用于排出气体后处理系统的操作的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于操作用于内燃机特别是柴油机的排出气体后处理系统的方法，排气道(7)设有至少一个SCR颗粒过滤器(15)，SCR颗粒过滤器(15)用于从排出气体(9)滤除和储存来自内燃机(5)的排出气体(9)中含有的颗粒，特别是碳颗粒，SCR颗粒过滤器(15)用于使用氨作为还原剂来还原来自内燃机(5)的排出气体(9)中含有的氮氧化物，提供了第一还原剂进料装置(22)，其用于将特别是尿素水溶液形式的还原剂在沿排出气体流动方向所见的SCR颗粒过滤器(15)上游引入排气道(7)中，SCR颗粒过滤器(15)的连续再生使用二氧化氮作为氧化剂是可能的，至少一个SCR催化转化器元件(19)布置在SCR颗粒过滤器(15)下游，且用于使用氨作为还原剂来类似地还原来自内燃机(5)的排出气体(9)中含有的氮氧化物。

【技术实现步骤摘要】
用于排出气体后处理系统的操作的方法
本专利技术涉及一种根据专利权利要求1的特征前子句的用于操作用于内燃机(特别是柴油机)的排出气体后处理系统的方法，根据专利权利要求14的特征前子句的装置，以及如专利权利要求15提出的用于执行该方法和/或具有该装置的车辆，特别是商用车辆。
技术介绍
在内燃机的排气道上提供颗粒过滤器是已知的，颗粒过滤器用于从排出气体滤除和储存来自内燃机的排出气体中含有的颗粒，特别是碳颗粒。此类颗粒过滤器的再生可例如通过储存在颗粒过滤器中的颗粒的燃烧来实现。对于此燃烧，需要高温(大约600℃)，这在内燃机(特别是柴油机)的常规操作中通常不可达到。然而，为了能够焚烧累积在颗粒过滤器中的颗粒，通常采取一些措施来暂时地升高颗粒过滤器的温度。例如，此类措施可包括增加喷射燃料的量，或借助于加热装置或排出气体的回流来加热颗粒过滤器。再生颗粒过滤器的另一已知方式为连续再生捕集器(CRT：continuousregenerationtrap)。在颗粒过滤器的此类再生中，沿排出气体流动方向看，用于将来自柴油机的排出气体中含有的一氧化氮转换成二氧化氮的氧化催化转化器通常布置在颗粒过滤器上游的排气道中。即使在低排出气体温度(大约250℃)下，形成的二氧化氮也与储存在颗粒过滤器中的碳颗粒反应，从而再生颗粒过滤器。这通常根据以下反应方程发生：2NO2+C→2NO+CO2除此之外的还已知在颗粒过滤器上提供SCR活性催化材料，借助于其，来自内燃机的排出气体中含有的氮氧化物可使用氨作为还原剂还原。沿排出气体流动方向所见，氨通常以尿素水溶液("AdBlue")的形式引入颗粒过滤器上游的排气道中。氮氧化物的还原通常根据以下反应方程进行：4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O2NH3+NO+NO2→2N2+3H2O4NH3+3NO2→3.5N2+6H2O如从所述反应方程清楚那样，待连续再生且包括SCR催化材料的颗粒过滤器中，出现了关于排出气体中含有的二氧化氮的竞争。为了抵消此类竞争性情形，DE102014001880A1公开了一种沿排出气体的流动方向所见的颗粒过滤器下游的另一个SCR催化转化器的布置，且沿排出气体的流动方向所见，尿素水溶液类似地引入颗粒过滤器与另一个SCR催化转化器之间的排气道中。这允许了引入颗粒过滤器上游的排气道中的尿素水溶液的量以一种方式减少，以便确保了颗粒过滤器的连续再生。包含在排出气体中的氮氧化物的期望还原借助于在颗粒过滤器下游和另一个SCR催化转化器上游引入排气道中的尿素水溶液来确保。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于连同有效用于提高排出气体后处理效率的装置操作内燃机特别是柴油机的排出气体后处理系统的方法。该目的通过独立专利权利要求的特征实现。根据专利权利要求1，提出了一种用于操作内燃机特别是柴油机的排出气体后处理系统的方法，排气道设有至少一个SCR颗粒过滤器，SCR颗粒过滤器用于从排出气体滤除和储存内燃机的排出气体中含有的颗粒，特别是碳颗粒，SCR颗粒过滤器用于使用氨作为还原剂来还原来自内燃机的排出气体中含有的氮氧化物，提供了第一还原剂进料装置，其用于将特别是尿素水溶液形式的还原剂在沿排出气体流动方向所见的SCR颗粒过滤器上游引入排气道中，SCR颗粒过滤器的连续再生使用二氧化氮作为氧化剂是可能的，至少一个SCR催化转化器元件布置在SCR颗粒过滤器下游的排气道中或上，且用于使用氨作为还原剂来类似地还原来自内燃机的排出气体中含有的氮氧化物，且提供了第二还原剂进料装置，其用于将也特别是尿素水溶液形式的还原剂在SCR颗粒过滤器下游和SCR催化转化器元件上游引入排气道中。根据本专利技术，提供了一种控制单元，其用于随SCR颗粒过滤器的温度变化借助于第一还原剂进料装置和/或借助于第二还原剂进料装置来调节和/或控制引入排气道中的还原剂的量。以此方式，排出气体后处理效率有效改善，因为借助于第一还原剂进料装置引入排气道中的还原剂的量和/或借助于第二还原剂进料装置引入排气道中的还原剂的量现在随SCR颗粒过滤器的温度变化来调整或改变。SCR颗粒过滤器的温度对SCR催化效果和SCR颗粒过滤器的连续再生有大的影响，且代表优化系统和将还原剂输送到排气道中的重要参数。借助于此参数，有可能实现SCR颗粒过滤器的期望的连续再生和来自内燃机的排出气体中含有的氮氧化物的期望还原，同时最小化引入排气道中的还原剂的量。较低还原剂消耗降低了排出气体后处理系统的操作成本，且在排出气体后处理系统设在车辆上的情况下，增大了车辆的范围。这里，例如可通过将温度传感器特别是热电偶设在排气道中或上来获得SCR颗粒过滤器的温度，第一个在SCR颗粒过滤器上游，且第二个在颗粒过滤器的下游，以便测量排出气体温度，来自该传感器的测量值由控制单元使用来确定SCR颗粒过滤器的温度。此外，用语"排气道"这里明显以较宽的意义理解。因此，排气道这里包含来自内部燃烧的排出气体所流过的所有区域和构件。在优选的方法执行中，如果SCR颗粒过滤器的实际温度低于限定的颗粒过滤器温度值，则没有还原剂借助于第一还原剂进料装置引入排气道中。如果SCR颗粒过滤器的实际温度超过限定的颗粒过滤器温度值，则限定的还原剂的量然后可借助于第一还原剂进料装置引入排气道中。因此，仅当SCR颗粒过滤器具有足够高的SCR催化效果时，还原剂可借助于第一还原剂进料装置引入排气道中。限定的颗粒过滤器温度值优选低于SCR颗粒过滤器的SCR响应温度，在此温度下，排出气体中含有的氮氧化物可借助于SCR颗粒过滤器有效还原。这可靠地确保了在达到SCR颗粒过滤器的SCR响应温度时，足量的还原剂已经存在于SCR颗粒过滤器上来还原流过SCR颗粒过滤器的氮氧化物。这里，SCR颗粒过滤器的SCR响应温度优选处于220℃到250℃的温度范围内。然而，作为备选，限定的颗粒过滤器温度值可自然也等于或等同于SCR颗粒过滤器的SCR响应温度。在另一个优选的方法执行中，控制单元还随SCR催化转化器元件的温度变化来调节和/或控制借助于第一还原剂进料装置引入排气道中的还原剂的量和/或借助于第二还原剂进料装置引入排气道中的还原剂的量。以此方式，排出气体后处理的效率可进一步提高。SCR催化转化器元件的温度可同样通过将温度传感器特别是热电偶设在排气道中或上来获得，第一个在SCR颗粒过滤器上游，且第二个在SCR催化转化器元件下游，以便测量排出气体温度，来自该传感器的测量值由控制单元使用来确定SCR催化转化器元件的温度。这里，作为优选，如果SCR催化转化器元件的实际温度低于限定的催化转化器元件温度值，则没有还原剂借助于第二还原剂进料装置引入排气道中。如果SCR颗粒过滤器的实际温度超过限定的催化转化器元件温度值，则限定的还原剂的量然后可借助于第二还原剂进料装置引入排气道中。因此，还原剂可仅在SCR催化转化器元件具有足够高的SCR催化效果时引入排气道中。这节省了还原剂，且用于抵消从排气道进入周围环境的未使用的氨的流。原则上，限定的催化转化器温度值也可等于或等同于SCR催化转化器元件的SCR响应温度。然而，优选的是，如果限定的催化转化器元件温度值同样低于SCR响应温度，则在此温度下，排出气体中含有的氮氧化物可借助于SCR催化转化器元件还原。借助于SCR催化转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于操作用于内燃机特别是柴油机的排出气体后处理系统的方法，排气道(7)设有至少一个SCR颗粒过滤器(15)，所述SCR颗粒过滤器(15)用于从排出气体(9)滤除和储存来自所述内燃机(5)的排出气体(9)中含有的颗粒，特别是碳颗粒，所述SCR颗粒过滤器(15)用于使用氨作为还原剂来还原来自所述内燃机(5)的所述排出气体(9)中含有的氮氧化物，提供了第一还原剂进料装置(22)，其用于将特别是尿素水溶液形式的所述还原剂在沿所述排出气体流动方向所见的所述SCR颗粒过滤器(15)上游引入所述排气道(7)中，所述SCR颗粒过滤器(15)的连续再生使用二氧化氮作为氧化剂是可能的，至少一个SCR催化转化器元件(19)布置在所述SCR颗粒过滤器(15)下游，且用于使用氨作为还原剂来类似地还原来自所述内燃机(5)的所述排出气体(9)中含有的氮氧化物，且提供了第二还原剂进料装置(26)，其用于将特别是尿素水溶液形式的所述还原剂在所述SCR颗粒过滤器(15)下游和所述SCR催化转化器元件(19)上游引入所述排气道(7)中，其特征在于，提供了控制单元(25)，其用于随所述SCR颗粒过滤器(15)的温度(TSCR‑PF)变化来借助于所述第一还原剂进料装置(22)和/或借助于所述第二还原剂进料装置(26)调节和/或控制引入所述排气道(7)中的还原剂的量。...

【技术特征摘要】
2015.10.01 DE 102015012736.51.一种用于操作用于内燃机特别是柴油机的排出气体后处理系统的方法，排气道(7)设有至少一个SCR颗粒过滤器(15)，所述SCR颗粒过滤器(15)用于从排出气体(9)滤除和储存来自所述内燃机(5)的排出气体(9)中含有的颗粒，特别是碳颗粒，所述SCR颗粒过滤器(15)用于使用氨作为还原剂来还原来自所述内燃机(5)的所述排出气体(9)中含有的氮氧化物，提供了第一还原剂进料装置(22)，其用于将特别是尿素水溶液形式的所述还原剂在沿所述排出气体流动方向所见的所述SCR颗粒过滤器(15)上游引入所述排气道(7)中，所述SCR颗粒过滤器(15)的连续再生使用二氧化氮作为氧化剂是可能的，至少一个SCR催化转化器元件(19)布置在所述SCR颗粒过滤器(15)下游，且用于使用氨作为还原剂来类似地还原来自所述内燃机(5)的所述排出气体(9)中含有的氮氧化物，且提供了第二还原剂进料装置(26)，其用于将特别是尿素水溶液形式的所述还原剂在所述SCR颗粒过滤器(15)下游和所述SCR催化转化器元件(19)上游引入所述排气道(7)中，其特征在于，提供了控制单元(25)，其用于随所述SCR颗粒过滤器(15)的温度(TSCR-PF)变化来借助于所述第一还原剂进料装置(22)和/或借助于所述第二还原剂进料装置(26)调节和/或控制引入所述排气道(7)中的还原剂的量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述SCR颗粒过滤器(15)的实际温度(TSCR-PF)低于限定的颗粒过滤器温度值(TFreigabe,1)，则没有还原剂借助于所述第一还原剂进料装置(22)引入所述排气道(7)中，如果所述SCR颗粒过滤器(15)的实际温度(TSCR-PF)超过所述限定的颗粒过滤器温度值(TFreigabe,1)，则限定的还原剂的量(m1,m2)借助于所述第一还原剂进料装置(22)引入所述排气道(7)中。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述限定的颗粒过滤器温度值(TFreigabe,1)低于所述SCR颗粒过滤器(15)的SCR响应温度，在该温度下，所述排出气体(9)中含有的氮氧化物可借助于所述SCR颗粒过滤器(15)还原，所述SCR颗粒过滤器(15)的所述SCR响应温度优选位于220℃到250℃的温度范围中。4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，另外所述控制单元(25)还随所述SCR催化转化器元件(19)的温度(TSCR-Kat)变化来借助于所述第一还原剂进料装置(22)和/或借助于所述第二还原剂进料装置(26)调节和/或控制引入所述排气道(7)中的还原剂的量。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，如果所述SCR催化转化器元件(19)的实际温度(TSCR-Kat)低于限定的催化转化器元件位置值(TFreigabe,2)，则没有还原剂借助于所述第二还原剂进料装置(26)引入所述排气道(7)中，如果所述SCR颗粒过滤器(19)的实际温度(TSCR-Kat)超过所述限定的催化转化器元件温度值(TFreigabe,2)，则限定的还原剂的量(m3)借助于所述第二还原剂进料装置(26)引入所述排气道(7)中。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述限定的催化转化器元件温度值(TFreigabe,2)低于所述SCR催化转化器元件(19)的SCR响应温度，在该温度下，所述排出气体(9)中含有的氮氧化物可借助于所述SCR颗粒过滤器(15)还原，所述SCR催化转化器元件(19)的所述SCR响应温度优选处于220℃到250℃的温度范围中。7.根据权利要求2至6中的任一项所述的方法，其特征在于，所述限定的颗粒过滤器温度值(TFreigabe,1)和/或所述限定的催化转化器元件温度值(TFreigabe,2)处于150℃到190℃的温度范围中。8.根据权利要求2至7中的任一项所述的方法，其特征在于，如果...

【专利技术属性】
技术研发人员：F卢茨，D罗特，
申请(专利权)人：曼卡车和巴士股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE