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DE102021121029A1 - Metering system for metering a reducing agent into the exhaust system of a combustion engine - Google Patents

Metering system for metering a reducing agent into the exhaust system of a combustion engine Download PDF

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DE102021121029A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Dosiersystem (40) zur Eindosierung eines Reduktionsmittels (86) in eine Abgasanlage (20) eines Verbrennungsmotors (10). Das Dosiersystem (40) umfasst einen Reduktionsmitteltank (42) zur Bevorratung des Reduktionsmittels (86), eine Reduktionsmittelförderpumpe (44) zur Förderung des Reduktionsmittels (86) aus dem Reduktionsmitteltank (42) zu einem Dosierelement (48) und eine Reduktionsmittelleitung (46). Die Reduktionsmittelleitung (46) verbindet einen Auslass (50) des Reduktionsmittelstanks (42) mit dem Dosierelement (48), um eine Versorgung des Dosierelements (48) mit Reduktionsmittel zu gewährleisten. Es ist vorgesehen, dass in Förderrichtung des Reduktionsmittels (86) stromabwärts des Auslasses (50) und stromaufwärts des Dosierelements (48) ein Reduktionsmittelzwischenspeicher (52) angeordnet istDie Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Dosierung eines Reduktionsmittels (86) mit einem solchen Dosiersystem (40) sowie einen Verbrennungsmotor (10) mit einer Abgasanlage (20), an welcher ein solches Dosiersystem (40) angeordnet ist.The invention relates to a metering system (40) for metering a reducing agent (86) into an exhaust system (20) of an internal combustion engine (10). The metering system (40) comprises a reducing agent tank (42) for storing the reducing agent (86), a reducing agent feed pump (44) for feeding the reducing agent (86) from the reducing agent tank (42) to a metering element (48) and a reducing agent line (46). The reducing agent line (46) connects an outlet (50) of the reducing agent tank (42) to the metering element (48) in order to ensure that the metering element (48) is supplied with reducing agent. It is provided that a reducing agent intermediate store (52) is arranged in the conveying direction of the reducing agent (86) downstream of the outlet (50) and upstream of the metering element (48). The invention also relates to a method for metering a reducing agent (86) with such a metering system (40 ) and an internal combustion engine (10) with an exhaust system (20) on which such a metering system (40) is arranged.

Description

Die Erfindung betrifft ein Dosiersystem zur Eindosierung eines Reduktionsmittels in die Abgasanlage eines Verbrennungsmotors sowie einen Verbrennungsmotor mit einer Abgasanlage, an welcher ein solches Dosiersystem angeordnet ist.The invention relates to a metering system for metering a reducing agent into the exhaust system of an internal combustion engine and an internal combustion engine with an exhaust system on which such a metering system is arranged.

Die aktuelle und eine zukünftig immer schärfer werdende Abgasgesetzgebung stellt hohe Anforderungen an die motorischen Rohemissionen und die Abgasnachbehandlung von Verbrennungsmotoren. Dabei stellen die Forderungen nach einem weiter sinkenden Verbrauch und die weitere Verschärfung der Abgasnormen hinsichtlich der zulässigen StickoxidEmissionen eine Herausforderung für die Motorenentwickler dar. Bei Ottomotoren erfolgt die Abgasreinigung in bekannter Weise über einen Drei-Wege-Katalysator, sowie dem Drei-Wege-Katalysator vor- und nachgeschaltete weitere Katalysatoren. Bei Dieselmotoren finden aktuell Abgasnachbehandlungssysteme Verwendung, welche einen Oxidationskatalysator, einen Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden (SCR-Katalysator) sowie einen Partikelfilter zur Abscheidung von Rußpartikeln und gegebenenfalls weitere Katalysatoren aufweisen. Als Reduktionsmittel wird dabei bevorzugt Ammoniak verwendet. Weil der Umgang mit reinem Ammoniak aufwendig ist, wird bei Fahrzeugen üblicherweise eine synthetische, wässrige Harnstofflösung verwendet, welche mit dem heißen Abgasstrom des Verbrennungsmotors vermischt wird. Durch diese Vermischung wird die wässrige Harnstofflösung erhitzt, wobei die wässrige Harnstofflösung Ammoniak im Abgaskanal freisetzt. Eine handelsübliche, wässrige Harnstofflösung setzt sich im Allgemeinen aus 32,5 % Harnstoff und 67,5 % Wasser zusammen.The current exhaust gas legislation and one that will become increasingly strict in the future places high demands on engine raw emissions and the exhaust gas aftertreatment of combustion engines. The demands for a further reduction in consumption and the further tightening of the exhaust gas standards with regard to the permitted nitrogen oxide emissions pose a challenge for the engine developers. In petrol engines, the exhaust gas cleaning takes place in the known way via a three-way catalytic converter and before the three-way catalytic converter - and further downstream catalysts. Exhaust gas aftertreatment systems are currently used in diesel engines, which have an oxidation catalytic converter, a catalytic converter for the selective catalytic reduction of nitrogen oxides (SCR catalytic converter) and a particle filter for separating soot particles and optionally further catalytic converters. Ammonia is preferably used as the reducing agent. Because handling pure ammonia is expensive, vehicles usually use a synthetic, aqueous urea solution, which is mixed with the hot exhaust gas stream from the internal combustion engine. This mixing heats up the aqueous urea solution, with the aqueous urea solution releasing ammonia in the exhaust gas duct. A commercially available, aqueous urea solution is generally made up of 32.5% urea and 67.5% water.

Bei tiefen Außentemperaturen, insbesondere bei Temperatur unterhalb von -7 °C, insbesondere von unter -10 °C, kann die Harnstoff-Wasser-Lösung in Abhängigkeit des Harnstoffgehalts der Harnstoff-Wasser-Lösung gefrieren. Um eine Eindosierung des Reduktionsmittels zu ermöglichen, sind elektrische Heizelemente bekannt, welche zumindest einen Teil des Vorratsbehälters, in welchem die Harnstoff-Wasser-Lösung bevorratet ist, aufheizen, um zumindest eine Teilmenge der Harnstoff-Wasser-Lösung zu verflüssigen und diese in die Abgasanlage eindosieren zu können.At low outside temperatures, in particular at a temperature below -7° C., in particular below -10° C., the urea-water solution can freeze depending on the urea content of the urea-water solution. In order to enable the reducing agent to be metered in, electric heating elements are known which heat at least part of the reservoir in which the urea-water solution is stored, in order to liquefy at least a portion of the urea-water solution and pass it into the exhaust system to be able to dose.

Aus der US 2013 / 0 061 949 A1 ist ein Verbrennungsmotor mit einem Abgasnachbehandlungssystem bekannt, welches ein Harnstoffdosiersystem zur Eindosierung von wässriger Harnstofflösung in einen Abgaskanal der Abgasanlage des Verbrennungsmotors umfasst. Dabei ist ein Vorratsbehälter für die Harnstofflösung vom Kühlmittelkreislauf des Verbrennungsmotors umströmt und kann mittels der Abwärme aufgeheizt werden.From the U.S. 2013/0 061 949 A1 an internal combustion engine with an exhaust aftertreatment system is known, which comprises a urea metering system for metering aqueous urea solution into an exhaust duct of the exhaust system of the internal combustion engine. A reservoir for the urea solution is surrounded by the coolant circuit of the combustion engine and can be heated using the waste heat.

Aus der DE 10 2014 001 879 A1 ist ein Verbrennungsmotor mit wenigstens einem Abgasstrang bekannt, wobei in dem Abgasstrang wenigstens eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung und wenigstens ein Harnstoff-Wasser-Lösungs-Tank angeordnet sind. Dabei ist vorgesehen, dass der Harnstoff-Wasser-Lösungs-Tank motornah angeordnet ist und insbesondere durch die Abwärme des Verbrennungsmotors direkt oder indirekt über einen Kühlmittelkreislauf beheizbar ist.From the DE 10 2014 001 879 A1 An internal combustion engine with at least one exhaust system is known, with at least one exhaust gas aftertreatment device and at least one urea-water solution tank being arranged in the exhaust system. It is provided that the urea-water solution tank is arranged close to the engine and can be heated directly or indirectly via a coolant circuit, in particular by the waste heat from the internal combustion engine.

Die DE 10 2018 105 129 A1 offenbart einen elektrischen Motor, bei dem neben einer Antriebsleistung eines elektrischen Motors auch eine Heizleistung des elektrischen Motors genutzt werden kann. Z. B. kann bei der Förderung einer Harnstoff-Wasser-Lösung (z. B. Adblue), die zur Abgasbehandlung eingesetzt wird, ein Beheizen der Harnstoff-Wasser-Lösung gewünscht sein. Der zum Antrieb einer Pumpe eingesetzte elektrische Motor generiert auch Wärme, die z. B. zum Auftauen der Harnstoff-Wasser-Lösung eingesetzt werden kann.The DE 10 2018 105 129 A1 discloses an electric motor in which, in addition to the drive power of an electric motor, the heating power of the electric motor can also be used. For example, when conveying a urea-water solution (eg Adblue) that is used for exhaust gas treatment, heating of the urea-water solution may be desirable. The electric motor used to drive a pump also generates heat, e.g. B. can be used to thaw the urea-water solution.

Nachteilig an den bekannten Lösungen ist jedoch, dass durch die bekannten Heizlösungen zum Beheizen des Vorratsbehälters zur Bevorratung der Harnstoff-Wasser-Lösung einen hohen Energieaufwand und vergleichsweise viel Zeit benötigen und somit in der Kaltstartphase nicht unmittelbar zur Emissionsminderung beitragen können.A disadvantage of the known solutions, however, is that the known heating solutions for heating the reservoir for storing the urea-water solution require a lot of energy and a comparatively long time and therefore cannot contribute directly to reducing emissions in the cold start phase.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, möglichst zeitnah nach einem Kaltstart auch bei niedrigen Außentemperaturen eine flüssige Harnstoff-Wasser-Lösung bereitstellen und diese zur Emissionsminderung in die Abgasanlage eindosieren zu können.The object of the invention is now to be able to provide a liquid urea-water solution as soon as possible after a cold start, even at low outside temperatures, and to meter this into the exhaust system to reduce emissions.

Die Aufgabe wird durch ein Dosiersystem zur Eindosierung eines Reduktionsmittels, insbesondere wässriger Harnstofflösung, in eine Abgasanlage eines Verbrennungsmotors, umfassend einen Reduktionsmitteltank zur Bevorratung des Reduktionsmittels, eine Reduktionsmittelförderpumpe zur Förderung des Reduktionsmittels aus dem Reduktionsmitteltank zu einem Dosierelement und eine Reduktionsmittelleitung, welche einen Auslass des Reduktionsmittelstanks mit dem Dosierelement verbindet, gelöst. The object is achieved by a metering system for metering a reducing agent, in particular an aqueous urea solution, into an exhaust system of an internal combustion engine, comprising a reducing agent tank for storing the reducing agent, a reducing agent feed pump for conveying the reducing agent from the reducing agent tank to a metering element, and a reducing agent line which has an outlet of the reducing agent tank connects to the dosing element, solved.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass in Förderrichtung des Reduktionsmittels stromabwärts des Auslasses und stromaufwärts des Dosierelements ein Reduktionsmittelzwischenspeicher angeordnet ist.According to the invention, a reducing agent buffer store is arranged downstream of the outlet and upstream of the dosing element in the conveying direction of the reducing agent.

Das vorgeschlagene Dosiersystem ermöglicht es, eine kleine Menge an Reduktionsmittel, insbesondere wässrige Harnstofflösung, welche in dem Reduktionsmittelzwischentank bevorratet ist, mittels Wärmeleitung, Wärmestrahlung oder Konvektion aufzutauen. Somit kann zeitnah nach einem Kaltstart des Verbrennungsmotors auch bei niedrigen Außentemperaturen eine Einspritzung von Reduktionsmittel erfolgen, um so die Stickoxidemissionen in der Kaltstartphase effizient verringern zu können.The proposed dosing system makes it possible to thaw a small amount of reducing agent, in particular aqueous urea solution, which is stored in the intermediate reducing agent tank, by means of thermal conduction, thermal radiation or convection. In this way, a reducing agent can be injected promptly after a cold start of the internal combustion engine, even at low outside temperatures, in order to be able to efficiently reduce nitrogen oxide emissions in the cold start phase.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Verbesserungen und nicht triviale Weiterentwicklungen des im unabhängigen Anspruch aufgeführten Dosiersystems möglich.The features listed in the dependent claims allow advantageous improvements and non-trivial further developments of the dosing system listed in the independent claim.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Reduktionsmittelzwischenspeicher ein Speichervolumen von mindestens 20 cm3, vorzugsweise von mindestens 50 cm3, aufweist. Das Speichervolumen des Reduktionsmittelzwischentanks sollte hinreichend groß sein, um den Zeitraum zu überbrücken, bis das Reduktionsmittels in dem Reduktionsmitteltank des Dosiersystems aufgetaut ist und die Versorgung des Dosierelements mit dem Reduktionsmittel aus dem Reduktionsmitteltank möglich ist. Dabei hat sich in Abhängigkeit der Heizleistung einer Tankheizung des Reduktionsmitteltanks ein Reduktionsmittelvolumen von mindestens 20 cm3 als vorteilhaft herausgestellt.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the reducing agent intermediate store has a storage volume of at least 20 cm 3 , preferably at least 50 cm 3 . The storage volume of the reducing agent intermediate tank should be large enough to bridge the period until the reducing agent in the reducing agent tank of the metering system has thawed and the metering element can be supplied with the reducing agent from the reducing agent tank. Depending on the heat output of a tank heater of the reducing agent tank, a reducing agent volume of at least 20 cm 3 has proven to be advantageous.

In einer bevorzugtem Ausgestaltung des Reduktionsmittelzwischenspeichers ist vorgesehen, dass der Reduktionsmittelzwischenspeicher ein maximales Speichervolumen von 500 cm3, vorzugsweise von maximal 300 cm3, besonders bevorzugt von maximal 200 cm3 aufweist. Um ein schnelles Auftauen des Reduktionsmittels im Reduktionsmittelzwischenspeicher zu ermöglichen, sollte dieser Reduktionsmittelzwischenspeicher eine maximale Größe nicht überschreiten, um Vorteile gegenüber dem Reduktionsmitteltank bezüglich des Aufheizverhaltens aufzuweisen. Dabei hat sich herausgestellt, dass ab einem Speichervolumen von 500 cm3 das Auftauen des Reduktionsmittels so langsam erfolgt, dass nur noch geringe Vorteile gegenüber dem Reduktionsmitteltank vorhanden sind.In a preferred embodiment of the intermediate reducing agent store, it is provided that the intermediate reducing agent store has a maximum storage volume of 500 cm 3 , preferably a maximum of 300 cm 3 , particularly preferably a maximum of 200 cm 3 . In order to enable rapid thawing of the reducing agent in the reducing agent buffer store, this reducing agent buffer store should not exceed a maximum size in order to have advantages over the reducing agent tank with regard to the heating behavior. It has been found that from a storage volume of 500 cm 3 the thawing of the reducing agent takes place so slowly that there are only minor advantages over the reducing agent tank.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Dosiersystems ist vorgesehen, dass der Reduktionsmittelzwischenspeicher als Druckspeicher ausgeführt ist, wobei der Druckspeicher eine Druckquelle aufweist, welche dazu eingerichtet ist, das im Druckspeicher bevorratete Reduktionsmittel zum Dosierelement zu fördern. Durch einen Druckspeicher kann auf ein zusätzliches Förderelement verzichtet werden, um das Reduktionsmittel nach einem Kaltstart des Verbrennungsmotors zum Dosierelement zu fördern. Zudem wird der Gefrierpunkt des Reduktionsmittels bei einer Speicherung unter Druck abgesenkt, sodass das Reduktionsmittel erst bei tieferen Temperaturen gefriert.According to an advantageous embodiment of the dosing system, it is provided that the reducing agent intermediate store is designed as a pressure store, the pressure store having a pressure source which is set up to deliver the reducing agent stored in the pressure store to the dosing element. A pressure accumulator makes it possible to dispense with an additional delivery element in order to deliver the reducing agent to the dosing element after a cold start of the internal combustion engine. In addition, the freezing point of the reducing agent is lowered when it is stored under pressure, so that the reducing agent only freezes at lower temperatures.

Besonders bevorzugt ist dabei, wenn der Druckspeicher als Gasdruckspeicher ausgeführt ist, wobei der Gasdruckspeicher einen Gasdruckraum und einen Flüssigkeitsspeicher zur Aufnahme des Reduktionsmittels umfasst, welche durch eine Membran voneinander getrennt sind. Durch einen Gasdruckspeicher mit einem Gasdruckraum, einer Membran und einem Flüssigkeitsspeicher kann auf konstruktive, einfache und kostengünstige Art ein Druckspeicher ausgebildet werden, welcher eine Zwischenspeicherung des Reduktionsmittels erlaubt. Durch die Trennung des Gasdruckraums vom Flüssigkeitsspeicher durch eine Membran kann sich die Flüssigkeit beim Gefrieren zudem ausdehnen, ohne den Druckspeicher zu beschädigen.It is particularly preferred if the pressure reservoir is designed as a gas pressure reservoir, the gas pressure reservoir comprising a gas pressure chamber and a liquid reservoir for receiving the reducing agent, which are separated from one another by a membrane. By means of a gas pressure accumulator with a gas pressure space, a membrane and a liquid accumulator, a pressure accumulator can be formed in a constructive, simple and cost-effective manner, which allows the reducing agent to be temporarily stored. By separating the gas pressure chamber from the liquid accumulator by a membrane, the liquid can also expand when it freezes without damaging the pressure accumulator.

Alternativ kann am Reduktionsmittelzwischenspeicher auch ein zusätzliches Förderelement, insbesondere eine Pumpe, angeordnet sein, um das im Reduktionsmittelzwischenspeicher bevorratete Reduktionsmittel zum Dosierelement zu fördern.Alternatively, an additional conveying element, in particular a pump, can also be arranged on the reducing agent buffer store in order to convey the reducing agent stored in the reducing agent buffer store to the dosing element.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Dosiersystems ist vorgesehen, dass der Reduktionsmittelbehälter als flexibler Behälter mit einer in Abhängigkeit von dem im Reduktionsmittelzwischenspeicher gespeicherten Reduktionsmittelvolumen veränderbaren Struktur ausgeführt ist. Dadurch kann sichergestellt werden, dass der Behälter des Reduktionsmittelzwischenspeichers bei einer Befüllung und einem anschließenden Einfrieren des Reduktionsmittels keinen Schaden nimmt. Ferner kann sichergestellt werden, dass das Reduktionsmittel aus dem Behälter gesaugt werden kann, ohne dass ein Förderelement zur Förderung des Reduktionsmittels Luft ansaugt.In an advantageous embodiment of the dosing system, it is provided that the reducing agent container is designed as a flexible container with a structure that can be changed as a function of the reducing agent volume stored in the reducing agent buffer store. It can thereby be ensured that the container of the reducing agent intermediate store is not damaged during filling and subsequent freezing of the reducing agent. Furthermore, it can be ensured that the reducing agent can be sucked out of the container without a conveying element sucking in air for conveying the reducing agent.

Besonders bevorzugt ist dabei, wenn der flexible Behälter aus einem Formgedächtnismaterial hergestellt ist und/oder eine Formgedächtnisstruktur aufweist. Durch ein Formgedächtnismaterial oder eine Formgedächtnisstruktur wird sichergestellt, dass der Behälter nach einer Verformung bei einer entsprechenden Entlastung des Dosiersystems wieder in seine Ausgangsform zurückkehrt.It is particularly preferred if the flexible container is made from a shape-memory material and/or has a shape-memory structure. A shape-memory material or a shape-memory structure ensures that the container returns to its original shape after deformation when the dosing system is correspondingly relieved.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Reduktionsmittelzwischenspeicher über eine Verbindungsleitung mit der Reduktionsmittelleitung verbunden ist, wobei die Verbindungsleitung an einer Verzweigung stromabwärts der Reduktionsmittelförderpumpe und stromaufwärts des Dosierelements in die Reduktionsmittelleitung mündet. Durch die Verzweigung weist der Reduktionsmittelzwischenspeicher nur eine Anschlussöffnung auf, wodurch die Abdichtung des Reduktionsmittelzwischenspeichers erleichtert wird. Zudem wird bei der Konstruktion des Abgasnachbehandlungssystem ein zusätzlicher Freiheitsgrad gewonnen, da durch die Verbindungsleitung eine Anordnung des Reduktionsmittelzwischenspeichers nahe einem heißen Bauteil vereinfacht wird.In a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the reducing agent buffer store is connected to the reducing agent line via a connecting line, the connecting line opening into the reducing agent line at a branch downstream of the reducing agent feed pump and upstream of the dosing element. Due to the branching, the reducing agent buffer store has only one connection opening, as a result of which the sealing of the reducing agent buffer is facilitated. In addition, an additional degree of freedom is gained in the design of the exhaust gas aftertreatment system, since the connecting line simplifies the arrangement of the reducing agent buffer store near a hot component.

Ein weiterer Teilaspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dosierung eines Reduktionsmittels in die Abgasanlage eines Verbrennungsmotors mit einem solchen Dosiersystem, welches folgende Schritte umfasst:

  • - Start des Verbrennungsmotors,
  • - Aufheizen der Abgasanlage und zumindest indirektes Auftauen des Reduktionsmittels im Reduktionsmittelzwischenspeichers und in der Reduktionsmittelleitung zwischen dem Reduktionsmittelzwischenspeicher und dem Dosierelement
  • - Betreiben des Dosiersystems in einem ersten Betriebszustand, wobei eine Eindosierung des im Reduktionsmittelzwischenspeicher bevorrateten Reduktionsmittels in die Abgasanlage des Verbrennungsmotors erfolgt und parallel das Reduktionsmittel im Reduktionsmitteltank aufgeheizt wird, und
  • - Betreiben des Dosiersystems in einem zweiten Betriebszustand, wobei eine Eindosierung des im Reduktionsmitteltank bevorrateten Reduktionsmittels in die Abgasanlage erfolgt.
Another aspect of the invention relates to a method for metering a reducing agent into the exhaust system of an internal combustion engine with such a metering system, which comprises the following steps:
  • - starting the internal combustion engine,
  • - Heating of the exhaust system and at least indirect thawing of the reducing agent in the reducing agent buffer store and in the reducing agent line between the reducing agent buffer store and the dosing element
  • - Operating the dosing system in a first operating state, wherein the reducing agent stored in the reducing agent intermediate store is metered into the exhaust system of the internal combustion engine and the reducing agent in the reducing agent tank is heated in parallel, and
  • - Operating the dosing system in a second operating state, wherein the reducing agent stored in the reducing agent tank is metered into the exhaust system.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, eine kleine Menge an Reduktionsmittel unmittelbar nach einem Kaltstart des Verbrennungsmotors bereitzustellen und somit den Zeitraum zu überbrücken, bis das Reduktionsmittel im Reduktionsmitteltank soweit aufgetaut ist, dass eine kontinuierliche Versorgung des Dosierelements aus dem Reduktionsmitteltank gewährleistet ist. Somit können die Zeit vom Kaltstart bis zur Betriebsbereitschaft des Dosiersystems verkürzt und die Stickoxidemissionen verringert werden.The method according to the invention makes it possible to provide a small amount of reducing agent immediately after a cold start of the internal combustion engine and thus to bridge the period until the reducing agent in the reducing agent tank has thawed to such an extent that a continuous supply of the dosing element from the reducing agent tank is ensured. This means that the time from a cold start to when the dosing system is ready for operation can be shortened and nitrogen oxide emissions reduced.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Reduktionsmittelzwischenspeicher nach dem Auftauen des Reduktionsmittels im Reduktionsmitteltank und in der Reduktionsmittelförderpumpe mit Reduktionsmittel befüllt wird. In an advantageous embodiment of the method, it is provided that the reducing agent buffer store is filled with reducing agent after the reducing agent in the reducing agent tank and in the reducing agent feed pump has thawed.

Dadurch kann sichergestellt werden, dass der Reduktionsmittelzwischenspeicher bei einem Neustart des Verbrennungsmotors hinreichend mit Reduktionsmittel befüllt ist und in einer Kaltstartphase die Versorgung des Dosierelements mit flüssigem Reduktionsmittel aus dem Reduktionsmittelzwischenspeicher erfolgen kann.It can thereby be ensured that the reducing agent buffer store is sufficiently filled with reducing agent when the internal combustion engine is restarted and that the dosing element can be supplied with liquid reducing agent from the reducing agent buffer store in a cold start phase.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Reduktionsmittelzwischenspeicher bei einem Abschaltwunsch des Verbrennungsmotors mit Reduktionsmittel befüllt wird. Bei einem Abschaltwunsch wird in der Regel das Reduktionsmittel aus dem Dosierelement zurück in den Reduktionsmitteltank gefördert, um eine Beschädigung des Dosierelements durch gefrierendes Reduktionsmittel zu verhindern. Alternativ kann der Reduktionsmittelzwischenspeicher auch jederzeit nach dem Auftauen des Reduktionsmittels im Reduktionsmitteltank wieder mit Reduktionsmittel befüllt werden, um bei einem nachfolgenden Kaltstart hinreichend mit Reduktionsmittel befüllt zu sein.In a further advantageous refinement of the method, it is provided that the reducing agent buffer store is filled with reducing agent when the internal combustion engine is requested to be switched off. When a switch-off request is made, the reducing agent is generally pumped out of the dosing element back into the reducing agent tank in order to prevent the dosing element from being damaged by freezing reducing agent. Alternatively, the reducing agent intermediate store can also be refilled with reducing agent at any time after the reducing agent in the reducing agent tank has thawed, in order to be sufficiently filled with reducing agent during a subsequent cold start.

Ein weiterer Teilaspekt der Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit mindestens einem Brennraum, wobei ein Auslass des Verbrennungsmotors mit einer Abgasanlage verbunden ist. Dabei sind in der Abgasanlage mindestens ein Oxidationskatalysator und eine dem Oxidationskatalysator in Strömungsrichtung eines Abgasstroms des Verbrennungsmotors nachfolgende Abgasnachbehandlungskomponente zur selektiven, katalytischen Reduktion von Stickoxiden angeordnet. Der Verbrennungsmotor umfasst ferner ein Dosiersystem zur Eindosierung eines Reduktionsmittels in eine Abgasanlage eines Verbrennungsmotors, umfassend einen Reduktionsmitteltank zur Bevorratung des Reduktionsmittels, eine Reduktionsmittelförderpumpe zur Förderung des Reduktionsmittels aus dem Reduktionsmitteltank zu einem Dosierelement und eine Reduktionsmittelleitung, welche einen Auslass des Reduktionsmittelstanks mit dem Dosierelement verbindet. Dabei ist vorgesehen, dass in Förderrichtung des Reduktionsmittels stromabwärts des Auslasses und stromaufwärts des Dosierelements ein Reduktionsmittelzwischenspeicher angeordnet ist. Der Reduktionsmittelzwischenspeicher ist durch ein sich nach einem Kaltstart des Verbrennungsmotors schnell erwärmendes Bauteil des Verbrennungsmotors oder der Abgasanlage zumindest mittelbar beheizt.A further partial aspect of the invention relates to an internal combustion engine with at least one combustion chamber, with an outlet of the internal combustion engine being connected to an exhaust system. At least one oxidation catalytic converter and one exhaust gas aftertreatment component downstream of the oxidation catalytic converter in the flow direction of an exhaust gas stream of the internal combustion engine are arranged in the exhaust system for the selective, catalytic reduction of nitrogen oxides. The internal combustion engine also includes a metering system for metering a reducing agent into an exhaust system of an internal combustion engine, comprising a reducing agent tank for storing the reducing agent, a reducing agent feed pump for conveying the reducing agent from the reducing agent tank to a metering element, and a reducing agent line, which connects an outlet of the reducing agent tank to the metering element. In this case, it is provided that a reducing agent buffer store is arranged downstream of the outlet and upstream of the dosing element in the conveying direction of the reducing agent. The reducing agent buffer store is at least indirectly heated by a component of the internal combustion engine or the exhaust system that heats up quickly after a cold start of the internal combustion engine.

Ein solcher Verbrennungsmotor ermöglich bei einem Kaltstart bei kalten Umgebungstemperaturen, insbesondere bei Temperaturen unterhalb von -5 °C, eine deutliche Verringerung der Stickoxidemissionen, da das Dosiersystem unmittelbar nach einem Kaltstart einsatzbereit ist und mit Erreichen der Light-Off-Temperatur der Abgasnachbehandlungskomponente zur selektiven, katalytischen Reduktion ein hinreichende Menge an Reduktionsmittel bereitstellen kann, bis eine Versorgung des Dosierelements durch das im Reduktionsmitteltank bevorratete und aufgetaute Reduktionsmittel erfolgen kann.Such an internal combustion engine enables a significant reduction in nitrogen oxide emissions during a cold start at cold ambient temperatures, in particular at temperatures below -5 °C, since the dosing system is ready for use immediately after a cold start and when the light-off temperature of the exhaust gas aftertreatment component is reached for selective, catalytic reduction can provide a sufficient quantity of reducing agent until the dosing element can be supplied by the reducing agent stored and thawed in the reducing agent tank.

Bevorzugt ist dabei, wenn das sich nach dem Kaltstart des Verbrennungsmotors schnell erwärmende Bauteil ein Motorblock oder Zylinderkopf des Verbrennungsmotors, ein Abgaskrümmer, eine Turbine eines Abgasturboladers, eine Abgasnachbehandlungskomponente oder ein Starter-Generator, insbesondere ein Riemen-Starter-Generator, ist. Die aufgeführten Bauteile erwärmen sich nach einem Kaltstart des Verbrennungsmotors vergleichsweise schnell, sodass die Wärme dieser Bauteile durch Wärmeleitung, Wärmestrahlung und/oder Konvektion auf den Reduktionsmittelzwischenspeicher übertragen werden kann. Somit kann das im Reduktionsmittelzwischenspeicher eingelagerte Reduktionsmittel vergleichsweise schnell aufgetaut und dem Dosierelement zugeführt werden.It is preferred if the component that heats up quickly after a cold start of the internal combustion engine is an engine block or cylinder head of the Internal combustion engine, an exhaust manifold, a turbine of an exhaust gas turbocharger, an exhaust gas aftertreatment component or a starter generator, in particular a belt starter generator. The listed components heat up comparatively quickly after a cold start of the internal combustion engine, so that the heat from these components can be transferred to the reducing agent buffer store by thermal conduction, thermal radiation and/or convection. The reducing agent stored in the reducing agent buffer store can thus be thawed comparatively quickly and fed to the dosing element.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verbrennungsmotors ist vorgesehen, dass an der Abgasanlage ein elektrisches Heizelement oder ein Abgasbrenner zum Aufheizen mindestens einer Abgasnachbehandlungskomponente angeordnet ist, wobei die durch das elektrische Heizelement oder den Abgasbrenner in die Abgasanlage eingebrachte Wärme zumindest mittelbar auf den Reduktionsmittelzwischenspeicher übertragen wird, um das im Reduktionsmittelzwischenspeicher bevorratete Reduktionsmittel zu verflüssigen oder die Viskosität des Reduktionsmittels zu verringern. Durch ein elektrisches Heizelement für eine Abgasnachbehandlungskomponente oder durch einen Abgasbrenner wird eine hohe Energiemenge in die Abgasanlage eingetragen, um die Abgasnachbehandlungskomponente möglichst zeitnah nach einem Kaltstart auf ihre jeweilige Betriebstemperatur aufzuheizen. Wird diese Wärme zumindest mittelbar auf den Reduktionsmittelzwischenspeicher übertragen, so kann dieser durch das elektrische Heizelement oder den Abgasbrenner beheizt werden und ein schnelles Auftauen des Reduktionsmittels sichergestellt werden.In an advantageous embodiment of the internal combustion engine, it is provided that an electric heating element or an exhaust gas burner for heating up at least one exhaust gas aftertreatment component is arranged on the exhaust system, with the heat introduced into the exhaust system by the electric heating element or the exhaust gas burner being transferred at least indirectly to the reducing agent buffer store in order to to liquefy the reducing agent stored in the reducing agent buffer store or to reduce the viscosity of the reducing agent. A large amount of energy is introduced into the exhaust system by an electric heating element for an exhaust gas aftertreatment component or by an exhaust gas burner in order to heat the exhaust gas aftertreatment component to its respective operating temperature as soon as possible after a cold start. If this heat is transferred at least indirectly to the reducing agent buffer store, then this can be heated by the electrical heating element or the exhaust gas burner and rapid thawing of the reducing agent can be ensured.

Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.Unless stated otherwise in the individual case, the various embodiments of the invention mentioned in this application can advantageously be combined with one another.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Gleiche Bauteile oder Bauteile mit gleicher Funktion sind dabei in den unterschiedlichen Figuren mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet. Es zeigen:

  • 1 ein erstes Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Dosiersystem zur Eindosierung eines Reduktionsmittels in eine Abgasanlage eines Verbrennungsmotors;
  • 2 ein zweites Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Dosiersystem zur Eindosierung von Reduktionsmittel;
  • 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Dosiersystem zur Eindosierung von Reduktionsmittel in die Abgasanlage eines Verbrennungsmotors;
  • 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Dosiersystem zur Einbringung von wässriger Harnstofflösung für eine selektive, katalytische Reduktion in eine Abgasanlage eines Verbrennungsmotors;
  • 5 ein Phasendiagramm einer wässrigen Harnstofflösung mit 32,5% Harnstoffanteil; und
  • 6 einen Verbrennungsmotor mit einer Abgasanlage, wobei ein erfindungsgemäßes Dosiersystem vorgesehen ist, um Reduktionsmittel in die Abgasanlage einzubringen.
The invention is explained below in exemplary embodiments with reference to the associated drawings. Identical components or components with the same function are identified in the different figures with the same reference numbers. Show it:
  • 1 a first exemplary embodiment of a metering system according to the invention for metering a reducing agent into an exhaust system of an internal combustion engine;
  • 2 a second exemplary embodiment of a metering system according to the invention for metering in reducing agent;
  • 3 a further exemplary embodiment of a dosing system according to the invention for dosing reducing agent into the exhaust system of an internal combustion engine;
  • 4 a further exemplary embodiment of a dosing system according to the invention for introducing aqueous urea solution for a selective, catalytic reduction into an exhaust system of an internal combustion engine;
  • 5 a phase diagram of an aqueous urea solution with 32.5% urea content; and
  • 6 an internal combustion engine with an exhaust system, a dosing system according to the invention being provided in order to introduce reducing agents into the exhaust system.

1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Dosiersystems 40 zur Eindosierung eines Reduktionsmittels 86 in eine Abgasanlage 20 eines Verbrennungsmotors. Das Dosiersystem 40 umfasst einen Reduktionsmitteltank 42 zur Bevorratung des Reduktionsmittels 86, eine Reduktionsmittelförderpumpe 44 zur Förderung des Reduktionsmittels 86 aus dem Reduktionsmitteltank 42 zu einem Dosierelement 48 und eine Reduktionsmittelleitung 46, welche einen Auslass 50 des Reduktionsmittelstanks 42 mit dem Dosierelement 48 verbindet. In Förderrichtung des Reduktionsmittels 86 ist stromabwärts des Auslasses 50 des Reduktionsmitteltanks 42 und stromaufwärts des Dosierelements 48 ein Reduktionsmittelzwischenspeicher 52 angeordnet. Dabei ist der Reduktionsmittelzwischenspeicher 52 in unmittelbarer Nähe des Dosierelements 48 angeordnet. Die Reduktionsmittelförderpumpe 44 ist vorzugsweise als elektrisch angetriebene Pumpe ausgeführt und im Reduktionsmitteltank 42 angeordnet, sodass die Abwärme der Reduktionsmittelförderpumpe 44 dazu genutzt werden kann, das Reduktionsmittel 86 im Reduktionsmitteltank 42 zu erwärmen. Durch die Reduktionsmittelförderpumpe 44 wird das Reduktionsmittel 86 aus dem Reduktionsmitteltank 42 oder dem Reduktionsmittelzwischenspeicher 52 zum Dosierelement 48 gefördert, um mittels des Dosierelements 48 in die Abgasanlage 20 eindosiert werden zu können. 1 shows a preferred embodiment of a metering system 40 for metering a reducing agent 86 into an exhaust system 20 of an internal combustion engine. Metering system 40 includes a reducing agent tank 42 for storing reducing agent 86, a reducing agent feed pump 44 for feeding reducing agent 86 from reducing agent tank 42 to a metering element 48, and a reducing agent line 46, which connects an outlet 50 of reducing agent tank 42 to metering element 48. A reducing agent buffer store 52 is arranged downstream of the outlet 50 of the reducing agent tank 42 and upstream of the dosing element 48 in the conveying direction of the reducing agent 86 . In this case, the reducing agent buffer store 52 is arranged in the immediate vicinity of the dosing element 48 . The reducing agent feed pump 44 is preferably designed as an electrically driven pump and is arranged in the reducing agent tank 42 so that the waste heat from the reducing agent feed pump 44 can be used to heat the reducing agent 86 in the reducing agent tank 42 . The reducing agent feed pump 44 feeds the reducing agent 86 from the reducing agent tank 42 or the reducing agent buffer store 52 to the metering element 48 in order to be able to be metered into the exhaust system 20 by means of the metering element 48 .

Die Abgasanlage 20 umfasst einen Abgaskanal 22, in welchem eine Turbine 26 eines Abgasturboladers 24, stromabwärts der Turbine 26 des Abgasturboladers 24 ein Oxidationskatalysator 28 und stromaufwärts des Oxidationskatalysator 28 zumindest eine Abgasnachbehandlungskomponente 30 zur selektiven, katalytischen Reduktion von Stickoxiden angeordnet sind. Die Abgasnachbehandlungskomponente 30 zur selektiven, katalytischen Reduktion von Stickoxiden ist vorzugsweise als Partikelfilter 34 mit SCR-Beschichtung ausgeführt. Alternativ kann die Abgasnachbehandlungskomponente 30 auch als SCR-Katalysator 32 ausgeführt sein. Das Dosierelement 48 ist stromabwärts des Oxidationskatalysators 28 und stromaufwärts der Abgasnachbehandlungskomponente 30 zur selektiven, katalytischen Reduktion von Stickoxiden angeordnet. Stromabwärts des Dosierelements 48 und stromaufwärts der Abgasnachbehandlungskomponente 30 zur selektiven, katalytischen Reduktion von Stickoxiden ist ein Abgasmischer 38 angeordnet, um das Reduktionsmittel 86 vor Eintritt in die Abgasnachbehandlungskomponente 30 mit dem Abgasstrom des Verbrennungsmotors zu vermischen. Stromabwärts der Abgasnachbehandlungskomponente 30 ist am Abgaskanal 22 eine Verzweigung 36 ausgebildet, an welcher eine Abgasrückführungsleitung 72 einer Niederdruckabgasrückführung 70 aus dem Abgaskanal 22 der Abgasanlage abzweigt.The exhaust system 20 comprises an exhaust gas duct 22, in which a turbine 26 of an exhaust gas turbocharger 24, downstream of the turbine 26 of the exhaust gas turbocharger 24 an oxidation catalytic converter 28 and upstream of the oxidation catalytic converter 28 at least one exhaust gas aftertreatment component 30 for the selective, catalytic reduction of nitrogen oxides are arranged. The exhaust gas aftertreatment component 30 for the selective, catalytic reduction of nitrogen oxides is preferably designed as a particle filter 34 with an SCR coating. Alternatively, the exhaust gas aftertreatment component 30 can also be designed as an SCR catalytic converter 32 . The dosing element 48 is arranged downstream of the oxidation catalytic converter 28 and upstream of the exhaust gas aftertreatment component 30 for the selective, catalytic reduction of nitrogen oxides. An exhaust gas mixer 38 is arranged downstream of the dosing element 48 and upstream of the exhaust gas aftertreatment component 30 for the selective, catalytic reduction of nitrogen oxides in order to mix the reducing agent 86 with the exhaust gas flow of the internal combustion engine before it enters the exhaust gas aftertreatment component 30 . A branch 36 is formed on the exhaust gas duct 22 downstream of the exhaust gas aftertreatment component 30, at which branch an exhaust gas recirculation line 72 of a low-pressure exhaust gas recirculation system 70 branches off from the exhaust gas duct 22 of the exhaust system.

2 zeigt ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Dosiersystems 40 zur Eindosierung eines Reduktionsmittels 86 in eine Abgasanlage 20 eines Verbrennungsmotors. Das Dosiersystem 40 umfasst einen Reduktionsmitteltank 42 zur Bevorratung des Reduktionsmittels 86, eine Reduktionsmittelförderpumpe 44 zur Förderung des Reduktionsmittels 86 aus dem Reduktionsmitteltank 42 zu einem Dosierelement 48 und eine Reduktionsmittelleitung 46, welche einen Auslass 50 des Reduktionsmittelstanks 42 mit dem Dosierelement 48 verbindet. In Förderrichtung des Reduktionsmittels 86 ist stromabwärts des Auslasses 50 des Reduktionsmitteltanks 42 und stromaufwärts des Dosierelements 48 ein Reduktionsmittelzwischenspeicher 52 angeordnet. Dabei ist der Reduktionsmittelzwischenspeicher 52 stromabwärts des Auslasses 50 und stromaufwärts der Reduktionsmittelförderpumpe 44 in der Reduktionsmittelleitung 46 angeordnet. Der Reduktionsmittelzwischenspeicher 52 weist in diesem Ausführungsbeispiel einen flexiblen Behälter 66 mit einer Formgedächtnisstruktur 68 auf. Dabei ist der Reduktionsmittelzwischenspeicher in einer Art und Weise ausgeführt, dass er sich bei einer Entnahme des Reduktionsmittels 86 durch die Reduktionsmittelförderpumpe 44 und gleichzeitig eingefrorener Reduktionsmittelleitung 46 stromaufwärts des Reduktionsmittelzwischenspeichers 52 derart verformt, dass der Behälter nachgibt und sich das vom Behälter umschlossene Volumen reduziert. Sobald die Reduktionsmittelleitung 46 vollständig aufgetaut ist, dehnt sich der Reduktionsmittelzwischenspeicher 52 wieder auf seine Ursprungsform aus und füllt sich mit Reduktionsmittel 86 aus dem Reduktionsmitteltank 42. Die Reduktionsmittelförderpumpe 44 ist stromabwärts des Reduktionsmittelzwischenspeichers 52 und stromaufwärts des Dosierelements 48 angeordnet. Durch die Reduktionsmittelförderpumpe 44 wird das Reduktionsmittel 86 aus dem Reduktionsmitteltank 42 oder dem Reduktionsmittelzwischenspeicher 52 zum Dosierelement 48 gefördert, um mittels des Dosierelements 48 in die Abgasanlage 20 eindosiert werden zu können. 2 shows another preferred embodiment of a metering system 40 for metering a reducing agent 86 into an exhaust system 20 of an internal combustion engine. Metering system 40 includes a reducing agent tank 42 for storing reducing agent 86, a reducing agent feed pump 44 for feeding reducing agent 86 from reducing agent tank 42 to a metering element 48, and a reducing agent line 46, which connects an outlet 50 of reducing agent tank 42 to metering element 48. A reducing agent buffer store 52 is arranged downstream of the outlet 50 of the reducing agent tank 42 and upstream of the dosing element 48 in the conveying direction of the reducing agent 86 . In this case, the reducing agent buffer store 52 is arranged downstream of the outlet 50 and upstream of the reducing agent feed pump 44 in the reducing agent line 46 . In this exemplary embodiment, the reducing agent buffer store 52 has a flexible container 66 with a shape memory structure 68 . The reducing agent buffer store is designed in such a way that when the reducing agent 86 is removed by the reducing agent feed pump 44 and at the same time the reducing agent line 46 is frozen upstream of the reducing agent buffer store 52, it deforms in such a way that the container yields and the volume enclosed by the container is reduced. As soon as the reducing agent line 46 has completely thawed, the reducing agent buffer store 52 expands back to its original shape and fills with reducing agent 86 from the reducing agent tank 42. The reducing agent feed pump 44 is arranged downstream of the reducing agent buffer store 52 and upstream of the dosing element 48. The reducing agent feed pump 44 feeds the reducing agent 86 from the reducing agent tank 42 or the reducing agent buffer store 52 to the metering element 48 in order to be able to be metered into the exhaust system 20 by means of the metering element 48 .

3 zeigt ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Dosiersystems 40 zur Eindosierung eines Reduktionsmittels 86 in eine Abgasanlage 20 eines Verbrennungsmotors. Das Dosiersystem 40 umfasst einen Reduktionsmitteltank 42 zur Bevorratung des Reduktionsmittels 86, eine Reduktionsmittelförderpumpe 44 zur Förderung des Reduktionsmittels 86 aus dem Reduktionsmitteltank 42 zu einem Dosierelement 48 und eine Reduktionsmittelleitung 46, welche einen Auslass 50 des Reduktionsmittelstanks 42 mit dem Dosierelement 48 verbindet. In Förderrichtung des Reduktionsmittels 86 ist stromabwärts des Auslasses 50 des Reduktionsmitteltanks 42 und stromaufwärts des Dosierelements 48 ein Reduktionsmittelzwischenspeicher 52 angeordnet. Dabei weist die Reduktionsmittelleitung 46 eine Verzweigung 54 auf, an welcher eine Verbindungsleitung 56, welche den Reduktionsmittelzwischenspeicher 52 mit der Reduktionsmittelleitung 46 verbindet, in die Reduktionsmittelleitung 46 mündet. Der Reduktionsmittelzwischenspeicher 52 ist in dieser Ausführungsform vorzugsweise als Druckspeicher 58 ausgeführt, welcher mittels einer Druckquelle 88 mit einem Druck beaufschlagt, welcher höher als der Druck in der Reduktionsmittelleitung 46 ist. Alternativ zu einem Druckspeicher kann auch ein weiteres Förderelement, insbesondere eine weitere Pumpe vorgesehen sein, welche das im Reduktionsmittelzwischenspeicher 52 bevorratete Reduktionsmittel zum Dosierelement 48 fördert. Die Reduktionsmittelförderpumpe 44 ist vorzugsweise als elektrisch angetriebene Pumpe ausgeführt und im Reduktionsmitteltank 42 angeordnet, sodass die Abwärme der Reduktionsmittelförderpumpe 44 dazu genutzt werden kann, das Reduktionsmittel 86 im Reduktionsmitteltank 42 zu erwärmen. Durch die Reduktionsmittelförderpumpe 44 wird das Reduktionsmittel 86 aus dem Reduktionsmitteltank 42 zum Dosierelement 48 gefördert, um mittels des Dosierelements 48 in die Abgasanlage 20 eindosiert werden zu können. 3 shows another preferred embodiment of a metering system 40 for metering a reducing agent 86 into an exhaust system 20 of an internal combustion engine. Metering system 40 includes a reducing agent tank 42 for storing reducing agent 86, a reducing agent feed pump 44 for feeding reducing agent 86 from reducing agent tank 42 to a metering element 48, and a reducing agent line 46, which connects an outlet 50 of reducing agent tank 42 to metering element 48. A reducing agent buffer store 52 is arranged downstream of the outlet 50 of the reducing agent tank 42 and upstream of the dosing element 48 in the conveying direction of the reducing agent 86 . The reducing agent line 46 has a branch 54 at which a connecting line 56 which connects the reducing agent buffer store 52 to the reducing agent line 46 opens into the reducing agent line 46 . In this embodiment, the reducing agent buffer store 52 is preferably embodied as a pressure store 58 which, by means of a pressure source 88 , is subjected to a pressure which is higher than the pressure in the reducing agent line 46 . As an alternative to a pressure accumulator, a further conveying element, in particular a further pump, can also be provided, which conveys the reducing agent stored in the intermediate reducing agent store 52 to the dosing element 48 . The reducing agent feed pump 44 is preferably designed as an electrically driven pump and is arranged in the reducing agent tank 42 so that the waste heat from the reducing agent feed pump 44 can be used to heat the reducing agent 86 in the reducing agent tank 42 . The reducing agent 86 is conveyed from the reducing agent tank 42 to the metering element 48 by the reducing agent feed pump 44 in order to be able to be metered into the exhaust system 20 by means of the metering element 48 .

4 zeigt ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Dosiersystems 40 zur Eindosierung eines Reduktionsmittels 86 in eine Abgasanlage 20 eines Verbrennungsmotors. Das Dosiersystem 40 umfasst einen Reduktionsmitteltank 42 zur Bevorratung des Reduktionsmittels 86, eine Reduktionsmittelförderpumpe 44 zur Förderung des Reduktionsmittels 86 aus dem Reduktionsmitteltank 42 zu einem Dosierelement 48 und eine Reduktionsmittelleitung 46, welche einen Auslass 50 des Reduktionsmittelstanks 42 mit dem Dosierelement 48 verbindet. In Förderrichtung des Reduktionsmittels 86 ist stromabwärts des Auslasses 50 des Reduktionsmitteltanks 42 und stromaufwärts des Dosierelements 48 ein Reduktionsmittelzwischenspeicher 52 angeordnet. Dabei weist die Reduktionsmittelleitung 46 eine Verzweigung 54 auf, an welcher eine Verbindungsleitung 56, welche den Reduktionsmittelzwischenspeicher 52 mit der Reduktionsmittelleitung 46 verbindet, in die Reduktionsmittelleitung 46 mündet. Der Reduktionsmittelzwischenspeicher 52 ist in dieser Ausführungsform als Gasdruckspeicher 60 ausgeführt, welcher einen Gasdruckraum 98 und einen Flüssigkeitsspeicher 64 zur Aufnahme des Reduktionsmittels 86 umfasst, welche durch eine Membran 62 voneinander getrennt sind. 4 shows another preferred embodiment of a metering system 40 for metering a reducing agent 86 into an exhaust system 20 of an internal combustion engine. Metering system 40 includes a reducing agent tank 42 for storing reducing agent 86, a reducing agent feed pump 44 for feeding reducing agent 86 from reducing agent tank 42 to a metering element 48, and a reducing agent line 46, which connects an outlet 50 of reducing agent tank 42 to metering element 48. In the conveying direction of the reducing agent 86 downstream of the outlet 50 of the reducing agent tank 42 and upstream of the dosing element 48 there is a reducing agent in between memory 52 arranged. The reducing agent line 46 has a branch 54 at which a connecting line 56 which connects the reducing agent buffer store 52 to the reducing agent line 46 opens into the reducing agent line 46 . In this embodiment, the reducing agent buffer store 52 is designed as a gas pressure store 60 which comprises a gas pressure chamber 98 and a liquid store 64 for receiving the reducing agent 86, which are separated from one another by a membrane 62.

Die Reduktionsmittelförderpumpe 44 ist vorzugsweise als elektrisch angetriebene Pumpe ausgeführt und im Reduktionsmitteltank 42 angeordnet, sodass die Abwärme der Reduktionsmittelförderpumpe 44 dazu genutzt werden kann, das Reduktionsmittel 86 im Reduktionsmitteltank 42 zu erwärmen. Durch die Reduktionsmittelförderpumpe 44 wird das Reduktionsmittel 86 aus dem Reduktionsmitteltank 42 zum Dosierelement 48 gefördert, um mittels des Dosierelements 48 in die Abgasanlage 20 eindosiert werden zu können.The reducing agent feed pump 44 is preferably designed as an electrically driven pump and is arranged in the reducing agent tank 42 so that the waste heat from the reducing agent feed pump 44 can be used to heat the reducing agent 86 in the reducing agent tank 42 . The reducing agent 86 is conveyed from the reducing agent tank 42 to the metering element 48 by the reducing agent feed pump 44 in order to be able to be metered into the exhaust system 20 by means of the metering element 48 .

Der Gasdrucktank 60 wird im Normalbetrieb, also wenn das im Reduktionsmitteltank 42 bevorratete Reduktionsmittel 86 aufgetaut ist, mit Reduktionsmittel 86 befüllt, bis der Gasdruck im Gasdruckraum 98 dem Förderdruck der Reduktionsmittelförderpumpe 44 entspricht. Dabei muss der Flüssigkeitsspeicher 64 des Gasdruckspeichers 60 hinreichend groß dimensioniert werden, um eine definierte Mindestmenge an Reduktionsmittel 86 mit einem für die Dosierung hinreichenden Druck zu bevorraten.In normal operation, ie when the reducing agent 86 stored in the reducing agent tank 42 has thawed, the gas pressure tank 60 is filled with reducing agent 86 until the gas pressure in the gas pressure chamber 98 corresponds to the delivery pressure of the reducing agent delivery pump 44 . In this case, the liquid reservoir 64 of the gas pressure reservoir 60 must be dimensioned sufficiently large in order to store a defined minimum quantity of reducing agent 86 at a pressure sufficient for dosing.

In 5 ist ein Phasendiagramm einer wässrigen Harnstofflösung mit 32,5% Harnstoffanteil dargestellt. Dabei entspricht Phase I einem Bereich, in dem die Harnstofflösung in Form von Eis und Kristallen vorliegt. Phase II ist der Bereich, in dem die Harnstofflösung in Form von Eis und flüssiger Lösung vorliegt. Phase III ist der Bereich, in dem die Harnstofflösung vollständig als flüssige Lösung vorliegt. Phase IV ist der Bereich, in dem die Harnstofflösung in Form von flüssiger Lösung und Kristallen vorliegt. Ferner sind in dem Phasendiagramm die Soliduslinie S, die Liquiduslinie L, sowie das Eutektikum E eingezeichnet. Ferner ist durch die Punkte 1 und 2 dargestellt, wie sich die Lage des Eutektikums und der vier Phasen I - IV bei einer Erhöhung des Harnstoffgehalts von 32,5% (Punkt 1) auf 38% (Punkt 2) verändert.In 5 a phase diagram of an aqueous urea solution with 32.5% urea content is shown. Phase I corresponds to an area in which the urea solution is present in the form of ice and crystals. Phase II is the area where the urea solution is in the form of ice and liquid solution. Phase III is the area in which the urea solution is completely in the form of a liquid solution. Phase IV is the area where the urea solution is in the form of liquid solution and crystals. Furthermore, the solidus line S, the liquidus line L and the eutectic E are drawn in the phase diagram. Points 1 and 2 also show how the position of the eutectic and the four phases I - IV change when the urea content increases from 32.5% (point 1) to 38% (point 2).

In 6 ist ein Verbrennungsmotor 10 mit mehreren Brennräumen 12 dargestellt, wobei an jedem Brennraum 12 ein Kraftstoffinjektor 14 zur Einspritzung von Kraftstoff in den jeweiligen Brennraum 12 angeordnet ist. Der Verbrennungsmotor 10 weist einen Einlass 16 auf, mit welchem der Verbrennungsmotor 10 mit einem nicht dargestellten Luftversorgungssystem verbindbar ist. Der Verbrennungsmotor 10 weist ferner einen Auslass 18 auf, mit welchem der Verbrennungsmotor 10 mit einer Abgasanlage 20 verbindbar ist. Der Verbrennungsmotor 10 weist einen Motorblock und einen Zylinderkopf 82 auf. Der Verbrennungsmotor 10 ist über einen Riemen 76 mit einem Riemen-Starter-Generator 74 verbunden. Ferner ist der Verbrennungsmotors 10 mit einem Getriebe 78 verbunden. Zur Kraftstoffversorgung der Kraftstoffinjektoren 14 sind eine Kraftstoffhochdruckpumpe und ein Kraftstoffhochdruckspeicher 84 vorgesehen, welcher durch die Kraftstoffhochdruckpumpe 116 mit Kraftstoff versorgt wird.In 6 an internal combustion engine 10 with a plurality of combustion chambers 12 is shown, a fuel injector 14 for injecting fuel into the respective combustion chamber 12 being arranged on each combustion chamber 12 . The internal combustion engine 10 has an inlet 16 with which the internal combustion engine 10 can be connected to an air supply system (not shown). The internal combustion engine 10 also has an outlet 18 with which the internal combustion engine 10 can be connected to an exhaust system 20 . The internal combustion engine 10 has an engine block and a cylinder head 82 . The internal combustion engine 10 is connected to a belt alternator starter 74 via a belt 76 . Furthermore, the internal combustion engine 10 is connected to a transmission 78 . A high-pressure fuel pump and a high-pressure fuel reservoir 84 are provided for supplying fuel to the fuel injectors 14 , which is supplied with fuel by the high-pressure fuel pump 116 .

Die Abgasanlage 20 umfasst einen Abgaskrümmer 80, welcher die Abgase mehrerer Brennräume 12 einem gemeinsamen Abgaskanal 22 zuführt. In dem Abgaskanal 22 sind stromabwärts des Abgaskrümmers 80 eine Turbine 24 eines Abgasturbolader 26, stromabwärts der Turbine 26 des Abgasturboladers 24 ein Oxidationskatalysator 28 und stromaufwärts des Oxidationskatalysator 28 zumindest eine Abgasnachbehandlungskomponente 30 zur selektiven, katalytischen Reduktion von Stickoxiden angeordnet. Die Abgasnachbehandlungskomponente 30 zur selektiven, katalytischen Reduktion von Stickoxiden ist vorzugsweise als Partikelfilter 34 mit SCR-Beschichtung ausgeführt. Alternativ kann die Abgasnachbehandlungskomponente 30 auch als SCR-Katalysator 32 ausgeführt sein. Das Dosierelement 48 ist stromabwärts des Oxidationskatalysators 28 und stromaufwärts der Abgasnachbehandlungskomponente 30 zur selektiven, katalytischen Reduktion von Stickoxiden angeordnet. Stromabwärts des Dosierelements 48 und stromaufwärts der Abgasnachbehandlungskomponente 30 zur selektiven, katalytischen Reduktion von Stickoxiden ist ein Abgasmischer 38 angeordnet, um das Reduktionsmittel 86 vor Eintritt in die Abgasnachbehandlungskomponente 30 mit dem Abgasstrom des Verbrennungsmotors zu vermischen. Stromabwärts der Abgasnachbehandlungskomponente 30 ist am Abgaskanal 22 eine Verzweigung 36 ausgebildet, an welcher eine Abgasrückführungsleitung 72 einer Niederdruckabgasrückführung 70 aus dem Abgaskanal 22 der Abgasanlage abzweigt.The exhaust system 20 includes an exhaust manifold 80 which supplies the exhaust gases from a plurality of combustion chambers 12 to a common exhaust gas duct 22 . A turbine 24 of an exhaust gas turbocharger 26, downstream of the turbine 26 of the exhaust gas turbocharger 24 an oxidation catalytic converter 28 and upstream of the oxidation catalytic converter 28 at least one exhaust gas aftertreatment component 30 for the selective, catalytic reduction of nitrogen oxides are arranged in the exhaust gas duct 22. The exhaust gas aftertreatment component 30 for the selective, catalytic reduction of nitrogen oxides is preferably designed as a particle filter 34 with an SCR coating. Alternatively, the exhaust gas aftertreatment component 30 can also be designed as an SCR catalytic converter 32 . The dosing element 48 is arranged downstream of the oxidation catalytic converter 28 and upstream of the exhaust gas aftertreatment component 30 for the selective, catalytic reduction of nitrogen oxides. An exhaust gas mixer 38 is arranged downstream of the dosing element 48 and upstream of the exhaust gas aftertreatment component 30 for the selective, catalytic reduction of nitrogen oxides in order to mix the reducing agent 86 with the exhaust gas flow of the internal combustion engine before it enters the exhaust gas aftertreatment component 30 . A branch 36 is formed on the exhaust gas duct 22 downstream of the exhaust gas aftertreatment component 30, at which branch an exhaust gas recirculation line 72 of a low-pressure exhaust gas recirculation system 70 branches off from the exhaust gas duct 22 of the exhaust system.

Ferner kann an der Abgasanlage ein elektrisches Heizelement 100 und/oder ein Abgasbrenner 102 angeordnet sein, mit welchem zumindest eine Abgasnachbehandlungskomponente 28, 30 unabhängig vom Betriebszustand des Verbrennungsmotors 10 beheizbar ist. Der Abgasbrenner 102 weist eine Brennkammer 108 auf, in welcher ein Kraftstoff verbrannt wird. Die Brennkammer 108 kann mittels einer Kraftstoffzufuhr 104 und einer Luftzufuhr 106 mit einem brennbaren Kraftstoff-Luft-Gemisch befüllt werden. Ferner ist an der Brennkammer 108 ein Zündelement 112 angeordnet, um das Kraftstoff-Luft-Gemisch zu entzünden. Die Brennkammer 108 ist über eine Abgasleitung 114 mit einer Einleitstelle 104 stromaufwärts der zu beheizenden Abgasnachbehandlungskomponente 28, 30 verbunden.Furthermore, an electric heating element 100 and/or an exhaust gas burner 102 can be arranged on the exhaust system, with which at least one exhaust gas aftertreatment component 28, 30 can be heated independently of the operating state of the internal combustion engine 10. The exhaust gas burner 102 has a combustion chamber 108 in which a fuel is burned. The combustion chamber 108 can be filled with a combustible fuel-air mixture by means of a fuel supply 104 and an air supply 106 . Furthermore, at the combustion chamber 108 is a Ignition element 112 arranged to ignite the fuel-air mixture. Combustion chamber 108 is connected via an exhaust gas line 114 to an inlet point 104 upstream of exhaust gas aftertreatment component 28, 30 to be heated.

Der Reduktionsmittelzwischenspeicher 52 ist an einer sich nach einem Kaltstart des Verbrennungsmotors 10 schnell erwärmenden Komponente des Verbrennungsmotors 10 oder einer sich schnell erwärmenden Komponente der Abgasanlage 20 angeordnet. Insbesondere kann der Reduktionsmittelzwischenspeicher 52 in unmittelbarer Nähe des Riemen-Starter-Generators 74, des Kraftstoffhochdruckspeichers 84, der Kraftstoffhochdruckpumpe 116 oder einer Abgasnachbehandlungskomponente 28, 30 angeordnet sein. Alternativ kann der Reduktionsmittelzwischenspeicher 52 auch in unmittelbarer Nähe des Abgaskrümmers 80, des Motorblocks, des Zylinderkopfes 82 oder der Turbine 26 des Abgasturboladers 24 angeordnet sein und auf geeignete Art und Weise mittels Wärmestrahlung, Wärmeleitung und/oder Konvektion beheizt werden. Ferner kann eine Beheizung des Reduktionsmittelzwischenspeichers dadurch erfolgen, dass eine Abgasnachbehandlungskomponente 28, 30 durch das elektrische Heizelement 100 oder den Abgasbrenner 102 beheizt werden und diese Wärme zusätzlich zum Auftauen des Reduktionsmittels 86 im Reduktionsmittelzwischenspeicher 52 genutzt wird.The reducing agent buffer store 52 is arranged on a component of the internal combustion engine 10 that heats up quickly after a cold start of the internal combustion engine 10 or on a component of the exhaust system 20 that heats up quickly. In particular, the reducing agent buffer store 52 can be arranged in the immediate vicinity of the belt starter generator 74, the high-pressure fuel store 84, the high-pressure fuel pump 116 or an exhaust gas aftertreatment component 28, 30. Alternatively, the reducing agent buffer store 52 can also be arranged in the immediate vicinity of the exhaust manifold 80, the engine block, the cylinder head 82 or the turbine 26 of the exhaust gas turbocharger 24 and can be heated in a suitable manner by means of thermal radiation, thermal conduction and/or convection. Furthermore, the reducing agent buffer store can be heated in that an exhaust gas aftertreatment component 28, 30 is heated by the electric heating element 100 or the exhaust gas burner 102 and this heat is also used to thaw the reducing agent 86 in the reducing agent buffer store 52.

Der Verbrennungsmotor 10 steht mit einem Steuergerät 90 in Wirkverbindung, welches eine Speichereinheit 94 und eine Recheneinheit 92 umfasst. In der Speichereinheit 94 ist ein Programmcode 96 abgelegt, welcher ein Verfahren zur Dosierung eines Reduktionsmittels 86 in die Abgasanlage 20 des Verbrennungsmotors 10 mit einem solchen Dosiersystem 40 ausführt, wenn der Programmcode 96 durch die Recheneinheit 92 des Steuergeräts 90 ausgeführt wird.Internal combustion engine 10 is operatively connected to a control unit 90 which includes a storage unit 94 and a computing unit 92 . A program code 96 is stored in memory unit 94, which executes a method for metering a reducing agent 86 into exhaust system 20 of internal combustion engine 10 with such a metering system 40 when program code 96 is executed by processing unit 92 of control unit 90.

BezugszeichenlisteReference List

1010
Verbrennungsmotorcombustion engine
1212
Brennraumcombustion chamber
1414
Kraftstoffinjektorfuel injector
1616
Einlassinlet
1818
Auslass outlet
2020
Abgasanlageexhaust system
2222
Abgaskanalexhaust duct
2424
Abgasturboladerexhaust gas turbocharger
2626
Turbineturbine
2828
Oxidationskatalysator oxidation catalyst
3030
Abgasnachbehandlungskomponente zur selektiven katalytischen ReduktionExhaust aftertreatment component for selective catalytic reduction
3232
SCR-KatalysatorSCR catalytic converter
3434
Partikelfilter mit SCR-BeschichtungParticulate filter with SCR coating
3636
Verzweigungbranch
3838
Abgasmischer exhaust mixer
4040
Dosiersystemdosing system
4242
Reduktionsmitteltankreducing agent tank
4444
Reduktionsmittelförderpumpereducing agent feed pump
4646
Reduktionsmittelleitungreducing agent line
4848
Dosierelement dosing element
5050
Auslassoutlet
5252
ReduktionsmittelzwischenspeicherReducing agent buffer
5454
Verzweigungbranch
5656
Verbindungsleitungconnection line
5858
Druckspeicheraccumulator
6060
Gasdruckspeichergas accumulator
6262
Membranmembrane
6464
Flüssigkeitsspeicherliquid storage
6666
flexibler Behälterflexible container
6868
Formgedächtnisstruktur shape memory structure
7070
Niederdruckabgasrückführunglow-pressure exhaust gas recirculation
7272
Abgasrückführungsleitungexhaust gas recirculation line
7474
Riemen-Starter-GeneratorBelt starter generator
7676
Riemenbelt
7878
Getriebe transmission
8080
Abgaskrümmerexhaust manifold
8282
Zylinderkopfcylinder head
8484
Kraftstoffhochdruckspeicherhigh-pressure fuel accumulator
8686
Reduktionsmittelreducing agent
8888
Druckquelle pressure source
9090
Steuergerätcontrol unit
9292
Recheneinheitunit of account
9494
Speichereinheitstorage unit
9696
maschinenlesbarer Programmcodemachine-readable program code
9898
Gasdruckraum gas pressure room
100100
elektrisches Heizelementelectric heating element
102102
Abgasbrennerexhaust burner
104104
Kraftstoffzufuhrfuel delivery
106106
Luftzufuhrair supply
108108
Brennkammer combustion chamber
110110
Einleitstelledischarge point
112112
Zündelementignition element
114114
Abgasleitungexhaust pipe
116116
Kraftstoffhochdruckpumpe high-pressure fuel pump
II
Zone I, Eis und KristalleZone I, Ice and Crystals
IIII
Zone II, Eis und LösungZone II, ice and solution
IIIIII
Zone III, LösungZone III, solution
IVIV
Zone IV, Lösung und Kristalle Zone IV, solution and crystals
EE
Eutektikumeutectic
HH
Harnstoffgehalt [%]Urea content [%]
LL
Liquiduslinieliquidus line
SS
Solidusliniesolidus line
TT
Temperatur [°C]Temperature [°C]

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

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  • DE 102018105129 A1 [0006]DE 102018105129 A1 [0006]

Claims (10)

Dosiersystem (40) zur Eindosierung eines Reduktionsmittels (86) in eine Abgasanlage (20) eines Verbrennungsmotors (10), umfassend einen Reduktionsmitteltank (42) zur Bevorratung des Reduktionsmittels (86), eine Reduktionsmittelförderpumpe (44) zur Förderung des Reduktionsmittels (86) aus dem Reduktionsmitteltank (42) zu einem Dosierelement (48) und eine Reduktionsmittelleitung (46), welche einen Auslass (50) des Reduktionsmittelstanks (42) mit dem Dosierelement (48) verbindet, gekennzeichnet durch ein Reduktionsmittelzwischenspeicher (52), das in Förderrichtung des Reduktionsmittels (86) stromabwärts des Auslasses (50) und stromaufwärts des Dosierelements (48) angeordnet ist.Metering system (40) for metering a reducing agent (86) into an exhaust system (20) of an internal combustion engine (10), comprising a reducing agent tank (42) for storing the reducing agent (86), a reducing agent feed pump (44) for feeding the reducing agent (86). the reducing agent tank (42) to a dosing element (48) and a reducing agent line (46) which connects an outlet (50) of the reducing agent tank (42) to the dosing element (48), characterized by a reducing agent buffer store (52) which runs in the conveying direction of the reducing agent (86) is arranged downstream of the outlet (50) and upstream of the dosing element (48). Dosiersystem (40) nach Anspruch 1, wobei der Reduktionsmittelzwischenspeicher (52) ein Speichervolumen von mindestens 20 cm3 aufweist.Dosing system (40) after claim 1 , wherein the reducing agent buffer (52) has a storage volume of at least 20 cm 3 . Dosiersystem (40) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Reduktionsmittelzwischenspeicher (52) als Druckspeicher (58) ausgeführt ist, wobei der Druckspeicher (58) eine Druckquelle (88) aufweist, welche dazu eingerichtet ist, das im Druckspeicher bevorratete Reduktionsmittel (86) zum Dosierelement (48) zu fördern.Dosing system (40) after claim 1 or 2 , wherein the reducing agent intermediate store (52) is designed as a pressure store (58), wherein the pressure store (58) has a pressure source (88) which is set up to deliver the reducing agent (86) stored in the pressure store to the dosing element (48). Dosiersystem (40) nach Anspruch 3, wobei der Druckspeicher (58) als Gasdruckspeicher (60) ausgeführt ist, wobei der Gasdruckspeicher (60) einen Gasdruckraum (98) und einen Flüssigkeitsspeicher (64) zur Aufnahme des Reduktionsmittels (86) umfasst, welche durch eine Membran (62) voneinander getrennt sind.Dosing system (40) after claim 3 , wherein the pressure accumulator (58) is designed as a gas pressure accumulator (60), the gas pressure accumulator (60) comprising a gas pressure chamber (98) and a liquid accumulator (64) for receiving the reducing agent (86), which are separated from one another by a membrane (62). are. Dosiersystem (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Reduktionsmittelzwischenspeicher (52) als flexibler Behälter (66) mit einer in Abhängigkeit von dem im Reduktionsmittelzwischenspeicher (52) gespeicherten Reduktionsmittelvolumen veränderbaren Struktur ausgeführt ist.Metering system (40) according to one of Claims 1 until 4 , wherein the intermediate storage (52) for reducing agent is designed as a flexible container (66) with a structure that can be changed depending on the volume of reducing agent stored in the intermediate storage for reducing agent (52). Dosiersystem (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Reduktionsmittelzwischenspeicher (52) über eine Verbindungsleitung (56) mit der Reduktionsmittelleitung (46) verbunden ist, wobei die Verbindungsleitung (56) an einer Verzweigung (54) stromabwärts der Reduktionsmittelförderpumpe (44) und stromaufwärts des Dosierelements (48) in die Reduktionsmittelleitung (46) mündet.Metering system (40) according to one of Claims 1 until 5 , wherein the reducing agent buffer store (52) is connected to the reducing agent line (46) via a connecting line (56), the connecting line (56) entering the reducing agent line at a branch (54) downstream of the reducing agent feed pump (44) and upstream of the dosing element (48). (46) flows. Verfahren zur Dosierung eines Reduktionsmittels (86) in die Abgasanlage (20) eines Verbrennungsmotors (10) mit einem Dosiersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend folgende Schritte: - Start des Verbrennungsmotors (10), - Aufheizen der Abgasanlage (20) und zumindest mittelbares Auftauen des Reduktionsmittels (86) in dem Reduktionsmittelzwischenspeicher (52) sowie der Reduktionsmittelleitung (46) zwischen dem Reduktionsmittelzwis8chenspeicher (52) und dem Dosierelement (48), - Betreiben des Dosiersystems (40) in einem ersten Betriebszustand, wobei eine Eindosierung des im Reduktionsmittelzwischenspeicher (52) bevorrateten Reduktionsmittels (86) in die Abgasanlage (20) des Verbrennungsmotors (10) erfolgt und parallel das Reduktionsmittel (86) im Reduktionsmitteltank (42) aufgeheizt wird, und - Betreiben des Dosiersystems (40) in einem zweiten Betriebszustand, wobei eine Eindosierung des im Reduktionsmitteltank (42) bevorrateten Reduktionsmittels (86) in die Abgasanlage (20) erfolgt.Method for metering a reducing agent (86) into the exhaust system (20) of an internal combustion engine (10) with a metering system according to one of Claims 1 until 6 , comprising the following steps: - starting the internal combustion engine (10), - heating the exhaust system (20) and at least indirect thawing of the reducing agent (86) in the reducing agent intermediate store (52) and the reducing agent line (46) between the reducing agent intermediate store (52) and the dosing element (48), - operating the metering system (40) in a first operating state, with the reducing agent (86) stored in the intermediate reducing agent store (52) being metered into the exhaust system (20) of the internal combustion engine (10) and the reducing agent (86) being reducing agent tank (42) is heated, and - operating the dosing system (40) in a second operating state, wherein the reducing agent (86) stored in the reducing agent tank (42) is metered into the exhaust system (20). Verfahren zur Dosierung eines Reduktionsmittels (86) nach Anspruch 7, wobei der Reduktionsmittelzwischenspeicher (52) nach dem Auftauen des Reduktionsmittels (86) im Reduktionsmitteltank (42) und in der Reduktionsmittelförderpumpe (44) mit Reduktionsmittel (86) befüllt wird oder der Reduktionsmittelzwischenspeicher (52) bei einem Abschaltwunsch des Verbrennungsmotors (10) mit Reduktionsmittel (86) befüllt wird.Method for dosing a reducing agent (86). claim 7 , wherein the intermediate reducing agent store (52) is filled with reducing agent (86) after the reducing agent (86) in the reducing agent tank (42) and in the reducing agent feed pump (44) has thawed, or the intermediate reducing agent store (52) is filled with reducing agent when the internal combustion engine (10) is requested to be switched off (86) is filled. Verbrennungsmotor (10) mit mindestens einem Brennraum (12), wobei ein Auslass (18) des Verbrennungsmotors (10) mit einer Abgasanlage (20) verbunden ist, wobei in der Abgasanlage (20) mindestens ein Oxidationskatalysator (28) und eine dem Oxidationskatalysator (28) in Strömungsrichtung eines Abgasstroms des Verbrennungsmotors (10) nachfolgende Abgasnachbehandlungskomponente (30) zur selektiven, katalytischen Reduktion von Stickoxiden angeordnet sind, sowie mit einem Dosiersystem (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Reduktionsmittelzwischenspeicher (52) durch ein sich nach einem Kaltstart des Verbrennungsmotors (10) schnell erwärmendes Bauteil des Verbrennungsmotors (10) oder der Abgasanlage (20) zumindest mittelbar beheizt ist.Internal combustion engine (10) with at least one combustion chamber (12), wherein an outlet (18) of the internal combustion engine (10) is connected to an exhaust system (20), wherein in the exhaust system (20) at least one oxidation catalytic converter (28) and one associated with the oxidation catalytic converter ( 28) downstream exhaust gas aftertreatment components (30) for the selective, catalytic reduction of nitrogen oxides are arranged in the flow direction of an exhaust gas stream of the internal combustion engine (10), and with a dosing system (40) according to one of Claims 1 until 6 , wherein the intermediate reducing agent store (52) is heated at least indirectly by a component of the internal combustion engine (10) or the exhaust system (20) that quickly heats up after a cold start of the internal combustion engine (10). Verbrennungsmotor (10) nach Anspruch 9, wobei an der Abgasanlage (20) ein elektrisches Heizelement (100) oder ein Abgasbrenner (102) zum Aufheizen mindestens einer Abgasnachbehandlungskomponente (28, 30) angeordnet ist, wobei die durch das elektrische Heizelement (100) oder den Abgasbrenner (102) in die Abgasanlage (20) eingebrachte Wärme zumindest mittelbar auf den Reduktionsmittelzwischenspeicher (52) übertragen wird, um das im Reduktionsmittelzwischenspeicher (52) bevorratete Reduktionsmittel (86) zu verflüssigen oder die Viskosität des Reduktionsmittels (86) zu verringern.Internal combustion engine (10) after claim 9 , wherein an electric heating element (100) or an exhaust gas burner (102) for heating up at least one exhaust gas after-treatment component (28, 30) is arranged on the exhaust system (20), the gas being fed through the electric heating element (100) or the exhaust gas burner (102) into the The heat introduced into the exhaust system (20) is transferred at least indirectly to the reducing agent buffer store (52) in order to increase the reducing agent (86) stored in the reducing agent buffer store (52). liquid or to reduce the viscosity of the reducing agent (86).
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