RU2493383C2 - Способ эксплуатации системы снижения токсичности отработавших газов с катализатором селективного каталитического восстановления и расположенным перед ним катализирующим окисление устройством для снижения токсичности отработавших газов - Google Patents

Способ эксплуатации системы снижения токсичности отработавших газов с катализатором селективного каталитического восстановления и расположенным перед ним катализирующим окисление устройством для снижения токсичности отработавших газов Download PDF

Info

Publication number
RU2493383C2
RU2493383C2 RU2011116117/06A RU2011116117A RU2493383C2 RU 2493383 C2 RU2493383 C2 RU 2493383C2 RU 2011116117/06 A RU2011116117/06 A RU 2011116117/06A RU 2011116117 A RU2011116117 A RU 2011116117A RU 2493383 C2 RU2493383 C2 RU 2493383C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
exhaust gas
catalytic oxidation
catalyst
nitric oxide
exhaust
Prior art date
Application number
RU2011116117/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011116117A (ru
Inventor
Александер МАССНЕР
Original Assignee
Даймлер Аг
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Даймлер Аг filed Critical Даймлер Аг
Publication of RU2011116117A publication Critical patent/RU2011116117A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2493383C2 publication Critical patent/RU2493383C2/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/105—General auxiliary catalysts, e.g. upstream or downstream of the main catalyst
    • F01N3/106—Auxiliary oxidation catalysts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F01N3/208—Control of selective catalytic reduction [SCR], e.g. dosing of reducing agent
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2430/00—Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics
    • F01N2430/08—Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics by modifying ignition or injection timing
    • F01N2430/085—Influencing exhaust purification, e.g. starting of catalytic reaction, filter regeneration, or the like, by controlling engine operating characteristics by modifying ignition or injection timing at least a part of the injection taking place during expansion or exhaust stroke
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2550/00—Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
    • F01N2550/02—Catalytic activity of catalytic converters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/02—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
    • F01N2560/021—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting ammonia NH3
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/02—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
    • F01N2560/023—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting HC
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/02—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
    • F01N2560/025—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting O2, e.g. lambda sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/02—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
    • F01N2560/026—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting NOx
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/06—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being a temperature sensor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/08—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being a pressure sensor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/14—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics having more than one sensor of one kind
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/03—Adding substances to exhaust gases the substance being hydrocarbons, e.g. engine fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Abstract

Настоящее изобретение относится к способу эксплуатации системы (28) нейтрализации отработавших газов автомобильного двигателя (1) внутреннего сгорания. Сущность изобретения: способ предусматривает определение степени старения осуществляющего каталитическое окисление устройства (3) нейтрализации отработавших газов. Согласно изобретению степень старения осуществляющего каталитическое окисление устройства (3) нейтрализации отработавших газов определяют по соотношению присутствующего в отработавших газах перед осуществляющим каталитическое окисление устройством (3) нейтрализации отработавших газов содержания углеводородов и одновременно происходящего превращения окиси азота катализатором (5) селективного восстановления. Техническим результатом изобретения является обеспечение эффективного и экономичного определения степени старения осуществляющего каталитическое окисление устройства нейтрализации отработавших газов. 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к способу эксплуатации системы нейтрализации отработавших газов автомобильного двигателя внутреннего сгорания, в котором в выпускном канале для отработавших газов перед катализатором селективного восстановления расположено осуществляющее каталитическое окисление устройство нейтрализации отработавших газов, причем согласно способу выполняют определение степени старения осуществляющего каталитическое окисление устройства нейтрализации отработавших газов.
Использование осуществляющего каталитическое окисление устройства нейтрализации отработавших газов в системе нейтрализации отработавших газов в автомобилях с двигателем внутреннего сгорания является широко распространенной мерой по уменьшению вредных выбросов отработавших газов. При этом информация о степени старения осуществляющего каталитическое окисление устройства нейтрализации отработавших газов важна, в особенности при наличии других дополнительных расположенных ниже устройств нейтрализации отработавших газов. При ослаблении способности каталитической нейтрализации отработавших газов, обусловленном старением осуществляющего каталитическое окисление устройства нейтрализации отработавших газов, работа системы нейтрализации отработавших газов может быть соответствующим образом настроена или может быть подан сигнал о необходимости ее замены.
В документе DE 19732167 А1 раскрыт способ определения степени старения осуществляющего каталитическое окисление устройства нейтрализации отработавших газов, причем согласно способу определяют характеристику нейтрализации отработавших газов осуществляющего каталитическое окисление устройства и сравнивают с эталонной характеристикой. В частности, старение диагностируют в том случае, если в течение измерения возникают недопустимые отклонения от эталонной характеристики.
Недостаток указанного способа заключается в необходимости применения соответствующей сенсорной техники для определения характеристики нейтрализации отработавших газов.
Задача настоящего изобретения заключается в разработке способа эксплуатации системы нейтрализации отработавших газов, содержащей осуществляющее каталитическое окисление устройство нейтрализации отработавших газов и установленный ниже по потоку катализатор селективного восстановления, посредством которого можно определить степень старения осуществляющего каталитическое окисление устройства нейтрализации отработавших газов с помощью требующих меньших затрат аппаратных средств.
Поставленная задача решается с помощью способа согласно п.1 формулы изобретения.
Характерно, что при осуществлении способа согласно настоящему изобретению по соотношению присутствующего содержания углеводородов в отработавших газах перед осуществляющим каталитическое окисление устройством нейтрализации отработавших газов и происходящего одновременно превращения окиси азота катализатором селективного восстановления, определяют состояние старения осуществляющего каталитическое окисление устройства нейтрализации отработавших газов.
В настоящем изобретении использовано неожиданное открытие, заключающееся в том, что достигаемое с помощью катализатора селективного восстановления превращение окисей азота (NOx) в азот (N2), по меньшей мере, при определенных рабочих режимах зависит от степени старения установленного выше по потоку осуществляющего каталитическое окисление устройства нейтрализации отработавших газов. Причина этого явления кроется в способности осуществляющего каталитическое окисление устройства нейтрализации отработавших газов изменять химический состав отработавших газов с помощью окисления способных окисляться компонентов отработавших газов, например, окиси азота (NO), водорода (Н2), окиси углерода (СО) и/или углеводородов (НС). Изменение химического состава отработавших газов, в частности, возникшее под действием осуществляющего каталитическое окисление устройства нейтрализации отработавших газов увеличение содержания двуокиси азота (NO2), оказывает, в свою очередь, обратное действие на желаемое превращение NOx катализатором селективного восстановления. Однако способность производить изменение химического состава отработавших газов уменьшается при возрастающей степени старения осуществляющего каталитическое окисление устройства нейтрализации отработавших газов. Согласно настоящему изобретению углеводороды (НС) используют в качестве индикаторного вещества для проверки способности осуществляющего каталитическое окисление устройства нейтрализации отработавших газов изменять состав отработавших газов и, тем самым, влиять на способность к превращению NOx катализатора селективного восстановления, таким образом, по соотношению присутствующего содержания НС в отработавших газах перед осуществляющим каталитическое окисление устройством нейтрализации отработавших газов и происходящего одновременного превращения NOx катализатором селективного восстановления определяют степень старения осуществляющего каталитическое окисление устройства нейтрализации отработавших газов.
Под осуществляющим каталитическое окисление устройством нейтрализации отработавших газов следует понимать любой служащий для нейтрализации отработавших газов элемент, который, по меньшей мере, поддерживает окисление NO. Осуществляющее каталитическое окисление устройство нейтрализации отработавших газов может представлять собою, например, катализатор окисления или сажевый фильтр с осуществляющим каталитическое окисление покрытием или сочетание названных элементов. Под катализатором селективного восстановления следует понимать катализатор, который может осуществлять восстановление NOx при условиях окисления, в частности, аммиака (NH3) в качестве селективного восстановителя. Обычно речь идет о железосодержащем цеолитном катализаторе селективного восстановления.
В соответствии с одним вариантом осуществления способа согласно настоящему изобретению были установлены различные содержания НС в отработавших газах перед осуществляющим каталитическое окисление устройством нейтрализации отработавших газов, а ослабление заданного превращения NOx, связанное с содержанием НС, использовали в качестве основы для определения степени старения. Благодаря изменению содержания НС можно более точно определить, влияет ли и в какой степени содержание НС перед осуществляющим каталитическое окисление устройством нейтрализации отработавших газов на изменение химического состава отработавших газов и, в частности, содержание NO2 после осуществляющего каталитическое окисление устройства нейтрализации отработавших газов, и в какой мере оказывается влияние на превращение NOx катализатором селективного восстановления. Вывод о степени старения можно сделать на основании соотношения превращения NOx и содержания НС. При этом предпочтительно осуществляют сравнение с опорными величинами, которые предварительно были определены эмпирическим способом и существуют в распоряжении в качестве приблизительной характеристики старения. Углеводороды (НС) могут присутствовать в отработавших газах в виде несгоревших или частично сгоревших компонентов топлива и могут вноситься в отработавшие газы, например, при впрыске в двигателе и/или при внешнем вторичном впрыске топлива в отработавшие газы. Было определено, что, в частности, объем содержания НС, при котором происходит ослабление существующего типичного максимального превращения NOx катализатором селективного восстановления, представляет собою надежный показатель определения степени старения осуществляющего каталитическое окисление устройства нейтрализации отработавших газов, который, таким образом, обеспечивает надежную характеристику.
В соответствии с другим вариантом осуществления способа согласно настоящему изобретению установку различных содержаний НС в отработавших газах выполняют в рабочей точке при температуре осуществляющего каталитическое окисление устройства нейтрализации отработавших газов, при которой каталитическое окисление NO до NO2 в осуществляющем каталитическое окисление устройстве нейтрализации отработавших газов в свежем состоянии является, по меньшей мере, приблизительно максимальным. Показателем предпочтительной рабочей точки является температура в пределах 200-250°C, объемная скорость отработавших газов приблизительно 50000 1/ч и содержание кислорода в отработавших газах в пределах 2%-15%. Обусловленное старением ослабленное превращение НС осуществляющим каталитическое окисление устройством нейтрализации отработавших газов усиливает существующее ингибирование образования NO2, вызываемое под действием НС, которое проявляется, в частности, в рабочей точке, в которой образование NO2 новым осуществляющим каталитическое окисление устройством нейтрализации отработавших газов является приблизительно максимальным. Однако при ослабленном образовании NO2 уменьшается превращение NOx расположенным ниже по потоку катализатором селективного восстановления. Поэтому благодаря способу согласно настоящему изобретению можно с надежной степенью достоверности определять степень старения осуществляющего каталитическое окисление устройства нейтрализации отработавших газов на основании соотношения содержания НС и превращения NOx.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления способа согласно настоящему изобретению установку различных содержаний НС в отработавших газах выполняют в рабочей точке при температуре катализатора селективного восстановления в диапазоне от 180°C до 350°C. В этом температурном диапазоне наблюдается сравнительно сильная зависимость способности катализатора селективного восстановления превращать NOx от содержания NO2 или от отношения NO2 к NOx в отработавших газах, причем, с другой стороны, осуществляющее каталитическое окисление устройство нейтрализации отработавших газов в зависимости от степени старения и в зависимости от содержания НС в отработавших газах может более или менее эффективно осуществлять окисление NO до NO2. По этой причине в диапазоне температур от 180°C до 350°C и, в частности, при температуре приблизительно 200°С для распространенных катализаторов селективного восстановления обеспечивается надежное определение степени старения по соотношению содержания НС и превращения NOx. Предпочтительной является рабочая точка с объемной скоростью отработавших газов приблизительно 50000 1/ч через катализатор селективного восстановления.
В соответствии с дополнительным вариантом осуществления способа согласно настоящему изобретению в зависимости от определенной степени старения предусматривают адаптацию характеристики, предусмотренной для работы системы нейтрализации отработавших газов для окисления NO до NO2 в осуществляющем каталитическое окисление устройстве нейтрализации отработавших газов. Характеристики образования NO2 используют обычно для моделирования превращения NOx катализатором селективного восстановления или дозирования восстановителя, используемого в катализаторе селективного восстановления для превращения NOx, на основании модели. Если в выпускном канале для отвода отработавших газов используют сажевый фильтр, то производят моделирование состояния наполнения сажи предпочтительно в зависимости от концентраций NO2 в отработавших газах. На основании этого определяют моменты времени, при которых необходимо осуществлять термическую принудительную регенерацию. Благодаря регулированию или адаптации предусмотренной характеристики или характеристической кривой образования NO2, зависимого от рабочего состояния, к старению осуществляющего каталитическое окисление устройства нейтрализации отработавших газов, можно оптимально определять указанные и при известных условиях другие рабочие величины в зависимости от продолжительности работы системы нейтрализации отработавших газов. Таким образом, можно предотвращать общее вызванное старением осуществляющего каталитическое окисление устройства нейтрализации отработавших газов чрезмерное снижение эффективности нейтрализации системы нейтрализации отработавших газов, а также нежелательный расход топлива в результате сравнительно более частых принудительных регенераций сажевого фильтра.
Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения проиллюстрированы чертежами и будут описаны ниже. При этом указанные выше признаки, а также признаки, которые будут пояснены ниже, используют не только в указанном сочетании, но также и в других сочетаниях или по отдельности, без выхода за пределы настоящего изобретения.
В указанных чертежах
на фиг.1 представлена функциональная схема автомобильного двигателя внутреннего сгорания с установленной системой нейтрализации отработавших газов, содержащей катализатор селективного восстановления и осуществляющее каталитическое окисление устройство нейтрализации отработавших газов;
на фиг.2 представлен график зависимости характеристики старения от соотношения концентраций NO2 и NOx в отработавших газах на выходе из осуществляющего каталитическое окисление устройства нейтрализации отработавших газов;
на фиг.3 представлен график для пояснения обычно существующей зависимости превращения NOx катализатором селективного восстановления от имеющегося выше по потоку соотношения концентраций NO2 и NOx в отработавших газах;
на фиг.4 представлен график для пояснения зависимости обычно существующего на выходе из осуществляющего каталитическое окисление устройства нейтрализации отработавших газов соотношения концентраций NO2 и NOx от содержания НС, присутствующего в отработавших газах на входе в осуществляющее каталитическое окисление устройство нейтрализации отработавших газов при различных степенях старения;
на фиг.5 представлен график для пояснения обычно существующей в системе нейтрализации отработавших газов, представленной на фиг.1, зависимости превращения NOx катализатором селективного восстановления от содержания НС перед установленным выше по потоку осуществляющим каталитическое окисление устройством нейтрализации отработавших газов; и
на фиг.6 представлено схематическое изображение характеристической кривой старения, выведенной на основании зависимостей, изображенных на графиках, представленных на фиг.2 и фиг.3.
На фиг.1 в качестве примера представлена функциональная схема двигателя 1 внутреннего сгорания автомобиля (не показан), содержащего соответствующую систему 28 нейтрализации отработавших газов. Двигатель 1 внутреннего сгорания является двигателем внутреннего сгорания с подачей сжатого воздуха, который далее в этом документе для упрощения будет называться дизельным двигателем. Выходящие из дизельного двигателя 1 отработавшие газы, характеризующиеся более или менее высоким содержанием кислорода, поступают в выпускной трубопровод 2 и последовательно проходят через катализатор 3 окисления, сажевый фильтр 4 и катализатор 5 восстановления NOx. К катализатору 5 восстановления NOx подключают предпочтительно второй катализатор окисления (не показан) в виде так называемого блокирующего катализатора для окисления восстановителя, поступающего из катализатора 5 восстановления NOx. Катализатор 3 окисления и сажевый фильтр 4 могут быть расположены рядом друг с другом в общем корпусе. Катализатор 3 окисления, сажевый фильтр 4 и катализатор 5 восстановления NOx и при наличии блокирующий катализатор размещают предпочтительно в общем корпусе, который одновременно также является глушителем. Сажевый фильтр 4 предпочтительно снабжен каталитическим покрытием, которое способствует дожиганию сажи и/или окислению NO. Таким образом, катализатор 3 окисления и сажевый фильтр 4 могут представлять собой по отдельности или совместно осуществляющее каталитическое окисление устройство нейтрализации отработавших газов в соответствии с настоящим изобретением.
Для нагрева катализатора 3 окисления и, соответственно, отработавших газов в выпускном трубопроводе 2 на входе катализатора 3 окисления можно расположить нагревательный элемент 26, как это показано на фигуре. Нагревательный элемент 26 может представлять собою электрический нагревательный элемент или быть выполненным в виде теплового преобразователя или системы предварительного сжигания. Допускается также и исполнение в виде устройства для впрыска топлива, которое при окислении в последующем катализаторе 3 окисления обеспечивает нагрев отработавших газов. Нагрев отработавших газов используют предпочтительно при принудительной регенерации сажевого фильтра 4 дожиганием сажи. Для определения необходимости такой регенерации к сажевому фильтру 4 подключают датчик 22 перепада давления, который посылает сигнал относительно степени загрязнения частицами. Кроме того, установлен работающий на отработавших газах турбонагнетатель 6, турбина которого приводится в действие потоком отработавших газов, а его компрессор подает воздух, засасываемый через впускной трубопровод 7, по воздухопроводу 11 в дизельный двигатель 1. Предпочтительно работающий на отработавших газах турбонагнетатель 6 выполнен в виде так называемого VTG-нагнетателя с переменным регулированием турбинных лопаток.
Для регулирования количества воздуха, подводимого в дизельный двигатель 1, в воздухопроводе 11 установлена дроссельная заслонка 12. Для очистки всасываемого воздуха или для измерения количества засасываемого воздуха во впускном трубопроводе 7 предусмотрен воздушный фильтр 8 или расходомер воздуха 9, соответственно. Расположенный во впускном трубопроводе охладитель 10 наддувочного воздуха служит для охлаждения сжатого всасываемого воздуха. Кроме того, предусмотрена система рециркуляции отработавших газов (не показана), регулируемая клапаном рециркуляции отработавших газов, посредством которой выполняют возврат заданного количества отводимых отработавших газов во всасываемый воздух.
Перед катализатором 5 восстановления NOx расположена точка подачи с дозатором 27 для подачи восстановителя в отработавшие газы. Подачу восстановителя в дозатор 27 выполняют из резервуара (не показан). В дальнейшем под восстановителем следует понимать водный раствор мочевины, который дозируют в отработавшие газы через дозатор 27. В горячих отработавших газах под действием термолиза и/или гидролиза высвобождается аммиак (NH3), который оказывает селективное воздействие по восстановлению содержащегося в отработавших газах NOx. Соответственно, в этом случае катализатор 5 восстановления NOx выполнен в виде классического катализатора с селективным восстановлением на основе V2O5/WO3 или в виде покрытого цеолитом катализатора с селективным восстановлением. Тем не менее, способ согласно настоящему изобретению можно с успехом использовать также при дозировке других восстановителей в свободной или связанной форме.
Для управления рабочим режимом системы 28 нейтрализации отработавших газов, а также дизельного двигателя 1 предусмотрен блок управления (на фиг.1 не показан). Блок управления получает информацию о параметрах рабочего режима дизельного двигателя 1 и системы 28 нейтрализации отработавших газов. Информация о параметрах режима работы двигателя может касаться, например, выходного крутящего момента или частоты вращения. Предпочтительно, блок управления содержит вычислительный блок и запоминающее устройство, а также блок ввода-вывода. В результате этого блок управления может выполнять комплексную обработку сигналов, а также регистрировать и регулировать режим работы дизельного двигателя 1 и системы 28 нейтрализации отработавших газов. Предпочтительно, необходимые для этой цели характеристики хранят в запоминающем устройстве, причем можно предусмотреть также и адаптивное согласование характеристик. Характеристики касаются, главным образом, важных параметров состояния отработавших газов, например, массового расхода, неочищенных выбросов, температуры в зависимости от параметров рабочего режима дизельного двигателя 1, например, нагрузки, частоты вращения, коэффициента избытка воздуха и т.д. Кроме того, могут быть предусмотрены характеристики важных параметров для катализатора 3 окисления, сажевого фильтра 4 и катализатора 5 селективного восстановления.
В отношении катализатора 5 селективного восстановления эти характеристики касаются, в частности, превращения NOx и эффективности превращения NOx, а также способности накопления NH3 в зависимости от влияющих на это факторов, в частности, в зависимости от соотношения концентраций NO2 и NOx в отработавших газах. Для катализатора 3 окисления предусмотрены характеристические кривые или характеристики, которые касаются зависимости температуры и пропускной способности его способности превращения, а также его точки начала экзотермического подъема, в частности, в зависимости от степени его старения. Для сажевого фильтра 4 предусмотрены характеристические кривые и характеристики, которые касаются его загрузки частицами в зависимости от давления отработавших газов и, соответственно, падения давления, а также кривые, которые характеризуют окисление скопленных частиц сажи под действием содержащейся в отработавших газах двуокиси азота (NO2).
Регистрацию режимов работы дизельного двигателя 1, а также системы 28 нейтрализации отработавших газов и взаимодействующих устройств производят, предпочтительно, по меньшей мере, частично с помощью соответствующих датчиков. В качестве примера на фиг.1 представлены датчики давления 13 и 15 для измерения давления перед компрессором и давления перед турбиной турбонагнетателя 6, а также датчики температуры 14, 16, 18, 19, 21, 23 и 24 для измерения температуры после охладителя 10 наддувочного воздуха, перед турбиной, перед катализатором 3 окисления, перед и после сажевого фильтра 4, а также перед и после катализатора 5 селективного восстановления, соответственно. Также могут быть предусмотрены и другие датчики, в частности, для регистрации компонентов отработавших газов. Так, например, предусмотрен лямбда-зонд 17, а также датчики 20 и 25 для регистрации содержания в отработавших газах оксидов азота и/или содержания NH3. Сигналы датчиков обрабатываются блоком управления, благодаря чему в любое время имеются в распоряжении важные параметры состояния, и рабочий режим дизельного двигателя 1 при необходимости можно изменить таким образом, чтобы обеспечивался оптимальный режим работы системы 28 нейтрализации отработавших газов. Предпочтительно производят моделирование режима работы катализатора 3 окисления, сажевого фильтра 4 и катализатора 5 селективного восстановления с использованием упомянутых характеристических кривых и характеристик, причем предпочтительной является их адаптация при изменениях, в особенности обусловленных старением изменениях. При этом производится непрерывный мониторинг характеристики с помощью предусмотренных датчиков.
Для пояснения принципа настоящего изобретения в начале рассмотрим фиг.2 и фиг.3.
На графике, представленном на фиг.2, схематически показана зависимость существующего соотношения концентраций содержания в отработавших газах NO2 и NOx на выходе сажевого фильтра 4 от степени старения катализатора 3 окисления и/или осуществляющего каталитическое окисление покрытия сажевого фильтра 4. При этом под NOx обычно следует понимать общее количество оксидов азота NO и NO2. Очевидно, что при увеличении степени старения в отработавших газах происходит уменьшение соотношения концентраций NO2/NOx в отработавших газах. Это можно отнести на счет обусловленного старением уменьшения способности, в частности, катализатора 3 окисления окислять присутствующий в отработавших газах NO. В этой связи следует отметить, что NOx, выпускаемая дизельным двигателем 1, почти полностью присутствует в виде NO. Показанная на графике фиг.2 зависимость является типичной при сравнительно низких температурах отработавших газов в диапазоне от 200°C до 350°C, в частности, при температуре приблизительно 200°C и при объемной скорости отработавших газов приблизительно 50000 1/ч или больше. Предпочтительно, степень старения выражают в виде коэффициента старения или другим способом, например, нормируют с помощью корреляции с точкой начала экзотермического подъема температуры для окисления CO или HC.
С другой стороны, существующее в отработавших газах на выходе из сажевого фильтра 4 и, таким образом, на входе катализатора 5 селективного восстановления соотношение концентраций NO2/NOx в отработавших газах обычно оказывает влияние на способность превращения NOx катализатором 5 селективного восстановления. На графике фиг.3 такие соотношения показаны схематически. Как видно, превращение NOx, начиная от низкого соотношения концентраций NO2/NOx, сначала возрастает с увеличивающимся соотношением концентраций NO2/NOx и остается при дальнейшем возрастании соотношения концентраций NO2/NOx приблизительно постоянным и максимальным. При этом исходили из того, что катализатор 5 селективного восстановления работает оптимально и, по меньшей мере, приблизительно стабильно в части подачи восстановителя. Характерным является то, что, начиная с соотношения концентраций NO2/NOx приблизительно 0,5, с возрастанием содержания NO2 уже больше не наблюдается заметного усиления превращения NOx. Показанная на графике фиг.3 зависимость обычно проявляется при сравнительно низких температурах в диапазоне от 180°C до 350°C, в частности, при температуре приблизительно 200°C и при объемной скорости отработавших газов приблизительно 50000 1/ч или больше.
На основании приведенных соотношений для достижения максимально возможного превращения NOx стремятся достигнуть соотношения концентраций NO2/NOx со значением приблизительно 0,5 при условии работы системы 28 нейтрализации отработавших газов и, в частности, при температурах катализатора 5 селективного восстановления приблизительно менее 350°C. При более высоком соотношении концентраций NO2/NOx при определенных условиях возникает опасность неполного превращения в NO2.
Способность осуществляющих каталитическое окисление устройств нейтрализации отработавших газов - катализатора 3 окисления и/или сажевого фильтра 4 - увеличивать соотношения концентраций NO2/NOx уменьшается не только в связи с возрастающей степенью старения, как это представлено на фиг.2. Одновременно отрицательное воздействие оказывают компоненты НС в отработавших газах, как это наглядно показано на фиг.4. На графике фиг.4 схематически показана типичная зависимость существующего соотношения концентраций NO2 и NOx в отработавших газах на выходе сажевого фильтра 4 от содержания НС в отработавших газах перед катализатором 3 окисления для различных степеней старения катализатора 3 окисления и/или осуществляющего каталитическое окисление покрытия сажевого фильтра 4. Как видно, при возрастающем содержании НС происходит уменьшение соотношения концентраций NO2 и NOx. Вследствие дополнительно указанной зависимости от степени старения, параметрические кривые расположены друг под другом в зависимости от возрастающей степени старения. Например, предел соотношения концентраций NO2/NOx порядка 0,5 при сильной степени старения катализатора 3 окисления может быть достигнут только при сравнительно низком содержании НС в отработавших газах. И, напротив, как это показано, допустимое содержание НС в катализаторе 3 окисления с меньшей степенью старения будет соответственно выше.
При учете соотношений, представленных на фиг.3 и 4, возникает зависимое от степени старения катализатора 3 окисления или, соответственно, осуществляющего каталитическое окисление покрытия сажевого фильтра 4 соотношение превращения NOx катализатором 5 селективного восстановления и содержания HC в отработавших газах в области перед катализатором 3 окисления. Эти соотношения схематически представлены на фиг.5. Соответствующие характеристические кривые показывают типичное протекание приблизительно постоянного и максимального превращения NOx при низких содержаниях НС в отработавших газах. При возрастании содержания НС точки 50, 51, 52, в которых происходит ослабление превращения NOx при обычно неизменных остальных условиях, определяют в зависимости от степени старения катализатора 3 окисления и/или осуществляющего каталитическое окисление покрытия сажевого фильтра 4. Характерными являются, в частности, сравнительно низкие температуры отработавших газов в диапазоне 180°C и 350°C и объемная скорость отработавших газов приблизительно 50000 1/ч или больше, а также более или менее четкий зафиксированный изгиб характеристических кривых датчиков NOx.
С помощью эталонных характеристических кривых, предварительно определенных эмпирическим путем, положению указанной точки 50, 51, 52, изгиба связанной с содержанием НС, можно сопоставить определенную степень старения катализатора 3 окисления и/или осуществляющего каталитическое окисление покрытия сажевого фильтра 4. На фиг.6 схематически показан график с соответствующей характеристической кривой старения. Представленная характеристическая кривая обозначает зависимость произвольно определенного коэффициента старения (AF) от протекающего в соответствующей точке 50, 51, 52 изгиба превращения NOx на основании содержания НС (HC*) в отработавших газах на входе катализатора 3 окисления согласно фиг.5.
При практическом осуществлении схематически описанного способа предпочтительно запускали контрольную программу, в которой действия производились следующим образом. При стандартном режиме работы дизельного двигателя 1 катализатор 5 селективного восстановления снабжают аммиаком или раствором мочевины предпочтительно с использованием системы управления и регулирования, основанной на модели, таким образом, что происходит максимальное превращение NOx при одновременном соблюдении так называемого задаваемого предельного показателя для впуска аммиака. В том случае, если будет определена рабочая точка с заданными рабочими параметрами, тогда содержание HC в отработавших газах на входе катализатора 3 окисления будет пошагово возрастать с заданным временным интервалом, чтобы повысить заданные количества до заданного максимального количества. Это производится предпочтительно с помощью активирования запоздалого впрыска топлива в камеры сгорания дизельного двигателя 1 или с помощью активирования устройства для вторичного впрыска топлива в выпускной трубопровод 2. По расходу отработавших газов, определенному посредством блока управления, определяют содержание НС в отработавших газах. Предпочтительная рабочая точка, в которой происходит запуск или инициирование контрольной программы, характеризуется, например, с помощью средних объемных скоростей отработавших газов в катализаторе 3 окисления и катализаторе 5 селективного восстановления приблизительно 50000 1/ч, а также температуры приблизительно 250°c или приблизительно 200°C катализатора 3 окисления и/или сажевого фильтра 4 и/или катализатора 5 селективного восстановления.
Для каждого установленного содержания НС в отработавших газах, как это было описано выше, на впуске катализатора 3 окисления определяют соответствующее превращение NOx катализатором 5 селективного восстановления. Для этого предпочтительно блок управления обрабатывает сигнал датчика окиси азота 25 и полученное с помощью измерительной техники или с помощью характеристических кривых содержание окиси азота после катализатора селективного восстановления 5. Содержания НС и соответствующие превращения NOx толкуют, как и выше, на основании графика фиг.5, и переносят на характеристическую кривую и сохраняют. После регистрации характеристической кривой происходит завершение контрольной программы и происходит возврат к стандартной работе двигателя без запаздывания впрыска или вторичного впрыска.
Рассчитанную характеристическую кривую превращения NOx в зависимости от установленного содержания НС анализируют относительно ослабления заданного превращения NOx для соответствующего содержания HC. Предпочтительно определяют параметр НС*, который указывает максимально зарегистрированное содержание НС в отработавших газах, при котором максимально зарегистрированное превращение NOx уменьшается на заданную (малую) величину. Предпочтительная альтернативная или дополнительная аналитическая программа рассчитывает отклонение характеристической кривой, то есть определение наклона характеристической кривой. При этом благодаря скачку проявляется ломанный характер характеристической кривой согласно фиг.5, что улучшает надежность и точность оценки. В качестве показателя HC* в этом случае определяют уменьшение заданной величины наклона характеристической кривой, или возникновение скачка.
Если при известных условиях с точки зрения статистической надежности определяют проверенный показатель HC*, то ему принимают равной соответствующую степень старения катализатора 3 окисления и/или осуществляющего каталитическое окисление покрытия сажевого фильтра 4 в виде коэффициента старения AF. Для этого предпочтительно производится сравнение с предварительно сохраненной характеристической кривой согласно фиг.6.
С помощью повторяемой в течение срока службы автомобиля контрольной программы описанного типа создается возможность регистрации протекания старения. При необходимости также предусмотрено вмешательство в работу дизельного двигателя 1 или системы 28 нейтрализации отработавших газов и ее адаптация в зависимости от определенной степени старения или протекания старения.
Предусмотрено также, например, согласование сохраненной характеристики работы системы 28 нейтрализации отработавших газов для осуществляемого окисления NO до NO2 соответствующим осуществляющим каталитическое окисление устройством нейтрализации отработавших газов в зависимости от зарегистрированной степени старения. Это, в свою очередь, позволяет производить согласование дозирования восстановителя для уменьшения содержания NOx в катализаторе 5 селективного восстановления в отношении расхода и нижней разрешенной температуры в измененном под действием старения потока NO2. Далее предусмотрено также обусловленное старением поступление меньшего расхода потока NO2 в модели превращения для превращения NOx катализатором 5 селективного восстановления и/или в модели заполнения сажей сажевого фильтра. В результате этого можно оптимальным Образом определить необходимое при известных условиях сокращение временных интервалов для принудительной регенерации сажевого фильтра. Одновременно предусмотрено также и снижение определенной на основе старения точки начала экзотермического подъема температуры для окисления топлива или соответственно HC при определении разрешенной температуры включения подачи HC или вторичной подачи топлива принудительной регенерации сажевого фильтра.

Claims (10)

1. Способ эксплуатации системы нейтрализации отработавших газов автомобильного двигателя (1) внутреннего сгорания, в котором в выпускном канале (2) для отработавших газов перед катализатором (5) селективного восстановления расположено осуществляющее каталитическое окисление устройство (3) нейтрализации отработавших газов, причем степень старения осуществляющего каталитическое окисление устройства (3) нейтрализации отработавших газов определяют по соотношению содержания углеводородов в отработавших газах перед осуществляющим каталитическое окисление устройством (3) нейтрализации отработавших газов и происходящего одновременно превращения окиси азота катализатором (5) селективного восстановления.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед осуществляющим каталитическое окисление устройством (3) нейтрализации отработавших газов в отработавших газах устанавливают различные содержания углеводородов, и используют уменьшение заданного превращения окиси азота, связанное с содержанием углеводородов, в качестве основы для определения степени старения.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что установку различных содержаний углеводородов в отработавших газах выполняют в рабочей точке при температуре осуществляющего каталитическое окисление устройства (3) нейтрализации отработавших газов, при которой каталитическое окисление окиси азота до двуокиси азота в осуществляющем каталитическое окисление устройстве (3) нейтрализации отработавших газов в свежем состоянии является, по меньшей мере, приблизительно максимальным.
4. Способ по п.2 или 3, отличающийся тем, что установку содержаний углеводородов в отработавших газах выполняют в рабочей точке при температуре катализатора селективного восстановления в диапазоне от 180°C до 350°C.
5. Способ по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что в зависимости от определенной степени старения предусматривают адаптацию характеристики, предусмотренной для работы системы (28) нейтрализации отработавших газов для окисления окиси азота до двуокиси азота в осуществляющем каталитическое окисление устройстве (3) нейтрализации отработавших газов.
6. Способ по п.4, отличающийся тем, что в зависимости от определенной степени старения предусматривают адаптацию характеристики, предусмотренной для работы системы (28) нейтрализации отработавших газов для окисления окиси азота до двуокиси азота в осуществляющем каталитическое окисление устройстве (3) нейтрализации отработавших газов.
7. Способ по п.5, отличающийся тем, что предусматривают моделирование превращения окиси азота катализатором (5) селективного восстановления, при котором учитывают характеристику осуществляющего каталитическое окисление устройства (3) нейтрализации отработавших газов для окисления окиси азота до двуокиси азота.
8. Способ по п.6, отличающийся тем, что предусматривают моделирование превращения окиси азота катализатором (5) селективного восстановления, при котором учитывают характеристику осуществляющего каталитическое окисление устройства (3) нейтрализации отработавших газов для окисления окиси азота до двуокиси азота.
9. Способ по п.5, отличающийся тем, что при определении моментов времени для термической принудительной регенерации сажевого фильтра (4), расположенного в выпускном канале (2), учитывают характеристику осуществляющего каталитическое окисление устройства (3) нейтрализации отработавших газов для окисления окиси азота до двуокиси азота.
10. Способ по одному из пп.6-8, отличающийся тем, что при определении моментов времени для термической принудительной регенерации сажевого фильтра (4), расположенного в выпускном канале (2), учитывают характеристику осуществляющего каталитическое окисление устройства (3) нейтрализации отработавших газов для окисления окиси азота до двуокиси азота.
RU2011116117/06A 2008-09-26 2009-09-04 Способ эксплуатации системы снижения токсичности отработавших газов с катализатором селективного каталитического восстановления и расположенным перед ним катализирующим окисление устройством для снижения токсичности отработавших газов RU2493383C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008049098.9 2008-09-26
DE102008049098A DE102008049098A1 (de) 2008-09-26 2008-09-26 Verfahren zum Betreiben einer Abgasreinigungsanlage mit einem SCR-Katalysator und einem vorgeschalteten oxidationskatalytisch wirksamen Abgasreinigungsbauteil
PCT/EP2009/006437 WO2010034403A1 (de) 2008-09-26 2009-09-04 Verfahren zum betreiben einer abgasreinigungsanlage mit einem scr-katalysator und einem vorgeschalteten oxidationskatalytisch wirksamen abgasreinigungsbauteil

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011116117A RU2011116117A (ru) 2012-11-10
RU2493383C2 true RU2493383C2 (ru) 2013-09-20

Family

ID=40690129

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011116117/06A RU2493383C2 (ru) 2008-09-26 2009-09-04 Способ эксплуатации системы снижения токсичности отработавших газов с катализатором селективного каталитического восстановления и расположенным перед ним катализирующим окисление устройством для снижения токсичности отработавших газов

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9038370B2 (ru)
EP (1) EP2326809B1 (ru)
JP (1) JP5552488B2 (ru)
CN (1) CN102165157B (ru)
DE (1) DE102008049098A1 (ru)
RU (1) RU2493383C2 (ru)
WO (1) WO2010034403A1 (ru)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2636359C1 (ru) * 2015-06-19 2017-11-22 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Устройство диагностики неисправности и способ диагностики неисправности
RU2653265C2 (ru) * 2013-10-24 2018-05-07 Камминз Эмишн Солюшн Инк. Система и способы управления дозированием восстановителя
RU2678609C2 (ru) * 2014-01-17 2019-01-30 ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи Способ для двигателя (варианты) и система для двигателя
RU2678866C2 (ru) * 2016-02-11 2019-02-04 Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк Двигательная система

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101048144B1 (ko) * 2009-11-02 2011-07-08 기아자동차주식회사 배기 시스템
GB2475318B (en) * 2009-11-16 2016-08-10 Gm Global Tech Operations Llc Method for diagnosing a catalytic device of an engine exhaust gas after-treatment system
US8454916B2 (en) 2010-06-18 2013-06-04 GM Global Technology Operations LLC Selective catalytic reduction (SCR) catalyst depletion control systems and methods
US8429898B2 (en) * 2010-06-18 2013-04-30 GM Global Technology Operations LLC Selective catalytic reduction (SCR) catalyst depletion control systems and methods
EP2423478A3 (en) * 2010-08-31 2015-11-18 General Electric Company Exhaust treatment system and method of operation
DE102010040678A1 (de) 2010-09-14 2012-03-15 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Überwachung der Schadstoff-Konvertierungsfähigkeit in einem Abgasnachbehandlungssystem
DE102011102008A1 (de) * 2011-05-19 2012-11-22 Man Truck & Bus Ag Verfahren und Vorrichtung zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit, insbesondere der Oxidationsfähigkeit, eines in der Abgasleitung einer mit Luftüberschuss betriebenen Brennkraftmaschine verbauten NO-Oxidationskatalysators
FR2981120B1 (fr) * 2011-10-07 2013-12-20 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede de simulation d'un etat de vieillissement d'une ligne d'echappement d'un vehicule automobile comprenant un organe de traitement des oxydes d'azote alimente par de l'ammoniac gazeux
US9518969B2 (en) 2011-10-12 2016-12-13 Horiba, Ltd. Gas analysis apparatus
FR2981402B1 (fr) * 2011-10-18 2013-12-27 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede de simulation d'un etat de vieillissement d'une ligne d'echappement d'un vehicule automobile comprenant un organe de traitement des oxydes d'azote alimente par de l'uree
DE102011055166A1 (de) * 2011-11-09 2013-05-16 Fev Gmbh Verfahren zur Ermittlung des in einer katalytischen Abgasnachbehandlungseinrichtung erzeugten NO2-Anteils
JP5699922B2 (ja) * 2011-12-12 2015-04-15 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP5752067B2 (ja) * 2012-02-14 2015-07-22 株式会社堀場製作所 排ガスサンプリング装置
EP3369897B1 (en) 2012-04-27 2019-04-03 Umicore Ag & Co. Kg System for the purification of exhaust gas from an internal combustion engine
DE102012012016A1 (de) * 2012-06-16 2013-12-19 Daimler Ag Verfahren zum Betreiben einer Abgasanlage eines Kraftwagens sowie Abgasanlage für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftwagens
US9109480B2 (en) * 2012-11-29 2015-08-18 GM Global Technology Operations LLC Method and system for initiating an engine after-run state and controlling a nitrogen oxide sensor self-diagnostic tool
RU2532074C2 (ru) * 2012-12-07 2014-10-27 Михаил Игоревич Колпаков Способ оценки работоспособности каталитического нейтрализатора отработавших газов двигателя внутреннего сгорания с принудительным зажиганием
SE536951C2 (sv) 2013-02-13 2014-11-11 Scania Cv Ab Anordning och förfarande för felsökning vid ett SCR-system
JP6136351B2 (ja) * 2013-02-22 2017-05-31 いすゞ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
DE102013209481B4 (de) * 2013-05-22 2014-12-04 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung sowie entsprechende Antriebseinrichtung
US9010087B1 (en) * 2013-11-13 2015-04-21 Ford Global Technologies, Llc Method and system for NOx sensor degradation
DE102014203621B4 (de) 2014-02-27 2016-02-04 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zur Ascheerkennung in einem Partikelfilter eines Abgasnachbehandlungssystems einer Brennkraftmaschine, Steuereinrichtung und Brennkraftmaschine
CN104234802B (zh) * 2014-07-14 2017-01-11 浙江大学 基于NOx反馈和储氨预测的SCR催化器老化判定方法
JP6179505B2 (ja) * 2014-12-24 2017-08-16 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化システム
DE102015002464A1 (de) * 2015-02-27 2016-09-01 Daimler Ag Verfahren zur Diagnose einer Abgasnachbehandlungseinrichtung einer Verbrennungskraftmaschine
US10883408B2 (en) * 2018-08-22 2021-01-05 GM Global Technology Operations LLC Semi-empirical engine-out soot model
FR3104199B1 (fr) * 2019-12-10 2021-11-05 Renault Sas PROCEDE DE DIAGNOSTIC DE LA CAPACITE D’OXYDATION D’UN système DE POST-TRAITEMENT DES GAZ DE COMBUSTION D’UN MOTEUR DIESEL, ET DISPOSITIF ASSOCIE
CN114233504B (zh) * 2021-12-13 2023-11-17 潍柴动力股份有限公司 一种NOx的排放控制方法及装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2059080C1 (ru) * 1994-11-03 1996-04-27 Акционерное общество "Элкар" Способ бортовой диагностики каталитического нейтрализатора отработавших газов транспортного двигателя внутреннего сгорания
DE19732167A1 (de) * 1996-07-26 1998-01-29 Hitachi Ltd Abgasreinigungsvorrichtung für Verbrennungsmotoren
JPH10259714A (ja) * 1998-02-23 1998-09-29 Denso Corp 内燃機関の排気浄化装置
RU2267619C2 (ru) * 2000-03-21 2006-01-10 Умикоре Аг Унд Ко. Кг Способ контроля работоспособности каталитического нейтрализатора отработавших газов
WO2008002907A2 (en) * 2006-06-27 2008-01-03 Basf Catalysts Llc Diesel exhaust treatment system catalyst monitoring

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6701707B1 (en) * 2002-09-04 2004-03-09 Ford Global Technologies, Llc Exhaust emission diagnostics
JP4266890B2 (ja) * 2004-07-02 2009-05-20 本田技研工業株式会社 内燃機関の排ガス浄化装置
DE602004025994D1 (de) * 2004-12-14 2010-04-22 Volvo Lastvagnar Ab Verfahren, vorrichtung und rechnerprogrammprodukt zur diagnose eines oxidationskatalysators
JP2006169997A (ja) 2004-12-14 2006-06-29 Nissan Motor Co Ltd 触媒の劣化判定装置
US7418816B2 (en) * 2005-09-01 2008-09-02 Ford Global Technologies, Llc Exhaust gas aftertreatment systems
JP4618508B2 (ja) * 2005-12-07 2011-01-26 株式会社豊田中央研究所 排ガス浄化装置及びそれを用いた排ガス浄化方法
US7770384B2 (en) 2006-09-18 2010-08-10 Ford Global Technologies, Llc Ammonia vapor storage and purge system and method
BRPI0807355B1 (pt) * 2007-02-21 2020-09-24 Volvo Lastvagnar Ab Método de controle para controle de um sistema de pós-tratamento de exaustão e sistema de póstratamento de exaustão
US8281572B2 (en) * 2008-04-30 2012-10-09 Cummins Ip, Inc. Apparatus, system, and method for reducing NOx emissions from an engine system
US8141340B2 (en) * 2008-04-30 2012-03-27 Cummins Ip, Inc Apparatus, system, and method for determining the degradation of an SCR catalyst
EP2216522A1 (en) * 2009-02-05 2010-08-11 Delphi Technologies Holding S.à.r.l. On-board vehicle diagnostic of an oxidation catalyst
JP4985849B2 (ja) * 2009-03-31 2012-07-25 トヨタ自動車株式会社 触媒劣化判定装置及び触媒劣化判定方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2059080C1 (ru) * 1994-11-03 1996-04-27 Акционерное общество "Элкар" Способ бортовой диагностики каталитического нейтрализатора отработавших газов транспортного двигателя внутреннего сгорания
DE19732167A1 (de) * 1996-07-26 1998-01-29 Hitachi Ltd Abgasreinigungsvorrichtung für Verbrennungsmotoren
JPH10259714A (ja) * 1998-02-23 1998-09-29 Denso Corp 内燃機関の排気浄化装置
RU2267619C2 (ru) * 2000-03-21 2006-01-10 Умикоре Аг Унд Ко. Кг Способ контроля работоспособности каталитического нейтрализатора отработавших газов
WO2008002907A2 (en) * 2006-06-27 2008-01-03 Basf Catalysts Llc Diesel exhaust treatment system catalyst monitoring

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2653265C2 (ru) * 2013-10-24 2018-05-07 Камминз Эмишн Солюшн Инк. Система и способы управления дозированием восстановителя
RU2678609C2 (ru) * 2014-01-17 2019-01-30 ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи Способ для двигателя (варианты) и система для двигателя
RU2636359C1 (ru) * 2015-06-19 2017-11-22 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Устройство диагностики неисправности и способ диагностики неисправности
RU2678866C2 (ru) * 2016-02-11 2019-02-04 Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк Двигательная система

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010034403A1 (de) 2010-04-01
RU2011116117A (ru) 2012-11-10
CN102165157A (zh) 2011-08-24
JP5552488B2 (ja) 2014-07-16
DE102008049098A1 (de) 2009-06-25
CN102165157B (zh) 2014-11-05
JP2012503734A (ja) 2012-02-09
US9038370B2 (en) 2015-05-26
US20110167801A1 (en) 2011-07-14
EP2326809B1 (de) 2012-07-04
EP2326809A1 (de) 2011-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2493383C2 (ru) Способ эксплуатации системы снижения токсичности отработавших газов с катализатором селективного каталитического восстановления и расположенным перед ним катализирующим окисление устройством для снижения токсичности отработавших газов
US8726641B2 (en) Method for controlling injection of diesel exhaust fluid into an exhaust pipe of an internal combustion engine
US8307699B2 (en) Abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method for NOx sensor
CN109690039B (zh) 检查用于废气再处理的部件的功能性的诊断方法和装置
JP3342014B2 (ja) 窒素酸化物含有排ガス中に環元剤を制御下に投入する方法及び装置
US8109079B2 (en) Apparatus, system, and method for controlling ammonia slip from an SCR catalyst
US20150143798A1 (en) System and method of purifying exhaust gas
US20060086080A1 (en) Engine exhaust gas cleaning method and system
US9970344B2 (en) Method of evaluating a soot quantity accumulated in a selective catalytic reduction washcoated particulate filter (SDPF)
CN110344917B (zh) 用于运行废气后处理系统的方法
US20130263575A1 (en) System and method for controlling an exhaust system having a selective catalyst reduction component
KR101703611B1 (ko) 린 녹스 트랩과 선택적 환원 촉매를 구비한 배기 가스 정화 장치에서 린 녹스 트랩의 재생 방법 및 배기 가스 정화 장치
US20100132356A1 (en) Purification System for Variable Post Injection in LP EGR and Control Method for the Same
US9051865B2 (en) Method for controlling a system for the treatment of exhaust gases from an internal combustion engine
US10287944B2 (en) Exhaust purification system and method of desulfurizing lean NOx trap of exhaust purification system provided with lean NOx trap and selective catalytic reduction catalyst
KR101886088B1 (ko) 배기 가스 정화 장치 및 배기 가스 정화 방법
JP5759476B2 (ja) 排気ガス後処理デバイス内の還元剤貯蔵・レベルをコントロールするための方法
CN104653258A (zh) 贫NOx阱脱硫的系统和方法
US9644513B2 (en) Method of regenerating lean NOx trap of exhaust purification system provided with lean NOx trap and selective catalytic reduction catalyst and exhaust purification system
CN104662269A (zh) 内燃机的排气净化系统
CN1930380B (zh) 用于内燃机的排气净化装置
CN110118117A (zh) 用于排气处理布置的方法和系统
RU2640148C2 (ru) СПОСОБ КАЛИБРОВКИ ВЫБРОСОВ NOx НА ВЫХОДЕ ДВИГАТЕЛЯ ИЗ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ И СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ
US10927737B2 (en) Method and system for purifying exhaust gas for prevention of NH3 slip
CN110857650B (zh) 半经验引擎排放烟尘模型

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180905