本发明专利技术涉及发动机（１２）的尾气后处理系统（１０）的系统及控制方法，在该系统中一种或多种尾气成分在氧化催化剂（２０）中氧化，一种或多种尾气成分在选择性催化还原催化剂（７０）中脱氧化，其中尾气从氧化催化剂（２０）流向选择性催化还原催化剂（７０）。提出了根据所需的一种或多种成分之间的比率控制通过氧化催化剂（２０）的尾气流量，其中尾气以所需的一种或多种成分之间的比率进入选择性催化还原催化剂（７０）；并在一种或多种组分之间建立起所需的比率，以便在选择性催化还原催化剂（７０）中，在给定的温度下可以发生一种特定的化学反应，该特定化学反应选自一组可以在给定温度下在尾气的一种或多种成分与选择性催化还原催化剂（７０）中的催化剂物质之间发生的可能的化学反应，其中选定的特定化学反应比每个单个的没有被选中的其它化学反应发生的可能性更高。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
中己知的各种不同方式来完成。优选情况下，可以根据反应2N02+C—2NO+C02使用N02将捕获的烟炱被动氧化。为了进行有效的被动再生，需要将尾气温度建立在临界限度之上， 优选在25(T C以上，以提供足够量的N02。进入到颗粒过滤器60的 尾气中的N02的量可以由氧化催化剂20通过将NO氧化成N02而增加。依赖于发动机12排放的烟炱和NOx (NOx=NO， N02)，在尾气 温度高于25(T C时，烟炱的被动燃烧可以保持颗粒过滤器60中的烟 炱水平较低。但是，对于某些发动机排放来说，NOx/烟炱的比率太低 而不能通过N02燃烧烟炱。代替烟炱的被动燃烧，可以通过用氧在高 温下、优选在大约600。 C下燃烧烟炱来除去它。这可以通过在尾气后 处理系统10中提供燃烧器或通过向尾气中添加燃料、在颗粒过滤器60 上游的氧化催化剂上燃烧来实现。燃烧器的活化或添加燃料在再生阶 段中进行，再生阶段一般在每小时1到3刻钟的范围内。在颗粒过滤器60的下游和SCR催化剂70的上游中，尾气含有一 种或多种成分例如NO和N02，它们可以在SCR催化剂70中脱氧化。SCR催化剂70的主要任务是用还原剂将NOx即NO和N02还原 成氮气N2和水H20。在SCR催化剂70上，氨NH3与NOx反应形成氮 气。通常情况下，在载体上将脲注入尾气，通过尾气的温度在尾气和 催化剂70中将脲热解或水解成NH3。还原剂例如NH3或脲，通过例如 注射器62 (用SCR催化剂70上游的粗箭头表示)加入到SCR催化剂 70上游的尾气中。SCR催化剂70的效率很大程度上依赖于尾气的温度、 尾气的空速和进入SCR催化剂70的尾气中的N02/NO比率。依赖于NOx的种类，存在三种可能的主要化学反应 (a) 4NO + 4NH3 + 02 — 4N2 + 6H20(b) NO + N02 + 2NH3 —2N2 + 3H20(c) 6N02 + 8NH3 —7N2 + 12H20反应(b)、即尾气含有等量的或至少近似等量的N02和NO时， 具有最高的效率，并且在低于20(T C及以上的尾气温度下是有效的。 反应(a)、即尾气中的NOx主要由NO构成时，在300° C时变得有效， 对于反应(c)、即尾气中的NOx主要由N02构成时，在基于钒的SCR 催化剂上效率比反应(a)低，在基于沸石的催化剂上比反应(a)更有效， 但是没有反应(b)有效。此外，在基于沸石的催化剂上，存在反应(c)的 不利的竞争性反应，产生了温室气体N20: (d) 4N02 + 4NH3 — 2N20 + 2N2 + 6H20。因此，为了获得高的效率，SCR催化剂70中N02/NOx的比率为 0.5 (即N02/NO的比率为1)是有利的，然而应该避免更高的N02/NO 比率，因为在钒催化剂上效率最低，或者如果使用沸石的话为了避免 N20的形成。此外，颗粒过滤器60的被动再生得益于高的NO2浓度。 因此，理想的N02/NO比率是1，所以至少接近1的比率是有利的，并 且优选不超过1，即选择的具体比率是NO2/NO=0.8±0.2、优选为 NO2/NO=0.9±0.1、更优选为NO2/NO=0.95±0.05。如果N02/NO的比率 接近l，那么反应(b)发生的可能性最高。正如可以在图4中看到的，N02的形成将依赖于尾气质量流量和 氧化催化剂20的温度。图4显示了氧化催化剂20下游和颗粒过滤器 60中N02/N(^的比率作为氧化催化剂20中反应温度的函数。除了流 量和温度依赖性之外，氧化催化剂20在较低温度下吸收可以包含在尾 气中的硫，并在温度高于350。 C时释放硫。如果驾驶条件使得氧化催 化剂20吸收大量的硫，N02的形成将被破坏。颗粒过滤器60之后的 N02含量也将依赖于颗粒过滤器的状况。颗粒过滤器60可以具有涂覆 的氧化催化剂，以便在那里也有N02形成。然后N02在烟炱上反应变 回NO，这将依赖于颗粒过滤器60中烟炱的量和温度。具体来说，曲线A表示在颗粒过滤器60中具有低烟炱载量时 N02/NOx比率的温度依赖性，表明最大值为大约0.75，在250° C和300 ° C之间。曲线B代表了高的尾气流量和低的烟炱载量，指出了在大 约300° C的比曲线A更高的温度下大约0.6的较低的最大值。曲线C 代表了颗粒过滤器60中高的烟炱载量，指出了在大约250° C的与曲 线A和B相比较低的温度下接近0.5的甚至更低的最大值，曲线D代 表了低的烟炱载量和氧化催化剂20的硫中毒，指出了在300° C和400 ° C之间的与曲线A、 B和C相比更高的温度下大约为0.5的低的最大 值。当发动机12发动时，在开始时没有烟炱负载，因此在颗粒过滤器 60中没有烟炱燃烧。但是，烟炱由发动机12排出，在颗粒过滤器60 中开始沉积烟炱滤饼。烟炱的滤饼沉积的厚度对应于烟炱收集的速度 等于烟炱与N02反应的速度时达到的平衡。在较高负荷以及典型较高 的尾气温度下，该反应进行得较快，意味着颗粒过滤器60中烟炱的量 小于较低负荷时的量。达到平衡所需的时间在几分钟到几小时的范围 内。例如，从低负荷变化到高负荷，例如一个小时的城市行驶中，意 味着在高负荷阶段开始时滤饼的厚度远超过经过半小时的行驶后。有利的是，优选的控制方法可以内在地考虑到颗粒过滤器60中的 烟炱载量以及氧化催化剂20中的硫载量。优选情况下，对于发动机12的变化的负载条件，N02/NO的比率 保持在预定的值。优选情况下，选择比率接近于1并优选不超过1，例 如 NO2/NO=0.8±0.2 、 优选为 NO2/NO=0.9±0.1 、 更优选为 NO2/NO=0.95±0.05。优选情况下，这可以通过特别是在N02传感器的 帮助下，控制通过氧化催化剂20的流量，使足够的尾气流过旁路管线 22,以便在进入SCR催化剂70之前N02/NOx的比率不超过0.5 (即 N02/NO的比率不超过1)来进行。通过这种方式，被动的烟炱氧化(C+ 2N02—C02 + 2NO)可以实现，并使最快和最具选择性的SCR反应 (2NH3 + NO + N02 — 2N2 + 3H20)被最大化，较慢和非选择性的反 应(例如3N02 + 4NH3)被最小化，这些都将最小化N02和N20的排 放。优选情况下，建立起想要的不超过1的N02/NO比率，以便选定 的化学反应(b)发生的可能性超过每个单独的其它化学反应发生的可能 性。因为该反应也具有高的效率，如果成分N02和NO均存在，特别 是当N02/NO比率接近1时，该反应将以高的速度自动触发。反应速 度对应于也增加了的特定化学反应的可能性。有利的是，控制可以在附图说明图1中显示的放置在颗粒过滤器60下游的 N02传感器50的帮助下实现。可选地，传感器50可以放置在SCR催 化剂70的下游，以提供较慢的响应。N02传感器50可以用虚拟传感器 代替，该虚拟传感器从可获得的参数例如尾气流量、氧化催化剂20和 颗粒过滤器60中的温度、来自发动机12的NO和N02流量、来自发 动机12的烟炱流量和颗粒过滤器60中的烟炱载量，来计算NCb的含 量。某些参数可以被测量，某些可以从其它传感器和发动机参数计算 出来。优选的控制方法可以例如本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于发动机（１２）的尾气后处理系统（１０）的控制方法，其中一种或多种尾气成分在氧化催化剂（２０）中被氧化，一种或多种尾气成分通过尾气的一种或多种成分与在选择性催化还原催化剂（７０）中设置的催化性物质之间可能发生的一组不同类型的化学反应而脱氧化，其中尾气从氧化催化剂（２０）流向选择性催化还原催化剂（７０），其特征在于 （ａ）根据一种或多种成分中的一对或多对之间的至少一个所需的比率来控制通过氧化催化剂（２０）的尾气流量，其中尾气以一种或多种成分中的一对或多对之间的至少一个所 需的比率进入选择性催化还原催化剂（７０）； （ｂ）在选择性催化还原催化剂（７０）的入口处建立起一种或多种成分中的一对或多对之间的至少一个所需的比率； （ｃ）在选择性催化还原催化剂（７０）中选择并建立起预先决定的反应温度或温度范围 ； （ｄ）通过将尾气通入到选择性催化还原催化剂（７０）中，增加在尾气的一种或多种成分与所述在选择性催化还原催化剂（７０）中的催化剂物质之间可能发生的一组不同化学反应中的一种特定化学反应发生的可能性，其中该选定的特定化学反应的所述反应的 可能性，高于没有选中的各其它化学反应的反应的可能性。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：伦纳特安德森，伦纳特克尔德，
申请(专利权)人：沃尔沃拉斯特瓦格纳公司，
类型：发明
国别省市：SE[]
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