CN105492745B - 用于内燃机运行的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于运行内燃机（10）的方法，该内燃机具有至少一发动机（11）和废气后处理系统（13），其中在发动机（11）中燃烧燃料时产生的废气为了净化通过废气后处理系统（13）导引，其中，确定废气实际值，该实际值取决于在废气后处理系统（13）的废气后处理部件（14）上游废气中的二氧化氮含量的实际值，并且这样改变至少一用于发动机（11）的运行参数，使二氧化氮含量的实际值接近相应的二氧化氮含量理论值，由此使各个废气后处理部件（14）最佳地运行。

Description

用于内燃机运行的方法
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机运行的方法。
背景技术
由实践中已知的内燃机除了发动机以外还具有废气后处理系统，用于在废气后处理系统中净化在内燃发动机中燃烧燃料时产生的废气。为了满足总是变得更严格的废气极限值需要有效的废气后处理系统。
除了固体颗粒以外在废气中的氮氧化物(NOX)必需满足总是变得更严格的极限值。在利用催化剂的条件下、例如在使用SCR-催化剂的条件下实现废气中氮氧化物的净化，其中SCR催化剂为了转换氮氧化物作为还原剂利用氨。氨可以在氨发生器中产生并且加入到废气流里面。与此不同也能够将氨-前级物质、例如水性尿素溶液加入到废气流里面，然后尿素溶液在在废气流里面转换成氨、二氧化碳和水蒸气。一般在利用所谓的水解催化剂的条件下在废气中将氨-前级物质转换成氨。
如果在废气中仅仅出现一氧化氮，则在SCR-催化器里面按照下面的等式转换氮氧化物：
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O。
按照上面的等式在SCR-催化器里面转换一氧化氮相对缓慢地进行。因此由实践中已知，为了加速氮氧化物在废气中的转换在SCR-催化器上游定位尤其含铂的NO-氧化催化器，用于在SCR-催化器上游转换一氧化氮成二氧化氮，其中，如果在废气中除了氮氧化物也存在二氧化氮，则在催化器里面按照下面的等式进行氮氧化物的转换：
NO+2NH3+NO2→2N2+3H2O。
按照上面等式在SCR-催化器里面存在一氧化氮和二氧化氮的条件下比在SCR-催化器中单纯转换一氧化氮更快地进行氮氧化物的转换。
因此在SCR-催化器中转换在废气中含有的氮氧化物的快速性取决于在废气中的二氧化氮的含量。但是为了转换一氧化氮成二氧化氮在SCR-催化器上游使用独立的NO氧化催化器有缺点，因为由此增加装置技术上的费用并由此增加内燃机的成本。
发明内容
由此提出本发明的目的是，实现一种新的用于内燃机运行的方法。
为了实现这一目的，本发明提出一种用于运行内燃机的方法，该内燃机具有至少一发动机和废气后处理系统，其中在发动机中燃烧燃料时产生的废气为了净化通过废气后处理系统导引，其中，确定废气实际值，该实际值取决于在废气后处理系统的废气后处理部件上游废气中的二氧化氮含量的实际值，并且这样改变至少一用于发动机的运行参数，使二氧化氮含量的实际值接近相应的二氧化氮含量理论值，由此使各个废气后处理部件最佳地运行，其特征在于，作为废气实际值通过NOX传感器测量技术地检测在废气后处理系统的废气后处理部件下游的NOX-实际值，根据这个废气实际值确定在废气后处理部件上游废气中的二氧化氮含量的实际值，将二氧化氮含量的这个实际值与二氧化氮含量的理论值进行比较，并且根据这个比较这样改变发动机的至少一运行参数，使二氧化氮含量的实际值接近二氧化氮含量的理论值。
按照本发明确定废气实际值，该实际值取决于在废气后处理系统的废气后处理部件上游废气中的二氧化氮含量的实际值，其中这样改变至少一用于发动机的运行参数，使二氧化氮含量的实际值接近相应的二氧化氮含量理论值，由此使各个废气后处理部件最佳地运行。
通过这里的本发明首次建议，通过改变至少一用于内燃机发动机的运行参数定义地调整在废气后处理系统的废气后处理部件上游废气中的二氧化氮含量，用于使废气后处理部件最佳地运行。由此能够，或者使用更小的NO氧化催化器，或者完全放弃使用NO氧化催化器。
最好根据负荷点选择二氧化氮含量的理论值。尤其是根据发动机的至少一运行参数和/或根据废气后处理系统的至少一运行参数确定二氧化氮含量的理论值。特别优选对于废气中的二氧化氮含量使用取决于负荷点或运行点的理论值，因为由此对于内燃机的所有负荷点或者运行点一方面可以保证发动机的最佳运行，另一方面可以保证内燃机废气后处理系统的最佳运行。
按照有利的改进方案，作为发动机的运行参数改变在发动机燃烧室里面的λ值和/或点火时刻和/或阀门控制时间和/或发动机压缩和/或废气含量。通过至少一用于发动机的上述运行参数可以简单且可靠地调整废气中的二氧化氮含量。
按照有利的改进方案，作为废气实际值通过NOX传感器测量技术地检测在废气后处理系统的废气后处理部件下游的NOX-实际值，其中根据这个废气实际值确定在废气后处理部件上游废气中的二氧化氮含量的实际值，其中将二氧化氮含量的这个实际值与二氧化氮含量的理论值进行比较，并且根据这个比较这样改变发动机的至少一运行参数，使二氧化氮含量的实际值接近二氧化氮含量的理论值。特别优选这个实施例，因为能够简单地借助于NOX传感器测量技术地检测在废气后处理部件下游的NOX实际值。以这个测量技术获得的NOX实际值为基础可以推断废气中的二氧化氮含量的实际值，由此根据二氧化氮含量实际值与二氧化氮含量理论值之间的比较改变发动机的至少一运行参数，由此使二氧化氮含量的实际值接近理论值。
最好这样改变发动机的运行参数，使发动机的NOX-原排放以最多15％下降。由此能够使发动机以良好的效率且避免增加燃料消耗地运行。
附图说明
本发明的优选改进方案由下面的描述给出。利用附图更详细地解释本发明的实施例，本发明不局限于这些实施例。附图示出：
图1内燃机的示意图；和
图2用于表明本发明的曲线图。
具体实施方式
本发明涉及一种用于运行内燃机的方法。
图1极其示意地示出内燃机10，该内燃机包括具有多个气缸12的发动机11和具有至少一废气后处理部件14的废气后处理系统13。通过废气后处理系统13可以导引燃料在内燃机10发动机11的气缸12里面燃烧时产生的废气，用于在废气后处理系统13中净化废气。按照图1在废气后处理系统13下游定位传感器15，该传感器可以是NOX传感器，用于测量在废气后处理系统13下游废气中的NOX排放。废气后处理系统13的废气后处理部件14可以是SCR-催化器、颗粒过滤器，或者也可以是NOX-存储催化器。
为了运行这种内燃机10在本发明的意义上确定废气实际值，该实际值取决于在废气后处理系统13的废气后处理部件14上游废气中的二氧化氮含量的实际值。根据这个废气实际值这样改变至少一用于发动机11的运行参数，使二氧化氮含量的实际值接近相应的二氧化氮含量的理论值，由此可以使废气后处理系统13的各个废气后处理部件14最佳地运行。
因此在本发明的意义上有目的地由此影响在废气中的二氧化氮含量，使得改变发动机11的至少一运行参数，用于可以使在发动机11下游定位的废气后处理系统13的废气后处理部件14最佳地运行。
本发明尤其在内燃机10中使用，其发动机11由快燃-燃气发动机构成，在其中燃烧燃气式的燃料。作为燃气式的燃料在这种快燃-燃气发动机中一般燃烧天然气，作为组份天然气含有甲烷。
根据负荷点选择在废气中的二氧化氮含量的理论值。因此能够根据发动机11的至少一运行参数和/或根据废气后处理系统13的至少一运行参数确定废气中的二氧化氮含量的理论值。由此能够根据一个或多个废气温度以及根据废气后处理系统13的效率以及根据发动机11的效率确定废气中二氧化氮含量的理论值。
作为发动机11的运行参数最好改变在发动机燃烧室里面的λ值和/或点火时刻和/或阀门控制时间和/或发动机压缩和/或废气含量。
然后，当λ值降低时，废气中的二氧化氮含量趋于增加。
此外通过在提前时刻方向上移动点火时刻和/或通过提高发动机燃烧室里面的废气含量可以趋于提高在废气中的二氧化氮含量。
此外能够通过推迟打开气缸12的进气阀并且通过推迟关闭气缸12的排气阀提高废气中的二氧化氮含量。
通过提高发动机压缩趋于降低废气中的二氧化氮含量。
示例地对于一些运行参数在参照图2的条件下描述用于影响废气中的二氧化氮含量的上述关系，其中在图2中对于燃气快燃发动机在λ值上标出二氧化氮NO2在废气的氮氧化物NOX中的百分比含量，而且标出与发动机11的负荷点的关系以及与发动机的点火时刻的关系。
因此特征曲线16和17涉及发动机11满负荷运行的特征曲线，其中在特征曲线16中点火时刻向后移动，并且在特征曲线17中点火时刻向前移动。
特征曲线18和19涉及发动机11部分负荷运行的特征曲线，其中在特征曲线18中点火时刻向后移动，并且在特征曲线19中点火时刻向前移动。
特别优选本发明的变化，在该变化中作为废气实际值借助于在图1中所示的NOX传感器15测量技术地检测在应该最佳运行的废气后处理系统13的废气后处理部件14下游的NOx的实际值。然后根据这个废气实际值确定在废气后处理部件14上游废气中的二氧化氮含量的实际值，其中二氧化氮含量的这个实际值与二氧化氮含量的理论值进行比较。根据这个比较这样改变发动机11的至少一运行参数，使在废气后处理部件14上游废气中的二氧化氮含量的实际值接近二氧化氮含量的理论值。
如上所述，通过按照本发明影响废气中的二氧化氮含量能够最佳运行的废气后处理部件14可以是SCR-催化器。这个废气后处理部件14备选地也可以是颗粒过滤器或者是NOX存储催化器。
如上所述，根据运行点选择废气中二氧化氮含量的理论值。因此，当由于调整二氧化氮含量的实际值能够最佳运行的废气后处理系统13的废气后处理部件14是SCR-催化器的时候，作为在废气中的二氧化氮含量的理论值最好选择50％。但是也能够，选择废气中的二氧化氮含量的理论值小于50％，尤其在废气的高废气温度时。
尤其这样选择废气中二氧化氮含量的理论值，由于根据这个理论值改变的用于发动机11的运行参数发动机11的NOX原排放以不大于15％降低。由此可以避免发动机11的消耗增加。
附图标记清单
10 内燃机
11 发动机
12 气缸
13 废气后处理系统
14 废气后处理部件
15 传感器
16 特征曲线
17 特征曲线
18 特征曲线
19 特征曲线

Claims (9)

1.一种用于运行内燃机(10)的方法，该内燃机具有至少一发动机(11)和废气后处理系统(13)，其中在发动机(11)中燃烧燃料时产生的废气为了净化通过废气后处理系统(13)导引，其中，确定废气实际值，该实际值取决于在废气后处理系统(13)的废气后处理部件(14)上游废气中的二氧化氮含量的实际值，并且这样改变至少一用于发动机(11)的运行参数，使二氧化氮含量的实际值接近相应的二氧化氮含量理论值，由此使各个废气后处理部件(14)最佳地运行，其特征在于，作为废气实际值通过NOX传感器测量技术地检测在废气后处理系统(13)的废气后处理部件(14)下游的NOX-实际值，根据这个废气实际值确定在废气后处理部件(14)上游废气中的二氧化氮含量的实际值，将二氧化氮含量的这个实际值与二氧化氮含量的理论值进行比较，并且根据这个比较这样改变发动机(11)的至少一运行参数，使二氧化氮含量的实际值接近二氧化氮含量的理论值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据负荷点选择二氧化氮含量的理论值。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据发动机(11)的至少一运行参数和/或根据废气后处理系统(13)的至少一运行参数确定二氧化氮含量的理论值。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，作为发动机(11)的运行参数改变在发动机燃烧室里面的λ值和/或点火时刻和/或阀门控制时间和/或发动机压缩和/或废气含量。
5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，确定废气实际值，该实际值取决于在废气后处理系统(13)的SCR-催化器上游废气中的二氧化氮含量的实际值。
6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，确定废气实际值，该实际值取决于在废气后处理系统(13)的颗粒过滤器上游废气中的二氧化氮含量的实际值。
7.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，确定废气实际值，该实际值取决于在废气后处理系统(13)的NOX-存储催化器上游废气中的二氧化氮含量的实际值。
8.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，这样改变发动机(11)的运行参数，使发动机的NOX-原排放以最多15％下降。
9.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，内燃机通过燃气发动机运行，该燃气发动机燃烧燃气式的和含甲烷的燃料。
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