DE102020100534A1 - Abgasnachbehandlungssystem sowie Verfahren zur Abgasnachbehandlung eines Verbrennungsmotors - Google Patents

Abgasnachbehandlungssystem sowie Verfahren zur Abgasnachbehandlung eines Verbrennungsmotors Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Abgasnachbehandlungssystem für einen Verbrennungsmotor (10), insbesondere einen Dieselmotor, mit einer Abgasanlage (20), in welcher stromabwärts eines Auslasses (18) des Verbrennungsmotors (10) ein Oxidationskatalysator (28) und stromabwärts des Oxidationskatalysators (28) ein passiver NOx-Adsorber (30) angeordnet ist. Es ist vorgesehen, dass der Oxidationskatalysator (28) einen hinreichend großen Sauerstoffspeicher (54) aufweist, um bei einem kurzfristigen, unterstöchiometrischen Betrieb des Verbrennungsmotors (10) einen Fettdurchbruch durch den Oxidationskatalysator (28) betriebssicher zu vermeiden.Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Abgasnachbehandlung eines Verbrennungsmotors (10) mit einem solchen Abgasnachbehandlungssystem.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Abgasnachbehandlungssystem für einen Verbrennungsmotor sowie ein Verfahren zur Abgasnachbehandlung eines Verbrennungsmotors mit einem solchen Abgasnachbehandlungssystem gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.
  • Die aktuelle und eine zukünftig immer schärfer werdende Abgasgesetzgebung stellen hohe Anforderungen an die motorischen Rohemissionen und die Abgasnachbehandlung von Verbrennungsmotoren. Dabei stellen die Forderungen nach einem weiter sinkenden Verbrauch und die weitere Verschärfung der Abgasnormen hinsichtlich der zulässigen Stickoxidemissionen Herausforderungen für die Motorenentwickler dar. Bei Ottomotoren erfolgt die Abgasreinigung in bekannter Weise über einen Drei-Wege-Katalysator sowie dem Drei-Wege-Katalysator vor- und nachgeschaltete weitere Katalysatoren. Bei Dieselmotoren finden aktuell Abgasnachbehandlungssysteme Verwendung, welche einen Oxidationskatalysator oder einen NOx-Speicherkatalysator, einen Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden (SCR-Katalysator), sowie einen Partikelfilter zur Abscheidung von Rußpartikeln und ggf. weitere Katalysatoren, aufweisen. Um die hohen Anforderungen an minimale Stickoxidemissionen zu erfüllen, sind Abgasnachbehandlungssysteme bekannt, welche zwei in Reihe geschaltete SCR-Katalysatoren aufweisen, wobei jedem der SCR-Katalysatoren ein Dosierelement zur Eindosierung eines Reduktionsmittels vorgeschaltet ist. Als Reduktionsmittel wird dabei bevorzugt eine synthetische, wässrige Harnstofflösung verwendet, die in einer dem SCR-Katalysator vorgeschalteten Mischeinrichtung mit dem heißen Abgasstrom vermischt wird. Durch diese Vermischung wird die wässrige Harnstofflösung erhitzt, wobei diese Ammoniak im Abgaskanal freisetzt. Eine handelsübliche, wässrige Harnstofflösung setzt sich im Allgemeinen aus 32,5 % Harnstoff und 67,5 % Wasser zusammen.
  • Nachteilig an den bekannten Lösungen ist jedoch, dass bis zu einem Erreichen einer Light-Off-Temperatur der Katalysatoren die Abgasnachbehandlung stark eingeschränkt ist, sodass insbesondere in der Kaltstartphase höhere Emissionen auftreten.
  • Aus der DE 10 2014 223 515 A1 ist ein Abgasnachbehandlungssystem mit einem Dieseloxidationskatalysator und einem stromabwärts des Dieseloxidationskatalysators angeordneten passiven NOx-Adsorber bekannt, welche in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.
  • Die JP 2019 085 878 A offenbart ein Abgasnachbehandlungssystem für einen Dieselmotor mit einem ersten Dieseloxidationskatalysator, einem stromabwärts des ersten Dieseloxidationskatalysators angeordnetem passiven NOx-Adsorber und einem stromabwärts des passiven NOx-Adsorbers angeordneten Dieselpartikelfilter. Dabei wird nur ein Teilstrom des Abgases des Verbrennungsmotors, nämlich das Abgas der „äußeren“ Brennräume durch den Dieseloxidationskatalysator geleitet.
  • Aus der DE 10 2016 112 065 A1 ist ein Abgasnachbehandlungssystem mit einem Dieseloxidationskatalysator und einem passiven NOx-Adsorber bekannt, welcher stromabwärts des Dieseloxidationskatalysators in einem gemeinsamen Gehäuse mit diesem angeordnet ist.
  • Die DE 20 2011 109 761 A1 offenbart ein Abgasnachbehandlungssystem für einen Dieselmotor mit einem Dieseloxidationskatalysator, einem dem Dieseloxidationskatalysator nachgeschalteten passiven NOx-Adsorber und einem dem passiven NOx-Adsorber nachgeschalteten SCR-Katalysator. Dabei soll der passive NOx-Adsorber die im Abgasstrom des Verbrennungsmotors enthaltenen Stickoxide solange zurückhalten und zwischenspeichern, bis der SCR-Katalysator seine Betriebstemperatur erreicht hat und eine effiziente Konvertierung der im Abgas enthaltenen Stickoxide durch den SCR-Katalysator möglich ist.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Beschädigung oder eine vorzeitige Alterung des passiven NOx-Adsorbers zu vermeiden und somit über die Lebensdauer des Abgasnachbehandlungssystems auch in einer Kaltstartphase geringe Endrohremissionen zu ermöglichen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Abgasnachbehandlungssystem für einen Verbrennungsmotor mit einer Abgasanlage, in welcher stromabwärts eines Auslasses des Verbrennungsmotors ein Oxidationskatalysator und stromabwärts des Oxidationskatalysators ein passiver NOx-Adsorber angeordnet ist, gelöst. Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Oxidationskatalysator einen Sauerstoffspeicher aufweist. Passive NOx-Adsorber sind in der Lage, Stickoxide bei sehr geringen Temperaturen, insbesondere unmittelbar nach einem Kaltstart des Verbrennungsmotors, einzuspeichern. Ein Nachteil an passiven NOx-Adsorbern ist die Tatsache, dass diese bei einem unterstöchiometrischen Abgas irreversibel geschädigt werden und altern, wodurch die Leistungsfähigkeit des passiven NOx-Adsorbers abnimmt. In einem dynamischen Fahrbetrieb eines Kraftfahrzeuges kann es beispielsweise bei einer starken Beschleunigung dazu kommen, dass auch ein Dieselmotor temporär mit einem unterstöchiometrischen, fetten Verbrennungsluftverhältnis betrieben wird, beispielsweise durch eine fehlerbehaftete Gemischvorsteuerung durch die Trägheit im Luftversorgungssystem und/oder in der Abgasanlage. Durch die Positionierung des Oxidationskatalysators stromaufwärts des passiven NOx-Adsorbers und durch die Sauerstoffspeicherfähigkeit des Oxidationskatalysators kann verhindert werden, dass sich stromabwärts des Oxidationskatalysators ein unterstöchiometrisches Abgas einstellt. Somit kann eine vorzeitige Alterung des passiven NOx-Adsorbers betriebssicher verhindert werden. Der Oxidationskatalysator und der passive NOx-Adsorber können auch als ein mehrzoniger Katalysator in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein.
  • Durch die in den abhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmale sind vorteilhafte Verbesserungen und nicht triviale Weiterentwicklungen des im unabhängigen Anspruch vorgeschlagenen Abgasnachbehandlungssystems möglich.
  • In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Sauerstoffspeicher des Oxidationskatalysators eine Speicherfähigkeit von mindestens 400 mg Sauerstoff aufweist. Durch eine Speicherfähigkeit des Sauerstoffspeichers von mindestens 400 mg Sauerstoff, vorzugsweise von 400 mg - 1500 mg Sauerstoff, kann ein unterstöchiometrischer Betrieb des Verbrennungsmotors hinreichend lange ausgeglichen werden, um einen Fettdurchbruch durch den Oxidationskatalysator zu vermeiden. Dabei wird bei Erkennen eines unterstöchiometrischen Betriebs durch das Motorsteuergerät entsprechend gegengesteuert und die eingespritzte Kraftstoffmenge reduziert, sodass der Verbrennungsmotor zu einen überstöchiometrischen Betrieb zurückkehrt.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung des Abgasnachbehandlungssystems ist vorgesehen, dass in der Abgasanlage stromaufwärts des Oxidationskatalysators eine Turbine eines Abgasturboladers angeordnet ist. Bei einem mittels Abgasturbolader aufgeladenen Verbrennungsmotor ist zum einen die Regelstrecke aufgrund der längeren Gaslaufwege verlängert, zum anderen kann durch die erhöhte Luftmenge mehr Kraftstoff in die Brennräume eingespritzt werden. Dadurch ist bei einem mittels Turbolader aufgeladenen Verbrennungsmotor die Gefahr eines kurzfristigen, unterstöchiometrischen Betriebs erhöht. Daher ist es gerade bei einem solchen Verbrennungsmotor wichtig, einen hinreichend großen Sauerstoffspeicher zur Verfügung zu stellen, um ein unterstöchiometrisches Abgas stromaufwärts des passiven NOx-Adsorbers zu vermeiden.
  • In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass stromaufwärts des Oxidationskatalysators eine erste Abgassonde und stromabwärts des Oxidationskatalysators sowie stromaufwärts des passiven NOx-Adsorbers eine zweite Abgassonde angeordnet ist. Durch die beiden Abgassonden ist eine adäquate Regelung des Verbrennungsluftverhältnisses des Verbrennungsmotors möglich. Dabei wird die durch die Kraftstoffinjektoren in die Brennräume eingespritzte Kraftstoffmenge entsprechend des Sauerstoffgehalts im Abgas angepasst.
  • Besonders bevorzugt ist dabei, wenn der erste Abgassensor und/oder der zweite Abgassensor eine Lambdasonde oder ein NOx-Sensor ist. Eine Regelung des Verbrennungsluftverhältnisses ist durch Lambdasonden stromaufwärts und stromabwärts des Oxidationskatalysators auf einfache Art und Weise möglich. Alternativ kann eine Regelung des Verbrennungsluftverhältnisses auch über eine Lambdasonde und einen NOx-Sensor erfolgen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Abgasnachbehandlungssystems ist vorgesehen, dass der Oxidationskatalysator als Lambdasondenkatalysator mit einer in das Gehäuse des Oxidationskatalysators integrierten Lambdasonde ausgeführt ist. Dadurch kann die Montage der Abgasanlage vereinfacht werden, da weniger Teile montiert werden müssen. Zudem kann die Regelstrecke zwischen dem Oxidationskatalysator und der Lambdasonde verkürzt werden, wodurch die Regelgeschwindigkeit erhöht werden kann.
  • In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Oxidationskatalysator und der passive NOx-Adsorber als ein mehrzoniger Katalysator in einem Bauteil zusammengefasst sind, wobei eine Oxidationszone stromaufwärts einer passiven NOx-Adsorberzone ausgebildet ist. In diesem Fall ist der Katalysator ebenfalls als Lambdasondenkatalysator ausgeführt, wobei die Lambdasonde vorzugsweise in dem Übergangsbereich von der Oxidationszone in die passive NOx-Adsorberzone angeordnet ist. Dadurch ist eine weitere Vereinfachung der Montage möglich. Durch einen mehrzohnigen Katalysator kann die Montage der einzelnen Abgasnachbehandlungsstufen in einem gemeinsamen Gehäuse realisiert werden. Dadurch kann der vorhandene Bauraum besser ausgenutzt werden. Ferner kann der Katalysator mit einem Keramikträger ausgeführt werden, welcher die Oxidationszone und die NOx-Adsorberzone trägt.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abgasnachbehandlung eines Verbrennungsmotors mit einem solchen Abgasnachbehandlungssystem, welches folgende Schritte umfasst:
    • - Betreiben des Verbrennungsmotors mit einem überstöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis, wobei der Sauerstoffspeicher des Oxidationskatalysators mit Sauerstoff beladen wird,
    • - Einspeichern der Stickoxide aus dem Abgasstrom des Verbrennungsmotors in den passiven NOx-Adsorber,
    • - Betreiben des Verbrennungsmotors mit einem unterstöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis, wobei der Sauerstoffspeicher zumindest teilweise ausgeräumt wird, um einen Fettdurchbruch durch den Oxidationskatalysator zu vermeiden, sodass der passive NOx-Adsorber während des unterstöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnisses in den Brennräumen des Verbrennungsmotors mit einem stöchiometrischen Abgas angeströmt wird, und
    • - Rückkehr zu einem Betrieb des Verbrennungsmotors mit einem überstöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis, wobei der Sauerstoffspeicher des Oxidationskatalysators erneut mit Sauerstoff beladen wird.
  • Durch ein solches Verfahren ist es möglich, einen unterstöchiometrischen Betrieb des passiven NOx-Adsorbers und eine damit verbundene vorzeitige Alterung des passiven NOx-Adsorbers zu vermeiden. Dabei bleiben die Vorteile des passiven NOx-Adsorbers in der Kaltstartphase des Verbrennungsmotors über die Lebensdauer des Abgasnachbehandlungssystems erhalten. Auch wenn die Stickoxide nur in einem niedrigen Temperaturbereich bis maximal 180°C in dem passiven NOx-Adsorber eingespeichert werden, so kann diese Speicherfunktion in der Kaltstartphase des Verbrennungsmotors die Emissionen signifikant reduzieren. Der Bauteilschutz für den passiven NOx-Adsorber wird durch die hohe Sauerstoffspeicherfähigkeit des Oxidationskatalysators jedoch über den gesamten Temperaturbereich realisiert, sodass eine vorzeitige Alterung des passiven NOx-Adsorbers auch bei hohen Abgastemperaturen oberhalb von 200°C verhindert wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass der überstöchiometrische Betrieb des Verbrennungsmotors für eine kurze, zeitliche begrenzte Phase, insbesondere für einen Zeitraum von maximal 20s, vorzugsweise von maximal 15s, besonders bevorzugt für einen Zeitraum von maximal 10s, insbesondere in einer starken Beschleunigungsphase des Verbrennungsmotors erfolgt. Starke Beschleunigungsphasen sind zeitlich begrenzt. Dabei ist der Sauerstoffspeicher so ausgelegt, dass er bei einem unterstöchiometrischen Betrieb in der Beschleunigungsphase den Zeitraum abpuffert, bis der Verbrennungsmotor wieder mit einem stöchiometrischen oder überstöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis betrieben wird. Prinzipiell wird die beschriebene Schutzfunktion gegen eine vorzeitige Alterung des passiven NOx-Adsorbers auch bei anderen unterstöchiometrischen Betriebspunkten, beispielsweise zur Einleitung einer Regeneration eines Partikelfilters, realisiert.
  • In einer weiteren Verbesserung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Regelung des Verbrennungsluftverhältnisses in den Brennräumen des Verbrennungsmotors durch Lambdasonden stromaufwärts und stromabwärts des Oxidationskatalysators geregelt wird. Dabei ist die zweite Lambdasonde in der Abgasanlage stromaufwärts des passiven NOx-Adsorbers angeordnet. Dadurch kann sichergestellt werden, dass es zu keinem Fettdurchbruch durch den Oxidationskatalysator kommt und die Einspritzmenge rechtzeitig reduziert wird, um eine vorzeitige Alterung des passiven NOx-Adsorbers zu vermeiden.
  • Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
  • Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Gleiche Bauteile oder Bauteile mit gleicher Funktion sind dabei in den unterschiedlichen Figuren mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Es zeigen:
    • 1 ein erstes Ausführungsbeispiel für einen Verbrennungsmotor mit einem erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungssystem;
    • 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Verbrennungsmotor mit einem erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungssystem, wobei der Oxidationskatalysator als Lambdasondenkatalysator ausgebildet ist;
    • 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Verbrennungsmotor mit einem erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungssystem, wobei der Oxidationskatalysator und der passive NOx-Adsorber als ein gemeinsames Bauteil ausgebildet sind; und
    • 4 ein Ablaufdiagramm zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Abgasnachbehandlung eines Verbrennungsmotors mit einem solchen Abgasnach behand lungssystem.
  • 1 zeigt einen Verbrennungsmotor 10, welcher mit seinem Auslass 18 mit einer Abgasanlage 20 verbunden ist. Der Verbrennungsmotor 10 weist mindestens einen Brennraum 12, vorzugsweise eine Mehrzahl von Brennräumen 12 auf, an welchen jeweils ein Kraftstoffinjektor 14 zur Einspritzung eines brennbaren Kraftstoffs in den jeweiligen Brennraum 12 des Verbrennungsmotors 10 angeordnet ist. Der Verbrennungsmotor 10 weist ferner einen Einlass 16 auf, mit dem der Verbrennungsmotor 10 mit einem Ansaugtrakt verbunden werden kann. In dem Einlass 16 und dem Auslass 18 ist pro Brennraum 12 jeweils mindestens ein Gaswechselventil angeordnet, mit welchem eine fluidische Verbindung vom Ansaugtrakt zu dem Brennraum 12 des Verbrennungsmotors 10 oder von dem Brennraum 12 des Verbrennungsmotors 10 zur Abgasanlage 20 geöffnet und verschlossen werden kann.
  • In der Abgasanlage 20 sind in Strömungsrichtung eines Abgasstroms des Verbrennungsmotors 10 durch einen Abgaskanal 22 der Abgasanlage 20 eine Turbine 26 eines Abgasturboladers 24, stromabwärts einer Turbine 26 eines Abgasturboladers 24, ein Oxidationskatalysator 28 mit einem Sauerstoffspeicher 54 und stromabwärts des Oxidationskatalysators 28 ein passiver NOx-Adsorber 30 angeordnet. Der Oxidationskatalysator 28 und der passive NOx-Adsorber 30 sind dabei beide vorzugsweise in einer motornahen Position in der Abgasanlage 20 angeordnet. Unter einer motornahen Position ist in diesem Zusammenhang eine Position in der Abgasanlage mit einer Abgaslauflänge von weniger als 80 cm, vorzugsweise von weniger als 50 cm, von dem Auslass 18 des Verbrennungsmotors 10 bis zu einem Einlass der jeweiligen Abgasnachbehandlungskomponente 28, 30 zu verstehen. Stromabwärts des passiven NOx-Adsorbers 30 können weitere Abgasnachbehandlungskomponenten 40, insbesondere ein Dieselpartikelfilter 42 und/oder ein SCR-Katalysator angeordnet sein.
  • Stromabwärts der Turbine 26 des Abgasturboladers 24 und stromaufwärts des Oxidationskatalysators 28 ist eine erste Lambdasonde 32 angeordnet. Stromabwärts des Oxidationskatalysators 28 und stromaufwärts des passiven NOx-Adsorbers 30 ist eine zweite Lambdasonde 34 angeordnet. Alternativ können auch eine oder beide Lambdasonden, insbesondere die zweite Lambdasonde 34, durch einen NOx-Sensor 36, 38 ersetzt oder ergänzt werden. Ferner ist ein Steuergerät 52 mit den Kraftstoffinjektoren 14 und den Abgassensoren 32, 34, 36, 38 verbunden, um die in die Brennräume 12 des Verbrennungsmotors 10 eingespritzte Kraftstoffmenge zu regeln.
  • In 2 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel für einen Verbrennungsmotor 10 mit einem erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungssystem dargestellt. Bei im Wesentlichen gleichem Aufbau wie zu 1 ausgeführt, ist in diesem Ausführungsbeispiel der Oxidationskatalysator 28 als Lambdasondenkatalysator 44 ausgeführt, wobei die zweite Lambdasonde 34 in den Oxidationskatalysator 28 integriert ist.
  • In 3 ist ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel für einen Verbrennungsmotor 10 mit einem erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungssystem dargestellt. Bei im Wesentlichen gleichem Aufbau wie zu 2 ausgeführt, sind in diesem Ausführungsbeispiel der Oxidationskatalysator 28 und der passive NOx-Adsorber 30 in einem gemeinsamen Gehäuse als mehrzoniger Katalysator 46 zusammengefasst. Der mehrzonige Katalysator 46 weist eine Oxidationszone 48 und stromabwärts der Oxidationszone 48 eine passive NOx-Adsorberzone 50 auf. Der mehrzonige Katalysator 46 ist als Lambdasondenkatalysator 44 ausgeführt, wobei die zweite Lambdasonde in die Oxidationszone 48 des mehrzonigen Katalysators 46 oder am Übergang von der Oxidationszone 48 in die NOx-Adsorberzone 50 angeordnet ist.
  • In 4 ist ein Diagramm zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Abgasnachbehandlung eines Verbrennungsmotors 10 dargestellt. In einem ersten Verfahrensschritt I wird der Verbrennungsmotor 10 mit einem überstöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis λE > 1 betrieben, wobei der Sauerstoffspeicher 54 des Oxidationskatalysators 28 mit Sauerstoff beladen wird. In einem zweiten Verfahrensschritt II erfolgt kurzfristig und zeitlich begrenzt ein unterstöchiometrischer Betrieb λE < 1 des Verbrennungsmotors 10, beispielsweise bei einer starken Beschleunigung eines Kraftfahrzeuges. Dabei wird der Sauerstoffspeicher 54 ausgeräumt, sodass sich stromabwärts des Oxidationskatalysators 28 und stromaufwärts des passiven NOx-Adsorbers ein stöchiometrisches Abgas λDOC = 1 einstellt. In einem Verfahrensschritt III regelt die Lambdaregelung das Verbrennungsluftverhältnis λE wieder auf ein überstöchiometrisches Verbrennungsluftverhältnis λE > 1, wobei der Sauerstoffspeicher 54 des Oxidationskatalysators 28 wieder gefüllt wird. In einem Verfahrensschritt IV ist der Sauerstoffspeicher 54 des Oxidationskatalysators 28 vollständig gefüllt, wobei des Verbrennungsluftverhältnis λE dem Verbrennungsluftverhältnis λDOC stromabwärts des Oxidationskatalysators 28 entspricht.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Verbrennungsmotor
    12
    Brennraum
    14
    Kraftstoffinjektor
    16
    Einlass
    18
    Auslass
    20
    Abgasanlage
    22
    Abgaskanal
    24
    Abgasturbolader
    26
    Turbine
    28
    Oxidationskatalysator
    30
    passiver NOx-Adsorber
    32
    erste Lambdasonde
    34
    zweite Lambdasonde
    36
    erster NOx-Sensor
    38
    zweiter NOx-Sensor
    40
    weitere Abgasnachbehandlungskomponente
    42
    Dieselpartikelfilter
    44
    Lambdasondenkatalysator
    46
    mehrzoniger Katalysator
    48
    Oxidationszone
    50
    passive NOx-Adsorberzone
    52
    Steuergerät
    54
    Sauerstoffspeicher
    λE
    Verbrennungsluftverhältnis des Verbrennungsmotors
    λDOC
    Verbrennungsluftverhältnis stromabwärts des Oxidationskatalysators
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102014223515 A1 [0004]
    • JP 2019085878 A [0005]
    • DE 102016112065 A1 [0006]
    • DE 202011109761 A1 [0007]

Claims (10)

  1. Abgasnachbehandlungssystem für einen Verbrennungsmotor (10), mit einer Abgasanlage (20), in welcher stromabwärts eines Auslasses (18) des Verbrennungsmotors (10) ein Oxidationskatalysator (28) und stromabwärts des Oxidationskatalysators (28) ein passiver NOx-Adsorber (30) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Oxidationskatalysator (28) einen Sauerstoffspeicher (54) aufweist.
  2. Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauerstoffspeicher (54) des Oxidationskatalysators (28) eine Speicherfähigkeit von mindestens 400 mg aufweist.
  3. Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Abgasanlage (20) stromaufwärts des Oxidationskatalysators (28) eine Turbine (26) eines Abgasturboladers (24) angeordnet ist.
  4. Abgasnachbehandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass stromaufwärts des Oxidationskatalysators (28) ein erster Abgassensor (32, 36) und stromabwärts des Oxidationskatalysators (28) sowie stromaufwärts des passiven NOx-Adsorbers (30) ein zweiter Abgassensor (34, 38) angeordnet ist.
  5. Abgasnachbehandlungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abgassensor (32, 36) und/oder der zweite Abgassensor (34, 38) eine Lambdasonde (32, 34) oder ein NOx-Sensor (36, 38) ist.
  6. Abgasnachbehandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Oxidationskatalysator (28) als Lambdasondenkatalysator (44) ausgeführt ist.
  7. Abgasnachbehandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Oxidationskatalysator (28) und der passive NOx-Adsorber (30) als ein mehrzoniger Katalysator (46) in einem Bauteil zusammengefasst sind, wobei eine Oxidationszone (48) stromaufwärts einer passiven NOx-Adsorberzone (50) ausgebildet ist.
  8. Verfahren zur Abgasnachbehandlung eines Verbrennungsmotors (10) mit einem Abgasnachbehandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, umfassend folgende Schritte: - Betreiben des Verbrennungsmotors (10) mit einem überstöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis (λ > 1), wobei der Sauerstoffspeicher (54) des Oxidationskatalysators (28) beladen wird, - Betreiben des Verbrennungsmotors (10) mit einem unterstöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis (λ < 1), wobei der Sauerstoffspeicher (54) ausgeräumt wird, um einen Fettdurchbruch durch den Oxidationskatalysator (28) zu vermeiden, sodass der passive NOx-Adsorber (30) während des unterstöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis (λ < 1) in den Brennräumen (12) des Verbrennungsmotors (10) mit einem stöchiometrischen Abgas angeströmt wird, und - Rückkehr zu einem Betrieb des Verbrennungsmotors (10) mit einem überstöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnis (λ > 1), wobei der Sauerstoffspeicher (54) des Oxidationskatalysators (28) erneut beladen wird.
  9. Verfahren zur Abgasnachbehandlung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der überstöchiometrische Betrieb des Verbrennungsmotors (10) für eine kurze, zeitliche begrenzte Phase, insbesondere bei einer starken Beschleunigungsphase des Verbrennungsmotors (10) oder zur Einleitung einer Regeneration eines Dieselpartikelfilters (42), auftritt.
  10. Verfahren zur Abgasnachbehandlung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung des Verbrennungsluftverhältnisses in den Brennräumen (12) des Verbrennungsmotors (10) durch Lambdasonden (32, 34) stromaufwärts und stromabwärts des Oxidationskatalysators (28) geregelt wird.
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