(57)【要約】本発明は、還元剤または還元剤前駆体を自動車の内燃エンジン（１４）の排気システム（１９）に供給するための方法および装置に関する。かかる方法および装置は、好ましくは、窒素酸化物を多く排出する内燃エンジンの排気ガスシステムに使用される。本発明による方法において、供給時間がまず決定される。次いで排気ガスのパラメータおよび／または還元剤の必要な量が測定され、還元剤の供給状態が規定される。次いで、供給状態が保存された状態に対応しない場合、還元剤が処理される。最後に、還元剤の排気システム（１９）への供給が行われる。この方法の工程は複数回反復される。この方法により、還元剤が、排気ガス温度にそれぞれ適切である状態で排気ガスシステムに供給することが可能になり、還元剤の完全な変換が行われ、それにより、選択的触媒還元も確実にされる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
保存された還元剤を内燃エンジン（１４）の排気システム（１９）に供給するための方法であって、少なくとも以下の工程：
ａ）供給時間を設定する工程と、
ｂ）少なくとも１つの排気ガスのパラメータまたは還元剤の量を測定する工程と、
ｃ）少なくとも前記排気ガスのパラメータまたは前記還元剤の量に応じて前記還元剤の供給状態を規定する工程であって、前記供給状態は凝集および／または化学成分の状態である、工程と、
ｄ）前記供給状態が保存された状態に対応していない場合、前記還元剤を処理する工程と、
ｅ）前記供給状態で前記還元剤を前記排気システム（１９）に供給する工程と、
を有し、工程ａ）〜ｅ）が複数回反復される、方法。
【請求項２】
工程ｂ）において、排気ガス温度が排気ガスのパラメータとして測定される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
工程ｅ）において、前記還元剤は、低い排気ガス温度において気体形態で供給され、高い排気ガス温度において液体形態で供給される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
工程ｃ）において、供給が気体形態で行われるべきであると決定された場合、工程ｄ）において、液体還元剤の排気ガスの外部での蒸発が行われる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記液体還元剤の排気ガスの外部での蒸発は、電気エネルギーによって行われる、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記還元剤は、最大１０ｍｌまでの量の場合、気体形態で供給され、それより多い量の場合、液体形態で供給される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
少なくとも１つの還元剤タンク（３）と、排気ライン（６）と、前記還元剤タンク（３）から前記排気ライン（６）までの少なくとも１つの接続ライン（４）とを有し、前記少なくとも１つの接続ライン（４）は、還元剤のための少なくとも１つの第１の流路（２０）および少なくとも１つの第２の流路（２１）を形成し、前記第１の流路（２０）または前記第２の流路（２１）のみが、以下の構成要素：
ａ）接触加熱器（２５）または
ｂ）加水分解触媒コンバータ（２６）
のうちの少なくとも１つを有して形成される、排気システム（１９）。
【請求項８】
接触加熱器（２５）と加水分解触媒コンバータ（２６）との組み合わせが提供され、少なくとも１つの蒸発器部分（１）が、好ましくはチタン層（２７）で内側が覆われ、少なくとも１つの電熱器（１５）を備えて、提供される、請求項７に記載の排気システム（１９）。
【請求項９】
少なくとも１つの注入ノズル（２２）が、前記排気システム（１９）内に液体形態で還元剤を供給するように設計され、前記注入ノズル（２２）は前記還元剤を微細に霧化するのに適している、請求項７または８に記載の排気システム（１９）。
【請求項１０】
調節可能な流れ偏向器（１３）が、前記少なくとも１つの接続ライン（４）に設けられ、前記流れ偏向器（１３）によって、前記第１の流路（２０）または前記第２の流路（２１）が選択的に作動され得る、請求項７〜９のいずれか一項に記載の排気システム（１９）。
【請求項１１】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法を実施するように設定された排気システム（１９）または請求項７〜１０のいずれか一項に記載の排気システム（１９）を有する自動車（２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、還元剤または還元剤前駆体を自動車の内燃エンジンの排気システムに供給するための方法および装置に関する。このタイプの還元剤供給方法および装置は、好ましくは、窒素酸化物を高排出する自動車の内燃エンジンの排気システムに使用される。
【背景技術】
【０００２】
内燃エンジンの排気ガスは、典型的に、環境に排出されることが望ましくない物質を含有する。それらは、特に、炭素粒子または煤粒子、一酸化炭素および／または窒素酸化物も含む。多くの国において、これらの物資に関して、その物質が内燃エンジンの排気ガス中に含有され得る最大範囲を規定する制限値が存在する。記載した種類の排出物の排出を減少させるために多くの方法が存在する。
【０００３】
内燃エンジンに供給される酸素および燃料の量の割合は、内燃エンジンの排気ガスの汚染物質含有量を決定すること、および排気ガス浄化に適切な方法を決定することに重要な役割を果たす。排気ガス浄化に関して、ラムダ値が１であることが有益である。これは、酸素および燃料の互いの正確な完全燃焼が起こり得るように、内燃エンジンに供給される酸素および燃料の量を意味する。
【０００４】
最近、１より大きいラムダ値で作動する内燃エンジンがより広範囲に使用されている。この内燃エンジンにおいて、過剰の酸素が存在する。この内燃エンジンは、例えば燃費の利点により特徴付けられている。しかしながら、有害な作用として、窒素酸化物（ＮＯＸ）の排出が著しく増加する。この問題に対抗するために、選択的触媒還元法が開発されている。ここで、内燃エンジンの排気ガスに、例えば、排気ガス中の窒素酸化物と反応するアンモニアおよび／もしくは尿素または対応する還元剤が供給され、無害の産物である窒素、酸素および水が産生される。
【０００５】
通常、アンモニアは排気ガス流に直接供給されない。アンモニアは保存することが困難である。尿素または尿素水溶液は保存するのにより適切である。商標名ＡｄＢｌｕｅである３２．５％の高純度の尿素水溶液を使用することが好ましい。次いで、アンモニアが、熱分解および／または加水分解によって尿素から生成される。約２５０℃の最低温度、および適切な場合、尿素が処理される加水分解的に作用する面がこの目的のために有益である。
【０００６】
尿素のアンモニアへの変換は、排気ガス流中で、または排気ガスに対して外部のいずれかで行われ得る。排気ガス内での変換の場合、尿素水溶液は、例えば液体（可能な場合、微細に霧化され、および／または気体形態）で排気ガスに供給される。続いて、尿素は排気ガス温度の影響下で、排気ガス流中で変換される。排気ガスの外部での変換の場合、変換は、排気ガス流が通過しないコンバータで行われる。コンバータの加熱はこの目的のために行われる。これは、典型的に、コンバータの外側を通して誘導される排気ガス流による熱伝導、または外部エネルギー源のいずれかで具現化される。ここで特に適切なものは、変換に必要とされる温度に迅速に到達できる電熱器である。還元剤前駆体のアンモニアへの外部変換の実施可能性に関して、特に参照が特許文献１に対してなされる。
【０００７】
尿素のアンモニアへの変換において、特に１より大きいラムダ値で作動し、従って、窒素酸化物を多く排出する、内燃エンジンの排気ガス温度が特に低いという問題がある。排気ガス温度は、多くの場合、尿素のアンモニアへの変換に十分でない。特に、都市交通で作動する自動車の場合、または例えば都市バスなどの実用車の用途のために稀に高荷重で作動する実用車の場合、変換に十分な排気ガス温度を生じることは非常に稀である。この理由のために、排気ガスの外部での変換または排気ガスの外部での尿素の蒸発は非常に重要である。この目的のために必要とされる多量の電気エネルギーは、内燃エンジンの効率性に対して不都合な作用を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２００７／１３１７８４Ａ１号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このことを出発点として考慮すると、本発明の目的は、従来技術に関して明らかとなった問題を少なくとも部分的に解決することである。特に、還元剤の変換が排気システムの異なる作動状態で確保される方法であって、同時にこの目的のために必要とされるエネルギーが減少される、方法を特定することを目的とする。さらに、同様に異なる作動状態において還元剤前駆体の最も起こりやすい変換を確保し、同時に少しのエネルギーで作動する装置を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的は、請求項１による方法および請求項７による排気システムによって達成される。従属請求項は、この方法および排気システムの有益な実施形態に関する。従属請求項に個々に特定された特徴は、任意の所望の技術的に有意な方法で互いに組み合わされてもよく、本発明のさらなる実施形態を提示する。本発明はまた、詳細な説明、特に図面と併せてさらに特徴付けられ、より正確に与えられる。
【００１１】
保存された還元剤を内燃エンジンの排気システムに供給するための本発明による方法は、少なくとも以下の工程：
ａ）供給時間を設定する工程と、
ｂ）少なくとも１つの排気ガスのパラメータまたは還元剤の量を測定する工程と、
ｃ）少なくとも前記排気ガスのパラメータまたは前記還元剤の量に応じて前記還元剤の供給状態を規定する工程であって、前記供給状態は少なくとも凝集または化学成分の状態である、工程と、
ｄ）前記供給状態が保存された状態に対応していない場合、前記還元剤を処理する工程と、
ｅ）前記供給状態で前記還元剤を前記排気システム（１９）に供給する工程と、
を有し、工程ａ）〜ｅ）が複数回反復される。
【００１２】
例えば、内燃エンジンの作動の間、供給時間は、規定された頻度で設定または決定されもよい。あるいは、供給時間は、内燃エンジンの回転速度またはサイクル頻度に応じて選択されてもよい。還元剤の連続供給もまた、本発明の関連内で可能である。従って、供給時間は、特に、還元剤の連続供給の間、特定の供給状態が規定されている供給時間を意味することと理解されるべきである。次いで、工程ａ）からｅ）は複数回反復され、個々の供給時間が互いに直接続いて、連続供給が内燃エンジンの全作動時間にわたって行われる。
【００１３】
工程ｂ）における排気ガスのパラメータの測定とは、特に、排気システム中および／または排気システム上の排気ガスのパラメータが、少なくとも１つのセンサおよび／または少なくとも１つの測定プローブによって測定されることを意味する。それに加えてまたは代替的に、排気システムに必要とされる還元剤の量を決定することも可能である。これは、例えば、生成される排気ガス中の窒素酸化物の量、および／または実証値からの例えば特性値、特性マップなどの現在の測定値を考慮して行われてもよい。還元剤の量は、特に、（単一の）時点において排気システムに（全て）供給されるべき（一部の）量を意味すると理解されるべきである。
【００１４】
還元剤はまた、少なくとも還元剤前駆体も意味すると理解される。還元剤として、特に尿素または尿素水溶液が使用される。ここで、約３２．５％の尿素水溶液が好ましい。この方法によって、還元剤をその供給状態に関して適合させることが可能であり、可能な限り完全な還元剤のアンモニアへの変換が確保される。典型的に、排気システムにおける温度が還元剤を変換するのに十分でない場合に、工程ｄ）における還元剤の処理が行われる。工程ｂ）において測定された排気ガスのパラメータにより、処理が還元剤の完全な変換に必要とされないと示される場合、工程ｄ）における処理が実施されないという事実により、例えばエネルギーを節約することが可能である。これは内燃エンジンの効率性を改善する。工程ａ）からｅ）は、典型的に、還元剤の排気システム内への全ての供給のために再度実施される。従って、還元剤の供給状態の理想的な適合が確保される。しかしながら、工程ａ）からｄ）が、工程ｅ）における実際の供給より低い頻度で実施されることも可能である。このように本発明による方法は、低い費用で実施できる。しかしながら、同時に、排気ガスのパラメータに供給状態を適合する程度も低減される。
【００１５】
工程ｃ）における還元剤の供給状態として凝集の状態は、特に、還元剤が固体、液体または気体形態のいずれかであることを意味すると理解されるべきである。通常、液体供給状態または気体供給状態のいずれかが規定され得る。
【００１６】
工程ｃ）における還元剤の供給状態として化学成分は、特に、還元剤が特定の割合で特定の分子化合物から構成されることを意味すると理解される。通常、供給される還元剤は、還元作用を有する分子化合物、特にアンモニア、および部分的に還元剤前駆体、特に尿素および／または尿素水溶液から部分的に構成される。異なる化学成分が、還元作用および還元剤前駆体を有する化合物の異なる割合の結果として生じる。
【００１７】
還元剤の凝集または化学成分の状態は工程ｄ）における処理によって変化される。凝集の状態は、例えば還元剤を加熱することにより影響を受け、それにより、還元剤が蒸発および／または濃縮される。化学成分は、例えば還元剤を構成する分子化合物の少なくとも部分的な変換の結果として生じ得る。通常、これは還元剤前駆体、特に尿素および／または尿素水溶液の、還元作用を有する化合物、特にアンモニアへの変換を意味する。還元剤の特定の化学成分はまた、工程ｄ）における処理の間に異なる還元剤成分を混合することによって達成されてもよい。
【００１８】
工程ｂ）において、排気ガス温度が排気ガスのパラメータとして測定される場合、本発明による方法は特に有益である。排気システムにおける還元剤の変換のために、排気システムに存在する排気ガス温度は重要なパラメータである。還元剤の熱変換、すなわち存在する温度に基づいたアンモニアへの変換は、典型的に、２５０℃より高い排気ガス温度において特に効果的に行われる。しかしながら、代替的に、工程ｂ）において異なる排気ガスのパラメータを測定することも可能である。ここで、可能な排気ガスのパラメータは、例えば、排気ガス圧力、例えばラムダ値などの排気ガス流の化学的パラメータまたは排気ガス体積流量である。異なるパラメータの組み合わせも可能である。排気ガス温度を測定するために、典型的に、排気システムに一体化された温度センサが使用される。
【００１９】
本発明による方法のさらなる実施形態において、工程ｅ）において、還元剤が、低い排気ガス温度において気体形態で供給され、高い排気ガス温度において液体形態で供給される。気体の還元剤の変換は、比較的低い排気ガス温度でさえ、液体還元剤の変換より容易に行われる。なぜなら、気体の還元剤は最初に蒸発されることを必要とされないからである。ここで、供給される還元剤自体の体積流量は排気ガス温度を低下させることが考慮されなければならない。これは気体を供給することによって防がれ得る。さらに、低い排気ガス温度において、液体還元剤が排気システム内の表面に蓄積し得る。そこで、腐食作用を有するので、排気システムが損傷する場合がある。
【００２０】
工程ｃ）において供給が気体形態で行われるべきであることを決定する場合に工程ｄ）において液体還元剤の排気ガスの外部での蒸発が行われる場合、本発明による方法はさらに有益である。還元剤の排気ガスの外部での蒸発により、還元剤の凝集の状態が、排気ガス流に影響を与えずに変化し得る。特に、還元剤による排気ガス流の冷却は生じない。排気ガスの外部での蒸発のために、液体還元剤は特別な蒸発器部分内に誘導され得る。蒸発器部分がチタンコーティング、特に酸化チタン面を有して形成されることが特に有益である。この酸化チタン面自体が、尿素のアンモニアへの変換（加水分解）に寄与する。従ってまた、部分的な変換が、還元剤の蒸発として既に同時に行われ、それにより、変換のために排気システムに必要とされる温度が低下され得る。還元剤の排気ガスの外部での蒸発に関して、ここで特に国際公開第２００７／１３１７８４Ａ１号が参照とされ、その参考文献の全内容は本明細書に組み込まれる。
【００２１】
本発明による方法のさらに有益な実施形態において、液体還元剤の蒸発は、加水分解触媒コンバータを使用せずに行われる。
【００２２】
工程ｄ）における還元剤の排気ガスの外部での蒸発が電気エネルギーによって行われる場合、本発明による方法は特に有益である。電気エネルギーによる還元剤の蒸発は、非常に短い加熱時間を必要とする点で非常に有益である。電気エネルギーで作動する蒸発器は、還元剤が実質的に完全に蒸発する温度に到達するのに非常に短い時間のみを必要とする。特に、適合可能なさらに多くの量の電力が蒸発に使用され得る場合に有益である。特に、内燃エンジンの作動の開始において、排気ガス流の温度が低下するだけでなく、蒸発装置および排気システムもまた、非常に低い温度になる。この低い温度は、多量の電気エネルギーの供給によって迅速に埋め合わされ得る。典型的に、最大５０００ワットまでの最大レベルの加熱電力が有益である。
【００２３】
最大１０ｍｌまでの量の場合、還元剤が気体形態で供給され、それより多い量の場合、液体形態で供給される方法もまた、提案される。
【００２４】
供給される還元剤の量はまた、特に工程ｃ）における還元剤の供給状態の設定の間、考慮され得る。従って、最大１０ｍｌ［ミリリットル］、好ましくは最大５ｍｌおよび特に好ましくは最大２ｍｌの量が蒸発されて、工程ｅ）において気体形態で供給されることが有益であり、一方、それより多い量、特に２０ｍｌ［ミリリットル］以上、またはさらに３０ｍｌ以上の量が、工程ｅ）において常に液体形態で供給されることが有益である。
【００２５】
この実施形態の変形において、工程ｂ）における排気ガスのパラメータの測定が、少なくとも断続的に省略されることが可能である。なぜなら、排気ガスのパラメータは、供給される還元剤の量に応じて供給状態を規定するのに必要とされないからである。
【００２６】
還元剤の記載した最大量のうちの１つ以下で、還元剤の気体供給が常に行われ、適切な場合、工程ｂ）の実施が省略され、一方、比較的多量の場合、本発明による方法は、工程ａ）からｅ）の全ての方法を用いて実施され、供給状態が排気ガスのパラメータに応じて規定される、実施される方法を組み合わせることも可能である。同様に、還元剤が特定の量より多い場合、還元剤の液体供給が常に行われ、還元剤の前記量以下で、本発明による方法が、工程ａ）からｅ）の全ての方法を用いて実施され、供給状態が排気ガスのパラメータに応じて規定される。
【００２７】
前記方法の変形の背景は、特に少量の還元剤の場合、蒸発に必要なエネルギーの量が非常に多くならずに、還元剤へのエネルギーへの導入が効率的になり、それにより、そのような量を用いて、還元剤の気体供給の利点が問題を生じずに具現化され得ることである。対照的に、多い量の還元剤の場合、蒸発のためのエネルギー費用はかなり大きくなる。従って、ここで、還元剤を液体形態で常に供給することは有益であり得る。ここでまた、排気システムは通常、高い温度が広がる場合、特に還元剤を多く要求することも考慮されなければならない。従ってここで、液体還元剤の供給は多くの場合、問題を生じずに具現化され得る。同様に、特に少ない還元剤が要求される事象において、排気システムにおける温度は多くの場合、非常に低く、通常、少ない変換のみが排気システムにおいて行われ得る。従ってここで、基本的に還元剤の気体供給が有益であり得る。
【００２８】
量に基づいて還元剤（のみ）の供給状態を規定する概念はまた、本明細書で説明されている開示されている適用の他の概念と独立して具現化されてもよい。
【００２９】
少なくとも１つの還元剤タンクと、排気ラインと、還元剤タンクから排気ラインまでの少なくとも１つの接続ラインと、を有する排気システムであって、少なくとも１つの接続ラインは、還元剤のための少なくとも１つの第１の流路および少なくとも１つの第２の流路を形成し、第１の流路または第２の流路のみが、以下の構成要素：
ａ）接触加熱器または
ｂ）加水分解触媒コンバータ
のうちの少なくとも１つを有して形成される、排気システムもまた提案される。
【００３０】
流路は、還元剤が還元剤タンクから排気ラインまでの少なくとも１つの接続ラインを通過する経路を意味する。流路は、接続ラインの形状により還元剤の誘導によって予め規定され得る。ここで、還元剤は接続ラインに沿って流れる。代替的に、微細な噴流として、還元剤が接続ライン内のキャビティを通過するように流路は予め規定されてもよく、ここで、接続ラインの形状によってではなく、例えばノズルによって誘導されてもよい。
【００３１】
このタイプの排気システムは、特に、本発明による方法を実施するのに適切である。還元剤は、還元剤が規定されている供給状態に応じて、第１の流路に沿って、または第２の流路に沿ってのいずれかで誘導される。ここで、還元剤を処理するための手段は、還元剤が処理されるために設けられる流路を通過する場合にのみ使用されるように設計される。
【００３２】
還元剤の処理のための接触加熱器は、接触加熱器と接触する還元剤を加熱するように特徴付けられる。これは、還元剤の蒸発および／または既になされているアンモニアへの少なくとも部分的な熱変換のいずれかのみを生じ得る。加水分解触媒コンバータは、還元剤と加水分解触媒コンバータとの接触の結果として、加水分解作用を有する表面積により特徴付けられ、それにより、比較的低い温度でさえも、還元剤の少なくとも部分的な変換が既になされる。接触加熱器および加水分解触媒コンバータはまた、（部分的に）互いに組み合わされてもよい。
【００３３】
排気システムは、特に、接触加熱器および加水分解触媒コンバータの組み合わせが提供される場合、有益であり、好ましくは、チタン層および／または酸化チタン層で内側が覆われ、少なくとも１つの電熱器が備えられている蒸発器部分が提供される。チタンおよび／または酸化チタン層ならびに電熱器の利点は、本発明による方法の詳細において既に説明している。チタンおよび／または酸化チタン層に加えて、蒸発器部分において特定の有益な温度分布を生じる特別な壁構造を蒸発器部分が有することは利点がある。ここで、蒸発器部分に面している最内側層は前記チタンおよび／または酸化チタン層であってもよい。チタンは、典型的に、不十分な熱伝導特性を有する。この理由のために、チタンおよび／または酸化チタン層は、典型的に、薄く、十分な熱伝導を有する壁が層の周囲に形成される。任意に、電気抵抗を有する加熱ラインまたは加熱層が前記壁の外側に形成され、それにより、目的とする電流の印加により蒸発器部分を電気的に加熱するのに適している。ここでまた、蒸発器部分の設計に関する参照が国際公開第２００７／１３１７８４Ａ１号に対してなされ、その全内容は本明細書に組み込まれる。
【００３４】
本発明による排気システムはさらに、少なくとも１つの注入ノズルが、液体形態の還元剤を排気システムに供給するように設計される場合、有益であり、ここで、注入ノズルは還元剤を微細に霧化するのに適している。還元剤が供給される場合、還元剤の蒸発は、排気ガス流内で行われなければならない。ここで、個々の還元剤の液滴は非常に小さいことは有益であり、これは微細な噴霧化により達成され得る。小さな還元剤の液滴は、それらの体積に関連して大きな表面積を有するので、還元剤の急速な蒸発が行われ得る。注入ノズルは、好ましくは、接触加熱器または加水分解触媒コンバータを有さない流路にのみ接続される。
【００３５】
本発明による排気システムはさらに、調節可能な流れ偏向器が少なくとも１つの接続ラインに提供される場合、有益であり、その流れ偏向器によって、第１の流路または第２の流路が選択的に作動され得る。ここで、第１の流路または第２の流路を調節可能に作動する手段は、流れ偏向器に対する簡単な入力信号によって行われ得る。接続ラインは、典型的に、このような流れ偏向器によって、その形状に関して変化されてもよい。調節可能な流れ偏向器は、例えば、制御可能な分岐部であってもよく、それによって、第１の流路と第２の流路との間の交換がなされ得る。あるいは、流れ偏向器は調節可能なノズルであってもよく、それによって、流路が、特定の方向の形態または特定の噴射パターンの形態で予め規定されてもよい。
【００３６】
本発明はまた、本発明による方法を実施するための排気システムおよび本発明による排気システムを有する自動車を包含する。このタイプの自動車において、本発明による方法は、例えば、排気システムの制御器および／またはエンジン制御器に一体化されてもよい。
【００３７】
本発明およびその技術分野を図面に基づいて以下により詳細に説明する。図面は、本発明の特定の実施形態の変形例に関するが、本発明はそれらに限定されないことは留意されるべきである。図面および特定の例示的な比率は単なる概略であることに留意されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明による排気システムを有する自動車。
【図２】本発明によるさらなる排気システムのための蒸発器部分。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１に示す自動車２は、本発明による排気システム１９を有する内燃エンジン１４を有する。排気システム１９は、内燃エンジン１４から離れて延びる排気ライン６を備える。排気ガス流１１は排気ライン６を通して内燃エンジン１４から離れて流れる。ここで、排気ライン６に沿って排気ガス流１１はまず、触媒コンバータ７を通過する。この触媒コンバータ７は、排気ガス流１１内の汚染物質の変換のために既に設けられている。続いて、排気ガス流１１は気体状の還元剤のための第１の供給部８および次いで液体の還元剤のための第２の供給部９を通過する。第２の供給部９には、液体の還元剤を微細に霧化できる注入ノズル２２が設けられる。しかしながら、この順序は変更されてもよい。排気ガスのパラメータをモニタするセンサ２３が、排気ライン６に沿って下流に設けられる。排気ガス中に含有される窒素酸化物が還元剤で変換される、ＳＣＲ触媒コンバータ１０がセンサ２３の下流に設けられる。還元剤タンク３が、排気システム１９内に還元剤を供給するために設けられる。還元剤タンク３を排気ライン６に接続する接続ライン４も存在する。還元剤を変換するためのポンプ５が接続ライン４に設けられる。また排気ライン４に、ここで調節可能な分岐部として形成される、調節可能な流れ偏向器１３が設けられ、それによって、必要な場合、導入される還元剤が、適切に注入されるように、還元剤タンク３から排気ライン６に第１の流路２０または第２の流路２１のいずれを通すかを設定できる。蒸発器部分１を有する加水分解触媒コンバータ２６と組み合わされた接触加熱器が第２の流路２１に沿ってのみ形成される。この蒸発器部分１は電熱器１５によって加熱され得、その結果として、還元剤の処理が行われ得る。制御器１２が、センサ２３によって測定された排気ガスのパラメータを考慮して、ポンプ５、調節可能な流れ偏向器１３、電熱器１５および内燃エンジン１４の作動を調整するためにさらに設けられる。
【００４０】
図１による排気システム１９において本発明による方法を実施している間、供給時間が制御器１２によって設定された後、排気ガスのパラメータがセンサ２３によって測定される。続いて、還元剤の特定の供給状態が制御器１２において規定される。接続ライン４における調節可能な流れ偏向器１３は、還元剤が規定された供給状態に対応して流路（第１の流路２０または第２の流路２１）を通らなければならないように設定される。さらに、還元剤タンク３における還元剤の状態が還元剤の規定された供給状態に対応するか否かがチェックされる。規定された供給状態が、還元剤タンク３内の還元剤の状態と異なる場合、還元剤は、接触加熱器２５および／または加水分解触媒コンバータ２６および電熱器１５によって処理され、それにより、供給状態が規定された供給状態に対応する。制御器１２によって規定された供給状態に応じて、還元剤の供給が、第１の供給部８または第２の供給部９によって行われる。エンジンの制御器１２は、内燃エンジン１４の動作の間の供給方法の個々の工程の複数回および特に定期的な反復を確実にする。
【００４１】
図２は、接続ライン４、調節可能な流れ偏向器１３および蒸発器部分１の一実施形態を示し、その実施形態は、本発明による排気システムのさらなる実施形態に適切である。ここで、調節可能な流れ偏向器１３は、調節可能な噴流形成装置として設計され、接続ライン４に設けられる。この調節可能な噴流形成装置によって、還元剤を、小液滴の噴流１６として第１の流路２０に沿って、または噴霧噴流１７として異なる第２の流路２１に沿ってのいずれかで移動させることが可能であり、それにより、異なる噴流特性および／または噴流の衝突点もしくは衝突領域が与えられる。ここで、第１の流路２０およびまた第２の流路２１の両方は蒸発器部分１を通過する。ここで、第１の流路２０は小液滴であるのに対し、第２の流路２１は扇形に広がる。第１の流路２０に沿った小液滴の噴流１６は、蒸発せずに蒸発器部分１を通過する。これは特に、壁２４または接触加熱器２５と接触せずに最も短い経路上で蒸発器部分１を通過するので、蒸発器部分１において実際に熱エネルギーを吸収しない。噴霧噴流１７は、蒸発器部分１において扇形に広がり、分散し、壁２４または接触加熱器２５に衝突する。適切な場合、蒸発器部分１の壁２４は、噴霧噴流１７の個々の液滴を蓄積または接触させる、特別な構造１８を有し、それにより、蒸発器部分１における還元剤の滞留時間を確保し、その残留時間の間に還元剤が蒸発する。既に記載しているように、蒸発器部分１の壁２４は、国際公開第２００７／１３１７８４Ａ１号に対応する、内側のチタン層２７および特別な熱伝導層２８を有して形成される。従って、チタン層２７はまた、加水分解触媒コンバータ２６として作用し得る。同時に、熱伝送層２８は、蒸発器部分１内の温度の均一の分布を確保する。蒸発器部分１の外側周囲に位置しているのは電熱器１５であり、その電熱器１５によって蒸発器部分１が、蒸発に必要とされる温度にされる。
【００４２】
本発明による方法および本発明による排気システムは、各々の場合、排気ガス温度に適切な状態で排気システム内への還元剤の供給を可能にし、それにより、可能な限り完全に還元剤の変換が行われる。さらに、本発明による方法および本発明による排気システムは、還元剤の変換に必要とされるエネルギーの量を減少させる。
【符号の説明】
【００４３】
１  蒸発器部分
２  自動車
３  還元剤タンク
４  接続ライン
５  ポンプ
６  排気ライン
７  触媒コンバータ
８  第１の供給部
９  第２の供給部
１０  ＳＣＲ触媒コンバータ
１１  排気ガス流
１２  制御器
１３  調節可能な流れ偏向器
１４  内燃エンジン
１５  電熱器
１６  小液滴の噴流
１７  噴霧噴流
１８  構造
１９  排気システム
２０  第１の流路
２１  第２の流路
２２  注入ノズル
２３  センサ
２４  壁
２５  接触加熱器
２６  加水分解触媒コンバータ
２７  チタン層
２８  熱伝導層
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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