用于控制排气处理设备的操作的系统和方法与流程

本发明涉及排气处理领域。更具体地，本发明涉及控制排气处理设备，诸如选择性催化还原(scr)模块的操作。

背景技术：

1、排气处理设备通常包括多个用于处理排气的模块。例如，排气处理设备可以包括柴油氧化催化剂(doc)模块、柴油颗粒过滤器(dpf)模块和选择性催化还原(scr)模块中的一者或多者。这些模块可以串联布置，使得排气可以流过它们中的每一个用于处理。doc模块可能导致排气成分氧化；dpf模块可以从排气中过滤碳烟以防止碳烟释放到大气中；并且scr模块可以使排气中存在的nox(氮氧化物)经历与氨的化学反应以产生氮气和水。

2、这些模块中的每一个的性能或效率可能随着使用而降低。例如，scr模块的效率可能受到scr模块上硫积累的影响。如果使用高硫燃料，硫在scr模块上的积聚甚至可能更快并且可能导致scr模块的停用。通常，此类积聚可以通过涉及提高scr模块的温度的scr清洁过程来去除。作为一个示例，未燃烧的燃料可以被引入到doc模块的上游，使得所述燃料可以在doc中被氧化。在这样做时，离开doc模块并进入scr模块的排气的温度可能升高，并且在scr模块处可能发生nox的有效反应以产生氮气和水。在使用高硫燃料的情况下，清洁scr模块的需要可能比使用常规(例如，低硫)燃料时大得多。

3、美国专利第9,988,999号公开了一种用于再生后处理设备或部件的系统和方法。所公开的方法或系统采用一种或多种再生操作模式，其中通过获得排气的目标状况来再生至少一个后处理装置。再生操作模式可包括燃烧相位延迟操作模式、选定汽缸点火操作模式、进气流量减少操作模式、发动机输出增加操作模式、排气加热操作模式和碳氢化合物定量供给操作模式。

技术实现思路

1、一方面，本发明涉及一种用于控制发动机系统的选择性催化还原(scr)模块的操作的方法。该方法包括在scr模块的清除scr模块中的硫积累的时间启动的清洁事件之前，确定用于在发动机系统的发动机中燃烧的燃料是否包括高硫含量。如果确定具有高硫含量的燃料，该方法还包括使用控制器来激活发动机的模式以增加进入scr模块的排气的温度，从而辅助scr模块处的排气中的氮氧化物(nox)的转化，使得该转化效率的下降速率降低并且允许该scr模块达到该时间启动的清洁事件，其中该转化效率被维持为至少等于或高于效率阈值。

2、在另一方面，本发明涉及一种发动机系统。该发动机系统包括发动机、用于处理从发动机释放的排气的选择性催化还原(scr)模块，以及用于控制选择性催化还原(scr)模块的操作的系统。该系统包括控制器，其中在scr模块的清除scr模块中的硫积累的时间启动的清洁事件之前，该控制器被配置为检测用于在发动机中燃烧的燃料是否包括高硫含量。当检测到具有高硫含量的燃料时，该控制器被配置为激活该发动机的模式以增加进入该scr模块的排气的温度，从而辅助该scr模块处的排气中的氮氧化物(nox)的转化，这样使得该转化的效率的下降速率被降低并且允许该scr模块达到该时间启动的清洁事件，其中该转化的效率被维持为至少等于或高于效率阈值。

3、诸如大型卡车、越野卡车、推土机、挖掘机、履带式车辆等的机器通常包括例如可通过燃烧燃料(例如，柴油燃料)来提供动力的发动机。由于各种因素，诸如机器操作的区域，机器中使用的燃料可能具有低质量并且可能具有高硫含量。具有高硫含量的燃料可显著影响与机器的发动机相关联的后处理装置(例如，scr模块)的工作寿命和可操作寿命。

技术特征：

1.一种用于控制发动机系统的选择性催化还原模块的操作的方法，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，激活所述模式包括改变所述发动机的一个或多个操作参数，其中，所述一个或多个操作参数包括与所述发动机相关联的负载，并且改变所述一个或多个操作参数包括增加与所述发动机相关联的负载。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，激活所述模式包括改变所述发动机的一个或多个操作参数，其中，所述一个或多个操作参数包括将所述燃料喷射到所述发动机中以给所述发动机提供动力，并且改变所述一个或多个操作参数包括增加将所述燃料喷射到所述发动机中。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述燃料具有高硫含量包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第二预定义效率阈值高于所述第一预定义效率阈值，并且所述阈值启动的清洁事件与所述时间启动的清洁事件相同。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述效率阈值是主效率阈值，所述方法还包括如果所述转换的效率在预定持续时间内保持高于次级效率阈值，则由所述控制器停用所述模式。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述次级效率阈值高于所述主效率阈值。

8.根据权利要求6所述的方法，还包括如果所述转换的效率下降到所述主效率阈值以下，或者在停用所述模式之后所述转换的效率的下降速率超过预定速率阈值，则由所述控制器停用所述模式。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述模式为激活状态的时段期间，所述选择性催化还原模块处的温度低于在所述时间启动的清洁事件正在进行的时段期间所述选择性催化还原模块处的温度。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述时间启动的清洁事件和所述阈值启动的清洁事件中的一者或多者包括以下中的一者或多者：

11.一种发动机系统，包括：

12.根据权利要求11所述的发动机系统，其中，为了激活所述模式，所述控制器被配置为改变所述发动机的一个或多个操作参数，其中，所述一个或多个操作参数包括与所述发动机相关联的负载，并且改变所述一个或多个操作参数包括增加与所述发动机相关联的负载。

13.根据权利要求11所述的发动机系统，其中，为了激活所述模式，所述控制器被配置为改变所述发动机的一个或多个操作参数，其中，所述一个或多个操作参数包括将所述燃料喷射到所述发动机中以给所述发动机提供动力，并且改变所述一个或多个操作参数包括增加将所述燃料喷射到所述发动机中。

14.根据权利要求11所述的发动机系统，其中，为了确定所述燃料具有高硫含量，所述控制器被配置为：

15.根据权利要求14所述的发动机系统，其中，所述第二预定义效率阈值高于所述第一预定义效率阈值，并且所述阈值启动的清洁事件与所述时间启动的清洁事件相同。

16.根据权利要求11所述的发动机系统，其中，所述效率阈值是主效率阈值，所述控制器被配置为如果所述转换的效率在预定持续时间内保持高于次级效率阈值则停用所述模式。

17.根据权利要求16所述的发动机系统，其中，所述次级效率阈值高于所述主效率阈值。

18.根据权利要求16所述的发动机系统，其中，所述控制器被配置为如果在停用所述模式之后所述转换效率下降到低于所述主效率阈值，或者所述转换效率的下降速率超过预定速率阈值，则停用所述模式。

19.根据权利要求11所述的发动机系统，其中，在所述模式为激活状态的时段期间，所述选择性催化还原模块处的温度低于在所述时间启动的清洁事件正在进行的时段期间所述选择性催化还原模块处的温度。

20.根据权利要求11所述的发动机系统，其中，所述时间启动的清洁事件和所述阈值启动的清洁事件中的一者或多者包括以下中的一者或多者：

技术总结一种用于控制发动机系统的选择性催化还原(SCR)模块的操作的方法包括：在SCR模块的清除SCR模块中的硫积累的时间启动的清洁事件之前，确定用于在发动机系统的发动机中燃烧的燃料是否包括高硫含量。如果确定具有高硫含量的燃料，该方法还包括激活发动机的模式，以增加进入SCR模块的排气的温度，从而辅助SCR模块处的排气中的氮氧化物(NOx)的转换，使得转换效率的下降速率降低，并且允许SCR模块达到时间启动的清洁事件，同时保持转换效率至少等于或高于效率阈值。技术研发人员：A·J·伊格,M·B·雷蒙德,S·克里希纳坎坦受保护的技术使用者：卡特彼勒公司技术研发日：技术公布日：2024/6/23