CN102758673A - 高scr转化率排气温控装置 - Google Patents

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林伟
刘晓红
倪成群
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Abstract

本发明是一种高SCR转化率排气温控装置。该装置中温度传感器采集SCR还原反应环境的温度。当温度低于所要求的温度时，电子控制单元驱动加热装置将该处尾气加热到所要求的温度；当温度高于所要求的温度时，电子控制单元驱动冷却装置将该处尾气冷却到所要求的温度。通过控制SCR还原反应的环境温度，将反应始终停留在氮氧化物高转化率区域。该装置是排气管段的一部分，原理简单、易于加工制造，方便原机改造，能有效的解决柴油车辆城市工况下SCR转化率低下的问题。

Description

高SCR转化率排气温控装置
技术领域
本发明涉及发动机尾气后处理电子技术领域，即应用了SCR技术和电子控制技术的高SCR转化率排气温控装置。
背景技术
柴油机以其优越的动力性、经济性和可靠性受到人们的青睐，其应用范围也越来越广泛。目前，欧美国家100％重型车、90％轻型车采用柴油机。欧洲柴油轿车已占轿车年产总量的32％左右，其中法国、西班牙等国更是高达50％以上。但是随着地球环境问题变得日益严重，各国政府争相颁布了相关法规来限制汽车的尾气排放。随着法规的不断升级，排放要求也日益苛刻。从欧三到欧四这一阶段主要问题是如何解决柴油机NOx排放和PM排放。目前主流的办法有两个：EGR+DPF；高压共轨+SCR。后者燃油经济性优于前者，对燃油品质也相对没那么敏感。因此，SCR技术受到了更为广泛的关注。其中尿素选择性催化还原(urea-SCR)技术是迄今被认为最有前途的柴油机NOx排放控制措施，同时该项技术也是目前业内相关企业、高校和其他科研机构研究的热点和重点。
发明内容
本发明的目的是通过控制SCR还原反应的环境温度，将反应始终停留在氮氧化物高转化率区域。主要解决以下两个问题：1、发动机低工况运行时，排气温度在250℃以下，SCR反应转化效率过低；2、发动机高工况运行时，排气温度超过400℃，SCR反应转化效率逐渐呈下滑趋势。
本发明置于排气管喷嘴段与排气管SCR催化剂载体段之间；用一个排气温度传感器获取实时的SCR反应环境温度，通过电子控制单元驱动加热装置和冷却装置对排气管内局部尾气进行闭环温度控制。该装置可以分为三个部分：冷却装置，加热装置和电控模块(电子控制单元，电控接头，温度传感器)。
冷却装置由电子控制单元驱动。当温度传感器检测到SCR反应环境温度过低时，电子控制单元通过电控接头驱动电控冷却装置，接通内部循环冷却液对该处环境进行冷却，直到排气温度传感器检测到的温度达到要求为止。
加热装置由电子控制单元驱动。当温度传感器检测到SCR反应环境温度过高时，电子控制单元通过电控接头驱动电控加热装置，对该处环境进行冷却(加热方式可为电磁、微波、电阻发热等)，直到排气温度传感器检测到的温度达到要求为止。
电子控制单元内部应用了嵌入式单片机技术，不仅用于驱动该温控装置，还用于与发动机ECU、SCR系统ECU进行通信获取与发送相关信息，计算实时的还原反应最佳温度。
附图说明
图1为本发明高SCR转化率排气温控装置的结构简图；
图中：1-排气管尿素溶液喷嘴段；2-尿素溶液喷嘴；3-排气温控主管段；4-电控冷却装置；5-电控加热装置；6-温度传感器；7-电控接头；8-电子控制单元；9-排气管SR催化剂载体段。
具体实施方案
在柴油机排气管SCR催化剂管前加装一段排气温控主管段3，在该排气管上安装尿素溶液喷嘴段，上装尿素溶液喷嘴2、电控加热装置5、电控冷却装置4、温度传感器6，电子控制单元8通过电控接头7连接到2、4、5、6上，实现温度的控制。

Claims (5)

1.一种高SCR转化率排气温控装置，包括排气温控主管(3)、电控冷却装置(4)、电控加热装置(5)、温度传感器(6)、电控接头(7)、电子控制单元(8)。通过温度冷却和加热实现柴油机尾气在SCR喷射反应过程中的温度调节，实现高效NOx转换。
2.如权利1所述的高SCR转化率排气温控装置，其特征在它装在尿素溶液喷嘴(2)下游与SCR催化剂载体(9)上游，实现温度的前端调节。
3.如权利1所述的高SCR转化率排气温控装置，其特征在与该装置分为三大部分。靠近尿素溶液喷嘴(2)一端为电控冷却装置(4)，主要冷却方式为发动机冷却液或其他冷却方式；在靠近SCR催化剂载体(9)一端为电控加热装置(5)，加热方式可为电磁、微波、电阻发热等；通过温度传感器(6)、电控接头(7)和电子控制单元(8)组成闭环控制模块。
4.如权利1所述的低温高转化率SCR排气管装置，其特征在于当温度传感器(6)检测到SCR反应环境温度过低时，电子控制单元(8)通过电控接头(7)驱动电控加热装置(5)，对该处环境进行加热，直到排气温度传感器(6)检测到的温度达到要求为止。
5.如权利1所述的低温高转化率SCR排气管装置，其特征在于当温度传感器(6)检测到SCR反应环境温度过高时，电子控制单元(8)通过电控接头(7)驱动电控冷却装置(4)，对该处环境进行降温，直到排气温度传感器(6)检测到的温度达到要求为止。
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