[发明专利]用于内燃发动机的废气处理系统

说明书

技术领域

本发明的示例性实施方式涉及用于内燃发动机的废气处理系统，特别是用于监测氧化催化剂的转换效率的系统。

背景技术

由内燃发动机排出的废气为非均质混合物，其含有气体排放物，如一氧化碳(“CO”)、未燃尽的碳氢化合物(“HC”)和氮的氧化物(“NO_x”)，以及构成颗粒物的凝相物质(液体和固体)。提供通常位于内燃发动机的废气系统内的催化剂载体或基底上的催化剂组合物，以将这些废气成分的部分或全部转化为非管制废气成分。例如用于内燃发动机的废气系统可以包括一种或多种含有用于减少CO和过量HC的氧化催化剂(“OC”)的贵金属，用于减少NO_x的选择性催化还原催化剂(“SCR”)，和用于除去颗粒物的颗粒过滤装置(“PF”)。

作为用于高水平颗粒物减少的废气处理技术，PF可以利用能够从废气中有效除去颗粒物的多种已知的废气过滤结构中的一种。这些废气过滤结构可包括，但不限于陶瓷蜂窝壁流式过滤器(wall flow filters)、绕线式或填充式纤维过滤器(wound or packed fiber filters)、开孔泡沫、烧结金属纤维等。在汽车应用中，陶瓷壁流式过滤器已为大家所普遍接受。

废气过滤器是用于从废气中除去颗粒物的物理结构，因此，废气过滤器中过滤颗粒的聚集具有增加废气系统内背压的作用，这由内燃发动机经历并必须克服。为了应对由废气过滤器中废气颗粒的聚集引起的背压增加，对PF进行周期性的清洁或再生。车辆应用中的PF的再生通常为自动的，并由发动机或其它合适的控制器基于发动机和废气系统传感器产生的信号进行控制。再生事件涉及升高PF过滤器的温度，这通常通过加热发动机废气至通常为600℃以上的水平以燃烧聚集的颗粒来完成。

一种产生废气系统中用于PF再生所需要的废气温度的方法是将未燃尽的HC(如燃料)送至置于PF上游的氧化催化剂装置中或置于PF自身中的氧化催化剂化合物。通过直接将燃料喷射到废气系统中或通过对内燃发动机的“过度燃料供给(over-fueling)”或“延迟喷射燃料”至内燃发动机，可将HC输送到废气系统。结果是未燃尽的HC与流经废气系统的废气混合，其在升高废气温度的放热反应中，被氧化催化剂氧化。加热的废气燃烧PF中聚集的颗粒。在PF中加入氧化催化剂有助于降低烟灰和颗粒的氧化温度，从而降低需要的再生温度。这能够增加PF的耐用性，并降低用于再生的HC需求，因此提高了内燃发动机的燃料经济性。此外，用于PF的这种氧化催化剂可用于氧化废气中任何残余的过量HC以及减少燃烧烟灰和颗粒产生的一氧化碳(“CO”)组分。

关于内燃发动机，特别是车辆应用中使用的内燃发动机的操作的愈加严格的规定，要求对包括PF催化剂在内的废气处理系统中的氧化催化剂进行监测和功能性诊断。

发明内容

本发明的示例性实施方式中，用于内燃发动机的废气处理系统包括：废气导管，其与内燃发动机流体连通并配置为接收来自内燃发动机的废气，并在废气处理系统的多个设备间传导废气。氧化催化剂设备布置成与废气导管流体连通并配置为氧化废气中的碳氢化合物和一氧化碳。第一温度传感器位于氧化催化剂设备的下游，具有与由氧化催化剂设备排出的废气流流体连通的温度探针。第二温度传感器位于氧化催化剂设备的下游，具有与从氧化催化剂设备排出的废气流流体连通的温度探针，该温度探针包括布置于其上的催化剂化合物涂层，用于催化从氧化催化剂设备中排出的CO和HC或者其组合的氧化。控制器与第一温度传感器和第二温度传感器信号通讯，并被配置为监测来自第一温度传感器和第二温度传感器的信号以确定温度差是否超过预定的阀值。