CN104704212A - 用于升高排气温度的技术 - Google Patents

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Abstract

一个实施方式是用于升高排气温度的独特策略，包括使第一组汽缸失效，同时将第二组汽缸维持在燃烧模式，以及不早于上死点(TDC)之前2度将燃料喷射至第二组汽缸中的每个。该策略还包括将富燃料废气从第二组汽缸传送至排气路径，以及将排气路径中的富燃料废气中的至少一部分氧化。在一种形式中，氧化独立于任何催化作用而发生。其他实施方式包括用于升高排气温度和/或再生后处理系统中的一个或多个部件的独特方法、系统和装置。

Description

用于升高排气温度的技术
相关申请的交叉引用
本申请要求于2012年10月3日提交的第13/644,214号美国专利申请的优先权，该美国专利申请的全部内容通过引用并入本文。
背景
本申请大体上涉及内燃发动机的操作，更具体地但非排他性地涉及升高由内燃发动机产生的废气流的温度，以(通过非限制性示例)促进后处理系统的一个或多个部件的再生。
现代内燃发动机需要符合严格的排放标准，包括可排放的氮氧化物(NOX)的最大量。现在多种发动机利用后处理系统来将发动机的排放物在释放至大气之前降低为标准水平。后处理系统通常包括多个部件，包括颗粒过滤器、氧化催化剂、NOX吸收器、NOX还原催化剂、三元催化剂、四元催化剂，并且在沿后处理系统的流程的各位置处还可包括多个相同类型的部件。一种从发动机废气去除氮氧化物(NOX)的众所周知的方法是选择性催化还原(SCR)。在该系统中，催化剂用于促进NOX分子和还原剂之间的反应，以将NOX转换为普通大气气体。
随着时间过去，后处理系统的一个或多个部件会被废气的某些成分的沉积掩盖，这会降低这些部件的效率并且导致排放物的不期望的增加。更具体地，并且通过非限制性示例，SCR系统会被硫沉积物掩盖，这会对将氧化氮(NOX)从发动机废气中去除的效率有所影响，尤其是在发动机以高硫燃料(例如，具有大于50ppm的硫含量)以及低温占空比进行操作的情况中。
发明内容
一个实施方式是用于升高排气温度的独特策略，其包括使第一组汽缸失效同时将第二组汽缸维持在燃烧模式，以及不早于上死点(TDC)之前2度将燃料喷射至第二组汽缸中的每个中。该策略还包括将富燃料废气从第二组汽缸传送至排气路径，以及将排气路径中的富燃料废气中的至少一部分氧化。在一种形式中，氧化独立于催化作用而发生。其他实施方式包括用于升高排气温度和/或再生后处理系统中的一个或多个部件的独特方法、系统和装置。通过以下描述和附图，其他的实施方式、形式、目的、特征、优点、方面以及益处变得清楚。
附图说明
图1是具有内燃发动机和后处理系统的应用的示意图。
图2是用于升高废气温度的系统的示意性框图。
图3是图2中示出的系统的控制器的示意性框图。
图4是多个燃料喷射事件的图。
图5是排气后处理系统的示意图。
图6是示出了用于升高废气温度的技术的示意性流程图。
具体实施方式
为了促进对本发明原理的理解，本发明可采用多种不同的形式，下面将参照附图中示出的实施方式并使用具体的语言描述这些实施方式。然而应理解，并不打算对本发明的范围进行任何限制。对于本发明相关领域的技术人员来说，所描述的实施方式的任何改变和进一步的修改，以及本文中描述的本发明原理的其他应用都被认为是通常能够想到的。
图1是应用900的示意图，其中应用900包括承载内燃发动机102的车辆902，排气路径903从内燃发动机102延伸。应用900包括位于排气路径903中的用于减少NOX排放并且需要周期性再生事件的后处理系统904。发动机102包括燃料喷射器以及处理子系统，其中处理子系统控制燃料喷射器和发动机102的其他方面，其细节将在下文中提供。应用900作为当前所描述的系统、方法、技术和装置的示例性平台生成温度和其他排气条件，以帮助使后处理系统904的一个或多个部件再生。
后处理系统904包括一个或多个后处理部件，该一个或多个后处理部件受益于对排气环境的某些调整、和/或需要周期性再生事件来清灰、更新催化剂活性、和/或去除硫沉积物，这仅仅是提供了一些非限制性可能性。示例性后处理部件包括滤灰器、催化滤灰器、NOX吸收器、SCR催化剂部件和/或氧化催化剂。示例性、非限制性再生事件包括从滤灰器氧化灰、通过富足和/或高温排气操作从NOX吸收器解吸NOX、清除SCR催化剂上的吸附的NH3和/或利用温度将催化剂脱硫。
图2是用于升高废气温度的系统100的示意图。系统100包括发动机102，发动机102具有分别位于汽缸106a-f中的多个往复运动活塞104a-f。虽然在示出的形式中，发动机102具有六个往复运动活塞104a-f以及六个对应汽缸106a-f，但是应理解，其中该发动机102包括不同数量的往复运动活塞和对应汽缸的形式也是可能的，包括发动机102仅具有四个往复运动活塞和四个对应汽缸的形式。发动机102还包括多个燃料喷射器108a-f，其中发动机102的曲轴(未示出)的每一次或两次旋转，该多个燃料喷射器108a-f能够对汽缸106a-f中的一个或多个执行多个燃料喷射事件。在示出的形式中，燃料喷射器108a-f从与高压燃料泵112耦接的加压公共轨110接收燃料。燃料泵112还直接或间接地通过燃料线路114耦接至燃料源。虽然图2中示出的发动机102包括高压共轨燃料喷射系统，但本申请预期了能够在发动机102的曲轴的每次(或两次)旋转时对汽缸106a-f中的一个或多个提供多个燃料喷射事件的任何装置。在某些实施方式中，系统100包括发动机位置传感器(未示出)，其检测曲轴的当前位置。
系统100还包括具有控制器118的处理子系统116。可利用具有控制器、模块、传感器、致动器、通信链路以及用于执行本文中描述的操作的本领域中已知的其他设备来构造处理子系统116。控制器118可以是单个设备或者分布式设备，并且控制器118的功能可以由硬件或软件来执行。所有指令和信息可以以可替代性形式提供，一些信息在某些实施方式中可不出现，并且在某些实施方式中可以出现额外的信息。可以从传感器输入、从数据链路通信、从计算机可读存储媒介上的参数或者通过本领域已知的其他信息采集设备来解译信息。
在一些实施方式中，控制器118包括构造成在功能上执行其操作的一个或多个模块。本文中包括模块的描述强调控制器118的诸方面的结构独立性，并且描述了控制器118的操作和职责的一个分组。执行类似整体操作的其他分组应认为是在本发明的范围内。模块可以以计算机可读媒介上的软件和/或硬件来实施，并且模块可以分布在各硬件或软件部件上。下文结合图3的示意图提供了对控制器操作的某些实施方式的更具体描述。
控制器118通常构造为以标准操作模式200和第二模式202操作发动机102，其中在第二模式202中，废气温度相对于标准操作模式200被升高。发动机102可以以第二模式202进行操作，以便于后处理系统904的一个或多个部件的再生(如催化剂的脱硫)等。下面将提供对发动机102在第二模式202中的操作的更详细描述。更具体地，控制器118包括系统条件模块204，其解译排气温度升高命令206并且确定以第二模式202代替标准模式200来操作发动机102。在一种形式中，响应于确定需要进行后处理系统904的一个或多个部件的再生，由诊断或维护工具提供排气温度升高命令206。然而，还预期了，响应于解译由控制器118接收到的一个或多个其他命令或信号，可由系统条件模块204或控制器118的某一其他模块生成排气温度升高命令206。
对于第二模式202中的操作，控制器118通常构造为使用基于速度的方法而不是基于燃料的方法来控制发动机102的速度。类似地，在控制器118的系统条件模块204确定发动机102应该以第二模式202进行操作之后，速度控制模块208提供速度控制命令210。通常，速度控制命令210规定发动机102在第二模式202中的速度将大于发动机102在以标准操作模式200进行操作时的普通怠速。例如，在一种形式中，速度控制命令210规定发动机102在第二模式202中在1000rpm以上进行操作。在另一形式中，速度控制命令210规定发动机102在第二模式202中以2000-2600rpm进行操作。在又一形式中，发动机102在第二模式202中以2200-2500rpm进行操作。此外，虽然上文中没有讨论，但是应理解，发动机102在第二模式202中以空载条件操作。例如，在一种非限制形式中，当发动机102以第二模式进行操作时，为了进行维护，车辆902可以从正常负荷移除。
控制器118还包括提供燃料系统命令214的燃料控制模块212。当系统控制模块204确定发动机102应以标准操作模式200进行操作时，燃料控制模块212根据系统100的正常操作提供未修改的燃料系统命令214。然而，对于发动机102在第二模式202中的操作，控制器118的燃料控制模块212构造为提供作为燃料系统命令214的一部分的汽缸截止命令。第一数量的喷射器308a-f响应于汽缸截止命令截止向第一数量的对应汽缸106a-f的燃料喷射，以使得第一数量的汽缸106a-f中的每个失效并且以截止模式进行操作。对于示出的形式，预期了以截止模式操作的第一数量的汽缸可包括：最少为汽缸106a-f中的一个，以及最多为汽缸106a-f中的四个。在示出的实施方式的一种具体形式中，以截止模式操作的第一数量的汽缸包括汽缸106a-f中的三个。此外，进一步的变化是可能的并且被预期。例如，在其中发动机102仅包括四个汽缸的未示出形式中，预期了四个汽缸中的最少一个或者最多两个可以以截止模式进行操作。
控制器118的燃料控制模块212进一步构造为当系统控制204确定发动机102应以第二操作模式202进行操作时提供作为燃料系统命令214的一部分的、延迟的加燃料命令。第二数量的喷射器108a-f响应于延迟的加燃料命令采用与以燃烧模式进行操作的第二、剩余数量的汽缸106a-f相关的延迟的燃料喷射方案。更具体地，对于以燃烧模式进行操作的第二数量的汽缸106a-f，第二数量的喷射器108a-f响应于延迟的加燃料命令，以不早于上死点(TDC)之前2度执行主燃料喷射事件。
根据燃料系统的特性，以规定的曲轴角度执行燃料喷射事件、喷射燃料和/或输送燃料等术语指的是加燃料事件或喷射开始(SOI)以规定的曲轴角度开始。例如，在TDC之后3度以后的输送通常指的是在TDC之后3度以后的SOI。类似地，如图4中所示，例如，主燃料喷射事件120的SOI 122发生在TDC之后3度。然而应理解，图4的图是非限制性的，并且主燃料喷射事件120的SOI 122的其他定时也是可能的。例如，在一种形式中，主燃料喷射事件120的SOI 122不早于TDC之前2度。另外，在另一形式中，主燃料喷射事件120的SOI 122发生在TDC之前2度处或之后。在另一形式中，主燃料喷射事件120的SOI 122不早于TDC。在又一形式中，主燃料喷射事件120的SOI 122不早于TDC之后3度。在再一形式中，主燃料喷射事件120的SOI 122在TDC之前2度至TDC之后8度的范围中。在另一形式中，主燃料喷射事件120的SOI 122发生在TDC与TDC之后8度之间。在又一形式中，主燃料喷射事件120的SOI 122在TDC之后3-8度的范围中。在再一形式中，主燃料喷射事件120的SOI 122在TDC之后4-7度的范围中。另外，预期了主燃料喷射事件120的其他定时。此外，应理解，主燃料喷射事件120可包括一个或多个主喷射燃烧燃料量。
第二数量的喷射器108a-f进一步响应于延迟的加燃料命令执行在主燃料喷射事件120之后的后燃料喷射事件124。在图4示出的非限制性形式中，后燃料喷射事件124的SOI 126发生在延迟128，其中延迟128处于主燃料喷射事件120的喷射结束(EOI)之后的14-16度的范围中。在另一形式中，后燃料喷射事件124的SOI 126在主燃料喷射事件120的EOI之后13-17度的范围中。在又一形式中，后燃料喷射事件124的SOI 126在主燃料喷射事件120的EOI之后13-18度的范围内。另外，预期了后燃料喷射事件124的其他定时。此外，应理解，后燃料喷射事件124可包括一个或多个后喷射燃烧燃料量。
虽然在上文中没有讨论，当发动机102在标准操作模式200中的操作涉及引燃燃料喷射事件时，控制器118的燃料控制模块212还构造为提供作为燃料系统命令214的一部分的引燃燃料喷射超控命令，用于发动机102在第二操作模式中的操作。第二数量的喷射器108a-f响应于引燃燃料喷射超控命令，以使得引燃燃料喷射事件失效。此外，应理解，在主燃料喷射事件120和后燃料喷射事件125的过程中喷射的燃料量解释了在各自的燃烧周期中喷射的燃料总量。在其中汽缸106a-f具有1.15升的容量的一种形式中，每汽缸喷射的燃料总量为50-80mg/冲程、55-75mg/冲程或70-80mg/冲程，这仅提供了一些非限制性可能性。应理解，对于每个冲程，每汽缸喷射的燃料总量将在其中汽缸106a-f具有不同容量的形式中相应地变化。此外，在一种形式中，在主燃料喷射事件120的过程中喷射的燃料总量为喷射的燃料总量的70-90％。在另一形式中，在主燃料喷射事件120的过程中喷射的燃料总量为喷射的燃料总量的75-85％、70-80％或80-90％，这仅提供一些示例。
控制器118的燃料控制模块212还构造为提供作为燃料系统命令214的一部分的降低的轨压强命令，用于发动机102在第二模式202中的操作。高压强燃料泵112响应于降低的轨压强命令提供低于1000巴的轨压强。在更具体的形式中，轨压强为300-700巴。在另一形式中，轨压强为350-600巴。还预期了当发动机102以第二模式进行操作时的轨压强的可替代值。
更具体地参照图5，应理解，控制器118还可构造为与后处理系统904的一个或多个部件通信。更具体地，在图5的示意图中，后处理系统904包括颗粒过滤器906、分解管道或管908、诸如SCR系统的NOX还原催化剂910以及氨氧化催化剂912。后处理系统904还包括与分解管道908耦接的还原喷射器或剂量器914。还应理解，除了或者替代示出的部件，后处理系统904可包括一个或多个部件，通过非限制性示例包括柴油氧化催化剂，以及应理解部件可设置成不同于图5中示出的布置的一个或多个布置。
控制器118还包括后处理控制模块216，其构造为提供一个或多个后处理系统命令218。在发动机102在标准操作模式200中的操作的过程中，后处理控制模块216构造为在适合的时间向剂量器914提供作为后处理系统命令218的一部分的剂量命令。剂量器914响应于剂量命令将还原剂(例如尿素、碳氢化合物和/或氨)喷射至NOX还原催化剂930的上游的废气路径903中。然而，在发动机102在第二模式202中的操作的一种形式中，控制器118的后处理控制模块216还构造为提供作为后处理系统命令218的一部分的剂量器超控命令。在这种形式中，当发动机以第二模式202进行操作时，剂量器914响应于剂量器超控命令而失效。然而应理解，还预期了当发动机102以第二模式202进行操作时其中剂量器914不失效的形式。
系统100还可包括各种传感器，包括可定位在后处理系统904的上游、可定位在颗粒过滤器906与NOX还原催化剂910之间和/或可定位在后处理系统904的下游的一个或多个温度传感器。在示出的形式中，系统100包括位于NOX还原催化剂910的下游的NOX传感器916。传感器916通常构造为测量排气路径903中NOX还原催化剂910的下游的NOX水平，以及向控制器118提供对应信号作为排气条件220的一部分。在一种形式中，控制器118构造为确定从传感器916接收到的信号是否指示超过预定阈值的NOX水平；如果是，则生成指示灯命令222，其中指示灯命令222用于向发动机102的用户提供当前NOX水平不可接受的指示。控制器118还可构造为响应于从传感器916接收到信号而执行附加功能。系统100还可包括可位于NOX还原催化剂910的上游和/或氨氧化催化剂912的下游的一个或多个NOX传感器。传感器的选择和位置是非限制性的，并且预期了各种传感器布置。此外，系统100还可包括以下中的一个或多个：涡轮增压器、EGR系统或位于颗粒过滤器906上游并喷射碳氢化合物以助于再生颗粒过滤器906的喷射器。在其中碳氢化合物喷射器位于颗粒过滤器906的上游的实施方式中，控制器118还可构造为提供碳氢喷射器超控命令，以使得当发动机102以第二模式202进行操作时碳氢喷射器失效，然而还预期了其中碳氢喷射器不失效的形式。
虽然不打算被任何特定理论限制，但相信全部或部分地通过促进发动机102的下游的热富燃料废气的氧化作用，形成了通过以第二模式202操作发动机102而提供的废气温度升高。更具体地，利用处于截止模式的第一数量的汽缸106a-f来操作发动机102形成了更高的操作温度，这样除其他事项之外使通过第一数量的汽缸106a-f泵送的空气具有比汽缸106a-f中的每个以燃烧模式进行操作的标准操作模式更高的温度。类似地，从以燃烧模式进行操作的第二数量的汽缸106a-f中排出的废气通常也具有比标准操作模式更高的温度。此外，相信上文中讨论的延迟的加燃料方案和降低的轨压强导致了从第二数量的汽缸106a-f中排出的废气中过量的未燃烧的碳氢化合物(UHC's)。当包含过量UHC's的热废气与通过第一数量的汽缸106a-f泵送的热空气结合或相遇时，相信会发生至少一部分过量UHC's的氧化，以形成排气路径903中的额外热量并升高了废气的温度。
虽然在上文中没有讨论，但应理解，至少一部分过量UHC's的氧化独立于任何催化作用而发生。也就是说，对于诸如示出的没有柴油氧化催化剂的实施方式，在发动机102的下游的包括过量UHC's的废气的氧化仍然发生。此外，对于有柴油氧化催化剂的实施方式，预期了包含过量UHC's的废气的氧化将发生在柴油氧化催化剂的上游，以使得不促进或启动氧化。然而，还预期了有柴油氧化催化剂并且促进包含过量UHC's的废气的氧化的形式。
如上所述，在一种形式中，系统100可以用于将废气的温度升高至对于再生后处理系统904的一个或多个部件有效的温度。更具体地，在一种非限制形式中，当系统100成SCR系统的形式时，系统100用于NOX还原催化剂910的脱硫。下面将结合图6中示出的示意性流程图提供关于用于以该方式使用系统100的一种示例性技术300的进一步细节。
技术300包括操作302，以确定是否需要进行SCR系统的脱硫。可以根据由控制器118记录并分析的事件来确定是否需要SCR系统的脱硫，如从一个或多个下游传感器接收到指示废气参数的各信号、发动机102的使用或预定的时间周期是否发生或通过从诊断维护工具接收到对应的命令。例如在一种形式中，诊断维护工具可以由维护技师放置成与控制器118进行通信，并且维护技师可通过诊断维护工具提供需要进行SCR系统的脱硫的指示或命令。在其他形式中，诊断维护工具可以通过很少的维护技师的输入或者不通过维护技师的输入向控制器118提供需要进行SCR系统的脱硫的指示或命令。响应于确定SCR系统不需要进行脱硫，技术300包括操作304，以实施或维持发动机102在标准操作模式200中的操作。
然而，响应于确定需要进行SCR系统的脱硫，如通过从诊断维护工具接收到脱硫命令，技术300包括操作306，以实施发动机102在标准操作模式200中的操作，直到达到发动机冷却剂的预定温度。在一种非限制性形式中，发动机冷却剂的预定温度为75℃，但是应理解其他可替代温度也是可能的。一旦达到了发动机冷却剂的预定温度，技术300包括操作308，以如上所述那样实施发动机102在第二操作模式202中的操作。在操作308中，发动机102的速度可缓慢地增大，直到达到诸如上述速度的期望的操作速度。一旦达到期望的操作速度，在操作308中执行第二操作模式202的剩余条件。可继续发动机102在第二操作模式202中的操作，直到在足以用于SCR系统的脱硫的时间周期中达到废气的期望温度。在一种形式中，该期望温度至少为300℃。在另一形式中，该期望温度为300-500℃。另外，应理解，期望温度的其他值也是可能的并被预期。此外，在一种形式中，废气具有期望温度的时间周期至少为60分钟。在另一形式中，废气具有期望温度的时间周期为30-180分钟。然而应理解，期望时间的其他值也是可能的并被预期。
技术300还包括操作310，以确定对于SCR系统的脱硫而言条件是否都达到。例如，在一种形式中，操作310可确定废气是否在足以对SCR系统进行脱硫的时间周期中具有期望温度。如果在操作310中确定用于SCR系统的脱硫的条件还未达到，则技术300继续操作308，其中在操作308中执行发动机102在第二模式202中的操作。如果在操作310中确定用于SCR系统的脱硫的条件已满足，则技术300继续操作312，其中在操作312中，在足够发动机102在关闭之前适当地冷却的时间周期中以标准操作模式200操作发动机102。
实施例
以下实施例用于例示的目的，并且并不应解释为将本文中公开的本发明限制为仅在这些实施例中公开的实施方式。
下面用于实施例I-VI的表I中给出的实验数据涉及执行的与用于升高废气温度的发动机操作相关的测试。具体地，测试涉及将来自六汽缸柴油发动机的废气温度升高至足以促进SCR系统的五氧化二钒催化剂的脱硫的水平。通常，五氧化二钒催化剂的脱硫可通过使用至少为300℃的废气温度来进行。
此外，虽然并不必须，但通常期望进入SCR的废气中的UHC’s小于1000ppm。
表I
下面用于实施例Ⅶ的表Ⅱ中给出的实验数据涉及执行的与用于升高废气温度的发动机操作相关的测试。具体地，测试关于将来自四汽缸柴油发动机的废气温度升高至足以促进SCR系统的五氧化二钒催化剂的脱硫的水平。通常，五氧化二钒催化剂的脱硫可以通过使用至少为300℃的废气温度来进行。此外，虽然并不必须，通常期望进入SCR的废气中的UHC’s小于1000ppm。
表Ⅱ
实施例序号 Ⅶ
发动机速度(rpm) 2379
SOI主喷射(TDC之后的度) 6.09
EOI主喷射和SOI后喷射之间的间隔(度) 15.9
轨压强(巴) 391
处于燃烧模式的汽缸的数量 2
总加燃料速度(mg/冲程) 73
后加燃料速度(mg/冲程) 11.2
催化剂入口温度(℃) 283
催化剂入口UHC’s(ppm) 350
从上文中呈现的图和文字中可明显看出，根据本发明的各实施方式被预期。
一个示例性实施方式为一种方法，其包括：以超过怠速的速度操作内燃发动机，其中该内燃发动机包括多个汽缸和排气路径。上述操作步骤还包括：使第一组汽缸失效，同时将第二组汽缸维持在燃烧模式；不早于上死点(TDC)之前2度将第一燃料量的燃料喷射至第二组汽缸中的每个；将富燃料废气从第二组汽缸传送至排气路径；以及以独立于任何催化作用将排气路径中的富燃料废气的至少一部分氧化。
在该实施方式的一种形式中，利用处于空载状态的内燃发动机执行上述操作步骤。在该实施方式的另一形式中，发动机还包括至少一个后处理部件，并且氧化发生在该至少一个后处理部件的上游。在该形式的一方面中，该至少一个后处理部件为选择性催化还原(SCR)系统，并且上述操作步骤包括：在排气路径中提供具有对促进SCR系统的脱硫有效的温度的废气。在另一方面中，该温度为300-550℃。
在该实施方式的又一形式中，燃料为柴油。在再一形式中，方法还包括：在喷射第一燃料量的燃料之后，将第二燃料量的燃料喷射至第二组汽缸中的每个中。在该形式的一方面中，第一燃料量和第二燃料量限定了总燃料喷射量，第一燃料量为总燃料喷射量的70-90％。在另一方面中，总燃料喷射量为50-80mg/冲程。在该实施方式的另一形式中，将第一燃料量的燃料喷射至第二组汽缸中的每个在TDC之前2度至TDC之后8度的范围中开始。在该形式的一方面中，方法还包括将第二燃料量的燃料喷射至第二组汽缸中的每个，以及喷射第二燃料量的燃料在第一燃料量的燃料的喷射结束之后13-17度的范围中开始。
在该实施方式的另一形式中，以低于1000巴的轨压强执行将第一燃料量的燃料喷射至第二组汽缸中的每个。在该形式的一个具体方面中，轨压强为300-700巴。在该形式的另一方面中，轨压强为350-600巴。在该实施方式的另一形式中，方法还包括使位于排气路径中的剂量器失效。在该实施方式的又一形式中，汽缸的第一组包括至少两个汽缸。在该形式的一方面中，发动机包括六个汽缸，并且汽缸的组包括六个汽缸中的三个。
在该实施方式的另一形式中，以2100-2600rpm的发动机速度执行操作发动机的步骤。在该实施方式的又一形式中，方法还包括接收再生命令，并且响应于接收再生命令执行上述操作步骤。在该形式的一方面中，以低于1000巴的轨压强执行将第一燃料量的燃料喷射至第二组汽缸中的每个。
在另一实施方式中，一种方法包括：确定选择性催化还原(SCR)系统是否需要脱硫。响应于该确定的步骤，该方法还包括：以脱硫模式操作柴油发动机，其中该柴油发动机通过排气路径与SCR系统相耦接并且包括多个汽缸，其中以脱硫模式操作柴油发动机的步骤包括：以燃烧模式运行柴油发动机的第一数量的汽缸，以及以截止模式运行柴油发动机的第二数量的汽缸；不早于上死点(TDC)之前2度将主燃料量喷射至每个以燃烧模式运行的汽缸中；以及在喷射主燃料量之后，将后燃料量喷射至每个以燃烧模式运行的汽缸中。
在该实施方式的一方面中，以高于怠速的速度并利用处于空载状态的发动机执行以脱硫模式操作发动机的步骤。在另一形式中，该方法还包括：在以脱硫模式操作发动机之前，以标准操作模式操作发动机，直到冷却剂温度超过75℃。在又一形式中，以脱硫模式操作发动机还包括超控燃料的引燃喷射以及使位于排气路径中的剂量器失效。在另一形式中，主燃料量和后燃料量等于在燃烧周期中喷射的燃料总量，主燃料量为的总燃料量的70-90％。在另一形式中，将主燃料量喷射至每个以燃烧模式运行的汽缸中的步骤在TDC之前2度至TDC之后8度的范围中开始，以及将后燃料量喷射至每个以燃烧模式运行的汽缸中的步骤在主燃料量的喷射结束之后14-17度的范围中开始。
在该实施方式的另一形式中，该方法还包括：在以脱硫模式操作发动机之前，以标准操作模式操作发动机，以及相对于标准操作模式，当以脱硫模式操作发动机时减小轨压强。在另一形式中，以300-700巴的轨压强执行将主燃料量和后燃料料喷射至每个以燃烧模式运行的汽缸中的步骤。在另一形式中，该方法还包括：响应于确定的步骤，操作维护工具，以指示柴油发动机的控制模块从标准操作模式转换至脱硫模式。
在另一实施方式中，一种系统包括：内燃发动机，其包括多个汽缸，并且能够进行操作以产生废气流；以及选择性催化还原(SCR)系统，其构造为处理废气流。该系统还包括控制器，其构造为响应于确定需要SCR系统的脱硫，提供汽缸截止命令和延迟供燃料命令并且发动机以高于怠速的速度进行操作且处于空载状态。
在该实施方式的一形式中，该系统还包括燃料喷射系统，其响应于汽缸截止命令使对第一数量的汽缸的燃料喷射失效，以及响应于延迟的加燃料命令不早于上死点(TDC)之前2度将主燃料喷射喷射至第二数量的汽缸中的每个中。在该形式的一个方面中，燃料喷射系统还响应于延迟的加燃料命令将后燃料喷射喷射至第二数量的汽缸中的每个中。在另一方面中，主燃料喷射在TDC之前2度至TDC之后8度的范围中开始，以及后燃料喷射在主燃料喷射的喷射结束之后14-17度的范围内开始。
在该实施方式的另一形式中，控制器还构造为响应于确定需要进行SCR系统的脱硫，提供引燃喷射超控命令和剂量器超控命令。在该实施方式的又一形式中，控制器还构造为响应于确定需要SCR系统的脱硫，提供降低的轨压强命令。在该形式的一方面中，系统还包括燃料喷射系统，并且该燃料喷射系统响应于降低的轨压强命令将轨压强降低至300-700巴。
在另一实施方式中，一种系统包括：内燃发动机，其包括多个汽缸；以及控制器，构造为以标准模式和再生模式操作发动机，其中在再生模式中第一数量的汽缸失效，对于第二数量的汽缸采用延迟的加燃料方案，以及富燃料废气的至少一部分的氧化发生在发动机的下游，并且独立于任何催化作用。
在该实施方式的一种形式中，系统还包括维护工具，其能够进行操作以与控制器通信，并且响应于确定需要进行选择性催化还原(SCR)系统的脱硫而指示控制器以再生模式操作。在该形式的一方面中，延迟的加燃料方案包括：不早于上死点(TDC)之前2度喷射主燃料喷射，以及在主燃料喷射之后喷射后燃料喷射。在另一形式中，在再生模式的过程中，发动机以高于怠速的速度并且以空载条件运行。在又一形式中，氧化提供温度为300-500℃的废气流。在再一形式中，延迟的加燃料方案包括300-700巴的轨压强。
虽然已经在附图和以上描述中详细地示出和描述了本发明，但附图和以上描述应该被认为本质上是例示性的而不是限制性的，应该理解仅示出并描述了优选实施方式，并且落入在本发明的精神内的所有改变和修改期望被保护。应理解，虽然在以上描述中使用的词语如优选的(preferable)、优选地(preferably)、优选的(preferred)、更优选(more preferred)或示例性的(exemplary)表示所描述的特征可能是更期望的或更典型的，然而这些特征可能不是必需的，并且缺少这些特征的实施方式被期望为落入本发明的范围内，本发明的范围由所附的权利要求所限定。在阅读权利要求时，虽然使用了诸如“一个(a)”、“一个(an)”、“至少一个”或“至少一部分”的词语时，但并不打算将权利要求限制为只有一项，除非在权利要求中明确相反地描述。当使用语言“至少一部分”和/或“部分”时，该项可包括部分和/或整个项，除非明确相反地描述。

Claims (42)

1.一种方法，包括：
以超过怠速的速度操作内燃发动机，所述内燃发动机包括多个汽缸和排气路径，其中操作内燃发动机的步骤包括：
使第一组所述汽缸失效，同时将第二组所述汽缸维持在燃烧模式；
不早于上死点(TDC)之前2度将第一燃料量的燃料喷射至第二组所述汽缸中的每个中；
将富燃料废气从第二组所述汽缸传送至所述排气路径；以及
独立于任何催化作用，将所述排气路径中的所述富燃料废气中的至少一部分氧化。
2.根据权利要求1所述的方法，其中利用处于空载状态的所述内燃发动机执行所述操作内燃发动机的步骤。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述发动机还包括至少一个后处理部件，并且氧化的步骤发生在所述至少一个后处理部件的上游。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述至少一个后处理部件为选择性催化还原(SCR)系统，并且所述操作内燃发动机的步骤包括：使所述排气路径中的废气具有对促进所述SCR系统的脱硫有效的温度。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述温度为300-550℃。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述燃料为柴油。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括：在喷射所述第一燃料量的燃料之后，将第二燃料量的燃料喷射至第二组所述汽缸中的每个中。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述第一燃料量和所述第二燃料量限定了总燃料喷射量，所述第一燃料量为所述总燃料喷射量的70-90％。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述总燃料喷射量为50-80mg/冲程。
10.根据权利要求1所述的方法，其中将第一燃料量的燃料喷射至第二组所述汽缸中的每个中的步骤在TDC之前2度至TDC之后8度的范围中开始。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括将第二燃料量的燃料喷射至第二组所述汽缸中的每个中，其中将第二燃料量的燃料喷射至第二组所述汽缸中的每个中的步骤在所述第一燃料量的燃料的喷射结束之后13-17度的范围中开始。
12.根据权利要求1所述的方法，其中以低于1000巴的轨压强执行将第一燃料量的燃料喷射至第二组所述汽缸中的每个中的步骤。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述轨压强为300-700巴。
14.根据权利要求12所述的方法，其中所述轨压强为350-600巴。
15.根据权利要求1所述的方法，还包括：使位于所述排气路径中的剂量器失效。
16.根据权利要求1所述的方法，其中第一组所述汽缸包括所述多个汽缸中的至少两个。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述内燃发动机包括六个汽缸，并且所述汽缸组包括所述六个汽缸中的三个。
18.根据权利要求1所述的方法，其中以2100-2600rpm的发动机速度执行所述操作内燃发动机的步骤。
19.根据权利要求1所述的方法，还包括接收再生命令，以及其中响应于接收所述再生命令执行所述操作内燃发动机的步骤。
20.根据权利要求19所述的方法，其中以低于1000巴的轨压强执行将第一燃料量的燃料喷射至第二组所述汽缸中的每个中的步骤。
21.一种方法，包括：
确定选择性催化还原(SCR)系统是否需要进行脱硫；以及
响应于确定选择性催化还原(SCR)系统是否需要进行脱硫的步骤：
以脱硫模式操作柴油发动机，所述柴油发动机通过排气路径与所述SCR系统耦接并包括多个汽缸，其中以脱硫模式操作柴油发动机的步骤包括：
以燃烧模式运行所述柴油发动机的第一数量的所述汽缸，以及以截止模式运行所述柴油发动机的第二数量的所述汽缸；
不早于上死点(TDC)之前2度将主燃料量喷射至每个以所述燃烧模式运行的所述汽缸中；以及
在喷射所述主燃料量之后，将后燃料量喷射至每个以所述燃烧模式运行的所述汽缸中。
22.根据权利要求21所述的方法，其中以高于怠速的速度并利用处于空载状态的所述柴油发动机执行所述以脱硫模式操作柴油发动机的步骤。
23.根据权利要求21所述的方法，还包括：在所述以脱硫模式操作柴油发动机的步骤之前，以标准操作模式操作所述柴油发动机，直到冷却剂温度超过75℃。
24.根据权利要求21所述的方法，其中所述以脱硫模式操作柴油发动机的步骤还包括：超控燃料的引燃喷射以及使位于所述排气路径中的剂量器失效。
25.根据权利要求21所述的方法，其中所述主燃料量和所述后燃料量等于在燃烧周期中喷射的燃料总量，所述主燃料量为所述燃料总量的70-90％。
26.根据权利要求21所述的方法，其中将主燃料量喷射至每个以所述燃烧模式运行的所述汽缸中的步骤在TDC之前2度至TDC之后8度的范围中开始，以及将后燃料量喷射至每个以所述燃烧模式运行的所述汽缸中的步骤在所述主燃料量的喷射结束之后14-17度的范围中开始。
27.根据权利要求21所述的方法，还包括：
在所述以脱硫模式操作柴油发动机的步骤之前，以标准模式操作所述柴油发动机，以及当以所述脱硫模式操作所述柴油发动机时，相对于所述标准操作模式，减小轨压强。
28.根据权利要求21所述的方法，其中以300-700巴的轨压强执行将主燃料量喷射至每个以所述燃烧模式运行的所述汽缸中的步骤和将后燃料量喷射至每个以所述燃烧模式运行的所述汽缸中的步骤。
29.根据权利要求21所述的方法，还包括：响应于所述确定选择性催化还原(SCR)系统是否需要进行脱硫的步骤，操作维护工具，以指示所述柴油发动机的控制模块从标准操作模式转换至所述脱硫模式。
30.一种系统，包括：
内燃发动机，包括多个汽缸，并且能够进行操作以产生废气流；
选择性催化还原(SCR)系统，构造为处理所述废气流；以及
控制器，构造为响应于确定需要进行所述SCR系统的脱硫，提供汽缸截止命令和延迟的加燃料命令，并且所述内燃发动机以高于怠速的速度操作且处于空载状态。
31.根据权利要求30所述的系统，还包括燃料喷射系统，所述燃料喷射系统响应于所述汽缸截止命令以使对第一数量的所述汽缸的燃料喷射失效，以及响应于所述延迟的加燃料命令不早于上死点(TDC)之前2度将主燃料喷射喷射至第二数量的所述汽缸中的每个中。
32.根据权利要求31所述的系统，其中所述燃料喷射系统还响应于所述延迟的加燃料命令将后燃料喷射喷射至第二数量的所述汽缸中的每个中。
33.根据权利要求32所述的系统，其中所述主燃料喷射在TDC之前2度至TDC之后8度的范围中开始，以及所述后燃料喷射在所述主燃料喷射的喷射结束之后14-17度的范围中开始。
34.根据权利要求30所述的系统，其中所述控制器还构造为响应于确定需要进行所述SCR系统的脱硫，提供引燃喷射超控命令和剂量器超控命令。
35.根据权利要求30所述的系统，其中所述控制器还构造为响应于确定需要进行所述SCR系统的脱硫，提供降低的轨压强命令。
36.根据权利要求35所述的系统，还包括燃料喷射系统，所述燃料喷射系统响应于所述降低的轨压强命令将轨压强降低至300-700巴。
37.一种系统，包括：
内燃发动机，包括多个汽缸；以及
控制器，构造为以标准操作模式和再生模式操作所述内燃发动机，其中在所述再生模式中，第一数量的所述汽缸失效，对于第二数量的所述汽缸采用延迟的加燃料方案，以及富燃料废气的至少一部分的氧化发生在所述内燃发动机的下游并且独立于任何催化作用。
38.根据权利要求37所述的系统，还包括维护工具，所述维护工具能够进行操作，以与所述控制器通信，并且响应于确定期望进行选择性催化还原(SCR)系统的脱硫，指示所述控制器以所述再生模式进行操作。
39.根据权利要求38所述的系统，其中所述延迟的加燃料方案包括：不早于上死点(TDC)之前2度喷射主燃料喷射，以及在所述主燃料喷射之后喷射后燃料喷射。
40.根据权利要求37所述的系统，其中在所述再生模式的过程中，所述内燃发动机以高于怠速的速度并且以空载条件运行。
41.根据权利要求37所述的系统，其中所述氧化使废气流具有300-500℃的温度。
42.根据权利要求37所述的系统，其中所述延迟的加燃料方案包括300-700巴的轨压强。
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