CN109026307A - 一种尾气处理***及其控制装置、控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种尾气处理***及其控制装置、控制方法。该尾气处理***包括DOC、SCR装置、设置在DOC和SCR装置之间的排气管路和旁通管路及控制装置;其中,旁通管路的第一端与DOC下游管路连通;第二端与SCR装置上游管路连通;旁通管路的第一端设有阀门;DOC下游管路中设有温度传感器;控制装置分别与温度传感器及阀门连接;温度传感器用于采集DOC下游管路的尾气温度;控制装置用于在尾气温度大于预设温度阈值时,控制阀门将旁通管路导通,将排气管路关闭。本发明实施例的技术方案,实现在不改变发动机原机配置和标定的基础上,满足钒基SCR的使用要求,降低尾气处理***的成本。
Description
技术领域
本发明实施例涉及尾气处理技术,尤其涉及一种尾气处理***及其控制装置、控制方法。
背景技术
随着空气污染问题的日益突出,关于汽车尾气排放标准的法规越来越严格,选择性催化还原(SCR)技术已成为一种主流的尾气后处理技术。带SCR装置的尾气处理***通过向SCR装置内喷射还原剂(例如尿素),达到降低尾气中氮氧化物(NOx)的目的,从而降低排放,满足排放法规的要求。
由于钒基SCR相较与铁基SCR或铜基SCR成本较低,为了降低成本,一些后处理***中会使用钒基SCR。但当温度高于550℃时,钒基SCR会发生钒泄露,对环境造成污染,并且导致SCR失效。因此法规要求,钒基SCR的使用必须保证温度低于550℃。目前一般是通过发动机标定,调整发动机数据,当SCR上游温度高于550℃时,改变发动机标定数据,迫使温度降低到550℃以下,这种改变发动机标定和运行工况的方法,会导致发动机性能的跳变、增加发动机开发的难度,导致发动机和整车性能改变,对驾驶员和使用者造成不便。
发明内容
本发明实施例提供一种尾气处理***及其控制装置、控制方法,以实现在不改变发动机原机配置和标定的基础上,满足钒基SCR的使用要求。
第一方面,本发明实施例提供一种尾气处理***,包括:
柴油氧化催化器DOC、选择性催化还原SCR装置、设置在所述DOC和所述SCR装置之间的排气管路和旁通管路,以及控制装置;
其中,所述排气管路靠近DOC出口的一端为DOC下游管路,所述排气管路靠近SCR装置入口的一端为SCR装置上游管路;所述旁通管路的第一端与所述DOC下游管路连通;所述旁通管路的第二端与所述SCR装置上游管路连通;所述旁通管路的第一端与所述DOC下游管路的连通处设置有阀门;所述DOC下游管路中设置有温度传感器;所述控制装置分别与所述温度传感器以及所述阀门连接;
所述温度传感器用于采集所述DOC下游管路的尾气温度;
所述控制装置用于在所述尾气温度大于预设温度阈值时,控制所述阀门将所述旁通管路导通,将所述排气管路关闭。
可选的,所述控制装置还用于在所述尾气温度小于或等于预设温度阈值时,控制所述阀门将所述旁通管路关闭,将所述排气管路导通。
可选的,所述旁通管路的长度大于所述DOC和所述SCR装置之间的所述排气管路的长度。
可选的,所述旁通管路包括散热波纹结构或散热片结构。
可选的,还包括颗粒捕集器DPF,所述DPF设置于所述DOC和所述温度传感器之间的排气管路上。
可选的,还包括混合器,设置于所述SCR装置上游管路中。
可选的,还包括还原剂箱,用于存储还原剂,所述还原剂箱的喷嘴与所述混合器连接,所述喷嘴用于向所述混合器喷射还原剂。
可选的,所述阀门为电磁阀。
第二方面,本发明实施例还提供一种尾气处理***的控制装置,应用于上述尾气处理***,包括:
温度获取模块,用于获取温度传感器采集的所述DOC下游管路的尾气温度;
控制模块,用于在所述尾气温度大于预设温度阈值时,控制所述阀门将所述旁通管路导通,将所述排气管路关闭。
可选的,所述控制模块还用于在所述尾气温度小于或等于预设温度阈值时,控制所述阀门将所述旁通管路关闭,将所述排气管路导通。
第三方面,本发明实施例还提供一种尾气处理***的控制方法,由上述尾气处理***的控制装置执行,包括:
获取温度传感器采集的所述DOC下游管路的尾气温度;
若所述尾气温度大于预设温度阈值,控制所述阀门将所述旁通管路导通,将所述排气管路关闭。
可选的,还包括:
在所述尾气温度小于或等于预设温度阈值时,控制所述阀门将所述旁通管路关闭,将所述排气管路导通。
本发明实施例提供的尾气处理***,包括DOC、SCR装置、设置在DOC和SCR装置之间的排气管路和旁通管路,以及控制装置;其中,排气管路靠近DOC出口的一端为DOC下游管路,排气管路靠近SCR装置入口的一端为SCR装置上游管路;旁通管路的第一端与DOC下游管路连通;旁通管路的第二端与SCR装置上游管路连通;旁通管路的第一端与DOC下游管路的连通处设置有阀门;DOC下游管路中设置有温度传感器;控制装置分别与温度传感器以及阀门连接;通过温度传感器采集DOC下游管路的尾气温度;通过控制装置在尾气温度大于预设温度阈值时,控制阀门将旁通管路导通,将排气管路关闭,利用旁通管路将到达SCR装置的尾气温度降低到满足钒基SCR反应的预设范围内,实现在不改变发动机原机配置和标定的基础上,满足钒基SCR的使用要求,降低尾气处理***的成本。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种尾气处理***的结构示意图;
图2是本发明实施例提供的另一种废气处理***的结构示意图;
图3是本发明实施例提供的一种尾气处理***的控制装置的结构示意图;
图4是本发明实施例提供的一种尾气处理***的控制方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
图1所示为本发明实施例提供的一种尾气处理***的结构示意图。该尾气处理***包括:
柴油氧化催化器DOC10、选择性催化还原SCR装置20、设置在DOC10和SCR装置20之间的排气管路30和旁通管路40,以及控制装置50;其中,排气管路30靠近DOC10出口的一端为DOC下游管路,排气管路30靠近SCR装置20入口的一端为SCR装置上游管路;旁通管路40的第一端与DOC下游管路连通;旁通管路40的第二端与SCR装置上游管路连通;旁通管路40的第一端与DOC下游管路的连通处设置有阀门41;DOC下游管路中设置有温度传感器11;控制装置50分别与温度传感器11以及阀门41连接;温度传感器11用于采集DOC下游管路的尾气温度;控制装置50用于在尾气温度大于预设温度阈值时,控制阀门41将旁通管路40导通,将排气管路30关闭。
可以理解的是,DOC(Diesel Oxidation Catalyst,柴油氧化催化器)是安装在发动机排气管路中,通过氧化反应,将发动机排气中一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)转化成无害的水(H20)和二氧化碳(CO2)的装置。SCR(Selective Catalyst Reduction,选择性催化还原)装置是利用还原剂(例如可以是NH3),通过催化剂的作用将氮氧化物(NOx)还原为N2,从而实现去除NOx的目的。其中钒基SCR的催化剂主要成分包括五氧化二钒(V2O5),但是因为钒基SCR***是将钒基催化剂涂覆在堇青石上或直接为挤出式SCR,具有高温挥发性,气态有毒。根据最新法规要求,温度控制在550℃以内时,钒基SCR的挥发性小,在满足排放的前提下可使用。
参考图1,DOC10与SCR装置20之间包括排气管路30和旁通管路40,旁通管路40比排气管路30长,且可以采用散热性良好的材料,布置在通风良好的位置,用于在旁通管路40导通时尾气到达SCR装置20。旁通管路40的第一端设置有阀门41,阀门41选择性导通排气管路30或者旁通管路40。需要说明的是,DOC10入口之前以及SCR装置20出口之后也包括排气管路,图1中没有示出。由于DOC10出口位置尾气最高可能到达650℃,DOC下游管路中的温度传感器11测量DOC10出口处的尾气温度,当DOC10出口处的尾气温度大于预设温度阈值时,控制装置50控制阀门41将旁通管路40导通,将排气管路30关闭,尾气通过旁通管路40降温,使SCR装置20入口处的温度在550℃以下,其中预设温度阈值可以略低于550℃,例如可以为530℃。阀门41可以为电磁阀,电磁阀是用电磁控制的工业设备,是用来控制流体的自动化基础元件,。用在工业控制***中调整介质的方向、流量、速度和其他的参数。
需要说明的是,为了使尾气处理***满足极限条件(DOC出口尾气温度最高)时的条件,在设计时可以在SCR装置上游管路中设置一个温度传感器,确认旁通管路的降温效果,例如可以在试验台架上使DOC输出650℃尾气,然后保证设置的旁通管路可以降温至550℃以下。
本发明实施例提供的尾气处理***,通过温度传感器采集DOC下游管路的尾气温度;通过控制装置在尾气温度大于预设温度阈值时,控制阀门将旁通管路导通,将排气管路关闭,利用旁通管路将到达SCR装置的尾气温度降低到满足钒基SCR反应的预设范围内,实现在不改变发动机原机配置和标定的基础上,满足钒基SCR的使用要求,降低尾气处理***的成本。
可选的,控制装置50还用于在尾气温度小于或等于预设温度阈值时,控制阀门41将旁通管路40关闭,将排气管路30导通。
可以理解的是,当DOC10下游温度小于或等于预设温度阈值时,钒基SCR的催化剂没有挥发风险,控制装置50控制阀门41将旁通管路40关闭,将排气管路30导通,尾气直接从排气管路30到达SCR装置20。
可选的,旁通管路40的长度大于DOC10和SCR装置20之间的排气管路30的长度。可选的,旁通管路包括散热波纹结构或散热片结构。
通过设置旁通管路40长度大于DOC10和SCR装置20之间的排气管路30的长度,使旁通管路40能够在短时间内使SCR装置入口处尾气温度降低到550℃以下。旁通管路40上可以设置散热波纹结构或散热片结构,还可以通过折叠缠绕等结构增加散热面积,增强散热效果。
图2所示为本发明实施例提供的另一种废气处理***的结构示意图。可选的,该废气处理***还包括颗粒捕集器DPF60,DPF60设置于DOC10和温度传感器11之间的排气管路30上。
可以理解的是,DPF(Diesel Particulate Filter,颗粒捕集器)是一种安装在柴油发动机排放***中的陶瓷过滤器,它可以在微粒排放物质进入大气之前将其捕捉。现有的欧六技术路线中,由于欧六排放需求中增加对碳颗粒的要求,因此需增加DPF实现颗粒补集。
此时温度传感器11采集DPF下游管路的尾气温度,当该尾气温度高于预设温度阈值时,控制装置50控制阀门41将旁通管路40导通,将排气管路30关闭,否则控制阀门41将旁通管路40关闭,将排气管路30导通。
可选的,该废气处理***还包括混合器70,设置于SCR装置上游管路中。
可选的,该废气处理***还包括还原剂箱80,用于存储还原剂,还原剂箱80的喷嘴与混合器70连接,喷嘴用于向混合器70喷射还原剂。
可以理解的是,混合器70用于还原剂和废气的混合,只有均匀混合,SCR装置20内的NOx转换效率才能得到保证。其中还原剂可以为尿素。
可选的,阀门41为电磁阀。电磁阀是用电磁控制的工业设备,是用来控制流体的自动化基础元件,用在工业控制***中调整介质的方向、流量、速度和其他的参数。
图3所示为本发明实施例提供的一种尾气处理***的控制装置的结构示意图,该控制装置应用于上述尾气处理***,包括:
温度获取模块51,用于获取温度传感器采集的DOC下游管路的尾气温度;控制模块52,用于在尾气温度大于预设温度阈值时,控制阀门将旁通管路导通,将排气管路关闭。
本发明实施例提供的尾气处理***的控制装置,通过温度获取模块获取温度传感器采集的DOC下游管路的尾气温度;通过控制模块在尾气温度大于预设温度阈值时,控制阀门将旁通管路导通,将排气管路关闭,利用旁通管路将到达SCR装置的尾气温度降低到满足钒基SCR反应的预设范围内,实现在不改变发动机原机配置和标定的基础上,满足钒基SCR的使用要求,降低尾气处理***的成本。
可选的,控制模块52还用于在尾气温度小于或等于预设温度阈值时,控制阀门将旁通管路关闭,将排气管路导通。
图4所示为本发明实施例提供的一种尾气处理***的控制方法的流程示意图,该控制方法由上述尾气处理***的控制装置执行,包括:
步骤110、获取温度传感器采集的DOC下游管路的尾气温度。
需要说明的是,当尾气处理***包括DPF时,温度传感器采集DPF下游管路的尾气温度。
步骤120、若尾气温度大于预设温度阈值,控制阀门将旁通管路导通,将排气管路关闭。
本发明实施例提供的尾气处理***的控制方法,通过温度传感器采集DOC下游管路的尾气温度;在尾气温度大于预设温度阈值时,控制阀门将旁通管路导通,将排气管路关闭,利用旁通管路将到达SCR装置的尾气温度降低到满足钒基SCR反应的预设范围内,实现在不改变发动机原机配置和标定的基础上,满足钒基SCR的使用要求,降低尾气处理***的成本。
可选的,该控制方法还包括:
在尾气温度小于或等于预设温度阈值时,控制阀门将旁通管路关闭,将排气管路导通。
注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (12)
1.一种尾气处理***,其特征在于,包括:
柴油氧化催化器DOC、选择性催化还原SCR装置、设置在所述DOC和所述SCR装置之间的排气管路和旁通管路,以及控制装置;
其中,所述排气管路靠近DOC出口的一端为DOC下游管路,所述排气管路靠近SCR装置入口的一端为SCR装置上游管路;所述旁通管路的第一端与所述DOC下游管路连通;所述旁通管路的第二端与所述SCR装置上游管路连通;所述旁通管路的第一端与所述DOC下游管路的连通处设置有阀门;所述DOC下游管路中设置有温度传感器;所述控制装置分别与所述温度传感器以及所述阀门连接;
所述温度传感器用于采集所述DOC下游管路的尾气温度;
所述控制装置用于在所述尾气温度大于预设温度阈值时,控制所述阀门将所述旁通管路导通,将所述排气管路关闭。
2.根据权利要求1所述的尾气处理***,其特征在于,所述控制装置还用于在所述尾气温度小于或等于预设温度阈值时,控制所述阀门将所述旁通管路关闭,将所述排气管路导通。
3.根据权利要求1所述的尾气处理***,其特征在于,所述旁通管路的长度大于所述DOC和所述SCR装置之间的所述排气管路的长度。
4.根据权利要求1所述的尾气处理***,其特征在于,所述旁通管路包括散热波纹结构或散热片结构。
5.根据权利要求1所述的尾气处理***,其特征在于,还包括颗粒捕集器DPF,所述DPF设置于所述DOC和所述温度传感器之间的排气管路上。
6.根据权利要求1所述的尾气处理***,其特征在于,还包括混合器,设置于所述SCR装置上游管路中。
7.根据权利要求6所述的尾气处理***,其特征在于,还包括还原剂箱,用于存储还原剂,所述还原剂箱的喷嘴与所述混合器连接,所述喷嘴用于向所述混合器喷射还原剂。
8.根据权利要求1所述的尾气处理***,其特征在于,所述阀门为电磁阀。
9.一种尾气处理***的控制装置,应用于权利要求1-8中任一所述的尾气处理***,其特征在于,包括:
温度获取模块,用于获取温度传感器采集的所述DOC下游管路的尾气温度;
控制模块,用于在所述尾气温度大于预设温度阈值时,控制所述阀门将所述旁通管路导通,将所述排气管路关闭。
10.根据权利要求9所述的控制装置,其特征在于,所述控制模块还用于在所述尾气温度小于或等于预设温度阈值时,控制所述阀门将所述旁通管路关闭,将所述排气管路导通。
11.一种尾气处理***的控制方法,其特征在于,由权利要求9或10所述的尾气处理***的控制装置执行,包括:
获取温度传感器采集的所述DOC下游管路的尾气温度;
若所述尾气温度大于预设温度阈值,控制所述阀门将所述旁通管路导通,将所述排气管路关闭。
12.根据权利要求11所述的控制方法,其特征在于,还包括:
在所述尾气温度小于或等于预设温度阈值时,控制所述阀门将所述旁通管路关闭,将所述排气管路导通。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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