專利名稱：用于使設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)廢氣管里面的顆粒過濾器再生的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1前序部分所述的用于使設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)廢氣管里面的顆粒過濾器再生的方法和一個如權(quán)利要求17前序部分所述的用于使設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)廢氣管里面的顆粒過濾器再生的裝置。本發(fā)明尤其涉及一種使以過量空氣運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)顆粒過濾器再生的方法和裝置， 例如柴油發(fā)動機(jī)或直接噴油的汽油發(fā)動機(jī)，它們例如在轎車或載重汽車中使用。
背景技術(shù)：
為了使含碳細(xì)顆粒最少化在汽車中通常使用所謂的顆粒分離器或顆粒過濾器。例如由EP 10 727 65 A2已知一個典型的在汽車中使用的顆粒分離器結(jié)構(gòu)。這種顆粒分離器與顆粒過濾器的差別在于，使廢氣流沿著分離器結(jié)構(gòu)導(dǎo)引，而在顆粒過濾器中廢氣必需穿過過濾介質(zhì)流動。由于這個差別顆粒過濾器趨于堵塞，這增加廢氣背壓，即在內(nèi)燃機(jī)廢氣出口上引起不期望的壓力提高，這也降低發(fā)動機(jī)效率并且導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)熱量消耗增加。由EP 03 418 32 A2已知一個這種顆粒過濾器結(jié)構(gòu)的示例。在上述兩個結(jié)構(gòu)中分別在顆粒分離器或顆粒過濾器上游設(shè)置的氮氧化物(NO)氧化催化器在廢氣中借助于同樣含有的剩余氧氣(O2)氧化成二氧化氮(NO2)而且按照下面的等式
2N0+02<->2N02 (1)。在此要注意，上述反應(yīng)的平衡在高溫時位于NO—側(cè)。這又導(dǎo)致，由于這個熱動態(tài)邊界限制在高溫時可達(dá)到的NO2含量。NO2在顆粒過濾器中仍然通過含碳的細(xì)顆粒轉(zhuǎn)換成CO，CO2, N2和NO。因此借助于強(qiáng)氧化劑NO2連續(xù)去除淀積的細(xì)顆粒，由此可以省去再生循環(huán)，它們在其它結(jié)構(gòu)中必需費(fèi)事地進(jìn)行。與此相關(guān)涉及被動的再生，按照下面的等式
C+2N02->2N0+C02 (2) N02+C->N0+C0 (3)。按照等式(3)形成一氧化碳在此只是起到次要作用，大多產(chǎn)生復(fù)雜的碳氧化直到氧化等級+4，以二氧化碳的形式，其中對于通過碳分子的這種氧化需要兩個NO2分子。除了 NO2以外在含鉬的NO氧化催化器上也形成由在燃料和/或發(fā)動機(jī)油里面含有的硫組成的S03。SO3和NO2在廢氣管的冷位置上凝結(jié)成高腐蝕性的硫酸或硝酸，由此必需由特種鋼構(gòu)成廢氣設(shè)備包括顆粒過濾器，用于避免腐蝕。如果借助于NO^S有完全氧化在顆粒過濾器中沉積的碳，則提高在過濾器中的碳含量并由此提高廢氣背壓。為了避免這一點(diǎn)，實(shí)際上更多地使顆粒過濾器配有用于氧化NO 的催化層(EP 03 418 32 A2)。在此具體地涉及含鉬的催化器。但是這種方法存在缺陷，在顆粒過濾器上形成的NO2只能用于氧化在用于NO氧化的催化有效層已經(jīng)分離的顆粒，即， 因此在過濾介質(zhì)內(nèi)部。而如果在過濾器表面并由此在催化有效層上形成由分離的顆粒組成的層、所謂的過濾餅，則顆粒過濾器側(cè)的NO氧化催化器位于過濾餅下游，由此使在那里分離的炭黑顆粒不能借助于NO2從涂覆在顆粒過濾器上的NO氧化催化器中氧化出來。附加地還要準(zhǔn)確地指出，只是涂覆在未過濾側(cè)的催化層才有助于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，因?yàn)樵趦艋瘹鈧?cè)上催化形成的NO2不再可能與在未過濾側(cè)和過濾器原料內(nèi)部分離的炭黑接觸。顆粒過濾器覆層的另一問題是，過濾器的幾何表面明顯小于通常使用的催化器基底。其原因在于，過濾器必需相對較大的自由橫截面并由此需要在未過濾側(cè)上的自由容積， 以便沉積炭黑和發(fā)動機(jī)油灰。如果使用陶瓷過濾器基底，這通過微小的50cpsi至200cpsi 的粒密度實(shí)現(xiàn)。與此不同，純催化器一般以400cpsi至900cpsi的粒密度構(gòu)成。通過從 50cpsi提高到900cpsi使幾何表面從lm2/l提高到4m2/l，由此能夠顯著提高催化器的轉(zhuǎn)換率。因此盡管過濾器的催化層也不能放棄顆粒過濾器前面的一氧化氮氧化催化器，由此產(chǎn)生相對較大的結(jié)構(gòu)體積。即使一氧化氮氧化催化器與顆粒過濾器形成一個結(jié)構(gòu)單元也是這種情況，在結(jié)構(gòu)單元中顆粒過濾器的入口部位構(gòu)成一氧化氮氧化催化器，例如在DE 103 270 30 Al中所述的那樣。在所有這些通過NO2被動再生的變化中要注意，在200°C至230°C以下通過增加NO2 量也不再可能增加炭黑氧化物。在約370°C時達(dá)到最大轉(zhuǎn)換。從這個溫度炭黑氧化物按照上述的反應(yīng)(2)進(jìn)行，即，兩個NO2分子與一個碳分子反應(yīng)。這在質(zhì)量上意味著，通過一克 NO2可以氧化0. 13克的碳，這也意味著，在230°C以上通過增加NO2量能夠提高氧化的炭黑量。而如果溫度位于200°C至230°C以下，即使通過增加NO2量也不能保證改善炭黑氧化物并因此也不能保證顆粒過濾器的可靠功能。這一般在低負(fù)荷的且安裝在汽車?yán)锩娴陌l(fā)動機(jī)中產(chǎn)生，例如在轎車、公共汽車或垃圾車，它們還具有附加的高的空載分量。因此在這些情況下專門使用顆粒過濾器再生的第二種方法，其中主動提高廢氣溫度。這一般通過在催化器上游、尤其在HC氧化催化器上游添加碳?xì)浠衔?HC )。由于添加的碳?xì)浠衔锝柚诖呋鞯难趸艧崦黠@提高溫度
“HC”+O2-XXHH2O (4) “HC”+02->C02+H20 (5)。為了使這個催化器足夠地?zé)岱€(wěn)定，使這個催化器大多含有鈀作為活性組分。鈀沒有一氧化氮活性并且還減少可能在催化器中含有的鉬的氮氧化物活性。其結(jié)果是，碳?xì)溲趸呋骶哂斜燃円谎趸趸呋髅黠@更小的氮氧化物活性。通過配量碳?xì)浠衔锸箿囟忍岣叩匠^600°C，這導(dǎo)致在顆粒過濾器中分離的碳借助于氧氣氧化或燃燒，按照下面的等式
C+02->C02 (6) 2C+02->2C0 (7)。但是在這個所謂的主動過濾器再生時，也稱為HCI方法(碳化氫噴射)，存在危險， 通過放熱地燃燒含碳的炭黑可能導(dǎo)致劇烈升高溫度到1000°c并由此導(dǎo)致顆粒過濾器和/ 或后置的催化器損傷。因?yàn)闇囟壬哌€必須保持幾分鐘，用于保證炭黑顆粒定量地氧化，因此碳?xì)浠衔锏男枨笫秋@著的并且使內(nèi)燃機(jī)效率變差，因?yàn)樽鳛樘細(xì)浠衔镌匆话闶褂萌剂稀?br> 與被動再生不同，另一問題是在再生期間大量的一氧化碳排放，其形成在等式(7) 中描述。因此必須在顆粒過濾器上和/或在顆粒過濾器下游安置另一催化器，用于氧化在再生期間形成的一氧化碳，用于避免其排放到環(huán)境。通過在一氧化氮氧化催化器前面添加碳?xì)浠衔?，使被動和主動再生簡單地組合不是主要目標(biāo)。通過提高溫度超過600°C在一氧化氮氧化催化器上由于熱動態(tài)邊界幾乎不再形成二氧化氮。此外由于大量的碳?xì)浠衔镒璧K一氧化氮氧化，由此導(dǎo)致劇烈地減少形成二氧化氮。這導(dǎo)致只需借助于氧氣氧化顆粒，因?yàn)樵谶@個狀態(tài)不提供二氧化氮，這延長再生時間并且導(dǎo)致大量的一氧化碳排放。同時一氧化氮氧化催化器在熱損傷方面比用于碳?xì)溲趸拇呋鞲环€(wěn)定，因?yàn)樵跍囟瘸^550°C時有效組分不可逆的燒結(jié)并由此導(dǎo)致氮氧化物活性的降低。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是，提供一種用于使設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)廢氣管中的顆粒過濾器再生的方法和裝置，利用它以結(jié)構(gòu)上緊湊的方式可以實(shí)現(xiàn)功能安全且可靠的顆粒過濾器再生。這個目的在方法和裝置方面通過獨(dú)立權(quán)利要求的特征得以實(shí)現(xiàn)。與其相關(guān)的從屬權(quán)利要求內(nèi)容是有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)。按照本發(fā)明建議一種用于使設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)廢氣管里面的顆粒過濾器再生的方法和裝置，其中設(shè)有至少一個在顆粒過濾器上游設(shè)置的、用于一氧化氮氧化成尤其是二氧化氮的一氧化氮氧化催化器，以及設(shè)有具有至少一個用于提高廢氣流溫度的加熱裝置。利用至少一個加熱裝置產(chǎn)生這種確定量的熱能，使得在確定的溫度范圍調(diào)整一氧化氮氧化催化器的溫度。按照本發(fā)明的特別優(yōu)選的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)根據(jù)顆粒過濾器的炭黑吸附率和/或根據(jù)顆粒過濾器的二氧化氮基的再生效率利用在至少一個一氧化氮氧化催化器上形成的二氧化氮量給定這個溫度范圍。因此按照本發(fā)明借助于加熱裝置、尤其借助于加熱催化器這樣加熱一個一氧化氮氧化催化器，使它位于對于形成一氧化氮最佳的溫度窗口。這個溫度窗口一般為 250°C至 380°C。為了保證可靠地再生顆粒過濾器或顆粒分離器，按照特別優(yōu)選的實(shí)施例規(guī)定，至少在確定的再生狀態(tài)期間使在廢氣中含有的碳與二氧化氮之間的質(zhì)量比至少為1:4、優(yōu)選至少1:8。這個再生運(yùn)行尤其通過確定地提高在顆粒過濾器上游的廢氣溫度表征。所述加熱裝置優(yōu)選通過一個熱催化器、尤其通過至少一個用于碳?xì)浠衔镅趸拇呋鳂?gòu)成，其中使碳?xì)浠衔锢缭诖呋魃嫌卫锚?dú)立的配量裝置配量，或者也可以通過調(diào)整內(nèi)燃機(jī)汽缸的運(yùn)行參數(shù)給定，如同下面還要解釋的那樣。按照第一具體的實(shí)施例和方法結(jié)構(gòu)在此使加熱裝置優(yōu)選流體技術(shù)地與一氧化氮氧化催化器并聯(lián)地設(shè)置。例如使它們流體技術(shù)地?cái)囫盥?lián)，使加熱裝置和一氧化氮氧化催化器分別由廢氣流或氣流通流。具體地，這意味著，例如使第一廢氣流穿過一氧化氮氧化催化器流動并且第二廢氣流穿過或通過加熱裝置流動。在此優(yōu)選地規(guī)定，使兩個廢氣流在一氧化氮氧化催化器和至少一個加熱裝置的下游以及在顆粒過濾器上游一起導(dǎo)引。利用至少一個加熱裝置加熱的廢氣流順著一氧化氮氧化催化器的輸送尤其與這種些應(yīng)用情況相結(jié)合地實(shí)現(xiàn)，其中一氧化氮氧化催化器可以容易地保持在一個對于最佳的運(yùn)行所期望的溫度水平或者在這些情況下，其中存在危險，利用一氧化氮氧化催化器產(chǎn)生的二氧化氮量由于太高的一氧化氮氧化催化器溫度必要時甚至可能再減少。另一方面在這里在這個順著一氧化氮氧化催化器實(shí)現(xiàn)的加熱的廢氣流輸送的優(yōu)點(diǎn)是，這個加熱的廢氣流可以輸送到具有不改變的高溫度水平的顆粒過濾器。但是原則上也可以，例如與這些使用情況相結(jié)合，其中一氧化氮氧化催化器的溫度面臨下降的危險，附加或備選地能夠在一氧化氮氧化催化器上游輸送利用至少一個加熱裝置加熱的廢氣流。一氧化氮催化器例如可以利用廢氣渦輪機(jī)結(jié)構(gòu)處于下面還要詳細(xì)討論的情況。與使用廢氣渦輪機(jī)結(jié)構(gòu)相結(jié)合特別有利的是，在至少一個廢氣渦輪機(jī)上游取出至少有時通過加熱裝置導(dǎo)引的廢氣流并且在廢氣渦輪機(jī)下游以及優(yōu)選在一氧化氮氧化催化器上游輸送到廢氣流。因?yàn)橛纱吮ＷC，使在廢氣渦輪機(jī)下游具有更低溫度的廢氣流與在廢氣渦輪機(jī)上游取出的且因此具有明顯更高溫度水平的廢氣流混合，由此以簡單的方式可以保證，使一氧化氮氧化催化器可以在所期望的溫度范圍中運(yùn)行，這有利地作用于二氧化氮
女口
廣 PFt ο但是原則上與這種廢氣渦輪機(jī)相結(jié)合也存在可能性，使由至少一個加熱裝置加熱的廢氣流順著一氧化氮氧化催化器輸送，而且備選或附加地對于逆著輸送，這例如可以是這種情況，如上所述，如果可以保證對于一氧化氮氧化催化器運(yùn)行足夠的溫度水平或者必要時在廢氣流或在廢氣管中存在這種溫度水平的時候，可能存在危險，一氧化氮氧化催化器的二氧化氮產(chǎn)品在溫度太高時可能減少。按照第一實(shí)施例變化兩個廢氣流不僅在具有而且在沒有廢氣渦輪機(jī)結(jié)構(gòu)的實(shí)施例中流體技術(shù)地與內(nèi)燃機(jī)的不同汽缸連接。由此可以通過簡單的方式通過調(diào)整那些流體技術(shù)地與廢氣流連接的汽缸的運(yùn)行參數(shù)產(chǎn)生在這個催化器上游的高碳?xì)浠衔锪浚搹U氣流通流具有碳?xì)浠衔镅趸罨瘎┳鳛榧訜嵫b置的催化器。作為運(yùn)行參數(shù)尤其可以調(diào)整或改變噴油時刻和/或噴油壓力和/或噴油次數(shù)和/或吸入節(jié)流位置。對此備選地也可以使廢氣流在一氧化氮氧化催化器上游或在至少一個廢氣渦輪機(jī)上游利用來自一個主廢氣流的分支管道導(dǎo)引的且導(dǎo)引到一氧化氮氧化催化器的輸送管道分支，由此使第一廢氣流通過輸送管道繼續(xù)流動到一氧化氮氧化催化器。下面示例地詳細(xì)解釋與這種實(shí)施例相結(jié)合優(yōu)選的、用于傳遞加熱裝置的熱能到一氧化氮氧化催化器的熱耦聯(lián)方法
按照第一公共的發(fā)明變化規(guī)定，使熱能直接或也間接地從至少一個加熱裝置耦出。但是備選地或者附加地按照另一特別優(yōu)選的實(shí)施例也可以規(guī)定，使熱能從熱廢氣流在加熱裝置下游耦出。例如以上述的方式和方法從加熱裝置或者從熱廢氣流耦出的熱能可以間接或直接地輸送到一氧化氧化氮催化器。備選或附加地也可以使熱能在一氧化氮氧化催化器上游耦入到通流一氧化氮氧化催化器的廢氣流里面。按照第一優(yōu)選的具體實(shí)施例使熱能從熱廢氣流在加熱裝置下游利用至少一個熱交換器耦出。尤其在這種情況下也提供，使熱能通過至少一個熱交換器耦入到通流一氧化氮氧化催化器的廢氣流里面。這一點(diǎn)可以以零部件技術(shù)上簡單的且功能可靠的方式以對于熱傳遞良好的效率實(shí)現(xiàn)。
備選或附加地按照另一有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)規(guī)定，使熱能從熱廢氣流在加熱裝置下游通過熱廢氣分流的分支耦出。在這種情況下熱能可以在一氧化氮氧化催化器上游通過導(dǎo)入熱廢氣流耦入到導(dǎo)引到一氧化氮氧化催化器的廢氣流里面，其中在另一擴(kuò)展結(jié)構(gòu)變化中還可以規(guī)定，使分支的廢氣分流在其輸送到導(dǎo)引到一氧化氮氧化催化器里面廢氣流之前，通過用于氧化碳?xì)浠衔锏拇呋鲗?dǎo)引，用于必要時去除或氧化可能在分支的廢氣流中還存在的碳?xì)浠衔铩Ｔ谏鲜龅臒釓U氣分流分支的實(shí)施例中，必要時也可以省去使用熱交換器。 但是在加熱裝置由HC氧化催化器構(gòu)成、輸送碳?xì)浠衔?HC)作為反應(yīng)劑時在這個實(shí)施例中要注意，碳?xì)浠衔锏暮吭谝谎趸趸呋魃嫌伪３治⑸?，用于不妨礙一氧化氮氧化。因此有意義的是，不僅按照一氧化氮氧化催化器上的理論溫度、而且必要時附加或備選地也按照一氧化氮氧化催化器前面的碳?xì)浜靠刂苹蛘{(diào)節(jié)。附加地、但是尤其也備選地對于剛才所述的直接輸送熱廢氣流到通流一氧化氮氧化催化器的廢氣流也可以規(guī)定，在加熱裝置下游分支的熱廢氣分流僅僅熱耦聯(lián)到一氧化氮氧化催化器、例如其外殼和/或熱耦聯(lián)到輸送到一氧化氮氧化催化器的廢氣管道，其中這個廢氣分流接著在顆粒過濾器上游輸送到其余的廢氣。在此特別簡單地實(shí)現(xiàn)一個擴(kuò)展結(jié)構(gòu)，其中熱廢氣流繞流相對冷的一氧化氮氧化催化器。因此總體上看，所述一氧化氮氧化催化器和/或?qū)б揭谎趸趸呋鞯膹U氣管道為了傳遞熱能到一氧化氮氧化催化器和/或?yàn)榱藗鬟f熱能到廢氣管道并由此傳遞到導(dǎo)引到一氧化氮氧化催化器的廢氣流至少局部地被廢氣管的熱廢氣流繞流或通流，尤其被在加熱裝置下游分支的廢氣流繞流或通流。具體地為此可以規(guī)定，使一氧化氮氧化催化器至少局部地包圍或圍繞加熱裝置和/或從加熱裝置離開的廢氣管道。但是對此備選地也可以規(guī)定，使加熱裝置和/或離開加熱裝置的廢氣管道至少局部地包圍或圍繞一氧化氮氧化催化器。與上述的具體擴(kuò)展結(jié)構(gòu)相結(jié)合特別有利的是，設(shè)有至少一個利用控制和調(diào)節(jié)裝置耦聯(lián)的分支裝置，利用它根據(jù)確定的分支參數(shù)控制或調(diào)節(jié)在加熱裝置下游分支的廢氣分流量。這例如可以通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。但是按照對此的備選擴(kuò)展結(jié)構(gòu)也可以使一氧化氮氧化催化器管狀地構(gòu)成，具有一個構(gòu)成一個流體管道的連續(xù)的管孔，其中構(gòu)成加熱裝置的加熱催化器逆流地插入到連接在管孔的管口上或至少部分地形狀結(jié)合地插入到管孔里面，僅僅事先通流熱催化器的熱廢氣流可以流入到管孔里面并因此通過管孔壁體將熱能傳遞到一氧化氮氧化催化器。對此附加地必要時也可以通過熱耦聯(lián)熱催化器到一氧化氮氧化催化器上傳遞熱能。在這里優(yōu)選在外殼側(cè)實(shí)現(xiàn)熱耦聯(lián)。按照特別優(yōu)選的按照本發(fā)明的方法結(jié)構(gòu)，尤其與按照本發(fā)明的調(diào)整一氧化氮氧化催化器上的確定溫度范圍相結(jié)合有利的是，利用至少一個加熱裝置使導(dǎo)引到顆粒過濾器的廢氣流加熱到確定的溫度，其中尤其根據(jù)顆粒過濾器的吸附率和/或根據(jù)顆粒過濾器的基于二氧化氮的再生效率利用在至少一個一氧化氮氧化催化器上形成的二氧化氮量給定溫度。這種擴(kuò)展結(jié)構(gòu)的特殊優(yōu)點(diǎn)在于，在顆粒過濾器上游通過至少一個一氧化氮氧化催化器和至少一個加熱裝置，它們流體技術(shù)地至少部分地相互并聯(lián)地安置并且被廢氣流通流，加熱的廢氣流可以提高顆粒過濾器上的溫度，同時提供大量來自一氧化氮氧化催化器的二氧化氮供使用，因?yàn)樵谝谎趸趸呋鞑课粚?shí)現(xiàn)有助于形成一氧化氮作用的溫度升高或
9者不增加碳?xì)浠衔餄舛?，它們?dǎo)致氮氧化物活性減小。提高顆粒過濾器前面的廢氣流溫度可以絕大部分與提高一氧化氮氧化催化器溫度無關(guān)地實(shí)現(xiàn)，由此使兩個后處理部分可以在其最佳的溫度范圍中運(yùn)行。因?yàn)樵诟邷貢r熱動態(tài)地限制一氧化氮氧化催化器的氮氧化物活性和由此形成的二氧化氮量，因此一氧化氮氧化催化器一般以比顆粒過濾器更低的溫度運(yùn)行，因?yàn)樵谶@個顆粒過濾器上炭黑氧化隨著溫度升高而增加。因此特別有利地提供一個功能可靠的、充分利用優(yōu)點(diǎn)且避免負(fù)面交互作用的、主動和被動的顆粒過濾器再生的組合供使用，通過主動提高一氧化氮氧化催化器的二氧化氮量得到支持。由于由此實(shí)現(xiàn)的顆粒過濾器上的高溫同時通過強(qiáng)氧化劑二氧化氮支持炭黑氧化能夠縮短再生時間并且使再生溫度下降到約400°C。由此減少對于提高溫度必需的碳?xì)浠衔锪?，同樣減少不可控地提高溫度的危險和與此相關(guān)熱損傷顆粒過濾器或后置的催化器，與此不同碳在純主動再生時產(chǎn)生。因此通過這種按照本發(fā)明的解決方案能夠使顆粒過濾器再生僅僅通過二氧化氮量運(yùn)行，其中在需要時使一氧化氮氧化催化器上和必要時顆粒過濾器上的溫度利用一個由一個控制和/或調(diào)節(jié)裝置構(gòu)成的監(jiān)控單元和適合的執(zhí)行機(jī)構(gòu)移動到對于所期望的反應(yīng)最佳的溫度窗口。即，使導(dǎo)引到顆粒過濾器的廢氣流利用至少一個加熱裝置對于給定的時間或給定的內(nèi)燃機(jī)和/或后處理系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)僅僅加熱到利用添加碳?xì)浠衔锏綇U氣流里面位于純主動顆粒過濾器再生的再生溫度以下的溫度。在此優(yōu)選使導(dǎo)引到顆粒過濾器的廢氣流加熱到低于600°C、優(yōu)選低于或等于約550°C、特別優(yōu)選低于或等于約450°C。特別優(yōu)選使輸送到顆粒過濾器的廢氣流位于約300°C至550°C的溫度窗口、最好優(yōu)選約350°C至 450°C的溫度窗口。因此導(dǎo)引到顆粒過濾器的廢氣流在按照本發(fā)明的解決方案中特別優(yōu)選根據(jù)二氧化氮濃度和/或具有含碳顆粒的顆粒過濾器的吸附率給到至少一個廢氣流的確定范圍，而且借助于控制和/或調(diào)節(jié)裝置作為電子監(jiān)控裝置與適合的調(diào)整機(jī)構(gòu)相結(jié)合。因此一氧化氮氧化催化器的最佳工作溫度位于250°C至380°C并由此位于顆粒過濾器上的炭黑氧化的工作溫度以下。與在顆粒過濾器中描述的工作方式類似在這里也能夠借助于控制和/或調(diào)節(jié)裝置作為電子的監(jiān)控裝置和適合的調(diào)整機(jī)構(gòu)調(diào)整或調(diào)節(jié)一氧化氮氧化催化器的最佳溫度?？梢酝ㄟ^適合的數(shù)學(xué)模型或傳感器如壓力或超聲波傳感器求得顆粒過濾器的吸附率。因?yàn)檫@種方法和裝置是現(xiàn)有技術(shù)，因此在這里不再繼續(xù)描述。因此總之，可以設(shè)有至少一個利用控制和/或調(diào)節(jié)裝置耦聯(lián)的或者形成控制或調(diào)節(jié)裝置的組成部分的熱流監(jiān)控裝置，利用它根據(jù)確定的加熱參數(shù)、尤其根據(jù)顆粒過濾器的吸附率和/或顆粒過濾器的二氧化氮基再生的效率利用在至少一個一氧化氮氧化催化器上形成的二氧化氮量控制或調(diào)節(jié)輸送到一氧化氮催化器的和/或輸送到顆粒過濾器的熱能量°當(dāng)然也可以設(shè)有至少一個、利用控制和/或調(diào)節(jié)裝置耦聯(lián)的截止裝置，利用它根據(jù)確定的截止和/或運(yùn)行參數(shù)控制或調(diào)節(jié)通過一氧化氮氧化催化器和/或通過加熱裝置輸送的氣流量。因此如上所述的實(shí)施例所示有利的是，在顆粒過濾器上游使來自碳?xì)浠衔锎呋鞯呐c來自一氧化氮氧化催化器的廢氣流組合，由此使整個廢氣流通過顆粒過濾器導(dǎo)引。為了顆粒過濾器或顆粒分離器的再生借助于加熱裝置能夠不僅提高廢氣溫度而且提高廢氣中的二氧化氮含量。用于借助于在一氧化氮氧化催化器上形成的二氧化氮再生顆粒過濾器的最佳工作范圍一般從350°C至450°C，并因此高于一氧化氮氧化催化器的溫度。因此提供，至少兩個碳?xì)浠衔锎呋髯鳛榧訜嵫b置使用，其中這樣設(shè)計(jì)第一碳?xì)溲趸呋?，使它不完全氧化輸送到廢氣流的還原劑，由此使溫度偏移在這個催化器下游更少。優(yōu)選在這個實(shí)施例變化中在第二碳?xì)溲趸呋?它承擔(dān)氧化剩余的還原劑)上游使一氧化氮氧化催化器和/或輸送到這個一氧化氮氧化催化器的廢氣熱耦聯(lián)在來自第一碳?xì)溲趸呋鞯膹U氣上。借助于第二碳?xì)溲趸呋?它安裝在熱耦聯(lián)下游)實(shí)現(xiàn)附加的溫度升高，用于改善顆粒過濾器中的炭黑燃燒。如上所述，按照本發(fā)明思想的優(yōu)選擴(kuò)展結(jié)構(gòu)規(guī)定，使加熱裝置通過至少一個加熱催化器、尤其至少一個碳?xì)溲趸呋鳂?gòu)成。特別優(yōu)選還設(shè)有配量裝置，利用它對廢氣流在加熱催化器上游根據(jù)確定的配量參數(shù)對于給定的時間以及在以給定的量配量用于放熱反應(yīng)的還原劑。在此尤其周期地實(shí)現(xiàn)配量。對于特別優(yōu)選的、加熱催化器是碳?xì)溲趸呋鞯那闆r，優(yōu)選通過碳?xì)浠衔镄纬蛇€原劑。在此優(yōu)選通過燃料形成碳?xì)浠衔?。特別優(yōu)選通過位于廢氣管里面的、獨(dú)立的配量裝置、例如噴油嘴或類似部件配量添加碳?xì)浠衔?。這個配量在加熱催化器上游實(shí)現(xiàn)，通過對于廢氣流在給定的時間配量或噴射給定量的碳?xì)浠衔?。在此特別優(yōu)選，如上所述，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)給定的控制和/或調(diào)節(jié)參數(shù)，例如周期重復(fù)的、借助于電子監(jiān)控單元的配量。因此為了氧化配量的碳?xì)浠衔锟梢酝ㄟ^優(yōu)選由碳?xì)溲趸呋鳂?gòu)成的加熱裝置導(dǎo)引要加熱的廢氣流，由此加熱廢氣流。但是由此實(shí)現(xiàn)的加熱功率受到現(xiàn)有的氧氣量的限制。因?yàn)閷τ讦酥?、即氧氣或空氣與燃料量的比例要達(dá)到數(shù)值1的情況，不再可能氧化碳?xì)浠衔?。為了避免這一點(diǎn)，按照另一優(yōu)選的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)建議，對于要被加熱的廢氣流在達(dá)到確定給定的溫度和/或給定的時間和/或在超過給定的λ值或氧氣值時輸送新鮮空氣流。這個可選擇的新鮮空氣輸送引起λ值提高并由此也提高加熱功率。在此新鮮空氣一般可以在內(nèi)燃機(jī)的充氣側(cè)上分支，具體地例如也在廢氣回輸管道的入口的上游和/或下游分支到內(nèi)燃機(jī)的充氣空氣管道里面。此外可以設(shè)想為了輸送新鮮空氣使用風(fēng)機(jī)或壓縮機(jī)。用于提高廢氣溫度的備選方法是，優(yōu)選以燃料運(yùn)行的燃燒器作為加熱裝置使用。 對此上述的太低空氣比例的問題以特殊的程度是特別適合的，它可以與加熱催化器的解決方案類似地處理。所述加熱裝置、尤其是加熱催化器原則上可以設(shè)置在廢氣管外部，S卩，使這個催化器不被廢氣繞流。但是這導(dǎo)致這個加熱裝置、尤其是加熱催化器相對快速地冷卻。因此更有意義的是，使加熱裝置、尤其加熱催化器這樣設(shè)置在廢氣管里面，使它至少部分地由輸送到一氧化氮氧化催化器的廢氣繞流，由此一方面減少環(huán)境的熱損失，同時改善對一氧化氮氧化催化器的熱傳遞。此外可以設(shè)想安置加熱裝置、尤其是加熱催化器和一氧化氮氧化催化器在公共的外殼里面。為了進(jìn)一步改善系統(tǒng)還能夠使優(yōu)選由碳?xì)溲趸呋鳂?gòu)成的加熱催化器附加地配有的氮氧化物活性劑，由此提高在非再生運(yùn)行中的二氧化氮含量并由此借助于被動再生改善顆粒氧化。由此能夠延長有效溫度升高之間的區(qū)間。在此使加熱催化器比純一氧化氮
11氧化催化器更加熱穩(wěn)定地構(gòu)成。這與純一氧化氮氧化催化器相比一般導(dǎo)致更低的氮氧化物活性，如同已經(jīng)解釋過的那樣。為了避免尤其在使用碳?xì)溲趸呋髯鳛榧訜岽呋鲿r在顆粒過濾器下游的高碳?xì)浠衔餄舛?，可以使這個催化器配有用于氧化碳?xì)浠衔锏拇呋?。也可以設(shè)想在顆粒過濾器的上游和/或下游安置或設(shè)置的具有碳?xì)浠衔镅趸钚缘拇呋?。作為活性組分可以考慮使用氧化釩、銫、沸石和鉬金屬組元素、即鉬、鈀、釕、銠、鋨、銥。因此不僅對于一氧化氮氧化催化器而且對于碳?xì)溲趸呋髯鳛榛钚越M分考慮鉬金屬組的主要金屬，但是區(qū)分其組分。為了改善碳?xì)溲趸呋鞯臒岱€(wěn)定性，例如使其鉬含量高于一氧化氮氧化催化器的含量。對于碳?xì)溲趸呋髟瓌t上也可以考慮銫作為有效元素。例如通過使用沸石附加地提高兩個催化器類型的活性。通過附加地提高二氧化氮供給，進(jìn)一步有選擇地改善再生。這一點(diǎn)可以通過提高氮氧化物粗排放實(shí)現(xiàn)。這通過改變發(fā)動機(jī)的運(yùn)行參數(shù)實(shí)現(xiàn)，例如噴油壓力、廢氣回輸率、開始噴油、噴油次數(shù)、吸氣節(jié)流位置等。通過更多的氮氧化物供給，同時提高在一氧化氮氧化催化器上形成的二氧化氮量。另一可能性在于，所形成的二氧化氮量通過改進(jìn)在一氧化氮氧化催化器上的一氧化氮氧化提高。除了提高催化器溫度以外這一點(diǎn)也通過提高滯留時間實(shí)現(xiàn)，尤其通過降低廢氣體積流實(shí)現(xiàn)。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，也可以使用上述的措施提高氮氧化物粗排放。為了除了顆粒也減少的氮氧化物排放在廢氣管或廢氣段中附加地設(shè)有用于氮氧化物還原的催化器、例如至少一個氮氧化物儲存催化器和/或至少一個SCR催化器。氮氧化物儲存催化系統(tǒng)可以在氧化催化器下游和/或在顆粒過濾器下游設(shè)置，而對于SCR催化器也可以設(shè)想在氧化催化器的上游定位。對于氮氧化物儲存催化器優(yōu)選使用鉬和/或鋇和 /或鈣作為活性組分。因此對于SCR催化器使用氧化物穩(wěn)定的五氧化釩、最好以二氧化鈦基或沸石鐵或沸石銅或沸石鈷或氧化鋯是有意義的。這種用于減少一氧化氮和顆粒的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)空間能夠變小，通過使至少一個顆粒過濾器與至少一個SCR催化器和/或至少一個氮氧化物儲存催化器形成一個結(jié)構(gòu)單元，其中顆粒過濾器可以配有SCR催化層和/或氮氧化物儲存催化層。因此，總之可以確定，通過按照本發(fā)明的解決方案，其中主動和被動的顆粒過濾器再生至少有時組合，可以實(shí)現(xiàn)一系列優(yōu)點(diǎn)例如可以有效地影響系統(tǒng)的再生能力。此外可以這樣進(jìn)行調(diào)整，使最大再生工作通過氧化炭黑借助于二氧化氮執(zhí)行，二氧化氮在前置的一氧化氮氧化催化器上形成；即，只有當(dāng)再生工作利用二氧化氮由于太低的溫度不足夠的時候，才添加還原劑或燃料，因此比純主動顆粒過濾器再生明顯減少燃料消耗。此外通過按照本發(fā)明的解決方案伴隨顆粒過濾器、尤其是柴油顆粒過濾器和可能的后置廢氣后處理部件的明顯更低的熱負(fù)荷。另一主要優(yōu)點(diǎn)是，使再生可以非常均勻地進(jìn)行，由此避免所謂的炭黑巢和顆粒過濾器過燃燒的危險。另一主要優(yōu)點(diǎn)在于，使鉬需求和與此相關(guān)的加工廢氣后處理系統(tǒng)的成本明顯低于主動再生系統(tǒng)、例如HCI再生系統(tǒng)的鉬需求和加工成本，因?yàn)橹恍柩趸倭康奶細(xì)浠衔锊⑶覠o需氧化在主動再生期間從炭黑形成的一氧化碳。最后，由于在廢氣系統(tǒng)與環(huán)境之間更小的運(yùn)行溫度差比在純主動顆粒過濾器再生時產(chǎn)生更少的環(huán)境熱損失，由此只需使用更少的隔絕材料。


下面借助于附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明的多個實(shí)施例。附圖中 圖1簡示出曲線圖，它示例地表示通過提高溫度改善炭黑氧化，
圖2簡示出曲線圖，它示例地表示通過提高二氧化氮添加和溫度改善炭黑氧化， 圖3示出一氧化氮氧化催化器與由HC氧化催化器構(gòu)成的加熱催化器的并聯(lián)布置的第一實(shí)施例，具有在顆粒過濾器上游的熱耦聯(lián)，
圖3a示出按照圖3的實(shí)施例，具有從內(nèi)燃機(jī)的不同汽缸分支的廢氣流， 圖4簡示出按照圖3的實(shí)施例，具有兩個HC氧化催化器，
圖5示出一氧化氮氧化催化器與由HC氧化催化器構(gòu)成的加熱催化器的并聯(lián)布置的可選擇實(shí)施例，其中通過熱廢氣流實(shí)現(xiàn)熱能耦入，
圖6a簡示出一氧化氮氧化催化器與由HC氧化催化器構(gòu)成的加熱催化器的并聯(lián)布置的另一可選擇實(shí)施例，其中一氧化氮氧化催化器被熱廢氣流繞流， 圖6b簡示出沿著圖6A-A的截面圖，
圖7簡示出另一可選擇實(shí)施例，其中一氧化氮氧化催化器包括由HC氧化催化器構(gòu)成的加熱催化器，
圖8簡示出按照本發(fā)明的用于使設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)廢氣管中的顆粒過濾器再生的另一可選擇的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)，其中來自加熱催化器的廢氣在內(nèi)側(cè)通流一氧化氮氧化催化器，
圖9簡示出另一可選擇實(shí)施例，其中由HC氧化催化器構(gòu)成的加熱催化器包括一氧化氮氧化催化器，
圖10簡示出另一與廢氣渦輪機(jī)相結(jié)合的可選擇實(shí)施例，
圖11簡示出另一與廢氣渦輪機(jī)相結(jié)合的可選擇實(shí)施例，其中廢氣流由內(nèi)燃機(jī)的不同汽缸組流出。
具體實(shí)施例方式在圖3中示例地示出按照本發(fā)明的第一實(shí)施例，其中在在這里未示出的內(nèi)燃機(jī)、 尤其是柴油內(nèi)燃機(jī)的廢氣管1中利用輸送管道3導(dǎo)引廢氣流2到一氧化氮氧化催化器4。 排出管路5從這個一氧化氮氧化催化器4導(dǎo)引到顆粒過濾器6。在一氧化氮氧化催化器上游4從輸送管道3分支出分支管道7并且在一氧化氮氧化催化器4下游以及在顆粒過濾器6上游通到排出管道5。在分支管道7里面設(shè)置HC氧化催化器8作為加熱裝置。此外在分支管道7里面在HC氧化催化器8上游設(shè)置一個噴嘴9，利用它將燃料10作為還原劑在HC氧化催化器8 上游噴到分支管道7里面。這個噴嘴9是配量裝置11的組成部分，該配量裝置除了噴嘴9 以外還具有燃料容器12和控制或調(diào)節(jié)配量的控制和/或調(diào)節(jié)裝置13。可選擇在分支管道7里面在這里僅僅示例地在噴嘴9上游設(shè)置一個截止機(jī)構(gòu)14， 它同樣可以與電子監(jiān)控單元(但是在這里未示出)耦聯(lián)，用于對給定的時間從廢氣流2分支確定的廢氣量，由此使第一廢氣流2’通過一氧化氮氧化催化器4流動并且使第二廢氣流2” 通過分支管道7流動。當(dāng)然必要時也可以附加地在分支管道3的其它位置設(shè)有截止機(jī)構(gòu)， 用于改變廢氣流2’和2”的分布。但是為了清晰在這里未示出它們。然后這兩個廢氣流在一氧化氮氧化催化器4下游并在HC氧化催化器8下游再匯合并且作為廢氣流2’，，輸送到顆粒過濾器6。從圖3的示意圖中還可以看出，在廢氣管1里面在HC氧化催化器8下游并在一氧化氮氧化催化器4上游熱耦聯(lián)一個熱交換器30，利用它使確定的熱能量、優(yōu)選控制或調(diào)節(jié)地通過在這里未示出的控制和/或調(diào)節(jié)裝置從熱廢氣流2”在HC氧化催化器8下游耦出并且耦入到相對較冷的廢氣流2’。要耦入或耦出的熱能量或熱量在這里與所有下面的實(shí)施例一樣通過輸送的碳?xì)浠衔锪亢?或熱流監(jiān)控裝置控制或調(diào)節(jié)，該監(jiān)控裝置給出對應(yīng)于在一氧化氮氧化催化器4和/或顆粒過濾器6上所期望的理論溫度給出熱量需求。所述一氧化氮氧化催化器4在實(shí)際中優(yōu)選比HC氧化催化器8設(shè)計(jì)得大得多，其原因是，顆粒過濾器再生主要以二氧化氮基的顆粒過濾器再生執(zhí)行，即，利用在一氧化氮氧化催化器4里面形成的二氧化氮。僅僅對于在一氧化氮氧化催化器4上形成的二氧化氮的再生工作不足夠的情況，才相應(yīng)地控制或調(diào)節(jié)地利用控制和/或調(diào)節(jié)裝置13通過噴嘴9將燃料10配量到分支管道7里面。同時通過相應(yīng)地控制截止機(jī)構(gòu)14使相應(yīng)的廢氣質(zhì)量流作為第二廢氣流2”通過分支管道7導(dǎo)引，用于對HC氧化催化器8輸送富含碳?xì)浠衔锏膹U氣流，由此在HC氧化催化器8里面產(chǎn)生放熱反應(yīng)，它產(chǎn)生熱的第二廢氣流2”，它通過熱交換器30流動并且接著繼續(xù)在一氧化氮氧化催化器4下游與第一廢氣流2”混合，由此總體上看對顆粒過濾器6輸送富含二氧化氮的且提高到較高的溫度水平的廢氣流2’ ”，由此在顆粒過濾器6里面以最佳的方式進(jìn)行二氧化氮基的炭黑氧化，如同在圖1中簡示的那樣。在那里以15表示表征100%轉(zhuǎn)換的理想線，在這里對應(yīng)于所輸送的每克二氧化氮氧化0. 13克的碳。如果現(xiàn)在由電子監(jiān)控單元獲得，二氧化氮再生工作在低溫度范圍16不再提供滿意的再生效果和/或顆粒過濾器的吸附率上升到給定的極限以上，則通過上述的措施使溫度水平提高到高溫度范圍17，用于更加有效且最佳地形成炭黑燃燒。在此由于按照本發(fā)明的主動與被動的再生方法的組合例如足以使導(dǎo)引到顆粒過濾器6的廢氣流2’ ”提高到優(yōu)選位于 370°C至400°C的溫度水平。通過利用熱交換器30實(shí)現(xiàn)的、有目的的耦入熱能到導(dǎo)引到一氧化氮氧化催化器4 的廢氣流2’里面還可以在一氧化氮氧化催化器4上調(diào)節(jié)確定的溫度窗口，優(yōu)選在250°C至 380°C的范圍，由此導(dǎo)致二氧化氮在一氧化氮氧化催化器4中產(chǎn)生的最佳化。這個措施可以如圖2所示與單純提高廢氣溫度不同進(jìn)一步附加地改善再生能力，因?yàn)楝F(xiàn)在不僅提供更高的溫度，而且提供更多的二氧化氮量的使用17，。顆粒過濾器的二氧化氮量和/或再生能力和/或吸附率例如可以通過數(shù)學(xué)模型和 /或特性曲線和/或通過廢氣傳感器、尤其通過壓力傳感器、二氧化氮傳感器、氮氧化物傳感器、溫度傳感器和/或用于確定顆?；蛱亢诹康膫鞲衅髑蟮谩Ｔ趫D3a中所示的廢氣分流2’和2”的另一可能性在于，使第一分流2’從內(nèi)燃機(jī) BKM的第一汽缸組\分支并且使第二分流2”從第二汽缸組\分支，即，兩個廢氣流2’，2” 流體技術(shù)地與內(nèi)燃機(jī)的不同汽缸連接。該結(jié)構(gòu)和工作原理在其它方面對應(yīng)于圖3的結(jié)構(gòu)和工作原理，因此請參閱前面的描述。通過在圖3a中示出的工作原理可以省去碳?xì)浠衔锏莫?dú)立輸送裝置，因?yàn)橥ㄟ^調(diào)整運(yùn)行參數(shù)、尤其是噴油時刻和/或噴油壓力和/或噴油次數(shù)和 /或吸入節(jié)流位置可以使第二汽缸組的汽缸產(chǎn)生在HC氧化催化器8上游的高碳?xì)浠衔锪俊?br> 上述內(nèi)容以類似的方式也適用于按照圖4的備選擴(kuò)展結(jié)構(gòu)，其中與按照圖3的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)的差別是，在HC氧化催化器8下游并且在熱交換器30的耦入的下游將另一 HC氧化催化器8’組合到分支管道7里面。第一 HC氧化催化器8在這里這樣設(shè)計(jì)，使它不氧化全部的、輸送到廢氣流里面的還原劑(燃料10)，由此使溫度偏移在這個HC氧化催化器下游更小。由此保證，通過熱交換器30只能耦出這樣微少的熱能，它足以使一氧化氮氧化催化器 4在所期望的溫度窗口中運(yùn)行，而不會導(dǎo)致在一氧化氮氧化催化器4部位中的過熱。尤其是必要時也可以沒有費(fèi)事的用于監(jiān)控?zé)崃鞯目刂坪?或調(diào)節(jié)裝置實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。在這里在燃燒剩余碳?xì)浠衔飼r在相應(yīng)設(shè)計(jì)尺寸的第二 HC氧化催化器8’里面產(chǎn)生第一和第二廢氣流 2”以所期望的高溫用于顆粒過濾器再生帶來的溫度偏移。否則該結(jié)構(gòu)對應(yīng)于圖3的結(jié)構(gòu)， 因此其它的詳細(xì)解釋請參閱前面對圖3的描述。在圖5中示出另一可選擇的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)，因此在結(jié)構(gòu)上對應(yīng)于圖3的部分不再描述。 在這里與圖3的差別是，沒有利用熱交換器30的熱量耦出或熱量耦入。而是在這里從分支管道7分支出第二分支管道18，而且在HC氧化催化器8下游。這個分支管道18在一氧化氮氧化催化器4上游再通到輸送管道3。在分支管道18部位設(shè)有另一截止機(jī)構(gòu)19，利用它相應(yīng)控制或調(diào)節(jié)地根據(jù)給定的分支參數(shù)從第二廢氣流2”分支出廢氣分流2””。廢氣分流 2””的這個分支對于給定的時刻以給定的量、優(yōu)選調(diào)整或調(diào)節(jié)地通過監(jiān)控?zé)崃鞯臒崃鞅O(jiān)控裝置實(shí)現(xiàn)，該裝置是控制和/或調(diào)節(jié)裝置的組成部分。如果截止機(jī)構(gòu)19打開并且使廢氣分流2””在HC氧化催化器8下游從第二廢氣流2”分支，然后使熱的廢氣分流流到一氧化氮氧化催化器4，然后它使同樣導(dǎo)引到一氧化氮氧化催化器4的第一廢氣流2’提高到這樣的溫度水平，使二氧化氮形成在一氧化氮氧化催化器4中最佳化。尤其使熱廢氣分流2””對于那些時刻分支，在這些時刻使一氧化氮氧化催化器4的溫度接近下降到對于氮氧化物形成最佳的溫度范圍以下，如同前面已經(jīng)詳細(xì)示出和解釋的那樣。為了避免，不期望的HC量通過這個廢氣分流2””在一氧化氮氧化催化器4上游輸送，這可能導(dǎo)致一氧化氮氧化催化器4的氮氧化物活性下降，此外也可以設(shè)有一個在這里未示出的另一檢測裝置，例如HC傳感器或類似部件，利用它監(jiān)控輸送到一氧化氮氧化催化器4的HC量。如果達(dá)到或超過對于一氧化氮氧化催化器4的臨界的HC量理論值，則可以相應(yīng)調(diào)整或調(diào)節(jié)地必要時節(jié)流或者也停止輸送廢氣分流2””。此外能夠在分支管道18內(nèi)部安置另一 HC氧化催化器8”，它尤其用于氧化可能還在廢氣流2””中含有的碳?xì)浠衔?。這一點(diǎn)在圖5中示意地并虛線地表示。原理上也可以使上述的方法變化通過兩個安置在廢氣流2”中的HC氧化催化器在按照圖4的實(shí)施例的意義上轉(zhuǎn)換。在這種情況下，它在這里未示出，使分支管道18在兩個 HC氧化催化器之間的部位分支并且在一氧化氮氧化催化器4上游通到輸送管道3。因?yàn)樵谶@種情況下輸送的碳?xì)浠衔锊煌耆坏谝?HC氧化催化器氧化，在這種情況下特別提供， 在分流2””中設(shè)置另一 HC氧化催化器8”，用于防止在一氧化氮氧化催化器4上出現(xiàn)碳?xì)浠衔?。否則該結(jié)構(gòu)和工作原理對應(yīng)于圖3或4的結(jié)構(gòu)和工作原理。在圖6a中示出另一可選擇的實(shí)施例，它基本與按照圖5的結(jié)構(gòu)一致。但是在這里與按照圖5的結(jié)構(gòu)差別是，使分支管道18這樣構(gòu)成，使分支管道管狀地包圍一氧化氮氧化催化器4，如同尤其由沿著A-A的截面6b所示的那樣。由此使從第二廢氣流2”分支的廢氣分流2””在外壁側(cè)繞流一氧化氮氧化催化器4，由此同樣能夠使生出的熱能耦入到一氧化氮氧化催化器4里面，用于使這個催化器保持在所期望的溫度窗口。否則在這里所示工作原理和結(jié)構(gòu)也對應(yīng)于圖5的工作原理和結(jié)構(gòu)，因此其它細(xì)節(jié)特征請參閱前面所述的實(shí)施例。最后在圖7中示出一個實(shí)施例，其中形成加熱催化器或加熱裝置的HC氧化催化器 8被一氧化氮氧化催化器4包圍。由此更好地避免HC氧化催化器8冷卻，同時這樣提高一氧化氮氧化催化器4的溫度，使其溫度水平總是可以保持在所期望的范圍。在這里以與前面所述實(shí)施例類似的方式僅僅使燃料10配量到HC氧化催化器8。為了一方面通過一氧化氮氧化催化器4另一方面通過HC氧化催化器8分布廢氣流優(yōu)選設(shè)有一個在這里僅僅簡示出的流體導(dǎo)弓I部件21。此外在這個導(dǎo)弓I部件21部位也設(shè)有截止機(jī)構(gòu)，它控制或調(diào)節(jié)流量或一般廢氣流到HC氧化催化器8的流入。但是在這里為了清晰沒有一起示出。在圖7中還僅僅純示意地示出同樣設(shè)置在廢氣管1里面的氮氧化氮還原催化器 22，它例如由氮氧化物儲存催化器或SCR催化器構(gòu)成。在圖9中示出與按照圖7結(jié)構(gòu)相反的結(jié)構(gòu)，而且這樣，在這里使HC氧化催化器8 包圍和圍繞一氧化氮氧化催化器4。然后相應(yīng)地通過在這里的兩個獨(dú)立的配量裝置11將燃料10配量到導(dǎo)引到HC氧化催化器8的廢氣流2”里面。否則圖9的結(jié)構(gòu)對應(yīng)于圖7的結(jié)構(gòu)。最后在圖8中示出另一可選擇的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)，其中HC氧化催化器8逆流地這樣連接在管狀構(gòu)成的一氧化氮氧化催化器4的管孔M的管口 23上，使得僅僅通流HC氧化催化器 8的廢氣流2”可以流入到連續(xù)的管孔M里面并且通過管孔M壁體傳遞熱能到一氧化氮氧化催化器4。在這里必要時也可以通過使HC氧化催化器8耦聯(lián)在一氧化氮氧化催化器 4上實(shí)現(xiàn)熱傳遞。否則在這里所示的結(jié)構(gòu)也對應(yīng)于圖7和9的結(jié)構(gòu)，因此其它擴(kuò)展結(jié)構(gòu)和工作原理請參閱上述的實(shí)施例。在此要再一次明確地指出，按照圖5至9的工作原理和方法結(jié)構(gòu)尤其在按照圖1 和2的提高溫度方面對應(yīng)于圖4的工作原理和方法結(jié)構(gòu)。在圖10中示出從原理上對應(yīng)于按照圖3擴(kuò)展結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，因此相同的零部件配有相同的標(biāo)記符號并且在共同性方面請參閱對于圖3的相關(guān)描述。但是與按照圖3實(shí)施例的差別是，在圖10中示出一個擴(kuò)展結(jié)構(gòu)，其中設(shè)有廢氣渦輪機(jī)結(jié)構(gòu)40，它具有廢氣渦輪機(jī)41 和壓縮機(jī)42。該壓縮機(jī)42以常見的方式設(shè)置在導(dǎo)引到在這里未示出的內(nèi)燃機(jī)的空氣輸送管道43里面，而廢氣渦輪機(jī)41位于來自內(nèi)燃機(jī)的廢氣流的流動路徑里面。如圖10所示，在這里分支管道7在廢氣渦輪機(jī)41上游分支，由此使主廢氣流2分成導(dǎo)引到廢氣渦輪機(jī)41的廢氣流2’和通過分支管道7流動的第二廢氣流2”。在廢氣渦輪機(jī)上游取出或分支第二廢氣流2”的優(yōu)點(diǎn)是，使這個第二廢氣流2”位于比在廢氣渦輪機(jī)41 下游的第一廢氣流2’明顯更高的溫度水平上。如同由圖10還看到的那樣，與這種廢氣渦輪機(jī)結(jié)構(gòu)40相結(jié)合有利地規(guī)定，使通流HC氧化催化器8的第二廢氣流2”在一氧化氮氧化催化器4上游再輸送到較冷的第一廢氣流2’，由此使總體上足夠熱的廢氣流2’，，通過一氧化氮氧化催化器4流動并且使一氧化氮氧化催化器4中的溫度提高到這種溫度水平，使二氧化氮形成在一氧化氮氧化催化器4中可以最佳地執(zhí)行。在圖11中示出按照圖10的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)和方法結(jié)構(gòu)的變化，它基本對應(yīng)于圖10的結(jié)
16構(gòu)，但是差別是，在這里與按照圖3a的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)類似使輸送到廢氣渦輪機(jī)41的第一廢氣流 2’從內(nèi)燃機(jī)BKM的第一汽缸組\分支，而第二廢氣流2”從內(nèi)燃機(jī)BKM的第二汽缸組\分支。否則該結(jié)構(gòu)對應(yīng)于圖10的結(jié)構(gòu)。 因此在所有實(shí)施例中通過加熱裝置導(dǎo)引廢氣流或部分廢氣流。但是由此要實(shí)現(xiàn)的加熱功率如上所述受到現(xiàn)有的氧氣量限制。為了避免這一點(diǎn)，可以選擇對于要加熱的廢氣流在達(dá)到確定給定的溫度和/或給定的時間和/或在超過給定的λ值或氧氣值以后輸送新鮮空氣，例如在充氣側(cè)分支的新鮮空氣流。這個新鮮空氣輸送20在圖3，4，5，6和10中僅僅極其簡化地通過箭頭表示。
權(quán)利要求
1.一種用于使設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)廢氣管里面的顆粒過濾器再生的方法，具有至少一個在顆粒過濾器上游設(shè)置的、用于一氧化氮氧化成尤其是二氧化氮的一氧化氮氧化催化器，并且具有至少一個用于提高廢氣流溫度的加熱裝置，其特征在于，利用至少一個加熱裝置(8) 產(chǎn)生確定量的熱能，通過它使一氧化氮氧化催化器(4)的溫度調(diào)整到確定的溫度范圍，其中優(yōu)選根據(jù)顆粒過濾器(6)的炭黑吸附率和/或根據(jù)顆粒過濾器(6)的二氧化氮基再生效率利用在至少一個一氧化氮氧化催化器(4)上形成的二氧化氮量給定溫度范圍。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，利用控制和調(diào)節(jié)裝置使一氧化氮氧化催化器(4)的溫度調(diào)節(jié)到250°C至3800C的溫度范圍。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，再生階段尤其通過確定地提高一氧化氮氧化催化器(4)的溫度表征，至少在再生階段期間使在廢氣中含有的碳與在顆粒過濾器上游的二氧化氮之間的質(zhì)量比至少為1:4、優(yōu)選至少1:8。
4.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，至少一個加熱裝置(8)通過至少一個熱催化器、尤其通過至少一個用于碳?xì)浠衔镅趸拇呋鳂?gòu)成，它必要時附加地具有一氧化氮氧化活性劑，其中優(yōu)選地規(guī)定，使碳?xì)浠衔铩⒂绕淙剂显谕ㄟ^用于氧化碳?xì)浠衔锏拇呋餍纬傻募訜嵫b置(8)的上游通過配量裝置(9)給到廢氣流(2”)里面，或者通過調(diào)整內(nèi)燃機(jī)在附屬于各汽缸的且導(dǎo)引到加熱裝置(8)的廢氣流中的汽缸運(yùn)行參數(shù)提高碳?xì)浠衔锖?，其中輸送碳?xì)浠衔镉绕渲芷诘刈裱_定的配量參數(shù)與給定的時間在給定量中的關(guān)系。
5.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，至少一個加熱裝置(8)流體技術(shù)地與一氧化氮氧化催化器(4)尤其這樣并聯(lián)地設(shè)置，使至少一個加熱裝置(8)和一氧化氮氧化催化器(4)分別被廢氣流或氣流(2’，2”)通流。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，第一廢氣流(2’)穿過一氧化氮氧化催化器 (4)流動并且第二廢氣流(2”)穿過或通過至少一個加熱裝置(8)流動，其中優(yōu)選地規(guī)定，使兩個廢氣流(2’，2”)在一氧化氮氧化催化器(4)下游、必要時也在上游或者上游和下游并且在至少一個加熱裝置(8)下游以及在顆粒過濾器(6)上游一起導(dǎo)引。
7.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在至少一個廢氣渦輪機(jī)(41) 上游取出至少有時通過加熱裝置(8)導(dǎo)引的廢氣流(2”)并且在廢氣渦輪機(jī)(41)下游以及在一氧化氮氧化催化器(4)上游、必要時也在下游或者上游和下游輸送到廢氣流(2’)。
8.如權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，兩個廢氣流(2’，2”)流體技術(shù)地與內(nèi)燃機(jī)的不同汽缸連接，其中對于這種情況優(yōu)選規(guī)定，通過調(diào)整那些流體技術(shù)地與廢氣流(2”) 連接的汽缸的運(yùn)行參數(shù)尤其是噴油時刻和/或噴油壓力和/或噴油次數(shù)和/或吸氣節(jié)流位置，該廢氣流通流具有碳?xì)浠衔镅趸罨瘎┳鳛榧訜嵫b置(8)的催化器，在這個催化器上游產(chǎn)生確定的高碳?xì)浠衔锪浚蛘邔τ诹黧w技術(shù)地與不同汽缸的連接備選地規(guī)定，使一個廢氣流(2”)在一氧化氮氧化催化器(4)上游和/或在至少一個廢氣渦輪機(jī)(41)上游利用來自一個主廢氣流(2)的分支管道(7)導(dǎo)引的且導(dǎo)引到一氧化氮氧化催化器(4)的輸送管道(3)分支，由此使第一廢氣流(2’ )通過輸送管道(3)繼續(xù)流動到一氧化氮氧化催化器 (4)。
9.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，使熱能直接或間接地從至少一個加熱裝置(8)耦出和/或使熱能從熱廢氣流(2”)在加熱裝置(8)下游耦出，和/或使熱能間接或直接地輸送到一氧化氮氧化催化器(4)和/或使熱能在一氧化氮催化器(4)上游耦入到通流一氧化氮氧化催化器(4)的廢氣流里面。
10.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，使熱能從熱廢氣流(2”)在加熱裝置下游利用至少一個熱交換器(30)耦出和/或使熱能通過至少一個熱交換器(30)耦入到通流一氧化氮氧化催化器(4 )的廢氣流(2 ’)里面和/或使熱能從熱廢氣流在加熱裝置(8 )下游通過熱廢氣分流(2””)的分支耦出和/或使熱能在一氧化氮氧化催化器(4)上游通過導(dǎo)入熱廢氣流(2””)耦入到導(dǎo)引到一氧化氮氧化催化器(4)的廢氣流(2’)里面和/或使分支的廢氣分流(2 ””)在其熱耦入到導(dǎo)弓I到一氧化氮氧化催化器(4 )里面廢氣流(2 ’)之前通過用于氧化碳?xì)浠衔?8”)的催化器導(dǎo)引。
11.如權(quán)利要求4至10中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在由碳?xì)溲趸呋鳂?gòu)成加熱裝置(8)時輸送碳?xì)浠衔?HC)作為還原劑(10)并且在配量確定的熱廢氣流(2””) 量到導(dǎo)引到一氧化氮氧化催化器(4)里面的廢氣流(2’)里面時，附加地設(shè)有檢測裝置，利用它檢測輸送到一氧化氮氧化催化器(4)的廢氣流的HC濃度作為HC量的實(shí)際值，其中這個檢測裝置與控制和調(diào)節(jié)裝置這樣耦聯(lián)，使得與確定的運(yùn)行參數(shù)相結(jié)合或者根據(jù)確定的運(yùn)行參數(shù)、也代替一氧化氮氧化催化器(4)上的理論溫度給出一個確定的HC量理論值，利用它通過理論值-實(shí)際值比較調(diào)節(jié)導(dǎo)引到一氧化氮氧化催化器(4)的輸送到廢氣流的HC量。
12.如權(quán)利要求4至11中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述加熱裝置通過至少兩個串聯(lián)的加熱催化器(8，8’)、尤其HC氧化催化器構(gòu)成并且使熱能從兩個加熱催化器 (8，8，)之間的熱廢氣流中耦出和/或從逆著看去的第一加熱催化器(8)耦出。
13.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述一氧化氮氧化催化器 (4)管狀地構(gòu)成，具有構(gòu)成流體通道的連續(xù)的管孔(24)，并且構(gòu)成加熱裝置的加熱催化器 (8)逆流地這樣連接在管孔(24)的管口(23)上或者至少局部形狀結(jié)合地插入到管孔(24) 里面，由此僅僅使事先通流加熱催化器(8)的熱廢氣流流入到管孔(24)里面并且通過管孔 (24)的壁體以及必要時加熱催化器(8)在一氧化氮氧化催化器(4)的熱耦聯(lián)使熱能傳遞到一氧化氮氧化催化器(4)上。
14.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，利用至少一個加熱裝置(8)使導(dǎo)引到顆粒過濾器(6)的廢氣流(2’”)加熱到確定的溫度，其中尤其根據(jù)顆粒過濾器(6)的吸附率和/或根據(jù)顆粒過濾器(6)的二氧化氮基再生的效率利用在至少一個一氧化氮氧化催化器(4)上形成的二氧化氮量給定溫度。
15.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，利用一個控制和/或調(diào)節(jié)裝置根據(jù)確定的加熱參數(shù)、尤其根據(jù)顆粒過濾器(6)以炭黑的吸附率和/或根據(jù)顆粒過濾器 (6)的二氧化氮基的再生效率利用一個在至少一個一氧化氮氧化催化器(4)上形成的二氧化氮量通過改變在通過用于氧化碳?xì)浠衔锏拇呋鳂?gòu)成的加熱裝置(8 )上游輸送的或在廢氣流(2”)中對于這個加熱裝置調(diào)節(jié)的碳?xì)浠衔锪俊⒂绕漭斔偷娜剂狭靠刂苹蛘{(diào)節(jié)輸送到一氧化氮氧化催化器(4)和/或顆粒過濾器的熱量，和/或設(shè)有至少一個利用控制和/或調(diào)節(jié)裝置耦聯(lián)的截止裝置(14)，利用它根據(jù)確定的截止和/或運(yùn)行參數(shù)控制或調(diào)節(jié)通過廢氣渦輪機(jī)(41)和/或通過加熱裝置(8)輸送的廢氣流(2’，2”)量。
16.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，設(shè)有最好利用一個截止機(jī)構(gòu)可截止的新鮮空氣管路(20)，通過它對廢氣流在加熱裝置(8)上游和/或在一氧化氮氧化催化器(4)上游對于給定的時刻和/或在超過給定的廢氣流溫度和/或在超過給定的λ值和/或在超過給定氧氣值時輸送給定量的充氣空氣側(cè)的新鮮空氣流和/或給定量的在廢氣回流管道的入口下游到在充氣空氣管道中分支的充氣空氣流或借助于風(fēng)機(jī)或壓縮機(jī)輸送的新鮮空氣流里面。
17. —個裝置，用于使設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)廢氣管里面的顆粒過濾器再生、尤其用于執(zhí)行如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于使設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)廢氣管里面的顆粒過濾器再生的方法，具有至少一個在顆粒過濾器上游設(shè)置的、用于一氧化氮氧化成尤其是二氧化氮的一氧化氮氧化催化器，并且具有至少一個用于提高廢氣流溫度的加熱裝置。按照本發(fā)明利用至少一個加熱裝置(8)產(chǎn)生確定量的熱能，通過它使一氧化氮氧化催化器(4)的溫度調(diào)整到確定的溫度范圍，其中優(yōu)選根據(jù)顆粒過濾器(6)的炭黑吸附率和/或根據(jù)顆粒過濾器(6)的二氧化氮基再生效率利用在至少一個一氧化氮氧化催化器(4)上形成的二氧化氮量給定溫度范圍。
文檔編號F01N9/00GK102472136SQ201080030647
公開日2012年5月23日 申請日期2010年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月7日
發(fā)明者德林 A., 羅特 D. 申請人:曼卡車和巴士股份公司