适用于稀燃甲醇发动机的排放处理系统及控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种适用于稀燃甲醇发动机的排放处理系统及控制方法，该系统由增压管路、增压管路控制阀、旁通管路、旁通管路控制阀、至少一个氧化催化器、一个甲醇作为还原剂的选择性还原催化器、至少两个温度传感器和两个氮氧传感器和控制执行系统所组成，由控制执行系统进行智能控制完成废气的排放处理。该系统结构简单、成本低，不使用尿素而是使用甲醇作为还原剂，由此用户不需要频繁加注尿素、正常加注甲醇即可、使用方便，并且甲醇供给方式采用缸内后喷，这就不需要额外的还原剂储罐、喷射系统等。统等。统等。

【技术实现步骤摘要】
适用于稀燃甲醇发动机的排放处理系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及稀燃甲醇发动机
，更具体地说，涉及一种适用于稀燃甲醇发动机的排放处理系统及控制方法。

技术介绍

[0002]现有的稀燃甲醇发动机的后处理系统常照搬柴油机的DOC+DPF+urea
‑
SCR+ASC技术路线。DOC通过催化氧化除去发动机排放的未燃烧或未完全燃烧的碳氢化合物或碳氢氧化合物；DPF通过其颗粒捕集功能除去发动机排放的颗粒；urea
‑
SCR使用尿素作为还原剂，通过喷射尿素，先使尿素在较高温度下分解产生氨气，再由氨气与发动机产生的氮氧化物发生反应，将氮氧化物除去（为了能够保证氮氧化物被有效除去，这些氨气必须是过量的）；最后ASC通过氧化反应除去urea
‑
SCR中过量的氨气。
[0003]其技术缺陷在于零部件多，系统复杂，成本高等，特别是尿素需要专门的储罐、喷射泵、喷嘴等零部件。并且，发动机用户需要在加注燃料之外经常加注尿素。此外工业研究中发现甲醇与氨气在某些条件下有可能发生反应生成剧毒的氢氰酸，因此存在安全风险。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，为解决上述问题，本专利技术提供一种适用于稀燃甲醇发动机的排放处理系统及控制方法，技术方案如下：一种适用于稀燃甲醇发动机的排放处理系统，所述系统包括：增压器旁通系统和后处理系统；所述增压器旁通系统包含增压管路、增压管路控制阀、旁通管路、旁通管路控制阀和位于所述旁通管路上的第一氧化催化器；所述后处理系统包含催化器系统和测控执行系统，所述催化器系统包含甲醇作为还原剂的选择性还原催化器和第二氧化催化器，所述测控执行系统包含测量系统和控制执行系统，所述测量系统包含第一温度传感器、第二温度传感器和第一氮氧传感器；其中，所述第一温度传感器和所述第一氮氧传感器位于所述选择性还原催化器上游，所述第二温度传感器位于所述选择性还原催化器与所述第二氧化催化器之间；所述控制执行系统，用于采集所述第一温度传感器所测的第一温度值，并与预设的特征值进行对比；如果所述第一温度值大于或等于所述特征值，控制所述增压管路控制阀处于开启状态、所述旁通管路控制阀处于关闭状态，以使所述稀燃甲醇发动机所排出的废气通过所述增压管路、并使增压器对所述增压管路中的废气进行增压处理；采集所述第二温度传感器所测的第二温度值和所述第一氮氧传感器所测的第一氮氧浓度值，并根据所述第一温度值、所述第二温度值和所述第一氮氧浓度值计算第一甲醇喷射量；如果所述第一温度值小于所述特征值，控制所述增压管路控制阀处于关闭状态、所述旁通管路控制阀处于开启状态，以使所述稀燃甲醇发动机所排出的废气通过所述旁通管路、并使所述第一氧化催化器对所述旁通管路中的废气进行催化氧化；基于所述第一温度值和预设的升温需
求计算第二甲醇喷射量；控制所述稀燃甲醇发动机的燃料喷射系统按照所述第一甲醇喷射量/所述第二甲醇喷射量进行缸内后喷，以使所述选择性还原催化器以甲醇对所述增压器/所述第一氧化催化器所排出废气中的氮氧化物进行催化还原，还使所述第二氧化催化器对所述选择性还原催化器所排出废气进行催化氧化。
[0005]优选的，在上述排放处理系统中，所述测量系统还包含第二氮氧传感器，所述第二氮氧传感器位于所述选择性还原催化器与所述第二氧化催化器之间；所述控制执行系统还用于：如果所述第一温度值大于或等于所述特征值，经过预设的第一运行时长重新采集所述第一氮氧浓度值、以及采集所述第二氮氧传感器所测的第二氮氧浓度值，并计算所述选择性还原催化器的氮氧转换效率；按照所述氮氧转换效率对所述第一甲醇喷射量进行调整。
[0006]优选的，在上述排放处理系统中，所述控制执行系统还用于：对比所述氮氧转换效率与预设的转换效率限值；如果所述氮氧转换效率小于所述转换效率限值，则禁止所述稀燃甲醇发动机后喷、并限速限扭。
[0007]优选的，所述控制执行系统，还用于：如果所述第一温度值小于所述特征值，经过预设的第二运行时长重新采集所述第一温度值，并重新与所述特征值进行对比；如果重新对比后所述第一温度值小于所述特征值，则禁止所述稀燃甲醇发动机后喷、并限速限扭。
[0008]优选的，所述测量系统包含第三温度传感器，所述第三温度传感器位于所述第二氧化催化器下游；所述控制执行系统还用于：如果所述第一温度值小于所述特征值，经过预设的第三运行时长重新采集所述第二温度值、以及采集所述第三温度传感器所测的第三温度值，并计算温度差值；若所述温度差值大于预设的温度差阈值，则禁止所述稀燃甲醇发动机后喷、并限速限扭。
[0009]优选的，在上述排放处理系统中，所述控制执行系统还用于：对所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器、所述第一氮氧传感器和所述第二氮氧传感器进行故障监测；如果所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器、所述第一氮氧传感器和所述第二氮氧传感器中的任意传感器出现故障，则禁止所述稀燃甲醇发动机后喷、并限速限扭。
[0010]本申请还提供了一种控制方法，所述控制方法应用于适用于稀燃甲醇发动机的排放处理系统中的控制执行系统，所述方法包括：采集第一温度传感器所测的第一温度值，并与预设的特征值进行对比；如果所述第一温度值大于或等于所述特征值，控制增压管路控制阀处于开启状态、旁通管路控制阀处于关闭状态，以使所述稀燃甲醇发动机所排出的废气通过增压管路、并使增压器对所述增压管路中的废气进行增压处理；采集第二温度传感器所测的第二温度值和第一氮氧传感器所测的第一氮氧浓度值，并根据所述第一温度值、所述第二温度值和所述第一氮氧浓度值计算第一甲醇喷射量；如果所述第一温度值小于所述特征值，控制所述增压管路控制阀处于关闭状态、所述旁通管路控制阀处于开启状态，以使所述稀燃甲醇发动机所排出的废气通过旁通管
路、并使第一氧化催化器对所述旁通管路中的废气进行催化氧化；基于所述第一温度值和预设的升温需求计算第二甲醇喷射量；控制所述稀燃甲醇发动机的燃料喷射系统按照所述第一甲醇喷射量/所述第二甲醇喷射量进行缸内后喷，以使选择性还原催化器以甲醇对所述增压器/所述第一氧化催化器所排出废气中的氮氧化物进行催化还原，还使第二氧化催化器对所述选择性还原催化器所排出废气进行催化氧化。
[0011]优选的，在上述控制方法中，所述方法还包括：如果所述第一温度值大于或等于所述特征值，经过预设的第一运行时长重新采集所述第一氮氧浓度值、以及采集第二氮氧传感器所测的第二氮氧浓度值，并计算所述选择性还原催化器的氮氧转换效率；按照所述氮氧转换效率对所述第一甲醇喷射量进行调整。
[0012]优选的，在上述控制方法中，所述方法还包括：对比所述氮氧转换效率与预设的转换效率限值；如果所述氮氧转换效率小于所述转换效率限值，则禁止所述稀燃甲醇发动机后喷、并限速限扭。
[0013]优选的，在上述控制方法中，所述方法还包括：如果所述第一温度值小于所述特征值，经过预设的第二运行时长重新采集所述第一温度值，并重新与所述特征值进行对比；如果重新对比后所述第一温度值小于所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于稀燃甲醇发动机的排放处理系统，其特征在于，所述系统包括：增压器旁通系统和后处理系统；所述增压器旁通系统包含增压管路、增压管路控制阀、旁通管路、旁通管路控制阀和位于所述旁通管路上的第一氧化催化器；所述后处理系统包含催化器系统和测控执行系统，所述催化器系统包含甲醇作为还原剂的选择性还原催化器和第二氧化催化器，所述测控执行系统包含测量系统和控制执行系统，所述测量系统包含第一温度传感器、第二温度传感器和第一氮氧传感器；其中，所述第一温度传感器和所述第一氮氧传感器位于所述选择性还原催化器上游，所述第二温度传感器位于所述选择性还原催化器与所述第二氧化催化器之间；所述控制执行系统，用于采集所述第一温度传感器所测的第一温度值，并与预设的特征值进行对比；如果所述第一温度值大于或等于所述特征值，控制所述增压管路控制阀处于开启状态、所述旁通管路控制阀处于关闭状态，以使所述稀燃甲醇发动机所排出的废气通过所述增压管路、并使增压器对所述增压管路中的废气进行增压处理；采集所述第二温度传感器所测的第二温度值和所述第一氮氧传感器所测的第一氮氧浓度值，并根据所述第一温度值、所述第二温度值和所述第一氮氧浓度值计算第一甲醇喷射量；如果所述第一温度值小于所述特征值，控制所述增压管路控制阀处于关闭状态、所述旁通管路控制阀处于开启状态，以使所述稀燃甲醇发动机所排出的废气通过所述旁通管路、并使所述第一氧化催化器对所述旁通管路中的废气进行催化氧化；基于所述第一温度值和预设的升温需求计算第二甲醇喷射量；控制所述稀燃甲醇发动机的燃料喷射系统按照所述第一甲醇喷射量/所述第二甲醇喷射量进行缸内后喷，以使所述选择性还原催化器以甲醇对所述增压器/所述第一氧化催化器所排出废气中的氮氧化物进行催化还原，还使所述第二氧化催化器对所述选择性还原催化器所排出废气进行催化氧化。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述测量系统还包含第二氮氧传感器，所述第二氮氧传感器位于所述选择性还原催化器与所述第二氧化催化器之间；所述控制执行系统还用于：如果所述第一温度值大于或等于所述特征值，经过预设的第一运行时长重新采集所述第一氮氧浓度值、以及采集所述第二氮氧传感器所测的第二氮氧浓度值，并计算所述选择性还原催化器的氮氧转换效率；按照所述氮氧转换效率对所述第一甲醇喷射量进行调整。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制执行系统还用于：对比所述氮氧转换效率与预设的转换效率限值；如果所述氮氧转换效率小于所述转换效率限值，则禁止所述稀燃甲醇发动机后喷、并限速限扭。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制执行系统还用于：如果所述第一温度值小于所述特征值，经过预设的第二运行时长重新采集所述第一温度值，并重新与所述特征值进行对比；如果重新对比后所述第一温度值小于所述特征值，则禁止所述稀燃甲醇发动机后喷、并限速限扭。5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志杰，翟天宇，张晓丽，曾笑笑，张瑜，满恒孝，杨春霞，李童，吴心波，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：