[發(fā)明專利]用來清潔在排氣管路內(nèi)流動的快燃發(fā)動機的廢氣流的方法和裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 00802895.8
• 申請日: 2000-01-05
• 公開（公告）號: CN1336981A
• 公開（公告）日: 2002-02-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 沃爾夫?qū)っ?/a>;羅爾夫·布呂克
• 申請（專利權(quán)）人: 發(fā)射技術(shù)有限公司
• 主分類號: F01N3/08
• 分類號: F01N3/08;F01N3/20
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 孫征

本發(fā)明涉及一種用來清潔在排氣管路內(nèi)流動的快燃發(fā)動機的廢氣流的方法和裝置，這種發(fā)動機尤其是通過直接噴射輸入空氣/燃料混合物。

在碳?xì)浠衔铮缭谄椭写嬖诘模涂諝庖黄鹪诳烊及l(fā)動機中燃燒時除形成燃燒主產(chǎn)品二氧化碳和水蒸汽以外還形成副產(chǎn)品，特別是有害物質(zhì)，主要是碳?xì)浠衔?HC)，一氧化碳(CO)和氧化氮(NO_x)，以及在某些情況下炭黑顆粒。廢氣中有害物質(zhì)和炭黑顆粒的含量主要取決于輸入的空氣/燃料比。在空氣/燃料比過小時稱為“高配比的”混合物組成(空氣過少)；在空氣/燃料比過大時稱為“低配比的”混合物組成(空氣過多)。

炭黑主要出現(xiàn)在空氣特別少的燃燒時。雖然在正常情況下快燃發(fā)動機中不達(dá)到這種條件，但是可能在局部由于不均勻性，特別是冷起動階段出現(xiàn)這種情況。炭黑通常由于燃料分子在缺氧情況下的熱裂化形成，并在氫裂解的情況下導(dǎo)致富碳巨分子的聚合，然后使它燒結(jié)成最終的炭黑顆粒。在接近化學(xué)計量學(xué)的空氣比時由于噴入量的提高使高配比的混合物區(qū)越來越擴展而導(dǎo)致炭黑的急劇增加。在高配比的混合物區(qū)形成的炭黑在沒有其他措施時大多幾乎不燃燒。

為了使未燃燒的炭黑顆粒不影響環(huán)境，例如由DE41?17?676?A1已知，特別在柴油機的排氣管路中，至少設(shè)一帶有輸送炭黑沉積物的過濾器。這種顆粒過濾器的再生，也就是該沉積的發(fā)黑顆粒的燃燒，例如通過不時地輸入燃料和空氣進(jìn)行，以加熱炭黑顆粒，使在空氣過少時形成的炭黑顆粒重新燃燒。由DE?40?12?719?A1還已知，過濾器配備至少一種分解有害物質(zhì)成分，特別是碳?xì)浠衔?HC)，一氧化碳(CO)和/或氧化氮的催化劑。

此外在空氣過少時燃燒時廢氣含有比較多的CO和HC，而在空氣過多直至一定數(shù)值時CO和HC幾乎可以完全氧化。在略低配比的混合物組成區(qū)內(nèi)NO_x的含量經(jīng)過一最大值。但是對于快燃發(fā)動機在這個區(qū)域內(nèi)燃料的特殊消耗處于最佳值。也就是說如果快燃發(fā)動機調(diào)整到最佳的低的燃料消耗，那么在廢氣中除平常的CO和HC濃度外還存在高的NO_x濃度。這里迄今為止幾乎沒有注意到這樣的事實，快燃發(fā)動機也產(chǎn)生顆粒，然而它大多較小并且比在柴油機中產(chǎn)生較少的總體積。盡管如此這種顆粒也對環(huán)境有害。

本發(fā)明的目的在于，提供用于更好地清潔在排氣管路內(nèi)流動的快燃發(fā)動機的廢氣流的措施和裝置。

這個任務(wù)通過按權(quán)利要求1的方法和按權(quán)利要求12的裝置來解決。優(yōu)良的造型和改進(jìn)結(jié)構(gòu)在各從屬權(quán)利要求中說明。

按本發(fā)明的用來清潔在排氣管路中流動的，主要通過直接噴射輸入空氣/燃料混合物的快燃發(fā)動機的廢氣流的方法的特征在于：排氣管路中的廢氣至少依次流過一帶起催化作用的涂層，尤其是三通涂層的蜂窩體和一帶有至少有時貯存至少一種有害物質(zhì)，特別是碳?xì)浠衔?HC)，一氧化碳(CO)和/或氧化氮(NO_x)的涂層的顆粒過濾器，由此可以有利地達(dá)到廢氣更好的清潔。

事實表明，當(dāng)在至少一個帶有一起催化作用的涂層的蜂窩體后面設(shè)置一帶有至少有時貯存至少一種有害物質(zhì)組分的涂層的顆粒過濾器時可以令人驚訝地達(dá)到在排氣管路內(nèi)流動的廢氣不管是在有害物質(zhì)組分還是在某些情況下出現(xiàn)的炭黑顆粒方面的更好的清潔。

因此對于例如在冷起動階段給快燃發(fā)動機輸入高配比的空氣/燃料-混合物的情況，為了更好地清潔廢氣建議，顆粒過濾器的涂層貯存在蜂窩體內(nèi)未被分解的殘余HC和CO。

對于給快燃發(fā)動機輸入低配比的空氣/燃料-混合物的情況，為了更好地清潔廢氣建議，顆粒過濾器的涂層貯存在蜂窩體內(nèi)未被分解的殘余NO_x。

由此可以以優(yōu)良的方法按要求地和幾乎完全地消除廢氣中各種提高的有害物質(zhì)濃度。

為了進(jìn)一步減少氧化氮(NO_x)建儀，根據(jù)廢氣內(nèi)殘余的NO_x-濃度在蜂窩體之后通過至少一個還原劑管道，例如連續(xù)地給顆粒過濾器輸入還原劑，尤其是來自還原劑貯存罐的還原劑。

此外作為另一種選擇建議，間歇地給顆粒過濾器輸送還原劑、特別是根據(jù)在顆粒過濾器內(nèi)貯存的殘余NO_x的數(shù)量。

根據(jù)蜂窩體之后廢氣中殘余NO_x的濃度輸入還原劑，例如氨，幾乎完全避免還原劑的過量供給，由此達(dá)到殘余NO_x和還原劑之間大致的化學(xué)配比，并有利地改善包含NO_x的快燃發(fā)動機的廢氣的清潔。另一個優(yōu)點在于，只需要比例如在廢氣流過帶有起催化作用的涂層的蜂窩體前將還原劑噴入廢氣內(nèi)時少得多的還原劑。