotor (3), insbesondere nur einen Hubkolben-Verbrennungsmotor (3),
- ein SCR-Modul (1) zur Abgasbehandlung,
- eine Abgasleitung (24) zum Leiten des Abgases von dem
Hubkolben-Verbrennungsmotor (3) zu dem SCR-Modul (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Verbrennungsmotorsystem (2) mehrere SCR-Module (1 ) umfasst und die SCR-Module (1 ), insbesondere sämtliche SCR-Module (1), bezüglich des Abgases parallel geschalten sind.
7. Verbrennungsmotorsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die SCR-Module (1) gemäß einem oder mehrerer der Ansprüche 1 bis
5 ausgebildet sind
und/oder
die Abgasleitung (24) eine Aufzweigung (25) zum parallelen Leiten des Abgases von dem Hubkolben-Verbrennungsmotor (3) in die SCR- Module (1) aufweist.
8. Verbrennungsmotorsystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die SCR-Module (1) identisch ausgebildet sind
und/oder der Hubkolben-Verbrennungsmotor (3) ein Dieselmotor ist.
9. Verbrennungsmotorsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die SCR-Module (1) identische Abgasstränge (7) und/oder identische SCR-Katalysatoren (10) und/oder identische Abgasschnittstellen (22) zum Ein- und Ausleiten des Abgases und/oder identische hydraulische Schnittstellen (18) und/oder identische elektrische Schnittstellen (20) umfassen.
10. Verbrennungsmotorsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbrennungsmotorsystem (2) eine Reduktionsmittelschnittstelle (26), insbesondere nur eine Reduktionsmittelschnittstelle (26), umfasst zur hydraulischen Verbindung mit einem Reduktionsmitteltank (27) und/oder
das Verbrennungsmotorsystem (2) einen Partikelfilter (6) für das
Abgas umfasst
und/oder
in der Abgasleitung (24) kein Absperrorgan, z. B. Absperrventil, insbesondere für einzelne SCR-Module (1), angeordnet ist.
11.Verbrennungsmotorsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduktionsmittelschnittstelle (26) mit einer
Reduktionsmittelhauptvorlaufleitung (29) und einer Reduktionsmittelhauptrücklaufleitung (30) hydraulisch mit den SCR- Modulen (1 ), insbesondere sämtlichen SCR-Modulen (1 ), verbunden ist, insbesondere die Reduktionsmittelhauptvorlaufleitung (29) und die Reduktionsmittelhauptrücklaufleitung (30) hydraulisch mit den hydraulischen Schnittstellen (18) an den SCR-Modulen (1) verbunden sind.
12. Verbrennungsmotorsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Verbrennungsmotorsystem (2) eine Steuer- und/oder Regeleinheit (31), insbesondere nur eine Steuer- und/oder Regeleinheit (31 ), für die SCR-Module (1 ) und vorzugsweise für den Hubkolben- Verbrennungsmotor (3) umfasst.
13. Verbrennungsmotorsystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit (31 ) mit wenigstens einer Steuer- und/oder Stromhauptleitung (32) elektrisch mit den SCR-Modulen (1), insbesondere sämtlichen SCR-Modulen (1), verbunden ist und die wenigstens eine Steuer- und/oder Stromhauptleitung (32) elektrisch mit den elektrischen Schnittstellen (20) der SCR-Module (1 ) verbunden ist.
14. Verfahren zur Herstellung eines Verbrennungsmotorsystems (2),
insbesondere eines Verbrennungsmotorsystems gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 13, mit den Schritten:
- zur Verfügung stellen wenigstens eines Hubkolben- Verbrennungsmotors (3), insbesondere nur eines Hubkolben- Verbrennungsmotors (3), - zur Verfügung stellen eines SCR-Modules (1),
- zur Verfügung stellen einer Abgasleitung (24),
- Verbinden der Abgasleitung (24) mit dem Hubkolben- Verbrennungsmotor (3) und dem SCR-Modul (1 ),
- dadurch gekennzeichnet, dass mehrere SCR-Module (1 ) zur Verfügung gestellt werden und parallel bezüglich des Abgases mit der Abgasleitung (24) mit dem Hubkolben- Verbrennungsmotor (3) verbunden werden.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die SCR-Module (1) dahingehend zur Verfügung gestellt werden, dass die SCR-Module (1) gemäß einem oder mehrerer der Ansprüche 1 bis 5 ausgebildet sind
und/oder
identische SCR-Module (1) zur Verfügung gestellt werden
und/oder
die SCR-Module (1) mit identischen Abgassträngen (7) und/oder identischen SCR-Katalysatoren (10) und/oder identischen
Abgasschnittstellen (22) zum Ein- und Ausleiten des Abgases und/oder identischen hydraulischen Schnittstellen (18) und/oder identischen elektrischen Schnittstellen (20) zur Verfügung gestellt werden
und/oder
je größer die Leistung des Hubkolben-Verbrennungsmotors (3) oder die Leistung der Summe der Hubkolben-Verbrennungsmotoren (3) ist, eine desto größere Anzahl an SCR-Modulen (1) zur Verfügung gestellt wird und bezüglich des Abgases parallel mit dem Hubkolben- Verbrennungsmotor (3) verbunden werden.
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