[發明專利]電子加熱的選擇催化還原（SCR）裝置

有效

• 申請號: 201210100740.3
• 申請日: 2012-04-09
• 公開（公告）號: CN102733918A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: E.V.岡策;M.J.小帕拉托爾;P.賈辛基維奇;C.J.卡勒布簡
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: F01N11/00
• 分類號: F01N11/00;F01N3/20
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 原紹輝;傅永霄

技術領域

本發明的示例性實施例涉及內燃發動機的廢氣處理系統，更具體地，涉及具有被選擇性加熱的選擇催化還原（SCR）裝置的廢氣處理系統。

背景技術

從內燃發動機，通常是柴油發動機，排出的廢氣是不同成分的混合物，其包括例如一氧化碳（CO）、未燃燒的碳氫化合物（HC）和氮氧化物（NOx）的氣體排放物以及由微粒物質（PM）構成的凝聚相材料（液體和固體）。通常設置在催化劑支撐件或基體上的催化劑合成物被提供在發動機廢氣系統中以將這些廢氣成分中的某些或全部轉化為非管制的廢氣組分。

用于還原NOx排放物的一種類型的廢氣處理技術是選擇催化還原（SCR）裝置。該SCR裝置通常包括基體，其中SCR催化劑化合物被施加到該基體上。還原劑通常被撒向SCR裝置上游的熱廢氣流中。還原劑可以是尿素溶液，其在熱廢氣中分解成氨（NH₃），并且隨后被SCR裝置吸收。NH₃然后在存在SCR催化劑的情況下將NOx還原成氮。

一些類型的發動機往往產生較涼的廢氣溫度，尤其是在發動機啟動期間和在中等運行狀況期間。例如，高效發動機往往具有較涼的廢氣溫度。較涼的廢氣溫度還往往在低載荷行駛期間發生。但是，較涼的廢氣溫度往往降低SCR裝置的效力。這是因為SCR裝置需要達到最小運行或熄燈溫度以將尿素轉化為氨以有效地過濾NOx，該溫度通常是約200攝氏度。在低溫環境中，SCR裝置可能直到發動機被啟動幾分鐘之后才會高效地清潔廢氣。

一種增加SCR裝置效力的方法包括使發動機運行在更高的溫度，這進而也升高了廢氣的溫度。不過，這種方法牽扯到使發動機以較低的效率水平運行以產生更熱的廢氣，這導致更大的燃料消耗。因此，期望提供一種高效的方法來升高SCR裝置上游的廢氣的溫度。

發明內容

在本發明的一個示例性實施例中，提供一種廢氣處理系統，其具有內燃發動機、廢氣導管、無源選擇催化還原（SCR）裝置、加熱的SCR裝置、和控制模塊。廢氣導管與內燃發動機流體連通并構造成從其接收廢氣。無源SCR裝置與廢氣導管流體連通并構造成接收所述廢氣。無源SCR包括無源SCR溫度曲線。加熱的SCR裝置與廢氣導管流體連通并構造成接收廢氣。加熱的SCR裝置定位在無源SCR的上游。加熱的SCR被選擇性地致動以產生熱量。控制模塊與加熱的SCR和發動機通信并且包括控制邏輯以確定無源SCR溫度曲線。控制模塊包括控制邏輯，以確定無源SCR溫度曲線是否低于閾值。控制模塊還包括控制邏輯以致動加熱的SCR，其中如果無源SCR溫度低于閾值則致動加熱的SCR。

本發明的上述特征和優點以及其它的特征和優點將通過以下結合附圖閱讀的對本發明的具體描述而變得易于理解。

本發明還提供了如下方案：

方案1.?一種用于內燃發動機的廢氣處理系統，包括：

廢氣導管，其與內燃發動機流體連通并構造成接收來自該內燃發動機的廢氣；

無源選擇催化還原（SCR）裝置，其與所述廢氣導管流體連通并構造成接收所述廢氣，其中無源SCR裝置的整體溫度由無源SCR溫度曲線表示；

加熱的SCR裝置，其與所述廢氣導管流體連通并且構造成接收所述廢氣，加熱的SCR裝置位于無源SCR的上游，并且其中加熱的SCR被選擇性地致動以產生熱量；和

控制模塊，其與加熱的SCR和內燃發動機通信，包括：

用于確定無源SCR溫度曲線的控制邏輯；

用于確定無源SCR溫度曲線是否低于閾值的控制邏輯；和

用于致動加熱的SCR的控制邏輯，其中如果無源SCR溫度低于所述閾值就致動所述加熱的SCR。

方案2.?如方案1的廢氣處理系統，還包括：

位于所述無源SCR和所述加熱的SCR之間的第一溫度傳感器；和

位于所述無源SCR和所述加熱的SCR下游的第二溫度傳感器。

方案3.?如方案2的廢氣處理系統，其中所述控制模塊包括用于監測第一溫度傳感器和第二溫度傳感器的控制邏輯。

方案4.?如方案3的廢氣處理系統，其中所述控制模塊包括用于基于來自所述第一溫度傳感器和所述第二溫度傳感器的信號計算所述無源SCR溫度曲線的控制邏輯，其中對第一溫度傳感器和第二溫度傳感器的溫度一起取平均以建立無源SCR溫度曲線。