本發(fā)明屬于柴油機(jī)后處理，具體是一種可變截流面式雙噴后處理系統(tǒng)及后處理控制方法。

背景技術(shù)：

1、中國燃油車第七階段排放法規(guī)(國七)正在制定過程中，計(jì)劃2029年實(shí)施，燃油車排放法規(guī)將進(jìn)一步加嚴(yán)。且未來法規(guī)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中的主要污染物氮氧化合物(nox)等的排放限值也將大幅降低。目前國六主流技術(shù)為單路排氣管+催化器，其中催化器包括doc(氧化催化器)、dpf(顆粒捕集器)、混合器和scr(選擇性催化劑還原器)。

2、現(xiàn)有技術(shù)中的后處理系統(tǒng)存在如下問題，現(xiàn)有技術(shù)常采用一種單噴嘴尿素噴射控制，如果要進(jìn)一步降低氮氧化合物(nox)的排放，需要加大尿素的噴射量。但過多的尿素噴射會(huì)超出混合器的混合能力并產(chǎn)生結(jié)晶，導(dǎo)致系統(tǒng)背壓升高，影響整車經(jīng)濟(jì)性，增加用車成本。正在研究的國七主流技術(shù)路線：ccscr+doc+dpf+scr+asc，也存在著ccscr脫硫、脫hc技術(shù)方案復(fù)雜，成本高，且效果不好的問題，需要繼續(xù)尋找滿足國七排放要求的性價(jià)比更好的技術(shù)方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種可變截流面式雙噴后處理系統(tǒng)及后處理控制方法，采用切換閥+doc+scrf+scr/asc技術(shù)路線，利用氣流分流的原理，將單路排氣管路通過y型管一分為二為兩路并聯(lián)的排氣管路。根據(jù)排氣溫度，合理控制排氣切換閥開關(guān)和前后噴嘴的噴射量來滿足排放要求。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種可變截流面式雙噴后處理系統(tǒng)，一種可變截流面式雙噴后處理系統(tǒng)，包括沿著排氣方向依次設(shè)置的doc、scrf、scr/asc,發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管沿著排氣方向分岔構(gòu)造為第一排氣管和第二排氣管，所述第一排氣管連通所述doc前端，所述第二排氣管連通所述doc后端，所述第一排氣管上設(shè)置有第一排氣切換閥，所述第二排氣管上設(shè)置有第二排氣切換閥；還包括設(shè)置在所述第二排氣管上的前級(jí)尿素噴嘴，設(shè)置在所述scrf和所述scr/asc之間的后級(jí)尿素噴嘴，所述前級(jí)尿素噴嘴和后級(jí)尿素噴嘴均連接尿素噴射裝置；所述第一排氣切換閥、所述第二排氣切換閥和前級(jí)尿素噴嘴均設(shè)置在所述doc上游。

3、本發(fā)明使兩路排氣管并聯(lián)，第一排氣管將氣流直接引到doc催化器前端端蓋上，第二排氣管將尾氣引到環(huán)形doc載體后端面上，每路安裝開關(guān)型排氣切換閥，通過監(jiān)控排氣溫度協(xié)調(diào)排氣切換閥開關(guān)與前后噴嘴的噴射量，通過協(xié)調(diào)前后級(jí)的噴射比例，來控制scrf的被動(dòng)再生n2?o的排放，解決了scrf脫硫問題，且由于scrf上游的doc的設(shè)置，主動(dòng)再生過程，缸內(nèi)后噴產(chǎn)生的大部分hc都被轉(zhuǎn)化，所以scrf不存在hc中毒問題。

4、優(yōu)選的，所述doc包括doc孔板和doc載體，所述doc載體構(gòu)造為環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述doc載體和doc孔板上設(shè)置均設(shè)置有通孔，所述第二排氣管依次貫穿doc孔板和doc載體后連通到所述scrf前端。本發(fā)明采用第二排氣管穿過doc孔板和環(huán)形doc載體，將尾氣引到環(huán)形doc載體后端面上，第二排氣管集成設(shè)置在封裝殼體內(nèi)，避免了在封裝殼體外部設(shè)置單獨(dú)的管路，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，成本低。

5、優(yōu)選的，所述第一排氣管、第二排氣管和發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管連接構(gòu)造成y型結(jié)構(gòu)。將單路排氣管路通過y型管一分為二為兩路并聯(lián)的排氣管路，排氣阻力小，且分成兩個(gè)排氣管后體積也較小，結(jié)構(gòu)緊湊。

6、優(yōu)選的，所述第一排氣管和第二排氣管的連接節(jié)點(diǎn)到doc孔板的距離設(shè)置為90～100cm。該距離過長會(huì)造成設(shè)計(jì)冗余，距離過短導(dǎo)致scrf前氨均勻性不滿足98％要求，導(dǎo)致scrf效率低下。

7、優(yōu)選的，所述doc孔板到所述doc載體前端的距離設(shè)置為50～60mm。該距離過長造成設(shè)計(jì)冗余，距離過短導(dǎo)致doc前均勻性不滿足95％要求，導(dǎo)致doc效率低下。

8、優(yōu)選的，所述第一排氣管、第二排氣管、第一排氣切換閥和第二排氣切換閥的口徑尺寸均設(shè)置為65mm?？趶匠叽纾?5mm時(shí)，會(huì)造成系統(tǒng)排氣背壓過大，影響發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能；口徑尺寸太大會(huì)造成體積過大，難以集成在后處理系統(tǒng)中。

9、本發(fā)明還提供一種后處理控制方法，采用上述一種可變截流面式雙噴后處理系統(tǒng)，包括如下步驟：

10、步驟s100：發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，并檢監(jiān)測(cè)氣溫度，當(dāng)排氣溫度小于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，進(jìn)入下一步驟；；

11、步驟s200：第一排氣切換閥關(guān)閉，第二排氣切換閥開啟，尿素噴射裝置控制前級(jí)尿素噴嘴的噴射量大于后級(jí)尿素噴嘴的噴射量，繼續(xù)監(jiān)測(cè)排氣溫度；因?yàn)槔鋯?dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，scrf溫度很低，本步驟的目的為了scrf盡快升溫，自然沾化效率高。

12、步驟s300：當(dāng)排氣溫度大于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，第一排氣切換閥和第二排氣切換閥開啟，尿素噴射裝置控制前級(jí)尿素噴嘴的噴射量小于后級(jí)尿素噴嘴的噴射量；當(dāng)排氣溫度大于預(yù)設(shè)溫度時(shí)scr/asc可高效工作，此時(shí)第一排氣切換閥和第二排氣切換閥開啟，尿素噴射裝置控制前級(jí)尿素噴嘴的噴射量小于后級(jí)尿素噴嘴的噴射量，以確保scrf的被動(dòng)生效率。

13、步驟s300：溫度繼續(xù)上升，發(fā)動(dòng)機(jī)的顆粒捕集器觸發(fā)主動(dòng)再生時(shí)，即scrf上的dpf開始主動(dòng)再生，第一排氣切換閥關(guān)閉，第二排氣切換閥開啟，尿素噴射裝置停止工作。

14、本發(fā)明的后處理控制方案，可滿足甚至超過國七主流技術(shù)路線的轉(zhuǎn)化效率，完全解決了scrf脫硫問題，且由于scrf上游doc的設(shè)置，主動(dòng)再生過程，缸內(nèi)后噴產(chǎn)生的大部分hc都被轉(zhuǎn)化，所以scrf不存在hc中毒問題。

15、優(yōu)選的，步驟200中，前級(jí)尿素噴嘴占總噴射量的90％且后級(jí)尿素噴嘴占總噴射量的10％。此時(shí)，排氣溫度較低時(shí)，前級(jí)多噴且后級(jí)少噴，scrf作為主力處理污染物，實(shí)現(xiàn)scrf盡快升溫。

16、優(yōu)選的，步驟300中，前級(jí)尿素噴嘴占總噴射量的10％且后級(jí)尿素噴嘴占總噴射量的90％。此時(shí)，排氣溫度較低時(shí)，后級(jí)多噴，scr/asc作為主力處理污染物，以確保scrf的被動(dòng)生效率。

17、優(yōu)選的，所述預(yù)設(shè)溫度為300～350℃。通過此溫度協(xié)調(diào)前后噴射量，使系統(tǒng)達(dá)到最佳工作狀態(tài)。

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

19、將單路排氣管路通過y型管一分為二為兩路并聯(lián)的排氣管路，并在兩支管路上安裝排氣切換閥，通過監(jiān)控排氣溫度協(xié)調(diào)排氣切換閥開關(guān)與前后噴嘴的噴射量，達(dá)到國七放的法規(guī)，解決目前廣泛研究的兩級(jí)scr技術(shù)線脫硫、脫碳的系統(tǒng)復(fù)雜性問題，筒式結(jié)構(gòu)緊湊，成本低，轉(zhuǎn)化效率滿足要求。

20、采用所述第二排氣管依次貫穿doc孔板和doc載體后連通到所述scrf前端，將第二排氣管集成在doc中，封裝結(jié)構(gòu)簡單，結(jié)構(gòu)緊湊。

21、本發(fā)明的控制方法滿足甚至超過國七主流技術(shù)路線的轉(zhuǎn)化效率，完全解決了scrf脫硫問題，且由于scrf上游doc的設(shè)置，主動(dòng)再生過程，缸內(nèi)后噴產(chǎn)生的大部分hc都被轉(zhuǎn)化，所以scrf不存在hc中毒問題。

技術(shù)特征：

1.一種可變截流面式雙噴后處理系統(tǒng)，包括沿著排氣方向依次設(shè)置的doc(1)、scrf(2)、scr/asc(3),其特征在于發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管(4)分岔構(gòu)造為第一排氣管(5)和第二排氣管(6)，所述第一排氣管(5)連通所述doc(1)前端，所述第二排氣管(6)連通所述doc(1)后端，所述第一排氣管(5)上設(shè)置有第一排氣切換閥(7)，所述第二排氣管(6)上設(shè)置有第二排氣切換閥(8)；還包括設(shè)置在所述第二排氣管(6)上的前級(jí)尿素噴嘴(9)，設(shè)置在所述scrf(2)和所述scr/asc(3)之間的后級(jí)尿素噴嘴(10)；所述前級(jí)尿素噴嘴(9)和后級(jí)尿素噴嘴(10)均連接尿素噴射裝置；所述第一排氣切換閥(7)、所述第二排氣切換閥(8)和前級(jí)尿素噴嘴(9)均設(shè)置在所述doc(1)上游。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可變截流面式雙噴后處理系統(tǒng)，其特征在于：所述doc(1)包括doc孔板(101)和doc載體(102)，所述doc載體(102)構(gòu)造為環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述doc載體(102)和doc孔板(101)上設(shè)置均設(shè)置有通孔，所述第二排氣管(6)依次貫穿doc孔板(101)和doc載體(102)后連通到所述scrf(2)前端。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可變截流面式雙噴后處理系統(tǒng)，其特征在于：所述第一排氣管(5)、第二排氣管(6)和發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管(4)連接構(gòu)造成y型結(jié)構(gòu)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可變截流面式雙噴后處理系統(tǒng)，其特征在于：所述第一排氣管(5)和第二排氣管(6)的連接節(jié)點(diǎn)到doc孔板(101)的距離設(shè)置為90～100cm。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可變截流面式雙噴后處理系統(tǒng)，其特征在于：所述doc孔板(101)到所述doc載體(102)前端的距離設(shè)置為50～60mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可變截流面式雙噴后處理系統(tǒng)，其特征在于：所述第一排氣管(5)、第二排氣管(6)、第一排氣切換閥(7)和第二排氣切換閥(8)的口徑尺寸均設(shè)置為65mm。

7.一種后處理控制方法，采用權(quán)利要求1～6中任一項(xiàng)所述的一種可變截流面式雙噴后處理系統(tǒng)，其特征在于包括如下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種后處理控制方法，其特征在于步驟200中，前級(jí)尿素噴嘴(9)占總噴射量的90％且后級(jí)尿素噴嘴(10)占總噴射量的10％。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種后處理控制方法，其特征在于步驟300中，前級(jí)尿素噴嘴(9)占總噴射量的10％且后級(jí)尿素噴嘴(10)占總噴射量的90％。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種后處理控制方法，其特征在于所述預(yù)設(shè)溫度為300～350℃。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種可變截流面式雙噴后處理系統(tǒng)及后處理控制方法，包括沿著排氣方向依次設(shè)置的DOC、SCRF、SCR/ASC,發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管分岔構(gòu)造為第一排氣管和第二排氣管，第一排氣管連通DOC前端，第二排氣管連通DOC后端，第一排氣管上設(shè)置有第一排氣切換閥，第二排氣管上設(shè)置有第二排氣切換閥；還包括設(shè)置在第二排氣管上的前級(jí)尿素噴嘴，設(shè)置在SCRF和SCR/ASC之間的后級(jí)尿素噴嘴，前級(jí)尿素噴嘴和后級(jí)尿素噴嘴均連接尿素噴射裝置；第一排氣切換閥、第二排氣切換閥和前級(jí)尿素噴嘴均設(shè)置在DOC上游。本發(fā)明采用切換閥+DOC+SCRF+SCR+ASC技術(shù)路線，利用氣流分流的原理，將單路排氣管路通過Y型管一分為二為兩路并聯(lián)的排氣管路。根據(jù)排氣溫度，合理控制排氣切換閥開關(guān)和前后噴嘴的噴射量來滿足排放要求。

技術(shù)研發(fā)人員：陶澤民,雷春青,周碩,李福生,陳志鵬,顏新英,于樂
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣西玉柴機(jī)器股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6