DE2519609A1 - IC engine exhaust gas soot removal - achieved by filter in outflow path and controlled soot burning arrangement - Google Patents
IC engine exhaust gas soot removal - achieved by filter in outflow path and controlled soot burning arrangementInfo
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Abstract
Description
Vorrichtung zum Entfernen des Rußes aus Abgasen von Brennkraftmaschinen, insbesondere Diesel-Brerrnkrftmaschinen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zurn Entfernen des Rufes aus Abgasen von Brennkraftmaschinen, insbesondere Diesel-Brennkraftmaschinen, bei der im Abströmweg der Abgase ein Filter vorgesenen ist, an dem sich der ausgefilterte Ruß zumindest im wesentlichen an der Oberfläcne ablagert. Device for removing soot from exhaust gases from internal combustion engines, in particular diesel internal combustion engines. The invention relates to a device to remove the call from exhaust gases from internal combustion engines, in particular diesel internal combustion engines, in which a filter is provided in the outflow path of the exhaust gases, on which the filtered one is located Soot is deposited at least essentially on the surface.
Die Verwendung von Filtern zur mechanischen Entfernung des Rukes aus den Abgasen ist an sich bekannt. Wegen der insbesondere bei Diesel-Brennkraftmaschinen anfallenden nohen Rußmengen, aie bis zu einem Gewichtsprozent des verbrauchten Kraitstoffes ausmachen können, sind diese Systeme aber mit einem zu nonen @artungsaufwand verbunden, so daß ihr- Einsatz auf Spezialfälle beschränkt bleiben muß.The use of filters to mechanically remove the sore the exhaust gases is known per se. Because of the particular in diesel internal combustion engines Accruing small amounts of soot, aie up to a weight percent of the consumed Kraitstoffes can make out, these systems are associated with too little maintenance effort, so that their use must remain limited to special cases.
Daneben ist es auch bekannt, den den Abgasen entzogenen, von dein Filter angesammelten Ruß abzubrennen. Dies geschieht in unkontrollierter Weise dadurch, daß nach langerem Vollastbetrieb Temperaturen erreicht werden können, die in Verbindung mit entsprechenden Luftverhältnissen zu Selbstzündungen führen können. Eine derartige unkontrollierte Verbrennung kann zu so nohen Temperaturen und damit thermischen Beanspruchungen des Filtermateriales führen, daß dessen Lebenserwartung zumindest stark beeinträchtigt wird.It is also known to have been removed from the exhaust by your Filters to burn off accumulated soot. This happens in an uncontrolled way by that after a long period of full load operation temperatures can be reached in connection with appropriate air conditions can lead to spontaneous combustion. Such a one Uncontrolled combustion can lead to high temperatures and thus thermal ones Stresses on the filter material lead to its life expectancy at least is severely affected.
Durch die Erfindung soll nun eine Vorrichtung der eingangs genannten Art daningehend weitergebildet werden, daß bei mäßiger thermischer Beanspruchung des Filters ein möglichst wartungsarmer Betrieb möglich ist.The invention is now intended to provide a device of the type mentioned at the beginning Kind to be further developed that with moderate thermal stress the filter can be operated with as little maintenance as possible.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Vorricntung mit Einrichtungen zum gesteuerten Abbrennen des Rußes in sorgegebenen Intervallen versehen wird. Dadurch, daß bei der erfindungsgemaßen Lösung uber die genannten Einrichtungen auf die für die Verbrennung wesentlicnen Faktoren, wie bei'-spielsweise die zur Verbrennung zur Verfügung gestellte Luftmenge, einfluß genommen wird, läßt sich der Verbrennungsvorgang so steuern, daß einerseits übermäßige Rußanlagerungen und andererseits übermäßige thermische Beanspruchungen des Filters vermieden werden.According to the invention this is achieved in that the Vorricntung with devices for the controlled burning off of the soot at careful intervals is provided. The fact that in the solution according to the invention over the mentioned Facilities on the factors essential for the combustion, such as for example the amount of air made available for combustion is influenced control the combustion process in such a way that, on the one hand, excessive soot deposits and on the other hand, excessive thermal stresses on the filter are avoided.
In Ausgestaltung der Erfindung erweist es sich als zweckmäßig, wenn die Einrichtungen eine Initialzündquelle, so insbesondere eine Heißglühkerze, eine Flammglühkerze, einen Strahlglühkörper oder dergleichen umfassen, um unabhangig von der jeweiligen Abgastemperatur der Maschine, und damit unabhängig vom jeweiligen Betriebspunkt des Motores die Einleitung der Verbrennung ermöglichen. Die Erfassung des im Hinblick auf die Verbrennung des angesammelten Rußes jeweils zweckmäßigen Zündzeitpunktes erfolgt bevorzugt im Rahmen der Erfindung -gegendruckabhängig, d. h. in Abhängigkeit vom Staudruck auf der Anströmseite des Filters.In an embodiment of the invention, it proves to be useful if the devices an initial ignition source, so in particular a hot glow plug, a Flame glow plug, a jet glow body or the like comprise in order to be independent of the respective exhaust gas temperature of the machine, and thus independent of the respective Operating point of the engine enable the initiation of combustion. The capture the most appropriate in terms of burning the accumulated soot The ignition point is preferably carried out in the context of the invention -dependent on the back pressure, i. H. depending on the back pressure on the upstream side of the filter.
Im Hinblick auf die Steuerung der für die Verbrennung des Rußes zur Verfügung stehenden Luftmenge erweist es sich als zweckmäßig, wenn im Abströmweg der Abgase ein den Filter umgehender, absperrbarer Beipaß für die Abgase vorgesehen wird. wird der Beipaß unter Berücksichtigung der in den Abgasen enthaltenen Restluftmenge gesteuert, so kann bei Zufuhrung zumindest eines Teiles der fur die Verbrennung des Rußes erforderlichen Luft über die Abgase vermieden werden, daß im Hinblick auf die vorgegebene Höchsttemperatur eine zu schnelle Verbrennung des Rußes erfolgt. Wird die in den Abgasen enthaltene Luftmenge nicht erfaßt, so kann das Abgas insgesamt über den Beipaß umgeleitet werden und es kanndiefbrdie Rußverbrennung erforderliche Luftmenge gesondert zugeführt werden. Selbstverständlich sind im Rahmen der Erfindung auch iA,ischbetriebe möglich. Im Hinblick auf die im Rahmen der Erfindung vorgesehene Steuerung der für die Verbrennung zugeführten Luftmenge erweist es sich als zweckmäßig, wenn der Beipaß in Abhangigkeit von der Einschaltung der Initialzündquelle zu öffnen ist. Des weiteren erweist es sich als zweckmäßig, wenn der Beipaß temperaturabhängig steuerbar, insbesondere schließbar ist, was ebenso wie die Steuerung des Beipaßes in Abhangigkeit von der Einschaltung der Initialzündquelle dazu beitragt, daß die Umleitung der Abgase über den Beipaß nur über den im Hinblick auf die RuRverbrennung unbedingt notwendigen Zeitraum erfolgt.With regard to the control of the soot used for burning The amount of air available proves to be useful if in the outflow path the exhaust gases bypassing the filter, lockable bypass for the Exhaust is provided. is the bypass taking into account that in the exhaust gases Controlled residual air amount contained, so can at least a part of the supply the air required for the combustion of the soot is avoided via the exhaust gases that, with regard to the specified maximum temperature, combustion is too rapid of the soot takes place. If the amount of air contained in the exhaust gases is not recorded, so the exhaust gas as a whole can be rerouted via the bypass and it can be broken down The amount of air required for soot combustion must be supplied separately. Of course are also generally possible within the scope of the invention. With regard to the im Within the scope of the invention provided control of the amount of air supplied for combustion it proves to be expedient if the bypass depends on the insertion the initial ignition source is to be opened. It also proves to be useful if the bypass can be controlled as a function of the temperature, in particular can be closed, which is also the case like the control of the bypass depending on the activation of the initial ignition source contributes to the fact that the diversion of the exhaust gases through the bypass only through the in view the period absolutely necessary for the soot burning takes place.
Eine temperaturabhängige Steuerung des Beipaßes kann im Rahmen der Erfindung auch im Hinblick auf das Ziel erfolgen, eine Umlenkung der Abgase über den Beipaß für jene Betriebsbereiche des Motores nach Möglichkeit zu vermeiden, in denen insbesonders Rußanfall in den Abgasen zu erwarten ist. Hierfür erweist es sich als zweckmäßig, gegebenenfalls zusätzlich in Abhängigkeit von der Austrittstemperatur der Abgase an der Maschine zu steuern. Eine Steuerung im Hinblick auf die Berücksichtigung dieser Abgastemperatur kann in Abhängigkeit von der Regelstangenstellung der Maschine erfolgen, was den Vorteil der Umschaltung auf eine Abführung der Abgase über den Filter recntzeitig vor Anfall der erhöhten Rußmenge mit sich bringt.A temperature-dependent control of the bypass can within the framework of Invention also take place with a view to the aim of a diversion of the exhaust gases to avoid the bypass for those operating areas of the engine if possible, in which especially soot build-up is to be expected in the exhaust gases. For this it proves it is expedient, if necessary additionally depending on the outlet temperature to control the exhaust gases at the machine. A control in terms of consideration this exhaust gas temperature can depend on the control rack position of the machine done what the advantage of Switching to a discharge of the Bringing exhaust gases through the filter in time before the increased amount of soot occurs.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen: Figur 1: eine Schemadarstellung einer erfindungsgemäßen, im Hinblick auf die Einleitung des Zündvorganges gegendruckabhängig gesteuerten Vorrichtung, Figur 2: ein in Verbindung mit einer Darstellung gemaß Figur 1 einsetzbares, mechanisch arbeitendes Steuerelement, Figur 3: eine Schemadarstellung einer erfindungsgemäßen, im Hinblick auf die Oxydationsrate des Rußes bei dessen Verbrennung mit thermischer Steuerung arbeitenden Vorrichtung, Figur 4: eine weitere Schemadarstellung, bei der im Hinblick auf die Stuerung der Oxydationsrate des Rußes die dem Filter zuströmende Gasmenge unabhängig von der Abgasmenge des Motores etwa konstant gehalten wird, Figur 5: eine dritte Schemadarstellung zur Steuerung der Oxydationsrate des Rußes, wobei das dem Filter zugeführte Abgasvolumen unabhängig vom Abgasvolumen des Motores etwa konstant gehalten wird, und Fig.6+7: weitere Schemadarstellungen zur Steuerung der Oxydationsrate des Rußes bei dessen Verbrennung, wobei mit Frischluftzufuhr gearbeitet wird.The invention is illustrated below using an exemplary embodiment explained in more detail. They show: FIG. 1: a schematic representation of an inventive, with regard to the initiation of the ignition process controlled as a function of the back pressure Device, Figure 2: a usable in connection with a representation according to Figure 1, mechanically operating control element, Figure 3: a schematic representation of an inventive, with regard to the rate of oxidation of soot when it is burned with thermal Control working device, Figure 4: a further schematic representation, at the one flowing into the filter with a view to controlling the rate of oxidation of the soot The amount of gas is kept roughly constant regardless of the amount of exhaust gas from the engine, Figure 5: a third schematic representation for controlling the oxidation rate of the soot, wherein the volume of exhaust gas fed to the filter is independent of the volume of exhaust gas from the engine is kept approximately constant, and Fig. 6 + 7: further schematic representations for the control the rate of oxidation of the soot when it is burned, with a supply of fresh air is being worked on.
Von den Figuren zeigt Figur 1 eine Schemadarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur gegendruckabhingigen Sinleitung des Zündvorganges, wobei mit 1 die Vorrichtung insgesamt bezeichnet ist und der vorzugsweise in gefalteter Konfiguration vorliegende Filter 2 innerhalb eines Gehäuses 3 angeordnet ist, das im Auspuffstrang einer nicht dargestellten Diesel-Brennkraftmaschine liegt und einen Einlaß 4 sowie einen Auslaß 5 aufweist.Of the figures, FIG. 1 shows a schematic representation of an inventive Device for the counter-pressure-dependent initiation of the ignition process, with 1 the Device is designated as a whole and which is preferably in a folded configuration present filter 2 is arranged within a housing 3 in the exhaust line a diesel engine, not shown, and an inlet 4 as well has an outlet 5.
Dss Gehause 3 wird durch den eingesetzten Filter 2 in ein dem Einlaß 4 und ein dem Auslaß 5 zugehöriges Teilstück unterteilt, wobei der Filter 2 insgesamt, in bezug auf die hier angenommene Einbaulage der Vorrichtung 1, bei Eintritt des Einlasses 4 nahe der Oberkante des Gehäuses diagonal zur Durchströmrichtung liegt. Es ergibt sich dadurch eine Lage des Filters 2, bei der dieser einlaßseitig unterhalb des Einlasses 4 und auslaßseitig oberhalb des Auslasses 5 liegt, wobei der Auslaß auf der dem Einlaß 4 gegenüberliegenden Seite nahe der Unterkante des Gehäuses liegt.The housing 3 is through the inserted filter 2 in the inlet 4 and a section belonging to the outlet 5, the filter 2 as a whole, With regard to the installation position of the device 1 assumed here, when the Inlet 4 is near the upper edge of the housing diagonally to the flow direction. This results in a position of the filter 2 in which this is below the inlet side of the inlet 4 and on the outlet side above the outlet 5, the outlet is on the opposite side of the inlet 4 near the lower edge of the housing.
Da der sich vorgebende Gegendruck nicht nur von der Dicke der auf dem Filter 2 angelagerten Rußschicht abhangig ist, sonderen auch von der sich in Abhängigkeit von der Motordrehzahl verändernden Abgasmenge als solcher. muß erfindungsgemäß der Druckabfall in Abhängigkeit vom einlaßseitig gegebenen Druck erfaßt werden.Since the given back pressure is not only dependent on the thickness of the the soot layer deposited on the filter 2 is dependent, but also on the in Depending on the engine speed changing amount of exhaust gas as such. must according to the invention the pressure drop can be detected as a function of the pressure given on the inlet side.
Dies wird dadurch erreicht, daß der Differenzdruck zwischen Eingangsdruck und Ausgangsdruck erfaßt und die Zündung in Abahängigkeit in einer vorgegebenen Größe des Differenzdruckes eingeleitet wird. Die dies bewirkende Steuereinheit ist in Figur 1 symbolisch dargestellt und mit 6 bezeichnet. Die eingangsseitige Druckerfassung erfolgt dabei über eine Leitung 7 und die ausgangsseitige Druckerfassung über eine Leitung 8.This is achieved in that the differential pressure between the inlet pressure and output pressure is detected and the ignition in dependence in a predetermined Size of the differential pressure is initiated. The control unit causing this is in Figure 1 is shown symbolically and denoted by 6. The input side Pressure is recorded via a line 7 and the pressure detection on the output side via a line 8.
Die Zündvorrichtung als solche ist ebenfalls nur symbolisch dargestellt und mit 9 bezeichnet.The ignition device as such is also shown only symbolically and denoted by 9.
Daneben ist es im Rahmen der Erfindung, was hier nicht dargestellt ist, auch möglich, den Zündvorgang zeitabhängig zu steuern. Hierbei werden konstante Zeitintervalle so bemessen, daß -, bezogen beispielsweise auf ein Intervall, bei Lastpunkten mit hohem Rußanfall nicht zu viel Ruß auf dem Filter abgelagert wird und daß bei Lastpunkfflnmit niedrigem Rußanfall zwei - oder mehr Intervalle - durchlaufen werden können, bevor gezündet werden muß. Eine derartige zeitabhängige Steuerung kann beispielsweise einer gegendruckabhangigen Steuerung überlagert sein, was lediglich eine entsprechende Auslegung der Steuereinheit 6 bedingt.In addition, it is within the scope of the invention, which is not shown here it is also possible to control the ignition process as a function of time. Here are constant Time intervals dimensioned so that -, based, for example, on an interval at Load points with high soot accumulation not too much soot is deposited on the filter and that in the case of load point flin with low soot accumulation two - or more intervals - run through before it has to be ignited. Such a time-dependent control can for example be superimposed on a backpressure-dependent control, which is only a corresponding design of the control unit 6 is required.
Soll über die Steuereinheit 6 lediglich gegendruckabhängig gesteuert werden, so kann diese bei mechanischer Ausgestaltung beispielsweise gemäß Figur 2 aufgebaut sein, wobei mit 7 die von der Eingangsseite kommende Leitung und mit 8 die von der ausgangsseite kommende Leitung symbolisiert sind. Diese beiden Leitungen münden an gegenüberliegenden Enden auf den Zylinder 9 der insgesamt mit 6i bezeichneten Steuereinheit aus, wobei der Zylinder durch eine feststehende Trennwand 10 unterteilt ist. Beiderseits der Trennwand liegt je ein Kolben, wobei der der Eingangsseite, und damit dem tberdruck zugeordnete Kolben 11 über eine Feder 12 gegen die Trennward 10 oder ein festes Widerlager abgestützt ist. Die Leitung 8 ist an die Auslaßleitung 5 bevorzugt im Bereich einer Düse 13 angeschlossen, so daß der dieser Zylinderseite zugehörige Kolben 14 normalerweise durch den bestehenden Unterdruck in Richtung auf die zugehörige Stirnwand des Zylinders 9@ gezogen wird. Dementsprechend ist eine Abstützfeder 15 zwiscflen dem Kolben 14 und einer dieser Stirnwand zugeordneten Anlage oder der Stirnwand selbst angeordnet. Diese Anordnung hat die Erfassung des Gegendruckes als Differenzdruck, also unter Berücksichtigung von eingangsseitigem und ausgangsseitigem Druck zur Folge und es wird somit eine Erfassung des Gegendruckes unabhängig von der Motordrehzahl zu erreichen.Should only be controlled as a function of back pressure via the control unit 6 this can be, for example, with a mechanical configuration according to FIG 2, with 7 the line coming from the input side and with 8 the lines coming from the output side are symbolized. These two lines open at opposite ends on the cylinder 9 of the designated as a whole with 6i Control unit, the cylinder being divided by a fixed partition wall 10 is. There is a piston on each side of the partition, with the one on the inlet side, and thus the piston 11 assigned to the overpressure against the Trennward via a spring 12 10 or a fixed abutment is supported. The line 8 is to the outlet line 5 preferably in the area of a nozzle 13 connected so that of this Pistons 14 associated with the cylinder side are normally caused by the existing negative pressure is pulled in the direction of the associated end wall of the cylinder 9 @. Accordingly is a support spring 15 between the piston 14 and one of this end wall assigned System or the front wall itself arranged. This arrangement has the capture of the Back pressure as differential pressure, i.e. taking into account the input side and pressure on the output side result, and the counterpressure is thus detected to be achieved regardless of the engine speed.
In den Figuren ist lediglich jeweils eine Zündquelle dargestellt. Neiter ist diese auch stationär gezeigt. Beides ist im Rahmen der Erfindung nicht zwingend und es kann vielmehr durchaus von Vorteil sein, mehrere Zündquellen vorzusehen bzw.Only one ignition source is shown in each of the figures. This is also shown stationary. Neither is within the scope of the invention compulsory and it can actually be advantageous to provide several ignition sources respectively.
eine oder mehrere Zündquellen bewegt anzuordnen, um die Zündung des Rußes an mehreren Stellen gleichzeitig zu erreichen gleichmäßigen und damit einen schnelleren,/Gesamtabbrand desselben zu gewährleisten. Gleichzeitig wird dabei auch eine sichere hrbeitsweise noch dann gewährleistet, wenn einer oder auch mehrere der Entzündungspunkte wieder erlöchen.to arrange one or more ignition sources moved in order to ignite the Soot in several places at the same time to achieve uniform and thus one to ensure faster / total burn-off of the same. At the same time it is also safe operation is still guaranteed if one or more the inflammation points go out again.
Neben der Einleitung des Zündvorganges ift im Rahmen der Erfindung für den Verbrennungsvorgang als solchen auch die Regelung der Oxydationsrste des DE.es zweckmäßig, um ein unter Umständen sonst auftretendes zu schnelles Abbrennen des Rußes mit für den Filter schädlichen hohen Temperaturen zu vermeiden.In addition to the initiation of the ignition process, ift is within the scope of the invention for the combustion process as such also the regulation of the oxidation rate of the It is useful to prevent excessive burnout that may otherwise occur of the soot with high temperatures harmful to the filter.
Eine hierfür geeignete Anordnung ist aus Figur 3 ersichtlich, in der dem Filter zugeordnet eine Anzahl von Temperaturfühlern 16 vorgesehen sind, die über die Flache des Filters 2 verteilt angeordnet und mit einer Steuereinheit 17 verbunden sind, die eine Klappe 18 steuert, die dem Auslaß 5 vor Einmündung einer Beipaßleitung 19 zugeordnet ist, weiche von Einlaß 4 vor Einmndung in das Gehause 3 abgezweigt ist.An arrangement suitable for this can be seen from FIG. 3, in which associated with the filter a number of temperature sensors 16 are provided which Arranged distributed over the surface of the filter 2 and with a control unit 17 are connected, which controls a flap 18, the outlet 5 before the confluence of a Bypass line 19 is assigned, soft from inlet 4 before opening into the housing 3 is branched off.
Bei einer derartigen Regelung der Oxydationsrate des Fußes wird für die Verbrennung nur ein Teil des Abgases zum Filter geleitet, so daß mit dem im Abgas enthaltenen Sauerstoff eine gesteuerte Oxydation des Rußes möglich wird. Eine Begrenzung der Abgasmenge und des darin enthaltenen 3uerstoffes ist wanrend der Rußoxydation, worauf bereits hingewiesen wurde, aufgrund der begrenzten thermischen Belastbarkeit der Filter werkstoffe und der bei ungesteuerter Oxydationsrate bei hohem oauerstoffanteil auftretenden hohen Temperaturen notwendig.With such a regulation of the rate of oxidation of the foot, for the combustion only passed part of the exhaust gas to the filter, so that with the im Oxygen contained in exhaust gas enables a controlled oxidation of the soot. One Limitation of the amount of exhaust gas and the oxygen contained therein is wanrend Soot oxidation, as has already been pointed out, due to the limited thermal Resilience of the filter materials and the uncontrolled oxidation rate high temperatures that occur due to high oxygen content.
In der dteuereinheit 17 wird die mit den Temperaturfühlern 16 gemessene Ist-Temperatur des Filterwerkstoffes mit einer Soll-Temperatur verglichen. Dies kann in einfacher Neise auf elektronischem Wege oder auch anderweitig erfolgen. Entsprechend der Abweichung wird die Klappe 18 verstellt, und damit die Durchsatzmenge des Abgases beeinflußt. Abweichend von der in Figur 3 gezeigten Anordnung ist es selbstverständlich auch möglich, die über den Beipaß umgeleitete Abgasmenge durch eine im Einlaß 4 angeordnete Klappe zu steuern.The temperature sensors 16 are measured in the control unit 17 Actual temperature of the filter material compared with a target temperature. this can be done in a simple way electronically or otherwise. The flap 18 is adjusted according to the deviation, and thus the throughput rate affects the exhaust gas. It differs from the arrangement shown in FIG Of course, it is also possible to pass the amount of exhaust gas diverted via the bypass to control a valve arranged in the inlet 4.
Neben der temperaturabhängigen Steuerung kann zur steuerung der Oxydationsrate des Rußes auch davon Gebrauch gemecht werden, daß hohe Abgastemperaturen bei normalem Motorbetrieb einen niedrigen Sauerstoff-Partialdruck bzw. umgekenrt nie@-rige Abgastemperaturen einen honen Sauerstoff-Partialdruck bedingen. Macht man von dieser Erkenntnis Gebrauch, so ist neben der rein thermischen Regelung, wie sie vorstehend annand der Figur 3 erläutert wurde, auch eine vergleichsweise einfache mechanische Steuerung möglich, nämlich eine Steuerung im Hinblick auf eine w@hrend der Verbrennung des Ru@es gleichbleibende, durch den Filter durchzuführende Abgasmenge.In addition to the temperature-dependent control, it is also possible to control the oxidation rate of the soot can also be made use of that high exhaust gas temperatures at normal Engine operation a low oxygen partial pressure or reversed Never @ -y exhaust gas temperatures cause a high oxygen partial pressure. Power one use of this knowledge, then in addition to the purely thermal control, as explained above in addition to FIG. 3, also a comparative one simple mechanical control possible, namely a control with regard to a Constant during the combustion of the soot, to be carried out through the filter Exhaust gas quantity.
Hiervon wird bei einer Anordnung gemäß Figur 4 Gebrauch gemacht, bei der von dem von der Brennkraftmaschine Kommenden und zum Filter führenden Teil 2G der Auspuffleitung eine Beipaßleitung 21 abgezweigt ist, die in hier nicht dargestellter eise ninter dem Filter wiederum in die Auspuffleitung einmunlet. Im Zugang zur Beipaßleitung 21 ist eine Klappe 22 vorgesehen, die in Abhängigkeit von der t£enge der anströmenden Abgase über eine Prallplatte 23 gesteuert wird, welche in einem erweiterten Absciinitt des Leitungsteiles 20 angeordnet ist und unmittelbar mit der Klappe verbunden sein kann.Use is made of this in an arrangement according to FIG the part 2G coming from the internal combustion engine and leading to the filter the exhaust line is branched off a bypass line 21, which is not shown here Then, inside the filter, it is again fed into the exhaust line. In access to the bypass line 21 a flap 22 is provided which, depending on the tightness of the incoming flow Exhaust gases are controlled via a baffle plate 23, which in an expanded Absciinitt of the line part 20 is arranged and directly connected to the flap can.
Eine weitere von den vorgeschilderten, prinzipiellen Gegebenneiten gebrauch machende Lösung ist in Figur 5 gezeigt, In der wegen der grundsatzlich gleichen Anordnung für einander entsprechende Teile gleiche Bezugszeichen verwendet werden.Another of the above-mentioned, principled opposites making use of the solution is shown in Figure 5, In the because of the principle the same arrangement is used for corresponding parts the same reference numerals will.
Es wird hier die dem Beipaß 21 zugeordnete Klappe 22 volumenabhängig gesteuert, wobei das Volumen durch den Differenzdruck erfaßt wird, der zwischen zwei in Durchströmungsrichtung in der Auspuffleitung 20 hintereinander liegenden Querschnitten gegeben ist, wenn einer der Querschnitte verengt ausgebildet ist.The flap 22 assigned to the bypass 21 is volume-dependent here controlled, the volume being detected by the differential pressure between two lying one behind the other in the flow direction in the exhaust line 20 Cross-sections is given when one of the cross-sections is narrowed.
Der Differenzdruck wird in der Ausgestaltung gemäß Figur 5 in einem Differenzdruckzylinder erfaßt, der mit einem verschiebbaren Kolben 24 versehen ist, welcher auf seiner an den verjüngten Leitungsabschnitt 25 angeschlossenen Seite über eine Feder 26 abgestützt ist. Durch entsprechende Eichung laßt sich, wie bei einer Konstruktion gemäß Figur 4, durch die Steuerung der Abgas zufuhr zum Filter über Anordnung gemäß Figuren 4 oder 5 die am Filter auftretende Temperatur auf ein Niveau begrenzen, das für den Filter unschadlich ist.The differential pressure is in the embodiment according to Figure 5 in one Detected differential pressure cylinder, which is provided with a displaceable piston 24, which on its side connected to the tapered line section 25 is supported by a spring 26. Appropriate calibration can be carried out, as in a construction according to Figure 4, by controlling the exhaust gas supply to the filter By means of the arrangement according to FIGS. 4 or 5, the temperature occurring at the filter is reduced to Limit the level that is harmless to the filter.
Statt einer konstanten Abgasmenge, bzw. eines konstanten Abgasvolumens, kann auch mit einer entsprechend bemessenen Frischluftmenge gearbeitet werden, die über den Filter geleitet wird. Die Frischluftzufuhr kann dabei durch eine Pumpe, einen Ejektor, den im Fahrbetrieb auftretenden Staudruck oder dergleichen gewanrleistet werden.Instead of a constant amount of exhaust gas or a constant exhaust gas volume, can also be used with an appropriately sized amount of fresh air that is passed through the filter. The fresh air can be supplied by a pump, an ejector, the dynamic pressure occurring during driving or the like guaranteed will.
arundsåtzlich ist zu einer derartigen Verbrennung des Rußes mit Frischluft zu sagen, daß hierbei die Regelung der Luftzufuhr in gleicher eise möglich ist, wie dies anhand der Figuren 3 bis 5 bereits erläutert wurde. Eine Anordnung, bei der mit einem Ejektor gearbeitet wird, zeigt dabei Figur 6, bei der für das Abgas eine das Filter 2 umgehende Beipaßleitung 27 vorgesehen ist, die vor einer im Einlaß 4 angeordneten Klappe 28 abgezweigt ist, über welche der Einlaß 4-absperrbar ist. Ferner ist eine auf die Anströmseite des Filters 2 ausmündende Luftzufuhrleitung 29 vorgesehen, die über ein Ventil 30 absperrbar ist. Des weiteren geht von jenem, durch das Filter 2 begrenzten Teil des Gehuses, in den die Frischluftleitung 29 einmündet, eine Leitung 30 aus, die zu einem hier nicht dargestellten Ejektor führt. Bezogen auf die Längserstreckung des Filters 2 liegen die Llündungen der Leitungen 29 und 30 bevorzugt ainander ,eenüberliefflenden Enden, so daß zumindest ein wesentlicher Teil des Filters 2 unmittelbar über die Frischluft erfaßt wird. Der Anschluß der Leitung 30 an das Gehäuse 1 ist durch eine weitere Klappe 31 absperrbar. Die Klappen 28 und 31 werden in Abhangigkeit von der zugeführten Frischluftmenge, die in geeigneter Weise bei 32 erfalst wird, über eine Steuereinheit 33 gesteuert, und zwar derart, daß sich bei einer vorgegebenen Saugwirkung des Ejektors eine Frischluftmenge einstellt, bei der die am Filter sich ergebende Verbrennungstemperatur die zulässigen Grenzen nicht überschreitet. Frischluft und Abgas lassen sich durch entsprechende Öffnung der Klappe 28 in gewünschter Weise gegebenenfalls mischen. Durch Steuerung der Klappe 31 kann auch ein werden.It is essential to burn the soot with fresh air in this way to say that the air supply can be regulated in the same way, as has already been explained with reference to FIGS. 3 to 5. An arrangement at which is operated with an ejector is shown in FIG. 6, in which for the exhaust gas a bypass line 27 bypassing the filter 2 is provided, which is in front of one in the inlet 4 arranged flap 28 is branched off, via which the inlet 4 can be shut off. Furthermore, there is an air supply line opening onto the inflow side of the filter 2 29 is provided, which can be shut off via a valve 30. Furthermore goes from that Part of the housing delimited by the filter 2 into which the fresh air line 29 opens out, a line 30 which leads to an ejector, not shown here. Based on the longitudinal extension of the filter 2 are the openings of the lines 29 and 30 preferably one against the other, one overflowing ends, so that at least a substantial part of the filter 2 is detected directly via the fresh air. The connection of the line 30 to the housing 1 can be shut off by a further flap 31. The flaps 28 and 31 are depending on the amount of fresh air supplied, which is detected in a suitable manner at 32, controlled via a control unit 33, namely in such a way that with a given suction effect of the ejector a quantity of fresh air at which the combustion temperature resulting from the filter is within the permissible range Does not exceed limits. Fresh air and exhaust gas can be through appropriate If necessary, mix the opening of the flap 28 in the desired manner. Through control the flap 31 can also be a.
zusätzliches Durchströmen von Frischluft durch den Filter erreicht Bei einer Ausgestaltung gemäß Figur 7, die in ihrem Gesamtaufbau im wesentlichen der Vorrichtung gemäß Figur 6 entspricht, .ird die Frischluftzufuhr durch eine Pumpe bzw. durch Stauuruck sichergestellt und es wird bei sonst gleichem Aufbau die Leitung 30', die der Leitung 30 gemäß Figur 6 entspricht, hinter dem Filtergehäuse 1 in die Auspuffleitung zurückgeführt. Ein Rückströmen von Abgas über den Filter ist durch entsprechende Leitungsführung, bzw. Absperrmittel im Übergang vom Bypass zum Filter zu verhindern.additional flow of fresh air through the filter is achieved In the case of an embodiment according to FIG. 7, the overall structure of which is essentially corresponds to the device according to Figure 6, .ird the fresh air supply by a pump or ensured by a backlog and the line is established with otherwise the same structure 30 ', which corresponds to the line 30 according to FIG. 6, behind the filter housing 1 in returned to the exhaust pipe. There is a backflow of exhaust gas over the filter through appropriate line routing or shut-off means in the transition from the bypass to the Filter to prevent.
Die verschiedenen Steuereinheiten können auch zu einer Einheit zusammengefaßt worden. Ferner ist es Rahmen der Erfindung auch möglich, dem Bypass ein Gesondertes Filtersystem zuzuordnen, b-w. mehrere Filter systeme in Parallelichaltung vorzusehen, wobei der Bypass des einen Systemes Jeweils auf den Filter des anderen Systemes ausmündet. Die Umsteuerung nach erfolgter Verbrennung des Rußes kann bevorzugt temperaturabhängig, beispielsweise in Abhängigkeit von der Filtertemperatur, der Abströmtemperatur der bei der Rußverbrennung anfallenden Abgase oder zeitabhängig erfolgen.The various control units can also be combined into one unit been. Furthermore, it is also possible within the scope of the invention to add a separate item to the bypass Assign filter system, b-w. to provide several filter systems in parallel, with the bypass of one system on the filter of the other system empties. The reversal after the soot has been burned can preferably be temperature-dependent, for example, depending on the filter temperature, the outflow temperature of the during the soot combustion occurring exhaust gases or time-dependent.
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