技术摘要：
本发明涉及一种用于内燃机的废气后处理的装置和方法。该装置可与内燃机的排出口连接。该装置包括带有废气通道的废气设备，在废气通道中布置有三元催化器。该装置另外包括废气燃烧器，利用其可在三元催化器的上游的导入部位处将用于加热三元催化器的热的燃烧器废气导入  全部
背景技术：
当前的并且未来变得越来越严苛的废气法规对发动机未处理排放和内燃机的废 气后处理提出较高要求。在此，直接在内燃机的冷起动之后的时间段在排放方面特别重要， 因为在该阶段中应将废气后处理部件尽可能快地加热到其运行温度上，以便使有效的废气 后处理成为可能。在汽油机中，尤其加热(靠近发动机)的三元催化器对于机动车的排放是 决定性的。由现有技术已知带有二次空气系统(Sekundaerluftsystem)的内燃机，在其中为 了加热三元催化器将二次空气在内燃机的排出口下游且在三元催化器上游引入废气设备 中。此外，已知带有废气燃烧器(Abgasbrenner)的废气后处理系统，在其中将废气燃烧器的 热的废气导入废气设备中，以便将三元催化器加热到其运行温度上。通过废气燃烧器，也可 将在底部位置(Unterbodenlage)中的三元催化器直接在内燃机的冷起动之后加热到其运 行温度上，因为可将热的燃烧器气体在相应的部位处导入废气设备中并且以此使能够基本 上独立于内燃机的废气气流加热三元催化器。 由文件DE  195  08  013  A1已知一种用于内燃机的废气后处理系统，在其中设置有 带有二次空气系统的废气燃烧器，利用其将热的燃烧器废气在三元催化器上游导入内燃机 的废气通道中，以便将三元催化器尽可能快地加热到其运行温度上。 文件DE  10  2010  027  984  A1公开了一种用于运行内燃机的废气设备的方法，在 其中通过废气探测器(Abgassonde)来检测在内燃机的废气通道中流动的废气的至少一个 参数。在此，在内燃机的运行状态(在该状态中无燃料被喷入内燃机的燃烧室中)期间，二次 空气被吹入废气通道中并且在二次空气的吹入期间或之后来平衡废气探测器。 由文件DE  10  2010  062  257已知一种用于内燃机的废气后处理的装置，在其中设 置有燃烧器，利用其可提高在内燃机的排出口下游且在废气后处理部件上游的废气温度。
技术实现要素：
本发明现在目的在于使能够在冷起动阶段中尽可能快速地加热三元催化器并且 在三元催化器的加热期间将排放保持得尽可能少。 根据本发明，该目的通过一种用于内燃机的废气后处理的装置来实现，其可与内 燃机的排出口连接，其中，该装置包括带有废气通道的废气设备，在废气通道中布置有三元 催化器。该装置此外包括废气燃烧器，其中，在废气通道处在三元催化器上游设置有用于废 气燃烧器的燃烧器废气的导入部位(Einleitstelle)。设置成，三元催化器实施为Lambda探 测器催化器(Lambdasondekatalysator)，其中，在三元催化器的第一催化器体积下游且在 三元催化器的第二催化器体积上游布置有Lambda探测器。在此，第一催化器体积具有比第 二催化器体积更小的氧储存能力。废气燃烧器与Lambda探测器催化器的组合实现使在三元 4 CN 111734517 A 说　明　书 2/6 页 催化器的加热阶段期间的排放最小化。在此，将由内燃机的废气和燃烧器废气构成的混合 Lambda(Mischlambda)借助于Lambda探测器催化器的Lambda探测器调整到化学计量的废气 上。三元催化器具有氧储存能力(OSC-Oxygen  Storage  Capacity)。该氧储存能力导致时间 延迟地识别在Lambda探测器催化器的Lambda探测器处的Lambda信号的偏差。由于该原因， Lambda探测器相比排出口更靠近三元催化器的进入口定位，使得第二催化器体积的氧储存 能力大于第一催化器体积的氧储存能力。因此可利用三元催化器的第二催化器体积以避免 浓燃突破(Fettdurchbruch)或稀燃突破(Magerdurchbruch)。此外，三元催化器的功能可利 用Lambda探测器来诊断，而在诊断期间不出现Lambda突破。 通过在从属权利要求中所列举的特征，在独立权利要求中所说明的用于废气后处 理的装置的有利的改善和重要的改进是可能的。 在本发明的一优选实施形式中设置成第一催化器体积相应于三元催化器的总体 积的15-35%而第二催化器体积相应于其总体积的65-85%。通过催化器体积的相应划分可保 证，在废气燃烧器的亚化学计量的或过化学计量的运行中在第二催化器体积中始终存在足 够的氧储存能力，以便运行可靠地防止由三元催化器引起的浓燃突破或稀燃突破。 在该装置的一有利实施形式中设置成，Lambda探测器实施为跳跃探测器 (Sprungsonde)。通过跳跃探测器能够特别简单地在Lambda探测器处来探测在亚化学计量 的废气与过化学计量的废气之间的突变(Umschlag)。因此，废气燃烧器的燃烧空气比 (Verbrennungsluftverhaeltnis)能够通过燃料量的适配相应地来适配，以便导入在过化 学计量的运行与亚化学计量的运行之间的变换。 备选地有利地设置成，Lambda探测器实施为宽带探测器(Breitbandsonde)。备选 地，在废气中的Lambda也可通过宽带探测器来确定。然而宽带探测器通常比跳跃探测器更 贵并且在突变点(λ=1)附近没那么敏感。然而宽带探测器提供不仅定性地、而且定量地检测 Lambda的可能性。 在本发明的另一改进方案中设置成，废气通道在导入部位下游且在三元催化器上 游无Lambda探测器地来实施。通过取消另外的Lambda探测器，可降低废气后处理系统的成 本。另外的Lambda探测器也不是强制必需的，因为废气燃烧器的燃烧空气比不直接地被调 节，而是经由预控制以相应地变换的振幅实现。 备选地，在废气通道中在导入部位上游也可布置有另外的Lambda探测器，以便能 够更精确地调节内燃机的燃烧空气比。 在该装置的一优选实施形式中设置成，废气燃烧器关联有二次空气系统用于控制 输送给废气燃烧器的新鲜空气量。通过二次空气系统可精确地来调整输送给废气燃烧器的 新鲜空气量，由此能够以较小的波动宽度(Schwankungsbreite)来调整废气燃烧器的燃烧 空气比。 另外有利地设置成，废气燃烧器包括燃料喷射器，利用其可将燃料引入废气燃烧 器的燃烧腔中。通过燃料喷射器能够以简单的方式来调节废气燃烧器的燃烧空气比。在此 尤其选择恒定的新鲜空气量并且通过提高或降低借助于燃料喷射器喷入的燃料量来适配 废气燃烧器的燃烧空气比。 在本发明的一优选实施形式中，在废气设备中在三元催化器上游布置有废气涡轮 增压器的涡轮。在本发明的一优选实施形式中，内燃机实施为借助于废气涡轮增压器增压 5 CN 111734517 A 说　明　书 3/6 页 的内燃机，其中，在废气通道中在排出口下游且在催化器上游布置有废气涡轮增压器的涡 轮。通过废气涡轮增压器的涡轮将热的燃烧器废气与内燃机的废气混合，由此实现带有未 燃烧废气成分的均匀分布或燃烧器废气中的剩余氧气的匀质废气。由此可将未燃烧废气成 分与二次空气供应中的氧气在催化器的起催化作用的表面上转化，由此三元催化器的温度 进一步提升。 备选地，然而内燃机也可作为抽吸发动机(Saugmotor)来实施，因为在废气设备中 的涡轮不是强制性的前提条件。 根据本发明提出一种用于利用根据本发明的用于废气后处理的装置进行内燃机 的废气后处理的方法，其包括以下步骤： -  激活废气燃烧器，其中，预控制输送给废气燃烧器的燃料量， -  检测在三元催化器的第一催化器体积下游且在其第二催化器体积上游的燃烧空气 比， - 当在Lambda探测器处探测到浓燃突破或稀燃突破时，改变燃料量。 所提出的方法使能够将内燃机的燃烧空气比调节成使得在加热效果最大的情况 下实现最佳排放。对此，在催化器的加热阶段期间来测定废气混合Lambda并且将与化学计 量的燃烧空气比的偏差转换成用于修正燃料混合物的值。因此，该修正可通过被喷入内燃 机的燃烧室中的燃料量的适配来执行，其与引入的燃烧器废气相结合提供排放中性的为1 的废气混合Lambda、即化学计量的废气。在此，通过Lambda探测器及时地识别浓燃-或稀燃 突破，从而得可通过在Lambda探测器下游的第二催化器体积来补偿并且运行可靠地避免由 三元催化器引起的Lambda突破。 如果输送给废气燃烧器的空气质量流被保持恒定并且废气燃烧器的燃烧空气比 的适配通过喷入废气燃烧器的燃烧腔中的燃料量的适配实现，在此是特别优选的。由此，废 气燃烧器的燃烧空气比的特别简单的且精确的预控制是可能的。 在该方法的一有利实施形式中设置成，废气燃烧器的燃料量在废气燃烧器的第一 运行状态中被预控制成使得废气燃烧器以亚化学计量的燃烧空气比来运行而在第二运行 状态中被预控制成使得废气燃烧器以过化学计量的燃烧空气比来运行。通过在亚化学计量 的燃烧空气比与过化学计量的燃烧空气比之间的变换可保证，不仅未燃烧的废气成分(尤 其一氧化碳)、未燃烧的碳氢化合物和氢气被氧化而且氮氧化物减少。因此可使在三元催化 器的加热阶段期间的排放最小化。 如果废气燃烧器交替地以亚化学计量的燃烧空气比和以过化学计量的燃烧空气 比来运行，在此是特别优选的。通过交替的运行可在加热阶段中避免Lambda突破，其中，保 证三元催化器的有效加热和同时末端管排放的最小化。 在此有利地设置成，将亚化学计量的燃烧空气比预控制在0.93-0.98的范围中。通 过在0.93-0.98之间的Lambda范围中的亚化学计量的燃烧器废气来保证三元催化器的氧储 存器的缓慢清空。在此清空足够缓慢地进行，从而既不导致提高的二次排放也不导致由三 元催化器引起的稀燃突破。 此外有利地设置成，将过化学计量的燃烧空气比预控制在1.02-1.07的范围中。通 过在1.02-1.07的范围中的过化学计量的燃烧空气比实现三元催化器的氧储存器的缓慢填 充。在此保证，运行可靠地避免稀燃突破和与此相联系的氮氧化物排放的上升。同时存在足 6 CN 111734517 A 说　明　书 4/6 页 够多的氧气，以便将未燃烧的废气成分尤其未燃烧的碳氢化合物、一氧化碳和氢气氧化并 且因此使排放最小化。 在本发明的另外优选的设计方案中设置成，当三元催化器达到临界温度 (Schwellentemperatur)时，将废气燃烧器解除激活。由此可在达到临界温度时变换到带有 内燃机的提高的效率和更少的未处理排放的运行状态上。由此可在时间上限制催化器的加 热运行并且提升内燃机的燃料效率。 如果临界温度是催化器的起三元催化作用的覆层的起燃温度(Light-Off- Temperatur)，在此是特别优选的。从起燃温度起可保证在内燃机的废气中的有害物质通过 催化器的有效转化。在此，可通过在催化器的起催化作用的表面上未燃烧的废气成分、尤其 未燃烧的碳氢化合物和一氧化碳的放热转化实现进一步的加热。 本发明的在该申请中所提及的不同实施形式(只要未在单个情况中另外地来实 施)可有利地互相组合。 附图说明 接下来在实施例中根据附图来阐述本发明。相同的构件或带有相同功能的构件在 此在不同的图中以相同的附图标记来表示。其中： 图1示出了带有根据本发明的用于废气后处理的装置的示意性示出的内燃机的第一实 施例； 图2示出了带有根据本发明的用于废气后处理的装置的内燃机的第二实施例；以及 图3示出了在执行根据本发明的用于内燃机的废气后处理的方法时废气燃烧器的燃烧 空气比的时间进程的图表。 附图标记清单： 10 内燃机 12  燃烧室 14 火花塞 16  燃料喷射器 18 排出口 20  废气设备 22  废气通道 24  涡轮 26 三元催化器 28  Lambda探测器催化器 30  废气燃烧器 32 导入部位 34  Lambda探测器 36  跳跃探测器 38  第一催化器体积 40  第二催化器体积 42  第一催化器体积的氧储存器 7 CN 111734517 A 说　明　书 5/6 页 44  第二催化器体积的氧储存器 46 二次空气系统 48  燃料喷射器 50 发动机控制器 52  宽带探测器 54  废气涡轮增压器 56  燃烧腔 λB  废气燃烧器的燃烧空气比 λE 内燃机的燃烧空气比 λm  在导入部位下游的废气空气比 λS  在Lambda探测器处的废气空气比 t 时间。