[发明专利]涡轮增压器上游具有稀薄NOx捕集器的排气后处理设备

说明书

本发明描述了一种用于内燃发动机(1)的排气后处理设备(2)，排气后处理设备(2)包含入口，其中稀薄NOx捕集器(4)设置在入口的下游，涡轮增压器(3)设置在稀薄NOx捕集器(4)的下游以及SCR催化剂(7)和尿素注入设备(14)设置在涡轮增压器(3)的下游。

技术领域

本发明涉及排气后处理设备、用于操作排气后处理设备的方法、内燃发动机装置以及机动车辆。

背景技术

对于由内燃发动机驱动的机动车辆，排气后处理至关重要。尤其是不断提高的排放标准要求不断提高排气后处理的质量。特别地，对冷启动阶段期间的排气后处理构成挑战，因为在冷启动时，通常许多催化剂尚未达到催化剂的起燃温度或工作温度。这尤其适用于通常使用的柴油氧化催化剂(DOC，diesel oxidation catalysts)和选择性催化还原催化剂(SCR催化剂，selective catalytic reduction catalysts)。

此外，通常的做法是排气再循环，例如作为高压排气再循环或低压排气再循环。在这种情况下，也必须保证相应的排气后处理。为此，专利文献US 9,957,866 B2公开了一种排气后处理系统，其中柴油氧化催化剂布置在涡轮增压器的上游。SCR催化剂和柴油微粒过滤器(DPF，diesel particulate filter)布置在涡轮增压器的下游。

发明内容

在这种情况下，本发明的目的是提供一种进一步改进的排气后处理设备，该设备尤其允许在冷启动条件下进行改进的排气后处理。另一个目的是提出一种用于操作排气后处理设备的有利方法、一种有利的内燃发动机装置以及一种机动车辆。

这些目的通过根据权利要求1的用于内燃发动机的排气后处理设备、根据权利要求6的用于操作排气后处理设备的方法、根据权利要求10的内燃发动机装置以及根据权利要求12的机动车辆来实现的。从属权利要求包含本发明的其他有利实施例。

根据本发明的排气后处理设备被设计用于内燃发动机并且包括入口。稀薄NOx捕集器设置在入口的下游。涡轮增压器设置在稀薄NOx捕集器的下游，以及SCR催化剂和尿素注入设备设置在涡轮增压器的下游，其中尿素注入设备有利地设置在SCR催化剂的上游。优选地，入口被设计成流体地连接至内燃发动机的排气歧管。涡轮增压器的上游设置的稀薄NOx捕集器可以改善从排气中整体清除有害健康和环境的排放物，且特别是在冷启动条件下。而且，涡轮增压器上游的排气的高温和高压增加了存储在催化剂中的氮氧化物的量。

在一种有利的改进方案中，排气后处理设备配置成使得入口包含排气歧管，并且稀薄NOx捕集器集成在排气歧管中。这首先相对于安装空间是有利的，且其次较高的排气温度和较高的排气压力可以增加NOx的存储量。

在另一变型中，柴油氧化催化剂和/或具有SCR涂层的柴油微粒过滤器设置在涡轮增压器的下游和SCR催化剂的上游。这些成分有助于最佳的排气后处理。特别地，将柴油氧化催化剂直接设置在涡轮增压器的下游或涡轮增压器的出口具有如下优点：由于在该位置处较高的排气温度，因此迅速达到了柴油氧化催化剂的工作温度且因此增加了NO₂/NOx比。柴油微粒过滤器可以例如被配置为具有SCR涂层的激活柴油微粒过滤器。