[发明专利]用于内燃机的排气系统

说明书

技术领域

本发明的示范性实施例涉及用于内燃机的废气处理系统，并且更具体地涉及一种用于存储和处理废气系统中氮氧化物的高效系统。

背景技术

从内燃机排出的废气是包含气体排放物例如一氧化碳(“CO”)、未燃烧烃类(“HC”)和氮氧化物(“NOx”)以及构成颗粒物的凝聚相材料(液体和固体)的非均匀混合物。通常设置在位于内燃机排气系统内的催化剂载体或基底上的催化剂组合物被提供用于将某些或全部的这些废气成分都转化为非受管制废气组分。例如，用于内燃机的排气系统可以包括用于减少CO和过多HC的包含贵金属的氧化催化(“OC”)设备、用于减少NOx的选择性催化还原催化(“SCR”)设备、捕集和存储NOx直到SCR设备达到工作温度为止的吸附器以及用于从发动机废气中去除颗粒物的颗粒物过滤(“PF”)设备中的一种或多种。

如上所述，已经发展用于在以过量氧气燃烧燃料的稀燃发动机(例如柴油和汽油燃料发动机)中降低NOx排放水平的技术包括选择性催化还原催化(“SCR”)设备。SCR催化剂组合物可以包含沸石以及一种或多种基底金属组分例如铁(“Fe”)、钴(“Co”)、铜(“Cu”)或钒(“V”)，能够有效地操作用于在存在还原剂例如氨(“NH₃”)的情况下转化废气中的NOx成分。尽管使用催化剂有助于减少SCR设备还原NOx所需的活化能，但是柴油机和其他稀燃发动机不断提高的效率造成在稳定运行时较低的废气温度以及随后的发动机冷启动。这种较低的工作温度延迟了SCR设备必须达到最低工作温度才能有效还原NOx的有效启动。通常，SCR可能要一直到发动机启动几分钟之后才达到合适的工作温度。

发明内容

在本发明的示范性实施例中，一种用于内燃机的废气后处理系统包括：排气管，被设置用于将废气从内燃机输送至废气处理系统中的废气处理设备；氧化催化设备，被设置用于氧化废气中未燃烧的气态和非挥发性HC与CO；位于氧化催化设备下游的选择性催化还原设备，被设置用于在有还原剂的情况下在活化温度范围内转化废气中的NOx成分；以及位于选择性催化还原设备上游介于选择性催化还原设备和氧化催化设备之间的NOx吸附器装置。NOx吸附器装置包括其上加有吸附剂化合物以从废气中带走NOx成分的基板流动通道，旁路以及设置为与旁路流体连通的阀件。阀可操作用于从打开位置移动到关闭位置，在打开位置废气流过旁路并流至选择性催化还原设备，在关闭位置阻止废气流过旁路并迫使其流过流动通道再流至选择性催化还原设备。与废气后处理系统信号通信的控制器被设置用于监测选择性催化还原设备的温度，其中控制器可操作用于在选择性催化还原设备处于或高于工作温度时将阀件移动至打开位置以及在选择性催化还原设备低于工作温度时将阀件移动至关闭位置以从废气中带走NOx成分。

本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点根据以下结合附图给出的本发明的详细说明即可变得显而易见。

附图说明

在以下仅作为示例的实施例详细说明中体现出其他的目标、特征、优点和细节，详细说明参照附图给出，在附图中：

图1是用于内燃机的废气处理系统的示意图；以及

图2是示出了实施本发明应用的一部分废气处理系统的示范性工作模式的操作流程图。

具体实施方式

以下的说明内容在本质上仅仅是示意性的而绝不是为了限制本公开、其应用或用途。应该理解贯穿附图始终的对应附图标记表示相似或对应的部件和特征。

现参照图1，本发明的示范性实施例涉及用于减少内燃机12中受管制废气成分的废气处理系统10。应该意识到内燃机12可以包括但不限于柴油发动机机系统、汽油发动机系统和均质充量压燃发动机系统。

废气处理系统包括排气管14，其可以包括用于将废气16从内燃机12输送至废气处理系统10中不同废气处理设备的若干段。废气处理设备可以包括氧化催化(“OC”)设备18。在一个示范性实施例中，OC设备18包括被封装在与排气管14流体连通并且被设置用于促进废气16经此流过的入口和出口之间的刚性壳体或罐22内的流通式金属或陶瓷整体基底(“基底”)20。基底20具有设置在其上的氧化催化剂化合物24。氧化催化剂化合物24可以被施加为涂层并且可以包含铂族金属例如铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)或其他合适的氧化催化剂或其组合。OC设备18用于处理作为废气16的一部分从发动机12排出的未燃烧气态和非挥发性HC与CO并且在放热反应中将其氧化以生成二氧化碳和水。