用于双燃料发动机的排气系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本披露涉及用于双燃料发动机的发动机排气系统。
【背景技术】
[0002]此部分提供与本披露相关的、不一定是现有技术的背景信息。
[0003]以双燃料运行的发动机常见于海运行业中，其中各种排气污染法规可能在沿海区域生效，而在当出到离陆地预定距离的海洋时不生效。例如，当靠近海岸时，船舶上的发动机可以使用含硫低的燃料运行，当在远海时，使用含硫高的燃料运行。
[0004]含硫燃料的燃烧产生包括硫的排气。排气中的硫能够增加对环境可能有害的硫氧化物(SOx)的产生。进一步地，排气中的硫能够与排放气体后处理试剂反应而产生副产品，如硫酸氢铵。长时间曝露于硫酸氢铵下之后，排气后处理系统的被催化剂包覆的基板可能会堵塞，这种堵塞降低了排气后处理系统的效能。
[0005]某些燃料更易于产生硫酸氢铵，这些燃料包括具有更高硫含量的燃料。为了解决这些问题，燃料供应商已经研发了含硫量较低的燃料。然而，由于提高了燃料的生产成本，具有较低含硫量的燃料更贵。鉴于这些燃料成本，已经研发了以上提及的双燃料发动机。在燃料转换过程中，在排气系统中留有剩余燃料并非是不常见的。如果排气系统中的燃料具有更高的硫含量，剩余燃料可能产生更大量的硫酸氢铵，长期之后，这些硫酸氢铵可能堵塞排气后处理系统的被催化剂包裹的基板。
【发明内容】
[0006]此部分提供本披露的总体概述而不是其全部范围或其所有特征的综合性披露。
[0007]本披露提供了用于双燃料发动机的排气系统，该双燃料发动机配备有第一燃料和第二燃料。该排气系统包括排气通道，在该排气通道中提供有排气处理部件。热增强装置与排气通道相连通并且位于该排气处理部件的上游，其中，在提供给该双燃料发动机的第一燃料与第二燃料之间转换过程中，该热增强装置可运行来升高位于该排气通道中的排气的温度。该排气处理系统还可以包括与排气通道相连通的、绕过排气处理部件的旁通管，其中，在双燃料发动机燃烧第一燃料过程中，该旁通管是打开的。在双燃料发动机燃烧第二燃料过程中，该旁通管是关闭的。
[0008]进一步的应用领域将从本文提供的描述变得清楚。本概述中的描述和特定的实例仅旨在展示的目的，而并不旨在限制本披露的范围。
【附图说明】
[0009]在此描述的附图仅用于所选择实施例的而不是对所有可能实施方式的说明性目的，并且不旨在限制本披露的范围。
[0010]图1是根据本披露的排气系统的示意图；
[0011]图2是示意性展示了根据本披露的原理的方法的流程图；
[0012]图3是示意性展示了根据本披露的原理的另一方法的流程图；并且
[0013]图4是示意性展示了根据本披露的原理的另一方法的流程图。
[0014]相应的参考数字贯穿这些附图的几个视图指示了相应的零件。
【具体实施方式】
[0015]现在将参考附图更全面地描述多个示例性实施例。
[0016]图1示意性地展示了根据本发明的排气系统10。排气系统10可以包括与一对燃料源13a和13b连通的至少一个发动机12，燃料一经燃烧将会产生排放气体，排放气体被排放到具有排气后处理系统16的排气通路14中。燃料源13a和13b包含不同的燃料。例如，燃料源13a可以包括低硫柴油燃料(LSF)，而燃料源13b可以包括超低硫柴油燃料(ULSF)。其他可用的示例性燃料包括船用轻柴油(MGO)、船用柴油(MDO)、中间燃油(IFO)、重燃油(HFO)、天然气与柴油燃料的组合、或天然气与氢的混合物。进一步应理解的是，在燃料源13a和13b中可以储存上述这些燃料的任何组合。
[0017]发动机12的下游可以布置排气处理部件18，该排气处理部件可以包括柴油氧化催化器(DOC)、催化剂涂覆的柴油颗过滤(DPF)部件或、如图所示的选择性催化还原(SCR)部件20。尽管展示了 SCR部件20，但应理解的是，SCR部件20之中还可以包括DOC或DPF。进一步地，SCR部件20可以是SCR催化剂涂覆的DPF或SCR催化剂涂覆的通流过滤器(FTF)。
[0018]排气后处理系统16可以进一步包括诸如热增强装置或燃烧器17的部件以便增加经过排气通道24的排放气体的温度。提高排放气体的温度有利于实现在寒冷天气条件下以及在发动机12的启动时点燃在排气处理部件18中的催化剂，以及当排气处理部件18是DPF时激活排气处理部件18的再生。
[0019]为协助对发动机12所产生的排放加以还原，排气后处理系统16可以包括定量给送模块22以用于周期性地将排气处理流体定量给送到排气流中。如图1中所展示的，定量给送模块22可以是定位在排气处理部件18上游，并且可运行来将排气处理流体注入到排气流中。就此而言，定量给送模块22是借助于入口管线28与试剂储箱24和栗26处于流体联通的以便将诸如柴油燃料、尿素、或气态氨的排气处理流体定量给送到第三排气处理部件20上游的排气通道24中。储箱24可以储存液态的排气处理流体，或可以储存固态或气态氨。其他可以与尿素相组合来用于加强排气处理的材料可以是可被储存在单独的储箱(未示出)中的乙醇或氢。
[0020]定量给送模块22可以也经返回管线30与试剂储箱24联通。返回管线30允许任何未被定量给送进入排气流的排气处理流体得以返回试剂储箱24。排气处理流体通过入口管线28、定量给送模块22、和返回管线30的流动还协助了冷却定量给送模块22从而使得定量给送模块22不会过热。尽管附图中并未展示，但定量给送模块22可以被构型成包括在定量给送模块22周围传送冷却剂以对其加以冷却的冷却套。
[0021]有效处理排气流所要求的排气处理流体的量可以是随载荷、发动机速度、排放气体温度、排放气体流速、发动机燃料注入正时、所希望的NOx还原、气压计压力、相对湿度、EGR比率和发动机冷却剂温度而变化的。可以在SCR 20下游定位NOx传感器或量计32。NOx传感器32可运行来将指明排气NOx含量的信号输出给发动机控制单元(E⑶)34。可以经发动机/车辆的数据总线从ECU 34将所有或者一些发动机运行参数提供给排气系统控制器36。排气系统控制器36还可以作为E⑶34的一部分被包括在内。可以如图1指明地通过各个传感器测定废气温度、废气流量和废气背压以及其他车辆运行参数。
[0022]有效处理排气流所要求的排气处理流体的量也可能取决于发动机12的大小。就此而言，使用在火车机车、海洋应用、以及固定式应用中的大型柴油发动机可能具有超过单一定量给送模块22能力的排气流速。因而，尽管仅展示了单一定量给送模块22来用于尿素定量给送，但应理解的是本披露想象了将多重定量给送模块22用于尿素注入。
[0023]如上所述，在发动机12运行过程中，提供给发动机12的燃料类型可以在不同的燃料源13a与13b之间切换。在燃料源13a和13b对应地载有含硫量不同的燃料的情况下，应理解的是，当发动机12使用含硫量较高的燃料时，不必使用后处理系统16。S卩，当发动机12是位于距离海岸预定距离的船舶的海运应用时，排气污染法规可能并不要求使用后处理系统16。因此，当使用含硫量高的燃料(或任何类型的燃料)时，由发动机12产生的任何排气可以无需穿过后处理系统16地排放到大气中。为了在到达后处理系统16之前直接将排气排放到大气中，排气系统10可以包括后处理旁通管40。可以将阀门44定位在旁通管40的排放气体入口处来允许流动通过旁通管40或流动通过后处理系统16。阀门44与控制器36或E⑶34通信。如果发动机12以含硫量高的燃料运行，控制器36或E⑶34可以指示阀门44打开旁通管40并且关闭阀门44下游的排气通道14以允许排气逃逸到大气中而不穿过后处理系统16。类似地，如果发动机12在排气污染法规要求排气后处理的区域运行，则控制器36或ECU 34可以指示阀门44关闭旁通管40以允许排气穿过后处理系统16。
[0024]通过含硫的燃料的燃烧而产生的排气会更易于产生可能堵塞SCR 20的副产品。例如，当通过含硫的燃料的燃烧所产生的排气穿过排气后处理系统16并且尿素是通过喷射器22定量给送到排气流中的试剂时，可以产生在长期暴露给SCR 20之后可能堵塞SCR20的硫酸氢铵[NH4] +[HSO4]。虽然任何含硫的燃