CH677814A5 - - Google Patents

Description

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CH 677 814 A5 CH 677 814 A5

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Beschreibung description

Technisches Gebiet Technical field

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Reinigung der Abgase von Dieselmotoren gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1 » The invention relates to a device for cleaning the exhaust gases of diesel engines according to the preamble of claim 1.

Stand der Technik State of the art

Abgase von Dieselmotoren enthalten, nebst den auch von Ottomotoren ausgestossenen Schadstoffen, wie Kohlenwasserstoffen, Stickoxiden und CO, aufgrund ihrer Verbrennungsart auch Russpartikeln. Bezüglich Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffen liegt die Emission bei Dieselmotoren weit besser als vergleichsweise bei Ottomotoren, dies aufgrund des dort vorhandenen verbrennungsmäs-sigen Luftüberschusses. Demgegenüber ist festzustellen, dass der NOx-Ausstoss gegenüber demjenigen eines Ottomotors einen höheren Wert aufweist. Indessen liegt dieser NOx-Ausstoss immer noch weit unterhalb des zulässigen Grenzwertes, so dass diesbezüglich keine gesetzgeberischen Einschränkungen zu erwarten sind. Exhaust gases from diesel engines contain, in addition to the pollutants also emitted by gasoline engines, such as hydrocarbons, nitrogen oxides and CO, due to their type of combustion also soot particles. With regard to carbon monoxide and hydrocarbons, the emission in diesel engines is far better than that in gasoline engines, due to the excess combustion air present there. In contrast, it should be noted that the NOx emissions have a higher value than that of a gasoline engine. However, this NOx emissions are still far below the permissible limit, so that no legislative restrictions are to be expected in this regard.

Ein grosses Problem im Hinblick auf die Umweltbelastung stellt beim Dieselmotor zweifelsohne die Emission von Russpartikeln dar, welche nach wie vor allein durch innermotorische Massnahmen nicht zu beheben sind. A major problem with regard to environmental pollution is undoubtedly the emission of soot particles in diesel engines, which still cannot be remedied by internal engine measures alone.

Bezüglich des Ottomotors liegt mittlerweile die ideale Lösung des 3-Weg-Katalysators vor, in welchem hinsichtlich Nachoxidation und Reduktion Wirkungsgrade von mehr als 80% möglich sind. Damit ist für den Dieselmotor der Massstab der zu erbringenden Abgasverbesserung vorgegeben. Auf dem Weg zu einer Abgasverbesserung beim Dieselmotor sind folgende Gesichtspunkte zu berücksichtigen: With regard to the gasoline engine, there is now the ideal solution for the 3-way catalytic converter, in which efficiencies of more than 80% are possible with regard to post-oxidation and reduction. The scale of the exhaust gas improvement to be achieved is thus specified for the diesel engine. The following aspects must be taken into account on the way to improving emissions in diesel engines:

Es ist richtig, dass eine Katalysator-Wirkung beim Dieselmotor nicht mehr auszuschliessen ist, seit sich die Situation bezüglich zuviel Schwefel im Dieselöl entspannt hat. Die Bestrebungen, den Schwefelgehalt im Dieselöl auf 0,05% zu reduzieren, wird sich mit Sicherheit durchsetzen, so dass der Bildung von Schwefelsäure und schweflige Säure im Katatytprozess substantiell entgegen gewirkt werden kann. Auch diese Massnahme wird aber die Bildung von Russpartikeln nicht aufzuheben vermögen. In der Druckschrift SAH Technical Paper, Sériés 860013, 1986, SAE, USA-Warrendale, PA 15096, ist eine Lösung vorgeschlagen worden, welche in einer Einrichtung zur Reinigung der Abgase vor dem Katalysator eine Filterung vorsieht. Indessen wird auch hierdurch das zugrundeliegende Problem, wonach Russpartikeln nie 100% ausgefiltert werden können, nicht gelöst. Selbst wenn kurzfristige Versuche ein gutes Resultat zu zeitigen vermögen, so darf nicht übersehen werden, dass langfristig Anteile an Russpartikeln durch den Filter strömen werden und den nachgeschalteten Katalysator nach und nach verstopfen und zupflastern werden. Es ist somit nur eine Frage der Zeit, bis der Katalysator seine Wirkung verlieren wird. It is true that a catalytic effect on the diesel engine can no longer be ruled out since the situation regarding too much sulfur in the diesel oil has eased. The efforts to reduce the sulfur content in diesel oil to 0.05% will certainly prevail, so that the formation of sulfuric acid and sulfurous acid in the catalytic process can be substantially counteracted. However, this measure will also not be able to abolish the formation of soot particles. In the publication SAH Technical Paper, Sériés 860013, 1986, SAE, USA-Warrendale, PA 15096, a solution has been proposed which provides filtering in a device for cleaning the exhaust gases upstream of the catalyst. However, this also does not solve the underlying problem that soot particles can never be 100% filtered out. Even if short-term attempts are able to produce a good result, it should not be overlooked that long-term proportions of soot particles will flow through the filter and will gradually clog and pave the downstream catalyst. It is therefore only a matter of time before the catalyst loses its effectiveness.

Es ist mittlerweile erkannt worden, dass die Regenerierung des Abgaspartikelfilters eine zentrale Rolle einnimmt. Aus EP-A 0 072 059 ist ein Vorschlag bekannt geworden, in welchem im Hochdruckteil eines Abgassystems, vor einem dort plazierten Druckwellenlader, ein Abgaspartikelfilter angeordnet ist. Analog zu einem Katalysator muss auch der Druckwellenlader vor Russpartikeln geschützt werden. Die hier vorgesehene Regenerierung spielt sich nun wie folgt ab: It has now been recognized that the regeneration of the exhaust gas particle filter plays a central role. A proposal has become known from EP-A 0 072 059, in which an exhaust gas particle filter is arranged in the high-pressure part of an exhaust system, in front of a pressure wave charger placed there. Similar to a catalytic converter, the pressure wave charger must also be protected from soot particles. The regeneration provided here now takes place as follows:

Tritt bei Teillast eine Verstopfung des Abgaspartikelfilters auf, dann bewirkt der daraus resultierende Druckverlüst primär eine Behinderung des Gaswechsels des Motors, was eine Reduktion der Nutzleistung zur Folge hat. Diese Leistungseinbusse wird vom Fahrzeuglenker durch eine grössere Brennstoffzuführung wettgemacht. Fordert der Fahrzeuglenker dem Fahrzeug genügend Leistung ab, so steigt die Abgastemperatur stark an, und es kommt automatisch zu einem Abbrennen der im Filter abgelagerten Russpartikeln. Diese sporadische Regenerierung darf nicht darüber hinwegtäuschen, dass der Abgaspartikelfilter einer stetigen Verstopfung ausgesetzt ist, die zu einem schlechten thermodynamischen Verhalten des Motors führt. Auch darf nicht ausser acht gelassen werden, dass das Abbrennen der Russpartikeln hohe Temperaturen benötigt, die zu einem zufälligen, unkontrollierten Brennvorgang führen. Die hier vorhandenen hohen Temperaturgradienten und Wärmespannungen indizieren eine rasche Zerstörung des Abgaspartikelfilters selbst. Zuletzt ist festzustellen, dass eine hohe Quantität von nicht ausgefilterten Russpartikeln die oben beschriebene schädigende Wirkung auf die dem Abgaspartikelfilter nachgeschalteten Aggregate zu entfalten vermögen. If the exhaust gas particulate filter becomes blocked at partial load, the resulting loss of pressure primarily causes an obstacle to the gas exchange of the engine, which results in a reduction in the useful output. This loss of performance is compensated by the vehicle driver with a larger fuel supply. If the driver demands sufficient power from the vehicle, the exhaust gas temperature rises sharply and the soot particles deposited in the filter burn off automatically. This sporadic regeneration should not hide the fact that the exhaust gas particle filter is subject to constant blockage, which leads to poor thermodynamic behavior of the engine. It should also not be forgotten that the burning of the soot particles requires high temperatures, which lead to a random, uncontrolled burning process. The high temperature gradients and thermal stresses present here indicate a rapid destruction of the exhaust gas particle filter itself. Finally, it should be noted that a high quantity of soot particles which have not been filtered out can have the damaging effect described above on the aggregates connected downstream of the exhaust gas particle filter.

In der Druckschrift EP-B 0 154 145 ist eine Einrichtung zur Reinigung der Abgase von Dieselmotoren beschrieben, welche vorzugsweise aus einer kaskadenartigen Anordnung mehrerer Filterelemente besteht. Im Gehäuse sind scheibenförmige Filterelemente hintereinander angeordnet, wobei einem ersten Filterelement, das einen die Zündtemperatur des Russes senkenden und seinen Abbrand fördernden Katalysator trägt, ein zweites Filterelement folgt, das einen die Verbrennung gasförmiger Schadstoffe fördernden Katalysator trägt. Zwar ist es hier richtig, dass durch die katalysatorisch bedingte Absenkung der Zündtemperatur der Russpartikeln eine Regenerierung des ersten Filterelementes während des normalen Fahrbetriebs möglich ist; indessen ist damit das Problem nicht gelöst, dass das zweite Filterelement, das eine ähnliche Wirkung wie der 3-Weg-Katalysator beim Ottomotor zu entfalten hat, rasch mit Russpartikeln verstopft werden kann. Die in dieser Druckschrift vorgesehenen Konversionskammern zwischen den einzelnen Filterelementen vermögen zwar eine gute Ausscheidung der Russpartikeln erfolgen zu lassen, entfalten aber bezüglich einer durchgehenden Regenerierung, selbst wenn der Abstand zwischen den einzelnen Elementen minimiert wird, keine positiven Wirkungen. Dies bedeutet, dass die Filterelemente, die mit einem Material ähnlich demjenigen eines 3-Weg-Katalysators eines Ottomotors beschichtet sind, rasch durch Russpartikeln ver5 EP-B 0 154 145 describes a device for cleaning the exhaust gases of diesel engines, which preferably consists of a cascade-like arrangement of several filter elements. Disc-shaped filter elements are arranged one behind the other in the housing, a second filter element, which carries a catalyst which promotes the combustion of gaseous pollutants, follows a first filter element which carries a catalyst which lowers the ignition temperature of the soot and promotes its combustion. It is true that the catalyst-related lowering of the ignition temperature of the soot particles enables regeneration of the first filter element during normal driving; however, this does not solve the problem that the second filter element, which has a similar effect to the 3-way catalytic converter in the gasoline engine, can quickly become clogged with soot particles. The conversion chambers provided in this document between the individual filter elements are able to allow a good separation of the soot particles, but they have no positive effects with regard to continuous regeneration, even if the distance between the individual elements is minimized. This means that the filter elements, which are coated with a material similar to that of a 3-way catalytic converter of a gasoline engine, quickly evaporate due to soot particles

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stopft werden und auch nicht, selbst bei offenporiger Ausführung derselben, wegen fehlender durchgehender Abbrennung, regeneriert werden können, was rasch zu einer Ausserkraftsetzung ihrer angestammten Funktion führt. Der Übergang von einem Element zum anderen, selbst wenn die Elemente anliegend sind, entfaltet zu sehr eine Isolationswirkung, welche einen Unterbruch der Abbrandimpulse darstellt. are stuffed and also cannot be regenerated, even if they have an open-pore design, due to a lack of continuous combustion, which quickly leads to an overriding of their traditional function. The transition from one element to the other, even if the elements are adjacent, has too much of an isolating effect, which represents an interruption of the erosion pulses.

Des weiteren, sobald sich die Elemente berühren, entsteht wegen Temperaturdehnungen und Vibrationen ein stetiger gegenseitiger Abrieb, der die aneinanderliegenden Flächen mit der Zeit verstopft und, mit Russpartikeln zusammen, zupflastert. Furthermore, as soon as the elements touch, there is a constant mutual abrasion due to temperature expansions and vibrations, which over time clogs the adjoining surfaces and paving them with soot particles.

Darstellung der Erfindung Presentation of the invention

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Einrichtung zur Reinigung der Abgase von Dieselmotoren der eingangs genannten Art, bezüglich Abgaswerte die gleiche Qualitätsstufe zu erzielen, wie dies bei einem Ottomotor mit 3-Weg-Katalysator vorgegeben wird, unter gleichzeitiger Minimierung des Aus-stosses an Russpartikeln, jedenfalls unterhalb der vorgeschriebenen Grenzwerte. The invention seeks to remedy this. The invention, as characterized in the claims, is based on the object of achieving the same quality level in terms of exhaust gas values in a device for purifying the exhaust gases of diesel engines of the type mentioned as is specified for a gasoline engine with a 3-way catalytic converter is, while minimizing the emission of soot particles, in any case below the prescribed limit values.

Zu diesem Zweck wird eine Einrichtung vorgesehen, die aus einem einzigen monolithischen Filterelement mit offenporiger Struktur besteht. Eine in Anströmungsrichtung vordere Filterzone dieses Filterelementes ist mit einem Katalysator zur Verminderung der Zündtemperatur der Russpartikeln beschichtet; der restliche Teil des Filterelementes trägt einen Katalysator zur Förderung der Nachoxi-dation der gasförmigen Schadstoffe. For this purpose, a device is provided which consists of a single monolithic filter element with an open-pore structure. A front filter zone of this filter element in the flow direction is coated with a catalyst for reducing the ignition temperature of the soot particles; the remaining part of the filter element carries a catalyst to promote the post-oxidation of the gaseous pollutants.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass die Durchführung der Russabschei-dung, deren Verbrennung sowie der Nachoxidation der restlichen Schadstoffe im Abgas in einem einzigen Filterelement zustande kommen. Die Regenerierung der abgelagerten Russpartikeln durch Initialzündung in der vorderen Filterzone wird sich wegen der ununterbrochen zusammenhängenden Offenpo-rigkeit über das ganze Filterelement ungehindert fortpflanzen, dergestalt, dass Restablagerungen im zweiten Teil dieses Filterelementes ebenfalls zur Abbrennung gelangen. Dadurch dass die Zündtemperatur der Russpartikeln durch den Katalysator im vorderen Teil des Filterelementes auf etwa 360°G abgesenkt werden kann, findet die Regenerierung bereits während des normalen Fahrbetriebes statt, d.h. eine echte Verstopfung des Filterelementes kommt überhaupt nicht auf. Dies erweist sich insofern als vorteilhaft, als die mit einem für die Nachoxidation der gasförmigen Schadstoffe fördernden Katalysator beschichtete Filterzone auch nicht durch eine minimale Belegung mit Russpartikeln in ihrer Wirkung gehemmt wird. Indem sich der Abbrand, wie gesagt, ungehindert durch das ganze Filterelement ausbreiten kann, wird es erst möglich, im hinteren Teil des Filterelementes jene höhere Temperatur zur Verfügung zu haben, welche benötigt wird, um die dort ausgefilterten Russpartikeln sicher zum Abbrand zu bringen. The main advantage of the invention is that the soot separation, its combustion and the post-oxidation of the remaining pollutants in the exhaust gas take place in a single filter element. The regeneration of the deposited soot particles by initial ignition in the front filter zone will propagate unhindered over the entire filter element due to the continuously connected open porosity, in such a way that residual deposits in the second part of this filter element also burn off. Because the ignition temperature of the soot particles can be reduced to approximately 360 ° G by the catalytic converter in the front part of the filter element, the regeneration already takes place during normal driving operation, i.e. there is no real blockage of the filter element at all. This proves to be advantageous insofar as the effect of the filter zone coated with a catalyst which promotes the post-oxidation of the gaseous pollutants is not inhibited by a minimal coating with soot particles. Since the burn-up can, as said, spread unhindered through the entire filter element, it is only possible to have the higher temperature available in the rear part of the filter element which is required to safely burn the soot particles filtered out there.

Vorteilhafte und zweckmässige Weiterbildungen der erfindungsgemässen Aufgabenlösung sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet. Advantageous and expedient developments of the task solution according to the invention are characterized in the dependent claims.

Im folgenden wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Alle für das unmittelbare Verständnis der Erfindung nicht erforderlichen Elemente sind fortgelassen, die Strömungsrichtung ist mit Pfeilen angegeben. In the following an embodiment of the invention will be explained with reference to the drawing. All elements not necessary for the immediate understanding of the invention have been omitted, the direction of flow is indicated by arrows.

Kurze Beschreibung der Zeichnung Brief description of the drawing

Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung ein Filterelement, das aus zwei Zonen besteht, die jeweils mit einem spezifischen Katalysator beschichtetsind. The single figure schematically shows a filter element consisting of two zones, each of which is coated with a specific catalyst.

Weg zur Ausführung der Erfindung, Way of carrying out the invention,

gewerbliche Verwertbarkeit commercial usability

Die Figur zeigt ein Filterelement 1, aus einem Schaumfilter bestehend, für den Einsatz in Dieselmotoren. Dieses Filterelement 1 ist in einem durchströmten Gehäuse 3 angeordnet Eine erste Filterzone 1a in Strömungsrichtung 2 wird auf eine bestimmte Tiefe mit einem Katalysator beschichtet, der die Eigenschaft hat, die Zündtemperatur der dort ausgeschiedenen Russpartikeln herabzusetzen. Üblicherweise setzt die Entzündung von Russparti-keln bei einer Temperatur um ca. 550aC ein, sofern eine Sauerstoffkonzentration von 3-6% vorliegt. Bekannte Katalysatoren, in Schaumfiltern angewendet, vermögen die Zündtemperatur von Russpartikeln auf ca. 360°C zu reduzieren; in Zellenfiltern reduziert sich die diesbezügliche Zündtemperatur demgegenüber auf lediglich ca. 420°G. Bei Schaumfiltern ist somit zu erwarten, dass eine Regenerierung dieser Filterzone 1a bereits bei normalem Fahrbetrieb einsetzt. Dies ist insofern von Wichtigkeit, als bei PKW die Fahrten bei kleiner Last dominieren, so dass ein Abbrennen nicht nur ausschliesslich in den seltenen Hochleistungsperioden erfolgen muss. Die durch den Katalysator in der Filterzone 1a minimierte Zündtemperatur der Russpartikeln kommt auch dem Fahrer zugute, der dem Fahrzeug sehr wenig Leistung abfordert. The figure shows a filter element 1, consisting of a foam filter, for use in diesel engines. This filter element 1 is arranged in a housing 3 through which a flow flows. A first filter zone 1 a in the flow direction 2 is coated to a certain depth with a catalyst which has the property of reducing the ignition temperature of the soot particles separated out there. The ignition of soot particles usually starts at a temperature of around 550aC, provided that there is an oxygen concentration of 3-6%. Known catalysts used in foam filters can reduce the ignition temperature of soot particles to around 360 ° C; In contrast, the relevant ignition temperature in cell filters is reduced to only approx. 420 ° G. In the case of foam filters, it can therefore be expected that regeneration of this filter zone 1a will start even during normal driving. This is important inasmuch as car journeys dominate at low loads, so that burning does not only have to take place exclusively in the rare high-performance periods. The ignition temperature of the soot particles, which is minimized by the catalyst in the filter zone 1a, also benefits the driver, who demands very little power from the vehicle.

Was den Grad der Porosität des Filters betrifft, so ist zu sagen, dass eine fein verteilte Porosität angestrebt wird. Bei einer Porosität von beispielsweise 50 ppi nimmt die Konzentration des ausgeschiedenen Russes in Abhängigkeit zur Dicke des Filters entlang einer e-funktionsähnlichen Kurve ab. Wenn also bei einer Dicke des Riters von 1 cm die Konzentration des ausgeschiedenen Russes noch ca. 25 mg/cm3 beträgt, so weist eine 4 cm dicke Filterscheibe bloss noch eine Konzentration von ca. 5 mg/cm3 auf. Ab 4 cm wird die Kurve signifikant asymptotisch. Demgegenüber weist ein Filter mit einer Porosität von 35 ppi bei einer Dicke des Filters von 1 cm bloss eine Konzentration des ausgeschiedenen Russes von ca. 15 mg/cm3. Eigenartig verhält sich hingegen bei dieser Porosität von 35 ppi die Konzentration bei zunehmender Filterdicke: Sie beträgt bei einer 4 cm dicken Scheibe immer noch ca. 12 mgfcm3, also ca. 250% der durch eine 50 ppi-Porosität ausgehenden Russkonzentra- Regarding the degree of porosity of the filter, it can be said that a finely divided porosity is aimed for. With a porosity of, for example, 50 ppi, the concentration of the soot that is separated decreases depending on the thickness of the filter along an e-function-like curve. If the concentration of the soot is still approx. 25 mg / cm3 with a thickness of the riter of 1 cm, a 4 cm thick filter disc only has a concentration of approx. 5 mg / cm3. From 4 cm the curve becomes significantly asymptotic. In contrast, a filter with a porosity of 35 ppi and a filter thickness of 1 cm only has a concentration of the excreted soot of approx. 15 mg / cm3. In contrast, with this porosity of 35 ppi, the concentration behaves with increasing filter thickness: for a 4 cm thick disc it is still approx. 12 mgfcm3, i.e. approx. 250% of the soot concentration resulting from a 50 ppi porosity.

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tion. Erfolgt bei einer starken Filterbelegung keine rasche Regenerierung, so ist mit einem Druckabfall zu rechnen. Zwar liesse sich hiergegen eine grössere Filteroberfläche vorsehen, alleine führt dies zu einer grossen Filtermasse und, da bei feiner Porosität mit nahezu vollständigem Wärmeaustausch zu rechnen ist, zu einer grossen Zeitkonstante. Demgegenüber kann vorliegende Filterzone 1a so ausgelegt werden, dass eine feinere Porosität als üblich vorgesehen werden kann, denn die hier ablaufende Regenerierung findet, wegen der nunmehr benötigten tiefen Zündtemperatur, fortlaufend statt. Bei dieser Vorgabe kann man davon ausgehen, dass bei guter Filterung in der vorderen Filterzone 1a nur noch ein minimaler Teil, wenn überhaupt, von Russpartikeln in die anschliessende Filterzone 1b gelangen wird, und dort höchstwahrscheinlich nur über eine minimale Tiefe vordringen. Aber selbst wenn der kleine Anteil der in der Filterzone 1a nicht ausgeschiedenen Russpartikeln sich über die ganze Filterzone 1b verteilen würde, ist dies nicht weiter schlimm: Da das ganze Filterelement eine ununterbrochen zusammenhängende Offenporigkeit aufweist, kann sich der einmal in der Filterzone 1a in Gang gekommene Abbrand ungehindert über die ganze Filterzone 1b fortpflanzen, dergestalt, dass Restablagerungen problemlos verbrannt werden können. Die ganze Filterzone 1b, die mit einem Katalysator, gut zur Nachoxidation der HC- und CO-Schadstoffe, beschichtet ist, erleidet mithin weder sporadisch noch kontinuierlich eine Beeinträchtigung ihrer Funktion. Der Abbrand, der sich ungehindert über das ganze Filterelement ausbreitet, vermag auch iene Temperatur sicherzustellen, die für die Verbrennung der Russpartikeln, in einer hinsichtlich Katalysators zur Herabsetzung der Zündtemperatur nicht bevorzugten Filterzone, benötigt wird. Diese integrale Ausfilterung von Russpartikeln, gepaart mit einer auf tiefen Temperaturen stattfindenden Regenerierung, sowie die Nachoxidation der gasförmigen Schadstoffe anhand eines einheitlichen Filterelementes entfaltet auch ihre Vorteile in jenen Fällen, in welchen der Dieselmotor mit einem Lader, vorzugsweise einem Druckwellenlader, aufgeladen ist. Der Druckwellenlader, der stromabwärts des Filters plaziert ist, muss einerseits vor möglichen Russpartikeln verschont bleiben, andererseits soll er jeweils rasch ansprechen, was nur möglich ist, wenn die Wärmesenkeigenschaft des Filters minimiert werden kann. Beide Voraussetzungen werden hier erfüllt: Die Ausfilte-rung der Russpartikeln ist eine vollständige: eine dauernde Regenerierung ist gewährleistet. In diesem Zusammenhang lässt sich die Filterzone 1a ohne weiteres dahingehend verbessern, als diese im Kern in Ausströmungsrichtung 2 eine in der Figur andeutungsweise dargestellte strömungseinleitende Ausnehmung 4 aufweist, welche eine gezielte Kanalisierung der Abgasströmung in die Kernzone des Filters ermöglicht, wie dies in EP-A1 0 183 066 beschrieben wird. Selbstverständlich kann vorgesehen werden, dass diese kanalisierende Abgasströmung auf eine Filterpartie der Filterzone 1a trifft, deren Struktur gegenüber den umliegenden und nachgeschatteten Partien zwar offenporig ist, aber bezüglich Porosität unterschiedliche Werte aufweist: Vermag der in der Filterzone 1a vorgesehene Katalysator die Zündtemperatur der Russpartikeln konkret zu vermindern, so steht einer weiteren Erhöhung der Porenzahl pro Längeneinheit (ppi) nichts im Wege, denn in einem solchen Fall käme eine durch eine potentiell zunehmende Russbelegung sich vergrössernde Wärmesenkeigenschaft des Filters wegen der dauernd stattfindenden Regenerierung nicht zum Tragen. Ein dem Filterelement 1 nachgeschalteter Druckwellenlader wird demnach unmittelbar ansprechen, d.h. Ladedruck abgeben können. Was die Filterart anbelangt, lässt sich feststellen, dass bei einem Schaumfflter die Regenerierung gegenüber andersartigen Filtern wesentlich besser abläuft, weil sich bei dieser Filterart ein einmal gestarteter Brand durch das ganze Filterelement hindurch ausbreiten kann. Dies im Gegensatz beispielsweise zu einem Zellenfilter, bei welchem von Zeile zu Zelle eine starke Isolationswirkung vorherrscht, daher auch nur ein inselartiges Abbrennverhalten zu erwarten ist. Ein ähnliches Verhalten kann auch bei einem Schaumfilter festgestellt werden, der aus einzelnen aneinanderliegenden Scheiben besteht. tion. If there is no rapid regeneration when the filter is heavily loaded, a drop in pressure can be expected. In contrast, a larger filter surface could be provided, but this alone leads to a large filter mass and, since the porosity can be expected to almost completely exchange heat, leads to a large time constant. In contrast, the present filter zone 1a can be designed so that a finer porosity than usual can be provided, because the regeneration taking place here takes place continuously because of the low ignition temperature now required. With this specification, it can be assumed that with good filtering in the front filter zone 1a, only a minimal, if any, of soot particles will get into the subsequent filter zone 1b, and will most likely only penetrate there over a minimal depth. But even if the small proportion of soot particles not separated out in filter zone 1a were distributed over the entire filter zone 1b, this is not a problem: since the entire filter element has an uninterrupted, open-pored structure, it can get started once in filter zone 1a Propagate the burn-up unhindered over the entire filter zone 1b in such a way that residual deposits can be burned without any problems. The entire filter zone 1b, which is coated with a catalyst, which is good for post-oxidation of the HC and CO pollutants, therefore does not experience an impairment of its function sporadically or continuously. The erosion, which spreads unhindered over the entire filter element, is also able to ensure the temperature required for the combustion of the soot particles in a filter zone which is not preferred with regard to the catalyst for reducing the ignition temperature. This integral filtering out of soot particles, paired with regeneration taking place at low temperatures, as well as the post-oxidation of the gaseous pollutants using a uniform filter element also has its advantages in those cases in which the diesel engine is charged with a charger, preferably a pressure wave charger. The pressure wave charger, which is placed downstream of the filter, must on the one hand be spared possible soot particles, on the other hand it should respond quickly, which is only possible if the heat sink property of the filter can be minimized. Both requirements are met here: The filtering out of the soot particles is complete: permanent regeneration is guaranteed. In this context, the filter zone 1a can be easily improved in that it has a flow-introducing recess 4, which is indicated in the figure in the core in the outflow direction 2 and which enables a targeted channeling of the exhaust gas flow into the core zone of the filter, as is the case in EP-A1 0 183 066 is described. Of course, it can be provided that this channeling exhaust gas flow meets a filter section of the filter zone 1a, the structure of which is open-pored compared to the surrounding and shaded areas, but has different values with regard to porosity: Can the catalyst provided in the filter zone 1a specifically increase the ignition temperature of the soot particles there is nothing standing in the way of a further increase in the number of pores per unit length (ppi), because in such a case the heat sink property of the filter, which would increase due to a potentially increasing soot occupancy, would not come into play because of the continuous regeneration. A pressure wave charger connected downstream of the filter element 1 will therefore respond immediately, i.e. Can give boost pressure. As far as the type of filter is concerned, it can be stated that regeneration is much better with a foam filter than with other types of filter, because with this type of filter a fire that has started once can spread through the entire filter element. This is in contrast to a cell filter, for example, where there is a strong isolation effect from row to cell, so that only an island-like burning behavior can be expected. A similar behavior can also be found with a foam filter, which consists of individual discs lying next to one another.

Claims (4)

PatentansprücheClaims 1. Einrichtung zur Reinigung der Abgase von Dieselmotoren mit im Querschnitt eines vom Abgas durchströmten Gehäuses angeordneten Filterelementes, die jeweils mit unterschiedlich wirkenden Katalysatoren beschichtet sind, dadurch gekennzeichnet, dass im Querschnitt des vom Abgas durchströmten Gehäuses (3) das Filterelement (1) mit offenporiger Struktur angeordnet ist, dessen eine in Ausströmungsrichtung (2) vordere Filterzone (1a) einen Katalysator zur Verminderung der Zündtemperatur der Russpartikeln trägt, und dessen andere der vorderen Filterzone (1a) nachgeschaltete Filterzone (1b) einen Katalysator zur Nachoxidation der gasförmigen Schadstoffe trägt.1. Device for cleaning the exhaust gases of diesel engines with a filter element arranged in the cross section of a housing through which the exhaust gas flows, each of which is coated with differently acting catalysts, characterized in that the filter element (1) with open-pore in the cross section of the housing (3) through which the exhaust gas flows Structure is arranged, one of which in the outflow direction (2) front filter zone (1a) carries a catalyst for reducing the ignition temperature of the soot particles, and the other of the front filter zone (1a) downstream filter zone (1b) carries a catalyst for post-oxidation of the gaseous pollutants. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (1) ein Schaumfilter ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the filter element (1) is a foam filter. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Filterelement (1) ein Lader nachgeschaltet ist.3. Device according to claim 1, characterized in that the filter element (1) is followed by a charger. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Lader ein Druckwellenlader ist.4. Device according to claim 3, characterized in that the charger is a pressure wave charger. 55 1010th 1515 2020th 2525th 3030th 3535 4040 4545 5050 5555 6060 6565 44th