[发明专利]氨蒸汽存储和排放系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及操作车辆上用作排放控制系统中的还原剂的传输和存储系统的方法。

背景技术

氨或者尿素可以存储在车辆上用作排气排放控制系统中的还原剂。

在一些情况下，如在发动器启动期间，可以使用由该还原剂系统产生的氨蒸汽，如美国专利2006/0117741中所描述的。例如，氨蒸汽可以输送到存储单元和使用排气热或者电热的反应器。进而，该蒸汽被导入排气中，在排气管中在催化剂的作用下与废气NOx反应。

然而，本发明人意识到这样的系统存在的几个问题。例如，蒸汽还原剂和来自存储箱中的还原剂之间缺少协调可能导致不充足的还原剂供给，或过量的供给还原剂。进一步，所传送的蒸汽量的不确定性可能会进一步恶化这些问题，特别是在蒸汽传送是首次进行时。

发明内容

因此，本发明的一个方案是提供一种操作车辆上还原剂传送和存储系统的方法。所述方法包括在第一存储装置中存储含氨的液体，在第一存储装置中生成氨蒸汽并在第二存储装置中存储所生成的氨蒸汽，将所存储的蒸汽从第二存储装置排放到发动机的排气中，传送所述包含氨的液体到发动机的排气中，并且调整传送至所述排气中的含氨液体的量和排放至所述排气中的蒸汽的量的两个量的至少一个，其中调整所述一个量是基于所述另一个量。

以这种方式，可能协调蒸汽还原剂的传送和来自存储箱的分离的还原剂供给，甚至在变化的操作状态下。例如，在蒸汽还原剂最初的传送期间，识别蒸汽的浓度并通过存储箱的还原剂传送来对其进行补偿。然后，可提高蒸汽传送以有效地排放存储的蒸汽。这样，能够实现有效的协调。进一步，当在排放期间蒸汽浓度改变时，可利用对来自存储箱的还原剂传送的调整来维持对基于发动机操作条件的总的还原剂传送的精确控制。

附图说明

图1显示了内燃机和控制器系统的示例。

图2为管理用于SCR过程多种还原剂的系统的示例性实施例。

图3为在SCR过程中用氨或尿素还原氮氧化物的概括性的简图。

图4为基于发动机运行状态而操作排放控制系统的方法的示例性实施例。

图5A-5D为还原剂管理系统的多种供应和存储模式的简图。

图6描述了用于管理用在SCR过程中的液体还原剂和气体还原剂的系统的示例性实施例。

图7描述了用于管理用在SCR过程中的液体还原剂和气体还原剂的系统的另一个示例性实施例。

图8描述了用于管理用在SCR过程中的液体还原剂和气体还原剂的系统的又一个示例性实施例。

图9-10描述了方法的示例性实施例的流程图，这些方法基于引入的另一种还原剂药剂数量而确定加入SCR过程还原剂药剂数量，并且控制基于排放的氨的数量控制提供至排气系统的尿素的量。

具体实施方式

附图和本说明描绘和记述了用于处理用在SCR过程中的多种还原剂的系统的各种作为示例的实施例。此处所记述的实施例包括用于存储第一还原剂的第一存储装置，其附加到位于用于还原各种发动机排放物的催化剂的上游的排气系统中。在特定的条件下，该第一还原剂可与空气的组分(如水蒸气)反应和/或分解而形成第二还原剂。随着时间过去，在该第一存储装置中的第二还原剂的压力会升高，其会导致该第二还原剂从该第一存储装置中不受控制的释放出。为了有助于防止这种释放，这里所记述的实施例也包括用于存储该第二还原剂的第二存储装置。存储在该第二存储装置中的该第二还原剂至少临时地与该第一还原剂同时使用，或者与之分离使用，以处理内燃机的废气。在这个方法中，该系统可以避免第二还原剂不可控制的释放到该排气系统中。

参见图1，所示为直喷式内燃机10，包括多个燃烧室且由电子引擎控制器12控制。发动机10的燃烧室30包括燃烧室壁32，活塞36位于其中，并且与曲轴40相连接。在一个例子中，活塞36包括一个凹部或碗状凹陷(未示)以形成具有可选的分层或均质水平的空气和燃料进气或者，也可以使用平顶活塞。

所示的燃烧室30通过进气门52与进气歧管44相连通，通过排气门54与排气歧管48相连通。所示燃料喷射器66直接与燃烧室30相连，用于向其中直接输送液态燃料，以与通过电子驱动器68从控制器12接收的信号脉冲宽度dfpw成比例地直接向其中供给喷射的燃料。燃料被输送到包括燃料箱，燃料泵，和燃料管的燃料系统(未示)。在一些实施例中，发动机10可以包括多个燃烧室，每个具有多个进气和/或排气门。