DE112012003821T5

DE112012003821T5 - Exhaust after-treatment system for exhaust-recirculation-equipped engines

Info

Publication number: DE112012003821T5
Application number: DE112012003821.5T
Authority: DE
Inventors: Adam J. Kotrba; Timothy Jackson; Gabriel Salanta; Argun Yetkin
Original assignee: Tenneco Automotive Operating Co Inc
Current assignee: Tenneco Automotive Operating Co Inc
Priority date: 2011-09-14
Filing date: 2012-09-04
Publication date: 2014-08-07
Also published as: US20130061579A1; WO2013039741A1

Abstract

Ein System zum Behandeln von Abgas eines Verbrennungsmotors mit einem Abgasrückführungssystem und einem Turbolader weist einen Abgaskanal auf, der dazu geeignet ist, Abgas vom Motor zu empfangen. Ein Wärmetauscher ist dazu geeignet, innerhalb des Abgasrückführungssystems angeordnet zu werden. Ein Druckluftzufuhrsystem weist eine Druckluft führende und sich innerhalb des Wärmetauschers erstreckende Leitung auf. Einer Regenerationseinheit zum Verbrennen eines Brennstoffs und zum Erwärmen des durch den Abgaskanal strömenden Abgases wird Luft vom Luftzufuhrsystem zugeführt, die durch den Wärmetauscher erwärmt worden ist. Eine Abgasbehandlungseinrichtung ist stromabwärts von der Regenerationseinheit angeordnet und empfängt das erwärmte Abgas.A system for treating exhaust gas from an internal combustion engine including an exhaust gas recirculation system and a turbocharger includes an exhaust passage adapted to receive exhaust gas from the engine. A heat exchanger is suitable to be arranged within the exhaust gas recirculation system. A compressed air supply system has a line carrying compressed air and extending within the heat exchanger. A regeneration unit for burning a fuel and for heating the exhaust gas flowing through the exhaust duct is supplied with air from the air supply system which has been heated by the heat exchanger. An exhaust gas treatment device is arranged downstream of the regeneration unit and receives the heated exhaust gas.

Description

ErfindungsgebietTHE iNVENTION field

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein System zum Behandeln von von einem Verbrennungsmotor emittiertem Abgas. Insbesondere ist eine Regenerationseinheit zum Erhöhen der Abgastemperatur mit einem Abgasrückführungssystem kombiniert, um Wärmeenergie innerhalb eines Abschnitts des Abgassystems effizient zu einer Abgasbehandlungseinrichtung zu übertragen.The present invention generally relates to a system for treating exhaust gas emitted from an internal combustion engine. In particular, a regeneration unit for increasing the exhaust gas temperature is combined with an exhaust gas recirculation system to efficiently transfer heat energy within a portion of the exhaust system to an exhaust treatment device.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Dieser Abschnitt stellt mit der vorliegenden Erfindung in Beziehung stehende Hintergrundinformation bereit, die nicht unbedingt den Stand der Technik betrifft.This section provides background information related to the present invention, which is not necessarily related to the prior art.

Zum Vermindern der NO_x- und der Feinstaubmenge, die während des Betriebs eines Verbrennungsmotors in die Atmosphäre freigesetzt werden, sind mehrere Abgasnachbehandlungseinrichtungen entwickelt worden. Ein Bedarf für Abgasnachbehandlungssysteme besteht insbesondere, wenn Dieselverbrennungsprozesse ausgeführt werden. Typische Nachbehandlungssysteme für Dieselmotorabgase können eine oder mehrere Komponenten unter einem Dieselpartikelfilter (DPF), einem selektiven katalytischen Reduktions(SCR)system, einer Kohlenwasserstoff(HC)einspritzeinrichtung und einem Dieseloxidationskatalysator (DOC) aufweisen.To reduce the amount of NO _x and particulate matter released into the atmosphere during operation of an internal combustion engine, a plurality of exhaust aftertreatment devices have been developed. In particular, a need for exhaust aftertreatment systems exists when performing diesel combustion processes. Typical diesel engine exhaust treatment systems may include one or more of a Diesel Particulate Filter (DPF), a Selective Catalytic Reduction (SCR) system, a Hydrocarbon (HC) injector, and a Diesel Oxidation Catalyst (DOC).

Andere Emissionsregelungssysteme weisen Abgasrückführungsanordnungen auf, die betreibbar sind, um Verbrennungstemperaturen innerhalb des Motors zu vermindern und NO_x-Emissionen zu senken. Viele Abgasrückführungssysteme sind betreibbar, um den Anteil des zum Einlass des Verbrennungsmotors zurückgeführten Abgases zu ändern. Wenn der Rückführungsanteil erhöht wird, werden die Verbrennungstemperaturen gesenkt, wodurch der Energieinhalt aufgrund der reduzierten Sauerstoffmenge vermindert wird, so dass die NO_x-Emissionen gesenkt werden. Leider führen niedrigere Abgastemperaturen tendenziell zu einer erhöhten Feinstaubmenge sowie zu einem verminderten Sauerstoffgehalt.Other emission control systems include exhaust gas recirculation arrangements that are operable to reduce combustion temperatures within the engine and reduce NO _x emissions. Many exhaust gas recirculation systems are operable to change the fraction of exhaust gas recirculated to the inlet of the internal combustion engine. When the recirculation rate is increased, the combustion temperatures are lowered, thereby reducing the energy content due to the reduced oxygen amount, so that the NO _x emissions are lowered. Unfortunately, lower exhaust gas temperatures tend to increase particulate matter and oxygen content.

Typische Dieselpartikelfilter (DPF) sind in den meisten, wenn nicht gar in allen Straßenfahrzeugen mit Dieselmotor integriert. Wenn der Abgasrückführungsanteil erhöht wird, treten Probleme beim Managen der Rußbelastung der DPFs auf. Wenn der Abgasrückführungsanteil erhöht wird, nimmt der Prozentanteil der Zeit, während der eine passive Regeneration des DPF auftritt, aufgrund der verminderten Abgastemperatur und der erhöhten Feinstaubmenge ab. Ähnlicherweise weisen viele aktive Regenerationseinrichtungen Katalysatoren auf, die minimale Temperaturen zum Reduzieren des NO_x-Gehalts des Abgases erfordern. Daher kann es vorteilhaft sein, ein Abgasbehandlungssystem mit einer Abgasrückführung mit einer Regenerationseinheit in einem Dieselpartikelfilter bereitzustellen, um die Energie im Abgas maximal auszunutzen, während die Kosten und die Komplexität für die Entfernung von NO_x und Feinstaub vermindert werden.Typical diesel particulate filters (DPF) are integrated in most, if not all, road vehicles with diesel engines. As the exhaust gas recirculation rate is increased, problems in managing soot loading of the DPFs occur. As the exhaust gas recirculation rate is increased, the percentage of time that a passive regeneration of the DPF occurs decreases due to the decreased exhaust gas temperature and the increased particulate matter level. Likewise, many active regeneration devices have catalysts that require minimum temperatures to reduce the NO _x content of the exhaust gas. Therefore, it may be advantageous to provide an exhaust treatment system with exhaust gas recirculation with a regeneration unit in a diesel particulate filter to maximize the use of energy in the exhaust while reducing the cost and complexity of removing NO _x and particulate matter.

KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNGBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION

Dieser Abschnitt enthält eine allgemeine Kurzbeschreibung der Erfindung und ist keine umfassende Darstellung ihres vollen Umfangs oder all ihrer Merkmale.This section contains a general summary of the invention and is not a comprehensive description of its full scope or all of its features.

Ein System zum Behandeln des Abgases eines Verbrennungsmotors mit einem Abgasrückführungssystem und einem Turbolader weist einen Abgaskanal auf, der dazu geeignet ist, Abgas vom Motor zu empfangen. Ein Wärmetauscher ist dazu geeignet, innerhalb des Abgasrückführungssystems angeordnet zu werden. Ein Druckluftzufuhrsystem weist eine Druckluft führende Leitung auf, die sich innerhalb des Wärmetauschers erstreckt. Einer Regenerationseinheit zum Verbrennen eines Brennstoffes und zum Erwärmen des durch den Abgaskanal strömenden Abgases wird Luft vom Luftzufuhrsystem zugeführt, die durch den Wärmetauscher erwärmt worden ist. Eine Abgasbehandlungseinrichtung ist stromabwärts von der Regenerationseinheit angeordnet und empfängt das erwärmte Abgas.A system for treating the exhaust of an internal combustion engine having an exhaust gas recirculation system and a turbocharger has an exhaust passage adapted to receive exhaust from the engine. A heat exchanger is adapted to be located within the exhaust gas recirculation system. A compressed air supply system has a compressed air leading line extending within the heat exchanger. A regeneration unit for burning a fuel and for heating the exhaust gas flowing through the exhaust passage is supplied with air from the air supply system that has been heated by the heat exchanger. An exhaust treatment device is disposed downstream of the regeneration unit and receives the heated exhaust gas.

Ein System zum Behandeln des Abgases eines Verbrennungsmotors weist einen Abgaskanal auf, der dazu geeignet ist, das Abgas vom Motor zu empfangen. Ein Wärmetauscher ist dazu geeignet, im Abgaskanal angeordnet zu werden. Eine Regenerationseinheit ist in einem mit dem Abgaskanal kommunizierenden Seitenzweig angeordnet. Die Regenerationseinheit verbrennt einen Brennstoff und erwärmt das durch den Abgaskanal strömende Abgas. Der Regenerationseinheit wird eine Sauerstoffquelle zugeführt, die durch den Wärmetauscher erwärmt worden ist. Eine Abgasbehandlungseinrichtung ist stromabwärts von der Regenerationseinheit angeordnet und empfängt das erwärmte Abgas.A system for treating the exhaust gas of an internal combustion engine includes an exhaust passage adapted to receive the exhaust gas from the engine. A heat exchanger is adapted to be placed in the exhaust duct. A regeneration unit is arranged in a side branch communicating with the exhaust duct. The regeneration unit burns a fuel and heats the exhaust gas flowing through the exhaust passage. The regeneration unit is supplied with an oxygen source that has been heated by the heat exchanger. An exhaust treatment device is disposed downstream of the regeneration unit and receives the heated exhaust gas.

Weitere Anwendungsgebiete werden anhand der hierin dargestellten Beschreibung deutlich. Die Beschreibung und spezifische Beispiele in dieser Kurzbeschreibung dienen nur zur Erläuterung und sollen den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht einschränken.Other fields of application will become apparent from the description herein. The description and specific examples in this summary are illustrative only and not intended to limit the scope of the present invention.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich zur Erläuterung ausgewählter Ausführungsformen und nicht aller möglicher Implementierungen und sollen den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht einschränken.The drawings described herein are for illustrative purposes only Embodiments and not all possible implementations and are not intended to limit the scope of the present invention.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Abgasbehandlungssystems mit einem Abgasrückführungssystem, einem Wärmetauscher und einer Regenerationseinheit, die stromaufwärts von einer Abgasbehandlungseinrichtung angeordnet sind; 1 shows a schematic representation of an exhaust treatment system with an exhaust gas recirculation system, a heat exchanger and a regeneration unit, which are arranged upstream of an exhaust gas treatment device;

2 zeigt eine schematische Darstellung eines Abgasbehandlungssystems mit einer Regenerationseinheit, einem Dieselpartikelfilter und einem Wärmetauscher, die stromabwärts vom Partikelfilter angeordnet sind; 2 shows a schematic representation of an exhaust treatment system with a regeneration unit, a diesel particulate filter and a heat exchanger, which are arranged downstream of the particulate filter;

3 zeigt eine schematische Darstellung eines anderen Abgasbehandlungssystems mit einer in einem Seitenzweig eines Abgaskanals angeordneten Regenerationseinheit und mit einem stromabwärts von der Abgasbehandlungseinrichtung angeordneten Wärmetauscher; und 3 shows a schematic representation of another exhaust treatment system with a arranged in a side branch of an exhaust passage regeneration unit and with a downstream of the exhaust gas treatment device arranged heat exchanger; and

4 zeigt ein weiteres Abgasbehandlungssystem. 4 shows another exhaust treatment system.

In den verschiedenen Ansichten der Zeichnungen bezeichnen sich entsprechende Bezugszeichen sich entsprechende Teile.In the various views of the drawings, corresponding reference numerals designate corresponding parts.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Nachstehend werden beispielhafte Ausführungsformen unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben.Hereinafter, exemplary embodiments will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Abgasbehandlungssystems 10 zur Verwendung mit einem exemplarischen Verbrennungsmotor 12 mit einem Auslasskrümmer 13 und einem Abgasrückführungssystem 14. Über einen Einlasskanal 16 wird dem Motor Verbrennungsluft zugeführt. Ein Luft-Ansaugfilter 18 ist stromaufwärts vom Einlasskanal 16 angeordnet. Ein Turbolader 20 weist ein in einem Abgaskanal 24 angeordnetes angetriebenes Element 22 auf. Der Turbolader 20 weist außerdem ein im Einlasskanal 16 angeordnetes Kompressorelement 26 zum Zuführen von Druckluft zu einem mit dem Motor 12 verbundenen Einlasskrümmer 28 auf. Ein Ladeluftkühler 30 vermindert die Temperatur der Druckluft stromabwärts vom Kompressorelement 26. 1 shows a schematic representation of an exhaust treatment system 10 for use with an exemplary internal combustion engine 12 with an exhaust manifold 13 and an exhaust gas recirculation system 14 , Via an inlet channel 16 the combustion air is supplied to the engine. An air intake filter 18 is upstream of the inlet duct 16 arranged. A turbocharger 20 indicates in an exhaust duct 24 arranged driven element 22 on. The turbocharger 20 also has a in the inlet channel 16 arranged compressor element 26 for supplying compressed air to one with the engine 12 connected intake manifold 28 on. A charge air cooler 30 reduces the temperature of the compressed air downstream of the compressor element 26 ,

Das Abgasrückführungssystem 14 weist einen Hochdruckzweig 34 auf, der das Abgas vom Motor 12 empfängt und ein stromaufwärts vom angetriebenen Element 22 des Turboladers 20 angeordnetes stromaufwärtsseitiges Ende 36 aufweist. Ein Abgaskühler 38 empfängt Abgas, das den Hochdruckzweig 34 durchströmt. Ein Ventil 40 kann geregelt werden, um den dem Einlasskrümmer 28 zugeführten Abgasanteil zu ändern. Insbesondere wird stromabwärts vom Ladeluftkühler 30 bereitgestellte Ladeluft in einem Mischrohrabschnitt 42 mit zurückgeführtem Abgas gemischt, um das Gemisch dem Einlasskrümmer 28 zuzuführen.The exhaust gas recirculation system 14 has a high pressure branch 34 on, the exhaust from the engine 12 receives and upstream of the driven element 22 of the turbocharger 20 arranged upstream side end 36 having. An exhaust gas cooler 38 receives exhaust gas, which is the high pressure branch 34 flows through. A valve 40 Can be regulated to the intake manifold 28 to change the amount of exhaust gas supplied. In particular, downstream of the charge air cooler 30 provided charge air in a mixing pipe section 42 mixed with recirculated exhaust gas to the mixture to the intake manifold 28 supply.

Das Abgasbehandlungssystem 10 weist außerdem eine stromabwärts vom angetriebenen Element 22 und stromaufwärts von mehreren Abgasnachbehandlungseinrichtungen angeordnete Regenerationseinheit 50 auf. In dem in 1 dargestellten exemplarischen Nachbehandlungssystem weisen die Nachbehandlungseinrichtungen eine Kohlenwasserstoffeinspritzeinrichtung 52 und einen Dieselpartikelfilter 54 auf. Es wird darauf hingewiesen, dass die Nachbehandlungseinrichtungen alternativ einen Dieseloxidationskatalysator, einen Lean-NO_x-Katalysator oder viele andersartige Katalysatoren aufweisen können.The exhaust treatment system 10 also has a downstream of the driven element 22 and regeneration unit disposed upstream of a plurality of exhaust after-treatment devices 50 on. In the in 1 As shown in the exemplary after-treatment system, the aftertreatment devices have a hydrocarbon injector 52 and a diesel particulate filter 54 on. It should be noted that the after-treatment devices may include a diesel oxidation catalyst, a lean _NOx catalyst or many other types of catalysts as an alternative.

Die Einspritzeinrichtung 52 weist einen Brennstoffeinlass 60 und einen Lufteinlass 62 auf. Der Brennstoffeinlass 60 kommuniziert mit einem Brennstoffzufuhrsystem 66, das einen Brennstoffbehälter 68, einen Brennstofffilter 70, eine Brennstoffpumpe 72 und einen Brennstoffblock 74 aufweist, die durch eine Brennstoffleitung 76 miteinander verbunden sind. Das Brennstoffzufuhrsystem 66 ist dazu geeignet, einer Einspritzeinrichtung 52 unter Druck stehenden Kohlenwasserstoff zuzuführen. Ein Sekundärluftzufuhrsystem 90 weist einen Luftfilter 92 und einen Luftmassenstrom(MAF)sensor 94 auf. Ein Kompressor 96 kann als Teil eines Vorverdichters oder eines Turboladers ausgebildet oder ein eigenständiger elektrischer Kompressor sein. Der Auslassstrom des Kompressors 96 wird dem Lufteinlass 62 zugeführt, nachdem er einen im Hochtemperaturzweig 34 angeordneten Wärmetauscher 98 durchlaufen hat.The injector 52 has a fuel inlet 60 and an air inlet 62 on. The fuel inlet 60 communicates with a fuel supply system 66 holding a fuel container 68 , a fuel filter 70 , a fuel pump 72 and a fuel block 74 that passes through a fuel line 76 connected to each other. The fuel supply system 66 is suitable for an injection device 52 supply pressurized hydrocarbon. A secondary air supply system 90 has an air filter 92 and an air mass flow (MAF) sensor 94 on. A compressor 96 can be designed as part of a supercharger or a turbocharger or a stand-alone electric compressor. The outlet flow of the compressor 96 gets the air intake 62 after being fed in the high-temperature branch 34 arranged heat exchanger 98 has gone through.

Der Wärmetauscher 98 weist ein Gehäuse 100 auf, das Abgas empfängt, das den Hochdruckzweig 34 durchlaufen hat, sowie eine innere Leitung 102, die vom Kompressor 96 zugeführte Druckluft enthält. Wenn die Luft die Leitung 102 durchströmt, wird sie durch die Energie vom Motorabgas erwärmt, das das Gehäuse 100 durchströmt. Ein Steuerteil 112 ist mit dem Kompressor 96, mit einer Zündeinrichtung 106 und mit dem Brennstoffblock 74 verbunden, um die Regeneration des DPF 54 aktiv zu steuern.The heat exchanger 98 has a housing 100 receiving exhaust gas, which is the high pressure branch 34 has passed through, as well as an inner line 102 coming from the compressor 96 contains supplied compressed air. When the air is the pipe 102 Flowed through, it is heated by the energy from the engine exhaust, which is the housing 100 flows through. A control part 112 is with the compressor 96 , with an ignition device 106 and with the fuel block 74 connected to the regeneration of the DPF 54 to actively control.

Wenn eine Regeneration des DPF 54 erwünscht ist, veranlasst das Steuerteil 112, dass Brennstoff über den Brennstoffeinlass 60 eingespritzt wird und erwärmte Luft über den Lufteinlass 62 eingespritzt wird, um zerstäubten Brennstoff in die Regenerationseinheit 50 zuzuführen. Die Zündeinrichtung 106 ist an der Regenerationseinheit 50 an einer derartigen Position angeordnet, dass der durch die Einspritzeinrichtung 52 bereitgestellte Brennstoff in einer primären Brennkammer 108 verbrannt wird. Durch eine derartige Konstruktion des Abgasbehandlungssystem 10 kann die im Hochdruck-AGR-Zweig 34 enthaltene Energie genutzt werden, um die Temperatur der der Regenerationseinheit 50 zugeführten Luft zu erhöhen und den mit der Einspritzung von Brennstoff vom Behälter 68 in Beziehung stehenden Brennstoffmehrverbrauchsnachteile zu minimieren.If a regeneration of the DPF 54 is desired causes the control part 112 that fuel over the fuel inlet 60 is injected and heated air through the air inlet 62 is injected to atomized fuel in the regeneration unit 50 supply. The ignition device 106 is at the regeneration unit 50 arranged at such a position that the through the injector 52 provided fuel in a primary combustion chamber 108 is burned. By such a construction of the exhaust treatment system 10 Can the high pressure EGR branch 34 Energy used to reach the temperature of the regeneration unit 50 to increase the supplied air and that with the injection of fuel from the tank 68 to minimize related fuel overconsumption disadvantages.

2 zeigt ein durch das Bezugszeichen 200 bezeichnetes anderes Abgasbehandlungssystems. Das Abgassystem 200 ist dem Abgassystem 10 im Wesentlichen ähnlich mit der Ausnahme, dass die Wärmequelle für die Sekundärluftzufuhr für die Regenerationseinheit anstatt innerhalb eines Abgasrückführungssystems stromabwärts von der Abgasbehandlungseinrichtung angeordnet ist. Daher behalten ähnliche Elemente ihre vorstehend eingeführten Bezugszeichen mit einem Suffix ”a” bei. Insbesondere empfängt der Abgaskanal 24 durch einen Auslasskrümmer 13 strömendes Abgas vom Verbrennungsmotor 12. Das Abgas wird zu einer stromaufwärts vom Dieselpartikelfilter 54a angeordneten Regenerationseinheit 50a weitergeleitet. 2 shows a by the reference numeral 200 designated other exhaust treatment system. The exhaust system 200 is the exhaust system 10 substantially similar except that the heat source for the secondary air supply to the regeneration unit is located downstream of the exhaust treatment device rather than within an exhaust gas recirculation system. Therefore, similar elements retain their previously introduced reference numerals with a suffix "a". In particular, the exhaust duct receives 24 through an exhaust manifold 13 flowing exhaust gas from the internal combustion engine 12 , The exhaust gas becomes an upstream of the diesel particulate filter 54a arranged regeneration unit 50a forwarded.

Ein Wärmetauscher 202 ist stromabwärts vom DPF 54 angeordnet. Der Wärmetauscher 202 weist ein Gehäuse 204 auf. Ein Teil einer Sekundärluftleitung 206 ist innerhalb des Gehäuses 204 in einer Wärmeübertragungsbeziehung mit dem den Wärmetauscher 202 durchströmenden Abgas angeordnet. Wie vorstehend diskutiert wurde, wird die Sekundärluftquelle durch das Luftzufuhrsystem 90a bereitgestellt und verdichtet. Die durch das System 90a bereitgestellte Luft wird im Wärmetauscher 202 erwärmt und einem Lufteinlass 62a zugeführt. Die erwärmte und verdichtete Luft wird mit in den Brennstoffeinlass 60 eintretendem Brennstoff gemischt, so dass zerstäubter, erwärmter Brennstoff in die Regenerationseinheit 50a eingespritzt wird. Eine Zündeinrichtung 106a wird aktiviert, um Brennstoff und Luft in der Regenerationseinheit 50a zu verbrennen. Die während des Verbrennungsprozesses innerhalb der Regenerationseinheit 50a erzeugte Wärme wird durch Anordnen eines Wärmetauschers 202 stromabwärts von der Regenerationseinheit 50a und in ihrer unmittelbaren Nähe wirksam genutzt.A heat exchanger 202 is downstream of the DPF 54 arranged. The heat exchanger 202 has a housing 204 on. Part of a secondary air line 206 is inside the case 204 in a heat transfer relationship with the heat exchanger 202 arranged through flowing exhaust gas. As discussed above, the secondary air source becomes through the air supply system 90a provided and compacted. The through the system 90a provided air is in the heat exchanger 202 heated and an air intake 62a fed. The heated and compressed air is taken into the fuel inlet 60 mixed incoming fuel, so that atomized, heated fuel in the regeneration unit 50a is injected. An ignition device 106a is activated to fuel and air in the regeneration unit 50a to burn. The during the combustion process within the regeneration unit 50a generated heat is achieved by placing a heat exchanger 202 downstream of the regeneration unit 50a and used effectively in their immediate vicinity.

3 zeigt ein durch das Bezugszeichen 300 bezeichnetes anderes Abgasbehandlungssystem. Das Abgasbehandlungssystem 300 weist eine in einem Seitenzweigabschnitt 304 des Systems 300 angeordnete Regenerationseinheit 302 auf. Bestimmte Elemente des Abgasbehandlungssystems 10 und des Abgasbehandlungssystems 200 sind auch im Abgasbehandlungssystem 300 vorhanden. Daher werden ähnliche Elemente durch gleiche Bezugszeichen mit einem Suffix ”b” bezeichnet. Der Seitenzweigabschnitt 304 steht in Fluidverbindung mit dem Abgaskanal 24. Die Regenerationseinheit 302 kann zum Erwärmen des den Abgaskanal 24 durchströmenden Abgases auf eine erhöhte Temperatur verwendet werden, wodurch die Effizienz eines Dieseloxidationskatalysators (DOC) 306 verbessert und die Regeneration des DPF 54b erleichtert wird. Das Abgasbehandlungssystem 300 weist einen stromabwärts vom DOC 306 und vom DPF 54b angeordneten Wärmetauscher 202b auf. Das Abgas strömt durch das Gehäuse 204b und über eine Sekundärluftleitung 206b, um durch das System 90b zum Zuführen erwärmter Luft bereitgestellte Sekundärluft zu erwärmen. 3 shows a by the reference numeral 300 designated other exhaust treatment system. The exhaust treatment system 300 has one in a side branch section 304 of the system 300 arranged regeneration unit 302 on. Certain elements of the exhaust treatment system 10 and the exhaust treatment system 200 are also in the exhaust treatment system 300 available. Therefore, similar elements are denoted by the same reference numerals with a suffix "b". The side branch section 304 is in fluid communication with the exhaust passage 24 , The regeneration unit 302 can be used to warm the exhaust duct 24 flowing exhaust gas to an elevated temperature, thereby increasing the efficiency of a diesel oxidation catalyst (DOC). 306 improved and the regeneration of the DPF 54b is relieved. The exhaust treatment system 300 indicates a downstream of the DOC 306 and from the DPF 54b arranged heat exchanger 202b on. The exhaust gas flows through the housing 204b and via a secondary air line 206b to go through the system 90b To heat supplied secondary air for supplying heated air.

4 zeigt ein durch das Bezugszeichen 400 bezeichnetes weiteres Abgasbehandlungssystem. Das System 400 kombiniert eine in einem Seitenzweig angeordnete Regenerationseinheit, die stromaufwärts von einem Dieseloxidationskatalysator und einem Dieselpartikelfilter angeordnet ist, mit einem in einem AGR-System angeordneten Wärmetauscher. Auch hier werden ähnliche Elemente durch gleiche Bezugszeichen mit einem Suffix ”c” bezeichnet. Durch ein Luftzufuhrsystem 90c bereitgestellte Sekundärluft durchläuft einen innerhalb der Hochdruckschleife des AGR-Systems 14c angeordneten Wärmetauscher 98c. Erwärmte und verdichtete Sekundärluft wird einem Lufteinlass 62c der Regenerationseinheit 50c zugeführt. Brennstoff wird einer Einspritzeinrichtung 52c über ein Brennstoffzufuhrsystem 66c zugeführt. Innerhalb der Regenerationseinheit 50c und innerhalb eines Abschnitts des Abgaskanals 24c unmittelbar stromaufwärts vom DOC 306c findet eine Verbrennung statt, um die Temperatur des Abgases zu erhöhen, wenn es in den DOC 306c eintritt. Die Temperatur des Abgases wird innerhalb des DOC 306c weiter erhöht, um den DPF 54c zu regenerieren. 4 shows a by the reference numeral 400 designated further exhaust treatment system. The system 400 combines a side-branch regeneration unit located upstream of a diesel oxidation catalyst and a diesel particulate filter with a heat exchanger disposed in an EGR system. Again, similar elements are designated by like reference numerals with a suffix "c". Through an air supply system 90c Provided secondary air passes through one within the high pressure loop of the EGR system 14c arranged heat exchanger 98c , Heated and compressed secondary air becomes an air inlet 62c the regeneration unit 50c fed. Fuel becomes an injector 52c via a fuel supply system 66c fed. Within the regeneration unit 50c and within a portion of the exhaust passage 24c immediately upstream of the DOC 306c combustion takes place to increase the temperature of the exhaust gas when it enters the DOC 306c entry. The temperature of the exhaust gas is within the DOC 306c further increased to the DPF 54c to regenerate.

Die vorstehende Beschreibung der Ausführungsformen dient zur Erläuterung und Darstellung. Sie soll nicht umfassend sein oder die Erfindung einschränken. Einzelne Elemente oder Merkmale einer bestimmten Ausführungsform sind allgemein nicht auf diese bestimmte Ausführungsform beschränkt, sondern sind, wo möglich, austauschbar und können in einer ausgewählten Ausführungsform verwendet werden, auch wenn diese nicht spezifisch dargestellt oder beschrieben ist. Die Ausführungsformen können auf mehrere Weisen modifiziert werden. Daher sollen alle derartigen Modifikationen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung eingeschlossen sein.The above description of the embodiments is illustrative and illustrative. It is not intended to be exhaustive or to limit the invention. Individual elements or features of a particular embodiment are not generally limited to this particular embodiment, but are interchangeable where possible, and may be used in a selected embodiment, although not specifically illustrated or described. The embodiments may be modified in several ways. Therefore, all such modifications are intended to be included within the scope of the present invention.

Claims

A system for treating the exhaust gas of an internal combustion engine, the exhaust treatment system comprising: an exhaust passage adapted to receive the exhaust gas from the engine; a heat exchanger adapted to be disposed within the exhaust passage; a side branch communicating with the exhaust duct; a regeneration unit disposed within the side branch for combusting a fuel and for heating the exhaust gas flowing through the exhaust passage, the regeneration unit being supplied with an oxygen source heated by the heat exchanger; and an exhaust treatment device located downstream of the regeneration unit and receiving the heated exhaust gas.

The system of claim 1, wherein the oxygen source comprises a secondary air supply system with an air compressor.

The system of claim 2, wherein the secondary air supply system comprises a conduit for transporting air passing through the heat exchanger.

The system of claim 3, wherein the vehicle includes a turbocharger, and wherein the heat exchanger is adapted to be located upstream of the turbocharger.

The system of claim 4, wherein the exhaust treatment device comprises a particulate filter selectively regenerated by the regeneration unit.

The system of claim 1, wherein the regeneration unit comprises a hydrocarbon injector having a heated oxygen inlet and a fuel inlet, the injector atomizing the fuel and heated oxygen for combustion in the regeneration unit.

The system of claim 1 further comprising a controller for selectively operating the regeneration unit to increase the exhaust gas temperature, the controller being operable to control the supply of fuel and heated oxygen to the regeneration unit.

The system of claim 1, wherein the heat exchanger is located downstream of the exhaust treatment device.

The system of claim 8, further comprising a diesel oxidation catalyst disposed immediately upstream of the diesel particulate filter.

The system of claim 1, wherein the vehicle has an exhaust gas recirculation system with a branch line through which exhaust gas is supplied to an inlet of the engine, the heat exchanger being adapted to be disposed within the exhaust gas recirculation system.

A system for treating the exhaust of an internal combustion engine having an exhaust gas recirculation system and a turbocharger, the exhaust treatment system comprising: an exhaust passage adapted to receive the exhaust gas from the engine; a heat exchanger adapted to be disposed within the exhaust gas recirculation system; a compressed air supply system having a pressurized air conduit, a portion of the conduit extending within the heat exchanger; a regeneration unit for combusting a fuel and for heating the exhaust gas flowing through the exhaust passage, the regeneration unit being supplied with air from the air supply system which has been heated by the heat exchanger; and an exhaust treatment device arranged downstream of the regeneration unit and receiving the heated exhaust gas.

The system of claim 11, wherein the oxygen delivery system comprises a compressor separate from the turbocharger.

The system of claim 12, wherein the heat exchanger is adapted to be located upstream of the turbocharger.

The system of claim 13, wherein the exhaust treatment device comprises a particulate filter selectively regenerated by the regeneration unit.

The system of claim 14, wherein the regeneration unit comprises a hydrocarbon injector having a heated air inlet and a fuel inlet, the injector atomizing the fuel and heated air for combustion in the regeneration unit.

The system of claim 11, further comprising a controller for selectively operating the regeneration unit to increase the exhaust gas temperature, the controller being operable to control the supply of fuel and heated air to the regeneration unit.

The system of claim 11, wherein the heat exchanger is located downstream of the exhaust treatment device.

The system of claim 17, further comprising a diesel oxidation catalyst disposed immediately upstream of the diesel particulate filter.