CN103502587A - 用于机动车柴油发动机的运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于具有排气净化设备的机动车柴油发动机的运行方法，所述排气净化设备包括氧化催化剂（34）、颗粒过滤器（35）和SCR催化剂，其中由柴油发动机（1）排出的排气在通过颗粒过滤器（35）和SCR催化剂之前被引导通过氧化催化剂（34）。按照本发明设定，时不时地实施通过热炭黑燃耗进行的颗粒过滤器（35）的再生，其中在实施颗粒过滤器（35）的再生期间以具有至少接近1.0的λ值（λ）的空燃比来运行柴油发动机（1），并且在排气从氧化催化剂（34）出来之后和在进入颗粒过滤器（35）之前将空气混入排气中，从而实现沉积在所述颗粒过滤器（35）上的炭黑的燃耗。

Description

用于机动车柴油发动机的运行方法

技术领域

本发明涉及一种用于具有排气净化设备的机动车柴油发动机的运行方法，所述排气净化设备包括氧化催化剂（催化转化器）、颗粒过滤器和SCR催化剂，其中由所述柴油发动机排出的排气在通过所述颗粒过滤器和SCR催化剂之前被引导通过所述氧化催化剂。

背景技术

在文献WO99/39809A1中描述了一种用于柴油发动机的排气净化设备，其相继地设置有氧化催化器、颗粒过滤器和SCR催化器。

一般地，在具有颗粒过滤器和SCR催化器的排气净化设备中存在的问题在于，在通过炭黑燃耗/烧掉实施热颗粒过滤器再生时，取决于运行条件，氮氧化物（NOx）被大多数未经转化地排放到环境中。

发明内容

本发明的任务在于，给出一种用于具有这样的排气净化设备的机动车柴油发动机的运行方法，所述方法即使在通过炭黑燃耗实施热颗粒过滤器再生时也实现氮氧化物减少。

该任务通过具有权利要求1的特征的运行方法解决。

按照本发明的方法的特征在于，时不时地实施通过热炭黑燃耗进行的颗粒过滤器的再生，其中在实施所述颗粒过滤器的再生期间以具有至少接近1.0的λ值的空燃比来运行所述柴油发动机并且在排气从所述氧化催化剂出来之后和在进入所述颗粒过滤器之前将空气混入所述排气中，从而实现沉积在所述颗粒过滤器上的炭黑的燃耗。

本发明基于的认识在于，如果以具有至少接近1.0的λ值的空燃比来运行柴油发动机，那么典型应用的柴油氧化催化剂即使在高的排气温度下也能够不仅将氮氧化物转化成无害的组成成份而且将还原性的排气成分如一氧化碳（CO）和碳氢化合物（HC）转化为无害的组成成分。用于具有或者没有氧存储能力的柴油氧化催化剂的催化剂形式对于本领域内技术人员是已知的，因此在此不再进行探讨。典型的当然是带涂层的载体催化剂，其中金属或陶瓷载体设有含有贵金属的中间层（washcoat）涂层。优选的贵金属是铂系的元素，特别是铂自身。

SCR催化剂是这样一种催化剂，其可以在氧化条件下亦即在λ>1.0的条件下借助于氨（NH₃）选择地并且连续地还原NOx。

就此而言，将表示空燃比的λ值如通常一样理解为在燃烧用空气-燃料混合物中实际存在的氧量与用于燃料的完全燃烧原理上至少需要的氧量的比例。具有空气剩余的低配比的（稀的）空气-燃料混合物因此具有大于1的λ值。与之相对地，具有燃料剩余的高配比的（浓的）空气-燃料混合物具有小于1的λ值。在排气系统中不存在氧源或者氧减少装置时，在排气中的λ值（排气λ）相应于用于发动机运行的空气-燃料混合物的λ值（燃烧λ）。如果不需要区分，那么简单地因此以下仅仅称为λ值或缩写为λ。

由于按照本发明规定，在排气进入到颗粒过滤器之前空气混入该排气中，则该排气程度或大或小地含有氧气，从而可以进行使颗粒过滤器再生的炭黑燃耗，其中前提条件为事先将温度提高到相应高的温度。典型地对于热炭黑燃耗来说，超过550℃的排气或颗粒过滤器的温度是必需的。通常来说，理想的燃耗速度大多在650℃以上才实现。在如此高的排气温度下，已经在NOx转换方面极大地降低了同样设置在排气净化设备中的SCR催化剂的效果。如果SCR催化剂与颗粒过滤器相对近地设置，那么这一点尤其适用。然而，氧化催化剂在颗粒过滤器再生期间可以承担这个功能。因此即使在颗粒过滤器再生期间也可除去排气中的NOx。

作为颗粒过滤器优选地使用基于硅碳化物或钛酸铝的所谓壁流式过滤器，其可选择地可以在通道壁上具有带催化效果的涂层。

为了输送空气到在氧化催化剂与颗粒过滤器之间的排气中，可以应用二次空气泵。同样可能的是，将空气从压缩空气存储器取出，或者借助于涡轮增压器通过来自进气管的支路来提供空气。优选地是一种用于可变的、特别是可调节的空气量提供装置。

在本发明的设计方案中，应用具有三元催化剂涂层的氧化催化剂。在此指这样的催化剂材料，其在λ=1.0周围的小范围中既可以将NOx转化为无害的产物，也可以将还原性的排气成分如CO和HC转化为无害的产物。典型地，催化剂涂层包含铂和/或钯以及铑，并且此外包含可以存储和释放氧的诸如氧化铈的材料。合适的催化剂形式对于本领域内技术人员——特别从涉及奥托/汽油发动机的排气净化的应用——是已知的。通过该设计，尤其在进行颗粒过滤器再生时能特别有效地除去有害的排气组成成分（特别是NOx）。

在所述方法的另一设计方案中，在所述颗粒过滤器的再生期间混入这种流量的空气，使得以可预先规定的速度实现沉积在所述颗粒过滤器（35）上的炭黑的燃耗。炭黑燃耗速度在此优选借助于温度传感器获取，所述温度传感器由于炭黑燃耗所引起的温度变化可以直接在颗粒过滤器之后和/或之中测得在炭黑燃耗时释放的热量。因为炭黑燃耗的速度依赖于排气的氧气分压力（氧分压），所以可以通过混入的空气量来控制或调节炭黑燃耗。以这种方式，通过减少混入的空气量并继而降低炭黑燃耗的速度或者将其保持较低，例如颗粒过滤器的过热由此是可避免的。同样可借助于λ传感器来调节或者控制空气输送，以实现期望的炭黑燃耗速度。因为由外源供给了促进炭黑燃耗的空气，所以实现了与空气供给量无关的发动机运行。

在所述方法的另一设计方案中，在颗粒过滤器再生的运行阶段之外，在对于正常的柴油发动机运行来说典型的空气过量的情况下运行所述柴油发动机，并且在排气通过SCR催化剂之前将氨或者能够分解出氨的还原剂（特别是尿素水溶液）混入排气中。NOx还原在此借助于SCR催化剂实现。同时借助于氧化催化剂除去了可氧化的排气组成成分。

在所述方法的另一设计方案中，所述排气在通过颗粒过滤器之前和/或之后被引导通过SCR催化剂。SCR催化剂可以在此作为独立的构件设置在颗粒过滤器之前和/或之后。在本发明的另一个特别有利的实施形式中设定，所述排气被引导通过构成为颗粒过滤器的涂层的SCR催化剂。颗粒过滤器的具有SCR催化剂材料的涂层可以设置在颗粒过滤器的起过滤器作用的通道壁的未经处理气体侧或净化气体侧上。优选的是，在净化气体侧，至少在颗粒过滤器的下游部分上设有带SCR催化剂材料的涂层。

附图说明

本发明的另外的优点、特征和细节由优选的实施例的随后说明以及根据附图产生。在前面在说明中提到的特征和特征组合以及随后在附图说明中提到的和/或在附图中单独示出的特征和特征组合不仅仅在各自给出的组合中而且可在另外的组合中或可独自地应用，而不会离开本发明的范围。

在此，在唯一的附图中示出了机动车柴油发动机的示意的原理图，其具有与之连接的排气净化设备。

具体实施方式

在图1中仅仅示意地示出连接有排气净化设备的机动车柴油发动机1的一个有利的实施形式，在该发动机上可以采用进一步在下面详细阐明的方法。机动车柴油发动机1在此具有两级的增压装置和两级的排气再循环装置，并且包括具有带有未进一步表示的燃烧室的工作气缸3的发动机缸体2，其中借助于高压泵4可将燃料输送给工作气缸3或其相应的燃烧室。通过进气系统5可以将燃烧用空气输送给工作气缸3或其相应的燃烧室，并且通过排气装置（排气系）6将排气从工作气缸3排出。在进气系统5中设有空气过滤器7、构成为高压排气涡轮增压器11的第一排气涡轮增压器的第一压缩机10、构成为低压排气涡轮增压器9的第二排气涡轮增压器的第二压缩机8、增压空气冷却器12和节气阀13。

在排气装置6中从发动机缸体2开始沿排气的流动方向设有配属给高压排气涡轮增压器11的第一涡轮14、配属给低压排气涡轮增压器9的第二涡轮15和排气净化设备16。排气净化设备16在此具有用于从排气中滤去颗粒物的颗粒过滤器35以及前置（上游）的氧化催化剂34。此外可以设有未示出的特别是电的加热元件，以便快速地使得排气净化设备16到达需要的运行温度或到达提高的温度。优选地所述加热元件直接设置在氧化催化剂34前面。氧化催化剂34优选地构成为所谓的柴油氧化催化剂，其具有带三元催化剂功能的涂层且特别具有金属箔承载体。如果存在，所述电加热元件也优选构成为有涂层的金属箔承载体（所谓的电加热催化器）。

颗粒过滤器35可以通过烧结金属设计构成或者以蜂窝式结构形式构成为壁流式过滤单元。优选地对于颗粒过滤器35来说，设有例如催化涂层，其例如具有起氧化催化作用的物质和/或SCR催化物质。SCR催化物质可以在氧化条件下，由存储的和/或输送的氨（NH₃）作为选择性的氮氧化物还原剂，来催化NOx的选择性的连续的还原。优选地催化物质是包含铁或者铜的沸石催化剂。SCR催化物质可以在此设置在颗粒过滤器35的起过滤作用的面的未经处理气体侧或已净化气体侧上。在颗粒过滤器35优选地构成为蜂窝式结构形式的壁流式过滤器时，具有相应的SCR催化物质的涂层优选设置在暴露于未经处理气体的通道壁上。特别是在这种情况下有利的是，SCR催化剂涂层仅仅部分地在入口侧或出口侧设置在颗粒过滤器35的通道壁上。例如可以在颗粒过滤器35的大约50%的长度的轴向方向的第一部分上设有带SCR催化物质的涂层。沿轴向方向看过去的后部分不加涂覆或者设有起氧化催化作用的涂层。

为了使排气中的氨含量升高，在氧化催化剂34与颗粒过滤器35之间设有添加装置38，其可以将氨或者能够分解出氨的还原剂例如尿素水溶液射入到排气装置6中。为了改善均匀分布，可以将未分别地示出的后置的混合器设置在排气装置6中。

此外在此在排气装置6中在颗粒过滤器35的下游设有SCR催化剂单元36。其类似于颗粒过滤器35的SCR催化物质涂层，能够选择性地通过NH₃还原NOx。优选地SCR催化剂单元36远离发动机地设置在车辆的底部区域中，特别是设置在尾部消音器中。特别优选地至少在排气总成6中的设置是这样的，使得在热颗粒过滤器再生时其温度升高至550℃以上。通过在几何结构上远离颗粒过滤器35并结合排气装置6在热传递方面的相应尺寸可以实现：在加热到大约800℃的颗粒过滤器35与SCR催化剂单元36之间存在大于250℃的温度落差。

SCR催化剂单元36优选构成为具有相应的涂层的、蜂窝式结构形式的整体的排气净化构件。同样优选的是基于铜和铁的沸石催化剂涂层。然而SCR催化剂单元36也可以构成全挤出蜂窝元件，例如基于五氧化钒/氧化钛/氧化钨。特别优选的是，SCR催化剂单元36相比于颗粒过滤器涂层的SCR催化物质具有不同的——特别是更低的——有催化效果的温度范围。此外优选具有对于NH₃来说相对较大的存储能力的实施形式。为了防止将NH₃——例如由于热脱附作用或者由于由加压引起的泄漏——排出到环境中，可以在SCR催化剂单元36的下游设有另一氧化催化剂作为所谓的阻塞催化剂，该阻塞催化剂未额外地示出。

此外在氧化催化剂34与颗粒过滤器35之间设有二次空气添加装置39，其可以按照要求并且可变量地将空气充入到排气装置6中。虽然在此二次空气添加装置39被标在添加装置38的下游，但是也可以设置在其上游或者在结构上集成到添加装置38中。这使通过添加装置38输送给排气的尿素溶液实现了由压缩空气支持的涡流和分配。二次空气添加装置39可以连接到泵或压缩空气容器上。

在第二压缩机8的下游分支出绕过高压排气涡轮增压器11的压缩机旁路18，其中设有压缩机旁通阀19，从而根据发动机1的运行状态和由此产生的压缩机旁通阀19的位置可以在不同程度上使该第二压缩机8压缩的新鲜空气或者新鲜空气-排气混合物通过第一压缩机10。通过这种方式使发动机1的增压压力是可调节的，或者在发动机1的低转数下（其中高压排气涡轮增压器11由于太低的排气压力还不可以工作）第一压缩机10通过压缩机旁路18是可绕过的。

在排气装置6中同样设有分别绕过涡轮14、15的旁路20、21，亦即第一涡轮旁路20（其中设有第一涡轮旁通阀22）和第二涡轮旁路21（其中设有第二涡轮旁通阀23）。在发动机1的低转数以及由此随之的低的排气压力时，高压排气涡轮增压器11还不可以工作，因此在这个运行状态下第一涡轮旁通阀22如此可控制，使得排气流可通过第一涡轮旁路20引导绕过第一涡轮14，并且因此完全可用于驱动低压排气涡轮增压器9的第二涡轮15。

在发动机1的非常高的转数下，作用于排气涡轮增压器9、11的涡轮14、15的排气压力很高，并由于高排气压力实现了高转数。由此产生排气涡轮增压器9、11的压缩机8、10的高压缩功率，并且由此产生新鲜空气-排气混合物的高增压压力。然而该增压压力不允许超过一个预定的值，从而在到达该预定的值时一个或两个涡轮旁路20、21可用作所谓的废气门（废气旁通阀）。在此控制涡轮旁通阀22、23，使得它们例如部分地打开，由此排气流的一部分可以被引导绕过涡轮14、15，并且由此使作用于涡轮14、15的并且对其进行驱动的排气压力是可减小的。由此导致了通过排气涡轮增压器9、11的压缩机8、10压缩的气体的更弱压缩，亦即更小的增压压力。

借助于低压排气涡轮增压器9和高压排气涡轮增压器11的这样的设置，发动机1的功率在不同的转数范围中是可优化的并且可提供各自最优的增压压力。由此可特别地防止所谓的涡轮滞后（亦即增压压力缺失或较小）以及由此引起的这种发动机1在低转速范围内的低功率，或者可至少显著地减轻这种问题并且由此使得例如通过该发动机1驱动的车辆的行驶性能和燃料消耗是可优化的。

在颗粒过滤器35的下游（亦即在排气装置6的低压侧）从排气装置6分支出低压排气再循环（EGR）管路24，其在低压排气涡轮增压器9的第二压缩机8的上游并且在空气过滤器7的下游又通到进气系统5中。借助于设置在排气装置6中的排气堵流阀/阻尼阀17，通过低压排气再循环管路24再循环的排气的量或者比例都是可影响的。在堵流阀17的下游并且在SCR催化剂单元36的上游可以设有第二添加装置，其用于包含自由的或结合的形式的氨的还原剂，这未分别地示出。通过这种方式实现了氨供应，该氨供应匹配于颗粒过滤器35的SCR催化剂涂层和SCR催化剂单元36的相应运行条件和相应效果并且优选为独立可调节。虽然在此示出为设置在低压排气再循环管路24的分支位置之后，但是也可以将堵流阀17设置在SCR催化剂36之后。

在低压EGR管路24中沿低压EGR质量流的流动方向看去在排气装置6的分支处的下游，设有低压EGR冷却器25和低压EGR阀26。可选择地在撤去低压EGR冷却器25的情况下通过使用的管长或管设计可以实现低压EGR质量流的冷却。低压EGR质量流的冷却确保，在压缩机8、10上在排气再循环运行期间不出现不允许的高温。

在低压EGR管路24中可以在低压EGR冷却器25的上游设有另一SCR催化剂37。其减少了在再循环的排气中在特定情况下存在的氮氧化物和/或氨或氧。由此又避免或者减少了淤积和腐蚀现象，并且改善了在发动机1的燃烧室中进行的燃料燃烧过程。除此之外，该另一SCR催化剂37可以承担过滤功能，从而至少比较粗大的颗粒可以从通过低压通路再循环的排气中除去。此外可以在氧化催化剂34或颗粒过滤器35的上游和/或下游设有一个或多个另外的起净化作用的排气后处理构件，例如在排气装置6中布置有另一氧化催化剂、SCR催化剂和/或氮氧化物存储催化剂，这未分别地示出。特别优选的是，在SCR催化剂单元36的下游设有起氧化催化作用的排气净化构件，借助于所述构件可以除去排气中的氨泄漏。

在高压排气涡轮增压器11的涡轮14的上游（亦即在排气装置6的高压侧）由排气装置6的排气歧管33分支出高压EGR管路27，其在节气阀13的下游通到进气系统5中。借助于高压EGR管路27，高压EGR质量流通过高压EGR阀28可导入到进气系统5中。在示出的实施例中，在高压EGR管路27中设有高压EGR冷却器29，其如果必要可以与低压EGR冷却器25在结构上和/或在功能上统一。然而可选择地，高压EGR质量流的冷却例如也可以通过高压EGR管路27的管长实现。对于低压EGR冷却器25和/或高压EGR冷却器29来说可以设有旁通管路、特别是设置有用于可变的流量调节的调节机构的旁通管路，这未分别地示出。

示出的柴油发动机1因此具有排气再循环装置，其中排气在高压排气涡轮增压器11的涡轮14的上游通过相应的高压通路以及在排气净化设备16的下游通过相应的低压通路可从排气装置6中排出，并且如果必要可在冷却之后输送至低压排气涡轮增压器9的压缩机8的上游以及在进气系统5的节气阀13的下游，并可因此输送至燃烧室3。发动机1在此可选择地以没有排气再循环、具有高压排气再循环或低压排气再循环或者同时具有高压排气再循环和低压排气再循环并以各自可变的排气再循环量运行。因此可以给燃烧室3输送具有可在宽的范围内改变排气再循环率的（具有可变的低压成分和可变的高压成分）燃烧气体。排气再循环量（亦即再循环的排气流量）以及EGR率的调节借助于排气堵流阀17和/或低压EGR阀26以及借助于高压EGR阀28作为调节机构来实现，由此整个再循环的排气的低压成分以及高压成分同样在宽的范围上是可调节的。这总的来说，实现了清洁的排气再循环质量流、排气再循环质量流的更好冷却、防止了排气再循环冷却器25、29的烟尘堆积，并且实现了排气再循环质量流与进气系统5中新鲜空气的良好混合。可实现高的排气再循环率，并且可实现内燃机1的均匀的或者至少部分均匀的运行。

排气堵流阀17和低压EGR阀26在此是构成为预控制调节装置的排气再循环调节装置的调整环节。不仅低压EGR阀26而且堵流阀17都优选是连续可调节的。借助于排气堵流阀17和压缩机8之前的低压EGR阀26，在整个排气再循环质量流中的低压成分是可调节的，并且因此后者同样是可影响的。一旦存在用于推动低压排气再循环质量流的足够的压降，那么首先可仅通过低压EGR阀26调节排气再循环质量流。如果不再是这样的情况，那么可以附加地微调排气堵流阀17，以便提高低压EGR阀26两侧的压降。在此确保了低压排气再循环质量流与新鲜空气的非常好的混合。此外另一优点在于，通过低压通路再循环的排气是干净的并且几乎无振动。附加地提供了提高的压缩机功率，因为在再循环的排气的低压成分较高的情况下，较多的排气质量流可引导通过涡轮14、15。因为再循环的排气在压缩机8、10之后可引导通过高效的增压空气冷却器12，所以包括新鲜空气和排气的燃烧气体的温度也可以保持相对冷。内燃机1根据要求不仅可以高压排气再循环运行，而且可以低压排气再循环或者以两者运行。

借助于在进气系统5中优选设置的、绕过增压空气冷却器12的增压空气冷却器旁路30，可防止增压空气冷却器12的烟尘堆积。例如，如果包含水蒸气并且可能包含微尘的气体混合物在增压空气冷却器12中在露点下冷却并且开始形成冷凝物，则存在所谓的烟尘堆积的危险。

优选地设定，所有新鲜空气-排气混合物或仅仅其中一部分可以通过增压空气冷却器旁路30（其在增压空气冷却器12的上游分支）在增压空气冷却器12旁边引导通过，由此其不可以通过增压空气冷却器12冷却并且因此温度未下降到露点下。为了确保在必要时——亦即在新鲜空气-排气混合物的高温时——新鲜空气-排气混合物可进一步借助于增压空气冷却器12有效地冷却，在压缩机8、10的下游并且在增压空气冷却器12的上游在进气系统5中设有温度传感器31，从而在达到预定的温度时在增压空气冷却器旁路30中设置的增压空气冷却器旁通阀32相应地是可控制的，并且接着该增压空气冷却器旁通阀32例如完全打开或完全关闭，或在另一实施形式中部分地打开。

为了实现发动机1和排气后处理系统16的最优运行，优选地在排气装置6中以及在进气系统5中设有另外的传感器，这出于清晰的原因未进一步示出。可以将温度和/或压力传感器设置在排气歧管33的输出侧、在涡轮旁路20、21中、在优选构成为紧密单元的排气净化模块的氧化催化剂34和颗粒过滤器35的组合的输入和/或输出侧或之内、在SCR催化剂36的输入和/或输出侧、在空气过滤器7的输入和/或输出侧、在压缩机8、10的输入和输出侧，在排气再循环管路24、27中以及如果必要设置在另外的位置，以便获得温度和压力条件。优选地此外在空气过滤器7的下游设有空气流量传感器，以便获得新鲜空气流量。此外优选地在排气装置6中设有排气传感器，例如在排气歧管33中并且在氧化催化剂34或颗粒过滤器35之前和/或之后设置的λ传感器。

存在的传感器的信号可由未示出的控制装置处理，所述控制装置可以根据信号和存储的特性曲线和特性脉谱图一般地特别是在排气装置6中并且在进气系统5中获取发动机1的状态，并且通过调整环节的控制和/或调节进行调整。特别地在低压和高压通路中的排气再循环质量流以及发动机1的关于扭矩或者平均压力以及转数的负荷状态是可获取或者可调节的。此外燃料喷射参数如每个工作周期的燃料喷射的次数及其喷射压力、喷射持续时间和喷射时间点是可调节的。

随后进一步阐明发动机1或排气净化设备16的运行。

在正常的运行条件下，亦即在经预热运转的发动机1和能够运行的排气净化设备16中，在对于正常的柴油发动机的运行来说典型的空气过量的情况下运行发动机1。排气中的可氧化的有害物质CO和HC的去除主要借助于氧化催化剂34实现。在排气中包含的颗粒通过颗粒过滤器35过滤，在排气中包含的氮氧化物通过颗粒过滤器35的SCR催化剂涂层和/或通过SCR催化剂单元36除去。

就氮氧化物的去除而言，优选依照SCR催化剂涂层或SCR催化剂单元36关于氮氧化物的当前转换的效率，实现了对于通过添加装置38和/或另一添加装置添加还原剂的配量率的控制性或调节性调整。配量率调整可以在此基于模型借助于计算模型或根据提供的特性曲线和/或特性脉谱图根据发动机1和/或排气净化设备16的可预先规定的运行变量的当前值如此实现，使得氮氧化物减少率至少接近地到达可预先规定的额定值。在此优选分析涉及发动机1的氮氧化物的未经处理排放的和在颗粒过滤器35或SCR催化剂单元36之后的氮氧化物传感器的数据。与额定值的偏差尽可能地通过配量率的相对控制的改变来补偿。

颗粒过滤器35所涉及的功能设定为，持续地监控其炭黑负荷。为此优选在考虑排气流量和排气温度的情况下通过负荷模型分析在颗粒过滤器35上的通过测量技术获取的压差，并且由此获取用于炭黑负荷的估计值。如果炭黑负荷超过可预先规定的边界值，那么需要颗粒过滤器35的热再生。假如满足涉及颗粒过滤器再生的可实施性的预定的标准，那么中断发动机1的正常运行并且切换到特别运行中。通过转换发动机1的燃烧参数并且通过释放氧化催化剂34上的热能来实现在颗粒过滤器35的输入侧对于炭黑燃耗需要的被提高至大约550℃至700℃的温度。

由于颗粒过滤器35或排气装置6整体上提高了温度，典型地极大地减弱了颗粒过滤器35的SCR催化剂涂层或SCR催化剂单元36的效果。然而为了减少氮氧化物，在颗粒过滤器再生期间以具有至少接近λ=1.0的λ值的空燃比来运行发动机1。以接近1.0的燃烧λ也存在接近1.0的排气λ，并且氮氧化物的减少以及可氧化的排气组成成分的减少可以通过氧化催化剂34高效率地实现。优选地，如果确定氮氧化物的最终未经处理的排放超过了预先规定的程度，那么进行向具有大约1.0的λ的发动机运行的过渡。那么氨的输送对于氮氧化物减少既不是必需的，也不是有用的，因此结束或者中断。

为了调节出目标值约为1.0的燃烧λ，优选地首先将用于空燃比的预控制值调节在λ=1.10与λ=1.15之间的范围中。为此通过操作节气阀13、用于排气涡轮增压器9、11的调整机构以及EGR阀26、28，将空气输送量和排气再循环量调节到依赖于运行点的预控制值，并且通过燃料预喷射、主喷射以及附加的后喷射的总和来调节对于λ预控制值所需的燃料量。典型地将节气阀关闭到在70%与95%之间的值，将增压阀关闭到在5%与45%之间的值，并且将废气门关闭到在25%与45%之间的值。优选地将高压EGR阀28完全闭合，并且通过操作低压排气再循环阀26和排气堵流阀17来调节排气再循环量。通过在>80°nOT（上止点后）的曲轴角下对迟滞的、无转矩效果的燃料后喷射的计算出的预控制量的减少，实现了用于到达λ目标值的浓气氛。其准确的值通过对以感应方式优选直接在氧化催化剂34之后获得的用于排气的氧含量值的处理以及后喷射量的再调节来调节。在此优选的是，调节地调整在可预先规定的目标范围内的振荡的λ值。优选地，通过从λ=0.95至λ=0.98的下边界和从λ=1.0至λ=1.05的上边界来规定λ目标范围。优选的振荡频率处于1Hz与5Hz之间。如已经证实的那样，通过该调节不仅关于CO和HC而且关于NOx实现了氧化催化剂34的特别高的转化。

借助于优选进行的用于实现接近1.0的排气λ的调节，在颗粒过滤器35的输入侧存在几乎无氧气的排气，其不能实现炭黑燃耗。为了调节至炭黑燃耗所需要的氧含量，按照本发明操作二次空气添加装置39并且使颗粒过滤器35之前的排气中氧含量上升。在此优选地设定，特别是调节地如此调整二次空气输送，使得引起可预先规定的炭黑燃耗速度。作为对此的调节变量，可以考虑在颗粒过滤器35两侧的排气温度差，其例如借助于在输入侧和在输出侧设置的温度传感器是可获取的。通过这种方式一方面可减短颗粒过滤器再生的持续时间，另一方面可以防止通过由于炭黑燃耗率过高引起的过热对颗粒过滤器35的损害。

在颗粒过滤器再生已结束之后或者在存在其他的要求颗粒过滤器再生结束时，基本上返回到颗粒过滤器再生开始之前的设定。亦即关断二次空气添加装置39，又以对于正常的柴油发动机来说典型的空气过量来运行发动机1并且又接受氮氧化物还原剂的按照要求的添加。

在时不时实施的热颗粒过滤器再生期间由于所述的化学计算的发动机运行而减小了到环境中的NOx释放，这一点还可以通过伴随的措施来改善。专门地在颗粒过滤器再生期间减小发动机1的NOx未经处理的排放，也属于这一点，这优选地通过把低压EGR率调节至特别是设定的最大值来实现。优选地对低压EGR率有利地将高压EGR率减小到零。

一般地在此追求颗粒过滤器再生的次数或频率的最小化。为此可以设置，在正常情况下（特别是在颗粒过滤器35的温度处于或超过300℃时）发动机1的NOx未经处理的排放的增加。由于在氧化催化剂34上的氧化，提供更多二氧化氮（NO₂），其引起炭黑氧化或连续的颗粒过滤器再生（CRT效应）。由此颗粒过滤器35的炭黑负荷率减少，并且更少需要热再生。另一正面的附加效应是，发动机1的燃料消耗典型地伴随着NOx未经处理的排放的提高而减小。NO₂的供应以及期望的CRT效应通过在氧化催化剂34上游添加尿素或氨来提高。为此可以设有附加的添加单元，其在需要时激活。

Claims (6)

1.一种用于具有排气净化设备的机动车柴油发动机的运行方法，所述排气净化设备包括氧化催化剂（34）、颗粒过滤器（35）和SCR催化剂，其中由所述柴油发动机（1）排出的排气在通过所述颗粒过滤器（35）和所述SCR催化剂之前被引导通过所述氧化催化剂（34），其特征在于，时不时地实施通过热炭黑燃耗进行的颗粒过滤器（35）的再生，其中在实施所述颗粒过滤器（35）的再生期间以具有至少接近1.0的λ值（λ）的空燃比来运行所述柴油发动机（1），并且在排气从所述氧化催化剂（34）出来之后和在进入所述颗粒过滤器（35）之前将空气混入所述排气中，从而实现沉积在所述颗粒过滤器（35）上的炭黑的燃耗。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，应用具有三元催化剂涂层的氧化催化剂（34）。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述颗粒过滤器（35）的再生期间混入这种流量的空气，使得以可预先规定的速度实现沉积在所述颗粒过滤器（35）上的炭黑的燃耗。

4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，在颗粒过滤器再生的运行阶段之外，在对于正常的柴油发动机运行来说典型的空气过量的情况下运行所述柴油发动机（1），并且在排气通过所述SCR催化剂之前将氨或者能够分解出氨的还原剂混入排气中。

5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，所述排气在通过所述颗粒过滤器（35）之前和/或之后被引导通过所述SCR催化剂。

6.根据权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，所述排气被引导通过构成为所述颗粒过滤器（35）的涂层的SCR催化剂。

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