[發明專利]用于排氣后處理設備升溫的方法和裝置

在審

• 申請號: 201480022825.1
• 申請日: 2014-04-16
• 公開（公告）號: CN105143646A
• 公開（公告）日: 2015-12-09
• 發明（設計）人: M·尼科爾森;S·拉特利奇;D·坎利夫;P·拉德洛
• 申請（專利權）人: 珀金斯發動機有限公司
• 主分類號: F02D41/02
• 分類號: F02D41/02;F02D41/14
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 徐舒

技術領域

本發明涉及一種用于排氣后處理設備升溫的方法和裝置。

背景技術

排氣后處理設備(EATD)可以位于內燃機(例如柴油機)的排氣流中，以減少或除去氣體(例如氮氧化物(NO或NO2，統稱為NOx)和/或顆粒排放物)，從而達到排放法規的要求。現在有各種不同類型的排氣后處理設備，例如柴油機氧化催化劑或者選擇性催化還原(SCR)系統，用于不同類型的顆粒排放物或NOx排放物的處理。

在EATD的運行過程中，EATD的溫度可能需要維持在最低閾值溫度以上，使得系統可以有效地運行。例如，SCR系統將具有最低閾值溫度，該溫度取決于許多因素，包括在催化劑中使用的還原劑的類型，并且可能是例如200℃或210℃。SCR系統可能需要在系統中添加還原劑(例如無水氨、氨水或尿素(比如進行反應形成氨的尿素水溶液))，以降低通過SCR系統的排氣中的NOx水平。例如，可以通過將尿素水溶液注射到排氣流中來將尿素水溶液添加到該系統中。然而，SCR系統必須高于使尿素分解并水解成氨(NH₃)的最低閾值溫度。若SCR系統在最低閾值溫度之下，則尿素可能不會分解并水解成NH₃，在這種情況下，SCR系統可能不會令人滿意地降低NOx水平。因此，可設置成僅當SCR系統溫度高于尿素最低閾值溫度時才將尿素添加到SCR系統，從而將SCR系統限制為當SCR系統溫度高于最低閾值溫度時才運行。

當內燃機冷啟動時，SCR系統可能最初為冷態，然后由排氣逐漸升溫。然而，可能需要一點時間使SCR系統的溫度超過其運行的最低閾值溫度。為了達到排放法規的要求，從發動機起動起的預定時間段內，排放物需要符合這些法規的要求。在預定時間段內排放物是否符合這些法規的要求可能取決于在預定時間段結束前SCR系統是否正在運行。因此，可能期望減小使SCR系統的溫度達到其運行的最低閾值溫度所耗費的時間。

發明內容

在本發明的第一方面，提供了一種用于控制排氣后處理設備的升溫策略的運行的方法，所述策略用于增加位于內燃機的排氣流中的排氣后處理設備的溫度，所述方法包括以下步驟：當內燃機運行、內燃機的溫度超過發動機溫度閾值并且排氣后處理設備溫度低于第一排氣后處理設備溫度閾值時，啟動升溫策略；并且當排氣后處理設備溫度超過第二排氣后處理設備溫度閾值時，停止升溫策略。

在本發明的第二方面，提供了一種用于升高位于內燃機的排氣流中的排氣后處理設備的溫度的方法，所述方法包括以下各項中的至少兩項：延遲噴射至內燃機汽缸內的燃料噴射的時間；增加噴射至內燃機汽缸內的引燃燃料噴射和主燃料噴射之間的停頓時間；以及降低內燃機的空燃比。

在本發明的第三方面，提供了一種用于控制排氣后處理設備的升溫策略的運行的控制器，所述策略用于增加位于內燃機的排氣流中的排氣后處理設備的溫度，所述控制器配置成：當內燃機運行、內燃機的溫度超過發動機溫度閾值并且排氣后處理設備溫度低于第一排氣后處理設備溫度閾值時，啟動升溫策略；并且當排氣后處理設備溫度超過第二排氣后處理設備溫度閾值時，停止升溫策略。

在本發明的第四方面，提供了一種用于升高位于內燃機的排氣流中的排氣后處理設備的溫度的控制器，所述控制器配置為執行以下各項中的至少兩項：延遲噴射至內燃機汽缸內的燃料噴射的定時；增加噴射至內燃機汽缸內的引燃燃料噴射和主燃料噴射之間的停頓時間；以及降低內燃機的空燃比。

附圖說明

現在將結合以下附圖僅以舉例的方式對根據本發明各個方面的排氣后處理設備升溫方法和裝置進行描述，在附圖中：

圖1示出了包括內燃機和排氣后處理設備的內燃機裝置；

圖2示出了包括內燃機、排氣后處理設備、渦輪增壓器和排氣再循環裝置的內燃機裝置；

圖3示出了示例性車輛，在該車輛中可使用圖1或圖2的內燃機裝置。

具體實施方式

圖1示出了內燃機110(例如柴油機)，在內燃機110的排氣出口處設置有排氣后處理設備(EATD)120(例如SCR設備)。從內燃機110排放的排氣115經過EATD120，并且作為下游排氣125從EATD120排出。EATD120可具有最低運行溫度，低于該溫度則不能有效處理排氣115以減少或去除氣體(例如NOx)。如果EATD120不能有效運行，下游排氣125的氣相成分可能不符合排放標準。

溫度傳感器130可位于EATD120上游的排氣通道內，并且測量排氣115的溫度。排氣溫度測量值135可被發送至控制器140，控制器140可使用控制線145來控制內燃機110的運行。