CN113565600B - 车辆的尾气处理***、方法以及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车辆控制技术领域，提供一种车辆的尾气处理***、方法和车辆。该***包括：稀燃NOX捕集装置、氢气喷射装置、温度传感器、空气流量传感器以及控制器，稀燃NOX捕集装置位于所述车辆的排气管路中，其中，所述温度传感器与所述控制器连接，用于检测所述稀燃NOX捕集装置内的温度；所述空气流量传感器与所述控制器连接，用于检测所述车辆的进气管路的空气流量；所述控制器与所述氢气喷射装置连接，用于根据所述空气流量计算过量空气系数；根据所述温度和所述过量空气系数，控制所述氢气喷射装置喷射氢气，以将所述稀燃NOX捕集装置中的BaSO4还原为BaO。本发明可以防止NO2在无法被净化的时候进入SCR。

Description

车辆的尾气处理***、方法以及车辆
技术领域
本发明涉及车辆控制技术领域，具体地涉及一种车辆的尾气处理***、方法以及车辆。
背景技术
稀燃NOX捕集(leanNOXtrap，LNT)装置内部涂层中含有BaO，BaO的作用是存储NO2和还原NO2。
BaO存储NO2和还原NO2的原理是：
BaO+2NO2+1/2O2→Ba(NO3)2
Ba(NO3)2+CO2→BaCO3+3NO2+1/2O2
Ba(NO3)2+3H2+CO2→BaCO3+2NO+2CO2
Ba(NO3)2+1/3C3H6→BaCO3+2NO+H2O
但是，在一定温度和氧气的条件下，经过以下反应，BaO会形成BaSO4：
S+O2→SO2
BaO+1/2O2+SO2→BaSO4
另在一定条件下，BaSO4可能会发生BaSO4团聚，这种团聚的BaSO4无法恢复为BaO，因此，这可以导致LNT存储NO2和释放NO2的能力降低，且不可恢复。
原本LNT装置内部温度低于300℃时，BaO的作用是存储NO2，LNT内部温度高于300℃时，BaO的作用是释放NO2，被释放的NO2被后续的选择性催化还原装置(SelectiveCatalytic Reduction，SCR)在至少190℃的情况下反应净化掉。如果LNT存储NO2和释放NO2的能力降低，则使得LNT装置内部温度低于300℃时无法存储NO2而使NO2进入SCR，可能导致NO2在SCR时温度低于190℃而无法被反应净化，造成排放污染。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种车辆的尾气处理***，以防止NO2在无法被净化的时候进入SCR。
为了实现上述目的，本发明实施例提供一种车辆的尾气处理***，该***包括：稀燃NOX捕集装置、氢气喷射装置、温度传感器、空气流量传感器以及控制器，稀燃NOX捕集装置位于所述车辆的排气管路中，其中，所述温度传感器与所述控制器连接，用于检测所述稀燃NOX捕集装置内的温度；所述空气流量传感器与所述控制器连接，用于检测所述车辆的进气管路的空气流量；所述控制器与所述氢气喷射装置连接，用于根据所述空气流量计算过量空气系数；根据所述温度和所述过量空气系数，控制所述氢气喷射装置喷射氢气，以将所述稀燃NOX捕集装置中的BaSO4还原为BaO。
进一步的，所述控制器用于：在所述温度大于预设温度，且所述过量空气系数大于预设系数时，控制所述氢气喷射装置喷射氢气。
进一步的，在预设时间内所喷射的氢气的摩尔量大于等于在所述预设时间内所述排气管路中排气的摩尔量的1.2％。
进一步的，该氢气喷射装置包括：氢存储器、氢气喷嘴以及供给泵，所述供给泵用于将所述氢存储器中的氢气从所述氢气喷嘴喷射出。
进一步的，所述氢气喷嘴位于所述稀燃NOX捕集装置的相对排气流的方向的前端的排气管路中。
相对于现有技术，本发明所述的车辆的尾气处理***具有以下优势：
该***包括：稀燃NOX捕集装置、氢气喷射装置、温度传感器、空气流量传感器以及控制器，稀燃NOX捕集装置位于所述车辆的排气管路中，其中，所述温度传感器与所述控制器连接，用于检测所述稀燃NOX捕集装置内的温度；所述空气流量传感器与所述控制器连接，用于检测所述车辆的进气管路的空气流量；所述控制器与所述氢气喷射装置连接，用于根据所述空气流量计算过量空气系数；根据所述温度和所述过量空气系数，控制所述氢气喷射装置喷射氢气，以将所述稀燃NOX捕集装置中的BaSO4还原为BaO。本发明将稀燃NOX捕集装置中出现的BaSO4还原为BaO，可以防止稀燃NOX捕集装置中出现BaSO4团聚，正常存储和释放NO2。
本发明的另一目的在于提出一种车辆的尾气处理方法，以防止NO2在无法被净化的时候进入SCR。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种车辆的尾气处理方法，该方法在稀燃NOX捕集装置和氢气喷射装置的基础上执行，所述稀燃NOX捕集装置位于所述车辆的排气管路中，该方法包括：检测所述稀燃NOX捕集装置内的温度；检测所述车辆的进气管路的空气流量；根据所述空气流量计算过量空气系数；根据所述温度和所述过量空气系数，控制所述氢气喷射装置喷射氢气，以将所述稀燃NOX捕集装置中的BaSO4还原为BaO。
进一步的，所述根据所述温度和所述过量空气系数，控制所述氢气喷射装置喷射氢气包括：在所述温度大于预设温度，且所述过量空气系数大于预设系数时，控制所述氢气喷射装置喷射氢气。
进一步的，所述氢气喷射装置包括氢气喷嘴，所述氢气喷嘴位于所述稀燃NOX捕集装置的相对排气流的方向的前端的排气管路中。
进一步的，在预设时间内所喷射的氢气的摩尔量大于等于在所述预设时间内所述排气管路中排气的摩尔量的1.2％。
所述车辆的尾气处理方法与上述车辆的尾气处理***相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
本发明的另一目的在于提出一种车辆，以防止NO2在无法被净化的时候进入SCR。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种车辆，该车辆包括上文所述的车辆的尾气处理***。
所述车辆的尾气处理方法与上述车辆的尾气处理***相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明一实施例提供的车辆的尾气处理***的结构框图；
图2为本发明另一实施例提供的车辆的尾气处理***的结构框图；
图3为本发明一实施例提供的车辆的尾气处理方法的流程图。
附图标记说明：
1 稀燃NOX捕集装置 2 氢气喷射装置
3 温度传感器 4 空气流量传感器
5 控制器21氢存储器
22 供给泵 23 氢气喷嘴
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。
图1是本发明一实施例提供的车辆的尾气处理***的结构框图。如图1所示，该***包括：稀燃NOX捕集装置1、氢气喷射装置2、温度传感器3、空气流量传感器4以及控制器5，稀燃NOX捕集装置1位于所述车辆的排气管路中，其中，所述温度传感器3与所述控制器5连接，用于检测所述稀燃NOX捕集装置1内的温度；所述空气流量传感器4与所述控制器5连接，用于检测所述车辆的进气管路的空气流量；所述控制器5与所述氢气喷射装置2连接，用于根据所述空气流量计算过量空气系数；根据所述温度和所述过量空气系数，控制所述氢气喷射装置2喷射氢气，以将所述稀燃NOX捕集装置1中的BaSO4还原为BaO。
例如，BaSO4在高温下(例如650℃以上)可以被还原为BaO，其反应如下：
BaSO4+H2→BaO+H2O+SO2
SO2+3H2→H2S+2H2O
另外，稀燃NOX捕集装置1中的BaO被SO2反应生成BaSO4后，遇到稀燃NOX捕集装置1内部温度大于650℃且过量空气系数＞1.2的工况时，会使得BaSO4团聚。所以，本发明特检测稀燃NOX捕集装置1内的温度，并检测进气管路的空气流量以计算出过量空气系数，BaSO4可能出现团聚时，即稀燃NOX捕集装置1内部温度大于预设温度(例如650℃)，且过量空气系数大于预设系数(例如1.2)时，控制氢气喷射装置2喷射氢气，以使BaSO4与氢气反应，还原为BaO，避免BaSO4团聚，保证稀燃NOX捕集装置1存储NO2和释放NO2的能力。
图2是本发明另一实施例提供的车辆的尾气处理***的结构框图。如2所示，该氢气喷射装置2包括：氢存储器21、氢气喷嘴23以及供给泵22，控制器5直接控制供给泵22，以将所述氢存储器21中的氢气从所述氢气喷嘴23喷射出，具体地，供给泵22的入口连接氢存储器21，出口连接氢气喷嘴23。优选的，在预设时间内所喷射的氢气的摩尔量大于等于在所述预设时间内所述排气管路中排气的摩尔量的1.2％，预设时间可以是任意长度的时间，在此不做限定。
基于所喷射的氢气的量，可以设计氢气喷嘴23的喷口直径以及供给泵22的泵压，以能够供给大于等于排气管路中排气的1.2％的氢气为准。例如，氢气喷嘴23的喷口直径可以是0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.7mm等等，假设0.2mm的喷口直径所喷出的H2可以达到大于等于排气管路中排气的1.2％，则可设置喷口直径为0.2mm。相应的，供给泵22的泵压例如可以为5bar、6bar、7bar等等，假设泵压在7bar可以实现H2大于等于排气管路中排气的1.2％，则可设置泵压7bar。
另外，所述氢气喷嘴23位于所述稀燃NOX捕集装置1的相对排气流的方向的前端的排气管路中。这样设置，在氢气喷嘴23喷射出氢气之后，方便氢气与排气一同进入稀燃NOX捕集装置1，从而与稀燃NOX捕集装置1内的BaSO4进行反应。
图3是本发明一实施例提供的车辆的尾气处理方法的流程图。如图3所示，该方法在稀燃NOX捕集装置1和氢气喷射装置2的基础上执行，所述稀燃NOX捕集装置1位于所述车辆的排气管路中，该方法包括：
步骤S31，检测所述稀燃NOX捕集装置1内的温度；
步骤S32，检测所述车辆的进气管路的空气流量；
步骤S33，根据所述空气流量计算过量空气系数；
步骤S34，根据所述温度和所述过量空气系数，控制所述氢气喷射装置2喷射氢气，以将所述稀燃NOX捕集装置1中的BaSO4还原为BaO。
进一步的，所述根据所述温度和所述过量空气系数，控制所述氢气喷射装置2喷射氢气包括：在所述温度大于预设温度，且所述过量空气系数大于预设系数时，控制所述氢气喷射装置2喷射氢气。
进一步的，所述氢气喷射装置2包括氢气喷嘴23，所述氢气喷嘴23位于所述稀燃NOX捕集装置1的相对排气流的方向的前端的排气管路中。
进一步的，在预设时间内所喷射的氢气的摩尔量大于等于在所述预设时间内所述排气管路中排气的摩尔量的1.2％。
本发明实施例还提供一种车辆，该车辆包括上文所述的车辆的尾气处理***。
上文所述的车辆和车辆的尾气处理***的实施例与上文所述的车辆的尾气处理方法的实施例类似，在此不再赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种车辆的尾气处理***，其特征在于，该***包括：
稀燃NOX捕集装置、氢气喷射装置、温度传感器、空气流量传感器以及控制器，稀燃NOX捕集装置位于所述车辆的排气管路中，其中，
所述温度传感器与所述控制器连接，用于检测所述稀燃NOX捕集装置内的温度；
所述空气流量传感器与所述控制器连接，用于检测所述车辆的进气管路的空气流量；
所述控制器与所述氢气喷射装置连接，用于根据所述空气流量计算过量空气系数；根据所述温度和所述过量空气系数，控制所述氢气喷射装置喷射氢气，以将所述稀燃NOX捕集装置中的BaSO4还原为BaO，
其中，所述控制器用于：在所述温度大于预设温度，且所述过量空气系数大于预设系数时，控制所述氢气喷射装置喷射氢气。
2.根据权利要求1所述的车辆的尾气处理***，其特征在于，在预设时间内所喷射的氢气的摩尔量大于等于在所述预设时间内所述排气管路中排气的摩尔量的1.2％。
3.根据权利要求1所述的车辆的尾气处理***，其特征在于，该氢气喷射装置包括：
氢存储器、氢气喷嘴以及供给泵，所述供给泵用于将所述氢存储器中的氢气从所述氢气喷嘴喷射出。
4.根据权利要求3所述的车辆的尾气处理***，其特征在于，所述氢气喷嘴位于所述稀燃NOX捕集装置的相对排气流的方向的前端的排气管路中。
5.一种车辆的尾气处理方法，其特征在于，该方法在稀燃NOX捕集装置和氢气喷射装置的基础上执行，所述稀燃NOX捕集装置位于所述车辆的排气管路中，该方法包括：
检测所述稀燃NOX捕集装置内的温度；
检测所述车辆的进气管路的空气流量；
根据所述空气流量计算过量空气系数；
根据所述温度和所述过量空气系数，控制所述氢气喷射装置喷射氢气，以将所述稀燃NOX捕集装置中的BaSO4还原为BaO，
其中，所述根据所述温度和所述过量空气系数，控制所述氢气喷射装置喷射氢气包括：
在所述温度大于预设温度，且所述过量空气系数大于预设系数时，控制所述氢气喷射装置喷射氢气。
6.根据权利要求5所述的车辆的尾气处理方法，其特征在于，所述氢气喷射装置包括氢气喷嘴，所述氢气喷嘴位于所述稀燃NOX捕集装置的相对排气流的方向的前端的排气管路中。
7.根据权利要求5所述的车辆的尾气处理方法，其特征在于，在预设时间内所喷射的氢气的摩尔量大于等于在所述预设时间内所述排气管路中排气的摩尔量的1.2％。
8.一种车辆，其特征在于，该车辆包括权利要求1-4中任一项权利要求所述的车辆的尾气处理***。
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