用于再生设置在内燃机排气管路中的颗粒过滤器的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于再生设置在内燃机排气管路中的颗粒过滤器的方法和装置。具体地，本发明专利技术涉及用于再生设置在内燃机的排气管路中的颗粒过滤器、特别是柴油机颗粒过滤器、的方法和装置，其中将有待净化的废气流输送至至少一个颗粒过滤器。根据本发明专利技术，输送到该至少一个颗粒过滤器（３）的废气流是内燃机的未处理废气流（１５），在再生操作期间，借助将节流和／或截止装置（１３）控制到相应的预定再生参数的控制装置和／或再生装置（１０），在颗粒过滤器（３）的上游向该未处理废气流（１５）控制地混入与该未处理废气流（１５）相比具有预定的更高温度的热的废气流（１６’）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及根据权利要求1的前序部分的用于再生设置在内燃机排气管路(Abgasstrang)中的颗粒过滤器的方法以及根据权利要求8的前 序部分的用于再生设置在内燃机排气管路中的颗粒过滤器的装置。本专利技术特别涉及用于再生以空气过量操作的内燃机(例如具有直喷 装置的柴油发动机或汽油发动机，例如在商用车或轿牟中使用的那些) 情况下的颗粒过滤器的方法和装置。
技术介绍
为了最小化细小物质颗粒(Feinstoffpartikel),在汽车中通常4吏用所谓的颗粒沉积器或者颗粒过滤器。在汽车中的颗粒沉积器装置例如由EP 1072765 A2中已知。这类颗粒沉积器与颗粒过滤器的区别在于，所迷废气流沿着沉积结构流动，而在颗粒过滤器情况下，废气必须穿流经过过滤介质。该构造不同导致颗粒过滤器往往堵塞，这提高了废气背压，这意味着导致在内燃机废气出口处的不合意的压力升高，这进而降低发 动机功率和导致内燃机的燃料消耗增加。这类颗粒过滤器装置的实例由EP 0341832 A2中已知。在两种上述装置情况下，在每一情况下设置在该颗粒沉积器或颗粒过滤器的上游的氧化催化器(Oxidationskatalysator)借助同样所含的残余氧(02)将废气中的一氧化氮(NO)氣化为二氧化氮(N02),也即根据下式2NO + 02 <-〉 2N02所述N02在颗粒过滤器中为了再生该颗粒过滤器与含碳固体颗粒 反应得到CO、 C02、 N2和NO。借助强氧化剂N02可以由此进行累积的 细小物质颗粒的连续去除(被动再生)。但是，该装置和方法进程具有 缺陷，也即在此在废气管路(Abgastrakt)中形成或存在大量的有毒N02。因此，为了避免N02逸出到环境中，应当注意的是，在NO-氧化催 化器和颗粒过滤器之间的区域设计得足够不透气(dicht)。除了 N025之外，在该方法进程在含铂的NO-氧化催化器上进行的情况下还形成来自在燃料和/或机油中所含的硫的S03。这些S03和N02在废气管路中的低温位置冷凝得到高腐蚀性的疏酸或硝酸，因此所述废气装置直至颗粒 过滤器必须设计为不锈钢(Edelstahl),以可靠地避免腐蚀。此外已知的是，通过主动提高废气温度来进行颗粒过滤器再生。为 此，在DE 102 0050 552 40A1中描迷了 一种结构(Aufbau)，其中在主排 气管路(Ha叩tabgasstrang)中在废气的流动方向中来看设置用于氧化烃 的催化器(HC氧化催化器)、柴油机颗粒过滤器(Dieselpartikelfilter) 和随后的用于降低氮氧化物排放的SCR催化器。此外，设计有侧排气管 路(Nebenabgasstrang),其在HC-氧化催化器的上游从主排气管路中 分支出来，并在柴油机颗粒过滤器之后再通到主排气管路中。在侧排气 管路中设置有用于调节有待分支出的废气流的节流阀，氧化催化器和在 氧化催化器下游的颗粒沉积器。在这类结构中，在正常运行中关闭节流 阀，以使得所有废气流流经主排气管路，并在其中经净化。而在主排气 管路的柴油机颗粒过滤器的再生阶段又打开该节流阀，以让部分废气流 被引导通过在柴油机颗粒过滤器上的侧排气管路，且穿过主排气管路和 穿过侧排气管路的废气流在SCR催化器的上游的混合点再次汇流 (zusammenfiihren)。通过这种操作方式，在柴油机颗粒过滤器的再生阶段，废气质量流 (Abgasmassenstrom )减少地穿过柴油机颗粒过滤器，使得仅需升高较 少的废气量的温度和可以用较低的能量引入再生柴油机颗粒过滤器。此 外，通过分配废气质量流和随后混合具有高温的主排气管路的废气流与 具有低温的侧排气管路的废气流，应当可以再次降低在混合点处通过 SCR催化器的废气流的温度。通过在侧排气管路中的颗粒沉积器，还应 当能够阻止未经炭黑颗粒沉积即从排气管路中逸出的废气流。将烃(HC)添加到氧化催化器中通过直接连接在该氧化催化器上游 的喷射装置实施。因为在这类结构中的氧化催化器也在非再生操作中将 NO氧化为N02,所以在非再生操作中发生尽管少量的借助N02的被动 过滤器再生。这意味着，在这类结构情况下，在非再生操作中也导致形 成N02，其随后通常未经消耗地排出。但是，由于N02的毒性，这仍是 不可实际使用的和不合意的。很明显，这类结构相对零件密集而且较不紧凑，因此导致总体来说大的结构体积。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务在于，提供用于再生安装在内燃机排气管路中 的颗粒过滤器的方法和装置，借助该方法或借助该装置，可以以结构上 简单的方式实现性能可靠的和值得信赖的颗粒过滤器再生，特别是在最小化N02和/或S03排放的情况下。就方法而言，该任务借助权利要求1的特征得以实现。就装置而言， 该任务通过权利要求8的特征得以实现。对此有利的实施方案分别是引 用这些权利要求的从属权利要求的主题。根据本专利技术提议，输送至至少一个颗粒过滤器的废气流是内燃机的 未处理废气流(Rohabgasstrom),在再生操作期间，在颗粒过滤器的上游 向该废气流混入与该未处理废气流相比具有预定更高温度的热的废气 流，也就是说，借助将节流和/或截止装置控制在相应的预定再生参数的 控制装置和/或再生装置进行控制。其中将未处理废气流在未处理废气导 管中输送，借助另一废气导管(在这里称为输送导管)在颗粒过滤器的 上游将该热废气流输送至该未处理废气流中。在本专利技术范围内，未处理废气流特别理解为这样的废气流，其在颗 粒过滤器 的上游未流过NO-氧化催化器，并因而是栽有炭黑颗粒的、基 本上不含N02的或者仅具有少量来自燃烧的N02的废气流。根椐一个特别优选的具体实施方案，在至少一个颗粒过滤器的上游 在分支位置处从未处理废气流分流出有待加热的废气流，其中所迷分流 出的废气流随后借助加热装置、优选借助至少一个加热器催化器加热， 并借助输送导管在所迷分支位置的下游和至少一个颗粒过滤器的上游 在通入位置(Miindungsstelle )将所述未处理废气流作为经加热的废气 流再次输送至该未处理废气流。借助这类本专利技术的解决方案，使得能够在最小化N02和/或S03排 放的情况下不使用连接在至少一个颗粒过滤器之前的NO-氧化催化器实 现性能可靠的和值得信赖的颗粒过滤器再生。这特别由如下方式得以实 现将在非再生操作中经输送导管分流出的废气量最小化至预定值，特 别是基本上阻止各废气流经过输送导管。由此避免或减少了在优选设计 为HC-氧化催化器的加热装置上通过氧化NO和S02而形成N02和S03 。另一方面，对于颗粒过滤器的再生阶段，可以通过释放 打开至少一个节流和/或截止装置，将经输送导管分流出或引导的废气量提高到预定的量值，和可以随后计量添加烃。在该再生阶段中，预计不形成N02和S03，因为一方面存在烃的条件下，N02和S03的催化形成受到抑制，另一方面，在再生期间在优选设计为HC-氧化催化器的加热装置出现的 温度(例如超过700'C) NO/N02和S02/S03热力学平衡位于NO和S02 一侧，这意味着在该情况下，N02和S03的形成受到纯热动力学地限制 或抑制。通过优选为烃的放热反应或氧化随后实现了在下游连接的颗粒 过滤器上沉积的含碳炭黑颗粒的优选的和最优化的热再生。如上所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于再生设置在内燃机的排气管路中的颗粒过滤器、特别是柴油机颗粒过滤器、的方法，其中将有待净化的废气流输送至少一个颗粒过滤器，其特征在于，输送到该至少一个颗粒过滤器（３）中的废气流是内燃机的未处理废气流（１５），在再生操作期间，借助至少一个将节流装置和／或截止装置（１３）控制在相应的预定再生参数的控制装置和／或再生装置（１０），在颗粒过滤器（３）的上游向该未处理废气流（５）控制地混入与该未处理废气流（１５）相比具有预定的更高温度的热的废气流（１６’）。

【技术特征摘要】
DE 2008-8-12 102008038719.31.用于再生设置在内燃机的排气管路中的颗粒过滤器、特别是柴油机颗粒过滤器、的方法，其中将有待净化的废气流输送至少一个颗粒过滤器，其特征在于，输送到该至少一个颗粒过滤器(3)中的废气流是内燃机的未处理废气流(15)，在再生操作期间，借助至少一个将节流装置和/或截止装置(13)控制在相应的预定再生参数的控制装置和/或再生装置(10)，在颗粒过滤器(3)的上游向该未处理废气流(5)控制地混入与该未处理废气流(15)相比具有预定的更高温度的热的废气流(16’)。2. 权利要求1的方法，其特征在于，在至少一个颗粒过滤器(3) 的上游在分支位置(6)处从未处理废气流(15)中分支出有待加热的 废气流(16),其中借助加热装置、特别是加热催化器(8),加热该 经分流出的废气流(16)，并在分支位置(6)的下游和至少一个颗粒 过滤器(3)的上游在通入位置(7)作为经加热的废气流(16，)再次输 送至未处理废气流(15，)。3. 权利要求2的方法，其特征在于，借助控制装置和/或调节装置 (10)如此控制至少一个安装在未处理废气流(15)中在分支位置(6)之后和通入位置(7)之前和/或在分流出的废气流(16)中的节流装置 和/或截止装置(13、 14)，使得在再生操作期间取决于预定的操作参数 和/或再生参数从未处理废气流(15)分流出预定量的有待加热的废气。4. 权利要求l-3之一的方法，其特征在于，在非再生操作中所述节 流装置和/或截止装置(13 )基本上阻止热的废气流(16，)被输送至未 处理废气流，或者将热的废气流(16，)至未处理废气流的输送降低至预 定的最小值。5. 权利要求l-4之一的方法，其特征在于，所迷热的废气流(16') 借助至少一个作为加热装置的加热催化器(8)产生，所述加热催化器 具有至少一种这样的活性组分，该活性组分与有待加热的废气流(16) 的预定成分进行放热反应和由此产生经加热的废气流(16，)，其中所述 加热催化器(8)优选配置为氧化催化器、非常优选配置为HC-氧化催 化器，该加热催化器由栽有烃(12)的有待加热的废气流(16)如此流 过，使得通过在氧化催化器中的烃(12)的放热反应加热该废气流(16), 其中优选在该加热催化器(8)的上游借助计量装置(9)向有待加热的废气流(16)中以预定量电子控制或调节地计量加入烃(12)达预定时间。6. 权利要求1-5之一的方法，其特征在于，在达到在热的废气流 (16，)处测得的预定加热温度和/或达到预定X值后，向有待加热的废气流(16)输送新鲜空气流。7. 权利要求3-6之一的方法，其特征在于，在再生操作中分流出的 有待加热的废气流(16)的氧含量或X值降低到低于预定氧限值或X限 值的情况下，所述控制装置和/或截止装置(10)在分支位置(6)的下 游借助至少一个节流装置和/或截止装置(14 )如此截止或节流所述废气 流(15，)，使得取决于未处理废气流(15)的氧含量或、值和/或取决 于有待加热的或经加热的废气流(16、 16，)的氧含量或X值，从未处理 废气流(15)分流出预定量的废气，并在通入位置(7)的上游输送至 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：A多林，
申请(专利权)人：德国曼商用车辆股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]