用于机动车柴油发动机的运行方法技术

本发明专利技术涉及一种用于具有排气净化设备的机动车柴油发动机的运行方法，所述排气净化设备包括氧化催化剂（34）、颗粒过滤器（35）和SCR催化剂，其中由柴油发动机（1）排出的排气在通过颗粒过滤器（35）和SCR催化剂之前被引导通过氧化催化剂（34）。按照本发明专利技术设定，时不时地实施通过热炭黑燃耗进行的颗粒过滤器（35）的再生，其中在实施颗粒过滤器（35）的再生期间以具有至少接近1.0的λ值（λ）的空燃比来运行柴油发动机（1），并且在排气从氧化催化剂（34）出来之后和在进入颗粒过滤器（35）之前将空气混入排气中，从而实现沉积在所述颗粒过滤器（35）上的炭黑的燃耗。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于具有排气净化设备的机动车柴油发动机的运行方法，所述排气净化设备包括氧化催化剂(催化转化器)、颗粒过滤器和SCR催化剂，其中由所述柴油发动机排出的排气在通过所述颗粒过滤器和SCR催化剂之前被弓I导通过所述氧化催化剂。
技术介绍
在文献W099/39809A1中描述了一种用于柴油发动机的排气净化设备，其相继地设置有氧化催化器、颗粒过滤器和SCR催化器。一般地，在具有颗粒过滤器和SCR催化器的排气净化设备中存在的问题在于，在通过炭黑燃耗/烧掉实施热颗粒过滤器再生时，取决于运行条件，氮氧化物(NOx)被大多数未经转化地排放到环境中。
技术实现思路
本专利技术的任务在于，给出一种用于具有这样的排气净化设备的机动车柴油发动机的运行方法，所述方法即使在通过炭黑燃耗实施热颗粒过滤器再生时也实现氮氧化物减少。该任务通过具有权利要求1的特征的运行方法解决。按照本专利技术的方法的特征在于，时不时地实施通过热炭黑燃耗进行的颗粒过滤器的再生，其中在实施所述颗粒过滤器的再生期间以具有至少接近1.0的λ值的空燃比来运行所述柴油发动机并且在排气从所述氧化催化剂出来之后和在进入所述颗粒过滤器之前将空气混入所述排气中，从而实现沉积在所述颗粒过滤器上的炭黑的燃耗。本专利技术基于的认识在于，如果以具有至少接近1.0的λ值的空燃比来运行柴油发动机，那么典型应用的柴油氧化催化剂即使在高的排气温度下也能够不仅将氮氧化物转化成无害的组成成份而且将还原性的排气成分如一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)转化为无害的组成成分。用于具有或者没有氧存储能力的柴油氧化催化剂的催化剂形式对于本领域内技术人员是已知的，因此在此不再进行探讨。典型的当然是带涂层的载体催化剂，其中金属或陶瓷载体设有含有贵金属的中间层(washcoat)涂层。优选的贵金属是钼系的元素，特另U是钼自身。SCR催化剂是这样一种催化剂，其可以在氧化条件下亦即在λ >1.0的条件下借助于氨(NH3)选择地并且连续地还原NOx。就此而言，将表示空燃比的λ值如通常一样理解为在燃烧用空气-燃料混合物中实际存在的氧量与用于燃料的完全燃烧原理上至少需要的氧量的比例。具有空气剩余的低配比的(稀的)空气-燃料混合物因此具有大于I的λ值。与之相对地，具有燃料剩余的高配比的(浓的)空气-燃料混合物具有小于I的λ值。在排气系统中不存在氧源或者氧减少装置时，在排气中的λ值(排气λ)相应于用于发动机运行的空气-燃料混合物的λ值(燃烧λ)。如果不需要区分，那么简单地因此以下仅仅称为λ值或缩写为入。由于按照本专利技术规定，在排气进入到颗粒过滤器之前空气混入该排气中，则该排气程度或大或小地含有氧气，从而可以进行使颗粒过滤器再生的炭黑燃耗，其中前提条件为事先将温度提高到相应高的温度。典型地对于热炭黑燃耗来说，超过550°c的排气或颗粒过滤器的温度是必需的。通常来说，理想的燃耗速度大多在650°C以上才实现。在如此高的排气温度下，已经在NOx转换方面极大地降低了同样设置在排气净化设备中的SCR催化剂的效果。如果SCR催化剂与颗粒过滤器相对近地设置，那么这一点尤其适用。然而，氧化催化剂在颗粒过滤器再生期间可以承担这个功能。因此即使在颗粒过滤器再生期间也可除去排气中的NOx。作为颗粒过滤器优选地使用基于硅碳化物或钛酸铝的所谓壁流式过滤器，其可选择地可以在通道壁上具有带催化效果的涂层。为了输送空气到在氧化催化剂与颗粒过滤器之间的排气中，可以应用二次空气泵。同样可能的是，将空气从压缩空气存储器取出，或者借助于涡轮增压器通过来自进气管的支路来提供空气。优选地是一种用于可变的、特别是可调节的空气量提供装置。在本专利技术的设计方案中，应用具有三元催化剂涂层的氧化催化剂。在此指这样的催化剂材料，其在λ =1.0周围的小范围中既可以将NOx转化为无害的产物，也可以将还原性的排气成分如CO和HC转化为无害的产物。典型地，催化剂涂层包含钼和/或钯以及铑，并且此外包含可以存储和释放氧的诸如氧化铈的材料。合适的催化剂形式对于本领域内技术人员——特别从涉及奥托/汽油发动机的排气净化的应用——是已知的。通过该设计，尤其在进行颗粒过滤器再生时能特别有效地除去有害的排气组成成分(特别是NOx)。在所述方法的另一设计方案中，在所述颗粒过滤器的再生期间混入这种流量的空气，使得以可预先规定的速度实现沉积在所述颗粒过滤器(35)上的炭黑的燃耗。炭黑燃耗速度在此优选借助于温度传感器获取，所述温度传感器由于炭黑燃耗所弓I起的温度变化可以直接在颗粒过滤器之后和/或之中测得在炭黑燃耗时释放的热量。因为炭黑燃耗的速度依赖于排气的氧气分压力(氧分压)，所以可以通过混入的空气量来控制或调节炭黑燃耗。以这种方式，通过减少混入的空气量并继而降低炭黑燃耗的速度或者将其保持较低，例如颗粒过滤器的过热由此是可避免的。同样可借助于λ传感器来调节或者控制空气输送，以实现期望的炭黑燃耗速度。因为由外源供给了促进炭黑燃耗的空气，所以实现了与空气供给量无关的发动机运行。在所述方法的另一设计方案中，在颗粒过滤器再生的运行阶段之外，在对于正常的柴油发动机运行来说典型的空气过量的情况下运行所述柴油发动机，并且在排气通过SCR催化剂之前将氨或者能够分解出氨的还原剂(特别是尿素水溶液)混入排气中。NOx还原在此借助于SCR催化剂实现。同时借助于氧化催化剂除去了可氧化的排气组成成分。在所述方法的另一设计方案中，所述排气在通过颗粒过滤器之前和/或之后被引导通过SCR催化剂。SCR催化剂可以在此作为独立的构件设置在颗粒过滤器之前和/或之后。在本专利技术的另一个特别有利的实施形式中设定，所述排气被引导通过构成为颗粒过滤器的涂层的SCR催化剂。颗粒过滤器的具有SCR催化剂材料的涂层可以设置在颗粒过滤器的起过滤器作用的通道壁的未经处理气体侧或净化气体侧上。优选的是，在净化气体侧，至少在颗粒过滤器的下游部分上设有带SCR催化剂材料的涂层。【附图说明】本专利技术的另外的优点、特征和细节由优选的实施例的随后说明以及根据附图产生。在前面在说明中提到的特征和特征组合以及随后在【附图说明】中提到的和/或在附图中单独示出的特征和特征组合不仅仅在各自给出的组合中而且可在另外的组合中或可独自地应用，而不会离开本专利技术的范围。在此，在唯一的附图中示出了机动车柴油发动机的示意的原理图，其具有与之连接的排气净化设备。【具体实施方式】在图1中仅仅示意地示出连接有排气净化设备的机动车柴油发动机I的一个有利的实施形式，在该发动机上可以采用进一步在下面详细阐明的方法。机动车柴油发动机I在此具有两级的增压装置和两级的排气再循环装置，并且包括具有带有未进一步表示的燃烧室的工作气缸3的发动机缸体2，其中借助于高压泵4可将燃料输送给工作气缸3或其相应的燃烧室。通过进气系统5可以将燃烧用空气输送给工作气缸3或其相应的燃烧室，并且通过排气装置(排气系)6将排气从工作气缸3排出。在进气系统5中设有空气过滤器7、构成为高压排气涡轮增压器11的第一排气涡轮增压器的第一压缩机10、构成为低压排气涡轮增压器9的第二排气涡轮增压器的第二压缩机8、增压空气冷却器12和节气阀13。在排气装置6中从发动机缸体2开始沿排气的流动方向设有配属给高压排气涡轮增压器11的第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.06 DE 102011100677.31.一种用于具有排气净化设备的机动车柴油发动机的运行方法，所述排气净化设备包括氧化催化剂(34)、颗粒过滤器(35)和SCR催化剂，其中由所述柴油发动机(I)排出的排气在通过所述颗粒过滤器(35 )和所述SCR催化剂之前被弓I导通过所述氧化催化剂(34 )，其特征在于，时不时地实施通过热炭黑燃耗进行的颗粒过滤器(35)的再生，其中在实施所述颗粒过滤器(35)的再生期间以具有至少接近1.0的λ值(λ )的空燃比来运行所述柴油发动机(I)，并且在排气从所述氧化催化剂(34 )出来之后和在进入所述颗粒过滤器(35 )之前将空气混入所述排气中，从而实现沉积在所述颗粒过滤器(35)上的炭黑的燃耗。2.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：O·巴尔塞斯，T·贝克曼，B·克普勒尔，S·穆勒，
申请(专利权)人：戴姆勒股份公司，
类型：
国别省市：