DE3806219C2 - Rußfiltersystem - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Rußfiltersystem mit
einem in den Abgaskanal eines Dieselmotors eingebauten
Rußfilter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei einem bekannten Rußfiltersystem dieser Art
(JP-59101518(A)) wird ein Schutz des Rußfilters
gegen Überhitzung und damit ein ungewolltes Abbrennen
durch geregeltes Einspeisen von Sekundärluft in
den Abgaskanal erreicht, und zwar mittels einer
Temperaturregelung in Abhängigkeit von einer gemesse
nen Ist-Temperatur.
Es ist bekannt, Rußfilter mit poröser Wand, insbesonde
re aus Keramikwerkstoff, zur Filtrierung der im
Abgas eines Dieselmotors enthaltenen Schadstoffe,
insbesondere Ruß, einzusetzen. Bei Temperaturen
zwischen 500°C und 600°C wird der im Dieselrußfilter
abgeschiedene Ruß in Anwesenheit von im Abgas enthalte
nem Restsauerstoff gezündet und verbrannt, um den
Rußfilter zu regenerieren.
Es ist ferner bekannt, den in einem Rußfilter nach
längerer Betriebsdauer angesammelten Ruß durch
Einschalten einer von der Zeit oder dem Gegendruck
abhängigen Initialzündquelle kontrolliert abzubrennen
(DE 29 53 010 C2).
Beim Regenerieren muß der Rußfilter vor zu hohen
Temperaturen geschützt werden, die das Filterma
terial durch örtliches Schmelzen oder dgl. beschädigen
bzw. ganz zerstören würde.
Zu diesem Zweck hat der Anmelder ein Verfahren
und eine Vorrichtung vorgeschlagen, wobei stromaufwärts
vom Dieselrußfilter eine gesteuerte Drosselung
stattfindet (EP 87 100 911.4).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rußfil
tersystem der eingangs beschriebenen Art anzugeben,
bei welchem das Filtermaterial im Betrieb geschont,
insbesondere vor einer schädlichen Überhitzung
bewahrt wird und somit die Betriebssicherheit und
Lebensdauer erhöht werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe dient Patentanspruch
1.
Vorzugsweise weist die Ventilanordnung mindestens
ein erstes Ventil im Abgaskanal stromaufwärts vom
Rußfilter und ein zweites Ventil im Bypass-Kanal
auf. Dabei kann das oder jedes erste Ventil als
Drosselventil mit von der Ventilstellung abhängiger
gewünschter Drosselwirkung ausgebildet sein, um
den Abgasstrom für die Regenerierung des Rußfilters
zu drosseln (EP 87 100 911.4).
Wichtig ist, daß das oder jedes erste Ventil als
in Schließstellung vollständig den Gasstrom absperren
des Ventil, insbesondere als Tellerventil, ausgebildet
ist. Durch diese Ausgestaltung wird bei Umleitung
des Abgasstromes durch den Bypass-Kanal jedes Lecken
von Abgas durch das Rußfilter vermieden, was bei
entsprechenden Betriebsparametern (zu hohe Drücke,
Temperaturen) schädigend für den Rußfilter sein
könnte.
Vorzugsweise öffnet die Steuereinrichtung das zweite
Ventil und sperrt das erste Ventil, wenn die Tempera
tur am Rußfilter, insbesondere unmittelbar hinter
dem Rußfilter, einen Sollwert übersteigt.
Bei schweren Kraftfahrzeugen, wie Bussen oder LKW,
ist eine Ausführung bevorzugt, bei der eine Filterbat
terie mit mehreren Rußfiltern vorgesehen ist, wobei
jedem Rußfilter ein eigenes erstes Ventil zugeordnet
ist.
Um die temperaturabhängige Steuerung der Ventilanord
nung ansprechempfindlicher zu machen, ist gemäß
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorteilhaft
vorgesehen, daß die Gesamtmasse der zwischen den
Auslaßventilen des Dieselmotors und der Einlaßseite
des Rußfilters angeordneten Bauteile und damit
deren Wärmekapazität minimiert ist. Dies erhöht
die Reaktionsschnelligkeit des Rußfiltersystems
nach der Erfindung auf Temperaturänderungen erheblich.
Bei dem Rußfiltersystem nach der Erfindung wird
das Rußfilter bei Überschreiten von Grenzwerten
für Betriebsparameter, insbesondere für die Filter
temperatur, automatisch aus dem Gasstrom ausgeschaltet.
Mit anderen Worten wird das Rußfilter nur bei "norma
len" Temperaturen vom Abgas durchströmt und nicht
bei exzessiven Temperaturen des Abgases. Dies ermög
licht eine Schonung und damit eine erheblich größere
Lebensdauer des Rußfilters.
Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer
Zeichnungen an zwei Ausführungsbeispielen mit weiteren
Einzelheiten näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Schema eines Rußfiltersystems nach der
Erfindung für den Einsatz bei einem PKW-Diesel
motor;
Fig. 2 ein Schema eines Rußfiltersystems nach der
Erfindung für den Einsatz bei schweren Kraft
fahrzeugen, wie Bussen oder LKW.
In Fig. 1 ist mit der Bezugszahl 1 ein PKW-Diesel
motor bezeichnet, in dessen Abgaskanal 2 ein Ruß
filter 3 eingebaut ist. Ein Bypass-Kanal 4 umgeht
den Rußfilter 3. Stromaufwärts von dem Rußfilter
3 ist ein erstes Tellerventil 5 vorgesehen. Im
Bypass-Kanal 4 ist ein zweites Tellerventil 6 vorgese
hen. Die Ventile 5 und 6 sind mittels einer Steuervor
richtung 7 betätigbar, die als Eingangsgrößen die
Temperaturmeßsignale von zwei Temperatursensoren
8 und 9 erhält. Der Temperatursensor 8 mißt die
Temperatur θ₁ des Abgases im Auslaß des Dieselmotors
1, während der Temperatursensor 9 die Temperatur θ₂
unmittelbar stromabwärts vom Rußfilter 3 mißt.
Im Normalzustand ist das Ventil 6 geschlossen und
das Ventil 5 geöffnet. Steigt die Temperatur θ₂
hinter dem Rußfilter 3 auf einen Wert oberhalb
eines vorbestimmten Sollwertes an, so schließt
die Steuereinrichtung 7 automatisch das erste Ventil
5 und öffnet das zweite Ventil 6, so daß das Abgas
den Dieselrußfilter 3 umgehend durch den Bypass-Kanal
4 strömt. Aufgrund der Ausbildung des Ventiles
5 als Tellerventil ist in dieser Stellung ein vollkom
men dichter Abschluß erzielt, so daß auch kein
Abgas-Leckstrom das Dieselrußfilter 3 erreichen
kann.
Die Ausführung nach Fig. 2 unterscheidet sich von
derjenigen nach Fig. 1 dadurch, daß anstatt eines
Rußfilters 3 eine Filterbatterie mit zwei Rußfiltern
11, 12 eingesetzt ist. Jedem Filter 11, 12 ist ein
eigenes erstes Ventil 5 zugeordnet. Das zweite
Ventil 6 ist als Drehklappenventil ausgebildet.
Im übrigen entsprechen die weiteren Bestandteile
des Systems nach Fig. 2 demjenigen nach Fig. 1,
so daß sich eine nochmalige Beschreibung erübrigt.
Es ist ersichtlich, daß das Rußfiltersystem nach
Fig. 2 eine erheblich größere Filterkapazität als
das System nach Fig. 1 aufweist, so daß sich das
System nach Fig. 2 insbesondere zum Einsatz in
schweren Kraftfahrzeugen, wie Bussen oder LKW,
eignet.
Bei beiden beschriebenen Ausführungen ist die Masse
und damit die Wärmekapazität der insgesamt zwischen
den Auslaßventilen (nicht gezeigt) des Dieselmotors
1 und der Einlaßseite des Rußfilters 3 vorgesehenen
Bauteile so klein wie möglich gehalten, um ein
schnelles Ansprechen der Steuereinrichtung 7 auf
eine Temperaturänderung der mittels des Temperatursen
sors 9 gemessenen Temperatur θ₂ zu ermöglichen.
Claims (6)
1. Rußfiltersystem mit einem in den Abgaskanal eines Diesel
motors eingebauten Rußfilter (3), einem den Rußfilter (3)
umgehenden Bypass-Kanal (4) und mindestens einem ersten
Ventil (5) im Abgaskanal (2) stromaufwärts vom Rußfilter
(3) sowie einem zweiten Ventil (6) im Bypass-Kanal (4),
wobei die Ventile (5, 6) mittels einer Steuereinrichtung
(7) in Abhängigkeit von Betriebsparametern betätigbar
sind, dadurch gekennzeichnet, daß die
Steuereinrichtung (7) das zweite Ventil (6) öffnet und
das erste Ventil (5) sperrt, wenn die Temperatur (θ₂) hin
ter dem Rußfilter (3) einen Sollwert übersteigt.
2. Rußfiltersystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das oder jedes erste Ventil (5) als
Drosselventil mit von der Ventilstellung abhängiger ge
wünschter Drosselwirkung ausgebildet ist.
3. Rußfiltersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß das oder jedes erste Ventil
(5) als in Schließstellung vollständig den Gasstrom ab
sperrendes Ventil, insbesondere als Tellerventil, ausge
bildet ist.
4. Rußfiltersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Temperatursensor
(9) zum Messen der Temperatur (θ₂) und zum Weiterleiten
des Temperaturmeßsignals an die Steuereinrichtung (7)
unmittelbar hinter dem Rußfilter (3) angeordnet ist.
5. Rußfiltersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Filterbatterie mit
mehreren Rußfiltern (11, 12) vorgesehen ist und daß jedem
Rußfilter ein eigenes erstes Ventil (5) zugeordnet ist.
6. Rußfiltersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Gesamtmasse der zwischen den Aus
laßventilen des Dieselmotors (1) und der Einlaßseite des
Rußfilters (3) vorgesehenen Bauteile minimiert ist.
Priority Applications (1)
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DE19883806219 DE3806219C2 (de) | 1988-02-26 | 1988-02-26 | Rußfiltersystem |
Publications (2)
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DE3806219A1 DE3806219A1 (de) | 1989-09-07 |
DE3806219C2 true DE3806219C2 (de) | 1997-12-11 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19883806219 Expired - Fee Related DE3806219C2 (de) | 1988-02-26 | 1988-02-26 | Rußfiltersystem |
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Cited By (1)
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- 1988-02-26 DE DE19883806219 patent/DE3806219C2/de not_active Expired - Fee Related
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