[发明专利]内燃发动机的排气后处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及内燃发动机的运转和控制，更具体地涉及选择性地以稀计量比 操作的发动机。

背景技术

本节的陈述只是提供与本发明相关的背景信息，可能不构成现有技术。

在稀计量比条件下运转发动机能够提高燃料经济性，但是可能会产生较多 的氮氧化物(“NOx”)排放。稀计量比运转的内燃发动机的已知后处理系统包 括三元催化转化器，继之以稀燃NOx还原催化剂，也称之为稀燃NOx捕集器 (“LNT装置”)，该装置可与其它排气后处理装置配合使用，例如选择性催化还 原装置(“SCR装置”)。已知的三元氧化还原催化转化器(“TWC”)在理想计 量比的发动机运转期间起到降低发动机排出的碳氢化合物(“HC”)、一氧化碳 (“CO”)和NOx排放的作用，在稀燃运转期间，降低HC和CO排放。

4SCR装置包含催化剂，催化剂促进NOx与还原剂—例如氨或尿素的反应 从而生成氮气和水。可以将这些还原剂喷入SCR装置上游的排气供入流中，因 而需要喷射系统、还原剂储罐和控制策略。储罐需要定期的重新填充并且在冷 气候下可能会结冰，因而需要额外的加热器和隔热。此外，发动机运转利用TWC 来生成用作还原剂的氨。

用于SCR装置的催化剂包括钛(Ti)上的钒(V)和钨(W)。近来，车辆 应用已经开始使包括铁(Fe)或铜(Cu)在内的基体金属与沸石涂层相适应。 铜催化剂在较低温度下可有效地操作，但是具有差的热稳定性。铁催化剂在较 高温度下可良好地操作，但是具有递减的还原剂储存效率。

对于车辆应用，SCR装置具有200℃至600℃的最佳工作温度范围。这个 温度范围会根据催化剂而变化。这个温度范围在较大负荷运转期间或其后缩小。 高于600℃的温度会促成还原剂的临界点并且使SCR催化剂劣化，而在低于200 ℃的温度时NOx的处理效果会降低。

在稀燃发动机运转期间，LNT装置吸附NOx排放物，并且在250℃至450 ℃的温度范围内最有效地工作，在这个温度范围之上和之下，效力会降低。LNT 装置仅在起燃温度(light-off temperature)之上才使所吸附的NOx排放物还原。 因此，保持LNT装置和SCR装置高于起燃温度是有利的。

发明内容

一种用于操作能够选择性地在稀计量比下运转的内燃发动机的方法包括将 第一后处理装置流体连接到内燃发动机的第一组燃烧室的排气口、以及将第二 后处理装置流体连接到内燃发动机的第二组燃烧室的排气口。包含第一辅助加 热装置的第三后处理装置流体连接到第一和第二后处理装置的出口。起动发动 机，并且使第一组燃烧室在浓空燃比下工作，使第二组燃烧室在稀空燃比下工 作，并且操作第一辅助加热装置以将热能传递给排气馈送流。

(1)根据本发明的一个方面，提供一种用于操作能够选择性地在稀计量比 下运转的内燃发动机的方法，所述方法包括：将第一后处理装置流体联接到所 述内燃发动机的第一组燃烧室的排气口；将第二后处理装置流体联接到所述内 燃发动机的第二组燃烧室的排气口；将包含第一辅助加热装置的第三后处理装 置流体联接到所述第一和第二后处理装置的出口；起动所述发动机；以及使所 述第一组燃烧室在浓空燃比下工作并且使所述第二组燃烧室在稀空燃比下工作 ，并且操作所述第一辅助加热装置以将热能传递给排气馈送流。

(2)如方案(1)所述的方法还包括：延迟所述第一和第二组燃烧室的点 火正时。

(3)如方案(1)所述的方法还包括将包含第二辅助加热装置的第四后处 理装置流体联接到所述第三后处理装置的出口。

(4)如方案(1)所述的方法还包括：监测所述第三后处理装置的温度； 当所述第三后处理装置的温度超过预定温度阈值时，以化学计量空燃比操作所 述第一和第二燃烧室并且停止操作所述第一辅助加热装置。

(5)如方案(1)所述的方法还包括：将所述发动机装配到车辆上；监测 车速；以及在车辆减速期间关闭所述发动机。

(6)如方案(1)所述的方法还包括：将所述发动机装配到车辆上；监测 车速；以及当车速基本上为零和所述发动机为怠速这两种情况中的一种出现时 ，关闭所述发动机。