[發明專利]緊湊式排氣處理系統和操作該系統的方法

有效

• 申請號: 201380038314.4
• 申請日: 2013-06-25
• 公開（公告）號: CN104487668B
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: J·德雷維斯;C·里克特;T·歐貝納斯
• 申請（專利權）人: 卡特彼勒發動機有限及兩合公司
• 主分類號: F01N3/20
• 分類號: F01N3/20;F02B37/013;F02B37/18
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所11247
• 代理人: 厲錦,吳鵬

1.一種用于處理來自內燃發動機(1)的排氣的排氣處理系統(2)，所述排氣處理系統(2)包括：

用于所述排氣的第一流動路徑(38)；

布置在所述第一流動路徑(38)內的催化器(41)，所述催化器(41)配置成在高于預定溫度閾值的催化器溫度下處理所述排氣；

第二流動路徑(40)，其相對于所述第一流動路徑(38)以熱交換關系同軸布置；以及

控制系統(4)，所述控制系統(4)配置成：當所述催化器(41)的溫度低于所述預定溫度閾值時，引導所述排氣通過所述第二流動路徑(40)而不由所述催化器(41)處理排氣，流過第二流動路徑的排氣加熱所述催化器(41)，并且當所述催化器(41)的溫度超過所述預定溫度閾值時，引導所述排氣通過所述第一流動路徑(38)以借助于布置在所述催化器(41)的上游的試劑注射裝置(42)在所述催化器(41)中處理所述排氣，所述試劑注射裝置(42)配置成：當所述催化器(41)的溫度超過所述預定溫度閾值時，將預定量的試劑注射到所述催化器(41)的上游。

2.根據權利要求1所述的排氣處理系統(2)，其中，所述第一流動路徑(38)相對于所述第二流動路徑(40)布置在內部。

3.根據權利要求1所述的排氣處理系統(2)，其中，所述第一流動路徑(38)相對于所述第二流動路徑(40)布置在外部。

4.根據前述權利要求中的任一項所述的排氣處理系統(2)，其中，所述催化器(41)是SCR催化器、氧化催化器和柴油顆粒過濾器中的至少一種。

5.根據權利要求1-3中的任一項所述的排氣處理系統(2)，還包括：

布置在所述催化器(41)的上游并且與控制單元(13)連通的閥單元，其中所述控制單元(13)配置成：當所述催化器(41)的溫度超過所述預定溫度閾值時，控制所述閥單元以引導所述排氣通過所述第一流動路徑(38)，并且當所述催化器(41)的溫度低于所述預定溫度閾值時，控制所述閥單元以引導所述排氣通過所述第二流動路徑(40)。

6.根據權利要求5所述的排氣處理系統(2)，其中所述閥單元包括布置在所述第一流動路徑(38)中的第一閥(V1)、布置在所述第二流動路徑(40)中的第二閥(V2)和/或三通閥。

7.根據權利要求1-3中的任一項所述的排氣處理系統(2)，還包括配置成檢測所述催化器(41)的溫度的溫度傳感器(60)。

8.一種包括發動機組(10)的內燃發動機(1)，所述內燃發動機(1)還包括：

高壓渦輪增壓器(28)，其包括布置在所述發動機組(10)的下游的高壓渦輪(T_H)；

低壓渦輪增壓器(26)，其包括布置在所述高壓渦輪(T_H)的下游的低壓渦輪(T_L)；以及

根據前述權利要求1-7中的任一項所述的排氣處理系統(2)，所述排氣處理系統(2)配置成將所述高壓渦輪(T_H)流體地連接到所述低壓渦輪(T_L)。

9.一種用于控制排氣通過與內燃發動機(1)相關聯的排氣處理系統(2)的方法，所述排氣處理系統(2)包括用于所述排氣的第一流動路徑(38)、布置在所述第一流動路徑(38)中并且配置成在高于預定溫度閾值的催化器溫度下處理所述排氣的催化器(41)以及相對于所述第一流動路徑(38)以熱交換關系同軸布置的第二流動路徑(40)，所述方法包括：

檢測所述催化器(41)的溫度；

當檢測到的所述催化器(41)的溫度超過所述預定溫度閾值時，引導所述排氣通過所述第一流動路徑(38)以借助于布置在所述催化器(41)的上游的試劑注射裝置(42)在所述催化器(41)中處理所述排氣，所述試劑注射裝置(42)配置成：當所述催化器(41)的溫度超過所述預定溫度閾值時，將預定量的試劑注射到所述催化器(41)的上游；以及

當檢測到的所述催化器(41)的溫度低于所述預定溫度閾值時，引導所述排氣通過所述第二流動路徑(40)而不由所述催化器(41)處理排氣，流過第二流動路徑的排氣加熱所述催化器(41)。