(57)【要約】  リーンエンジン（１）の排ガスは、排ガス規制を遵守するために、すす粒子及び窒素酸化物から解放されなければならない。この課題のために、排ガス浄化装置は通常、すすフィルタ（６）と、窒素酸化物を除去するための触媒（７）とを有している。すすフィルタ内で分離されたすすは、定期的に、排ガス温度をすす着火温度に昇温することにより燃焼されなければならない。このプロセスは、窒素酸化物を除去するための触媒を熱的に損傷させる場合がある。リーンエンジンのシリンダを２つのグループ（２，２′）に分け、その排ガスを、それぞれ１つのすすフィルタ（６，６′）を有し、合流部（４）で１つの共通の排ガス管路（５）に合流する、割り当てられた２つの排ガス管路（３，３′）に放出することを提案する。前記共通の排ガス管路は、窒素酸化物を除去するための触媒を有する。両すすフィルタの時間的に互いにずらされた再生により、共通の排ガス管路内の排ガス温度は、通常運転の排ガス温度と再生運転の排ガス温度との間の中間的な温度に制限され、窒素酸化物を除去するための触媒を傷めずに済む。
2010516948.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のシリンダを備えるリーンエンジン（１）の排ガス装置内のすすフィルタを再生する方法であって、第１の排ガス管路（３）が第１のグループのシリンダ（２）の排ガスを受容し、第２の排ガス管路（３′）が第２のグループのシリンダ（２′）の排ガスを受容し、各排ガス管路がすすフィルタ（６，６′）を備え、両排ガス管路がすすフィルタの下流で１つの共通の排ガス管路（５）に開口し、両グループのシリンダの排ガスが混合され、エンジンの通常運転中、両排ガス管路内に同じ排ガス条件が存在し、エンジンにより生成されたすすがすすフィルタにより排ガスからろ過捕集される、複数のシリンダを備えるリーンエンジン（１）の排ガス装置内のすすフィルタを再生する方法において、両すすフィルタ（６，６′）を時間的に互いにずらして再生すべく、対応する排ガス管路内の排ガス温度をすす着火温度に上昇させる一方、他方の排ガス管路内では引き続き通常の排ガス条件が存在し、前記共通の排ガス管路（５）内の排ガス温度が、通常運転の排ガス温度と再生時の排ガス温度との間の中間の温度を取るようにし、かつ混合された排ガス流に含まれる窒素酸化物を脱硝触媒（７）において反応させることを特徴とする、複数のシリンダを備えるリーンエンジンの排ガス装置内のすすフィルタを再生する方法。
【請求項２】
排ガス温度をすすフィルタの再生のためにエンジン側の手段によりすす着火温度に上昇させる、請求項１記載の方法。
【請求項３】
排ガス温度を燃料の後噴射、遅い燃焼位置、多段の燃焼又は前記手段の組み合わせによりすす着火温度に上昇させる、請求項２記載の方法。
【請求項４】
排ガス温度をすすフィルタの再生のために外的な加熱によりすす着火温度に上昇させる、請求項１記載の方法。
【請求項５】
すすフィルタを酸化触媒でコーティングしておき、それぞれのすすフィルタの上流で炭化水素又は炭化水素の分解生成物を噴射し、炭化水素又は炭化水素の分解生成物を酸化触媒において接触燃焼させることによって、排ガス温度をすす着火温度に上昇させる、請求項１記載の方法。
【請求項６】
第１及び第２の排ガス管路においてすすフィルタの上流にそれぞれ１つの酸化触媒を設けておき、それぞれの酸化触媒の上流で炭化水素又は炭化水素の分解生成物を噴射し、炭化水素又は炭化水素の分解生成物を酸化触媒において接触燃焼させることによって、排ガス温度をすす着火温度に上昇させる、請求項１記載の方法。
【請求項７】
すすフィルタ（６，６′）にすす着火コーティングを施すことによって、すす着火温度を下げる、請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記共通の排ガス管路内の窒素酸化物を脱硝触媒としてのＳＣＲ触媒、窒素酸化物吸蔵触媒又はＨＣ−ＤｅＮＯｘ触媒により除去する、請求項１記載の方法。
【請求項９】
排ガスを第１及び第２の排ガス管路において、まず酸化触媒（９，９′）を介して案内し、その後、すすフィルタ（６，６′）を介して案内する、請求項１記載の方法。
【請求項１０】
排ガスを第１及び第２の排ガス管路において、まず酸化触媒（９，９′）を介して案内し、その後、すすフィルタ（６，６′）を介して案内し、次いで、窒素酸化物吸蔵触媒（１０，１０′）を介して案内する、請求項８記載の方法。
【請求項１１】
複数のシリンダを備えるリーンエンジン（１）の排ガス装置であって、第１の排ガス管路（３）が第１のグループのシリンダ（２）に接続され、第２の排ガス管路（３′）が第２のグループのシリンダ（２′）に接続されており、各排ガス管路がすすフィルタ（６，６′）を備え、両排ガス管路がすすフィルタの下流で１つの共通の排ガス管路（５）に開口している形式のものにおいて、前記共通の排ガス管路が脱硝触媒（７）を備えることを特徴とする、複数のシリンダを備えるリーンエンジンの排ガス装置。
【請求項１２】
各すすフィルタ（６，６′）の上流に酸化触媒（９，９′）が配置されている、請求項１１記載の排ガス装置。
【請求項１３】
各すすフィルタ（６，６′）の下流に窒素酸化物吸蔵触媒（１０，１０′）が配置されている、請求項１２記載の排ガス装置。
【請求項１４】
各すすフィルタ（６，６′）の上流及び下流の少なくとも一方に窒素酸化物吸蔵触媒（１０，１０′）が配置されている、請求項１１記載の排ガス装置。
【請求項１５】
脱硝触媒（７）がＳＣＲ触媒、窒素酸化物吸蔵触媒又はＨＣ−ＤｅＮＯｘ触媒である、請求項１１から１４までのいずれか１項記載の排ガス装置。
【請求項１６】
脱硝触媒（７）がＳＣＲ触媒であり、前記共通の排ガス管路（５）においてＳＣＲ触媒の上流に、アンモニア又は分解してアンモニアを生成する化合物を噴射するための調量装置（８）が配置されている、請求項１５記載の排ガス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、再生中の窒素酸化物のエミッションを低減可能な、リーンエンジン（Ｍａｇｅｒｍｏｔｏｒ）の排ガス装置内のすすフィルタ（Ｒｕｓｓｆｉｌｔｅｒ）を再生する方法に関する。
【０００２】
リーンエンジンは、その運転時間の大部分をリーンな空気／燃料混合物で運転される。リーンエンジンには、ディーゼルエンジン及びリーン運転されるオットーエンジンが属する。
【０００３】
空気質を改善するため、欧州その他の工業国の排ガス規制は強化される一方である。欧州議会の議決にしたがって、Ｅｕｒｏ５の基準値が、２００９年９月１日から、新車について発効する予定であり、Ｅｕｒｏ６の基準値が、２０１４年９月１日から発効する予定である。Ｅｕｒｏ５によれば、ディーゼル車両に関して、窒素酸化物の基準値は、１８０ｍｇ／ｋｍに設定され、すす粒子の基準値は、５ｍｇ／ｋｍに設定される。Ｅｕｒｏ６によれば、窒素酸化物の基準値は、８０ｍｇ／ｋｍまで引き下げられる。それどころか、カリフォルニアでは、既に２００７年から５０ｍｇＮＯｘ／マイル及び１０ｍｇすす／マイルの基準値が有効である。
【０００４】
リーンエンジンは、その排ガス中に有害物質として未燃の炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物及びすすを含有する。排ガス中の窒素酸化物及びすすの濃度に関する所定の基準値は、もはやエンジン内部での対策単独で遵守することは不可能であり、この目的のために、排ガス後処理が必要である。窒素酸化物は、窒素酸化物吸蔵触媒又はＳＣＲ触媒により転化され、すすはすすフィルタによりろ過捕集され得る。すすフィルタは、５００〜１０００ｋｍの走行毎に再生されなければならない。再生は、排ガス温度を５５０℃よりも高くして、フィルタ内に堆積したすすを燃焼させることによって行われる。しかし、約１５分間続くすすフィルタの再生は、窒素酸化物基準値の遵守を困難にする。窒素酸化物還元のために使用される触媒の触媒活性は、フィルタ再生時に生じるような高温時は低い。さらに、高い排ガス温度は、触媒を損傷する。
【０００５】
本発明は、窒素酸化物を転化するための触媒とすすフィルタとを備えるリーンエンジンにおける排ガス後処理に係る。以下では、窒素酸化物を転化するための触媒を脱硝触媒（Ｅｎｔｓｔｉｃｋｕｎｇｓｋａｔａｌｙｓａｔｏｒ）とも呼ぶ。
【０００６】
ＤＥ１０３９３１８４Ｔ５（ＵＳ７０５５３１１Ｂ２に対応）には、複数のシリンダを備えるディーゼルエンジンのための２系統の排ガス浄化装置が記載されている。この排ガス浄化装置は、第１のグループのシリンダの排ガスのための第１の排ガス管路と、第２のグループのシリンダの排ガスのための第２の排ガス管路とを備える。各排ガス管路には、窒素酸化物吸蔵触媒、及び場合によってはすすフィルタが配置されている。両排ガス管路は、吸蔵触媒の下流の開口部で合流し、１つの共通の排ガス管路を形成している。この共通の排ガス管路は、酸化触媒を備える。第１及び第２の排ガス管路内の排ガスの組成は、互いに無関係に電子式のエンジン制御により調節される。その結果、一方の管路内の排ガスは、吸蔵触媒の再生のためにリッチ化され、他方の管路内の排ガスは、リーンである。リッチ化及びリーン化は、共通の排ガス管路内での両排ガス流の合流後、リーンな排ガスが存在し、還元剤の可能なスリップが酸化触媒において酸化されるように調節される。
【０００７】
本特許出願の発明者が確認したように、ＤＥ１０３９３１８４Ｔ５の排ガス浄化装置は、エンジンから放出される窒素酸化物をすすフィルタの再生中に無害の成分に変換することはできない。
【０００８】
それゆえ本発明の課題は、すすフィルタの再生中も窒素酸化物の高い転化率を保証し、すすフィルタの再生中の脱硝触媒の温度負荷を減じる方法を提供することである。さらに本発明の課題は、このために適した排ガス装置を提供することである。
【０００９】
この課題は、請求項１に記載の方法により解決される。本発明に係る複数のシリンダを備えるリーンエンジンの排ガス装置内のすすフィルタを再生する方法は、第１の排ガス管路が第１のグループのシリンダの排ガスを受容し、第２の排ガス管路が第２のグループのシリンダの排ガスを受容し、各排ガス管路がすすフィルタを備え、両排ガス管路がすすフィルタの下流で１つの共通の排ガス管路に開口し、両グループのシリンダの排ガスが混合され、エンジンの通常運転中、両排ガス管路内に同じ排ガス条件が存在し、エンジンにより生成されたすすがすすフィルタにより排ガスからろ過捕集される、複数のシリンダを備えるリーンエンジンの排ガス装置内のすすフィルタを再生する方法において、両すすフィルタを時間的に互いにずらして再生すべく、対応する排ガス管路内の排ガス温度をすす着火温度に上昇させる一方、他方の排ガス管路内では引き続き通常の排ガス条件が存在し、前記共通の排ガス管路内の排ガス温度が、通常運転の排ガス温度と再生時の排ガス温度との間の中間の温度を取るようにし、かつ混合された排ガス流に含まれる窒素酸化物を脱硝触媒において反応させることを特徴とする。本発明の有利な形態は、従属請求項に係る発明である。好ましくは、排ガス温度をすすフィルタの再生のためにエンジン側の手段によりすす着火温度に上昇させる。好ましくは、排ガス温度を燃料の後噴射、遅い燃焼位置、多段の燃焼又は前記手段の組み合わせによりすす着火温度に上昇させる。好ましくは、排ガス温度をすすフィルタの再生のために外的な加熱によりすす着火温度に上昇させる。好ましくは、すすフィルタを酸化触媒でコーティングしておき、それぞれのすすフィルタの上流で炭化水素又は炭化水素の分解生成物を噴射し、炭化水素又は炭化水素の分解生成物を酸化触媒において接触燃焼させることによって、排ガス温度をすす着火温度に上昇させる。好ましくは、第１及び第２の排ガス管路においてすすフィルタの上流にそれぞれ１つの酸化触媒を設けておき、それぞれの酸化触媒の上流で炭化水素又は炭化水素の分解生成物を噴射し、炭化水素又は炭化水素の分解生成物を酸化触媒において接触燃焼させることによって、排ガス温度をすす着火温度に上昇させる。好ましくは、すすフィルタにすす着火コーティングを施すことによって、すす着火温度を下げる。好ましくは、前記共通の排ガス管路内の窒素酸化物を脱硝触媒としてのＳＣＲ触媒、窒素酸化物吸蔵触媒又はＨＣ−ＤｅＮＯｘ触媒により除去する。好ましくは、排ガスを第１及び第２の排ガス管路において、まず酸化触媒を介して案内し、その後、すすフィルタを介して案内する。好ましくは、排ガスを第１及び第２の排ガス管路において、まず酸化触媒を介して案内し、その後、すすフィルタを介して案内し、次いで、窒素酸化物吸蔵触媒を介して案内する。さらに本発明に係る複数のシリンダを備えるリーンエンジンの排ガス装置は、第１の排ガス管路が第１のグループのシリンダに接続され、第２の排ガス管路が第２のグループのシリンダに接続されており、各排ガス管路がすすフィルタを備え、両排ガス管路がすすフィルタの下流で１つの共通の排ガス管路に開口している形式のものにおいて、前記共通の排ガス管路が脱硝触媒を備えることを特徴とする。本発明の有利な形態は、従属請求項に係る発明である。好ましくは、各すすフィルタの上流に酸化触媒が配置されている。好ましくは、各すすフィルタの下流に窒素酸化物吸蔵触媒が配置されている。好ましくは、各すすフィルタの上流及び下流の少なくとも一方に窒素酸化物吸蔵触媒が配置されている。好ましくは、脱硝触媒がＳＣＲ触媒、窒素酸化物吸蔵触媒又はＨＣ−ＤｅＮＯｘ触媒である。好ましくは、脱硝触媒がＳＣＲ触媒であり、前記共通の排ガス管路においてＳＣＲ触媒の上流に、アンモニア又は分解してアンモニアを生成する化合物を噴射するための調量装置が配置されている。
【００１０】
本方法は、複数のシリンダを備え、第１の排ガス管路が第１のグループのシリンダの排ガスを受容し、第２の排ガス管路が第２のグループのシリンダの排ガスを受容するようになっているリーンエンジンを前提とする。各排ガス管路は少なくとも１つのすすフィルタを有する。両排ガス管路は、すすフィルタの下流で１つの共通の排ガス管路に開口する。窒素酸化物の反応のために、この共通の排ガス管路は脱硝触媒を有する。エンジンの通常運転中、両排ガス管路内には同じ排ガス条件が成立している。エンジンにより生成されるすすは、すすフィルタにより排ガスからろ過捕集され、窒素酸化物は、脱硝触媒により転化される。本方法は、両すすフィルタが時間的に互いにずらされて再生されるという特徴を有する。このために、該当する排ガス管路内の排ガスの温度がすす着火温度に昇温される一方、他方の排ガス管路内には、引き続き通常の排ガス条件が成立している。前記共通の排ガス管路内で両排ガス流は混合される。それゆえ、混合された排ガスは、通常運転の排ガス温度と再生時の排ガス温度との間に位置する中間的な温度を取る。共通の排ガス管路における混合された排ガス流に含まれる窒素酸化物は、脱硝触媒において反応させられて無害の成分に転化される。
【００１１】
エンジンの通常運転は、車両が市街地を走行しているとき、及び高速道路を過度に高い速度で走行していないときの通常の走行中の運転状態を意味する。排ガス温度は、この運転状態に関して１５０℃〜４００℃の範囲にある。通常運転と、両すすフィルタの一方におけるすすの燃焼のための再生運転は区別されなければならない。排ガス温度、ひいてはすすフィルタの温度は、この目的ですす着火温度に昇温されなければならない。すす着火温度の高さは、すすフィルタにすす着火コーティング（Ｒｕｓｓｚｕｅｎｄｂｅｓｃｈｉｃｈｔｕｎｇ）が施されているか否かに依る。一般に、すす着火温度は、通常運転中の排ガス温度を上回る。
【００１２】
通常運転中、両グループのシリンダは、リーンな空気／燃料混合物で運転される。それゆえ、排ガスは両排ガス管路においてリーンである。すすの燃焼によって一方のすすフィルタを再生するために、対応する排ガス管路内の排ガス温度は、すす着火温度に昇温されなければならない。対応するグループのシリンダは、引き続きリーンな空気／燃料混合物で運転される。これにより、排ガスはリーンのままであり、すすを酸化することができる。つまり、本方法によれば、両排ガス管路内の排ガスは、フィルタの再生中リーンのままである。
【００１３】
従来慣用の排ガス浄化装置では、脱硝触媒が同じ排ガス系統においてすすフィルタの上流側又は下流側に配置されており、それゆえ、フィルタ再生中、フィルタと同じ高温の排ガスで負荷される。この高い温度では、窒素酸化物吸蔵触媒の触媒活性は低く、排ガス中に含まれる窒素酸化物は、まったく転化されない。本発明のポジティブな効果は、通常運転中の一方のグループのシリンダからの比較的低温の排ガスが、再生運転中の他方のグループのシリンダからの高温の排ガスと、脱硝触媒を介して案内される前に混合されることに基づいている。これにより、混合された排ガス流の生じた排ガス温度は、脱硝触媒の最適な温度範囲内にあり、これにより、窒素酸化物の良好な転化率を可能にする。さらに、これにより、脱硝触媒の熱劣化は軽減される。
【００１４】
本発明のために適した脱硝触媒及びその運転形式は、当業者に公知である。脱硝触媒には、窒素酸化物吸蔵触媒、ＳＣＲ触媒及びＨＣ−ＤｅＮＯｘ触媒が属する。
【００１５】
窒素酸化物吸蔵触媒を使用した場合、リーンエンジンは、リーンの排ガスとリッチの排ガスとを周期的に切り換えて運転されなければならない。約１〜２分間持続するリーン期間において、排ガス中に含まれる窒素酸化物は、吸蔵触媒に吸蔵され、リッチ期間中に再び放出され、リッチな排ガスの還元性の成分（未燃の炭化水素、一酸化炭素及び水素）と反応させられて窒素、二酸化炭素及び水にされる。リッチ期間は、数秒間持続するだけである。窒素酸化物吸蔵触媒の最適な動作温度は、２５０〜４００℃の範囲にある。５５０℃を上回る排ガス温度により、窒素酸化物吸蔵触媒は熱損傷を被る。
【００１６】
窒素酸化物吸蔵触媒の作業形式は、詳細に、ＳＡＥの刊行物であるＳＡＥ９５０８０９に記載されている。それによれば、リーン期間中、排ガス中に含まれる一酸化窒素は、二酸化窒素に酸化され、引き続いて硝酸塩として吸蔵される。一酸化窒素の酸化のために、吸蔵触媒は、触媒活性成分として一般的な白金、及び場合によってはパラジウムを含有する。窒素酸化物を硝酸塩として吸蔵するために、アルカリ金属、アルカリ土類金属及び希土類金属の塩基性の酸化物、炭酸塩又は水酸化物が役立つ。有利には、バリウム及びストロンチウムの塩基性化合物が使用される。適当な窒素酸化物吸蔵触媒は、例えば出願人の特許であるＵＳ６８５８１９３Ｂ２に記載されている。
【００１７】
ＳＣＲ触媒は、酸素を含む排ガス中に含まれる窒素酸化物をアンモニアの添加時に選択的に窒素に還元可能である。このために、アンモニア又は分解してアンモニアを生成する化合物は、ＳＣＲ触媒の上流で排ガス中に噴射されなければならない。ＳＣＲ触媒は、触媒活性成分として、酸化チタン、酸化タングステン及び酸化バナジウム等の酸性酸化物を含有する。卑金属、特に鉄又は銅により交換されているゼオライトも良好に適している。ゼオライトは、アンモニアのための特に高い吸蔵能力を有する。このことは、リーンエンジンの動的な運転中の排ガス組成の変動に対するその公差に対して肯定的な影響を有する。ＳＣＲ触媒の最適な動作温度は、約３００〜５００℃である。これにより、９０％を超える転化効率が達成可能である。
【００１８】
ＨＣ−ＤｅＮＯｘ触媒も、酸素を含む排ガス中に含まれる窒素酸化物を転化可能である。還元剤として、この場合、排ガス中に含まれる炭化水素、付加的に排ガス中に噴射される炭化水素、又は炭化水素の分解生成物が働く。この目的で、例えば燃料が排ガス中に噴射されてもよい。炭化水素による窒素酸化物の還元の選択率は、アンモニアによる窒素酸化物の還元より遙かに低い。それゆえ、この触媒の転化効率は、約２０〜６０％にすぎない。適切なＨＣ−ＤｅＮＯｘ触媒は、例えば銅により交換されているゼオライト又は担持された白金触媒である。その最適な作業領域は、組成に応じて、白金を含有する触媒では１５０〜２５０℃であり、ゼオライト系の触媒では３００〜５００℃である。
【００１９】
発明の課題のために、リーンエンジンからの排ガスのためのすべての公知のすすフィルタが使用可能である。例えばコーディエライト、チタン酸アルミニウム、炭化ケイ素等のセラミックからなる「壁流フィルタ（Ｗａｎｄｆｌｕｓｓｆｉｌｔｅｒ）」が特に適している。すすは、フィルタボディの流動通路の壁上に堆積する。これにより、連続的に排ガス背圧が上昇する。排ガス背圧が所定の限界値に到達すると、フィルタは、すすの燃焼により再生されなければならない。このために、排ガスの温度は、すす着火温度まで昇温されなければならない。この温度は、約６５０℃であり、すすフィルタを適当な触媒材料、いわゆる「すす着火コーティング」でコーティングすることにより、５０〜１５０℃低下させることができる。発明の課題のために、コーティングされたフィルタ及びコーティングされていないフィルタが使用可能である。
【００２０】
フィルタの場所における排ガス温度の昇温のために、種々異なる手段が適している。排ガス温度は、例えばエンジン側の手段によりすす着火温度に昇温可能である。この手段には、燃料の後噴射、遅い燃焼位置の設定、多段の燃焼、又はこれらの手段の組み合わせが属する。これに対して択一的に、すすフィルタは、例えば電気的な加熱等の外的な加熱によりすす着火温度に加熱されてもよい。別の可能性は、すすフィルタを酸化触媒でコーティングしておき、それぞれのすすフィルタの上流で炭化水素又は炭化水素の分解生成物を噴射し、炭化水素又は炭化水素の分解生成物をフィルタの触媒コーティングにおいて接触燃焼させることによって、排ガス温度をすす着火温度に上昇させることにある。
【００２１】
すすフィルタ及び脱硝触媒の本発明における配置は、別の触媒により補足されてもよい。例えばすすフィルタの上流に酸化触媒が配置されてもよい。酸化触媒は、排ガス中になお場合により含まれている未燃の炭化水素及び一酸化炭素を燃焼させる。酸化触媒は、下流に接続されたすすフィルタを再生する目的で加熱するためにも適している。このために、付加的な燃料をそれぞれの酸化触媒の上流で排ガス管路内に噴射して、酸化触媒において燃焼させて、排ガス温度をすす着火温度に昇温する。酸化触媒は、とりわけ白金及び／又はパラジウムを触媒活性成分として含有しており、当業者には公知である。
【００２２】
さらに窒素酸化物の転化は、各すすフィルタの上流又は下流にさらに１つの窒素酸化物吸蔵触媒が配置されることにより改善可能である。この窒素酸化物吸蔵触媒がフィルタの上流に配置されるか、又はフィルタがこの窒素酸化物吸蔵触媒でコーティングされると、その酸化作用は、直前で酸化触媒について説明したように、フィルタの温度を噴射された炭化水素の燃焼によりすす着火温度に昇温するために、リーンな排ガス条件下でも使用可能である。この場合、すすフィルタの再生後、やはり極めて高い排ガス温度を必要とする窒素酸化物吸蔵触媒の脱硫が接続されてもよい。しかし、脱硫のためには、排ガスがリッチ化されなければならない。この方法経過は、出願人のＥＰ１１５４１３０Ｂ１に記載されている。すすフィルタの再生後、排ガスはリッチ化され、窒素酸化物吸蔵触媒は脱硫される。
【００２３】
ＤＥ１０３９３１８４Ｔ１に記載の排ガス浄化装置の運転法に対して、本発明に係る方法は、かなりの利点を有している。ＤＥ１０３９３１８４Ｔ５によれば、場合によっては窒素酸化物吸蔵触媒に対して付加的に存在するすすフィルタも交互に、時々、対応する排ガス管路内の排ガス温度を５５０℃を超える温度に昇温させることにより再生される。しかし、この温度では、この排ガス管路内に配置される脱硝触媒はもはや、エンジンにより放出される窒素酸化物を吸蔵することはできない。それゆえ、窒素酸化物は、共通の排ガス管路内に存在する酸化触媒を介して環境に放出されてしまう。ここでは以下の視点に的を絞る。ＮＯとＮＯ２との間の化学平衡は、５５０℃の排ガス温度ではほぼ完全に、環境破壊性がそれ程高くない一酸化窒素の側にある。この排ガスが第２の排ガス管路からのより低温の排ガスと混合され、共通の排ガス管路内の酸化触媒を介して案内されると、含まれる一酸化窒素は、低い混合温度のために高い効率で、環境破壊性が極めて高い二酸化窒素へと酸化される。さらに、燃料節約のために、すすフィルタの再生は、有利には排ガス温度が初めから比較的高い高負荷でのエンジンの運転点において行われる。しかし、このような運転点において、ディーゼルエンジンは自ら、既により高い割合の窒素酸化物を放出する。つまり、この排ガス浄化装置では、すすフィルタの再生中、明らかに高められたＮＯ２エミッションが予測され得る。これに対して、ここで提案される方法は、すすフィルタの再生中の窒素酸化物放出を効果的に減じることが可能である。
【００２４】
本発明について以下に図１〜図２を参照しながら詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】種々異なる脱硝触媒の典型的な活性曲線を示す図である。
【図２】窒素酸化物のエミッションが減じられた、すすフィルタを再生する方法を実施するための排ガス浄化装置を示す図である。
【図３】窒素酸化物のエミッションが減じられた、再生する方法を実施するための排ガス浄化装置の別の実施の形態を示す図である。
【００２６】
図１は、本発明のために適した種々異なる脱硝触媒の活性曲線を示す。活性ウインドウ内において、窒素酸化物転化率は、低い排ガス温度から始まって、温度と共に急激に上昇し、程度の差こそあれ幅のある最大値を示した後、高温時に再び急速に低下する。図１に示すように、すすフィルタ若しくはパティキュレートフィルタの再生のための温度範囲は、脱硝触媒の活性ウインドウの上にある。脱硝触媒の活性は再生温度で既に著しく低下しているので、すすフィルタ及び脱硝触媒が同じ排ガス系統内にあるとき、付加的な手段がなければ、フィルタの再生中、排ガス中に含まれる窒素酸化物の大部分が未処理のまま放出されることになる。
【００２７】
図２は、本発明に係る方法を実施するための排ガス浄化装置を示す。符号１は、２つのシリンダバンク２，２′を備えるリーンエンジンを示す。これらのシリンダバンクの排ガスは、両排ガス管路３，３′に放出される。合流部４において、両排ガス管路３，３′は、１つの共通の排ガス管路５に統合されている。リーンエンジンの排ガス中に含まれるすすは、すすフィルタ６，６′により排ガスからろ過捕集される。リーンエンジンから放出される窒素酸化物の転化のために、前記共通の排ガス管路は、脱硝触媒７を備える。脱硝触媒７の例は、窒素酸化物吸蔵触媒、ＳＣＲ触媒又はＨＣ−ＤｅＮＯｘ触媒である。つまり、共通の排ガス管路内の窒素酸化物は、ＳＣＲ触媒、窒素酸化物吸蔵触媒又はＨＣ−ＤｅＮＯｘ触媒により除去される。
【００２８】
ＳＣＲ触媒の場合、触媒の上流に、アンモニア、又は分解してアンモニアを生成する化合物を噴射するための調量装置８が存在する。
【００２９】
図２において、すすフィルタ６が再生されなければならないと仮定する。それゆえ、シリンダバンク２は、排ガス温度が６００℃を上回って、すすが燃焼され得るように運転される。すすフィルタ６の再生中、第２のシリンダバンク２′は、車両の目下の走行状態に応じて「通常」運転される。図２において、排ガスがこの運転状態で約２００℃の温度を有すると仮定する。両排ガス流は、合流部４において混合されて、約３５０℃の混合温度を有する１つの共通の排ガス流を形成する。
【００３０】
図３は、方法を実施するための排ガス浄化装置の一態様を示す。すすフィルタ６，６′の上流には、それぞれ１つの酸化触媒又は窒素酸化物吸蔵触媒９，９′が排ガス管路内に組み込まれている。さらに、すすフィルタ６，６′の下流に、脱硝触媒、例えばそれぞれ１つの窒素酸化物吸蔵触媒１０，１０′が配置されていてもよい。
【００３１】
排ガス浄化装置のこの態様では、排ガスが第１及び第２の排ガス管路内で、まず酸化触媒９，９′を介して案内された後、すすフィルタ６，６′を介して案内される。引き続いて、排ガスは、さらに窒素酸化物吸蔵触媒１０，１０′を介して案内され得る。
【００３２】
さらに、脱硝触媒７の下流に、さらに１つの酸化触媒が接続されていてもよい。この酸化触媒は、大気中への還元剤のスリップを減じることができる。
【００３３】
図２及び図３は、リーンエンジンが、排ガスをそれぞれ対応付けられた排ガス管路に放出する２つの別個のシリンダバンクを備えることを前提としている。しかし、本方法は、列型エンジンでも使用可能である。シリンダの排ガスを２つの別個の排ガス管路に供給することに留意するだけでよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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