(19) |
![](https://data.epo.org/publication-server/img/EPO_BL_WORD.jpg) |
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(11) |
EP 1 957 767 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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14.10.2015 Patentblatt 2015/42 |
(22) |
Anmeldetag: 21.11.2006 |
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(51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC):
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(86) |
Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/EP2006/011124 |
(87) |
Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 2007/065558 (14.06.2007 Gazette 2007/24) |
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(54) |
VERFAHREN ZUR ABGASNACHBEHANDLUNG BEI VERBRENNUNGSMOTOREN, UND VORRICHTUNG ZUR DURCHFÜHRUNG
DIESES VERFAHRENS
METHOD FOR EXHAUST-GAS AFTERTREATMENT IN INTERNAL COMBUSTION ENGINES, AND APPARATUS
FOR CARRYING OUT THIS METHOD
PROCEDE DE TRAITEMENT FINAL DES GAZ D'ECHAPPEMENT DE MOTEURS A COMBUSTION INTERNE
ET DISPOSITIF EN VUE DE LA MISE EN OEUVRE DU PROCEDE
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC NL PL PT RO SE
SI SK TR |
(30) |
Priorität: |
09.12.2005 DE 102005058858
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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20.08.2008 Patentblatt 2008/34 |
(73) |
Patentinhaber: Volkswagen Aktiengesellschaft |
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38440 Wolfsburg (DE) |
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Erfinder: |
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- DÜSTERDIEK, Thorsten
DE - 30659 Hannover (DE)
- FREITAG, Achim
38302 Wolfenbüttel (DE)
- JUTKA, Carsten
38550 Isenbüttel (DE)
- KÖSTERS, Martina
30161 Hannover (DE)
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(74) |
Vertreter: Pohlmann, Bernd Michael |
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RPK Patentanwälte
Reinhardt, Pohlmann und Kaufmann
Partnerschaft mbB
Rossmarkt 12 60311 Frankfurt am Main 60311 Frankfurt am Main (DE) |
(56) |
Entgegenhaltungen: :
EP-A- 1 422 409 EP-A1- 1 555 401 DE-A1-102004 029 202
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EP-A1- 1 321 643 WO-A1-02/14657 US-A1- 2004 040 287
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abgasnachbehandlung bei Verbrennungsmotoren,
bei welchem dem Abgas durch eine im Abgasstrang angeordnete NOx-Katalysatoranordnung
Stickoxide entzogen werden, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie eine Vorrichtung
zur Durchführung dieses Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
[0002] Zum Entsticken der Abgase werden moderne NOx-Speicherkatalysatoren eingesetzt, welche
die im Fahrbetrieb gebildeten, in dem den NOx-Speicherkatalysator durchströmenden
Abgas enthaltenen Stickoxide sammeln, die dann beispielsweise nach Erreichen eines
vorgegebenen Füll-Zustandes des NOx-Speicherkatalysators mit Hilfe geeigneter Reduktionsmittel
chemisch zu ungefährlichem Stickstoff und Wasser reduziert werden. Derartige NOx-Speichersysteme
und deren Regeneration werden beispielsweise in der
DE 195 22 165 A1 beschrieben.
[0003] Eine weitere aktive Abgasnachbehandlungsmaßnahme ist das Ausfiltern von festen Verbrennungsrückstanden
in sogenannten Partikelfiltern, was insbesondere bei Dieselmotoren von Bedeutung ist.
[0004] Es ist allgemein bekannt, dass NOx-Speicherkatalysatoren nur in einem bestimmten
Abgastemperaturbereich zufriedenstellende Umsatzraten aufweisen, d.h. der Wirkungsgrad
des NOx-Speicherkatalysators hängt u.a. auch davon ab, wo dieser im Abgasstrang angeordnet
ist. Eine motornahe Anordnung hat den Vorteil, dass der NOx-Speicherkatalysator schon
beim Kaltstart bzw. im Teillastbetrieb eine zufriedenstellende Umsatzrate hat. Im
Hochlastbereich des Verbrennungsmotors liegt die Abgastemperatur dann jedoch im allgemeinen
außerhalb des für den Betrieb des NOx-Speicherkatalysators günstigsten Abgastemperaturfensters.
[0005] Für diesen Betriebszustand ist deshalb eine motorferne Anordnung des NOx-Speicherkatalysators
von Vorteil, da dieser infolge des starken Temperaturabfalls der Abgase im Abgasstrang
auch noch im Hochlastbereich wirksam ist.
[0006] Aus der
DE 10 2004 029 2002 A1 ist ein Abgasreinigungssystem für eine magerlauffähige Brennkraftmaschine bekannt,
welches eine Haupt- und eine Sekundärspeichereinrichtung für Stickoxide bekannt, wobei
die Hauptspeichereinrichtung für Stickoxide motornah angeordnet und die Sekundärspeichereinrichtung
in Abgasstromrichtung nach den Hauptspeicher angeordnet ist.
[0007] Das Dokument
WO02/14657 A1 bezieht sich auf ein Abgasbehandlungssystem mit einem Katalysatorrußfilter, der stromabwärts
eine Dieselbrennkraftmaschine angeordnet ist, wobei ein SCR-Katalysator stromabwärts
und in direkter Fluidkommunikation mit dem Rußkatalysator angeordnet ist.
[0008] Aus dem Dokument
EP 1 555 401 A1 ist ein Abgasbehandlungssystem mit einem NOx-Speicherkatalysator bekannt, bei dem
ein Partikelfilter stromab des NOx-Speicherkatalysators angeordnet ist. Der Partikelfilter
beinhaltet einen in eine poröse keramische Struktur inkorporierten NOx-Speicherkatalysator.
[0009] Aus dem Dokument D2 ist ein Verbrennungsmotor bekannt, bei dem ein NOx-Speicherkatalysator
mit einem nachgeschalteten Wärmetauscher in der Abgasanlage angeordnet ist, wobei
stromabwärts des Wärmetauschers Abgas aus der Abgasanlage entnommen und hinter einem
Drosselventil dem Ansaugsystems des Motors zugeführt wird.
[0010] Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gattungsgemäßes Verfahren und
eine gattungsgemäße Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem
eine verbesserte NOx-Konvertierung im gesamten Motorkennfeldbereich erzielt wird.
[0011] Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Abgasnachbehandlung mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 und durch eine Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung mit den Merkmalen
des Anspruchs 5 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand
der Unteransprüche.
[0012] Erfingdungsgemäß wird das Abgas in zwei aufeinanderfolgenden Stufen in einem ersten,
motornah angeordneten NOx-Speicherkatalysator und anschließend in einem zweiten, motorfern
angeordneten NOx-Speicherkatalysator entstickt. Die NOx-Konvertierung wird demnach
auf zwei Bauteile aufgeteilt, die in unterschiedlichen Motorkennfeldbereichen ihren
besten Wirkungsgrad haben. Durch die motornahe Anordnung des ersten NOx-Speicherkatalysators
wird das Arbeitsfenster des NOx-Speicherkatalysators im Kaltstart schnell erreicht
und auch im unteren Lastbereich des Motors nicht unterschritten. Der motorferne NOx-Katalysator
hat infolge des starken Temperaturabfalls der Abgase im Abgasstrang auch noch im Hochlastbereich
des Verbrennungsmotors einen guten Wirkungsgrad. Somit wird im gesamten Motorkennfeldbereich
eine hohe NOx-Konvertierung erreicht. Durch diese Anordnung wird eine Erweiterung
des Arbeitsfensters der NOx-Speicherkatalysatoranordnung im Vergleich zu einem einzelnen
Bauteil mit gleichem Gesamtvolumen und mit gleicher NOx-Speicherkatalysatorfläche
erreicht. Der Abstand zwischen beiden Bauteilen und die dadurch erreichte Temperaturdifferenz
ist ein Optimierungsparameter für das Arbeitsfenster. Dabei wird das Abgas in einer
der beiden Stufen in einer Katalysator/Partikelfilter-Baueinheit gleichzeitig entrußt,
d.h. eine der beiden Stufen ist beispielsweise als Partikelfilter mit einer NOx-Speicherbeschichtung
ausgebildet wird. Das erfindungsgemäße Verfahren wird in Verbindung mit einer Niederdruck-Abgasrückführung
eingesetzt, wobei nach der Partikelfilter-Stufe der Abgasnachbehandlung ein Teil der
Abgase aus dem Abgasstrang abgezweigt und in den Ansaugtrakt vor einem Verdichter
eines Abgasturboladers rückgeführt wird. Bei diesem Verfahren mit Niederdruck-Abgasrückführung
mit einer Abgasentnahme nach Partikelfilter werden die Motor-Rohemissionen, abhängig
von der Abgasrückführrate, und damit auch die Gesamtemission des Fahrzeuges gegenüber
einer herkömmlichen Hochdruck-Abgasrückführung verringert, bei der bekanntlich zwar
die Stickoxidbildung abgesenkt, die Schadstoffemissionen jedoch erhöht sind.
[0013] Bei den Brennkraftmaschinen handelt es sich entweder um magerlauffähige Ottomotoren
oder um Dieselbrennkraftmaschinen.
[0014] Die Entrußung des Abgases in der Katalysator/Partikelfilter-Baueinheit erfolgt vorzugsweise
in der ersten Stufe, d.h. in einer motornah angeordneten Baueinheit. Wie bereits vorne
ausgeführt wurde, ist die NOx-Speicherkatalysatorbeschichtung der motornahen Baueinheit
vorzugsweise im Kaltstart und im unteren Lastbereich des Motors wirksam. Die motornahe
Anordnung des Partikelfilters hat den Vorteil, dass eine thermische Regeneration des
angesammelten Rußes ohne Zusatzmaßnahmen wie Kraftstoffadditiv oder externe Nacheinspritzung
möglich ist. Zudem kann die Beschichtung des Partikelfilters unterstützend beim Filterabbrand
wirken. Der motorferne NOx-Speicherkatalysator ist, wie ebenfalls bereits erläutert
wurde, vorzugsweise im Hochlastbereich des Verbrennungsmotors wirksam.
[0015] Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird das Abgas Jedoch In der zweiten
Stufe entrußt, d.h. in einer motorfern angeordneten Katalysator/Partikelfilter-Baueinheit.
Diese Anordnung kann sich ergeben, wenn aus Package-Gründen eine motornahe Anordnung
des Partikelfilters nicht möglich ist, insbesondere hinsichtlich eines möglichst großen
Wartungsintervalls und damit einer Vergrößerung des Bauteils. In diesem Fall kann
die Regeneration des motorfernen Partikelfilters auch über zusätzliche Regenerationshilfen,
z.B. eine externe Nacheinspritzung oder die Zugabe von Kraftstoffadditiven erfolgen.
Diese zusätzliche externe Nacheinspritzung kann auch bei der Entschwefelung der zweiten
Stufe der Abgasreinigungsanlage eingesetzt werden, da hierfür Temperaturen von 600
- 750°C erforderlich sind, die nur schwer im zweiten Bauteil zu erzeugen sind, ohne
dass die erste Reinigungsstufe wesentlich heißer werden muss.
[0016] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dieses in
Verbindung mit einem teilhomogenen Dieselbrennverfahren eingesetzt. Insbesondere in
Motorkennfeldbereichen mit niedrigen Abgastemperaturen, bei denen die Aktivität des
NOx-Katalysators eingeschränkt ist, kann dies durch die sehr geringen NOx-Emissionen
bei einem teilhomogenen Betrieb kompensiert werden. Die NOx-Speicherfähigkeit reicht
bei geringen Rohemissionen des Verbrennungsmotors länger, so dass das Risiko eines
NOx-Schlupfes verringert werden kann. Außerdem sind bei geringen Rohemissionen die
Zeitabstände zwischen zwei NOx-Regenerationsphasen größer. Die Höhe des Kraftstoffverbrauchs
wird dadurch vermindert. Auch wird die Belastung des NOx-Speicherkatalysators durch
die geringere Zahl an Regenerationsvorgängen verringert.
[0017] Analog zu dem oben beschriebenen Verfahren ist eine Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung
bei Verbrennungsmotoren mit einer im Abgasstrang angeordneten NOx-Speicherkatalysatoranordnung
zur Entstickung des Abgases derart ausgestaltet, dass die NOx-Katalysatoranordnung
zweistufig ist, und zwar mit einem ersten, motornahen NOx-Speicherkatalysator vorzugsweise
für den Kaltstart- und Teillastbetrieb sowie mit einem stromabwärts davon angeordneten
motorfernen NOx-Speicherkatalysator vorzugsweise für den Volllastbetrieb, wobei einer
der beiden NOx-Speicherkatalysatoren mit einem Partikelfilter zu einer Baueinheit
kombiniert ist. Um die oben beschriebene Niederdruck-Abgasrückführung durchzuführen,
wird nach dem NOx-Speicherkatalysstor, welcher mit einem Partikelfilter kombiniert
ist, aus dem Abgasstrang ein Teil des Abgases abgezweigt und über eine entsprechende
Rückführleitung in den Ansaugtrakt rückgeführt. Diese Anordnung muss aufgrund der
Tatsache so eingehalten werden, weil nur recht sauberes Abgas in der Niederdruck-AGR
rückgeführt werden darf, da diese wegen starker Kühlung sonst sehr schnell versotten
würde.
[0018] Dabei kann entweder der erste NOx-Spelcherkatalysator mit einem Partikelfilter kombiniert
sein, was den Vorteil hat, dass eine thermische Regeneration des angesammelten Rußes
ohne Zusatzmaßnahmen wie Kraftstoffadditive oder externe Nacheineinspritzung möglich
ist. In einer anderen Ausgestaltung ist der zweite NOx-Speicherkatalysator mit einem
Partikelfilter kombiniert, wobei dem Partikelfilter von außen eine für dessen Regeneration
erforderliche Energie zugeführt werden kann, sollten motorische Maßnahmen nicht zum
Einsatz kommen oder nicht ausreichen. Diese Energie kann beispielsweise durch eine
Mikrowelleneinrichtung oder eine andere elektrische Heizeinrichtung zugeführt werden;
vorzugsweise wird jedoch vor dem Partikelfilter ein Regenerationsmittel, beispielsweise
Kraftstoff eingespritzt.
[0019] Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und
im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1
- schematisch ein Kraftfahrzeug, in dessen Abgasstrang eine motornahe Katalysator/Partikelfilter-Baueinheit
und ein motorferner NOx-Speicherkatalysator angeordnet sind;
- Fig. 2
- ein Diagramm eines Abgas-Messzyklus, wobei die NOx-Konzentration über dem Abgasweg
dargestellt ist;
- Fig. 3
- in einer ähnlichen Darstellung ein Diagramm eines anderen Abgas-Messzyklus;
- Fig. 4
- eine Darstellung ähnlich der Fig. 1, wobei im Abgasstrang jedoch ein motornaher NOx-Speicherkatalysator
und eine motorferne Katalysator/Partikelfilter-Baueinheit angeordnet sind.
[0020] Das in der Fig. 1 schematisch dargestellte Kraftfahrzeug 2 wird durch einen Verbrennungsmotor
4, in diesem Ausführungsbeispiel durch einen Dieselmotor, angetrieben. Wie ebenfalls
schematisch dargestellt ist, ist der Verbrennungsmotor 4 mit einem Abgasturbolader
6 ausgestattet, welcher in bekannter Weise die Abgase des Verbrennungsmotors 4 nutzt,
um diesen aufzuladen.
[0021] Die Abgase des Verbrennungsmotors 4 werden durch einen als Ganzes mit 8 bezeichneten
Abgasstrang in die Umgebung abgeführt. In diesem Abgasstrang ist unmittelbar hinter
dem Verbrennungsmotor 4 eine NOx-Speicherkatalysator/Partikelfilter-Baueinheit 10
angeordnet, in welcher den Abgasen Stickoxide und Rußpartikel entzogen werden. Diese
Katalysator/Partikelfilter-Baueinheit ist als Partikelfilter mit einer NOx-Speicherkatalysatorbeschichtung
ausgebildet.
[0022] Der Katalysatorteil der Baueinheit 10 wird infolge seiner motornahen Anordnung mit
relativ heißen Abgasen beaufschlagt. Diese Abgastemperatur liegt insbesondere beim
Kaltstart und im Teillastbetrieb im wirksamen Arbeitsfenster des NOx-Katalysators,
so dass er in diesem Betriebsbereich den Hauptanteil an der Entstickung der Abgase
leistet.
[0023] Ein weiterer NOx-Speicherkatalysator 12 ist stromabwärts der Baueinheit 10 im Abgasstrang
8 in einer motorfernen Position angeordnet. Im Kaltstart- und Teillastbetrieb ist
die Temperatur der Abgase an dieser Stelle so weit abgesunken, dass sie unterhalb
des wirksamen Arbeitsfensters dieses Katalysators liegt, so dass dieser in diesem
Betriebsbereich an der Entstickung einen geringeren Anteil hat.
[0024] Im Volllastbetrieb arbeitet hingegen der motorferne NOx-Speicherkatalysator 12 im
günstigen Arbeitsfenster, während der motornahe Katalysatorteil der Baueinheit 10
außerhalb dieses Fensters arbeitet und an diesen Betriebspunkten an der Entstickung
nur einen geringen Anteil hat.
[0025] Fig. 2 zeigt ein Diagramm eines typischen Fahrzyklus für Diesel-PKW im Abgastest.
Es handelt sich dabei um einen Test, bei welchem volllastartige Fahrzustände überwiegen.
Wie das Diagramm erkennen lässt, haben die Abgase am Eingang der Baueinheit 10 eine
Temperatur von etwa 450°C, am Eingang des NOx-Speicherkatalysators 12 dann noch eine
Temperatur von 350°C. Aus dem rein qualitativen Diagramm der Fig. 2 ergibt sich, dass
die NOx-Konzentration in der motornahen Baueinheit 10, deren Katalysatorteil schon
außerhalb seines günstigsten Arbeitsfensters arbeitet, um 30 % reduziert. Ausgehend
von diesem Wert wird die NOx-Konzentration in dem motorfernen NOx-Speicherkatalysator
12, der im günstigen Arbeitsfenster arbeitet, um 85 % auf seinen Endwert reduziert.
[0026] Fig. 3 zeigt ein Diagramm ähnlich der Fig. 2, wobei jedoch diesem Diagramm ein teillastartiger
Betrieb zugrunde liegt Am Eingang der Baueinheit 10 hat das Abgas eine Temperatur
von 250°C, und am Eingang des NOx-Speicherkatalysators 12 ist die Abgastemperatur
gleich 150°C. Wie das qualitative Diagramm erkennen lässt, wird die NOx-Konzentration
in der motornahen Baueinheit 10, deren Katalysatorteil in einem günstigen Arbeitsfenster
arbeitet, um 85 % reduziert; ausgehend von dem erreichten Wert wird in dem motorfernen
NOx-Speicherkatalysator 12, der außerhalb des günstigen Arbeitsfensters arbeitet,
um weitere 15 % auf ihren Endwert reduziert.
[0027] Fig. 4 zeigt eine Darstellung ähnlich der Fig. 1, mit einem Kraftfahrzeug 2, einem
Verbrennungsmotor 4, einem Abgasturbolader 6 und einem Abgasstrang 8.
[0028] Im Gegensatz zu dem Kraftfahrzeug der Fig. 1 ist der NOx-Speicherkatalysator 12'
unmittelbar hinter dem Verbrennungsmotor 4, d.h. also motornah angeordnet, während
die NOx-Speicherkatalysator/Partikelfilter-Baueinheit 10' stromabwärts davon, d.h.
motorfern angeordnet ist. Eine derartige Anordnung kann erforderlich sein, wenn aus
Package-Gründen eine motornahe Anordnung der Baueinheit 10' nicht möglich ist. In
diesem Fall kann die Regeneration des motorfernen Partikelfilterteils der Baueinheit
10' über zusätzliche Regenerationshilfen, z.B. eine externe Nacheinspritzung oder
die Zugabe von Kraftstoffadditiv erfolgen, sollte der Einsatz von motorischen Maßnahmen
nicht erwünscht oder zu ineffektiv sein. In dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel
ist eine Kraftstoff-Nacheinspritzung vorgesehen. Zu diesem Zweck wird dem Kraftstofftank
14 des Fahrzeuges Kraftstoff entnommen und über eine Nacheinspritzleitung 16 vor der
Baueinheit 10 in den Abgasstrang 8 eingespritzt (HCl = HC-Injektion).
[0029] Wie bereits weiter vorne dargelegt wurde, wird das erfindungsgemäße Verfahren in
Verbindung mit einer Niederdruck-Abgasrückführung eingesetzt, bei der die Abgasentnahme
nach der Baueinheit 10 und die Einleitung des Abgases vor dem Verdichter des Turboladers
erfolgt Flg. 1 zeigt schematisch eine Abgasrückführleitung 18, über die ein Abgasanteil
aus dem Abgasstrang 8 abgezweigt und in den Ansaugtrakt 20 eingeleitet wird. Bei diesem
System mit einer Abgasentnahme nach dem beschichteten Partikelfilter ist auch die
Konzentration an NOx, CO und HC des rückgeführten Abgases erheblich reduziert. Auf
diese Weise können, abhängig von der Abgasrückführrate, die Motorrohemissionen und
damit auch die Gesamtemission des Fahrzeuges gegenüber einer Hochdruck-Abgasrückführung
verringert werden.
Bezugszeichenliste
[0030]
- 2
- Kraftfahrzeug
- 4
- Verbrennungsmotor
- 6
- Abgasturbolader
- 8
- Abgasstrang
- 10
- NOx-Speicherkatalysator/Partikelfilter-Baueinheit
- 10'
- NOx-Speicherkatalysator/Partikelfilter-Baueinheit
- 12
- NOx-Katalysator
- 12'
- NOx-Katalysator
- 14
- Kraftstofftank
- 16
- Nacheinspritzleitung
- 18
- Abgasrückführleitung
- 20
- Ansaugtrakt
1. Verfahren zur Abgasnachbehandlung bei Verbrennungsmotoren, bei welchem das Abgas durch
eine im Abgasstrang angeordnete NOx-Katalysatoranordnung entstickt wird, wobei die
NOx-Katalysatoranordnung zweistufig mit zwei aufeinanderfolgenden NOx-Speicherkatalysatoren
ausgebildet ist, wobei
der erste NOx-Speicherkatalysator motornah und der zweite NOx-Speicherkatalysator
motorfern angeordnet sind, wobei einer der beiden NOx-Speicherkatalysatoren als Katalysator/Partikelfilter-Baueinheit
(10, 10') ausgebildet ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren in Verbindung mit einer Niederdruck-Abgasrückführung eingesetzt wird,
wobei nach dem Partikelfilter (10, 10') ein Teil des Abgases aus dem Abgasstrang (8)
abgezweigt und vor dem Verdichter eines Turboladers (6) in den Ansaugtrakt (20) rückgeführt
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgas in der ersten Stufe entrußt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgas in der zweiten Stufe entrußt wird, wobei der Katalysator/Partikelfilter-Baueinheit
(10') von außen eine für die Regeneration des Partikelfilters erforderliche Energie
zugeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es in Verbindung mit einem teilhomogenen Dieselbrennverfahren eingesetzt wird.
5. Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung bei Verbrennungsmotoren, umfassend eine im Abgasstrang
angeordnete NOx-Speicherkatalysatoranordnung zur Entstickung des Abgases, wobei die
NOx-Speicherkatalysatoranordnung zweistufig mit einem ersten NOx-Speicherkatalysator
und einem stromabwärts davon angeordneten zweiten NOx-Speicherkatalysator ausgebildet
ist, wobei einer der beiden NOx-Speicherkatalysatoren mit einem Partikelfilter zu
einer Baueinheit (10) kombiniert ist, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Partikelfilter (10, 10') ein Teil des Abgases aus dem Abgasstrang (8) abgezweigt
und vor dem Verdichter eines Turboladers (6) in den Ansaugtrakt (20) rückgeführt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste NOx-Speicherkatalysator mit einem Partikelfilter zu einer Baueinheit (10)
kombiniert ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite NOx-Speicherkatalysator mit einem Partikelfilter zu einer Baueinheit (10')
kombiniert ist, und dass dem Partikelfilter von außen eine für dessen Regeneration
erforderliche Energie zugeführt wird.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Regeneration des Partikelfilters extern zugeführte Energie auch für die Desulfatierung
des motorfernen NOx-Speicherkatalysatorbauteils verwendet wird.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Partikelfilter Kraftstoff in den Abgasstrang eingespritzt wird.
1. Method for exhaust-gas aftertreatment in internal combustion engines, in which method
the exhaust gas is denitrized by way of a NOx catalytic converter arrangement arranged
in the exhaust tract, wherein the NOx catalytic converter arrangement is of two-stage
design with two NOx storage catalytic converters in series, wherein the first NOx
storage catalytic converter is arranged in a close-coupled position and the second
NOx storage catalytic converter is arranged in an underbody position, wherein one
of the two NOx storage catalytic converters is in the form of a catalytic converter/particle
filter structural unit (10, 10'), characterized in that the method is used in conjunction with low-pressure exhaust-gas recirculation, wherein
a part of the exhaust gas is branched off from the exhaust tract (8) downstream of
the particle filter (10, 10') and is recirculated into the intake tract (20) upstream
of the compressor of a turbocharger (6).
2. Method according to Claim 1, characterized in that the exhaust gas is subjected to a soot-removal process in the first stage.
3. Method according to Claim 1, characterized in that the exhaust gas is subjected to a soot-removal process in the second stage, wherein
the catalytic converter/particle filter structural unit (10') is supplied from an
external source with energy required for the regeneration of the particle filter.
4. Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that said method is used in conjunction with a partially homogenous diesel combustion
process.
5. Apparatus for exhaust-gas aftertreatment in internal combustion engines, comprising
a NOx catalytic converter arrangement which is arranged in the exhaust tract and which
serves for the denitrization of the exhaust gas, wherein the NOx catalytic converter
arrangement is of two-stage design with a first NOx storage catalytic converter and,
arranged downstream thereof, a second NOx storage catalytic converter, wherein one
of the two NOX storage catalytic converters is combined with a particle filter to
form a structural unit (10), characterized in that a part of the exhaust gas is branched off from the exhaust tract (8) downstream of
the particle filter (10, 10') and is recirculated into the intake tract (20) upstream
of the compressor of a turbocharger (6).
6. Apparatus according to Claim 5, characterized in that the first NOx storage catalytic converter is combined with a particle filter to form
a structural unit (10).
7. Apparatus according to Claim 5, characterized in that the second NOx storage catalytic converter is combined with a particle filter to
form a structural unit (10'), and in that the particle filter is supplied from an external source with energy required for
the regeneration of the particle filter.
8. Apparatus according to Claim 7, characterized in that the energy supplied from an external source for the regeneration of the particle
filter is also used for the desulphation of the underbody NOx storage catalytic converter
component.
9. Apparatus according to either of Claims 7 and 8, characterized in that fuel is injected into the exhaust tract upstream of the particle filter.
1. Procédé de post-traitement des gaz d'échappement dans des moteurs à combustion interne,
dans lequel le gaz d'échappement est décontaminé par un agencement de catalyseur NOx
disposé dans la chaîne de gaz d'échappement, l'agencement de catalyseur NOx étant
réalisé à deux niveaux avec deux catalyseurs à accumulateur de NOx successifs ;
le premier catalyseur à accumulateur de NOx étant disposé à proximité du moteur et
le deuxième catalyseur à accumulateur de NOx étant disposé à distance du moteur, un
des deux catalyseurs à accumulateur de NOx prenant la forme d'une unité catalyseur/filtre
à particules (10, 10') ;
caractérisé en ce que le procédé est utilisé en lien avec un retour de gaz d'échappement de basse pression,
une partie du gaz d'échappement étant déviée hors de la chaîne de gaz d'échappement
(8) après le filtre à particules (10, 10') et ramenée dans le système d'aspiration
(20) avant le compresseur d'un turbocompresseur (6).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le gaz d'échappement est décalaminé au premier niveau.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le gaz d'échappement est décalaminé au deuxième niveau, l'énergie nécessaire à la
régénération du filtre à particules étant amenée de l'extérieur à l'unité catalyseur/filtre
à particules (10').
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est utilisé en liaison avec un procédé d'inflammation de diesel partiellement homogène.
5. Dispositif de post-traitement des gaz d'échappement dans des moteurs à combustion
interne, comprenant un agencement de catalyseur à accumulateur de NOx disposé dans
la chaîne de gaz d'échappement pour décontaminer le gaz d'échappement, l'agencement
de catalyseur à accumulateur de NOx étant réalisé à deux niveaux avec un premier catalyseur
à accumulateur de NOx et un deuxième catalyseur à accumulateur de NOx disposé en aval
de lui ;
un des deux catalyseurs à accumulateur de NOx étant combiné à un filtre à particules
pour former une unité (10) ;
caractérisé en ce qu'une partie du gaz d'échappement est déviée hors de la chaîne de gaz d'échappement
(8) après le filtre à particules (10, 10') et est ramenée dans le système d'aspiration
(20) avant le compresseur d'un turbocompresseur (6).
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le premier catalyseur à accumulateur de NOx est combiné à un filtre à particules
pour former une unité (10).
7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le deuxième catalyseur à accumulateur de NOx est combiné à un filtre à particules
pour former une unité de construction (10') et que l'énergie nécessaire à sa régénération
est amenée depuis l'extérieur au filtre à particules.
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'énergie amenée depuis l'extérieur pour la régénération du filtre à particules est
également utilisée pour la désulfatation du composant du catalyseur à accumulateur
de NOx placé à distance du moteur.
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que du carburant est injecté dans la chaîne de gaz d'échappement avant le filtre à particules.
IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE
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