AT504391B1 - Kombiniertes abgasreinigungssystem - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen eines Abgases eines Dieselmotors, insbesondere eines Abgases eines dieselbetriebenen Nutzfahrzeuges, welche Vorrichtung einen ersten, zumindest teilweise edelmetallbeschichteten Partikelfilter aus offenporigem Schaum zum partiellen Entfernen von Rußpartikeln aus einem Abgasstrom sowie stromabwärts nachgeordnet einen zweiten Partikelfilter, dessen Filterwirkung größer als jene des ersten Partikelfilters ist, und/oder eine Einrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden umfasst.

Infolge eines stetig steigenden Verkehrsaufkommens steigt zwangsläufig auch die Menge an Abgasen, welche durch Kraftfahrzeuge in die Umwelt ausgestoßen wird. Ohne Reinigung weisen diese Abgase für den Menschen schädliche Schadstoffe auf. Da ein Verkehrsaufkommen schwerlich beschränkbar ist, ist man bestrebt, einen Schadstoffanteil in Abgasen durch konstruktive Maßnahmen möglichst gering zu halten. Dazu zwingen auch die Abgasnormen Euro III, Euro IV, Euro V und Euro VI, welche fortschreitend jeweils eine größere Reinheit von Abgasen vorschreiben und in Kraft sind bzw. in den nächsten Jahren in Kraft treten.

Abgase von dieselbetriebenen Kraftfahrzeugen weisen mehrere Arten von Schadstoffen auf. Erstens werden im Abgasstrom Kohlenwasserstoffe mitgeführt. Zweitens sind im Abgasstrom Stickoxide, insbesondere Stickstoffmonoxid NO, vorhanden. Drittens werden beim Betrieb von Kraftfahrzeugen mit Dieselmotoren erhebliche Mengen an Rußpartikeln ausgestoßen. Mit den vorstehend angeführten Normen wird von gesetzgeberischer Seite für diese Schadstoffe jeweils ein zulässiger Höchstwert vorgeschrieben.

Um Rußpartikel aus einem Abgasstrom eines Dieselmotors zu entfernen, werden gemäß dem Stand der Technik im Abgastrakt eines Kraftfahrzeuges so genannte Dieselpartikelfilter (DPF), beispielsweise aus einem Wall-Flow-Monolithen aus einem keramischen Material, eingesetzt. Derartige Filter dienen ausschließlich zum Entfernen von Rußpartikeln aus einem Abgasstrom. Damit auch andere Schadstoffe entfernt bzw. in weniger schädliche Stoffe umgewandelt werden können, sind Dieselpartikelfiltern üblicherweise Oxidationskatalysatoren, beispielsweise aus einem metallischen Wickelfoliensubstrat, das mit einem Edelmetall beschichtet ist, vorgeschaltet. An diesen vorgeschalteten Oxidationskatalysatoren erfolgt eine Oxidation von Kohlenwasserstoffen zu Kohlenmonoxid CO und/oder Kohlendioxid C02. Weiter erfolgt eine Oxidation von Stickstoffmonoxid NO zu Stickstoffdioxid N02, welches sich bei Temperaturen von etwa 250 °C oder höher mit den am nachfolgenden Dieselpartikelfilter abgeschiedenen Rußpartikeln unter Bildung von C02 und NO umsetzt.

Eine Vorrichtung zum Entfernen von Rußpartikeln aus einem Abgasstrom eines Dieselmotors ist beispielsweise aus der Druckschrift EP 1 346 769 A1 bekannt geworden. Die in dieser Druckschrift vorgeschlagene Vorrichtung umfasst eine Anordnung von Metallschaumscheiben mit nachgeschalteten Filterkerzen, wobei sowohl die Filterkerzen wie auch die Metallschaumscheiben für ein Filtern von Rußpartikeln vorgesehen sind. Die Metallschaumscheiben können mit einem stromabwärts abnehmenden Porendurchmesser ausgebildet sein.

In der Druckschrift EP 1 065 352 A2 ist eine weitere Vorrichtung zum Filtern von Rußpartikeln offenbart, wobei die Vorrichtung zwei hintereinander angeordnete Bereiche aus Metallschaumscheiben aufweist, wobei die Metallschaumscheiben in einem stromabwärts ersten Bereich einen größeren durchschnittlichen Porendurchmesser aufweisen als in einem zweiten Bereich und im ersten Bereich NO zu N02 oxidiert wird, mit welchem im zweiten Bereich abgeschiedene Rußpartikel verbrannt werden.

Die Druckschrift EP 1 515 012 A1 offenbart eine weitere Vorrichtung zum Filtern von Rußpartikeln aus einem Abgas, wobei die Vorrichtung mehrere hintereinander angeordnete Metallschaumscheiben aufweist, wobei die Metallschaumscheiben so ausgebildet sind, dass bereichsweise N02 gebildet wird, welches in der folgenden Metallschaumscheibe zur Verbrennung von Rußpartikeln dient. 3 AT 504 391 B1

Eine weitere Vorrichtung zum Filtern von Rußpartikeln aus einem Abgas eines Dieselmotors ist aus der Druckschrift EP 0 957 241 A2 bekannt geworden. Die in dieser Druckschrift offenbarte Vorrichtung umfasst einen Vorfilter aus einem Metallschaum und einen dem Vorfilter nachge-ordneten Hauptfilter, wobei durch den vorgesehenen Vorfilter eine lange Gebrauchsdauer der Vorrichtung erreicht werden soll.

Ferner ist aus der Druckschrift WO 92/20910 A1 ein Partikelfilter bekannt geworden, der zwei koaxiale Filtereinheiten umfasst, wobei die erste Filtereinheit und die zweite, weiter außen liegende Filtereinheit umfänglich aus einem Streckmetall bestehen können, das im Inneren befindliches Füllmaterial trägt, durch welches eine Filterwirkung erzielt wird.

Im Hinblick auf eine Entfernung bzw. Umwandlung von Stickoxiden, insbesondere NO, hat sich gemäß dem Stand der Technik eine selektive katalytische Reduktion (kurz SCR für selective catalytic reduction) bewährt. Hierfür wird ein gasdurchlässiger, beschichteter Katalysator eingesetzt, an welchem sich in den Abgastrakt eingeführtes oder dort gebildetes Ammoniak mit Stickoxiden unter Reduzierung derselben zu Stickstoff umsetzt. Ähnlich wie bei Dieselpartikelfiltern werden auch SCR-Systeme mit einem vorgeschalteten Oxidationskatalysator ausgestattet. In diesem Fall dient der Oxidationskatalysator neben einer Oxidation von Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid ebenfalls einer Umwandlung von Stickstoffmonoxid NO in Stickstoffdioxid N02. Dies kann bei niedriger Motorbelastung und niedrigen Abgastemperaturen zweckmäßig sein, da sich bei solchen Temperaturen Stickstoffdioxid N02 leichter mit Ammoniak umsetzt als andere Stickstoffoxide.

Gemäß dem Stand der Technik ist es auch möglich, beide Systeme, Dieselpartikelfilter und Einrichtungen zur selektiven katalytischen Reduktion, zu kombinieren. In diesem Fall können im Abgastrakt zuerst ein Oxidationskatalysator, nachfolgend ein Dieselpartikelfilter und schließlich eine Einrichtung zur selektiven katarischen Reduktion von Stickstoffoxiden vorgesehen sein. Ein derartiges System ist aus der Druckschrift WO 2006/029808 A1 bekannt geworden, wobei ein Oxidationskatalysator aus einem metallischen oder keramischen Schaum eingesetzt wird. Der eingesetzte schaumförmige Katalysator fängt bereits vor dem Dieselpartikelfilter einen Teil der Rußpartikel ab, so dass der Dieselpartikelfilter im Betrieb entlastet ist und weniger oft regeneriert werden muss. Der vorgesehene schaumförmige Vorfilter ist dabei so nahe am Motor angeordnet, dass die im Vorfilter gefangenen Rußpartikel durch das im Abgas vorhandene Stickstoffdioxid oxidiert werden, wodurch sich der Filter regenerieren soll.

Bei der vorstehend beschriebenen Vorrichtung gemäß der Druckschrift WO 2006/029808 A1 ist allerdings nachteilig, dass der dem Dieselpartikelfilter vorgeordnete Vorfilter ungleichmäßig mit Rußpartikeln beladen wird, da bereits an seiner Stirnseite ein erheblicher Teil der Partikel abgeschieden wird. Es bildet sich daher eine Art Filterkuchen, der zu einem erhöhten Gegendruck führen kann, was wiederum eine niedrigere Motorleistung und/oder einen höheren Kraftstoffverbrauch nach sich zieht. Im schlimmsten Fall tritt eine Verblockung auf. Ein anderes Problem besteht darin, dass es im Bereich des Filterkuchens bzw. hoher Rußkonzentrationen bei einer thermischen Regeneration, z. B. bei Erhöhung einer Motordrehzahl, zum Abbrennen des Rußes und damit lokal zu einer hohen thermischen Belastung des Vorfilters kommt, die zu einer Schädigung desselben führen kann.

Davon ausgehend setzt sich die Erfindung das Ziel, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, bei welcher im Betrieb ein niedrigerer Gegendruck auftritt und bei welcher im ersten Partikelfilter lokale Temperaturspitzen bei einer Regeneration vermieden oder zumindest vermindert sind.

Dieses Ziel wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, dass der erste Partikelfilter in Richtung des Abgasstromes in einem stirnseitigen Bereich einen größeren durchschnittlichen Porendurchmesser aufweist als in einem nachfolgenden Bereich und im Partikelfilter in Richtung des Abgasstromes abwechselnd Bereiche größerer und kleinerer 4 AT 504 391 B1 durchschnittlicher Porendurchmesser vorgesehen sind.

Die mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielten Vorteile sind insbesondere darin zu sehen, dass der erste Partikelfilter, an welchem bereits ein Teil der Rußpartikel des Abgasstromes abgeschieden wird, gleichmäßiger als bisher durch Rußpartikel belegt wird. In einem stirn-seitigen Bereich, der einer gesamten Menge an Rußpartikeln im Abgasstrom ausgesetzt ist, ist ein größerer durchschnittlicher Porendurchmesser vorgesehen, weshalb in diesem Bereich eine vergleichsweise niedrige Filterwirkung gegeben ist. In einem nachfolgenden Bereich des Partikelfilters ist ein kleinerer durchschnittlicher Porendurchmesser des Schaums und damit eine höhere Filterwirkung gegeben. Allerdings ist der nachfolgende Bereich einem geringeren Anteil an Rußpartikeln im Abgasstrom ausgesetzt, da eine Teilmenge bereits im stirnseitigen Bereich gefiltert wird. Da der erste Partikelfilter in Richtung des Abgasstromes abwechselnd Bereiche größerer und kleinerer durchschnittlicher Porendurchmesser aufweist, kann bereichsweise jeweils eine gleichmäßige Verteilung von Rußpartikeln im ersten Partikelfilter erreicht werden. Gesamt betrachtet kommt es daher zu einer gleichmäßigeren Beladung des ersten Partikelfilters über dessen Länge, womit letztlich ein Gegendruck vergleichsweise gering gehalten und eine Verblockung vermieden werden kann. Eine solche gleichmäßige Beladung hat auch zur Folge, dass bei Regeneration eine Bildung von lokalen Temperaturspitzen im Partikelfilter weitgehend vermieden oder zumindest vermindert ist.

In Bezug auf eine optimale Beladung des ersten Partikelfilters mit Rußpartikeln erweist es sich als zweckmäßig, wenn ein durchschnittlicher Porendurchmesser im stirnseitigen Bereich mehr als 600 pm, vorzugsweise 650 pm bis 950 pm, beträgt. Aus den gleichen Gründen ist es bevorzugt, dass ein durchschnittlicher Porendurchmesser in einem nachgeordneten Bereich weniger als 600 pm, vorzugsweise 350 pm bis 550 pm, beträgt.

Bevorzugt ist es, dass die Bereiche mit größeren durchschnittlichen Porendurchmessern jeweils mit einem Edelmetall wie Platin oder Palladium beschichtet sind. Hierdurch kommt es in den Bereich mit größeren durchschnittlichen Porendurchmessern bzw. geringerer Filterwirkung zur Oxidation von vorhandenem Stickstoffmonoxid NO zu Stickstoffdioxid N02, welches im jeweils stromabwärts nachfolgenden Bereich mit höherer Filterwirkung einer Verbrennung von dort abgeschiedenen Rußpartikeln dient, so dass eine Mehrfachnutzung von N02 gegeben ist. Gleichzeitig werden Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid oxidiert, was im Hinblick auf eine möglichst vollständige Abgasreinigung günstig ist.

Bereiche unterschiedlicher Porendurchmesser lassen sich bei einem erfindungsgemäß vorgesehenen Partikelfilter besonders leicht realisieren, indem dieser aus einzelnen Scheiben aus offenporigem Schaum gebildet wird. Dabei ist es in Bezug auf thermische und mechanische Belastungen, welchen der Partikelfilter standhalten soll, bevorzugt, dass der offenporige Schaum aus einem Metall gebildet ist.

Weitere Vorteile, Merkmale und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus dem Zusammenhang der Beschreibung und dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel, anhand dessen die Erfindung noch weitergehend erläutert ist.

Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Wirkungsgrades von Partikelfiltern aus offenporigem Metallschaum in Abhängigkeit von einem Abgasmassenstrom;

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Verlaufs eines Gegendruckes für verschiedene Partikelfilter aus offenporigem Metallschaum in Abhängigkeit von einem Abgasmassenstrom;

Fig. 4 eine schematische Darstellung des Verlaufs einer Rußeinlagerungsmenge in Partikelfiltern aus offenporigem Metallschaum für Partikelfilter mit konstanten bzw. variierenden durchschnittlichen Porendurchmessern. 5 AT 504 391 B1

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 näher dargestellt. Die Vorrichtung 1 umfasst einen in einem Gehäuse eines Äbgastraktes angeordneten Partikelfilter 2 sowie einen nachge-ordneten handelsüblichen Dieselpartikelfilter 3, z. B. aus einer Keramik, und einen Katalysator 6 zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden. Daneben umfasst die Vorrichtung 1 wie dargestellt weiter einen Oxidationskatalysator 4, welcher einer Oxidation von Kohlenwasserstoffen und von Kohlenmonoxid CO zu Kohlendioxid C02 sowie von allfällig vorhandenem Stickstoffmonoxid NO zu Stickstoffdioxid N02 dient. Weiter ist ein Hydrolysekatalysator 5 vorgesehen, welcher dem Katalysator 6 unmittelbar vorgeordnet ist und dazu dient, eine über eine Einspritzvorrichtung 12 eingebrachte Harnstofflösung zu zersetzen, so dass der Katalysator 6 mit einer erforderlichen Menge Ammoniak versorgt wird. Schließlich ist ein Sperrkatalysator 7 vorgesehen, welcher im Fall einer Überdosierung von Harnstofflösung einen Austritt von Ammoniak mit dem Abgas verhindert.

Der in Fig. 1 dargestellte erste Partikelfilter 2 ist aus mehreren Scheiben 21, 22, 23, 24, 25, 26 aus offenporigem Metallschaum gebildet. Die einzelnen Scheiben 21, 22, 23, 24, 25, 26 sind miteinander zu einem monolithischen Partikelfilter 2 verpresst und werden so, gegebenenfalls mit einem so genannten Canning ummantelt, in das Gehäuse der Vorrichtung 1 eingesetzt.

Die Metallschaumscheiben 21, 22, 23, 24, 25, 26 des Partikelfilters 2 weisen unterschiedliche durchschnittliche Porendurchmesser auf (definiert bzw. gemessen als arithmetisches Mittel der jeweils größten Durchmesser der von den Metallstegen des Schaüms gebildeten Fenster). Eine Metallschaumscheibe 21 weist einen durchschnittlichen Porendurchmesser von 800 pm auf. Eine nachfolgende Metallschaumscheibe 22 hingegen weist einen geringeren durchschnittlichen Porendurchmesser von ca. 550 pm auf. Eine daran stromabwärts anschließende Metallschaumscheibe 23 ist wiederum mit einem größeren durchschnittlichen Porendurchmesser, z. B. ca. 750 pm, gestaltet. Diese alternierende Anordnung von Metallschaumscheiben mit größeren und kleineren durchschnittlichen Porendurchmessern setzt sich durch den gesamten Partikelfilter 2 fort. Die Metallschaumscheiben 21, 23, 25 sind dabei mit einem Edelmetall, beispielsweise Platin oder Palladium, beschichtet. Damit wird erreicht, dass in diesen Bereichen, die eine geringere Filterwirkung als die jeweils nachgeordneten Metallschaumscheiben 22, 24 bzw. 26 aufweisen, im Abgas vorhandenes Stickstoffmonoxid NO zu Stickstoffdioxid N02 oxidiert wird. Das so erzeugte Stickstoffdioxid N02 sorgt vornehmlich in den nachgeordneten Metallschaumscheiben 22, 24, 26, die eine höhere Filterwirkung als die vorgeordneten Metallschaumscheiben 21, 23, 25 aufweisen, für eine Oxidation eingefangener Rußpartikel. Daneben kommt es auch bereits in den Metallschaumscheiben 21, 23, 25, welche ebenfalls filternde Wirkung haben, zu einer Oxidation der dort eingefangenen bzw. gefilterten Rußpartikel. Ein Vorteil einer derartigen Anordnung liegt darin, dass trotz hohem Wirkungsgrad ein überproportionaler Anstieg eines Gegendruckes vermieden ist. Würden Metallschäume mit geringen Porendurchmessern durchgängig eingesetzt, so würde sich ein hoher Gegendruck ergeben, da mit abnehmenden Porendurchmessern ein Beschichten mit einer wash-coat Schicht und Edelmetall erschwert ist und im Schaum nach dem Beschichten Inhomogenitäten bzw. verschlossene Stellen auftreten können. Bei durchgängigem Einsatz von Metallschaumscheiben mit größerem Porendurchmesser sinkt hingegen der Wirkungsgrad.

Die Wirkungsweise einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 ist wie folgt: Wie aus Fig. 1 ersichtlich, strömt schadstofftragendes bzw. beladenes Abgas im Abgastrakt über einen Einlassbereich 9 die normal zur Längsachse des Gehäuses angeordnete Metallschaumscheibe 21 an. In dieser Metallschaumscheibe 21 erfolgt einerseits ein Filtern von Rußpartikeln und andererseits eine Oxidation von Stickstoffmonoxid NO zu Stickstoffdioxid N02. Dieses Stickstoffdioxid N02 wird in der nachfolgenden Metallschaumscheibe 22 zur Oxidation von dort abgeschiedenen Rußpartikeln genutzt. Im Vergleich mit der Metallschaumscheibe 21 ist eine Filterwirkung der Metallschaumscheibe 22 auf Grund des vorgesehenen geringeren durchschnittlichen Porendurchmessers deutlich höher und liegt zweckmäßigerweise in einem Bereich von 1,5- bis 7-fach. 6 AT 504 391 B1 Für die kaskadenartig angeordneten Metallschaumscheiben 23 und 24 bzw. 25 und 26 wiederholt sich dieses Reaktionsschema, bis das Abgas teilweise von Rußpartikeln gereinigt aus dem Partikelfilter 2 austritt (absolute Entfernungsrate von ca. 10 bis 40 %) und den Dieselpartikelfilter 3 anströmt. Da der Partikelfilter 2 auch endseitig eine Metallschaumscheibe 26 aufweist, aus der das Abgas hochturbulent und gleichmäßig über den Querschnitt verteilt austritt, kommt es zu einer sehr gleichmäßigen Anströmung des Dieselpartikelfilters 3, wenn der Partikelfilter 2 wie dargestellt möglichst nahe am Dieselpartikelfilter 3, zweckmäßigerweise in einem Abstand von nicht mehr als 5 cm, angeordnet ist. In diesem Partikelfilter 3 werden die noch im Abgas verbliebenen Rußpartikel im Wesentlichen vollständig gefiltert. Anschließend wird das Abgas nach Durchströmen eines freien Bereiches 8 wiederum einem Oxidationskatalysator 4 zugeführt, welcher für eine Oxidation von Kohlenmonoxid CO zu C02 und verbliebenem Stickstoffmonoxid NO zu N02 sorgt. Dabei werden am Oxidationskatalysator Sekundäremissionen wie das durch Rußverbrennung erzeugte Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid C02 oxidiert und damit in ein weniger schädliches Gas umgewandelt. Das nun im Wesentlichen rußpartikelfreie Abgas trifft in der Folge auf eine Einrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden. Diese umfasst einen Hydrolysekatalysator 5, an welchem über eine Einspritzvorrichtung 12 eingebrachte Harnstofflösung unter Bildung von Ammoniak zersetzt wird. Das so gebildete Ammoniak reagiert am nachfolgenden Katalysator 6 mit Stickoxiden unter Bildung von Stickstoff. Damit allenfalls überschüssig vorhandenes Ammoniak nicht austreten kann, ist weiter ein Sperrkatalysator 7 vorgesehen, durch welchen Ammoniak nicht austreten kann. Das nun vollständig von Rußpartikeln und Stickoxiden gereinigte Abgas wird schließlich über einen Auslassbereich 10 ausgestoßen bzw. im Abgastrakt weitergeführt.

Wie auch aus Fig. 1 ersichtlich, kann in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 weiter eine Kraftstoffeinspritzeinheit 11 vorgesehen sein, welche einer Erhöhung der Abgastemperatur und damit einer Regenration des Partikelfilters 3 dient. Auch hier bringt der erfindungsgemäß vorgesehene Partikelfilter 2 Vorteile, da der Metallschaum auf Grund seines unregelmäßig verzweigten 3-dimensionalen Porensystems für eine Verwirbelung sorgt und sich daher eine Vormischerstrecke für den eingespritzten Kraftstoff erübrigt. Dies führt dazu, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 bei hoher Funktionalität besonders kurz bzw. kompakt baut. Diese Vorteile sind auch gegeben, wenn die dem ersten Partikelfilter 2 nachgeordneten Reinigungseinheiten vertauscht angeordnet sind, wenn also stromabwärts zuerst eine SCR-Einheit und anschließend ein Dieselpartikelfilter vorhanden ist.

Die Auswirkungen eines erfindungsgemäß eingesetzten Partikelfilters 2 im Vergleich mit dem Stand der Technik sind anhand der Fig. 2 bis 4 schematisch demonstriert. Fig. 2 zeigt für eine Vorrichtung, bei der ein erster Partikelfilter aus einem offenporigem Schaum mit im Wesentlichen konstantem Porendurchmesser über die Länge des Partikelfilters eingesetzt ist, den Wirkungsgrad bei steigendem Abgasmassenstrom (punktierte Linie in Fig. 2). Will man nun einen Wirkungsgrad steigern, indem ein durchschnittlicher Porendurchmesser verringert, jedoch über eine Länge des Partikelfilters gleichbleibend gehalten wird, kommt es wunschgemäß zu einem Ansteigen des Wirkungsgrades (strichlierte Linie in Fig. 2). Im Gegenzug aber kommt es, wie aus Fig. 3 ersichtlich, gleichzeitig zu einem starken Ansteigen des Gegendruckes, was erhöhten Kraftstoffverbrauch und/oder reduzierte Motorleistung bewirken kann. Im Vergleich damit verursacht ein Partikelfilter mit abwechselnden Bereichen gröberer und feinerer Porendurchmesser bei gleichem Wirkungsgrad (durchgängige Linie in Fig. 2) einen wesentlich geringeren Anstieg des Gegendruckes (durchgängige Linie in Fig. 3). Somit ergeben sich bei gleich hohem Wirkungsgrad wesentlich günstigere Bedingungen für den Betrieb eines Motors.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich kann ein erfindungsgemäßes System mit einem Partikelfilter 2 stets auch verblockungsfrei bzw. unterhalb einer Verblockungsgrenze betrieben werden. Da in einem ersten, stirnseitigen Bereich, in welchem naturgemäß eine höchste Belastung mit Rußpartikeln gegeben ist, ein relativ großer Porendurchmesser vorgesehen ist, kann in diesem Bereich eine Verblockung vermieden werden. In nachgeordneten Bereichen, welche einen kleineren durchschnittlichen Porendurchmesser und daher größere Filterwirkung aufweisen, kommt es zwar zu

Claims (6)

1. 7 AT 504 391 B1 Spitzen in Bezug auf eine eingelagerte Rußmasse. Allerdings ist in diesen Bereichen auch eine Rußbelastung bzw. ein Anteil an Ruß im Abgas bereits geringer, weshalb auch in diesen Bereichen stets unterhalb der Verblockungsgrenze gearbeitet werden kann (durchgezogene Linie in Fig. 4). Daraus folgt, dass eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 auch bei hohem Wirkungsgrad quasi selbstreinigend bzw. selbstregenerierend betreibbar ist. Demgegenüber kann bei Einsatz von Partikelfiltern mit konstantem Porendurchmesser auch bei relativ niedrigen Wirkungsgraden eine Verblockung nicht vermieden werden, da sich insbesondere an der Stirnseite des Partikelfilters ein Filterkuchen bilden kann, der unter Umständen eine Verblockung nach sich zieht (punktierte Linie in Fig. 4). Patentansprüche: 1. Vorrichtung (1) zum Reinigen eines Abgases eines Dieselmotors, insbesondere eines Abgases eines dieselbetriebenen Nutzfahrzeuges, welche Vorrichtung (1) einen ersten, zumindest teilweise edelmetallbeschichteten Partikelfilter (2) aus offenporigem Schaum zum partiellen Entfernen von Rußpartikeln aus einem Abgasstrom sowie stromabwärts nachgeordnet einen zweiten Partikelfilter (3), dessen Filterwirkung größer als jene des ersten Partikelfilters (2) ist, und/oder eine Einrichtung (6) zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Partikelfilter (2) in Richtung des Abgasstromes in einem stirnseitigen Bereich einen größeren durchschnittlichen Porendurchmesser aufweist als in einem nachfolgenden Bereich und im Partikelfilter (2) in Richtung des Abgasstromes abwechselnd Bereiche größerer und kleinerer durchschnittlicher Porendurchmesser vorgesehen sind.
2. 2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein durchschnittlicher Porendurchmesser im stirnseitigen Bereich mehr als 600 pm, vorzugsweise 650 pm bis 950 pm, beträgt.
3. 3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein durchschnittlicher Porendurchmesser im nachfolgenden Bereich weniger als 600 pm, vorzugsweise 350 pm bis 550 pm, beträgt.
4. 4. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bereiche mit größeren durchschnittlichen Porendurchmessern jeweils mit einem Edelmetall wie Platin oder Palladium beschichtet sind.
5. 5. Vorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bereiche größerer und kleinerer durchschnittlicher Porendurchmesser aus einzelnen Scheiben (21, 22, 23, 24, 25, 26) aus offenporigem Schaum gebildet sind.
6. 6. Vorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der offenporige Schaum aus Metall besteht. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen