RU144303U1 - Устройство для снижения выбросов дизельного двигателя - Google Patents

Устройство для снижения выбросов дизельного двигателя Download PDF

Info

Publication number
RU144303U1
RU144303U1 RU2014100354/06U RU2014100354U RU144303U1 RU 144303 U1 RU144303 U1 RU 144303U1 RU 2014100354/06 U RU2014100354/06 U RU 2014100354/06U RU 2014100354 U RU2014100354 U RU 2014100354U RU 144303 U1 RU144303 U1 RU 144303U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
exhaust gas
catalyst
gas recirculation
nox
storage catalyst
Prior art date
Application number
RU2014100354/06U
Other languages
English (en)
Inventor
Мэттью Аллен ШНАЙДЕР
Мартина РАЙХЕРТ
Ян ХАРМСЕН
Original Assignee
Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк
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 Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк filed Critical Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк
Application granted granted Critical
Publication of RU144303U1 publication Critical patent/RU144303U1/ru

Links

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
    • 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
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0814—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents combined with catalytic converters, e.g. NOx absorption/storage reduction 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
    • 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
    • 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
    • F01N13/0093—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 the purifying devices are of the same type
    • 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
    • F01N13/0097—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 the purifying devices are arranged in a single housing
    • 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
    • F01N3/033—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 in combination with other devices
    • F01N3/035—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 in combination with other devices with catalytic reactors, e.g. catalysed diesel particulate filters
    • 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
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0821—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents combined with particulate filters
    • 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
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
    • F01N3/0842—Nitrogen oxides
    • 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
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/06—Low pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust downstream of the turbocharger turbine and reintroduced into the intake system upstream of the compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/14—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system
    • F02M26/15—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system in relation to engine exhaust purifying apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/35—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with means for cleaning or treating the recirculated gases, e.g. catalysts, condensate traps, particle filters or heaters
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

1. Устройство для снижения выбросов дизельного двигателя, содержащее систему рециркуляции отработавшего газа низкого давления, которая содержит контур (14, 24, 34, 44, 54, 64, 74, 84) рециркуляции отработавшего газа, по меньшей мере один накопительный катализатор (12, 22, 32, 42а, 42b, 72) NОх для накопления оксидов азота из отработавшего газа, подаваемого из дизельного двигателя (11, 21, 31, 41, 51, 61, 71, 81), и по меньшей мере один SCR-катализатор (13, 23, 33, 43), установленный после накопительного катализатора NOx для селективного каталитического восстановления оксидов азота в отработавшем газе, подаваемом в SCR-катализатор.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что накопительный катализатор NOx и SCR-катализатор выполнены в виде единого устройства (29, 39, 49, 59, 69, 79, 89), которое размещено целиком внутри или целиком вне контура (24, 34, 44, 54, 64, 74, 84) рециркуляции отработавшего газа.3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что накопительный катализатор (12, 22, 42а) NOx конструктивно размещен вблизи двигателя, в контуре (14, 24, 44) рециркуляции отработавшего газа.4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что накопительный катализатор (12, 42а) NOx размещен на дизельном сажевом фильтре (15, 45).5. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что SCR-катализатор (23) конструктивно размещен вблизи двигателя, внутри контура (24) рециркуляции отработавших газов.6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что SCR-катализатор (23) размещен на дизельном сажевом фильтре.7. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что накопительный катализатор (32, 42b) NOx размещен вне контура (34, 42) рециркуляции отработавшего газа.8. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что дополнительно содержит дизельный окислительный катализатор (8

Description

Область техники, к которой относится полезная модель
Настоящая полезная модель относится к устройству для снижения выбросов дизельного двигателя.
Уровень техники
Ужесточение норм предельно допустимого содержания выбросов для автомобилей с дизельным двигателем или комбинацией двигателя внутреннего сгорания с устройством обработки отработавших газов означает, что снижение выбросов должно удовлетворять еще более высоким требованиям.
В качестве меры для снижения выбросов для двигателей внутреннего сгорания разработаны системы рециркуляции отработавших газов низкого давления, LP-EGR (Low Pressure Exhaust Gas Recirculation), в которых точка отбора газов для рециркуляции смещена в то место системы выпуска, которое находится после дизельного сажевого фильтра, DPF (Diesel Particle Filter). Циркулирующий отработавший газ, который соответственно является чистым, т.е. свободным от сажи затем переносится назад, в воздушный поток в точку перед компрессором, и снова циркулирует в двигателе внутреннего сгорания.
Что касается самого отработавшего газа, то еще более жесткие требования по предельному содержанию NOx приводят к использованию главным образом двух разных технологий обработки отработавшего газа, которые составляют возможные технические решения для ограничения выброса NOx (окислов азота) в отработавшие газы. Одно из указанных решений это накопительный катализатор, LNT (Lean NOx Trap), принцип действия которого основан на том, что вначале при работе двигателя на обедненной топливной смеси катализатор накапливает оксиды азота (NOx), а затем при установлении богатой топливовоздушной смеси на этапе регенерации катализатор нейтрализует токсичные оксиды.
Вторая технология снижения содержания оксидов азота (NOx) это селективное каталитическое восстановление, SCR (Selective Catalytic Reduction), которое, к примеру, включает в себя впрыск водного раствора мочевины в поток отработавшего газа перед SCR-катализатором (система каталитической нейтрализации с впрыском мочевины). В этом случае используется реакция мочевины с образованием аммиака (NH3) и воды (H2O), при этом аммиак (NH3), образующийся в SCR-катализаторе, восстанавливает оксиды азота (NOx) в отработавшем газе до азота (N2).
Что касается технологии, которая была упомянута первой, т.е. накопительной каталитической нейтрализации NOx (LNT), то известно, что при работе с богатой воздушно-топливной смесью (т.е. в режиме «работы с обогащением»), накопительный катализатор NOx (LNT) вместо того, чтобы все оксиды азота превращать в азот (N2), также вырабатывает аммиак (NH3), причем аммиак (NH3) выбрасывается из накопительного катализатора (LNT) наружу.
В данном контексте также известна комбинированная система, построенная из накопительного катализатора NOx (LNT) и in situ SCR-катализатора (которую также называют пассивной SCR-системой, или коротко "pSCR"), в которой SCR-катализатор расположен после накопительного катализатора NOx (LNT), при этом указанный SCR-катализатор служит для накопления аммиака (NH3), выпущенного из накопительного катализатора NOx (LNT) в режимах работы с обогащением. Аммиак, накопленный в SCR-катализаторе, может быть использован для нейтрализации дополнительных оксидов азота (NOx), которые могут прорываться через накопительный катализатор NOx (LNT) во время работы с обедненной воздушно-топливной смесью (т.е. в режиме «работы с обеднением»).
К тому же, использование SCR-катализатора дает дополнительные преимущества, такие как, к примеру, возможность накопления сероводорода (N2S) и возможность нейтрализации последнего на стадиях так называемой десульфуризации (обессеривания) накопительного катализатора NOx (LNT), на которых накопительный катализатор NOx (LNT) подвергается действию высоких температур в режиме работы с обогащением, чтобы удалить из накопительного катализатора NOx (LNT) серу, которая откладывается в местах накопления NOx в накопительном катализаторе (LNT).
Раскрытие полезной модели
Задача настоящей полезной модели заключается в создании устройства снижения выбросов дизельного двигателя, что сделает возможным достижение более эффективного снижения объема выбросов, и выполнение более жестких норм по выбросам.
Решение задачи обеспечивают отличительные признаки, изложенные в независимом пункте 1 прилагаемой формулы.
В соответствии с полезной моделью, устройство снижения выбросов дизельного двигателя содержит:
систему рециркуляции отработавшего газа низкого давления, которая содержит контур рециркуляции отработавшего газа,
по меньшей мере один накопительный катализатор NOx для накопления оксидов азота из отработавшего газа, подаваемого из дизельного двигателя, и
по меньшей мере один SCR-катализатор, установленный после накопительного катализатора NOx для селективного каталитического восстановления оксидов азота в отработавшем газе, подаваемом в SCR-катализатор.
В основе полезной модели лежит, в частности, идея использования системы EGR низкого давления с контуром рециркуляции отработавшего газа в сочетании с устройством обработки отработавшего газа, которое содержит накопительный катализатор NOx (LNT) и пассивный SCR-катализатор. Благодаря сочетанию нейтрализации NOx на стороне двигателя посредством системы рециркуляции отработавшего газа низкого давления, с одной стороны, и нейтрализации NOx, которая реализуется при обработке отработавшего газа посредством накопительного катализатора NOx и SCR-катализатора, с другой стороны, может быть достигнуто более эффективное снижение выбросов, при одновременной оптимизации аспектов затрат, расхода топлива и конструктивного пространства. В данном случае, в частности, также становится возможным внедрение устройства в сравнительные малые транспортные средства или двигатели внутреннего сгорания. Более того, по сравнению с использованием активных SCR систем, также удается избежать характерных для SCR систем требований к конструктивному пространству и издержек, связанных с обеспечением дополнительных баков с жидкостью (например, мочевиной).
Как более подробно будет показано ниже, накопительный катализатор NOx (LNT) и SCR-катализатор могут быть размещены в системе выпуска отработавших газов множеством разных способов. Согласно вариантам осуществления полезной модели, накопительный катализатор NOx или LNT покрытие из пористого оксида, входящее в состав накопительного катализатора NOx, могут быть предусмотрены на стандартном носителе катализатора внутри контура системы рециркуляции отработавшего газа низкого давления, или вне контура рециркуляции отработавшего газа. Кроме того, накопительный катализатор NOx или LNT покрытие из пористого оксида, входящее в состав накопительного катализатора NOx, могут быть предусмотрены внутри контура рециркуляции отработавшего газа даже на самом дизельном сажевом фильтре.
Согласно одному варианту осуществления полезной модели, накопительный катализатор NOx может быть размещен внутри контура системы рециркуляции отработавшего газа конструктивно вблизи двигателя («непосредственное соединение» с двигателем). Согласно другому варианту осуществления, накопительный катализатор NOx может быть также размещен после контура рециркуляции отработавшего газа, в комбинации с пассивным SCR-катализатором.
Размещение накопительного катализатора NOx внутри контура рециркуляции отработавшего газа, вблизи двигателя может быть предпочтительным в зависимости от фактического применения автомобиля или ездового цикла в смысле температурного профиля для инициации восстановления в накопительном катализаторе NOx, а также для достижения температурного окна, которое оптимально для работы с богатой воздушно-топливной смесью. Размещение накопительного катализатора NOx вне контура рециркуляции отработавшего газа может быть предпочтительным в зависимости от фактического применения автомобиля или ездового цикла, поскольку накопительный катализатор NOx тогда помещается в условия другого температурного окна, а также другой скорости течения отработавших газов (которые частично проходят через контур рециркуляции), которые характеризуются более низкими значениями, что таким образом иногда, в свою очередь, приводит к более благоприятным условиям нейтрализации частиц, присутствующих в отработавшем газе (при этом также отсутствует рециркуляция NH3 или H2S из накопительного катализатора NOx в двигатель внутреннего сгорания).
Согласно одному варианту осуществления полезной модели, покрытие из пористого оксида пассивного SCR-катализатора («покрытие pSCR») может быть размещено внутри контура рециркуляции отработавшего газа на дизельном сажевом фильтре. Это может быть предпочтительным, поскольку обработка, рассчитанная на нейтрализацию NH3 и H2S, может происходить до того, как отработавший газ достигнет контура рециркуляции, и тем самым можно избежать отрицательного влияния NH3 и H2S на соответствующие компоненты.
Согласно одному варианту осуществления, предусмотрено размещение дизельного окислительного катализатора (DOC) на матрице дизельного сажевого фильтра (что также называется системой с одним блок-носителем, SBS - Single Brick System) конструктивно вблизи двигателя в контуре рециркуляции отработавшего газа, в то время как вне контура рециркуляции отработавшего газа размещается комбинация накопительного катализатора NOx (LNT) и пассивного SCR-катализатора. Такая схема может быть предпочтительной, поскольку накопительный катализатор NOx (LNT) и пассивный SCR-катализатор тогда отвечают только за снижение выбросов NOx (это предпочтительно, как с точки зрения обеднения содержания НС/СО в среде накопительного катализатора NOx, так и с точки зрения увеличения накопления NOx в катализаторе).
Согласно одному варианту осуществления, первый накопительный катализатор NOx может также быть размещен конструктивно вблизи двигателя в контуре рециркуляции отработавшего газа, а вне контура рециркуляции отработавшего газа может быть размещена комбинация дополнительного накопительного катализатора NOx и пассивного SCR-катализатора. Такая схема может быть предпочтительной, поскольку размещение накопительных катализаторов NOx в двух различных температурных окнах и областях с разными скоростями течения отработавшего газа оказывается благоприятным для накопления NOx, и в частности, что касается оксидов азота, которые из-за неблагоприятных температурных условий и условий течения газа проходят сквозь накопительный катализатор NOx (LNT), поглощение, накопление и нейтрализация все равно смогут происходить во втором накопительном катализаторе NOx (LNT) и/или в пассивном SCR-катализаторе (которые иногда располагаются в более благоприятном температурном окне и окне скоростей потока).
Дальнейшие уточнения, касающиеся полезной модели, можно найти в описании зависимых пунктов формулы.
Краткое описание чертежей
Варианты выполнения настоящей полезной модели будут подробнее описаны ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 изображает схему, поясняющую возможное размещение компонентов для снижения выбросов дизельного двигателя, согласно первому варианту осуществления полезной модели.
Фиг.2-8 изображают схемы других вариантов осуществления полезной модели.
Осуществление полезной модели
Полезная модель включает в себя, в частности, комбинацию системы EGR низкого давления (LP-EGR) с устройством обработки отработавшего газа, которое содержит накопительный катализатор NOx (LNT) и пассивный SCR-катализатор, как показано на фиг.1-8. В данном случае, на фиг.2-8 аналогичные и по существу функционально идентичные компоненты имеют позиционные обозначения, увеличенные на 10 по сравнению с каждой предшествующей фигурой.
Согласно фиг.1 и 2, накопительный катализатор NOx 12, 22 или LNT-покрытие из пористого оксида (к примеру, на стандартном носителе катализатора) может быть расположено в контуре 14, 24 рециркуляции отработавших газов ("LP-EGR loop").
Выбранная на фиг.1 схема с расположением накопительного катализатора NOx вблизи двигателя внутри контура рециркуляции отработавшего газа может быть предпочтительной в зависимости от фактического применения двигателя или ездового цикла, с учетом температурного профиля для инициации восстановления в накопительном катализаторе NOx, а также для достижения температурного окна, которое оптимально для работы с богатой воздушно-топливной смесью. В то же самое время, SCR-катализатор (расположенный в другом температурном окне) позволяет осуществлять пассивную нейтрализацию NOx, в частности, даже когда эффективность накопительного катализатора NOx снижается, к примеру, из-за того, что рабочие температуры чересчур высоки.
В данном случае, в частности, как показано на фиг.2-8, накопительный катализатор NOx и SCR-катализатор могут быть выполнены в виде единого устройства 29, 39, 49, 59, 69, 79, 89, которое расположено целиком внутри или целиком вне контура 24, 34, 44, 54, 64, 74 или 84 рециркуляции отработавшего газа.
В частности, согласно фиг.1, накопительный катализатор 12 NOx или LNT покрытие из пористого оксида могут быть размещены внутри контура 14 рециркуляции отработавших газов, даже на самом дизельном сажевом фильтре 15. Кроме того, согласно фиг.2, пассивный SCR-катализатор или SCR-покрытие из пористого оксида могут быть применены, например, в форме покрытия матрицы сажевого фильтра (на фиг.2 такое устройство обозначено индексом 23). Выбранная, согласно фиг.2, схема пассивного SCR-катализатора, конструктивно размещенного рядом с двигателем на матрице сажевого фильтра, может быть предпочтительной, поскольку обработка, касающаяся NH3 и N2S, может происходить, прежде чем отработавший газ достигает контура 24 рециркуляции отработавших газов, при этом исключается отрицательное влияние NH3 и H2S на соответствующие компоненты.
В последующих вариантах осуществления, как показано на фиг.3-8, по меньшей мере одно из устройств - накопительный катализатор NOx или LNT покрытие из пористого оксида могут также быть расположены вне контура рециркуляции отработавшего газа.
Согласно фиг.3, в контуре 34 рециркуляции отработавшего газа, перед дизельным сажевым фильтром 35 или матрицей сажевого фильтра, конструкция которой рассчитана на размещение вблизи двигателя («непосредственное соединение» с двигателем), предусмотрен дизельный окислительный нейтрализатор 36, DOC (Diesel Oxidation Catalyst), в то время как снаружи контура рециркуляции отработавших газов расположена комбинация из накопительного катализатора 32 NOx (LNT) и пассивного SCR-катализатора 33 (блок 39). Данная схема может быть предпочтительной, поскольку близкое к двигателю расположение окислительного нейтрализатора 36 (DOC) и дизельного сажевого фильтра 35 или матрицы сажевого фильтра обеспечивает обработку отработавшего газа в отношении НС/СО, так чтобы накопительный катализатор 32 NOx (LNT) и пассивный SCR-катализатор 33 затем отвечали только за подавление выбросов NOx (это предпочтительно, как с точки зрения обеднения содержания НС/СО в среде накопительного катализатора 32 NOx, так и с точки зрения увеличения накопления NOx в катализаторе 32).
Согласно фиг.4, в контуре 44 рециркуляции отработавшего газа может быть размещен накопительный катализатор 42а NOx (LNT), конструкция которого рассчитана на размещение вблизи двигателя («непосредственное соединение» с двигателем), вместе с дизельным сажевым фильтром 45, в то время как снаружи контура 44 рециркуляции отработавших газов расположена комбинация из дополнительного накопительного катализатора 42b NOx (LNT) и пассивного SCR-катализатора 43 (блок 49). Данная схема может быть предпочтительной, поскольку размещение накопительных катализаторов 42а, 42b NOx (LNT) в двух разных температурных окнах и в областях с различными скоростями потоков благоприятно сказывается на поглощении NOx. В данном случае, в частности, что касается оксидов азота, которые из-за неблагоприятных температурных условий и условий течения газа проходят сквозь накопительный катализатор 42а NOx (LNT), поглощение, накопление и нейтрализация все равно смогут происходить во втором накопительном катализаторе 42b NOx (LNT) и/или в пассивном SCR-катализаторе 43 (которые иногда располагаются в более благоприятном температурном окне и окне скоростей потока).
Кроме того, как в случае вариантов, представленных на фиг.5-8, оба устройства - накопительный катализатор NOx (LNT) и пассивный SCR-катализатор могут быть скомбинированы или организованы в виде блока 59, 69, 79 или 89 вне контура 54, 64, 74 или 84 рециркуляции отработавших газов. На фиг.5 изображена система, содержащая один блок-носитель SBS (Single Brick System), который соответствует дизельному окислительному нейтрализатору на матрице сажевого фильтра, конструкция которого рассчитана на размещение вблизи двигателя, и который расположен в контуре 54 рециркуляции отработавших газов, а также блок 59, содержащий накопительный катализатор NOx и пассивный SCR-катализатор вне контура 54 рециркуляции отработавших газов. Данная схема в первую очередь имеет преимущества, сопоставимые с преимуществами схемы, показанной на фиг.3, но в данном случае достигается дополнительная экономия конструктивного пространства.
Согласно фиг.6-8, в контуре 64, 74 и 84 рециркуляции отработавших газов предусмотрено LNT покрытие из пористого оксида на матрице дизельного сажевого фильтра (которое на фиг.6-8 обозначено индексами 68, 78 и 88).
Схема, приведенная на фиг.6, в первую очередь, обладает преимуществами, о которых говорилось в отношении схем фиг.3 и фиг.5; кроме того, матрица дизельного сажевого фильтра выполняет функцию накопительного катализатора NOx для НС/СО, и контроля NOx на матрице сажевого фильтра. Согласно фиг.7, в схеме, аналогичной схеме фиг.6, перед блоком 78 или перед находящимся там накопительным катализатором NOx расположен дополнительный накопительный катализатор 72 NOx (LNT), который в результате помогает эффективнее выполнять функцию нейтрализации NOx. В схеме, приведенной на фиг.8, аналогично фиг.7, с накопительного катализатора NOx (LNT), который присутствует в блоке 88 на матрице дизельного сажевого фильтра, снята задача нейтрализации НС/СО, а также улучшена эффективность образования NO2 для накопительного катализатора NOx (LNT), который находится в блоке 88 на матрице дизельного сажевого фильтра.

Claims (8)

1. Устройство для снижения выбросов дизельного двигателя, содержащее систему рециркуляции отработавшего газа низкого давления, которая содержит контур (14, 24, 34, 44, 54, 64, 74, 84) рециркуляции отработавшего газа, по меньшей мере один накопительный катализатор (12, 22, 32, 42а, 42b, 72) NОх для накопления оксидов азота из отработавшего газа, подаваемого из дизельного двигателя (11, 21, 31, 41, 51, 61, 71, 81), и по меньшей мере один SCR-катализатор (13, 23, 33, 43), установленный после накопительного катализатора NOx для селективного каталитического восстановления оксидов азота в отработавшем газе, подаваемом в SCR-катализатор.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что накопительный катализатор NOx и SCR-катализатор выполнены в виде единого устройства (29, 39, 49, 59, 69, 79, 89), которое размещено целиком внутри или целиком вне контура (24, 34, 44, 54, 64, 74, 84) рециркуляции отработавшего газа.
3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что накопительный катализатор (12, 22, 42а) NOx конструктивно размещен вблизи двигателя, в контуре (14, 24, 44) рециркуляции отработавшего газа.
4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что накопительный катализатор (12, 42а) NOx размещен на дизельном сажевом фильтре (15, 45).
5. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что SCR-катализатор (23) конструктивно размещен вблизи двигателя, внутри контура (24) рециркуляции отработавших газов.
6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что SCR-катализатор (23) размещен на дизельном сажевом фильтре.
7. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что накопительный катализатор (32, 42b) NOx размещен вне контура (34, 42) рециркуляции отработавшего газа.
8. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что дополнительно содержит дизельный окислительный катализатор (86).
Figure 00000001
RU2014100354/06U 2013-01-14 2014-01-13 Устройство для снижения выбросов дизельного двигателя RU144303U1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013200425 2013-01-14
DE102013200425.7 2013-01-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU144303U1 true RU144303U1 (ru) 2014-08-20

Family

ID=51015217

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014100354/06U RU144303U1 (ru) 2013-01-14 2014-01-13 Устройство для снижения выбросов дизельного двигателя

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102014200092B4 (ru)
RU (1) RU144303U1 (ru)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3042813B1 (fr) * 2015-10-27 2017-12-08 Peugeot Citroen Automobiles Sa Dispositif de post-traitement des gaz d’echappement d’un moteur a combustion
DE102016210897B4 (de) * 2016-06-17 2022-10-06 Ford Global Technologies, Llc Steuerung einer Stickoxidemission in Betriebsphasen hoher Last
US10323594B2 (en) 2016-06-17 2019-06-18 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for treating vehicle emissions
KR101818417B1 (ko) * 2016-09-23 2018-01-15 한국전력공사 배기가스 정화장치 및 이를 이용한 배기가스 정화방법
CN108278145B (zh) 2017-01-05 2022-04-15 福特环球技术公司 用于排气后处理***的方法和***
DE102017201399A1 (de) 2017-01-30 2018-08-02 Ford Global Technologies, Llc Abgasnachbehandlungssystem
DE102017201398A1 (de) 2017-01-30 2018-08-02 Ford Global Technologies, Llc Abgasnachbehandlungssystem
DE102017218314B4 (de) * 2017-10-13 2019-07-11 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Dieselmotors und Dieselmotor mit Prüfung der NH3-Konzentration
DE102018210561B4 (de) * 2018-06-28 2023-08-24 Ford Global Technologies, Llc Anordnung einer Brennkraftmaschine mit zwei Stickoxidspeicherkatalysatoren in Kombination mit einem aktiven Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion
DE102018009233A1 (de) * 2018-11-26 2019-09-12 Daimler Ag Abgasnachbehandlungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Katalysator, welcher wenigstens ein SCR-Material und wenigstens ein NOx-Speicher-Material aufweist, und Verfahren zum Betreiben einer solchen Abgasnachbehandlungseinrichtung

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080155972A1 (en) 2006-12-28 2008-07-03 James Joshua Driscoll Exhaust treatment system
JP5630024B2 (ja) 2010-01-25 2014-11-26 いすゞ自動車株式会社 ディーゼルエンジンの排気浄化装置及び排気浄化方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE102014200092B4 (de) 2023-04-27
DE102014200092A1 (de) 2014-07-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU144303U1 (ru) Устройство для снижения выбросов дизельного двигателя
JP5630024B2 (ja) ディーゼルエンジンの排気浄化装置及び排気浄化方法
CN107023355B (zh) 废气净化***及其控制方法
KR101091627B1 (ko) 배기 시스템
US8122712B2 (en) Exhaust system with improved NOX emission control
JP6074912B2 (ja) 排気ガス浄化システム及び排気ガス浄化方法
EP3283740B1 (en) Engine exhaust emissions treatment system
JP5630025B2 (ja) ディーゼルエンジンの排気浄化装置及び排気浄化方法
JP2009138737A (ja) エンジンの排気浄化方法及び排気浄化装置
JP2013142363A (ja) ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置
CN112682144B (zh) Dpf的碳载量确定方法和装置
CN110925070A (zh) 实现燃气发动机超低排放控制的后处理装置
EP2982842B1 (en) System for reducing harmful emissions of an internal combustion engine
JP4007046B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
CN211287857U (zh) 实现燃气发动机超低排放控制的后处理装置
US8316633B2 (en) Passive NOx and PM aftertreatment for diesel engine
US20190390589A1 (en) Passive nitric oxide storage catalyst management
KR101836260B1 (ko) 자동차의 배기가스 정화장치
JP2010185369A (ja) エンジンの燃料供給装置
JP2012159054A (ja) 内燃機関の排気ガス浄化システム
JP2012087703A (ja) 内燃機関の排気処理装置
CN219548957U (zh) 一种燃气发动机后处理***、发动机及车辆
CN115045738B (zh) 尿素喷射***的控制方法、装置、处理器和尿素喷射***
CN216381563U (zh) 后处理***、发动机及车辆
GB2566350A (en) An after treatment system, engine assembly and associated methods

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20210114