柴油机的排放路线布置制造技术

本发明专利技术公开了一种柴油机的排放路线布置，包括混合器直接连接在增压器涡轮出口处，柴油机的排放废气的一部分通过增压器增压后进入混合器；第一级尿素喷射器设置在混合器处用以向混合器内喷射尿素溶液；第一级选择性催化还原器设置在混合器的下游，经混合气强化混合后的气体进入第一级选择性催化还原器内实施降氮氧化物反应；第二级选择性催化还原器(SCR)设置在第一级选择性催化还原器的下游；第二级尿素喷射器设置在第二级选择性催化还原器处用以向第二级选择性催化还原器内喷射尿素溶液。借此，本发明专利技术的排放路线布置可在柴油机低负荷时第一级尿素喷射器工作，而中高负荷时第二级尿素喷射器工作，有效降低废气中氮氧化物的产生。

Layout of diesel engine emission route

【技术实现步骤摘要】
柴油机的排放路线布置
本专利技术是关于柴油机的排放领域，特别是关于一种柴油机的排放路线布置。
技术介绍
在当前的技术条件下，轻型柴油机的排放通常使用下面两种技术：(1)高压EGR+低压EGR+后处理(NSC+SCRF+SCR/ASC)。(2)高压EGR+低压EGR+后处理(DOC+SCRF+SCR/ASC)。这两种现用的方案特点是“高压EGR”和“低压EGR”组合，同时存在不能单独使用，而且后处理中只带一个SCR装置。上述两种技术方案存在以下缺点：1)“高压EGR”和“低压EGR”组合，同时存在，造成占用较大的整车机舱空间，而且为了伺服“低压EGR”结构能正常的使用，与之配套的零件还必须包括水空中冷器、除气装置、排气阀等零部件以及对应的气体和流体管路，这些伺服附件都给柴油机体积和可靠性带来不利影响。2)后处理(NSC+SCRF+SCR/ASC)和后处理(DOC+SCRF+SCR/ASC)的技术路线，其SCR不在增压器涡轮后的第一级，为了尿素水溶液和尾气充分混合，SCR前需要一段较长混合器，导致后处理装置体积大厦，布置困难，一些妥协的布置将会影响整车的可靠性。鉴于以上两个缺点，亟待一种效率高且体积小的轻型柴油机技术路线出现，以解决轻型车遇到的问题。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种柴油机的排放路线布置，其能够通过第一级尿素喷射器和第一级选择性催化还原器以及第二级尿素喷射器和第二级选择性催化还原器根据柴油机的不同工况对柴油机的排放尾气实施组合式降氮氧化物反应。为实现上述目的，本专利技术提供了一种柴油机的排放路线布置，包括混合器、第一级尿素喷射器、第一级选择性催化还原器(SCR)、第二级选择性催化还原器以及第二级尿素喷射器。混合器直接连接在增压器涡轮出口处，柴油机的排放废气的一部分通过增压器增压后进入混合器；第一级尿素喷射器设置在混合器处用以向混合器内喷射尿素溶液；第一级选择性催化还原器设置在混合器的下游，经混合气强化混合后的气体进入第一级选择性催化还原器内实施降氮氧化物反应；第二级选择性催化还原器(SCR)设置在第一级选择性催化还原器的下游；第二级尿素喷射器设置在第二级选择性催化还原器处用以向第二级选择性催化还原器内喷射尿素溶液；其中柴油机低负荷时第一级尿素喷射器工作，柴油机中高负荷时第二级尿素喷射器工作。在一优选的实施方式中，柴油机的排放路线布置还包括柴油氧化型催化器(DOC)以及颗粒捕集器(DPF)。柴油氧化型催化器设置在第一级选择性催化还原器的下游；颗粒捕集器设置在柴油氧化型催化器的下游，且位于第二级尿素喷射器的上游。在一优选的实施方式中，柴油机的排放路线布置还包括高压EGR组件，柴油机的排放废气的另一部分经高压EGR组件处理后将再次进入柴油机的进气系统。在一优选的实施方式中，高压EGR组件包括连接于柴油机的废气出口的废气循环阀以及EGR冷却器。在一优选的实施方式中，柴油机的排放路线布置还包括温度传感器以及车载电脑。温度传感器用以感测排放路线内的温度数据；车载电脑数据连接温度传感器、第一级尿素喷射器以及第二级尿素喷射器，车载电脑用以通过温度数据控制第一级尿素喷射器工作或第二级尿素喷射器工作。在一优选的实施方式中，柴油机处于低负荷时的废气排放温度介于200℃-350℃的范围，柴油机中处于高负荷时的废气排放温度介于350℃-550℃的范围。与现有技术相比，本专利技术的柴油机的排放路线布置具有以下有益效果：1)本专利技术的排放路线布置的第一级SCR、DOC、DPF可以紧凑地耦合为一体，而其前端只需要更短的混合器，该混合器利用废气涡轮增压器的高温和强气流实现迅速混合，在柴油机低负荷时也能保持较高的第一级SCR催化转化效率。排放路线布置的第二级SCR可在中负荷和高负荷时发挥作用，甚至在复杂条件下，将从第一级SCR逃逸的NOX催化转化，使尾气达到国6b排放标准甚至更高的要求。从而在技术上实现了后处理器装置的体积小，废气中的NOX清除彻底的优点。2)由于排放路线布置采用了双级选择性催化还原器设计，从而在柴油机本体的设计时，仅考虑使用相对简单的“高压EGR组件”就可以满足要求，因此技术上减少了设计的难度，同时也减少了许多伺服“低压EGR”的零部件，使得柴油机能够体积更小，零件更少，给柴油机的可靠性带来极大的提升。附图说明图1是根据本专利技术一实施方式的排放路线布置的主视示意图；图2是根据本专利技术一实施方式的排放路线布置的后视示意图。主要附图标记说明：1-第一级尿素喷射器，2-混合器，3-第一级选择性催化还原器，4-柴油氧化型催化器，5-颗粒捕集器，6-第二级选择性催化还原器，7-第二级尿素喷射器，8-高压EGR组件。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。如图1至图2所示，根据本专利技术优选实施方式的一种柴油机的排放路线布置，其包括两路装置，其中一路包括连接在柴油的废气排放出口处的第一级尿素喷射器1、混合器2、第一级选择性催化还原器3(SCR)、柴油氧化型催化器4(DOC)、颗粒捕集器5(DPF)、第二级选择性催化还原器6以及第二级尿素喷射器7。混合器2直接连接在增压器涡轮出口处，柴油机的排放废气的一部分通过增压器增压后进入混合器2。第一级尿素喷射器1设置在混合器2处用以向混合器2内喷射尿素溶液。第一级选择性催化还原器3设置在混合器2的下游，经混合气强化混合后的气体进入第一级选择性催化还原器3内实施降氮氧化物反应。柴油氧化型催化器4设置在第一级选择性催化还原器3的下游。颗粒捕集器5设置在柴油氧化型催化器4的下游。第二级选择性催化还原器6(SCR)设置在柴油氧化型催化器4的下游。第二级尿素喷射器7设置在第二级选择性催化还原器6处用以向第二级选择性催化还原器6内喷射尿素溶液。本专利技术的柴油机的排放路线布置的另一路装置包括连接于柴油机的废气出口的废气循环阀以及EGR冷却器组成的高压EGR组件8。柴油机的排放废气的另一部分经高压EGR组件8处理后将再次进入柴油机的进气系统。在一些实施方式中，选择性催化还原器的作用是消除柴油机尾气中的NOX(氮氧化物)，其工作原理简述为：尾气从涡轮增压器出来后进入排气混合器，在混合器上安装有第一级尿素喷射器，喷入尿素水溶液，尿素在高温下发生水解和热解反应后生成NH3，在选择性催化还原器系统催化剂表面利用NH3还原NOX，排出N2，多余的NH3也被氧化为N2，防止泄漏。选择性催化还原器处于较高的转化效率是需要有足够的温度为前提的(数据显示约在240℃以上)。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柴油机的排放路线布置，其特征在于，包括：/n混合器，其直接连接在增压器涡轮出口处，所述柴油机的排放废气的一部分通过所述增压器增压后进入所述混合器；/n第一级尿素喷射器，其设置在所述混合器处用以向所述混合器内喷射尿素溶液；/n第一级选择性催化还原器，其设置在所述混合器的下游，经所述混合气强化混合后的气体进入所述第一级选择性催化还原器内实施降氮氧化物反应；/n第二级选择性催化还原器，其设置在所述第一级选择性催化还原器的下游；以及/n第二级尿素喷射器，其设置在所述第二级选择性催化还原器处用以向所述第二级选择性催化还原器内喷射尿素溶液；/n其中所述柴油机处于低负荷时所述第一级尿素喷射器工作，所述柴油机中处于高负荷时所述第二级尿素喷射器工作。/n

【技术特征摘要】
1.一种柴油机的排放路线布置，其特征在于，包括：
混合器，其直接连接在增压器涡轮出口处，所述柴油机的排放废气的一部分通过所述增压器增压后进入所述混合器；
第一级尿素喷射器，其设置在所述混合器处用以向所述混合器内喷射尿素溶液；
第一级选择性催化还原器，其设置在所述混合器的下游，经所述混合气强化混合后的气体进入所述第一级选择性催化还原器内实施降氮氧化物反应；
第二级选择性催化还原器，其设置在所述第一级选择性催化还原器的下游；以及
第二级尿素喷射器，其设置在所述第二级选择性催化还原器处用以向所述第二级选择性催化还原器内喷射尿素溶液；
其中所述柴油机处于低负荷时所述第一级尿素喷射器工作，所述柴油机中处于高负荷时所述第二级尿素喷射器工作。


2.如权利要求1所述的柴油机的排放路线布置，其特征在于，还包括：
柴油氧化型催化器，其设置在所述第一级选择性催化还原器的下游；以及
颗粒捕集器，其设置在所述柴油氧化型催化器的下游，且位于所述第二级...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘嗣，蒙小聪，董家枝，陶泽民，王春玲，陈晓克，赵亚飞，
申请(专利权)人：广西玉柴机器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45