[發明專利]具有用于減少氮氧化物的選擇性催化轉化器的內燃機和運行所述類型內燃機的方法

有效

• 申請號: 201410049896.2
• 申請日: 2014-02-13
• 公開（公告）號: CN103982279B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: Y·M·S·雅各布
• 申請（專利權）人: 福特環球技術公司
• 主分類號: F01N3/20
• 分類號: F01N3/20;F01N3/023;F01N11/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司11245
• 代理人: 趙蓉民,張全信

相關申請的交叉引用

本申請要求2013年2月13日提交的德國專利申請號 102013202297.2的優先權，為了所有的目的其全部內容通過引用并入本文。

技術領域

本申請涉及具有用于減少氮氧化物的選擇性催化轉化器的內燃機和運行所述類型內燃機的方法。

背景技術

為了減少NOx排放物，在排氣排放系統中可以利用選擇性催化還原(SCR)催化劑。在SCR催化劑的上游噴射還原劑。NOx將與SCR 催化劑中的還原劑或還原劑產物發生反應，形成諸如氮氣和水的副產物。

一種示范性方法是在渦輪增壓器上的渦輪的下游和SCR催化劑的上游噴射還原劑。具體說，還原劑被噴射到從該渦輪出來的排氣流中。另一種方法是在渦輪增壓器和SCR催化劑兩者的上游噴射還原劑。作為還原劑，通常使用氨NH₃和尿素。而且，可以利用HC富集，其中未燃燒的烴被直接引入排氣排放系統中。

本發明人認識到上述方法的問題之一是SCR催化劑的溫度調節。在低溫下NOx可能不起反應并且釋放到大氣中。排氣后處理系統和 SCR催化劑的靠近連接可能導致高溫，這釋放氨和NOx而不還原。認識到的另一個問題是排氣流動速率只取決于發動機運行條件并且不能被控制來促進噴射的還原劑的更好分解。而且，為了將尿素分解成氨需要窄的排氣溫度范圍。另一個問題是直接引進未燃燒的烴需要額外的燃料，因而增加燃料消耗。

發明內容

一種方案涉及一種內燃機，該內燃機包括用于供給增壓空氣的進氣系統和用于排放排氣的排氣排放系統。其中排氣排放系統還包括用來還原氮氧化物、設置在排氣排放系統中的至少一個選擇性催化轉化器，和氧化催化轉化器，該氧化催化轉化器作為進一步的排氣后處理系統在該至少一個選擇性催化轉化器的上游設置在排氣排放系統中。而且，旁通管路在該氧化催化轉化器的上游從排氣排放系統分支并且在氧化催化轉化器和該至少一個選擇性催化轉化器之間再次流入 (issue into)排氣排放系統中；并且設置給料裝置用于將作為還原劑而用于該至少一個選擇性催化轉化器的液體尿素引入旁通管路中。與主排氣管路相對的旁通管路8中的總排氣流的低質量流動速率的性能促進被噴射的還原劑的更長的停留時間和更好的分解。

另一種方案涉及控制發動機的方法，該發動機具有渦輪增壓器，其中渦輪設置在發動機排氣中，和設置在該渦輪的下游的選擇性催化還原器(SCR)，該方法包括將還原劑噴射到SRC中并且通過在來自渦輪上游的一部分發動機排氣和來自渦輪下游的另一部分發動機排氣之間將排氣流分給所述還原劑中來控制該還原劑的溫度。

一種控制來自發動機的氮氧化物排放物的方法，該發動機具有渦輪增壓器，其中渦輪設置在發動機排氣中，和設置在該渦輪的下游的選擇性催化還原器(SCR)，該方法包括控制設置在發動機排氣和渦輪之間的第一旁通管路節段上的廢氣門閥，以改變來自該渦輪的一部分排氣的方向來保持期望的發動機轉矩。而且，通過設置在連接于SCR 的排氣給料管路中的尿素給料元件控制到SCR中的尿素噴射，所述排氣給料管路接收來自所述第一旁通管路的排氣流并且接收來自設置在該渦輪排氣下游的第二旁通管路的排氣流，并且通過控制連接于所述第一和所述第二旁通管路的控制元件，以在來自所述第一旁通管路的排氣流和來自所述第二旁通管路的排氣流之間將排氣流分給所述排氣給料管路中，控制所述尿素給料元件的溫度。

應當明白，提供上面的發明內容是為了以簡化的形式介紹構思選擇，這種構思在詳細描述中進行進一步的描述。這并不意味著視為所主張主題的關鍵的或基本的特征，所主張主題的范圍由權利要求唯一地限定。而且，所主張的主題不限于解決上面指出的任何缺點或在本公開任何部分中的實施方式。

附圖說明

圖1以示意略圖的形式示意地示出內燃機的第一實施方式；

圖2以示意略圖的形式示意地示出內燃機的第二實施方式；

圖3以示意略圖的形式示意地示出進一步說明的實施方式；

圖4a-4b示出運行排氣排放系統的示范性方法；

圖5示出調節還原劑量的示范性方法。

具體實施方式

公開了一種內燃機，其包括用于供給增壓空氣的進氣系統和用于排放排氣的排氣排放系統，其中該排氣排放系統還包括用來還原氮氧化物的至少一種選擇性催化還原(SCR)催化劑。作為該排氣排放系統中進一步的排氣后處理系統，氧化催化轉化器設置在至少一個選擇性催化轉化器的上游。