【技术实现步骤摘要】
本公开涉及发动机系统和方法及其排气系统，更具体地涉及在催化转化器系统之前和/或之后采用空气喷射到排气系统中以减少碳氢化合物(hc)、一氧化碳(co)和/或颗粒物质(pm)排放并提高排气系统稳健性的发动机系统和方法。
技术介绍
1、内燃机将燃料和空气转化成各种化合物，同时提取能量以执行预期功能，诸如推进车辆。发动机中产生的化合物还可以通过各种后处理系统转化或处理。双效催化转化器将hc和co以及氧化物转化为无害元素或化合物。三效催化转化器旨在用于转化hc、co和氮氧化物。
2、车辆发动机通常是在化学计量条件下操作。在某些情况下，为了达成某些性能属性，操作可能会偏离化学计量。在此类非化学计量的情况下，后处理系统可能无法以最佳的状态操作。离开发动机的排气的特性受到许多变量的影响，确保最佳后处理具有挑战性。这些挑战由于后处理系统的限制(诸如催化剂的温度限制)而复杂化。
3、因此，希望提供具有能够提供最佳的转化和部件保护目的且同时限制不期望的排放或高于法规要求的排放的排气后处理系统的发动机系统。此外，结合附图以及前述
和
技术介绍
，从随后的详细描述和所附权利要求中，本公开的其他期望特征和特性将变得明显。
技术实现思路
1、发动机系统和方法在可选的混合下在排气系统的催化剂之前和/或之后使用空气喷射，以最佳地将hc、co和/或pm转化成无害成分，包括在高排气质量流量条件下，同时将排气系统部件保持在最大温度极限以下。在各种实施例中，发动机消耗燃料和空气以产生排气流。排气系
2、在另外的实施例中，混合器被设置在催化转化器下游的排气系统中。混合器限定氧化室。混合板被设置在氧化室中，并被配置为允许排气流通过氧化室。
3、在另外的实施例中，第一温度传感器被设置在催化转化器上游的排气系统中，并且第二温度传感器被设置在催化转化器下游的排气系统中。控制器被配置为基于第一温度传感器控制通过上游空气喷射器的流量。控制器被配置为通过基于第二温度传感器计算释放的转化热量来诊断催化转化器的转化性能。
4、在另外的实施例中，上游空气喷射器包括具有第一流动面积的第一孔口，并且下游空气喷射器包括具有第二流动面积的第二孔口。控制器被配置为控制通过空气喷射器的流量，包括通过空气喷射器中的至少一者喷射空气，以将催化转化器保持在最大温度极限以下，其中第一流动面积小于第二流动面积，以改进通过上游空气喷射器的流量的混合和精度，并优化由通过下游空气喷射器的流量引起的排气温度降低。
5、在另外的实施例中，通过空气喷射器控制流量，使得当催化转化器上游的排气流的温度低于阈值温度时，空气仅通过上游空气喷射器而不通过下游空气喷射器被喷射到排气流中。
6、在另外的实施例中，通过空气喷射器控制流量，使得当催化转化器上游的排气流的温度高于阈值温度时，空气仅通过下游空气喷射器而不通过上游空气喷射器被喷射到排气流中。
7、在另外的实施例中，通过空气喷射器控制流量以：当发动机的当量比大于一时，实现空气喷射；当催化转化器上游的排气流的温度低于第一阈值温度时，仅通过上游空气喷射器实现将空气喷射到排气流中；当催化转化器上游的排气流的温度高于第二阈值温度时，仅通过下游空气喷射器实现将空气喷射到排气流中；以及当催化转化器上游的排气流的温度在第一阈值温度与第二阈值温度之间时，通过上游空气喷射器和下游空气喷射器两者实现将空气喷射到排气流中。
8、在另外的实施例中，控制器被配置为基于发动机在操作时的当量比控制通过上游空气喷射器和下游空气喷射器的空气喷射。当量比表示与发动机的化学计量比相比发动机在操作时的燃料-空气比。当催化转化器包括双效催化转化器并且当量比大于一时，控制器被配置为控制催化转化器中的温度以实现完全的一氧化碳和碳氢化合物反应。当需要更大的排放减少时，催化转化器可以是一对底板催化转化器，诸如三效催化转化器，之后是双效催化转化器，或者为了降低成本，催化转化器可以是单个的双效或三效催化转化器。
9、在另外的实施例中，控制器被配置为控制通过空气喷射器的流量，使得当发动机操作的速度低于阈值速度时，空气仅通过上游空气喷射器而不通过下游空气喷射器被喷射到排气流中。
10、在另外的实施例中，控制器被配置为：控制通过空气喷射器的流量，以在以下情况时仅通过上游空气喷射器实现将空气喷射到排气流中：发动机在操作时的当量比大于1.0；催化转化器上游的排气流的温度低于阈值温度；并且发动机操作的速度低于阈值速度。
11、在多个其他实施例中，方法包括为发动机系统配置用于消耗燃料和空气以产生排气流的发动机。通过排气系统将排气流从发动机引导到尾管以进行排放。在排气系统中设置催化转化器。将第一空气喷射器设置在催化转化器上游的排气系统中，并且对于发动机的第一组操作条件，将空气喷射到催化转化器上游的排气系统中。将第二空气喷射器设置在催化转化器下游的排气系统中，并且对于发动机的第二组操作条件，将空气喷射到催化转化器下游的排气系统中。
12、在另外的实施例中，混合器被设置在催化转化器下游的排气系统中。混合器限定氧化室，混合板被设置在氧化室中，使得允许排气流穿过混合板通过氧化室。
13、在另外的实施例中，喷射系统与第一空气喷射器和第二空气喷射器耦合。第一分支管段通向第一空气喷射器，并且第二分支管段通向第二空气喷射器。第一质量流量控制器控制通过第一空气喷射器的流量，并且第二质量流量控制器控制通过第二空气喷射器的流量。
14、在另外的实施例中，方法包括控制通过空气喷射器的流量和通过空气喷射器中的至少一者喷射空气，以将催化转化器保持在最大温度极限以下，同时升高催化转化器下游的排气流的温度。
15、在另外的实施例中，方法包括控制通过空气喷射器的流量，并且当催化转化器上游的排气流的温度低于阈值温度时，仅通过上游空气喷射器实现将空气喷射到排气流中。
16、在另外的实施例中，方法包括控制通过空气喷射器的流量，并且当催化转化器上游的排气流的温度高于阈值温度时，仅通过下游空气喷射器实现将空气喷射到排气流中。
17、在另外的实施例中，方法包括当发动机的当量比大于一时，控制通过空气喷射器的流量以实现空气喷射。当催化转化器上游的排气流的温度低于第一阈值温度时，仅通过第一空气喷射器实现将空气喷射到排气流中。当催化转化器上游的排气流的温度高于第二阈值温度时，仅通过第二空气喷射器实现将空气喷射到排气流中。当催化转化器上游的排气流的温度在第一阈值温度与第二阈值温度之间时，通过上游空气喷射器和下游空气喷射器两者实现将空气喷射到排气流中。
18、在另外的实施例中，方法包括在操作时基于发动机的当量比控制通过上游空气喷射器和下游空气喷射器的空气喷射。当量比表示与发动机的化学计量比相比发动机在操作时的燃料-空气比。
19、在另外的实施例中，方法包括本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种发动机系统，包括：
2.根据权利要求1所述的发动机系统，包括：
3.根据权利要求1所述的发动机系统，其中所述第一空气喷射器包括具有第一流动面积的第一孔口，并且所述第二空气喷射器包括第二流动面积，并且所述发动机系统包括被配置为控制通过所述第一空气喷射器和通过所述第二空气喷射器的流量的控制器，包括通过所述第一空气喷射器和所述第二空气喷射器中的至少一者喷射空气，以将所述催化转化器保持在最大温度极限以下，其中所述第一流动面积小于所述第二流动面积，以改进通过所述第一空气喷射器的所述流量的混合和精度，并且优化由通过所述第二空气喷射器的所述流量引起的排气温度降低。
4.根据权利要求1所述的发动机系统，包括被配置为控制通过所述第一空气喷射器和通过所述第二空气喷射器的流量的控制器，其中所述控制器被配置为当所述催化转化器上游的所述排气流的温度低于阈值温度时，仅通过所述第一空气喷射器实现将空气喷射到所述排气流中。
5.根据权利要求1所述的发动机系统，包括被配置为控制通过所述第一空气喷射器和通过所述第二空气喷射器的流量的控制器，其中所述控制器被配置
6.根据权利要求1所述的发动机系统，包括控制器，所述控制器被配置为：
7.根据权利要求1所述的发动机系统，包括控制器，所述控制器被配置为基于所述发动机在操作时的当量比控制通过所述第一空气喷射器和所述第二空气喷射器的空气喷射，其中所述当量比表示与所述发动机的化学计量比相比所述发动机在操作时的燃料-空气比，其中当所述催化转化器包括双效催化转化器并且所述当量比大于一时，所述控制器被配置为控制所述催化转化器中的温度以实现完全的一氧化碳和碳氢化合物反应。
8.一种方法，包括：
9.根据权利要求8所述的方法，包括通过控制器控制通过所述第一空气喷射器和通过所述第二空气喷射器的流量；以及通过所述第一空气喷射器和所述第二空气喷射器中的至少一者喷射空气，以将所述催化转化器保持在最大温度极限以下，同时升高所述催化转化器下游的所述排气流的温度。
10.根据权利要求8所述的方法，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种发动机系统，包括：
2.根据权利要求1所述的发动机系统，包括：
3.根据权利要求1所述的发动机系统，其中所述第一空气喷射器包括具有第一流动面积的第一孔口，并且所述第二空气喷射器包括第二流动面积，并且所述发动机系统包括被配置为控制通过所述第一空气喷射器和通过所述第二空气喷射器的流量的控制器，包括通过所述第一空气喷射器和所述第二空气喷射器中的至少一者喷射空气，以将所述催化转化器保持在最大温度极限以下，其中所述第一流动面积小于所述第二流动面积，以改进通过所述第一空气喷射器的所述流量的混合和精度，并且优化由通过所述第二空气喷射器的所述流量引起的排气温度降低。
4.根据权利要求1所述的发动机系统，包括被配置为控制通过所述第一空气喷射器和通过所述第二空气喷射器的流量的控制器，其中所述控制器被配置为当所述催化转化器上游的所述排气流的温度低于阈值温度时，仅通过所述第一空气喷射器实现将空气喷射到所述排气流中。
5.根据权利要求1所述的发动机系统，包括被配置为控制通过所述第一空气喷射器和通过所述第二空气喷射器的流量的控...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘成科，R·F·哈塔尔，J·M·埃伦伯格，P·A·塞弗里德，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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