[发明专利]用于加热催化器的方法和废气后处理系统

说明书

本发明涉及一种用于加热内燃机的排气装置中的催化器的方法。在排气装置中的催化器上游布置有用于加热催化器的废气燃烧器。在紧邻废气燃烧器下游且在催化器上游布置有用于控制废气燃烧器的燃烧空气比的λ探针。所述方法包括步骤：‑以化学当量的燃烧空气比(λ_E＝1)运行内燃机；‑激活废气燃烧器，其中，交替地以低于化学当量的燃烧空气比(λ_B1)和高于化学当量的燃烧空气比(λ_B1)运行废气燃烧器，其中，‑一旦第λ探针检测到浓混合气突变，就从低于化学当量的燃烧空气比(λ_B1)转换到高于化学当量的燃烧空气比，并且其中，‑一旦λ探针(34)检测到稀混合气突变，就从高于化学当量的燃烧空气比(λ_B1)转换到低于化学当量的燃烧空气比(λ_B1)。本发明还包括一种用于实施这种方法的废气后处理系统。

技术领域

本发明涉及一种用于加热废气后处理系统中的催化器的方法以及具有催化器的废气后处理系统。

背景技术

日益严格的排放法规对汽车制造商提出了高要求，这些要求通过相应的用于降低发动机原始排放的措施和相应的废气后处理满足。为了能够有效地在发动机后转化不能完全避免的原始排放，在内燃机的排气装置中安装用贵金属涂覆的催化器。为了这些催化器能够转化有害物质，废气和催化器的最低温度水平是必要的。为了在内燃机冷启动后尽可能快地使催化器达到工作温度，使用发动机的加热措施，诸如在朝“延迟”方向调整点火角或燃料喷射，或者在引入二次空气的同时低于化学当量地运行内燃机。为了将更多的热能有针对性地引入排气装置，可以对催化器进行电加热或者在排气装置上安装可切换的废气燃烧器，以便将高温废气引入排气装置并且独立于内燃机地加热布置在排气装置中的废气后处理部件。由此，在催化器的加热阶段就可以显著减少排放。

在机动车的底部位置中，通常存在相对较大的可用安装空间，因此可以在该位置中布置大体积的催化器，当排气装置完全加热时，这样的催化器可以提供高的起催化作用的容积。但催化器布置在底部位置的缺点是，由于催化器与内燃机的排气口之间较长的废气行程和经由排气通道壁的热损失，因此经过相对较长的时间，底部位置中的催化器才达到其起燃温度。

用于加热催化器、尤其机动车的底部位置中的催化器的特别有效的措施是废气燃烧器，因为通过这样的废气燃烧器可以实现高的加热功率。为了这样的废气燃烧器能够排放最佳地运行并且满足对随车诊断的要求，需要用于控制或调节废气燃烧器的措施。

由专利文献DE 195 08 013 C1已知一种用于内燃机的排气装置，其具有三元催化器和废气燃烧器，其中，在内燃机的排气口的下游并且在废气燃烧器的引入点的上游布置有λ探针，用于调节内燃机的燃烧空气比(也称作过量空气系数)。

由专利文献DE 10 2017 113 366 A1还已知一种用于外源点火的内燃机的废气后处理系统。内燃机在排气口侧与排气装置连接，其中，在排气装置中，沿废气通过排气装置的流动方向布置有可电加热的三元催化器，在可电加热的三元催化器的下游布置有四元催化器，在四元催化器的下游布置有另外的三元催化器。在内燃机启动前，对可电加热的三元催化器进行加热并且优选还加热四元催化器，以便从内燃机启动起就能实现对内燃机的原始排放的有效率的废气后处理。废气后处理系统还设置为，即使在四元催化器的再生期间也能实现有害物质的有效率的转化并且因此确保在机动车的所有运行状态下排放都特别低。

专利文献DE 10 2017 118 215 A1公开了一种用于内燃机的废气后处理系统，其尤其用于通过废气涡轮增压器增压的且通过火花塞外源点火的内燃机。在此，在与内燃机的排气口连接的排气装置中在靠近发动机的位置中布置有颗粒过滤器，并且在该颗粒过滤器的下游布置有第一三元催化器。在机动车的底部位置中，在第一三元催化器的下游布置有另外的三元催化器。在此规定，从发动机启动起废气燃烧器激活，通过该废气燃烧器在颗粒过滤器的下游将高温废气引入排气装置中，以便在冷启动之后尽可能快地将至少一个三元催化器加热到起燃温度并且因此实现有效率的废气后处理。