[發(fā)明專利]用于內(nèi)燃機的后處理系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410834258.1
• 申請日: 2014-12-26
• 公開（公告）號: CN104819036B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發(fā)明（設計）人: R.阿爾格利尼;D.默丘里
• 申請（專利權）人: 通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司
• 主分類號: F01N3/035
• 分類號: F01N3/035;F01N11/00;F01N3/20;F01N9/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 侯宇

本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(110)的后處理系統(tǒng)(280)，內(nèi)燃機包括至少一個渦輪機(250)和排氣管(275)，后處理系統(tǒng)包括稀燃NOx捕集器(281)和微粒過濾器(282)，還包括：?定位在稀燃NOx捕集器(281)上游和渦輪機出口(255)下游的空氣/燃料比傳感器(285)，用于確定在稀燃NOx捕集器中在再生過程中(DeNO_x)的空氣/燃料比，?定位在稀燃NOx捕集器(281)下游或微粒過濾器(282)下游的NOx傳感器(286)，用于確定在排氣管中的NOx，?第一器件(283)，用于確定渦輪機溫度，?第二器件(284)，用于確定在稀燃NOx捕集器中在脫硫過程中的溫度，其中，所述第一和第二器件中的至少一個是溫度傳感器(283、284)。

技術領域

本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機的后處理系統(tǒng)。所述系統(tǒng)和運行該系統(tǒng)的方法適宜于遵守EURO6法規(guī)第二階段規(guī)定的排放標準。

背景技術

已知的是，柴油發(fā)動機的后處理系統(tǒng)可以配置有稀燃NOx捕集器(以下也被稱為LNT)。LNT被提供用于捕集包含在廢氣中的和位于排放管道中的氮氧化物(NOx)。此外，這種后處理系統(tǒng)還通常設置有用于控制顆粒物的柴油微粒過濾器(DPF)。

LNT是容納了催化劑(例如銠、鉑和鈀)以及吸收劑(例如含有元素鋇的成分)的催化裝置容器，所述吸收劑提供了適合于與包含在廢氣中的氮氧化物(NO_x)相結合的活性部位，以便在裝置自身內(nèi)部捕集氮氧化物。稀燃NOx捕集器必須經(jīng)歷周期性的再生過程，其中，這種再生過程通常用于釋放和降低被LNT捕集的氮氧化物(NO_x)。

LNT被循環(huán)操作，例如將發(fā)動機從稀薄燃燒操作切換至具有過量燃料量的操作、也被稱為富集燃燒操作或再生階段(DeNO_x)。在發(fā)動機的正常操作中，NO_x聚集在催化反應表面上。當發(fā)動機切換至富集燃燒操作時，聚集在吸附劑部位上的NO_x與廢氣中的還原劑發(fā)生反應并被吸收，并且轉(zhuǎn)化為氮和氨，由此使催化劑的吸收部位再生。

由于在燃料中硫的存在，LNT會受到硫的毒化，這降低了催化劑對NO_x的聚集能力。為了恢復廢氣后處理系統(tǒng)的這種能力需要脫硫(也被稱為DeSO_x再生或簡稱為DeSO_x)。DeSO_x表現(xiàn)為在發(fā)動機工作過程中在高溫條件下的稀燃氣體和富燃氣體快速交替(以下稱為擺動)。

用于內(nèi)燃機的后處理系統(tǒng)的總體設計中裝配了處于緊密連接狀態(tài)下的LNT和柴油微粒過濾器(DPF)(也就是說將后處理裝置定位在接近渦輪機出口尾部、排氣管初始處)，所述后處理系統(tǒng)包括帶有稀燃NOx捕集器和微粒過濾器的儲罐、在LNT入口處的溫度傳感器、在LNT出口處的溫度傳感器、LNT入口處的空氣/燃料比傳感器、LNT出口處的空氣/燃料比傳感器和LNT出口處的壓力傳感器。被統(tǒng)稱為再生(也即DeNO_x、稀燃DeSO_x和富燃DeSO_x)的LNT的特殊模式是通過發(fā)動機執(zhí)行器(噴射器、廢氣回流閥、可變幾何渦輪機和其他執(zhí)行器)實現(xiàn)的，所述執(zhí)行器利用主要由上述傳感器獲得的信息移動到專門設定點，以達到所需的燃燒比例。

稀燃NOx捕集器相對于選擇性催化還原反應系統(tǒng)(SCR)來說是成本經(jīng)濟的，所述選擇性催化還原反應系統(tǒng)的操作借助了注入發(fā)動機排氣管道內(nèi)部的流體催化劑、例如尿素或氨或其組合(通常呈水溶液)，以便有助于對NO_x的還原。另一方面，LNT的效率和診斷非常難以控制，尤其是考慮到由EURO6在其第二階段所規(guī)定的排放標準越來越嚴格的排放限值，其中，實際上所運行循環(huán)被用于排放限值的“使用中合格(In Use Compliance)”資格的獲得。

發(fā)明內(nèi)容

因此，需要提供一種新的后處理系統(tǒng)和用于運行稀燃NOx捕集器的方法，所述方法和系統(tǒng)克服了上述弊端，而不需使用更加昂貴的系統(tǒng)、例如選擇性催化還原系統(tǒng)。