CN108779695B - 用于优化机动车辆的排气管线中的还原剂消耗的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种优化排气管线（1）中呈氨形式的还原剂的消耗的方法，该排气管线包括第一和第二选择性催化还原***（2、3），第二***（3）布置在第一***（2）的下游且与其间隔开一间距（4），未使用的过剩的氨流经排气管线（1），测量或估计排气管线（1）中在第二***（3）处的温度。当第二***（3）处的温度超过第一最高值时，或者当在第二***（3）的温度高于第二最高值的条件下，其低于第一最高值，计算的温度升高速度高于预定的升高速度时，在第一和第二***（2、3）之间的间距（4）中执行强制冷却。

Description

用于优化机动车辆的排气管线中的还原剂消耗的方法
技术领域
本发明涉及一种用于优化由机动车辆的内燃发动机中的燃烧产生的气体的排气管线中的还原剂的消耗的方法。本发明还涉及用于实施此类方法的在机动车辆的内燃发动机的出口处的排气管线。
背景技术
在本发明的背景下，机动车辆的内燃发动机的出口处的排气管线包括用于去除污染物的多个选择性去污元件，其中包括第一和第二选择性催化还原***。第二***布置在排气管线中的第一***的下游，且相对于第一***间隔开一间距。第一还原***具有位于还原催化剂上游的喷射器，该喷射器将氨前驱体还原剂喷射到排气管线中以还原氮氧化物。对于第二还原***也可能是这种情况。
这种***称为选择性催化还原***，也称为缩写RCS（法语缩写），且也命名为英语缩写SCR。SCR***的运行是通过将称作SCR还原剂的去污染剂喷射到排气管线中，该去污染剂有利地但非限制性地是尿素或尿素衍生物，这是用于还原氮氧化物或NOx的氨前驱体。
在下面的描述中，将参考完整的命名或缩写SCR来表示与选择性催化还原相关的所有内容。这同样适用于氮氧化物（可由NOx表示）和氨（可由NH3表示）。
这种SCR***可以集成到颗粒过滤器中，作为独立SCR***的替代方案或作为此类***的补充。然后使颗粒过滤器浸渍催化剂以进行NOx的选择性催化还原。当管线中存在两个SCR***时，这同样适用于第一SCR***和第二SCR***。
如上所述，基于尿素的氨前驱体还原剂在高温下反应以变成氨或NH3，该还原剂最常用的名称是AdBlue®，NH3与氮氧化物或NOx反应，NOx主要以具有可变比值的一氧化氮或NO与二氧化氮或NO2的混合物的形式，具体地，混合物的比值根据发动机运行条件和排气管线中的温度而变化。另外的污染物的去污染处理或另外的去污染元件的维护，例如颗粒过滤器的再生，也可能影响NO/NO2比。
尿素的分解产生NH3是根据以下反应式进行：
CO(NH2)2 + H2O → 2 NH3 + CO2，
这适于将基于尿素的混合物作为氨前驱体还原剂。
为了NOx的还原，NH3则与氮氧化物反应，以通过还原反应形成双原子氮和水。例如，对于与一氧化氮的反应式如下：
4 NO + 4 NH3 + O2 → 4 N2 + 6 H2O，
与一氧化氮和二氧化氮的另外的反应式如下：
2 NO + 4 NH3 + 2NO2 → 4 N2 + 6 H2O，
NOx和NH3之间的其它化学反应也是可能的。
对于包括一个接一个布置的第一和第二选择性催化还原***的排气管线，未由第一SCR***用于还原NOx的氨可以到达第二SCR***。这尤其可能发生在排气管线的升温期间，这是因为氨会被解吸。排气管线中的这种升温可能发生在车辆明显加速期间或者在发动机高速稳定运行期间。
氨的释放可能高于允许由第二SCR***还原NOx所需的量。在这种情况下，当升温影响第二***时，过剩的NH3（称为NH3泄漏）在离开排气管线时被排放到环境中。由于NH3的泄漏是有毒排放物，因此需要中和或防止这种NH3泄漏的产生。
为此目的，已经提出了所谓的主动解决方案，该方案提出根据温度变化将NH3贮存控制在足够低的水平。
这种主动控制NH3贮存的解决方案是基于NOx的去污染和NH3泄露的减少之间的折衷，这意味着会增加NOx的排放，因此不再能提供对NOx的最优的去污染。此外，该解决方案非常复杂，而且在控制方面难以是稳健的，尤其是当它由发动机控制单元操纵时。
因此，当对NH3贮存控制太严格或NH3贮存设定点太低时，在车辆加速期间，NOx排放会增加。相反，如果相对于温度的升高和消耗第二***的SCR催化器中的NH3所需的时间，NH3贮存控制不够快或者NH3设定点太高，则可能仍然存在NH3泄漏，即，存在未用于还原的NH3的泄漏。
已知文献US 2011/023463A1，其涉及用于控制车辆***的方法和***，该车辆***具有位于用于控制排放的第二SCR区域上游的第一SCR区域。在一示例中，当管线中的第二SCR区域处的温度超过最高给定温度值时，执行第二SCR区域的强制冷却，该第二SCR区域可以联接到冷却装置以保持低于第一SCR区域的温度。
也有提出了称为被动解决方案的解决方案。一种被动解决方案提出增加SCR催化器的体积。另一种被动解决方案提出使用废氨净化催化器，也称为“净化催化器（英语中的Clean Up Catalyst）”或“氨逃逸催化器（英语中的Ammonia Slip Catalyst）”，以去除未用于排气管线中的连续的两个SCR***的选择性催化还原的过剩NH3。废氨净化催化器位于排气管线中的两个SCR***的下游，有利地位于排气管线的下游端部部分中。
这些解决方案的缺点在于，增加了***的成本和体积，对于第一被动解决方案，这是因为SCR催化器的体积的增加；以及对于第二解决方案，这是因为额外的催化器的***。
文献US-A-2011/011060描述了一种具有SCR***和主动氮氧化物捕集器的排气管线。在氮氧化物捕集器的再生过程中（这种再生以规则的时间间隔发生，用于使捕集器排空其吸附的NOx），因为排空发生在更高富氧度（richness）的条件下，所以在碳氢化合物过剩的情况下，捕集器会释放氨。该氨被SCR***捕获，随后用于NOx的催化还原。在该文献中提出，在NOx捕集器和SCR***之间产生文丘里（Venturi）效应，该文丘里效应提供足够的空气以将SCR***保持在低富氧度或低于1的富氧度下。
使得富氧度低于1的此类保持允许保护SCR催化器在再生过程中不会由于碳氢化合物而中毒，并减少NH3因氧化导致的损耗。然而，此类文献并不涉及一个接一个放置在排气管线中的两个SCR***的相关联问题，也没有给出减少未用于还原NOx并因此损耗的NH3的泄漏的任何指示。
发明内容
本发明所基于的问题是，对于配备有用于还原氮氧化物的两个选择性催化还原***的机动车辆的排气管线，优化还原剂的消耗，以便减少排气管线中未用于还原的过剩的氨。
为此目的，本发明涉及一种用于优化气体的排气管线中的呈氨形式的还原剂的消耗的方法，该气体产生于机动车辆的热发动机中的燃烧，排气管线包括第一和第二选择性催化还原***，第二还原***布置在排气管线中的第一还原***的下游且相对于第一还原***间隔开一间距，第一还原***将氨前驱体剂喷射到排气管线中以还原氮氧化物，未使用的过剩的氨通过排气管线从第一还原***流向第二还原***，其特征在于，以预定的时间间隔测量或估计排气管线中在第二还原***处的温度，并且在管线中在第二还原***处的温度高于第二最高温度值的条件下，其低于第一最高温度值，当根据温度测量或估计所计算的温度升高速度高于预定温度升高速度时，在第一和第二还原***之间的间距中执行强制冷却。
该解决方案在于尽快降低温度，然后控制温度，使得NH3的量刚好足以还原排气中的NOx。这是通过在彼此间隔开的两个SCR***之间引入快速冷却来进行的。实际上，正如下面将看到的，在某些条件下，例如当温度明显下降或温度不是很高时，可以暂停冷却。
当加速期间和在高温下稳定运行期间排气管线中的温度极大升高时，该冷却装置可以被启动。因此，可以在比加速更长的周期上进行冷却。
一旦已经达到或可能将达到预定最高温度值或第一值，则可以进行冷却。在后一种情况下，一旦温度已经达到低于预定最高温度的温度值或第二值，则考虑温度升高速度。根据获得相对较高的升高速度来控制该方法允许预期在更短的时间间隔内达到第一值。
实施此类方法能够减少未用于还原的NH3泄漏。通过实施该方法，通过控制NH3泄漏，优化了第二SCR***的有效性。因此，有可能增加第二SCR***中的NH3的贮存，因此可以节省还原剂，还可以减少NH3造成的外部污染，而所有这些均不会增加NOx排放，因此不会对NOx的去污染造成负面影响。NOx排放甚至可能减少。
与现有技术相比，不需要增加第二SCR***的催化器的体积。此外，在排气管线出口，因此在第二SCR***的下游，使用NH3净化催化器不再是必需的。
有利地，在第二***没有达到预定正常运行温度的情况下，强制冷却是暂停的，该预定正常运行温度低于180℃。这使得第二SCR***能够最优地运行，优先考虑第二SCR***的运行温度的升高。
有利地，强制冷却经编程以持续20至40秒，使得两个还原***之间的间距中的温度下降50至100℃。这对应于机动车辆的强而短的加速的持续时间。
有利地，强制冷却经编程以持续几分钟或是持续的，使得两个还原***之间的间距中的温度下降50至100℃或更多。这对应于机动车辆的持续加速或在高温下稳定运行。
超过预定温度升高速度对应于在第二SCR***处快速获得高温，这意味着在第二***已经存在所贮存的NH3的情况下，或者在第一***的过剩部分被释放并贮存在第二***中的情况下，未用于还原NOx的NH3泄漏。该时间间隔相对较短，以确保排气管线中在第二SCR***处的冷却的高反应性。
期望根据排气中的运转条件停用冷却装置。还期望根据运转条件来控制冷却水平。
有利地，第一最高温度值约为340℃，以及第二最高温度值约为310℃。
有利地，预定温度升高速度约为每秒0.2℃，且两次测量或估计之间的时间间隔约为0.5至1秒。
在可选实施例中，在强制冷却期间，当升高速度变得低于预定温度升高速度时，如果管线中在第二***处的温度测量或估计指示温度高于第二最高温度值，则强制冷却继续，并且如果该测量或估计指示温度低于第二最高温度值，则冷却暂停。
因此，如果温度不再增加，而是保持在高水平（根据经验，这代表未被消耗用于还原NOx的过剩的NH3并且形成NH3泄漏），则执行冷却，如果温度低于代表形成过剩的NH3的预定最高温度，则不是这种情况。在后一种情况下，冷却可以暂停，以便回到还原剂消耗的正常状态。
本发明还涉及一种机动车辆的内燃发动机的出口处的排气管线，该管线包括用于去除污染物的多个选择性去污染元件，其中包括第一和第二选择性催化还原***，第二还原***布置在排气管线中的第一还原***的下游且相对于第一还原***间隔开一间距，第一还原***包括用于将氨前驱体剂喷射到排气管线中以还原氮氧化物的喷射器，其特征在于，该排气管线包括用于实施这种优化管线中的呈氨形式的还原剂的消耗的方法的器件，该间距包括强制冷却装置。
有利地，强制冷却装置是功率回收涡轮机类型，英文中也称为“涡轮复合式（turbocompound）”，它至少部分容纳在排气管线中，或者是利用朗肯循环的能量回收器类型，或者是技术等效物。强制冷却装置可以回收能量，该能量可以被贮存，这是本发明的另一个优选优点。
有利地，第一催化还原***与颗粒过滤器和氧化催化器一起集中在第一去污染块中，第一还原***集成在颗粒过滤器中，用于喷射氨前驱体还原剂的喷射器穿过第一块的壁并且在第一还原***上游通向第一块中，第二还原***在第一还原***之后集成到第一块中且在它们之间留出间距，或者集成到第二块中且在第一块与第二块之间留出间距，排气管线包括至少选自下列各项的一个或多个元件：发动机的进气口处的低压和/或高压排气再循环管线、被动或主动的氮氧化物捕集器、温度传感器或氮氧化物探头。
本发明涉及这样的排气管线及其去污染命令和控制单元的组件，其特征在于排气管线是如上所述的，该命令和控制单元包括用于估计或测量两个***之间的间距中的温度的估计或测量元件、用于计算温度升高速度的计算器件、用于将所计算的升高速度与由所述命令和控制单元的存储器件所存储的预定温度升高速度进行比较的比较器件或者用于存储第一和第二最高温度值的存储器件以及用于将所测量或估计的温度与存储的两个最高温度值进行比较的比较器件，以及用于启动或停用冷却装置的器件。
因此，对在第二***中的NOx还原之后仍然保持过剩并形成NH3泄漏的NH3量进行重要控制，该控制尽可能地适应机动车辆的内燃发动机的运行，特别是通过监测排气管线中的温度。
附图说明
从由以下附图所图示的本发明实施例的详细描述中，本发明的目的、主题、特征和优点将变得更加明显，其中：
- 图1是包括具有连续的两个SCR***的去污染元件的排气管线的一部分的侧视图的示意图，该排气管线是根据现有技术的，
- 图1a示出了图1所示的排气管线的不同位置的温度曲线、NOx和NH3的各自浓度的曲线，
- 图2是包括去污染元件的排气管线的一部分的侧视图的示意图，其中具有在两个不同的去污染块中间隔开且连续的两个SCR***，该排气管线是根据本发明的第一实施例并且包括***在SCR***之间的强制冷却装置，
- 图2a示出了图2所示的排气管线的不同位置的温度、NOx和NH3的相应浓度的曲线，由于***在两个SCR***之间的强制冷却装置，第二SCR***处的管线温度降低，并且在第二SCR***之后的排气管线端部处的NH3泄漏浓度非常低或为零，
- 图3是包括去污染元件的排气管线的一部分的侧视图的示意图，其中具有包括在同一去污染块中并且彼此间隔开的连续的两个SCR***，且强制冷却装置***在这些SCR***之间，该图中示出了在去污染块之后的EGR管线，该排气管线是根据本发明的第二实施例，
- 图4和图5再次示出了根据本发明的第一实施例的根据图2的排气管线，在相应的位置处添加了EGR管线。
具体实施方式
在图1、图2和图3至图5中，仅示出了包括去污染元件的排气管线的一部分。整个排气管线可以包括涡轮增压器的涡轮机和/或高压发动机的进气口处的排气再循环管线，该高压再循环管线从涡轮机上游的排气管线分出。这种再循环管线被归入EGR管线的缩写，该缩写在下文中的使用将等同于再循环管线。
根据本发明的排气管线应该从广义上理解为排气***，而不是简单的排气导管。因此，排气管线包括在排气导管外部的元件，例如发动机进气口处的排气再循环管线，虽然这是与之连接的，并直接从该导管提取排气。
上游和下游这些术语应该相对于排气管线所连接的发动机来进行理解。连接到发动机出口的排气管线的入口是管线的最上游的部分，而排气管线的朝向外部的出口是排气管线的最下游的部分。
图1示出根据现有技术的排气管线1’的一部分。该排气管线1’具有与根据本发明的排气管线1相同的特征。
同样根据图1所示的现有技术和根据图2、图3至图5所示的本发明的实施例，机动车辆的内燃发动机的出口处的排气管线1’、1包括用于去除污染物的多个选择性去污染元件。
例如，在图1、图2、图3至图5中，示出了氧化催化器8、颗粒过滤器以及第一和第二选择性催化还原***或SCR***2、3。这并不是限制性的，且仅第一和第二SCR选择性***2、3对于本发明是必要的。
例如，根据本发明，第一***2或第二***3可以集成在排气管线1中的颗粒过滤器中。排气管线1可以可选地包括与氧化催化器8和/或废氨催化器相关联或不相关联的一个或多个NOx捕集器，所述氧化催化器8和/或废氨催化器可以例如集成到第二SCR***中，尽管本发明至少在许多特点情况下也可以免去这些。
第二SCR***3布置在排气管线1’、1中的第一SCR***2的下游，与第一SCR***2间隔开间距4。
通常，第一SCR***2将氨前驱体剂喷射到排气管线1’、1中以还原氮氧化物。虽然图中未示出第二SCR***3也具有置于第二SCR***3上游的用于喷射前驱体剂的装置，但是这种布置也属于本发明的范围内。
未由第一SCR***2消耗用于还原NOx的NH3和被解吸的NH3可以与排气一起被输送到第二SCR***3。
在图1a中可以看到，利用现有技术的排气管线1’，当集成了第一SCR***2的第一块（法语中的pain，或英文中的block）7中的温度升高时，由喷射的基于尿素的前驱体剂产生NH3。产生的NH3的量的一部分用于还原NOx，结果使得NOx的浓度保持基本为零。
随着两个SCR***2、3之间的温度升高，如果该温度升高足够强，则吸附在第二SCR***3中的NH3被解吸。然而，该量的NH3并未用于还原NOx，并且代表被排放到环境中的过剩氨或NH3泄漏，而这应该避免，因为氨是有毒产物。
在图1a中可以看出，在排气管线1’中的第二SCR***3的下游端部处，存在未用于还原的过剩的NH3，从而形成NH3泄漏。这种过剩的NH3表现为减少的时间间隔中的峰值，未使用的过剩NH3相对快速地减少，因为它用于处理排气管线1’中的过剩NOx，这是加速或保持在稳定的高速运行状态的结果。
在图1a中，附图标记T表示温度，NOx表示氮氧化物的浓度，以及NH3表示氨的浓度。图中示出了第二SCR***3上游的NH3浓度曲线和该第二SCR***3下游的NH3浓度曲线。这也将适用于图2，其中示出了根据本发明的优化方法的应用。
参照图2、图2a和图3至图5，为了主要避免在排气管线1的出口处形成过剩的NH3或NH3泄漏，本发明涉及一种优化如上所述的排气管线1中的氨形式的还原剂的消耗的方法，在排气管线1中两个SCR***2、3彼此间隔开间距4。
在该方法中，测量或估计排气管线1中在第二SCR***3处的温度。根据以预定时间间隔对排气管线1中在第二SCR***3处的温度进行的测量或估计，计算温度升高速度。当该升高速度高于预定温度升高速度时，在第一和第二SCR***2、3之间的间距4中执行强制冷却。
作为替代，当管线中在第二还原***处的温度超过第一最高温度值时，也可以执行强制冷却。
在本发明的背景下，需要监测温度的升高，以便预测高温的达到，这使得形成NH3的量过大而无法恰好足以确保NOx的还原。这是通过监测第二SCR***3处的温度升高速度来进行的。
只要这种升高速度持续，则这个方法是激活的。因为即使快速冷却也不具有瞬时作用，所以需要在温度上升速度的升高期间尽早采取行动，即使这意味着如果没有达到最高温度或者如果温度升高速度大大降低，则中断该方法的实施。
第一最高温度值约为340℃，以及第二最高温度值约为310℃。可以在排气管线1的除了第二SCR***3之外的位置处测量温度，并从此处进行推测（extrapolate）。
进行强制冷却，而不将气体或液体添加到排气管线1中，不改变管线1中的流率或该排气管线1中的氧或碳氢化合物的浓度。这样允许不扰乱管线1中的气体流率。此外，这种气体或液体的添加不足以保证管线在第二SCR***3处的有效冷却。然而，在本发明的背景下寻求强制和显著的冷却。
本发明还涉及采用上述特征（主要是第一和第二SCR***2、3）的排气管线1。第二SCR***3布置在排气管线1中的第一SCR***2的下游，且与第一SCR***2间隔开间距4。间距4包括排气管线1中的强制冷却装置6。
在图2和图3至图5中，冷却装置6由排气管线1外部的矩形示意性表示。然而，应当记住的是，冷却装置6可以至少部分地集成到排气管线1中。
如图2a所可见的，分别在第二SCR***3的入口和出口处的未经冷却的温度和同样未经冷却的过剩的NH3分别用虚线以附图标记T和NH3示出，而经冷却的温度Tr和过剩或泄漏的NH3在冷却后NH3r用实线示出，其中冷却是根据本发明所进行的。
根据指向下方的竖直箭头，冷却使温度的上升转向，从而改变了NH3的形成。这使得所形成的NH3的量减少，该量仅用于NOx的还原。因此，与图1a所示的现有技术相比，未用于还原并排放到排气管线1外部的环境中的过剩的或泄漏的NH3显著减少，甚至为零。
在第一种特定情况下，强制冷却可以经编程以持续20至40秒，引起在两个还原***2、3之间的间距4中的温度下降50-100℃。
在第二种特定情况下，强制冷却可以经编程以持续多分钟或者是可连续的，引起在两个还原***2、3之间的间距中的温度下降50-100℃或更多。这对应于机动车辆的持续加速或在高温下稳定运行。
预定温度升高速度可以约为每秒0.2℃，两次测量或估计之间的时间间隔可以约为0.5秒至1秒。
在强制冷却期间，当升高速度变得低于预定温度升高速度时，如果管线中在第二***3处的温度测量或估计指示温度高于第二最高温度值，则强制冷却继续，并且如果该测量或估计指示温度低于第二最高温度值，则冷却暂停。
这与经编程以持续20至40秒的强制冷却并不是不可兼容的，因为最高温度被预先确定为表示加速或稳定运行，这会产生未用于还原NOx的过剩或泄漏的NH3，加速可能达到这样的持续时间。
在本发明的背景下可以实施几种类型的冷却装置6。例如，但非限制性地，强制冷却装置6是至少部分容纳在排气管线1中的通过朗肯循环进行的功率回收涡轮机类型或能量回收类型，或者技术等效物。
在本发明的优选应用中，强制冷却装置6能够回收能量，该能量能够被储存。例如，冷却装置6可以产生电力并连接到发电机，该发电机储存该电力作为备用能量源。例如，这可以用于给机动车辆的一个或多个电池再充电。
更具体地，通过参考图2和图3至图5，第一SCR***2可以被集中在具有颗粒过滤器和氧化催化器8的第一去污染块7中。在这种情况下，第一SCR***2可以集成到颗粒过滤器中。用于喷射氨前驱体还原剂的喷射器5可以穿过第一块7的壁并且通向位于第一SCR***2上游的第一块7中。
在图3中，第二SCR***3可以在第一SCR***2之后集成到第一块7中，在它们之间留出间距4。在图2、图4和图5中，第二SCR***3可以集成在第二块9中，在第一和第二块7、9之间具有间距4。冷却装置6在该间距4中是有效的。
排气管线1可以包括选自至少下列各项的一个或多个元件：低压和/或高压EGR管线10、被动或主动的氮氧化物捕集器、温度传感器、氮氧化物探头11、氧探头、用于颗粒过滤器的碳烟传感器，该列表不是穷举的或强制的。在排气管线1的出口处也可以包括氨净化催化器，然而根据本发明的排气管线1可以在大的发动机运行范围内省去这种催化器。
在图3中，低压EGR管线10在唯一的第一块7的下游靠近第一块7的出口处分支出来。氮氧化物探头11也存在于排气管线1中，且被***在第一块7与EGR管线10之间。
在图4中，低压EGR管线10在第二块9的下游靠近第二块9的出口处分支出来。氮氧化物探头11也存在于排气管线1中，且被***在第二块9与EGR管线10之间。
在图5中，低压EGR管线10第一块和第二块9之间在间距4中分支出来。这可以有利地实施在冷却装置6的上游或下游。冷却装置6上游的分支如图5所示。氮氧化物探头11也存在于排气管线1中，且位于第二块9的下游处。
在图3至图5中，EGR管线10中的箭头指示再循环气体朝向发动机进气口的路径。在图5中，排气管线1中的箭头指示管线1中的排气路径。这也适用于图2、图3和图4。
对于每个图2、图3至图5，在喷射器5之后，第一块7具有用于将氨前驱体还原剂（有利地，AdBlue®）与排气混合的混合室12。这种前驱体剂可以分解成能够确保选择性催化还原的试剂，即，分解成NH3并在混合室12中与排气进行混合。
关于被动或主动的NOx捕集器，可以使用LNT（英文为Lean NOx Trap，稀NOx捕集器）型的无添加剂氮氧化物捕集***。这种捕集***通过使发动机出口的气体的富氧度短暂达到1或更大来消除NOx。过剩的碳氢化合物与所存留的NOx反应，并通过将它们转化成氮气来中和它们。将这个***称为主动的，是因为存在由发动机控制单元作出的改变。
也可以使用呈被动的氮氧化物捕集器的形式的另外的***作为被动的氮氧化物吸附器，该捕集器也称为PNA（英文中的Passive NOx Adsorber，被动NOx吸附器）。该***称作是被动的，因为不存在使富氧度达到1或更大以用于其对NOx的净化。
主动的氮氧化物捕集器允许在不利于去污染的发动机运行条件下保留NOx，该主动的氮氧化物捕集器会在其它更有利于其破坏的条件下释放和/或破坏所捕集的NOx。
这种作为NOx吸附器的NOx捕集器可以与SCR***结合使用。这允许通过低温下氮氧化物的吸附和SCR***的催化器激活后氧化物的解吸来提高消除氮氧化物的效率。SCR***经常被置于NOx捕集器的下游，无论该捕集器是主动的还是被动的。
本发明还涉及这样的排气管线1及其去污染命令和控制单元的组件，排气管线1是如上所述的。命令和控制单元包括用于估计或测量两个SCR***2、3之间的间距4中的温度的估计或测量元件，以及用于计算温度升高速度的计算器件。
命令和控制单元包括用于将所计算的升高速度与由命令和控制单元的存储器件所存储的预定温度升高速度进行比较的比较器件。最后，根据所计算的升高速度，命令和控制单元包括用于启动和停用冷却装置6的器件。
作为替代，命令和控制单元包括用于存储第一和第二最高温度值的存储器件，以及用于将所测量的或所估计的温度与存储的所两个最高温度值进行比较的比较器件，以及用于启动或停用冷却装置6的器件。
停用器件在上述条件下是可操作的，即第二SCR***3未达到其最佳运行温度，温度升高速度的反转导致温度下降，或者可替代地，所测量或估计的温度低于预定最高温度，并且这被认为意味着形成未被消耗用于还原NOx并且形成NH3泄漏的过剩的NH3。
根据本发明的方法和排气管线允许减少NH3至环境中的有毒排放。如果存在NH3氧化催化器，则从大约400℃开始，NH3的氧化较少，且从500℃开始，NO的形成较少。

Claims (10)

1.一种用于优化气体的排气管线（1）中呈氨形式的还原剂的消耗的方法，所述气体产生于机动车辆的热发动机中的燃烧，所述排气管线（1）包括第一和第二选择性催化还原***（2、3），第二选择性催化还原***（3）布置在所述排气管线（1）中的第一选择性催化还原***（2）的下游且与所述第一选择性催化还原***（2）间隔开一间距（4），所述第一选择性催化还原***（2）将氨前驱体剂喷射到所述排气管线（1）中以还原氮氧化物，未使用的过剩的氨通过所述排气管线（1）从所述第一选择性催化还原***（2）流向所述第二选择性催化还原***（3），其特征在于，以预定的时间间隔，在所述第二选择性催化还原***（3）处，测量或估计所述排气管线（1）中在所述第二选择性催化还原***（3）处的温度，以及：
• 在所述排气管线（1）中在所述第二选择性催化还原***（3）处的温度高于第二最高温度值的条件下，所述第二最高温度值低于第一最高温度值，当根据温度测量或估计所计算出的温度升高速度高于预定温度升高速度时，
• 在所述第一和第二选择性催化还原***（2、3）之间的所述间距（4）中执行强制冷却。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述第二选择性催化还原***没有达到预定的正常运行温度的情况下，强制冷却是暂停的，该预定的正常运行温度低于180℃。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其中，所述强制冷却经编程以持续20至40秒，使得所述第一和第二选择性催化还原***（2、3）之间的间距（4）中的温度下降50至100℃。
4.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其中，
所述第一最高温度值为340℃，以及所述第二最高温度值为310℃。
5.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其中，所述预定温度升高速度为每秒0.2℃，两次测量或估计之间的时间间隔为0.5至1秒。
6.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其中，在强制冷却期间，当温度升高速度变得低于预定温度升高速度时，如果所述排气管线中在所述第二选择性催化还原***（3）处的温度测量或估计指示温度高于所述第二最高温度值，则所述强制冷却继续，并且如果该测量或估计指示温度低于所述第二最高温度值，则所述强制冷却暂停。
7.一种机动车辆的内燃发动机的出口处的排气管线（1），所述排气管线（1）包括用于去除污染物的多个选择性去污染元件，其中包括第一和第二选择性催化还原***（2、3），所述第二选择性催化还原***（3）布置在所述排气管线（1）中的所述第一选择性催化还原***（2）的下游且与所述第一选择性催化还原***（2）间隔开一间距（4），所述第一选择性催化还原***（2）包括用于将氨前驱体剂喷射到所述排气管线（1）中以还原氮氧化物的喷射器（5），其特征在于，所述排气管线（1）包括用于实施根据权利要求1-6中任一项的用于优化气体的排气管线（1）中呈氨形式的还原剂的消耗的方法的器件，所述间距（4）包括强制冷却装置（6）。
8.根据权利要求7所述的排气管线（1），其中，所述强制冷却装置（6）是至少部分容纳在所述排气管线（1）中的功率回收涡轮机类型或利用朗肯循环的能量回收器类型。
9.根据权利要求7或8所述的排气管线（1），其中，所述第一选择性催化还原***（2）与颗粒过滤器和氧化催化器（8）一起集中在第一去污染块（7）中，所述第一选择性催化还原***（2）集成在所述颗粒过滤器中，用于喷射氨前驱体还原剂的喷射器（5）穿过第一去污染块（7）的壁并在所述第一选择性催化还原***（2）上游通向所述第一去污染块（7）中，所述第二选择性催化还原***（3）在所述第一选择性催化还原***（2）之后集成到所述第一去污染块（7）中且在它们之间留出间距（4），或者所述第二选择性催化还原***（3）集成到第二去污染块（9）中且在所述第一去污染块（7）与第二去污染块（9）之间留出间距（4），所述排气管线（1）包括选自至少下列各项的一个或多个元件：发动机的进气口处的低压和/或高压排气再生管线（10）、被动或主动的氮氧化物捕集器、温度传感器、氮氧化物探头（11）。
10.一种包括排气管线（1）及其去污染命令和控制单元的组件，其特征在于，所述排气管线（1）是根据权利要求7-9中的任一项，所述去污染命令和控制单元包括用于估计或测量所述第一和第二选择性催化还原***（2、3）之间的间距（4）中的温度的估计或测量元件、用于计算温度升高速度的计算器件、用于将计算的温度升高速度与由所述去污染命令和控制单元的存储器件所存储的预定温度升高速度进行比较的比较器件或者用于存储第一和第二最高温度值的存储器件以及用于将所测量或估计的温度与存储的两个最高温度值进行比较的比较器件，以及用于启动或停用所述强制冷却装置（6）的器件。
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