Способ обнаружения отравления серой в системе очистки выхлопа

Изобретение относится к системе доочистки выхлопа для двигателя внутреннего сгорания. Система доочистки выхлопа для двигателя внутреннего сгорания,содержит по меньшей мере один окислительный нейтрализатор дизельных выхлопных газов (DOC) и/или по меньшей мере один фильтр твердых частиц дизельных выхлопных газов (DPF), по меньшей мере один катализатор избирательного восстановления (SCR-катализатор), устройство подачи восстанавливающего агента, первый ΝΟx-датчик (12), расположенный выше по потоку от упомянутого DOC и/или DPF, второй ΝΟx-датчик (14), расположенный ниже по потоку от упомянутого SCR-катализатора, и по меньшей мер, один температурный датчик (16), выполненный с возможностью измерения температуры потока выхлопных газов и формирования на ее основе по меньшей мере первого температурного сигнала (Τ1). Способ включает этапы, на которых: измеряют содержание смесей NOX2 окислов азота ниже по потоку от упомянутого SCR-катализатора, когда восстанавливающий агент не подается; измеряют температуру Т, когда выполняется измерение NOX2; сравнивают NOX2 или значение, связанное с NOX2, с предварительно определенным критерием обнаружения, относящимся к измеренной температуре, формируют указывающий сигнал на основе сравнения, при этом указывающий сигнал предназначен для того, чтобы указывать, что упомянутый по меньшей мере один DOC отравлен серой, что упомянутый по меньшей мере один фильтр твердых частиц (DPF) отравлен серой. 2 н. и 12 з. п. ф-лы, 3 ил.

 

Область техники

Настоящее изобретение относится к системе доочистки выхлопа и к способу для такой системы согласно ограничительным частям независимых пунктов формулы изобретения.

В частности, способ и система приспосабливаются, чтобы обнаруживать отравление серой окислительного нейтрализатора дизельных выхлопных газов (DOC) в системе доочистки выхлопа.

Двигатель внутреннего сгорания сжигает смесь воздуха и топлива для того, чтобы формировать движущий крутящий момент. Процесс сгорания формирует выхлопные газы, которые доставляются из двигателя в атмосферу. Выхлопные газы содержат окислы азота (NOx), углекислый газ (CO2), монооксид углерода (CO) и частицы. NOx - составной термин, чтобы обозначать выхлопные газы, которые состоят, в первую очередь, из окиси азота (NO) и двуокиси азота (NO2). Система доочистки выхлопа очищает выхлопные выбросы для того, чтобы снижать их, прежде чем они выпускаются в атмосферу. В приводимой в пример системе доочистки выхлопа дозирующая система впрыскивает восстанавливающий агент в выхлопные газы выше по потоку от каталитического нейтрализатора с избирательным каталитическим восстановлением (SCR-катализатора). Смесь выхлопных газов и восстанавливающего агента реагирует в SCR-катализаторе и, таким образом, уменьшает количества NOx, выбрасываемые в атмосферу.

Одним примером восстанавливающего агента является жидкая мочевина, коммерчески доступная в форме AdBlue®. Эта жидкость является нетоксичным раствором мочевины в воде, который используется, чтобы химически уменьшать выбросы окислов азота, в частности для грузовых транспортных средств с дизельными двигателями.

Восстанавливающий агент реагирует с NOx в SCR-катализаторе, чтобы влиять на уменьшение NOx. Более конкретно, восстанавливающий агент разрушается и формирует аммиак (NH3), который затем реагирует с NOx, чтобы формировать воду и газообразный азот (N2).

Чтобы добиваться описанного снижения NOx, NH3 должен храниться в SCR-катализаторе. Для того чтобы каталитический нейтрализатор работал эффективно, это хранение должно быть на соответствующем уровне. Более подробно, снижние NOx, эффективность преобразования зависят от уровня хранения.

Поддержание высокой эффективности преобразования в различных рабочих условиях зависит от поддержания хранения NH3. Уровень NH3, однако, должен постепенно уменьшаться, когда температура SCR-катализатора растет, чтобы избегать выбросов NH3 (т.е. излишек NH3 выбрасывается из каталитического нейтрализатора), которые могут снижать эффективность преобразования каталитического нейтрализатора.

Вкратце, чтобы удовлетворять более строгим природоохранным требованиям, производители транспортных средств все больше используют системы с SCR-катализатором, чтобы устранять окислы азота (NOx) из выхлопных газов дизельного двигателя. Это выполняется посредством впрыскивания раствора аммиака в SCR-катализатор, чтобы помогать преобразовывать NOx-частицы в газообразный азот и воду. Необходимо обеспечивать стратегию очистки выхлопа, чтобы достаточное количество NOx было преобразовано, в то же самое время стараясь не впрыскивать слишком много аммиака, как по природоохранным причинам, так и по причинам экономии.

По меньшей мере один окислительный нейтрализатор дизельных выхлопных газов (DOC) также используется в системах доочистки выхлопа, так же как и один или более фильтров твердых частиц дизельных выхлопных газов (DPF), которые зачастую снабжены каталитическим покрытием. Целью покрытия, среди прочего, является формирование достаточного количества NO2, чтобы добиваться пассивного окисления сажи, которая захватывается посредством DPF. Это выполняется, среди прочего, посредством реакции C + NO2 → CO + NO.

Образование NO2 в DOC будет зависеть, среди прочего, от массового расхода выхлопных газов и температуры в DOC. В дополнение к зависимости от потока и температуры DOC и/или каталитическое покрытие в DPF сохраняет серу (S), которая может присутствовать в выхлопных газах, при более низких температурах, и выбрасывает серу при температурах типично выше 400°C. Если рабочие условия вынуждают абсорбировать много серы, DOC будет отравлен, т.е. образование NO2 будет заторможено. Содержимое NO2 после DPF будет также зависеть от состояния DPF относительно отравления серой. Сера, таким образом, является главной причиной того, что образование NO2 уменьшается в DOC и на каталитическом покрытии DPF. Фактические температуры абсорбции серы и выброса серы зависят от конкретной смеси катализатора и конкретных рабочих условий.

Дизельное топливо с низким содержанием серы (ниже 10 мг/л), которое в настоящее время, как правило, доступно в Европе и США, может быть использовано в течение достаточного количества часов или дней работы двигателя без превышения температур выхлопа в 400°C, прежде чем появится заметное уменьшение в образовании NO2 в DOC и/или DPF, покрытом каталитическим материалом. Движущиеся таким образом тяжелые транспортные средства являются необычными, но могут встречаться. Однако отравление серой DOC и/или покрытого DPF может происходить быстрее, если водитель использует топливо, которое имеет более высокое содержание серы, например при движении в странах, где не существует малосернистого топлива, или если транспортное средство случайно заправляется топливом с высоким содержанием серы.

Следовательно, важно обнаруживать такое отравление и устранять серу из DOC. Сера устраняется из DOC и/или покрытого DPF посредством нагрева каталитических нейтрализаторов свыше 400°C в течение достаточного времени, например более пяти минут, что может быть выполнено посредством впрыска топлива в выхлопные газы или посредством активации горелки.

Температура, подразумеваемая при десульфуризации, не влияет на SCR-катализатор, который будет во время этого находиться при температуре, при которой он работает очень эффективно, и существует минимальное влияние на соотношение между NO2 и NO.

Датчики, используемые для измерения содержимого окислов азота выхлопных газов, зачастую являются очень дорогостоящими компонентами. NOx-датчики зачастую изготовлены из керамических оксидов металла, обычно циркония, стабилизированного иттрием (YSZ). YSZ прессуется, чтобы формировать твердую керамику, которая проводит ионы кислорода при высоких температурах, приблизительно от 400°C. Чтобы получать сигнал измерения, пара электродов из благородного металла помещается на поверхность, делая возможным измерение изменений в напряжении или токе электрического сигнала как функции концентрации NOx.

Для датчика должны удовлетворяться высокие требования, чтобы добиваться чувствительности и надежности, требуемой для измерений в потоках выхлопных газов. Стоимость NOx-датчиков, следовательно, является высокой.

NOx -датчик формирует выходной сигнал, который представляет совокупность содержимого NO и NO2.

Выше по потоку от DOC (см. фиг. 1) выхлопные газы содержат около 90% (±5%) NO и остальное NO2. Это соотношение может быть оценено из теоретических моделей.

Известно, что NOx-датчик имеет различные чувствительности к NO и NO2, его чувствительность к NO больше, чем к NO2. Выходной сигнал SNOX от NOx-датчика может тогда быть выражен как SNOX=A×[NO]+Bx×[NO2], где A>B.

WO 2010/068147 описывает, как диагностика отравления серой выполняется в системе с одним NOx-датчиком перед ASC (последняя часть некоторых SCR-катализаторов со специальными покрытиями) и другим после ASC.

Диагностика тогда использует уровни NOx, чтобы обнаруживать и регулировать SCR-катализатор. WO 2010/068147 ссылается на способ для доочистки выхлопных газов в случаях, когда система содержит DOC и DPF. Способ описывает возможность обнаружения отравления серой в DOC и DPF посредством измерения их способности формировать NO2. Это может, среди прочего, быть измерено посредством NOx-датчиков и затем сравнено с расчетными значениями.

US 2008/216466, US 2003/032188 и US 2005/109022 являются примерами патентных спецификаций, ссылающихся на различные способы для устранения нежелательных веществ (например, серы) из катализатора. Например, степень отравления серой вычисляется посредством измерения возможности катализатора устранять NOx-газы. Это достигается посредством измерения содержимого NOx-газов до и после каталитического нейтрализатора.

Отравление серой DOC и DPF с каталитическими покрытиями является известной проблемой, которая может, среди прочего, быть вызвана использованием топлива с очень большим содержанием серы. В настоящее время не существует надежных способов получения указаний, что произошло отравление серой, и целью настоящего изобретения является указание такого способа.

В настоящее время может случаться, что предупредительная лампа зажигается ошибочно, чтобы указывать слишком высокие уровни выбросов, что косвенно вызывается отравлением серой. Другой целью изобретения является предоставление раннего указания о том, что возможно произошло отравление серой, и, тем самым делать возможным инициирование контрмер.

Сущность изобретения

Вышеописанные задачи решаются с помощью изобретения, определенного независимыми пунктами формулы изобретения.

Предпочтительные варианты осуществления определяются зависимыми пунктами формулы изобретения.

NOx-датчик приспосабливается, чтобы формировать выходной сигнал, который представляет совокупность содержимого NO и NO2, и настоящее изобретение использует тот факт, что используемые NOx-датчики имеют различные чувствительности к NO и NO2, в качестве основы для получения диагноза отравления серой. Способность DOC и DPF преобразовывать NO в NO2 является хорошим показателем отравления серой.

Когда пропорция NO2 относительно пропорции NO увеличивается за счет окисления, которое обычно выполняется в DOC/DPF, когда он не отравлен, это означает, что сила выходного сигнала из NOx-датчика ниже по потоку от SCR-катализатора (NOX2) (см. фиг. 1) будет уменьшаться при температурах выше 150°C. Однако уменьшение не является линейным на протяжении диапазона температур и диапазона расхода, а достигает максимума перед снижением активности, но никогда не падает ниже 150°C.

Если DOC/DPF отравлен, уменьшение, следовательно, не будет таким большим. Если он полностью отравлен, практически не будет изменения в сигнале. Это означает, например, что вычисленный виртуальный NOx-сигнал после DOC/DPF будет ошибочно скорректирован и может, следовательно, быть причиной указания в целом слишком высокой мощности сигнала, т.е. слишком высокого содержания NO/NO2.

Сравнивая фактические NOx-сигналы, измеренные ниже по потоку от SCR-катализатора, с ожидаемыми сигналами и связывая их с какими-либо предыдущими измеренными сигналами и дозаправками топлива, возможно согласно изобретению обнаруживать ухудшение преобразования NO в NOx и последующее отравление серой.

Преимуществом изобретения является то, что существующие датчики могут использоваться, чтобы обнаруживать модель поведения, которая в ином случае потребует отдельного датчика или посещения мастерской. Таким образом, возможно на более ранней стадии получать указание отравления серой и инициировать более ранние контрмеры.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - схематичная иллюстрация системы доочистки выхлопа согласно настоящему изобретению;

Фиг. 2 - график содержания окисла азота в выхлопных газах в первом и втором NOx-датчиках; и

Фиг. 3 - схематичная блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая настоящее изобретение.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

Предпочтительные варианты осуществления изобретения сейчас будут описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Фиг. 1 представляет собой схематичную иллюстрацию системы доочистки выхлопа согласно настоящему изобретению.

Она изображает систему 2 доочистки выхлопа для двигателя 4 внутреннего сгорания, который формирует поток 6 выхлопных газов. Система 2 содержит по меньшей мере один окислительный нейтрализатор дизельных выхлопных газов (DOC), предназначенный, среди прочего, для того, чтобы преобразовывать NO в NO2, и по меньшей мере один каталитический нейтрализатор с избирательным каталитическим восстановлением (SCR-катализатор). Фильтр твердых частиц дизельных выхлопных газов (DPF) предпочтительно также предоставляется ниже по потоку от DOC. Этот фильтр может быть без покрытия или снабжен каталитическим покрытием. Здесь собираются сажа и пепел, а также выполняется некоторое преобразование NO в NO2.

Система дополнительно содержит устройство 8 с восстанавливающим агентом, приспособленное для того, чтобы подавать восстанавливающий агент 10, например мочевину или аммиак, в поток 6 выхлопных газов выше по потоку от упомянутого SCR-катализатора, где NO и NO2(NOx) затем преобразуются в N2. Количество подаваемого восстанавливающего агента управляется средством управления (не изображено) в зависимости, среди прочего, от наблюдаемого содержания окислов азота и температуры выхлопных газов.

Первый NOx-датчик 12 предоставляется выше по потоку от упомянутого DOC и приспосабливается, чтобы измерять содержание смесей (NOx) окислов азота в потоке выхлопных газов и формировать на его основе первый выходной NOx-сигнал (NOX1). Второй NOx-датчик 14 предоставляется ниже по потоку от упомянутого SCR-катализатора и приспосабливается, чтобы измерять содержимое смесей (NOx) окислов азота в потоке выхлопных газов и формировать на его основе второй выходной NOx-сигнал (NOX2) и по меньшей мере один температурный датчик 16 предоставляется, чтобы отслеживать температуру потока выхлопных газов и формировать на ее основе по меньшей мере первый температурный сигнал (T1). Схема показывает четыре температурных датчика 16 для измерения температуры потока выхлопных газов в различных точках в системе доочистки выхлопа. Они помещаются до и после DOC и до и после SCR-катализатора и формируют соответствующие температурные сигналы T1, T2, T3 и T4.

Система 2 доочистки выхлопа содержит согласно изобретению вычислительный блок 18, которому первый и второй выходные NOx-сигналы (NOX1, NOX2) и упомянутый первый температурный сигнал (T1) или один или более температурных сигналов имеют возможность передаваться. Первый и второй NOx-датчики 12, 14 приспосабливаются, чтобы измерять содержание смесей NOX1 окислов азота выше по потоку от упомянутого DOC и практически одновременно измерять содержание смесей NOX2 окислов азота ниже по потоку от SCR-катализатора, когда восстанавливающий агент 10 не подается в поток 6 выхлопных газов из устройства 8 восстанавливающего агента. Температурный датчик или датчики 16 также приспосабливаются, чтобы измерять температуру T, когда выполняются измерения NOX1 и NOX2.

Вычислительный блок 18 затем сравнивает NOX2 или значение, связанное с NOX2, с критерием обнаружения, который относится к измеренной температуре, и формирует на основе сравнения указывающий сигнал 20.

В одном варианте осуществления критерий обнаружения является предварительно определенным пороговым значением NOXtr, связанным с измеренной температурой, и указывающий сигнал 20 формируется, если NOX2 больше NOXtr. В этом варианте осуществления NOXtr может, например, быть выбран так, чтобы быть в предварительно определенной связи с NOX1.

Фиг. 2 представляет собой график, показывающий содержание оксида азота в выхлопных газах в первом и втором NOx-датчиках. Следует подчеркнуть, что график, прежде всего, предназначен для того, чтобы иллюстрировать аспекты, которые важны для иллюстрации изобретения, и, следовательно, является упрощенным.

Как может быть видно на чертеже, содержание оксида азота NOX1, измеренное первым NOx-датчиком 12, является постоянным независимо от температуры. Измерение посредством второго NOx-датчика 14, когда восстанавливающий агент не подается, будет показывать амплитуду выходного сигнала, уменьшающуюся, если DOC (и, где применимо, DPF) работает как предполагается, т.е., если отравления серой не произошло. Пропорция NO2 в NOх будет, следовательно, увеличиваться относительно пропорции NO и различные чувствительности датчика к NO и NO2 будут вызывать уменьшение амплитуды NOX2. Это иллюстрируется на чертеже посредством уменьшения NOX2 с увеличением температур.

Сравнивая NOX1 и NOX2 при одинаковой температуре (350°C на чертеже) с пороговым значением NOXtr, которое применимо при этой температуре (в этом случае 350°C), возможно получать указание того, представляет ли NOX2 ожидаемое уменьшение. На чертеже сигнал NOX2 датчика при 350°C меньше NOXtr, что указывает, что не произошло отравления серой.

График также показывает кривую NOX2' (штрихпунктирная линия), представляющая выходные сигналы, полученные от второго NOx-датчика 14 в другой ситуации. Здесь выходной сигнал NOx-датчика выше NOXtr при 500°C, что может указывать отравление серой DOC (и/или DPF).

В другом варианте осуществления вычислительный блок 18 приспосабливается так, чтобы проводить сравнение посредством определения ΔNOХ=|NOX1-NOX2|, сравнения ΔNOХ с предварительно определенным пороговым значением NOXtr', которое служит в качестве критерия обнаружения, и формирования указывающего сигнала 20, если ΔNOX ниже NOXtr'. В этом варианте осуществления разница между NOX1 и NOX2, таким образом, сравнивается с пороговым значением NOXtr'.

Пороговые значения предпочтительно выбираются так, что некоторое отклонение NOX2 требуется для того, чтобы было предоставлено указание. Это может означать в варианте осуществления, изображенном на фиг. 2, что NOXtr, например, должно быть на 10% выше, чем соответствующие "нормальные" значения NOX2. И в другом варианте осуществления, когда разница между NOX1 и NOX2 сравнивается с NOXtr', NOXtr', например, выбирается на 10% меньшим, чем "нормальная" разница.

В обоих вариантах осуществления предпочтительно предоставляется таблица или простая база данных, например, в вычислительном блоке 18, содержащая согласованные значения для температур потока выхлопных газов и упомянутых предварительно определенных пороговых значений NOXtr или NOXtr'. Определение NOXtr подразумевает начало с NOX1 и предоставление возможности пороговому значению быть предварительно определенной долей NOX1, которое связано с температурой. Конечно, также возможно вычислять эти пороговые значения непосредственно на основе соотношения между температурой и содержанием NOx.

В одном варианте осуществления указывающий сигнал 20 приспосабливается, чтобы указывать, что DOC и/или DPF отравлены серой. Он может принимать форму сигнала тревоги для водителя, что транспортное средство должно заехать в мастерскую. Он может также означать, что контрмера немедленно инициируется, чтобы устранять серу из DOC и/или DPF, например, посредством повышения управляемым образом температуры выхлопных газов.

Поскольку известно, что выходной сигнал от NOx-датчика по-разному чувствителен к NO и NO2, выходной сигнал от второго NOx-датчика подвергается подходящей корректировке значения, чтобы получить "истинное" NOx-значение, которое может затем быть задано относительно выходного сигнала от первого NOx-датчика. На практике это означает применение корректирующего значения к NOX2, которое тем самым предполагает более высокое значение. Если DOC и/или DPF отравлены, NOX2 будет, следовательно, увеличиваться и применение корректирующего значения будет тогда указывать содержание NOx, которое является слишком высоким и, следовательно, ошибочным.

В дополнительном варианте осуществления система доочистки выхлопа приспосабливается, чтобы калибровать выходной сигнал NOX2 от второго NOx-датчика 14 относительно выходного сигнала NOX1 от первого NOx-датчика 12. Это выполняется посредством прохождения выхлопных газов через систему при низкой температуре, предпочтительно ниже 150°C, когда окисление практически не происходит в DOC, и восстанавливающий агент 10 не применяется к потоку выхлопных газов из устройства 8 с восстанавливающим агентом.

Это выполняется посредством измерения NOX1 и NOX2, определения NOX2k=NOX1-NOX2 и определения калиброванного значения для NOX2 в форме NOX2'=NOX2+NOX2k. Затем посредством вычислительного блока 18 проводится сравнение с калиброванным значением NOX2' вместо NOX2.

Настоящее изобретение относится также к способу для системы доочистки выхлопа для двигателя внутреннего сгорания, который формирует поток выхлопных газов. Способ иллюстрируется посредством схематичной блок-схемы последовательности операций на фиг. 3.

Составные части системы доочистки выхлопа и их функции описаны подробно выше, и здесь делается ссылка на это описание.

Способ согласно изобретению включает этапы:

A - измерения содержания смесей NOX1 окислов азота выше по потоку от DOC и измерения практически в то же самое время содержания смесей NOX2 окислов азота ниже по потоку от SCR-катализатора, когда восстанавливающий агент не применяется к потоку выхлопных газов из устройства с восстанавливающим агентом,

B - измерения температуры T, когда выполняются измерения NOX1 и NOX2,

C - сравнения NOX2 или значения, связанного с NOX2, с критерием обнаружения, относящимся к измеренной температуре,

D - формирования указывающего сигнала на основе сравнения.

В одном варианте осуществления критерием обнаружения на этапе C является предварительно определенное пороговое значение NOXtr, связанное с измеренной температурой, и упомянутый указывающий сигнал формируется на этапе D, если NOX2 больше NOXtr.

В другом варианте осуществления этап A дополнительно содержит определение ΔNOХ=|NOX1-NOX2|, упомянутым критерием обнаружения на этапе C является предварительно определенное пороговое значение NOXtr', которое сравнивается с ΔNOХ, и упомянутый указывающий сигнал формируется на этапе D, если ΔNOХ меньше NOXtr'.

Предварительно определенные пороговые значения, например, хранятся в таблице или базе данных, которая содержит согласованные значения для температур потока выхлопных газов и упомянутые предварительно определенные пороговые значения (NOXtr и NOXtr'). Как упомянуто выше, они также могут быть вычислены.

В одном варианте осуществления указывающий сигнал приспосабливается, чтобы указывать, что DOC и/или DPF отравлены серой. Он может принимать форму сигнала тревоги для водителя, что транспортное средство должно заехать в мастерскую. Он может также вызывать контрмеру, немедленно инициируемую для того, чтобы устранять серу из DOC и/или DPF, например, посредством повышения управляемым образом температуры выхлопных газов.

В дополнительном варианте осуществления настоящего изобретения способ содержит этап калибровки NOX2 при низкой температуре, предпочтительно ниже 150°C, когда окисление практически не происходит в DOC и восстанавливающий агент не применяется к потоку выхлопных газов из устройства с восстанавливающим агентом. Это достигается посредством измерения NOX1 и NOX2, определения калиброванного значения NOX2k=NOX1-NOX2 и определения калиброванного значения для NOX2 как NOX2'=NOX2+NOX2k, этапы способа, описанные выше, проводятся с калиброванным значением NOX2' вместо NOX2.

Настоящее изобретение не ограничивается предпочтительными вариантами осуществления, описанными выше. Могут быть использованы различные альтернативы, модификации и эквиваленты. Вышеописанные варианты осуществления, следовательно, не рассматриваются как ограничивающие защитные рамки изобретения, которые определяются прилагаемой формулой изобретения.

1. Способ для системы доочистки выхлопа для двигателя внутреннего сгорания, который формирует поток выхлопных газов, при этом система содержит по меньшей мере один окислительный нейтрализатор дизельных выхлопных газов (DOC) и/или по меньшей мере один фильтр твердых частиц дизельных выхлопных газов (DPF), по меньшей мере один катализатор избирательного восстановления (SCR-катализатор), устройство с восстанавливающим агентом, выполненное с возможностью подачи восстанавливающего агента в поток выхлопных газов выше по потоку от упомянутого SCR-катализатора, первый ΝΟx-датчик (12), расположенный выше по потоку от упомянутого DOC и/или DPF и выполненный с возможностью измерения содержания смесей (NOx) окислов азота в потоке выхлопных газов и формирования на его основе первого выходного ΝΟx-сигнала (NOX1), второй ΝΟx-датчик (14), расположенный ниже по потоку от упомянутого SCR-катализатора и выполненный с возможностью измерения содержания смесей (NOx) окислов азота в потоке выхлопных газов и формирования на его основе второго выходного ΝΟx-сигнала (NOX2), и по меньшей мере один температурный датчик (16), выполненный с возможностью измерения температуры потока выхлопных газов и формирования на ее основе по меньшей мере первого температурного сигнала (Τ1), отличающийся тем, что он включает этапы, на которых:

А - измеряют содержание смесей NOX2 окислов азота ниже по потоку от упомянутого SCR-катализатора, когда восстанавливающий агент не подается в поток выхлопных газов из устройства с восстанавливающим агентом,

В - измеряют температуру Т, когда выполняется измерение NOX2,

С - сравнивают NOX2 или значение, связанное с NOX2, с предварительно определенным критерием обнаружения, относящимся к измеренной температуре, и

D - формируют указывающий сигнал на основе сравнения, при этом указывающий сигнал предназначен для того, чтобы указывать, что упомянутый по меньшей мере один DOC отравлен серой и/или что упомянутый по меньшей мере один фильтр твердых частиц (DPF) отравлен серой.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что этап А дополнительно включает этап, на котором измеряют содержание смесей NOX1 окислов азота выше по потоку от упомянутого DOC и/или DPF по существу в то же самое время, когда измеряется содержание смесей NOX2 окислов азота ниже по потоку от упомянутого SCR-катализатора.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что критерием обнаружения на этапе С является предварительно определенное пороговое значение NOXtr, связанное с измеренной температурой, и упомянутый указывающий сигнал формируют на этапе D, если NOX2 больше NOXtr.

4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что этап А дополнительно включает этап, на котором определяют ΔΝOx=|ΝOΧ1-NOX2|, а этап С включает этап, на котором сравнивают ΔΝOx с предварительно определенным пороговым значением NOXtr', которое служит в качестве упомянутого критерия обнаружения, и упомянутый указывающий сигнал формируют на этапе D, если ΔΝOx меньше NOXtr'.

5. Способ по п. 3 или 4, отличающийся тем, что обеспечивают таблицу, которая содержит согласованные значения для температур потока выхлопных газов и упомянутых предварительно определенных пороговых значений (NOXtr, NOXtr').

6. Способ по любому из пп. 2-4, отличающийся тем, что калибруют NOX2 при низкой температуре, предпочтительно ниже 150°С, когда окисление по существу не происходит в DOC и восстанавливающий агент не доставляется в поток выхлопных газов из устройства с восстанавливающим агентом, посредством этапов, на которых измеряют NOX1 и NOX2, определяют калиброванное значение NOX2k=NOX1-NOX2 и определяют калиброванное значение для NOX2 как NOX2'=NOX2+NOX2k, причем этапы способа согласно любому из вышеупомянутых пунктов проводятся с калиброванным значением NOX2' вместо NOX2.

7. Система (2) доочистки выхлопа для двигателя (4) внутреннего сгорания, который формирует поток (6) выхлопных газов, при этом система (2) содержит по меньшей мере один окислительный нейтрализатор дизельных выхлопных газов (DOC) и/или по меньшей мере один фильтр твердых частиц дизельных выхлопных газов (DPF), по меньшей мере один катализатор избирательного восстановления (SCR-катализатор), устройство (8) с восстанавливающим агентом, выполненное с возможностью подачи восстанавливающего агента (10) в поток (6) выхлопных газов выше по потоку от упомянутого SCR-катализатора, первый ΝΟx-датчик (12), расположенный выше по потоку от упомянутого DOC и/или DPF и выполненный с возможностью измерения содержания смесей (NOx) окислов азота в потоке выхлопных газов и формирования на его основе первого выходного NOx-сигнала (NOX1), второй ΝΟx-датчик (14), расположенный ниже по потоку от упомянутого SCR-катализатора и выполненный с возможностью измерения содержания смесей (NOx) окислов азота в потоке выхлопных газов и формирования на его основе второго выходного ΝOx-сигнала (NOX2), и по меньшей мере один температурный датчик (16), выполненный с возможностью измерения температуры потока выхлопных газов и формирования на ее основе по меньшей мере первого температурного сигнала (Τ1), отличающаяся тем, что она содержит вычислительный блок (18), в который передаются упомянутый первый и второй выходные ΝΟx-сигналы (NOX1, NOX2) и упомянутый первый температурный сигнал (Т1), причем первый и второй ΝΟx-датчики (12, 14) выполнены с возможностью измерения содержания смесей NOX1 окислов азота выше по потоку от упомянутого DOC и/или DPF и измерения по существу в то же время содержания смесей NOX2 окислов азота ниже по потоку от упомянутого SCR-катализатора, когда восстанавливающий агент (10) не подается в поток (6) выхлопных газов из устройства (8) с восстанавливающим агентом, при этом температурный датчик (16) выполнен с возможностью измерения температуры Т, когда выполняются измерения NOX1 и NOX2, причем вычислительный блок (18) выполнен с возможностью сравнения NOX2 или значения, связанного с NOX2, с критерием обнаружения, связанным с измеренной температурой, и формирования на основе сравнения указывающего сигнала (20), предназначенного, чтобы указывать, что упомянутый по меньшей мере один DOC отравлен серой и/или что упомянутый по меньшей мере один фильтр твердых частиц (DPF) отравлен серой.

8. Система доочистки выхлопа по п. 7, отличающаяся тем, что упомянутым критерием обнаружения является предварительно определенное пороговое значение NOXtr, и указывающий сигнал (20) формируется, если NOX2 больше NOXtr.

9. Система доочистки выхлопа по п. 7, отличающаяся тем, что вычислительный блок (18) выполнен с возможностью содержания определения ΔΝOx=|NOX1-NOX2|, сравнения ΔΝOx с предварительно определенным пороговым значением NOXtr', которое служит в качестве упомянутого критерия обнаружения, и формирования указывающего сигнала (20), если ΔΝOx меньше NOXtr'.

10. Система доочистки выхлопа по п. 8 или 9, отличающаяся тем, что имеется таблица, которая содержит согласованные значения для температур потока выхлопных газов и упомянутые предварительно определенные пороговые значения NOXtr или NOXtr'.

11. Система доочистки выхлопа по п. 7, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью калибровки NOX2 при низкой температуре, предпочтительно ниже 150°С, когда окисление по существу не происходит в DOC и восстанавливающий агент (10) не подается в поток выхлопных газов из устройства (8) с восстанавливающим агентом, посредством измерения NOX1 и NOX2 и определения калиброванного значения для NOX2 как NOX2'=NOX2+NOX2k, причем сравнение проводится посредством вычислительного блока (18) с калиброванным значением NOX2' вместо NOX2.

12. Система доочистки выхлопа по п. 8, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью калибровки NOX2 при низкой температуре, предпочтительно ниже 150°С, когда окисление по существу не происходит в DOC и восстанавливающий агент (10) не подается в поток выхлопных газов из устройства (8) с восстанавливающим агентом, посредством измерения NOX1 и NOX2 и определения калиброванного значения для NOX2 как NOX2'=NOX2+NOX2k, причем сравнение проводится посредством вычислительного блока (18) с калиброванным значением NOX2' вместо NOX2.

13. Система доочистки выхлопа по п. 9, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью калибровки NOX2 при низкой температуре, предпочтительно ниже 150°С, когда окисление по существу не происходит в DOC и восстанавливающий агент (10) не подается в поток выхлопных газов из устройства (8) с восстанавливающим агентом, посредством измерения NOX1 и NOX2 и определения калиброванного значения для NOX2 как NOX2'=NOX2+NOX2k, причем сравнение проводится посредством вычислительного блока (18) с калиброванным значением NOX2' вместо NOX2.

14. Система доочистки выхлопа по любому из пп. 7-9 и 11-13, отличающаяся тем, что фильтр твердых частиц дизельных выхлопных газов (DPF) расположен ниже по потоку от упомянутого DOC.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области очистки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Способ и устройство для проверки работоспособности катализатора окисления NO.

Изобретение относится к области очистки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Устройство (1) для подачи жидкой присадки (38) имеет резервуар (2) для хранения жидкой присадки (38), точку (3) всасывания, в которой жидкая присадка (38) может быть отсосана из резервуара (2) насосом (4) устройства (1), фильтр (5), который закрывает точку (3) всасывания, по меньшей мере частично разграничивает промежуточное пространство (6) между фильтром (5) и точкой (3) всасывания и отделяет промежуточное пространство (6) от внутреннего пространства (7) резервуара (2).

Изобретение относится к системам для очистки отработавших газов. Выхлопная система (10) для автомобильного двигателя внутреннего сгорания, работающего на бедных смесях, включает: (а) первую монолитную подложку (6), содержащую катализатор SCR; (b) по меньшей мере, одну вторую монолитную подложку (4), содержащую каталитическое грунтовочное покрытие, содержащее, по меньшей мере, один металл платиновой группы (PGM), расположенную по потоку до первой монолитной подложки; и (с) третью монолитную подложку (2), расположенную между первой монолитной подложкой и (каждой) второй монолитной подложкой, при этом, по меньшей мере, один PGM на (каждой) второй монолитной подложке (4) подвержен испарению, когда (каждая) вторая монолитная подложка (4) оказывается в относительно жестких условиях, включая относительно высокие температуры, и при этом третья монолитная подложка (2) включает грунтовку, содержащую, по меньшей мере, один материал для улавливания испарившегося PGM.

Изобретение относится к выхлопной системе двигателя внутреннего сгорания. Выхлопная система содержит первый катализированный цельный массив носителя, содержащий первое тонкослойное покрытие, расположенное в первой тонкослойной зоне цельного массива носителя, где первое тонкослойное покрытие содержит каталитическую композицию, содержащую, по меньшей мере, один металл платиновой группы и, по меньшей мере, один материал носителя, где, по меньшей мере, один металл платиновой группы в первом тонкослойном покрытии подвержен улетучиванию, когда первое тонкослойное покрытие выдерживается в условиях температуры ≥700°C, и второе тонкослойное покрытие, расположенное во второй тонкослойной зоне цельного массива носителя, где второе тонкослойное покрытие содержит, по меньшей мере, один материал, несущий медь для улавливания улетучившегося металла платиновой группы, где по меньшей мере один материал носителя представляет собой по меньшей мере один оксид металла, молекулярное сито или смесь любых двух или более из них, и когда по меньшей мере один материал носителя представляет собой по меньшей мере один оксид металла, то по меньшей мере один металл-оксидный носитель выбран из группы, состоящей из необязательно стабилизированного оксида алюминия, аморфного диоксида кремния-оксида алюминия, необязательно стабилизированного оксида циркония, оксида титана, необязательно стабилизированного смешанного оксида церия-оксида циркония и смесей двух или более из них, и где второе тонкослойное покрытие ориентировано для контактирования с выхлопным газом, который контактировал с первым тонкослойным покрытием, и второй катализированный цельный массив носителя, содержащий катализатор для селективного катализирования восстановления оксидов азота до молекулярного азота с азотным восстановителем, расположенный ниже по потоку от первого катализированного цельного массива носителя.

Изобретение относится к обработке отработавших газов. Устройство (1) для подачи жидкой добавки в поток (4) отработавших газов, имеющее трубопроводный участок (2) для потока (4) отработавших газов с входным концом (3), выходным концом (5), прямым участком (30) и выступом (17) с отверстием (31) для монтажа подающего устройства (7) для подачи жидкой добавки на прямом участке (30), причем выступ (17) имеет высоту (32) и протяженность (33), и протяженность (33) по меньшей мере в два раза больше, чем высота (32), на входном конце (3) и на выходном конце (5) расположено соответственно по меньшей мере одно дискообразное сотовое тело (6), центральная ось (34) отверстия (31) направлена на одно из дискообразных сотовых тел (6), по меньшей мере одно из двух дискообразных сотовых тел (6) на входном конце (3) или на выходном конце (5) выполнено конусообразным, трубопроводный участок (2) между дискообразным сотовым телом (6), расположенным на выходном конце (5), и выходным концом (5) имеет участок (47) выравнивания потока, на котором поперечное сечение (53) трубопроводного участка (2) по меньшей мере частично смещено, а дискообразное сотовое тело (6), на которое направлена центральная ось (34), расположено под углом (36) наклона к оси (26) трубопроводного участка (2).

Изобретение относится к области обработки отработавших газов. Дозирующий модуль (10) для дозирования восстановителя в выпускной тракт двигателя внутреннего сгорания имеет, по меньшей мере, один охладитель (22, 24), который выполнен с возможностью прохождения по нему охлаждающей жидкости, служащей для охлаждения двигателя внутреннего сгорания.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Устройство очистки отработавших газов содержит форсунку (3) впрыска реагента перед катализатором (1) селективного восстановления оксидов азота.

Изобретение может быть использовано в выхлопных системах двигателей внутреннего сгорания. Выхлопная система двигателя содержит выхлопную трубу (18) с изгибом, направляющим поток выхлопных газов по криволинейной траектории, инжектор (12), экранирующий элемент (4) и направляющую лопатку (6).

Изобретение относится к системе (1) подачи для мочевины, в частности для устройства очистки отработавших газов путем обработки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, со сборником (5) для вещества, дозировочным устройством (7) для дозирования вещества, в частности в выпускной трубопровод (3) двигателя внутреннего сгорания, и с подводящим трубопроводом (9), которая включает подающий трубопровод (11) для подачи вещества в дозировочное устройство (7) и рециркуляционный трубопровод (13) для отвода среды от дозировочного устройства (7) в сборник (5), причем дозировочное устройство (7) выполнено таким образом, что в режиме эксплуатации системы (1) подачи для охлаждения вещество протекает от входного соединительного патрубка (17) до выходного соединительного патрубка (19) дозировочного устройства (7).

Изобретение относится к области обработки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Подающее устройство (1) для подачи жидкой добавки из бака (2) в устройство (3) для обработки отработавших газов (ОГ) имеет, по меньшей мере, корпус (4), который может быть установлен на баке (2), и держатель (5) компонентов, который служит опорой по меньшей мере одному насосу (6) и закреплен в корпусе (4) посредством зажимной пластины (7).

Изобретение относится к выхлопной системе для автомобильного двигателя внутреннего сгорания, работающего на бедных смесях, при этом система включает: (1) катализируемую монолитную подложку, содержащую катализатор, расположенный по потоку до монолитной подложки, при этом указанный катализатор содержит, по меньшей мере, один металл платиновой группы (PGM) и который содержит платину (Pt) и палладий (Pd) в весовом отношении Pt:Pd≥1,25:1, и (2) монолитную подложку, имеющую длину L и включающую первую зону, по существу, постоянной длины, ограничиваемую на одном конце первым концом монолитной подложки, при этом первая зона содержит катализатор селективного каталитического восстановления (SCR), предназначенный для восстановления оксидов азота азотистым восстановителем в выхлопном газе, выбрасываемом двигателем внутреннего сгорания, и вторую зону, по существу, постоянной длины, меньше L, ограничиваемую на одном конце вторым концом монолитной подложки, при этом второй конец монолитной подложки ориентирован в направлении верхней по потоку стороны и при этом: (а) вторая зона состоит из, по меньшей мере, одного оксида металла в форме частиц или смеси любых двух или более оксидов металлов, предназначенных для улавливания газофазного металла платиновой группы (PGM), при этом указанный, по меньшей мере, один оксид металла в форме частиц выбирают из группы, состоящей из необязательно стабилизированного оксида алюминия, аморфного алюмосиликата, необязательно стабилизированного оксида циркония, оксида титана и смесей из любых двух или нескольких из них, при этом указанный, по меньшей мере, один оксид металла в форме частиц не выполняет функцию подложки для какого-либо другого каталитического компонента; или (b) вторая зона содержит компонент, способный улавливать и/или сплавляться с газофазным металлом платиновой группы (PGM) и который содержит: (i) металл, выбранный из группы, состоящей из золота и серебра, или (ii) смесь или сплав палладия и золота.

Изобретение относится к способу десульфуризации устройства для очистки выхлопных газов, расположенного в газоотводе двигателя внутреннего сгорания, в частности дизельного двигателя внутреннего сгорания, причем устройство для очистки выхлопных газов содержит по меньшей мере один катализатор окисления, способный отравляться серой и поэтому подлежащий своевременному обессериванию, к которому во время фазы десульфуризации с потоком выхлопных газов подают определенное количество монооксида углерода.

Предлагаемое изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению и, в частности, к устройствам для очистки и шумоглушения выхлопных газов судовых двигателей.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Предложено впрыскивающее устройство (1) для впрыскивания текучей среды в устройство (15) для очистки отработавшего газа, имеющее инжектор (2), который расположен в держателе (3) инжектора, причем инжектор (2) имеет приемное отверстие (4) и в приемное отверстие (4) простирается конструктивная деталь (5) держателя (3) инжектора.

Изобретение относится к системам очистки от оксидов азота газов и может быть использовано для очистки выхлопных газов газотурбинных двигателей, например, газоперекачивающих агрегатов, газотурбинных электростанций.

Изобретение относится к устройствам для шумоглушения и очистки отработавших газов двигателей внутреннего сгорания с одновременным получением электроэнергии. Техническим результатом является повышение эффективности.

Изобретение относится к системе селективной каталитической нейтрализации для поглощения летучих соединений. Система селективной каталитической нейтрализации для очистки дизельных выхлопных газов, которые содержат азотные оксиды и частицы дизельной копоти, включающая: каталитический материал, включающий: большую часть, содержащую нанесенный материал на основе диоксида титана; меньшую часть, содержащую каталитический компонент, включающий как минимум один из оксидов ванадия, вольфрама, молибдена; и поглощающий материал, включающий большую часть для поглощения меньшей части, содержащей летучие оксиды и гидроксиды, образованные на каталитическом материале, где меньшая часть поглощающего материала имеет общее секционированное покрытие монослоя на большей части поглощающего материала около 5 или меньше; и где поглощающий материал расположен в соединении с каталитическим материалом или расположен позади каталитического материала.

Изобретение относится к системе для определения износа устройства регулирования выпуска выхлопного газа. Система определения износа устройства регулирования выпуска выхлопного газа, включающая в себя: катализатор селективного восстановления NOx, обеспеченный на пути выхлопного газа двигателя внутреннего сгорания и использующий аммиак в качестве восстановителя; блок подачи восстановителя, который подает аммиак или предшественник аммиака в выхлопной газ, текущий в катализатор селективного восстановления NOx, выше по потоку от данного катализатора селективного восстановления NOx; катализатор, обеспеченный ниже по потоку от катализатора селективного восстановления NOx и имеющий окислительную способность; датчик NOx, обеспеченный ниже по потоку от катализатора, имеющего окислительную способность, предназначенный для детектирования NOx в выхлопном газе, вытекающем из катализатора, имеющего окислительную способность, а также детектирования аммиака в выхлопном газе в виде NOx; блок определения износа, который выполняет определение износа катализатора селективного восстановления NOx на основании измеряемой датчиком NOx величины.

Изобретение относится к устройству управления выхлопными газами для двигателя внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания включает выхлопной канал.

Изобретение относится к катализатору окисления выхлопных газов, предназначенному для газопоглощения выхлопных газов, испускаемых из двигателей внутреннего сгорания.

Изобретение относится к области очистки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Способ очистки, при котором восстановление оксида азота происходит вследствие того, что в поток отработанного газа до катализатора, который заполнен материалом катализатора для селективного каталитического восстановления оксида азота, добавляют выделяющий аммиак восстановитель, отличающийся тем, что отношение количества NH3 к NOx (коэффициент загрузки α) периодически варьируется с помощью изменения выхода необработанных оксидов азота из двигателя внутреннего сгорания таким образом, что коэффициент загрузки α периодически колеблется около заданного значения.

Изобретение относится к системе доочистки выхлопа для двигателя внутреннего сгорания. Система доочистки выхлопа для двигателя внутреннего сгорания,содержит по меньшей мере один окислительный нейтрализатор дизельных выхлопных газов иили по меньшей мере один фильтр твердых частиц дизельных выхлопных газов, по меньшей мере один катализатор избирательного восстановления, устройство подачи восстанавливающего агента, первый ΝΟx-датчик, расположенный выше по потоку от упомянутого DOC иили DPF, второй ΝΟx-датчик, расположенный ниже по потоку от упомянутого SCR-катализатора, и по меньшей мер, один температурный датчик, выполненный с возможностью измерения температуры потока выхлопных газов и формирования на ее основе по меньшей мере первого температурного сигнала. Способ включает этапы, на которых: измеряют содержание смесей NOX2 окислов азота ниже по потоку от упомянутого SCR-катализатора, когда восстанавливающий агент не подается; измеряют температуру Т, когда выполняется измерение NOX2; сравнивают NOX2 или значение, связанное с NOX2, с предварительно определенным критерием обнаружения, относящимся к измеренной температуре, формируют указывающий сигнал на основе сравнения, при этом указывающий сигнал предназначен для того, чтобы указывать, что упомянутый по меньшей мере один DOC отравлен серой, что упомянутый по меньшей мере один фильтр твердых частиц отравлен серой. 2 н. и 12 з. п. ф-лы, 3 ил.

Наверх