用于运行汽车内燃机的废气设备的方法和用于汽车内燃机的废气设备技术

本发明专利技术涉及一种用于运行汽车内燃机的废气设备(36)的方法，内燃机的废气流过第一SCR催化器(46)以及流过第二SCR催化器(54)，在所述第一SCR催化器后设有氨阻断催化器(52)，该第二SCR催化器在该废气设备(36)中设于氨阻断催化器(52)下游。借助第一计量装置(42)能在第一SCR催化器(46)上游将还原剂加入废气中，借助第二计量装置(64)能在第二SCR催化器(54)上游将还原剂加入废气中。当废气设备(36)的包含第一SCR催化器(46)和/或氨阻断催化器(52)的区域的温度超出预定阈值时，提高借助第一计量装置(42)加入废气中的还原剂量。此外，本发明专利技术涉及一种用于汽车内燃机的废气设备(36)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于运行汽车内燃机的废气设备的方法和用于汽车内燃机的废气设备
本专利技术涉及一种用于运行汽车内燃机的废气设备的方法。在此情况下，内燃机废气流过后置有氨阻断催化器的第一SCR催化器。废气流过第二SCR催化器，其在废气设备中设置在氨阻断催化器下游。借助第一计量装置，还原剂可以在第一SCR催化器的上游被加入废气中，借助第二计量装置，还原剂可以在第二SCR催化器上游被加入废气中。此外，本专利技术涉及一种用于汽车内燃机的废气设备。
技术介绍
DE102015016986A1公开了一种内燃机用废气再处理装置，其中，内燃机废气流过组合式催化器，其包括SCR部分和第二催化器部分。第二催化器部分被设计成氨阻断催化器或氨逃逸催化器(ASC)。在组合式催化器的上游设有第一计量装置，其用于将尿素溶液加入废气中。在组合式催化器的下游设有第二计量装置。另外，在废气再处理装置中在第二计量装置下游设有第二SCR催化器，其前面设置有颗粒过滤器。这样的包括第一SCR催化器(靠近发动机)和第二SCR催化器的布置有利于在呈柴油发动机形式的内燃机的整个特性曲线区域内获得最大程度的氮氧化物转化。这应该参照图1和图2来说明。图1示意性示出根据现有技术的废气设备10，其可以设置用于尽量完全转化汽车柴油发动机废气中的氮氧化物。废气设备10包括发动机附近的SCR系统12，其包含第一计量装置14、带有SCR覆层(SDPF)的柴油机颗粒过滤器16和第一SCR催化器18。废气流经废气设备10的流动方向在图1中由箭头20表示。与此相应，在第一计量装置14的上游设置有柴油机氧化催化器22。SCR系统12布置在发动机附近。此外，在废气设备10中有第二SCR催化器24，其布置在汽车底板区域内。与此相应，第二SCR催化器24也被称为下置式SCR催化器24。第二计量装置26位于第二SCR催化器24的上游。借助计量装置14、26可将还原剂输入流过废气设备10的废气中。作为还原剂在此采用尿素水溶液，其以商品名可获得。尤其当在柴油机氧化催化器22下游存在超过500℃的高温且通常伴有大的废气质量流量时，布置在汽车底板上的第二SCR催化器24具有在氮氧化物方面的转化优点。这是因为第二SCR催化器24的位置远离发动机，从而造成进入第二SCR催化器24中的废气温度比进入在发动机附近的SCR系统12中的废气温度低了50℃至100℃。这也可以结合图2来说明。在图2中，在纵坐标28上绘制出以百分比计的氮氧化物转化，即在各自SCR催化器18、24中在选择性催化还原反应(SCR：选择性催化还原)中与氨一起被转化为氮气和水的废气所含氮氧化物的比例。在图2的横坐标30上绘制出在柴油机氧化催化器22下游的废气温度。在图2中，第一曲线32说明发生在靠近发动机的SCR系统12中的氮氧化物转化。与此相应，在温度超出500℃的情况下，可用发动机附近的SCR系统12获得的氮氧化物转化从约90％比较快速地降低至较低值。具有相似形状的曲线34示出了第二SCR催化器24的转化性能。但是，第二曲线34进一步向右移位了约50℃至100℃，这在图2中由双箭头36表示。据此，在设于底板区域内的第二SCR催化器24处的氮氧化物转化只在温度超过600℃时才降低至低于90％。即，通过设置第二SCR催化器24，高氮氧化物转化范围(即超过90％的转化)可以被扩宽至出现在柴油发动机运行中的明显更高负荷。但是，SDPF/SCR催化器的NOx转化能力尤其在废气温度比较低的情况下、即在低于200℃的温度下极其依赖于存储在催化器内的氨量。因而，尽量高的NH3装载量是值得期待的。但同时在高的氨填充度下，NH3自废气设备逃逸的危险显著增大。因为最大氨存储能力取决于SDPF/SCR催化器的温度。因此在330℃和380℃之间的温度下最大氨存储量显著降低，并且从高于400℃的温度起无法再存储氨。为了用具有发动机附近的第一SCR催化器18和布置在底板上的第二SCR催化器24的系统获得氮氧化物的最佳总体转化，同时不出现氨逃逸，尤其是在动态边界条件下必然需要针对SCR催化器18、24的很好的装载量调整。这种调整在发动机附近的SCR系统12中通常如此进行，即，氨或用以在热的废气中形成氨的尿素水溶液被附加计量加入，以便增加或提高第一SCR催化器18的氨填充度。而相反地，通过停止尿素水溶液的计量，消耗掉存储在第一SCR催化器中的氨并且能使氨填充度渐减。但这种装载量调整需要很准确地知晓在SCR系统12之前和之后的氮氧化物排放以及对加入的尿素水溶液量进行计量。氮氧化物排放可以借助氮氧化物传感器被测量或通过模型来描绘。但在温度急速升高到超过350℃的温度时，可能因为不准确的氨填充度调整而出现氮氧化物突释。当在发动机附近的SCR系统12中有过少的氨时就是这种情况。而当因为调整不准确而有过多的尿素水溶液、进而氨被加入废气设备10时可能出现显著的氨逃逸。如果除了发动机附近的SCR系统12外还使用下置式SCR催化器24，则针对第二SCR催化器24的氨填充度调整明显变得困难。这因为一方面可通过第二计量装置26将尿素、进而氨加入至废气设备中，并且还可能有来自靠近发动机的SCR系统12的氨作为氨源。其原因在于确定在SCR系统12下游存在于废气设备10中的氨量时的不准确性。用于测量氮氧化物排放的传感器显示出关于氨的交叉灵敏度，因此当发动机附近的SCR系统12发生氨逃逸时，下置式SCR催化器24上游的氮氧化物信号可能出现附加强烈失真。这导致不准确的平衡。此外，通过由柴油发动机释放的氮氧化物使第二SCR催化器24的氨填充度渐减、即耗用存储的氨明显变得困难。因为，发动机附近的SCR系统12必须先完全没有氨，氮氧化物排放才能充分消减第二SCR催化器24中存储的氨量。因此，尤其在柴油发动机动态运转中或在剧烈加速时存在出现氮氧化物突释的危险。特别是在柴油发动机运转条件很不稳定之时，以及处于氮氧化物转化重心从发动机附近的SCR系统12(参照图2中的曲线32)移位至下置式SCR催化器24(参照图2中的曲线34)的过渡区内时，将会出现这种情况。
技术实现思路
本专利技术的任务因此是如此改进前述类型的方法，即，可以更简单地调节第二SCR催化器的氨装载量，并且提供相应改善的废气设备。该任务通过一种具有权利要求1的特征的方法和一种具有权利要求10的特征的废气设备来完成。在从属权利要求中指出了具有合适的专利技术改进方案的有利设计。在根据本专利技术的用于运行汽车内燃机的废气设备的方法中，内燃机的废气流过第一SCR催化器，在所述第一SCR催化器后设有氨阻断催化器。接着，废气流过第二SCR催化器，该第二SCR催化器在废气设备中设于氨阻断催化器下游。借助第一计量装置能在第一SCR催化器上游将还原剂加入废气中。借助第二计量装置能在第二SCR催化器上游将还原剂加入废气中。当废气设备的包含第一SCR催化器和/或氨阻断催化器的区域的温度超出预定阈值时，提高借助第一计量装置加入废气中的还原剂量。这基于以下认识，即，氨阻断催化器在较高温度下更多地将氨转化成氮氧化物，而不像在废气温度较本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于运行汽车内燃机的废气设备(36)的方法，其中，内燃机的废气流过第一SCR催化器(46)以及流过第二SCR催化器(54)，在所述第一SCR催化器后设有氨阻断催化器(52)，该第二SCR催化器在废气设备(36)中设于氨阻断催化器(52)下游，其中，借助第一计量装置(42)能在第一SCR催化器(46)上游将还原剂加入废气中，借助第二计量装置(64)能在第二SCR催化器(54)上游将还原剂加入废气中，当废气设备(36)的包含第一SCR催化器(46)和/或氨阻断催化器(52)的区域的温度超出预定阈值时，提高借助第一计量装置(42)加入废气中的还原剂量，其特征是，如果除了温度超出预定阈值外还确定存储在第二SCR催化器(54)中的氨从第二SCR催化器(54)逸出，则使借助第一计量装置(42)加入废气中的还原剂量提高。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180119 DE 102018000434.21.一种用于运行汽车内燃机的废气设备(36)的方法，其中，内燃机的废气流过第一SCR催化器(46)以及流过第二SCR催化器(54)，在所述第一SCR催化器后设有氨阻断催化器(52)，该第二SCR催化器在废气设备(36)中设于氨阻断催化器(52)下游，其中，借助第一计量装置(42)能在第一SCR催化器(46)上游将还原剂加入废气中，借助第二计量装置(64)能在第二SCR催化器(54)上游将还原剂加入废气中，当废气设备(36)的包含第一SCR催化器(46)和/或氨阻断催化器(52)的区域的温度超出预定阈值时，提高借助第一计量装置(42)加入废气中的还原剂量，其特征是，如果除了温度超出预定阈值外还确定存储在第二SCR催化器(54)中的氨从第二SCR催化器(54)逸出，则使借助第一计量装置(42)加入废气中的还原剂量提高。


2.根据权利要求1的方法，其特征是，预定阈值选自约250℃至约350℃的温度值范围。


3.根据权利要求2的方法，其特征是，在选择所述阈值时考虑氨阻断催化器(52)的老化状态和/或氨阻断催化器(52)的技术。


4.根据权利要求1至3之一的方法，其特征是，还原剂量被提高到在温度超出预定阈值之前借助第一计量装置(42)加入废气中的量的至少1.5倍。


5.根据权利要求1至4之一的方法，其特征是，根据在废气设备(36)中存在于第一计量装置(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·克普勒尔，T·伍格，
申请(专利权)人：戴姆勒股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE