【技术实现步骤摘要】
一种主动调控柴油机SDPF系统工作环境的控制装置与方法
本专利技术涉及柴油机后处理领域,具体涉及一种主动调控柴油机SDPF系统工作环境的控制装置与方法。SDPF(DieselParticleFilterwithSCRCoating)系统即为负载有SCR催化剂的过滤器。
技术介绍
随着汽车排放法规的日益严格,对汽车后处理系统的要求也随之加强。柴油机作为生活中一种常用的发动机,其HC和CO排放量只有汽油机的几十分之一,但NOx的排放量却比汽油机高很多,微粒PM(ParticulateMatter)排放更是汽油机的30~50倍,因此,柴油机对NOx和PM的排放控制尤为重要。柴油机颗粒捕集器(DieselParticulateFilter,DPF),其相邻的蜂窝孔道两端交替堵孔,迫使气流通过多孔的壁面,而颗粒物被捕集在壁面孔内以及入口壁面上,过滤效率通常为85%~99.5%,被认为是当前最有效的脱除PM方法。选择性催化还原技术(SelectiveCatalyticReduction,SCR),其常用的还原剂为一定浓度的尿素水溶液,与排气在排气管中混合,将排放污染物中的NOx还原为氮气和水,在排放到大气中,其对NOx的转换效率可达到95%,被视为最有效的脱除NOx技术。目前最常用的柴油机后处理系统是通过将氧化型催化转化器,(DieselOxidationCatalyst,DOC)、柴油机颗粒捕集器以及选择性催化还原技术串联组合使用。但这种方式也会造成串联组合体积过大、管路布置要求高、SCR低温起燃性能差等问题。因此诞生 ...
【技术保护点】
1.一种主动调控柴油机SDPF系统工作环境的控制装置,其特征在于,所述装置包括,DOC氧化型催化转化器、尿素喷射装置、混合加热装置、控制器和SDPF系统;/nDOC氧化型催化转化器安装于发动机后端,发动机产生的排气首先进入DOC,排气中的HC、CO、NO被氧化为H
【技术特征摘要】
1.一种主动调控柴油机SDPF系统工作环境的控制装置,其特征在于,所述装置包括,DOC氧化型催化转化器、尿素喷射装置、混合加热装置、控制器和SDPF系统;
DOC氧化型催化转化器安装于发动机后端,发动机产生的排气首先进入DOC,排气中的HC、CO、NO被氧化为H2O、CO2、NO2,并产生热量;
尿素喷射装置,安装于DOC氧化型催化转化器后端,混合加热装置前端,用于向柴油机排气管中喷射尿素喷雾;
控制器根据检测的柴油机排气管中气体流速和温度、混合加热装置中排气管内壁面温度以及SDPF系统前端气体温度和压差,判断SDPF的催化环境,并控制混合加热装置的前旋流叶片的锁死位置以及前后旋流叶片上的加热片和壁面加热装置的加热量,促进尿素液滴进一步破碎,防止尿素结晶的产生,提高混合物的均匀性,减小排气背压,并在SDPF再生时进行温度补偿,控制SDPF工作环境,有利于催化反应的发生;
混合加热装置安装于DOC氧化型催化转化器与SDPF系统之间,通过改变加热装置加热量和前后旋流叶片的重叠角度,进而调整混合模式;
SDPF系统安装于混合加热装置后端,对柴油机排气中的NOx和颗粒进行处理。
2.如权利要求1所述的一种主动调控柴油机SDPF系统工作环境的控制装置,其特征在于,还有设置有传感器,包括一个流速传感器,三个温度传感器,以及一个压差传感器,上述传感器分别与控制器连接;其中流速传感器与第一温度传感器安装在DOC氧化型催化转化器后端以及尿素喷射装置前端的排气管中,用于检测进入所述混合加热装置前排气管中排气的流速与温度;第二温度传感器安装在后旋流叶片后端排气管内壁面处,由于少量尿素液滴附着于排气管内壁面形成尿素液膜,造成壁面温度下降,第二温度传感器用于检测混合加热装置中排气管内壁面温度;第三温度传感器安装在SDPF系统的入口处,用于检测SDPF系统前端气体温度;压差传感器安装在SDPF系统入口端和出口端,用于获得SDPF的压力差信号。
3.如权利要求1所述的一种主动调控柴油机SDPF系统工作环境的控制装置,其特征在于,所述混合加热装置由三部分组成:
壁面加热装置,包裹在排气管外用以加热排气管壁,包裹位置处于尿素液滴易于附着位置,促使尿素加快热分解混合;
前旋流叶片,可在排气的带动下自由转动;在满足相应工作条件下可通过控制器控制锁止停止转动,与后旋流叶片组合作为静态旋流混合器;根据控制器控制锁止位置,调整前后旋流叶片重叠角度,调整湍流动能以及减小背压;叶片背面背离排气流动方向后半部分安装有加热片;
后旋流叶片,与排气管连接不发生转动,支撑固定整个前后旋流叶片结构;叶片结构与前旋流叶片相同,都具有导流作用;叶片背面背离排气流动方向后半部分安装有加热片。
4.如权利要求3所述的一种主动调控柴油机SDPF系统工作环境的控制装置,其特征在于,所述前旋流叶片以及后旋流叶片中的叶片布置采取圆周阵列排布,每周叶片数量为5~15,叶片安装角度为-45°~45°,叶片斜置角度为-45°~45°;前后旋流叶片背面背离排气流动方向后半部分安装有加热片,加热片尺寸为30%~100%的叶片背面面积,加热片安装位置为叶片背面中部或后部。
5.如权利要求3所述的一种主动调控柴油机SDPF系统工作环境的控制装置,其特征在于,所述前旋流叶片以及后旋流叶片中的叶片材料为马氏体钢、马氏体-铁素体钢、铁素体钢、铁基不锈钢、镍基合金、陶瓷基复合材料、钛合金、铝合金或陶瓷涂层的合金材料;加热片以及壁面加热装置材料为陶瓷加热片或金属加热片。
6.利用如权利要求1所述的装置主动调控柴油机S...
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