KR20060019529A - Regeneration a particle trap - Google Patents

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KR20060019529A
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KR1020057021337A
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볼프강 마우스
롤프 브뤽
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에미텍 게젤샤프트 퓌어 에미시온스테크놀로기 엠베하
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Abstract

The invention relates to an exhaust system (1) for purifying a gas flow (2) of harmful substances (3), said exhaust system comprising at least means for supplying a reducing agent, a first catalytic converter (5), and a particle trap (8), in the direction of flow (4) of the gas flow (2) through the exhaust system (1). According to the invention, at least one other exhaust purification component is provided and/or there is a distance of at least 0.5 metres between the first catalytic converter (5) and the particle trap (8), and a mixer (6) and a second catalytic converter (7) are positioned directly upstream of the particle trap (8). The invention also relates to a method for regenerating a particle trap (8) arranged in the exhaust system (1), whereby a reducing agent (23) is introduced into the exhaust gas system (1), (only) upstream of the turbocharger (6), for carrying out a regeneration process of the particle trap (8).

Description

입자트랩의 재생{REGENERATION A PARTICLE TRAP}Regeneration of Particle Traps {REGENERATION A PARTICLE TRAP}

본 발명은 환원제를 이용하여 불연속적으로 재생되는 입자트랩(particle trap)을 함유하는 오염물질의 가스흐름을 정화하기 위한 배기장치에 관한 것이다. 또한, 입자트랩의 재생방법이 개시된다.The present invention relates to an exhaust system for purifying a gas flow of contaminants containing particle traps that are discontinuously regenerated using a reducing agent. Also disclosed is a method for regenerating particle traps.

차량 구조 내의 배기장치에 대해 보다 엄격한 요건을 제한하는 법 조항으로 인해, 배기장치는 지금까지 지속적인 개발 대상이 되고 있다. 이러한 관계에 있어서, 각각의 경우에 배기장치 안에서 상이한 기능을 수행하는 다수의 구성요소들이 사용된다. 이에 따라, 예를 들면, 시동 촉매변환기 또는 프리터보(preturbo) 촉매변환기가 공지되어 있는데, 이들은 특히 작은 체적를 가지며, 따라서, 내연기관의 냉간시동(cold start) 후에, 촉매변환기에 필요한 시동 온도에 빠르게 도달한다. 또한, 전기적으로 가열할 수 있는 촉매변환기가 공지되어 있는데, 이것도 마찬가지로 배기장치의 냉간시동을 개선할 수 있다. 공지된 바와 같은 흡착제(adsorbers)는 내연기관의 배기장치에서 특정 주기 시간 동안에 배기가스 안에 함유된 특정 오염물질을 흡착하고, 바람직하게는 후속의 촉매변환기가 그 동작 온도에 도달할 때까지 저장된다. 또한, 특히 디젤 엔진의 배기장치에서는, 입자트랩 또는 입자필터가 사용되는데, 이는 배기가스 안에 포함된 매연 입자 및/또는 기타 고체 불순물들을 차단한다. 대체로 이 차단된 입자 축적물은, 예를 들면 고온의 에너지를 공급함으로써, 연속적으로 또는 불연속적으로 변환될 수 있다.Due to the provisions of the law restricting more stringent requirements for exhaust systems in vehicle structures, exhaust systems have been a subject of continuous development to date. In this regard, in each case a number of components are used which perform different functions in the exhaust. Thus, for example, starting catalytic converters or preturbo catalytic converters are known, which have a particularly small volume and, therefore, after a cold start of the internal combustion engine, rapidly start to the starting temperature required for the catalytic converter. To reach. In addition, catalytic converters that can be electrically heated are known, which likewise can improve cold start of the exhaust system. Adsorbers as are known adsorb specific contaminants contained in the exhaust gas during a specific cycle time in the exhaust of the internal combustion engine, and are preferably stored until the subsequent catalytic converter reaches its operating temperature. In addition, especially in the exhaust of diesel engines, particle traps or particle filters are used, which block off soot particles and / or other solid impurities contained in the exhaust gas. In general, this blocked particle accumulation can be converted continuously or discontinuously, for example by supplying high temperature energy.

배기가스 내의 입자 방출을 줄이기 위해, 특히, 디젤 엔진의 경우, 세라믹 기판에 구성되는 입자트랩이 공지되어 있다. 입자트랩은 덕트를 구비하여, 정화되는 배기가스가 입자트랩으로 흐를 수 있게 한다. 인접한 덕트들이 교대로 접속되어, 배기가스가 입구측 덕트로 흘러, 적어도 하나의 세라믹 벽을 통과하고, 출력측의 인접 덕트를 통해 다시 빠져나가게 된다. 이러한 유형의 입자트랩은 "폐쇄형(closed)" 입자필터로 공지되어 있다. 입자필터는 발생 입자 크기의 전체 범위에 대해 약 95%의 효과를 발휘한다.Particle traps are known which are constructed on ceramic substrates, in particular for diesel engines, in order to reduce particle emissions in the exhaust gas. The particle trap has a duct to allow the exhaust gas to be purified to flow into the particle trap. Adjacent ducts are alternately connected such that exhaust gas flows into the inlet duct, passes through at least one ceramic wall, and exits again through the adjacent duct on the output side. Particle traps of this type are known as "closed" particle filters. Particle filters have an effect of about 95% over the full range of particle sizes generated.

독일특허공보 DE 101 53 283에서, 고온의 로드 베어링 용량 및 현저히 낮은 압력 손실을 갖는 다른 유형의 입자트랩이 개시되어 있다. 이 공보는 "개방형(open)" 여과장치로 불리는 입자트랩을 기재하고 있다. 이러한 개방형 장치에서, 필터 덕트의 구조적인 상호 폐쇄가 필요가 없다. 덕트 벽은 적어도 부분적인 다공성 또는 고도의 다공성 재료로 형성된다. 개방형 필터의 흐름 덕트는 그 안에 포함된 입자를 가진 배기가스를 다공성 또는 고도의 다공성 재료로 형성된 영역으로 조정하는 편향 또는 유도 구조를 갖는다. 입자필터는 입자가 기본적으로 그것을 통해 완전히 진행할 수 있을 때, 상세히 말해서, 실제 입자보다 상당히 큰 입자라도 여과될 수 있을 때에 개방형이라 한다. 결과적으로, 이러한 필터는 동작 중에 입자의 덩어리가 존재하더라도 차단되게 할 수 없다. 입자필터의 개방성을 측정하기 위한 적합한 방법은, 예를 들면, 구형 입자가 이러한 필터를 통해 빠져나갈 수 있을 때 까지의 지름을 확인하는 시험이다. 본 출원에서, 필터는 개방형이고, 특히, 0.1 mm 이상의 지름을 갖는 구형 입자, 바람직하게는 0.2 mm 이상의 지름을 가진 구형 입자가 통과할 수 있다.In DE 101 53 283 another type of particle trap is disclosed which has a high load bearing capacity and a significantly low pressure loss. This publication describes a particle trap called an "open" filtration device. In this open arrangement, there is no need for structural mutual closure of the filter ducts. The duct wall is formed of at least partially porous or highly porous material. The flow duct of the open filter has a deflection or induction structure that regulates the exhaust gas with particles contained therein into an area formed of a porous or highly porous material. Particle filters are basically open when the particles are able to proceed completely through it, in particular, when even larger particles than the actual particles can be filtered out. As a result, such a filter cannot be blocked even if a mass of particles is present during operation. A suitable method for measuring the openness of a particle filter is, for example, a test to determine the diameter until the spherical particles can escape through this filter. In the present application, the filter is open, in particular spherical particles having a diameter of at least 0.1 mm, preferably spherical particles having a diameter of at least 0.2 mm can pass through.

사용된 입자트랩의 유형과는 무관하게, 차량의 배기장치에서는 입자필터의 신뢰성 있고 가능하면 완전한 재생이 보장되어야 한다. 덕트 벽 내에서 입자들의 증가하는 축적물이 관류효과(through flow effect)를 가져 압력손실이 지속적으로 증가하여 엔진 동력에 악영향을 주기 때문에, 이러한 입자트랩의 재생이 요구된다. 재생은 입자트랩 또는 그 안에 축적된 입자의 단시간 가열과 관계가 있으며, 매연 입자가 가스 성분으로 변환된다. Regardless of the type of particle trap used, vehicle exhaust systems should ensure reliable and possibly complete regeneration of the particle filter. The regeneration of these traps is required because the increasing accumulation of particles in the duct wall has a through flow effect and the pressure loss continues to increase, adversely affecting engine power. Regeneration involves short-term heating of particle traps or particles accumulated therein, and the soot particles are converted into gaseous components.

종래에는 이러한 유형의 입자트랩이, 예를 들면, 옴 저항 가열(ohmic resistance heating)에 의해 직접 가열되었다. 또한, 분리된 버너에 의해 고착된 매연 입자를 변환하는 것이 공지되어 있다. 입자필터를 재생하는 후속의 장치들은, 이러한 입자트랩의 상류에, 입자트랩 안에 고착된 매연 입자의 화학적 변환을 궁극적으로 초래하는 환원제가 공급된다는 점에서 차이가 있다. 이런 맥락에서, 두 개의 다른 장치(불연속 및 연속재생)가 앞에 나와 있다.Conventionally, particle traps of this type have been directly heated, for example by ohmic resistance heating. It is also known to convert soot particles stuck by separate burners. Subsequent devices for regenerating the particle filter differ in that upstream of this particle trap is supplied with a reducing agent which ultimately results in chemical conversion of the soot particles stuck in the particle trap. In this context, two different devices (discontinuous and continuous playback) are presented before.

필터의 연속재생용 장치는 연속재생트랩(continuous regeneration trap: CRT)이라 불리며, 예를 들면, 미국특허 제4,902,487호에 개시되어 있다. 이러한 장치에서, 입자들은 이산화질소(NO2)와 접촉하여, 산화에 의해 200℃ 이상의 온도에서 변환된다. 이 용도를 위해 필요한 이산화질소는 종종 필터의 상류에 배치되는 산화 촉매변환기에 의해 생성된다. 그러나, 이 경우, 디젤 연료를 사용하는 차량에 적용할 때 처럼, 원하는 이산화질소로 변환될 수 있는 불충분한 일산화질소(NO)만 배기가스 안에 존재하는 문제가 발생한다. 결과적으로, 지금까지 배기장치에서 입자트랩의 연속재생이 발생하는 것을 보장할 수 없었다. 따라서, 종종 필터의 연속 재생을 가능하게 하는 요소(尿素) 또는 유사 환원제를 갖는 배기장치를 공급하는 것이 관례적이다. 이러한 장치는 기술적인 면에서 높은 비용이 드는 단점과, 개별의 소모 장비 또는 작동 장비가 차량 안에 장착되어야 한다는 단점을 갖는다.An apparatus for continuous regeneration of filters is called a continuous regeneration trap (CRT) and is disclosed, for example, in US Pat. No. 4,902,487. In such a device, the particles come into contact with nitrogen dioxide (NO 2 ) and are converted at a temperature above 200 ° C. by oxidation. The nitrogen dioxide needed for this use is often produced by oxidation catalytic converters placed upstream of the filter. However, in this case, there arises a problem in that insufficient nitrogen monoxide (NO) present in the exhaust gas, which can be converted into the desired nitrogen dioxide, as is applied to a vehicle using diesel fuel. As a result, it has not been possible to ensure that continuous regeneration of particle traps has occurred in the exhaust device so far. Therefore, it is often customary to supply an exhaust device with a urea or similar reducing agent that enables continuous regeneration of the filter. Such devices have the technically high cost and the disadvantage that individual consuming or operating equipment must be mounted in the vehicle.

입자트랩의 불연속적인 재생시, 불포화된 또는 불연소된 탄화수소(HC)가 공급되는 산화 촉매변환기에 우선하는 입자트랩이 공지되어 있다. 불포화된 탄화수소가 산화 촉매변환기와 충돌하면, 이것은 배기가스의 온도에서 상당한 증가를 초래하는 발열 반응을 발생시킨다. 이 경우에, 입자트랩 안에 저장된 입자 축적물을 변환할 수 있는 범위 안에 있는 온도에 도달하게 된다. 이 경우, 종종 600℃ 이상의 온도에 도달하게 된다. 이 경우에 환원제의 공급은 개별적으로 일어날 수 있지만, 내연기관으로부터 불연소된 연료 부분을 배기가스선로에 직접 유입시켜, 산화 촉매변환기와 충돌하게 하는 것도 공지되어 있다.In the case of discontinuous regeneration of particle traps, particle traps are known which take precedence over oxidation catalytic converters fed with unsaturated or unburned hydrocarbons (HC). If the unsaturated hydrocarbons collide with the oxidation catalytic converter, this generates an exothermic reaction which results in a significant increase in the temperature of the exhaust gas. In this case, a temperature is reached that is capable of converting the particle deposits stored in the particle trap. In this case, temperatures often reach 600 ° C or higher. In this case, the supply of the reducing agent can take place individually, but it is also known to cause the unburned fuel part from the internal combustion engine to flow directly into the exhaust gas line, thereby colliding with the oxidation catalytic converter.

처음에 개략적으로 언급한 내연기관의 냉간시동 직후라도 배기가스의 촉매 변환을 초래하는 요구는, 작은 체적(예를 들면, 내연기관의 피스톤 행정 체적(piston-swept volume)의 20% 보다 더 작은 체적) 및 엔진과의 근접성에서 구별되는 시동 촉매변환기를 이용하여 구현될 수 있다. 이 경우에, 시동 촉매변환기로부터 상당한 거리에 배열되는 입자트랩의 하류에서 재생을 초래하는 불포화 탄화수소 의 공급이 더 이상 불가능하다는 기술적인 문제가 발생한다. 환원제로서 역할하는 연료가 시동 촉매변환기와 충돌하게 되어, 발열 반응을 초래한다. 입자트랩이 시동 촉매변환기로부터 매우 먼 거리에 배열되거나, 배기가스 정화를 위한 추가의 요소가 시동 촉매변환기와 입자트랩 사이에 배열되기 때문에, 이 입자트랩에서 요구 온도의 증가가 야기되지 않는다.A requirement that results in catalytic conversion of the exhaust gases even immediately after the cold start of the internal combustion engine, which is outlined at the outset, is a small volume (e.g., less than 20% of the piston-swept volume of the internal combustion engine). ) And a start catalytic converter which is distinguished in proximity to the engine. In this case, a technical problem arises that the supply of unsaturated hydrocarbons which leads to regeneration downstream of the particle traps arranged at a considerable distance from the starting catalytic converter is no longer possible. The fuel serving as the reducing agent collides with the starting catalytic converter, resulting in an exothermic reaction. Since the particle trap is arranged at a very long distance from the starting catalytic converter, or an additional element for purifying exhaust gas is arranged between the starting catalytic converter and the particle trap, no increase in the required temperature is caused in this particle trap.

따라서, 본 발명의 목적은 약술한 기술적 문제를 제거하고, 특히 배기장치와 입자트랩 재생방법을 구체화하여, 시동 촉매변환기와 입자트랩 사이의 긴 거리가 배기가스에 의해 덮여져야 하거나 또는 특정 배기가스의 변환에 따른 온도 감지 요소가 시동 촉매변환기와 입자트랩 사이에 배치되는 경우에도, 입자트랩의 불연속적인 재생이 보장될 수 있는 입자트랩 재생방법 및 배기장치를 제공하는 것이다. 또한, 이 배기장치는 간단한 구조를 가지며, 재생은 간단한 방식으로 수행될 수 있는 것이다.It is therefore an object of the present invention to obviate the technical problems outlined and in particular to specify a method for regenerating the exhaust device and the particle trap, so that the long distance between the starting catalytic converter and the particle trap has to be covered by the exhaust gas or Even if the temperature sensing element according to the conversion is disposed between the starting catalytic converter and the particle trap, it is to provide a particle trap regeneration method and an exhaust device in which discontinuous regeneration of the particle trap can be ensured. Also, this exhaust device has a simple structure, and regeneration can be performed in a simple manner.

상술한 본 발명의 목적은 특허청구범위 제1항의 특징을 갖는 배기장치와 제11항의 특징을 갖는 입자트랩 재생방법에 의해 달성된다. 또한, 각 종속항들에는 이에 대한 바람직한 한정이 기술된다. 청구범위에 도시된 새로운 사실들은 이 경우에 또한 다른 하나와 적당한 방법으로 조합될 수 있다.The above object of the present invention is achieved by an exhaust device having the features of claim 1 and a particle trap regeneration method having the features of claim 11. In addition, the respective dependent claims describe preferred limitations thereof. The new facts shown in the claims can in this case also be combined with the other in a suitable way.

오염물질을 가진 가스 흐름을 정화하기 위한 배기장치는, 상기 배기장치를 통한 상기 가스 흐름 방향으로, 적어도 하나의 환원제를 공급하기 위한 장치, 제1촉매변환기, 입자트랩, 적어도 하나의 배기가스정화요소 및/또는 상기 제1촉매변환기와 상기 입자트랩 사이에 제공되는 적어도 0.5m 의 거리를 포함한다. 본 발명에 따르면, 혼합기 및 제2촉매변환기가 상기 입자트랩의 바로 앞에 위치한다.An exhaust device for purifying a gas stream with contaminants may include an apparatus for supplying at least one reducing agent in the direction of the gas flow through the exhaust device, a first catalytic converter, a particle trap, at least one exhaust gas purifying element. And / or a distance of at least 0.5m provided between the first catalytic converter and the particle trap. According to the invention, a mixer and a second catalytic converter are located immediately before the particle trap.

여기서 사용된 용어를 설명하기 위해, 아래에 그 의미가 각각 보다 상세하게 설명된다. "가스 흐름의 유동 방향"이라는 용어는 그 흐름이 내연기관으로부터 배기장치 쪽으로 또는 외부로의 출구 쪽으로 유동하는 가스 흐름의 방향을 의미하는 것으로 이해하여야 한다. 이런 맥락에서, 유동의 주방향은 중요하며, 다시 말해서, 특히 국부 유동 난류 등은 무시한다. 배기장치를 관통하는 유동방향에서 개별장치의 형상은 가스 흐름이 환원제를 공급하기 위한 장치와 먼저 접촉하고, 이어서 제1촉매변환기와 접촉하며, 마지막으로 입자트랩에 접촉하는 결과를 낳는다. 이로 인해 영향받지 않고 남아 있는 것은, 이러한 개별 요소들 사이에, 예를 들면 추가의 흡착제, 배기가스선로 등과 같은 배기장치의 추가의 요소들과 가스 흐름이 접촉하게 되는 것이다. 또한, "적어도" 열거한 장치들을 구비한다고 언급하는 것은 장치들이 직접적으로 또는 간접적으로 차례로 정렬될 수 있다는 사실을 또한 포함한다. In order to explain the terminology used herein, the meanings are explained in more detail below. The term "flow direction of gas flow" is to be understood as meaning the direction of the gas flow in which the flow flows from the internal combustion engine toward the exhaust or towards the outlet. In this context, the main direction of flow is important, in other words ignore local flow turbulence and the like. The shape of the individual device in the flow direction through the exhaust device results in that the gas flow first contacts the device for supplying the reducing agent and then the first catalytic converter and finally the particle trap. What is left unaffected thereby is that the gas flow is brought into contact between these individual elements, for example additional elements of the exhaust system, such as further adsorbents, exhaust gas lines and the like. In addition, to refer to having at least the devices listed "includes" also includes the fact that the devices may be arranged in direct or indirect order.

용어 "촉매변환기"는 촉매적으로 작용하는 재료에 맞는 다수의 공지된 담체(carrier bodies)를 의미하는 것으로 이해하여야 한다. 이런 맥락에서, 담체는 주로 금속 및/또는 세라믹으로 구성될 수 있다. 금속성 촉매변환기 담체의 경우, 공지된 바와 같이, 액체가 흐를 수 있는 덕트가 형성되는 방식으로 적어도 부분적으로 구성된 금속박판(sheet metal foils)이 차례로 함께 감겨진다. 또한 압출성형(extrusion)에 의해 금속성 담체를 생성하는 것이 공지되어 있다. 또한, 압출성형 및 소결 동작에 의해 벌집 형태를 얻는 세라믹 담체가 공지되어 있다. 이러한 벌집 형태는 그로 인해 특히 큰 표면이 제공되고 이는 가스 흐름과 접촉이 잦아지는 결과를 낳기 때문에 특히 유리한 것으로 판명되어 왔다. The term "catalytic converter" should be understood to mean a number of known carrier bodies suitable for catalytically acting materials. In this context, the carrier may consist mainly of metals and / or ceramics. In the case of metallic catalytic converter carriers, sheet metal foils, which are at least partially configured together, are wound together in turn, in such a way that a duct through which liquid can flow is formed, as is known. It is also known to produce metallic carriers by extrusion. In addition, ceramic carriers are known which obtain a honeycomb form by extrusion and sintering operations. This honeycomb form has proved to be particularly advantageous because it provides a particularly large surface, which results in frequent contact with the gas flow.

용어 "입자트랩"은 교대로 폐쇄되는 덕트를 갖는 전통적인 여과장치와 전술한 것과 같은 "개방형" 여과장치를 모두 포함한다.The term "particle trap" includes both conventional filters having alternately closed ducts and "open" filters as described above.

용어 "배기가스정화요소"는 배기가스를 처리하기 위한 다수의 상이한 요소들, 특히, 벌집체, 워터 트랩, 가열 소자, 소음기, 흡착기, 저장 장치 등에 적합한일반적인 용어이다. The term "exhaust gas purification element" is a general term suitable for many different elements for treating exhaust gases, in particular honeycombs, water traps, heating elements, silencers, adsorbers, storage devices and the like.

용어 제1촉매변환기와 입자트랩 사이의 "거리"는 특히 가스 흐름의 유동 경로에 따른 간격을 의미하는 것으로 이해하여야 한다. 따라서, 이런 목적에서, 최단 경로를 따라 제1촉매변환기와 입자트랩을 연결하는 배기가스선로를 따라 거리가 결정되어야 한다.The term "distance" between the first catalytic converter and the particle trap should be understood to mean in particular the distance along the flow path of the gas flow. Therefore, for this purpose, the distance should be determined along the exhaust gas line connecting the first catalytic converter and the particle trap along the shortest path.

본 발명의 설명에서 "혼합기"는 부분 가스 흐름의 소용돌이 또는 상당한 흐름 편향을 초래하는 장치를 기술하고 있다. 특히, 편향된 부분 가스 흐름의 비율은 약 50% 이상, 특히 80%, 바람직하게는 95% 이상이다. 이 경우에, 부분 배기가스 흐름은 실질적으로 서로 평행하게 편향되지 않지만 적어도 부분적으로 서로를 향해 이동하여, 상호혼합(intermixing)이 일어날 수 있어서 유리하다. 독일특허 DE 199 38 840에 기재된 혼합 소자 유형이 여기서 일례로 언급될 것이다. 상기의 기준을 만족하는 한, 다른 모든 주지된 혼합기가 물론 사용될 수 있다.In the description of the present invention "mixer" describes a device which results in the vortex or significant flow deflection of the partial gas flow. In particular, the proportion of deflected partial gas flow is at least about 50%, in particular 80%, preferably at least 95%. In this case, the partial exhaust gas flows are not deflected substantially parallel to each other but at least partially move towards each other, so that intermixing can occur. The type of mixed elements described in DE 199 38 840 will be mentioned here as an example. As long as the above criteria are met, all other well-known mixers can of course be used.

제2촉매변환기에 대해서는 제1촉매변환기에 관해 위에서 언급했던 것과 같은 배기가스 처리 요소의 유형인 것으로 언급될 수 있다. 그러나, 제2촉매변환기는 시동 촉매변환기로 구성되지 않고, 다시 말해서 이것은 엔진에 근접하게 위치하지 않는다. The second catalytic converter may be referred to as a type of exhaust gas treatment element as mentioned above with respect to the first catalytic converter. However, the second catalytic converter is not configured as a starting catalytic converter, that is to say it is not located in close proximity to the engine.

본 발명에 따른 배기장치를 이용하여, 그 방법에 관해 아래에 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 입자트랩을 재생하기 위한 환원제로 연료를 사용할 수 있는데, 이 연료는 실질적으로 완전한 발열 반응없이 제1촉매변환기를 통과한다. 그리고 나서, 제2촉매변환기에서 요구된 발열 반응이 발생하고, 입자트랩의 재생을 위해 필요한 온도 증가를 초래하는 방식으로 혼합물에 의해 연료/가스 혼합물이 처리된다. 본 발명의 일 양태는 재생에 필요한 연료가 제1촉매변환기를 통해 배기가스 흐름의 부분체적흐름 또는 일부분에 집중되어, 촉매 변환에 필요한 산소가 동반된 연료의 상당한 비율에 대해 충분히 이용할 수 없게 된다. 따라서, 촉매적 자극 반응이 높은 연료 함유량을 가진 부분 가스 흐름의 가장자리 영역에만 발생하지만, 추가로 분사된 연료 양의 큰 부분은 변환되지 않고 제1촉매변환기를 통과한다. 그리고 나서, 혼합기는 연료가 풍부한 부분 가스 흐름이 나머지 배기가스, 정확하게 디젤 엔진의 경우에 특히 결핍되는, 다시 말해서 산소가 풍부한 가스와 혼합되는 효과를 가진다. 이러한 혼합 작용의 결과로, 높은 연료 함유량을 가진 부분 가스 흐름의 용해가 발생하여, 연료가 배기가스 흐름과 미세하게 확산되어 하류 입자트랩 쪽으로 흐르게 된다. 이러한 관계에서, 혼합된 배기가스 흐름이 제2촉매변환기 쪽으로 (비산화 작용을 가진) 추가의 배기가스정화요소를 통해 흐르는지 또는 그렇지 않은지는 감지할 수 있을 정도로 중요한 것은 아니다. 혼합된 배기가스 흐름은 최종적으로, 촉매 작용 표면을 가지고 배기가스/연료 확산의 변환을 초래하는 제2촉매변환기 상에 부딪힌다. Using the exhaust device according to the invention, as described in more detail below with respect to the method, it is possible to use a fuel as a reducing agent for regenerating particle traps, which is a first catalyst without substantially complete exothermic reactions. Pass the converter. The fuel / gas mixture is then processed by the mixture in such a way that the exothermic reaction required in the second catalytic converter takes place and results in an increase in temperature necessary for the regeneration of the particle trap. One aspect of the present invention is that the fuel required for regeneration is concentrated in the partial volume flow or part of the exhaust gas flow through the first catalytic converter, making it insufficiently available for a significant proportion of the fuel accompanied by oxygen required for catalytic conversion. Thus, although the catalytic stimulus reaction occurs only at the edge region of the partial gas flow with high fuel content, a large portion of the additionally injected fuel amount is passed through the first catalytic converter without conversion. The mixer then has the effect that the fuel-rich partial gas stream is mixed with the rest of the exhaust gas, precisely in the case of a diesel engine, that is to say oxygen-rich gas. As a result of this mixing action, dissolution of the partial gas stream with high fuel content occurs, causing the fuel to diffuse finely with the exhaust gas stream and flow towards the downstream particle trap. In this relationship, it is not critical enough to detect whether the mixed exhaust gas flows through an additional exhaust gas purification element (with non-oxidative action) towards the second catalytic converter. The mixed exhaust gas stream finally impinges on the second catalytic converter with a catalytic surface resulting in a conversion of exhaust / fuel diffusion.

제2촉매변환기가 입자트랩에 직접(또는 바로, 다시 말해서 그 사이에 추가의 배기가스정화요소없이) 앞에 놓이기 때문에, 온도 증가가 발열 반응으로 인해 입자트랩으로 직접 전달된다. 이것은 입자트랩의 완전한 재생을 가능하게 한다. 특히, 이 경우에, 배기가스가 입자트랩에 대해 가능한 한 큰 에너지량으로 방전될 수 있는 방식으로, 제2촉매변환기와 입자트랩이 서로 관련하여 배치되는 것이 유리하다. 이것은, 예를 들면, 촉매변환기와 입자트랩이 서로에 대해 작은 간격, 특히 10cm 보다 작거나, 특히 5cm 보다 작거나, 바람직하게는 2cm보다 작은 간격을 가지는 것으로 보장될 수 있다. 이 경우에 간격은, 배기가스가 제2촉매변환기로부터 나와서 입자트랩으로 들어갈 때까지, 배기가스가 덮은 거리를 나타낸다. 특히, 제2촉매변환기와 입자트랩 사이에 배기가스선로가 열적으로 격리되거나, 또는 플랩(flaps), 가이드 플레이트, 프로브 등과 같은 추가의 구조적인 부분 또는 그 밖의 구부러진 부분이 없는 경우에 유리하다.Since the second catalytic converter is placed directly in front of the particle trap (or immediately, ie without further exhaust purification elements in between), the temperature increase is transferred directly to the particle trap due to the exothermic reaction. This allows full regeneration of the particle trap. In particular, in this case, it is advantageous for the second catalytic converter and the particle trap to be arranged in relation to each other in such a way that the exhaust gas can be discharged with as much energy as possible for the particle trap. This can be ensured, for example, that the catalytic converter and the particle trap have a small distance to each other, in particular smaller than 10 cm, in particular smaller than 5 cm or preferably smaller than 2 cm. In this case, the interval represents the distance covered by the exhaust gas until the exhaust gas exits the second catalytic converter and enters the particle trap. In particular, it is advantageous if the exhaust gas line is thermally isolated between the second catalytic converter and the particle trap, or there are no further structural or other bent portions, such as flaps, guide plates, probes and the like.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 상기 혼합기는 터보차저(turbocharger)이다. 정확하게, 직접 분사 원리로 동작하는 가장 최근의 디젤 엔진에 관한 경우에, 흡입 공기의 압축을 위해 배기가스 터보차저의 사용이 적합한 것으로 판명되고 있다. 이러한 흡입 공기를 위한 압축기는 터보차저를 통해 흐르는 배기가스에 의해 동작된다. 이것이 터보차저를 통해 흐르는 경우, 배기가스는 뚜렷한 와류(eddying)를 겪게 되어, 터보차저가 혼합기에 관해 전술하였던 기준을 완전히 만족하게 된다. 다시 말해서, 예를 들면, 제1촉매변환기는, 다음에 제2촉매변환기 및 입자트랩이 따르는 하나의 터보차저만이 뒤따를 수 있다. 정확하게, 배기가스정화요소 또는 터보차저의 이러한 구성에서는, 후술되는 방법이 유리한데, 이것은 시동 촉매변환기로 구성되는 것이 바람직한 제1촉매변환기가 바로 다음의 터보차저가 손상을 입는 배기가스에서의 이러한 높은 온도를 생성하지 않게 하기 때문이다. 따라서, 배기가스가 터보차저에 대해 허용가능한 온도로 통과하도록 하고, 이어서 배기가스가 제2촉매변환기에 의해, 입자트랩의 재생을 가능하게 하는 온도로 가열되게 할 수 있다.According to another aspect of the invention, the mixer is a turbocharger. Precisely, in the case of the most recent diesel engines operating on the direct injection principle, the use of exhaust gas turbochargers for the compression of intake air has proven to be suitable. The compressor for intake air is operated by exhaust gas flowing through the turbocharger. When this flows through the turbocharger, the exhaust gas undergoes pronounced eddying, so that the turbocharger fully meets the criteria described above for the mixer. In other words, for example, the first catalytic converter may be followed only by one turbocharger followed by the second catalytic converter and the particle trap. Precisely, in this configuration of the exhaust gas purifying element or turbocharger, the method described below is advantageous, which is preferably composed of a starting catalytic converter, so that the first catalytic converter, which is preferably configured as a starting catalytic converter, is such high in the exhaust gas that the next turbocharger is damaged. This is because the temperature is not generated. Thus, it is possible to allow the exhaust gas to pass at an acceptable temperature for the turbocharger, and then to allow the exhaust gas to be heated to a temperature that allows regeneration of the particle trap by the second catalytic converter.

배기장치의 다른 양태에 따르면, 환원제를 공급하기 위한 장치는 차량의 내연기관의 연소공간에 연료를 공급하기 위한 적어도 하나의 분사노즐을 포함한다. 그러므로, 특히 내연기관에 연료를 공급하려고 의도된 하나 또는 다수의 분사노즐이 입자트랩의 재생을 위해 환원제를 공급하는데 사용된다. 다시 말해서, 적어도 하나의 분사노즐은 내연기관의 실린더에, 불연소된 상태로 실린더로부터 나와서 제1촉매변환기(및 가능한 경우 터보차저)를 통과하는 연료를 분사하고, 최종적으로 연료의 변환을 위한 발열 반응이 제2촉매변환기와의 접촉 결과로서 발생한다. 이로써, 특히 간단한 구성의 배기장치를 구비할 수 있고, 따라서 환원제를 유입시키기 위한 추가의 선로 또는 노즐 등이 필요하지 않을 수 있다.According to another aspect of the exhaust device, the device for supplying a reducing agent comprises at least one injection nozzle for supplying fuel to the combustion space of the internal combustion engine of the vehicle. Therefore, in particular one or more injection nozzles intended to fuel the internal combustion engine are used to supply the reducing agent for the regeneration of the particle trap. In other words, the at least one injection nozzle injects fuel into the cylinder of the internal combustion engine, from the cylinder in an unburned state and through the first catalytic converter (and possibly a turbocharger), and finally generates heat for conversion of the fuel. The reaction occurs as a result of contact with the second catalytic converter. As a result, an exhaust device having a particularly simple configuration can be provided, so that an additional line or nozzle or the like for introducing a reducing agent may not be necessary.

또한, 연료가 내연기관의 출구덕트로 유입될 수 있는 방식으로 분사노즐이 배치되도록 제안된다. 이 경우에, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는, 가능한 경우, 이 목적을 위해 다른 장치들이 요구되지 않는다는 것이 명백하다. 따라서, 내연기관의 실린더 안에서 연료/공기 혼합물의 특히 양호한 압축 또는 연소 동작이 가능한 방식으로 분사노즐이 향하게 되는 것을 기억해야 한다. 연료가 출구덕트에 도달하도록 하기 위해, 가능하면 소정 위치의 피스톤 또는 밸브를 구비하는 것이 필요하다. It is also proposed to arrange the injection nozzles in such a way that fuel can enter the outlet duct of the internal combustion engine. In this case, it will be apparent to one of ordinary skill in the art that, where possible, no other devices are required for this purpose. It is therefore to be remembered that the injection nozzles are directed in such a way that a particularly good compression or combustion operation of the fuel / air mixture in the cylinder of the internal combustion engine is possible. In order to allow the fuel to reach the outlet duct, it is necessary to have a piston or valve at a predetermined position if possible.

예를 들면, 실린더 또는 연소 고안의 변형을 요구하지 않는 배기장치의 용이한 개조 실시예를 얻기 위해, 적어도 하나의 공급선이 내연기관 및/또는 배기장치의 출구덕트 상에 또는 안에 제공되도록 제안된다. 이것이 의미하는 것은, 예를 들면, 연료 공급장치로부터 엔진 쪽으로 추가의 공급선이 제공되고, 연소공간 또는 엔진 실린더와 제1촉매변환기 사이의 배기가스 흐름에 연료가 공급된다는 것이다. 이런 맥락에서, 이것은 특히 높은 연료의 농도를 갖는 비교적 좁은 제한된 부분 가스 흐름을 생성하는 방식으로 발생한다는 것을 주의해야 한다. 이것은 발열 반응을 수행하는데 필요한 산소가 치환되고, 현저한 화학적 변화를 겪지 않고, 높은 연료 함유량을 가진 부분 가스 흐름이 제1촉매변환기와, 가능하면 후속 요소들을 통해 흐르는 것을 가능하게 한다.For example, in order to obtain an easy modification embodiment of the exhaust system that does not require modification of the cylinder or combustion design, it is proposed that at least one supply line be provided on or in the outlet duct of the internal combustion engine and / or the exhaust system. This means, for example, that an additional supply line is provided from the fuel supply to the engine and fuel is supplied to the combustion space or to the exhaust gas flow between the engine cylinder and the first catalytic converter. In this context, it should be noted that this occurs in a way that produces a relatively narrow restricted partial gas flow with a particularly high concentration of fuel. This allows the partial gas flow with high fuel content to flow through the first catalytic converter, and possibly subsequent elements, without the oxygen needed to carry out the exothermic reaction and undergoing significant chemical changes.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 환원제를 공급하기 위한 장치가 환원제 저장소와 제어 유닛에 연결되어, 환원제의 간헐적인 공급이 수행될 수 있도록 하는 것이 제안된다. 환원제 저장소에 관해서는, 별도의 컨테이너 또는 저장 공간이 제공될 수 있지만, 이것이 직접 연료탱크가 될 수도 있다. 제어 유닛은 필요에 따라 분사노즐 또는 기타 노즐 안의 개방 시간 또는 압력을 조절하거나 제어하는 업무를 수행한다. 이것은 특히 내연기관 내의 실린더의 피스톤 위치 또는 출구밸브 위치의 함수로서 발생해야 한다. According to another aspect of the present invention, it is proposed that an apparatus for supplying a reducing agent is connected to a reducing agent reservoir and a control unit so that an intermittent supply of the reducing agent can be performed. As for the reducing agent reservoir, a separate container or storage space may be provided, but this may also be a direct fuel tank. The control unit performs the task of adjusting or controlling the opening time or pressure in the spray nozzle or other nozzle as necessary. This should occur in particular as a function of the piston position or the outlet valve position of the cylinder in the internal combustion engine.

또한, 제1촉매변환기는 가스 흐름 안에 포함된 적어도 하나의 오염물질의 산화를 촉진하는 제1접촉면을 갖는 것이 바람직하다. 다시 말해서, 특히 불포화된 탄화수소가 제1촉매변환기에 의해 보다 덜 해로운 성분으로 변환된다. 정확하게, 이에 대해 항상 특별한 대중적 관심이 있기 때문에, 제2촉매변환기 역시 가스 흐름 안에 포함된 적어도 하나의 오염물질의 산화를 촉진하는 제2접촉면을 갖도록 제안된다. 이 경우에, 임의의 환경 하에서, 제1촉매변환기 및 제2촉매변환기 모두가 접촉면 위에 또는 안에 동일한 촉매 작용 재료를 갖는 것이 가능하다. 여기서 제안된 장치 또는 후술되는 방법과 같이, 환원제가 한편으로는 동일한 코팅을 통과하지만, 다른 한편으로는 배기가스 온도에서의 상당한 증가의 결과로서 발열 반응에 의해 변환될 수 있다.In addition, the first catalytic converter preferably has a first contact surface that promotes oxidation of at least one contaminant contained in the gas stream. In other words, especially unsaturated hydrocarbons are converted to less harmful components by the first catalytic converter. Precisely, since there is always special public interest in this, it is also proposed that the second catalytic converter also has a second contact surface which promotes oxidation of at least one pollutant contained in the gas stream. In this case, under any circumstances, it is possible for both the first catalytic converter and the second catalytic converter to have the same catalysis material on or in the contact surface. Like the device proposed here or the method described below, the reducing agent passes on the one hand the same coating, but on the other hand it can be converted by an exothermic reaction as a result of a significant increase in the exhaust gas temperature.

배기장치의 또 다른 양태에 따르면, 제2촉매변환기 및 입자트랩은 하나의 구조 유닛을 형성한다. 그러므로, 특히 제2촉매변환기 및 입자트랩은 그것을 둘러싼 배기가스선로를 통해서만 연결되지는 않는다. 따라서, 예를 들면, 배기가스선로과 접촉되는 공통 케이싱 튜브 안에 제2촉매변환기 및 입자트랩을 배열하는 것이 가능하다. 그러나, 제2촉매변환기 및 입자트랩은 서로 연결될 뿐만 아니라, 가능하면 핀, 금속박판 등을 통해 말단면을 통해 그 접촉이 일어날 수도 있다. 또한, 예를 들면, 구조 유닛에 관해서는 원주 방향으로 열 격리 작용을 제공하는 것이 가능하고, 이에 따라 제2촉매변환기 안에 생성된 발열 에너지가 입자트랩으로 거의 완전히 방전되게 된다.According to another aspect of the exhaust device, the second catalytic converter and the particle trap form one structural unit. Therefore, in particular, the second catalytic converter and the particle trap are not connected only through the exhaust gas line surrounding them. Thus, for example, it is possible to arrange the second catalytic converter and the particle trap in a common casing tube in contact with the exhaust gas line. However, the second catalytic converter and the particle trap may not only be connected to each other, but also contact thereof may occur through the end face through pins, thin metal plates, or the like if possible. Further, for example, it is possible to provide heat isolation in the circumferential direction with respect to the structural unit, whereby the exothermic energy generated in the second catalytic converter is almost completely discharged to the particle trap.

배기장치의 또 다른 바람직한 양태에 따르면, 제2촉매변환기와 입자트랩이 함께, 액체가 흐를 수 있고, 흐름 방향으로 제1촉매 작용 코딩 및 다음에 입자의 고착을 위한 장치를 구비하는 몸체를 형성한다. 다시 말해서, 예를 들어, 제2촉매변환기 및 입자트랩은 동일한 담체를 이용해 생성된다. 다시 말하면, 예를 들어, 세라믹 재료 또는 금속박판으로 대개 형성되는 덕트 벽이 제2촉매변환기 및 입자트랩의 흐름 방향으로 전체 길이를 통해 확장된다. 그리고 나서, 담체 자체의 분할이 발생하지 않아야 한다. 그러나, 몸체 또는 덕트 월의l 일부분에서 틈, 변형, 재료 축적 등이 발생될 수 있어서, 몸체의 일부가 한편으로는 촉매변환기의 기능으로, 다른 한편으로는 입자트랩의 각 기능으로 적응된다. 그러나, 원칙적으로, 이러한 담체의 부분들은 상이한 코팅에 의해 서로로부터 구별될 수 있다. 이 경우에, 제2촉매변환기를 구성하는 부분과 입자트랩을 형성하는 부분의 오버랩 영역이 존재할 수도 있다.According to another preferred aspect of the exhaust device, the second catalytic converter and the particle trap together form a body having a device through which liquid can flow, the first catalytic action coding in the flow direction, and then for the fixation of the particles. . In other words, for example, the second catalytic converter and the particle trap are produced using the same carrier. In other words, for example, a duct wall, usually formed of a ceramic material or a metal sheet, extends through the entire length in the flow direction of the second catalytic converter and the particle trap. Then, splitting of the carrier itself should not occur. However, gaps, deformations, material buildup, etc. may occur in a portion of the body or duct wall, so that part of the body is adapted to the function of the catalytic converter on the one hand and to the respective functions of the particle trap on the other hand. In principle, however, parts of such carriers can be distinguished from each other by different coatings. In this case, there may be an overlap region between the portion constituting the second catalytic converter and the portion forming the particle trap.

본 발명의 다른 양태에 따르면, (가스 흐름 유동방향으로) 적어도 하나의 제1촉매변환기, 하나의 터보차저, 하나의 제2촉매변환기 및 입자트랩을 구비하는 배기가스 안에 배치되는 입자트랩의 재생방법이 제안된다. 이 경우에, 입자트랩의 재생 과정을 수행하기 위해, 환원제가 터보차저 하류의 배기장치로 유입된다. 이를 위해, 부분 가스 흐름이 제1촉매변환기를 통해 흐를 때에, 발열 반응이 발생하지 않거나 매우 경미한 발열 반응만이 발생하도록 하는 농도로 환원제가 배기장치의 부분 가스 흐름에 공급된다. 높은 연료 함유량을 가진 부분 가스 흐름은 터보차저를 통해 방출되고, 특히 내연기관의 다른 실린더로부터 부분 배기가스 흐름과의 강한 혼합이 발생한다. 다른 실린더로부터의 부분 배기가스 흐름은 특히 결핍(산소 과다) 혼합물을 구성하기 때문에, 높은 연료 비율을 갖는 부분 가스 흐름은 산소가 풍부해 진다. 이 결과, 부분 가스 흐름이 다음에 산화 촉매변환기에 부딪힐 때, 요구된 발열 반응이 발생한다. 이 경우에 방출된 열 에너지는 다음의 입자트랩에서 고착되는 매연 입자를 연소하는데 사용된다. 이것은 흐름 경로가 막히는 것을 방지하고, 이에 따라 입자트랩의 흐름 저항에서 증가를 가져온다. 결과로서 생성되는 배기가스 흐름의 압력 저하는 엔진 파워에 악영향을 주고, 이것은 후술되는 방법에서 확실하게 회피된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for regenerating a particle trap disposed in an exhaust gas having at least one first catalytic converter, one turbocharger, one second catalytic converter and a particle trap (in the gas flow flow direction). This is proposed. In this case, in order to carry out the regeneration process of the particle trap, a reducing agent is introduced into the exhaust device downstream of the turbocharger. To this end, when the partial gas stream flows through the first catalytic converter, a reducing agent is supplied to the partial gas stream of the exhaust device at a concentration such that no exothermic reaction occurs or only a very slight exothermic reaction occurs. Partial gas streams with a high fuel content are discharged through the turbocharger, in particular strong mixing with the partial exhaust streams from other cylinders of the internal combustion engine. Since the partial exhaust streams from the other cylinders constitute a particularly deficient (excess oxygen) mixture, the partial gas streams with high fuel ratios are enriched with oxygen. As a result, the next exothermic stream hits the oxidation catalytic converter, and the required exothermic reaction occurs. In this case, the released thermal energy is used to burn off soot particles that are stuck in the next particle trap. This prevents the flow path from clogging and thus increases the flow resistance of the particle trap. The resulting pressure drop in the exhaust gas stream adversely affects engine power, which is reliably avoided in the method described below.

이 경우에, 특히 환원제의 공급이 간헐적으로 발생하는 것이 바람직하다. 이것은 특히, 적어도 하나의 분사노즐에 의해 환원제의 공급이 발생할 때에 적용되고, 연료는 차량 내연기관의 연소공간으로 유입된다. 이러한 관계에서 특히 디젤 엔진이 중심이 된다.In this case, it is particularly preferable that the supply of the reducing agent occurs intermittently. This is especially true when the supply of reducing agent occurs by at least one injection nozzle, and the fuel enters the combustion space of the vehicle internal combustion engine. Diesel engines are particularly central in this regard.

본 방법의 다른 바람직한 양태에 따르면, 연소공간으로의 연료의 후속 분사가 발생하여, 연료의 불연소된 부분체적흐름이 내연기관의 출구덕트로 통과하게 된다. "후속"이라는 용어는 이 경우에 분사노즐이 실린더 내의 피스톤의 작업 사이클 동안에 2개의 상이한 시점에서 연료를 분사하는 것을 말한다. 첫 번째 시점에서, 자동 점화 또는 연소에 필요한 연료의 양이 실린더의 연소공간으로 분사된다. 피스톤이 위로 이동하는 동안에, 연소 중에 발생하는 배기가스가 개방 출구밸브를 통해 출구덕트와 배기가스선로로 방출된다. 이 시점에, 다시 말해서, 특히 연소공간에서의 연소의 종결 후에, 사전에 결정되거나 계산될 수 있는 연료의 양(또는 다른 환원제의 양)이 분사 밸브를 통해 연소공간으로 유입되고, 방출된 배기가스 부분 흐름과 함께 또는 다음에 출구덕트 또는 배기가스선로를 통해 흐른다.According to another preferred aspect of the method, subsequent injection of fuel into the combustion space occurs such that unburned partial volume flow of fuel passes through the outlet duct of the internal combustion engine. The term " following " in this case refers to the injection nozzle injecting fuel at two different points in time during the working cycle of the piston in the cylinder. At the first time point, the amount of fuel required for automatic ignition or combustion is injected into the combustion space of the cylinder. While the piston is moving upwards, the exhaust gas generated during combustion is discharged through the open outlet valve to the outlet duct and the exhaust gas line. At this point, that is to say, in particular after the termination of the combustion in the combustion space, the amount of fuel (or the amount of other reducing agent) that can be predetermined or calculated is introduced into the combustion space through the injection valve and the exhaust gas discharged. With partial flow or next through outlet duct or exhaust line.

각각 연소공간을 갖는 다수의 실린더를 갖는 내연기관에서, 특히 실린더로의 환원제의 분사는 간헐적으로 발생하는 것이 바람직하다. 이것은 한편으로는 각각의 실린더가 연속하여 환원제를 분사한다는 사실을 포함하지만, 각각의 실린더가 통과되는 것도 가능하고, 각각의 분사노즐은 차례로 환원제를 분사한다. 후자는 특히 해당 실린더로의 분사가 내연기관 또는 배기장치의 동작 상태를 반영하는 검출 측정값에 따라 발생하는 경우이다. 이것은 한편으로는 환원제의 분사 후에 각 실린더에 남아있을 수 있는 연료의 잔여량이 반복적으로 연소되도록 한다. 그러므로, 모든 실린더에서 동일한 연소가 존재한다.In an internal combustion engine having a plurality of cylinders each having a combustion space, in particular, injection of the reducing agent into the cylinders is preferably intermittently occurring. This involves, on the one hand, the fact that each cylinder injects the reducing agent in succession, but it is also possible for each cylinder to pass through, and each injection nozzle injects the reducing agent in turn. The latter is particularly the case where the injection into the cylinder occurs in accordance with the detected measurement value reflecting the operating state of the internal combustion engine or the exhaust system. This, on the one hand, causes the residual amount of fuel that may remain in each cylinder after injection of the reducing agent to be burned repeatedly. Therefore, the same combustion exists in all cylinders.

본 방법의 다른 양태에 따르면, 환원제의 분사를 위한 시발점은 입자트랩의 기능성을 특징짓는 변수를 검출 및/또는 계산함에 따라 결정된다. 그러므로, 입자트랩의 기능성을 감시하는 장치(센서, 프로브 등)가 제공된다. 이 경우에 적합한 측정값은 입자트랩을 통한 압력 강하, 입자트랩 내의 온도, 입자트랩으로부터 발생한 후의 배기가스 안의 적어도 하나의 오염물질의 농도 등이 있다. 예를 들면, 압력 강하가 소정의 제한값에 도달하는 경우, 이것이 재생 사이클의 시발을 나타내는데 사용될 수 있다. 이 경우에, 임의의 환경 하에서, 입자트랩에 도달하기 위해 엔진 근처에 분사되는 연료량이 요구되는 지속시간만큼 고려하는 것이 필요하다. 이것은, 예를 들면 후자가 엔진 파워에 대해 검출가능한 악영향을 가지기 전에 입자트랩에서의 온도 증가가 초래되는 방식으로 발생해야 한다.According to another aspect of the method, the starting point for the injection of the reducing agent is determined by detecting and / or calculating a parameter characterizing the functionality of the particle trap. Therefore, an apparatus (sensor, probe, etc.) for monitoring the functionality of the particle trap is provided. Suitable measurements in this case include pressure drop through the particle trap, temperature in the particle trap, concentration of at least one contaminant in the exhaust gas from the particle trap, and the like. For example, if the pressure drop reaches a predetermined limit, this can be used to indicate the start of the regeneration cycle. In this case, under any circumstances, it is necessary to take into account the required amount of fuel injected near the engine to reach the particle trap. This must occur, for example, in such a way that a temperature increase in the particle trap is caused before the latter has a detectable adverse effect on engine power.

본 방법의 또 다른 양태에 따르면, 환원제의 분사 위치는 배기장치의 부분 영역 안의 가스 흐름의 온도를 특징짓는 파라미터의 검출 및/또는 계산에 따라 선택된다. 그러므로, 예를 들어, 다수의 실린더의 분사노즐이 배기장치 및/또는 내연기관의 가스 흐름의 특정 온도에 따라 선택된다. 예를 들어, 다음에 실린더 내의 잔여 연료량이 다음의 연소 동안에 열 부하의 증가를 초래하는 경우, 소정의 제한 온도에 도달하면, 다른 분사노즐만을 통해 환원제의 분사를 수행하는 것이 바람직할 수 있다. 임의의 환경 하에서, 배기가스선로 내의 흐름 경로의 구성에 의해, 각 경우에서 흐름이 배기가스정화요소의 상이한 부분에서 분사 위치에 따라 증가범위에 도달하여, 특히 배기가스 흐름의 온도가 이 영역에서의 열 부하로서 나타난다. 여기서, 배기가스 처리 요소의 기능을 보장하기 위한 적응구조가 제공될 수 있다.According to another aspect of the method, the injection position of the reducing agent is selected in accordance with the detection and / or calculation of a parameter characterizing the temperature of the gas flow in the partial region of the exhaust device. Thus, for example, the injection nozzles of the plurality of cylinders are selected according to the specific temperature of the gas flow of the exhaust and / or the internal combustion engine. For example, if the amount of residual fuel in the cylinder next causes an increase in the heat load during the next combustion, it may be desirable to carry out the injection of the reducing agent only through other injection nozzles once the predetermined limit temperature is reached. Under certain circumstances, by the construction of the flow path in the exhaust gas line, in each case the flow reaches an increasing range depending on the injection position at different parts of the exhaust gas purifying element, in particular the temperature of the exhaust gas flow in this region. It appears as a heat load. Here, an adaptation structure can be provided to ensure the function of the exhaust gas treatment element.

본 발명의 특징으로 여겨지는 다른 특징들은 첨부된 청구범위에 제시된다.Other features believed to be features of the invention are set forth in the appended claims.

여기서, 본 발명은 입자트랩 재생방법 및 배기장치의 실시예로 예시되었지만, 본 발명의 사상 및 청구범위와 동등한 범위 및 범주 안에서 벗어나지 않는 한, 다양한 변형 및 구조적인 변경이 이루어질 수 있기 때문에, 상세한 설명으로 제한되지는 않는다. Here, although the present invention has been exemplified as an embodiment of the particle trap regeneration method and the exhaust device, various modifications and structural changes can be made without departing from the scope and scope equivalent to the spirit and claims of the present invention. It is not limited to.

그러나, 추가의 목적 및 장점을 가진 본 발명의 동작의 구성 및 방법은 첨부한 도면을 참조하여 특정 실시예에 대한 다음의 설명으로부터 잘 이해될 것이다.However, the configuration and method of operation of the present invention with further objects and advantages will be better understood from the following description of specific embodiments with reference to the accompanying drawings.

도 1은 배기장치의 개략적인 구성을 도식적으로 도시한다.1 diagrammatically shows a schematic configuration of an exhaust device.

도 2는 직접 분사 디젤 내연기관의 구성을 도식적으로 도시한다.2 diagrammatically shows the configuration of a direct injection diesel internal combustion engine.

도 3은 환원제의 후속 분사를 도식적으로 도시한다.3 diagrammatically shows the subsequent injection of a reducing agent.

도 4는 제1촉매변환기의 모범예를 도시한다.4 shows an example of the first catalytic converter.

도 5는 제2촉매변환기 및 입자트랩로 구성되는 구조 유닛에 대한 모범예를 도시한다.5 shows an example of a structural unit consisting of a second catalytic converter and a particle trap.

도 6은 도 5에 도시된 입자트랩의 세부 사시도를 도식적으로 도시한다.6 schematically shows a detailed perspective view of the particle trap shown in FIG. 5.

이제, 첨부한 도면들을 상세히 참조하면, 특히, 도 1은 오염물질(3)의 가스 흐름(2)을 정화하기 위한 배기장치(1)를 예시하고 있다. 배기장치(1)는, 배기장치(1)를 통한 가스 흐름(2)의 유동(4) 방향으로, 적어도 하나의 제1촉매변환기(5), 하나의 혼합기(6), 하나의 제2촉매변환기(7) 및 입자트랩(8)을 포함한다. 또한, 환원제를 공급하기 위한 장치가 제공되는데, 이것은 혼합기(6)의 상류에만 배치된다. 이 경우에, 여객 차량용 디젤 엔진인 것이 바람직한 내연기관(12)에서, 연료(10)가 여러 실린더(24)의 연소공간(11)으로 분사된다(도 2 참조). 연료(10)는 고압의 흡입 공기로 연소되고, 이후에 배기가스선로(26)를 통해 주변으로 방출된다. Referring now in detail to the accompanying drawings, in particular, FIG. 1 illustrates an exhaust device 1 for purifying a gas stream 2 of pollutant 3. The exhaust device 1 comprises at least one first catalytic converter 5, one mixer 6, and one second catalyst in the direction of the flow 4 of the gas flow 2 through the exhaust device 1. A transducer 7 and a particle trap 8. Also provided is an apparatus for supplying a reducing agent, which is arranged only upstream of the mixer 6. In this case, in the internal combustion engine 12, which is preferably a diesel engine for passenger vehicles, the fuel 10 is injected into the combustion space 11 of the various cylinders 24 (see FIG. 2). The fuel 10 is combusted with high pressure intake air and then discharged to the surroundings via the exhaust gas line 26.

내연기관(12)에 인접하여, 특히 70cm 보다 작은 간격으로 다수의 제1촉매변환기(5)가 제공되는데, 각각의 경우에 제1촉매변환기(5)는 배기 다기관의 튜브에 일체화된다. 도시된 실시예에서는, 여기서 터보차저로서 구성되는 혼합기(6)의 상류에서, 개별 공급선(14)을 통해 배기가스 흐름에 환원제(23)가 공급된다. 환원제(23)는 혼합기(6) 또는 터보차저를 통해 흐르고, 이후에 제2촉매변환기(7)와 만난다. 제2촉매변환기(7)는 원뿔형 구성을 가지며, 배기가스선로(26)의 연장부에 배치된다. 제2촉매변환기 바로 다음에, 5cm 보다 작은 것이 바람직한 간격(44)을 가지 고 입자트랩(8)이 배치된다. 공지된 형태의 3방향 촉매변환기(27)가 입자트랩 다음에 온다. 제1촉매변환기(5)와 입자트랩(8) 사이에 적어도 0.5m, 바람직하게는 1m 이상에 달하는 거리(43)가 존재한다. 이 경우에, 43으로 표시된 화살표는 도식적으로만 이해하여야 하며, 실제 거리(43)는 제1촉매변환기(5)의 출구로부터 입자트랩(8)으로 들어갈 때까지의 가스 흐름(2)의 유동 경로에 의해 결정된다. Adjacent to the internal combustion engine 12, a plurality of first catalytic converters 5 are provided, in particular at intervals smaller than 70 cm, in which case the first catalytic converter 5 is integrated into the tube of the exhaust manifold. In the embodiment shown, upstream of the mixer 6 here configured as a turbocharger, the reducing agent 23 is supplied to the exhaust gas stream via a separate supply line 14. The reducing agent 23 flows through the mixer 6 or turbocharger and subsequently encounters the second catalytic converter 7. The second catalytic converter 7 has a conical configuration and is disposed in an extension of the exhaust gas line 26. Immediately after the second catalytic converter, the particle trap 8 is arranged with a spacing 44 that is preferably less than 5 cm. A three-way catalytic converter 27 of known type follows the particle trap. There is a distance 43 between the first catalytic converter 5 and the particle trap 8 which reaches at least 0.5 m, preferably 1 m or more. In this case, the arrows marked 43 should be understood only graphically, the actual distance 43 is the flow path of the gas flow 2 from the outlet of the first catalytic converter 5 to the particle trap 8. Determined by

도 2는, 예를 들면, 직접분사식 디젤 내연기관에서 볼 수 있는 바와 같은 연소공간(11)을 개략적으로 도시하고 있는데, 이것은 정확히 비례축소된 것은 아니다. 실린더(24)는 피스톤(32)을 포함하고, 실린더(24)와 피스톤(32)이 적어도 부분적으로 연소공간(11)의 경계를 정하게 되는데, 이것을 피스톤 행정체적(piston-swept volume)라고 부른다. 또한, 내연기관(12)의 엔진 블록 안에, 연료탱크(15)와 제어 장치(16) 모두에 연결되는 분사노즐(9)이 배치된다. 분사노즐(9)의 업무는 필요에 따라 이후에 고압의 흡입 공기에 의해 점화되는 소정량의 연료(10)를 연소공간(11)으로 분사하는 것이다. 연료/공기 혼합물의 주사는 가스 혼합물의 팽창을 초래하고, 그 결과 피스톤(32)이 아래쪽으로 눌러진다. 연소 후에, 밸브(33)가 위쪽으로 이동하고, 연소공간(11) 안에 놓인 배기가스가 출구덕트(13)를 통해 흐름(4) 방향으로 방출된다. 도시된 형태에서, 출구밸브(33)가 닫혀지고, 이에 따라 분사노즐(9)이 실제 연소 또는 파워 생성에 필요한 요구된 양의 연료(10)를 미세하게 확산 분사한다.FIG. 2 schematically shows a combustion space 11 as seen, for example, in a direct injection diesel internal combustion engine, which is not exactly scaled down. The cylinder 24 comprises a piston 32 and the cylinder 24 and the piston 32 at least partially delimit the combustion space 11, which is called a piston-swept volume. In addition, in the engine block of the internal combustion engine 12, an injection nozzle 9 connected to both the fuel tank 15 and the control device 16 is disposed. The task of the injection nozzle 9 is to inject a predetermined amount of fuel 10 into the combustion space 11, which is then ignited by high pressure intake air, if necessary. Injection of the fuel / air mixture results in expansion of the gas mixture, as a result of which the piston 32 is pressed downwards. After combustion, the valve 33 moves upward, and the exhaust gas placed in the combustion space 11 is discharged in the direction of the flow 4 through the outlet duct 13. In the form shown, the outlet valve 33 is closed, whereby the injection nozzle 9 finely diffuses and sprays the required amount of fuel 10 required for actual combustion or power generation.

도 3은 환원제로서의 연료의 후속 분사를 개략적으로 도시하고 있고, 이것은 도 3a에서 보다 상세히 도시된다. 다시 한번, 연소공간(11)의 경계를 정하는 실린 더(24)와 피스톤(32)이 개략적으로 표시된다. 여기에 도시된 단편에서, 밸브(33)는 배기가스 흐름이 연소공간(11)으로부터 출구덕트(13)로 유동할 수 있는 위치에 있다. 이것은 피스톤(32)이 위쪽으로 이동하도록 만든다. 그리고 나서, 입자트랩을 환원하는데 필요한 요구된 양의 연료가 분사노즐(9)에 의해 연소공간으로 분사된다. 연료(10)는, 가능하다면, 일종의 "지방성 디스크(fatty disk)"가 발생하는 방식으로 배기가스 덕트(13) 안으로 유입된다. 이것은 특히 고농도의 탄화수소를 갖는 부분체적흐름(25)인 것이 바람직하다. 이 부분체적흐름에 산소 결핍이 확산되고, 이것은 희박 연소(lean combustion)로 인해 디젤 배기가스 안에서 정상적으로 발생하지 않는 상태이다. 도 3a에서 확대된 도면은 가스 흐름(2) 또는 배기가스 흐름이 출구덕트(13)를 통해 흐름(4)의 방향으로 전달되는 오염물질(3) 및 입자(22)를 포함한다. 오염물질(3) 및 입자(22)가 누적된 것으로 표시된 부분 영역에서, 비교적 높은 농도의 산소가 촉매 반응을 위해 제공되는 반면에, 실질적으로는 부분체적흐름(25) 안에 산소 분자가 전혀 없거나 또는 50% 보다 현저히 낮은, 바람직하게는 30% 보다 작은 비율의 산소 분자가 충돌하게 된다. 이것은 하류에 배치된 터보차저에 손상을 초래할 수 있는 고도의 발열 반응 없이, 부분체적흐름(25)이 제1촉매변환기(5)를 통해 흐르는 것을 가능하게 한다.FIG. 3 schematically shows the subsequent injection of fuel as a reducing agent, which is shown in more detail in FIG. 3A. Once again, the cylinder 24 and the piston 32 delimiting the combustion space 11 are schematically represented. In the fragment shown here, the valve 33 is in a position where the exhaust gas flow can flow from the combustion space 11 to the outlet duct 13. This causes the piston 32 to move upwards. Then, the required amount of fuel required to reduce the particle trap is injected by the injection nozzle 9 into the combustion space. The fuel 10 is introduced into the exhaust duct 13, if possible, in such a way that a kind of "fatty disk" occurs. It is particularly preferred that this is a partial volume flow 25 having a high concentration of hydrocarbons. Oxygen deficiency diffuses in this partial volume flow, which is a condition not normally occurring in diesel exhaust due to lean combustion. The enlarged view in FIG. 3A includes pollutants 3 and particles 22 in which the gas stream 2 or the exhaust gas stream is delivered in the direction of the flow 4 through the outlet duct 13. In the partial region where the contaminants 3 and particles 22 have been accumulated, relatively high concentrations of oxygen are provided for the catalytic reaction, whereas substantially no oxygen molecules are present in the partial volume flow 25 or Significantly less than 50%, preferably less than 30%, oxygen molecules will collide. This enables the partial volume flow 25 to flow through the first catalytic converter 5 without a highly exothermic reaction that can cause damage to the turbocharger disposed downstream.

도 4는, 예를 들면, 배기 다기관의 튜브에 사용하기 위해 부딪히는 것과 같은 제1촉매변환기(5)의 실시예에 대한 투시도를 개략적으로 도시하고 있다. 제1촉매변환기(5)는, 가스 흐름(2)이 유동할 수 있는 덕트(29)가 형성되는 방식으로 여러 장의 금속박판(sheet metal foils)(28)이 배치되는 하우징(31)을 포함한다. 따 라서, 작은 체적에도 불구하고, 비교적 큰 제1접촉면(17)이 형성된다. 금속박판(28)은 서로에 대해 실질적으로 평행하게 진행하는 덕트가 형성되는 방식으로 부분적으로 구성되고 배치된다. 하우징(31) 대신에, 매끄럽고 주름진 금속박판(28)이 먼저 적층되고, 이후에 S형태로(또는 나선형으로) 감겨져서 하우징(31)으로 유입되어, 일종의 벌집 형태의 몸체가 형성된다. 금속박판(28)을 하우징(31)에 고정시키거나, 금속박판(28)들을 서로 고정시키기 위해, 전반적으로 브레이징(brazing: 납땜) 기법이 사용된다. 4 schematically shows a perspective view of an embodiment of a first catalytic converter 5 such as, for example, a bump for use in a tube of an exhaust manifold. The first catalytic converter 5 comprises a housing 31 in which several sheet metal foils 28 are arranged in such a way that a duct 29 through which the gas flow 2 can flow is formed. . Thus, despite the small volume, a relatively large first contact surface 17 is formed. The thin metal plates 28 are partially constructed and arranged in such a way that ducts running substantially parallel to each other are formed. Instead of the housing 31, a smooth, corrugated metal sheet 28 is first laminated, then wound in an S-shape (or spirally) and introduced into the housing 31, thereby forming a kind of honeycomb-shaped body. In order to fix the metal foil 28 to the housing 31 or to fix the metal foils 28 to each other, an overall brazing technique is used.

도 5는 함께 구조 유닛(19)을 형성하는 제2촉매변환기(7)와 입자트랩(8)의 실시예의 투시도를 개략적으로 보여준다. 구조 유닛(19)은 또한 제2촉매변환기(7)와 입자트랩(8)이 공통 케이싱 튜브(34) 안에 배치된다는 점에서 구별된다. 도시된 변형예에서, 제2촉매변환기(7)와 입자트랩(8)은, 액체가 흐를 수 있는 덕트(29)가 형성되는 방식으로 적어도 부분적으로 구성되는 다수의 금속박판(28)을 포함하는 몸체(20)에 의해 형성된다. 이것은 또한, 예를 들면, 원칙적으로 특별한 구조의 금속성 벌집 몸체가 이러한 구조 유닛(19)으로 사용될 수 있는 결과를 가져오며, 여기서 금속성 벌집 몸체의 일반적인 구조 형태가 이미 공지되어 있다.5 schematically shows a perspective view of an embodiment of a second catalytic converter 7 and a particle trap 8 together forming a structural unit 19. The structural unit 19 is also distinguished in that the second catalytic converter 7 and the particle trap 8 are arranged in a common casing tube 34. In the variant shown, the second catalytic converter 7 and the particle trap 8 comprise a plurality of metal sheets 28 that are at least partially configured in such a way that a duct 29 through which liquid can flow is formed. It is formed by the body 20. This also results in, for example, that in principle a metallic honeycomb body of a special structure can be used as this structural unit 19, where the general structural form of the metallic honeycomb body is already known.

무엇보다도 금속성 벌집 몸체의 두 가지 대표적인 구조 형태 사이에 차이가 있다. 독일특허출원 DE 20 02 776 A1이 대표적인 예를 보여주는 공개된 구성의 초기 형태는 나선 형태의 구조인데, 여기서 매끄럽고 주름진 금속박판이 다른 것 위에 놓이고, 도 5에 도시된 바와 같이, 나선형으로 감겨진다. 다른 형태의 구조에서, 매끄럽고 주름지거나 또는 다르게 주름진 다수의 금속박판을 교대로 배치하여 벌집 몸체가 구성되고, 금속박판은 먼저 서로 감겨지는 하나 또는 그 이상의 층을 형성한다. 이 경우에, 모든 금속박판의 끝은 외부에 놓이게 되고, 하우징 또는 케이싱 튜브에 연결되어, 벌집 몸체의 내구성을 증가시키는 수많은 연결을 가질 수 있다. 이러한 구조 형태의 대표적인 예가 유럽특허 EP 0 245 737 B1 또는 국제특허공보 WO 90/03220에 개시되어 있다. 또한, 그 흐름에 영향을 끼치거나 개별적인 흐름 덕트들 사이에 교차 혼합을 달성하기 위해 추가의 구조를 이용하여 장시간 동안 금속박판을 장착하는 것이 공지되어 있다. 이러한 실시예들 중 대표적인 예는 국제특허공보 WO 91/01178, WO 91/01807 및 WO 90/08249에 개시되어 있다. 마지막으로, 흐름에 영향을 주기 위해, 또 다른 추가의 구조를 이용하여 원뿔 형태의 구조 안에 벌집 몸체가 존재하기도 한다. 이러한 벌집 몸체는, 예를 들면, 국제특허공보 WO 97/49905에 개시되어 있다. 또한, 센서에 대해 자유로운 틈을 남기고, 특히 람다 프로브(lambda probe)를 적용하는 것이 공지되어 있다.Above all, there are differences between the two representative structural forms of the metallic honeycomb body. The initial form of the disclosed configuration in which the German patent application DE 20 02 776 A1 represents a representative example is a spiral structure, in which a smooth, corrugated sheet of metal is placed on top of another and wound in a spiral, as shown in FIG. . In other forms of construction, a honeycomb body is constructed by alternately arranging a plurality of smooth, corrugated or otherwise corrugated metal sheets, which first form one or more layers that are wound together. In this case, the ends of all metal sheets are externally placed and connected to a housing or casing tube, which can have numerous connections that increase the durability of the honeycomb body. Representative examples of such structural forms are disclosed in EP 0 245 737 B1 or WO 90/03220. It is also known to mount metal sheets for extended periods of time using additional structures to influence the flow or to achieve cross mixing between the individual flow ducts. Representative examples of these embodiments are disclosed in International Patent Publications WO 91/01178, WO 91/01807 and WO 90/08249. Finally, to influence the flow, a honeycomb body may be present in the cone-like structure using another additional structure. Such honeycomb bodies are disclosed, for example, in WO 97/49905. It is also known to leave free gaps in the sensor, in particular to apply lambda probes.

도 5a에서 왼쪽에 도시된 가스 입구측에서, 몸체(20)는 촉매활성코팅(catalytically active coating)(21)을 가진다. 촉매활성코팅(21)은 그 촉매 코팅(21)에 의해 부분적으로 형성되는 제2접촉면(18)과 함께 다량의 환원제의 효과적인 변환을 가능하게 하고, 전체 몸체(20) 또는 그 안에 위치한 배기가스를 600℃ 이상으로 증가시키는 열 에너지가 생성된다. 여기에 도시된 금속박판(28)은 0.02 내지 0.11mm 범위를 갖는 두께(35)로 제공된다.On the gas inlet side shown on the left in FIG. 5A, the body 20 has a catalytically active coating 21. The catalytically active coating 21, together with the second contact surface 18 partially formed by the catalyst coating 21, enables an effective conversion of a large amount of reducing agent and allows exhaust gas located in the entire body 20 or therein. Thermal energy is generated which increases above 600 ° C. The metal foil 28 shown here is provided in a thickness 35 having a range of 0.02 to 0.11 mm.

도 6은, 예를 들면, 도 5에 도시된 구조 유닛(19) 안에 존재할 수 있는 것과 같은 입자트랩(8)의 실시예를 보여준다. 여기서 금속박판은 파형 플라이 (corrugated ply)(36)로 부르는데, 이것은 이 파형 플라이(36)가 배기가스 흐름 안에 고체 성분의 차단을 위한 추가의 구조를 갖기 때문이다. 그러나, 원칙적으로 금속박판(29)은 동시에 파형 플라이(36)일 수도 있다. 도 6에서의 화살표는 흐름(4)의 방향을 나타내고, 입자(22)를 포함한 배기가스가 흐를 수 있는 흐름 경로를 예시한다. 적어도 입자트랩(8)을 구성하는 몸체(20)의 부분 영역에서, 파형 플라이(36)의 바로 근처에 섬유 플라이(37)가 배치되고, 이 섬유 플라이는 입자(22)를 흡수하기 위한 구멍(38)을 가지고 있다. 파형 플라이(36)는 배기가스가 입자트랩(20)을 통해 자유롭게 흐를 수 있도록 하는 다수의 덕트(29)를 형성한다("개방 필터" 원리). 이 흐름에 영향을 주기 위해, 파형 플라이(36)는 구멍(39)에 의해 적어도 부분적으로 경계가 결정되는 안내면(40)을 갖는다. 구멍(39)에 의해 인접 덕트들(29)이 차례로 연결되어, 인접 덕트(29) 안의 부분적인 가스 흐름의 교환이 가능해 진다. 안내면(40)은, 입자(22)가 한편으로는 섬유 플라이(37) 쪽으로 편향되고, 다른 한편으로는 부분 영역에서 재생이 일어날 때까지 모일 수 있게 하는 정상점(steadying points)(41)과 와류점(eddying points)(42)을 형성한다.FIG. 6 shows an embodiment of a particle trap 8 as may exist, for example, in the structural unit 19 shown in FIG. 5. The thin metal plate here is called corrugated ply 36 because the corrugated ply 36 has an additional structure for blocking solid components in the exhaust stream. In principle, however, the thin metal plate 29 may be a corrugated ply 36 at the same time. Arrows in FIG. 6 indicate the direction of flow 4 and illustrate a flow path through which exhaust gases, including particles 22, can flow. At least in the partial region of the body 20 constituting the particle trap 8, a fiber ply 37 is arranged immediately adjacent to the corrugated ply 36, which is a hole for absorbing the particles 22. Has 38). The corrugated ply 36 forms a number of ducts 29 which allow the exhaust gas to flow freely through the particle trap 20 (“open filter” principle). To effect this flow, the corrugated ply 36 has a guide surface 40 at least partially bounded by the apertures 39. Adjacent ducts 29 are in turn connected by holes 39 to allow partial gas flow exchange within adjacent ducts 29. Guide surface 40 is a vortex and steadying points 41 that allow particles 22 to deflect toward fiber ply 37 on the one hand and collect until regeneration occurs in the partial region on the other hand. Forming eddying points 42.

여기에 기재된 장치 또는 방법은, 추가의 구조적 요소 또는 배기가스정화요소가 입자트랩쪽으로의 연료의 흐름 경로에 위치하거나 또는 산화 촉매변환기가 이것의 앞에 직접 위치하는 경우에도, 간단한 방법에 의해 연료를 이용하여 입자필터의 신뢰성있는 재생을 수행할 수 있다. 이 제안된 방법은 특히 배기가스 터보차저를 구비하는 배기장치에서 효과적이다.The apparatus or method described herein utilizes fuel by a simple method even if the additional structural or exhaust gas purification element is located in the fuel flow path towards the particle trap or the oxidation catalytic converter is located directly in front of it. It is possible to perform reliable regeneration of the particle filter. This proposed method is particularly effective in exhaust systems with exhaust gas turbochargers.

Claims (17)

오염물질(3)을 갖는 가스 흐름(2)을 정화하기 위한 배기장치(1)에 있어서,In the exhaust device 1 for purifying a gas stream 2 having a contaminant 3, 상기 배기장치(1)를 지나는 상기 가스 흐름(2)의 유동 방향(4)으로,In the flow direction 4 of the gas stream 2 passing through the exhaust device 1, 환원제를 공급하기 위한 최소한의 수단, 제1촉매변환기(5) 및 입자트랩(8), 적어도 하나의 다른 배기가스졍화요소 및/또는 상기 제1촉매변환기(5)와 상기 입자트랩(8) 사이에 제공되는 적어도 0.5m의 거리를 포함하며, 혼합기(6)와 제2촉매변환기(7)는 상기 입자트랩(8) 바로 앞에 위치하는 것을 특징으로 하는 배기장치(1).Minimal means for supplying a reducing agent, the first catalytic converter 5 and the particle trap 8, at least one other exhaust gas purification element and / or between the first catalytic converter 5 and the particle trap 8 And a mixer (6) and a second catalytic converter (7), located in front of said particle trap (8). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 혼합기(6)는 터보차저(turbocharger)인 것을 특징으로 하는 배기장치(1).The mixer (6), characterized in that the turbocharger (turbocharger). 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 환원제를 공급하기 위한 최소한의 수단은 차량 내연기관(12)의 연소공간(11)에 연료(10)를 공급하기 위한 적어도 하나의 분사노즐(9)인 것을 특징으로 하는 배기장치(1).The minimum means for supplying the reducing agent is at least one injection nozzle (9) for supplying fuel (10) to the combustion space (11) of the vehicle internal combustion engine (12). 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 분사노즐(9)은 상기 연료(10)가 상기 내연기관(12)의 출구덕트(13)로 유입될 수 있도록 배치되는 것을 특징으로 하는 배기장치(1).The exhaust nozzle (1), characterized in that the injection nozzle (9) is arranged to allow the fuel (10) to enter the outlet duct (13) of the internal combustion engine (12). 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 내연기관(12) 및/또는 상기 배기장치(1)의 출구덕트(13)로 진행하는 적어도 하나의 개별 공급선로(14)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배기장치.And at least one individual supply line (14) which runs to the outlet duct (13) of the internal combustion engine (12) and / or the exhaust device (1). 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 5, 상기 환원제를 공급하기 위한 수단은 환원제 저장소(15)와 제어 유닛(16)에 연결되어 환원제의 공급이 간헐적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배기장치(1).The means for supplying the reducing agent is connected to a reducing agent reservoir (15) and a control unit (16), characterized in that the supply of reducing agent is intermittent. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 6, 상기 제1촉매변환기(5)는 상기 가스 흐름(2) 안에 포함된 적어도 하나의 오염물질(3)의 산화를 촉진하는 제1접촉면(17)을 갖는 것을 특징으로 하는 배기장치(1).The exhaust device (1), characterized in that the first catalytic converter (5) has a first contact surface (17) for promoting oxidation of at least one contaminant (3) contained in the gas stream (2). 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 7, 상기 제2촉매변환기(7)는 상기 가스 흐름(2) 안에 포함된 적어도 하나의 오염물질(3)의 산화를 촉진하는 제2접촉면(18)을 갖는 것을 특징으로 하는 배기장치(1).The exhaust device (1), characterized in that the second catalytic converter (7) has a second contact surface (18) for promoting oxidation of at least one contaminant (3) contained in the gas stream (2). 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 8, 상기 제2촉매변환기(7)와 상기 입자트랩(8)은 하나의 구조 유닛(9)을 형성하는 것을 특징으로 하는 배기장치.The exhaust device characterized in that the second catalytic converter (7) and the particle trap (8) form one structural unit (9). 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 제2촉매변환기(7)와 상기 입자트랩(8)은 액체가 유동할 수 있으며, 유동 방향(4)으로 먼저 촉매활성코팅(21)을 가지고 이어서 입자(22)의 고착을 위한 수단을 갖는 몸체(20)를 형성하는 것을 특징으로 하는 배기장치.The second catalytic converter (7) and the particle trap (8) can flow liquid, first having a catalytically active coating (21) in the flow direction (4) and then having means for fixing the particles (22) Exhaust system, characterized in that forming a body (20). 가스 흐름(2)의 유동 방향(4)으로, 적어도 하나의 제1촉매변환기(5), 하나의 터보차저, 하나의 제2촉매변환기(7) 및 입자트랩(8)을 갖는 배기장치(1) 안에 배치된 입자트랩(8)을 재생하기 위한 방법에 있어서,In the flow direction 4 of the gas flow 2, an exhaust device 1 having at least one first catalytic converter 5, one turbocharger, one second catalytic converter 7 and a particle trap 8. In the method for regenerating the particle trap (8) disposed in the 상기 입자트랩(8)의 재생 과정을 수행하기 위해, 상기 배기장치(1)의 상기 터보차저의 상류로 환원제를 유입시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입자트랩 재생방법.Injecting a reducing agent upstream of said turbocharger of said exhaust device (1) in order to carry out the regeneration process of said particle trap (8). 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 환원제를 간헐적으로 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입자트랩 재생방법.Particle trap regeneration method further comprising the step of intermittently supplying the reducing agent. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,The method according to claim 11 or 12, 연료(10)가 내연기관(12)의 연소공간(11)으로 유입되는 적어도 하나의 분사노즐(9)을 이용하여 상기 환원제를 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입자트랩 재생방법.And supplying the reducing agent using at least one injection nozzle (9) into which fuel (10) enters the combustion space (11) of the internal combustion engine (12). 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 연료(10)의 불연소 부분체적유동(25)이 상기 내연기관(12)의 출구덕트(13)로 통하도록, 상기 연소공간(11)으로의 연료의 후속 분사가 발생하는 것을 특징으로 하는 입자트랩 재생방법.Subsequent injection of fuel into the combustion space 11 takes place such that the non-combusted partial volume flow 25 of the fuel 10 leads to the outlet duct 13 of the internal combustion engine 12. Particle trap regeneration method. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,The method according to claim 13 or 14, 상기 내연기관(12)은 각각이 연소공간(23)을 갖는 다수의 실린더(24)를 구비하고, 여기서 상기 실린더(24)로의 상기 환원제의 분사는 교대로 발생하는 것을 특징으로 하는 입자트랩 재생방법.The internal combustion engine 12 has a plurality of cylinders 24 each having a combustion space 23, wherein the injection of the reducing agent into the cylinders 24 alternately occurs. . 제 11 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 11 to 15, 상기 환원제를 분사하기 위한 시발점은 상기 입자트랩(8)의 기능성을 특징짓는 검출 및/또는 산정된 변수의 함수로 발생하는 것을 특징으로 하는 입자트랩 재생방법.The starting point for spraying the reducing agent occurs as a function of the detected and / or calculated variables characterizing the functionality of the particle trap (8). 제 11 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 11 to 16, 상기 환원제의 분사 위치는 상기 배기장치(1)의 일부 영역 안의 가스 흐름(2)의 온도를 특징짓는 검출 및/또는 산정된 변수의 함수로 선택되는 것을 특징으로 하는 입자트랩 재생방법.The injection location of the reducing agent is selected as a function of the detected and / or calculated variable characterizing the temperature of the gas flow (2) in some region of the exhaust device (1).
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