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CN111502871A - 一种带双氧化型催化转化器的后处理系统 - Google Patents

一种带双氧化型催化转化器的后处理系统 Download PDF

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CN111502871A CN202010290849.2A CN202010290849A CN111502871A CN 111502871 A CN111502871 A CN 111502871A CN 202010290849 A CN202010290849 A CN 202010290849A CN 111502871 A CN111502871 A CN 111502871A
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樊心龙
孙朝进
仇海龙
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姜刚
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Abstract

本发明涉及柴油机尾气后处理技术领域，具体是一种带双氧化型催化转化器的后处理系统，包括沿排气方向依次设置于发动机的排气管道上的高压EGR系统、增压器、前置氧化型催化转化器、选择性催化还原器、后置氧化型催化转化器和颗粒物捕集器。采用高压EGR+双DOC‑SCR‑CDPF排放路线，不需要布置低压EGR和高低压EGR系统中所需的水空中冷系统，使发动机布置难度下降，解决小排量发动机的配套适应性，同时可降低成本。

Description

一种带双氧化型催化转化器的后处理系统
技术领域
本发明涉及柴油机尾气后处理技术领域，具体是一种带双氧化型催化转化器的后处理系统。
背景技术
国六柴油机在乘用车排放上，普遍采用高压EGR+低压EGR+DOC+SCRF+SCR+ASC的排放路线来达到欧7和国六b排放，在水空中冷器前后分别布置高压EGR和低压EGR，实现大EGR率来降低NOx排放，DOC+SCRF采用U形封装或一字型封装安装在增压器涡后，紧耦合安装在发动机上，二级后处理SCR+ASC布置在整车上。
现有技术中已有采用高压EGR+低压EGR的结构方案，如中国专利CN107816400A公开的高低压EGR系统，包括高压EGR系统和低压EGR系统，高压EGR系统和低压EGR系统共用一个EGR冷却器，EGR冷却器的两端分别通过两个高压EGR阀与高压EGR系统的管路连接，EGR冷却器的两端分别通过两个低压EGR阀与低压EGR系统的管路连接。由于高压EGR系统和低压EGR系统共用一个EGR冷却器。
在柴油发动机中采用高压EGR+低压EGR布置，虽然能实现大EGR率来降低NOx排放，但是同时需要增加水空中冷系统匹配，EGR冷却进水管、EGR冷却回水管、EGR进气管、EGR排气管需要布置两套在发动机上，DOC+SCRF紧耦合在发动机上，在小排量发动机上布置难度大，而且配套车型空间受限，配套适应性差。系统复杂，零件成本高；SCRF排气背压高，主动再生频率高，EGR率高都会导致油耗偏高。
发明内容
本发明提供一种带双氧化型催化转化器的后处理系统，采用高压EGR+双DOC-SCR-CDPF排放路线，不需要布置低压EGR和高低压EGR系统中所需的水空中冷系统，使发动机布置难度下降，解决小排量发动机的配套适应性，同时可降低成本。
本发明中，SCR为选择性催化还原器，DOC为氧化型催化转化器，DPF为颗粒物捕集器，EGR为废气再循环系统，CDPF为催化型颗粒捕集器。
本发明的技术方案如下：一种带双氧化型催化转化器的后处理系统，包括沿排气方向依次设置于发动机的排气管道上的高压EGR系统、增压器、前置氧化型催化转化器、选择性催化还原器、后置氧化型催化转化器和颗粒物捕集器,所述前置氧化型催化转化器和所述选择性催化还原器封装成一体结构且紧耦合连接在增压器后端，所述后置氧化型催化转化器和所述颗粒物捕集器均布置在整车的车架上。
本发明采用高压EGR和双DOC-SCR-DPF，双DOC后处理布置分为前置氧化型催化转化器和后置氧化型催化转化器两级独立结构，前置氧化型催化转化器氧化性催化器排气温度高，转换排气中的CO和HC方面具有很高的效率，同时还能将排气的NO氧化成NO2，提高SCR的低温转换效率，利用发动机本体的排气紊流来混合尿素水溶液，简化了混合器的设计，总体积减少，适配性强，成本降低。同时后置氧化型催化转化器转换的NO2可以用于被动再生避免DPF堵塞，整套装置排放裕度佳，使发动机在乘用车排放中可以稳定达到国6b排放标准。
此外，本发明不需要布置低压EGR和高低压EGR系统中所需的水空中冷系统，使发动机布置难度下降，解决小排量发动机的配套适应性，同时可降低成本。
优选的，所述高压EGR系统包括设置在发动机的进气管道与排气管道连通管道之间且集成一体的EGR阀和EGR冷却器，所述EGR阀和EGR冷却器安装在进气侧。EGR阀和EGR冷却器集成为模块化设计，安装在进气侧，从缸盖废气通道进气，经EGR阀和EGR冷却器，回到进气接管循环到发动机进气系统，结构紧凑，便于整车的适配。
优选的，所述颗粒物捕集器为催化型颗粒捕集器，即CDPF，采用的CDPF单元相对SCRF单元背压小，油耗更低。
优选的，在所述前置氧化型催化转化器和所述后置氧化型催化转化器之间的排气管道上设置有HC喷射装置。在后置氧化型催化转化器前用HC喷射装置消除缸内机油稀释风险，提高发动机可靠性。
优选的，所述后置氧化型催化转化器和所述颗粒物捕集器封装成一体结构，结构更加紧凑，便整车适配，配套适应性高。
本发明的有益效果是：
1、减少低压EGR和水空中冷器布置，使布置更简单，成本降低。
2、采用双DOC+SCR+CDPF后处理布置结构，提高配套紧凑性，降低油耗，用成本更低方案实现乘用车的排放国六b标准达成。
3、两级DOC之间用HC喷嘴消除机油稀释，提高发动机可靠性。
附图说明
图1是本发明所述的一种带双氧化型催化转化器的后处理系统的结构框图。
图中：1-排气管道，2-高压EGR系统，3-增压器，4-前置氧化型催化转化器，5-选择性催化还原器，6-后置氧化型催化转化器，7-颗粒物捕集器，8-HC喷射装置，9-尿素喷射系统，10-进气管道。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
实施例1：
本实施例所述一种带双氧化型催化转化器的后处理系统，应用于柴油发动机，包括沿排气方向依次设置于发动机的排气管道1上的高压EGR系统2、增压器3、前置氧化型催化转化器4、选择性催化还原器5、后置氧化型催化转化器6和颗粒物捕集器7,所述前置氧化型催化转化器4和所述选择性催化还原器5封装成一体结构且紧耦合连接在增压器3后端。
本实施例采用高压EGR和双DOC-SCR-DPF，双DOC后处理布置分为前置氧化型催化转化器4和后置氧化型催化转化器6两级独立结构，前置氧化型催化转化器4氧化性催化器排气温度高，转换排气中的CO和HC方面具有很高的效率，同时还能将排气的NO氧化成NO2，提高SCR的低温转换效率，利用发动机本体的排气紊流来混合尿素水溶液，简化了混合器的设计，总体积减少，适配性强，成本降低。同时后置氧化型催化转化器6转换的NO2可以用于被动再生避免DPF堵塞，整套装置排放裕度佳，使发动机在乘用车排放中可以稳定达到国6b排放标准。
实施例2：
本实施例所述一种带双氧化型催化转化器的后处理系统，应用于柴油发动机，包括沿排气方向依次设置于发动机的排气管道1上的高压EGR系统2、增压器3、前置氧化型催化转化器4、选择性催化还原器5、后置氧化型催化转化器6和颗粒物捕集器7,所述前置氧化型催化转化器4和所述选择性催化还原器5封装成一体结构且紧耦合连接在增压器3后端，所述后置氧化型催化转化器6和所述颗粒物捕集器7均布置在整车的车架上。
所述选择性催化还原器5连接尿素喷射系统9。
所述高压EGR系统2包括设置在发动机的进气管道10与排气管道1连通管道之间且集成一体的EGR阀和EGR冷却器，所述EGR阀和EGR冷却器安装在进气侧。EGR阀和EGR冷却器集成为模块化设计，安装在进气侧，从缸盖废气通道进气，经EGR阀和EGR冷却器，回到进气接管循环到发动机进气系统，结构紧凑，便于整车的适配。
所述颗粒物捕集器7为催化型颗粒捕集器，即CDPF，采用的CDPF单元相对SCRF单元背压小，油耗更低。
在所述前置氧化型催化转化器4和所述后置氧化型催化转化器6之间的排气管道1上设置有HC喷射装置8。在后置氧化型催化转化器6前用HC喷射装置8消除缸内机油稀释风险，提高发动机可靠性,
所述后置氧化型催化转化器6和所述DPF封装成一体结构，结构更加紧凑，便整车适配，配套适应性高。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (5)

1.一种带双氧化型催化转化器的后处理系统，其特征在于：包括沿排气方向依次设置于发动机的排气管道(1)上的高压EGR系统(2)、增压器(3)、前置氧化型催化转化器(4)、选择性催化还原器(5)、后置氧化型催化转化器(6)和颗粒物捕集器(7),所述前置氧化型催化转化器(4)和所述选择性催化还原器(5)封装成一体结构且紧耦合连接在增压器(3)后端。
2.根据权利要求1所述的一种带双氧化型催化转化器的后处理系统，其特征在于：所述高压EGR系统(2)包括设置在发动机的进气管道(10)与排气管道(1)连通管道之间且集成一体的EGR阀和EGR冷却器，所述EGR阀和EGR冷却器安装在进气侧。
3.根据权利要求1或2所述的一种带双氧化型催化转化器的后处理系统，其特征在于：所述颗粒物捕集器(7)为催化型颗粒捕集器。
4.根据权利要求1或2所述的一种带双氧化型催化转化器的后处理系统，其特征在于：在所述前置氧化型催化转化器(4)和所述后置氧化型催化转化器(6)之间的排气管道(1)上设置有HC喷射装置(8)。
5.根据权利要求1或2所述的一种带双氧化型催化转化器的后处理系统，其特征在于：所述后置氧化型催化转化器(6)和所述颗粒物捕集器(7)封装成一体结构。
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