DE2930969C2 - Rußfilter im Abströmweg der Abgase einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf einen Rußfilter im Abströmweg der Abgase einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer luftverdichtenden Einspritzbrennkraftmaschine, mit einer Einrichtung zum Abbrennen ausgefilterten Rußes.
• Ausgefilterter Ruß brennt nur dann selbsttätig ab, wenn nach längerem Vollastbetrieb einer Brennkraftmaschine Temperaturen im Rußfilter erreicht werden, die in Verbindung mit entsprechenden Luftverhältnissen zu Selbstzündungen führen. Da ein derartiges Abbrennen unkontrolliert verläuft und der Häufigkeit nach nicht ausreicht, um einen Rußfilter mit Sicherheit von Zeit zu Zeit zu regenerieren, ist es beispielsweise nach der DE-OS 25 19 609 bekanntgeworden, ein gesteuertes Abbrennen des Rußes in vorgegebenen Intervallen mit Hilfe einer Initialzündquelle vorzunehmen.
• Da derartige Maßnahmen zum Abbrennen des Rußes verhältnismäßig aufwendig sind, macht es sich die Erfindung zur Aufgabe, eine Filterregenerierung ohne Zufhilfenahme elektrischer Zündmittel oder Heizmittel zu erreichen.
• Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß, zur kurzweisen Erzeugung adiabatischer Temperaturerhöhungen zum Abbrennen des Rußes, im Auslaßweg des Rußfilters eine den Abströmung der Abgase abschließende Klappe angeordnet ist.
• Durch Schließen der Klappe im Auslaßweg des Rußfilters wird eine Druckerhöhung im Rußfilter und damit infolge adiabatischer Zustandsänderungen der Abgase eine Erhöhung der Temperatur auf Werte erzielt, die ausreichen, um den Abbrennvorgang des Rußes einzuleiten und beschleunigt durchzuführen.
• Durch die DE-OS 25 65 675 ist zwar schon im Abgasauslaßweg einer Brennkraftmaschine eine den Abströmweg abschließende Klappe bekanntgeworden, die nicht nur als Motorbremse dienen soll, sondern auch zum Anwärmen des Motors beim Anlassen. Ein Rußfilter wird hier jedoch nicht genannt und auch kein Hinweis in dieser Richtung gegeben.
• Die Klappe am Auslaß des Rußfilters kann willkürlich betätigt werden, vorteilhaft kann jedoch gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung eine Steuervorrichtung vorgesehen sein, die in Abhängigkeit vom Differenzdruck der Abgase vor und hinter dem Rußfilter die Klappe automatisch öffnet oder schließt. Bei verschmutztem Rußfilter steigt der Druck in den Abgasen vor dem Rußfilter gegenüber dem Druck hinter dem Rußfilter an und der sich aufbauende Differenzdruck beeinflußt die Klappe am Auslaß des Rußfilters zum Absperren des Abgasweges. Mit der dadurch hervorgerufenen weiteren Druckerhöhung und Temperaturerhöhung brennt der Ruß ab, der Druck vor dem Rußfilter fällt ab und damit bewirkt der fallende Differenzdruck ein Öffnen der Klappe.
• Sofern der Rußfilter an einer Fahrzeugbrennkraftmaschine angeordnet ist, die mit einer den Abströmweg der Abgase drosselnden Motorbremsklappe ausgestattet ist, kann nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung die Klappe im Auslaßweg des Rußfilters zur Erzeugung zeitweiliger adiabatischer Temperaturerhöhungen zusätzlich als Motorbremsklappe ausgebildet sein. Dadurch wird erreicht, daß bei jeder Betätigung der Motorbremse eine Abrennen des Rußes im Rußfilter stattfindet.
• Sofern zusätzlich eine mit Differenzdruck arbeitende Steuereinrichtung für die Klappe vorgesehen ist, löst diese dann ein Schließen der Klappe und ein Rußabbrennen aus, wenn längere Zeit die Motorbremse nicht betätigt wurde und sich Ruß im Filter angesammelt hat.
• In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt.
• Bei einer luftverdichtenden Brennkraftmaschine 1 werden die Abgase über ein Abgassammelrohr 2 und ein daran angeschlossenes Abgasrohr 3 einem Rußfilter 4 zugeführt, von dem aus die Abgase über das Abgasrohr 5 entweichen.
• Nach dem Rußfilter 4 ist im Abgasrohr 5 eine Klappe 6 vorgesehen. Diese Klappe 6 wird von einer Steuereinrichtung 7 aus über die Leitung 8 abhängig von der Differenz des Druckes im Abgas einerseits vor dem Rußfilter, der mittels der Leitung 9 ermittelt wird, und andererseits des Druckes im Abgas nach dem Rußfilter, der mittels der Leitung 10 ermittelt wird, im Öffnungs- und Schließsinne gesteuert.
• Wenn sich im Rußfilter 4 Ruß angesammelt hat, wird ab einer definierten Druckdifferenz die Klappe 6 durch die Steuereinrichtung 7 an und infolge der adiabatischen Zustandsänderung des Abgases treten Temperaturspitzen im Rußfilter 4 auf, die ausreichen, den angesammelten Ruß zur Entzündung zu bringen und damit den Rußfilter zu regenerieren. Bei erreichter Abbrenntemperatur sinkt die Druckdifferenz und die Klappe 6 wird in Öffnungsstellung bewegt.
• Anstelle dieser automatischen Betätigung der Klappe 6 kann im einfachsten Fall natürlich auch eine willkürliche Handbetätigung vorgesehen sein.
• Sofern die Brennkraftmaschine 1 mit einer Motorbremsklappe ausgerüstet sein soll, kann die Klappe 6 als Motorbremsklappe benutzt werden, so daß bei jeder Betätigung der Motorbremse ein Abbrennen des Rußes stattfindet.
• Auch für den Fall der Anordnung der Steuereinrichtung 7 kann die Klappe 6 zusätzlich als Motorbremsklappe benutzt werden, was den Vorteil hätte, daß bei längerer Nichtbenutzung der Motorbremse trotzdem eine Regenerierung des Rußfilters erfolgt.

Claims (3)

1. Rußfilter im Abströmweg der Abgase einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer luftverdichtenden Einspritzbrennkraftmaschine, mit einer Einrichtung zum Abbrennen ausgefilterten Rußes, dadurch gekennzeichnet, daß, zur zeitweisen Erzeugung adiabatischer Temperaturerhöhungen zum Abbrennen des Rußes, am Auslaßweg des Rußfilters (4) eine den Abströmweg der Abgase abschließende Klappe (6) angeordnet ist.

2. Rußfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung (7) vorgesehen ist, die in Abhängigkeit vom Differenzdruck der Abgase vor und hinter dem Rußfilter (4) die Klappe (6) automatisch öffnet oder schließt.

3. Rußfilter nach Anspruch 1 oder 2 im Abströmweg der Abgase einer Brennkraftmaschine, die mit einer den Abströmweg drosselnden Motorbremsklappe ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (6) am Auslaßweg des Rußfilters (4) zur Erzeugung zeitweiliger adiabatischer Temperaturerhöhungen zusätzlich als Motorbremsklappe ausgebildet ist.