WO2019033134A1 - Arrangement of an internal combustion engine with an exhaust-gas aftertreatment system and a preheating apparatus, and method for operating it - Google Patents

Arrangement of an internal combustion engine with an exhaust-gas aftertreatment system and a preheating apparatus, and method for operating it Download PDF

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WO2019033134A1
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Definitions

  • the invention relates to an arrangement and a method according to the preambles of the independent claims.
  • Hybrid vehicles also have the problem that not only the
  • the object of the invention is therefore to provide an arrangement which allows efficient preheating of at least one component of an exhaust aftertreatment system, in particular in fired and / or unbefeuerter internal combustion engine. Another object is to provide a method by which at least one component of an exhaust aftertreatment system can be heated efficiently.
  • the invention particularly relates to an arrangement of an internal combustion engine with an exhaust aftertreatment system and a preheater, wherein the preheater for preheating at least one component of
  • Exhaust after-treatment system in particular in fired and / or unbe85ter internal combustion engine, is set up. It is preferably provided that the preheating a heating element and a conveyor device for generating the exhaust aftertreatment system
  • heated gas stream includes.
  • the conveying device is a conveying device of the internal combustion engine, which also in the regular operation of
  • Internal combustion engine can be operated or deactivated in normal operation of the internal combustion engine.
  • the conveying device is a turbocharger of the internal combustion engine, a fan of the internal combustion engine, a compressor of the internal combustion engine or a turbocharger driven by a separate drive of the internal combustion engine or an e-booster of the internal combustion engine, or that the conveying device is a separate compressor separate blower, or a separate compressor.
  • the invention relates to an arrangement
  • the internal combustion engine and the exhaust aftertreatment system comprising a gas channel arrangement for transporting the combustion gases
  • gas channel arrangement comprises at least one intake-side gas channel, in particular one or more air intake channels,
  • gas channel arrangement comprises at least one exhaust gas channel, in particular one or more exhaust gas channels,
  • the gas duct arrangement is guided, in particular depending on the piston or valve position, through the combustion chamber or through the combustion chambers of the internal combustion engine,
  • the gas channel arrangement optionally at least one
  • Return channel as in particular an exhaust gas recirculation channel or a
  • High pressure exhaust gas return passage comprises.
  • Internal combustion engine that is arranged on the suction side, and the generated by the preheating, heated gas flow over a bypass line such as in particular via the return duct to the combustion chamber or on all combustion chambers of the internal combustion engine over and is guided in the exhaust aftertreatment system.
  • a recirculation line for recirculation of the heated gas flow generated by the preheating device is provided, that the recirculation line along the gas flow to the at least one
  • the cooling line for supplying cooling gas opens into the exhaust-gas channel.
  • the invention relates to a method for operating a
  • Preheater heated gas stream is promoted using a conveyor through the exhaust aftertreatment system.
  • the gas stream is conveyed through a gas channel arrangement, wherein the gas channel arrangement is arranged for transporting the combustion gases through the internal combustion engine and through the exhaust aftertreatment system.
  • the gas stream is heated in the course of the gas channel arrangement after the internal combustion engine, ie exhaust side, of the preheater, in particular of the heating element of the preheater.
  • the gas flow in the course of the gas channel arrangement in front of the internal combustion engine, ie suction side, is heated by the preheater, in particular by the heating element of the preheater, and that of the preheating generated by the heated gas flow via a bypass line as in particular via the return channel the combustion chamber or at all combustion chambers of the internal combustion engine is passed over in and through the exhaust aftertreatment system.
  • the heated gas flow through a
  • Gas channel arrangement is conveyed into the recirculation line, and that the gas flow along the gas channel arrangement before the at least one to be heated
  • Component of the exhaust aftertreatment system is conveyed from the recirculation line in the gas channel assembly.
  • Exhaust after-treatment system is cooled in a cooling line.
  • the arrangement in particular the preheating device, comprises at least one conveying device and a heating element. It is preferably provided that a plurality of heating elements are provided.
  • the heating of the components of the exhaust aftertreatment system takes place indirectly. This means in particular that not the component or its components are heated directly, but that a hot gas stream is generated, which is passed through these components.
  • the preheated gas stream is conveyed through those sections of the gas channel arrangement, through which the exhaust gas of the internal combustion engine is also passed through in normal operation. Thereby the preheated gas stream comes into contact with those elements and / or surfaces of the exhaust aftertreatment system, which act catalytically active or must be preheated to improve the efficiency of the exhaust aftertreatment system. This significantly reduces the preheating time.
  • the heating of the components of the exhaust aftertreatment system takes place directly.
  • a further reduction of the preheating time can be achieved in that only those components of the arrangement come into contact with the heated gas flow, which must be flowed through in order to heat the components to be preheated
  • At least one bypass line is provided, can be bridged by the non-heated components of the arrangement, so that the heated gas stream is passed past these components.
  • an oxidation catalytic converter is provided, the preheating device being suitable and / or adapted for this oxidation catalytic converter
  • Preheat temperature of at least 100 ° C.
  • a NO x storage catalyst or a passive NO x adsorber is provided, wherein the preheating device is suitable and / or adapted to preheat this NOx storage catalyst or the passive NO x adsorber to a temperature of at least 100 ° C.
  • the preheating device is suitable and / or adapted to preheat this component to at least 80 ° C.
  • suction-side gas channel is arranged, and that also a heating element in front of the Internal combustion engine, ie at the suction-side section of the
  • Gas channel arrangement is arranged.
  • the conveying device is arranged along the suction-side gas channel, but the heating element along the exhaust side
  • Gas channels is arranged.
  • a bypass line for bypassing the combustion chambers can be omitted, since the heating takes place only after these combustion chambers anyway.
  • a bypass line for bypassing a component of a compressor, in particular an exhaust-gas turbocharger may be provided.
  • a recirculation line is provided, through which the already performed by the exhaust aftertreatment system heated
  • Gas flow is directed back into a region of the gas channel assembly, the components to be heated or the component to be heated
  • Exhaust gas aftertreatment plant is upstream.
  • the heated gas stream is not lost through the exhaust, but can be recirculated and possibly reheated. This can further improve the efficiency of the preheating.
  • the recirculation line opens into the intake-side gas channel.
  • a cooling line is provided, which opens into any portion of the gas channel arrangement to a cooling or a temperature control or control of the components of
  • a cooling line for supplying cooling gas opens into the exhaust gas channel. If necessary provided that a cooling line via a conveying device introduces a gas into the exhaust-gas channel, wherein the temperature of this gas is less than the temperature of the gas located in the exhaust-gas channel.
  • Exhaust after-treatment system is preceded by at least one heating element through which the gas flow generated by the conveyor is or is heated.
  • a heating element is arranged in front of each component of the exhaust aftertreatment system to be heated.
  • the or each heating element may, for example, be an electrical heating element for heating the delivered gas flow.
  • the heated gas flow is a heated air flow or contains an air flow, ambient air being sucked in to form the heated air flow, conveyed through a conveyor device through the gas channel arrangement and thereby heated via at least one, preferably several, heating elements.
  • the heated gas stream is a heated exhaust gas stream or contains an exhaust gas stream, wherein for the formation of the heated exhaust gas stream, for example, located in the internal combustion engine and / or in the exhaust aftertreatment system exhaust gas via a
  • Conveying device funded by the gas channel assembly and thereby heated by at least one, preferably a plurality of heating elements.
  • the arrangement also comprises an electric drive in addition to an internal combustion engine, so that a hybrid drive is formed.
  • the conveying device is a compressor of the
  • Compressor of the internal combustion engine or driven by a separate drive turbocharger of the internal combustion engine or an e-booster of the internal combustion engine.
  • the conveyor device is a separate compressor, a separate fan, or a separate compressor.
  • the conveyor device is a fan of the vehicle containing the arrangement, such as the heater fan of the vehicle.
  • the preheater a separate, preferably independent of the internal combustion engine
  • Preheating device is and in particular that the internal combustion engine is not part of the preheater
  • the preheater activated.
  • the preheater is always in operation when the temperature of the exhaust aftertreatment system is below a certain threshold.
  • a heating element is activated which heats the gas conveyed through the gas channel arrangement.
  • This heated gas is subsequently conveyed through the exhaust aftertreatment system and in particular through those components of the exhaust aftertreatment system which are to be preheated.
  • a conveying device is preferably activated.
  • This conveyor device can be for example a conveyor device of the internal combustion engine or a separate conveyor device.
  • the conveyor device is a fan or compressor through which or a gas can be conveyed through the gas channel arrangement.
  • this gas is ambient air and / or exhaust gas, which is sucked and heated by a heating element is transported through the exhaust aftertreatment system. Is the necessary operating temperature reached, which in turn, for example, via a temperature sensor, in particular a real or modeled
  • Temperature sensor can be determined, so the preheater can optionally be disabled.
  • modeled sensors employing a temperature model in which other values for determining the temperature, e.g. the power input, the heat input into engine or exhaust aftertreatment components or similar values.
  • Internal combustion engine is inactive or at least towed unfired.
  • Exhaust after-treatment system also necessary for a cold start, especially if the vehicle or the internal combustion engine after a certain time in which the internal combustion engine was not operated, is restarted.
  • the preheated gas carried by the exhaust aftertreatment system may be exhausted through the exhaust to the environment.
  • a recirculation line may be provided, through which the heated gas after the exhaust aftertreatment system or after being heated
  • Component is again introduced into the area in front of the component to be heated.
  • At least one component bypassing channel is provided, in which the preheating device is arranged.
  • the channel bypassing at least one component is the bypass channel
  • Gas channel arrangement formed, wherein in the gas channel arrangement in particular several components of the exhaust aftertreatment system preferably in
  • Flow direction are arranged in a single exhaust duct.
  • the channel bypasses that component or components that are to be heated. If two or more exhaust aftertreatment components are to be heated, it can advantageously be provided that the duct bypasses all these components.
  • the one or more components of the exhaust aftertreatment arrangement are in the
  • Gas channel arrangement arranged.
  • the gas channel arrangement may also comprise two or more exhaust gas channels, in which the components of the
  • Exhaust after-treatment system are arranged. It can be provided that the channel bypasses one or more components, which are arranged in one, two or more exhaust ducts.
  • a small specific heat capacity and is advantageously formed as short as possible, so that the element to be heated can be heated in a short time.
  • the channel can be formed thermally insulated with advantage.
  • the following components can be arranged in the flow direction downstream of the engine: an oxidation catalyst (DOC or LNT or PNA), a catalyst,
  • SDPF Particulate filter
  • SCR catalyst selective catalytic reduction
  • Elements are preferably designed and arranged for a diesel engine. However, it may also be favorable if the internal combustion engine has an Otto or gas engine, with corresponding exhaust aftertreatment components.
  • the channel is arranged and configured in particular for bypassing the first catalyst, which is designed, for example, for selective catalytic reduction. That is, the passage branches downstream of the first catalyst from the gas passage arrangement, with a portion of the exhaust gas, by means of the conveyor, passing through the passage where it is heated by the heating element. Upstream of the first catalyst to the heated part of the gas flow is again in the
  • Gas channel arrangement ie returns to the gas stream out there.
  • the conveyor is designed in the context of the invention, in particular as a fan, but can also be any other now Hughessart.
  • Heating device may be, for example, an electric or electrically operated heater. In principle, two or more heating devices can also be provided.
  • the gas flow is understood to mean a gas, in particular either exhaust gas or air or an exhaust air-air mixture, which is gaseous.
  • the conveying device is a separate conveying device, which is operable independently of the control operation of the internal combustion engine or which is deactivated in the normal operation of the internal combustion engine.
  • the conveyor is a fan or a
  • Heavy duty blower is.
  • the conveyor is operable even at low engine mass flows.
  • the conveying device is a separate compressor, a separate blower, a separate compressor or a separate pump. This ensures that a predefined and / or determinable amount of gas can be branched off via the channel from the gas channel arrangement and can be returned to the gas channel arrangement via the channel. It may also be favorable if the conveying device and the heating element are designed as an integral component. That is, the branched gas is conveyed by a single element through the channel and heated therein.
  • the conveyor may be formed, for example, as a fan with an electric heating element. So a number of the required elements are reduced.
  • the heating element is arranged downstream or upstream of the conveyor.
  • a portion of the exhaust gas flows in an arrangement of the heating element downstream of the conveyor in the channel in the flow direction first through the conveyor and then through the
  • Heating element In principle, however, it may also be beneficial if the
  • Conveyor is arranged downstream of the heating element, wherein a portion of the gas in the channel then flows in the flow direction first through the heating element and then through the conveyor.
  • At least one first reducing agent injector is provided for introducing a reducing agent into the gas channel arrangement, wherein the channel opens into the gas channel arrangement upstream of the reducing agent injector.
  • the reducing agent injector is for introducing a reducing agent such. Urea or urea solution formed and arranged, said this
  • Component is upstream.
  • the bypass can be designed and arranged for any exhaust aftertreatment component or the composite of a plurality of exhaust aftertreatment components.
  • the further aim is achieved if, in a method of the type mentioned above, a heating element of the preheating device that is heated by at least one channel disposed in at least one component is under
  • the preheater activated.
  • the preheater is always in operation when the temperature of the exhaust aftertreatment system is below a certain threshold.
  • a heating element is activated which heats the gas conveyed through the gas channel arrangement.
  • This heated gas is subsequently conveyed through the exhaust aftertreatment system and in particular through those components of the exhaust aftertreatment system which are to be preheated.
  • a conveying device is preferably activated.
  • This conveyor device can be for example a conveyor device of the internal combustion engine or a separate conveyor device.
  • the conveying device is a fan, a compressor or a pump through which or a gas through the
  • Gas channel arrangement can be transported.
  • this gas is ambient air and / or exhaust, which is sucked and heated by a heating element through the
  • Heating element are arranged in a surrounding the component to be heated channel.
  • Temperature sensor can be determined, so the preheater
  • modeled sensors can be used in which a temperature model is stored, in which other values for determining the temperature, such as the power consumption, the heat input into engine or exhaust aftertreatment components or similar values are received. Preheating happens for example in hybrid vehicles after a long drive phase in which only the electric motor is active and the
  • Internal combustion engine is inactive or at least towed unfired.
  • Exhaust after-treatment system also before and / or during a cold start necessary, especially if the vehicle or the internal combustion engine after a certain time in which the internal combustion engine was not operated, is restarted.
  • the heated gas stream is conveyed from the channel into the gas channel arrangement upstream or downstream of the component of the exhaust aftertreatment system to be heated.
  • Fig. 7 shows a seventh variant of an inventive arrangement
  • FIG. 8 shows an eighth variant of an arrangement according to the invention.
  • Figures 1 to 5 show different possible arrangements of a
  • Fig. 1 shows a schematic representation of an arrangement of a
  • the exhaust aftertreatment system 2 comprises several components
  • a component 4 which can be preheated by the preheater 3.
  • a component 4 may be embodied as an SCR catalytic converter, which upstream comprises a reducing agent injector 30 for introducing a reducing agent, such as e.g. Urea or urea solution is upstream.
  • a reducing agent injector 30 for introducing a reducing agent, such as e.g. Urea or urea solution is upstream.
  • the preheating device 3 comprises at least one conveying device 6, which is designed as a fan in the present embodiment.
  • This fan is according to this embodiment, a separate fan, which is preferably not active in the regular operation of the internal combustion engine 1. Rather, this blower, so the conveyor 6, only for the purpose of preheating the components 4 of the exhaust aftertreatment system 2 is used.
  • the arrangement comprises a gas channel arrangement 7.
  • the gas channel arrangement 7 comprises a suction-side gas channel 8 and an exhaust-side gas channel 9, the suction side and the exhaust side being to be understood here with regard to the combustion chambers 10.
  • the combustion chambers 10 may be part of the gas channel arrangement 7, since combustion gases, in particular the intake air, are conveyed through the combustion chambers 10.
  • the internal combustion engine 1 of the embodiment according to FIG. 1 comprises a return duct 11, which in regular operation of the internal combustion engine 1 is or acts as an exhaust gas recirculation channel or a high-pressure exhaust gas recirculation channel.
  • this return duct 1 1 is used as a bypass line 12 to the air flow, past the combustion chambers 10, to
  • the gas stream conveyed during the preheating follows the drawn arrows from the intake-side gas duct 8 via the bypass line 12 past the combustion chambers 10 into the exhaust-gas channel 9, from there on to a first heating element 5 and a first component 4 of the exhaust gas after-treatment system 2
  • the heated gas stream exits the assembly through the exhaust 14, and is there to the
  • an exhaust throttle valve 15, between the compressor of the turbocharger 16 and the charge air cooler 22, a throttle valve 20 is provided.
  • this arrangement also for cooling the
  • Exhaust after-treatment system 2 are used with ambient air with deactivated heating elements 5, if the temperature of the exhaust aftertreatment components, for example, exceeds a Schwellwerl.
  • FIG. 2 shows a configuration similar to FIG. 1, wherein instead of using a separate blower as the conveying device 6, a compressor or a blower of the internal combustion engine 1 is used as the conveying device 6.
  • This conveying device 6 is embodied in particular as an electrically driven compressor, such as a so-called "e-booster” or as an electrically operated compressor
  • the remaining components and their mode of operation correspond to the components and the mode of operation of FIG. 1.
  • the conveying device 6 conveys a gas flow the gas channel arrangement 7, in particular by the suction side Gas channel 8, through the acting as a bypass line 12 return channel 1 1 further into the exhaust gas channel 9 and thereby further through the
  • Exhaust after-treatment system 2 is preceded by at least one heating element 5, so that the heated gas stream is conveyed through the exhaust aftertreatment system 2 in order to preheat the same.
  • the gas stream leaves the exhaust aftertreatment system 2 through the exhaust 14 and is discharged there to the environment.
  • a charge air valve 21 is arranged in the form of a DreiVZweiwegeventils at the point where the charge air to the "E-booster" branched off or the intercooler 22 is feasible.
  • Exhaust gas recirculation valve in particular the so-called high-pressure EGR valve 23 of a high-pressure exhaust gas recirculation, be open when deactivated internal combustion engine 1 so that the return channel 1 1 can act as a bypass line 12.
  • Fig. 3 shows a similar configuration as Fig. 2, but in addition a recirculation line 13 is provided in the low pressure region.
  • Components 4 in turn, at least one heating element 5 is provided.
  • at least one heating element 5 is provided.
  • Exhaust after-treatment system 2 at least temporarily actuates the exhaust throttle valve 15, which is closed, so that the heated gas flow does not exit from the exhaust 14, but via the recirculation line 13 in the low pressure area again to the preheater 3, in particular to the conveyor 6 and the heating element 5, is passed.
  • a low-pressure EGR valve 24 at least one first control element 25 in the form of a three / two-way valve is provided in the embodiment of FIG. 3, which can be actuated so that the heated gas flow through the low-pressure exhaust gas recirculation line, in which an EGR cooler 27 is arranged , in the recirculation line 13 and from there back to the
  • the recirculation line 13 is a separate Line, which is not necessary for the operation of the internal combustion engine 1.
  • the recirculation line 13 is provided, in particular, for bypassing the intake-side part of a turbocharger 16 designed as a compressor.
  • Recirculation line 13 can be omitted.
  • a second actuator 26 is preferably provided, which may be embodied for example as a throttle valve.
  • the first control element 25, optionally also the throttle valve 20, can or can be omitted in such a variant.
  • Gas channel arrangement 7 to circulate, whereby the efficiency of the preheater 3 is improved, since the heat is not discharged through the exhaust 14 to the outside.
  • the exhaust throttle valve 15 is opened completely or partially, so that the heated gas flow wholly or partially exits through the exhaust 14.
  • an already existing compressor or a blower of the internal combustion engine 1 serves as a conveying device 6.
  • This conveying device 6 of the internal combustion engine 1 can be, for example, a compressor, in particular an electrically assisted turbocharger 16 Compressor and preferably an e-booster of the internal combustion engine 1 be.
  • FIG. 4 shows a further configuration, which substantially coincides with the configuration of FIG. 3, wherein additionally a radiator bypass line 17 is provided past the EGR cooler 27.
  • the radiator bypass line 17 is a bypass line through which the gas flow can be conducted past the EGR cooler 27 of the exhaust gas recirculation line. By bypassing the EGR cooler 27 through the radiator bypass line 17, the heated gas flow is not passed through the EGR cooler 27, thus further improving the efficiency of the device.
  • the operation of the arrangement of FIG. 4 corresponds with the exception of
  • a separate, in particular an additional line may be provided to promote the air flow, past the combustion chambers 10, the exhaust aftertreatment system 2.
  • a dot-dash additional line 120 is shown in FIG. 4, which branches off immediately downstream of the conveying device 6 designed there as an e-booster and discharges into the exhaust pipe after the combustion chambers immediately downstream of the turbine of the turbocharger 16.
  • the additional 3/2-way valves which are possible at the points of discharge are not shown for reasons of clarity.
  • FIG. 5 shows a further embodiment of an arrangement according to the invention.
  • This includes an internal combustion engine 1 with an exhaust aftertreatment system 2 and a preheater 3, wherein the preheater 3 at least one
  • Heating element 5 and a conveying device 6 comprises.
  • the conveying device 6 is arranged in the course of the exhaust gas channel 9 of the gas channel arrangement 7.
  • a targeted bypass of the combustion chambers 10 of the internal combustion engine 1 is therefore not necessary in the present case. Rather, a gas flow from the
  • Conveying device 6 e.g. sucked from the environment of the internal combustion engine 1 and funded by the exhaust aftertreatment system 2. In this case, coming from the conveyor device 6 gas channel opens into the
  • a heating element 5 or more heating elements 5 there is a heating of the gas stream.
  • the gas stream is then conveyed through the components 4 of the exhaust aftertreatment system 2 to be heated.
  • a plurality of adjusting elements are additionally provided by which a recirculation of the gas flow for heating the
  • Exhaust after-treatment system 2 can be effected in order to achieve a faster heating and increasing the efficiency. This is a connection between the leading to the exhaust pipe 1 and one with the environment of
  • Internal combustion engine 1 connected supply line 18 of the conveying device 6, wherein in this connection, a third adjusting element 28 is arranged. Furthermore, in the supply line 18 of the conveyor, upstream of the point of entry of the mentioned compound, a fourth switching element 29 is arranged. If the third adjusting element 28 is brought into a passage position and at the same time the
  • one or more adjusting elements in particular the exhaust throttle valve 15 are provided such that the heated gas flow partially or - with the third actuator 28 and the low pressure EGR valve 24 in the closed position - completely through the exhaust 14th exit.
  • the supply line illustrated in the present embodiments of FIGS. 5 and 6 may also function as a cooling line.
  • a cooling line may optionally be provided in all embodiments.
  • the cooling line may be formed, for example, as a simple fresh air supply with a fourth actuator 29 and optionally with a fan. Through this cooling line can be done a reduction in the temperature of the heated gas stream. This may, for example, provide an advantage in controlling or controlling the temperature of the gas stream.
  • the cooling line can be used in normal operation or in the case of a fired and / or non-fired internal combustion engine 1 for cooling components 4 of the exhaust aftertreatment system 2.
  • FIGS. 1 to 6 it is optionally possible to provide an additional drive 19, such as, for example, an electric motor.
  • the adjusting elements of FIGS. 1 to 5 may be, for example, valves, shut-off elements or flaps.
  • exhaust aftertreatment elements in the figures or in the description may be located close to the engine and / or in the underfloor area and thus further away from the engine.
  • the position of the components plays no or a minor role.
  • additional or fewer exhaust aftertreatment components may be provided over the illustrated embodiments.
  • the heating element does not have to be directly attached to a component of the
  • Exhaust aftertreatment system may be arranged, but may optionally be arranged in any region of the gas channel arrangement in which the gas stream to be heated is conveyed.
  • the heating element close to the
  • Throttle or two throttle with 3/2-way valves be executed.
  • Fig. 7 shows an arrangement of an internal combustion engine 1 with a
  • the exhaust aftertreatment system 2 comprises a component 4 and a gas channel arrangement 7, wherein the component 4 is arranged in the gas channel arrangement 7.
  • a component 4 bypassing channel 31 in which a preheater 3 is arranged.
  • the preheater 3 is designed for preheating the component 4, wherein the component 4 is formed in this embodiment as an SCR catalyst.
  • the preheater 3 is for preheating in the gas channel assembly. 7
  • Internal combustion engine 1 set up. This comprises a heating element 5 and a conveying device 6, wherein the heating element 5 in the channel 31 downstream of the
  • Conveyor 6 is arranged. However, the arrangement can also be reversed, wherein the heating element 5 is then arranged in the channel 31 upstream of the conveying device 6.
  • an oxidation catalytic converter 32, an SDPF 33 and another SCR catalytic converter 34 are exemplary
  • Reductant injector 30 is provided for introducing a urea into the gas channel assembly 7, wherein the channel 31 upstream of the reducing agent injector 30 opens into the gas channel assembly 7 and the heated gas flow into this, more precisely in or in front of the SCR catalyst 4 introduces.
  • the gas channel arrangement 7 can also be any other
  • Exhaust after-treatment components include, and are not limited to, a diesel specific arrangement.
  • the arrangement comprises the following components:
  • Combustion chamber 10 intercooler 22, turbocharger 16, EGR cooler 27, suction-side gas channel 8, throttle valve 15, return channel 35, exhaust gas channel 9, exhaust 14, further injector 36.
  • Fig. 8 shows the same embodiment as Fig. 7, wherein additionally also a shut-off device 15 is shown, which allows a closing of the channel 31.
  • Component (s) 4 bypassing channel 31 is provided, which may be formed in particular as a recirculation line 13.
  • This channel 31 branches off in each case from the exhaust-gas channel 9 and also flows back into the exhaust-gas channel 9. The branch takes place, for example, downstream of the to be heated
  • Component (s) 4 wherein upstream of the same component (s) 4, the gas flow is returned to the exhaust gas channel 9 again.
  • Embodiments are the conveying device 6 and optionally also a
  • Heating element 5 is arranged in the course of the channel 31.
  • the channel 31 can preferably be partially or completely closed via a shut-off device, so that it can be prevented if necessary that the gas flowing through the exhaust gas channel 9 enters the channel 31.
  • a channel is preferably provided for the recirculation of the heated gas flow generated by the preheater 3, wherein the channel branches off along the gas flow to the at least one component 4 of the exhaust aftertreatment system 2 to be heated, and along the gas flow before the at least one to be heated Component 4 of the exhaust aftertreatment system 2 opens into the gas channel arrangement 7.
  • this allows a partial flow to be recirculated.
  • Such a channel 31 may optionally also in the
  • a plurality of channels 31 may be provided according to Figures 6, 7 and 8, each of which one or more components 4 are formed immediately and along the course of a heating element 5 and / or a conveyor device 6 is or are arranged. As a result, different components 4 can be heated independently of each other.

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Abstract

The invention relates to a method and to an arrangement of an internal combustion engine (1) with an exhaust-gas aftertreatment system (2) and a preheating apparatus (3), wherein the preheating apparatus (3) is designed to preheat at least one component (4) of the exhaust-gas aftertreatment system (2) when the internal combustion engine (1) is not fired, wherein the preheating apparatus (3) comprises a heating element (5) and a conveying apparatus (6) for generating a heated gas stream which flows through the exhaust-gas aftertreatment system (2).

Description

Anordnung einer Verbrennungskraftmaschine mit  Arrangement of an internal combustion engine with
einer Abgasnachbehandlungsanlage und einer Vorheizvorrichtung sowie Verfahren zu deren Betrieb an exhaust aftertreatment system and a preheater and method for their operation
Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche. The invention relates to an arrangement and a method according to the preambles of the independent claims.
Es ist ein bekanntes Problem bei Abgasnachbehandlungsanlagen von It is a known problem in exhaust aftertreatment systems of
Verbrennungskraftmaschinen, dass die Komponenten der Internal combustion engines that the components of
Abgasnachbehandlungsanlagen erst ab einer gewissen Betriebstemperatur ihre volle Wirksamkeit entfalten können. Bei modernen, nahezu schadstofffrei arbeitenden Verbrennungskraftmaschinen tritt aus diesem Grund ein Großteil der emittierten Schadstoffe dann auf, wenn die Abgasnachbehandlungsanlage nicht auf  Exhaust after-treatment systems can only be fully effective after a certain operating temperature. For modern, virtually pollutant-free internal combustion engines occurs for this reason, a large part of the emitted pollutants then, if the exhaust aftertreatment system not on
Betriebstemperatur ist. Aus diesem Grund besteht eine Nachfrage nach Anordnungen, bei denen die Komponenten der Abgasnachbehandlungsanlage vorgeheizt werden können. Operating temperature is. For this reason, there is a demand for arrangements in which the components of the exhaust aftertreatment system can be preheated.
Insbesondere bei Hybridantrieben, bei denen der Antrieb des Fahrzeugs zeitweise ausschließlich durch den Elektromotor erfolgt, kühlen sowohl der Verbrennungsmotor als auch dessen Abgasnachbehandlungsanlage zeitweise aus, wodurch erhöhte Emissionen ausgestoßen werden. Zur Lösung dieses Problems wurde bisher versucht, die Grundkörper der Katalysatoren der Fahrzeuge von außen elektrisch zu beheizen. Jedoch ist es vorrangig notwendig, die mit dem Abgas in Berührung kommende Oberfläche des Katalysators auf Especially in hybrid drives, in which the drive of the vehicle is temporarily only by the electric motor, cool both the engine and its exhaust aftertreatment system temporarily, resulting in increased emissions are emitted. To solve this problem has been tried to electrically heat the body of the catalysts of the vehicles from the outside. However, it is primarily necessary to contact the exhaust gas contacting surface of the catalyst
Betriebstemperatur zu bringen. Durch die indirekte Beheizung über den Grundkörper des Katalysators ist die Beheizung herkömmlicher Vorrichtungen ineffizient und träge. To bring operating temperature. By indirect heating over the body of the catalyst, the heating of conventional devices is inefficient and sluggish.
Bei Hybridfahrzeugen besteht ferner das Problem, dass nicht nur die Hybrid vehicles also have the problem that not only the
Abgasnachbehandlungsanlage sondern auch der Verbrennungsmotor selbst auskühlt. Aus diesem Grund ist es bei Hybridfahrzeugen bekannt, elektrische Heizungen vorzusehen, die zur Vorheizung der Ansaugluft dienen. Zur Aufheizung der Brennräume wird diese vorgewärmte Ansaugluft durch Schleppen des Verbrennungsmotors in die Brennräume des Verbrennungsmotors gepumpt, womit diese aufgewärmt werden. Gegebenenfalls wird diese Luft auch weiter durch die Abgasnachbehandlungsanlage gepumpt. Jedoch weist der Motorblock eine verhältnismäßig hohe Wärmekapazität auf, womit ein Großteil der Wärmeenergie von dem Motorblock bzw. den Brennraumwänden absorbiert wird. Eine effiziente Erwärmung der Abgasnachbehandlungsanlage ist mit dieser Methode nicht möglich. Exhaust after-treatment system but also the internal combustion engine itself cools down. For this reason, it is known in hybrid vehicles to provide electric heaters, which serve to preheat the intake air. To heat the combustion chambers, this preheated intake air is pumped by dragging the internal combustion engine into the combustion chambers of the internal combustion engine, with which they are warmed up. Optionally, this air is also pumped through the exhaust aftertreatment system. However, the engine block has a relatively high heat capacity, which absorbs much of the heat energy from the engine block or combustion chamber walls. An efficient heating of the exhaust aftertreatment system is not possible with this method.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Anordnung zu schaffen, die eine effiziente Vorheizung mindestens einer Komponente einer Abgasnachbehandlungsanlage, insbesondere bei befeuerter und/oder unbefeuerter Verbrennungskraftmaschine, ermöglicht. Ein weiteres Ziel ist es, ein Verfahren anzugeben, durch welches mindestens eine Komponente einer Abgasnachbehandlungsanlage effizient beheizt werden kann. The object of the invention is therefore to provide an arrangement which allows efficient preheating of at least one component of an exhaust aftertreatment system, in particular in fired and / or unbefeuerter internal combustion engine. Another object is to provide a method by which at least one component of an exhaust aftertreatment system can be heated efficiently.
Die Aufgabe wird insbesondere durch die Merkmale der unabhängigen The task is characterized in particular by the characteristics of the independent
Patentansprüche gelöst. Claims solved.
Die Erfindung betrifft insbesondere eine Anordnung einer Verbrennungskraftmaschine mit einer Abgasnachbehandlungsanlage und einer Vorheizvorrichtung, wobei die Vorheizvorrichtung zur Vorheizung mindestens einer Komponente der The invention particularly relates to an arrangement of an internal combustion engine with an exhaust aftertreatment system and a preheater, wherein the preheater for preheating at least one component of
Abgasnachbehandlungsanlage, insbesondere bei befeuerter und/oder unbefeuerter Verbrennungskraftmaschine, eingerichtet ist. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Vorheizvorrichtung ein Heizelement und eine Fördervorrichtung zur Erzeugung eines die Abgasnachbehandlungsanlage Exhaust after-treatment system, in particular in fired and / or unbefeuerter internal combustion engine, is set up. It is preferably provided that the preheating a heating element and a conveyor device for generating the exhaust aftertreatment system
durchströmenden, beheizten Gasstroms umfasst. flowing through, heated gas stream includes.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Fördervorrichtung eine Fördervorrichtung der Verbrennungskraftmaschine ist, die auch im Regelbetrieb der Optionally, it is provided that the conveying device is a conveying device of the internal combustion engine, which also in the regular operation of
Verbrennungskraftmaschine aktiv ist, oder dass die Fördervorrichtung eine separate Fördervorrichtung ist, die unabhängig vom Regelbetrieb der Internal combustion engine is active, or that the conveyor device is a separate conveyor, which is independent of the regular operation of
Verbrennungskraftmaschine betrieben werden kann oder die im Regelbetrieb der Verbrennungskraftmaschine deaktiviert ist. Internal combustion engine can be operated or deactivated in normal operation of the internal combustion engine.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Fördervorrichtung ein Turbolader der Verbrennungskraftmaschine, ein Gebläse der Verbrennungskraftmaschine, ein Kompressor der Verbrennungskraftmaschine oder ein über einen separaten Antrieb angetriebener Turbolader der Verbrennungskraftmaschine bzw. ein E-Booster der Verbrennungskraftmaschine ist, oder dass die Fördervorrichtung ein separater Verdichter, ein separates Gebläse, oder ein separater Kompressor ist. Optionally, it is provided that the conveying device is a turbocharger of the internal combustion engine, a fan of the internal combustion engine, a compressor of the internal combustion engine or a turbocharger driven by a separate drive of the internal combustion engine or an e-booster of the internal combustion engine, or that the conveying device is a separate compressor separate blower, or a separate compressor.
Gegebenenfalls betrifft die Erfindung eine Anordnung, Optionally, the invention relates to an arrangement
- wobei die Verbrennungskraftmaschine und die Abgasnachbehandlungsanlage eine Gaskanalanordnung zum Transport der Verbrennungsgase umfasst,  the internal combustion engine and the exhaust aftertreatment system comprising a gas channel arrangement for transporting the combustion gases,
- wobei die Gaskanalanordnung mindestens einen ansaugseitigen Gaskanal wie insbesondere einen oder mehrere Luftansaugkanäle umfasst,  wherein the gas channel arrangement comprises at least one intake-side gas channel, in particular one or more air intake channels,
- wobei die Gaskanalanordnung mindestens einen abgasseitigen Gaskanal wie insbesondere einen oder mehrere Abgaskanäle umfasst,  wherein the gas channel arrangement comprises at least one exhaust gas channel, in particular one or more exhaust gas channels,
- wobei die Gaskanalanordnung gegebenenfalls, insbesondere abhängig von der Kolben- oder Ventilstellung, durch den Brennraum oder durch die Brennräume der Verbrennungskraftmaschine geführt ist,  - Where appropriate, the gas duct arrangement is guided, in particular depending on the piston or valve position, through the combustion chamber or through the combustion chambers of the internal combustion engine,
- und/oder wobei die Gaskanalanordnung gegebenenfalls mindestens einen - and / or wherein the gas channel arrangement optionally at least one
Rückführkanal wie insbesondere einen Abgasrückführkanal bzw. einen Return channel as in particular an exhaust gas recirculation channel or a
Hochdruckabgasrückführkanal umfasst. High pressure exhaust gas return passage comprises.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Vorheizvorrichtung oder zumindest das Heizelement der Vorheizvorrichtung entlang der Gaskanalanordnung nach der Verbrennungskraftmaschine, also abgasseitig angeordnet ist, und dass der durch die Vorheizvorrichtung erzeugte, beheizte Gasstrom in und durch die Optionally, it is provided that the preheater or at least the heating element of the preheater along the gas channel arrangement according to the Internal combustion engine, that is arranged on the exhaust side, and that the generated by the preheating, heated gas flow in and through the
Abgasnachbehandlungsanlage geführt ist. Exhaust after-treatment system is performed.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Vorheizvorrichtung oder zumindest das Heizelement der Vorheizvorrichtung entlang der Gaskanalanordnung vor der Optionally, it is provided that the preheater or at least the heating element of the preheater along the gas channel arrangement before
Verbrennungskraftmaschine, also ansaugseitig angeordnet ist, und der durch die Vorheizvorrichtung erzeugte, beheizte Gasstrom über eine Bypassleitung wie insbesondere über den Rückführkanal an dem Brennraum oder an allen Brennräumen der Verbrennungskraftmaschine vorbei in und durch die Abgasnachbehandlungsanlage geführt ist. Internal combustion engine, that is arranged on the suction side, and the generated by the preheating, heated gas flow over a bypass line such as in particular via the return duct to the combustion chamber or on all combustion chambers of the internal combustion engine over and is guided in the exhaust aftertreatment system.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass eine Rezirkuiationsieitung zur Rezirkulation des durch die Vorheizvorrichtung erzeugten, beheizten Gasstroms vorgesehen ist, dass die Rezirkuiationsieitung entlang des Gasstroms nach der mindestens einen zu Optionally, it is provided that a recirculation line for recirculation of the heated gas flow generated by the preheating device is provided, that the recirculation line along the gas flow to the at least one
beheizenden Komponente der Abgasnachbehandlungsanlage abzweigt, und dass die Rezirkuiationsieitung entlang des Gasstroms vor der mindestens einen zu beheizenden Komponente der Abgasnachbehandlungsanlage in die Gaskanalanordnung mündet. branches off the heating component of the exhaust aftertreatment system, and that the Rezirkuiationieitung along the gas flow in front of the at least one component of the exhaust aftertreatment system to be heated in the gas channel arrangement opens.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass eine Kühlleitung zur Kühlung, zur Optionally, it is provided that a cooling line for cooling, for
Temperaturregelung oder zur Temperatursteuerung der Komponenten der Temperature control or for temperature control of the components of
Abgasnachbehandlungsanlage vorgesehen ist. Exhaust after-treatment system is provided.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Kühlleitung zur Zuführung von kühlendem Gas in den abgasseitigen Gaskanal mündet. Optionally, it is provided that the cooling line for supplying cooling gas opens into the exhaust-gas channel.
Gegebenenfalls betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Optionally, the invention relates to a method for operating a
Verbrennungskraftmaschine mit einer Abgasnachbehandlungsanlage und einer Vorheizvorrichtung, wobei ein durch mindestens ein Heizelement der Internal combustion engine with an exhaust aftertreatment system and a preheater, wherein a by at least one heating element of the
Vorheizvorrichtung beheizter Gasstrom unter Verwendung einer Fördervorrichtung durch die Abgasnachbehandlungsanlage gefördert wird. Preheater heated gas stream is promoted using a conveyor through the exhaust aftertreatment system.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Gasstrom durch eine Gaskanalanordnung gefördert wird, wobei die Gaskanalanordnung zum Transport der Verbrennungsgase durch die Verbrennungskraftmaschine und durch die Abgasnachbehandlungsanlage eingerichtet ist. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Gasstrom im Verlauf der Gaskanalanordnung nach der Verbrennungskraftmaschine, also abgasseitig, von der Vorheizvorrichtung, insbesondere von dem Heizelement der Vorheizvorrichtung beheizt wird. Optionally, it is provided that the gas stream is conveyed through a gas channel arrangement, wherein the gas channel arrangement is arranged for transporting the combustion gases through the internal combustion engine and through the exhaust aftertreatment system. Optionally, it is provided that the gas stream is heated in the course of the gas channel arrangement after the internal combustion engine, ie exhaust side, of the preheater, in particular of the heating element of the preheater.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Gasstrom im Verlauf der Gaskanalanordnung vor der Verbrennungskraftmaschine, also ansaugseitig, von der Vorheizvorrichtung, insbesondere von dem Heizelement der Vorheizvorrichtung beheizt wird, und dass der durch die Vorheizvorrichtung erzeugte, beheizte Gasstrom über eine Bypassleitung wie insbesondere über den Rückführkanal an dem Brennraum oder an allen Brennräumen der Verbrennungskraftmaschine vorbei in und durch die Abgasnachbehandlungsanlage geführt wird. Optionally, it is provided that the gas flow in the course of the gas channel arrangement in front of the internal combustion engine, ie suction side, is heated by the preheater, in particular by the heating element of the preheater, and that of the preheating generated by the heated gas flow via a bypass line as in particular via the return channel the combustion chamber or at all combustion chambers of the internal combustion engine is passed over in and through the exhaust aftertreatment system.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der beheizte Gasstrom durch eine Optionally, it is provided that the heated gas flow through a
Rezirkulationsleitung gefördert wird, dass der Gasstrom nach der mindestens einen zu beheizenden Komponente der Abgasnachbehandlungsanlage aus der Promoted recirculation that the gas flow to the at least one component to be heated in the exhaust aftertreatment from the
Gaskanalanordnung in die Rezirkulationsleitung gefördert wird, und dass der Gasstrom entlang der Gaskanalanordnung vor der mindestens einen zu beheizenden Gas channel arrangement is conveyed into the recirculation line, and that the gas flow along the gas channel arrangement before the at least one to be heated
Komponente der Abgasnachbehandlungsanlage aus der Rezirkulationsleitung in die Gaskanalanordnung gefördert wird. Component of the exhaust aftertreatment system is conveyed from the recirculation line in the gas channel assembly.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Gasstrom zur Kühlung, zur Optionally, it is provided that the gas stream for cooling, for
Temperaturregelung oder zur Temperatursteuerung der Komponenten der Temperature control or for temperature control of the components of
Abgasnachbehandlungsanlage in einer Kühlleitung gekühlt wird. Exhaust after-treatment system is cooled in a cooling line.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Anordnung, insbesondere die Vorheizvorrichtung, zumindest eine Fördervorrichtung und ein Heizelement umfasst. Bevorzugt ist vorgesehen, dass mehrere Heizelemente vorgesehen sind. It is preferably provided that the arrangement, in particular the preheating device, comprises at least one conveying device and a heating element. It is preferably provided that a plurality of heating elements are provided.
In allen Ausführungsformen ist bevorzugt vorgesehen, dass die Beheizung der Komponenten der Abgasnachbehandlungsanlage indirekt erfolgt. Dies bedeutet insbesondere, dass nicht die Komponente bzw. deren Bauteile direkt beheizt werden, sondern dass ein heißer Gasstrom erzeugt wird, der durch diese Komponenten hindurchgeleitet wird. Insbesondere wird in allen Ausführungsformen der vorgeheizte Gasstrom durch jene Abschnitte der Gaskanalanordnung gefördert, durch die auch im Regelbetrieb das Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchgeleitet wird. Dadurch kommt der vorgeheizte Gasstrom mit jenen Elementen und/oder Oberflächen der Abgasnachbehandlungsanlage in Kontakt, die katalytisch aktiv wirken bzw. die zur Verbesserung der Effizienz der Abgasnachbehandlungsanlage vorgeheizt werden müssen. Dadurch wird die Vorheizdauer signifikant verringert. In all embodiments, it is preferably provided that the heating of the components of the exhaust aftertreatment system takes place indirectly. This means in particular that not the component or its components are heated directly, but that a hot gas stream is generated, which is passed through these components. In particular, in all embodiments, the preheated gas stream is conveyed through those sections of the gas channel arrangement, through which the exhaust gas of the internal combustion engine is also passed through in normal operation. Thereby the preheated gas stream comes into contact with those elements and / or surfaces of the exhaust aftertreatment system, which act catalytically active or must be preheated to improve the efficiency of the exhaust aftertreatment system. This significantly reduces the preheating time.
Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die Beheizung der Komponenten der Abgasnachbehandlungsanlage direkt erfolgt. Additionally or alternatively, it may be provided that the heating of the components of the exhaust aftertreatment system takes place directly.
Eine weitere Verringerung der Vorheizdauer kann dadurch erzielt werden, dass nur jene Komponenten der Anordnung mit dem beheizten Gasstrom in Kontakt kommen, die durchströmt werden müssen, um die vorzuheizenden Komponenten der A further reduction of the preheating time can be achieved in that only those components of the arrangement come into contact with the heated gas flow, which must be flowed through in order to heat the components to be preheated
Abgasnachbehandlungsanlage zu erreichen. Beispielsweise ist es notwendig, den beheizten Gasstrom durch den abgasseitigen Gaskanal zu leiten, um die Achieve exhaust aftertreatment system. For example, it is necessary to pass the heated gas flow through the exhaust gas channel to the
Abgasnachbehandlungsanlage durchströmen zu können. Jedoch ist es nicht zwingend notwendig, Komponenten, wie beispielsweise einen Ladeluftkühler, eine Turbine eines Turboladers oder die im Motorblock vorgesehenen Brennräume zu durchströmen. Gegebenenfalls ist daher mindestens eine Bypassleitung vorgesehen, durch die nicht zu beheizende Komponenten der Anordnung überbrückt werden können, sodass der beheizte Gasstrom an diesen Komponenten vorbeigeleitet wird. To be able to flow through exhaust aftertreatment system. However, it is not absolutely necessary to flow through components such as a charge air cooler, a turbine of a turbocharger or the combustion chambers provided in the engine block. Optionally, therefore, at least one bypass line is provided, can be bridged by the non-heated components of the arrangement, so that the heated gas stream is passed past these components.
Gegebenenfalls ist ein Oxidationskataiysator vorgesehen, wobei die Vorheizvorrichtung dazu geeignet und/oder eingerichtet ist, diesen Oxidationskataiysator auf eine Optionally, an oxidation catalytic converter is provided, the preheating device being suitable and / or adapted for this oxidation catalytic converter
Temperatur von mindestens 100°C vorzuheizen. Preheat temperature of at least 100 ° C.
Gegebenenfalls ist ein NOx-Speicherkatalysator oder ein passiver NOx-Adsorber vorgesehen, wobei die Vorheizvorrichtung dazu geeignet und/oder eingerichtet ist, diesen NOx-Speicherkatalysator oder den passiven NOx-Adsorber auf eine Temperatur von mindestens 100°C vorzuheizen. Optionally, a NO x storage catalyst or a passive NO x adsorber is provided, wherein the preheating device is suitable and / or adapted to preheat this NOx storage catalyst or the passive NO x adsorber to a temperature of at least 100 ° C.
Gegebenenfalls sind ein SCR-System und/oder eine DPF/SCR-Kombination Optionally, an SCR system and / or a DPF / SCR combination
vorgesehen, wobei die Vorheizvorrichtung dazu geeignet und/oder eingerichtet ist, diese Komponente auf mindestens 80°C vorzuheizen. provided, wherein the preheating device is suitable and / or adapted to preheat this component to at least 80 ° C.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Fördervorrichtung entlang der Optionally, it is provided that the conveying device along the
Gaskanalanordnung vor der Verbrennungskraftmaschine, also entlang des Gas duct assembly before the internal combustion engine, ie along the
ansaugseitigen Gaskanals, angeordnet ist, und dass auch ein Heizelement vor der Verbrennungskraftmaschine, also am ansaugseitigen Abschnitt der suction-side gas channel, is arranged, and that also a heating element in front of the Internal combustion engine, ie at the suction-side section of the
Gaskanalanordnung, angeordnet ist. In diesem Fall ist es vorteilhaft, zur Steigerung der Effizienz der Vorheizung der Abgasnachbehandlungsanlage, den beheizten Gasstrom über eine Bypassleitung an der Verbrennungskraftmaschine und insbesondere an den Brennräumen vorbei in die Abgasnachbehandlungsanlage zu fördern. Gas channel arrangement is arranged. In this case, it is advantageous to increase the efficiency of preheating the exhaust aftertreatment system to promote the heated gas flow via a bypass line to the internal combustion engine and in particular past the combustion chambers in the exhaust aftertreatment system.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Fördervorrichtung entlang des ansaugseitigen Gaskanals angeordnet ist, das Heizelement jedoch entlang des abgasseitigen Optionally, it is provided that the conveying device is arranged along the suction-side gas channel, but the heating element along the exhaust side
Gaskanals angeordnet ist. In diesem Fall kann eine Bypassleitung zur Umgehung der Brennräume entfallen, da die Beheizung ohnehin erst nach diesen Brennräumen erfolgt. Jedoch kann gegebenenfalls eine Bypassleitung zur Umgehung einer Komponente eines Verdichters, wie insbesondere eines Abgasturboladers, vorgesehen sein. Gas channels is arranged. In this case, a bypass line for bypassing the combustion chambers can be omitted, since the heating takes place only after these combustion chambers anyway. However, if appropriate, a bypass line for bypassing a component of a compressor, in particular an exhaust-gas turbocharger, may be provided.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass eine Rezirkulationsleitung vorgesehen ist, durch die der bereits durch die Abgasnachbehandlungsanlage durchgeführte beheizte Optionally, it is provided that a recirculation line is provided, through which the already performed by the exhaust aftertreatment system heated
Gasstrom wieder in einen Bereich der Gaskanalanordnung geleitet wird, der den zu beheizenden Komponenten oder der zu beheizenden Komponente der Gas flow is directed back into a region of the gas channel assembly, the components to be heated or the component to be heated
Abgasnachbehandlungsanlage vorgelagert ist. Dadurch geht der beheizte Gasstrom nicht durch den Auspuff verloren, sondern kann rezirkuliert und gegebenenfalls erneut aufgewärmt werden. Dadurch kann die Effizienz der Vorheizung weiter verbessert werden. Gegebenenfalls mündet die Rezirkulationsleitung in den ansaugseitigen Gaskanal. In diesem Fall ist es vorteilhaft, die Brennräume und gegebenenfalls weitere Komponenten durch eine Bypassleitung zu überbrücken, sodass der rezirkulierte beheizte Gasstrom seine Wärme gezielt an die zu beheizenden Komponenten der Abgasnachbehandlungsanlage abgegeben werden kann und nicht an Komponenten wie beispielsweise den Motorblock oder eine Turbine eines Verdichters, die nicht vorrangig vorgeheizt werden müssen. Exhaust gas aftertreatment plant is upstream. As a result, the heated gas stream is not lost through the exhaust, but can be recirculated and possibly reheated. This can further improve the efficiency of the preheating. Optionally, the recirculation line opens into the intake-side gas channel. In this case, it is advantageous to bridge the combustion chambers and optionally other components by a bypass line, so that the recirculated heated gas stream can be selectively delivered to the heat to be heated components of the exhaust aftertreatment system and not to components such as the engine block or a turbine of a compressor that do not have to be preheated as a priority.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass eine Kühlleitung vorgesehen ist, die in einen beliebigen Abschnitt der Gaskanalanordnung mündet, um eine Kühlung bzw. eine Temperaturregelung oder -Steuerung der Komponenten der Optionally, it is provided that a cooling line is provided, which opens into any portion of the gas channel arrangement to a cooling or a temperature control or control of the components of
Abgasnachbehandlungsanlage bewirken zu können. To be able to effect exhaust aftertreatment system.
In allen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass eine Kühlleitung zur Zuführung von kühlendem Gas in den abgasseitigen Gaskanal mündet. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass eine Kühlleitung über eine Fördervorrichtung ein Gas in den abgasseitigen Gaskanal einbringt, wobei die Temperatur dieses Gases kleiner ist als die Temperatur des im abgasseitigen Gaskanal befindlichen Gases. In all embodiments, it may be provided that a cooling line for supplying cooling gas opens into the exhaust gas channel. If necessary provided that a cooling line via a conveying device introduces a gas into the exhaust-gas channel, wherein the temperature of this gas is less than the temperature of the gas located in the exhaust-gas channel.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass den aufzuheizenden Komponenten der Optionally, it is provided that the components to be heated
Abgasnachbehandlungsanlage zumindest ein Heizelement vorgelagert ist, durch das der von der Fördervorrichtung erzeugte Gasstrom beheizt ist oder wird. Gegebenenfalls ist vor jeder zu beheizenden Komponente der Abgasnachbehandlungsanlage ein Heizelement angeordnet. Das oder jedes Heizelement kann beispielsweise ein elektrisches Heizelement zur Beheizung des geförderten Gasstroms sein. Exhaust after-treatment system is preceded by at least one heating element through which the gas flow generated by the conveyor is or is heated. Optionally, a heating element is arranged in front of each component of the exhaust aftertreatment system to be heated. The or each heating element may, for example, be an electrical heating element for heating the delivered gas flow.
In allen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass der beheizte Gasstrom ein beheizter Luftstrom ist oder einen Luftstrom enthält, wobei zur Bildung des beheizten Luftstroms Umgebungsluft angesaugt wird, über eine Fördervorrichtung durch die Gaskanalanordnung gefördert und dabei über mindestens ein, bevorzugt mehrere, Heizelemente aufgeheizt wird. In all embodiments, it can be provided that the heated gas flow is a heated air flow or contains an air flow, ambient air being sucked in to form the heated air flow, conveyed through a conveyor device through the gas channel arrangement and thereby heated via at least one, preferably several, heating elements.
Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass der beheizte Gasstrom ein beheizter Abgasstrom ist oder einen Abgasstrom enthält, wobei zur Bildung des beheizten Abgasstroms beispielsweise das in der Verbrennungskraftmaschine und/oder das in der Abgasnachbehandlungsanlage befindliche Abgas über eine Additionally or alternatively, it may be provided that the heated gas stream is a heated exhaust gas stream or contains an exhaust gas stream, wherein for the formation of the heated exhaust gas stream, for example, located in the internal combustion engine and / or in the exhaust aftertreatment system exhaust gas via a
Fördervorrichtung durch die Gaskanalanordnung gefördert und dabei über mindestens ein, bevorzugt mehrere, Heizelemente aufgeheizt wird. Conveying device funded by the gas channel assembly and thereby heated by at least one, preferably a plurality of heating elements.
In allen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die Anordnung zusätzlich zu einer Verbrennungskraftmaschine auch einen elektrischen Antrieb umfasst, sodass ein Hybridantrieb gebildet ist. In all embodiments, it may be provided that the arrangement also comprises an electric drive in addition to an internal combustion engine, so that a hybrid drive is formed.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Fördervorrichtung ein Verdichter der Optionally, it is provided that the conveying device is a compressor of the
Verbrennungskraftmaschine, ein Gebläse der Verbrennungskraftmaschine, ein Internal combustion engine, a fan of the internal combustion engine, a
Kompressor der Verbrennungskraftmaschine oder ein über einen separaten Antrieb angetriebener Turbolader der Verbrennungskraftmaschine bzw. ein E-Booster der Verbrennungskraftmaschine ist. Compressor of the internal combustion engine or driven by a separate drive turbocharger of the internal combustion engine or an e-booster of the internal combustion engine.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Fördervorrichtung ein separater Verdichter, ein separates Gebläse, oder ein separater Kompressor ist. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Fördervorrichtung ein Gebläse des die Anordnung enthaltenden Fahrzeugs wie beispielsweise das Heizungsgebläse des Fahrzeugs ist. Optionally, it is provided that the conveyor device is a separate compressor, a separate fan, or a separate compressor. Optionally, it is provided that the conveyor device is a fan of the vehicle containing the arrangement, such as the heater fan of the vehicle.
In allen Ausführungsformen ist bevorzugt vorgesehen, dass die Vorheizvorrichtung eine separate, vorzugsweise von der Verbrennungskraftmaschine unabhängige, In all embodiments, it is preferably provided that the preheater a separate, preferably independent of the internal combustion engine,
Vorheizvorrichtung ist und insbesondere, dass die Verbrennungskraftmaschine kein Teil der Vorheizvorrichtung ist, Preheating device is and in particular that the internal combustion engine is not part of the preheater,
In weiterer Folge werden die Erfindung und deren Funktionsweise anhand von In a further consequence, the invention and its mode of operation will be described with reference to FIG
Verfahrensschritten weiter beschrieben. Wurde die Anordnung, insbesondere die Verbrennungskraftmaschine und die Abgasnachbehandlungsanlage, über einen gewissen Zeitraum derart betrieben, dass die Abgasnachbehandlungsanlage eine Temperatur aufweist, in der sie nicht optimal arbeiten kann, so kann dies beispielsweise über einen Temperatursensor erkannt werden. Ergibt sich nun aufgrund Process steps further described. If the arrangement, in particular the internal combustion engine and the exhaust aftertreatment system, operated over a certain period of time such that the exhaust aftertreatment system has a temperature in which they can not work optimally, this can be detected for example via a temperature sensor. Now arises due
unterschiedlicher Parameter, dass die Verbrennungskraftmaschine in Kürze wieder in ihren befeuerten Betrieb übergeht, oder dass in Kürze die different parameters that the internal combustion engine will soon return to its fired operation, or that shortly the
Abgasnachbehandlungsanlage ihre Wirksamkeit entfalten soll, so wird die Exhaust aftertreatment system to develop its effectiveness, so will the
Vorheizvorrichtung aktiviert. Gegebenenfalls bzw. alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Vorheizvorrichtung immer dann in Betrieb ist, wenn die Temperatur der Abgasnachbehandlungsanlage unter einem gewissen Schwellwert liegt. Preheater activated. Optionally or alternatively, however, it may also be provided that the preheater is always in operation when the temperature of the exhaust aftertreatment system is below a certain threshold.
Ist die Vorheizvor chtung aktiviert, so wird jedenfalls ein Heizelement aktiviert, welches das durch die Gaskanalanordnung beförderte Gas beheizt. Dieses beheizte Gas wird in weiterer Folge durch die Abgasnachbehandlungsanlage und insbesondere durch jene Komponenten der Abgasnachbehandlungsanlage gefördert, die vorgeheizt werden sollen. Bevorzugt wird hierzu eine Fördervorrichtung aktiviert. Diese Fördervorrichtung kann beispielsweise eine Fördervorrichtung der Verbrennungskraftmaschine oder eine separate Fördervorrichtung sein. Insbesondere ist die Fördervorrichtung ein Gebläse oder ein Verdichter, durch das oder den ein Gas durch die Gaskanalanordnung befördert werden kann. Bevorzugt ist dieses Gas Umgebungsluft und/oder Abgas, das angesaugt und über ein Heizelement beheizt durch die Abgasnachbehandlungsanlage befördert wird. Ist die notwendige Betriebstemperatur erreicht, was wiederum beispielsweise über einen Temperatursensor, insbesondere einen realen oder modellierten If the pre-heating device is activated, then in any case a heating element is activated which heats the gas conveyed through the gas channel arrangement. This heated gas is subsequently conveyed through the exhaust aftertreatment system and in particular through those components of the exhaust aftertreatment system which are to be preheated. For this purpose, a conveying device is preferably activated. This conveyor device can be for example a conveyor device of the internal combustion engine or a separate conveyor device. In particular, the conveyor device is a fan or compressor through which or a gas can be conveyed through the gas channel arrangement. Preferably, this gas is ambient air and / or exhaust gas, which is sucked and heated by a heating element is transported through the exhaust aftertreatment system. Is the necessary operating temperature reached, which in turn, for example, via a temperature sensor, in particular a real or modeled
Temperatursensor, festgestellt werden kann, so kann die Vorheizvorrichtung gegebenenfalls deaktiviert werden. So sind beispielsweise modellierte Sensoren einsetzbar, bei denen ein Temperaturmodell hinterlegt ist, in das andere Werte zur Ermittlung der Temperatur wie z.B. die Leistungsaufnahme, der Wärmeeintrag in Motoroder Abgasnachbehandlungskomponenten oder ähnliche Werte eingehen. Temperature sensor can be determined, so the preheater can optionally be disabled. For example, modeled sensors employing a temperature model in which other values for determining the temperature, e.g. the power input, the heat input into engine or exhaust aftertreatment components or similar values.
Eine Vorheizung geschieht beispielsweise bei Hybridfahrzeugen nach einer längeren Antriebsphase, in der ausschließlich der Elektromotor aktiv ist und die Preheating happens for example in hybrid vehicles after a long drive phase in which only the electric motor is active and the
Verbrennungskraftmaschine inaktiv oder zumindest unbefeuert geschleppt wird. Internal combustion engine is inactive or at least towed unfired.
Gegebenenfalls ist die Vorheizung der Komponenten der Optionally, the preheating of the components of
Abgasnachbehandlungsanlage auch bei einem Kaltstart nötig, insbesondere wenn das Fahrzeug bzw. die Verbrennungskraftmaschine nach einer gewissen Zeit, in der die Verbrennungskraftmaschine nicht betrieben wurde, wieder gestartet wird.  Exhaust after-treatment system also necessary for a cold start, especially if the vehicle or the internal combustion engine after a certain time in which the internal combustion engine was not operated, is restarted.
Gegebenenfalls kann das durch die Abgasnachbehandlungsanlage beförderte vorgeheizte Gas durch den Auspuff an die Umgebung abgegeben werden. Alternativ dazu kann jedoch eine Rezirkulationsleitung vorgesehen sein, durch die das beheizte Gas nach der Abgasnachbehandlungsanlage oder nach der zu beheizenden Optionally, the preheated gas carried by the exhaust aftertreatment system may be exhausted through the exhaust to the environment. Alternatively, however, a recirculation line may be provided, through which the heated gas after the exhaust aftertreatment system or after being heated
Komponente wieder in den Bereich vor der zu beheizenden Komponente eingebracht wird. Component is again introduced into the area in front of the component to be heated.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass bei einer Anordnung der eingangs genannten Art ein zumindest eine Komponente umgehender Kanal vorgesehen ist, in welchem die Vorheizvorrichtung angeordnet ist. Optionally, it is provided that in an arrangement of the type mentioned at least one component bypassing channel is provided, in which the preheating device is arranged.
Ein damit erzielter Vorteil ist insbesondere darin zu sehen, dass durch die Kombination des Heizelementes und der Fördereinrichtung und deren Anordnung in einem eigenen Kanal die zumindest eine Abgasnachbehandlungskomponente besonders effektiv beheizbar ist. An advantage achieved with this is to be seen in particular in that the at least one exhaust aftertreatment component is particularly effectively heated by the combination of the heating element and the conveyor and their arrangement in a separate channel.
Der zumindest eine Komponente umgehende Kanal ist als Bypasskanal der The channel bypassing at least one component is the bypass channel
Gaskanalanordnung ausgebildet, wobei in der Gaskanalanordnung insbesondere mehrere Komponenten der Abgasnachbehandlungsanlage bevorzugt in Gas channel arrangement formed, wherein in the gas channel arrangement in particular several components of the exhaust aftertreatment system preferably in
Strömungsrichtung in einem einzigen Abgaskanal angeordnet sind. Der Kanal umgeht diejenige Komponente oder Komponenten, welche beheizt werden sollen. Sollen zwei oder mehr Abgasnachbehandlungskomponenten beheizt werden, kann mit Vorteil vorgesehen sein, dass der Kanal alle diese Komponenten umgeht. Die eine oder mehrere Komponenten der Abgasnachbehandlungsanordnung sind in der Flow direction are arranged in a single exhaust duct. The channel bypasses that component or components that are to be heated. If two or more exhaust aftertreatment components are to be heated, it can advantageously be provided that the duct bypasses all these components. The one or more components of the exhaust aftertreatment arrangement are in the
Gaskanalanordnung angeordnet. Die Gaskanalanordnung kann grundsätzlich auch zwei oder mehr Abgaskanäle umfassen, in welchen die Komponenten der Gas channel arrangement arranged. In principle, the gas channel arrangement may also comprise two or more exhaust gas channels, in which the components of the
Abgasnachbehandlungsanlage angeordnet sind. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Kanal eine oder mehrere Komponenten umgeht, welche in einem, zwei oder mehr Abgaskanälen angeordnet sind. Exhaust after-treatment system are arranged. It can be provided that the channel bypasses one or more components, which are arranged in one, two or more exhaust ducts.
Durch den Kanal wird ein Teil des durch die Gaskanalanordnung geförderten Abgases abgezweigt. Die Abzweigung erfolgt stromabwärts der zu erwärmenden Komponente, wobei stromaufwärts derselben der durch die Vorheizvorrichtung erwärmte Gasstrom wieder in die Gaskanalanordnung rückgeführt wird. Die Strömungsrichtung und Through the channel, a portion of the funded by the gas channel arrangement exhaust gas is diverted. The branching takes place downstream of the component to be heated, upstream of which the gas stream heated by the preheater is returned to the gas channel arrangement. The flow direction and
Anordnung kann aber auch umgedreht sein, insbesondere bei stehender Arrangement can also be reversed, especially when stationary
Verbrennungskraftmaschine. Dadurch wird in die zu erwärmende Komponente, genauer gesagt, in ein Teilvolumen derselben, Wärme transportiert. Der Kanal weist Internal combustion engine. As a result, heat is transported into the component to be heated, more precisely, into a partial volume thereof. The channel points
insbesondere eine geringe spezifische Wärmekapazität auf und ist mit Vorteil so kurz wie möglich ausgebildet, sodass das zu erwärmende Element in einer kurzen Zeit aufwärmbar ist. Weiter kann der Kanal mit Vorteil wärmeisoliert ausgebildet sein. In particular, a small specific heat capacity and is advantageously formed as short as possible, so that the element to be heated can be heated in a short time. Next, the channel can be formed thermally insulated with advantage.
Dadurch ist weiter ein sehr effizienter Wärmeeintrag in die Komponente gewährleistet, wodurch in weiterer Folge eine maximale Umwandlung der Schadstoffkomponenten wie Stickoxiden erfolgt. This further ensures a very efficient heat input into the component, which subsequently results in a maximum conversion of the pollutant components such as nitrogen oxides.
In der Gaskanalanordnung der Abgasnachbehandlungsanlage der erfindungsgemäßen Anordnung sind mit Vorteil mehrere Komponenten angeordnet. Beispielsweise können in Strömungsrichtung stromabwärts des Motors folgende Komponenten angeordnet sein: ein Oxidationskatalysator (DOC oder LNT oder PNA), ein Katalysator, In the gas channel arrangement of the exhaust aftertreatment system of the arrangement according to the invention advantageously several components are arranged. For example, the following components can be arranged in the flow direction downstream of the engine: an oxidation catalyst (DOC or LNT or PNA), a catalyst,
insbesondere zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR-Katalysator), ein in particular for selective catalytic reduction (SCR catalyst)
Partikelfilter (SDPF) und ein weiterer Katalysator, insbesondere zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR-Katalysator). Die Verbrennungskraftmaschine ist insbesondere als Diesel-Verbrennungskraftmaschine ausgebildet, weshalb die Particulate filter (SDPF) and another catalyst, in particular for selective catalytic reduction (SCR catalyst). The internal combustion engine is in particular designed as a diesel internal combustion engine, which is why the
Elemente bevorzugt für einen Diesel-Motor ausgebildet und angeordnet sind. Es kann jedoch auch günstig sein, wenn die Verbrennungskraftmaschine einen Otto- oder Gasmotor, mit entsprechender Abgasnachbehandlungskomponenten, aufweist. Der Kanal ist dabei insbesondere zum Umgehen des ersten Katalysators, welcher beispielsweise zur selektiven katalytischen Reduktion ausgebildet ist, angeordnet und ausgebildet. Das heißt, der Kanal zweigt stromabwärts des ersten Katalysators von der Gaskanalanordnung ab, wobei ein Teil des Abgases mit Hilfe der Fördereinrichtung durch den Kanal, wo es vom Heizelement erwärmt wird. Stromaufwärts des ersten Katalysators zur wird der erwärmte Teil des Gasstroms wieder in die Elements are preferably designed and arranged for a diesel engine. However, it may also be favorable if the internal combustion engine has an Otto or gas engine, with corresponding exhaust aftertreatment components. In this case, the channel is arranged and configured in particular for bypassing the first catalyst, which is designed, for example, for selective catalytic reduction. That is, the passage branches downstream of the first catalyst from the gas passage arrangement, with a portion of the exhaust gas, by means of the conveyor, passing through the passage where it is heated by the heating element. Upstream of the first catalyst to the heated part of the gas flow is again in the
Gaskanalanordnung, also in den dort geführten Gasstrom rückführt. Die Gas channel arrangement, ie returns to the gas stream out there. The
Strömungsrichtung, sowie die Anordnung der Elemente der Vorheizvorrichtung kann auch umgedreht ausgeführt sein. Flow direction, as well as the arrangement of the elements of the preheater can also be performed reversed.
Die Fördereinrichtung ist im Rahmen der Erfindung insbesondere als Gebläse ausgebildet, kann aber auch jede andere Fördereinrichtungsart sein. Die The conveyor is designed in the context of the invention, in particular as a fan, but can also be any other Fördereinrichtungsart. The
Heizeinrichtung kann beispielsweise eine elektrische oder elektrisch betriebene Heizeinrichtung sein. Grundsätzlich können auch zwei oder mehr Heizeinrichtung vorgesehen sein. Unter dem Gasstrom wird im Rahmen der Erfindung ein Gas, insbesondere entweder Abgas oder Luft oder ein Abgas-Luft-Gemisch verstanden, welches gasförmig ist. Heating device may be, for example, an electric or electrically operated heater. In principle, two or more heating devices can also be provided. In the context of the invention, the gas flow is understood to mean a gas, in particular either exhaust gas or air or an exhaust air-air mixture, which is gaseous.
Es kann von Vorteil sein, wenn die Fördervorrichtung eine separate Fördervorrichtung ist, die unabhängig vom Regelbetrieb der Verbrennungskraftmaschine betreibbar ist oder die im Regelbetrieb der Verbrennungskraftmaschine deaktiviert ist. Grundsätzlich ist es von Vorteil, wenn die Fördereinrichtung ein Gebläse oder ein It may be advantageous if the conveying device is a separate conveying device, which is operable independently of the control operation of the internal combustion engine or which is deactivated in the normal operation of the internal combustion engine. In principle, it is advantageous if the conveyor is a fan or a
Hochleistungsgebläse ist. Vorteilhaft ist weiter vorgesehen, dass die Fördereinrichtung auch bei niedrigen Motormassenströmen betreibbar ist. Heavy duty blower is. Advantageously, it is further provided that the conveyor is operable even at low engine mass flows.
Vorteilhaft kann es auch sein, wenn die Fördervorrichtung ein separater Verdichter, ein separates Gebläse, ein separater Kompressor oder eine separate Pumpe ist. Dadurch ist sichergestellt, dass eine vordefinierte und/oder bestimmbare Menge an Gas über den Kanal von der Gaskanalanordnung abzweigbar und über den Kanal wieder in die Gaskanalanordnung rückführbar ist. Es kann auch günstig sein, wenn die Fördervorrichtung und das Heizelement als ein integrales Bauteil ausgebildet sind. Das heißt, das abgezweigte Gas wird von einem einzigen Element durch den Kanal gefördert und in diesem erwärmt. Hierfür kann die Fördervorrichtung beispielsweise als Gebläse mit einem elektrischen Heizelement ausgebildet sein. Es ist also eine Anzahl der benötigten Elemente reduziert. It can also be advantageous if the conveying device is a separate compressor, a separate blower, a separate compressor or a separate pump. This ensures that a predefined and / or determinable amount of gas can be branched off via the channel from the gas channel arrangement and can be returned to the gas channel arrangement via the channel. It may also be favorable if the conveying device and the heating element are designed as an integral component. That is, the branched gas is conveyed by a single element through the channel and heated therein. For this purpose, the conveyor may be formed, for example, as a fan with an electric heating element. So a number of the required elements are reduced.
Alternativ kann es zweckmäßig sein, wenn das Heizelement stromabwärts oder stromaufwärts der Fördereinrichtung angeordnet ist. Ein Teil des Abgases strömt bei einer Anordnung des Heizelementes stromabwärts der Fördereinrichtung im Kanal in Strömungsrichtung zuerst durch die Fördereinrichtung und dann durch das Alternatively, it may be expedient if the heating element is arranged downstream or upstream of the conveyor. A portion of the exhaust gas flows in an arrangement of the heating element downstream of the conveyor in the channel in the flow direction first through the conveyor and then through the
Heizelement. Grundsätzlich kann es jedoch auch günstig sein, wenn die Heating element. In principle, however, it may also be beneficial if the
Fördereinrichtung stromabwärts des Heizelementes angeordnet ist, wobei ein Teil des Gases im Kanal dann in Strömungsrichtung zuerst durch das Heizelement und dann durch die Fördereinrichtung strömt. Conveyor is arranged downstream of the heating element, wherein a portion of the gas in the channel then flows in the flow direction first through the heating element and then through the conveyor.
Es ist von Vorteil, wenn zumindest ein erster Reduktionsmittelinjektor zum Einbringen eines Reduktionsmittels in die Gaskanalanordnung vorgesehen ist, wobei der Kanal stromaufwärts des Reduktionsmittelinjektors in die Gaskanalanordnung einmündet. Der Reduktionsmittelinjektor ist dabei zum Einbringen eines Reduktionsmittels wie z.B. Harnstoff bzw. Harnstofflösung ausgebildet und angeordnet, wobei dieser der It is advantageous if at least one first reducing agent injector is provided for introducing a reducing agent into the gas channel arrangement, wherein the channel opens into the gas channel arrangement upstream of the reducing agent injector. The reducing agent injector is for introducing a reducing agent such. Urea or urea solution formed and arranged, said this
Komponente vorgelagert ist. Component is upstream.
Der Bypass kann dabei für jegliche Abgasnachbehandlungskomponente bzw. den Verbund mehrerer Abgasnachbehandlungskomponenten ausgebildet und angeordnet sein. The bypass can be designed and arranged for any exhaust aftertreatment component or the composite of a plurality of exhaust aftertreatment components.
Das weitere Ziel wird erreicht, wenn bei einem Verfahren der eingangs genannten Art ein durch mindestens ein in einem zumindest eine Komponente umgehenden Kanal angeordnetes Heizelement der Vorheizvorrichtung beheizter Gasstrom unter The further aim is achieved if, in a method of the type mentioned above, a heating element of the preheating device that is heated by at least one channel disposed in at least one component is under
Verwendung einer Fördervorrichtung über eine Gaskanalanordnung durch die Use of a conveying device via a gas channel arrangement through the
Abgasnachbehandlungsanlage gefördert wird. Aftertreatment system is promoted.
Die damit erzielter Vorteile und Wirkungen entsprechen den oben angeführten Vorteilen und Wirkungen, welche in Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Anordnung beschrieben werden, weshalb auf eine neuerliche Beschreibung und Aufzählung verzichtet wird. In weiterer Folge werden die Erfindung und deren Funktionsweise anhand von The advantages and effects achieved thereby correspond to the above-mentioned advantages and effects, which are described in connection with the arrangement according to the invention, which is why a further description and enumeration is dispensed with. In a further consequence, the invention and its mode of operation will be described with reference to FIG
Verfahrensschritten weiter beschrieben. Wurde die Anordnung, insbesondere die Verbrennungskraftmaschine und die Abgasnachbehandlungsanlage, über einen gewissen Zeitraum derart betrieben, dass die Abgasnachbehandlungsanlage eine Temperatur aufweist, in der sie nicht optimal arbeiten kann, so kann dies beispielsweise über einen Temperatursensor erkannt werden. Ergibt sich nun aufgrund Process steps further described. If the arrangement, in particular the internal combustion engine and the exhaust aftertreatment system, operated over a certain period of time such that the exhaust aftertreatment system has a temperature in which they can not work optimally, this can be detected for example via a temperature sensor. Now arises due
unterschiedlicher Parameter, dass die Verbrennungskraftmaschine in Kürze wieder in ihren befeuerten Betrieb übergeht, oder dass in Kürze die different parameters that the internal combustion engine will soon return to its fired operation, or that shortly the
Abgasnachbehandlungsanlage ihre Wirksamkeit entfalten soll, so wird die Exhaust aftertreatment system to develop its effectiveness, so will the
Vorheizvorrichtung aktiviert. Gegebenenfalls bzw. alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Vorheizvorrichtung immer dann in Betrieb ist, wenn die Temperatur der Abgasnachbehandlungsanlage unter einem gewissen Schwellwert liegt. Preheater activated. Optionally or alternatively, however, it may also be provided that the preheater is always in operation when the temperature of the exhaust aftertreatment system is below a certain threshold.
Ist die Vorheizvorrichtung aktiviert, so wird jedenfalls ein Heizelement aktiviert, welches das durch die Gaskanalanordnung beförderte Gas beheizt. Dieses beheizte Gas wird in weiterer Folge durch die Abgasnachbehandlungsanlage und insbesondere durch jene Komponenten der Abgasnachbehandlungsanlage gefördert, die vorgeheizt werden sollen. Bevorzugt wird hierzu eine Fördervorrichtung aktiviert. Diese Fördervorrichtung kann beispielsweise eine Fördervorrichtung der Verbrennungskraftmaschine oder eine separate Fördervorrichtung sein. Insbesondere ist die Fördervorrichtung ein Gebläse, ein Verdichter oder eine Pumpe, durch das oder den ein Gas durch die If the preheater is activated, then in any case a heating element is activated which heats the gas conveyed through the gas channel arrangement. This heated gas is subsequently conveyed through the exhaust aftertreatment system and in particular through those components of the exhaust aftertreatment system which are to be preheated. For this purpose, a conveying device is preferably activated. This conveyor device can be for example a conveyor device of the internal combustion engine or a separate conveyor device. In particular, the conveying device is a fan, a compressor or a pump through which or a gas through the
Gaskanalanordnung befördert werden kann. Bevorzugt ist dieses Gas Umgebungsluft und/oder Abgas, das angesaugt und über ein Heizelement beheizt durch die Gas channel arrangement can be transported. Preferably, this gas is ambient air and / or exhaust, which is sucked and heated by a heating element through the
Abgasnachbehandlungsanlage befördert wird. Die Fördereinrichtung und das Aftertreatment system is transported. The conveyor and the
Heizelement sind in einem die zu beheizende Komponente umgehenden Kanal angeordnet. Heating element are arranged in a surrounding the component to be heated channel.
Ist die notwendige Betriebstemperatur erreicht, was wiederum beispielsweise über einen Temperatursensor, insbesondere einen realen oder modellierten Is the necessary operating temperature reached, which in turn, for example, via a temperature sensor, in particular a real or modeled
Temperatursensor, festgestellt werden kann, so kann die Vorheizvorrichtung Temperature sensor, can be determined, so the preheater
gegebenenfalls deaktiviert werden. So sind beispielsweise modellierte Sensoren einsetzbar, bei denen ein Temperaturmodell hinterlegt ist, in das andere Werte zur Ermittlung der Temperatur wie z.B. die Leistungsaufnahme, der Wärmeeintrag in Motoroder Abgasnachbehandlungskomponenten oder ähnliche Werte eingehen. Eine Vorheizung geschieht beispielsweise bei Hybridfahrzeugen nach einer längeren Antriebsphase, in der ausschließlich der Elektromotor aktiv ist und die be disabled if necessary. Thus, for example, modeled sensors can be used in which a temperature model is stored, in which other values for determining the temperature, such as the power consumption, the heat input into engine or exhaust aftertreatment components or similar values are received. Preheating happens for example in hybrid vehicles after a long drive phase in which only the electric motor is active and the
Verbrennungskraftmaschine inaktiv oder zumindest unbefeuert geschleppt wird. Internal combustion engine is inactive or at least towed unfired.
Gegebenenfalls ist die Vorheizung der Komponenten der Optionally, the preheating of the components of
Abgasnachbehandlungsanlage auch vor und/oder bei einem Kaltstart nötig, insbesondere wenn das Fahrzeug bzw. die Verbrennungskraftmaschine nach einer gewissen Zeit, in der die Verbrennungskraftmaschine nicht betrieben wurde, wieder gestartet wird. Exhaust after-treatment system also before and / or during a cold start necessary, especially if the vehicle or the internal combustion engine after a certain time in which the internal combustion engine was not operated, is restarted.
Günstig ist es, wenn der Gasstrom im Verlauf der Gaskanalanordnung nach der Verbrennungskraftmaschine, also abgasseitig, von der Vorheizvorrichtung, It is favorable if the gas flow in the course of the gas channel arrangement downstream of the internal combustion engine, ie on the exhaust side, from the preheater,
insbesondere von dem Heizelement der Vorheizvorrichtung beheizt wird. is heated in particular by the heating element of the preheater.
Vorteilhaft kann es weiter sein, wenn der beheizte Gasstrom stromaufwärts oder stromabwärts der zu beheizenden Komponente der Abgasnachbehandlungsanlage vom Kanal in die Gaskanalanordnung gefördert wird. It may be advantageous if the heated gas stream is conveyed from the channel into the gas channel arrangement upstream or downstream of the component of the exhaust aftertreatment system to be heated.
Die Erfindung wird nun anhand von nicht einschränkenden, exemplarischen The invention will now be described by way of non-limiting example
Ausführungsformen und anhand der Figuren weiter beschrieben. Dabei zeigen Embodiments and further described with reference to FIGS. Show
Fig. 1 eine erste Variante einer erfindungsgemäßen Anordnung, 1 shows a first variant of an inventive arrangement,
Fig. 2 eine zweite Variante einer erfindungsgemäßen Anordnung, 2 shows a second variant of an arrangement according to the invention,
Fig. 3 eine dritte Variante einer erfindungsgemäßen Anordnung, 3 shows a third variant of an arrangement according to the invention,
Fig. 4 eine vierte Variante einer erfindungsgemäßen Anordnung, 4 shows a fourth variant of an arrangement according to the invention,
Fig. 5 eine fünfte Variante einer erfindungsgemäßen Anordnung, 5 shows a fifth variant of an arrangement according to the invention,
Fig. 6 eine sechste Variante einer erfindungsgemäßen Anordnung, 6 shows a sixth variant of an arrangement according to the invention,
Fig. 7 eine siebente Variante einer erfindungsgemäßen Anordnung und Fig. 7 shows a seventh variant of an inventive arrangement and
Fig. 8 eine achte Variante einer erfindungsgemäßen Anordnung. Die Figuren 1 bis 5 zeigen unterschiedliche mögliche Anordnungen einer 8 shows an eighth variant of an arrangement according to the invention. Figures 1 to 5 show different possible arrangements of a
Verbrennungskraftmaschine mit einer Abgasnachbehandlungsanlage und einer Vorheizvorrichtung in schematischen, stark vereinfachten Darstellungen. Internal combustion engine with an exhaust aftertreatment system and a preheater in schematic, highly simplified representations.
Wenn nicht anders angegeben, so entsprechen die Bezugszeichen in den Figuren folgenden Komponenten: Unless otherwise indicated, the reference numerals in the figures correspond to the following components:
Verbrennungskraftmaschine 1 , Abgasnachbehandlungsanlage 2, Vorheizvorrichtung 3, Komponente (der Abgasnachbehandlungsanlage) 4, Heizelement 5, Fördervorrichtung 6, Gaskanalanordnung 7, ansaugseitiger Gaskanal 8, abgasseitiger Gaskanal 9, Brennraum 10, Rückführkanal 1 1 , Bypassleitung 12, Rezirkulationsieitung 13, Auspuff 1 , Drosselklappe 15, Turbolader 16, Kühlerbypassleitung 17, Kühlleitung 18, Internal combustion engine 1, exhaust aftertreatment system 2, preheater 3, component (the exhaust aftertreatment system) 4, heating element 5, conveyor 6, gas channel assembly 7, suction side gas channel 8, exhaust gas channel 9, combustion chamber 10, return channel 1 1, bypass line 12, recirculation line 13, exhaust 1, throttle 15, turbocharger 16, radiator bypass line 17, cooling line 18,
Zusatzantrieb 19, Ladeluftkühler 22, EGR-Kühler 27, Reduktionsmittelinjektor 30, Kanal 31 , Oxidationskatalysator 32, SPDF 33, SCR-Katalysator 34, Rückführkanal 35, weiterer Injektor 36, Absperrorgan 37, Zusatzleitung 120. Additional drive 19, intercooler 22, EGR cooler 27, reducing agent injector 30, channel 31, oxidation catalyst 32, SPDF 33, SCR catalyst 34, return channel 35, another injector 36, obturator 37, additional line 120th
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung einer Fig. 1 shows a schematic representation of an arrangement of a
Verbrennungskraftmaschine 1 mit einer Abgasnachbehandlungsanlage 2 und einer Vorheizvorrichtung 3. Die Abgasnachbehandlungsanlage 2 umfasst mehrere Internal combustion engine 1 with an exhaust aftertreatment system 2 and a preheater 3. The exhaust aftertreatment system 2 comprises several
Komponenten 4, die durch die Vorheizvorrichtung 3 vorgeheizt werden können. Dabei kann eine Komponente 4 als SCR-Katalysator ausgeführt sein, der stromaufwärts ein Reduktionsmittelinjektor 30 zum Einbringen eines Reduktionsmittels wie z.B. Harnstoff bzw. Harnstofflösung vorgelagert ist. Components 4, which can be preheated by the preheater 3. In this case, a component 4 may be embodied as an SCR catalytic converter, which upstream comprises a reducing agent injector 30 for introducing a reducing agent, such as e.g. Urea or urea solution is upstream.
Zum Vorheizen sind in der folgenden Ausführungsform mehrere Heizelemente 5 vorgesehen, wobei die erfindungsgemäßen Vorteile auch mit nur einem Heizelement 5 erreicht werden können. Ferner umfasst die Vorheizvorrichtung 3 zumindest eine Fördervorrichtung 6, die in der vorliegenden Ausführungsform als Gebläse ausgebildet ist. Dieses Gebläse ist gemäß dieser Ausführungsform ein separates Gebläse, das im Regelbetrieb der Verbrennungskraftmaschine 1 bevorzugt nicht aktiv ist. Vielmehr wird dieses Gebläse, also die Fördervorrichtung 6, nur zum Zwecke der Vorheizung der Komponenten 4 der Abgasnachbehandlungsanlage 2 eingesetzt. Die Anordnung umfasst eine Gaskanalanordnung 7. Die Gaskanalanordnung 7 umfasst einen ansaugseitigen Gaskanal 8 und einen abgasseitigen Gaskanal 9, wobei ansaugseitig und abgasseitig hier hinsichtlich der Brennräume 10 zu verstehen ist. Im Regelbetrieb können die Brennräume 10 Teil der Gaskanalanordnung 7 sein, da Verbrennungsgase, insbesondere die Ansaugluft, durch die Brennräume 10 gefördert werden. For preheating several heating elements 5 are provided in the following embodiment, wherein the advantages of the invention can also be achieved with only one heating element 5. Furthermore, the preheating device 3 comprises at least one conveying device 6, which is designed as a fan in the present embodiment. This fan is according to this embodiment, a separate fan, which is preferably not active in the regular operation of the internal combustion engine 1. Rather, this blower, so the conveyor 6, only for the purpose of preheating the components 4 of the exhaust aftertreatment system 2 is used. The arrangement comprises a gas channel arrangement 7. The gas channel arrangement 7 comprises a suction-side gas channel 8 and an exhaust-side gas channel 9, the suction side and the exhaust side being to be understood here with regard to the combustion chambers 10. In regular operation For example, the combustion chambers 10 may be part of the gas channel arrangement 7, since combustion gases, in particular the intake air, are conveyed through the combustion chambers 10.
Ferner umfasst die Verbrennungskraftmaschine 1 der Ausführungsform gemäß Fig. 1 einen Rückführkanal 1 1 , der im Regelbetrieb der Verbrennungskraftmaschine 1 ein Abgasrückführkanal bzw. ein Hochdruckabgasrückführkanal ist oder als ein solcher Kanal wirkt. Zur effizienten Vorheizung der Komponenten 4 der Furthermore, the internal combustion engine 1 of the embodiment according to FIG. 1 comprises a return duct 11, which in regular operation of the internal combustion engine 1 is or acts as an exhaust gas recirculation channel or a high-pressure exhaust gas recirculation channel. For efficient preheating of the components 4 of
Abgasnachbehandlungsanlage 2 wird dieser Rückführkanal 1 1 als Bypassleitung 12 verwendet, um den Luftstrom, vorbei an den Brennräumen 10, zur Exhaust after-treatment system 2, this return duct 1 1 is used as a bypass line 12 to the air flow, past the combustion chambers 10, to
Abgasnachbehandlungsanlage 2 zu fördern. To promote exhaust treatment system 2.
Der bei der Vorheizung geförderte Gasstrom folgt den eingezeichneten Pfeilen vom ansaugseitigen Gaskanai 8 über die Bypassleitung 12 vorbei an den Brennräumen 10 in den abgasseitigen Gaskanal 9, von dort aus weiter zu einem ersten Heizelement 5 und einer ersten Komponente 4 der Abgasnachbehandlungsanlage 2, weiter zu The gas stream conveyed during the preheating follows the drawn arrows from the intake-side gas duct 8 via the bypass line 12 past the combustion chambers 10 into the exhaust-gas channel 9, from there on to a first heating element 5 and a first component 4 of the exhaust gas after-treatment system 2
gegebenenfalls weiteren Heizelementen 5 und weiteren Komponenten 4 der optionally further heating elements 5 and further components 4 of
Abgasnachbehandlungsanlage 2. In der vorliegenden Ausführungsform verlässt der beheizte Gasstrom die Anordnung durch den Auspuff 14, und wird dort an die Exhaust after-treatment system 2. In the present embodiment, the heated gas stream exits the assembly through the exhaust 14, and is there to the
Umgebung abgegeben. Stromaufwärts des Auspuffs 14 ist im dargestellten Environment submitted. Upstream of the exhaust 14 is shown in the
Ausführungsbeispiel eine Abgasdrosselklappe 15, zwischen dem Verdichter des Turboladers 16 und dem Ladeluftkühler 22 eine Drosselklappe 20 vorgesehen. Embodiment, an exhaust throttle valve 15, between the compressor of the turbocharger 16 and the charge air cooler 22, a throttle valve 20 is provided.
Gegebenenfalls kann diese Anordnung auch zur Kühlung der Optionally, this arrangement also for cooling the
Abgasnachbehandlungsanlage 2 mit Umgebungsluft bei deaktivierten Heizelementen 5 verwendet werden, falls die Temperatur der Abgasnachbehandlungskomponenten beispielsweise einen Schwellwerl überschreitet.  Exhaust after-treatment system 2 are used with ambient air with deactivated heating elements 5, if the temperature of the exhaust aftertreatment components, for example, exceeds a Schwellwerl.
Fig. 2 zeigt eine ähnliche Konfiguration wie Fig. 1 , wobei anstatt der Verwendung eines separaten Gebläses als Fördervorrichtung 6 ein Verdichter bzw. ein Gebläse der Verbrennungskraftmaschine 1 als Fördervorrichtung 6 herangezogen wird. Diese Fördervorrichtung 6 ist insbesondere als elektrisch angetriebener Verdichter, wie beispielsweise als sogenannter„E-Booster" oder als elektrisch betriebener Kompressor ausgebildet. Die restlichen Komponenten und deren Funktionsweise entsprechen den Komponenten und der Funktionsweise aus Fig. 1. Die Fördervorrichtung 6 fördert einen Gasstrom durch die Gaskanalanordnung 7, insbesondere durch den ansaugseitigen Gaskanal 8, durch den als Bypassleitung 12 wirkenden Rückführkanal 1 1 weiter in den abgasseitigen Gaskanal 9 und dadurch weiter durch die FIG. 2 shows a configuration similar to FIG. 1, wherein instead of using a separate blower as the conveying device 6, a compressor or a blower of the internal combustion engine 1 is used as the conveying device 6. This conveying device 6 is embodied in particular as an electrically driven compressor, such as a so-called "e-booster" or as an electrically operated compressor The remaining components and their mode of operation correspond to the components and the mode of operation of FIG. 1. The conveying device 6 conveys a gas flow the gas channel arrangement 7, in particular by the suction side Gas channel 8, through the acting as a bypass line 12 return channel 1 1 further into the exhaust gas channel 9 and thereby further through the
Abgasnachbehandlungsanlage 2. Den aufzuheizenden Komponenten 4 der Exhaust aftertreatment system 2. The components to be heated 4 of
Abgasnachbehandlungsanlage 2 ist zumindest ein Heizelement 5 vorgelagert, sodass der beheizte Gasstrom durch die Abgasnachbehandlungsanlage 2 gefördert wird, um selbige vorzuheizen. Exhaust after-treatment system 2 is preceded by at least one heating element 5, so that the heated gas stream is conveyed through the exhaust aftertreatment system 2 in order to preheat the same.
Der Gasstrom verlässt die Abgasnachbehandlungsanlage 2 durch den Auspuff 14 und wird dort an die Umgebung abgegeben. Zusätzlich zur Abgasdrosselklappe 15 stromaufwärts des Auspuffs 14 und der Drosselklappe 20 ist ein Ladeluftventil 21 in Form eines DreiVZweiwegeventils an der Stelle angeordnet, wo die Ladeluftzuführung zum„E-Booster" abzweigbar bzw. zum Ladeluftkühler 22 führbar ist. The gas stream leaves the exhaust aftertreatment system 2 through the exhaust 14 and is discharged there to the environment. In addition to the exhaust throttle valve 15 upstream of the exhaust 14 and the throttle valve 20, a charge air valve 21 is arranged in the form of a DreiVZweiwegeventils at the point where the charge air to the "E-booster" branched off or the intercooler 22 is feasible.
In den Figuren 1 und 2 kann zur Umgehung der Brennräume 10 ein In FIGS. 1 and 2, the combustion chambers 10 can be bypassed
Abgasrückführventil, insbesondere das sogenannte Hochdruck-EGR-Ventil 23 einer Hochdruck-Abgasrückführung, bei deaktivierter Verbrennungskraftmaschine 1 geöffnet sein sodass der Rückführkanal 1 1 als Bypassleitung 12 wirken kann. Exhaust gas recirculation valve, in particular the so-called high-pressure EGR valve 23 of a high-pressure exhaust gas recirculation, be open when deactivated internal combustion engine 1 so that the return channel 1 1 can act as a bypass line 12.
Fig. 3 zeigt eine ähnliche Konfiguration wie Fig. 2, wobei jedoch zusätzlich eine Rezirkulationsleitung 13 im Niederdruckbereich vorgesehen ist. Der Gasstrom zur Vorheizung der Abgasnachbehandlungsanlage 2 wird, ausgehend von der Fig. 3 shows a similar configuration as Fig. 2, but in addition a recirculation line 13 is provided in the low pressure region. The gas stream for preheating the exhaust aftertreatment system 2, starting from the
Fördervorrichtung 6, vorbei an den Brennräumen 10 der Verbrennungskraftmaschine 1 in die Abgasnachbehandlungsanlage 2 gefördert. Vor den zu beheizenden Conveyor 6, promoted past the combustion chambers 10 of the internal combustion engine 1 in the exhaust aftertreatment system 2. In front of the heated
Komponenten 4 ist wiederum zumindest ein Heizelement 5 vorgesehen. Im Unterschied zur Konfiguration der Fig. 2 ist jedoch bei Fig. 3 zur Vorheizung der Components 4, in turn, at least one heating element 5 is provided. In contrast to the configuration of FIG. 2, however, in FIG. 3 for preheating the
Abgasnachbehandlungsanlage 2 zumindest zeitweise 'die Abgasdrosselklappe 15 betätigt, die geschlossen wird, damit der beheizte Gasstrom nicht aus dem Auspuff 14 austritt, sondern über die Rezirkulationsleitung 13 im Niederdruckbereich wieder zur Vorheizvorrichtung 3, insbesondere zur Fördervorrichtung 6 und zum Heizelement 5, geleitet wird. Neben einem Niederdruck EGR-Ventil 24 ist im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 mindestens ein erstes Stellelement 25 in Form eines Drei- /Zweiwegeventils vorgesehen, welches betätigt werden kann, damit der beheizte Gasstrom über die Niederdruckabgasrückführleitung, in der ein EGR-Kühler 27 angeordnet ist, in die Rezirkulationsleitung 13 und von dort wieder zu der Exhaust after-treatment system 2 at least temporarily actuates the exhaust throttle valve 15, which is closed, so that the heated gas flow does not exit from the exhaust 14, but via the recirculation line 13 in the low pressure area again to the preheater 3, in particular to the conveyor 6 and the heating element 5, is passed. In addition to a low-pressure EGR valve 24, at least one first control element 25 in the form of a three / two-way valve is provided in the embodiment of FIG. 3, which can be actuated so that the heated gas flow through the low-pressure exhaust gas recirculation line, in which an EGR cooler 27 is arranged , in the recirculation line 13 and from there back to the
Fördervorrichtung 6 geleitet wird. Die Rezirkulationsleitung 13 ist dabei eine separate Leitung, die für den Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 1 nicht notwendig ist. Die Rezirkulationsleitung 13 ist insbesondere dazu vorgesehen, um den als Verdichter ausgeführten ansaugseitigen Teil eines Turboladers 16 zu umgehen. Conveyor 6 is passed. The recirculation line 13 is a separate Line, which is not necessary for the operation of the internal combustion engine 1. The recirculation line 13 is provided, in particular, for bypassing the intake-side part of a turbocharger 16 designed as a compressor.
Gegebenenfalls kann aber auch vorgesehen sein, dass die Rezirkulationsleitung 13 durch die Abgasrückführungsieitung, insbesondere die Optionally, however, it may also be provided that the recirculation line 13 through the Abgasrückführungsieitung, in particular the
Niederdruckabgasrückführungsleitung, gebildet ist, wodurch eine separate Low pressure exhaust gas recirculation line, is formed, creating a separate
Rezirkulationsleitung 13 entfallen kann. Hierfür ist bevorzugt ein zweites Stellelement 26 vorgesehen, das beispielsweise als Drosselklappe ausgeführt sein kann. Das erste Stellelement 25, gegebenenfalls auch die Drosselklappe 20, kann bzw. können in einer solchen Variante entfallen. Recirculation line 13 can be omitted. For this purpose, a second actuator 26 is preferably provided, which may be embodied for example as a throttle valve. The first control element 25, optionally also the throttle valve 20, can or can be omitted in such a variant.
Durch Konfiguration der Fig. 3 kann der beheizte Gasstrom durch die By configuration of FIG. 3, the heated gas flow through the
Gaskanalanordnung 7 zirkulieren, wodurch die Effizienz der Vorheizvorrichtung 3 verbessert wird, da die Wärme nicht durch den Auspuff 14 nach außen abgegeben wird. Gegebenenfalls ist jedoch vorgesehen, dass je nach gewünschter Heizleistung oder Zieltemperatur die Abgasdrosselklappe 15 ganz oder teilweise geöffnet wird, sodass der beheizte Gasstrom ganz oder teilweise durch den Auspuff 14 austritt. Gas channel arrangement 7 to circulate, whereby the efficiency of the preheater 3 is improved, since the heat is not discharged through the exhaust 14 to the outside. Optionally, however, it is provided that, depending on the desired heating power or target temperature, the exhaust throttle valve 15 is opened completely or partially, so that the heated gas flow wholly or partially exits through the exhaust 14.
Bei der Konfiguration gemäß Fig. 3 dient, wie auch bei Fig. 2, ein bereits vorhandener Verdichter bzw. ein Gebläse der Verbrennungskraftmaschine 1 als Fördervorrichtung 6. Diese Fördervorrichtung 6 der Verbrennungskraftmaschine 1 kann beispielsweise ein Verdichter, insbesondere ein elektrisch unterstützter Turbolader 16, ein Kompressor und bevorzugt ein E-Booster der Verbrennungskraftmaschine 1 sein. 2, an already existing compressor or a blower of the internal combustion engine 1 serves as a conveying device 6. This conveying device 6 of the internal combustion engine 1 can be, for example, a compressor, in particular an electrically assisted turbocharger 16 Compressor and preferably an e-booster of the internal combustion engine 1 be.
Fig. 4 zeigt eine weitere Konfiguration, die im Wesentlichen mit der Konfiguration der Fig. 3 übereinstimmt, wobei zusätzlich eine Kühlerbypassleitung 17 vorbei am EGR- Kühler 27 vorgesehen ist. FIG. 4 shows a further configuration, which substantially coincides with the configuration of FIG. 3, wherein additionally a radiator bypass line 17 is provided past the EGR cooler 27.
Die Kühlerbypassleitung 17 ist eine Bypassleitung, durch die der Gasstrom am EGR- Kühler 27 der Abgasrückführleitung vorbeileitbar ist. Durch das Umgehen des EGR- Kühlers 27 durch die Kühlerbypassleitung 17 wird der beheizte Gasstrom nicht durch den EGR-Kühler 27 geleitet, womit die Effizienz der Vorrichtung weiter verbessert wird. Die Funktionsweise der Anordnung gemäß Fig. 4 entspricht mit Ausnahme der The radiator bypass line 17 is a bypass line through which the gas flow can be conducted past the EGR cooler 27 of the exhaust gas recirculation line. By bypassing the EGR cooler 27 through the radiator bypass line 17, the heated gas flow is not passed through the EGR cooler 27, thus further improving the efficiency of the device. The operation of the arrangement of FIG. 4 corresponds with the exception of
Kühlerbypassleitung 17 der Funktion der Ausführungsform der Fig, 3. In alle Ausführungsformen kann, alternativ zur Verwendung des Rückführkanals 1 1 der Verbrennungskraftmaschine als Bypassleitung 12, eine eigene, insbesondere eine zusätzliche Leitung vorgesehen sein, um den Luftstrom, vorbei an den Brennräumen 10, zur Abgasnachbehandlungsanlage 2 zu fördern. Beispielhaft ist dazu in Fig. 4 eine strichpunktierte Zusatzleitung 120 eingezeichnet, die unmittelbar stromabwärts der dort als E-Booster ausgeführten Fördervorrichtung 6 abzweigt und nach den Brennräumen unmittelbar stromabwärts der Turbine des Turboladers 16 in die Abgasleitung einmündet. Die zusätzlich an den Mündungspunkten möglichen 3/2-Wegeventile sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht eingezeichnet. Radiator bypass line 17 of the function of the embodiment of FIG. 3. In all embodiments, as an alternative to using the return channel 1 1 of the internal combustion engine as a bypass line 12, a separate, in particular an additional line may be provided to promote the air flow, past the combustion chambers 10, the exhaust aftertreatment system 2. By way of example, a dot-dash additional line 120 is shown in FIG. 4, which branches off immediately downstream of the conveying device 6 designed there as an e-booster and discharges into the exhaust pipe after the combustion chambers immediately downstream of the turbine of the turbocharger 16. The additional 3/2-way valves which are possible at the points of discharge are not shown for reasons of clarity.
Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung. Diese umfasst eine Verbrennungskraftmaschine 1 mit einer Abgasnachbehandlungsanlage 2 und einer Vorheizvorrichtung 3, wobei die Vorheizvorrichtung 3 mindestens ein 5 shows a further embodiment of an arrangement according to the invention. This includes an internal combustion engine 1 with an exhaust aftertreatment system 2 and a preheater 3, wherein the preheater 3 at least one
Heizelement 5 und eine Fördervorrichtung 6 umfasst. Die Fördervorrichtung 6 ist im Verlauf des abgasseitigen Gaskanals 9 der Gaskanalanordnung 7 angeordnet. Eine gezielte Umgehung der Brennräume 10 der Verbrennungskraftmaschine 1 ist dadurch im vorliegenden Fall nicht notwendig. Vielmehr wird ein Gasstrom von der Heating element 5 and a conveying device 6 comprises. The conveying device 6 is arranged in the course of the exhaust gas channel 9 of the gas channel arrangement 7. A targeted bypass of the combustion chambers 10 of the internal combustion engine 1 is therefore not necessary in the present case. Rather, a gas flow from the
Fördervorrichtung 6 z.B. aus der Umgebung der Verbrennungskraftmaschine 1 angesaugt und durch die Abgasnachbehandlungsanlage 2 gefördert. Dabei mündet ein von der Fördervorrichtung 6 kommender Gaskanal in die Conveying device 6 e.g. sucked from the environment of the internal combustion engine 1 and funded by the exhaust aftertreatment system 2. In this case, coming from the conveyor device 6 gas channel opens into the
Abgasnachbehandlungsanlage 2 bzw. stromabwärts der Turbine des Turboladers 16, unmittelbar vor der Abgasnachbehandlungsanlage 2 in den abgasseitigen Gaskanal 9. Durch ein Heizelement 5 oder mehrere Heizelemente 5 kommt es zu einer Beheizung des Gasstroms. Der Gasstrom wird dann durch die zu beheizenden Komponenten 4 der Abgasnachbehandlungsanlage 2 gefördert.  Exhaust after-treatment system 2 and downstream of the turbine of the turbocharger 16, immediately before the exhaust aftertreatment system 2 in the exhaust gas channel 9. By a heating element 5 or more heating elements 5, there is a heating of the gas stream. The gas stream is then conveyed through the components 4 of the exhaust aftertreatment system 2 to be heated.
Ferner sind in der Ausführungsform gemäß Fig. 6 zusätzlich mehrere Stellelemente vorgesehen, durch die eine Rezirkulation des Gasstroms zur Beheizung der Furthermore, in the embodiment according to FIG. 6, a plurality of adjusting elements are additionally provided by which a recirculation of the gas flow for heating the
Abgasnachbehandlungsanlage 2 bewirkt werden kann, um eine raschere Aufheizung und Erhöhung der Effizienz zu erzielen. Darin besteht eine Verbindung zwischen der zum Auspuff 1 führenden Leitung und einer mit der Umgebung der Exhaust after-treatment system 2 can be effected in order to achieve a faster heating and increasing the efficiency. This is a connection between the leading to the exhaust pipe 1 and one with the environment of
Verbrennungskraftmaschine 1 verbundenen Zuleitung 18 der Fördervorrichtung 6, wobei in dieser Verbindung ein drittes Stellelement 28 angeordnet ist. Des Weiteren ist in der Zuleitung 18 der Fördervorrichtung, stromaufwärts des Eint ttspunkts der genannten Verbindung, ein viertes Schaltelement 29 angeordnet. Wird das dritte Stellelement 28 in eine Durchlassstellung gebracht und werden gleichzeitig die Internal combustion engine 1 connected supply line 18 of the conveying device 6, wherein in this connection, a third adjusting element 28 is arranged. Furthermore, in the supply line 18 of the conveyor, upstream of the point of entry of the mentioned compound, a fourth switching element 29 is arranged. If the third adjusting element 28 is brought into a passage position and at the same time the
Abgasdrosselklappe 15, das Niederdruck EGR-Ventil 24 und das vierte Schaltelement 29 in eine Schließstellung gebracht, wird der in die Abgasnachbehandlungsanlage 2 eingebrachte Gasstrom zirkuliert und zusätzlich aufgewärmt. Die Rezirkulation dieses Gases geschieht entlang der durch die Pfeile markierten Abschnitte der Exhaust throttle valve 15, the low pressure EGR valve 24 and the fourth switching element 29 brought into a closed position, the introduced into the exhaust aftertreatment system 2 gas flow is circulated and additionally warmed up. The recirculation of this gas occurs along the sections marked by the arrows
Gaskanalanordnung 7. Gas channel arrangement 7.
Je nach gewünschter Betriebstemperatur oder Effizienz der Anordnung können überdies ein oder mehrere Stellelemente, insbesondere die Abgasdrosselklappe 15 derart gestellt werden, dass der beheizte Gasstrom teilweise oder - mit dem dritten Stellelement 28 und dem Niederdruck EGR-Ventil 24 in Schließstellung - vollständig durch den Auspuff 14 austritt. Depending on the desired operating temperature or efficiency of the arrangement, moreover, one or more adjusting elements, in particular the exhaust throttle valve 15 are provided such that the heated gas flow partially or - with the third actuator 28 and the low pressure EGR valve 24 in the closed position - completely through the exhaust 14th exit.
Die in den vorliegenden Ausführungsformen der Fig. 5 und 6 dargestellte Zuleitung kann ferner als Kühlleitung fungieren. Eine derartige Kühlleitung kann gegebenenfalls in allen Ausführungsformen vorgesehen sein. Die Kühlleitung kann beispielsweise als einfache Frischluftzufuhr mit einem vierten Stellelement 29 und gegebenenfalls mit einem Gebläse ausgebildet sein. Durch diese Kühlleitung kann eine Herabsetzung der Temperatur des beheizten Gasstroms erfolgen. Dies kann beispielsweise einen Vorteil bei der Regelung oder Steuerung der Temperatur des Gasstroms bringen. Ferner kann gegebenenfalls die Kühlleitung im Regelbetrieb bzw. bei befeuerter und/oder unbefeuerter Verbrennungskraftmaschine 1 zur Kühlung von Komponenten 4 der Abgasnachbehandlungsanlage 2 eingesetzt werden. The supply line illustrated in the present embodiments of FIGS. 5 and 6 may also function as a cooling line. Such a cooling line may optionally be provided in all embodiments. The cooling line may be formed, for example, as a simple fresh air supply with a fourth actuator 29 and optionally with a fan. Through this cooling line can be done a reduction in the temperature of the heated gas stream. This may, for example, provide an advantage in controlling or controlling the temperature of the gas stream. Furthermore, if appropriate, the cooling line can be used in normal operation or in the case of a fired and / or non-fired internal combustion engine 1 for cooling components 4 of the exhaust aftertreatment system 2.
In den Ausführungsformen der Figuren 1 bis 6 kann gegebenenfalls ein Zusatzantrieb 19, wie beispielsweise ein Elektromotor vorgesehen sein. Die Stellelemente der Figuren 1 bis 5 können beispielsweise Ventile, Absperrelemente oder Klappen sein. In the embodiments of FIGS. 1 to 6, it is optionally possible to provide an additional drive 19, such as, for example, an electric motor. The adjusting elements of FIGS. 1 to 5 may be, for example, valves, shut-off elements or flaps.
Die Abgasnachbehandlungselemente in den Figuren bzw. in der Beschreibung können motornah und/oder im Unterflurbereich und damit weiter entfernt vom Motor angeordnet sein. Für die erfindungsgemäße Funktion spielt die Lage der Komponenten keine oder eine untergeordnete Rolle. Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsform können gegenüber den dargestellten Ausführungsformen zusätzliche bzw. weniger Abgasnachbehandiungskomponenten vorgesehen sein. The exhaust aftertreatment elements in the figures or in the description may be located close to the engine and / or in the underfloor area and thus further away from the engine. For the function of the invention, the position of the components plays no or a minor role. According to an embodiment, not shown, additional or fewer exhaust aftertreatment components may be provided over the illustrated embodiments.
Das Heizelement muss nicht unmittelbar an einer Komponente der The heating element does not have to be directly attached to a component of the
Abgasnachbehandlungsanlage angeordnet sein, sondern kann gegebenenfalls in einem beliebigen Bereich der Gaskanalanordnung angeordnet sein, in dem der zu beheizende Gasstrom gefördert wird. Insbesondere kann das Heizelement nahe der Exhaust aftertreatment system may be arranged, but may optionally be arranged in any region of the gas channel arrangement in which the gas stream to be heated is conveyed. In particular, the heating element close to the
Fördervorrichtung angeordnet sein. Be arranged conveyor.
Da insbesondere Luft bzw. Abgas durch das System bewegt wird, kann auch bei einer derartigen Anordnung ein Aufwärmen der Abgasnachbehandlungselemente erreicht werden. Since, in particular, air or exhaust gas is moved through the system, a warming up of the exhaust gas aftertreatment elements can also be achieved with such an arrangement.
Allgemein können bei den Stellelementen 3/2-Wegeventile auch mit zwei In general, 3/2-way valves with two
Drosselklappen bzw. zwei Drosselklappen mit 3/2-Wegeventilen ausgeführt sein. Throttle or two throttle with 3/2-way valves be executed.
Fig. 7 zeigt eine Anordnung einer Verbrennungskraftmaschine 1 mit einer Fig. 7 shows an arrangement of an internal combustion engine 1 with a
Abgasnachbehandlungsanlage 2. Die Abgasnachbehandlungsanlage 2 umfasst eine Komponente 4 und eine Gaskanalanordnung 7, wobei die Komponente 4 in der Gaskanalanordnung 7 angeordnet ist. Exhaust Aftertreatment System 2. The exhaust aftertreatment system 2 comprises a component 4 and a gas channel arrangement 7, wherein the component 4 is arranged in the gas channel arrangement 7.
Es ist ein die Komponente 4 umgehender Kanal 31 vorgesehen, in welchem eine Vorheizvorrichtung 3 angeordnet ist. Die Vorheizvorrichtung 3 ist zur Vorheizung der Komponente 4 ausgebildet, wobei die Komponente 4 in diesem Ausführungsbeispiel als SCR-Katalysator ausgebildet ist. There is provided a component 4 bypassing channel 31, in which a preheater 3 is arranged. The preheater 3 is designed for preheating the component 4, wherein the component 4 is formed in this embodiment as an SCR catalyst.
Die Vorheizvorrichtung 3 ist zur Vorheizung der in der Gaskanalanordnung 7 The preheater 3 is for preheating in the gas channel assembly. 7
angeordneten Komponente 4 bei befeuerter und/oder unbefeuerter arranged component 4 at fired and / or unfired
Verbrennungskraftmaschine 1 eingerichtet. Diese umfasst ein Heizelement 5 und eine Fördervorrichtung 6, wobei das Heizelement 5 im Kanal 31 stromabwärts der Internal combustion engine 1 set up. This comprises a heating element 5 and a conveying device 6, wherein the heating element 5 in the channel 31 downstream of the
Fördervorrichtung 6 angeordnet ist. Die Anordnung kann aber auch umgekehrt erfolgen, wobei das Heizelement 5 dann im Kanal 31 stromaufwärts der Fördervorrichtung 6 angeordnet ist. Darüber hinaus sind in der Gaskanalanordnung 7 beispielhaft noch ein Oxidationskatalysator 32, ein SDPF 33 und ein weiterer SCR-Katalysator 34 Conveyor 6 is arranged. However, the arrangement can also be reversed, wherein the heating element 5 is then arranged in the channel 31 upstream of the conveying device 6. In addition, in the gas channel arrangement 7, an oxidation catalytic converter 32, an SDPF 33 and another SCR catalytic converter 34 are exemplary
angeordnet, wobei der Oxidationskatalysator 32 stromaufwärts des ersten SCR- Katalysators 4 und der SDPF 33 sowie der weitere SCR-Katalysator 34 stromabwärts des ersten SCR-Katalysators 4 angeordnet sind. Es ist ferner ein wherein the oxidation catalyst 32 upstream of the first SCR catalyst 4 and the SDPF 33 and the further SCR catalyst 34 downstream of the first SCR catalyst 4 are arranged. It is also a
Reduktionsmittelinjektor 30 zum Einbringen eines Harnstoffs in die Gaskanalanordnung 7 vorgesehen, wobei der Kanal 31 stromaufwärts des Reduktionsmittelinjektors 30 in die Gaskanalanordnung 7 einmündet und den erhitzten Gasstrom in diese, genauer gesagt in oder vor den SCR-Katalysator 4 einbringt. Reductant injector 30 is provided for introducing a urea into the gas channel assembly 7, wherein the channel 31 upstream of the reducing agent injector 30 opens into the gas channel assembly 7 and the heated gas flow into this, more precisely in or in front of the SCR catalyst 4 introduces.
Die Gaskanalanordnung 7 kann aber auch jegliche andere The gas channel arrangement 7 can also be any other
Abgasnachbehandlungskomponenten umfassen und ist nicht auf eine Dieselspezifische Anordnung beschränkt. Exhaust after-treatment components include, and are not limited to, a diesel specific arrangement.
Ferner umfasst die Anordnung folgende Komponenten: Furthermore, the arrangement comprises the following components:
Brennraum 10, Ladeluftkühler 22, Turbolader 16, EGR-Kühler 27, ansaugseitiger Gaskanal 8, Drosselklappe 15, Rückführkanal 35, abgasseitiger Gaskanal 9, Auspuff 14, weiterer Injektor 36. Combustion chamber 10, intercooler 22, turbocharger 16, EGR cooler 27, suction-side gas channel 8, throttle valve 15, return channel 35, exhaust gas channel 9, exhaust 14, further injector 36.
Fig. 8 zeigt dieselbe Ausführungsform wie Fig. 7, wobei zusätzlich auch explizit ein Absperrorgan 15 dargestellt ist, das ein Schließen des Kanals 31 ermöglicht. Fig. 8 shows the same embodiment as Fig. 7, wherein additionally also a shut-off device 15 is shown, which allows a closing of the channel 31.
In den Ausführungsformen der Fig. 6, Fig. 7 und Fig. 8 ist jeweils ein die In the embodiments of FIGS. 6, 7 and 8, one is the one
Komponente(n) 4 umgehender Kanal 31 vorgesehen, der insbesondere auch als Rezirkulationsleitung 13 ausgebildet sein kann. Dieser Kanal 31 zweigt jeweils vom abgasseitigen Gaskanal 9 ab und mündet auch wieder in den abgasseitigen Gaskanal 9. Die Abzweigung erfolgt beispielsweise stromabwärts der zu erwärmenden Component (s) 4 bypassing channel 31 is provided, which may be formed in particular as a recirculation line 13. This channel 31 branches off in each case from the exhaust-gas channel 9 and also flows back into the exhaust-gas channel 9. The branch takes place, for example, downstream of the to be heated
Komponente(n) 4, wobei stromaufwärts derselben Komponente(n) 4 der Gasstrom wieder in den abgasseitigen Gaskanal 9 rückgeführt wird. Bei diesen Component (s) 4, wherein upstream of the same component (s) 4, the gas flow is returned to the exhaust gas channel 9 again. In these
Ausführungsformen sind die Fördervorrichtung 6 und gegebenenfalls auch ein Embodiments are the conveying device 6 and optionally also a
Heizelement 5 im Verlauf des Kanals 31 angeordnet. Der Kanal 31 kann bevorzugt über ein Absperrorgan teilweise oder vollständig verschlossen werden, sodass bei Bedarf verhindert werden kann, dass das den abgasseitigen Gaskanal 9 durchströmende Gas in den Kanal 31 eintritt. Bei diesen Ausführungsformen ist daher bevorzugt ein Kanal zur Rezirkulation des durch die Vorheizvorrichtung 3 erzeugten, beheizten Gasstroms vorgesehen, wobei der Kanal entlang des Gasstroms nach der mindestens einen zu beheizenden Komponente 4 der Abgasnachbehandlungsanlage 2 abzweigt, und entlang des Gasstroms vor der mindestens einen zu beheizenden Komponente 4 der Abgasnachbehandlungsanlage 2 in die Gaskanalanordnung 7 mündet. Gegebenenfalls kann dadurch ein Teilstrom rezirkuliert werden. Ein derartiger Kanal 31 kann gegebenenfalls auch in den Heating element 5 is arranged in the course of the channel 31. The channel 31 can preferably be partially or completely closed via a shut-off device, so that it can be prevented if necessary that the gas flowing through the exhaust gas channel 9 enters the channel 31. In these embodiments, therefore, a channel is preferably provided for the recirculation of the heated gas flow generated by the preheater 3, wherein the channel branches off along the gas flow to the at least one component 4 of the exhaust aftertreatment system 2 to be heated, and along the gas flow before the at least one to be heated Component 4 of the exhaust aftertreatment system 2 opens into the gas channel arrangement 7. Optionally, this allows a partial flow to be recirculated. Such a channel 31 may optionally also in the
Ausführungsformen der Figuren 1 bis 5 vorgesehen sein. Embodiments of Figures 1 to 5 may be provided.
In allen Ausführungsformen können mehrere Kanäle 31 gemäß den Figuren 6, 7 und 8 vorgesehen sein, die jeweils eine oder mehrere Komponenten 4 umgehend ausgebildet sind und entlang deren Verlauf ein Heizelement 5 und/oder eine Fördervorrichtung 6 angeordnet ist oder sind. Dadurch können unterschiedlich Komponenten 4 unabhängig voneinander beheizt werden. In all embodiments, a plurality of channels 31 may be provided according to Figures 6, 7 and 8, each of which one or more components 4 are formed immediately and along the course of a heating element 5 and / or a conveyor device 6 is or are arranged. As a result, different components 4 can be heated independently of each other.

Claims

Patentansprüche claims
1 . Anordnung einer Verbrennungskraftmaschine (1 ) mit einer 1 . Arrangement of an internal combustion engine (1) with a
Abgasnachbehandlungsanlage (2) und einer Vorheizvorrichtung (3), wobei die Vorheizvorrichtung (3) zur Vorheizung mindestens einer Komponente (4) der Abgasnachbehandlungsanlage (2), insbesondere bei befeuerter und/oder unbefeuerter Verbrennungskraftmaschine (1 ), eingerichtet ist,  Exhaust aftertreatment system (2) and a preheating device (3), wherein the preheating device (3) is arranged for preheating at least one component (4) of the exhaust aftertreatment system (2), in particular in the case of a fired and / or non-fired internal combustion engine (1),
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorheizvorrichtung (3) ein Heizelement (5) und eine Fördervorrichtung (6) zur Erzeugung eines die  characterized in that the preheating device (3) comprises a heating element (5) and a conveying device (6) for producing a
Abgasnachbehandlungsanlage (2) zumindest teilweise durchströmenden, beheizten Gasstroms umfasst.  Exhaust after-treatment system (2) comprises at least partially flowing, heated gas stream.
2. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, 2. Arrangement according to claim 1, characterized
- dass die Fördervorrichtung (6) eine Fördervorrichtung (6) der  - That the conveying device (6) has a conveying device (6) of the
Verbrennungskraftmaschine (1 ) ist, die auch im Regelbetrieb der  Internal combustion engine (1), which is also in regular operation of the
Verbrennungskraftmaschine (1 ) aktiv ist,  Internal combustion engine (1) is active,
- oder dass die Fördervorrichtung (6) eine separate Fördervorrichtung (6) ist, die unabhängig vom Regelbetrieb der Verbrennungskraftmaschine (1 ) betrieben werden kann oder die im Regelbetrieb der Verbrennungskraftmaschine (1 ) deaktiviert ist.  - Or that the conveyor device (6) is a separate conveyor device (6) which can be operated independently of the control mode of the internal combustion engine (1) or which is deactivated during normal operation of the internal combustion engine (1).
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, 3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized
- dass die Fördervorrichtung (6) ein Turbolader (16) der  - That the conveying device (6) a turbocharger (16) of the
Verbrennungskraftmaschine (1 ), ein Gebläse der Verbrennungskraftmaschine (1 ), ein Kompressor der Verbrennungskraftmaschine (1 ) oder ein über einen separaten Antrieb angetriebener Turbolader der Verbrennungskraftmaschine (1 ) bzw. ein E-Booster der Verbrennungskraftmaschine (1 ) ist,  Internal combustion engine (1), a blower of the internal combustion engine (1), a compressor of the internal combustion engine (1) or a turbocharger driven by a separate drive of the internal combustion engine (1) or an e-booster of the internal combustion engine (1),
- oder dass die Fördervorrichtung (6) ein separater Verdichter, ein separates Gebläse, oder ein separater Kompressor ist.  - Or that the conveyor device (6) is a separate compressor, a separate blower, or a separate compressor.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 4. Arrangement according to one of claims 1 to 3,
- wobei die Verbrennungskraftmaschine (1 ) und die  - wherein the internal combustion engine (1) and the
Abgasnachbehandlungsanlage (2) eine Gaskanalanordnung (7) zum Transport der Verbrennungsgase umfasst,  Exhaust after-treatment system (2) comprises a gas channel arrangement (7) for transporting the combustion gases,
- wobei die Gaskanalanordnung (7) mindestens einen ansaugseitigen Gaskanal (8) wie insbesondere einen oder mehrere Luftansaugkanäle umfasst, - Wherein the gas channel arrangement (7) at least one suction-side gas channel (8) in particular comprising one or more air intake ducts,
- wobei die Gaskanalanordnung (7) mindestens einen abgasseitigen Gaskanal (9) wie insbesondere einen oder mehrere Abgaskanäle umfasst,  - wherein the gas channel arrangement (7) comprises at least one exhaust gas channel (9), in particular one or more exhaust gas channels,
- wobei die Gaskanalanordnung (7) gegebenenfalls, insbesondere abhängig von der Kolben- oder Ventilstellung, durch den Brennraum ( 0) oder durch die Brennräume (10) der Verbrennungskraftmaschine (1 ) geführt ist,  - wherein the gas channel arrangement (7) optionally, in particular depending on the piston or valve position, through the combustion chamber (0) or through the combustion chambers (10) of the internal combustion engine (1) is guided,
- und wobei die Gaskanalanordnung (7) gegebenenfalls mindestens einen Rückführkanal (1 1 ) wie insbesondere einen Abgasrückführkanal bzw. einen Hochdruckabgasrückführkanal umfasst. - And wherein the gas channel arrangement (7) optionally comprises at least one return duct (1 1) such as in particular an exhaust gas recirculation passage or a Hochdruckabgasrückführkanal.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, 5. Arrangement according to claim 4, characterized
- dass die Vorheizvorrichtung (3) oder zumindest das Heizelement (5) der Vorheizvorrichtung (3) entlang der Gaskanalanordnung (7) nach der  - That the preheating device (3) or at least the heating element (5) of the preheating device (3) along the gas channel arrangement (7) after the
Verbrennungskraftmaschine (1 ), also abgasseitig angeordnet ist,  Internal combustion engine (1), that is arranged on the exhaust side,
- und dass der durch die Vorheizvorrichtung (3) erzeugte, beheizte Gasstrom in und durch die Abgasnachbehandlungsanlage (2) geführt ist.  - And that the by the preheater (3) generated, heated gas stream in and through the exhaust aftertreatment system (2) is guided.
6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die 6. Arrangement according to claim 4, characterized in that the
Vorheizvorrichtung (3) oder zumindest das Heizelement (5) der Vorheizvorrichtung (3) entlang der Gaskanalanordnung (7) vor der Verbrennungskraftmaschine (1 ), also ansaugseitig angeordnet ist, und der durch die Vorheizvorrichtung (3) erzeugte, beheizte Gasstrom über eine Bypassleitung (12) wie insbesondere über den Rückführkanal (1 1 ) an dem Brennraum (10) oder an allen Brennräumen (10) der Verbrennungskraftmaschine (1 ) vorbei in und durch die  Preheating device (3) or at least the heating element (5) of the preheater (3) along the gas channel assembly (7) in front of the internal combustion engine (1), that is arranged on the suction side, and the heated gas flow generated by the preheating device (3) via a bypass line ( 12) as in particular via the return channel (1 1) on the combustion chamber (10) or on all combustion chambers (10) of the internal combustion engine (1) over in and through the
Abgasnachbehandlungsanlage (2) geführt ist.  Exhaust after-treatment system (2) is guided.
7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, 7. Arrangement according to claim 5 or 6, characterized
- dass eine Rezirkuiationsleitung (13) zur Rezirkulation des durch die  - That a recirculation line (13) for the recirculation of the through
Vorheizvorrichtung (3) erzeugten, beheizten Gasstroms vorgesehen ist,  Preheating device (3) generated, heated gas stream is provided
- dass die Rezirkuiationsleitung (13) entlang des Gasstroms nach der mindestens einen zu beheizenden Komponente (4) der Abgasnachbehandlungsanlage (2) abzweigt,  - That the Rezirkuationsleitung (13) branches off along the gas flow to the at least one component to be heated (4) of the exhaust aftertreatment system (2),
- und dass die Rezirkuiationsleitung (13) entlang des Gasstroms vor der mindestens einen zu beheizenden Komponente (4) der - And that the recirculation line (13) along the gas flow in front of at least one component (4) to be heated
Abgasnachbehandlungsanlage (2) in die Gaskanalanordnung (7) mündet.  Exhaust after-treatment system (2) opens into the gas channel arrangement (7).
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kühlleitung (18) zur Kühlung, zur Temperaturregelung oder zur 8. Arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that a cooling line (18) for cooling, for temperature control or for
Temperatursteuerung der Komponenten (4) der Abgasnachbehandlungsanlage (2) vorgesehen ist.  Temperature control of the components (4) of the exhaust aftertreatment system (2) is provided.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlleitung (18) zur Zuführung von kühlendem Gas in den abgasseitigen Gaskanal (9) mündet. 9. Arrangement according to claim 8, characterized in that the cooling line (18) for supplying cooling gas in the exhaust gas channel (9) opens.
10. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein zumindest eine Komponente (4) umgehender Kanal (31 ) vorgesehen ist, in welchem die 10. Arrangement according to claim 1, characterized in that a at least one component (4) bypassing channel (31) is provided, in which the
Vorheizvorrichtung (3) angeordnet ist.  Preheating device (3) is arranged.
11 . Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die 11. Arrangement according to claim 10, characterized in that the
Fördervorrichtung (6) eine separate Fördervorrichtung (6) ist, die unabhängig vom Regelbetrieb der Verbrennungskraftmaschine (1 ) betreibbar ist oder die im  Conveying device (6) is a separate conveyor device (6) which is operable independently of the control mode of the internal combustion engine (1) or in the
Regelbetrieb der Verbrennungskraftmaschine (1 ) deaktiviert ist.  Regular operation of the internal combustion engine (1) is deactivated.
12. Anordnung nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die 12. Arrangement according to claim 10 or 1 1, characterized in that the
Fördervorrichtung (6) ein separater Verdichter, ein separates Gebläse, ein separater Kompressor oder eine separate Pumpe ist. 3. Anordnung nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die  Conveying device (6) is a separate compressor, a separate blower, a separate compressor or a separate pump. 3. Arrangement according to claim 10 or 11, characterized in that the
Fördervorrichtung (6) und das Heizelement (5) als ein integrales Bauteil ausgebildet sind.  Conveying device (6) and the heating element (5) are formed as an integral component.
14. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (5) stromabwärts oder stromaufwärts der Fördereinrichtung (6) angeordnet ist. 14. Arrangement according to one of claims 10 to 13, characterized in that the heating element (5) downstream or upstream of the conveyor (6) is arranged.
15. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein erster Reduktionsmittelinjektor (30) zum Einbringen eines 15. Arrangement according to one of claims 10 to 14, characterized in that at least one first reducing agent injector (30) for introducing a
Reduktionsmittels in die Gaskanalanordnung (7) vorgesehen ist, wobei der Kanal (31 ) stromaufwärts des Reduktionsmittelinjektors (30) in die Gaskanalanordnung (7) einmündet. Reductant is provided in the gas channel assembly (7), wherein the channel (31) opens into the gas channel arrangement (7) upstream of the reducing agent injector (30).
16. Verfahren zum Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine (1 ) mit einer 16. A method for operating an internal combustion engine (1) with a
Abgasnachbehandlungsanlage (2) und einer Vorheizvorrichtung (3), insbesondere ausgestaltet nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch  Exhaust after-treatment system (2) and a preheating device (3), in particular designed according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass ein durch mindestens ein Heizelement (5) der  characterized in that a by at least one heating element (5) of the
Vorheizvorrichtung (3) beheizter Gasstrom unter Verwendung einer  Preheater (3) heated gas flow using a
Fördervorrichtung (6) zumindest durch einen Teil der  Conveying device (6) at least through a part of
Abgasnachbehandlungsanlage (2) gefördert wird.  Exhaust after-treatment system (2) is promoted.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, 17. The method according to claim 16, characterized
- dass der Gasstrom durch eine Gaskanalanordnung (7) gefördert wird, wobei die Gaskanalanordnung (7) zum Transport der Verbrennungsgase durch die  - That the gas flow through a gas channel arrangement (7) is conveyed, wherein the gas channel arrangement (7) for transporting the combustion gases through the
Verbrennungskraftmaschine (1 ) und durch die Abgasnachbehandlungsanlage (2) eingerichtet ist.  Internal combustion engine (1) and by the exhaust aftertreatment system (2) is arranged.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasstrom im Verlauf der Gaskanaianordnung nach der Verbrennungskraftmaschine (1 ), also abgasseitig, von der Vorheizvorrichtung (3), insbesondere von dem Heizelement (5) der Vorheizvorrichtung (3) beheizt wird. 18. The method according to claim 17, characterized in that the gas flow in the course of Gaskanaianordnung after the internal combustion engine (1), ie exhaust side, of the preheater (3), in particular of the heating element (5) of the preheater (3) is heated.
19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, 19. The method according to claim 17, characterized
- dass der Gasstrom im Verlauf der Gaskanalanordnung vor der  - That the gas flow in the course of the gas channel arrangement before
Verbrennungskraftmaschine (1 ), also ansaugseitig, von der Vorheizvorrichtung (3), insbesondere von dem Heizelement (5) der Vorheizvorrichtung (3) beheizt wird, Internal combustion engine (1), ie suction side, from the preheater (3), in particular from the heating element (5) of the preheater (3) is heated,
- und dass der durch die Vorheizvorrichtung (3) erzeugte, beheizte Gasstrom über eine Bypassleitung (12) wie insbesondere über den Rückführkanal (1 1 ) an dem Brennraum (10) oder an allen Brennräumen (10) der Verbrennungskraftmaschine (1 ) vorbei in und durch die Abgasnachbehandlungsanlage (2) geführt wird. - And that the by the preheater (3) generated, heated gas flow via a bypass line (12) in particular via the return duct (1 1) on the combustion chamber (10) or on all combustion chambers (10) of the internal combustion engine (1) over in and through the exhaust aftertreatment system (2) is guided.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, 20. The method according to any one of claims 17 to 19, characterized
- dass der beheizte Gasstrom durch eine Rezirkulationsleitung (13) gefördert wird, - That the heated gas stream is conveyed through a recirculation line (13),
- dass der Gasstrom nach der mindestens einen zu beheizenden Komponente (4) der Abgasnachbehandlungsanlage (2) aus der Gaskanalanordnung (7) in die Rezirkulationsleitung (13) gefördert wird, und - dass der Gasstrom entlang der Gaskanalanordnung (7) vor der mindestens einen zu beheizenden Komponente (4) der Abgasnachbehandlungsanlage (2) aus der Rezirkulationsleitung (13) in die Gaskanalanordnung (7) gefördert wird. - That the gas stream after the at least one component to be heated (4) of the exhaust aftertreatment system (2) from the gas channel assembly (7) in the recirculation line (13) is promoted, and - That the gas flow along the gas channel arrangement (7) before the at least one component to be heated (4) of the exhaust aftertreatment system (2) from the recirculation line (13) is conveyed into the gas channel arrangement (7).
21 . Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasstrom zur Kühlung, zur Temperaturregelung oder zur 21. Method according to one of claims 16 to 20, characterized in that the gas stream for cooling, for temperature control or for
Temperatursteuerung der Komponenten (4) der Abgasnachbehandlungsanlage (2) in einer Kühlleitung (18) gekühlt wird.  Temperature control of the components (4) of the exhaust aftertreatment system (2) in a cooling line (18) is cooled.
22. Verfahren nach Anspruch 16 dadurch gekennzeichnet, dass ein durch mindestens ein in einem zumindest eine Komponente (4) umgehenden Kanal (31 ) 22. The method according to claim 16, characterized in that a by at least one in at least one component (4) bypassing channel (31)
angeordnetes Heizelement (5) der Vorheizvorrichtung (3) beheizter Gasstrom unter Verwendung einer Fördervorrichtung (6) über eine Gaskanalanordnung (7) durch die Abgasnachbehandlungsanlage (2) gefördert wird.  arranged heating element (5) of the preheater (3) heated gas stream using a conveyor device (6) via a gas channel arrangement (7) through the exhaust aftertreatment system (2) is promoted.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasstrom im Verlauf der Gaskanalanordnung (7) nach der Verbrennungskraftmaschine (1 ), also abgasseitig, von der Vorheizvorrichtung (3), insbesondere von dem Heizelement (5) der Vorheizvorrichtung (3) beheizt wird. 23. The method according to claim 22, characterized in that the gas stream in the course of the gas channel arrangement (7) after the internal combustion engine (1), ie exhaust side, of the preheater (3), in particular of the heating element (5) of the preheater (3) heated becomes.
24. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass der beheizte Gasstrom stromaufwärts oder stromabwärts der zu beheizenden Komponente (4) der Abgasnachbehandlungsanlage (2) vom Kanal (31 ) in die Gaskanalanordnung (7) gefördert wird. 24. The method according to claim 22 or 23, characterized in that the heated gas stream upstream or downstream of the component to be heated (4) of the exhaust aftertreatment system (2) from the channel (31) is conveyed into the gas channel arrangement (7).
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