氣體發(fā)動(dòng)機(jī)后處理中的補(bǔ)氧式氨催化轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了氣體發(fā)動(dòng)機(jī)后處理中的補(bǔ)氧式氨催化轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，在三效催化器的下游再安裝氨泄漏催化器，三效催化器的前端及氨泄漏催化器的兩端分別設(shè)有氧檢測(cè)單元，所述氧檢測(cè)單元分別與控制單元相連，在節(jié)氣門(mén)前端引出一節(jié)管路通向三效催化器與氨泄漏催化器之間，所述控制單元根據(jù)檢測(cè)的三效催化器的前端及氨泄漏催化器的兩端的氧的含量控制電子控制閥的開(kāi)關(guān)，繼而控制空氣能否進(jìn)入氨泄漏催化器；本實(shí)用新型在傳統(tǒng)后處理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了氨泄漏催化器，并采用從節(jié)氣門(mén)前取氣的方式，為氨泄漏催化器提供足夠的氧化劑，結(jié)合與此匹配的控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)有效，技術(shù)上容易實(shí)現(xiàn)，并能解決三效催化器在富燃料工況下的氨排放問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】
氣體發(fā)動(dòng)機(jī)后處理中的補(bǔ)氧式氨催化轉(zhuǎn)化系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于氣體發(fā)動(dòng)機(jī)后處理中的氨催化轉(zhuǎn)化系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近些年來(lái)，大面積的霧霾天氣對(duì)廣大居民的生產(chǎn)生活帶來(lái)了很大的影響，危害人們的健康。促使中國(guó)加快對(duì)能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整和優(yōu)化。其中機(jī)動(dòng)車排放的顆粒是城市霧霾的主要來(lái)源之一。而天然氣中的甲烷占其成分的90%以上，由于甲烷不含碳鏈，燃燒過(guò)程中生成的碳煙極少，因此，機(jī)動(dòng)車采用天然氣作為燃料后可以實(shí)現(xiàn)清潔燃燒，對(duì)緩解中國(guó)環(huán)境污染具有重要意義。
[0003]但是，對(duì)于歐六技術(shù)排放發(fā)動(dòng)機(jī)，氣體機(jī)達(dá)到歐六排放最經(jīng)濟(jì)且有效的方法就是采用三效催化器和適當(dāng)?shù)膹U氣再循環(huán)，然而對(duì)于三效催化器在富燃料工況下工作時(shí)會(huì)出現(xiàn)較多的氨排放，使得排氣對(duì)環(huán)境不友好。
[0004]目前對(duì)氣體發(fā)動(dòng)機(jī)的排放的氣體進(jìn)行處理，存在的技術(shù)問(wèn)題是:后處理系統(tǒng)所使用的三效催化器，在啟動(dòng)和大負(fù)荷等富燃料工況下，會(huì)出現(xiàn)較多的氨排放，目前還沒(méi)有高效的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型公開(kāi)了氣體發(fā)動(dòng)機(jī)后處理中的補(bǔ)氧式氨催化轉(zhuǎn)化系統(tǒng)及控制方法，本實(shí)用新型以傳統(tǒng)的排氣處理系統(tǒng)為基礎(chǔ)，添加補(bǔ)氧式氨泄漏催化器，實(shí)現(xiàn)對(duì)富燃料工況下較多的氨排放進(jìn)行高效處理。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的具體方案如下:
[0007]氣體發(fā)動(dòng)機(jī)后處理中的補(bǔ)氧式氨催化轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，包括:
[0008]在三效催化器的下游安裝氨泄漏催化器，三效催化器的前端及氨泄漏催化器的兩端分別設(shè)有氧檢測(cè)單元，所述氧檢測(cè)單元分別與控制單元相連，在節(jié)氣門(mén)前端引出一節(jié)管路通向三效催化器與氨泄漏催化器之間的管路上，所述管路上設(shè)有電子控制閥，所述電子控制閥與控制單元相連;在電子控制閥的前端所在的管路上還設(shè)有空氣流量計(jì)；
[0009]所述控制單元根據(jù)檢測(cè)的三效催化器的前端及氨泄漏催化器的兩端的氧的含量控制電子控制閥的開(kāi)啟，根據(jù)空氣流量計(jì)檢測(cè)的管道中的空氣控制子控制閥的關(guān)閉，繼而控制空氣能否進(jìn)入氨泄漏催化器。
[0010]進(jìn)一步的，所述控制單元根據(jù)空氣流量計(jì)反饋的管路中的空氣流量信號(hào)單獨(dú)控制電子控制閥是否關(guān)閉。
[0011]進(jìn)一步的，在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后的任意工況下，氧檢測(cè)單元將采集到的信號(hào)提交給控制單元，三效催化器前端的氧檢測(cè)單元數(shù)據(jù)用于發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比的控制，并輔助氨泄漏催化器前端的氧檢測(cè)單元數(shù)據(jù)用于判斷是否需要補(bǔ)充氧氣，并通過(guò)對(duì)氨泄漏催化器后端的氧傳感器數(shù)據(jù)的反饋，控制單元對(duì)電子控制閥的開(kāi)啟做出判斷，當(dāng)電子控制閥開(kāi)啟后，空氣流量計(jì)將采集到的信號(hào)反饋給控制單元，用于判斷單向電子控制閥的關(guān)閉時(shí)刻，從而控制氨泄漏催化器前后的氧濃度在一定的區(qū)間范圍內(nèi)，使氨能夠更充分的發(fā)生氧化反應(yīng)。
[0012]進(jìn)一步的，氨泄漏催化器尾部測(cè)得的氧濃度是作為判斷氨氣是否完全反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。
[0013]進(jìn)一步的，所述氧檢測(cè)單元為汽車氧傳感器。
[0014]進(jìn)一步的，所述電子控制閥為間歇型單向電子控制閥。
[0015]進(jìn)一步的，所述三效催化器與渦輪增壓器相連，所述渦輪增壓器分三路，一路與發(fā)動(dòng)機(jī)相連，另一路與空濾器相連，第三路與中冷器相連，所述中冷器與電子控制閥所在管路相連。
[0016]進(jìn)一步的，所述空濾器與渦輪增壓器之間的管路上還設(shè)置有空氣流量計(jì)。
[0017]氣體發(fā)動(dòng)機(jī)后處理中的補(bǔ)氧式氨催化轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的工作方法，包括以下步驟:
[0018]步驟一，首先啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，確保系統(tǒng)中個(gè)設(shè)備正常工作；
[0019]步驟二，調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)到任意一個(gè)工況，使發(fā)動(dòng)機(jī)在這一工況穩(wěn)定點(diǎn)運(yùn)行設(shè)定的時(shí)間以上；
[0020]步驟三，同步采集三效催化器前端以及氨泄漏催化器兩端的氧傳感器信號(hào)；
[0021]步驟四，根據(jù)氧傳感器發(fā)回的信號(hào)與空氣流量計(jì)采集的信號(hào)，控制單元對(duì)單向電子控制閥是否開(kāi)啟做出判斷，若判斷結(jié)果為關(guān)閉，則返回步驟三繼續(xù)采集信號(hào)，否則，進(jìn)入步驟五；
[0022]步驟五，控制單元做出判斷，電子控制閥開(kāi)啟；
[0023]步驟六，電子控制閥開(kāi)啟后，空氣流量計(jì)開(kāi)始工作，并將采集到的信號(hào)反饋給控制單元，然后返回步驟三。
[0024]進(jìn)一步的，在任意工況下，控制單元對(duì)三效催化器前端的氧傳感器采集到的信號(hào)進(jìn)行初步判斷，并通過(guò)氨泄漏催化器尾端的氧傳感器反饋的信號(hào)執(zhí)行單向電子控制閥的動(dòng)作，氨泄漏催化器前端和氨泄漏催化器后端的氧傳感器監(jiān)測(cè)氧氣的濃度應(yīng)處于某個(gè)范圍，然后控制單元經(jīng)過(guò)計(jì)算獲得所需空氣量，如果間歇型單向電子控制閥開(kāi)啟，空氣流量計(jì)開(kāi)始工作，并將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)作為單向電子控制閥關(guān)閉時(shí)刻的根據(jù)。
[0025]本實(shí)用新型的有益效果:
[0026]本實(shí)用新型以傳統(tǒng)的排氣處理系統(tǒng)為基礎(chǔ)，添加補(bǔ)氧式氨泄漏催化器，對(duì)富燃料工況下較多的氨排放進(jìn)行高效處理，本實(shí)用新型在傳統(tǒng)后處理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了氨泄漏催化器，并采用從節(jié)氣門(mén)前取氣的方式，為氨泄漏催化器提供足夠的氧化劑，結(jié)合與此匹配的控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)有效，技術(shù)上容易實(shí)現(xiàn)，并能解決三效催化器在富燃料工況下的氨排放問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1為本實(shí)用新型氣體發(fā)動(dòng)機(jī)后處理系統(tǒng)工作示意圖；
[0028]圖2為本實(shí)用新型控制系統(tǒng)的邏輯流程圖；
[0029]圖中，1、空濾器，2、中冷器，3、第一空氣流量計(jì)，4、渦輪增壓器，5、第一氧傳感器，
6、三效催化器，7、第二氧傳感器，8、氨泄漏催化器，9、第三氧傳感器，1、電子控制單元，11、間歇型單向電子控制閥，12、第二空氣流量計(jì)，13、發(fā)動(dòng)機(jī)?！揪唧w實(shí)施方式】:
[0030]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
[0031]本實(shí)用新型氣體發(fā)動(dòng)機(jī)沿進(jìn)氣方向依次經(jīng)過(guò)空濾器1，空氣流量計(jì)，然后經(jīng)渦輪增壓器4增壓，中冷器2中冷，在節(jié)氣門(mén)前端引出一節(jié)管路通向三效催化器6與氨泄漏催化器8之間，為氨的氧化提供氧氣;氣體發(fā)動(dòng)機(jī)13排出的廢氣經(jīng)渦輪增壓器4，三效催化器6后通向氨泄漏催化器8，在三效催化器6的前端和氨泄漏催化器8的兩端均布置有氧傳感器。
[0032]在發(fā)動(dòng)機(jī)13啟動(dòng)后的任意工況下，氧傳感器將采集到的信號(hào)提交給電子控制單元10，對(duì)當(dāng)前的工況與下一步的執(zhí)行做出判斷。三效催化器6前端的氧傳感器數(shù)據(jù)主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比的控制，同時(shí)對(duì)補(bǔ)氧量做初步判斷，通過(guò)對(duì)氨泄漏催化器8前端及后端的氧傳感器數(shù)據(jù)的反饋，電子控制單元10對(duì)間歇型單向電子控制閥11的開(kāi)啟做出判斷，當(dāng)間歇型單向電子控制閥11開(kāi)啟后，第二空氣流量計(jì)12將采集到的信號(hào)反饋給電子控制單元10，用于判斷間歇型單向電子控制閥11的關(guān)閉時(shí)刻，從而控制氨泄漏催化器8前后的氧濃度在一定的區(qū)間范圍內(nèi)，使氨能夠更充分的發(fā)生氧化反應(yīng)，氨泄漏催化器8尾部測(cè)得的氧濃度也是作為判斷氨氣是否完全反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。
[0033]在三效催化器6的下游再安裝氨泄漏催化器8，氨泄漏催化器8能在富氧條件下高效工作，并且有一定的儲(chǔ)氧功能，然后從進(jìn)氣歧管節(jié)氣門(mén)前的管道取少量進(jìn)氣，三效催化器6產(chǎn)生氨的量決定所需氧化劑的量很少，從進(jìn)氣管道取氣不會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)13的進(jìn)氣系統(tǒng)造成影響。正是由于以上特性，對(duì)控制閥的選取使用間歇型單向電子控制閥11?？刂品椒ㄖ饕憩F(xiàn)在對(duì)間歇型單向電子控制閥11的控制，包括開(kāi)啟時(shí)刻與開(kāi)啟時(shí)長(zhǎng)；電子控制單元1通過(guò)收集氧傳感器發(fā)回的信號(hào)，控制電子控制閥的開(kāi)啟，并通過(guò)空氣流量計(jì)的反饋，控制電子控制閥的關(guān)閉時(shí)刻。
[0034]其中，氨泄漏催化器位于三效催化器的下游，用于處理三效催化器產(chǎn)生的氨，間歇型單向電子控制閥位于氣體發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管節(jié)氣門(mén)前端引流管支路上，用于控制氨泄漏催化器的補(bǔ)氧。
[0035]其中，氧傳感器分別位于三效催化器前端和氨泄漏催化器兩端，空氣流量計(jì)位于間歇型單向電子控制閥的前端，電子控制單元用于收集氧傳感器收集的信號(hào)和空氣流量計(jì)的反饋對(duì)間歇型單向電子控制閥進(jìn)行控制。
[0036]實(shí)施例:
[0037]如圖1所示，該氣體發(fā)動(dòng)機(jī)排氣后處理系統(tǒng)包括空濾器I，中冷器2，第一空氣流量計(jì)3，渦輪增壓器4，第一氧傳感器5，三效催化器6，第二氧傳感器7，氨泄漏催化器8，第三氧傳感器9，電子控制單元10，間歇型單向電子控制閥11，第二空氣流量計(jì)12，發(fā)動(dòng)機(jī)13。
[0038]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施方式，氣體發(fā)動(dòng)機(jī)13的排氣后處理系統(tǒng)包括:氨排放處理裝置，補(bǔ)氧控制系統(tǒng)。
[0039]氨排放處理裝置的工作過(guò)程為:從節(jié)氣門(mén)前取氣補(bǔ)給氨泄漏催化器8，三效催化器6處理過(guò)的排氣通向氨泄漏催化器8，在氨泄漏催化器8內(nèi)富氧的條件下使氨充分氧化，然后排向大氣。
[0040]如圖2所示，補(bǔ)氧控制系統(tǒng)的工作過(guò)程為，首先啟動(dòng)氣體發(fā)動(dòng)機(jī)14，在任意工況下，電子控制單元10對(duì)第一氧傳感器5采集到的信號(hào)進(jìn)行初步判斷，并通過(guò)第三氧傳感器9反饋的信號(hào)執(zhí)行單向電子控制閥11的動(dòng)作，第二氧傳感器7和第三氧傳感器9監(jiān)測(cè)氧氣的濃度應(yīng)處于某個(gè)范圍，然后電子控制單元10經(jīng)過(guò)計(jì)算獲得所需空氣量。如果間歇型單向電子控制閥11開(kāi)啟，第二空氣流量計(jì)12開(kāi)始工作，并將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)作為間歇型單向電子控制閥11關(guān)閉時(shí)刻的根據(jù)。如果間歇型單向電子控制閥11關(guān)閉，電子控制單元10會(huì)繼續(xù)對(duì)第一氧傳感器5和第三氧傳感器9發(fā)回的信號(hào)進(jìn)行分析判斷。通過(guò)以上的控制過(guò)程，能夠確保氨泄漏催化器8在富氧的條件下高效工作，而且對(duì)取氣量的精確控制也是為了減小對(duì)進(jìn)氣系統(tǒng)的干擾。
[0041]本實(shí)用新型提供了補(bǔ)氧控制系統(tǒng)的邏輯流程圖，現(xiàn)結(jié)合圖2進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0042]步驟S201中，首先啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)13，檢查儀器，確保各采集儀器正常工作。
[0043]步驟S202中，調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)13到任意工況，使發(fā)動(dòng)機(jī)在這一工況穩(wěn)定點(diǎn)運(yùn)行5分鐘以上。
[0044]步驟S203中，同步采集三效催化器6前端以及氨泄漏催化器8兩端的氧傳感器信號(hào)。
[0045]步驟S204中，根據(jù)氧傳感器發(fā)回的信號(hào)與空氣流量計(jì)采集的信號(hào)，電子控制單元10對(duì)間歇型單向電子控制閥11是否開(kāi)啟做出判斷，若判斷結(jié)果為關(guān)閉，則返回步驟S203繼續(xù)采集信號(hào)。
[0046]步驟S205中，電子控制單元10做出判斷，間歇型單向電子控制閥11開(kāi)啟。
[0047]步驟S206中，間歇型單向電子控制閥11開(kāi)啟后，第二空氣流量計(jì)12開(kāi)始工作，并將采集到的信號(hào)反饋給電子控制單元10，然后返回步驟S203。
[0048]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.氣體發(fā)動(dòng)機(jī)后處理中的補(bǔ)氧式氨催化轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，其特征是，包括: 在三效催化器的下游安裝氨泄漏催化器，三效催化器的前端及氨泄漏催化器的兩端分別設(shè)有氧檢測(cè)單元，所述氧檢測(cè)單元分別與控制單元相連，在節(jié)氣門(mén)前端引出一節(jié)管路通向三效催化器與氨泄漏催化器之間的管路上，所述管路上設(shè)有電子控制閥，所述電子控制閥與控制單元相連;在電子控制閥的前端所在的管路上還設(shè)有空氣流量計(jì)。2.如權(quán)利要求1所述的氣體發(fā)動(dòng)機(jī)后處理中的補(bǔ)氧式氨催化轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，其特征是，所述氧檢測(cè)單元為汽車氧傳感器。3.如權(quán)利要求1所述的氣體發(fā)動(dòng)機(jī)后處理中的補(bǔ)氧式氨催化轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，其特征是，所述電子控制閥為間歇型單向電子控制閥。4.如權(quán)利要求1所述的氣體發(fā)動(dòng)機(jī)后處理中的補(bǔ)氧式氨催化轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，其特征是，所述三效催化器與渦輪增壓器相連，所述渦輪增壓器分三路，一路與發(fā)動(dòng)機(jī)相連，另一路與空濾器相連，第三路與中冷器相連，所述中冷器與電子控制閥所在管路相連。5.如權(quán)利要求4所述的氣體發(fā)動(dòng)機(jī)后處理中的補(bǔ)氧式氨催化轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，其特征是，所述空濾器與渦輪增壓器之間的管路上還設(shè)置有空氣流量計(jì)。
【文檔編號(hào)】F01N9/00GK205532806SQ201620390389
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年5月4日
【發(fā)明人】李新宇, 張強(qiáng), 李培新, 劉琨然, 李娜
【申請(qǐng)人】山東大學(xué)