本发明专利技术公开一种用于内燃机(10)的尾气后处理的方法和设备，所述内燃机包括尾气通道(12)、布置在所述尾气通道(12)中的第一三元催化器(14)、沿尾气的流动方向后接的颗粒过滤器(18、18′)和沿尾气的流动方向布置在颗粒过滤器(18、18′)之前的用于向尾气通道(12)二次空气进气的器件(20)，其中，沿尾气的流动方向在用于二次空气进气的器件(20)与颗粒过滤器(18、18′)之间在尾气通道(12)中布置第二三元催化器(16)或者颗粒过滤器(18′)具有三元催化涂层，所述方法包括以下步骤：内燃机(10)以化学计量的燃烧空气比运行；检测布置在内燃机(10)的尾气通道(12)中的颗粒过滤器(18)的负载状态；根据需要，通过将用于内燃机(10)的可燃混合物调节为浓的并且通过向尾气通道(12)中通入二次空气来将尾气温度提高至颗粒过滤器(18)的再生温度，从而在颗粒过滤器(18、18′)的加热阶段在第二三元催化器(16)中或者在经催化涂层处理的颗粒过滤器(18′)中使浓的燃烧尾气通过二次空气放热地氧化；和内燃机(10)在颗粒过滤器(18、18′)的再生阶段过程中利用浓的或化学计量的混合物运行。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于内燃机的尾气后处理的设备以及一种用于尾气后处理设备的再生的方法。
技术介绍
不断严格化的尾气规定对车辆制造商提出了更高的要求，所述要求通过相应的用于还原发动机的原始排放的措施并且通过相应的尾气后处理解决。随着下一个立法阶段EU6标准的引入，针对汽油机规定了颗粒数的极限值。可以通过使用汽油机颗粒过滤器来确保遵守该极限值。在行驶运行过程中，这种汽油机颗粒过滤器受到烟尘的加载。为了不使尾气被压明显上升，该汽油机颗粒过滤器必须持续地或者周期性地再生。为了使被汽油机颗粒过滤器回收的烟尘与氧气发生热力学氧化，必须使足够高的温度水平与同时现存于汽油机的尾气设备中的氧气相结合。因为现代的柴油发动机通常在没有过剩氧量的情况下以化学计量(或称为当量)燃烧空气比(λ＝1；λ亦称“过量空气系数”)运行，对此需要附加措施。对此的措施例如考虑柴油发动机的短时的稀薄调整(Magerverstellung)或向尾气设备输入二次空气。迄今优选使用汽油机的稀薄调整，因为该方法不需要使用额外的部件并且在汽油发动机的大多数工作点上可以输送充足的氧气量。然而所述稀薄调整的弊端在于，在发动机的稀薄调整的过程中一氧化氮不能通过三元催化剂被充分地转化。由文献DE10361791A1已知一种用于尾气后处理的设备，所述设备具有氮氧化合物存储催化器和颗粒过滤器，其中，为了使氮氧化合物存储催化器再生而使内燃机混合比浓地运行，并且在氮氧化合物存储催化剂与颗粒过滤器之间向尾气通道吹入二次空气。通过这种方式，同时实现了颗粒过滤器的再生。由文献DE102010046747A1已知一种尾气后处理设备和尾气后处理方法，其中，为了颗粒过滤器的再生，流入颗粒过滤器中的空气比可选地在浓的与稀薄之间摆动。已知的设备和方法具有的弊端在于，在再生时至少阶段性地不实施完全的尾气净化，并且由此使得排放的尾气在经过颗粒过滤器的过程中升高。
技术实现思路
本专利技术当前所要解决的技术问题在于，提供一种方法和设备，利用所述方法和设备不仅能实现用于颗粒过滤器再生的足够高的温度水平，而且还能够在颗粒过滤器的再生过程中使有害物质排放保持得尽可能低。所述技术问题通过一种用于内燃机、尤其汽油发动机的尾气后处理的方法解决，并且通过一种用于实施所述方法的设备解决。根据本专利技术提供了一种用于内燃机、尤其汽油发动机的尾气后处理的方法，所述内燃机包括尾气通道、布置在所述尾气通道中的第一三元催化器、沿尾气的流动方向后接的颗粒过滤器和沿尾气的流动方向布置在颗粒过滤器之前的用于向尾气通道二次空气进气的器件，其中，沿尾气的流动方向在用于二次空气进气的器件与颗粒过滤器之间在尾气通道中布置第二三元催化器或者颗粒过滤器具有三元催化涂层，所述方法包括以下步骤：-内燃机以化学计量(或称为化学当量)的燃烧空气比(；亦称混合空气比)运行；-检测布置在内燃机的尾气通道中的颗粒过滤器的负载状态；-当所述负载状态需要对颗粒过滤器进行再生时，通过至少短时地将用于内燃机的可燃混合物调节至浓的(fett)并且通过至少短时向尾气通道中通入二次空气来将尾气温度提高至颗粒过滤器的再生温度，从而在颗粒过滤器的加热阶段在第二三元催化器中或者在经催化涂层处理的颗粒过滤器中使浓的燃烧尾气被放热氧化，和-内燃机在颗粒过滤器的再生阶段的过程中利用浓的或化学计量的混合物运行。通过根据本专利技术的方法，颗粒过滤器可以加热到再生温度，并且随后再生，而不会在颗粒过滤器的加热阶段或在颗粒过滤器的再生阶段使至少一个三元催化部件的净化作用受到不利影响。针对被设计为汽油发动机的内燃机，颗粒过滤器可以设计为汽油机颗粒过滤器并且被称为汽油机颗粒过滤器。通过在从属权利要求中所实施的措施，可以实现在独立权利要求中所给出的方法的扩展和改进。应该理解的是，概念“加热阶段”和“再生阶段”所指的状态不一定非得在时间上依次先后发生，而是也可以同时存在。此外应该理解的是，颗粒过滤器的触发再生的负载状态可以不同参数的方式被确定，只要所述参数提供了关于负载的直接或间接的报告。例如负载状态可以通过颗粒过滤器的上游和下游的压差测量测得。作为备选，根据内燃机的适当的运行参数、例如当前载荷和转速模拟负载状态。当负载状态超过预定的阈值时，就有必要进行再生。根据所述方法的优选扩展方式规定，内燃机在颗粒过滤器的加热阶段的过程中利用浓的混合物运行，并且在颗粒过滤器的再生阶段的过程中以化学计量的燃烧空气比(λ＝1)运行。因为内燃机仅在加热阶段的过程中偏离化学计量燃烧空气比，而且利用浓的混合物运行(λ＜1)，可以将原始排放保持得较低。此外，存在于尾气中的还原剂(碳水化合物HC、一氧化碳CO、氢气H2)的份额通过第二三元催化器或催化式颗粒过滤器之前的二次空气发生放热氧化，由此得到所期望的尾气温度上升，并且另一方面还在第二三元催化器的入口具有最大限度符合化学计量的混合空气比例，从而使第二三元催化器/催化式颗粒过滤器能够有效地限制尾气中的有害物质。在根据本专利技术的方法中规定为有利的是，在加热阶段中，通过二次空气进气在尾气通道中在第二催化器或经催化涂层处理的颗粒过滤器的入口之前设置化学计量的混合空气比，并且在再生阶段中设置超化学计量的混合空气比(稀薄，λ＞1)。由此可以提高尾气中的氧气含量，从而通过相应的对在颗粒过滤器中回收的烟尘的氧化可靠且受控地实现颗粒过滤器的再生。根据另一种优选的改进方式规定，为了进行颗粒过滤器的再生，在加热阶段与再生阶段之间多次交替转换。由此可以确保的是，一方面在颗粒过滤器的再生过程中不会导致颗粒过滤器的过热和烧穿，并且另一方面避免温度下降到再生温度以下。这优选地通过恒定的二次空气进气和内燃机化学计量和浓的交替运行实现。由此，在内燃机的化学计量的时间间隔中通过二次空气实现稀薄的混合空气比，并且在浓的(低化学计量)时间间隔中实现化学计量的混合空气比。加热阶段和再生阶段的相对长度可以选择为等长或不等长的，优选在时间上是等长的。此外有利地规定，在加热阶段过程中以及再生阶段过程中，分别以化学计量的燃烧空气比或混合空气比加载第一和第二三元催化器或第一三元催化器或经催化涂层处理的颗粒过滤器。由此能够在内燃机的每个运行状态下始终确保有效的尾气净化。根据所述方法的备选改进方式规定，内燃机在颗粒过滤器的加热阶段过程中并且在再生阶段过程中利用浓的混合物运行，其中，在这两个阶段中通入这样数量的二次空气，使得颗粒过滤器的入口处的混合空气比足够稀薄，也就是说具有足够多的过剩氧气，并且氧化颗粒过滤器中的烟尘。在该实施例中，加热阶段和再生阶段同时发生。通过内燃机的浓混合比可以实现较低的一氧化氮的原始排放。然而由于这两个三元催化器中的每一个和经催化涂层处理的颗粒过滤器都没有以化学计量的燃烧空气比或化学计量的混合空气比运行，可能会出现一氧化氮滑脱(Stickoxid-Schlupf)，而一氧化氮滑脱同样也可以通过其他尾气后处理设备、尤其氮氧化物存储催化器被消除。根据本专利技术还规定了一种用于内燃机、尤其汽油发动机的尾气净化的设备，所述内燃机带有尾气通道、布置在所述尾气通道中的第一三元催化器、沿尾气的流动方向后接的颗粒过滤器和沿尾气的流动方向布置在该颗粒过滤器之前的用于向尾气通道进行二次空气进气的器件，其中，沿尾气的流动方本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于内燃机(10)、尤其汽油发动机的尾气后处理的方法，所述内燃机包括尾气通道(12)、布置在所述尾气通道(12)中的第一三元催化器(14)、沿尾气的流动方向后接的颗粒过滤器(18、18′)和沿尾气的流动方向布置在颗粒过滤器(18、18′)之前的用于向尾气通道(12)二次空气进气的器件(20)，其中，沿尾气的流动方向在用于二次空气进气的器件(20)与颗粒过滤器(18、18′)之间在尾气通道(12)中布置第二三元催化器(16)或者所述颗粒过滤器(18′)具有三元催化涂层，所述方法包括以下步骤：‑内燃机(10)以化学计量的燃烧空气比运行；‑检测布置在内燃机(10)的尾气通道(12)中的颗粒过滤器(18、18′)的负载状态；‑当所述负载状态需要对颗粒过滤器(18、18′)进行再生时，通过至少短时地将用于内燃机(10)的可燃混合物调节为浓的并且通过至少短时地向尾气通道(12)中通入二次空气来将尾气温度提高至颗粒过滤器(18、18′)的再生温度，从而在颗粒过滤器(18、18′)的加热阶段在第二三元催化器(16)中或者在经催化涂层处理的颗粒过滤器(18′)中使浓的燃烧尾气通过二次空气被放热地氧化，和‑内燃机(10)在颗粒过滤器(18、18′)的再生阶段过程中利用浓的或化学计量的混合物运行。...
【技术特征摘要】
2015.07.03 DE 102015212514.91.一种用于内燃机(10)、尤其汽油发动机的尾气后处理的方法，所述内燃机包括尾气通道(12)、布置在所述尾气通道(12)中的第一三元催化器(14)、沿尾气的流动方向后接的颗粒过滤器(18、18′)和沿尾气的流动方向布置在颗粒过滤器(18、18′)之前的用于向尾气通道(12)二次空气进气的器件(20)，其中，沿尾气的流动方向在用于二次空气进气的器件(20)与颗粒过滤器(18、18′)之间在尾气通道(12)中布置第二三元催化器(16)或者所述颗粒过滤器(18′)具有三元催化涂层，所述方法包括以下步骤：-内燃机(10)以化学计量的燃烧空气比运行；-检测布置在内燃机(10)的尾气通道(12)中的颗粒过滤器(18、18′)的负载状态；-当所述负载状态需要对颗粒过滤器(18、18′)进行再生时，通过至少短时地将用于内燃机(10)的可燃混合物调节为浓的并且通过至少短时地向尾气通道(12)中通入二次空气来将尾气温度提高至颗粒过滤器(18、18′)的再生温度，从而在颗粒过滤器(18、18′)的加热阶段在第二三元催化器(16)中或者在经催化涂层处理的颗粒过滤器(18′)中使浓的燃烧尾气通过二次空气被放热地氧化，和-内燃机(10)在颗粒过滤器(18、18′)的再生阶段过程中利用浓的或化学计量的混合物运行。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，内燃机(10)在颗粒过滤器(18、18′)的加热阶段的过程中以浓的混合物运行，并且在颗粒过滤器(18、18′)的再生阶段的过程中以化学计量的混合物运行。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在加热阶段中，通过二次空气进气在尾气通道(12)中在第二三元催化器(16)或经催化涂层处理的颗粒过滤器(18′)的入口之前设置化学计量的混合空气比，并且在再生阶段中，设置超化学计量的混合空气比。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，为了...
【专利技术属性】
技术研发人员：L施吕特，S波克纳，
申请(专利权)人：大众汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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