本发明专利技术属于柴油机尾气SCR尿素溶液喷射技术领域，尤其涉及一种尿素溶液双喷嘴后处理装置及其控制方法。本发明专利技术的尿素溶液双喷嘴后处理装置，包括第一尿素喷嘴及第二尿素喷嘴，所述第一尿素喷嘴设置在发动机涡后，所述第一尿素喷嘴的后端依次连接有第一SCR载体、DOC载体、DPF载体、第二SCR载体及ASC载体，所述DPF载体与第二SCR载体之间设置有第二尿素喷嘴，所述第二尿素喷嘴与所述第一尿素喷嘴连接，并连接有尿素泵。本发明专利技术采用双喷嘴，喷嘴价格较低，SCR载体总体积几乎不变，使得总成本得到控制，第一尿素喷嘴充分利用涡后位置温度较高的特点，使得尿素溶液水解生成氨气，参与第一SCR载体反应，受限于布置空间，第一SCR载体体积较小，但在低温时有较高效率。但在低温时有较高效率。但在低温时有较高效率。
【技术实现步骤摘要】
一种尿素溶液双喷嘴后处理装置及其控制方法
[0001]本专利技术属于柴油机尾气SCR尿素溶液喷射
，尤其涉及一种尿素溶液双喷嘴后处理装置及其控制方法。
技术介绍
[0002]重型柴油车国六法规GB17691
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2018已经颁布和执行，国六阶段SCR后处理催化器技术方案主流为：DOC+DPF+尿素喷嘴+SCR+ASC，均能解决当时的尾气排放问题。当前柴油车通过SCR技术路线，处理后尾气中氮氧浓度排放已经很低，转化率已经接近99%，但是这是实验室内基于法规WHTC工况循环测得的，尾气温度相对较高，在车载尾气测试PEMS实验中，整车存在着许多倒拖滑行，以及冷风吹拂降温，尾气温度更低。即使实验室内柴油机在WHTC循环中，约2/3模拟城市、郊区路况部分，温度区间低于250℃，甚至低于尿素溶液起喷温度（主流标定为180℃~220℃之间某值）。这种现象普遍存在，小排量发动机更加明显。
[0003]温度的小幅升高，能够显著改善催化器对尾气的转换效率。SCR催化还原反应是氨气参与反应，尿素溶液约在160℃开始水解生成氨气，但效率非常低，温度升高至t1（t1为220℃~250℃之间某值，由催化器特性决定）效率迅速提升，温度t1至温度t2（t2为450℃~500℃之间某值，由催化器特性决定）效率保持最大，称为最大效率窗口，温度继续升高，效率开始下降。在实际测试中，柴油机尾气温度介于160℃~250℃时，如果温度能够提升20℃，效率能够得到改善，温度如果能够提升50℃，效率将会显著提升，尾气中氮氧污染物转换将毫无压力。
[0004]当前的国六技术方案中，必须采用一些升温措施，升温方法主要有：缸内升温，包括：憋节气门、增加缸内后喷油、喷油正时等；缸外升温，如排气管内后喷油、排气管内电加热、排气管保温结构等。这些方法都会造成油耗的严重增加，实质上是增加一部分不做功只发热的燃油，难以满足油耗限制法规要求，同时带来HC污染物增加，升温效果有限。缸内后喷油还会造成严重的机油稀释。节气门动作会造成增压器喘振和输出扭矩波动。
[0005]公开号为CN207905899U的中国专利公开了一种氨气尿素双喷射系统，其是尿素溶液+氨气组成双喷，氨气用于低温时喷射，催化器布置未公布，理解为传统的DOC+PDF+SCR+ASC方案。
技术实现思路
[0006]针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种尿素溶液双喷嘴后处理装置及其控制方法。本专利技术的尿素溶液双喷嘴后处理装置的双喷嘴均用于尿素溶液喷射，从原理上不同于现有的技术方案，能够提升温度窗口，氨气喷射、存储、加注、稳定性目前存在技术困难，市场上尚未得到应用。
[0007]为了解决现有技术的不足，本专利技术采用以下技术方案：一种尿素溶液双喷嘴后处理装置，包括第一尿素喷嘴及第二尿素喷嘴，所述第一尿素喷嘴设置在发动机涡后，所述第一尿素喷嘴的后端依次连接有第一SCR载体、DOC载体、DPF载体、第二SCR载体及ASC载体，所
述DPF载体与第二SCR载体之间设置有第二尿素喷嘴，所述第二尿素喷嘴与所述第一尿素喷嘴连接，并连接有尿素泵。
[0008]进一步地，所述第一SCR载体后端与所述DOC载体前端之间设置有第一NO
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传感器和第二采样口，所述发动机涡后与第一尿素喷嘴之间设置有第一采样口。
[0009]进一步地，所述第一尿素喷嘴及第一SCR载体的安装位置靠近发动机涡后，所述第一尿素喷嘴的安装底座设置隔热挡板，防止高温时排气管热辐射损坏所述第一尿素喷嘴。
[0010]进一步地，所述ASC载体后端连接有第二NO
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传感器。
[0011]进一步地，所述尿素泵为单个或多个，所述第一尿素喷嘴与第二尿素喷嘴连接至同一尿素泵上，或者分别各自连接一个尿素泵。
[0012]进一步地，所述第一尿素喷嘴的安装底座设置冷却水管路和断水电磁阀，所述断水电磁阀低温关闭，高温开启，防止发动机涡后高温时损坏所述第一尿素喷嘴。
[0013]优选地，所述第一尿素喷嘴采用不耐高温的风冷型/水冷型带电磁阀喷嘴或耐高温的通孔机械喷嘴。
[0014]进一步地，所述第一SCR载体与第二SCR载体的体积均小于常规SCR载体的体积，但二者的体积和不小于常规SCR载体的体积。
[0015]优选地，所述第一尿素喷嘴与第一SCR载体之间设置有一块DOC载体，所述DOC载体与第一SCR载体作为总成封装在一起，所述DOC载体、DPF载体、第二SCR载体及ASC载体作为总成封装在一起。
[0016]所述尿素溶液双喷嘴后处理装置的控制方法，包括以下步骤：步骤s1、第一尿素喷嘴喷射量的确定采集第一采样口、第二采样口处的氮氧浓度及第二采样口处的氨气浓度，逐点运行发动机万有工况，调整第一尿素喷嘴的喷射量，使第一SCR载体达到最大效率；步骤s2、第二尿素喷嘴喷射量的确定根据第一NO
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传感器测量值以及排气流量计算出氮氧质量流量，再计算出等价的尿素溶液需求量，修正后由第二尿素喷嘴实现喷射；步骤s3、第一尿素喷嘴与第二尿素喷嘴喷射量的分配当喷嘴处尾气温度大于设定起喷温度，喷嘴开始喷射尿素：冷启动时，第一尿素喷嘴首先达到起喷温度，提前介入工作；正常驾驶中，第一尿素喷嘴与第二尿素喷嘴同时工作；发动机进入长时间倒拖工况时，涡后温度冷却最快，当涡后温度低于起喷温度时，第一尿素喷嘴停止喷射，第二尿素喷嘴正常喷射。
[0017]进一步地，所述第一SCR载体达到最大效率时满足以下条件之一：a、增加尿素喷射量，但效率无明显增加；b、第二采样口处的氮氧浓度<10 ppm；c、第二采样口采集到了氨气。
[0018]进一步地，所述第一尿素喷嘴喷射量的调整采用以下方法：将万有工况得出的第一尿素喷嘴的喷射量固定至一张map中，x轴为转速，y轴为扭矩或等价油耗/油门开度，输出z轴值为固定第一尿素喷嘴喷射量，视催化器能力或尾气目标余量，适当减小map中的z值，或根据空速、温度对第一尿素喷嘴的喷射量进行适当修正。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术的尿素溶液双喷嘴后处理装置采用双喷嘴的布置结构，在传统单喷嘴、单块SCR载体的方案上升级，喷嘴价格较低，SCR载体总体积几乎不变，使得总成本得到控制。第一尿素喷嘴布置在涡后位置，充分利用此处温度较高的特点，使得尿素溶液水解生成氨气，参与第一SCR载体反应，受限于布置空间，第一SCR载体体积较小，但在低温时有较高效率，替代了传统发动机尾气提温方法，具有以下优点：1）满足比国六b阶段更严苛的污染物排放法规要求。
[0020]2）满足严苛的油耗法规，降低一部分仅用于升温、但不做功的燃油消耗。
[0021]3）增加尾气的温度窗口，使得SCR更早介入尾气转换工作。
[0022]4）减轻发动机提温难度，减轻节气门喘振、后喷油机油稀释，HC污染物激增等风险。
[0023]5）催化器包裹保温材料成本的节约。
附图说明
[0024]图1是本本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种尿素溶液双喷嘴后处理装置，其特征在于，包括第一尿素喷嘴（1）及第二尿素喷嘴（2），所述第一尿素喷嘴（1）设置在发动机涡后，所述第一尿素喷嘴（1）的后端依次连接有第一SCR载体（3）、DOC载体（4）、DPF载体（5）、第二SCR载体（6）及ASC载体（7），所述DPF载体（5）与第二SCR载体（6）之间设置有第二尿素喷嘴（2），所述第二尿素喷嘴（2）与所述第一尿素喷嘴（1）连接，并连接有尿素泵（8）。2.根据权利要求1所述的尿素溶液双喷嘴后处理装置，其特征在于，所述第一SCR载体（3）后端与所述DOC载体（4）前端之间设置有第一NO
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传感器（9）和第二采样口（10），所述发动机涡后与第一尿素喷嘴（1）之间设置有第一采样口（11）。3.根据权利要求1所述的尿素溶液双喷嘴后处理装置，其特征在于，所述第一尿素喷嘴（1）及第一SCR载体（3）的安装位置靠近发动机涡后，所述第一尿素喷嘴（1）的安装底座设置隔热挡板（15）。4.根据权利要求1所述的尿素溶液双喷嘴后处理装置，其特征在于，所述ASC载体（7）后端连接有第二NO
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传感器（12）。5.根据权利要求1所述的尿素溶液双喷嘴后处理装置，其特征在于，所述尿素泵（8）为单个或多个，所述第一尿素喷嘴（1）与第二尿素喷嘴（2）连接至同一尿素泵上，或者分别各自连接一个尿素泵。6.根据权利要求1所述的尿素溶液双喷嘴后处理装置，其特征在于，所述第一尿素喷嘴（1）的安装底座设置冷却水管路（13）和断水电磁阀（14），所述断水电磁阀（14）低温关闭，高温开启，防止发动机涡后高温时损坏所述第一尿素喷嘴（1）。7.根据权利要求1所述的尿素溶液双喷嘴后处理装置，其特征在于，所述第一SCR载体（3）与第二SCR载体（6）的体积均小于常规SCR载体的体积，但...
【专利技术属性】
技术研发人员：辛自强，
申请(专利权)人：无锡威孚力达催化净化器有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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