VERBRENNUNGSANORDNUNG MIT EINER BRENNKRAFTMASCHINE UND EINEM ABGASKANAL SOWIE VERFAHREN ZUR ABGASNACHBEHANDLUNG EINER BRENNKRAFTMASCHINE

申请号 EP12746083.0 申请日 2012-08-07 公开(公告)号 EP2761147A1 公开(公告)日 2014-08-06
申请人 Robert Bosch GmbH; 发明人 LOESCH, Stefan;
摘要 The invention relates to a combustion assembly having an internal combustion engine (10) and an exhaust system (50) connected to the internal combustion engine (10) and to a method for the exhaust treatment of an internal combustion engine (10), wherein the exhaust system (50) has an exhaust channel (51) for expelling an exhaust of the internal combustion engine (10) and a device for treating the exhaust. The internal combustion engine (10) has a combustion chamber (15) which is limited by a piston (20). The piston (20) borders a crankcase (30) on a side facing away from the combustion chamber (15). The crankcase (30) is configured so that, as a consequence of a movement of the piston (20), a gas, in particular air, is compressed in the crankcase (30). The crankcase (30) is connected to the exhaust system (50) so that the gas compressed in the crankcase (30) is supplied to the exhaust system (50).
权利要求
Ansprüche
1. Verbrennungsanordnung mit einer Brennkraftmaschine (10) und einer mit der Brennkraftmaschine (10) verbundenen Abgasanlage (50), wobei die Abgasanlage (50) einen Abgaskanal (51) zum Abführen eines Abgases der Brennkraftmaschine (10) und eine Vorrichtung zur Nachbehandlung des Abgases aufweist, wobei die Vorrichtung zur Nachbehandlung des Abgases am Abgaskanal (51) angeordnet ist, und wobei die Brennkraftmaschine (10) einen Brennraum (15) aufweist, der durch einen Kolben (20) begrenzt ist, und wobei der Kolben (20) auf einer dem Brennraum (15) abgewandten Seite ein Kurbelgehäuse (30) begrenzt, und wobei das Kurbelgehäuse (30) derart eingerichtet ist, dass infolge einer Bewegung des Kolbens (20) ein Gas, insbesondere Luft, im Kurbelgehäuse (30) verdichtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Kurbelgehäuse (30) derart mit der Abgasanlage (50) verbunden ist, dass das im Kurbelgehäuse (30) verdichtete Gas der Abgasanlage (50) zugeführt werden kann.
2. Verbrennungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (20) beweglich in einem Zylinder (18) angeordnet ist, wobei der Kolben (20) den Brennraum (15) und das Kurbelgehäuse (30) bis auf Leckageverluste zwischen dem Kolben (20) und dem Zylinder (18), fluiddicht voneinander trennt.
3. Verbrennungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasanlage (50) Fördermittel (60) und/oder Dosiermittel (70) umfasst, welche ein Fluid, insbesondere ein Fluid zur Abgasnachbehandlung, in den Abgaskanal (51) eindosieren.
4. Verbrennungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kurbelgehäuse (30) über eine Bypassleitung (33) mit dem Abgaskanal (51) der Abgasanlage (50) verbunden ist.
5. Verbrennungsanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördermittel (60) durch das verdichtete Gas aus dem Kurbelgehäuse (30) angetrieben werden.
6. Verbrennungsanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (20) in dem im Kurbelgehäuse (30) verdichteten Gas Druckschwankungen erzeugt, wobei die Druckschwankungen die Fördermittel (60) der Abgasanlage (50) zur Förderung des Fluides in den Abgaskanal (51) der Brennkraftmaschine (10) antreiben.
7. Verbrennungsanordnung nach einem der Ansprüche 3, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördermittel (60) eine Membranpumpe (62) umfassen.
8. Verbrennungsanordnung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasanlage (50) zumindest Dosiermittel (70) aufweist, wobei die Dosiermittel (70) an der Bypassleitung (33) angeordnet sind.
9. Verbrennungsanordnung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiermittel (70), zumindest teilweise, von der Bypassleitung (33) ummantelt sind, wobei die Dosiermittel (70) durch das im Kurbelgehäuse (30) verdichtete und durch die Bypassleitung (33) strömende Gas gekühlt werden.
10. Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungsanordnung mit einer Brennkraftmaschine (10) und einer mit der Brennkraftmaschine (10) verbundenen Abgasanlage (50), wobei ein Abgas der Brennkraftmaschine (10) der Abgasanlage (50), welche einen Abgaskanal (51) und ein Vorrichtung zur Nachbehandlung des Abgases aufweist, zugeführt wird, wobei die Vorrichtung zur Nachbehandlung des Abgases am Abgaskanal (51) angeordnet wird, wobei ein Brennraum (15) der Brennkraftmaschine (10) durch einen Kolben (20) begrenzt wird, und wobei ein Kurbelgehäuse (30) durch eine dem Brennraum (15) abgewandte Seite des Kolbens (20) begrenzt wird, und wobei ein Gas, insbesondere Luft, durch eine Bewegung des Kolbens (20) im Kurbelgehäuse (30) verdichtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Kurbelgehäuse (30) derart mit der Abgasanlage (50) verbunden wird, dass das im Kurbelgehäuse (30) verdichtete Gas der Abgasanlage (50) zugeführt wird.
说明书全文

Beschreibung Titel

Verbrennungsanordnung mit einer Brennkraftmaschine und einem Abgaskanal sowie Verfahren zur Abgasnachbehandlung einer Brennkraftmaschine

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsanordnung mit einer Brennkraftmaschine und einer Abgasanlage sowie ein Verfahren zur Abgasnachbehandlung einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.

Bei Verbrennungsmotoren muss aufgrund der immer strenger werdenden Abgasnormen der Ausstoß von schädlichen Abgaskomponenten wie Rußpartikeln, unverbrannter Kohlenwasserstoffverbindungen oder Stickoxiden immer weiter reduziert werden. Zur Entfernung von Stickstoffoxiden kommen, insbesondere bei Dieselmotoren, sogenannte SCR-Katalysatoren zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden zum Einsatz. Aus der DE 199 61 947 ist bereits ein Abgasnachbehandlungssystem für einen Verbrennungsmotor bekannt, bei dem ein flüssiges Reduktionsmittel von einer Förderpumpe in eine Mischkammer gefördert wird. In der Mischkammer wird mittels Druckluft aus dem flüssigen Reduktionsmittel ein Aerosol erzeugt wird und dieses Aerosol über eine Aerosolleitung in den Abgaskanal des Verbrennungsmotors eindosiert. Ferner ist aus der DE 10 2005 034 704 bekannt, zur Regeneration eines Partikelfilters ein Regenerationsmittel in den Abgaskanal einzubringen. Aus der DE 69522311 ist bekannt, ein Kurbelgehäuse eines Verbrennungsmotors zum Komprimieren von Luft zu nutzen und diese komprimierten Luft zur Leistungssteigerung einem Ansaugkanal des Verbrennungsmotors zuzuführen.

Offenbarung

Die erfindungsgemäße Verbrennungsanordnung sowie das erfindungsgemäße Verfahren zur Abgasnachbehandlung einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben demgegenüber den Vorteil, dass die Bewegung des Kolbens genutzt wird, um ein Gas, insbesondere Luft im Kurbelgehäuse zu verdichten und dieses verdichtete Gas der Abgasanlage zuzuführen, wobei durch die Verdichtung des Gases im Kurbelgehäuse durch den Kolben der Brennkraftmaschine auf eine externe Versorgungseinrichtung für das Gas, beispielsweise einen Druckspeicher oder einen zusätzlichen Drucklufterzeuger, verzichtet werden kann. Somit kann eine Zufuhr des verdichteten Gases zur Abgasanlage ohne zusätzliche Komponenten und somit sehr preisgünstig realisiert werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der angegebenen Verbrennungsanordnung sowie des angegebenen Verfahrens möglich.

Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass der Kolben beweglich in einem Zylinder angeordnet ist, wobei der Kolben den Brennraum und das Kurbelgehäuse, bis auf Leckageverluste zwischen dem Kolben und dem Zylinder, fluid- dicht voneinander trennt. Durch eine fluiddichte Trennung von Brennraum und Kurbelgehäuse kann der von der Brennraumseite wirkende Druck auf den Kolben genutzt werden, um den Kolben bei seiner Bewegung in Richtung Kurbeige- häuse anzutreiben und im Kurbelgehäuse eine effektive Verdichtung des Gas zu erzielen, so dass es zu einem Druckanstieg im Kurbelgehäuse kommt. Durch die Abdichtung des Kurbelgehäuses gegenüber dem Brennraum wird hier ein Gasaustausch zwischen Kurbelgehäuse und Brennraum und somit ein Druckabbau im Kurbelgehäuse weitestgehend unterbunden.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Verbrennungsanordnung besteht darin, dass das Kurbelgehäuse über eine Bypassleitung mit dem Abgaskanal der Abgasanlage verbunden ist, wodurch das verdichtete Gas aus dem Kurbelgehäuse zur Abgasnachbehandlung im Abgaskanal oder zur Konditionierung des Abgaskanals genutzt werden kann.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Verbrennungsanordnung besteht darin, dass die Abgasanlage Fördermittel, welche ein Fluid, insbesondere ein Fluid zur Abgasnachbehandlung, beispielsweise wässrige Harnstofflösung oder einen Brennstoff der Brennkraftmaschine, in den Abgaskanal fördern. Alternativ ist ebenfalls mit Vorteil vorgesehen, dass die Abgasanlage Dosiermittel umfasst, welche das Fluid in den Abgaskanal eindosieren. Besonders vorteilhaft ist dabei eine Kombination aus Fördermitteln und Dosiermitteln, welche das Fluid aus einem Vorratsbehälter fördern und in den Abgaskanal der Brennkraftmaschine eindosieren. Insbesondere kann aber auch das Gas aus dem Kurbelgehäuse genutzt werden, um das durch die Fördermittel zugeführte Fluid zu zerstäuben oder um eine Verbrennung des Fluides im Abgaskanal zu fördern.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Fördermittel durch das verdichtete Gas aus dem Kurbelgehäuse angetrieben werden. Der Antrieb der Fördermittel durch das unter Druck stehende Fluid im Kurbelgehäuse bietet den Vorteil, auf einen zusätzlichen, mechanischen oder elektrischen, Antrieb für die Fördermittel zu verzichten. Dieser Verzicht erhöht nicht nur den Wirkungsgrad des Hubkol- benmotors, sondern reduziert parallel auch die Kosten. Alternativ ist mit Vorteil vorgesehen, dass durch den Kolben der Brennkraftmaschine in dem Kurbelgehäuse Druckschwankungen erzeugt werden, wobei durch die Druckschwankungen Impulse entstehen, welche entweder direkt, zur Förderung des Fluides, oder indirekt, zum Antrieb eines Fördermittels für das Fluid, genutzt werden können. Auch in dieser Ausführungsvariante kann auf weitere elektrische oder mechanische Energie für die Fördermittel verzichtet werden, wodurch sich der Montageaufwand reduziert, da keine zusätzlichen Leitungen, insbesondere nicht an schwer zugänglichen Stellen, verlegt beziehungsweise angeschlossen werden müssen.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass die Fördermittel eine Membranpumpe umfassen, welche durch die Druckschwankungen in dem Kurbelgehäuse angetrieben wird. Ist die Brennkraftmaschine ein Hubkolbenmotor, so wird durch die oszillierende Bewegung eines Kolbens des Hubkolbenmotors das Gas im Kurbelgehäuse des Hubkolbenmotors zyklisch verdichtet und expandiert, wodurch Druckschwankungen in dem Kurbelgehäuse entstehen. Diese Druckschwankungen lassen sich in einfacher Art und Weise nutzen, um eine Membranpumpe anzutreiben. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn eine, durch das Gas im Kurbelgehäuse angetriebene, Membranpumpe ein von dem Gas verschiedenes Fluid in den Abgaskanal fördert. Durch die Verwendung der Membranpumpe zur Förderung eines flüssigen Fluids wie wässriger Harnstofflösung oder Kraftstoff kann auf ein zusätzliches, von der Membranpumpe verschiedenes, Förderaggregat für das Fluid verzichtet werden. Dadurch kann die Anzahl der Bauteile reduziert werden, wodurch der Aufwand für Material und Montage reduziert wird. Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass die Dosiermittel an der By- passleitung angeordnet sind. Durch die Anordnung der Dosiermittel an der By- passleitung kann eine Eindosierung des Fluides in die Bypassleitung erfolgen. Durch eine entsprechende geometrische Gestaltung der Bypassleitung sowie einer gezielten Einleitung des verdichteten Gases aus dem Kurbelgehäuse in die Bypassleitung kann die Bypassleitung einfacher konditioniert werden, wodurch eine gleichmäßigere Verteilung des Fluids erreicht werden kann als bei einer direkten Eindosierung in den Abgaskanal. Zudem sind die Dosiermittel bei einer Anordnung an der Bypassleitung weniger thermisch belastet als bei einer Anordnung am Abgaskanal, wo die Dosiermittel durch das heiße Abgas im Abgaskanal beschädigt werden können.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Dosiermittel, zumindest teilweise, von der Bypassleitung ummantelt sind, wobei die Dosiermittel durch das in dem Kurbelgehäuse verdichtete und durch die Bypassleitung strömende Gas gekühlt werden. Durch eine Kühlung mit dem Gas aus dem Kurbelgehäuse kann auf einfache und kostengünstige Weise eine Kühlung der Dosiermittel bzw. des Fluides realisiert werden, wodurch eine thermische Schädigung der Dosiermittel sowie eine Zersetzung, Alterung oder Kristallisation des Fluides verhindert oder zumindest verlangsamt werden können.

Als weitere vorteilhafte Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Dosiermittel ein Dosierventil, insbesondere ein druckgesteuertes Dosierventil, oder einen Vergaser umfassen. Über ein Dosierventil kann die Menge des eindosierten Fluides gesteuert werden, so dass entsprechend der Abgasmenge, der Abgaszusammensetzung und/oder der Abgastemperatur jeweils eine bedarfsgerechte Menge an Fluid über das Dosierventil eindosiert werden kann. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn das Dosierventil als ein druckgesteuertes Dosierventil ausgeführt ist, welches in Abhängigkeit vom Druck in dem Kurbelgehäuse und/oder in einer Zufuhrleitung für das Fluid öffnet. Durch ein solches druckgesteuertes Dosierventil kann auf eine aufwendige elektrische oder pneumatische Ansteuerung des Dosierventils verzichtet werden, wodurch die thermische Belastbarkeit des Dosierventils steigt. Alternativ besteht eine vorteilhafte Weiterbildung darin, dass die Dosiermittel einen Vergaser für das Fluid umfassen. Ein Vergaser stellt eine weitere günstige Alternative zur Einbringung eines Fluides zur Unterstützung der Abgasnachbehandlung in den Abgaskanal dar, welche sich insbesondere für ein leicht verflüchtigendes Fluid, mit einem Siedepunkt deutlich unterhalb der im Betrieb der Brennkraftmaschine üblichen Temperaturen im Abgaskanal, eignet, um dieses Fluid in den gasförmigen Zustand zu überführen und in den Abgaskanal der Brennkraftmaschine einzudosieren.

Zeichnungen

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verbrennungsanordnung.

Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verbrennungsanordnung, mit Dosiermitteln an einer Bypassleitung, die das Kurbelgehäuse mit dem Abgaskanal verbindet. Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verbrennungsanordnung, mit einer Membranpumpe, welche durch Druckschwingungen im Kurbelgehäuse angetrieben wird.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verbrennungsanordnung, bei der Dosiermittel durch das Gas aus dem Kurbelgehäuse gekühlt werden.

Fig. 5 zeigt eine erfindungsgemäße Verbrennungsanordnung mit einem Zwei- Zylinder- Boxer- Motor.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen gemäß den Merkmalen der weiteren Ansprüche werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In den Figuren sind gleiche Bauteile oder Bauteile mit gleicher Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

In der Fig.l ist eine erfindungsgemäße Verbrennungsanordnung mit einer Brennkraftmaschine 10 dargestellt. Die Brennkraftmaschine 10 umfasst ein Kurbelgehäuse 30, in welchem eine Kurbelwelle 40 angeordnet ist. Die Kurbelwelle 40 ist über ein Pleuel 34 mit einem Kolben 20 der Brennkraftmaschine 10 verbunden. Der Kolben 20 der Brennkraftmaschine 10 ist in einem Zylinder 18 verschiebbar angeordnet. Die Brennkraftmaschine 10 weist einen Brennraum 15 auf, welcher über einen Einlass 12 mit einem Ansaugkanal 14 und über einen Auslass 13 mit einem Abgaskanal 51 einer Abgasanlage 50 verbunden ist. Dabei sind der Einlass 12 durch ein Ventil 17 und der Auslass 13 durch ein Ventil 19 verschließbar. Der Brennraum 15 der Brennkraftmaschine 10 wird im Zylinder 18 durch den Kolben 20 begrenzt, wobei eine Abdichtung des Brennraums 15 zwischen dem Kolben 20 und dem Zylinder 18 über Kolbenringe 35 am Kolben 20 erfolgt. An den Zylinder 18 schließt sich das Kurbelgehäuse 30 an. Der Kolben 20 ist über ein Pleuel 34 mit der Kurbelwelle 40 verbunden.

Das Kurbelgehäuse 30 der Brennkraftmaschine 10 ist über eine Leitung 16 mit dem Ansaugkanal 14 verbunden, wobei an dem Kurbelgehäuse 30 ein Einlassventil 38 angeordnet ist, über welches eine Verbindung zwischen Kurbelgehäuse 30 und der Leitung 16 verschließbar ist. Ferner ist das Kurbelgehäuse 30 über eine Bypassleitung 33 mit dem Abgaskanal 51 der Brennkraftmaschine 10 verbunden, wobei an dem Kurbelgehäuse 30 ein Auslassventil 39 angeordnet ist, über welches die Verbindung von Kurbelgehäuse 30 und Bypassleitung 33 verschließbar ist.

In der Abgasanlage 50 ist zur Reinigung des Abgases der Brennkraftmaschine 10 mindestens eine Vorrichtung 52, 54, 56 zur Abgasnachbehandlung angeordnet. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 sind in dem Abgaskanal drei Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung dargestellt, wobei zur Reinigung des Abgases der Brennkraftmaschine 10 in Abgasstrom richtung ein Oxidatlonskatalysator 52, ein Partikelfilter 54 und ein Katalysator 56 zur selektiven Reduktion von Stickstoffoxiden hintereinander geschaltet sind. Die Bypassleitung 33 mündet zwischen dem Auslass 13 der Brennkraftmaschine 10 und dem Oxidatlonskatalysator 52 in den Abgaskanal 50.

Die Brennkraftmaschine 10 saugt in bekannter Weise Luft durch die Ansaugkanal 14 an, welche in dem Brennraum 15 durch den Kolben 20 verdichtet wird. Ein Brennstoff wird in den Brennraum 15 eingespritzt, welcher sich mit der Luft im Brennraum 15 unter Bildung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches vermischt. Eine Kompression des Kraftstoff-Luft-Gemisches durch den Kolben 20 führt zu einem Anstieg von Druck und Temperatur im Brennraum 15, wobei die bei einer Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches freiwerdende Energie über den Kolben 20 und das Pleuel 34 die Kurbelwelle 40 in eine Rotation versetzen. Bei der Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches entsteht ein Abgas, welches durch den Kolben 20 in einem nächsten Arbeitsschritt über den Auslass 13 in den Abgaskanal 51 ausgeschoben wird. Durch eine translatorische Bewegung des Kolbens 20 im Zylinder 18 wird nicht nur die Luft im Brennraum 15 verdichtet, sondern parallel zu der Verdichtung des Brennraums 15 wird in diesem Zylinder 18 ein mit dem Kurbelgehäuse 30 verbundenes Fluidvolumen vergrößert, wodurch der Druck im Kurbelgehäuse 30 abnimmt. Dieser physikalische Effekt wird dazu genutzt, das Kurbelgehäuse 30 als„Luftpumpe" zur Einbringung von sogenannter„Sekundärluft" in den Abgaskanal 51 der Brennkraftmaschine 10 zu nutzen. In einer Kompressionsphase der Brennkraftmaschine 10 bewegt sich der Kolben 20 weg von der Kurbelwelle 40, wodurch ein Volumen im Kurbelgehäuse 30 vergrößert wird. Dabei sinkt der Druck im Kurbelgehäuse 30 unter einen Druck im Ansaugkanal 14, so dass Luft über das Einlassventil 38 aus dem Ansaugkanal 14 über die Leitung 16 in das Kurbelgehäuse 30 einströmen kann. Das Einlassventil 38 ist als druckgesteuertes Ventil ausgeführt, welches bei einer, insbesondere durch eine Federkraft einer Ventilfeder, festgelegten Druckdifferenz zwischen dem Druck im Kurbelgehäuse 30 und dem Druck in dem Ansaugkanal 14 öffnet. Die über das Einlassventil 38 in das Kurbelgehäuse 30 eingeströmte Luft wird durch eine Abwärtsbewegung des Kolbens 20 verdichtet, wobei der Druck im Kurbelgehäuse 30 über den Druck im Ansaugkanal 14 ansteigt und sich das Einlassventil 38 schließt. Durch die weitere Abwärtsbewegung des Kolbens 20 steigt der Druck im Kurbelgehäuse 30 weiter an, wobei ein Gasaustausch zwischen dem Brennraum 25 und dem Kurbelgehäuse durch den Kolben 20 und die Kolbenringe 35 bis auf Leckageverluste weitestgehend unterbunden wird. Bei Über- schreitung eines festen Druckschwellenwertes öffnet das Auslassventil 39 am Kurbelgehäuse 30, so dass die Luft aus dem Kurbelgehäuse 30 über die Bypassleitung 33 in den Abgaskanal 51 der Brennkraftmaschine 10 strömt. Die Einleitung der Luft in den Abgaskanal 51 erfolgt dabei zwischen dem Auslass 13 der Brennkraftmaschine 10 und dem Oxidationskatalysator 52, um durch eine exotherme Reaktion von der Luft mit unverbrannten Kohlenwasserstoffen im Abgaskanal 51 die Temperatur eines Abgases der Brennkraftmaschine 10 vor Eintritt in den Oxidationskatalysator 52 zu erhöhen, beispielsweise um den Oxidationskatalysator 52 in einer Kaltstartphase schneller auf Betriebstemperatur zu bringen.

Alternativ können die Vorrichtungen 52, 54, 56 zur Abgasnachbehandlung auch in einer anderen Reihenfolge angeordnet sein. Ebenfalls alternativ können eine oder zwei der drei beschriebenen Vorrichtungen zur Abgasnachbehandlung entfallen, ferner ist die Verwendung eines sogenannten„Drei- Wege- Katalysators" anstelle eines Oxidationskatalysators möglich, insbesondere wenn die Brennkraftmaschine 10 als Ottomotor oder Gasmotor ausgeführt ist. Ebenfalls alternativ ist vorgesehen, dass die Bypassleitung 33 an einer anderen Stelle, insbesondere vor dem Partikelfilter 54, in den Abgaskanal 51 mündet, um über die Einbringung der Sekundärluft eine Eintrittstemperatur des Abgases bei Eintritt in den Partikelfilter 54, insbesondere zur Regeneration des Partikelfilters 54, zu erhöhen. Ebenfalls ist vorgesehen, dass die Bypassleitung 33 sich gabelt und an mehreren Stellen in den Abgaskanal 51 mündet.

In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verbrennungsanordnung dargestellt. Die Brennkraftmaschine 10 ist als Einzylinder- Hubkolbenmotor ausgeführt. Die Abgasanlage 50 umfasst Dosiermittel 70, wobei die Dosiermittel 70 an der Bypassleitung 33 angeordnet und über ein Dosierventil 72 mit der Bypassleitung 33 verbunden sind. Die Dosiermittel 70 sind über eine Leitung 82 mit Fördermitteln 60 verbunden, wobei die Fördermittel 60 über eine weitere Leitung 81 mit einem Vorratsbehälter 80 für das Fluid zur Unterstützung der Abgasnachbehandlung der Brennkraftmaschine 10 verbunden sind. An dem Kurbelgehäuse 30 ist ein weiterer Ausgang 32 ausgebildet, wobei sich an den Ausgang 32 ein Auslasskanal 36 anschließt. In dem Auslasskanal 36 ist eine Turbine 66 angeordnet, welche über eine Welle 24 mit einen Förderelement 26 der Fördermittel 60 verbunden ist.

Über die Fördermittel 60 wird das Fluid zur Unterstützung der Abgasnachbehandlung aus dem Vorratsbehälter 80 den Dosiermitteln 70 zugeführt und über das Dosierventil 72 in die Bypassleitung 33 eindosiert. In der Bypassleitung 33 erfolgt eine Vermischung von dem Fluid und dem Gas aus dem Kurbelgehäuse 30, was zu einer gleichmäßigeren Verteilung des Fluides über den Querschnitt der Bypassleitung 33 führt. Die Fördermittel 60 werden durch das verdichtete Gas aus dem Kurbelgehäuse 30 angetrieben. Dabei erfolgt der Antrieb der Fördermittel 60 über die Turbine 66 im Auslasskanal 36 des Kurbelgehäuses 30. Das aus dem Kurbelgehäuse 30 austretende Gas treibt die Turbine 66 an, welche ihrerseits über die Welle 24 das Förderelement 26 in dem Fördermittel 60 antreibt.

Alternativ können die Dosiermittel 70 auch an dem Abgaskanal 51 angeordnet sein. Es ist möglich, das Fluid in den Dosiermitteln 70 anstelle durch ein Dosierventil 72 über einen Vergaser 74 der Bypassleitung 33 oder dem Abgaskanal 51 zuzuführen. Alternativ ist es möglich, dass die Fördermittel 60 über einen externen Antrieb, beispielsweise einen Antriebsriemen oder einen Elektromotor angetrieben werden. In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verbrennungsanordnung mit einer Brennkraftmaschine 10 dargestellt. An dem Kurbelgehäuse 30 sind zusätzlich zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 Fördermittel 60 angeordnet, welche in diesem Ausführungsbeispiel eine Membranpumpe 62 umfassen. Die Membranpumpe 62 weist ein Gehäuse 68 auf, an welchem eine Membran 63 befestigt ist. In dem Gehäuse 68 ist ein Förderraum 66 ausgebildet, welcher über ein Saugventil 64 und ein Druckventil 65 verschließbar ist. Die Membranpumpe 62 ist über eine Öffnung 69 im Gehäuse 68 fluidisch mit dem Kurbelgehäuse 30 verbunden. Ferner ist die Membranpumpe 62 über eine erste Leitung 81 mit einem Vorratsbehälter 80 für ein Hilfsmittel zur Unterstützung des Abgasnachbehandlung und über eine weitere Leitung 82 mit den Dosiermitteln 70, welche ein Dosierventil 72 umfassen, verbunden. Die Dosiermittel 70 sind am Abgaskanal 51 zwischen einem Partikelfilter 54 und einem Katalysator 56 zur selektiven Reduktion von Stickstoffoxiden angeordnet.

Durch die oszillierende Bewegung des Kolbens 20 im Zylinder 18 wird das Gas im Kurbelgehäuse 30 zyklisch, synchron zur Motordrehzahl bzw. Drehzahl der Kurbelwelle 40 verdichtet und expandiert, wobei sich ein Volumen eines Gases im Kurbelgehäuses 30 bei einem als Einzylinder-Motor ausgeführten Hubkolbenmotor während eines Hubes um das gesamte Hubvolumen des Hubkolbenmotors ändert. Dabei entstehen in dem Kurbelgehäuse 30 Druckschwankungen, welche auf die Membran 63 der Membranpumpe 62 wirken und somit in einem Förderraum 66 der Membranpumpe 62 zyklisch einen Unterdruck bzw. Überdruck erzeugen. Bei Unterdruck strömt das Fluid zur Unterstützung der Abgasnachbehandlung aus dem Vorratsbehälter 80 über die Leitung 81 durch das Saugventil 64 in den Förderraum 66 der Membranpumpe 62, wobei das Fluid bei Überdruck im Förderraum 66 über die Leitung 82 zu den Dosiermitteln 70 gefördert wird. Eine Luftversorgung des Kurbelgehäuses 30 kann bei diesem Ausfüh- rungsbeispiel entfallen. Alternativ ist vorgesehen, dass das Kurbelgehäuse 30 analog den Ausführungen zu Fig. 1 mit Luft versorgt wird und zur Druckerzeugung dient, wobei die unter Druck stehende Luft im Kurbelgehäuse 30 dazu genutzt werden kann, die Dosiermittel 70 zu kühlen. Durch die Kühlung der Dosiermittel 70 wird ein Altern, Auskristallisieren, Zersetzen oder eine Dampfblasenbildung des Fluides verhindert oder zumindest verlangsamt. Ferner wird die Gefahr einer thermischen Schädigung der Dosiermittel 70 reduziert, insbesondere falls sich eine Anordnung der Dosiermittel 70 direkt am Abgaskanal 51 aus räumlichen Restriktionen nicht vermeiden lässt. Zusätzlich ist alternativ vorgesehen, dass das Fluid in den Dosiermitteln 70 durch die im Kurbelgehäuse 30 unter Druck gesetzte Luft zerstäubt wird. Zum Zwecke einer Kühlung beziehungsweise einer Zerstäubung wird eine Bypassleitung 33 vom Kurbelgehäuse 30 zu den Dosiermittel 70 geführt. Alternativ kann für einige Fluide eine Eindosierung des Fluides auch über einen Vergaser 74 erfolgen, welcher anstelle des Dosierventils 72 am Abgaskanal 51 oder an der Bypassleitung 33 positioniert wird. Als Fluid können beispielsweise Kraftstoffe, insbesondere zur Anhebung einer Abgastemperatur, Regenerationsmittel für einen Partikelfilter oder Fluide, welche eine Reduktion von Schadstoffen im Abgas bewirken, beispielsweise eine wässrige Harnstoff lösung zur Reduktion von Stickstoffoxiden, verwendet werden.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verbrennungsanordnung, wobei die Dosiermittel 70 in der Bypassleitung 33 angeordnet sind. Die Dosiermittel 70 sind durch Stege 84, welche die Dosiermittel 70 in der Mitte der Bypassleitung 70 positionieren, fixiert. Die Dosiermittel 70 sind über eine Leitung 82 mit Fördermitteln 60 verbunden, wobei die Fördermittel 60 über eine weitere Leitung 81 mit einem Vorratsbehälter 80 für das Fluid verbunden sind. Der Antrieb der Fördermittel 60 erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel über eine zusätzliche Antriebsquelle, beispielsweise elektrisch, hydraulisch, pneumatisch oder mechanisch, insbesondere über einen nichtdargestellten Riemenantrieb, der mit der Brennkraftmaschine 10 verbunden ist. Das Fluid wird durch die Fördermittel 60 zu den Dosiermitteln 70 gefördert und von dort aus über das Dosierventil 72 in die Bypassleitung 33 eindosiert. Dabei werden die Dosiermittel 70 durch das verdichtete Gas aus dem Kurbelgehäuse 30, welches über das Auslassventil 39 in die Bypassleitung 33 und dort an den Dosiermittel 70 vorbeiströmt, gekühlt.

Alternativ können die Dosiermittel 70 auch an oder in einer Wand der Bypassleitung 33 angeordnet sein, so dass die Dosiermittel 70 nur teilweise von der Bypassleitung ummantelt sind. Neben der dargestellten Fixierung über die Stege 84 ist auch eine Fixierung über einen Klemmkörper oder eine andersartige Fixierung der Dosiermittel 70 im Bypasskanal 33 möglich. Ferner ist es möglich, dass die Dosiermittel 70 im Mündungsbereich der Bypassleitung 33 in den Abgaskanal 51 angeordnet sind, wobei das Dosierventil 72 das Fluid direkt in den Abgaskanal 51 dosiert.

In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verbrennungsanordnung dargestellt, wobei die Brennkraftmaschine 10 als Zweizylinder- Boxer-Motor ausgeführt ist. Die Kolben 20 der zwei Zylinder 18 sind beide an der Kurbelwelle 40 fixiert, wobei die Kurbelwelle 40 in einem gemeinsamen Kurbelgehäuse 30 für beide Zylinder 18 angeordnet ist. Es erfolgt eine Kraftübertragung der beiden Kolben 20 des Zweizylinder- Motors auf eine Kurbelwelle 40, welche in einem gemeinsamen Kurbelgehäuse 30 angeordnet ist. Bei 2 Zylinder-Boxer- Motoren kommt es durch die gegenläufige Bewegung der Kolben 20 des Boxermotors zu entsprechend starken Druckschwankungen im Kurbelgehäuse 30, so dass diese Druckschwankungen bzw. der Druck durch die Verdichtung des Gases im Kurbelgehäuse 30 effizient genutzt werden können. An dem Kurbelgehäuse 30 sind Fördermittel 60 angeordnet, wobei die Fördermittel 60 über eine Leitung 81 mit einem Vorratsbehälter 80 und über eine weitere Leitung 82 mit einer Bypassleitung 33 verbunden sind, welcher vom Kurbelgehäuse 30 zum Abgaskanal 51 führt.

Durch eine gegenläufige Bewegung der Zylinder 11 des Boxermotors wird das Volumen des Kurbelgehäuses 30 jeweils um das Hubvolumen beider Zylinder 11 vergrößert, bzw. reduziert. Dadurch kann eine gegenüber einem Einzylinder- Motor nochmals deutlich erhöhte Pumpleitung erzielt werden. Der Druck im Kurbelgehäuse 30 kann auch direkt zum Antrieb der Fördermittel 60 genutzt werden, beispielsweise indem die Expansion der verdichteten Luft eine Turbine 66 antriebt, welche ihrerseits die Fördermittel 60, insbesondere eine Pumpe, antreibt. Über die Fördermittel 60 wird das Fluid zur Unterstützung der Abgasnachbehandlung zu den Dosiermitteln 70 gefördert, welche beispielsweise eine Vergaser 74 oder ein Dosierventil 72 umfassen.

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