[發明專利]用于內燃機的排氣凈化的方法和設備

在審

• 申請號: 201710196855.X
• 申請日: 2017-03-29
• 公開（公告）號: CN107288726A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: K·納拉亞拉斯瓦米;C·A·艾狄舍里亞;P·M·納吉特;G·A·小舍克里;J·G·托納
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: F01N3/20
• 分類號: F01N3/20
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 賀紫秋

技術領域

本發明涉及一種用于內燃機的排氣凈化方法和設備，以及與其相關聯的控制。

背景技術

內燃機將空氣/燃料混合物引入到每個氣缸中，該空氣/燃料混合物在壓縮沖程期間壓縮并且通過壓縮(壓縮-點火)或者通過火花塞(火花-點火)來點火。火花-點火(SI)能以不同的燃燒模式操作，借助非限制的示例包括均質SI燃燒模式和分層充氣SI燃燒模式。SI發動機也可配置成以均質-充氣壓縮-點火(HCCI)燃燒模式操作，也稱為受控自動-點火燃燒。

發動機缸內空氣/燃料混合物可特征在于空燃比，其可描述為化學計量貧或富。壓縮-點火發動機和火花-點火發動機可配置成在貧空燃比條件下操作。與內燃機在化學計量下操作相比，與貧空燃比操作相關聯的發動機廢氣可具有相對較高的氮氧化物量，例如包括一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO₂)。

發明內容

描述一種排氣后處理系統，其用于凈化從內燃機排出的廢氣進料流，該內燃機可在貧化學計量的空燃比下操作。排氣后處理系統包括阻擋放電等離子體反應器，其設置在催化反應器的下游并且電氣地連接到等離子體控制器。當內燃機在貧空燃比并且在低溫條件下操作時，控制阻擋放電等離子體反應器，以從廢氣進料流的組分中產生臭氧。當內燃機在貧空燃比并且在低溫條件下操作時，所產生的臭氧在催化反應器中起反應，以氧化容納在廢氣進料流中的非甲烷碳氫化合物。

從當結合附圖時對限定在所附權利要求中的用于執行本教示的其中一些最佳模式和其它實施例的以下詳細描述中，本教示的上述特征和優點以及其它特征和優點是顯而易見的。

附圖說明

現將借助示例參照附圖來描述一個或多個實施例，附圖中：

圖1示意地說明根據本發明的內燃機和排氣后處理系統的實施例，其包括設置在催化反應器上游的等離子體反應器，其中，該等離子體反應器包括電介質阻擋放電等離子體反應器；以及

圖2、3和4示意地說明根據本發明的用于排氣后處理系統的等離子體反應器的實施例，其包括電介質阻擋放電等離子體反應器。

具體實施方式

現參照附圖，其中描述僅僅是出于說明某些示例性實施例的目的而非用于對其限制的目的，圖1示意地說明內燃機10和排氣后處理系統100的實施例，該排氣后處理系統分別包括第一和第二等離子體反應器20、40，它們分別設置在第一和第二催化反應器30、50的上游。如圖所示，第三催化反應器60設置在第二催化反應器50下游。在參照圖2、3和4所描述的若干實施例中，第一和第二等離子體反應器20、40優選地配置成電介質阻擋放電等離子體反應器。參照圖1示出的排氣后處理系統100說明排氣后處理系統100的一個實施例，其夾帶廢氣并且提供用于使得廢氣進料流穿過一個或多個排氣凈化元件通行的封閉通道，進料流在經受凈化之后最終排放到大氣中。這里描述的概念可適用于排氣后處理系統的多個實施例，其包括設置在催化反應器上游的等離子體反應器。此外，這里描述的排氣后處理系統100的各種實施例可有利地適用于配置成在貧空燃比下操作的任何內燃機，例如包括壓縮-點火發動機或火花-點火發動機。如這里所使用的，術語“上游”和相關術語指代相對于指示位置朝向流體流的原點的元件，而術語“下游”和相關術語指代相對于指示位置遠離流體流的原點的元件。

由排氣后處理系統100夾帶并且流過該排氣后處理系統的廢氣在這里成為廢氣進料流15。廢氣進料流15的組分以及物理和化學特征可在其通過排氣后處理系統100的各個元件、例如第一和第二等離子體反應器20、40以及第一、第二和第三催化反應器30、50、60時改變。這樣，從排氣后處理系統100的各個元件輸出的廢氣在這里成為流出物25、35、45、55和65，每個流出物可具有與行進通過排氣后處理系統100的各個元件的廢氣進料流不同的組分以及物理和化學特征。