CN101809255A - 用于在具有稀燃运行的内燃机的机动车辆中降低二氧化氮排放的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于降低具有带SCR催化转化器(5)的排气净化系统的机动车辆中的二氧化氮(NO₂)排放的方法。在具有用于氮氧化物的吸附中心的SCR催化转化器(5)中，在使用温度以上，向SCR催化转化器(5)供给增浓了氨的排气。低于使用温度时，向被供应给SCR催化转化器(5)的排气中这样增浓一种物质，使得在SCR催化转化器(5)的相应吸附中心禁止氮氧化物的吸附。本发明提出，为了将NO_x总排放降低至第一可预定量以下，向SCR催化转化器(5)供给增浓了氨的排气，并通过用储存在SCR催化转化器(5)中的碳氢化合物转化NO₂，将NO_x总排放物中的NO₂份额降低至第二可预定量以下。

Description

用于在具有稀燃运行的内燃机的机动车辆中降低二氧化氮排放的方法

技术领域

本发明涉及一种用于在具有稀燃运行的内燃机的机动车辆中降低二氧化氮排放的方法，该内燃机连接有排气净化系统，该排气净化系统具有SCR催化转化器。

背景技术

从DE 102005049655A1已知一种用于降低二氧化氮(NO₂)排放的方法，该方法在带有排气净化系统的稀燃运行的内燃机中使用，该排气净化系统包括具有氮氧化物氧化活性的催化转化器。在该方法中，与一氧化氮(NO)的氧化形成竞争的物质的份额在内燃机的运行期间发生变化。由此实现了在具有NO-氧化活性的催化转化器的下游，排气中的NO₂含量呈现出对于随后的排气后处理来说优选的量。在此，主要重点在于氮氧化物(NO_x)在SCR催化转化器上为具有NO-氧化活性的催化转化器下游执行的选择性还原或在于沉积在颗粒过滤器上的炭黑颗粒的氧化。

通过该方法确实避免了在所述随后的排气后处理过程中形成不必要或不利的过量NO₂，但释放到环境中去的一般为NO_x且特别是NO₂并未可靠地降低至希望的量。特别是未可靠地避免在低的排气温度下NO_x且特别是NO₂的不希望的排放。

发明内容

本发明的目的是提供一种方法，使用该方法，能够在很宽的运行范围内并且特别是在临界的低排气温度下降低内燃机的二氧化氮排放。

此目的通过具有权利要求1的特征的方法和具有权利要求3的特征的方法来实现。

在根据本发明的按照权利要求1的方法中，在具有用于氮氧化物的吸附中心的SCR催化转化器中，在使用温度--在该使用温度下可通过SCR催化转化器在氧化条件下发生明显的用氨还原氮氧化物--以上，为该SCR催化转化器供给增浓了氨的排气。

能够用于借助NH₃在氧化条件下催化NO_x的选择性还原的SCR催化转化器具有吸附中心，氮氧化物(NO_x)可被吸附在该吸附中心上并从而可从排气中被除去。这种用于吸附NO_x的能力涉及氮氧化物NO和/或NO₂，其中不排除对其它氮氧化物诸如N₂O、N₂O₃、N₂O₄及其它的特别是极性物质的可能的吸附。在下文中，如果既涉及一氧化氮(NO)又涉及其它所提到的氮氧化物中的一种，则称之为NO_x。然而，在关于二氧化氮(NO₂)的情况下，则仅涉及这种氮氧化物。

根据本发明，在所述使用温度以下，向被供应给SCR催化转化器的排气中增浓一种物质，该物质至少部分地吸附在SCR催化转化器的吸附中心上，使得NO_x在这些吸附中心上的吸附被禁止。

用于向排气中增浓氨和/或能够分离出氨的反应剂的装置优选为添加装置，使用该添加装置可将外部提供的还原剂如氨(NH₃)、尿素、氨基甲酸铵或甲酸酸铵从外部供给到排气。优选一种用于可被喷射到排气中的尿素水溶液的添加装置。由于热解和/或水解，当温度升高时在排气中从尿素释放NH₃，利用该NH₃，在氧化条件下在SCR催化转化器上发生选择性的NO_x-还原。然而，所述装置也可以是集成在排气净化系统中的、由排气流经的反应单元，该反应单元可从本身就包含在排气中的排气成分中或从随后被完全或部分地引导向排气的排气成分中产生(排气内部的)氨。为此，主要考虑催化单元，例如连接在SCR催化转化器上游的三效催化转化器或氮氧化物储存催化转化器，其可借助于起还原作用的排气成分将所供给或储存的氮氧化物还原成氨。

就这一点而言，SCR催化转化器的使用温度是指在该温度之上能够用所供给的NH₃在SCR催化转化器上实现明显的NO_x-还原的温度。在此，该使用温度可由SCR催化转化器的起动温度限定，在该起动温度以上SCR催化转化器达到用于通过NH₃选择性地还原NO_x的明显活性。然而，所述使用温度也可通过分解温度来表征，在该分解温度之上NH₃明显从所添加的反应剂中释放。在这两种情形中，低于使用温度则用于在SCR催化转化器中通过NH₃选择性地还原NO_x的条件不存在或仅在很小程度上存在。通过根据本发明的方法，在使用温度以下和使用温度以上都能实现特别是NO₂的减少。

本发明人已发现，至少对于某些类型的SCR催化转化器而言，特别是一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO₂)、碳氢化合物(HC)或水(H₂O)和/或其它物质能够吸附在用于NO_x的吸附中心上，使得禁止NO_x在这些吸附中心上的吸附。SCR催化转化器通常设计成：至少在比较低的温度下，相关吸附中心能够以与NO_x相当或甚至比NO_x更强的结合强度吸附结合一种或多种所述物质或其它物质。然而，也可仅通过这样的方式来实现防止或至少大幅减少NO_x的吸附，即，与NO_x相比提供了明显过量的相应物质，并因此优选发生由这种物质占据吸附中心。

本发明人已发现，在加热SCR催化转化器的情况下，当达到脱附温度时，之前吸附并因此积聚的NO_x特别是以NO₂的形式释放，其中会出现高浓度值。由于根据本发明的被禁止的NO_x吸附，即，完全防止或大幅减少NO_x的吸附，避免了催化转化器中NO_x的增浓。因此，在将SCR催化转化器加热到脱附温度之上而又低于使用温度时，由于脱附而造成的NO₂的提高的排放被禁止。此外，通过根据本发明的禁止吸附NO_x，在低温时避免了在SCR催化转化器中由于与排气中所含的水反应而形成硝酸或亚硝酸，该硝酸或亚硝酸一方面会导致SCR催化转化器或排气净化系统零件的损坏，而另一方面在热脱附时会出现不希望的、高毒性的硝酸类气体的排放。为了总体上降低NO_x排放，有利的是，使用一种物质用以吸附在所述吸附中心上，利用该物质对于SCR催化转化器来说在低温还原中甚至在使用温度以下也可进行NO₂还原或总体而言实现NO_x的减少。

在根据权利要求1的方法的设计方案中，向排气中增浓碳氢化合物以防止氮氧化物的吸附。特别是优选增浓低分子碳氢化合物。关于通过NH₃对NO_x的选择性还原进行有效催化以及关于堵塞吸附中心和/或通过所供给的碳氢化合物低温还原NO_x，包含固体酸的SCR催化转化器是特别合适的。可附加地提供定量配送过渡金属如铁(Fe)或铂族金属如铂(Pt)。此时相应的吸附中心优选设计成Lewis和/或

酸中心。可能存在的过渡金属中心或铂族金属中心也可起用于NO_x和碳氢化合物的吸附中心的作用。这种SCR催化转化器的实施方式对于其它用于堵塞NO_x吸附中心的添加剂来说也是有利的。

本发明的目的还根据权利要求3这样实现，使得在具有排气净化系统--该排气净化系统具有能够在氧化条件下用氨还原氮氧化物(NO_x)的SCR催化转化器，以及设置在SCR催化转化器上游的、用于向排气中增浓氨和/或能够分离出氨的反应剂的装置--的稀燃运行的机动车辆内燃机中，通过在使用温度以上向SCR催化转化器供给增浓了氨的排气而将该机动车辆的氮氧化物总排放降低至第一可预定量之下，并且通过使用储存在SCR催化转化器中的碳氢化合物转化二氧化氮(NO₂)而将氮氧化物(NO_x)总排放物中的二氧化氮(NO₂)份额降低至第二可预定量之下。

该第一可预定量和第二可预定量优选为相应物质的在一定的预定行驶距离中和/或在行驶和/或运行状态的预定集合中被释放到环境中去的由其质量限定的量。

在此，优选主要或至少很大部分通过SCR催化转化器来降低NO_x总排放。为此，在SCR催化转化器的使用温度以上向排气中增浓氨。在此，优选将来自外部储存器的氨和/或能够分离出氨的反应剂在SCR催化转化器上游添加到排气中。然而，也可通过排气净化系统的部件来向排气中增浓氨。也可另外设置成通过一个或多个能够实现NO_x减少的其它排气净化单元来减少内燃机一部分未处理的NO_x排放物，该排气净化单元优选在排气净化系统中连接在SCR催化转化器的上游。

为了降低氮氧化物(NO_x)总排放物中的二氧化氮(NO₂)的份额，特别是在使用温度以下优选将碳氢化合物增浓的排气供给到SCR催化转化器。SCR催化转化器优选构造成使得其至少在使用温度以下可吸附排气中不断增加的碳氢化合物和/或可通过这些碳氢化合物催化NO₂的还原。这样，在SCR催化转化器的正常运行温度和该正常运行温度以下都能降低一般为NO_x的且特别是NO₂的排放。

在正常运行温度下，也就是说，在使用温度以上，NO_x的减少可通过在SCR催化转化器上或SCR催化转化器中利用NH₃选择性地还原NO_x来进行。然而，在使用温度以下这不可行或可行程度低。然而，本发明人已发现，特别是在使用温度以下，借助于储存在SCR催化转化器中的碳氢化合物可将供给到SCR催化转化器中的NO₂和/或在SCR催化转化器中被吸附的NO₂转化成NO和/或N₂。由此使总排放物中的特别具有破坏性的NO₂的份额下降。借助于所储存的碳氢化合物，例如由于被堵塞的反应中心或吸附中心，还可避免将NO多相催化氧化成NO₂，藉此也降低了NO₂的排放。任选地或并行地，从NO_x变成N₂的低温还原可利用排气中不断增加的HC由SCR催化转化器来催化。优选使用为所述功能而被最优化的SCR催化转化器。因此，借助于根据本发明的方法，也可在使用温度以下实现降低排气中所包含的NO_x的至少NO₂份额的排放。

在所述方法的又一设计方案中，在内燃机的暖机阶段期间和/或在怠速阶段期间和/或在减速运行期间将碳氢化合物增浓的排气供给到SCR催化转化器。在这些运行状态下尚未达到使用温度，或会出现低于该使用温度的冷却。因此，SCR催化转化器在这些运行阶段中并且有可能还在它们结束后的一段时间内通常不能够通过NH₃选择性地还原NO_x。如果在这些运行阶段中至少间歇地向排气中增浓碳氢化合物，则可避免或至少减弱上述关于不希望的NO_x或NO₂排放的影响。如果氧化催化的排气净化部件连接在SCR催化转化器的上游，则即使SCR催化转化器未超过其使用温度，这些部件在所述运行状态下对于NO氧化成NO₂而言也仍可或已经起作用。由于根据本发明的对排气的碳氢化合物增浓，所以能够防止上游产生的NO₂在SCR催化转化器中的吸附性增浓和/或由于在SCR催化转化器上的与碳氢化合物的催化反应而将产生的NO₂转化成NO和/或N₂并且或多或少地使它们危害更小。

在该方法的又一设计方案中，如果SCR催化转化器的温度开始时低于SCR催化转化器的使用温度，则在超过SCR催化转化器的使用温度时，结束对排气的碳氢化合物增浓而开始向排气中增浓氨。这样，保持很短的增浓状态的持续时间和很少的碳氢化合物的耗用并确保了由于借助NH₃的选择性还原而提早减少NO_x。

在该方法的又一设计方案中，对排气的碳氢化合物增浓通过被供应给内燃机的燃料的不完全燃烧来进行。这优选通过在总体上为稀的空燃比的情况下将燃料再喷射到内燃机的燃烧室中来实现。然而，向排气中增浓优选低分子碳氢化合物和/或一氧化碳也可通过具有总体上浓的空燃比的燃烧来实现，所述空燃比具有约0.95至0.8的总体上浓的λ值。

在该方法的又一设计方案中，通过单独的供给单元来进行对排气的碳氢化合物增浓。该供给单元可例如设计成用于蒸发内燃机所使用的燃料的纯蒸发器单元。然而，优选设计成特别是具有燃料的部分氧化的、用于催化支持的裂解或热裂解的裂解单元，因为用这种供给单元可产生反应性的和/或吸附性的高效品种。此时与一氧化碳和/或碳氢化合物的产生同时进行的重整是有利的。

在该方法的又一设计方案中，对于具有连接在SCR催化转化器上游的起氧化催化作用的排气净化部件的排气净化系统而言，如果开始时SCR催化转化器的温度低于使用温度，则当起氧化催化作用的排气净化部件达到用于氧化碳氢化合物的明显的活性时，结束在起氧化催化作用的排气净化部件上游的对排气的碳氢化合物增浓。这样，确保了供给到排气的碳氢化合物在到达SCR催化转化器之前不会被部分或大部分氧化。优选地，借助于温度传感器监控起氧化催化作用的排气净化部件的温度，并且当达到其关于碳氢化合物氧化的起动温度时，结束所述增浓。起氧化催化作用的排气净化部件可以是氧化催化转化器、三效催化转化器、氮氧化物储存催化转化器和/或催化涂层的颗粒过滤器。

在本发明的又一设计方案中，当SCR催化转化器下游的排气具有可预定的碳氢化合物含量和/或SCR催化转化器具有可预定的碳氢化合物充量时，结束对排气的碳氢化合物增浓。这样，避免了将碳氢化合物排放至环境。为了监控SCR催化转化器下游的碳氢化合物含量，可使用λ-传感器或对碳氢化合物灵敏的其它传感器。然而，也可借助于SCR催化转化器的已知物质数据和供应给排气的碳氢化合物的量来确定催化转化器在何时已吸附足量的碳氢化合物。通过这种方式，同样也可避免不希望的碳氢化合物的散逸(Schlupf)。

在该方法的又一设计方案中，使用基于沸石的SCR催化转化器。沸石催化转化器已被证实特别适合于借助NH₃催化氮氧化物的选择性还原，并且此外在必要时可具有或强或弱的吸附碳氢化合物和氮氧化物的能力。

附图说明

下面参照附图描述本发明的有利实施例。在此，上述特征和下面将要说明的特征不仅能以所给出的特征组合进行应用，而且能以其它组合进行应用或单独应用，而不脱离本发明的范围。

唯一的附图示出了具有相配设的排气净化系统的示例性实施例的内燃机的示意框图。

具体实施方式

内燃机1优选设计成压气式内燃机，以下简称柴油机/压燃式内燃机。由柴油机1排放的排气被排气管线2接收并顺序地流经氧化催化转化器3、颗粒过滤器4和SCR催化转化器5。用于向排气中增浓HC或燃料的供给单元26设置在氧化催化转化器3的上游。HC或燃料如柴油机燃料的供给可用于加热排气或加热安装在排气管线2中的起净化作用的部件。特别是在通过燃烧炭黑而再生颗粒过滤器4期间可以考虑通过氧化催化转化器3放热氧化所添加的燃料或HC来加热排气。可基于模型和/或依靠配设于颗粒过滤器4的差压传感器22来判断这种再生的必要性，借助于该差压传感器的输出信号可确定颗粒过滤器4的临界微粒充量。然而，排气加热可与柴油机1的冷起动或暖机运转联系在一起，和/或一般如果特别是在SCR催化转化器5的输入侧上判断出不希望的低排气温度水平则提供排气加热。此外，借助于氧化催化转化器3，还能够增加排气中所含的NO_x的NO₂份额。由此一方面能够在低于500℃的排气温度下氧化沉积在颗粒过滤器4中的炭黑，而另一方面能够在正常运行条件下改善SCR催化转化器5中的氮氧化物的转化。下面更详细地说明在对所产生的NO₂的转化不利的条件下降低或避免NO₂排放的可行性。

柴油机1还配设有排气涡轮增压器6，该排气涡轮增压器的涡轮由排气流驱动而压缩机经由空气供给管线11向柴油机1供给经由进气管线7吸入的空气。为了调节向柴油机1供给的空气量，在空气供给管线11中设置有节气门12。为了净化进气或测量进气量，在进气管线7中设置有空气滤清器8或空气流量计9。设置在空气供给管线11中的增压空气冷却器10用于冷却被压缩的进气。可为增压空气冷却器10设置优选可控的旁通通路(未示出)。柴油机1优选还具有未示出的排气再循环装置，经由该装置，从排气管线2取出的排气能以在量上可控的方式与向柴油机1供给的燃烧空气混合。同样也可为再循环的排气设置冷却器。在根据需要调节增压空气量和排气再循环量以及它们的冷却的情况下，能够根据最佳的燃料消耗量、但也根据NO_x和未处理的炭黑排放值的调节以及根据排气温度的可能希望的升高来控制柴油机1的燃烧室中的燃料燃烧。通过根据需要执行的、借助于操作节气门12而产生的进气节流，能够实现对所述运行参数的进一步调节。

在SCR催化转化器5的上游设置有具有用于向排气添加还原剂的定量阀27的添加装置。定量阀27从一容器(这里未示出)供给还原剂。下面假设还原剂为尿素水溶液。然而，也可使用另一种还原剂，特别是含有以自由的或化学键的形式存在的氨(NH₃)的还原剂。根据需要经由定量阀27向排气定量配送尿素溶液。在热的排气中，通过热解作用和/或水解作用释放关于选择性的NO_x-还原起作用的NH₃。这里所用的高效催化转化器为基于沸石或基于V₂O₅/W₂O₃/TiO₂的SCR催化转化器5，其为了以NH₃多相选择性催化NO_x-还原的使用目的而通常具有用于NO_x和NH₃的吸附中心。SCR催化转化器可形成为完全压出物或分层催化转化器。

为了控制排气净化系统和柴油机1的运行，设置了未示出的控制装置。该控制装置具有关于柴油机1的运行状态参数的信息，用以实现所预设的控制功能。该信息例如可为关于输出的扭矩或转速的信息。控制装置优选包括计算单元、储存单元和输入-输出单元。从而，控制装置能够执行复杂的信号处理程序并检测和控制或调整柴油机1和排气净化系统的运行。为此所需的特征优选地存放在储存单元中，其中还可提供这些特征的适应性调节。这些特征主要涉及与柴油机1的运行特征，诸如负荷、转速、空气比率数等有关的排气的相关状态参数，如质量流量、未处理的排放物、温度。此外，还提供了用于氧化催化转化器3、颗粒过滤器4和SCR催化转化器5的相关状态参数。对于SCR催化转化器5，这些特征特别是涉及NO_x转化和NH₃储存能力或HC储存能力，它们取决于对此起决定作用的参数。

优选借助于合适的传感器来感测柴油机1以及排气净化系统和相关联的单元的运行状态，例如，用于涡轮增压器6的压缩机前面的压力和用于涡轮增压器6的涡轮前面的压力的压力传感器13和15，以及分别用于增压空气冷却器10后面、涡轮前面、氧化催化转化器3前面、颗粒过滤器4前、后以及SCR催化转化器5前、后的温度传感器14、16、18、19、21、23和24。同样也可设置更多的传感器，特别是用于感测排气成分的传感器。例如为排气中所含的NO_x设置λ-传感器17和NO_x传感器20。特别是，排气传感器25设置在SCR催化转化器5的输出侧上，该排气传感器25具有对NO_x和NH₃或对HC的灵敏性。NO_x传感器20也可设置在颗粒过滤器4的下游，然而，优选设置在定量阀27的上游。传感器的信号由控制装置处理，使得任何时间都存在基本状态参数，并且如果需要，柴油机1的运行点能以能够实现排气净化系统的最佳运行的方式进行改变。所示的功能性在本发明的范围内本质上可通过额外的排气净化部件来扩展或改进，例如在SCR催化转化器5前面的氮氧化物储存催化转化器和/或水解催化转化器。特别有利的是，在颗粒过滤器4上游和/或在颗粒过滤器4与SCR催化转化器5之间设置氮氧化物储存催化转化器。在富燃运行状态下，可通过氮氧化物储存催化转化器的再生将预先储存的NO_x部分还原成氨，以这种方式向排气中增浓氨。在必要时，在此类设计方案中甚至可不用从外部供给尿素。此外，可在SCR催化转化器5下游设置另一氧化催化转化器，可通过该另一氧化催化转化器除去排气中NH₃和/或HC的残余部分。同样也可关于传感器的类型、数量和布置等方面改变传感器系统。

所说明的排气净化系统的实施例对于有效除去基本排气污染物、特别是NO_x和颗粒已证实是特别有利的。例如，通过在排气净化系统、特别是SCR催化转化器5中还原氮氧化物，在运行状态集合下，NO_x总排放可达到低于80mg/行驶公里的可预定量。为此，在使用温度以上，优选通过经由定量阀27向排气根据需要添加尿素溶液而向排气中增浓氨。SCR催化转化器的依赖于运行状态的氨填充优选通过填充模型或者以传感器控制的方式这样调节，使得排气中所含的氮氧化物减少需要的量。在SCR催化转化器的有效功率根据温度或由于其它情况而下降的情况下，柴油机的未处理的NO_x排放能够根据上述可能性通过调节合适的运行条件以可保持预定的NO_x排放值的方式被降低。

然而，在一些运行状态下，例如在冷起动期间以及冷起动之后或在以低发动机负荷(减速或怠速运行)持续较长时间的行驶状态期间，可出现临界的低排气温度，其中不能进行或不能以充分的速度进行决定性的物质转化。这会引起不希望的污染物排放。对于在SCR催化转化器5上选择性催化NO_x-还原以及从尿素热解或水解释放NH₃，例如需要超过通常在约170℃至250℃范围内的一定的使用温度。对于排气净化系统中的其它催化转化而言，需要超过相应的排气后处理单元的起动温度。例如，NO在低温(约200℃)下被氧化催化转化器3氧化为碳氢化合物(约250℃)。

下面将说明有利措施，该措施即使在所述临界条件下也能实现特别是NO₂排放的降低。借助于以下更详细地说明的措施，既能将NO_x总排放的降低进一步改善至低于例如10mg/行驶公里的可预定量或预定量，又能将NO_x总排放物中的NO₂份额降低至低于NO_x总排放物的10％。

本发明人已发现，特别是在低于使用温度的温度下，不希望的高NO₂排放量可主要归因于两种影响。一方面，排气中所含的NO_x可被SCR催化转化器5吸附并因此在SCR催化转化器中增浓。当加热超过催化转化器的特定脱附温度时，被吸附的NO_x浓缩并主要以NO₂的形式排放。另一方面，排气中所含的NO_x或NO₂在不发生吸附或不可能通过氨进行转化的条件下不受阻碍地经过SCR催化转化器5。

本发明人已发现，所形成的NO₂排放问题可通过在SCR催化转化器5的上游向排气中增浓碳氢化合物来解决。在此，与(HC)₃相关的约100ppm至约10000ppm的增浓浓度是有利的。优选约200ppm至5000ppm的增浓浓度。特别优选在介于500ppm与2000ppm之间的范围内的增浓浓度。一方面，排气中不断增加的HC能以防止或至少大幅减少NO_x的吸附的方式吸附在SCR催化转化器5的吸附中心上。由此避免了SCR催化转化器5中NO_x的增浓和相应的NO₂-脱附峰。另一方面，分子内的结合由于吸附而被弱化，因此被吸附的碳氢化合物具有高反应能力并且即使在氧气过量和低温的情况下，排气中所含的NO₂或共吸附的NO_x也可至少被还原成NO、大多甚至还原成无害的N₂。然而，这种还原对于气相中所含的HC也是可能的，尽管其通常不太明显。

如本发明人已发现的那样，对于在所述意义上的高效力而言，为SCR催化转化器5使用具有Lewis和

酸中心的物质是有利的。优选使用基于沸石的催化转化器，例如β沸石、ZSM5沸石、MFI沸石或发光沸石。然而，也可使用其它沸石。优选哈梅特酸度小于-3、特别是小于-5的沸石。沸石能以其H形式或以与过渡态金属如锰(Mn)、铁(Fe)、铜(Cu)或铂族金属如铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)交换了离子的形式被使用。此时酸中心和金属中心可有效地作为吸附中心和/或催化中心。可选地或附加地，特别是为了根据温度堵塞由Pt形成的吸附中心，也可向排气中增浓CO。

向排气中增浓HC时，这样控制添加时间和/或添加量，使得避免不希望的HC脱附或HC排放。为此，适宜地将供给到排气的量相加并与给定的标称值进行比较。在此，根据温度和生产量事先将为相应的SCR催化转化器5所确定的特征设定为标称值是适宜的。如果关于脱附或散逸达到SCR催化转化器5的HC临界充量，则结束对排气的增浓。代替基于计算或基于模型来控制HC的充量，也可借助于SCR催化转化器5下游的、对HC灵敏的排气传感器进行测量技术控制。一般而言，在本发明的范围内，用于在低运行温度下降低NO₂排放的措施规定：最迟在达到或超过SCR催化转化器5的使用温度时，结束排气的HC增浓并转变成正常运行中的通过增浓NH₃造成NO_x减少。对于为了增浓NH₃而经由定量阀27根据需要添加尿素而言，要确保排气温度在尿素分解温度以上。

可通过以在柴油机的一个或多个燃烧室中发生不完全的燃料燃烧的方式对柴油机1的对此适合的运行参数进行调节，来进行排气的HC增浓。燃料再喷射的时间优选选择成使得再喷射的燃料发生在用于驱动的主喷射的发生衰减的或已经衰减的燃烧中。视如何选择再喷射的起动和持续时间而定，可实现向排气中增浓或强或弱裂解的或部分燃烧的碳氢化合物。

也可任选地或附加地通过单独的供给单元26执行排气的HC增浓。如果氧化催化转化器3或可能还有颗粒过滤器4呈现明显的用于HC氧化的活性，也就是说，如果达到相应的起动温度，则优选切断在氧化催化转化器3上游的、对排气的HC增浓。然而，设置在氧化催化转化器3上游的供给单元26也可有利地通过在起动温度以上供给HC和在氧化催化转化器3和/或颗粒过滤器4上氧化HC并同时释放热量而用于加热排气。这特别是与颗粒过滤器4的热再生相结合，但如果希望加热排气净化系统则也可在其它运行状态下发生。

也可任选地或附加地将相应的供给单元设置在颗粒过滤器4与SCR催化转化器5之间。本实施例能够为SCR催化转换器5供给增浓了HC的排气，即使氧化催化转化器3或颗粒过滤器4已经达到它们的起动温度。

如果以产生具有小于十个碳原子、特别优选小于八个碳原子的HC的方式调节柴油机或HC供给单元的运行参数，则一般是优选的。该HC馏分已证实对SCR催化转化器5的对于NO_x也优选的吸附中心上的吸附以及对NO或NO₂的低于使用温度的催化还原都特别有效。如果在伴有排气的HC增浓的暖机、怠速或减速运行期间以将SCR催化转化器5快速加热至超过使用温度或产生低的未处理的NO_x排放的方式对内燃机1的运行参数进行调节，则也是有利的。对于快速加热而言，可切断例如排气再循环和/或对再循环的排气的冷却和/或增压空气冷却，直到达到一定的冷却剂温度。对于低的未处理的NO_x排放而言，柴油机1能够以比较高的排气再循环率(即排气再循环阀基本或完全打开)运行。此外，对于未处理的NO_x排放的低基本值而言，如果柴油机1以低压缩比运行则一般也是有利的。在柴油机中，压缩比优选小于16。

另外，对于低NO₂排放而言，如果伴随所述用于氧化催化转化器3和/或颗粒过滤器4的措施选择具有低NO氧化活性的涂层，则是有利的。这可例如通过小于70g/ft³、优选小于50g/ft³、特别优选小于30g/ft³的比较低的Pt含量来实现。为了保持HC氧化活性，可提供相应更高的Pd含量，其中Pd/Pt比率优选至少为0.2，特别优选至少为0.5。

为了将NO₂排放保持在可预定的量，也可例如借助排气传感器25在排气系统的端侧上提供测量技术的NO₂感测。取决于所感测到的NO₂排放值或传感器信号，上述措施可单独或结合地使用。

此外，特别是为了降低冷起动之后的NO₂排放，在车辆或柴油机1停止运行时，例如通过短暂喷射将碳氢化合物引导到SCR催化转化器5上，使得它们可在那里被吸附。这样，实现了SCR催化转化器5在冷起动开始时便已被预填充有HC。由此，直接从发动机起动开始就至少降低了NO_x且特别是NO₂的排放。

Claims (10)

1.一种用于在具有稀燃运行的内燃机(1)的机动车辆中降低二氧化氮(NO₂)排放的方法，所述内燃机(1)与排气净化系统连接，所述排气净化系统具有能够在氧化条件下用氨还原氮氧化物(NO_x)的SCR催化转化器(5)以及设置在所述SCR催化转化器(5)上游的、用于向排气中增浓氨和/或能够分离出氨的反应剂的装置，其中，在所述方法中，对于具有用于氮氧化物(NO_x)的吸附中心的SCR催化转化器(5)：

-在一使用温度——在该使用温度下所述SCR催化转化器(5)能够在氧化条件下用氨以明显的量还原氮氧化物(NO_x)——以上，供应增浓了氨的排气，

-在低于所述使用温度时，向被供应给所述SCR催化转化器(5)的排气中增浓一种物质，所述物质至少部分地这样吸附在所述SCR催化转化器(5)的用于氮氧化物(NO_x)的吸附中心上，使得在这些吸附中心禁止吸附氮氧化物(NO_x)。

2.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

为了禁止在所述SCR催化转化器(5)的所述吸附中心吸附氮氧化物(NO_x)，向所述排气中增浓碳氢化合物。

3.一种用于在具有稀燃运行的内燃机(1)的机动车辆中降低二氧化氮(NO₂)排放的方法，所述内燃机(1)与排气净化系统连接，所述排气净化系统具有能够在氧化条件下用氨还原氮氧化物(NO_x)的SCR催化转化器(5)以及设置在所述SCR催化转化器(5)上游的、用于向所述排气中增浓氨和/或能够分离出氨的反应剂的装置，其中，在所述方法中：

-通过在一使用温度——在该使用温度下所述SCR催化转化器(5)能够在氧化条件下用氨以明显的量还原氮氧化物(NO_x)——以上向所述SCR催化转化器(5)供给增浓了氨的排气，将所述机动车辆的氮氧化物(NO_x)总排放降低至第一可预定量以下，

-通过用储存在所述SCR催化转化器(5)中的碳氢化合物转化二氧化氮(NO₂)，将所述机动车辆的氮氧化物(NO_x)的总排放物中的二氧化氮(NO₂)的份额降低至第二可预定量以下。

4.根据权利要求2或3所述的方法，

其特征在于，

在所述内燃机(1)的暖机阶段期间和/或怠速阶段期间和/或减速运行期间向所述SCR催化转化器(5)供给增浓了碳氢化合物的排气。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，

其特征在于，

如果开始时所述SCR催化转化器(5)的温度低于所述SCR催化转化器的所述使用温度，则当超过所述SCR催化转化器的所述使用温度时，结束向排气中增浓碳氢化合物而开始向排气中增浓氨。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的方法，

其特征在于，

借助于供给到所述内燃机(1)的燃料的不完全燃烧来向所述排气中增浓碳氢化合物。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的方法，

其特征在于，

借助于单独的供给单元(26)来向所述排气中增浓碳氢化合物。

8.根据权利要求2至7中任一项所述的方法，

其特征在于，

对于具有连接在所述SCR催化转化器(5)上游的起氧化催化作用的排气净化部件(3；4)的排气净化系统而言，如果开始时所述SCR催化转化器(5)的温度低于所述使用温度，则当所述起氧化催化作用的排气净化部件(3；4)达到用于氧化碳氢化合物的明显的活性时，在所述起氧化催化作用的排气净化部件(3；4)的上游结束向所述排气中增浓碳氢化合物。

9.根据权利要求2至8中任一项所述的方法，

其特征在于，

当所述SCR催化转化器(5)的下游的所述排气具有可预定的碳氢化合物含量和/或所述SCR催化转化器(5)具有可预定的碳氢化合物充量时，结束向所述排气中增浓碳氢化合物。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，

其特征在于，

使用基于沸石的SCR催化转化器(5)。

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