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DE10242303A1 - Automotive diesel engine exhaust system has a soot particle filter module preceded by a NOx storage module - Google Patents

Automotive diesel engine exhaust system has a soot particle filter module preceded by a NOx storage module Download PDF

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DE10242303A1
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DE
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exhaust gas
storage
particle filter
exhaust
purification system
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Markus Widenmeyer
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Abstract

In a process to filter soot particles from diesel engine exhaust gases, the exhaust gases pass through an exhaust pipe system (4) which esp. also incorporates a NOx storage unit (44). The NOx unit is integrated within a particle filter (45) as a storage system which is pre-positioned before the filter. The NOx storage unit has a ceramic substrate incorporating NOx - binding agents and an electrical heating system. The exhaust system further incorporates an oxidation catalytic converter (47). Also claimed is a commensurate exhaust system incorporating a selective catalytic reduction unit.

Description

Die Erfindung betrifft eine Abgasreinigungsanlage mit einer regenerierbaren Abgasnachbehandlungseinheit. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Reinigung von Abgasen, bei dem ein Abgasstrom durch eine regenerierbare Abgasnachbehandlungseinheit geleitet wird.The invention relates to an exhaust gas purification system with a regenerable exhaust gas aftertreatment unit. The invention also relates to a method for cleaning exhaust gases, in which an exhaust gas flow through a regenerable exhaust gas aftertreatment unit is directed.

Stand der TechnikState of the art

Zur Einhaltung zukünftiger Abgasgrenzwerte von Brennkraftmaschinen sind die bekannten konstruktiven Maßnahmen wie bspw. eine günstige Brennraumgestaltung nicht mehr ausreichend. Insbesondere Brennkraftmaschinen, deren Abgas einen hohen Anteil an Sauerstoff aufweist, bspw. Dieselmotoren oder Benzinmotoren mit Kraftstoffdirekteinspritzung, verlangen einen höheren Aufwand zur Schadstoffreduktion, insbesondere zur Verminderung von NOx-Emissionen. Eine zusätzliche Problematik beim Dieselmotor besteht darin, dass dessen Partikelemissionen reduziert werden müssen.The known design measures such as, for example, a favorable combustion chamber design are no longer sufficient to comply with future exhaust gas limit values of internal combustion engines. In particular, internal combustion engines, the exhaust gas of which has a high proportion of oxygen, for example diesel engines or gasoline engines with direct fuel injection, require more effort to reduce pollutants, in particular to reduce NO x emissions. An additional problem with the diesel engine is that its particle emissions have to be reduced.

Die im Abgas von Dieselmotoren enthaltenen Partikel bestehen zu großen Teilen aus Ruß, der bspw. in ei nem Partikelfilter zurück gehalten und gesammelt werden kann. Ein solches Filter muss allerdings jeweils nach Erreichen einer bestimmten Partikelbeladung regeneriert, d.h. üblicherweise freigebrannt werden. Eine Möglichkeit zur Regeneration besteht darin, die Abgase auf eine Temperatur von ca. 450 bis 650 °C aufzuheizen, was bspw. durch Zudosierung von Kohlenwasserstoffen, insbesondere von verdampftem oder zerstäubtem Kraftstoff in das Abgassystem stromaufwärts eines Oxidationskatalysators erfolgen kann. Die exotherme Umsetzung zu CO, CO2 und H2O setzt die zum Freibrennen benötigte Wärme frei. Der Ruß wird dabei mit Hilfe von dem im Abgas befindlichen Sauerstoff abgebrannt. Dieses Verfahren führt aufgrund der dabei entstehenden relativ hohen Temperaturen Nachteile mit sich.The particles contained in the exhaust gas of diesel engines largely consist of soot, which can be retained and collected, for example, in a particle filter. Such a filter must, however, be regenerated, ie usually burned free, after reaching a certain particle load. One possibility for regeneration is to heat the exhaust gases to a temperature of approximately 450 to 650 ° C., which can be done, for example, by metering in hydrocarbons, in particular vaporized or atomized fuel, into the exhaust system upstream of an oxidation catalytic converter. The exothermic conversion to CO, CO 2 and H 2 O releases the heat required for free burning. The soot is burned off with the help of the oxygen in the exhaust gas. This method has disadvantages due to the relatively high temperatures that arise.

Neben Sauerstoff eignet sich Stickstoffdioxid (NO2) als Oxidationsmittel für den kohlenstoffhaltigen Ruß zur Regeneration des Diesel-Partikelfilters. Dieses Verfahren eignet sich zur Oxidation von Ruß bei wesentlich geringeren Temperaturen. Üblicherweise wird das benötigte NO2 von einem Oxidations-Katalysator, der Edelmetalle und insbesondere Platin enthält, aus dem im Abgas enthaltenen Stickstoffmonoxid (NO) bereitgestellt.In addition to oxygen, nitrogen dioxide (NO 2 ) is suitable as an oxidizing agent for the carbon-containing soot for the regeneration of the diesel particle filter. This process is suitable for the oxidation of soot at much lower temperatures. The required NO 2 is usually provided by an oxidation catalyst, which contains noble metals and in particular platinum, from the nitrogen monoxide (NO) contained in the exhaust gas.

Eine weitere Möglichkeit, die für die Regeneration des Diesel-Partikelfilters notwendige Temperatur zu senken, besteht darin, katalytisch beschichtete Diesel-Partikelfilter zu verwenden. Die für solche Verfahren geeigneten Katalysator-Beschichtungen können prinzipiell auch NO zu NO2 oxidieren.Another way to lower the temperature required for the regeneration of the diesel particle filter is to use catalytically coated diesel particle filters. Appropriate for such procedures catalyst coatings can in principle also oxidize NO to N O2.

Ein Katalysator zur Herabsetzung der Zündtemperatur von Dieselruß ist in der DE 31 41 713 A1 beschrieben. Die aktive Substanz dieses bekannten Katalysators besteht aus Silbervanadat, das auf einem als struktureller Verstärker dienenden Filterelement aufgebracht sein kann. Als struktureller Verstärker wird dabei insbesondere ein monolithischer Keramikkörper vorgeschlagen.A catalyst for reducing the ignition temperature of diesel soot is in the DE 31 41 713 A1 described. The active substance of this known catalyst consists of silver vanadate, which can be applied to a filter element serving as a structural amplifier. A monolithic ceramic body is proposed in particular as a structural amplifier.

Eine Abgasreinigungsanlage zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Brennkraftmaschine mit Selbstzündung, weist eine Abgasnachbehandlungseinheit mit zumindest einem Partikelfilter auf. Erfindungsgemäß weist die Abgasnachbehandlungseinheit weiterhin wenigstens einen NOx-Speicher auf. Dieser kann in den wenigstens einen Partikelfilter integriert oder diesem vorgeschaltet sein. Mit einer solchen Konfiguration ist es möglich, ohne von außen zugeführte Hilfsstoffe und ohne nennenswerten Kraftstoffmehrverbrauch der Brennkraftmaschine sowie unter geringem technischen Mehraufwand den am Filter angesammelten Ruß wieder abzubrennen. Die Desorption von NOx erfolgt in erster Linie thermisch und weniger dadurch, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des brennbaren Gemischs der Brennkraftmaschine angefettet, d.h. gesenkt wird.An exhaust gas cleaning system for cleaning the exhaust gas of an internal combustion engine, in particular an internal combustion engine with auto-ignition, has an exhaust gas aftertreatment unit with at least one particle filter. According to the invention, the exhaust gas aftertreatment unit also has at least one NO x store. This can be integrated in the at least one particle filter or be connected upstream of this. With such a configuration, it is possible to burn off the soot accumulated on the filter again without auxiliary materials supplied from the outside and without significant additional fuel consumption of the internal combustion engine and with little additional technical effort. The desorption of NO x takes place primarily thermally and less so that the air-fuel ratio of the combustible mixture of the internal combustion engine is enriched, ie is reduced.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Partikelfilter eine Beschichtung mit einer Speicherkomponente zur Speicherung von NOx aufweist. Der NOx-Speicher kann aus einem Trägermaterial, einem sogenannten washcoat bestehen, welches aus Al2O3, SiO2 oder aus anderen für einen solchen Zweck üblicherweise verwendeten Materialien bestehen kann und bspw. auf einen Wabenkörper aufgebracht ist.An advantageous embodiment of the invention provides that the particle filter has a coating with a storage component for storing NO x . The NO x store can consist of a carrier material, a so-called washcoat, which can consist of Al 2 O 3 , SiO 2 or other materials commonly used for such a purpose and is applied, for example, to a honeycomb body.

Eine Ausführungsvariante sieht vor, dass sich der NOx-Speicher auf einem Oxidationskatalysator, welcher dem Partikelfilter vorgeschaltet ist, befindet.One embodiment variant provides that the NO x store is located on an oxidation catalytic converter which is connected upstream of the particle filter.

Vorzugsweise weist der NOx-Speicher stickoxidspeichernde Komponenten bzw. Verbindungen auf, bspw. basische Oxide und/oder Edelmetalle, bspw. Platin. Im NOx-Speicher können Stickoxide gespeichert werden, wobei diese Speicherung vorzugsweise insbesondere bei Temperaturen, bei denen NO2 nicht signifikant mit dem im Partikelfilter befindlichen Ruß reagiert, stattfindet. Solche Temperaturen liegen typischerweise unter 300°C. Bei Temperaturen, bei denen ein signifikanter Umsatz von NO2 mit Ruß stattfindet, werden die Stickoxide aus dem NOx-Speicher freigesetzt und stehen für die Rußoxidation zur Verfügung. Dabei kann die NOx-Speicherkomponente stromaufwärts vor den Partikelfilter geschaltet oder in den Partikelfilter integriert sein. Mit der Erfindung ist es möglich, im Abgas befindliches NOx zu Zwecken der Partikelfilterregeneration wesentlich besser zu nutzen.The NO x store preferably has nitrogen oxide-storing components or compounds, for example basic oxides and / or noble metals, for example platinum. Nitrogen oxides can be stored in the NO x store, this storage preferably taking place in particular at temperatures at which NO 2 does not react significantly with the soot located in the particle filter. Such temperatures are typically below 300 ° C. At temperatures at which a significant conversion of NO 2 with soot takes place, the nitrogen oxides are released from the NO x storage and are available for soot oxidation. The NO x storage component can be connected upstream of the particle filter or can be integrated in the particle filter. With the invention, it is possible to use NO x in the exhaust gas much better for the purposes of particle filter regeneration.

Der NOx-Speicher enthält gemäß einer Ausführungsform der Erfindung als Hauptkomponenten basische Oxide oder Verbindungen, welche Stickoxide speichern können. Beispiele hierfür sind Alkali- und Erdalkalimetalle, die Lanthaniden einschließlich Yttrium und Scandium, sowie TiO2, ZrO2, Bi2O3, Kupferoxide, Silber bzw. Silberoxide und Bleioxide. Komponenten, die neben NOx auch größere Mengen Sauerstoff speichern können, stellen für diese Applikation im Gegensatz zum NOx-Speicherkatalysator keinen Nachteil dar. Der NOx-Speicher kann ferner ein oder mehrere Edelmetallkomponenten, vorzugsweise Platin, enthalten.According to an off, the NO x store contains The main components of the invention are basic oxides or compounds which can store nitrogen oxides. Examples of these are alkali and alkaline earth metals, the lanthanides including yttrium and scandium, and also TiO 2 , ZrO 2 , Bi 2 O 3 , copper oxides, silver or silver oxides and lead oxides. In contrast to the NO x storage catalytic converter, components which can store not only NO x but also large amounts of oxygen are not a disadvantage for this application. The NO x storage device can also contain one or more noble metal components, preferably platinum.

Der NOx-Speicher speichert unter magerem, d.h. sauerstoffreichem Abgas NOx. Eine hohe Speicherkapazität besitzt er vorzugsweise bei mittleren Temperaturen zwischen ca. 150-350°C. Bei höheren Temperaturen oberhalb von 250-400°C, vorzugsweise 300-350°C, beginnt der NOx-Speicher das gespeicherte NOx zu desorbieren, welches dann für die Regeneration des Partikelfilters zur Verfügung steht.The NO x storage stores under lean, ie oxygen-rich exhaust gas NOx. It preferably has a high storage capacity at medium temperatures between approx. 150-350 ° C. At higher temperatures above 250-400 ° C, preferably 300-350 ° C, the NO x storage begins to desorb the stored NO x , which is then available for the regeneration of the particle filter.

Das Speicherverhalten kann gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung durch eine Aufwärmvorrichtung beeinflusst werden. Eine solche Aufwärmvorrichtung kann bspw. eine elektrische Heizung sein. Damit lässt sich die Abgastemperatur gezielt in Bereiche über 350 °C bringen, bspw. unmittelbar nach dem Start der Brennkraftmaschine, wo diese noch Abgas mit relativ geringen Temperaturen emittiert.The storage behavior can be advantageous Embodiment of the invention can be influenced by a heating device. Such a heater can be an electric heater, for example. With that you can Bring the exhaust gas temperature to areas above 350 ° C, e.g. immediately after starting the internal combustion engine, where this is still exhaust gas with relative emitted at low temperatures.

Der Partikelfilter, der ein Oberflächenfilter oder ein Tiefenfilter sein kann, kann weiterhin mit einer aktiven Komponente versehen sein, deren Aufgabe es ist, die Oxidation von Stickstoffmonoxid und/oder des eingefangenen Rußes zu unterstützen.The particle filter, which is a surface filter or A depth filter can still be with an active component be provided, the task of which is the oxidation of nitrogen monoxide and / or trapped soot to support.

Auf diese Weise ist eine sehr effektive Abgasreinigung möglich.This way is a very effective one Exhaust gas cleaning possible.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Abgasnachbehandlungsanlage weiterhin wenigstens einen Oxidationskatalysator aufweisen, der bspw. vor dem wenigstens einen Partikelfilter bzw. dem wenigstens einen NOx-Speicher angeordnet sein kann. Alternativ kann der Oxidationskatalysator dem Partikelfilter bzw. dem NOx-Speicher auch nachgeschaltet sein. Mit einem solchen Oxidationskatalysator ist eine weitere Minderung der Stickoxidanteile im Abgas möglich, da der Oxidationskatalysator beim Dieselmotor eine deutliche Senkung der Kohlenmonoxid- und Kohlenwasserstoffemission bewirkt. Da die Kohlenwasserstoffemission zur Partikelemission beträgt, kann auch diese in begrenztem Maße durch den Katalysator reduziert werden. Optional kann der Oxidationskatalysator neben der Oxidationsfunktion auch die Speicherfunktion enthalten.According to a further embodiment of the invention, the exhaust gas aftertreatment system can furthermore have at least one oxidation catalytic converter, which can be arranged, for example, upstream of the at least one particle filter or the at least one NO x store. Alternatively, the oxidation catalytic converter can also be connected downstream of the particle filter or the NO x store. With such an oxidation catalytic converter, a further reduction in the nitrogen oxide content in the exhaust gas is possible, since the oxidation catalytic converter in the diesel engine brings about a significant reduction in carbon monoxide and hydrocarbon emissions. Since the hydrocarbon emission is for particle emission, this can also be reduced to a limited extent by the catalyst. In addition to the oxidation function, the oxidation catalyst can optionally also contain the storage function.

Weiterhin kann die Abgasnachbehandlungsanlage eine zusätzliche Vorrichtung zur Minderung von NOx aufweisen, die dem wenigstens einen Partikelfilter nachgeschaltet ist. Eine solche Vorrichtung kann bspw. ein weiterer NOx-Speicher, bspw. ein NOx-Speicherkatalysator sein.Furthermore, the exhaust gas aftertreatment system can have an additional device for reducing NO x , which is connected downstream of the at least one particle filter. Such a device can be, for example, a further NO x storage, for example a NO x storage catalytic converter.

Die Abgasnachbehandlungsanlage kann gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung eine zusätzliche Vorrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion aufweisen. Diese Vorrichtung kann der Abgasnachbehandlungsanlage nachgeschaltet oder in diese integriert sein. Die Vorrichtung zur selekti ven katalytischen Reduktion (sog. SCR-Verfahren) kann vorzugsweise eine Dosiervorrichtung zur Zuführung von Reduktionsmitteln in den Abgasstrom vor der Vorrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion aufweisen. Auch hiermit ist nochmals eine Minderung der Stickoxidanteile im Abgas möglich. Beim sog. SCR-Verfahren wird ein Reduktionsmittel über ein Dosiersystem in den Katalysator eingebracht. Gebräuchliche Reduktionsmittel sind bspw. eine wässrige Harnstofflösung oder auch Dieselkraftstoff.The exhaust gas aftertreatment system can according to one further embodiment according to the invention an additional Have device for selective catalytic reduction. This The device can be connected downstream of the exhaust gas treatment system or be integrated into this. The device for selective catalytic Reduction (so-called SCR method) can preferably be a metering device for feeding of reducing agents in the exhaust gas flow in front of the device for have selective catalytic reduction. Herewith is again a reduction in the nitrogen oxide content in the exhaust gas is possible. With the so-called SCR process becomes a reducing agent introduced a dosing system into the catalyst. common Reducing agents are, for example, an aqueous urea solution or also diesel fuel.

Ein Verfahren zur Reinigung von Abgasen einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Dieselbrennkraftmaschine, bei dem ein Abgasstrom durch eine Abgasnachbehandlungseinheit geleitet wird, die zumindest einen Partikelfilter umfasst, sieht erfindungsgemäß vor, dass der Abgasstrom durch wenigstens einen NOx-Speicher geleitet wird. Der Abgasstrom kann dabei wahlweise durch einen im Partikelfilter integrierten NOx-Speicher, oder nacheinander durch den NOx-Speicher bzw. den Partikelfilter geleitet werden. Beide Ausgestaltungen können Vorteile aufweisen, je nachdem ob ein modularer Aufbau oder eine maximale Integration der Abgasnachbehandlungseinheit auf kleinstem Raum gewünscht ist.According to the invention, a method for cleaning exhaust gases from an internal combustion engine, in particular a diesel internal combustion engine, in which an exhaust gas flow is passed through an exhaust gas aftertreatment unit that comprises at least one particle filter, is directed through at least one NO x store. The exhaust gas flow can be either through an NO x storage integrated in the particle filter, or successively through the NO x storage or the particle filter. Both configurations can have advantages, depending on whether a modular structure or maximum integration of the exhaust gas aftertreatment unit is desired in the smallest space.

Vorzugsweise werden die im Abgas enthaltenen Stickoxide bei niedrigen Abgastemperaturen zwischen ca. 150°C und ca. 350°C im NOx-Speicher gespeichert. Weiterhin werden die im Abgas enthaltenen Stickoxide vorzugsweise bei höheren Abgastemperaturen oberhalb von etwa 300-350°C im NOx-Speicher freigesetzt und reagieren exotherm mit Rußpartikeln im Parti kelfilter. Auf diese Weise kann eine kontinuierliche Regeneration des Partikelfilters erfolgen. Die Desorption der Stickoxide im NOx-Speicher kann gezielt initiiert werden, indem der NOx-Speicher bei Bedarf mittels einer externen Heizung aufgeheizt wird, so dass Abgastemperaturen über 350°C erreicht werden können.The nitrogen oxides contained in the exhaust gas are preferably stored in the NO x accumulator at low exhaust gas temperatures between approximately 150 ° C. and approximately 350 ° C. Furthermore, the nitrogen oxides contained in the exhaust gas are preferably released at higher exhaust gas temperatures above about 300-350 ° C in the NO x storage and react exothermically with soot particles in the particle filter. In this way, the particle filter can be continuously regenerated. The desorption of the nitrogen oxides in the NO x storage can be initiated in a targeted manner by heating the NO x storage by means of an external heater, if necessary, so that exhaust gas temperatures above 350 ° C can be reached.

Weiterhin kann eine Oxidation von Stickstoffmonoxid und/oder der gespeicherten Rußpartikel durch auf dem Partikelfilter aufgebrachte aktive Komponenten unterstützt werden.Oxidation of Nitrogen monoxide and / or the stored soot particles through on the particle filter applied active components are supported.

Die Abgase können weiterhin durch einen zusätzlichen Oxidationskatalysator geleitet werden. Dieser kann dem Partikelfilter bzw. dem NOx-Speicher vor- oder nachgeschaltet sein. Mittels einer sehr kompakten Abgasreinigungsvorrichtung kann eine sehr weit gehende Reinigungswirkung erreicht werden.The exhaust gases can continue to be passed through an additional oxidation catalyst. This can be connected upstream or downstream of the particle filter or the NO x store. With a very compact exhaust gas cleaning device, a very extensive cleaning effect can be achieved.

Die Abgase können weiterhin durch eine Vorrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion geleitet werden, wobei den Abgasen vor bzw. in der Vorrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion ein Reduktionsmittel zugesetzt wird. Auf diese Weise kann eine weitere Reduzierung der Stickoxidanteile im Abgas erreicht werden.The exhaust gases can also be passed through a device for selective catalytic reduction, the exhaust gases entering upstream or in the device for selective catalytic reduction Reducing agent is added. In this way, a further reduction in the nitrogen oxide content in the exhaust gas can be achieved.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:The invention is hereinafter in a preferred embodiment based on the associated Drawings closer explained. It shows:

1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit einer Abgasnachbehandlungseinheit in einem Abgaskanal und 1 a schematic representation of an internal combustion engine with an exhaust gas aftertreatment unit in an exhaust gas duct and

2 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Konfiguration der Abgasnachbehandlungsanlage. 2 is a schematic representation of an exemplary configuration of the exhaust gas aftertreatment system.

1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Brennkraftmaschine 2 mit einem Einlasskanal 21, in dem ggf. eine verstellbare Drossel-Klappe 22 zur Regulierung einer Zufuhr von Frischgas 23 angeordnet sein kann. Die Brennkraftmaschine kann ein Dieselmotor (mit Selbstzündung) oder bspw. ein Benzinmotor (mit Fremdzündung) mit Kraftstoff-Direkteinspritzung sein. Beide weisen einen relativ hohen NOx-Anteil im Abgas auf. Der Dieselmotor emittiert zudem Rußpartikel in nennenswertem Umfang. 1 shows a schematic representation of an internal combustion engine 2 with an inlet duct 21 , in which, if necessary, an adjustable throttle valve 22 to regulate the supply of fresh gas 23 can be arranged. The internal combustion engine can be a diesel engine (with spark ignition) or, for example, a gasoline engine (with spark ignition) with direct fuel injection. Both have a relatively high proportion of NO x in the exhaust gas. The diesel engine also emits soot particles to a significant extent.

In einem Abgaskanal 24 der Brennkraftmaschine ist eine Abgasnachbehandlungseinheit 4 in einem Gehäuse 43 oder in mehreren separaten Gehäusen angeordnet. Ein Abgasstrom 41 vor der Abgasnachbehandlungseinheit 4 wird in dieser von Rußpartikeln und Stickoxiden gereinigt und verlässt als gereinigter Abgasstrom 42 den Abgaskanal 24. Die Abgasnachbehandlungseinheit 4 weist zumindest einen NOx-Speicher 44 sowie einen Partikelfilter 45 auf. Weiter Komponenten können optional vorgesehen sein und werden anhand der schematischen Darstellung der 2 näher erläutert.In an exhaust duct 24 the internal combustion engine is an exhaust gas aftertreatment unit 4 in one housing 43 or arranged in several separate housings. An exhaust gas flow 41 in front of the exhaust aftertreatment unit 4 is cleaned of soot particles and nitrogen oxides and leaves as a cleaned exhaust gas stream 42 the exhaust duct 24 , The exhaust aftertreatment unit 4 has at least one NO x store 44 as well as a particle filter 45 on. Additional components can optionally be provided and are shown on the basis of the schematic representation of 2 explained in more detail.

Wie die schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungseinheit 4 der 2 deutlich macht, kann der NOx-Speicher 44 vor dem Partikelfilter 45 angeordnet sein. Wahlweise können beide Module 44, 45 in einer Baueinheit integriert sein. So kann der Partikelfilter 45 wahlweise mit einer Komponente beschichtet sein, die in der Lage ist, bei den genannten Temperaturen NOx zu speichern bzw. wieder zu desorbieren.As the schematic representation of an exhaust gas aftertreatment unit according to the invention 4 the 2 makes clear, the NO x storage 44 in front of the particle filter 45 be arranged. Both modules can be selected 44 . 45 be integrated in one unit. So the particle filter 45 optionally be coated with a component that is capable of storing or desorbing NO x at the temperatures mentioned.

Ein dem NOx-Speicher vorgeschalteter Oxidationskatalysator 47 ist optional und kann sich ebenso hinter dem Partikelfilter 45 befinden. Ein weiteres optionales Modul ist ein NOx-Speicherkatalysator 46 bzw. eine Vorrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion des Abgases. Vor dem NOX-Speicherkatalysator 46 bzw. vor der erwähnten Vorrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion kann eine Zuführeinrichtung 6 zur Zuführung einer aktiven Substanz 61 zur Regeneration des Katalysators vorgesehen sein, so dass die aktive Substanz 61 mittels einer Dosiereinrichtung 62 in der jeweils gewünschten Menge dem Abgas zugeführt wird.An oxidation catalyst upstream of the NO x accumulator 47 is optional and can also be located behind the particle filter 45 are located. Another optional module is a NO x storage catalytic converter 46 or a device for the selective catalytic reduction of the exhaust gas. In front of the NO x storage catalytic converter 46 or in front of the mentioned device for selective catalytic reduction can a feed device 6 to supply an active substance 61 be provided for regeneration of the catalyst, so that the active substance 61 by means of a dosing device 62 is supplied to the exhaust gas in the desired amount.

Im NOx-Speicher 44 werden Stickoxide gespeichert. Diese Speicherung erfolgt insbesondere bei Temperaturen, bei denen Stickstoffdioxid nicht signifikant mit dem im Partikelfilter 45 befindlichen Ruß reagiert. Solche Temperaturen liegen zwischen ca. 150 und 350 °C. Bei Temperaturen, bei denen ein signifikanter Umsatz von Stickstoffdioxid mit Ruß stattfindet, wird NOx aus dem NOx-Speicher freigesetzt und für die Rußoxidation im Partikelfilter 45 verwendet. Dieser wird dabei regeneriert. Auf diese Weise ist es möglich, im Abgas befindliches NOx für Zwecke der Partikelfilterregeneration zu nutzen.In the NO x storage 44 nitrogen oxides are stored. This storage takes place in particular at temperatures at which nitrogen dioxide is not significant with that in the particle filter 45 located soot reacts. Such temperatures are between approx. 150 and 350 ° C. At temperatures at which a significant conversion of nitrogen dioxide with soot takes place, NO x is released from the NO x storage and for soot oxidation in the particle filter 45 used. This is regenerated. In this way it is possible to use NO x in the exhaust gas for the purpose of particle filter regeneration.

Der Rußabbrand erfolgt dabei auf einem relativ niedrigen Temperaturniveau, bspw. 300 bis 450 °C, da eine Oxidation von Ruß mit Hilfe von NO2 bei deutlich niedrigeren Temperaturen erfolgt als mittels O2.The soot is burned off at a relatively low temperature level, for example 300 to 450 ° C., since soot is oxidized using NO 2 at significantly lower temperatures than using O 2 .

Claims (25)

Abgasreinigungsanlage zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Brennkraftmaschine mit Selbstzündung, mit einer Abgasnachbehandlungseinheit, die zumindest einen Partikelfilter umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasnachbehandlungseinheit (4) weiterhin wenigstens einen NOx-Speicher (44) aufweist.Exhaust gas cleaning system for cleaning the exhaust gas of an internal combustion engine, in particular an internal combustion engine with auto-ignition, with an exhaust gas aftertreatment unit which comprises at least one particle filter, characterized in that the exhaust gas aftertreatment unit ( 4 ) furthermore at least one NO x storage ( 44 ) having. Abgasreinigungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine NOx-Speicher (44) in den wenigstens einen Partikelfilter (45) integriert ist.Exhaust gas cleaning system according to claim 1, characterized in that the at least one NO x store ( 44 ) in the at least one particle filter ( 45 ) is integrated. Abgasreinigungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Partikelfilter (45) eine Beschichtung mit einer Speicherkomponente zur Speicherung von NOx aufweist .Exhaust gas purification system according to claim 2, characterized in that the particle filter ( 45 ) has a coating with a storage component for storing NO x . Abgasreinigungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine NOx-Speicher (44) dem wenigstens einen Partikelfilter (45) vorgeschaltet ist.Exhaust gas cleaning system according to claim 1, characterized in that the at least one NO x store ( 44 ) the at least one particle filter ( 45 ) is connected upstream. Abgasreinigungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der NOx-Speicher (44) ein keramisches Trägermaterial aufweist.Exhaust gas cleaning system according to one of the preceding claims, characterized in that the NO x storage ( 44 ) has a ceramic carrier material. Abgasreinigungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der NOx-Speicher (44) Stickoxid speichernde Komponenten bzw. Verbindungen aufweist.Exhaust gas cleaning system according to one of the preceding claims, characterized in that the NO x storage ( 44 ) Has nitrogen oxide-storing components or compounds. Abgasreinigungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasnachbehandlungsanlage (4) bzw. der NOx-Speicher (44) eine Aufwärmvorrichtung aufweist.Exhaust gas purification system according to one of the preceding claims, characterized in that the exhaust gas aftertreatment system ( 4 ) or the NO x storage ( 44 ) has a heating device. Abgasreinigungsanlage nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine elektrische Heizung als Aufwärmvorrichtung.Exhaust gas purification system according to claim 7, characterized by an electric heater as on A heating device. Abgasreinigungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasnachbehandlungsanlage (4) weiterhin wenigstens einen Oxidationskatalysator (47) aufweist.Exhaust gas purification system according to one of the preceding claims, characterized in that the exhaust gas aftertreatment system ( 4 ) furthermore at least one oxidation catalyst ( 47 ) having. Abgasreinigungsanlage nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen vor dem wenigstens einen Partikelfilter (45) bzw. dem wenigstens einen NOx-Speicher (44) angeordneten Oxidationskatalysator (47) .Exhaust gas purification system according to claim 9, characterized by a in front of the at least one particle filter ( 45 ) or the at least one NO x storage ( 44 ) arranged oxidation catalyst ( 47 ). Abgasreinigungsanlage nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen dem wenigstens einen Partikelfilter (45) bzw. dem wenigstens einen NOx-Speicher (44) nachgeschalteten Oxidationskatalysator (47).Exhaust gas purification system according to claim 9, characterized by one of the at least one particle filter ( 45 ) or the at least one NO x storage ( 44 ) downstream oxidation catalyst ( 47 ). Abgasreinigungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasnachbehandlungsanlage (4) eine zusätzliche Vorrichtung zur Minderung von NOx aufweist, die dem wenigstens einen Partikelfilter (45) nachgeschaltet ist.Exhaust gas purification system according to one of the preceding claims, characterized in that the exhaust gas aftertreatment system ( 4 ) has an additional device for reducing NO x , which the at least one particle filter ( 45 ) is connected downstream. Abgasreinigungsanlage nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen der Abgasnachbehandlungsanlage (4) nachgeschalteten NOx-Speicherkatalysator (46).Exhaust gas purification system according to claim 12, characterized by one of the exhaust gas aftertreatment system ( 4 ) downstream NO x storage catalytic converter ( 46 ). Abgasreinigungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasnachbehandlungsanlage (4) eine zusätzliche Vorrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion aufweist.Exhaust gas purification system according to one of the preceding claims, characterized in that the exhaust gas aftertreatment system ( 4 ) has an additional device for selective catalytic reduction. Abgasreinigungsanlage nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine der Abgasnachbehandlungsanlage (4) nachgeschaltete Vorrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion.Exhaust gas cleaning system according to claim 14, characterized by one of the exhaust gas aftertreatment system ( 4 ) downstream device for selective catalytic reduction. Verfahren zur Reinigung von Abgasen einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Brennkraftmaschine mit Selbstzündung, bei dem ein Abgasstrom durch eine Abgasnachbehandlungseinheit geleitet wird, die zumindest einen Partikelfilter umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasstrom (41) weiterhin durch wenigstens einen NOx-Speicher (44) geleitet wird.Method for cleaning exhaust gases of an internal combustion engine, in particular an internal combustion engine with auto-ignition, in which an exhaust gas stream is passed through an exhaust gas aftertreatment unit which comprises at least one particle filter, characterized in that the exhaust gas stream ( 41 ) further by at least one NO x storage ( 44 ) is conducted. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasstrom (41) durch einen im Partikelfilter (45) integrierten NOx-Speicher (44) geleitet wird.A method according to claim 16, characterized in that the exhaust gas flow ( 41 ) by a in the particle filter ( 45 ) integrated NO x storage ( 44 ) is conducted. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasstrom (41) nacheinander durch den NOx-Speicher (44) bzw. den Partikelfilter (45) geleitet wird.A method according to claim 16, characterized in that the exhaust gas flow ( 41 ) one after the other through the NO x storage ( 44 ) or the particle filter ( 45 ) is conducted. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass im Abgas enthaltene Stickoxide (NOx) bei niedrigen Abgastemperaturen zwischen ca. 150 °C und ca. 350 °C im NOx-Speicher (44) gespeichert werden.Method according to one of claims 16 to 18, characterized in that nitrogen oxides (NO x ) contained in the exhaust gas at low exhaust gas temperatures between about 150 ° C and about 350 ° C in the NO x storage ( 44 ) get saved. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die im Abgas enthaltenen Stickoxide (NOx) bei höheren Abgastemperaturen oberhalb von ca. 350 °C im NOx-Speicher (44) freigesetzt werden und exotherm mit Rußpartikeln im Partikelfilter (45) reagieren.Method according to one of claims 16 to 19, characterized in that the nitrogen oxides (NO x ) contained in the exhaust gas at higher exhaust gas temperatures above about 350 ° C in the NO x storage ( 44 ) are released and exothermic with soot particles in the particle filter ( 45 ) react. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der NOx-Speicher (44) wahlweise extern geheizt wird.Method according to one of claims 16 to 20, characterized in that the NO x storage ( 44 ) is optionally heated externally. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgas im NOx-Speicher (44) auf Temperaturen von mehr als 350 °C aufgeheizt wird.A method according to claim 21, characterized in that the exhaust gas in the NO x storage ( 44 ) is heated to temperatures of more than 350 ° C. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oxidation von NO und/oder der gespeicherten Rußpartikel durch auf dem Partikelfilter (45) aufgebrachte aktive Komponenten unterstützt wird.Method according to one of claims 16 to 22, characterized in that an oxidation of NO and / or the stored soot particles by on the particle filter ( 45 ) applied active components are supported. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgase durch einen Oxidationskatalysator (47) geleitet werden.Method according to one of claims 16 to 23, characterized in that the exhaust gases by an oxidation catalyst ( 47 ) are managed. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgase durch eine Vorrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion geleitet werden.Method according to one of claims 16 to 24, characterized in that that the exhaust gases through a device for selective catalytic Reduction.
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