一种选用LNT的排气后处理系统及其控制方法技术方案

一种选用LNT的排气后处理系统，其内的发动机通过一号空管与LNT、中空管的进气口均相通，LNT、中空管的出气口均通过二号空管与DOC的进气口相通，DOC的出气口与DPF的进气口相通，DPF的出气口经三号空管与SCR的进气口相通，SCR的出气口与尾气管的进气口相连通，应用时，本排气后处理系统对应的控制方法包括低温LNT停用工艺、适温LNT启用工艺、高温LNT停用工艺中的任意一种或任意组合。本设计不仅能够高效率使用SCR、LNT，排气后处理效果较强，而且能延长LNT的使用寿命，易于操作，成本较低。

【技术实现步骤摘要】
一种选用LNT的排气后处理系统及其控制方法
本专利技术涉及一种车辆排气的后处理系统，属于应用柴油发动机的车辆领域，尤其涉及一种选用LNT的排气后处理系统及其控制方法。
技术介绍
作为空气污染的主要来源之一，柴油机所排放的NOx（NO和NO2）会造成酸雨、光化学烟雾、温室效应和臭氧层空洞等环境破坏，同时对人体健康也具有不利影响。由于柴油机的排气系统处于富氧环境，因而，传统的三效催化转化器无法高效消除排放的NOx。同时，随着国六排放法规的出台，未来的排放标准只会越来越严格，在机内净化措施基础上，同时采用高效后处理技术相结合，将成为未来柴油机NOx排放控制领域的研究重点。现有技术中常用的脱除Nox的技术为选择性催化剂还原（SelectiveCatalyticReduction，即SCR）与稀燃NOx捕集（LeanNOxTrap，即LNT），虽然这两项技术前景巨大，但这两项技术在现有应用上都无法得到高效利用，为此，需要一种技术，以能够同时满足SCR、LNT高效率工作的要求，从而提升排气后处理效果。公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利申请的总体背景的理解，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
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的无法高效率使用SCR、LNT，排气后处理效果较弱的缺陷与问题，提供一种能够高效率使用SCR、LNT，排气后处理效果较强的一种选用LNT的排气后处理系统及其控制方法。为实现以上目的，本专利技术的技术解决方案是：一种选用LNT的排气后处理系统，包括发动机、LNT与尾气管，所述发动机的出气口与LNT的进气口相连通，LNT的出气口与尾气管的进气口相连通，尾气管的出气口与外部环境相连通；所述选用LNT的排气后处理系统还包括中空管、DOC、DPF与SCR，所述发动机通过一号空管与LNT、中空管的进气口均相通，LNT、中空管的出气口均通过二号空管与DOC的进气口相通，DOC的出气口与DPF的进气口相通，DPF的出气口经三号空管与SCR的进气口相通，SCR的出气口与尾气管的进气口相连通；所述一号空管上设置有前温度监测装置与前NOx监测装置，所述三号空管上设置有中温度监测装置，所述尾气管上设置有后温度监测装置与后NOx监测装置。所述前温度监测装置、中温度监测装置、后温度监测装置都为温度传感器，所述前NOx监测装置与后NOx监测装置都为NOx传感器。所述选用LNT的排气后处理系统还包括选用阀，该选用阀包括外阀筒、分隔板、转动轴与封闭板，所述外阀筒的内腔被分隔板分为上阀腔、下阀腔，分隔板的前端部与转动轴的中部相接触，转动轴的两端各自穿经外阀筒的筒壁而过，转动轴的中部与封闭板的内端部相连接，封闭板的外端部朝外延伸，转动轴驱动封闭板进行上下转动，且封闭板与上阀腔、下阀腔的腔口进行嵌入密封配合。所述转动轴上延伸至外阀筒外部的一端与转动电机的输出端相连接。所述筒壁上近上阀腔顶端的部位设置有向下延伸的上凸起，所述筒壁上近下阀腔底端的部位设置有向上延伸的下凸起。所述上凸起相对于上阀腔的腔口向内设置，所述下凸起相对于下阀腔的腔口向内设置。一种上述选用LNT的排气后处理系统的控制方法，所述控制方法包括低温LNT停用工艺、适温LNT启用工艺、高温LNT停用工艺中的任意一种或任意组合；所述前温度监测装置、前NOx监测装置分别测得一号空管内气体的温度与NOx含量，所述中温度监测装置监测三号空管内的气体的温度，所述后温度监测装置、后NOx监测装置分别测得尾气管内气体的温度与NOx含量；所述低温LNT停用工艺是指：当前温度监测装置测得的排气温度低于300摄氏度时，关闭LNT以使一号空管只经中空管与二号空管相通，LNT不参与排气后处理，此时，发动机的排气先依次经一号空管、中空管、二号空管后进入DOC，再使DOC处理后的排气进入DPF中，然后DPF处理后的排气进入三号空管中，以与尿素喷雾在三号空管中一起混合，混合后的气体再进入SCR中，最后，SCR处理后的排气经尾气管排到外部环境中；所述适温LNT启用工艺是指：当前温度监测装置测得的排气温度位于300摄氏度至350摄氏度之间时，开启LNT以使一号空管只经LNT与二号空管相通，中空管不参与排气后处理，此时，发动机的排气先依次经一号空管、LNT、二号空管后进入DOC，再使DOC处理后的排气进入DPF中，然后DPF处理后的排气进入三号空管中，以与尿素喷雾在三号空管中一起混合，混合后的气体再进入SCR中，最后，SCR处理后的排气经尾气管排到外部环境中；其中，当后NOx监测装置的测得值小于或等于前NOx监测装置的测得值的10%时，LNT中进行吸附反应，发动机为稀燃状态，而当后NOx监测装置的测得值大于前NOx监测装置的测得值的10%时，LNT中进行还原反应，发动机为浓燃状态；所述高温LNT停用工艺是指：当前温度监测装置测得的排气温度高于300摄氏度时，关闭LNT以使一号空管只经中空管与二号空管相通，LNT不参与排气后处理，此时，发动机的排气先依次经一号空管、中空管、二号空管后进入DOC，再使DOC处理后的排气进入DPF中，然后DPF处理后的排气进入三号空管中，以与尿素喷雾在三号空管中一起混合，混合后的气体再进入SCR中，最后，SCR处理后的排气经尾气管排到外部环境中。所述适温LNT启用工艺中，所述发动机的浓燃状态、稀燃状态依据后NOx监测装置、前NOx监测装置的测得值轮流发生切换，此时，当发动机为浓燃状态时，LNT中还原反应所产生的NH3存储于在SCR中，而当发动机为稀燃状态时，则使用上一个浓燃状态中存储在SCR中的NH3参与三号空管中的尿素喷雾的混合。所述尿素喷雾进入三号空管中的方式为：先控制尿素泵从尿素罐中抽取尿素并加压输送到尿素喷嘴中，再由尿素喷嘴将尿素以喷雾的方式喷出在三号空管中。所述适温LNT启用工艺中，单个吸附反应的进行时间为40—80s，单个还原反应的进行时间为3—6s。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1、本专利技术一种选用LNT的排气后处理系统及其控制方法中，发动机通过一号空管与LNT、中空管的进气口均相通，LNT、中空管的出气口均通过二号空管与DOC的进气口相通，LNT、中空管并排使用，每次只使用其中一个，应用时，根据一号空管内的温度以确定使用LNT或中空管，此外，当使用LNT时，又根据后NOx监测装置、前NOx监测装置的测得值比较结果而选择LNT内的反应形式，以及发动机内浓燃状态、稀燃状态之间的切换，从而确保LNT、SCR都能得到高效率的应用，提高排气的后处理效果，而且能够保护LNT，避免其在高温时被损坏，延长其使用寿命。因此，本专利技术不仅能够高效率使用SCR、LNT，排气后处理效果较强，而且能延长LNT的使用寿命。2、本专利技术一种选用LNT的排气后处理系统及其控制方法中，增设的选用阀包括外阀筒、分隔板、转动轴与封闭板，其中，外阀筒的内腔被分隔板分为上阀腔、下阀腔，分隔板的前端部与转动轴的中部相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种选用LNT的排气后处理系统，包括发动机（1）、LNT（3）与尾气管（10），所述发动机（1）的出气口与LNT（3）的进气口相连通，LNT（3）的出气口与尾气管（10）的进气口相连通，尾气管（10）的出气口与外部环境相连通，其特征在于：/n所述选用LNT的排气后处理系统还包括中空管（4）、DOC（6）、DPF（7）与SCR（9），所述发动机（1）通过一号空管（2）与LNT（3）、中空管（4）的进气口均相通，LNT（3）、中空管（4）的出气口均通过二号空管（5）与DOC（6）的进气口相通，DOC（6）的出气口与DPF（7）的进气口相通，DPF（7）的出气口经三号空管（8）与SCR（9）的进气口相通，SCR（9）的出气口与尾气管（10）的进气口相连通；/n所述一号空管（2）上设置有前温度监测装置（21）与前NOx监测装置（22），所述三号空管（8）上设置有中温度监测装置（81），所述尾气管（10）上设置有后温度监测装置（101）与后NOx监测装置（102）。/n

【技术特征摘要】
1.一种选用LNT的排气后处理系统，包括发动机（1）、LNT（3）与尾气管（10），所述发动机（1）的出气口与LNT（3）的进气口相连通，LNT（3）的出气口与尾气管（10）的进气口相连通，尾气管（10）的出气口与外部环境相连通，其特征在于：
所述选用LNT的排气后处理系统还包括中空管（4）、DOC（6）、DPF（7）与SCR（9），所述发动机（1）通过一号空管（2）与LNT（3）、中空管（4）的进气口均相通，LNT（3）、中空管（4）的出气口均通过二号空管（5）与DOC（6）的进气口相通，DOC（6）的出气口与DPF（7）的进气口相通，DPF（7）的出气口经三号空管（8）与SCR（9）的进气口相通，SCR（9）的出气口与尾气管（10）的进气口相连通；
所述一号空管（2）上设置有前温度监测装置（21）与前NOx监测装置（22），所述三号空管（8）上设置有中温度监测装置（81），所述尾气管（10）上设置有后温度监测装置（101）与后NOx监测装置（102）。


2.根据权利要求1所述的一种选用LNT的排气后处理系统，其特征在于：所述前温度监测装置（21）、中温度监测装置（81）、后温度监测装置（101）都为温度传感器，所述前NOx监测装置（22）与后NOx监测装置（102）都为NOx传感器。


3.根据权利要求1或2所述的一种选用LNT的排气后处理系统，其特征在于：所述选用LNT的排气后处理系统还包括选用阀（14），该选用阀（14）包括外阀筒（141）、分隔板（142）、转动轴（143）与封闭板（144），所述外阀筒（141）的内腔被分隔板（142）分为上阀腔（145）、下阀腔（146），分隔板（142）的前端部与转动轴（143）的中部相接触，转动轴（143）的两端各自穿经外阀筒（141）的筒壁（147）而过，转动轴（143）的中部与封闭板（144）的内端部相连接，封闭板（144）的外端部朝外延伸，转动轴（143）驱动封闭板（144）进行上下转动，且封闭板（144）与上阀腔（145）、下阀腔（146）的腔口进行嵌入密封配合。


4.根据权利要求3所述的一种选用LNT的排气后处理系统，其特征在于：所述转动轴（143）上延伸至外阀筒（141）外部的一端与转动电机（15）的输出端相连接。


5.根据权利要求3所述的一种选用LNT的排气后处理系统，其特征在于：所述筒壁（147）上近上阀腔（145）顶端的部位设置有向下延伸的上凸起（148），所述筒壁（147）上近下阀腔（146）底端的部位设置有向上延伸的下凸起（149）。


6.根据权利要求5所述的一种选用LNT的排气后处理系统，其特征在于：所述上凸起（148）相对于上阀腔（145）的腔口向内设置，所述下凸起（149）相对于下阀腔（146）的腔口向内设置。


7.一种权利要求1或2所述的选用LNT的排气后处理系统的控制方法，其特征在于：所述控制方法包括低温LNT停用工艺、适温LNT启用工艺、高温LNT停用工艺中的任意一种或任意组合；所述前温度监测装置（21）、前NOx监测装置（22）分别测得一号空管（2）内气体的温度与NOx含量，所述中温度监测装置（81）监测三号空管（8）内的气体的温度，所述后温度监测装置（101）、后NOx监测装置（102...

【专利技术属性】
技术研发人员：王天田，李天羿，杨本梦，刘俊杰，
申请(专利权)人：华东交通大学，南昌碳印环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36