[发明专利]用于内燃机的废气后处理的系统和方法

说明书

本发明涉及一种用于内燃机(10)、尤其用于借助于废气涡轮增压器(30)增压的和借助于火花塞(16)外部点火的内燃机(10)的废气后处理系统。在此，在与内燃机(10)的排出部(12)相连接的废气设备(20)中在靠近发动机的位置中布置有颗粒过滤器(24)并且在颗粒过滤器(24)的下游布置有可电气加热的三元催化器(26)。在机动车的底盘部位中在可电气加热的催化器(26)的下游布置有另一三元催化器(28)。在此，设置成，从发动机启动起可电气加热的三元催化器(26)被电气加热，并且颗粒过滤器(24)、可电气加热的三元催化器(26)和另一三元催化器附加地以内燃机(10)的废气流来加热。当可电气加热的三元催化器(26)达到其起燃温度时，可电气加热的三元催化器(26)的电气加热在此被关断。

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机的废气后处理系统以及用于内燃机的废气后处理的方法。

背景技术

废气法规的连续的加重对车辆制造商提出了高要求，其通过相应的用于减少发动机未处理排放的措施和通过相应的废气后处理来解决。随着法规级别EU6的引入针对奥拓发动机(Ottomotor)规定了颗粒数量的极限值，其在许多情况中使得奥拓颗粒过滤器的使用成为必要。这样的炭黑颗粒特别在内燃机的冷启动之后由于未完全燃烧结合过化学计量的燃烧空气比以及在冷启动期间的冷的气缸壁而形成。冷启动阶段由此对于法律规定的颗粒极限值的遵守而言是起决定性的。在行驶运行中这样的奥拓颗粒过滤器进一步以炭黑加载。为了不使废气背压过强地升高，必须连续地或周期地使该奥拓颗粒过滤器再生。废气背压的升高可导致内燃机的更多消耗、功率损失和运转平稳的损害直至点火中断。为了将保留在奥拓颗粒过滤器中的炭黑的热氧化利用氧气来执行，足够高的温度水平连同同时在奥拓发动机的废气设备中存在的氧气是必要的。因为先进的奥拓发动机通常在没有氧气过量的情况下以化学计量的燃烧空气比(λ=1)来运行，因此对此需要附加的措施。对此作为措施例如考虑通过点火角度调节的温度提高、奥拓发动机的暂时稀薄调节(Magerverstellung，有时称为贫调节)、次级空气到废气设备中的吹入或这些措施的组合。优选地迄今应用在滞后方向上的点火角度调节结合奥拓发动机的稀薄调节，因为该方法在没有附加构件的情况下够用，并且在奥拓发动机的大多数运行点中可提供足够的氧气量。

由于在奥拓发动机的情况中的良好的效率，在底盘位置中的颗粒过滤器的再生在一定的运行情况中是不可行的，从而在底盘部位中的颗粒过滤器的再生需要特定的行驶循环。颗粒过滤器的靠近发动机的定位是适宜的，因为由此在颗粒过滤器处存在更高的废气温度，并且使到再生温度上的加热变得容易。在带有起三元催化作用的涂层的三元催化器、即所谓的四元催化器的情况中的另一问题在于如下事实，即涂层可具有强的老化现象，从而对于气态的有害物质的转变而言在靠近发动机的位置中可能需要附加的三元催化器。

由文件DE 10 2008 036 127 A1已知一种用于内燃机的废气后处理的方法，在其废气通道中布置有颗粒过滤器和三元催化器。在此，颗粒过滤器作为废气后处理的第一部件布置在内燃机的排出部下游。在颗粒过滤器下游布置有三元催化器。在此，废气中的氧气含量为了颗粒过滤器的再生经由三元催化器的λ调节而升高。

文件DE 10 2010 046 747 A1公开了一种用于奥拓发动机的废气后处理系统以及一种用于废气后处理的方法。在此，在三元催化器的下游布置有颗粒过滤器，其中为了使保留在颗粒过滤器中的炭黑颗粒再生可提供次级空气系统，其在三元催化器的下游和颗粒过滤器的上游将新鲜空气吹入到废气设备中。

此外，由文件DE 10 2012 204 779 A1已知一种用于内燃机的废气后处理系统，在其中在废气设备中布置有可电气加热的三元催化器，并且在可电气加热的三元催化器下游布置有另一三元催化器。在此，可为了减排将次级空气带入到废气设备中。

发明内容

本发明的任务在于，在所有行驶循环中确保颗粒过滤器的再生温度的达到，改善废气后处理系统的老化特性并且克服由现有技术已知的缺点。