WO2014139617A1 - System zur abgasnachbehandlung für eine brennkraftmaschine, verfahren zur beeinflussung einer abgas-zusammensetzung und brennkraftmaschine - Google Patents

System zur abgasnachbehandlung für eine brennkraftmaschine, verfahren zur beeinflussung einer abgas-zusammensetzung und brennkraftmaschine Download PDF

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WO2014139617A1
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internal combustion
combustion engine
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Marc Hehle
Alexander Kovacevic
Ralf MÜLLER
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Mtu Friedrichshafen Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a system for exhaust aftertreatment for an internal combustion engine, in particular for a diesel internal combustion engine, according to the preamble of claim 1, a method for influencing an exhaust gas composition according to claim 8, and an internal combustion engine, in particular a diesel internal combustion engine according to
  • Exhaust after-treatment systems for an internal combustion engine include
  • Possibilities According to a first procedure, which is also referred to as active regeneration, an increased conversion of hydrocarbons and carbon monoxide to carbon dioxide and water is carried out in the oxidation catalyst, wherein the released during these exothermic reactions heat of reaction is used in the particulate filter to the soot particles with from the exhaust gas
  • nitrogen monoxide, NO which is comprised of the exhaust gas emitted by the internal combustion engine, is partly converted to nitrogen dioxide, NO 2 .
  • the N0 2 is used in the particulate filter as
  • Oxidizing agent or oxygen supplier, and the soot particles react with the N0 2 by oxidation, wherein the N0 2 is reduced.
  • a selective catalyst also called SCR catalyst, provided for the selective catalytic reduction of nitrogen oxides
  • the SCR catalyst it is advantageous if in the oxidation catalyst as possible 50% of the exhaust gas covered by the NO to N0 2 is oxidized, so that the SCR catalyst Exhaust gas is flowed through which comprises NO and N0 2 in equal parts.
  • the SCR catalyst shows an optimal effect.
  • Downstream particulate filter without SCR catalyst provided.
  • a downstream SCR catalyst without particle filter is provided.
  • a particulate filter and an SCR catalyst are provided.
  • the SCR catalyst determines the optimum ratio of NO to N0 2 , so that a ratio of 1: 1 is desired.
  • the oxidation catalyst has a carrier body with a typically noble metal-containing coating.
  • the oxidation catalyst are essentially an exhaust gas temperature in the oxidation catalyst, its space velocity and the coating of the carrier body as a parameter available. The exhaust gas temperature and the space velocity vary with the
  • 2007/098514 A2 discloses a system for exhaust aftertreatment for an internal combustion engine, in which in an exhaust line both a first and a second oxidation catalyst is arranged, wherein the oxidation catalysts each have a coated carrier body with an upstream end face and a
  • the invention is based on the object, a system for exhaust aftertreatment, a method for influencing an exhaust gas composition and a
  • Oxidation catalyst comprises a coating varying along at least one direction. It is an adjusting device provided such that by means of
  • Adjustment device at least one of the exhaust gas permeable region of the
  • Carrier body is selectable.
  • two properties of the system contribute to a flexible influencing of the exhaust gas composition: Firstly, the support body is not homogeneously coated, but has a coating varying along at least one direction, so that the Seigenschaften the oxidation catalyst along the at least one direction vary. Different areas of the oxidation catalyst thus have different
  • an adjusting device is provided in such a way that it can be selected by at least one region of the carrier body through which exhaust gas can flow. With the aid of the adjusting device, it is thus possible to influence in a targeted manner which exhaust gas stream actually flows through the region of the carrier body.
  • an exhaust gas composition can be obtained downstream of the oxidation catalyst, which satisfies certain conditions. If the conditions that the exhaust gas composition must meet, it is possible to use the adjusting means another area of the
  • Oxidation catalyst results, which in turn satisfies the new conditions.
  • Oxidation catalyst whose properties flexible to currently required
  • the system preferably comprises only one oxidation catalyst. It is possible to dispense with a second oxidation catalytic converter because the system makes it possible to influence the exhaust gas composition in a simple and cost-effective manner, without complicated configuration with a second one
  • the system is therefore particularly cost-effective.
  • a system is preferred, which is characterized in that the carrier body comprises a coating which lies in a lying in the at least one end face
  • Direction varies. This means that a vector indicating the at least one variation direction lies in a plane defined by the end face.
  • the coating is formed zoned, so that the carrier body different zones with different coating or different
  • the carrier body has a coating which - seen in the circumferential direction - varies.
  • the carrier body is in this case preferably divided into sectors which are cylindrically symmetrical trained support body are designed as cylinder segments with different coating or different coating properties.
  • the carrier body preferably has a coating which-seen in the radial direction-varies.
  • the coating therefore changes starting from a center of the carrier body with increasing distance from the center, wherein preferably different zones with different coating or different coating properties are provided. Does the carrier body a
  • these zones are preferably formed as ring segments.
  • the exhaust gas is preferably introduced into at least one specific zone of the carrier body, so that downstream of the oxidation catalyst, a certain exhaust gas composition is achieved, which corresponds to the coating or the coating properties in the selected zone.
  • a system is preferred which is characterized in that the adjusting device comprises at least one covering device, with which at least one end face of the carrier body can be covered in regions.
  • the covering device is preferably arranged directly on the end face of the carrier body. This means
  • the exhaust gas as possible can not be distributed in a space between the cover and the end face of the support body, so that it does not flow in actually covered by the cover device zones of the support body, but rather only in the at least one, by the cover
  • a covering device is arranged only on the upstream end face of the carrier body. In this case, it is prevented that exhaust gas enters certain areas of the carrier body,
  • a covering device is arranged only on the downstream side of the end face. In this case, although exhaust gas can enter all areas of the carrier body, the carrier body is actually only traversed by exhaust gas in the at least one region selected with the aid of the adjusting device.
  • a covering device is provided on both the downstream end face and on the upstream end face a covering.
  • the active compound and / or synchronization is configured such that as far as possible the entire, flowing into the at least one selected region exhaust also downstream of the at least can escape an area again.
  • Cover device is designed as a rotatable, segmented aperture.
  • Carrier body segmentally - seen in the circumferential direction - varies. It is possible that the aperture identifies only an open segment, wherein the opening is geometrically matched to the coating segments of the carrier body. By rotation of the diaphragm can then each one of the exhaust gas to be flowed through the segment
  • Carrier body are selected, while all other segments are covered.
  • the diaphragm has more than one open segment, so that a plurality of coating regions or zones of the carrier body can be selected at the same time.
  • the rotatable, segmented diaphragm comprises at least two relatively rotatable diaphragm elements, so that different
  • Opening areas are flexibly selectable, so that at least one, but preferably also several segments are flexible or obvious coverable.
  • the diaphragm is designed as an iris diaphragm. This embodiment is particularly advantageous when the
  • Carrier body has a coating which varies in the radial direction, in particular ring segment-shaped zones are provided.
  • the iris diaphragm can preferably be adjusted continuously from a minimum opening cross-section to a maximum opening cross-section, wherein different areas of the carrier body can be released.
  • at least two diaphragms arranged one behind the other can be combined with one another so that not only an opening that becomes larger towards the outside can be reached, but at the same time internal areas which are released by one diaphragm can be covered by the other diaphragm, so that it too is possible, specifically only radially To flow on outer ring areas, without necessarily at the same time act on radially inner areas with exhaust gas.
  • Control device which with the adjusting device for selecting the at least one area of the carrier body through which exhaust gas can flow
  • the control device is preferably designed as an engine control unit, or in an engine control unit, an algorithm for controlling the adjusting device is implemented.
  • Control device is operatively connected.
  • the exhaust gas composition of the control device is preferably adjustable.
  • a map is stored in the control device, which assigns corresponding functional positions of the adjusting device to certain exhaust gas compositions.
  • operating point-dependent desired exhaust gas compositions are deposited, so that the control device depending on an operating point of the internal combustion engine and / or the exhaust aftertreatment system each have a functional position of the adjusting device to achieve a
  • this procedure is combined with an above-described control or regulation of the exhaust gas composition by means of the detection means, so that at any time a predetermined exhaust gas composition can be achieved or constantly regulated.
  • Nitrogen monoxide is formed to nitrogen dioxide varying.
  • the exhaust gas composition is thus specifically adjusted with regard to the requirements of downstream exhaust treatment devices. If, for example, only one particulate filter which is to be passively regenerated is present in the exhaust gas line after the oxidation catalyst, a coating region in the carrier body for the flow through exhaust gas can be selected by means of the adjusting device, in which only as much NO 2 is produced as is required for regeneration. If, on the other hand, NOx is to be converted in an SCR catalytic converter, a coating region of the Carrier body for the flow of exhaust gas selectable, in which as possible a ratio of NO to NO 2 of 1: 1, ie in equal parts adjusts.
  • a system which is characterized in that an SCR catalyst is arranged downstream of the oxidation catalyst.
  • a particle filter is preferably arranged downstream of the oxidation catalytic converter.
  • a system is preferred in which both a particulate filter and an SCR catalyst are provided downstream of the oxidation catalyst.
  • a passively regenerating particulate filter is located downstream of the oxidation catalyst and upstream of the SCR catalyst. It is using the
  • Adjusting means selected at least one exhaust gas flowed through area of the carrier body such that the particulate filter flowing exhaust gas so much N0 2 that this is available after the oxidation of the soot particles in the particulate filter at the inlet of the SCR catalyst in an ideal ratio to NO.
  • Adjusting means selected at least one exhaust gas flowed through area of the carrier body such that the particulate filter flowing exhaust gas so much N0 2 that this is available after the oxidation of the soot particles in the particulate filter at the inlet of the SCR catalyst in an ideal ratio to NO.
  • the arrangement of a passively regenerating particulate filter - seen in the flow direction - between the oxidation catalyst and the SCR catalyst also has the advantage that in this case an SCR system comprising the SCR catalyst and a reducing agent injection device can be controlled particularly well.
  • the object is also achieved by providing a method with the steps of claim 8.
  • Internal combustion engine in particular a diesel internal combustion engine is carried out using an oxidation catalyst, which has a carrier body along with a
  • An adjusting device is controlled in such a way that with its help at least one of exhaust gas
  • an exhaust gas composition is influenced.
  • an exhaust gas composition is influenced.
  • Coating of the carrier body along at least one direction varies.
  • a method which is carried out in a system according to one of the previously described embodiments is preferred.
  • the exhaust gas composition is in particular matched as needed to the conditions in a particulate filter on the one hand and in an SCR catalytic converter on the other hand.
  • the method is also preferably feasible in connection with an actively regenerating particle filter arranged downstream of the oxidation catalytic converter.
  • a region of the carrier body is preferably selected for the regeneration of the particulate filter, which has a coating or coating properties in which an increased oxidation of hydrocarbons and
  • an embodiment of the system is preferred, which is characterized by at least one feature, by at least one method step of the method described herein, preferably Combinations thereof, conditional.
  • the method steps described explicitly or implicitly in connection with the system are individual or in
  • the internal combustion engine is preferably designed as a diesel internal combustion engine. This is particularly indicative that the internal combustion engine is operated with diesel fuel. In general, however, this also indicates that the internal combustion engine preferably operates according to the diesel combustion method, with diesel not being used as fuel as necessary. In this respect, an exemplary embodiment of the internal combustion engine which is operated with gas, in particular lean gas, is preferred. Alternatively, it is possible that the internal combustion engine is designed as an Otto internal combustion engine, in particular as a gasoline engine. In this case, it preferably comprises a three-way catalyst, in particular additionally or alternatively to a pure catalyst
  • Oxidation catalyst when the three-way catalyst is provided as an alternative to an oxidation catalyst, it is to be understood as an oxidation catalyst in the sense described herein.
  • Fig. 1 shows an embodiment of a part of an exhaust system with a
  • FIG. 2 shows an embodiment of a cover.
  • Figure 1 shows a schematic representation of a portion of an exhaust line 1, in which an oxidation catalyst 3 is arranged. This comprises a coated carrier body 5, which has an inflow-side end face 7 and an outflow-side end face 9. Along an arrow P, exhaust gas flows into the oxidation catalyst 3, where it enters the carrier body 5 through the upstream end face 7.
  • downstream end surface 9 exits the exhaust again from the carrier body 5 and leaves the oxidation catalyst 3 along an arrow P '.
  • the carrier body 5 is provided with a coating which varies in the illustrated embodiment in the circumferential direction, in particular in the form of cylinder segments. There is provided an adjusting device 1 1, with the one of exhaust gas
  • the adjusting device comprises a covering device 13, which is formed in the illustrated embodiment as rotatable about a central axis M, segmented aperture 15.
  • a drive device not shown
  • the diaphragm 15 can be rotated about the central axis M, whereby various cylindrical segment-shaped areas of the carrier body 5 are coverable or releasable.
  • a cover 13 is provided only on the upstream end face 7. In another embodiment, it is possible that alternatively or additionally on the downstream end face 9 a
  • the aperture 15 is preferably arranged immediately in front of the upstream end face 7 so that no or at most a negligible proportion of exhaust gas on an existing between the aperture 15 and the upstream face 7 gap actually covered by the aperture 15 areas of the Can distribute carrier body 5.
  • Downstream of the carrier body 5 is preferably a detection means 17,
  • the detection means 17 is preferably operatively connected to the control device, not shown. In this way it is possible to vary the functional position of the diaphragm 15 so that in each case a predetermined exhaust gas composition in the region of the detection means 17 is present.
  • the exhaust gas composition is controllable in this case by the control device.
  • Figure 2 shows a schematic representation of an embodiment of a rotatable, segmented aperture 15 as a cover 13. This has three segments 19, 21, 23 here. It is possible that the aperture 15 comprises only two segments or more than three segments. Preferably, the segments are at corresponding
  • Coating segments of the carrier body 5 geometrically adjusted.
  • the segments 19, 21, 23 are distributed symmetrically over the circumference of the diaphragm 15 or occupy the same angular ranges.
  • the same is preferably true for the coating segments of the carrier body 5.
  • as many segments are preferably provided on the diaphragm 15, such as coating segments on the
  • Carrier body 5 are provided, which are chosen with respect to their angular extent and distribution over the circumference to match each other.
  • the first segment 19 it is possible for the first segment 19 to have an opening, while the segments 21, 23 are closed. Exhaust gas can then flow only through the first segment 19.
  • first segment 19 and the second segment 21 are open, wherein only the third segment 23 is closed, so that no exhaust gas can flow through this. This corresponds approximately to the representation according to FIG. 1.
  • closed segments can be dispensed with.
  • at least one segment 19, 21, 23 must always be open for carrying out the method or for the effective implementation of the system, while always at least one other segment 19, 21, 23 must be closed.
  • a series arrangement of at least two rotatable, segmented diaphragms is also possible in order to produce variable, more complex patterns of open and closed segments.
  • Oxidation catalyst 3 and the coating of the carrier body 5 selectively segments with higher coating or other coating properties are selected to compensate for the aging.

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Abstract

Es wird ein System zur Abgasnachbehandlung für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für eine Diesel-Brennkraftmaschine, mit einem Abgasstrang (1), in dem ein Oxidationskatalysator (3) angeordnet ist, der einen beschichteten Trägerkörper (5) mit einer anströmseitigen Stirnfläche (7) und einer abströmseitigen Stirnfläche (9) umfasst, vorgeschlagen. Das System zeichnet sich dadurch aus, dass der Trägerkörper (5) eine entlang mindestens einer Richtung variierende Beschichtung umfasst, wobei eine VerStelleinrichtung (11) derart vorgesehen ist, dass mittels der Versteileinrichtung (11) mindestens ein von Abgas durchströmbarer Bereich des Trägerkörpers (5) auswählbar ist.

Description

System zur Abgasnachbehandlung für eine Brennkraftmaschine, Verfahren zur Beeinflussung einer Abgas-Zusammensetzung und Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft ein System zur Abgasnachbehandlung für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für eine Diesel-Brennkraftmaschine, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 , ein Verfahren zur Beeinflussung einer Abgas-Zusammensetzung gemäß Anspruch 8, und eine Brennkraftmaschine, insbesondere eine Diesel-Brennkraftmaschine gemäß
Oberbegriff des Anspruchs 10.
Systeme zur Abgasnachbehandlung für eine Brennkraftmaschine umfassen
typischerweise einen Abgasstrang, in dem ein Oxidationskatalysator angeordnet ist.
Dieser dient zum einen dazu, unverbrannte Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid und Wasser zu oxidieren, zum anderen wird er eingesetzt, um das Abgas für nachgeschaltete, also stromabwärts des Oxidationskatalysators vorgesehene
Abgasnachbehandlungsvorrichtungen zu konditionieren. Ist beispielsweise stromabwärts des Oxidationskatalysators ein Partikelfilter vorgesehen, muss dieser in regelmäßigen Abständen regeneriert werden. Dies geschieht dadurch, dass in dem Partikelfilter angesammelte Rußpartikel verbrannt werden. Hierzu bestehen verschiedene
Möglichkeiten: Nach einer ersten Vorgehensweise, die auch als aktive Regeneration bezeichnet wird, wird in dem Oxidationskatalysator eine vermehrte Umsetzung von Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid und Wasser durchgeführt, wobei die während dieser exothermen Reaktionen freiwerdende Reaktionswärme in dem Partikelfilter genutzt wird, um die Rußpartikel mit von dem Abgas umfasstem
Restsauerstoff umzusetzen. Im Rahmen einer zweiten Vorgehensweise, die auch als passive Regeneration bezeichnet wird, wird in dem Oxidationskatalysator von dem durch Brennkraftmaschine ausgestoßenen Abgas umfasstes Stickstoffmonoxid, NO, teilweise zu Stickstoffdioxid, N02, umgesetzt. Das N02 dient in dem Partikelfilter als
Oxidationsmittel beziehungsweise Sauerstofflieferant, und die Rußpartikel reagieren mit dem N02 durch Oxidation, wobei das N02 reduziert wird. Bevorzugt wird dabei nur soviel N02 erzeugt, wie zur Regeneration des Partikelfilters benötigt wird.
Ist stromabwärts des Oxidationskatalysators ein selektiver Katalysator, auch SCR- Katalysator genannt, zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden vorgesehen, ist es vorteilhaft, wenn in dem Oxidationskatalysator möglichst 50 % des von dem Abgas umfassten NO zu N02 oxidiert wird, sodass der SCR-Katalysator von Abgas durchströmt wird, welches NO und N02 zu gleichen Teilen umfasst. In diesem Fall zeigt der SCR- Katalysator eine optimale Wirkung.
Es sind demnach folgende Konstellationen möglich, in denen sich verschiedene Ziele in Hinblick auf die Abgasnachbehandlung ergeben: In einem erster Fall ist ein
nachgeschalteter Partikelfilter ohne SCR-Katalysator vorgesehen. In einem zweiten Fall ist ein nachgeschalteter SCR-Katalysator ohne Partikelfilter vorgesehen. In einem dritten Fall sind ein Partikelfilter und ein SCR-Katalysator vorgesehen. In dem ersten Fall soll idealerweise nur so viel N02 gebildet werden, wie zur Regeneration des Partikelfilters benötigt wird, während in dem zweiten Fall ein Verhältnis von 1 :1 zwischen den Spezies NO und N02 eingestellt werden soll. In dem dritten Fall, nämlich in einem Abgasstrang, der stromabwärts des Oxidationskatalysators sowohl einen Partikelfilter als auch einen SCR-Katalysator umfasst, bestimmt der SCR-Katalysator das optimale Verhältnis von NO zu N02, so dass ein Verhältnis von 1 :1 angestrebt wird.
Zur katalytischen Oxidation der verschiedenen, von dem Abgas umfassten Spezies weist der Oxidationskatalysator einen Trägerkörper mit einer typischerweise edelmetallhaltigen Beschichtung auf. Zur Variation der Umsatzeigenschaften des Oxidationskatalysators stehen im Wesentlichen eine Abgastemperatur in dem Oxidationskatalysator, dessen Raumgeschwindigkeit und die Beschichtung des Trägerkörpers als Parameter zur Verfügung. Die Abgastemperatur und die Raumgeschwindigkeit variieren mit den
Betriebszuständen der Brennkraftmaschine, wodurch im Oxidationskatalysator ungünstige Bedingungen beispielsweise für die N02-Bildung entstehen können. So nimmt mit zunehmender Abgasgeschwindigkeit im Oxidationskatalysator die N02-Bildung ab. Die Beschichtung des Oxidationskatalysators wird typischerweise für eine der zuvor genannten Konstellationen optimal eingestellt. Sie stellt jedoch stets einen Kompromiss dar, da es typischerweise nicht möglich ist, bei allen Betriebszuständen der
Brennkraftmaschine optimale Konversionsraten zu erreichen. Aus der internationalen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer WO
2007/098514 A2 geht ein System zur Abgasnachbehandlung für eine Brennkraftmaschine hervor, bei welchem in einem Abgasstrang sowohl ein erster als auch ein zweiter Oxidationskatalysator angeordnet ist, wobei die Oxidationskatalysatoren jeweils einen beschichteten Trägerkörper mit einer anströmseitigen Stirnfläche und einer
abströmseitigen Stirnfläche aufweisen. Das Abgas durchströmt den Trägerkörper von der anströmseitigen Stirnfläche zu der abströmseitigen Stirnfläche. Während der erste Oxidationskatalysator stets von Abgas durchströmt wird, ist entweder stromaufwärts des zweiten Oxidationskatalysators oder in einem den zweiten Oxidationskatalysator umgehenden Bypass ein Stellorgan vorgesehen, durch welches die durch den zweiten Oxidationskatalysator strömende Abgasmenge variierbar ist. Auf diese Weise können die Umsatzeigenschaften der Anordnung von zwei Oxidationskatalysatoren insbesondere in Hinblick auf eine Konversion von Stickoxiden im Betrieb variiert werden. Nachteilig an dieser Lösung ist, dass sie zwingend zwei Oxidationskatalysatoren benötigt, wodurch sie kompliziert und teuer ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zur Abgasnachbehandlung, ein Verfahren zur Beeinflussung einer Abgas-Zusammensetzung und eine
Brennkraftmaschine zu schaffen, wobei insbesondere eine Beeinflussung der Abgas- Zusammensetzung stromabwärts eines Oxidationskatalysators in einfacher,
kostengünstiger Weise möglich ist.
Die Aufgabe wird gelöst, indem ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 1 geschaffen wird. Dieses zeichnet sich dadurch aus, dass der Trägerkörper des
Oxidationskatalysators eine entlang mindestens einer Richtung variierende Beschichtung umfasst. Es ist eine Versteileinrichtung derart vorgesehen, dass mittels der
Versteileinrichtung mindestens ein von Abgas durchströmbarer Bereich des
Trägerkörpers auswählbar ist. Insbesondere zwei Eigenschaften des Systems tragen dabei zu einer flexiblen Beeinflussung der Abgas-Zusammensetzung bei: Zum einen ist der Trägerkörper nicht homogen beschichtet, sondern weist eine entlang mindestens einer Richtung variierende Beschichtung auf, sodass auch die Umsatzeigenschaften des Oxidationskatalysators entlang der mindestens einen Richtung variieren. Verschiedene Bereiche des Oxidationskatalysators weisen demnach verschiedene
Umsatzeigenschaften auf, beispielsweise verschiedene Konversionsraten für Stickoxide. Zum anderen ist eine VerStelleinrichtung derart vorgesehen, dass durch diese mindestens ein von Abgas durchströmbarer Bereich des Trägerkörpers ausgewählt werden kann. Mithilfe der Versteileinrichtung kann also gezielt beeinflusst werden, welcher Bereich des Trägerkörpers tatsächlich von Abgas durchströmt wird. Diese beiden Eigenschaften wirken insbesondere auf folgende Weise zusammen: Durch die Versteileinrichtung ist es möglich, gezielt einen Bereich des Trägerkörpers zur Durchströmung mit Abgas auszuwählen, der eine bestimmte Beschichtung beziehungsweise bestimmte
Beschichtungseigenschaften aufweist. Damit kann eine Abgas-Zusammensetzung stromabwärts des Oxidationskatalysators erzielt werden, die bestimmten Bedingungen genügt. Ändern sich die Bedingungen, denen die Abgas-Zusammensetzung genügen muss, ist es möglich, mithilfe der Versteileinrichtung einen anderen Bereich des
Trägerkörpers auszuwählen, der dann von Abgas durchströmt wird. Hier liegt wiederum eine andere Beschichtung beziehungsweise liegen andere Beschichtungseigenschaften vor, sodass sich eine andere Abgas-Zusammensetzung stromabwärts des
Oxidationskatalysators ergibt, die dann wiederum den neuen Bedingungen genügt. Somit ist es also möglich, im Betrieb der Brennkraftmaschine und im Betrieb des
Oxidationskatalysators dessen Eigenschaften flexibel an momentan geforderte
Bedingungen, insbesondere an einen aktuellen Betriebszustand der Brennkraftmaschine, anzupassen.
Das System umfasst vorzugsweise nur einen Oxidationskatalysator. Auf einen zweiten Oxidationskatalysator kann verzichtet werden, weil mithilfe des Systems ohne Weiteres eine Beeinflussung der Abgas-Zusammensetzung in einfacher und kostengünstiger Weise möglich ist, ohne dass es eines komplizierten Aufbaus mit einem zweiten
Oxidationskatalysator bedarf. Das System ist daher insbesondere auch kostengünstig.
Es wird ein System bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass der Trägerkörper eine Beschichtung umfasst, die in einer in der mindestens einen Stirnfläche liegenden
Richtung variiert. Dies bedeutet, dass ein die mindestens eine Variationsrichtung angebender Vektor in einer durch die Stirnfläche definierten Ebene liegt. Vorzugsweise ist die Beschichtung gezont ausgebildet, sodass der Trägerkörper verschiedene Zonen mit verschiedener Beschichtung beziehungsweise verschiedenen
Beschichtungseigenschaften aufweist. Besonders bevorzugt weist der Trägerkörper eine Beschichtung auf, die - in Umfangsrichtung gesehen - variiert. Der Trägerkörper ist in diesem Fall bevorzugt in Sektoren aufgeteilt, welche bei einem zylindersymmetrisch ausgebildeten Trägerkörper als Zylindersegmente mit verschiedener Beschichtung oder verschiedenen Beschichtungseigenschaften ausgebildet sind.
Alternativ oder zusätzlich weist der Trägerkörper vorzugsweise eine Beschichtung auf, die - in radialer Richtung gesehen - variiert. Die Beschichtung ändert sich also ausgehend von einem Zentrum des Trägerkörpers mit zunehmenden Abstand vom Zentrum, wobei vorzugsweise verschiedene Zonen mit verschiedener Beschichtung oder verschiedenen Beschichtungseigenschaften vorgesehen sind. Weist der Trägerkörper eine
zylindersymmetrische Form auf, sind diese Zonen bevorzugt als Ringsegmente ausgebildet.
Mithilfe der Versteileinrichtung ist das Abgas vorzugsweise in mindestens eine bestimmte Zone des Trägerkörpers einleitbar, sodass stromabwärts des Oxidationskatalysators eine bestimmte Abgas-Zusammensetzung erzielt wird, welche der Beschichtung oder den Beschichtungseigenschaften in der ausgewählten Zone entspricht.
Es wird ein System bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die Versteileinrichtung mindestens eine Abdeckvorrichtung umfasst, mit der zumindest eine Stirnfläche des Trägerkörpers bereichsweise abdeckbar ist. Die Abdeckvorrichtung ist vorzugsweise unmittelbar an der Stirnfläche des Trägerkörpers angeordnet. Dies bedeutet
insbesondere, dass sich das Abgas möglichst nicht in einem Zwischenraum zwischen der Abdeckvorrichtung und der Stirnfläche des Trägerkörpers verteilen kann, sodass es nicht in eigentlich durch die Abdeckvorrichtung abgedeckte Zonen des Trägerkörpers strömt, sondern vielmehr nur in den mindestens einen, durch die Abdeckvorrichtung
freigegebenen Bereich.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass eine Abdeckvorrichtung nur an der anströmseitigen Stirnfläche des Trägerkörpers angeordnet ist. In diesem Fall wird verhindert, dass Abgas in bestimmte Bereiche des Trägerkörpers eintritt,
beziehungsweise es wird nur Abgas in mindestens einen ausgewählten Bereich des Trägerkörpers eingelassen. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass eine Abdeckvorrichtung nur an der abströmseitigen Seite der Stirnfläche angeordnet ist. In diesem Fall kann Abgas zwar in alle Bereiche des Trägerkörpers eintreten, der Trägerkörper wird jedoch nur in dem mindestens einen, mithilfe der VerStelleinrichtung ausgewählten Bereich tatsächlich von Abgas durchströmt. Bei wieder einem anderen Ausführungsbeispiel ist sowohl an der abströmseitigen Stirnfläche als auch an der anströmseitigen Stirnfläche eine Abdeckvorrichtung vorgesehen. Diese sind
vorzugsweise miteinander derart wirkverbunden und/oder synchronisiert, dass der gleiche Bereich des Trägerkörpers anströmseitig und abströmseitig freigegeben wird, wobei die Wirkverbindung und/oder Synchronisation derart ausgestaltet ist, dass möglichst das gesamte, in den mindestens einen ausgewählten Bereich einströmende Abgas auch abströmseitig aus dem mindestens einen Bereich wieder austreten kann.
Es wird auch ein System bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die
Abdeckvorrichtung als drehbare, segmentierte Blende ausgebildet ist. Diese
Ausgestaltung ist insbesondere vorteilhaft, wenn auch die Beschichtung des
Trägerkörpers segmentweise - in Umfangsrichtung gesehen - variiert. Es ist möglich, dass die Blende nur ein offenes Segment ausweist, wobei die Öffnung geometrisch auf die Beschichtungssegmente des Trägerkörpers abgestimmt ist. Durch Drehung der Blende kann dann jeweils ein von Abgas zu durchströmendes Segment des
Trägerkörpers ausgewählt werden, während alle anderen Segmente abgedeckt sind. Alternativ ist es möglich, dass die Blende mehr als ein offenes Segment aufweist, sodass mehrere Beschichtungsbereiche oder -zonen des Trägerkörpers zugleich auswählbar sind. Es ist auch möglich, dass die drehbare, segmentierte Blende mindestens zwei relativ zueinander drehbare Blendelemente umfasst, sodass verschiedene
Öffnungsbereiche flexibel auswählbar sind, sodass mindestens ein, bevorzugt aber auch mehrere Segmente flexibel offenbar oder abdeckbar sind.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Blende als Irisblende ausgebildet ist. Dieses Ausführungsbeispiel ist besonders vorteilhaft, wenn der
Trägerköper eine Beschichtung aufweist, die in radialer Richtung variiert, wobei insbesondere ringsegmentförmige Zonen vorgesehen sind. Die Irisblende kann vorzugsweise kontinuierlich von einem minimalen Öffnungsquerschnitt bis zu einem maximalen Öffnungsquerschnitt verstellt werden, wobei verschiedene Bereiche des Trägerkörpers freigebbar sind. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind mindestens zwei hintereinander angeordnete Blenden derart miteinander kombinierbar, dass nicht nur eine nach außen hin größer werdende Öffnung erreichbar ist, sondern dass zugleich auch durch die eine Blende freigegebene, innere Bereiche durch die andere Blende abgedeckt werden können, sodass es auch möglich ist, gezielt nur radial äußere Ringbereiche anzuströmen, ohne zwingend zugleich auch radial innere Bereiche mit Abgas zu beaufschlagen.
Bevorzugt wird auch ein System, das sich dadurch auszeichnet, dass eine
Steuerungseinrichtung vorgesehen ist, die mit der Versteileinrichtung zur Auswahl des mindestens einen von Abgas durchströmbaren Bereichs des Trägerkörpers
wirkverbunden ist. Die Steuerungseinrichtung ist bevorzugt als Motorsteuergerät ausgebildet, oder in einem Motorsteuergerät ist ein Algorithmus zur Ansteuerung der Versteileinrichtung implementiert. Bevorzugt ist ein Erfassungsmittel zur Erfassung mindestens einer für die Abgas-Zusammensetzung stromabwärts des
Oxidationskatalysators charakteristischen Größe vorgesehen, welches mit der
Steuerungseinrichtung wirkverbunden ist. Auf diese Weise ist die Abgas- Zusammensetzung von der Steuerungseinrichtung bevorzugt regelbar. Alternativ oder zusätzlich ist in der Steuerungseinrichtung ein Kennfeld hinterlegt, welches bestimmten Abgas-Zusammensetzungen entsprechende Funktionsstellungen der Versteileinrichtung zuordnet. Weiterhin sind in diesem Fall bevorzugt betriebspunktabhängige Soll-Abgas- Zusammensetzungen hinterlegt, sodass die Steuerungseinrichtung abhängig von einem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine und/oder des Abgasnachbehandlungssystems jeweils eine Funktionsstellung der Versteileinrichtung zur Erzielung einer
vorherbestimmten Abgas-Zusammensetzung auswählen kann. Besonders bevorzugt wird diese Vorgehensweise mit einer oben beschriebenen Steuerung oder Regelung der Abgas-Zusammensetzung mithilfe des Erfassungsmittels kombiniert, sodass zu jedem Zeitpunkt eine vorherbestimmte Abgas-Zusammensetzung erreicht beziehungsweise konstant geregelt werden kann.
Es wird auch ein System bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die
Beschichtung des Trägerkörpers in Hinblick auf eine Konversionseffizienz von
Stickstoffmonoxid zu Stickstoffdioxid variierend ausgebildet ist. Die Abgas- Zusammensetzung ist somit gezielt in Hinblick auf die Anforderungen nachgeschalteter Abgasbehandlungseinrichtungen einstellbar. Ist beispielsweise im Abgasstrang nach Oxidationskatalysator nur ein Partikelfilter vorhanden, der passiv regeneriert werden soll, kann mittels der VerStelleinrichtung ein Beschichtungsbereich in dem Trägerkörper zur Durchströmung durch Abgas ausgewählt werden, in dem nur so viel N02 erzeugt wird, wie zur Regeneration benötigt wird. Soll dagegen in einem SCR-Katalysator NOx umgesetzt werden, ist mittels der VerStelleinrichtung ein Beschichtungsbereich des Trägerkörpers zur Durchströmung von Abgas auswählbar, in dem sich möglichst ein Verhältnis von NO zu NO2 von 1 :1 , also zu gleichen Teilen, einstellt.
In diesem Zusammenhang wird ein System bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass stromabwärts des Oxidationskatalysators ein SCR-Katalysator angeordnet ist.
Alternativ oder zusätzlich ist bevorzugt stromabwärts des Oxidationskatalysators ein Partikelfilter angeordnet. Vor allem wird ein System bevorzugt, bei welchem stromabwärts des Oxidationskatalysators sowohl ein Partikelfilter als auch ein SCR-Katalysator vorgesehen sind.
Es wird besonders ein Ausführungsbeispiel des Systems bevorzugt, bei welchem ein passiv regenerierender Partikelfilter stromabwärts des Oxidationskatalysators und stromaufwärts des SCR-Katalysators angeordnet ist. Dabei wird mithilfe der
VerStelleinrichtung mindestens ein von Abgas durchströmter Bereich des Trägerkörpers derart ausgewählt, dass den Partikelfilter anströmendes Abgas so viel N02 umfasst, dass dieses nach der Oxidation der Rußpartikel im Partikelfilter am Eintritt des SCR- Katalysators in einem idealen Verhältnis zu NO zur Verfügung steht. Insofern ergeben sich bei der hier beschriebenen Anordnung verbesserte Eigenschaften des
Gesamtsystems, mithin Synergieeffekte im Rahmen der Abgasnachbehandlung. Die Anordnung eines passiv regenerierenden Partikelfilters - in Strömungsrichtung gesehen - zwischen dem Oxidationskatalysator und dem SCR-Katalysator hat zudem den Vorteil, dass hierbei ein SCR-System, welches den SCR-Katalysator und eine Reduktionsmittel- Einspritzvorrichtung umfasst, besonders gut geregelt werden kann.
Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Verfahren mit den Schritten des Anspruchs 8 geschaffen wird. Das Verfahren zur Beeinflussung einer Abgas-Zusammensetzung stromabwärts eines Oxidationskatalysators in einem Abgasstrang einer
Brennkraftmaschine, insbesondere einer Diesel-Brennkraftmaschine wird mithilfe eines Oxidationskatalysators durchgeführt, der einen Trägerkörper mit einer entlang
mindestens einer Richtung variierenden Beschichtung umfasst. Eine VerStelleinrichtung wird dabei derart angesteuert, dass mit ihrer Hilfe mindestens ein von Abgas
durchströmter Bereich des Trägerkörpers ausgewählt wird, wobei aufgrund der in dem durchströmten Bereich vorgesehenen Beschichtung des Trägerkörpers eine Abgas- Zusammensetzung beeinflusst wird. Hierzu ist bevorzugt vorgesehen, dass die
Beschichtung des Trägerkörpers entlang mindestens einer Richtung variiert. In Hinblick auf das Verfahren ergeben sich die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem System beschrieben wurden. Insbesondere wird ein Verfahren bevorzugt, welches in einem System nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele durchgeführt wird.
Ganz besonders bevorzugt wird ein Verfahren, im Rahmen dessen ein Verhältnis von Stickstoffmonoxid zu Stickstoffdioxid in dem Abgas gesteuert oder geregelt wird. Die Abgas-Zusammensetzung wird in diesem Fall insbesondere bedarfsgerecht auf die Bedingungen in einem Partikelfilter einerseits und in einem SCR-Katalysator andererseits abgestimmt.
Das Verfahren ist auch vorzugsweise in Zusammenhang mit einem stromabwärts des Oxidationskatalysators angeordneten, aktiv regenerierenden Partikelfilter durchführbar. In diesem Fall wird zur Regeneration des Partikelfilters vorzugsweise ein Bereich des Trägerkörpers ausgewählt, der eine Beschichtung oder Beschichtungseigenschaften aufweist, bei denen eine vermehrte Oxidation von Kohlenwasserstoffen und
Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid und Wasser stattfindet. Dabei werden im Vergleich zum normalen Betrieb des Oxidationskatalysators größere Mengen an Reaktionswärme frei, die zur Aufheizung des Partikelfilters und zur Umsetzung der Rußpartikel mit von dem Abgas umfassten Restsauerstoff genutzt werden. Nach beendeter aktiver Regeneration wird wiederum ein Bereich des Trägerkörpers zur Durchströmung von Abgas ausgewählt, der für einen normalen Betrieb eingestellte, vorzugsweise optimierte
Umsatzeigenschaften für Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid aufweist. Es zeigt sich, dass das Verfahren nicht auf die Steuerung und/oder Regelung eines Verhältnisses von Stickstoffmonoxid zu Stickstoffdioxid beschränkt ist, sondern dass vielmehr allgemein Eigenschaften einer Abgas-Zusammensetzung durch Auswahl von mindestens einem von Abgas durchströmten Bereich des Trägerkörpers einstellbar sind.
Die Beschreibung des Systems einerseits und des Verfahrens andererseits sind komplementär zueinander zu verstehen. Insbesondere wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, welche sich durch mindestens einen Verfahrensschritt
auszeichnet, der durch mindestens ein Merkmal des Systems, vorzugsweise
Kombinationen hiervon, bedingt ist. Umgekehrt wird ein Ausführungsbeispiel des Systems bevorzugt, welches durch mindestens ein Merkmal gekennzeichnet ist, das durch mindestens einen Verfahrensschritt des hier beschriebenen Verfahrens, vorzugsweise Kombinationen hiervon, bedingt ist. Insbesondere sind die in Zusammenhang mit dem System explizit oder implizit beschriebenen Verfahrensschritte einzeln oder in
Kombination miteinander auch bevorzugte Schritte einer Ausführungsform des hier angesprochenen Verfahrens. Insofern wird demnach auf die Beschreibung des Systems verwiesen. Umgekehrt sind insbesondere die in Zusammenhang mit dem Verfahren explizit oder implizit beschriebenen Merkmale einzeln oder in Kombination miteinander auch bevorzugte Merkmale eines Ausführungsbeispiels des hier angesprochenen Systems. Insoweit wird demnach auf die Beschreibung des Verfahrens verwiesen.
Die Aufgabe wird schließlich auch gelöst, indem eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 10 geschaffen wird. Diese zeichnet sich dadurch aus, dass sie ein System nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele umfasst. Damit ergeben sich auch die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem System
beschrieben wurden.
Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise als Diesel-Brennkraftmaschine ausgebildet. Dies spricht insbesondere an, dass die Brennkraftmaschine mit Diesel als Brennstoff betrieben wird. Allgemein spricht dies aber auch an, dass die Brennkraftmaschine bevorzugt nach dem Diesel-Brennverfahren arbeitet, wobei nicht notwendig Diesel als Brennstoff eingesetzt wird. Bevorzugt wird insoweit auch ein Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine, welches mit Gas, insbesondere Magergas, betrieben wird. Alternativ ist es möglich, dass die Brennkraftmaschine als Otto-Brennkraftmaschine, insbesondere als Ottomotor, ausgebildet ist. Bevorzugt umfasst sie in diesem Fall einen Drei-Wege- Katalysator, insbesondere zusätzlich oder alternativ zu einem reinen
Oxidationskatalysator. Insbesondere wenn der Drei-Wege-Katalysator alternativ zu einem Oxidationskatalysator vorgesehen ist, ist er als Oxidationskatalysator in dem hier beschriebenen Sinn aufzufassen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Teils eines Abgasstrangs mit einem
Oxidationskatalysator, und
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer Abdeckvorrichtung. Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Teilbereichs eines Abgasstrangs 1 , in dem ein Oxidationskatalysator 3 angeordnet ist. Dieser umfasst einen beschichteten Trägerkörper 5, der eine anströmseitige Stirnfläche 7 und eine abströmseitige Stirnfläche 9 aufweist. Entlang eines Pfeils P strömt Abgas in den Oxidationskatalysator 3 ein, wo es durch die anströmseitige Stirnfläche 7 in den Trägerkörper 5 eintritt. Durch die
abströmseitige Stirnfläche 9 tritt das Abgas wiederum aus dem Trägerkörper 5 aus und verlässt den Oxidationskatalysator 3 entlang eines Pfeils P'.
Der Trägerkörper 5 ist mit einer Beschichtung versehen, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in Umfangsrichtung, insbesondere in Form von Zylindersegmenten, variiert. Es ist eine VerStelleinrichtung 1 1 vorgesehen, mit der ein von Abgas
durchströmbarer Bereich des Trägerkörpers 5 auswählbar ist. Die VerStelleinrichtung umfasst eine Abdeckvorrichtung 13, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als um eine Mittelachse M drehbare, segmentierte Blende 15 ausgebildet ist. Mithilfe einer nicht dargestellten Antriebsvorrichtung, die bevorzugt von einer ebenfalls nicht dargestellten Steuerungseinrichtung angesteuert wird, kann die Blende 15 um die Mittelachse M gedreht werden, wodurch verschiedene, zylindersegmentförmige Bereiche des Trägerkörpers 5 abdeckbar oder freigebbar sind. Auf diese Weise ist es möglich, im Betrieb der Brennkraftmaschine und insbesondere im Betrieb des Oxidationskatalysators 3 auszuwählen, welcher Bereich oder welche Bereiche des Trägerkörpers 5 momentan von Abgas durchströmt werden. Da die Bereiche mit verschiedenen Beschichtungen oder verschiedenen Beschichtungseigenschaften versehen sind, kann so eine Abgas- Zusammensetzung stromabwärts des Oxidationskatalysators 3 beeinflusst werden.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist lediglich an der anströmseitigen Stirnfläche 7 eine Abdeckvorrichtung 13 vorgesehen. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist es möglich, dass alternativ oder zusätzlich an der abströmseitigen Stirnfläche 9 eine
Abdeckvorrichtung vorgesehen ist.
Insbesondere die in Figur 1 dargestellte, an der anströmseitigen Stirnfläche 7
vorgesehene Abdeckvorrichtung 13 beziehungsweise die Blende 15 ist bevorzugt unmittelbar vor der anströmseitigen Stirnfläche 7 so angeordnet, dass sich kein oder höchstens ein vernachlässigbarer Anteil von Abgas über einen zwischen der Blende 15 und der anströmseitigen Stirnfläche 7 vorhandenen Spalt auf eigentlich von der Blende 15 abgedeckte Bereiche des Trägerkörpers 5 verteilen kann. Durch diese Ausgestaltung wird bewirkt, dass tatsächlich nur oder zumindest im Wesentlichen nur die durch die Blende 15 freigegebenen Bereiche des Trägerkörpers 5 von Abgas durchströmt werden.
Stromabwärts des Trägerkörpers 5 ist vorzugsweise ein Erfassungsmittel 17,
insbesondere ein Abgassensor oder eine Sonde, vorgesehen, mittels dem die Abgas- Zusammensetzung stromabwärts des Oxidationskatalysators 3 bestimmbar ist. Dabei ist das Erfassungsmittel 17 vorzugsweise mit der nicht dargestellten Steuerungseinrichtung wirkverbunden. Auf diese Weise ist es möglich, die Funktionsstellung der Blende 15 so zu variieren, dass jeweils eine vorherbestimmte Abgas-Zusammensetzung im Bereich des Erfassungsmittels 17 vorliegt. Die Abgas-Zusammensetzung ist in diesem Fall durch die Steuerungseinrichtung regelbar.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer drehbaren, segmentierten Blende 15 als Abdeckvorrichtung 13. Diese weist hier drei Segmente 19, 21 , 23 auf. Es ist möglich, dass die Blende 15 nur zwei Segmente oder mehr als drei Segmente umfasst. Vorzugsweise sind die Segmente an entsprechende
Beschichtungssegmente des Trägerkörpers 5 geometrisch angepasst. Besonders bevorzugt sind die Segmente 19, 21 , 23 symmetrisch über den Umfang der Blende 15 verteilt beziehungsweise nehmen gleiche Winkelbereiche ein. Dasselbe gilt bevorzugt für die Beschichtungssegmente des Trägerkörpers 5. Insbesondere sind bevorzugt so viele Segmente an der Blende 15 vorgesehen, wie Beschichtungssegmente an dem
Trägerkörper 5 vorgesehen sind, wobei diese bezüglich ihrer Winkelausdehnung und Aufteilung über den Umfang passend zueinander gewählt sind.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 ist es beispielsweise möglich, dass das erste Segment 19 eine Öffnung aufweist, während die Segmente 21 , 23 geschlossen sind. Abgas kann dann nur durch das erste Segment 19 strömen.
Alternativ ist es möglich, dass das erste Segment 19 und das zweite Segment 21 offen sind, wobei nur das dritte Segment 23 geschlossen ist, sodass durch dieses kein Abgas strömen kann. Dies entspricht in etwa der Darstellung gemäß Figur 1.
Andere Ausgestaltungen von konkret geöffneten oder geschlossenen Segmenten in Hinblick auf Figur 2 entsprechen den hier beschriebenen Ausgestaltungen und
unterscheiden sich von dieser nur durch eine irrelevante Phasenlage, sodass auf eine explizite Aufzählung von Variationsmöglichkeiten der in Figur 2 offenen oder
geschlossenen Segmente verzichtet werden kann. Jedenfalls ist offensichtlich, dass zur Durchführung des Verfahrens beziehungsweise zur wirksamen Umsetzung des Systems stets mindestens ein Segment 19, 21 , 23 offen sein muss, während stets mindestens ein anderes Segment 19, 21 , 23 geschlossen sein muss.
Weist die Blende 15 mehr als drei Segmente auf, ergeben sich vielfältigere
Kombinationsmöglichkeiten, wobei mehr als zwei Segmente offen und/oder mehr als zwei Segmente geschlossen sein können.
Auch eine Hintereinanderanordnung von mindestens zwei drehbaren, segmentierten Blenden ist möglich, um variierbare, komplexere Muster offener und geschlossener Segmente zu erzeugen.
Mithilfe des Systems, des Verfahrens und der Brennkraftmaschine ist es auch möglich, einen konstanten Umsatz des Oxidationskatalysators 3 über dessen Laufzeit
beziehungsweise Betriebsdauer zu gewährleisten, indem bei einer Alterung des
Oxidationskatalysators 3 beziehungsweise der Beschichtung des Trägerkörpers 5 gezielt Segmente mit höherer Beschichtung oder anderen Beschichtungseigenschaften ausgewählt werden, um die Alterung zu kompensieren.
Insgesamt zeigt sich, dass mithilfe des Systems, des Verfahrens und der
Brennkraftmaschine eine einfache und kostengünstige Möglichkeit geschaffen wurde, um eine Abgas-Zusammensetzung stromabwärts des Oxidationskatalysators zu beeinflussen und somit insbesondere günstige Bedingungen für nachgelagerte
Abgasbehandlungsvorrichtungen zu schaffen.

Claims

Patentansprüche
System zur Abgasnachbehandlung für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für eine Diesel-Brennkraftmaschine, mit einem Abgasstrang (1 ), in dem ein
Oxidationskatalysator
(3) angeordnet ist, der einen beschichteten Trägerkörper (5) mit einer anströmseitigen Stirnfläche (7) und einer abströmseitigen Stirnfläche (9) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (5) eine entlang mindestens einer Richtung variierende Beschichtung umfasst, wobei eine
Versteileinrichtung (11 ) derart vorgesehen ist, dass mittels der Versteileinrichtung (11 ) mindestens ein von Abgas durchströmbarer Bereich des Trägerkörpers (5) auswählbar ist.
System nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (5) eine in einer in der mindestens einen Stirnfläche (7,9) liegenden Richtung variierende Beschichtung umfasst, wobei er vorzugsweise eine - in
Umfangsrichtung gesehen - variierende Beschichtung umfasst, oder wobei er eine - in radialer Richtung gesehen - variierende Beschichtung umfasst.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteileinrichtung (11 ) mindestens eine Abdeckvorrichtung (13) umfasst, mit der zumindest eine Stirnfläche (7,9) des Trägerkörpers (5) bereichsweise abdeckbar ist, wobei vorzugsweise eine Abdeckvorrichtung (13) nur an der anströmseitigen Stirnfläche (7), nur an der abströmseitigen Stirnfläche (9) oder sowohl an der anströmseitigen als auch an der abströmseitigen Stirnfläche (7,9) vorgesehen ist.
4. System Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckvorrichtung (13) als drehbare, segmentierte Blende (15) oder als Irisblende ausgebildet ist.
5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuerungseinrichtung, die mit der Versteileinrichtung (11 ) zur Auswahl des mindestens einen von Abgas durchströmbaren Bereichs des Trägerkörpers (5) auswählbar ist.
6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung des Trägerkörpers (5) in Hinblick auf eine
Konversionseffizienz von Stickstoffmonoxid zu Stickstoffdioxid variierend
ausgebildet ist.
7. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts des Oxidationskatalysators (3) ein SCR-Katalysator und/oder ein Partikelfilter angeordnet ist/sind, wobei bevorzugt ein passiv regenerierender Partikelfilter stromabwärts des Oxidationskatalysators und stromaufwärts des SCR- Katalysators angeordnet ist.
8. Verfahren zur Beeinflussung einer Abgas-Zusammensetzung stromabwärts eines Oxidationskatalysators (3) in einem Abgasstrang (1 ) einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Diesel-Brennkraftmaschine, wobei der Oxidationskatalysator (3) einen Trägerkörper (5) mit einer entlang mindestens einer Richtung variierenden Beschichtung umfasst, und wobei eine Versteileinrichtung (11 ) derart angesteuert wird, dass mittels der Versteileinrichtung (11 ) mindestens ein von Abgas
durchströmter Bereich des Trägerkörpers (5) ausgewählt wird, wobei aufgrund der in dem durchströmten Bereich vorgesehenen Beschichtung eine Abgas- Zusammensetzung beeinflusst wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis von Stickstoffmonoxid zu Stickstoffdioxid in dem Abgas gesteuert und/oder geregelt wird.
10. Brennkraftmaschine, insbesondere Diesel-Brennkraftmaschine, gekennzeichnet durch ein System nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
PCT/EP2014/000218 2013-03-13 2014-01-28 System zur abgasnachbehandlung für eine brennkraftmaschine, verfahren zur beeinflussung einer abgas-zusammensetzung und brennkraftmaschine WO2014139617A1 (de)

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