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      NOx還原系統(tǒng)的制作方法

      文檔序號:11447220閱讀:387來源:國知局
      NOx還原系統(tǒng)的制造方法與工藝

      本發(fā)明涉及用于還原存在于車輛發(fā)動機產(chǎn)生的廢氣中的氮氧化物的系統(tǒng)和方法。



      背景技術(shù):

      全世界的政府和組織越來越擔心來自于車輛發(fā)動機的排放。因此,存在對排放控制技術(shù)的需求。

      已知排放控制技術(shù)包括用于還原車輛發(fā)動機產(chǎn)生的廢氣的氮氧化物(即no、no2)的系統(tǒng)。這樣的技術(shù)包括選擇性催化還原(scr)和稀燃nox捕集器(lnt)。scr和lnt系統(tǒng)是在車輛的排廢線中設置的。

      選擇性催化還原是被用于將車輛發(fā)動機產(chǎn)生的氮氧化物(nox)轉(zhuǎn)換成雙原子氮氣(n2)和水(h2o)的過程。用于選擇性催化還原的合適的催化劑包括諸如釩和鎢的堿金屬催化劑。在選擇性催化還原單元中,nox的還原一般在催化室中發(fā)生。在nox氣體進入該室中之前,它們與還原劑混合。合適的還原劑包括液態(tài)尿素溶液(例如:)和氣態(tài)氨。

      scr催化僅能夠在發(fā)動機已經(jīng)達到大約120℃至180℃的溫度之后才工作,但這在冷啟動條件下或在低發(fā)動機負載時可能會需要數(shù)分鐘。當還原劑是諸如的液態(tài)尿素溶液時,要求大約180℃的溫度,當還原劑是氣態(tài)氨時,要求大約120℃的溫度。

      稀燃nox捕集器是nox吸附器,其在車輛發(fā)動機稀燃工作期間與nox化學地結(jié)合。稀燃nox捕集器包括陶瓷堇青石蜂窩結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)覆有諸如氧化鋁(al2o3)的細粒度氧化物、催化活性材料(即鉑族金屬鉑(pt)、鈀(pd)和鐒(rd))、堿性氧化物或碳氫化合物(例如鋇(ba)或鈉(na)的),和氧存儲成分(通常是氧化鈰-氧化鋯固溶體)。

      在發(fā)動機的稀燃工作期間,用過多空氣燃燒燃料。這意味著在發(fā)動機的稀燃工作期間,給nox捕集器提供氧氣,該氧氣被用于將no氧化為no2。nox(no和no2)能夠被堿性氧化物或碳氫化合物吸附在nox捕集器的表面上。然而,nox捕集器上的吸附位置最終會變得飽和,nox捕集器將不再能夠與nox結(jié)合。

      當nox捕集器的吸附器容量飽和時,車輛發(fā)動機需要被轉(zhuǎn)換到富燃模式。與稀燃發(fā)動機工作相對照地,在富燃發(fā)動機工作期間,使用提供正好足以燃燒所有燃料的空氣的空氣/燃料比值。這意味著nox捕集器中的氧氣被還原物(諸如h2、co和碳水化合物)代替。這導致被nox捕集器吸附的nox經(jīng)過還原催化劑被還原為n2。該n2然后從捕集器被釋放。

      然而,當車輛發(fā)動機在富燃模式下工作時,燃料消耗增大。

      此外,當廢氣正在被發(fā)動機產(chǎn)生但排廢線路對于scr催化的良好工作溫暖不夠時,在廢氣管中形成固態(tài)成分和沉積物。例如,當被注入處于低于180℃的溫度的scr中時,形成固態(tài)沉積物。這樣的沉積物可能會導致系統(tǒng)構(gòu)件的故障或阻塞。



      技術(shù)實現(xiàn)要素:

      本發(fā)明的目的在于提供一種改善的還原nox系統(tǒng)。本發(fā)明因此提供一種用于還原車輛發(fā)動機產(chǎn)生的廢氣的氮氧化物的系統(tǒng),該系統(tǒng)包括nox捕集器和用于給廢氣添加還原劑的第一添加裝置,其中,該第一添加裝置被定位在發(fā)動機的下游,以及nox捕集器上游或nox捕集器內(nèi)部。

      通過將用于給廢氣添加還原劑的第一添加裝置定位在nox捕集器的上游或其內(nèi)部,所添加的還原劑可以用于清潔nox捕集器。如上所述,此前需要將發(fā)動機轉(zhuǎn)換到富燃模式以清潔nox捕集器。本發(fā)明因此去除了轉(zhuǎn)換到發(fā)動機富燃模式的需求,導致節(jié)省燃料。nox捕集器的清潔也可以通過氨注射和減少的富燃發(fā)動機工作的組合來激活,這也導致節(jié)省燃料。

      優(yōu)選地,第一添加裝置定位在nox捕集器的上游。

      優(yōu)選地,nox捕集器是稀燃nox捕集器(lnt)。用于本發(fā)明的lnt中的合適的材料由例如us專利號us8,853,123、us專利申請us2002/0076373、和題為“novellowtemperaturenoxstorage-reductioncatalystsfordiesellight-dutyengineemissionsbasedonhydrotalcitecompounds”的、在catalysistoday(volume75,issues1to4,3july2002,pages421-429)中發(fā)表的文獻披露。

      us8,853,123描述了具有在低溫下增加的氮氧化物存儲容量和顯著地抑制的熱吸附的lnt催化劑。該lnt催化劑據(jù)說是通過在蜂窩類型承載體上覆上載體涂料并對其干燥和烘烤來制備的。該載體涂料包含第一催化劑粉末和第二催化劑粉末,在第一催化劑粉末中,鈀(ba)和貴金屬被鈰土載體支撐,在第二催化劑粉末中,貴金屬被鎂(mg)取代氧化鋁載體支撐。

      us2002/0076373描述了為了改善的低溫性能而在nox吸附器中使用鋰。在該專利申請中,鋰和堿金屬材料和/或堿土金屬材料的組合據(jù)說實現(xiàn)nox低溫還原為分子氮。

      在該發(fā)表于catalysistoday的文獻中,分散的mg(al)o氧化物的存在據(jù)說促進nox的低溫存儲。

      在本發(fā)明的某些實施例中,第一添加裝置可包括用于將還原劑噴射或噴灑到廢氣中的噴嘴。

      優(yōu)選地,還原劑是氨。氨優(yōu)選地以液態(tài)或氣態(tài)的形式來提供。

      本發(fā)明的nox還原系統(tǒng)可被連接到用于存儲氨母體(例如尿素或在水中的尿素為至少10重量%至35重量%的濃縮尿素溶液)的儲箱。用于存儲氨母體的儲箱被連接到用于產(chǎn)生氨的氨母體分解單元,其中,尿素分解單元與所述添加裝置流體連通。在一個具體實施例中,氨母體可以是液態(tài)氨母體;特別地,它可以是溶液。在另一實施例中,氨母體可以是固體。

      在本發(fā)明的一個實施例中,設置了用于存儲來自于氨母體分解的產(chǎn)物的儲箱。

      優(yōu)選地,所述系統(tǒng)還包括第一選擇性催化還原單元,其中,該第一選擇性催化還原單元位于nox捕集器的下游。在本發(fā)明的一些實施例中,nox捕集器和第一選擇性催化還原單元可位于同一殼子或罩子內(nèi)。組合單元的優(yōu)點在于更為緊湊,并且避免nox捕集器與第一選擇性催化還原單元之間的熱量損失。

      更優(yōu)選地,所述系統(tǒng)還包括第二選擇性催化還原單元,其中,該第二選擇性催化還原單元位于第一選擇性催化還原單元的下游。

      所述系統(tǒng)也可以還包括用于給廢氣添加還原劑的第二添加裝置,其中,該第二添加裝置位于至少一個選擇性催化還原單元的上游。因此,在具有單一選擇性催化還原單元的實施例中,第二添加裝置可位于該第一選擇性催化還原單元的上游。在具有第一和第二選擇性催化還原單元的實施例中,第二添加裝置可同時位于第一和第二選擇性催化還原單元的上游,或僅位于第二選擇性催化還原單元的上游。

      第二添加裝置也適于例如通過將還原劑噴射或噴灑到廢氣中而給廢氣添加還原劑。在本發(fā)明的實施例中,第二添加裝置可包括用于將還原劑噴射或噴灑到廢氣中的噴嘴。還原劑優(yōu)選地是氨,該氨優(yōu)選地呈液態(tài)或氣態(tài)形式。

      優(yōu)選地,本發(fā)明的用于還原由車輛發(fā)動機產(chǎn)生的廢氣的氮氧化物的系統(tǒng)還包括至少一個傳感器和控制器,其中,控制器被配置為接收來自于該至少一個傳感器的感應數(shù)據(jù),并基于來自于該至少一個傳感器的感應數(shù)據(jù)控制添加裝置中的至少一個。

      因此,在本發(fā)明的僅具有一個添加裝置的實施例中,被配置為接收來自于該至少一個傳感器的感應數(shù)據(jù)的控制器可基于感應數(shù)據(jù)控制第一添加裝置。

      在具有第一和第二添加裝置的實施例中,控制器可被配置為控制第一或第二添加裝置中的僅一個,或控制器可被配置為基于感應數(shù)據(jù)控制第一和第二添加裝置兩者。如果存在更多的添加裝置,控制器也可控制這些更多的添加裝置。

      在某些實施例中,所述系統(tǒng)可包括位于nox捕集器下游的nox傳感器和被配置為接收來自于nox傳感器的感應數(shù)據(jù)并基于從nox傳感器接收到的數(shù)據(jù)控制添加裝置中的至少一個的控制器。因此,控制器可被配置為基于從nox傳感器接收到的數(shù)據(jù)控制至少第一和/或第二添加裝置。例如,在僅具有第一添加裝置的實施例中,第一添加裝置可基于從nox傳感器接收到的數(shù)據(jù)被控制。

      本發(fā)明的實施例可包括多個nox傳感器,例如,兩個nox傳感器,其中,這些nox傳感器中的一個位于nox捕集器的下游和scr單元的上游,而另一個nox傳感器則位于該scr單元的下游。在這樣的實施例中,控制器被配置為接收來自于多個nox傳感器的感應數(shù)據(jù),并基于至少該感應nox數(shù)據(jù)控制還原劑的添加。

      額外地或替代地,所述系統(tǒng)可包括溫度傳感器,其中,控制器被配置為基于由溫度傳感器感應的溫度來控制添加裝置中的至少一個??刂破骺杀慌渲脼榛谟蓽囟葌鞲衅鞲袘臏囟瓤刂浦辽俚谝缓?或第二添加裝置。

      在某些實施例中,所述系統(tǒng)可設有多個溫度傳感器。例如,所述系統(tǒng)可具有位于nox捕集器中或緊鄰處的第一溫度傳感器和位于scr單元中或緊鄰處的第二溫度傳感器。在這樣的實施例中,控制器被配置為接收來自于多個溫度傳感器的數(shù)據(jù),并基于至少該感應溫度數(shù)據(jù)控制一個或更多個添加裝置。

      在某些實施例中,所述系統(tǒng)可包括多個nox和/或溫度傳感器。在這些實施例中,控制器被配置為接收來自于多個傳感器的感應數(shù)據(jù),并基于從傳感器接收到的數(shù)據(jù)控制一個或更多個添加裝置。

      優(yōu)選地,添加裝置中的至少一個被配置為注射氣相的還原劑。因此,第一和/或第二添加裝置可被配置為添加氣相的還原劑。

      在某些實施例中,第一添加裝置被設置為將還原劑噴射到車輛排廢線中的發(fā)動機與nox捕集器之間。

      優(yōu)選地,本發(fā)明的系統(tǒng)位于車輛排廢線內(nèi)。

      本發(fā)明的系統(tǒng)的實施例也可設有位于發(fā)動機下游和nox捕集器和第一添加裝置兩者的上游的柴油氧化催化(doc)單元。由于doc單元被配置為促進通過氧氣氧化廢氣成分,該單元應當位于第一添加裝置的上游,或者還原劑可以被doc氧化。

      在本發(fā)明的另一方面中,提供了一種被配置為接收指示排放系統(tǒng)中的測得參數(shù)的數(shù)據(jù)并基于所接收的數(shù)據(jù)控制在nox捕集器上游或在nox內(nèi)部和在發(fā)動機的下游添加還原劑。

      在本發(fā)明的該另一方面的實施例中,控制器可被配置為接收指示廢氣中的nox含量的數(shù)據(jù),并基于所接收到的nox含量數(shù)據(jù)控制在nox捕集器上游或nox內(nèi)部(和在發(fā)動機下游)添加還原劑。

      在其它實施例中,控制器可額外地或替代地被配置為接收指示排放系統(tǒng)中的溫度的數(shù)據(jù),并基于所接收到的溫度數(shù)據(jù)控制在nox捕集器上游或nox內(nèi)部(和在發(fā)動機下游)添加還原劑。

      在本發(fā)明的另一方面中,提供了一種用于在還原由車輛發(fā)動機產(chǎn)生的廢氣的氮氧化物方面使用的組件,該組件包括nox捕集器、用于給廢氣添加還原劑的第一添加裝置、和被配置為接收指示測得參數(shù)的數(shù)據(jù)的控制器,其中,第一添加裝置被定位在發(fā)動機下游和要么nox捕集器上游或其內(nèi)部,并且控制器被配置為基于所接收到的數(shù)據(jù)來控制在nox上游或nox內(nèi)部添加還原劑。

      本發(fā)明的上述其它方面的另外的可選特征也適用于該組件。

      在本發(fā)明的另一方面中,提供了一種用于減少發(fā)動機產(chǎn)生的廢氣的氮氧化物的方法,該方法包括:將發(fā)動機產(chǎn)生的氮氧化物存儲在定位于發(fā)動機下游的nox捕集器中;在nox捕集器上游或其內(nèi)部并在發(fā)動機下游將還原劑添加到廢氣中;以及,用該還原劑還原吸附在nox捕集器中的nox并清潔nox捕集器。

      優(yōu)選地,還原劑是氨。

      所述方法優(yōu)選地還包括用還原劑來還原定位于nox捕集器下游的選擇性催化還原(scr)單元中的nox。

      優(yōu)選地,所述方法包括測量參數(shù)并用該參數(shù)來控制還原劑的添加,其中,所測得的參數(shù)可以是廢氣的nox含量或溫度。

      溫度可以是來自于發(fā)動機的廢氣的溫度。優(yōu)選地,一旦達到所要求的溫度就添加還原劑。所要求的溫度可以大約為120至180℃,優(yōu)選地為120至140℃。

      廢氣的nox含量可以在nox捕集器的下游和/或scr單元的下游測量。

      附圖說明

      附圖被用于示出本發(fā)明目前優(yōu)選的非限制性示例性實施例。由以下詳細的說明,當結(jié)合附圖閱讀時,本發(fā)明的特征和主題的以上和其它優(yōu)點將變得更明顯,并且本發(fā)明將被更好地理解,在附圖中:

      圖1是示出用于還原nox的系統(tǒng)的第一實施例的圖;

      圖2是示出用于還原nox的系統(tǒng)的第二實施例的圖;

      圖3是示出用于還原nox的系統(tǒng)的第三實施例的圖;

      圖4是示出用于還原nox的系統(tǒng)的第四實施例的圖;

      圖5是示出用于還原nox的系統(tǒng)的第五實施例的圖;

      圖6是示出用于還原nox的系統(tǒng)的第六實施例的圖;

      圖7是示出用于還原nox的系統(tǒng)的第七實施例的圖;

      圖8是示出用于還原nox的系統(tǒng)的第八實施例的圖;

      圖9是示出用于還原nox的系統(tǒng)的第九實施例的圖;

      圖10是示出用于還原nox的系統(tǒng)的第十實施例的圖;以及

      圖11是示出用于還原nox的系統(tǒng)的第十一實施例的圖。

      具體實施方式

      附圖示出了用于還原存在于車輛發(fā)動機1產(chǎn)生的廢氣中的氮氧化物的系統(tǒng)的實施例。在所有這些實施例中,所述系統(tǒng)包括nox捕集器3和給廢氣添加還原劑的第一添加裝置5,其中,第一添加裝置5位于車輛發(fā)動機1的下游和nox捕集器3的上游。

      在本發(fā)明的替代性實施例中,第一添加裝置5可位于nox捕集器3內(nèi)部。

      在圖1至11的所有圖中,箭頭d示出廢氣向著下游方向的運動。此外,系統(tǒng)全都位于排廢線2內(nèi)。

      在所有圖的實施例中,第一添加裝置5都包括一定形式的連接到排廢線的出口。例如,該裝置可包括具有適于將液態(tài)或氣態(tài)形式的還原劑注射或噴射到排廢線2中的出口噴嘴的注射器或噴射器。優(yōu)選地,還原劑是液態(tài)或氣態(tài)氨。

      還原劑從還原劑存儲器4提供。該存儲器4可以是氨存儲器。替代地,在本發(fā)明的某些實施例中,存儲器4可以容納尿素,并且還原劑存儲器4還包括被配置為將尿素溶液分解成氨以提供給第一添加裝置5的尿素分解部分。

      當圖1至11的所有實施例的系統(tǒng)被使用時,發(fā)動機1產(chǎn)生包含氮氧化物的廢氣。這些廢氣向著方向d在排廢線2中向下運動,并穿過定位于發(fā)動機1下游的nox捕集器3。

      優(yōu)選地,當排放系統(tǒng)處于低溫時(例如發(fā)動機剛被啟動之后或當發(fā)動機以低發(fā)動機負載工作時),發(fā)動機產(chǎn)生的nox被存儲在nox捕集器3中。為了清潔nox捕集器3,還原劑在nox捕集器3的上游被第一添加裝置5注入廢氣中。

      在圖1的實施例中,系統(tǒng)僅包括nox捕集器3。當圖1的系統(tǒng)被使用時,還原劑在nox捕集器3的上游被注射或噴射到排廢線2中。所注射/噴射的還原劑然后被nox捕集器用于將所吸附的nox還原成雙原子氮(n2)。

      優(yōu)選地,該系統(tǒng)還包括至少一個第一選擇性催化還原(scr)單元。本發(fā)明的這樣的優(yōu)選實施例由圖2至11示出。

      在圖2至11的所有實施例中,系統(tǒng)都包括nox捕集器3、第一添加裝置5和第一選擇性催化還原(scr)單元6,其中,該scr單元6位于發(fā)動機1和nox捕集器3兩者的下游。因此,第一添加裝置5位于車輛發(fā)動機1的下游以及nox捕集器3和scr單元6兩者的上游。

      當圖2至11的實施例的系統(tǒng)被使用時,發(fā)動機1產(chǎn)生包含氮氧化物的廢氣。這些廢氣向著方向d在排廢線2中向下運動。廢氣首先穿過定位于發(fā)動機1下游的nox捕集器3,然后穿過位于nox捕集器3下游的第一scr單元6。

      優(yōu)選地,當系統(tǒng)處于低溫時,發(fā)動機1產(chǎn)生的nox被存儲在定位于scr單元6上游的nox捕集器3中。當系統(tǒng)對于scr單元6良好運作并將nox還原成雙原子氮(n2)和水(h2o)足夠溫暖時(例如大約120℃至180℃或更熱),可在nox捕集器3上游注射還原劑,既導致nox捕集器的清潔也導致nox在scr單元6中的還原。所注射的還原劑因此既被用于清潔nox捕集器3也被用于還原scr單元6中的nox。

      圖2、3和4示出本發(fā)明的僅具有單一scr單元6的實施例。在圖2和4中,nox捕集器3和scr單元6在排廢線2內(nèi)部間隔開。在圖2和4的實施例中,發(fā)動機1與nox捕集器3之間的距離大約為10至50cm。

      在圖3的實施例中,nox捕集器3和scr單元6位于同一殼子中。該組合的nox捕集器3和scr單元6也沿著排廢線2被定位于距離發(fā)動機大約10至50cm處。該組合的單元的優(yōu)點在于避免nox捕集器3與scr單元6之間的熱量損失。組合的nox捕集器3和scr單元6還是更緊湊的。

      在圖5至8的實施例中,系統(tǒng)在第一scr單元6以外還包括第二scr單元7。該第二scr單元7位于發(fā)動機1、nox捕集器3和第一scr單元6全部的下游。如果發(fā)動機1附近用于第一scr單元6的空間對于容納scr催化劑的全部體積過小,第二scr單元7可以是有用的。

      當圖5至8的實施例被使用時,廢氣將穿過nox捕集器3、第一scr單元6,然后穿過第二scr單元7。如果在廢氣穿過nox捕集器3和第一scr單元6之后在其中還剩余nox,該nox應被第二scr單元7還原成雙原子氮(n2)和水(h2o)。因此,設置第二scr單元7可幫助確保離開車輛的廢氣的nox含量為零或非常低。

      在圖4、6、7、8和10的實施例中,系統(tǒng)額外地設有定位于至少一個scr單元6、7上游的額外添加裝置8(例如,具有出口噴嘴的注射器和/或噴射器)。此外,該系統(tǒng)還設有用于在第一添加裝置5和第二添加裝置8之間分配還原劑的設備9。該設備9可以是例如三通閥。在所述圖中示出的實施例中,還原劑從還原劑存儲器4向著方向a運動。

      當圖4、6、7、8和10的實施例被使用并且排放系統(tǒng)處于低溫時(例如剛啟動之后或處于低發(fā)動機負載下),發(fā)動機1產(chǎn)生的nox被存儲在nox捕集器3中。當nox捕集器3變得飽和時,nox將不再被nox捕集器3吸附,而是會穿過nox捕集器3(即會發(fā)生“nox逃逸”)。

      在這些情況下,如果位于第二添加裝置8下游的至少一個scr單元6、7在nox捕集器達到其運作溫度之前達到該單元的工作溫度,則可由第二添加裝置8在相關scr單元6、7上游注射還原劑。在該scr單元6、7上游注射還原劑允許穿過nox捕集器3的nox被已經(jīng)達到其工作溫度的scr單元6、7還原,而不清潔nox捕集器3。當系統(tǒng)足夠溫暖時(即當nox捕集器達到其工作溫度時),還原劑則將被第一添加裝置5在nox捕集器3上游注射,在nox在一個或更多個scr單元6、7中被還原劑還原之外,還導致對nox捕集器3的清潔。

      如果例如氣態(tài)氨被用作還原劑,scr單元6、7可能會具有比nox捕集器3更低的工作溫度。如果還原劑是氣態(tài)氨,scr單元6、7的工作溫度可能是大約120℃。

      在一個替代性工作方式中,nox捕集器可在至少一個scr單元6、7達到其工作溫度之前達到它的工作溫度。在這些情況中,當nox捕集器達到它的工作溫度時,還原劑將在nox捕集器3上游被第一添加裝置5注射,導致nox捕集器3的清潔。還原劑將僅當系統(tǒng)對于第二添加裝置8下游的scr單元6、7的工作足夠溫暖時才被第二添加裝置8注射。

      在具有兩個scr單元的實施例(在圖6、7和8中示出)中,第一scr單元6由于定位為更接近發(fā)動機1而很可能會在第二scr單元7之前達到其要求的工作溫度。

      在圖6中示出的實施例是圖4和5的實施例的組合,即圖6的實施例具有第二scr單元7和第二添加裝置8兩者。當圖6的系統(tǒng)被使用時,在系統(tǒng)處于低溫時(例如剛啟動之后或處于低發(fā)動機負載下),發(fā)動機1產(chǎn)生的nox將被nox捕集器3存儲。如果nox捕集器3最終會變得nox飽和,那么nox捕集器3將不再吸附nox,nox而是穿過nox捕集器3(“nox逃逸”)。一旦scr單元7達到其工作溫度,還原劑就可在定位于第二scr單元7上游的注射點被第二添加裝置8注射,允許第二scr單元7還原未被吸附的nox而不清潔nox。之后,當scr單元6、7足夠溫暖時,還原劑被第一添加裝置5注射,即還原劑在nox捕集器3上游被注射,導致nox捕集器3的清潔和nox在第一和第二scr單元6、7中的還原。

      在圖7所示的系統(tǒng)中,第二添加裝置8定位在第一scr單元6的上游而不是如圖6所示的該單元的下游。

      當圖7的系統(tǒng)被使用時,在系統(tǒng)處于低溫時,nox捕集器3將捕集發(fā)動機產(chǎn)生的nox。像圖4和6的實施例那樣,當nox捕集器3變得飽和而不再吸附任何nox(即發(fā)生“nox逃逸”)時,還原劑可在scr單元6、7上游被第二添加裝置8注射,只要至少一個scr單元6、7已經(jīng)達到其工作溫度。正常地,scr單元6由于其更接近發(fā)動機1而將在scr單元7之前達到其運作溫度。這允許從nox捕集器3逃出的nox被scr單元6、7還原而不清潔nox捕集器3。然后,當nox捕集器3足夠溫暖時,還原劑在nox捕集器3上游被第一添加裝置5噴射以清潔nox捕集器3。nox則既被nox捕集器還原也被第一和第二scr單元6、7還原。

      使用圖7的實施例而不是圖6的實施例可以是有利的。在圖6中示出的系統(tǒng)中,所添加的還原劑被第二scr單元7使用。然而,在圖7的實施例中,所添加的還原劑被第一scr單元6和第二scr單元7兩者使用。第一scr單元6更接近發(fā)動機1,因此一般會比第二scr單元7更快地變得更溫暖。

      在圖8的實施例中,給圖7的系統(tǒng)添加了可選的第三添加裝置11。該第三添加裝置11(例如包括噴嘴的注射器或噴射器)被定位在第一scr單元6的下游和第二scr單元7的上游。系統(tǒng)設有用于在第三添加裝置11和第一和第二添加裝置5、8之間分配還原劑的第二設備10。該第二設備10可以是例如三通閥。

      在由圖9示出的系統(tǒng)的實施例中,該系統(tǒng)額外地包括兩個nox傳感器20、21。除了傳感器,該系統(tǒng)的整體設置與圖2所示的大致相同。

      第一nox傳感器20被定位在nox捕集器3下游和scr單元6的上游。第二nox傳感器被定位在scr單元6的下游。

      當圖9的系統(tǒng)被使用時,在系統(tǒng)冷的時候,nox捕集器3將積累nox。在該時間點,沒有注射還原劑。系統(tǒng)的溫度可要么由溫度傳感器(未示出)測量,要么系統(tǒng)的溫度可被估計(例如,通過假設系統(tǒng)將在發(fā)動機啟動之后保持冷x分鐘,或通過使用考慮到發(fā)動機負載和相關時長的更為復雜的算法)。

      當?shù)谝籲ox傳感器20檢測到nox時,這意味著nox捕集器3飽和,不再吸附nox。在這些情況中,還原劑被第一添加裝置5噴射到系統(tǒng)中,nox捕集器3被清潔。nox捕集器3然后可吸附更多的nox。

      當系統(tǒng)變得足夠溫暖時(例如由溫度傳感器檢測),還原劑再次被注入系統(tǒng)中,使得在scr單元6中有還原劑可用于還原nox。而且,所注射的還原劑也將清潔nox捕集器3。這將確保nox捕集器3保持nox吸附能力,這在發(fā)動機被關閉并之后重新啟動的情況下是想要獲得的。

      圖9的系統(tǒng)還設有第二nox傳感器21。該nox傳感器21被用于監(jiān)控scr單元6的運作以檢查其是否良好地工作。

      圖10中示出的系統(tǒng)包括兩個nox傳感器20、21。除傳感器20、21以外,該實施例的整體設置與圖4所示的相同。該實施例與圖9的實施例的不同之處在于該系統(tǒng)包括兩個添加裝置:第一和第二添加裝置5、8。

      當圖10的系統(tǒng)被使用時,在系統(tǒng)冷的時候,nox捕集器3積累nox。在該時間點,沒有注射還原劑。同樣地,溫度可由溫度傳感器(未示出)測量,或者系統(tǒng)的溫度可被估計(例如,通過假設系統(tǒng)將在發(fā)動機啟動之后保持冷x分鐘,或通過使用考慮到發(fā)動機負載和相關時長的更為復雜的算法)。

      在圖10的系統(tǒng)中,nox捕集器3可在比scr單元6更低的溫度下工作,反之亦然。

      如果nox捕集器在更低的溫度下工作,那么當系統(tǒng)的溫度被確定對于scr單元6運作過低(例如低于140℃)的時候并且當?shù)谝籲ox傳感器20檢測到存在任何nox時,還原劑被第一添加裝置5注射到排廢線2中以清潔nox捕集器3。在存在還原劑的情況下,nox捕集器上捕集的nox將被還原成n2。

      在該情況中,當系統(tǒng)變得足夠溫暖時(例如由溫度傳感器檢測),還原劑將被第二添加裝置8注射,以確保在scr單元6中存在可用于還原nox的還原劑。

      像圖9的系統(tǒng)那樣,由第一添加裝置5進一步注射還原劑也確保nox捕集器具有低nox含量,這意味著如果發(fā)動機被關閉然后被重新啟動,該捕集器仍具有吸附能力。

      替代地,如果scr單元6可在比nox捕集器3更低的溫度下工作,那么系統(tǒng)將在nox捕集器能夠工作之前達到scr單元6能夠工作的溫度。這在例如氨氣被用作還原劑的情況下可發(fā)生。

      在這些情況中,當?shù)谝籲ox傳感器20檢測到存在任何nox時,如果scr單元6已經(jīng)達到其運作溫度,那么還原劑可在scr單元6上游被第二添加裝置8注射。在scr單元6上游注射還原劑允許穿過nox捕集器3的nox被scr單元6還原而不清潔nox捕集器3。當系統(tǒng)足夠溫暖時,還原劑則將在nox捕集器3上游被第一添加裝置5注射,在nox在scr單元6中被還原劑還原之外還導致nox捕集器3的清潔。

      同樣地,由第一添加裝置5進一步注射還原劑確保nox捕集器具有低nox含量,這意味著如果發(fā)動機關閉然后被重新啟動,該捕集器仍具有吸附能力。

      像圖9的實施例那樣,圖10的系統(tǒng)設有定位于scr單元6下游的第二nox傳感器21。該nox傳感器21被用于監(jiān)控scr單元6的工作以檢查該單元是否良好地工作。

      在本發(fā)明的替代性實施例中,系統(tǒng)可僅設有單一nox傳感器,例如僅具有第一或第二傳感器20、21。

      在最后的附圖(圖11)中,其與圖9中所示的系統(tǒng)大致相同,除了該系統(tǒng)還包括被配置為接收來自于nox傳感器20、21的數(shù)據(jù)的控制器40??刂破鬟€被配置為基于從傳感器20、21接收到的數(shù)據(jù)控制第一添加裝置5。在圖11的圖示中,從傳感器20傳輸給控制器40的數(shù)據(jù)由線30示出,從傳感器21傳輸給控制器40的數(shù)據(jù)由線31示出,發(fā)送給第一添加裝置5的控制指令由線33示出。

      在圖11的系統(tǒng)的一個替代性實施例中,該系統(tǒng)可在nox傳感器之外或替代nox傳感器地設有溫度傳感器。由溫度傳感器記錄的數(shù)據(jù)則可被傳輸給控制裝置40,控制裝置40可用該溫度數(shù)據(jù)控制第一添加裝置5。

      在其它替代性實施例中,控制器40可使用從nox和/或溫度傳感器接收到的數(shù)據(jù)控制多個添加裝置,例如第一和第二添加裝置5、8。

      在所有上述實施例中,在當捕集器飽和時在nox捕集器3的上游噴射還原劑以清潔捕集器之外,還原劑還可在捕集器未飽和時在nox捕集器3上游被噴射,以保持nox捕集器3始終是隨時能夠吸附nox的。這是有利的,這是因為這意味著如果發(fā)動機重新啟動,nox捕集器3將隨時能夠吸附nox。諸如氨的還原劑可在nox捕集器3的上游例如以規(guī)則的時間間隔噴射。

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