用于转化来自发动机的排气中的NOx排放物的EATS制造技术

用于转化来自发动机的排气中的NOx排放物的EATS，该EATS包括：流体通道(40)，用于为排气提供流体路径；选择性催化还原SCR催化剂(32)，该SCR催化剂布置在流体通道中，该SCR催化剂被配置成储存氨；喷射器(34)，该喷射器被配置成喷射还原剂，以向所述SCR催化剂提供氨，该喷射器布置在SCR催化剂的上游；流体流动诱导器(56、58)，所述流体流动诱导器被配置成当发动机关闭时在流体通道的至少一部分中引起诱导的流体流动；以及控制设备(17)，该控制设备被配置成在发动机启动之前通过将还原剂喷射到流体通道中而对EATS进行预调节，并通过所述诱导的流体流动将还原剂输送到SCR催化剂中，从而在SCR催化剂中储存氨。而在SCR催化剂中储存氨。而在SCR催化剂中储存氨。

【技术实现步骤摘要】
用于转化来自发动机的排气中的NOx排放物的EATS


[0001]本专利技术涉及一种用于转化来自发动机的排气中的NOx排放物的排气后处理系统(EATS)、以及一种用于预调节EATS的至少一部分的方法。本专利技术还涉及一种用于车辆的控制设备、一种车辆和一种计算机程序。

技术介绍

[0002]车辆通常包括用于推进车辆的发动机。发动机可以是由例如液体或气体燃料提供动力的内燃发动机，或者它可以是由电提供动力的电机。此外，还存在混合动力解决方案，其中，车辆由内燃发动机和电机二者推进。
[0003]在发动机是内燃发动机(例如柴油发动机)的情况下，通常为车辆提供排气后处理系统EATS，以处理来自发动机的排放物。用于柴油发动机的EATS通常包括以下部件中的一种或多种：柴油氧化催化剂DOC、柴油微粒过滤器DPF和选择性催化还原SCR催化剂。还原剂(例如尿素或含氨物质)通常被喷射在SCR催化剂的上游，从而有助于在催化剂的帮助下将氮氧化物(也称为NOx)转化为双原子氮(N2)和水、以及可能的二氧化碳CO2(取决于还原剂的选择)。被清洁的或至少减少了排放物的排气然后通过车辆的排气管离开EATS和车辆。引起与柴油发动机至少部分类似的排放物的其它类型的发动机可以使用相同或相似的EATS。
[0004]政府法规以及对提高车辆燃料经济性的持续需求意味着需要更高效地运行EATS。例如，EATS必须快速加热并在非常低的负载下以及在排气温度低的发动机冷启动时也具有高的转换效率。需要非常高效的发动机来满足严格的CO2要求，这也导致排气温度降低和发动机排出的NOx水平升高，需要在SCR催化剂上游喷射大量还原剂。此外，当使用尿素作为还原剂时，尿素需要热量来蒸发并水解成氨。如果温度低，例如在发动机冷启动期间，产生结晶和沉积物的风险很大，会降低EATS的效果。
[0005]在发动机启动之前，可以对EATS进行预调节。在一些示例中，通过加热EATS的部件或子系统来执行对EATS的预调节，以便在EATS运行以处理来自发动机的排气之前将其温度升高到更接近其运行温度。EATS的这种热预调节需要能量。此外，由于EATS构成了车辆的包含热互连部件的大的热缓冲器，因此热预调节可能以相对低的精度执行，因为所供应的热量会消散并传递到预期之外的其它EATS部件。而且，如果过早地(即，与发动机启动相比相对早)执行热预调节(thermal preconditioning)，热损失可能会降低预调节的效率。因而，本行业需要对EATS的改进的预调节，以减少车辆的排放物。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于至少部分地减轻上文关于已知排气后处理系统讨论的缺点，并改进对排气后处理系统的至少一部分的预调节。
[0007]根据本专利技术的第一方面，提供了一种排气后处理系统EATS，该EATS用于转化来自发动机的排气中的NOx排放物。该EATS包括：
[0008]‑
流体通道，用于为排气提供流体路径，
[0009]‑
选择性催化还原SCR催化剂，该SCR催化剂布置在流体通道中，该SCR催化剂被配置成储存氨，
[0010]‑
喷射器，该喷射器被配置成喷射还原剂，以向SCR催化剂提供氨，该喷射器布置在SCR催化剂的上游，
[0011]‑
流体流动诱导器，该流体流动诱导器被配置成当发动机关闭时在流体通道的至少一部分中引起诱导的流体流动，
[0012]‑
控制设备，该控制设备被配置成在发动机启动之前通过将还原剂喷射到流体通道中而对EATS进行预调节，并通过所述诱导的流体流动将还原剂输送到SCR催化剂中，从而在SCR催化剂中储存氨。
[0013]因此，以有利方式对SCR催化剂进行预调节。即，SCR催化剂至少在SCR催化剂中增加的氨储存方面被预调节，从而在发动机启动时改善排气中的NOx排放物的转化。通常，与冷启动排放物相关的NOx排放物会减少，因为SCR催化剂在发动机启动之前被预调节。作为发动机冷启动的结果，冷启动排放物通常在排气中包含非期望的化合物(例如NOx、颗粒和CO或未燃烧的HC)，并且通过如本公开中所述的对EATS的预调节，可以减少这样的冷启动排放物。因而，可以减少冷启动排放物，并且减少了排放物的排气可以通过排气管离开EATS。通常，发动机被包含在车辆中，因而，减少了排放物的排气可以通过车辆的排气管离开EATS。
[0014]根据至少一个示例实施例，所述控制设备还被配置成对EATS进行预调节，以达到SCR催化剂中的预定的氨储存水平。通过将SCR催化剂预调节到预定的氨储存水平，可以使SCR催化剂更接近其在发动机启动之前的正常运行条件。因而，在发动机启动时，与SCR催化剂没有被预调节到预定的氨储存水平的情况相比，SCR催化剂具有更接近其正常运行条件的氨储存。所述预定的氨储存水平例如可以是氨储存阈值水平。根据至少一个示例实施例，所述控制设备被配置成确定SCR催化剂中的当前氨储存水平，并且被配置成喷射还原剂以满足所述氨储存阈值水平。
[0015]根据至少一个示例实施例，在发动机启动前最多30分钟时执行预调节。因此，可以实现如本公开中所述的对EATS的充分预调节。例如，在发动机启动前最多20分钟或最多10分钟时执行预调节。因而，例如，在发动机启动前0至30分钟之间(例如0至20分钟之间，或0至10分钟之间)执行预调节。根据另一示例，在发动机启动前1分钟至30分钟之间(例如1分钟至20分钟之间，或1分钟至10分钟之间)执行预调节。
[0016]根据至少一个示例实施例，正经受由流体流动诱导器诱导的流动的流体通道的至少所述部分包括至少从喷射器或从流体通道中的由喷射器实现的还原剂喷射点到SCR催化剂的流体路径。因此，所述诱导的流体流动将至少把所喷射的还原剂从喷射器输送到SCR催化剂。所述流体流动诱导器可以被称为质量流动源或流体流动源。
[0017]应理解，“在发动机启动之前”意味着发动机没有运行，因而在预调节期间没有来自发动机的排气流经EATS。因而，所述诱导的流体流动是不同于排气流的流体流动。
[0018]根据至少一个示例实施例，喷射器被配置成喷射液体还原剂以将氨提供给SCR催化剂。因而，所述控制设备被配置成在发动机启动之前通过将该液体还原剂喷射到流体通道中而对EATS进行预调节。因此，可以容易地将常规类型的还原剂源喷射到流体通道中，该液体还原剂例如是尿素。根据至少一个示例实施例，该液体还原剂是无水氨、氨水、尿素水
溶液或含氨的柴油机排气流体。
[0019]根据至少一个示例实施例，喷射器被配置成喷射气态还原剂以将氨提供给SCR催化剂。因而，所述控制设备被配置成在发动机启动之前通过将该气态还原剂喷射到流体通道中而对EATS进行预调节。因此，促进了通过所述诱导的流体流动将还原剂输送到SCR催化剂。还通过使用气态还原剂促进氨在SCR中的吸收或储存，和/或需要较少的外部热量以便为SCR催化剂提供气体形式的还原剂。
[0020]根据至少一个示例实施例，喷射器被配置成喷射固体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种排气后处理系统EATS(20)，用于转化来自发动机(15)的排气中的NOx排放物，所述EATS包括：流体通道(40)，所述流体通道用于为所述排气提供流体路径，选择性催化还原SCR催化剂(32)，所述SCR催化剂布置在所述流体通道中，所述SCR催化剂被配置成储存氨，喷射器(34)，所述喷射器被配置成喷射用于向所述SCR催化剂提供氨的还原剂，所述喷射器布置在所述SCR催化剂的上游，流体流动诱导器(56、58)，所述流体流动诱导器被配置成当所述发动机关闭时在所述流体通道的至少一部分中引起诱导的流体流动，控制设备(17)，所述控制设备被配置成在发动机启动之前通过将所述还原剂喷射到所述流体通道中而对所述EATS进行预调节，并通过所述诱导的流体流动将所述还原剂输送到所述SCR催化剂中，从而在所述SCR催化剂中储存氨。2.根据权利要求1所述的EATS，还包括用于加热所述还原剂的加热装置(50、52、53)，其中，所述控制设备(17)被配置成通过所述加热装置来加热所述还原剂。3.根据权利要求2所述的EATS，其中，所述加热装置(50、52)在所述流体通道中布置在所述喷射器上游，以加热穿过所述加热装置的所述诱导的流体流动；或者其中，所述加热装置(53)被布置成在所述还原剂喷射之前加热所述还原剂。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的EATS，其中，所述加热装置(50、52、53)包括电加热元件或燃烧器。5.根据权利要求1至3中的任一项所述的EATS，其中，所述流体流动诱导器(56)是风扇或压缩机。6.根据权利要求1至3中的任一项所述的EATS，其中，所述流体流动诱导器(58)包括压缩气体源(60)和阀门(61)，所述阀门被配置成将压缩空气从所述压缩气体源释放到所述流体通道中。7.根据权利要求1至3中的任一项所述的EATS，其中，所述流体流动诱导器(56、58)布置在所述喷射器的上游。8.一种用于对排气后处理系统EATS(20)的至少一部分进行预调节的方法，所述EATS被配置成转化来自发动机(15)的排气中的NOx排放物，所述EATS包括：流体通道(40)，所述流...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊尔曼，
申请(专利权)人：沃尔沃卡车集团，
类型：发明
国别省市：