用于使用专用EGR的后处理再生的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及用于使用专用EGR的后处理再生的系统和方法。描述了用于使用废气再循环来实现后处理部件的再生的系统和方法。根据各种实施方式，发动机系统包括发动机、涡轮增压器、流体控制阀和贫燃NOx催化器。发动机具有流体地耦合到发动机的进气歧管的第一组汽缸和与发动机的进气歧管流体地隔离的第二组汽缸。流体控制阀布置在第一排气出口和排气导管之间并构造成将第一排气出口选择性地流体地耦合到排气导管。此外，贫燃NOx催化器具有在涡轮机出口和流体控制阀下游的位置处的构造成从排气导管接收废气的入口。

System and method for aftertreatment regeneration using dedicated EGR

【技术实现步骤摘要】
用于使用专用EGR的后处理再生的系统和方法本申请是申请日为2015年8月5日，申请号为201510474003.3，专利技术名称为“用于使用专用EGR的后处理再生的系统和方法”的申请的分案申请。
本公开通常涉及发动机系统的提高的效率和排放。
技术介绍
效率损失和有害排放依然是很多发动机系统的顾虑。例如，相较于压缩点火柴油发动机，化学计量火花点火发动机在它们的最基本配置中经受减小它们的燃料经济性的几个效率损失机制。通常在发动机系统中的损失例如增加的汽缸中热损失、在部分负荷处的增加的泵送损失和较高的燃烧效率损失都促成总效率损失。例如稀释的过程有助于柴油发动机的效率优点，但对同质的燃烧发动机较不可行。特别是，因为汽油燃烧过程通过空气稀释“贫燃”，且燃烧稳定性问题和效率损失快速上升，在没有特别的和昂贵的措施下具有有限的空气燃料用以运转。具有相对集中的不均匀燃烧过程的柴油发动机常常在大于汽油限制的相对空气燃料比下稳定地操作。除效率标准之外，发动机工业还关注发动机排放。即使在稀释条件下，汽油燃烧也显示出高于管理机构和公司标准可接受的排放的排放。用于控制在“贫燃(lean)”运转发动机中的NOx排放的燃烧后催化还原的当前选择包括使用基于作为还原剂的氨水的选择性催化还原(SCR)系统，其需要第二机载系统来供应氨水。贫燃NOx捕集器也可用于控制NOx的燃烧后催化还原。然而，贫燃NOx捕集器在化学还原的还原环境中需要对NOx的周期性再生或解吸。
技术实现思路
下面在一个例子中描述的系统和方法通过使正常化学计量发动机能够更经常地贫燃地操作而不必富燃地操作通常贫燃地运转的汽缸来允许后处理部件的有效再生和具有较少损失机制的发动机系统的有效运转。1)各种实施方式提供包括发动机、涡轮增压器、流体控制阀和后处理部件例如贫燃NOx催化器或贫燃NOx捕集器的发动机系统。发动机具有第一组汽缸，第一组汽缸具有流体地耦合到发动机的进气歧管的第一排气出口。发动机还包括第二组汽缸，第二组汽缸具有与发动机的进气歧管流体地隔离的第二排气出口。涡轮增压器包括流体地耦合到第二排气出口的涡轮机入口和流体地耦合到排气导管的涡轮机出口。流体控制阀布置在第一排气出口和排气导管之间并构造成将第一排气出口选择性地流体地耦合到排气导管。此外，后处理部件具有在涡轮机出口和流体控制阀下游的位置处的构造成从排气导管接收废气的入口。2)如项目1)所述的发动机系统，其中所述流体控制阀包括分流阀，其中在打开位置上，来自所述第一组汽缸的所有废气流经所述流体控制阀。3)如项目1)所述的发动机系统，其中所述流体控制阀包括二位阀，其中在打开位置上，来自所述第一组汽缸的一部分废气流经所述流体控制阀。4)如任一前述项目所述的发动机系统，其中所述后处理部件包括贫燃NOx捕集器，且其中所述第一组汽缸构造成在富足空气燃料模式中操作，且其中所述第二组汽缸构造成在贫乏空气燃料模式中操作。5)如项目4)所述的发动机系统，还包括控制器，所述控制器包括再生模块，所述再生模块构造成操作所述流体控制阀以提供所述排气导管中的废气的富足排气组成值。6)如项目4)所述的发动机系统，其中所述流体控制阀包括在关闭位置和打开位置之间的选择性地定位的阀，其中在所述关闭位置上，所述第一排气出口与所述排气导管流体地隔离，且在所述打开位置上，所述第一排气出口流体地耦合到所述排气导管。7)如项目6)所述的发动机系统，还包括控制器，所述控制器包括构造成解释当前排气λ值的排气条件模块、构造成解释排气包目标值的再生调度模块和构造成响应于所述当前排气λ值和所述排气λ目标值而操作所述流体控制阀的再生模块。8)如项目6)所述的发动机系统，还包括控制器，所述控制器包括构造成解释发动机负载卸下事件的发动机负载模块和构造成响应于所述发动机负载卸下事件而操作所述流体控制阀的EGR控制模块。9)如项目8)所述的发动机系统，其中所述EGR控制模块还构造成响应于所述发动机负载卸下事件而打开所述流体控制阀。10)如项目4)所述的发动机系统，还包括控制器，所述控制器包括构造成解释发动机负载卸下事件的发动机负载模块和构造成响应于所述发动机负载卸下事件而操作所述流体控制阀的EGR控制模块。11)如项目6)所述的发动机系统，还包括控制器，所述控制器包括再生调度模块，所述再生调度模块构造成确定发动机负载卸下事件和再生要求值中的一个并响应于所述发动机负载卸下事件和所述再生要求值中的所述一个而中断给所述第二组汽缸供应燃料。12)如项目6)所述的发动机系统，还包括控制器，所述控制器包括再生调度模块，所述再生调度模块构造成确定发动机负载卸下事件和再生要求值中的一个并响应于所述发动机负载卸下事件和所述再生要求值中的所述一个而在化学计量模式中操作所述第二组汽缸。13)根据另一例子，描述了用于在发动机系统内的后处理部件例如贫燃NOx催化器或贫燃NOx捕集器的再生的控制系统。发动机系统包括发动机、涡轮增压器和流体控制阀。发动机具有第一组汽缸，第一组汽缸具有流体地耦合到发动机的进气歧管的第一排气出口。发动机还具有第二组汽缸，第二组汽缸具有与发动机的进气歧管流体地隔离的第二排气出口。涡轮增压器包括流体地耦合到第二排气出口的涡轮机入口和流体地耦合到排气导管的涡轮机出口。流体控制阀布置在第一排气出口和排气导管之间并构造成将第一排气出口选择性地流体地耦合到排气导管。后处理部件具有构造成从排气导管接收废气并位于涡轮机出口和流体控制阀的下游的入口。控制系统包括处理器和非临时机器可读介质，非临时机器可读介质具有在其上由处理器可执行来从通信地耦合到后处理部件的传感器接收信息(包括当前排气λ值)的指令。处理器也可执行解释排气λ目标值并响应于当前排气λ值和排气λ目标值来操作流体控制阀的指令。14)如项目13)所述的控制系统，其中所述第一组汽缸构造成在富足空气燃料模式中操作，且其中所述第二组汽缸构造成在贫乏空气燃料模式中操作。15)如项目14)所述的控制系统，还包括由所述处理器可执行来操作所述流体控制阀以提供所述排气导管中的废气的富足排气组成值的指令。16)如项目13)到15)中的任一项所述的控制系统，还包括由所述处理器可执行来解释发动机负载卸下事件并响应于所述发动机负载卸下事件而操作所述流体控制阀的指令。17)如项目16)所述的控制系统，其中所述处理器执行指令来响应于所述发动机负载卸下事件而打开所述流体控制阀。18)如项目16)所述的控制系统，其中所述处理器执行指令来响应于所述发动机负载卸下事件而抑制点燃所述第二组汽缸中的一个或多个汽缸。19)在另一例子中，排气再循环方法可包括在流体地耦合到发动机的进气歧管的第一组汽缸和与进气歧管流体地隔离的第二组汽缸中接收空气。该方法还包括使第一比例的空气/燃料混合物进入到第一组汽缸内。该方法还包括使第二比例的空气/燃料混合物进入到第二组汽缸内，第二比例的空气/燃料混合物比第一比例的空气/燃料混合物具有更大的λ值。该方法此外可包括产生在第一组汽缸和第二组汽缸中的导致废气的燃烧。该方法包括将由在第一组汽缸中的燃烧产生的废气按规定路线运送到进气歧管以由发动机接收。该方法还包括通过流体地耦合到第二组汽缸的排气歧管朝着在排气歧管下游的后处理部件按规定路线运送由在第二组汽缸中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发动机系统，包括：发动机，其具有第一组汽缸和第二组汽缸，所述第一组汽缸具有流体地耦合到所述发动机的进气歧管的第一排气出口，所述第二组汽缸具有与所述发动机的所述进气歧管流体地隔离的第二排气出口，其中所述第一组汽缸构造成在富足空气燃料模式中操作，且其中所述第二组汽缸构造成在贫乏空气燃料模式中操作；涡轮增压器，其具有流体地耦合到所述第二排气出口的涡轮机入口和流体地耦合到排气导管的涡轮机出口；流体控制阀，其布置在所述第一排气出口和所述排气导管之间，所述流体控制阀构造成将所述第一排气出口选择性地流体地耦合到所述排气导管；后处理部件，其具有在所述涡轮机出口和所述流体控制阀下游的位置处的、构造成从所述排气导管接收废气的入口；以及控制器，所述控制器包括再生模块，所述再生模块构造成操作所述流体控制阀以提供所述排气导管中的废气的富足排气组成值。

【技术特征摘要】
2014.08.12 GB 1414289.71.一种发动机系统，包括：发动机，其具有第一组汽缸和第二组汽缸，所述第一组汽缸具有流体地耦合到所述发动机的进气歧管的第一排气出口，所述第二组汽缸具有与所述发动机的所述进气歧管流体地隔离的第二排气出口，其中所述第一组汽缸构造成在富足空气燃料模式中操作，且其中所述第二组汽缸构造成在贫乏空气燃料模式中操作；涡轮增压器，其具有流体地耦合到所述第二排气出口的涡轮机入口和流体地耦合到排气导管的涡轮机出口；流体控制阀，其布置在所述第一排气出口和所述排气导管之间，所述流体控制阀构造成将所述第一排气出口选择性地流体地耦合到所述排气导管；后处理部件，其具有在所述涡轮机出口和所述流体控制阀下游的位置处的、构造成从所述排气导管接收废气的入口；以及控制器，所述控制器包括再生模块，所述再生模块构造成操作所述流体控制阀以提供所述排气导管中的废气的富足排气组成值。2.如权利要求1所述的发动机系统，其中所述流体控制阀包括分流阀，其中在打开位置上，来自所述第一组汽缸的所有废气流经所述流体控制阀。3.如权利要求1所述的发动机系统，其中所述流体控制阀包括二位阀，其中在打开位置上，来自所述第一组汽缸的一部分废气流经所述流体控制阀。4.如权利要求1所述的发动机系统，还包括选择性催化还原催化剂。5.如权利要求1所述的发动机系统，其中所述后处理部件包括催化转化器。6.如权利要求1所述的发动机系统，还包括三元催化转化器。7.如权利要求1-6中的任一项所述的发动机系统，其中所述后处理部件包括贫燃NOx捕集器。8.一种发动机系统，包括：发动机，其具有第一组汽缸和第二组汽缸，所述第一组汽缸具有流体地耦合到所述发动机的进气歧管的第一排气出口，所述第二组汽缸具有与所述发动机的所述进气歧管流体地隔离的第二排气出口，其中所述第一组汽缸构造成在富足空气燃料模式中操作，且其中所述第二组汽缸构造成在贫乏空气燃料模式中操作；涡轮增压器，其具有流体地耦合到所述第二排气出口的涡轮机入口和流体地耦合到排气导管的涡轮机出口；流体控制阀，其布置在所述第一排气出口和所述排气导管之间，所述流体控制阀构造成将所述第一排气出口选择性地流体地耦合到所述排气导管，其中所述流体控制阀包括在关闭位置和打开位置之间的选择性地定位的阀，其中在所述关闭位置上，所述第一排气出口与所述排气导管流体地隔离，且在所述打开位置上，所述第一排气出口流体地耦合到所述排气导管；以及后处理部件，其具有在所述涡轮机出口和所述流体控制阀下游的位置处的、构造成从所述排气导管接收废气的入口。9.如权利要求8所述的发动机系统，还包括控制器，所述控制器包括构造成解释当前排气λ值的排气条件模块、构造成解释排气λ目标值的再生调度模块和构造成响应于所述当前排气λ值和所述排气λ目标值而操作所述流体控制阀的再生模块。10.如权利要求8所述的发动机系统，还包括控制器，所述控制器包括构造成解释发动机负载卸下事件的发动机负载模块和构造成响应于所述发动机负载卸下事件而操作所述流体控制阀的EGR控制模块。11.如权利要求8所述的发动机系统，还包括控制器，所述控制器包括再生调度模块，所述再生调度模块构造成确定发动机负载卸下事件和再生要求值中的一个并响应于所述发动机负载卸下事件和所述再生要求值中的所述一个而在化学计量模式中操作所述第二组汽缸。12.如权利要求8所述的发动机系统，其中所述流体控制阀包括分流阀，其中在打开位置上，来自所述第一组汽缸的所有废气流经所述流体控制阀。13.如权利要求8所述的发动机系统，其中所述流体控制阀包括二位阀，其中在打开位置上，来自所述第一组汽缸的一部分废气流经所述流体控制阀。14.如权利要求8所述的发动机系统，还包括选择性催化还原催化剂。15.如权利要求8所述的发动机系统，其中所述后处理部件包括催化转化器。16.如权利要求8所述的发动机系统，还包括三元催化转化器。17.如权利要求8-16中的任一项所述的发动机系统，其中所述后处理部件包括贫燃NOx捕集器。18.一种控制系统，其用于发动机系统内的后处理部件的再生，其中所述发动...

【专利技术属性】
技术研发人员：塞缪尔·C·格克勒，
申请(专利权)人：康明斯公司，
类型：发明
国别省市：美国,US