一种实现燃气发动机超低排放的控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种实现燃气发动机超低排放的控制系统，涉及尾气处理，解决现有尾气处理存在TWC对空燃比控制精度要求较高、难以实现超低排放的技术问题，所述系统包括通过排气管连接的三元催化器、氨捕集器，所述三元催化器、氨捕集器之间的排气管上分别设有氧化催化器、颗粒捕集器、选择性催化还原催化器，靠近所述三元催化器输出端的排气管上设有补气装置。本实用新型专利技术通过增加氧化催化器、颗粒捕集器、选择性催化还原催化器可以对三元催化器排出的尾气进行深度处理，可以降低三元催化器对空燃比控制精度要求，补充氧气后可以提高氧化催化器、颗粒捕集器、选择性催化还原催化器和氨捕集器对尾气的转化率，可以实现超低排放的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种实现燃气发动机超低排放的控制系统
本技术涉及尾气处理，更具体地说，它涉及一种实现燃气发动机超低排放的控制系统。
技术介绍
为满足重型商用车及发动机国六排放法规(GB17691-2018)要求(排放限值要求NOX控制≤0.46g/kWh，CH4≤0.5g/kWh，NMHC≤0.16g/kWh，NH3≤10ppm，PM≤10mg/kWh，PN≤6*10^11#kWh)，目前天然气发动机普遍采用当量+EGR+TWC+ASC的燃烧技术路线，TWC为三元催化器，ASC为氨捕集器。该技术发动机通过燃烧优化、发动机本体设计等措施控制发动机使得PM、PN排放达标法规要求。同时，通过应用上述措施，以及外部冷却EGR策略将NOX、NMHC、CH4、CO原始排放控制到一定水平；通过TWC降低发动机尾气中的NOX、NMHC、CH4和CO排放，通过ASC降低发动机尾气中的NH3排放，最终使发动机总体排放控制在国6排放法规限值之内。当前的技术方案中TWC对空燃比控制精度要求较高，控制难度大，如图1所示，由于受空燃比窗口的限制，尾气污染物难以实现超低排放控制。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，本技术的目的是提供一种实现燃气发动机超低排放的控制系统。本技术的技术方案是：一种实现燃气发动机超低排放的控制系统，包括通过排气管连接的三元催化器、氨捕集器，所述三元催化器、氨捕集器之间的排气管上分别设有氧化催化器、选择性催化还原催化器，靠近所述三元催化器输出端的排气管上设有补气装置。作为进一步地改进，所述三元催化器、氨捕集器之间的排气管上还设有颗粒捕集器。进一步地，还包括控制器，所述三元催化器的输出端设有氧传感器，所述控制器电性连接所述氧传感器、补气装置。进一步地，所述补气装置包括电性连接所述控制器的电动气泵，所述电动气泵通过补气管连接所述排气管，所述补气管上设有电性连接所述控制器的控制阀。进一步地，所述电动气泵、控制阀之间的补气管上设有储气罐。进一步地，所述储气罐的输入端、输出端分别设有单向阀。进一步地，所述控制器为发动机ECU。有益效果本技术与现有技术相比，具有的优点为：本技术通过在三元催化器与氨捕集器之间增加氧化催化器、颗粒捕集器、选择性催化还原催化器，对三元催化器排出的尾气进行深度处理，可以降低三元催化器对空燃比控制精度要求，对三元催化器排出的尾气补充空气可以提高氧气含量，从而可以提高氧化催化器、颗粒捕集器、选择性催化还原催化器和氨捕集器对尾气的转化率，可以实现超低排放的目的。附图说明图1为TWC后处理反应原理图；图2为本技术的结构示意图。其中：1-排气管、2-补气装置、3-氧传感器、4-电动气泵、5-补气管、6-控制阀、7-储气罐、8-单向阀、9-发动机、10-增压器、TWC-三元催化器、ASC-氨捕集器、DOC-氧化催化器、SCR-选择性催化还原催化器、DPF-颗粒捕集器。具体实施方式下面结合附图中的具体实施例对本技术做进一步的说明。参阅图2，一种实现燃气发动机超低排放的控制系统，包括通过排气管1连接的三元催化器TWC、氨捕集器ASC，发动机9的尾气经过增压器10后排放到排气管1。三元催化器TWC、氨捕集器ASC之间的排气管1上分别设有氧化催化器DOC、选择性催化还原催化器SCR、颗粒捕集器DPF，靠近三元催化器TWC输出端的排气管1上设有补气装置2，用于补充空气。通过在三元催化器TWC与氨捕集器ASC之间增加氧化催化器DOC、选择性催化还原催化器SCR、颗粒捕集器DPF，可以对三元催化器TWC排出的尾气进行深度处理，可以降低三元催化器TWC对空燃比控制精度要求，对三元催化器TWC排出的尾气补充空气可以提高氧气含量，从而可以提高氧化催化器DOC、选择性催化还原催化器SCR、颗粒捕集器DPF和氨捕集器ASC对尾气的转化率，可以实现超低排放的目的。三元催化器TWC、氧化催化器DOC、颗粒捕集器DPF、选择性催化还原催化器SCR、氨捕集器ASC依次排列安装在排气管1上。控制系统还包括控制器，三元催化器TWC的输出端设有氧传感器3，用于实时获取三元催化器TWC输出尾气中的氧浓度，控制器电性连接氧传感器3、补气装置2，控制器可以根据氧浓度控制补气装置2对尾气补充的空气量。在本实施例中，补气装置2包括电性连接控制器的电动气泵4，电动气泵4通过补气管5连接排气管1，补气管5上设有电性连接控制器的控制阀6，控制阀6为比例阀或节流阀，可以控制补气管5的流量，从而控制对尾气补充的空气量。电动气泵4、控制阀6之间的补气管5上设有储气罐7，电动气泵4先将空气储存在储气罐7内，再由储气罐7进行补充空气，可以实现补充空气的稳定性。储气罐7的输入端、输出端分别设有单向阀8。在本实施例中，控制器为发动机ECU。本技术通过在等当量燃烧条件下应用TWC处理对发动机原排进行第一次处理；然后通过补气装置2，提升尾气中的氧浓度，并进一步在尾气富氧条件下通过应用DOC进一步降低CH4、NMHC和CO排放；应用DPF进一步降低PM、PN排放；应用SCR进一步降低NOX排放；应用ASC进一步降低NH3排放；可以使得发动机尾气排放实现超低排放的目的，或在国六的排放限值的基础上再降低50％以上，满足下一阶段排放限值的要求。以上仅是本技术的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本技术结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本技术实施的效果和专利的实用性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实现燃气发动机超低排放的控制系统，包括通过排气管(1)连接的三元催化器(TWC)、氨捕集器(ASC)，其特征在于，所述三元催化器(TWC)、氨捕集器(ASC)之间的排气管(1)上分别设有氧化催化器(DOC)、选择性催化还原催化器(SCR)，靠近所述三元催化器(TWC)输出端的排气管(1)上设有补气装置(2)。/n

【技术特征摘要】
1.一种实现燃气发动机超低排放的控制系统，包括通过排气管(1)连接的三元催化器(TWC)、氨捕集器(ASC)，其特征在于，所述三元催化器(TWC)、氨捕集器(ASC)之间的排气管(1)上分别设有氧化催化器(DOC)、选择性催化还原催化器(SCR)，靠近所述三元催化器(TWC)输出端的排气管(1)上设有补气装置(2)。


2.根据权利要求1所述的一种实现燃气发动机超低排放的控制系统，其特征在于，所述三元催化器(TWC)、氨捕集器(ASC)之间的排气管(1)上还设有颗粒捕集器(DPF)。


3.根据权利要求1或2所述的一种实现燃气发动机超低排放的控制系统，其特征在于，还包括控制器，所述三元催化器(TWC)的输出端设有氧传感器(3)，所述控制器电性连接所述氧传感器(3)、补气装...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱赞，邓远海，董伟，官维，李琼华，张松，
申请(专利权)人：广西玉柴机器股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广西;45