[发明专利]用于再生氮氧化物存储催化转化器的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于再生氮氧化物存储催化转化器的方法，该氮氧化物存储催化转换器减少当切换回存储模式时在再生过程中经常发生的碳氢化合物和一氧化碳的短排放高峰。该方法在催化转化器已经由于老化被损坏并且必须比新催化转化器更经常再生的情况下尤其有利。

背景技术

氮氧化物存储催化转化器用来除去包含所谓的稀燃发动机的稀排气中的氮氧化物。这里，净化效果是基于这样的事实，即，在发动机的稀燃工作阶段(存储阶段，稀燃模式)，氮氧化物以硝酸盐形式通过存储催化转化器的存储材料被存储。在随后的发动机的浓燃工作阶段(再生阶段，浓燃模式)，预先形成的硝酸盐被分解并且在存储催化转化器中在浓燃模式过程中用具有还原作用的排气的浓成分转换释放的氮氧化物从而形成氮，二氧化碳和水。排气的浓成分包括碳氢化合物，一氧化碳和氢。

在SAE文件SAE950809中详细说明了氮氧化物存储催化转换器的工作模式。氮氧化物存储催化转化器的成分对本领域技术人员而言是众所周知的。氮氧化物存储材料通常是诸如以精细分布的形式作用从而适当地支持材料的钡和锶的氧化物、氢氧化物或碳酸盐的碱金属或碱土金属的碱性混合。此外，氮氧化物存储催化转化器还具有催化活性的铂族贵金属和氧储存材料。所述成分使得氮氧化物催化转化器在理论工作条件下具有三元催化转化器的功能。

存储阶段(稀燃模式)通常持续100至200秒并且取决于催化转化器的存储容量和排气中的氮氧化物的浓度。在具有减少的存储容量的老化的催化转化器的情况下，然而存储阶段的持续时间还可以下降至50秒至更少。相反地，再生阶段(浓燃模式)总是非常短，并且只持续几秒。在再生期间从氮氧化物存储催化转化器排出的排气基本上没有污染物，并且具有理论成分。在所述时间期间过量空气系数λ近似等于1。

在再生阶段末期，释放的氮氧化物和附属于催化转化器的氧储存部件的氧不再足以氧化所有的浓排气成分。因此存在通过催化转化器的所述成分的拐点，并且过量空气系数下降至低于1的值。所述拐点表示再生的结束并且可以通过存储催化转化器下游的所谓的拉姆达传感器(lambda probe)记录。

因此存储催化转化器的再生不可避免地与碳氢化合物和一氧化碳的短排放高峰相关联，该排放高峰通过以下的影响进一步加强，即发动机与存储催化转化器之间的排气管通常具有有限的长度。在从浓燃模式切换至稀燃模式期间，整个排气管仍然充满了浓排气，由发动机当前的稀排气切换后，该浓排气经由催化转化器排出到大气中。催化转化器不再能够净化所述浓排气的残留部分，由于预先存储，在浓燃模式过程中氧化剂已经被耗费。因此在再生末期存在因此产生的碳氢化合物与一氧化碳的加剧的排放高峰。

发明内容

本发明的目的是提供一种方法，该方法能够减小排放高峰，并且使得整个排气净化得到改进，尤其是在已经老化的存储催化转化器的情况下。

所述目的通过一种用于再生氮氧化物存储催化转化器的方法而获得，所述氮氧化物存储催化转化器布置在稀燃发动机的排气管中，所述方法通过将发动机从具有稀排气的稀燃模式切换至具有浓排气的浓燃模式并且发生再生后再切换回稀燃模式进行再生，其特征在于，切换回稀燃模式后，空气直接喷射到再存储催化转化器的上游的排气中并且因此暂时仍然浓的排气成分变为理想成分或稀成分，直到发动机的当前的稀排气到达存储催化转化器为止。

将空气暂时喷入排气管中已经是公知的，例如，在DE19802631C1中，该文献说明了一种用于稀燃发动机的排气净化系统，该排气净化系统由氮氧化物存储催化转化器和在排气管中布置在其上游的SO_X存储催化转化器构成。在所述文献中，使用了附加的空气从而为了脱硫将SO_X催化转化器的温度增加至脱硫温度。当保持还原的排气成分的同时在热能释放时用SO_X存储催化转化器中排气的还原成分的一部分转换附加空气的氧。发动机从稀燃模式切换至浓燃模式时开始附加空气的喷射。

根据本发明，相反地，从浓燃模式切换至稀燃模式后在发动机与催化转化器之间的排气管中仍然流动的浓排气的成分通过喷射空气变为理想的或超过理想的稀范围，从而存储催化转化器能够用氧转换包含在排气中的还原成分。因此，当从浓燃模式切换至稀燃模式时不可避免地发生的还原排气成分的排放高峰被减少为最小需要水平。