[发明专利]用于使排气后处理系统保持在其工作温度范围内的方法和内燃机系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在内燃机的发动机怠速运行模式或发动机拖动运行模式期间、使排气后处理系统（“EATS”）保持在其工作温度范围内的方法和内燃机系统，其中，该内燃机连接到排气后处理系统并包括进气侧和排气出口侧，其中该内燃机的排气出口侧经由排气管道与排气后处理系统连接并经由连接管道与进气侧连接，该连接管道提供排气到内燃机的进气侧的气体再循环，并且，至少一个阀控制所述排气的再循环。本发明还涉及与上述方法有关的计算机程序产品。

本发明还涉及用于对车辆进行改装的改装套件和改装方法，该车辆具有无任何排气再循环（EGR）可能性的内燃机，即所谓的“非EGR发动机”，其具有用于对连接到非EGR发动机的排气出口侧的排气后处理系统中的温度进行控制的温度控制系统；本发明还涉及上述方法有关的计算机程序产品。

背景技术

在车辆内燃机（尤其是重型柴油机）的当前及将来的排放水平下，排气后处理对于排放和总燃料消耗来说已更加重要。车辆的操控性和可靠性还受到用于满足这些排放标准的不同方法的影响。

一种已知的方法是使用通常为催化剂或颗粒过滤器形式的、所谓的排气后处理系统。这些催化后处理系统在合适的温度范围内（例如250℃-450℃）工作，在车辆的正常行驶状况期间，容易维持该温度范围。

然而，在内燃机的特定运行状况下，实际的排气温度对于所述温度范围而言太低而不能维持该温度范围。在下文中，将在说明书和权利要求书中把这些运行状况称为“发动机怠速运行模式或发动机拖动运行模式”，并将在下文的段落中对其更详细地描述。

“发动机怠速运行状况”描述了发动机以怠速转速运行情况下的所有发动机运行模式。怠速转速是发动机与传动系断开且内燃机的加速器被释放时的发动机运行转速。通常，该转速用发动机曲轴的每分钟转数或rpm表示。在怠速转速下，发动机产生的动力足以使其辅助设备（水泵；交流发电机；以及诸如动力转向装置的其他附件（如果配备的话））合理平稳地运行和工作，但通常不足以执行较重的工作，例如使车辆移动。对于诸如卡车或小汽车的车辆来说，怠速转速通常在600rpm和1000rpm之间。即使加速器被释放，也将一定量的燃料喷射到内燃机中，以使发动机保持运行。

如果发动机使大量的附件（尤其是空调）工作，则必须提高怠速转速，以确保发动机产生足够的动力来使这些附件平稳地运行和工作。因此，大多数发动机在化油器或燃料喷射系统中具有在需要更多动力时提高怠速转速的自动调节装置。

“发动机拖动运行模式”被定义为如下一种发动机运行模式：其中，发动机在特定转速（rpm）以上运行，但没有燃料被喷射到发动机中。“发动机拖动运行模式”的一个示例是发动机被倒拖时，即，通常由发动机驱动的车辆沿着下坡滑行时。在该模式期间，加速器也被释放，但发动机保持联接到传动系，且发动机由变速箱主轴的驱动力保持运行。

在上述发动机怠速运行模式或发动机拖动运行模式期间，发动机原则上把处于环境温度下的新鲜空气泵送到排气系统，由此，不利的是，排气后处理系统以不受控的（并且非期望的）方式被“空气冷却”。

这又意味着，催化排气后处理系统中的温度迅速下降到低于250℃，从而不再能够提供有效的排气后处理。因此，在本领域中，已经提出了向布置在排气流中的氧化催化剂供应烃类（即燃料）来升高排气的温度，以维持排气后处理系统中的温度。为此，有必要在正常行驶期间提高该氧化催化剂的平均温度。这意味着：在发动机处于发动机怠速运行模式或发动机拖动运行模式的时段内，在氧化催化剂的温度高于250℃的同时必须将烃类喷射到氧化催化剂中以进行补偿。因此，这种方法导致了燃料消耗的增加，从而导致了燃料消耗成本的增大。

此外，如果排气流的温度过低，需要更多的烃类（即燃料）来维持排气后处理系统中的温度。因此，增加的排放控制要求通常导致内燃机效率的降低。因此，重要的是：在没有不利地影响发动机效率和车辆燃料总消耗的情况下提供允许有效的排气排放控制的方法。