CN110206621A - 一种宽温度窗口的高效柴油机后处理装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于发动机尾气净化技术领域，具体的说是一种宽温度窗口的高效柴油机后处理装置及其控制方法。本发明是一种宽温度窗口的高效柴油机后处理装置及其控制方法，主要解决的技术问题是在原国六传统后处理器，即DOC+DPF+SCR组合配置的基础上，使得NOX的转化效率温度窗口大幅度向低温方向扩展，将后处理起作用的温度窗口扩展到150℃，此***包括(EH)DOC+DPF+SCR的尾气处理器组合方式，并且根据发动机不同的运行工况及排气状况适时采用两级还原剂喷射控制，分别对(EH)DOC前和SCR前进行基于温度窗口的还原剂的配额控制，从而保证发动机在宽温度窗口均具有高效的NOX转化效率。

Description

一种宽温度窗口的高效柴油机后处理装置及其控制方法
技术领域
本发明属于发动机尾气净化技术领域，具体的说是一种宽温度窗口的高效柴油机后处理装置及其控制方法。
背景技术
为减少和消除柴油机的有害排放，满足现阶段国六排放法规，通常采用氧化催化剂 (DOC)、选择性催化还原剂(SCR)、颗粒捕集DPF等技术组合配置。近年来进一步发展了SCRF技术，它是直接将SCR催化剂涂敷在DPF上。该技术的优点能够同时处理NOx和过滤 PM，并显著减小后处理的体积。
未来排放法规会进一步加强，对排放污染物的控制更为严格，其中最为突出的挑战是低温转化效率不足的问题。由于催化剂的催化反应温度窗口受限，尤其在低温条件下，比如温度200℃以下，SCR的转化效率很低，尿素还原剂的启喷温度须210℃以上，无法满足未来超低排放控制的要求。近年来，国外又出现了氮氧化物吸附催化器(PNA)，其在车辆冷启动/低排气温度工况时吸附NOx，并在排气温度上升到一定程度后时释放NOx，使低温工况下排放的NOx减少。虽然PNA有一定的吸附能力，但是PNA的耐硫性和存储性均不能长时间维持，并不能主动处理NOx排放，对低温排放污染物的处理效率提升有限。
此外，传统组合方式下的后处理装置，还原剂的喷射是非常固定和明确的，只在SCR或SCRF 之前单一喷射。由于喷射位置比较靠后，排气管路温度损失带来的催化转化效率降低比较明显。尽管部分专利在DOC+SCRF+SCR的组合配置的基础上，在SCRF入口和SCR前各布置一个喷嘴，形成双喷射方式，较在SCRF之前单一喷射方式相比，喷***度可以提高，但在低温度窗口区间的NOx转化效率提升依然受限。
传统DOC+DPF+SCR的技术组合方式的缺点是在冷启动、暖机及长时间小负荷的低温工况下运行时，由于排气温度低，尤其是200℃以下，未达到催化剂的高效工作区，无法足量地喷射还原剂。无法满足未来柴油机超低排放的要求，在提升转化效率上遇到瓶颈。
最新研究进展，在传统DOC+DPF+SCR的组合方式的基础上增加PNA，虽然能在车辆冷启动/低排气温度工况时吸附NOx，并在排气温度上升到一定程度后释放NOx，但不发生NOx的催化还原反应，不能从根本上减少和消除排气中的NOx。该PNA技术应用的一个缺点是耐硫能力差，易出现硫中毒，中毒后会丧失低温下存储NOx的能力；并且PNA存储NOx的能力也是有限的，累计存储量一旦超过最大存储限值也就无法继续存储。
传统的还原剂喷射方式，只在SCR入口布置一只还原剂喷嘴进行喷射控制，只发挥了 SCR的性能；进一步地，在DPF上增加SCR催化剂，使得DPF也具备一定的SCR功能，即形成SCRF技术后，喷射位置可以提前，排气温度损失减少，转化效率提升。在SCRF入口进行单一还原剂喷射，由于还原剂的喷射和DPF的再生会产生冲突，不能同时执行；大量的还原剂，如尿素溶液，增加了堵塞DPF载体的可能性。近年来，又发展了在SCRF和SCR入口处分别布置还原剂喷嘴的双喷射方式，SCRF之前的还原剂喷射量减少，主要喷射依然是 SCR之前的喷射量。它能够分别基于发动机工况数据、各自喷射位置上、下游的NOx传感器和氨传感器，虽然在大多数工况能够实现精准控制，但由于使用了较多的高成本传感器，特别是氨和氮氧化物传感器，成本较高；采用双喷嘴喷射方式与只布置一只还原剂喷嘴的喷射控制方式相比，转化效率得以提高，得益于进一步发挥了SCRF和SCR的理化机理。
专利文献CN201611220481.2所述的方案是在SCRF上游布置一只喷嘴，在SCRF下游与 SCR上游布置一只喷嘴，两者分别采用开、闭环控制方式，分别基于事先标定好的Map和各自喷射位置上、下游的NOx传感器和氨传感器，虽然大部分工况能够实现精确控制，但由于使用了较多的昂贵传感器，特别是氨传感器，***成本较高。
专利文献CN201480080214.2尽管采用双闭环控制还原剂给料喷射，仍然是采用更多的传感器，包括5个排温传感器、5个NOx传感器、2个氨传感器，结构极为复杂，成本更高，可靠性降低。另外，参与闭环控制的NOx和NH3传感器均有一个启动过程，在冷启动暖机过程中无法进行有效地闭环控制排放。
专利文献CN201711442193.6采用只在SCRF前设置单一尿素喷射装置进行还原剂喷射，无法根据SCRF和SCR催化剂上的活性位分布进行还原剂量的合理分配，其中，SCR催化剂的活性的利用率会低于SCRF上的活性利用率，这较难充分发挥SCR催化剂的催化功能，造成部分功能浪费。
根据以上专利文献，在SCRF入口和SCR前各布置一个喷嘴，形成的双喷射方式，较在 SCRF之前单一喷射方式相比，喷***度固然可以提高，但在低排气温度窗口区间的NOx转化效率提升依然受限，即发动机在冷启动、暖机及长时间小负荷的低温工况下运行时，由于排气温度低，一般在200℃以下甚至更低，此时SCR催化剂的效率较低，一般不能进行还原剂的喷射，没有NOx的转化效率。
发明内容
本发明提供一种宽温度窗口的高效柴油机后处理装置及其控制方法，主要解决的技术问题是在原国六传统后处理器，即DOC+DPF+SCR组合配置的基础上，使得NOx的转化效率温度窗口大幅度向低温方向扩展，将后处理起作用的温度窗口扩展到150℃，此***包括(EH) DOC+DPF+SCR的尾气处理器组合方式，并且根据发动机不同的运行工况及排气状况适时采用两级还原剂喷射控制，分别对(EH)DOC前和SCR前进行基于温度窗口的还原剂的配额控制，从而保证发动机在宽温度窗口均具有高效的NOx转化效率。
本发明技术方案结合附图说明如下：
一种宽温度窗口的高效柴油机后处理装置，该装置包括带加热功能的氧化催化器11、颗粒过滤器12、选择性催化还原处理器14、第一级还原剂喷射器J16、第二级还原剂喷射器J27、第一氮氧化物传感器N18、第二氮氧化物传感器N29、第一温度传感器T12、第二温度传感器T23、第三温度传感器T34、第四温度传感器T45和压差传感器10；所述带加热功能的氧化催化剂11、颗粒过滤器12、选择性催化还原处理器14沿发动机1排气流动方向依次串行连接；所述第一级还原剂喷射器J16设置在带加热功能的氧化催化器11的上游；所述第二级还原剂喷射器J27设置在颗粒过滤器12的下游、选择性催化还原处理器14 的上游；所述第一氮氧化物传感器N18设置在颗粒过滤器12下游与第二级还原剂喷射J27 上游之间；所述第二氮氧化物传感器N29设置在排气出口；所述第一温度传器感器T12设置在带加热功能的氧化催化剂11的上游；所述第二温度传感器T23设置在带加热功能的氧化催化剂11的下游；所述第二温度传感器T34设置在颗粒过滤器12的下游；所述第四温度传感器T45设置在选择性催化还原处理器14的下游与第二氮氧化物传感器N29的上游之间；所述压差传感器用于测量颗粒过滤器12前端和后端之间的排气压差。
所述第一级还原剂喷射器J16、第二级还原剂喷射器J27中所用的还原剂配置成全部为纯氨气或者全部为车用尿素溶液或者一个为纯氨气另一个为车用尿素溶液。
所述氧化催化器11前部布置有辅助加热装置。
一种宽温度窗口的高效柴油机后处理装置的控制方法，该方法包括以下步骤：
步骤一、当第一温度传感器T12与其后的第二温度传感器T23检测到的排气温度的平均值在150℃～280℃之间时，第一级还原剂喷射器J16的喷射量按理论当量配比处理NOx总量的40％～50％，第二级还原剂喷射J2器7承担处理剩余的NOx；
步骤二、随着第二温度传感器T23所检测温度的提升，当第二温度传感器T23所检测温度从200℃到280℃时，只加大第二级还原剂喷射器J27的当量给料配比，以至于过量喷射，第一级还原剂喷射器J16和第二级还原剂喷射器J27之和的最大给料配比为理论当量的120％以内；
步骤三、当第一温度传感器T12与其后的第二温度传感器T23检测到的排气温度的平均值在280℃～550℃时，第一级还原剂喷射器J16停止喷射还原剂用于处理NOx的功能，而第二级还原剂喷射器J27切换成闭环方式进行还原剂的喷射；
步骤四、当第一温度传感器T12与其后的第二温度传感器T23检测到的排气温度的平均值在400～550℃温度窗口之间，第一级还原剂喷射转为其他用途，而第二级还原剂喷射依然作为主要的NOx处理所需的还原剂给料源。
所述第一级还原剂喷射器J16喷射采用基于脉谱的开环控制方法，并且第一氮氧化物传感器N18实时监测颗粒捕集或选择性催化还原功能的颗粒过滤器后NOx的排放；所述第二级还原剂喷射器J27喷射采用基于第一氮氧化物传感器N18的前馈和尾排的第二氮氧化物传感器N29的反馈的闭环控制方法。
所述第一级还原剂喷射器J16的喷射控制至少基于第一温度传感器T12和第二温度传感器T23的测量结果中的一个进行控制；所述第二级还原剂喷射器J27的喷射控制至少基于第三温度传感器T34、第一氮氧化物传感器N18、第二氮氧化物传感器N29以及第四温度传感器T45的测量结果进行联合控制。
所述第一级还原剂喷射器J16喷射的开启和关闭受第一温度传感器T12和第二温度传感器T23平均温度的滞回比较控制，即当第一温度传感器T12和第二温度传感器T23所测量的温度的平均值Taverage小于阈值Taverage3时，停止第一级还原剂喷射器J16的喷射；当Taverage大于阈值Taverage3而又小于阈值Taverage4时，进行第一级还原剂喷射器J16的喷射；当Taverage大于阈值Taverage4时，停止第一级还原剂喷射器J16的喷射；此处阈值Taverage3和阈值Taverage4通过标定确定，并且阈值Taverage3不大于阈值Taverage4；所述第二级还原剂喷射器J27喷射的开启和关闭受第三温度传感器T34滞回比较控制，即当第三温度传感器T34检测到的温度值T3不小于阈值T3A时，进行第二级还原剂喷射器J27喷射，当T3小于阈值T3B时，停止第二级还原剂喷射器J27的喷射，此处阈值T3A和阈值T3B通过标定确定，并且阈值T3A不小于阈值T3B。
所述辅助加热装置开启和关闭控制基于第一温度传感器T12和第二温度传感器T23的联合控制，即当第一温度传感器T12和第二温度传感器T23测量的温度值的平均值Taverage小于阈值Taverage1时，氧化催化器11进行加热；当平均值Taverage高于另一设定阈值Taverage2即关闭，此处阈值Taverage1和阈值Taverage2通过标定确定，并且阈值Taverage1不大于阈值Taverage2和阈值 Taverage3，Taverage2不小于阈值Taverage3及不大于阈值Taverage4。
所述理论当量配比是：第一级还原剂喷射器J16喷射给料配比为固定模式，而第二级还原剂喷射器J27喷射给料配比为可调节模式；第一级还原剂喷射器J16、第二级还原剂喷射器J27喷射给料配比总额超过理论当量配比，但总额小于120％以内，过量的配比有助于提升NOx转化效率。
本发明的有益效果为：
1、当排气温度处于150℃～280℃之间，在DOC前增加还原剂喷射，使NOx在DOC的催化作用下发生还原反应，能大幅度降低NOx的排放；DOC若采用辅助加热技术，如带电加热的(EH)DOC，使得其低温窗口得到进一步的扩展，可以容许更低的排气温度，低至120℃左右，由此，还原剂的启喷温度大幅降低。由于进入下游的SCRF和SCR的NOx排放在一定程度降低，这为主动提升还原剂的加料配比创造了条件，可充分利用载体的储氨能力，进一步提升NOx的转化效率，以至于可以彻底消除尾气中的NOx，达到清洁排放的效果；
2、采用(EH)DOC+DPF+SCR或(EH)DOC+SCRF+SCR的技术组合，能最大程度地发挥DOC和SCR的催化剂的性能，采用本发明的配额给料的方法，可以做到优势互补，比传统组合发挥更为显著的效果；
3、在高温400～550℃窗口进行辅助还原剂J1的喷射，在DOC的作用下，发生强氧化反应，生成更多可控的NOx，能够辅助DPF或SCRF的被动再生，延长被动再生周期，节约主动再生的燃油消耗。
附图说明
图1为一种宽温度窗口高效式后处理器的NOx转化效率温度窗口扩展效果示意图；
图2是根据示例性方案设计的一种宽温度窗口高效后处理部件布置结构示意图；
图3是根据另一种示例性实施方案的一种宽温度窗口高效后处理部件布置结构示意图。
图中：1、发动机；2、第一温度传感器T1；3、第二温度传感器T2；4、第三温度传感器T3；5、第四温度传感器T4；6、第一级还原剂喷射器J1；7、第二级还原剂喷射器J2； 8、第一氮氧化物传感器N1；9、第二氮氧化物传感器N2；10、压差传感器；11、带加热功能的氧化催化器；12、颗粒过滤器；13、带选择性催化还原功能的颗粒过滤器；14、选择性催化还原处理器。
具体实施方式
参阅图2，一种宽温度窗口的高效柴油机后处理装置，该装置包括带加热功能的氧化催化器11、颗粒过滤器12、选择性催化还原处理器14、第一级还原剂喷射器J16、第二级还原剂喷射器J27、第一氮氧化物传感器N18、第二氮氧化物传感器N29、第一温度传感器 T12、第二温度传感器T23、第三温度传感器T34、第四温度传感器T45和压差传感器；所述带加热功能的氧化催化剂11、颗粒过滤器12、选择性催化还原处理器14沿发动机1排气流动方向依次串行连接；所述第一级还原剂喷射器J16设置在带加热功能的氧化催化器 11的上游；所述第二级还原剂喷射器J27设置在颗粒过滤器12的下游、选择性催化还原处理器14的上游；所述第一氮氧化物传感器N18设置在颗粒过滤器12下游与第二级还原剂喷射J27上游之间；所述第二氮氧化物传感器N29设置在排气出口；所述第一温度传器感器T12设置在带电加热功能的氧化催化剂11的上游；所述第二温度传感器T23设置在带电加热功能的氧化催化剂11的下游；所述第二温度传感器T34设置在颗粒过滤器12的下游；所述第四温度传感器T45设置在选择性催化还原处理器14的下游与第二氮氧化物传感器 N29的上游之间；所述压差传感器用于测量颗粒过滤器12前端和后端之间的排气压差。
所述氧化催化器11前部布置有辅助加热装置，辅助加热装置优选电加热。
基于上述布置方式，本发明的还原剂的喷射实施方式是采用一种两级还原剂喷射控制方式，第一级还原剂喷射器J16采用基于MAP的开环控制方法，并且第一氮氧化物传感器 N18实时监测颗粒过滤器12后NOx的排放浓度，第二级还原剂喷射器J27采用基于前馈和第二氮氧化物传感器N29反馈的闭环控制方法。第一级还原剂喷射器J16、第二级还原剂喷射器J27的开启和关闭配置成独立进行驱动；喷射量的分配按照温度区间进行配额。具体来说，当第第一温度传感器T12与其后第二温度传感器T23检测到的排气温度的平均值在150℃～280℃之间时，第一级还原剂喷射器J16的喷射量只按需要处理的NOx总量的 40％～50％，第二级还原剂喷射器J27承担处理剩余的NOx，并且随着第三温度传感器T34 所检测温度的提升，从200℃到280℃，加大第二级还原剂喷射器J27的给料配比，以至于过量喷射，第一级和第二级合起来的最大给料配额可以为理论当量的120％以内。当排气在 280℃～550℃时，第一级还原剂喷射器J16停止喷射，第二级还原剂喷射器J27按照闭环方式进行正常喷射；当温度窗口在400～550℃之间，第一级还原剂喷射器J16转为其他用途，用于辅助DPF进行再生，而第二级还原剂喷射器J27依然作为主要的NOx处理所需的还原剂给料源。
第一级还原剂喷射器J16的开环喷射控制至少基于第一温度传感器T12的测量结果和第二温度传感器T23的测量结果中的一个进行控制。第二级还原剂喷射器J27的闭环控制方法至少基于第一氮氧化物传感器N18，第二温度传感器T23，第三温度传感器T34以及排气出口第二氮氧化物传感器N29和第四温度传感器T45的测量结果进行联合控制。
带加热功能的氧化催化剂11的前部内置的电加热器的开启和关闭控制基于第一温度传感器T12和第二温度传感器T23的反馈控制，当第一温度传感器T12、第二温度传感器T23 测量的温度值的平均值Taverage小于阈值Taverage1时，带加热功能的氧化催化剂11通电进行加热；当平均值Taverage高于另一设定阈值Taverage2即关闭，此处阈值Taverage1和阈值Taverage2通过标定确定，并且阈值Taverage1不大于阈值Taverage2。一种典型性示例为Taverage1设为120℃，Taverage2设为200℃。
第一级还原剂喷射器J16的开启和关闭受第一温度传感器T12和第二温度传感器T23的联合控制，当第一温度传感器T12与第二温度传感器T23测量的温度平均值Taverage小于阈值 Taverage3时，停止第一级还原剂喷射器J16的喷射；当Taverage大于阈值Taverage3而又小于阈值Taverage4时，进行第一级还原剂喷射器J16的喷射；当Taverage大于阈值Taverage4时，停止第一级还原剂喷射器J16的喷射。此处阈值Taverage3和阈值Taverage4通过标定确定，并且阈值Taverage3小于等于阈值Taverage4，一种典型性示例为Taverage3设为150℃，Taverage4设为280℃；
按照更为有利的一种方式，带加热功能的氧化催化剂11的布置可以更加靠近发动机的排气总管的出口，而去除带加热功能的氧化催化剂11采用的辅助加热功能，使得***成本更低，两级喷射方法依然保持上述方式，同样可以取得宽温度高效处理NOx的效率。
第二级还原剂喷射器J27的开启和关闭受第三温度传感器T34的控制，当第三温度传感器T34检测到的温度值T3不小于阈值T3A时，进行第二级还原剂喷射器J27的喷射；当T3小于阈值T3B时，停止第二级还原剂喷射器J27的喷射，此处阈值T3A和阈值T3B通过标定确定，并且阈值T3A不小于阈值T3B，一种典型性示例为T3A、T3B均设置为200℃。
第一级还原剂喷射器J16和第二级还原剂喷射器J27与总的理论完全处理NOx的所需还原剂量的比，即给料配额是：第一级还原剂喷射器J16控制的还原剂量配额的40％～50％，控制的效果能够使中低温度范围[150℃～280℃]下经过带电加热功能的氧化催化剂11后，排气中的NOx大约40％～50％被还原，第二级还原剂喷射J2控制的还原剂量给料配额的60％～ 70％，控制的效果能够使中低温度范围[200℃～280℃]下经过选择性催化还原处理器14后，排气中的剩下NOx被还原。第一级还原剂喷射器J16和第二级还原剂喷射器J27喷射给料配额控制在理论完全处理所需还原剂配额的120％以内，既保证了NOx转化效率的最大程度的发挥，同时也节省还原剂的消耗量，防止泄露；
在中高温度范围[280℃～550℃]内，第二级还原剂喷射器J27单独控制的还原剂量给料配额，设置成100％～120％，使排气其中的NOx在选择性催化还原处理器14中被高效还原。
当温度窗口在400～550℃之间，第一级还原剂喷射器J16转为其他用途，如可以辅助 DPF的再生。
在该示例性方案中，可以把第一级还原剂喷射器J16所喷射的还原剂配置成全部为纯氨气或者全部为车用尿素溶液；或者配置成其中一个为纯氨气，另外一个配置成车用尿素溶液。如果配置成纯氨气，带电加热功能的氧化催化剂11的辅助加热功能可以简化，以降低成本。
参阅图3，本发明的第二种示例性方案是基于上述第一种示例性方案中的配置，其中的颗粒过滤器DPF 12更换成带选择性催化还原功能的颗粒过滤器13。第一级还原剂喷射器 J16和第二级还原剂喷射器J27的控制方法依然保持上述方式，带电加热功能的氧化催化剂 11上还原NOx未用完的还原剂可以在带选择性催化还原功能的颗粒过滤器13上继续还原 NOx，该方式可以取得宽温度更高效的处理NOx效率。
对于发动机不同排气温度工况，参阅图1，本发明宽温度窗口的高效后处理器去除NOx 的工作过程如下：
当第一温度传感器T1与其后第二温度传感器T2检测到的排气温度的平均值在150℃～280℃之间时，第一级还原剂喷射器J16工作，按照开环MAP控制方法进行还原剂的喷射，还原剂在DOC中与NOx反应，以初步降低此温度区间40％～50％的NOx排放；温度在280℃及以上时，第一级还原剂喷射器J16停止工作。若带电加热功能的氧化催化剂11，使得带电加热功能的氧化催化剂的低温窗口得到进一步向下扩展到120℃左右，进而第一级还原剂喷射器J16的启喷温度向下扩展，带电加热功能的氧化催化剂11上还原NOx的效率窗口扩展到120℃～280℃之间。
当第二温度传感器T23检测到该处的排气温度在200℃及以上时，第二级还原剂喷射器 J27开始工作，承担第一级还原剂喷射器J16处理剩下的NOx排放。当排气温度在280～550℃之间，第二级还原剂喷射器J27将按照闭环的控制方法进行喷射，还原剂在SCR催化剂上与NOx反应，以降低发动机排气中全部NOx排放。
通过这些措施的实施，保证发动机在120℃～550℃的宽温度窗口下均有非常高的NOx转化效率，具体包括图1中的120℃～170℃温度区间的带加热功能的氧化催化器11增效区和带加热功能的氧化催化器11配额增效区，170℃～280℃温度区间的DOC增效区、DOC及SCR配额增效区，280℃～550℃的传统SCR效率区。通过这些效率区间组合最终使NOx的高低温工况下的转化效率均得以充分发挥，最终循环工况的转化效率可以超过单一催化剂性能指标的限制。

Claims (9)

1.一种宽温度窗口的高效柴油机后处理装置，其特征在于，该装置包括带加热功能的氧化催化器(11)、颗粒过滤器(12)、选择性催化还原处理器(14)、第一级还原剂喷射器J1(6)、第二级还原剂喷射器J2(7)、第一氮氧化物传感器N1(8)、第二氮氧化物传感器N2(9)、第一温度传感器T1(2)、第二温度传感器T2(3)、第三温度传感器T3(4)、第四温度传感器T4(5)和压差传感器(10)；所述带加热功能的氧化催化剂(11)、颗粒过滤器(12)、选择性催化还原处理器(14)沿发动机(1)排气流动方向依次串行连接；所述第一级还原剂喷射器J1(6)设置在带加热功能的氧化催化器(11)的上游；所述第二级还原剂喷射器J2(7)设置在颗粒过滤器(12)的下游、选择性催化还原处理器(14)的上游；所述第一氮氧化物传感器N1(8)设置在颗粒过滤器(12)下游与第二级还原剂喷射J2(7)上游之间；所述第二氮氧化物传感器N2(9)设置在排气出口；所述第一温度传器感器T1(2)设置在带加热功能的氧化催化剂(11)的上游；所述第二温度传感器T2(3)设置在带加热功能的氧化催化剂(11)的下游；所述第二温度传感器T3(4)设置在颗粒过滤器(12)的下游；所述第四温度传感器T4(5)设置在选择性催化还原处理器(14)的下游与第二氮氧化物传感器N2(9)的上游之间；所述压差传感器用于测量颗粒过滤器(12)前端和后端之间的排气压差。
2.根据权利要求1所述的一种宽温度窗口的高效柴油机后处理装置，其特征在于，所述第一级还原剂喷射器J1(6)、第二级还原剂喷射器J2(7)中所用的还原剂配置成全部为纯氨气或者全部为车用尿素溶液或者一个为纯氨气另一个为车用尿素溶液。
3.根据权利要求1所述的一种宽温度窗口的高效柴油机后处理装置，其特征在于，所述氧化催化器(11)前部布置有辅助加热装置。
4.根据权利要求3所述的一种宽温度窗口的高效柴油机后处理装置的控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、当第一温度传感器T1(2)与其后的第二温度传感器T2(3)检测到的排气温度的平均值在150℃～280℃之间时，第一级还原剂喷射器J1(6)的喷射量按理论当量配比处理NOX总量的40％～50％，第二级还原剂喷射J2器(7)承担处理剩余的NOX；
步骤二、随着第二温度传感器T2(3)所检测温度的提升，当第二温度传感器T2(3)所检测温度从200℃到280℃时，只加大第二级还原剂喷射器J2(7)的当量给料配比，以至于过量喷射，第一级还原剂喷射器J1(6)和第二级还原剂喷射器J2(7)之和的最大给料配比为理论当量的120％以内；
步骤三、当第一温度传感器T1(2)与其后的第二温度传感器T2(3)检测到的排气温度的平均值在280℃～550℃时，第一级还原剂喷射器J1(6)停止喷射还原剂用于处理NOX的功能，而第二级还原剂喷射器J2(7)切换成闭环方式进行还原剂的喷射；
步骤四、当第一温度传感器T1(2)与其后的第二温度传感器T2(3)检测到的排气温度的平均值在400～550℃温度窗口之间，第一级还原剂喷射转为其他用途，而第二级还原剂喷射依然作为主要的NOX处理所需的还原剂给料源。
5.根据权利要求4所述的一种宽温度窗口的高效柴油机后处理装置的控制方法，其特征在于，所述第一级还原剂喷射器J1(6)喷射采用基于脉谱的开环控制方法，并且第一氮氧化物传感器N1(8)实时监测颗粒捕集或选择性催化还原功能的颗粒过滤器后NOX的排放；所述第二级还原剂喷射器J2(7)喷射采用基于第一氮氧化物传感器N1(8)的前馈和尾排的第二氮氧化物传感器N2(9)的反馈的闭环控制方法。
6.根据权利要求4所述的一种宽温度窗口的高效柴油机后处理装置的控制方法，其特征在于，所述第一级还原剂喷射器J1(6)的喷射控制至少基于第一温度传感器T1(2)和第二温度传感器T2(3)的测量结果中的一个进行控制；所述第二级还原剂喷射器J2(7)的喷射控制至少基于第三温度传感器T3(4)、第一氮氧化物传感器N1(8)、第二氮氧化物传感器N2(9)以及第四温度传感器T4(5)的测量结果进行联合控制。
7.根据权利要求6所述的一种宽温度窗口的高效柴油机后处理装置的控制方法，其特征在于，所述第一级还原剂喷射器J1(6)喷射的开启和关闭受第一温度传感器T1(2)和第二温度传感器T2(3)平均温度的滞回比较控制，即当第一温度传感器T1(2)和第二温度传感器T2(3)所测量的温度的平均值Taverage小于阈值Taverage3时，停止第一级还原剂喷射器J1(6)的喷射；当Taverage大于阈值Taverage3而又小于阈值Taverage4时，进行第一级还原剂喷射器J1(6)的喷射；当Taverage大于阈值Taverage4时，停止第一级还原剂喷射器J1(6)的喷射；此处阈值Taverage3和阈值Taverage4通过标定确定，并且阈值Taverage3不大于阈值Taverage4；所述第二级还原剂喷射器J2(7)喷射的开启和关闭受第三温度传感器T3(4)滞回比较控制，即当第三温度传感器T3(4)检测到的温度值T3不小于阈值T3A时，进行第二级还原剂喷射器J2(7)喷射，当T3小于阈值T3B时，停止第二级还原剂喷射器J2(7)的喷射，此处阈值T3A和阈值T3B通过标定确定，并且阈值T3A不小于阈值T3B。
8.根据权利要求4所述的一种宽温度窗口的高效柴油机后处理装置的控制方法，其特征在于，所述辅助加热装置开启和关闭控制基于第一温度传感器T1(2)和第二温度传感器T2(3)的联合控制，即当第一温度传感器T1(2)和第二温度传感器T2(3)测量的温度值的平均值Taverage小于阈值Taverage1时，氧化催化器(11)进行加热；当平均值Taverage高于另一设定阈值Taverage2即关闭，此处阈值Taverage1和阈值Taverage2通过标定确定，并且阈值Taverage1不大于阈值Taverage2和阈值Taverage3，Taverage2不小于阈值Taverage3及不大于阈值Taverage4。
9.根据权利要求4所述的一种宽温度窗口的高效柴油机后处理装置的控制方法，其特征在于，所述理论当量配比是：第一级还原剂喷射器J1(6)喷射给料配比为固定模式，而第二级还原剂喷射器J2(7)喷射给料配比为可调节模式；第一级还原剂喷射器J1(6)、第二级还原剂喷射器J2(7)喷射给料配比总额超过理论当量配比，但总额小于120％以内，过量的配比有助于提升NOX转化效率。
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