CN113339114A - 再生保护***及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种再生保护***及车辆。该再生保护***,包括:发动机;排气管路,一端与发动机连通;柴油颗粒补集器,设于排气管路上,且与排气管路连通;氧化催化器,设于发动机与柴油颗粒补集器之间的排气管路上,且与排气管路连通;氨气供给单元,连通于发动机与氧化催化器之间的排气管路;及电子控制单元,与氨气供给单元通讯相连,电子控制单元用于控制氨气供给单元向排气管路中提供氨气。该再生保护***,控制氨气供给单元向氧化催化器中喷入氨气,消耗掉废气中再生反应所需的氧气和二氧化氮,以从再生机理的角度降低甚至中止碳颗粒的氧化反应。如此,加速了柴油颗粒补集器的冷却速度,从而有效防止柴油颗粒补集器烧蚀损坏。

Description

再生保护***及车辆
技术领域
本发明涉及柴油颗粒补集器再生保护技术领域,特别是涉及一种再生保护***及车辆。
背景技术
为满足日益严格的柴油车排放法规要求,柴油颗粒捕集器(DPF)成为柴油机颗粒物排放控制的必选技术方案之一。
柴油颗粒捕集器的功能是收集排气中的颗粒物,随着发动机的运转,颗粒物的量不断累积,当累积到一定程度后,会触发柴油颗粒捕集器再生功能。柴油颗粒捕集器再生功能通过柴油颗粒捕集器本身和氧化催化器(DOC)的升温联动,使柴油颗粒捕集器中的碳颗粒与氧气和二氧化氮发生氧化反应生成二氧化碳,完成柴油颗粒捕集器再生。当柴油颗粒捕集器再生中止或再生超温时,需要对柴油颗粒捕集器进行快速冷却。
然而,传统的冷却方式并不能及时冷却柴油颗粒捕集器,容易导致柴油颗粒捕集器损坏。
发明内容
基于此,有必要针对传统的冷却方式不能及时冷却柴油颗粒捕集器,从而导致柴油颗粒捕集器损坏的问题,提供一种再生保护***及车辆。
根据本申请的一个方面,提供一种再生保护***,其特征在于,包括:
发动机;
排气管路,一端与所述发动机连通;
柴油颗粒补集器,设于所述排气管路上,且与所述排气管路连通;
氧化催化器,设于所述发动机与所述柴油颗粒补集器之间的所述排气管路上,且与所述排气管路连通;
氨气供给单元,连通于所述发动机与所述氧化催化器之间的所述排气管路;及
电子控制单元,与所述氨气供给单元通讯相连,所述电子控制单元用于控制氨气供给单元向所述排气管路中提供氨气。
在其中一个实施例中,所述氨气供给单元包括:
氨气存储装置,用于存储氨气;
氨气管路,相对的两端分别连通于所述氨气存储装置和所述排气管路;
氨气喷射装置,设于所述氨气管路上,且与所述氨气管路连通;所述电子控制单元通讯连接于所述氨气喷射装置,以控制所述氨气喷射装置向所述排期管路中喷射的氨气量。
在其中一个实施例中,所述氨气供给单元还包括氨气稳压装置,所述氨气稳压装置设于所述氨气存储装置和所述氨气喷射装置之间的所述氨气管路上,且与所述氨气管路连通。
在其中一个实施例中,所述氨气供给单元还包括氨检测装置,所述氨检测装置靠近所述氨气存储装置设置,用于检测所述氨气存储装置中的氨气存储量。
在其中一个实施例中,还包括通讯连接于所述电子控制单元的温度检测装置,所述温度检测装置靠近所述柴油颗粒补集器设置,用于检测所述柴油颗粒补集器的排气温度,所述电子控制单元根据所述排气温度启动或关闭所述氨气供给单元。
在其中一个实施例中,还包括通讯连接于所述电子控制单元的氧检测装置,所述氧检测装置靠近所述发动机和所述氧化催化器之间的所述排气管路设置,用于检测所述发动机排出的废气中的氧气含量,所述电子控制单元用于根据所述氧气含量控制所述氨气供给单元向所述排气管路中提供的氨气量。
在其中一个实施例中,还包括通讯连接于所述电子控制单元的氮氧检测装置,所述氮氧检测装置靠近所述发动机和所述氧化催化器之间的所述排气管路设置,用于检测所述发动机排出的废气中的氮氧化物含量,所述电子控制单元根据所述氮氧化物含量控制所述氨气供给单元向所述排气管路中提供的氨气量。
在其中一个实施例中,还包括设于所述氧化催化器内的催化剂,所述催化剂为铂、铑、钯的组合物。
在其中一个实施例中,还包括选择性催化还原装置,所述选择性催化还原装置连通于所述排气管路远离所述发动机的另一端。
作为本申请的同一构思,还提供一种车辆,其特征在于,包括上述的再生保护***。
上述再生保护***,当柴油颗粒补集器再生中止或再生超温时,通过电子控制单元执行中断再生操作,同时提高发动机转速,以提升排气流速,减少及带走柴油颗粒补集器再生反应的热量。除此之外,还通过电子控制单元控制氨气供给单元向氧化催化器中喷入氨气,以消耗废气中再生反应所需的氧气、二氧化氮,以从再生机理的角度降低柴油颗粒补集器中碳颗粒的氧化反应速度。如此,加速了柴油颗粒补集器的冷却速度,从而有效防止柴油颗粒补集器烧蚀损坏。
附图说明
图1为本申请一实施例中的再生保护***的结构示意图。
100、再生保护***;10、柴油颗粒补集器;20、发动机;30、氧化催化器;40、氨气供给单元;41、氨气存储装置;42、氨气喷射装置;43、氨气稳压装置;44、氨气管路;50、电子控制单元;61、温度检测装置;62、氧检测装置;63、氮氧检测装置;70、选择性催化还原装置;80、排气管路。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
为了便于理解本申请的技术方案,在详细展开说明之前,首先对现有的再生保护***的技术进行阐述。
在柴油颗粒补集器再生时,电子控制单元对后处理***进行温度管理,提升氧化催化器温度至270℃,电子控制单元控制喷油器喷射燃油,燃油、废气中的一氧化碳以及一氧化氮在氧化催化器中发生氧化催化反应,生成二氧化碳、二氧化氮,当柴油颗粒补集器温度达到500℃-600℃时,柴油颗粒补集器中的碳颗粒会与氧气、二氧化氮发生氧化反应生成二氧化碳,完成柴油颗粒补集器再生。
目前,柴油颗粒补集器再生防烧蚀的研究重点是对再生的温度进行控制,当再生中止或再生超温时,通过中断再生、提高排气流速的方法对柴油颗粒补集器进行快速冷却,但由于柴油颗粒补集器的冷却需要一定的时间以及废气中氧化剂(氧气、二氧化氮)的存在,氧化反应还会持续一段时间,尤其是当发动机出现故障而转速无法提升时,均会导致柴油颗粒补集器不能得到及时冷却,从而发生烧蚀损坏。
基于此,本申请提供一种再生保护***及车辆,能够较佳地改善上述问题。
下面将结合附图对本申请的再生保护***及车辆进行说明。
图1为本申请一实施例中的再生保护***的结构示意图。为便于描述,附图中仅示出了与本申请相关的结构。
本申请至少一实施例公开的一种再生保护***100,包括发动机20、柴油颗粒补集器10、氧化催化器30、氨气供给单元40、电子控制单元50及排气管路80。发动机20、柴油颗粒补集器10、氧化催化器30及氨气供给单元40均与排气管路80连通,电子控制单元50与氨气供给单元40通讯相连,电子控制单元50用于控制氨气供给单元40向排气管路80中提供氨气。
在一些实施例中,发动机20连通于排气管路80的一端,柴油颗粒补集器10设于排气管路80上且与排气管路80连通,氧化催化器30设于发动机20与柴油颗粒补集器10之间的排气管路80上且与排气管路80连通,氨气供给单元40连通于发动机20与氧化催化器30之间的排气管路80。
具体到实际运用中,当柴油颗粒补集器10进行再生时,由于各种因素导致再生中止、再生超温等异常情况时,首要的操作是中止柴油颗粒补集器10的再生反应,以停止柴油颗粒补集器10的反应发热,同时提高发动机20的转速,以提高废气在排气管路80中的流速,通过气流带走柴油颗粒补集器10的反应发热。
与此同时,电子控制单元50还控制氨气供给单元40向排气管路80中提供氨气,以消耗掉柴油颗粒补集器10的再生氧化剂。具体地,柴油颗粒补集器10再生的氧化剂氧气、二氧化氮均能够和氨气在氧化催化器30内发生反应,并生成氮气和水。进一步地,由于再生时的氧化剂减少,柴油颗粒补集器10中碳颗粒的氧化反应速度会降低,甚至中止。如此,能够加快柴油颗粒补集器10的载体冷却速度,并能防止发动机20在冷却过程中出现转速无法提升而导致的柴油颗粒补集器10烧蚀损坏。
在一些实施例中,该再生保护***100还包括设于氧化催化器30内的催化剂,催化剂用于催化氨气与废气中的氧气、氮氧化物发生反应,以加速消耗氧气和氮氧化物。如此,能够有效降低柴油颗粒补集器10中碳颗粒的氧化反应速度,从而避免柴油颗粒补集器10再生保护失效问题。具体到一些实施例中,催化剂可以是贵金属,具体地,催化剂可以为铂、铑、钯三者形成的组合物。可以理解,上述仅为了举例说明,并不能作为对本申请的限定。
在一些实施例中,氨气供给单元40包括氨气存储装置41和氨气管路44,氨气管路44相对的两端分别连通于氨气存储装置41和排气管路80。具体到实际运用中,氨气存储装置41用于存储氨气,氨气管路44用于将氨气存储装置41内存储的氨气引导至排气管路80中。
具体到一些实施例中,氨气存储装置41包括氨气存储罐,用于存储氨气,该氨气存储罐拆装简单,更换方便。具体地,当使用中的氨气存储罐的氨气存储量不足时,可通过更换新的氨气存储罐,以及时补充氨气,防止柴油颗粒补集器10再生保护失效。
进一步地,该氨气供给单元40还包括氨检测装置,氨检测装置靠近氨气存储装置41设置,用于检测氨气存储装置41中的氨气存储量。具体到一些实施例中,氨气供给单元40还包括提醒装置,该提醒装置通讯连接于氨检测装置,当氨检测装置检测到氨气存储装置41内的氨气存储量不足时,提醒装置能够及时提醒操作人员更换氨气存储装置41。具体地,提醒装置可以是显示器,也可以是警示器,本申请在此并不作具体限定。
进一步地,该氨气供给单元40还包括氨气喷射装置42,该氨气喷射装置42沿设于氨气管路44上,且与氨气管路44连通。电子控制单元50通讯连接于氨气喷射装置42,以控制氨气喷射装置42向排气管路80喷射的氨气量。
进一步地,氨气供给单元40还包括氨气稳压装置43,氨气稳压装置43设于氨气存储装置41和氨气喷射装置42之间的氨气管路44上,且与氨气管路44连通。具体到实际运用中,氨气稳压装置43用于控制氨气的喷射压力稳定在目标值。具体地,在向排气管路80中提供氨气时,电子控制单元50可通过控制氨气喷射装置42的喷射时长即可确定和计算氨气的提供量。如此,能够精准把控氨气的提供量,有效避免柴油颗粒补集器10再生保护失效问题。
在一些实施例中,该再生保护***100还包括通讯连接于电子控制单元50的温度检测装置61,温度检测装置61靠近柴油颗粒补集器10设置,用于检测柴油颗粒补集器10的排气温度。具体到一些实施例中,温度检测装置61可以是温度传感器,结构简单且检测精度高。
进一步地,温度检测装置61能够将排气温度传输给电子控制单元50,电子控制单元50再根据排气温度判断启动或关闭氨气供给单元40。具体到一些实施例中,电子控制单元50包括存储器和比较器,存储器内存设有一温度阈值,比较器能够将该温度阈值与温度检测装置61传输来的排气温度进行对比,排气温度可以是一系列的排气温度值。若检测到的排气温度值高于温度阈值,则向氨气供给单元40发送启动指令,氨气供给单元40向排气管路80中提供氨气。反之,则关闭氨气供给单元40,停止向排气管路80中继续提供氨气。
作为本申请的优选实施例,温度检测装置61设于柴油颗粒补集器10远离氧化催化器30一端的排气口处,以提高温度检测装置61对柴油颗粒补集器10的温度检测精度。如此,能够保证氨气供给单元40开启及时,从而有效避免柴油颗粒补集器10因冷却不及时而导致烧蚀损坏。
在一些实施例中,该再生保护***100还包括通讯连接于电子控制单元50的氧检测装置62,氧检测装置62靠近发动机20和氧化催化器30之间的排气管路80设置,用于检测发动机20排出的废气中的氧气含量。具体到一些实施例中,氧检测装置62可以是氧传感器,结构简单且检测精度高。
进一步地,氧检测装置62能够将氧气含量传输给电子控制单元50,电子控制单元50再根据氧气含量控制氨气供给单元40向排气管路80中提供的氨气量。具体到实际运用中,电子控制单元50根据氧检测装置62检测到的氧含量,能够计算消耗氧气所需的氨气量,然后通过控制氨气喷射装置42的喷射时长以提供反应所需氨气量。如此,能够精准把控氨气的提供量,从而有效避免柴油颗粒补集器10再生保护失效问题。
在一些实施例中,该再生保护***100还包括通信连接于电子控制单元50的氮氧检测装置63,氮氧检测装置63靠近发动机20和氧化催化器30之间的排气管路80设置,用于检测发动机20排出的废气中的氮氧化物含量。具体到一些实施例中,氮氧检测装置63可以是氮氧传感器,对氮氧化物的敏感度高。
进一步地,氮氧检测装置63能够将氮氧化物含量传输给电子控制单元50,电子控制单元50根据氮氧化物含量确定氨气供给单元40向排气管路80中提供的氨气量。具体到实际运用中,电子控制单元50根据氮氧检测装置63检测到的氮氧含量,能够计算消耗氮氧化物所需的氨气量,然后控制氨气喷射装置42的喷射时长以提供反应所需氨气量。如此,能够精准把控氨气的提供量,从而有效避免柴油颗粒补集器10再生保护失效问题。
在一些实施例中,该再生保护***100还包括选择性催化还原装置70,选择性催化还原装置70连通于排气管路80远离发动机20的另一端。具体到实际运用中,该选择性催化还原装置70用于把废气中的氮氧化物还原成氮气和水,达到节能减排的目的。
作为本申请的同一构思,还提供一种柴油颗粒补集器10的再生保护方法,具体地,包括步骤:
S210:检测排气管路80中废气中的氧气含量和氮氧化物含量。
S230:计算与氧气、氮氧化物反应所需的氨气量。
S250:向排气管路80中提供反应所需的氨气量,以消耗废气中的氧气和氮氧化物。
S270:检测柴油颗粒补集器10的温度值,并根据温度值判断是否继续向排气管路80中提供氨气。
作为本申请的同一构思,还提供一种车辆,包括上述的再生保护***100。该车辆的柴油颗粒补集器10的冷却速度快,烧蚀现象少。
上述的再生保护***100及车辆,在对柴油颗粒补集器10进行再生保护时,是在传统的中断再生操作、提高发动机20转速等手段的基础上,还向氧化催化器30中喷入氨气,消耗掉废气中再生反应所需的氧气和二氧化氮,以从再生机理的角度降低甚至中止碳颗粒的氧化反应。如此,加快了柴油颗粒补集器10的冷却速度,有效避免柴油颗粒补集器10发生烧蚀损坏现象。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种再生保护***,其特征在于,包括:
发动机;
排气管路,一端与所述发动机连通;
柴油颗粒补集器,设于所述排气管路上,且与所述排气管路连通;
氧化催化器,设于所述发动机与所述柴油颗粒补集器之间的所述排气管路上,且与所述排气管路连通;
氨气供给单元,连通于所述发动机与所述氧化催化器之间的所述排气管路;及
电子控制单元,与所述氨气供给单元通讯相连,所述电子控制单元用于控制氨气供给单元向所述排气管路中提供氨气。
2.根据权利要求1所述的再生保护***,其特征在于,所述氨气供给单元包括:
氨气存储装置,用于存储氨气;
氨气管路,相对的两端分别连通于所述氨气存储装置和所述排气管路;
氨气喷射装置,设于所述氨气管路上,且与所述氨气管路连通;所述电子控制单元通讯连接于所述氨气喷射装置,以控制所述氨气喷射装置向所述排期管路中喷射的氨气量。
3.根据权利要求2所述的再生保护***,其特征在于,所述氨气供给单元还包括氨气稳压装置,所述氨气稳压装置设于所述氨气存储装置和所述氨气喷射装置之间的所述氨气管路上,且与所述氨气管路连通。
4.根据权利要求2或3所述的再生保护***,其特征在于,所述氨气供给单元还包括氨检测装置,所述氨检测装置靠近所述氨气存储装置设置,用于检测所述氨气存储装置中的氨气存储量。
5.根据权利要求1所述的再生保护***,其特征在于,还包括通讯连接于所述电子控制单元的温度检测装置,所述温度检测装置靠近所述柴油颗粒补集器设置,用于检测所述柴油颗粒补集器的排气温度,所述电子控制单元根据所述排气温度启动或关闭所述氨气供给单元。
6.根据权利要求1所述的再生保护***,其特征在于,还包括通讯连接于所述电子控制单元的氧检测装置,所述氧检测装置靠近所述发动机和所述氧化催化器之间的所述排气管路设置,用于检测所述发动机排出的废气中的氧气含量,所述电子控制单元用于根据所述氧气含量控制所述氨气供给单元向所述排气管路中提供的氨气量。
7.根据权利要求1或6所述的再生保护***,其特征在于,还包括通讯连接于所述电子控制单元的氮氧检测装置,所述氮氧检测装置靠近所述发动机和所述氧化催化器之间的所述排气管路设置,用于检测所述发动机排出的废气中的氮氧化物含量,所述电子控制单元根据所述氮氧化物含量控制所述氨气供给单元向所述排气管路中提供的氨气量。
8.根据权利要求1所述的再生保护***,其特征在于,还包括设于所述氧化催化器内的催化剂,所述催化剂为铂、铑、钯的组合物。
9.根据权利要求1所述的再生保护***,其特征在于,还包括选择性催化还原装置,所述选择性催化还原装置连通于所述排气管路远离所述发动机的另一端。
10.一种车辆,其特征在于,包括如权利要求1-9中任一项所述的再生保护***。
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