本发明专利技术涉及一种用于内燃机的废气后处理的装置和方法。该装置可与内燃机的排出口连接。该装置包括带有废气通道的废气设备，在废气通道中布置有三元催化器。该装置另外包括废气燃烧器，利用其可在三元催化器的上游的导入部位处将用于加热三元催化器的热的燃烧器废气导入废气通道中。三元催化器实施为Lambda探测器催化器并且包括第一催化器体积和第二催化器体积，其中，在第一催化器体积下游且在第二催化器体积的上游布置有Lambda探测器，其中，第一催化器体积具有比第二催化器体积更小的氧储存能力。
【技术实现步骤摘要】
用于内燃机的废气后处理的装置和方法
本专利技术涉及一种用于内燃机的废气后处理的装置，以及一种用于内燃机的废气后处理的方法，根据独立权利要求的前序部分。
技术介绍
当前的并且未来变得越来越严苛的废气法规对发动机未处理排放和内燃机的废气后处理提出较高要求。在此，直接在内燃机的冷起动之后的时间段在排放方面特别重要，因为在该阶段中应将废气后处理部件尽可能快地加热到其运行温度上，以便使有效的废气后处理成为可能。在汽油机中，尤其加热(靠近发动机)的三元催化器对于机动车的排放是决定性的。由现有技术已知带有二次空气系统(Sekundaerluftsystem)的内燃机，在其中为了加热三元催化器将二次空气在内燃机的排出口下游且在三元催化器上游引入废气设备中。此外，已知带有废气燃烧器(Abgasbrenner)的废气后处理系统，在其中将废气燃烧器的热的废气导入废气设备中，以便将三元催化器加热到其运行温度上。通过废气燃烧器，也可将在底部位置(Unterbodenlage)中的三元催化器直接在内燃机的冷起动之后加热到其运行温度上，因为可将热的燃烧器气体在相应的部位处导入废气设备中并且以此使能够基本上独立于内燃机的废气气流加热三元催化器。由文件DE19508013A1已知一种用于内燃机的废气后处理系统，在其中设置有带有二次空气系统的废气燃烧器，利用其将热的燃烧器废气在三元催化器上游导入内燃机的废气通道中，以便将三元催化器尽可能快地加热到其运行温度上。文件DE102010027984A1公开了一种用于运行内燃机的废气设备的方法，在其中通过废气探测器(Abgassonde)来检测在内燃机的废气通道中流动的废气的至少一个参数。在此，在内燃机的运行状态(在该状态中无燃料被喷入内燃机的燃烧室中)期间，二次空气被吹入废气通道中并且在二次空气的吹入期间或之后来平衡废气探测器。由文件DE102010062257已知一种用于内燃机的废气后处理的装置，在其中设置有燃烧器，利用其可提高在内燃机的排出口下游且在废气后处理部件上游的废气温度。
技术实现思路
本专利技术现在目的在于使能够在冷起动阶段中尽可能快速地加热三元催化器并且在三元催化器的加热期间将排放保持得尽可能少。根据本专利技术，该目的通过一种用于内燃机的废气后处理的装置来实现，其可与内燃机的排出口连接，其中，该装置包括带有废气通道的废气设备，在废气通道中布置有三元催化器。该装置此外包括废气燃烧器，其中，在废气通道处在三元催化器上游设置有用于废气燃烧器的燃烧器废气的导入部位(Einleitstelle)。设置成，三元催化器实施为Lambda探测器催化器(Lambdasondekatalysator)，其中，在三元催化器的第一催化器体积下游且在三元催化器的第二催化器体积上游布置有Lambda探测器。在此，第一催化器体积具有比第二催化器体积更小的氧储存能力。废气燃烧器与Lambda探测器催化器的组合实现使在三元催化器的加热阶段期间的排放最小化。在此，将由内燃机的废气和燃烧器废气构成的混合Lambda(Mischlambda)借助于Lambda探测器催化器的Lambda探测器调整到化学计量的废气上。三元催化器具有氧储存能力(OSC-OxygenStorageCapacity)。该氧储存能力导致时间延迟地识别在Lambda探测器催化器的Lambda探测器处的Lambda信号的偏差。由于该原因，Lambda探测器相比排出口更靠近三元催化器的进入口定位，使得第二催化器体积的氧储存能力大于第一催化器体积的氧储存能力。因此可利用三元催化器的第二催化器体积以避免浓燃突破(Fettdurchbruch)或稀燃突破(Magerdurchbruch)。此外，三元催化器的功能可利用Lambda探测器来诊断，而在诊断期间不出现Lambda突破。通过在从属权利要求中所列举的特征，在独立权利要求中所说明的用于废气后处理的装置的有利的改善和重要的改进是可能的。在本专利技术的一优选实施形式中设置成第一催化器体积相应于三元催化器的总体积的15-35%而第二催化器体积相应于其总体积的65-85%。通过催化器体积的相应划分可保证，在废气燃烧器的亚化学计量的或过化学计量的运行中在第二催化器体积中始终存在足够的氧储存能力，以便运行可靠地防止由三元催化器引起的浓燃突破或稀燃突破。在该装置的一有利实施形式中设置成，Lambda探测器实施为跳跃探测器(Sprungsonde)。通过跳跃探测器能够特别简单地在Lambda探测器处来探测在亚化学计量的废气与过化学计量的废气之间的突变(Umschlag)。因此，废气燃烧器的燃烧空气比(Verbrennungsluftverhaeltnis)能够通过燃料量的适配相应地来适配，以便导入在过化学计量的运行与亚化学计量的运行之间的变换。备选地有利地设置成，Lambda探测器实施为宽带探测器(Breitbandsonde)。备选地，在废气中的Lambda也可通过宽带探测器来确定。然而宽带探测器通常比跳跃探测器更贵并且在突变点(λ=1)附近没那么敏感。然而宽带探测器提供不仅定性地、而且定量地检测Lambda的可能性。在本专利技术的另一改进方案中设置成，废气通道在导入部位下游且在三元催化器上游无Lambda探测器地来实施。通过取消另外的Lambda探测器，可降低废气后处理系统的成本。另外的Lambda探测器也不是强制必需的，因为废气燃烧器的燃烧空气比不直接地被调节，而是经由预控制以相应地变换的振幅实现。备选地，在废气通道中在导入部位上游也可布置有另外的Lambda探测器，以便能够更精确地调节内燃机的燃烧空气比。在该装置的一优选实施形式中设置成，废气燃烧器关联有二次空气系统用于控制输送给废气燃烧器的新鲜空气量。通过二次空气系统可精确地来调整输送给废气燃烧器的新鲜空气量，由此能够以较小的波动宽度(Schwankungsbreite)来调整废气燃烧器的燃烧空气比。另外有利地设置成，废气燃烧器包括燃料喷射器，利用其可将燃料引入废气燃烧器的燃烧腔中。通过燃料喷射器能够以简单的方式来调节废气燃烧器的燃烧空气比。在此尤其选择恒定的新鲜空气量并且通过提高或降低借助于燃料喷射器喷入的燃料量来适配废气燃烧器的燃烧空气比。在本专利技术的一优选实施形式中，在废气设备中在三元催化器上游布置有废气涡轮增压器的涡轮。在本专利技术的一优选实施形式中，内燃机实施为借助于废气涡轮增压器增压的内燃机，其中，在废气通道中在排出口下游且在催化器上游布置有废气涡轮增压器的涡轮。通过废气涡轮增压器的涡轮将热的燃烧器废气与内燃机的废气混合，由此实现带有未燃烧废气成分的均匀分布或燃烧器废气中的剩余氧气的匀质废气。由此可将未燃烧废气成分与二次空气供应中的氧气在催化器的起催化作用的表面上转化，由此三元催化器的温度进一步提升。备选地，然而内燃机也可作为抽吸发动机(Saugmotor)来实施，因为在废气设备中的涡轮不是强制性的前提条件。根据本专利技术提出一种用于利用根据本专利技术的用于废气后处理的装置进行内燃机的废气后本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于内燃机(10)的废气后处理的装置，其能够与所述内燃机(10)的排出口(18)连接，其中，所述装置包括带有废气通道(22)的废气设备(20)，在所述废气通道中布置有三元催化器(26)，以及带有废气燃烧器(30)，其中，在所述废气通道(22)处在所述三元催化器(26)上游设置有用于所述废气燃烧器(30)的燃烧器废气的导入部位(32)，其特征在于，所述三元催化器(26)实施为Lambda探测器催化器(28)，其中，在所述三元催化器(26)的第一催化器体积(38)下游且在第二催化器体积(40)上游布置有Lambda探测器(34)，并且其中，所述第一催化器体积(38)具有比所述第二催化器体积(40)更小的氧储存能力。/n
【技术特征摘要】
20190123 DE 102019101576.61.一种用于内燃机(10)的废气后处理的装置，其能够与所述内燃机(10)的排出口(18)连接，其中，所述装置包括带有废气通道(22)的废气设备(20)，在所述废气通道中布置有三元催化器(26)，以及带有废气燃烧器(30)，其中，在所述废气通道(22)处在所述三元催化器(26)上游设置有用于所述废气燃烧器(30)的燃烧器废气的导入部位(32)，其特征在于，所述三元催化器(26)实施为Lambda探测器催化器(28)，其中，在所述三元催化器(26)的第一催化器体积(38)下游且在第二催化器体积(40)上游布置有Lambda探测器(34)，并且其中，所述第一催化器体积(38)具有比所述第二催化器体积(40)更小的氧储存能力。
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，所述第一催化器体积(38)相应于所述三元催化器(26)的总体积的15-35%而所述第二催化器体积(40)相应于所述三元催化器(26)的总体积的65-85%。
3.根据权利要求1或2所述的用于废气后处理的装置，其特征在于，所述Lambda探测器(34)实施为跳跃探测器(36)。
4.根据权利要求1或2所述的用于废气后处理的装置，其特征在于，所述Lambda探测器(34)实施为宽带探测器(52)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于废气后处理的装置，其特征在于，所述废气通道(22)在所述导入部位(32)下游且在所述三元催化器(26)上游无Lambda探测器(34)地来实施。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的用于废气后处理的装置，其特征在于，所述废气燃烧器(30)关联有二次空气系统(46)用于控制输送给所述废气燃烧器(30)的新鲜空气量。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的用于废气后处理的装置，其特征在于，所述废气燃烧器(30)包括燃料喷射器(48)，利用其能够将燃料引...
【专利技术属性】
技术研发人员：FC巴龙冯丘默恩林登斯杰纳，S保克纳，M卡克，S黑明格，
申请(专利权)人：大众汽车有限公司，F波尔希名誉工学博士公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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