[发明专利]控制一氧化二氮排放的方法

说明书

本发明涉及控制一氧化二氮排放的方法。描述了控制一氧化二氮排放的系统和方法。在一种具体的实施例中，将柴油混合动力车辆的排气系统中形成的一氧化二氮引导通过由外部源比如电加热器加热的氧化催化剂。然后，该催化剂由外部源加热，以通过使催化剂温度上升高于与一氧化二氮产生相关的范围温度而减少排气系统内一氧化二氮形成。

技术领域

本公开的领域涉及控制来自发动机、尤其是混合动力柴油动力系的排放。

背景技术

HC、CO和NOx的联邦法规已经出台了一段时间。只是在最近，提出了所谓的温室气体、尤其是CO₂的规章。CO₂直接涉及燃料经济和发动机效率并且不需要任何另外的排放设备。近年来提出的N₂O——另一声称的温室气体——的规章呈现了新问题。

发明内容

本文的发明人认识到，N₂O最有可能产生于柴油发动机并且尤其是混合动力柴油发动机的低温排放气体后处理系统中。在这种后处理系统中，氧化催化剂或DOC被置于发动机排气中，以在通常包含贵金属比如铂和钯的催化表面上氧化HC和CO。选择性还原碱金属催化剂或SCR被置于DOC的下游并且连接至氨喷射系统，该氨喷射系统使用基于氨的还原剂比如水性尿素，其在某种发动机操作条件下被喷射以用氨化学地还原NOx。

更具体而言，发明人已认识到，当DOC在足够高的使反应发生但是足够低的使得不是所有的HC被氧化的温度窗口操作时，来自发动机的HC可以与DOC中的NOx反应以产生N₂O。如果使用柴油燃料加热DOC，则甚至更多的N₂O会伴随另外的HC产生。通过使氨与NOx反应，另一N₂O反应可在SCR中发生。

在本发明的一个具体方面中，发明人用一种方法解决了N₂O产生的问题，其中使来自发动机的排放气体通过氧化催化剂，所述氧化催化剂包括具有钯或铂或二者的涂层。由催化剂的温度、发动机排放气体中HC与NOx的比或NO₂与NOx的比中的一个或多个推定来自氧化催化剂的N₂O形成；并且当催化剂在与N₂O形成相关的温度窗口内操作时，减少N₂O形成。在进一步的方面中，通过从外部源加热催化剂减少N₂O形成。这样，实现了该技术结果，并且催化剂优选地通过电加热器加热，并且当催化剂温度上升高于与N₂O产生相关的温度范围时，加热结束。

在仍进一步的方面中，N₂O形成的减少包括当推定N₂O形成超过预定值时，增加发动机有效的压缩比以减少发动机HC形成。发动机压缩比增加包括以下的至少一种：改变发动机的进气门正时、增加强制进入发动机的空气压力或减小发动机燃烧室的容积。

在本发明的另一方面中，该方法包括使来自发动机的排放气体通过氧化催化剂，所述氧化催化剂包括具有钯或铂或二者的涂层；使排放气体从氧化催化剂进入选择性还原催化剂；在预定条件下添加氨至该选择性还原催化剂以还原NOx；由氧化催化剂的温度、发动机排放气体中的HC以及NOx和NO₂推定来自氧化催化剂的N₂O形成；由选择性还原催化剂的温度、推定的来自氧化催化剂的N₂O形成和氨推定来自选择性还原催化剂的N₂O；和当氧化催化剂温度低于预定范围并且来自选择性还原催化剂的N₂O超过预先选择的量时，从外部源加热氧化催化剂以减少来自选择性还原催化剂的N₂O。优选地，由氧化催化剂的温度、以及排放气体中HC与NOx的比和NO₂与NOx的比，推定来自氧化催化剂的推定的N₂O。