[发明专利]用于选择性原位和非原位限制NOx产生的发动机系统和操作策略在审
申请号: | 202010040009.0 | 申请日: | 2020-01-15 |
公开(公告)号: | CN111456859A | 公开(公告)日: | 2020-07-28 |
发明(设计)人: | W·罗布尔 | 申请(专利权)人: | 卡特彼勒公司 |
主分类号: | F02D41/06 | 分类号: | F02D41/06;F02D41/02;F02D41/00;F01N13/00;F01N3/20 |
代理公司: | 北京市金杜律师事务所 11256 | 代理人: | 苏娟;尹景娟 |
地址: | 美国伊*** | 国省代码: | 暂无信息 |
权利要求书: | 查看更多 | 说明书: | 查看更多 |
摘要: | |||
搜索关键词: | 用于 选择性 原位 限制 nox 产生 发动机 系统 操作 策略 | ||
一种压燃内燃式发动机系统包括发动机和排气系统,所述排气系统具有上游排气管道、下游排气管道,以及用于将排气与发动机气缸内的燃料和空气混合的排气放置机构。上游排气管道具有原始排气入口、原始排气出口,以及在原始排气入口与原始排气出口之间的柴油机排气处理液(DEF)入口。下游排气管道包括裸颗粒过滤器和选择性催化还原(SCR)装置。还公开了相关的方法,其包括在启动模式下操作发动机,以及一旦SCR装置升温就在运行模式下操作发动机。
技术领域
本公开大体上涉及一种用于减轻某些排气排放物的发动机操作策略,并且更具体地涉及一种在不使用柴油机氧化催化剂(DOC)的情况下用于减少排放的多模式操作策略。
背景技术
多年来一直关注减少内燃式发动机的排气中的某些排放物。发动机气缸内燃料和空气的燃烧会产生各种排放物,包括水、二氧化碳、包括碳烟和灰的颗粒物、未燃烧的碳氢化合物,以及氮氧化物或“NOx”。多年来已经制定了各种法规以限制某些排放物,特别是颗粒物和NOx的输出。发动机和相关系统的制造商已设计出许多不同的策略来限制颗粒物和NOx排放到环境。
关于颗粒物,为内燃式发动机系统配备过滤设备以捕获将以其它方式排放到周围环境的颗粒物已成为常规。取决于类型的过滤策略可以具有各种优点或缺点,但是基本上在所有情况下都必须进行再生以燃烧捕获的材料,以便过滤器被清洁并可以继续执行其预期的功能而不会引起操作问题,例如过大的背压。过滤器再生通常根据两种基本策略之一进行,这两种基本策略通常被称为“被动”再生或“主动”再生。在主动再生的情况下,通常使用辅助热源(例如电加热器)或在排气系统本身内燃烧额外的燃料以将排气系统内的温度增加到捕获的有机物(例如碳烟)将燃烧以形成较少的不良化合物的温度。主动再生通常需要额外的设备和不希望的燃料能量消耗。另一方面,被动再生通常依赖于催化剂材料的使用以促进捕获的颗粒物的燃烧。催化剂通常由贵金属制成,并且因此需要大量的额外费用。
在后处理系统中使用其他部件,例如限制NOx的选择性催化还原(SCR)装置,并且这些部件可能使整个系统相当复杂且昂贵。SCR装置已被证明是有效的,然而存在某些操作窗口,例如在冷启动期间,其中SCR装置未被充分加热以开始工作,并且至少在没有其他挑战的情况下难以或不可能限制NOx。由于这些及其它原因,工程师们一直在寻找材料、设备和技术以降低成本和复杂性,同时又不牺牲性能。日益严格的排放法规以及期望的新法规和未来不同法规使这些挑战更加复杂。从授予Tarabulski的美国专利号8,341,949已知一种示例性排气后处理策略。尽管该参考文献中公开的概念可以很好地用于预期目的,但始终存在改进和替代策略的空间。
发明内容
在一方面,一种操作发动机系统的方法包括在所述发动机系统中的发动机中的多个燃烧气缸中燃烧被压缩至自燃阈值的燃料和空气,以及在燃料和空气的燃烧期间原位限制NOx产生。所述方法还包括使用联接至所述发动机的颗粒过滤器过滤来自所述发动机的包含发动机排出NOx量的原始排气中的颗粒。所述方法还进一步包括将包含发动机排出NOx量的过滤后的排气从所述颗粒过滤器输送到选择性催化还原(SCR)装置,以及通过燃料和空气的燃烧产生足以将所述SCR装置从起始温度升温到激活温度的过滤后的排气的热能。
该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于卡特彼勒公司,未经卡特彼勒公司许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服】
本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/202010040009.0/2.html,转载请声明来源钻瓜专利网。