用于机动车、尤其是汽车的内燃机的排气后处理装置的运行方法与流程

专利检索2026-05-07  3


本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于机动车、尤其是汽车的排气后处理装置的运行方法。


背景技术:

1、一种同类型的用于机动车、尤其是汽车的内燃机(也称为内燃发动机)的排气后处理装置的运行方法例如已由ep 3 099 905 b1公开。在此方法中,可被内燃机排气流过的排气后处理装置具有带有催化涂层的氧化催化器,氧化催化器因此至少部分由催化涂层构成。此外,排气后处理装置包括加热件,其设计成主动在加热位点实现将热能输入排气和/或氧化催化器中且因此在加热位点主动加热排气和/或氧化催化器。加热件被设计成布置在氧化催化器上游、因而在催化涂层上游的加热件,从而加热位点布置在氧化催化器上游或催化涂层上游,或者加热件被设计成带有催化涂层的加热件且因此连接至氧化催化器或者是氧化催化器的组成部分。也设有定量分配件/计量分配件,借助于该定量分配件,在设于氧化催化器下游且在加热位点下游的输入位点可以将例如流体的、尤其用于排气脱氮的还原剂输入排气中。排气后处理装置还包括设于输入位点下游的scr系统,它尤其可以具有scr催化器和颗粒滤清器。

2、另外,de 10 2019 119 123 a1公开一种内燃机排气后处理系统的加热方法。


技术实现思路

1、本发明的任务是如此改进上述类型的方法,即,排气后处理装置特别有利地被加热且因此能实现排放很少的运行。

2、该任务通过一种具有权利要求1的特征的方法来完成。在从属权利要求中说明具有合适的发明改进方案的有利设计。

3、为了如此改进如权利要求1的前序部分所述类型的方法,即,排气后处理装置特别有利地被加热且因此能实现排放很少的运行,本发明规定,当在该方法的第一步骤中例如借助用于运行、尤其控制或调整排气后处理装置的电子计算装置确定了在加热位点下游且因而在加热件下游的第一温度和scr系统、尤其是scr催化器的第二温度低于各自对应所属的目标温度,确定了未高于用于保护排气后处理装置部件的部件保护温度,并且确定了达到或高于用于执行内燃机再喷入的最低温度时,计算scr系统待提高的温度升高值、即应提高的温度升高值,用以使scr系统的第二温度至少达到、即达到或高于对应所属的目标温度。如果例如在该方法的第二步骤中尤其借助电子计算装置确定了该温度升高值在预定的时间段内无法仅借助加热件、即在没有执行再喷入的情况下实现,则排气的主动加热和由此造成的scr系统的主动加热不仅借助主动加热件、也通过执行内燃机再喷入来进行主动加热。但如果在第二步骤中尤其借助电子计算装置确定了该温度升高值在预定时间段内尤其在没有执行再喷入情况下可借助加热件实现,则借助加热件执行排气的主动加热和由此造成的scr系统的主动加热,其中,禁止再喷入的执行。

4、故本发明的方法是用于尤其通过将呈加热件形式的至少一个主动加热措施/设施/手段和再喷入结合使用快速地加热和保温优选设计成靠近发动机的排气设备的排气后处理装置的运行策略。该方法尤其允许很快速地将排气后处理装置置于其对排气后处理有利的目标温度或保持目标温度。本发明尤其基于以下认识和考虑:也称为排气设备的排气后处理装置例如用于减少由例如设计成柴油发动机的内燃机提供且包含在排气中的发动机有害物质。因为内燃机例如设计成柴油发动机,故例如氧化催化器被设计成柴油氧化催化器(doc)。氧化催化器的催化涂层因此设计用于将排气所含的组成部分例如像未燃的碳氢化合物(hc)和一氧化碳(co)进行氧化。优选地,也称为发动机的内燃机按超化学当量的方式、因此按贫(燃)方式运行,即以超化学当量且因此稀/贫空气-燃料混合物运行,由此造成了排气可以说是稀的/贫的。为了净化排气,不同的部件和措施被安装在排气设备中。其中的第一措施是氧化催化器,其优选是在流过排气设备的排气的流动方向上的第一催化器。氧化催化器是具有氧化功能的催化器,其中,该氧化催化器还可以具有氮氧化物存储功能(nox功能)并因此具有氮氧化物存储催化器(nsk)功能。例如在氧化催化器之前且有可能也还在其之后可以设置主动加热措施。主动加热措施通过加热装置、诸如前述加热件来实现。故如果以下提到主动加热措施,则这是指加热件,除非另有所述。主动加热措施例如可以是电热件,其例如按下述方式安装,即,可以尤其在加热位点将热输出给从旁边流过的排气。电热件可以布置在氧化催化器上游且进而在催化涂层上游,或者电热件可以连接至氧化催化器且因此设有、即涂有也称为催化活性材料的催化涂层。或者,代替这个或这些电热件或也与之组合,可以设置另外的主动加热措施例如燃烧器,借助燃烧器可以尤其在加热位点将热输入排气中。例如,借助燃烧器,尤其以无焰的方式或在形成火焰的情况下燃烧燃料,由此在加热位点可以将热或热能输入排气中。

5、在氧化催化器下游且优选也在加热位点下游设置输入位点,进而设有定量分配装置,优选还设有混合段,沿该混合段将输入排气中的还原剂与排气混合。优选地,还原剂是含水的尿素溶液,其可以提供氨(nh3)用于排气脱氮。在输入位点下游设置例如设计成热端scr系统的scr系统,其具有至少一个或多个scr催化器。各个scr催化器例如通过scr模块构成。此外,scr系统包括颗粒滤清器,颗粒滤清器例如是柴油颗粒滤清器(dpf)。颗粒滤清器可以配设有也设计成scr涂层的另一催化涂层,由其形成另一scr催化器。因此,颗粒滤清器例如可以是sdpf。尤其是在排气设备的底板区域内可以设有另一分配单元用于输入还原剂到排气中,尤其是连同另一scr催化器以及氨逃逸催化器(asc)一起,以便附加地使排气所含的氮氧化物发生反应、尤其是被还原并且从排气中去除可能有的nh3逃逸。

6、该结构的目的是有利的排气后处理,此时尤其通过使用至少一个或多个主动加热措施尽量快速且在进一步运行中可靠地调节排气设备内的温度,使得有害物排放被有效转化。但是,排气质量流量依据行车状态而高到如下程度,即,输入排气设备中的热大部分又从待加热部件流失,这可能造成更缓慢的或不充分的加热或保温,因为利用主动加热措施(ahm)的热输入功率在技术上受到限制。由此可能导致不希望的不太有效的排气后处理。

7、因此缘故,提出前述运行策略,在此所需的热输入功率通过将一方面这个或这些主动加热措施、另一方面发生至少一次再喷入进行结合使用来获得。目标是快速加热排气设备到如下温度,在此温度下至少有效转化近似所有的有害物质排放。第一目标温度例如为250摄氏度,该第一目标温度对应地配属于存在于加热位点下游的、也用t_nach_ahm表示的第一温度。第二目标温度例如为225摄氏度,该第二目标温度对应地配属于scr系统且尤其是scr催化器的、也用t_scr表示的第二温度。

8、对此,例如首先尤其依据排气质量流量计算加热排气设备所需的也用soll_t_hub标示的温度升高值。根据热输入功率、排气质量流量和排气的热容来计算相比于在主动加热措施(ahm)之前/上游或加热位点之前/上游的温度通过主动加热措施使排气在scr系统、尤其是scr催化器之前/上游升温的程度(deltat_ahm)。如果无法足够快速地通过这个或这些主动加热措施提供用于产生温度升高值所需的热输入功率(调节偏差大于0),则通过启动再喷入来附加地将放热输入排气设备中。在此尤其要关注的是,只有当t_nach_ahm已经达到所需最低温度(例如250摄氏度)时,才能允许再喷入。最低温度视工作状态不同而明显更快速地或甚至仅通过主动加热措施的运行来达到。

9、同时有利的是运行策略包括其它特征,以便就部件保护和排放减少而言获得尽量最佳的结果。一方面应该监视例如设计成加热板的主动加热措施的温度或通常是排气设备的所有组成部件的温度未升高到比所允许的最高温度更高的温度。尤其是为了防止这一点,应该首先限制再喷入量或将其设定为零,接着调整主动加热措施的功率。另外,最好采用呈λ可控的量调节形式的再喷入量限制,以便可以完全依靠氧化催化器来转化再喷入(物),而没有因为排气含氧不足而导致更高的有害物质排放、尤其是hc和/或co。

10、在本发明的有利设计中,设有除了前述加热件外还设置的第二加热件,其设计成主动在设于加热位点下游的第二加热位点实现将热能输入排气和/或氧化催化器中,其中,第二加热件被设计成设于氧化催化器下游的加热件或带有催化涂层的加热件。

11、在本发明的有利设计中规定,颗粒滤清器配设有第二催化涂层,由其形成第二scr催化器。

12、在本发明的有利设计中规定,氧化催化器也设计成储存来自排气的氮氧化物。


技术特征:

1.一种用于机动车内燃机的排气后处理装置(10)的运行方法,其中,可被内燃机排气流过的排气后处理装置(10)包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征是,除了所述加热件(16)以外,附加地设有第二加热件,所述第二加热件设计成主动在布置于加热位点(h)下游的第二加热位点处实现将热能输入排气和/或氧化催化器(14)中,其中,第二加热件被设计成布置在氧化催化器(14)下游的加热件或带有催化涂层的加热件。

3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征是,scr系统(20)具有颗粒滤清器(24),所述颗粒滤清器配设有形成第二scr催化器的第二催化涂层。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征是,氧化催化器(14)也被设计成储存来自排气的氮氧化物。


技术总结
本发明涉及一种用于机动车内燃机的排气后处理装置(10)的运行方法,其中,排气后处理装置(10)包括具有催化涂层的氧化催化器(14)。排气后处理装置(10)包括在氧化催化器(14)上游的或呈带有催化涂层的加热件形式的加热件(16),借此能够主动在加热位点(H)将热能输入排气设备中。排气后处理装置(10)包括定量分配件(18),借此在设于氧化催化器(14)下游的输入位点(E)可以将还原剂输入排气中,并且排气后处理装置包括设于输入位点(E)下游的SCR系统(20)。所提出的运行方法规定了要检查在排气设备内的目标温度的实现程度。如果低于目标温度,则本发明提出如下策略,在此应该借助加热件且通过执行再喷入而在规定的时间段内达到目标温度。

技术研发人员:S·穆勒,M·海因里奇斯梅耶,H·拜尔,C·D·拉德维格
受保护的技术使用者:梅赛德斯-奔驰集团股份公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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