[发明专利]使用温度控制的发动机排气的SCR处理

说明书

技术领域

本发明涉及内燃发动机的排气排放物的处理，特别是涉及包含选择性催化还原的发动机排气系统。本发明的方面涉及一种方法、一种发动机和一种交通工具。

背景技术

立法要求对内燃发动机的有害排放物进行处理。选择性催化还原(SCR)将氨用作还原剂，以将氮氧化物(NOx)转化为氮气和水。通常周期性地将尿素注射到SCR室上游的发动机排气系统中，其中尿素与热排气混合从而产生氨。这些氨被吸收到该室中的SCR催化器上，并且有效地处理NOx。随着时间的推移，氨被消耗掉，因此需要进一步注射尿素以补充催化器。通常是在发动机管理系统中通过监测发动机随时间的活动而估计氨的消耗。用于制备注射氨的系统也是已知的。

SCR催化器距离发动机通常相对较远；例如，在柴油发动机中，SCR催化器是在普通柴油氧化催化器(DOC)和柴油微粒过滤器(DPF)的下游。因此，穿过SCR室的排气往往是比较凉的，尤其是在交通工具的速度较低的城市驾驶的情况下。

在较低的排气温度下，不会发生尿素热分解为氨，因此，尿素注射被控制系统抑制。这种抑制作用避免在室中形成固体沉积物以及避免尿素的浪费，但是不可避免地延长的城市驾驶可能最终导致催化剂的完全耗尽。在注射氨的情况下，还可能在低排气温度下形成沉积物。

正是在这种背景下，对本发明进行了设想。本发明的实施例可以提供一种用于处理排气排放物的改进的方法或装置。本发明的其他目标和优势将从下面的描述、权利要求和附图中变得明显。

发明内容

本发明的方面限定于所附权利要求中。

根据本发明的另一方面，提供一种补充交通工具排气系统的SCR催化器的方法，该方法包括如下步骤：确定SCR催化器的补充是预定的，确定SCR催化器的温度是否处于或超过阈值；如果SCR催化器的温度处于或超过阈值，则从外部来源补充SCR催化器；如果SCR催化器的温度没有处于或超过阈值，则将排气的温度升高到所述阈值，并且在所述温度下从外部来源补充SCR催化器。

在本发明的一个实施例中，提供了一种将尿素注射到内燃发动机的排气流中的方法，该方法包括：确定尿素的注射是预定的，确定SCR催化器的温度是否处于或超过阈值；如果SCR催化器的温度处于或超过阈值，则注射一剂尿素；如果SCR催化器的温度没有处于或超过阈值，则将排气的温度升高到所述阈值，并且在升高后的温度下注射一剂尿素。

根据本发明的另一方面，提供一种补充交通工具排气系统的SCR催化器的方法，该方法包括以下步骤：确定SCR催化器的补充是预定的，确定SCR催化器的温度是否处于或低于阈值，如果SCR催化器的温度不是处于或低于阈值，从外部来源补充SCR催化器，如果SCR催化器的温度处于或低于阈值，将排气的温度升高至所述阈值，并且在所述温度下从外部来源补充SCR催化器。

在本发明的一个实施例中，提供一种将尿素注射到内燃发动机的排气流中的方法，该方法包括确定尿素的注射是预定的，确定SCR催化器的温度是否处于或低于阈值；如果SCR催化器的温度不是处于或低于阈值，则注射一剂尿素；如果SCR催化器的温度处于或低于阈值，将所述催化器的温度升高至所述阈值，并且在升高后的温度下注射一剂尿素。

SCR催化器的温度可以根据SCR催化器上游的排气温度插值计算(interpolate)。

因此，本发明的实施例提供使冷排气流的温度充分地升高以确保尿素有效地转化为氨，以达到补充SCR催化器的目的。由此，即使交通工具的工况趋向于产生低的功率和扭矩，例如在城市中低速行驶时，也确保NOx的连续处理。

此外，排气温度可以通过任何适当的方法升高。可以对发动机运行图谱进行改变以使发动机更剧烈地工作，从而直接升高排气温度，或者可以在排气道中提供电加热以间接地升高排气温度。可替换地，将少量的燃料注射到排气流中，并且使其在催化转化器(例如，DOC)中燃烧；这充分地升高排气温度从而允许有效地分解尿素。

可以提供一个或更多个传感器，以在排气道的一个或更多个位置直接测量排气温度。这些传感器的输出可以直接表示SCR催化器的温度，或允许催化器温度由在其他地方测得的(多个)温度测量值进行插值计算或建模。

注射尿素之后，交通工具发动机可恢复正常运行，并且终止用于提高催化器温度的特殊措施。如果SCR催化器的温度通过不同的驱动模式升高，则同样终止特殊措施。

在另一实施例中，可以直接将氨注射到排气流中。