用於再生氮氧化物存儲催化轉化器的方法

2023-05-15 04:27:16

專利名稱：用於再生氮氧化物存儲催化轉化器的方法
技術領域：
本發明涉及一種用於再生氮氧化物存儲催化轉化器的方法，該氮氧化物存儲催化轉換器減少當切換回存儲模式時在再^3i程中經常發生的碳氫化合物和一氧化碳的短排放高峰。該方法在催化轉化器已經由於老化被損壞並且 必須比新催化轉化器更經常再生的情況下尤其有利。10背景技術氮氧化物存儲催化轉化器用來除去包含斷胃的稀燃發動機的稀排氣中的 氮氧化物。這裡，淨化效果是基於這樣的事實，艮口，在發動機的稀燃工作階段(存儲階段，Wt莫式)，E^化物以硝^^^lil存儲催化轉化器的存 15儲材茅4M存儲。在隨後的發動機的濃燃工作階段(再生階段，濃微莫式)，預 先形成的硝 被，並且在存儲催化轉化器中在濃微莫式過程中用具有還 原作用的掃愾的濃成分轉換釋放的織化物從而形成氮，二氧化碳和7K。排 氣的濃成他括織化她 一氧化碳和氫。在SAE文件SAE 950809中詳細說明了氮氧化物存儲催化轉換器的工作模 20式。氮氧化物存儲催化轉化器的成分對本領職術人員而言是^^ 周知的。 氮氧化物存儲材料通常是諸如以精細分布的形式作用從而適當地支持材料的 鋇和鍶的氧化物、氫氧化物或碳M&的M^屬或W^屬的鹼性混合。ltW卜， 氮氧化物存儲催化轉化器還具有催化活性的鉬族貴金屬和氧儲存材料。戶， 成分使得氮氧化物催化轉化器在理論工作條件下具有三元催化轉化器的功存儲階段(稀微莫式)通常擀賣ioo翌oo秒並且取決於催化轉化器的存儲容量和排氣中的織化物的濃度。在具有 >的存儲容量的老化的催化轉化器盼瞎況下，然而存儲階段的辦賣時間還可以下降至50秒至更少。相反地， 再生階段(濃微莫式)總是非常短，並且只持糹賣幾秒。在再生期間從氮氧化 5物存儲催化轉化器排出的排氣基本上沒有汙鄉，並且具有理論成分。在所 述時間期間過量空氣係數入近似等於l 。在再生階棘期，釋放的氮氧化物和附屬於催化轉化器的氧儲存部件的 氧不再足以氧化所有的濃排氣成分。因此存在M催化轉化器的所述成分的 拐點，並_§31量空氣係數下降至低於1的值。戶脫拐點標再生的結束並且可io以M:存儲催化轉化器下遊的戶;fi胃的拉^i傳，(lambda probe)記錄。 因此存儲催化轉化器的再生不可避勉也與碳氫化合物和一氧化碳的短排 放高峰相關聯，該排放高iHW31以下的影響進一步加強，即發動機與存儲催 化轉化器之間的排氣管通常具有有限的長度。在從濃微莫式切換至稀微莫式 期間，齡排氣管仍然充滿了濃祠汽，由發動機當前的稀排氣切換後，該濃15排氣經由催化轉化器排出至伏氣中。催化轉化器不再肯,淨tt^腿濃排氣的 殘留部分，由於預先存儲，在濃燃試過程中氧化劑已經被耗費。因此在再 錄期存在因lt(^生的^M化合物與一氧化碳的加劇的S敞高峰。發明內容20 本發明的目的是Hi共一種方法，該方法會,減小排放高峰，並且使f雜 個祠汽淨化得到 ，尤其是在已經老化的存儲催化轉化器的瞎況下。戶，目的3I3i—種用於再生皿化物存儲催化轉化器的方法而獲得，所 述,化物存儲催化轉化M置在稀燃發動機的祠汽管中，戶M方法Mii將 發動織具有稀祠^的稀搬試切賠具有濃排氣的濃微鼓並腿生再生25後再切換回稀^t莫式進行再生，其特徵在於，切換回^^l莫式後，空氣直接噴射到再存儲催化轉化器的上遊的排氣中並且因此暫時,濃的S汽成分變 為理想成分^#成分，直到發動機的當前的稀S愾至IJ達存儲催化轉化器為止。將空氣暫時噴入排氣管中已經是公知的，例如，御E19802631C1中，該 文獻說明了一種用於稀燃發動機的排氣淨化系統，該排氣淨化系統由氮氧化 5物存儲催化轉化器和在祠汽管中布置在其上遊的SOx存儲催化轉化器構成。在 戶脫文獻中， 為最小需要水平。15 空氣噴射的持續時間取決於發動機與催化轉化器之間的排氣的運行時 間，並且該機時間由掃愾管的長度和在發動機的於工作點的祠汽的流動 體產生。噴射到祠愾中的空氣的量將itA存儲催化轉化器的進口上遊的排 氣的空氣係數變為理想鄉理想的稀範圍。最好限制空氣噴射的 驢從而產 生氣沐混合物具有等於駄於l的過量空氣係數入，並且尤其在l和l. 3之間，20並且^ #另贓1和1.05之間。為了M^可能低的fflil冷空氣保糊汽的冷 卻，繊爐於強烈的空氣噴射。


基於圖l和歐將更詳細地說明本發明，其中25 圖l:示出了用於執行根據本發明的方法的具有祠汽淨化系統和二次空氣供給系統的內燃機圖2:示出了用於執行根據本發明的方法的具有祠汽淨化系統和可替換的 二次空氣供給系統的內燃機。
具體實施方式
圖1中，內燃機(1)配置有包括具有織化物存儲催化轉化器的轉換器殼體(3)的排氣淨4I^、統(2)。轉換器殼體M31祠汽管(4)和排氣歧難 接到內燃機的氣feLh。為了空氣噴射，在氮氧化物存儲催化轉化器的很短距 離的上遊，配置了二次空氣泵(5)。空氣供給管(6)在存儲催化轉化器的很短距離的上遊敞開連接至排氣系統。該敞開連接點在這裡可以位於轉換器殼 體的很繊巨離的上遊或可以直接在轉換器殼體中。ifl:閥(7)用作測量以準 確時間和準確量的空氣噴射。由於已經討it31，存儲催化轉化器的再生只是持續幾秒，並且甚至在零 點幾秒後殘餘的濃S愾艦隨後的稀排氣從發動機的氣缸與存儲催化轉化器之間的排氣管中的排出結束。為了確傲艮快的鵬空氣，因lt頃好連續地操 作二次空氣泵並^M31閥在準確的時間執行空氣的測量。然而，始靴在再 生階段開始日ffl開二次空氣泵並Mil閥執行空氣的測量會更節能。空氣噴 射關閉後，再^^掉二次空^。歐中，內燃機S5S頓替換的二次空氣微系統。^^/M布置中，隨了MI空氣存儲器(8)，從該1縮空氣存儲器中提取經由閥(7)的用於空氣噴射的空氣。壓縮空氣存儲器中的壓力M:二次空氣泵保持在預定的壓力區間。當存儲器中的壓力低於下限值時，二次空n^總是打幵，並且當壓力超 過預定上限值時關閉。以這種方式，二次空^的起動過程便與再生事件無 關，並且相對於圖1的布置 ^而言繊過程的數目減小。
權利要求
1、一種用於再生氮氧化物存儲催化轉化器的方法，所述氮氧化物存儲催化轉化器布置在稀燃發動機的排氣管中，所述方法通過將發動機從具有稀排氣的稀燃模式切換至具有濃排氣的濃燃模式並且發生再生後再切換回稀燃模式進行再生，其特徵在於，切換回稀燃模式後，空氣直接噴射到在存儲催化轉化器的上遊的排氣中，並且因此暫時仍然濃的排氣成分變為理想成分或稀成分，直到發動機的當前的稀排氣到達存儲催化轉化器為止。
2、如權利要求i戶腿的方法，其特徵在於，限定噴射到S^中的空氣的 量，從而所產生的氣體混合物具有等於或大於l的過量空氣係數入。
3、 如權利要求2戶腿的方法，^f寺徵在於，限定噴射至鵬汽中的空氣的 量，從而所產生的氣^M合物具有在l和i. 05之間的過量空氣係數入。
4、 如權利要求l戶;M的方法，，徵在於，M3i二次空，(5) 15所需的空氣並且在正確的時間艦閥(7)以正確的量混合到S愾中。
5、 如權利要求4戶皿的方法，^T徵在於，二次空^i^tkx作。
6、 如權利要求4戶腿的方法，^#徵在於，二次空頓僅在濃M1i式結^t前不姥動並且在空氣至鵬汽的供給結束後再次關閉。
7、 如權利要求4戶腿的方法，其特徵在於，二次空^^在濃微莫式開始20 時起動。
8、 如權利要求4戶;M的方法，其特徵在於，二次空^將空氣供給ME縮空氣存儲器(8)， yf^^M!^縮空氣存儲器中空氣被提取，用於經由閥(7) 空氣噴射。
全文摘要
本發明提出一種用於再生氮氧化物存儲催化轉化器的方法，用於淨化稀燃發動機的排氣的氮氧化物存儲催化轉化器通過將發動機從稀燃模式切換至濃燃模式周期性地再生。再生發生後，發動機切換回稀燃模式。此時，濃排氣仍然在排氣管中從發動機流向催化轉化器，該濃排氣通過下面的稀排氣經由催化轉化器排出到大氣中。這樣導致了濃排氣成分的短暫的排放高峰並且削弱了可以獲得的排氣淨化水平。為了解決所述問題，提出了通過在存儲催化轉化器的上遊噴射空氣產生氧化條件，從而仍然在存儲催化轉化器的排氣管上遊中流動的濃排氣成分在存儲催化轉化器中可以轉換以形成無害的產物。提出的方法可以使得排氣淨化得到相當大的改善，尤其是在催化轉化器由於老化就它們的存儲容量而言已經被損壞並且必須比新催化轉化器更頻繁地再生的情況。
文檔編號F01N3/08GK101248257SQ200680030713
公開日2008年8月20日 申請日期2006年6月22日 優先權日2005年7月16日
發明者C·M·託馬尼克, S·布雷姆, T·克羅伊策, U·格貝爾, W·米勒 申請人:烏米科雷股份兩合公司