【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
专利
本专利技术涉及废气后处理系统领域，并且特别地涉及柴油循环发动机领域。
技术介绍
0、现有技术
1、火花点火式发动机通常配备有用于减少废气中包含的污染物的装置，该装置被称为“三效催化器(three-way catalyst)”，并且具有来自盎格鲁-撒克逊(anglo-saxon)语的缩写twc或3wc。它利用化学计量比率附近的燃烧振荡(combustion oscillation)来减少由相关的内燃机产生的污染物。
2、柴油循环发动机通常配备有废气后处理装置(ats)，该废气后处理装置包括：
3、-柴油doc催化器，
4、-dpf(柴油颗粒过滤器)，以及
5、-选择性还原催化器scr(选择性催化还原)，其被设计成通过在催化器本身的上游注入基于尿素的还原剂来还原nox。
6、已知这些系统的基本缺点之一是快速达到scr操作温度，因为低于该温度，scr不可操作。更具体地，不能进行基于尿素的还原剂的注入，因为如进行这样的注入，缺乏诸如允许水解的热含量，这将导致固体沉积物的形成，这将很快堵塞scr。
7、提出了若干种加速scr的升温的系统。
8、一些解决方案涉及使用被称为nox储存催化器nsc的nox积聚器来积聚nox，当nox达到操作温度时，nox不能被scr转化。
9、在nsc中，氮氧化物在它们与基本组分反应以形成硝酸盐时被储存起来。
10、储存机理的第一步是在催化器的贵金属主要是铂(pt)上使no氧化成n
11、nsc以非连续方式工作，即它需要通过富含烃(λ<1)的废气周期性再生，以使硝酸盐分解并将硝酸盐还原。主要的还原剂是一氧化碳(co)和氢气(h2)，它们在气缸内在浓燃烧(rich combustion)期间形成或直接在催化器上形成。
12、如果在下面的详细描述中没有明确排除，则本章中描述的内容将被视为详细描述的组成部分。
技术实现思路
0、专利技术概述
1、本专利技术的目的是提出一种专用于柴油发动机的ats，其至少是已知ats的替代。
2、本专利技术的基本思想是用改进的twc代替doc，并且根据scr的操作温度充分地控制内燃机的行为。
3、换句话说，经典的doc+dpf+scr配置被改变为tw_nsc+dpf+scr配置。
4、“+”符号表示级联互连(cascade interconnection)。
5、特别地，根据本专利技术，twc通过在催化器的制剂中添加钡来改性，从而还用作nsc。
6、在柴油发动机的冷起动中，将燃料引入到发动机中以获得空气和燃料之间的化学计量比率(λ＝1)的这样的方式进行。这一事实带来了以下优点：
7、-柴油发动机排气歧管中的低nox形成，
8、-twc的快速加热，其迅速开始还原hc和nox。
9、同时，是化学计量燃烧或缺少氧气的典型的过量的颗粒积聚在dpf中。
10、当twc入口处的温度超过第一温度阈值(约220℃)时，例如为了使twc的nox积聚功能可操作，发动机燃料供应以使得在循环再生间隔中使混合物变稀(λ>1)的这样的方式被控制，在循环再生间隔中混合物是浓的(λ<1)。
11、在这些再生间隔中，twc的功能是诸如中和由钡负载释放的大部分no2，并且no2的剩余部分使积聚在dpf中的颗粒氧化，实现其自发再生。此外，在这样的条件下，twc产生氨作为副产物，其最终负载设置在下游的scr，使得scr开始作为被动scr起作用，尽管基于尿素的还原剂的注入仍然被抑制。
12、一旦超过scr的入口处的第二温度阈值(约230℃)，该第二温度阈值高于第一温度阈值并且由于scr和其之前的dpf的热惯性引起时间延迟，通过twc的nox积聚功能逐渐降低并且因此循环再生被中断，有利于将尿素注入到适当的定量供应器中。这意味着发动机总是供应有稀混合物(λ>1)。
13、在这些条件下，twc的行为类似于产生no2的doc，该no2可用于dpf的被动和连续再生，而同时scr是活性的并且能够通过专门注入的基于尿素的还原剂来中和nox。
14、有利地，富含钡的twc本身是一种已知的装置，并且与进料有稀混合物而不是在化学计量条件下的受控点火内燃机结合使用。
15、本专利技术的优选的变型提供至少负载有钡的tw_nsc布置在涡轮机的上游，所述涡轮机被布置成对内燃机进行增压。
16、由于涡轮机从废气中减去能量含量，第一操作阶段和第二操作阶段在发动机启动之后很早就开始，而scr被布置在涡轮机(turbo)的下游，流具有的能量含量低于进入tw_nsc的能量含量。因此，在接近发动机启动的瞬间，tw_nsc作为nsc工作的操作时间窗口变宽。当第三操作阶段开始时，作为nsc工作的tw_nsc仍然具有>90％的效率，尽管它随着温度的升高而降低。同时，scr的效率随着温度的升高而增加，并且具有足够高的效率以逐渐代替tw_nsc来还原nox。
17、从属权利要求描述了本专利技术的优选的变型，形成了本描述的组成部分。
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1.一种废气后处理装置(ATS)，依次包括钡负载的三效催化器(TWC)(TW_NSC)、防颗粒过滤器(DPF)和配备有基于尿素的还原剂(R)的相对定量供应器(D)的选择性还原催化器(SCR)。
2.一种推进系统，包括柴油发动机(E)和废气后处理装置(ATS)，所述废气后处理装置(ATS)与所述柴油发动机(E)的排气歧管可操作地相关联，所述后处理装置(ATS)依次包括钡负载的三效催化器(TWC)(TW_NSC)、防微粒过滤器(DPF)和配备有基于尿素的还原剂(R)的相对定量供应器(D)的选择性还原催化器(SCR)。
3.根据权利要求2所述的系统，还包括：
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述加工装置(ECU)在加热所述ATS期间被配置成用于：
5.一种控制推进系统的燃料供应的方法，所述推进系统包括柴油发动机(E)和废气后处理装置(ATS)，所述废气后处理装置(ATS)与所述柴油发动机(E)的排气歧管可操作地相关联，所述后处理装置(ATS)依次包括负载有钡的三效催化器(TWC)、防颗粒过滤器(DPF)和配备有基于尿素的还原剂的相对分配
6.一种计算机程序，包括程序编码装置，当所述程序在根据权利要求3所述配置的加工单元(ECU)上运行时，所述程序编码装置适合于执行权利要求5的所有步骤(i-iii)。
7.一种计算机可读装置，包括记录的程序，所述计算机可读装置包括程序编码装置，当所述程序在根据权利要求3所述配置的加工单元(ECU)上运行时，所述程序编码装置适于执行权利要求5的所有步骤(i-iii)。
8.一种工业或商用交通工具，包括根据权利要求2至4中任一项所述的推进系统。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种废气后处理装置(ats)，依次包括钡负载的三效催化器(twc)(tw_nsc)、防颗粒过滤器(dpf)和配备有基于尿素的还原剂(r)的相对定量供应器(d)的选择性还原催化器(scr)。
2.一种推进系统，包括柴油发动机(e)和废气后处理装置(ats)，所述废气后处理装置(ats)与所述柴油发动机(e)的排气歧管可操作地相关联，所述后处理装置(ats)依次包括钡负载的三效催化器(twc)(tw_nsc)、防微粒过滤器(dpf)和配备有基于尿素的还原剂(r)的相对定量供应器(d)的选择性还原催化器(scr)。
3.根据权利要求2所述的系统，还包括：
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述加工装置(ecu)在加热所述ats期间被配置成用于：
5.一种控制推进系统的燃料供应的方法，所述推进系统包括柴油发动机...
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