[发明专利]用于稀燃发动机的后处理系统和后处理方法

说明书

本发明公开了用于稀燃发动机的后处理系统和后处理方法。该后处理方法被配置成控制后处理系统，该后处理系统在排气管上依次配备有氨产生催化剂模块、选择性催化还原催化剂以及CO净化催化剂，排气流过该排气管。在后处理方法中，发动机在进入浓AFR之前依次在化学计量空气/燃料比(AFR)和稀AFR下运行。

技术领域

本发明涉及用于稀燃发动机的后处理系统和后处理方法。

背景技术

本部分中的陈述仅提供与本发明相关的背景信息，并且可以不构成现有技术。

车辆可设置有用于减少排气中含有的排放物(EM)的至少一个催化转换器。从发动机通过排气歧管(exhaust manifold)流出的排气被推动到安装在排气管上的催化转换器中并且在其中净化。之后，排气的噪音在流经消声器的同时减小，并且然后排气通过尾管排放到空气中。催化转换器净化排气中含有的EM。另外，用于捕集排气中的颗粒物质(PM)的颗粒过滤器安装在排气管中。

三效催化剂(三元催化剂，三元催化器，TWC)是一种催化转换器，并且与作为排气中有害成分的烃(HC)化合物、一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx)反应，以除去这些化合物。TWC主要安装在汽油车辆中，并且Pt/Rh、Pd/Rh或Pt/Pd/Rh系统用作TWC。

汽油发动机中的稀燃发动机通过燃烧稀空气/燃料混合物来提高燃料效率。稀燃发动机燃烧稀(贫，lean)空气/燃料混合物，因此排气的空气/燃料比(空燃比，air/fuelratio，AFR)也为稀。然而，当AFR为稀时，TWC会使NOx逸出(滑脱，滑移，漏出，逃逸，slip)而没有充分还原排气中含有的所有NOx。因此，配备有稀燃发动机的车辆可包括用于净化从TWC流过的NOx的选择性催化还原(SCR)催化剂。在配备有稀燃发动机的车辆中使用的SCR催化剂可以是被动型(passive type)SCR催化剂。

当AFR为浓(富，rich)时，TWC可以还原NOx以产生NH₃，并且在TWC中生成的NH₃存储在被动型SCR催化剂中。当AFR为稀时，被动型SCR催化剂使用所存储的NH₃净化排气中含有的NOx。

配备有TWC以及被动型SCR催化剂的稀燃发动机可通过在预定持续时间内增加燃料来将AFR调整至较浓状态，以将足够量的NH₃储存在被动型SCR催化剂中。如果从稀燃发动机排放出的NOx的量增加，则稀燃发动机在浓AFR下运行的次数以及持续时间也增加。因此，燃料经济性可能会发生降低。

为了缓解燃料经济性的劣化，必须提高在浓AFR下生成的NH₃的量。在这种情况下，可减少保持在浓AFR下的持续时间，由此抑制燃料经济性的劣化。氨产生催化剂(APC)可添加至TWC的下游，以提高在浓AFR下产生的NH₃的量。APC可在稀AFR下储存包含在排气中的NOx，并在浓AFR下通过所储存NOx以及包含在排气中的NOx产生NH₃。因此，当在浓AFR下时，APC与TWC相比能够产生更多的NH₃。

然而，由于APC包含能够储存NOx的组分，因此，如果发动机在浓AFR下以APC的温度较低的状态运行，则可在APC中生成氧化亚氮(N₂O)。因此，已发现，如果在期望或需要转换至浓AFR时APC的温度较低，则APC应加热至预定温度。

此外，已发现，在浓AFR下，CO和HC可以从TWC逸出。从TWC逸出的CO和HC可以没有被净化，而是排放至车辆的外部。因此，可以需要用于减少在为了产生NH₃而将AFR设定为浓时逸出的CO和HC的附加(额外，另外，additional)催化转化器或控制装置。

在该发明背景部分中公开的上述信息仅用于增强对本发明的背景的理解，因此其可能包含不构成本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容