[发明专利]用于选择性催化还原的多种还原剂的处理

说明书

技术领域

本发明涉及车辆上用作废气排放控制系统中的还原剂的传输和存储的系统和方法。

背景技术

氨或者尿素可以存储在车辆上用作排气排放控制系统中的还原剂。

在一些情况下，如在发动器启动期间，可以使用由该还原剂系统产生的氨蒸汽，如美国专利2006/0117741中所描述的。例如，氨蒸汽可以输送到存储单元和使用排气热或者电热的反应器。进而，该蒸汽被导入排气中，在排气管中在催化剂的作用下与废气NOx反应。

然而，本发明人意识到这样的系统存在的几个问题。例如，在各种高温状况中会无意中产生氨蒸汽。这样有可能增加系统中的压力并使得氨逸出到空气中而没有在排气中反应。例如，在氨蒸汽不可以被传递到废气中的运行状况下，系统中的高温会产生升高的压力并超出所需值。或者，在发动机关闭之后以及当车辆可能停驻在封闭区域中时，残留的热量和周围的热量可能会充分地增加蒸汽压力，并且可能导致不被控制的(un-metered)NH₃从该还原剂系统，或者通过废气或者通过其他路径逸出。

发明内容

因此，本发明的一个方案是提供一种操作车辆上还原剂传送和存储系统的方法。该方法包括在第一存储装置中存储包含氨的液体，在该第一存储装置中生成氨蒸汽，在第二存储装置中存储所述生成的氨蒸汽，以及将所述蒸汽从该第二存储装置排入发动机废气，以及利用与该还原剂传送和存储系统连通的空气出口在至少一个所述存储或排出过程中降低压力或者建立真空。

在这种方法中，有可能降低蒸汽压力并且减少逸出系统的不被控制的氨。例如，在蒸汽被排出之前可以输送到该第二存储装置，因此，能够减少逃逸氨的排放。另一个例子，当使空气从该第二存储装置中释放或分离出存储的氨时，可以排放系统中的蒸汽。进一步，通过稍后在废气中使用存储的氨，可以达到更高的氨(或尿素)的有效使用率，有可能减少用户增加氨(或尿素)的数量或频率。

请注意，可以使用各种卸压或真空泄放形式。例如，可以使用真空泄放阀，减压阀，或者空气开口。

附图说明

图1显示了内燃机和控制器系统的示例。

图2为管理用于SCR过程多种还原剂的系统的示例性实施例。

图3为在SCR过程中用氨或尿素还原氮氧化物的概括性的简图。

图4为基于发动机运行状态而操作排放控制系统的方法的示例性实施例。

图5A-5D为还原剂管理系统的多种供应和存储模式的简图。

图6描述了用于管理用在SCR过程中的液体还原剂和气体还原剂的系统的示例性实施例。

图7描述了用于管理用在SCR过程中的液体还原剂和气体还原剂的系统的另一个示例性实施例。

图8描述了用于管理用在SCR过程中的液体还原剂和气体还原剂的系统的又一个示例性实施例。

图9-10描述了方法的示例性实施例的流程图，这些方法基于引入的另一种还原剂药剂数量而确定加入SCR过程还原剂药剂数量，并且控制基于排放的氨的数量控制提供至排气系统的尿素的量。

具体实施方式

附图和本说明描绘和记述了用于处理用在SCR过程中的多种还原剂的系统的各种作为示例的实施例。此处所记述的实施例包括用于存储第一还原剂的第一存储装置，其附加到位于用于还原各种发动机排放物的催化剂的上游的排气系统中。在特定的条件下，该第一还原剂可与空气的组分(如水蒸气)反应和/或分解而形成第二还原剂。随着时间过去，在该第一存储装置中的第二还原剂的压力会升高，其会导致该第二还原剂从该第一存储装置中不受控制的释放出。为了有助于防止这种释放，这里所记述的实施例也包括用于存储该第二还原剂的第二存储装置。存储在该第二存储装置中的该第二还原剂至少临时地与该第一还原剂同时使用，或者与之分离使用，以处理内燃机的废气。在这个方法中，该系统可以避免第二还原剂不可控制的释放到该排气系统中。

参见图1，所示为直喷式内燃机10，包括多个燃烧室且由电子引擎控制器12控制。发动机10的燃烧室30包括燃烧室壁32，活塞36位于其中，并且与曲轴40相连接。在一个例子中，活塞36包括一个凹部或碗状凹陷(未示)以形成具有可选的分层或均质水平的空气和燃料进气或者，也可以使用平顶活塞。