用于内燃机的废气后处理的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于内燃机(10)的废气后处理的方法和装置，该内燃机带有：排气道(12)；布置在排气道(12)中的三元催化器(14)；第一NOx‑存储催化器(16)；以及在通过排气道(12)的废气的流动方向上布置在第一NOx‑存储催化器(16)下游且在三元催化器(14)下游的第二NOx‑存储催化器(18)；旁路通道(24)，其构造第二NOx‑存储催化器(18)的旁路；以及开关元件(20)，其实现废气流在排气道(12)的具有NOx‑存储催化器(18)的主臂(22)与旁路通道(24)之间的转换。

【技术实现步骤摘要】
用于内燃机的废气后处理的方法和装置
本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于废气后处理的装置以及一种用于废气后处理的方法。
技术介绍
当前的和将来变得越来越严格的废气法规制订对燃烧发动机的发动机未处理排放和废气后处理提出较高要求。此外，车辆及发动机制造商持续降低燃烧发动机的消耗和与此相联系的CO2排放。这尤其导致对于燃烧发动机开发了消耗优化的燃烧方法。降低汽油发动机的消耗的一可能性是稀薄燃烧方法，即尽可能以过化学计量的燃烧空气比(Verbrennungsluftverhaeltnis)来运行燃烧发动机的方法。因为在稀薄燃烧方法中在过化学计量的运行中利用传统的三元催化器不再能够充分地降低NOx-排放，需要附加的催化器如NOx-存储催化器(Speicherkatalysator)。在此，NOx-排放物作为硝酸盐被储存在NOx-存储催化器中。这些NOx-存储催化器须周期性地借助于发动机加浓阶段(Fettphase)来再生。该加浓阶段的设计决定性地影响最终未处理排放。由文件DE102010014468A1已知一种用于在稀燃发动机(Magermotor)的废气后处理中减少笑气(N2O)的装置和方法。在此，靠近发动机的三元催化器后置有第一NOx-存储催化器和第二NOx-减少催化器，其中，在第一NOx-存储催化器处设置有旁路，并且其中，借助于开关元件可使废气流转向经过第一NOx-存储催化器或经过旁经第一NOx-存储催化器的旁路。由该方法已知如何尽可能不释放N2O地使NOx-存储催化器再生。在此，将在第一NOx-存储催化器再生时所释放的N2O(笑气)导入第二NOx-减少催化器中。在此，在第一NOx-存储催化器下游在再生期间产生化学计量的废气，使得在第一NOx-存储催化器再生期间第二NOx-存储催化器的有效性降低。由文件WO2013/079117已知一种用于在稀薄运行中运行的燃烧发动机的废气后处理的装置和方法，其中，在排气道中布置有第一NOx-存储催化器和第二NOx-存储催化器，并且其中，在第一NOx-存储催化器处设置有可切换的旁路通道。在此，文件WO2013/079117然而不是将存储催化器的再生、而是将经由旁路的温度调节作为主题，以便例如避免在发动机的惯性运行中在相对冷的新鲜空气通过时催化器的冷却。然而由现有技术已知的解决方案的缺点是，废气流总是被导引经过第二NOx-存储催化器，其中，在第一NOx-存储催化器再生期间产生化学计量的废气和在第二NOx-存储催化器上NOx-解吸附的危险。
技术实现思路
本专利技术现在目的在于提供一种用于废气后处理的装置，在其中可在每个运行时刻存入或转化NOx-排放物。此外本专利技术目的在于对于两个彼此串联的NOx-存储催化器再生提出一种方法，利用该方法可使两个NOx-存储催化器再生，而不会在第一NOx-存储催化器再生时造成在第二NOx-存储催化器上的NOx-解吸附和与此相联系的升高的最终未处理排放。该目的通过一种根据本专利技术的用于内燃机的废气后处理的装置来实现。该装置具有排气道、布置在排气道中的三元催化器、第一NOx-存储催化器以及在通过排气道的废气的流动方向上布置在第一NOx-存储催化器下游且在三元催化器下游的第二NOx-存储催化器。此外，该装置具有旁路通道(其对于第二NOx-存储催化器构造旁路，因此绕开第二NOx-存储催化器)和开关元件(其实现废气流在排气道的主臂与旁路通道之间的切换)。通过这样一装置，废气可在第一NOx-存储催化器再生时旁经第二NOx-存储催化器被导引通过排气道，从而避免在第一NOx-存储催化器再生期间在第二NOx-存储催化器处的NOx-解吸附。此外，始终存在有效的催化器，以便存入和/或转化废气中的NOx-排放物，从而降低最终未处理排放。根据一有利的实施形式设置成，在旁路通道中设置有另外的催化器。在第一NOx-存储催化器再生期间，内燃机以亚化学计量的燃烧空气比来运行，其中，在第一NOx-存储催化器下游产生化学计量的废气。该废气可通过布置在旁路通道中的另外的催化器来清洁，其中，该另外的催化器例如是氧化催化器或三元催化器。氧化催化器例如可在第一NOx-存储催化器的加浓突破(Fettdurchbruch)之后将仍在废气中存在的未燃烧的碳氢化合物(HC-排放物)和/或一氧化碳(CO)进一步氧化成无害的CO2和水。在此特别优选的是使用三元催化器作为另外催化器，由此不仅可氧化所提及的废气成分，而且可还原仍在废气中存在的氮氧化物(NOx)。因此特别有效的废气清洁是可能的。根据一有利的改进方案设置成，开关元件构造为3/2通路阀。在此，开关元件优选地构造为瓣膜阀(Klappenventil)，其中，该瓣膜根据开关位置开启排气道的主臂且关闭旁路通道，或者开启旁路通道且关闭主臂。因此保证，内燃机的废气流相应可被导引通过排气道的相应的支臂(Teilarm)而不引起通过排气道的相应另一支臂的次级流动(其可导致升高的最终未处理排放)。备选地有利地设置成，开关元件具有两个分离的调整元件，其中，第一调整元件设立成关闭排气道的主臂而第二调整元件设立成关闭排气道的旁路通道。由此可针对性地导引废气流通过排气道的相应的支臂，而另一支臂被相应的调整元件关闭。根据另外的有利的改进方案设置成，旁路通道在第二NOx-存储催化器下游在通入口(Einmuendung)处通到排气道的主臂中。由此，又可使这两个支臂汇集在一起并且另外的、设置在排气道中的废气后处理装置仅须简单地实施。如此尤其有利地设置成，在通入口下游在排气道中布置有颗粒过滤器。以该方式颗粒过滤器可从废气流中过滤出碳黑颗粒，不管燃烧发动机的废气流被导引经过排气道的主臂还是经过排气道的旁路通道。根据本专利技术的方法利用在之前段落中所说明的装置来执行并且包括以下步骤:-以过化学计量的、较稀的燃烧空气比λE>1来运行内燃机，其中，将开关元件切换成使得排气道的主臂被内燃机的废气流过，-以氮氧化物来加载第一NOx-存储催化器以及第二NOx-存储催化器，-将内燃机转换到亚化学计量的、较浓的燃烧气体混合λE<1上并且转换开关元件，使得旁路通道被内燃机的废气流过，-借助于亚化学计量的、较浓的燃烧空气比使第一NOx-存储催化器再生，-转换开关元件，使得排气道的主臂被内燃机的废气流过，并且使第二NOx-存储催化器再生。通过所说明的方法，在第一NOx-存储催化器再生期间在第一NOx-存储催化器下游产生化学计量的废气，其为了清洁被导引经过旁路通道并且可在那里由附加的催化器来清洁。第二NOx-存储催化器在第一NOx-存储催化器再生期间不被内燃机的废气流流过，从而不导致在第二NOx-存储催化器上的NOx的解吸附。在第一NOx-存储催化器完全再生之后，调整开关元件并且排气道的主臂被流过，其中，内燃机此外以亚化学计量的、较浓的混合物来驱动。该亚化学计量的混合物导致亚化学计量的、较浓的废气，其流过第一NOx-存储催化器并且然后作为亚化学计量的、较浓的废气供第二NOx-存储催化器的再生使用。因此避免在这两个NOx-存储催化器再生期间NOx-逃逸(Schlupf)和降低最终未处理排放。在本方法的另一优选的设计方案中设置成，燃烧发动机在NOx-存储催化器再生期间以亚化学计量的0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于内燃机(10)的废气后处理的装置，所述内燃机带有：排气道(12)；布置在所述排气道(12)中的三元催化器(14)；第一NOx‑存储催化器(16)；以及在通过所述排气道(12)的废气的流动方向上布置在所述第一NOx‑存储催化器(16)下游且在所述三元催化器(14)下游的第二NOx‑存储催化器(18)；旁路通道(24)，其构造所述第二NOx‑存储催化器(18)的旁路；以及开关元件(20)，其实现废气流在所述排气道(12)的具有所述NOx‑存储催化器(18)的主臂(22)与所述旁路通道(24)之间的转换。

【技术特征摘要】
2015.10.01 DE 102015219028.51.一种用于内燃机(10)的废气后处理的装置，所述内燃机带有：排气道(12)；布置在所述排气道(12)中的三元催化器(14)；第一NOx-存储催化器(16)；以及在通过所述排气道(12)的废气的流动方向上布置在所述第一NOx-存储催化器(16)下游且在所述三元催化器(14)下游的第二NOx-存储催化器(18)；旁路通道(24)，其构造所述第二NOx-存储催化器(18)的旁路；以及开关元件(20)，其实现废气流在所述排气道(12)的具有所述NOx-存储催化器(18)的主臂(22)与所述旁路通道(24)之间的转换。2.根据权利要求1所述的用于废气后处理的装置，其特征在于，在所述旁路通道(24)中设置有另外的催化器(26)。3.根据权利要求2所述的用于废气后处理的装置，其特征在于，所述另外的催化器(26)是三元催化器(28)。4.根据权利要求1到3中任一所述的用于废气后处理的装置，其特征在于，所述开关元件(20)构造为3/2-通路阀。5.根据权利要求1到3中任一所述的用于废气后处理的装置，其特征在于，所述开关元件(20)具有两个分离的调整元件，其中，第一调整元件设立成关闭所述排气道(12)的主臂(22)而第二调整元件设立成关闭所述旁路通道(24)。6.根据权利要求1到5中任一所述的用于废气后处理的装置，其特征在于，所述旁路通道(24)在所述第二NOx-存储催化器(18)下游在通入口(34)处通到所述排气道(12)的主臂(22)中。7.根据权利要求6所述的用于废气后处理的装置，其特征在于，在所述通入口(34)下游在所述排气道中布置有颗粒过滤器(30)。8.一种用于内燃机(10...

【专利技术属性】
技术研发人员：M卡克，FC巴龙冯瑟默恩林登斯特耶纳，S鲍克纳，
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