[实用新型]发动机排气后处理系统

说明书

一种发动机排气后处理系统，并且其包括颗粒过滤器和设置在颗粒过滤器下游的选择性催化还原装置。第一氧化催化器装置设置在颗粒过滤器上游，且第二氧化催化器装置设置在颗粒过滤器和选择性催化还原装置之间。第一旁通装置在控制系统的控制下选择性地可操作以绕过第一氧化催化器装置。控制系统在排气流的温度高于第一阈值数值且颗粒过滤器中的烟尘载量低于第二阈值数值时启用第一旁通装置，以减少颗粒过滤器的过度被动再生，而过度被动再生会增大颗粒排放物计数。

技术领域

本实用新型涉及用于控制发动机排气中的排放物的发动机排气后处理系统。

背景技术

后处理装置用于减少内燃机的排气流中的排放物。后处理装置的运行会导致副产物堆积在后处理装置中。如果堆积过量的副产物，则发动机或后处理装置的性能和耐久性会受损害，因此需要使得后处理装置周期性地再生，以移除其中一些或所有堆积的副产物。

最近的排放法规已针对从发动机排出的排气流引入了颗粒计数限制，从而需要使用颗粒过滤器后处理装置。在柴油发动机的情形中，使用柴油颗粒过滤器（DPF）后处理装置。如果DPF中的烟尘载量过高，则排气背压升高且造成不可控再生的风险，导致可能损坏DPF或下游装置的过高温度。升高的排气背压例如通过增大燃料消耗也会不利地影响发动机性能。

DPF的再生通过氧化来减少DPF中的烟尘载量。DPF再生方案包括主动再生，例如碳氢化合物投加或使用燃烧器，这提供DPF的高温、快速再生。被动再生利用排气温度在较低温度下提供较缓慢的DPF再生。在DPF上游的柴油氧化催化器（DOC）提供被动再生所需的NO₂。来自DOC的NO₂也用于加速在DPF下游的选择性催化还原（SCR）装置中的NO_x还原。

控制方法应用于后处理系统，以控制后处理装置的操作，并且改进整个系统的性能。例如，控制器可确定何时需要DPF的主动再生和启动碳氢化合物投加，以减少DPF中的烟尘载量。

在美国专利8,562,924中描述了应用于DOC装置的控制方法的示例，其中，采用控制排气流中NO/NO_x的比值的方法，以改进SCR装置的性能并且降低来自发动机的NO_x排放物。排气流可在其中绕过DOC装置的DOC旁通部用于控制排气流中NO₂的量并且优化SCR反应，以避免尾管NO₂排放物过多。

在使得DPF被动地再生的后处理系统中已遇到问题，由此被动再生会在某些发动机和后处理系统条件下发生，且该被动再生随后导致颗粒排放物计数过多。在DPF中烟尘载量较低时，这会发生的一个示例是在发动机高负载期间、例如在峰值转矩下。在这些条件下，发动机排气流的温度可能相对较高并且导致DPF的被动再生，从而减小烟尘载量和DPF过滤效率并且导致尾管颗粒计数过多的排放物。消除DPF上游的DOC会降低导致颗粒排放物计数很高的过度被动再生的风险，但会导致不良的DPF再生和高背压，并且还会降低导致较高的尾管NO_x排放物的SCR NO_x转换。

实用新型内容

根据本实用新型的一个方面，提供一种发动机排气后处理系统，用于接收来自发动机的排气流。后处理系统包括颗粒过滤器和设置在颗粒过滤器下游的选择性催化还原装置。第一氧化催化器装置设置在颗粒过滤器上游，且第二氧化催化器装置设置在颗粒过滤器和选择性催化还原装置之间。第一旁通装置与第一氧化催化器装置相关联，该第一旁通装置选择性地可操作以绕过第一氧化催化器装置。提供控制系统，该控制系统响应于与来自发动机的排气流的温度和颗粒过滤器中烟尘载量相对应的信号。控制系统构造成在同时满足第一标准和第二标准时启用第一旁通装置，该第一标准包括排气流的温度高于第一阈值数值，而该第二标准包括颗粒过滤器中的烟尘载量低于第二阈值数值。