[发明专利]具有排气后处理装置和进气空气装置的内燃机以及用于运转所述类型的内燃机的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年2月15日提交的德国专利申请号No.102013202496.7的优先权，其全部内容通过应用合并于此，用于所有目的。

技术领域

本发明涉及具有排气后处理装置和进气空气装置的内燃机以及用于运转所述类型的内燃机的方法。

背景技术

具有包括选择性催化还原器(SCR)催化剂的排气后处理系统的内燃机通常用于处理NO_x排放。经常为液态尿素的还原剂经由在SCR催化剂上游的排气管路中的定量装置被喷射。NO_x与还原剂起反应以生成诸如水和氮的副产物。

一个示例性的方法是将定量装置定位在排气旁通管路中SCR催化剂的上游。控制阀定位在排气旁通管路中以控制通过旁通管路的排气的体积流量从而控制水解催化剂的温度。另一示例性方法是使用HC富集，其通过将未燃碳氢化合物直接地导入排气排出系统从而通过将附加燃料后喷射进入燃烧室的方式起到还原剂的作用。

发明人注意到使用排气旁通管路中的控制阀的潜在的问题是，系统和温度控制的相对复杂性和使用定位在排气旁通管路中的阀的选择质量流限制。此外，还存在不能输送还原剂给SCR催化剂并且允许NO_x的释放的工况。发明人注意到的另一潜在的问题是使用后喷射的HC富集。内燃机可能容易受到具有未燃碳氢化合物的油的变稀或污染物的影响。此外，附加的燃料被用作还原剂，由此增加整体的燃料消耗。

发明内容

至少部分地处理一些上述问题的一个可能方式包括内燃机，其包括用于供给增压空气的进气系统和用于排出排气的排气排出系统。进一步地至少一个选择性催化转化器布置在排气排出系统中用于氮氧化物的还原，其中氧化催化转化器被布置在至少一个选择性催化转化器的上游作为进一步的排气后处理系统。从进气系统分支并且进入在氧化催化转化器与至少一个选择性催化转化器之间的排气排出系统的旁通管路还包括定量装置，其被设置用于将用作至少一个选择性催化转化器的还原剂的液体尿素导入至旁通管路。

至少部分地处理一些上述问题的另一可能方式包括一种用于运转内燃机的方法，该内燃机具有用于调节通过旁通管路传导的空气流率的控制元件，其中为了给至少一个选择性催化转化器供应作为还原剂的氨，旁通管路被打开。

另一可能的方式包括一种用于控制具有联接到发动机排气的选择性催化还原器的发动机的方法，其包括供应压缩空气至发动机以实现选择的转矩并且喷射还原剂到SCR中。通过在所述压缩空气与环境空气的一部分之间分配进入所述还原剂的空气流量，还原剂的温度可以被控制在预定范围内。此外，可以调节发动机转矩以补偿所述压缩空气的所述分配。

另一可能的方式还包括一种方法，其用于将定量装置的温度维持在选择的范围内，同时维持排放控制并且以所选择的功率输出运转发动机。该方法包括供应压缩空气至发动机以实现所选择的转矩，喷射还原剂到选择性催化转化器中，并且通过在压缩空气与环境空气的一部分之间分配进入还原剂的空气流量而控制还原剂的温度在预定范围内。所述方法还调节发动机转矩以补偿压缩空气的分配。压缩空气可以由通过定位在发动机排气排出系统中的涡轮驱动的压缩机供应。

在另一方式中，一种结构和方法，其通过合并压缩机与环境空气之间的空气的分配以及在涡轮的上游与下游的排气之间分配排气流量用于控制还原剂定量装置的温度。该方式的优点是在较少干扰发动机转矩的情况下实现更大范围的温度控制，并且可以更容易地修正各种这样的干扰。在特定的示例中，该方法包括：从与来自发动机的排气联接的涡轮驱动的压缩机供应压缩空气至发动机；喷射还原剂至与排气联接的催化剂；并且通过使还原剂经由以下中的一个或更多来控制还原剂的温度在预定范围内：压缩空气与环境空气的组合；或涡轮的上游与下游的排气的组合。