[發(fā)明專利]用于確定還原劑滑脫的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380045866.8
• 申請(qǐng)日: 2013-06-20
• 公開（公告）號(hào): CN104619963B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: P·鮑爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 排放技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): F01N3/20
• 分類號(hào): F01N3/20
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所11247
• 代理人: 雷明,吳鵬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于確定—特別用于移動(dòng)式內(nèi)燃機(jī)的—排氣處理設(shè)備中還原劑滑脫的方法。

背景技術(shù)

為了避免在現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)、特別是柴油機(jī)組中由于燃燒引起的氮氧化合物的釋放，實(shí)施所謂的SCR(選擇性催化還原)方法。為此使用SCR催化器，該催化器具有涂層，該涂層能夠?qū)崿F(xiàn)在相對(duì)較低溫度下的反應(yīng)。在選擇性催化還原中使得氮氧化合物與氨發(fā)生反應(yīng)，因此形成氮和水。為了實(shí)現(xiàn)盡可能高的轉(zhuǎn)化率，希望提供用于反應(yīng)的盡可能多的氨。然而同時(shí)需要的是，盡可能少的氨離開SCR催化器或排氣處理設(shè)備，因?yàn)樯倭康陌本鸵呀?jīng)對(duì)人的嗅覺造成干擾。以化學(xué)計(jì)量方式添加氨因此提供了最佳的添加量。為了接近該最佳值，已經(jīng)已知了多種方法，然而這些方法要么適配緩慢要么在轉(zhuǎn)化的體積或使用的氨方面效率較低。

發(fā)明內(nèi)容

由此出發(fā)，本發(fā)明的目的是至少部分地克服現(xiàn)有技術(shù)中已知的缺點(diǎn)和/或問題。該目的通過本發(fā)明的方法和裝置來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明還包括有利的改進(jìn)方案。

本發(fā)明涉及一種用于確定排氣處理設(shè)備中還原劑滑脫(滑移)的方法，該排氣處理設(shè)備具有至少以下部件：

-SCR催化器；

-沿排氣流方向布置在該SCR催化器上游的、用于還原劑的添加(計(jì)量)點(diǎn)；

-沿排氣流方向處于SCR催化器上游的、用于測(cè)定氮氧化合物的量的裝置；和

-沿排氣流方向處于SCR催化器下游的第二氮氧化物傳感器。

對(duì)于所述裝置和第二氮氧化物傳感器而言，還原劑和氮氧化合物是不能區(qū)分的。通過調(diào)節(jié)元件調(diào)節(jié)添加到排氣處理設(shè)備的還原劑的量，該調(diào)節(jié)元件具有內(nèi)置的調(diào)節(jié)部分。所述方法至少具有以下步驟：

a)確定所述裝置的傳感器信號(hào)和所述第二氮氧化物傳感器的傳感器信號(hào)之間的差值；

b)由該差值和調(diào)節(jié)器的目標(biāo)值確定調(diào)節(jié)偏差；

d)確定內(nèi)置的調(diào)節(jié)部分的梯度；

e)當(dāng)調(diào)節(jié)偏差超過第一閾值且梯度超過第二閾值時(shí)，確認(rèn)還原劑滑脫。

要避免的還原劑滑脫特別在以高于化學(xué)計(jì)量的方式添加氨或還原劑或還原劑前體的情況下產(chǎn)生，特別產(chǎn)生了一種尿素水溶液，例如具有32.5％的尿素含量的在此，尿素水溶液以熱的方式在排氣中(熱解作用)和/或以水解的方式在水解催化器中被轉(zhuǎn)化為氨和水。該以高于化學(xué)計(jì)量的方式的添加一方面可以通過所需要量與待添加量之間的偏差產(chǎn)生，和/或通過在能存儲(chǔ)氨的SCR催化器上的溫度變化產(chǎn)生，因?yàn)榇鎯?chǔ)能力隨溫度變化。還原劑滑脫也可以單獨(dú)地通過存儲(chǔ)催化器的溫度變化產(chǎn)生。

SCR催化器特別是(例如陶瓷的)蜂窩體，排氣可流過該蜂窩體且該蜂窩體具有盡可能大的表面。在SCR催化器的與排氣流接觸的表面上設(shè)有涂層，該涂層降低氨與氮氧化合物之間的氧化還原反應(yīng)的反應(yīng)溫度。此外可以在SCR催化器上設(shè)有涂層，該涂層可以貯藏未消耗過的氨，并因此使得SCR催化器具有存儲(chǔ)能力。這種涂層也可以設(shè)置在結(jié)構(gòu)上分開的存儲(chǔ)催化器中。在本申請(qǐng)中，SCR催化器和存儲(chǔ)催化器也在結(jié)構(gòu)上分開的情況下被共同稱為SCR催化器。在此要指出的是，該方法在使用有存儲(chǔ)能力的催化器時(shí)和在未設(shè)置有存儲(chǔ)能力的催化器時(shí)都起作用。

沿排氣流方向在SCR催化器上游設(shè)有用于還原劑的添加點(diǎn)(閥、噴射器等)，從而在SCR催化器中提供了用于SCR反應(yīng)的氨氣。通常還原劑前體被注射到排氣中，首先在排氣中完全蒸發(fā)并由此在那里被轉(zhuǎn)化為氨。

此外，排氣處理設(shè)備具有沿排氣流方向在SCR催化器下游的第二氮氧化物傳感器。在排氣的脈動(dòng)式流動(dòng)的情況下，表述“排氣流方向”是指在排氣處理設(shè)備中從內(nèi)燃機(jī)到排氣管出口朝向環(huán)境的那個(gè)方向。

此外，排氣處理設(shè)備具有沿排氣流方向在SCR催化器上游的、用于測(cè)定氮氧化合物的量的裝置。該裝置例如可以是第一氮氧化物傳感器，它基本上與第二氮氧化物傳感器結(jié)構(gòu)相同且區(qū)別僅在于其相對(duì)于SCR催化器的位置與第二氮氧化物傳感器不同。該測(cè)定裝置但也可以是排氣模型，該排氣模型基于源自實(shí)踐的試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算或基于“查閱”表為存儲(chǔ)的輸入值提供相對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)的輸出值。

為了說明，需要指出的是，用于測(cè)定氮氧化合物的量的裝置可以包括沿排氣流方向在SCR催化器上游的第一氮氧化物傳感器。由于排氣沿流動(dòng)方向首先到達(dá)第一氮氧化物傳感器(在SCR催化器上游)并隨后到達(dá)第二氮氧化物傳感器(在SCR催化器下游)，因此選擇了名稱“第一”和“第二”氮氧化物傳感器。如果該用于測(cè)定氮氧化合物的量的裝置不具有氮氧化物傳感器，則排氣處理設(shè)備也可以具有僅一個(gè)唯一的(在此也被稱為“第二”)氮氧化物傳感器。