[發明專利]用于優化機動車輛的排氣管線中的還原劑消耗的方法

有效

• 申請號: 201780015985.7
• 申請日: 2017-03-03
• 公開（公告）號: CN108779695B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: S.梅爾滕斯
• 申請（專利權）人: 法國大陸汽車公司;大陸汽車有限公司
• 主分類號: F01N3/20
• 分類號: F01N3/20;F01N13/00;F01N11/00;F01N3/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王麗輝

本發明涉及一種優化排氣管線（1）中呈氨形式的還原劑的消耗的方法，該排氣管線包括第一和第二選擇性催化還原系統（2、3），第二系統（3）布置在第一系統（2）的下游且與其間隔開一間距（4），未使用的過剩的氨流經排氣管線（1），測量或估計排氣管線（1）中在第二系統（3）處的溫度。當第二系統（3）處的溫度超過第一最高值時，或者當在第二系統（3）的溫度高于第二最高值的條件下，其低于第一最高值，計算的溫度升高速度高于預定的升高速度時，在第一和第二系統（2、3）之間的間距（4）中執行強制冷卻。

技術領域

本發明涉及一種用于優化由機動車輛的內燃發動機中的燃燒產生的氣體的排氣管線中的還原劑的消耗的方法。本發明還涉及用于實施此類方法的在機動車輛的內燃發動機的出口處的排氣管線。

背景技術

在本發明的背景下，機動車輛的內燃發動機的出口處的排氣管線包括用于去除污染物的多個選擇性去污元件，其中包括第一和第二選擇性催化還原系統。第二系統布置在排氣管線中的第一系統的下游，且相對于第一系統間隔開一間距。第一還原系統具有位于還原催化劑上游的噴射器，該噴射器將氨前驅體還原劑噴射到排氣管線中以還原氮氧化物。對于第二還原系統也可能是這種情況。

這種系統稱為選擇性催化還原系統，也稱為縮寫RCS（法語縮寫），且也命名為英語縮寫SCR。SCR系統的運行是通過將稱作SCR還原劑的去污染劑噴射到排氣管線中，該去污染劑有利地但非限制性地是尿素或尿素衍生物，這是用于還原氮氧化物或NO_x的氨前驅體。

在下面的描述中，將參考完整的命名或縮寫SCR來表示與選擇性催化還原相關的所有內容。這同樣適用于氮氧化物（可由NO_x表示）和氨（可由NH₃表示）。

這種SCR系統可以集成到顆粒過濾器中，作為獨立SCR系統的替代方案或作為此類系統的補充。然后使顆粒過濾器浸漬催化劑以進行NO_x的選擇性催化還原。當管線中存在兩個SCR系統時，這同樣適用于第一SCR系統和第二SCR系統。

如上所述，基于尿素的氨前驅體還原劑在高溫下反應以變成氨或NH₃，該還原劑最常用的名稱是AdBlue?，NH₃與氮氧化物或NO_x反應，NO_x主要以具有可變比值的一氧化氮或NO與二氧化氮或NO₂的混合物的形式，具體地，混合物的比值根據發動機運行條件和排氣管線中的溫度而變化。另外的污染物的去污染處理或另外的去污染元件的維護，例如顆粒過濾器的再生，也可能影響NO/NO₂比。

尿素的分解產生NH₃是根據以下反應式進行：

CO(NH₂)₂ + H₂O → 2 NH₃ + CO₂，

這適于將基于尿素的混合物作為氨前驅體還原劑。

為了NO_x的還原，NH₃則與氮氧化物反應，以通過還原反應形成雙原子氮和水。例如，對于與一氧化氮的反應式如下：

4 NO + 4 NH₃ + O₂ → 4 N₂ + 6 H₂O，

與一氧化氮和二氧化氮的另外的反應式如下：

2 NO + 4 NH₃ + 2NO₂ → 4 N₂ + 6 H₂O，

NO_x和NH₃之間的其它化學反應也是可能的。