特許 7418969 内燃エンジン、及び窒素酸化物排出物を還元するための方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-12

(45)【発行日】2024-01-22

(54)【発明の名称】内燃エンジン、及び窒素酸化物排出物を還元するための方法

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/08 20060101AFI20240115BHJP

   F01N 3/24 20060101ALI20240115BHJP

   F01N 3/20 20060101ALI20240115BHJP

   F02D 13/02 20060101ALI20240115BHJP

   F02B 25/04 20060101ALI20240115BHJP

   F02B 25/20 20060101ALI20240115BHJP

【ＦＩ】

F01N3/08 B

F01N3/24 N

F01N3/24 L

F01N3/24 A

F01N3/20 K

F01N3/20 U

F02D13/02 A

F02D13/02 H

F02B25/04

F02B25/20 Z

【請求項の数】 17

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2019093964

(22)【出願日】2019-05-17

(65)【公開番号】P2019199875

(43)【公開日】2019-11-21

【審査請求日】2022-03-08

(31)【優先権主張番号】18173078.9

(32)【優先日】2018-05-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】515191442

【氏名又は名称】ヴィンタートゥール ガス アンド ディーゼル リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000855

【氏名又は名称】弁理士法人浅村特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】アラン プリュス

(72)【発明者】

【氏名】ディルク カダウ

(72)【発明者】

【氏名】マルティン ブルッチェ

(72)【発明者】

【氏名】マティアス シュタルク

【審査官】前田 浩

(56)【参考文献】

【文献】特開平０２－３０５３２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６４－０１９１０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０１Ｎ ３／０８

Ｆ０１Ｎ ３／２４

Ｆ０１Ｎ ３／２０

Ｆ０２Ｄ １３／０２

Ｆ０２Ｂ ２５／０４

Ｆ０２Ｂ ２５／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

特に推進システムのための、好適には２ストローク・エンジン（１）である、内燃エンジンあって、前記内燃エンジンは、
－ 各々が、燃料のための入口と、出口弁（６）を有する排気ガスのための出口（５）とを有する燃焼室（３）を備える、少なくとも２つのシリンダ（２）
を備え、
－ 前記エンジンは、前記燃焼室（３）の下流にある少なくとも１つの分離デバイス（７）を備え、
－ 第１の成分のエグゾースト・ライン（８）及び第２の成分のエグゾースト・ライン（９）が、前記少なくとも１つの分離デバイス（７）に接続され、
－ 前記少なくとも１つの分離デバイス（７）は、各燃焼室（３）からの前記排気ガスを、前記第１の成分のエグゾースト・ライン（８）のための第１のガス・ストリームと、前記第２の成分のエグゾースト・ライン（９）のための第２のガス・ストリームとに分離するように構成され、
－ 第１のＳＣＲ反応器（１０）が、前記分離デバイス（７）の下流の前記第１の成分のエグゾースト・ライン（８）に配置され、
－ 前記第２の成分のエグゾースト・ライン（９）及び前記第１の成分のエグゾースト・ライン（８）は、少なくとも前記第１のＳＣＲ反応器（１０）までに、互いから分離され、
－ 前記第１のＳＣＲ反応器（１０）は、前記少なくとも２つのシリンダ（２）の全負荷吐出量の８０％以下、好適には６０％以下又は５０％以下であり、且つ４０％以上である最大処理能力を有することを特徴とする、内燃エンジン。

【請求項2】

前記分離デバイス（７）は、前記燃焼室（３）からの前記排気ガスを、好適には前記第１の成分のエグゾースト・ライン（８）のための第１のガス・ストリームと、好適には前記第２の成分のエグゾースト・ライン（９）のための第２のガス・ストリームとに分離するように構成され、前記第２のガス・ストリームの温度が、前記第１のガス・ストリームの温度より低いことを特徴とする、請求項１に記載の内燃エンジン。

【請求項3】

前記分離デバイス（７）は、前記排気ガスを前記第１及び第２のガス・ストリームに分離するために、前記第１の成分のエグゾースト・ライン（８）を開閉するための、特にバタフライ弁である、制御可能弁を備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の内燃エンジン。

【請求項4】

前記エンジンは、前記シリンダの前記排気ガスを集めるための排気ガス・レシーバ（１１）を備え、前記少なくとも１つの分離デバイス（７）は、前記排気ガス・レシーバ（１１）の上流に配置されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の内燃エンジン。

【請求項5】

前記分離デバイス（７）は、前記少なくとも２つのシリンダ（２）の各々の前記出口弁によって形成されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の内燃エンジン。

【請求項6】

少なくとも１つの分離デバイス（７）、好適には各分離デバイス（７）は、前記排気ガスを前記第１及び第２のガス・ストリームに分離するために、それぞれの前記燃焼室（３）のための、複数の弁、好適には２つ又は４つの弁を備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の内燃エンジン。

【請求項7】

前記エンジン（１）は、前記第２の成分のエグゾースト・ライン（９）に配置され、好適には前記排気ガス・レシーバ（１１）の下流にある第２のＳＣＲ反応器（１２）を備えることを特徴とする、請求項４に記載の内燃エンジン。

【請求項8】

前記第２のＳＣＲ反応器（１２）は、前記第１のＳＣＲ反応器（１０）より高い最大処理能力、好適には前記少なくとも２つのシリンダ（２）の全負荷吐出量の少なくとも８０％の最大処理能力を有することを特徴とする、請求項７に記載の内燃エンジン。

【請求項9】

前記第２の成分のエグゾースト・ラインは、ＳＣＲパイプ（１３）及びバイパス・パイプ（１４）を備え、前記第２のＳＣＲ反応器（１２）は、前記ＳＣＲパイプに配置され、前記第２の成分のエグゾースト・ラインは、前記排気ガスを前記第２のＳＣＲ反応器（１２）及び／又は前記バイパス・パイプ（１４）に案内するための少なくとも１つ、好適には２つの弁（１５）を備えることを特徴とする、請求項７に記載の内燃エンジン。

【請求項10】

前記第１の成分のエグゾースト・ライン（８）は、前記第１及び／又は第２のＳＣＲ反応器（１０，１２）の上流に配置された加熱要素（１６）を備えることを特徴とする、請求項７に記載の内燃エンジン。

【請求項11】

尿素溶液のような還元剤を噴射するためのデバイスが、前記第１のＳＣＲ反応器及び／又は前記第２のＳＣＲ反応器の上流に配置される、請求項７に記載の内燃エンジン。

【請求項12】

好適には請求項１に記載の燃焼エンジンである、内燃エンジンのＮＯ_ｘ排出物を還元するための方法であって、
－ 燃料のための入口と、出口弁（６）を有する排気ガスのための出口（５）とを有する内燃チャンバ（３）を有する少なくとも２つのシリンダ（２）において燃料を燃やすステップと、
－ 前記出口（５）を通して排気ガスを送出するステップと、
－ 分離デバイス（７）を用いて全ての燃焼室（３）の前記排気ガスを、前記燃焼室（３）の下流において第１及び第２の排気ガス・ストリームに分離するステップであって、前記第１の排気ガス・ストリームは、第１の成分のエグゾースト・ライン（８）によって移送され、前記第２の排気ガス・ストリームは、第２の成分のエグゾースト・ライン（９）によって移送され、両方のエグゾースト・ライン（８，９）は、前記少なくとも１つの分離デバイス（７）に接続される、ステップと、
－ 前記第１の成分のエグゾースト・ライン（８）における前記第１の排気ガス・ストリームを、前記少なくとも２つのシリンダの全負荷吐出量の８０％以下、好適には６０％以下又は５０％以下の最大処理能力を有する第１のＳＣＲ反応器（１０）に案内するステップと、
－ 前記第２の成分のエグゾースト・ライン（９）における前記第２の排気ガス・ストリームを案内するステップであって、前記第１及び第２のエグゾースト・ラインは、少なくとも前記第１のＳＣＲ反応器（１０）までに、分離状態を維持される、ステップと、
－ 前記第１の排気ガス・ストリームにおけるＮＯ_ｘの濃度が低下するように、前記第１のＳＣＲ反応器において前記第１の排気ガス・ストリームを反応させるステップと
を含む方法。

【請求項13】

前記第１の排気ガス・ストリームが第１の温度を有し、前記第２の排気ガス・ストリームが第２の温度を有し、前記第２の温度は前記第１の温度より低い、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記分離ステップにおいて、前記内燃チャンバから最初に送出される部分は、前記第１の成分のエグゾースト・ライン（８）に案内され、その後に送出される部分は、前記第２の成分のエグゾースト・ライン（９）に案内される、請求項１２又は１３に記載の方法。

【請求項15】

－ 前記第１のＳＣＲ反応器（１０）の上流において、前記第１の排気ガス・ストリームを加熱するステップ
をさらに含む、請求項１２又は１３に記載の方法。

【請求項16】

－ 前記第２の成分のエグゾースト・ライン（９）を通して第２のＳＣＲ反応器（１２）に前記第２の排気ガス・ストリームを案内するステップと、
－ 前記第２のＳＣＲ反応器（１２）において前記第２の排気ガス・ストリームを反応させるステップと
をさらに含む、請求項１２又は１３に記載の方法。

【請求項17】

還元剤が、前記第１のＳＣＲ反応器（１０）及び／又は前記第２のＳＣＲ反応器（１２）の上流で噴射される、請求項１６に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、独立請求項のプリアンブルによる、内燃エンジンと、窒素酸化物排出物を還元するための方法とに関する。

【0002】

本発明は燃焼エンジン及びそれらの排出物の還元の技術分野に関連する。

【背景技術】

【0003】

大型船舶の場合、排出物に関する要求事項が増えており、これは特には窒素酸化物排出物に関するものである。したがって、これらの船舶の内燃エンジンによって噴出される排気ガス中の窒素酸化物の量を削減することが必要である。

【0004】

これらの燃焼エンジン内で選択的接触還元（ＳＣＲ：ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｃａｔａｌｙｔｉｃ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）のための反応器を使用することが知られている。燃焼エンジン内の既知の反応器の１つの問題は、低負荷において選択的接触還元が噴出される窒素酸化物を十分には還元しないことである。さらに、既知のＳＣＲ反応器は柔軟性が低く、高負荷においての高速（ｈｉｇｈ）の窒素還元にのみ適合する（例えば、ｔｉｅｒ ＩＩＩの必要条件を満たすために）。

【0005】

特許文献１が、燃焼室を有する複数のシリンダと、排気ガス・システムとを備える２ストローク内燃エンジンを開示している。排気ガス・システムが、複数のシリンダからの排気ガスを受け取るための排気ガス・レシーバと、排気ガス・レシーバの下流に位置する少なくとも１つのＳＣＲレシーバとを備える。非常に低温であることを理由として、硫酸がアンモニアによって中和され、ＡＢＳと呼ばれる粘着性の生成物を生成し、この粘着性の生成物がＳＣＲ反応器内の触媒物質上に堆積する。ＳＣＲ反応器を再生させるために、特許文献１が１つのシリンダから排気ガスを高温で送ることを提案している。この高温の排気ガスは限定される時間で再生経路を通してＳＣＲ反応器まで供給される。高温ガスをそこから除去するところのシリンダが低い出力を有する。このエンジンにはエンジン・ガバナが低い出力を補償する必要があるという欠点がある。さらに、提案されるエンジンは低負荷のＮＯ_ｘ還元に適合しない。

【0006】

特許文献２が排気ガス中の窒素酸化物を還元するための方法を開示している。装置が、再循環させられる第１のパートと、タービンまで誘導される第２のパートとへと排気ガスを分離することを含む。再循環させられるパートが燃焼室の中まで誘導され、窒素酸化物排出物が還元される。ＳＣＲを用いる窒素酸化物の還元は示されていない。

【0007】

特許文献３が、複数のエグゾースト・レッグ（ｅｘｈａｕｓｔ ｌｅｇ）を通る排気ガス流れを独立して制御するのを可能にする排気ガス後処理システムを開示している。弁が、エグゾースト・レッグを通る流れの均衡状態又は不均衡状態を実現及び制御するために調整され得る。

【0008】

特許文献４が燃焼エンジンを開示しており、ここでは、排気ガスが、部分的に、排出物還元デバイスに平行に配置されるバイパスにより、化学量論的オペレーションにおいて触媒ユニットまで案内される。

【0009】

特許文献５が、第１のＳＣＲを通り抜けたＮＨ_３を、第１のＳＣＲに平行に配置される第２のＳＣＲ内で保存するためのシステムを開示している。

【0010】

特許文献６が、入ってくる気体ストリームを２つのサブストリームへと分けるためのデバイスに関連し、それぞれのストリームが導管システムの１つの枝路を通過する。

【0011】

特許文献７が、上流の排気中に配置されるエグゾースト・パイプから分岐する２つのパイプを備える排気ガス後処理システムを開示している。ＮＯからＮＯ_２への酸化処理能力が互いに異なる個別に配置される複数の酸化触媒が存在する。

【0012】

特許文献８が、排気ガス浄化システム、又は内燃エンジンからの排気ガスを開示している。窒素変換における高効率を達成するために、入口ラインが下流側において計量デバイスにより２つの触媒ラインへと分けられ、これらの２つの触媒ラインが各々の事例での内燃エンジンからの排気ガス・ストリームを触媒要素まで導く。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0013】

【文献】デンマーク国特許出願公開第２０１５７０７０４号明細書

【文献】独国特許出願公開第１０２００８０５８６１２号明細書

【文献】国際公開第２０１２／０１５１２７３号

【文献】欧州特許出願公開第２０５５９０９号明細書

【文献】米国特許出願公開第２０１２／００２３９０７号明細書

【文献】国際公開第０２／０７５１２４号

【文献】国際公開第２００７／０１０６６４号

【文献】米国特許出願公開第２０１０／０１９９６４３号明細書

【文献】欧州特許出願公開第２１５１５６９号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

本発明の課題は、低負荷において内燃エンジンの排気ガス中の窒素酸化物を還元することである。本発明の別の具体的な課題は、多様なエンジン負荷においての、窒素酸化物の柔軟性のある効率的な還元を実現することである。

【課題を解決するための手段】

【0015】

本発明の第１の態様によると、内燃エンジンが提供される。内燃エンジンが好適には２ストローク・エンジンである。エンジンが、例えば船舶の推進システムなどの、推進システムに特に適する。内燃エンジンが少なくとも２つのシリンダを備える。２つのシリンダの各々が燃焼室を有し、また、燃料のための入口と、出口弁を備える排気ガスのための出口とを有する。エンジンが、燃焼室の下流にある少なくとも１つの分離デバイスを備える。第１及び第２のエグゾースト・ラインが少なくとも１つの分離デバイスに接続される。少なくとも１つの分離デバイスが、各燃焼室からの排気ガスを、第１の成分のエグゾースト・ラインのための第１のガス・ストリームと、第２の成分のエグゾースト・ラインのための第２のガス・ストリームとに分離するように構成される。第１の選択的接触還元（ＳＣＲ）反応器が分離デバイスの下流で第１の成分のエグゾースト・ライン内に配置される。第２の成分のエグゾースト・ライン及び第１の成分のエグゾースト・ラインが、少なくとも第１のＳＣＲ反応器のところまで、互いから分離される。第１のＳＣＲ反応器が、少なくとも２つのシリンダの全負荷吐出量（ｆｕｌｌ ｌｏａｄ ｏｕｔｆｌｏｗ ｒａｔｅ）の８０％以下である最大処理能力を有する。好適には、第１のＳＣＲ反応器が、少なくとも２つのシリンダの全負荷吐出量の６０％以下又は５０％以下である最大処理能力を有する。

【0016】

全負荷は、内燃エンジンが最大出力又は最大トルクを提供するときの内燃エンジンの動作状態であってよい。エネルギー供給が低下して出力又はトルクが低下する場合、この動作状態が部分負荷と呼ばれる。全負荷はエンジンのＣＭＣＲ（約定連続最大定格）（ｃｏｎｔｒａｃｔ ｍａｘｉｍｕｍ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｒａｔｉｎｇ）ポイントであってよい。一実施例では、全負荷（例えば、ＣＭＣＲ）が、所望の船速、所望のパワー、及び任選選択で所望のプロペラ速度を使用して計算される。

【0017】

分離デバイスが、排気ガスを２つのストリームに分離するように構成される。排気ガスの１つのパートのみが第１のＳＣＲに誘導されることから、より小型のＳＣＲ反応器が選択され得る。大型のＳＣＲ反応器はエンジンの組み立てにかなりの制限を加える。大型のＳＣＲ反応器は高価であり、エンジンに一体化することが困難であり、また、燃料効率の損失をもたらす。排気ガスの１つのパートのみがＳＣＲを通るように案内されることから、スペース及びコストが節約され得る。

【0018】

２ストローク・エンジンでは、給気が圧縮され、燃料が噴射され、混合気がシリンダ内で燃焼させられる。シリンダ内の燃焼から生じるガス混合物を以下で「燃焼ガス」と呼ぶ。燃焼ガスが粒子状物質をさらに含む可能性がある。

【0019】

出口を通して燃焼室から燃焼ガスを排出するのに掃気が使用される。掃気及び燃焼ガスの組み合わせがシリンダの出口を通して排出され、総称的に「排気ガス」と呼ばれる。

【0020】

掃出することにより、シリンダからの高温の燃料ガスがより低温の掃気と共に出口を通して押し進められる。

【0021】

掃出するとき、掃気及び燃焼ガスが混合する。しかし、送出フェーズ中、燃焼ガスの濃度が初期状態では高く経時的に低下することを理由として、排気ガスが温度勾配を有することになる。

【0022】

言い換えると、出口を通るように案内されるガスが、比較的高温である排気ガスの第１のパート（つまり、大部分が燃焼ガス）と、比較的低温である排気ガスの第２のパート（つまり、大部分が掃気である）とに分離され得る。排気ガスの第１のパートが窒素酸化物の大部分を含む。

【0023】

エンジンがターボチャージャを備えることができる。ターボチャージャが第１の成分及び／又は第２の成分のエグゾースト・ライン内に配置され得る。ターボチャージャが第１及び／又は第２のＳＣＲの下流に配置され得る。代替的実施例では、ターボチャージャが第２のＳＣＲの上流に配置され得る。

【0024】

さらに、分離デバイスが、排気ガス・レシーバの前に配置される１つ又は２つの或はそれより多い弁によって形成され得る。好適には、分離デバイスが、１つの燃焼チャンバごとに、少なくとも１つの、特には２つの弁を備える。弁がバタフライ弁又はポペット弁であってよいか、或は任意適切な他の弁であってよい。また、分離デバイスは排気ガス・レシーバの後ろに配置され得るが、ターボチャージャの前に配置されてもターボチャージャの後ろに配置されもよい。分離デバイスが複数の弁によって形成され得る。

【0025】

一実施例では、分離デバイスが、排気ガスを第１及び第２の成分のエグゾースト・ストリームへと分離することを目的として第１の成分のエグゾースト・ラインを開閉するための制御可能弁を備える。制御可能弁が制御装置によって制御され得る。制御装置は機械的であってよく、つまりエンジンのカムシャフトであってよいか、又は電子的であってもよい。

【0026】

分離デバイスが、燃焼室からの排気ガスを、それぞれ第１及び第２の成分のエグゾースト・ラインのためのものである第１及び第２のガス・ストリームへと分離するように構成され得、ここではガス・ストリームが順番に又は同時に送出される。

【0027】

分離デバイスの多様な実施例が、第１及び第２の排気ガス・ストリームの単純で高い信頼性の分離を実現する。具体的には、燃焼ガスを比較的より多く含みしたがってより高温である最初に送出される排気ガスの１つのパートを、比較的掃気をより多く含みしたがってより低温であるその後で送出される１つのパートから分離するのを可能にする。一実施例では、燃焼室の送出フェーズ中に制御可能弁が最初に開けられ、次いで出口を通って掃気が流れるときに閉じられる。このような分離デバイスの一実施例が特許文献９に示されている。分離デバイスが、燃焼室からの排気ガスを、第１の比較的高温のガス・ストリームと、第２の比較的低温のガス・ストリームとに分離するように構成される。好適には、比較的高温のガス・ストリームが第１の成分のエグゾースト・ラインのためのものである。好適には、比較的低温のガス・ストリームが第２の成分のエグゾースト・ラインのためのものである。

【0028】

言い換えると、分離デバイスが、燃焼室からの排気ガスを、好適には第１の成分のエグゾースト・ラインのための、第１のガス・ストリームと、好適には第２の成分のエグゾースト・ラインのための第２のガス・ストリームとに分離するように構成され、ここでは、第２のガス・ストリームの温度が第１のガス・ストリームの温度より低い。

【0029】

分離デバイスが、第１の成分のエグゾースト・ライン及び第２の成分のエグゾースト・ラインのための弁の開閉のタイミングを調整することにより第１のガス・ストリームを分離することができる。一実施例では、分離デバイスが、第１の成分のエグゾースト・ラインを通して出口から最初に吐出される第１のパートと、第２の成分のエグゾースト・ラインを通してその後で吐出される第２のパートとを案内するように構成される。

【0030】

分離デバイスが、シリンダ内の排気ガスの温度、クランク角、時間、又はシリンダ内の圧力に応じて、第１の成分のエグゾースト・ライン及び第２の成分のエグゾースト・ラインの中に流れが入るのを可能にするように弁を設定するように構成され得る。

【0031】

通常、排気ガスの送出の第１のフェーズ中、シリンダ内の圧力と同様に、排気ガスの温度が最高温度まで急激に上昇し、その後緩やかに低下する。

【0032】

特定の時点ｔ_ｓ又は特定のクランク角α_ｓからスタートする、第２のフェーズ中、掃気がシリンダに入ると、シリンダ内の圧力が特定の圧力ｐ_ｓを下回り、送出される排気ガスの温度が、特定の温度Ｔ_ｓ未満である温度を有する。この第２のフェーズ中、排気ガスの温度が例えば３５０°未満まで低下する可能性があり、また具体的には２５０°未満まで低下する可能性がある。

【0033】

燃焼エンジンが、シリンダ内の排気ガスの温度に関しての結論を出すのを可能にするような値を検出するためのセンサを備えることができ、これは、温度センサ、圧力センサ、時間センサ（ｔｉｍｅ ｓｅｎｓｏｒ）、又はクランク角センサなどである。センサが、好適には、高速反応式の、高速式の、及び／又は高速測定のセンサであり、その結果、燃焼サイクル中に測定値及び測定値の変化が十分に迅速に検出される。迅速な測定は、所定の限界値との及び／又は分離デバイスの設定の適宜の変更との継続的な比較を可能にする。

【0034】

値が所定の特定の値と比較され得る。特定の値に達すると、分離デバイスが、新たな状態へと移行させられ得、例えば、排気ガスが第１の成分のエグゾースト・ラインの中まで案内されて第２の成分のエグゾースト・ラインの中へは案内されない第１の状態から、排気ガスが第２の成分のエグゾースト・ラインの中まで案内されて第１の成分のエグゾースト・ラインの中へは案内されない第２の状態へと、移行させられ得る。

【0035】

燃焼エンジンが、分離デバイスを操作するための、また具体的には、特には、センサの測定に基づいて並びに／或は温度、又は排気ガスの温度に関しての結論を出すのを可能にするような、圧力、時間、又はクランク角などの、値に基づいて、弁を設定するための、制御ユニットを備えることができる。

【0036】

例えば、特定の温度Ｔ_ｓ、特定の圧力ｐ_ｓ、特定の時点ｔ_ｓ、又は特定のクランク角α_ｓなどの特定の値に達すると、すぐに、制御ユニットが分離デバイスの設定を変更することができる。

【0037】

特定の値は所定のものであり、制御デバイスに提供され得るか又は制御デバイス内に保存され得る。

【0038】

特定の値は負荷によって決定されてよい。負荷依存の特定の値を有するマップが制御ユニットによって使用されるように残され得る。

【0039】

分離デバイスを設定するための、また具体的には値を設定するための、制御ユニットが、負荷に応じて分離デバイスを操作するように構成され得る。所定の負荷の範囲では、制御ユニットが上述したように分離デバイスを設定することができる。加えて又は別法として、第１の成分のエグゾースト・ラインのための第１のガス・ストリームのみを又は第２の成分のエグゾースト・ラインのための第２のガス・ストリームのみを、或は第１の成分のエグゾースト・ライン及び第２の成分のエグゾースト・ラインのための第１及び第２のガス・ストリームを同時に許容するような、所定の負荷範囲が存在してもよい。

【0040】

エンジンの低負荷では、重亜硫酸アンモニウム（ＡＢＳ：ａｍｍｏｎｉｕｍ ｂｉｓｕｌｆａｔｅ）が生成されてＳＣＲ反応器内の触媒物質上に堆積する可能性がある。これは、排気ガスが非常に低温であることによって起こる。ＳＣＲ反応器内にＡＢＳが堆積することは、ガス・ストリームを２つのストリームに分離することによって回避される。一方のストリームが比較的高温であることを理由として、高温ガスのみがＳＣＲ反応器まで案内され、ＡＢＳの生成が防止される。好適には、尿素溶液などの還元剤を噴射するためのデバイスが第１のＳＣＲ反応器の上流に配置される。

【0041】

エンジンが排気ガス再循環（ＥＧＲ：ｅｘｈａｕｓｔ ｇａｓ ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）を含むことできる。ＥＧＲが内燃チャンバの入口及び内燃チャンバの出口に接続され得る。

【0042】

一実施例では、エンジンが、シリンダの排気ガスを集めるための排気ガス・レシーバを備える。分離デバイスが排気ガス・レシーバの上流に配置され得る。それにより、排気ガス・ストリームの成分（例えば、燃焼ガス及び掃気）が排気ガス・レシーバ内で均一に混合される前に、排気ガスが分離され得るようになる。

【0043】

排気ガス・レシーバが第２の成分のエグゾースト・ライン内に配置され得る。

【0044】

分離デバイスが排気ガス・レシーバの下流に配置され得る。

【0045】

好適な一実施例では、少なくとも１つの、好適には各々の、分離デバイスが、複数の弁を備える。分離デバイスは２つ又は４つの弁を備えることができる。一実施例では、４つの弁のうちの２つの弁が、第１の成分のエグゾースト・ストリームを第２の成分のエグゾースト・ラインへと進路変更させるのに使用され得る。残りの２つの弁が、第２の成分の排気ガス・ストリームを第２の成分のエグゾースト・ラインへと進路変更させるのに使用される。

【0046】

別の好適な実施例では、３つ又は４つの或はそれより多い弁のうちの１つの弁が、排気ガスの第１のパートを第１の成分のエグゾースト・ストリームへと進路変更させるように適合される。２つ又は３つの或はそれ以上の残りの弁が排気ガスを第２の成分のエグゾースト・ラインへと進路変更させるように適合される。それにより、第１及び第２の成分のエグゾースト・ストリームが特に単純で効率的である形で発生させられ得る。

【0047】

一実施例では、分離デバイスが少なくとも２つの各々のシリンダの出口弁によって形成される。一実例では、各シリンダが複数の出口弁を備えることができる。各シリンダの第１の出口弁が第１の成分のエグゾースト・ラインを開けるように適合され、第２の出口弁が第２の成分のエグゾースト・ラインを開けるように適合される。別の実例では、各シリンダが各々の成分のエグゾースト・ラインのための２つの弁を備える。さらに、各出口が４つの出口弁を備えることができる。これらの好適な実施例では、分離デバイスが出口弁によって形成され、それによりコンパクトなデバイスを提供する。

【0048】

加えて又は別法として、分離デバイスが、１つ若しくは２つの、又は４つの、或はそれより多い弁を有することができる、これは例えば、出口又は出口弁の下流にあるバタフライ弁である。

【0049】

一実施例では、エンジンが、第２の成分のエグゾースト・ライン内に配置される第２のＳＣＲ反応器を備える。第２の成分のエグゾースト・ラインが排気ガス・レシーバの下流に配置され得る。

【0050】

好適には、尿素溶液などの還元剤を噴射するためのデバイスが第２のＳＣＲ反応器の上流に配置される。

【0051】

第２のＳＣＲが第１のＳＣＲより高い最大処理能力を有することができる。第２のＳＣＲが、少なくとも２つのシリンダの全負荷吐出量の少なくとも８０％又は１００％の最大処理能力を有することができる。それにより、エンジンの高負荷での効率的な窒素酸化物の還元が実現される。加えて、２つのＳＣＲを提供することにより、ＳＣＲの柔軟性のある効率的な使用が可能となる。例としては船舶が低速で進むときなどの、例えば低負荷では、第１の（小型の）ＳＣＲのみが使用されてよい。高負荷では、窒素酸化物の高速還元（ｈｉｇｈ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）が必要とされる場合、第２のＳＣＲが追加され得る。

【0052】

一実施例では、還元剤のための第１の入口が第１の成分のエグゾースト・ライン内に配置される。第１の入口が分離デバイスの下流に配置され得、及び／又は第１の入口が第１のＳＣＲ反応器の上流に配置され得る。還元剤が尿素又はアンモニアであってよい。

【0053】

別の実施例では、還元剤のための第２の入口が第２の成分のエグゾースト・ライン内に配置される。第２の入口が分離デバイスの下流に配置され得、及び／又は第２の入口が第２のＳＣＲ反応器の上流に配置され得る。還元剤が尿素又はアンモニアであってよい。

【0054】

第１及び第２の入口が同じ還元剤（すなわち、アンモニア又は尿素）を噴射することができる。好適な実施例では、第１及び第２の入口が異なる還元剤を噴射する。一実例では、第１の入口が尿素を噴射することができ、第２の入口がアンモニアを噴射することができる。尿素はアンモニアに対しての吸熱反応を必要とする。アンモニアは反応する必要がないことから、低い排気ガス温度での還元剤として特に適する。

【0055】

一実施例では、第２の成分のエグゾースト・ラインが、好適には平行である、ＳＣＲパイプ及びバイパス・パイプを備える。第２のＳＣＲがＳＣＲパイプ内に配置され得る。第２の成分のエグゾースト・ラインが、排気ガスをＳＣＲパイプ及び／又はバイパス・パイプの中まで案内するための、少なくとも１つの、好適には２つの、弁を備える。さらに、エンジンが弁を作動させるように適合される制御装置を備えることができ、その結果、排気ガスが第２のＳＣＲまで誘導されるか又はバイパス・パイプを通るように誘導されるか、或はその両方を通るように誘導される。

【0056】

バイパス・パイプがエンジンの高燃料効率の動作モードを可能にする。したがって、所望される動作モードに応じて、つまり燃料効率に応じて、又は高負荷／低負荷で還元される排出物に応じて、操作者が、どのパイプ／成分のエグゾースト・ラインを通すように排気ガスを誘導するのかを選択することができる。本発明の示される実施例に関連させて動作モードの実例を説明する。

【0057】

一実施例では、第１の成分のエグゾースト・ラインが、第１のＳＣＲ反応器の上流に配置される加熱要素を備える。加えて又は別法として、別の加熱要素が第２のＳＣＲの上流に配置され得る。特定の動作モードでは、また具体的には低負荷では、排気ガスが非常に低温である可能性があり、それにより第１及び／又は第２のＳＣＲ反応器の触媒の上に重亜硫酸アンモニウム（ＡＢＳ）が堆積することになる。これを防止することを目的として、及び選択されるシリンダからのガスの再循環を利用するのを回避することを目的として、それぞれのＳＣＲ反応器がそれ自体で、排気ガスを十分な温度にまで加熱するための加熱デバイスを備えることができる。

【0058】

十分な温度（最低の連続動作温度）が、排気ガスの絶対圧又は燃料中の硫黄濃度から計算され得る。

【0059】

例えば、１００ｋＰａ（１バール）の絶対温度及び０．１％の硫黄濃度の場合、最低温度は２８０℃であってよい（端数切捨て）。好適には、１００ｋＰａ（１バール）及び０．１％の硫黄の場合、最低温度は十分な温度Ｔ_ｓｕより３０°高く、つまり３１０°である。

【0060】

具体的には、１５０ｋＰａ（１．５バール）の場合、０．１％の硫黄の場合に、温度が２９０℃を超え、好適には３２０℃を超える。０．５％の硫黄の場合、１５０ｋＰａ（１．５バール）で、温度が３１０℃を超えてよく、好適には３４０℃を超えてよい。３．５％の硫黄の場合（やはり、１５０ｋＰａ（１．５バール））の場合、温度は３４０℃を超えてよく、好適には３７０℃を超えてよい。

【0061】

本発明の別の態様が、内燃エンジンの窒素酸化物（ＮＯ_ｘ）排出物を還元するための方法に関連する。好適には、エンジンが、本明細書において上で言及した燃焼エンジンである。この方法が以下のステップを含む：
－ 燃料のための入口と、出口弁を備える排気ガスのための出口とを備える内燃チャンバを有する少なくとも２つのシリンダ内で燃料を燃やすステップと、
－ 出口を通して排気ガスを送出するステップと、
－ 分離デバイスを用いてすべての燃焼室の排気ガスを燃焼室の下流において第１及び第２の排気ガス・ストリームへと分離するステップであって、ここでは、第１の排気ガス・ストリームが第１の成分のエグゾースト・ラインによって移送され、第２の排気ガス・ストリームが第２の成分のエグゾースト・ラインによって移送され、またここでは、両方のエグゾースト・ラインが少なくとも１つの分離デバイスに接続されるステップと、
－ 第１の成分のエグゾースト・ライン内の第１の排気ガス・ストリームを、少なくとも２つのシリンダの全負荷吐出量の８０％以下、好適には６０％以下又は５０％以下の最大処理能力を有する第１のＳＣＲ反応器まで案内するステップと、
－ 第２の成分のエグゾースト・ライン内の第２の排気ガス・ストリームを案内するステップであって、ここでは、第１及び第２のエグゾースト・ラインが少なくとも第１のＳＣＲ反応器のところまで、分離状態を維持する、ステップと、
－ 第１のＳＣＲ反応器内の第１の排気ガス・ストリームを反応させるステップであって、その結果、第１の排気ガス・ストリーム中のＮＯ_ｘの濃度が低下する、ステップ。

【0062】

第１の排気ガス・ストリームが燃焼サイクルの第１のフェーズ中に送出され得、第２の排気ガス・ストリームが燃焼サイクルの第１のフェーズ中に送出され得る。好適には、第１の排気ガス・ストリームが第１の温度を有し、第２の排気ガス・ストリームが第２の温度を有し、ここでは、第２の温度が第１の温度より低い。

【0063】

この方法の好適な実施例では、この方法が、第１のＳＣＲ反応器の上流で第１の排気ガス・ストリームを加熱するステップをさらに含む。

【0064】

好適な実施例では、内燃チャンバから最初に送出されるパートが第１の成分のエグゾースト・ラインの中まで案内され、その後で送出されるパートが第２の成分のエグゾースト・ラインの中まで案内される。通常、最初に送出されるパートがその後で送出されるパート（第２のパート）より高い温度を有する。それにより、排気ガスを比較的高温のエグゾースト・ストリーム及び比較的低温のエグゾースト・ストリームへと分離する単純な方法が提供される。

【0065】

内燃エンジンが、掃気レシーバを通して及び掃気ポート又は入口ポートとも呼ばれるフラッシング・ホールを通して外気をシリンダの中まで案内するための外気供給装置を備えることができる。外気が、燃焼サイクルの最後に燃焼ガスをシリンダの外へ流し出すのに使用され得る。燃焼サイクル中、主として燃焼ガスが送出される第１のフェーズと、燃焼ガスと新鮮な掃気との混合気が送出される第２のフェーズとが存在する。第１のフェーズ中に送出される排気ガスが第１のガス・ストリームとして第１の成分のエグゾースト・ラインの中で案内され得る。第２のフェーズ中に送出される排気ガスが第２のガス・ストリームとして第２の成分のエグゾースト・ラインの中で案内され得る。

【0066】

主として燃焼ガスを含む第１のガス・ストリームは通常、一定の間隔でシリンダから送出される、燃焼ガスと、新鮮な掃気とを含む排気ガス混合気の温度より高い温度を有する。さらに、第１のフェーズ中に送出される排気ガスが高いＮＯ_ｘ含有量を有する。第２のガス・ストリームは、燃焼用空気と外気との混合気を含むことを理由として、通常、第１のガス・ストリームより低いＮＯ_ｘ含有量を有する。

【0067】

第２のガス・ストリーム中の燃焼ガス及び／又はＮＯ_ｘ含有量のパーセンテージは、ＳＣＲ反応器を通して第２のガス・ストリームを案内するのを必要とすることがないくらいに、低くてよい。

【0068】

好適な実施例では、第１の排気ガス・ストリームが比較的高温であり、第２の排気ガス・ストリームが比較的低温である。本明細書で言及されるように、比較的高温は残りの排気ガス・ストリームと比較されるものである。例えば、比較的高温である第１の排気ガス・ストリームは、第１の排気ガス・ストリームが第２の排気ガス・ストリームより高温であることを意味する。

【0069】

好適な実施例では、この方法が、第１のＳＣＲ反応器及び／又は第２の排気ガス・ストリーム内の第２のＳＣＲ反応器の上流で第１及び／又は第２の排気ガス・ストリームの中に還元物質を噴射するステップをさらに含む。

【0070】

好適な実施例では、この方法が、第２の成分のエグゾースト・ラインを通して第２のＳＣＲ反応器まで第２の排気ガス成分ストリームを案内するステップと、結果として第２の排気ガス成分ストリーム中の窒素酸化物の濃度を低下させるように第２のＳＣＲ反応器内の第２の排気ガス成分ストリームを反応させるステップとをさらに含む。

【0071】

好適な実施例では、この方法が、第２の成分ガス・ストリームを部分的に又は全体として反応させることなく部分的に又は全体としてバイパス・パイプを通るように第２の排気ガス・ストリームを案内するステップをさらに含む。好適な実施例では、第２の排気ガス・ストリーム及び／又は第１の排気ガス・ストリームがターボチャージャまで誘導される。

【0072】

一実施例では、第１及び／又は第２のストリームがターボチャージャまで平行の形で案内される。

【0073】

単に例として、添付図面に関連させて、本発明の非限定の実施例を説明する。

【図面の簡単な説明】

【0074】

【図1】本発明による第１の実施例を示す概略図である。

【図2】本発明による第２の実施例を示す概略図である。

【図3】エンジンの実例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0075】

図３が内燃エンジンを示す。内燃エンジン１が、燃焼室３を備えるシリンダ２を備える。燃焼室３の内部に、ピストン・ロッド２５を備えるピストン２６が設けられる。燃料が燃料入口（図示せず）を通して燃焼室３の中まで案内されて燃焼室３の中で燃やされる。燃焼ガスが、単一の出口弁６を備える出口５を通るように案内される。燃焼ガスが掃気を用いて掃出される。出口弁６を過ぎた後、燃焼ガス及び掃気（総称的に、排気ガス）が出口パイプ２９を通るように案内される。

【0076】

出口パイプ２９が２つのチャンネルを備える。第１のチャンネルが、バタフライ弁７’を備えるＥＧＲクリーナ２４を備えるＥＧＲパイプを通るように排気ガスの１つのパートを誘導するのに使用される。バタフライ弁７’が閉じられるとき、第１のチャンネル内の排気ガスがＥＧＲを通るように案内される。バタフライ弁７’が開位置にあるとき、第１のチャンネルがその排気ガスをエグゾースト・レシーバ１１まで案内する。第２のチャンネルが、排気ガスの残りを排気ガス・レシーバ１１まで案内するのに使用される。

【0077】

図１が、２ストローク・クロスヘッド内燃エンジン１の第１の実施例の概略図を示す。エンジン１が図３のエンジンのいくつかの部分を含む。

【0078】

加えて、分離デバイス７が出口パイプ２９内に配置される。分離デバイス７が、出口パイプ２９の２つのチャンネルを開閉する２つの弁を備える。

【0079】

第１の成分のエグゾースト・ライン８が出口パイプ２９に接続される。接続された第１の成分のエグゾースト・ライン８が、排気ガスの１つのパートを、出口５を通して第１のＳＣＲ反応器１０まで案内する。第１のＳＣＲ反応器１０が選択的接触還元を利用して排気ガス中の窒素酸化物を還元する。このようなＳＣＲ反応器内で使用される触媒の例として、バナジウム及びタングステンなどのベース金属の酸化物を用いて安定化される二酸化チタンがある。触媒が、二酸化チタンと、バナジウムと、タングステンとの混合物から押出成形される。

【0080】

別法として、二酸化チタンと、バナジウムと、タングステンとから作られるウォッシュ・コートを有する菫青石が使用されてもよい。さらに別法として、金属ベースが上で言及したウォッシュ・コートで被覆されてもよい。

【0081】

別の実施例では、銅ゼオライト又は鉄ゼオライトなどの金属ゼオライトが触媒として使用されてもよい。

【0082】

窒素酸化物の還元はアンモニアとの窒素酸化物の反応に基づく。第１のＳＣＲ反応器１０の上流で尿素噴射装置２１を用いて尿素を噴射することによりアンモニアが生成される。シリンダ２の排気ガスの１つのパートのみが第１の成分のエグゾースト・ライン８を通るように案内される。ライン８を通るように案内される排気ガスが、選択的還元反応のためには低すぎる温度を有する可能性がある。低い温度（１５０ｋＰａ（１．５バール）、０．１％の硫黄の場合は、２９０℃未満など）では、硫酸がアンモニアによって中和され、粘着性の生成物である重亜硫酸アンモニウム（ＡＢＳ）を生成する。ＡＢＳがＳＣＲ反応器の触媒物質の上に堆積する可能性がある。これを回避するために、ライン８が加熱要素１６をさらに備えることができ、加熱要素１６が第１のＳＣＲ反応器の上流に配置され、尿素噴射装置２１の下流に配置され得る。

【0083】

２ストローク・エンジン１では、排気フェーズ中、燃焼ガスを燃焼室３から送出するのに掃気が使用される。したがって、排気ガスが掃気さらには燃焼ガスを含むことになる。燃焼ガスは燃焼を理由として掃気より高い温度を有する。さらに、燃焼ガスは窒素酸化物の濃度が掃気より高い。

【0084】

例えば、排気ガス・マニホルドなどの、排気ガス・レシーバ１１などにおいて、燃焼ガス及び掃気が混合されると、燃焼ガスの温度が低下する。低負荷では、燃料噴射が少量であることと、燃焼ガスの量が少ないことと、ＳＣＲ反応器が適切に動作することができないこととを理由として、この温度が特に低くなる。

【0085】

したがって、低負荷においてシリンダ２の出口５のところで燃焼ガスが掃気から分離される。第１の分離方法は、第１の成分のエグゾースト・ライン８のための分離デバイス７の第１の弁を閉じて、さらに第２の成分のエグゾースト・ライン９のための分離デバイス７の第２の弁を閉じることである。この構成では、排気ガスの全体が第１の成分のエグゾースト・ライン８を通るように案内される。高負荷では、分離デバイス７の例えばバタフライ弁である両方の弁が開いており、排気ガスの大部分が第２の成分のエグゾースト・ライン９を通るように案内される。

【0086】

図１に示されるエンジンは、図３に示されるエンジンとは異なり、燃焼室３のための２つの出口弁６を備える。２つの出口弁が示されていても、好適には１つ又は４つの弁が使用される。出口弁６が排気ガスを案内するのに使用される。最初に、燃焼ガスが吐出されるとき、第１の成分のエグゾースト・ライン８のための出口弁が開いており、対して第２の成分のエグゾースト・ライン９のための出口弁が閉じられる。この構成では、排気ガスが第１の成分のエグゾースト・ライン８を通るように案内される。これが、分離デバイス７の両方のバタフライ弁を閉じることによって補助され得る。掃気が出口５のところに到達するとすぐに第１の成分のエグゾースト・ライン８のための出口弁６が閉じられ、第２の成分のエグゾースト・ライン９の出口弁が開けられる。

【0087】

それにより、分離されたパートが第１の成分のエグゾースト・ライン８を通るように案内され、それにより第１のＳＣＲ反応器１０内の窒素酸化物の高い信頼性の還元が可能となる。加えて、排気ガスの１つのパートのみがライン８を通るように案内されることを理由として、小型のＳＣＲが使用され得るようになる。全負荷吐出量の４０％の最大処理能力を有するＳＣＲ反応器１０で十分であり、それによりスペースが節約される。ＳＣＲ反応器１０が、反応器内の温度を調整するための反応器加熱器２７をさらに備えることができる。

【0088】

第２の成分のエグゾースト・ライン９が排気ガス・レシーバ１１に繋がっている。排気ガス・レシーバ１１から、排気ガスがＳＣＲパイプ１３又はバイパス・パイプ１４を通過させられる。ＳＣＲパイプ１３及びバイパス・パイプ１４の各々が弁１５を備える。弁１５が独立して開閉され得、その結果、バイパス・パイプ１４及び／又はＳＣＲパイプ１３が使用される。ＳＣＲパイプ１３が第２のＳＣＲ反応器１２を備える。第２のＳＣＲ反応器１２が、第１のＳＣＲ反応器１０より高いスループットに対して適合される。第２のＳＣＲ反応器１２が、シリンダ２の全負荷吐出量の少なくとも６０％の最大処理能力を有する。

【0089】

尿素噴射装置３６が第２のＳＣＲ反応器１２の上流に配置される。

【0090】

一実施例では、第２のＳＣＲ反応器１２及び第１のＳＣＲ反応器１０が、組み合わせで、少なくとも２つのシリンダの全負荷吐出量の少なくとも１００％の総処理能力を有することができる。バイパス・パイプがＳＣＲを備えなくてよい。

【0091】

加えて、ＳＣＲパイプ１３がＳＣＲ反応器１２の下流に第２の弁２０を備える。弁２０がＳＣＲパイプ１３の中への逆流を防止する。

【0092】

第１のライン８及び第２のライン９（つまり、バイパス・パイプ１４及びＳＣＲパイプ１３）が、ターボチャージャ１７に、及びその後のファンネル３０（図２を参照）に繋がっている。ターボチャージャ１７が外気を引き入れ、ここでは排気ガス中にエネルギーが保存される。ターボチャージャ１７によって引き入れられる外気が冷却システム１９及び外気供給装置１８を通して入口４まで案内される。入口４を過ぎた後、外気が掃気レシーバ２３を通して及びフラッシング・ホール３１を通してシリンダ２の中まで案内される。

【0093】

ＳＣＲ反応器１０、１２内での窒素酸化物の還元に加えて、粒子及び硫酸などの排出物がＥＧＲクリーナ２４を用いて還元される。ＥＧＲパイプ２２がシリンダ２の出口５に接続される。ＥＧＲパイプ２２が排気ガスをＥＧＲクリーナ２４まで導いて、ＥＧＲクリーナ２４を過ぎた後で燃焼室３に入れる。ＥＧＲクリーナ２４が、気体洗浄装置、冷却装置、及び水飛沫捕集器（ｗａｔｅｒ ｍｉｓｔ ｃａｔｃｈｅｒ）を備えることができる。

【0094】

図１に示されるエンジン１が４つの異なる動作モードを可能にする：

【0095】

第１の動作モードが具体的には低負荷に適しており、ｔｉｅｒ ＩＩＩの必要条件を満たすのを可能にする。低負荷では、弁１５及び分離デバイス７が、第１の成分のエグゾースト・ライン８及びバイパス・パイプ１４を開けた状態とするように、設定される。ＳＣＲパイプ１３が閉じられる。燃焼ガスを含む排気ガスの第１のパートが第１のＳＣＲ反応器１０を通るように案内され、ここで窒素酸化物が還元される。主として掃気を含む排気ガスの残りがバイパス・パイプ１４を通るように案内される。別法として、主として燃焼ガスを含む排気ガスの第１のパートがＳＣＲパイプ１３及び第２のＳＣＲ反応器１２を通るように案内されることも可能であり、ここでは対して主として掃気を含む排気ガスの残りが第１の成分のエグゾースト・ライン８を通るように案内される。この事例では、第１のＳＣＲ反応器１０が働かず、ＳＣＲバイパス・パイプ１４の弁１５が閉じられる。具体的には、別個のバイパス・ライン（図示せず）によりＳＣＲ反応器１０を迂回してもよい。

【0096】

第２の動作モードでは、排気ガスが第２のエグゾースト・ライン９のみを通るように案内され、排気ガスが第１のエグゾースト・ライン８を通るようには案内されない。第２の動作モードの変形形態では、排気ガスが、ＳＣＲパイプ１３及び第２のＳＣＲ反応器１２のみを通るように案内される。第２の動作モードが従来技術で既知のエンジン内のＳＣＲ反応器に対応する。

【0097】

第３の動作モードが、高速の窒素酸化物の還元が所望されるような（ｔｉｅｒ ＩＩＩ）高負荷に特に適している。第３の動作モードでは、第１の成分のエグゾースト・ライン８及び第２の成分のエグゾースト・ライン９の両方が開いている。第３の動作モードでは、バイパス・パイプ１４が閉じられ、ＳＣＲパイプ１３が開いている。第１及び第２のＳＣＲ反応器１０、１２が平行に延びる。高負荷では、掃気が十分に高温となり、その結果、第２のＳＣＲ反応器１２内で高い信頼性の窒素酸化物の還元が可能となる。

【0098】

第１の小型のＳＣＲ反応器１０がこの動作モードでは特に効率的である。その理由は、追加の加熱なしで排気ガスの燃焼ガスが窒素酸化物の反応のために十分に高温であることで、加熱装置１６がオフに切り換えられ得るからである。さらに、第１の小型のＳＣＲ反応器１０は、窒素酸化物が第１のＳＣＲ反応器１０に誘導されるより高い濃度のパートを有することを理由として、高速の窒素酸化物の還元を可能にする。

【0099】

第２のエグゾースト・ライン９を通るように案内される排気ガスがさらに処理されることを理由として、全体のＮＯ_ｘ還元をより高速にすることが可能となる。

【0100】

１つのＳＣＲのみが採用される、第１のモード及び第２のモードの両方で、相対的なＮＯ_ｘの還元が、好適には、排気ガスの還元されていないパートと混合される後でＴｉｅｒ ＩＩＩを満たすために、必要なＴｉｅｒ ＩＩＩレベルを上回る。

【0101】

第４の動作モードでは、排気ガスがバイパス・パイプ１４のみを通るように案内され、第１の成分のエグゾースト・ライン８さらにはＳＣＲパイプ１３が閉じられる。この動作モードでは、ＳＣＲ１０及び１２がオフに切り換えられる。第４の動作モードは特に燃料効率が高い。

【0102】

図２が内燃エンジン１の第２の実施例を示す。エンジン１の第２の実施例は第１の実施例に類似する。したがって、参照符号が同様の特徴を意味する。しかし、第１の実施例とは異なり、第２のＳＣＲ反応器１２を備えるＳＣＲパイプ１３、及びバイパス・パイプ１４が、ターボチャージャ１７の下流に配置される。

【0103】

エンジン１がシリンダ２を備える。シリンダ２の出口で、シリンダ２からの排気ガスが第１及び第２のストリームへと分離される。第１のストリームが第１の成分のエグゾースト・ライン８を通るように案内され、第２のストリームが第２の成分のエグゾースト・ライン９を通るように案内される。第２の成分のエグゾースト・ライン９が排気ガス・レシーバ１１を備える。第１の成分のエグゾースト・ライン８が図１を参照して示されるように構成され、第１のＳＣＲ反応器１０を備え、排気ガス・レシーバ１１に平行である。第１のＳＣＲ反応器１０を過ぎた後で且つ第２のＳＣＲ反応器１２及びバイパス・パイプ１４の前で、第１の成分のエグゾースト・ライン８が第２のライン９に統合され、すべてのシリンダ２の排気ガスの全体がターボチャージャ１７を通るように案内される。

【0104】

ターボチャージャ１７を過ぎた後、第２の成分のエグゾースト・ライン９が、ＳＣＲパイプ１３又はバイパス・パイプ１４を通して第２のＳＣＲ反応器１２の中まで排気ガスを誘導するのを可能にする。その後、排気ガスがファンネル３０を通して放出され得る。変形形態では、第２のＳＣＲ反応器１２及びバイパス・パイプ１４がターボチャージャ１７の上流に配置され得る。

【0105】

図１に関して上で概説した動作モードは図２に示される実施例でも使用され得る。

【図1】

【図2】

【図3】