CN102900500A - 一种发动机后处理系统及发动机、车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发动机后处理系统，包括设置在排气管上的二级DOC和POC，其中，还包括设置在涡轮增压器与二级DOC之间的排气管上的一级DOC。该系统在涡轮增压器与二级DOC之间的排气管上设置一级DOC，提高CO、HC和NO转化效率，可降低POC烧毁的风险，从而提高废气颗粒转化率。本发明还公开了一种发动机和车辆。

Description

一种发动机后处理系统及发动机、车辆
技术领域
本发明涉及发动机及车辆领域，特别涉及一种发动机后处理系统及发动机、车辆。
背景技术
柴油氧化型催化器（diesel oxidation catalyst，DOC）与颗粒氧化型催化剂（particle oxidation catalyst，POC）技术是目前一种很有发展前景的发动机后处理方案，DOC与POC串联接在涡轮增压器后面的排气管上，发动机废气先经过DOC被氧化，然后在经过POC将颗粒转化。废气中的一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、一氧化氮（NO）在DOC中分别被氧化为二氧化碳（CO2）和二氧化氮（NO2）；发动机废气中的碳烟（Soot）在POC中与在DOC中生成的NO2反应生成CO2和NO；然后再排放到空气中去。但是在目前技术条件下，实际运行中还存在一定技术障碍。
由于DOC和POC一般一起封装，且体积较大，受安装空间限制，其通常离增压器距离较远，使DOC内反应温度降低，DOC对CO、HC、NO的转化效率也降低。如果发动机长期在低速低负荷下运转，POC中可能会聚集大量SOOT。由于CO和HC起燃温度较低，DOC中未被处理的CO和HC可在POC中充当助燃剂，使得大量聚集的Soot在某一时刻，例如发动机工况变化后，与突如其来的NO2剧烈反应，短时间会散发大量的热量，使POC存在烧毁的风险。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种发动机后处理系统及发动机、车辆，以解决CO、HC和NO氧化效率较低，以及由此可能带来POC烧毁的问题。
一方面，本发明提供了一种发动机后处理系统，包括设置在排气管上的二级DOC和POC，其中，还包括设置在涡轮增压器与二级DOC之间的排气管上的一级DOC。
进一步地，所述一级DOC设置排气管上靠近涡轮增压器废气出口的一端。
进一步地，所述一级DOC设置在排气管的内部。
进一步地，所述一级DOC封装在排气管的内部。
进一步地，所述一级DOC的直径为90mm、93mm或98mm。
进一步地，所述一级DOC的长度为50mm或75mm。
本发明提供的发动机后处理系统在涡轮增压器与二级DOC之间的排气管上设置一级DOC，提高CO、HC和NO转化效率，可降低POC烧毁的风险，提高废气颗粒转化率。
另一方面，本发明还提供了一种包括上述发动机后处理系统的发动机。
再一方面，本发明还提供了一种包括上述发动机的车辆。
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例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为本发明发动机后处理系统的具体实施例的结构示意图
图2为本发明发动机后处理系统的另一种实施例的结构示意图
附图标记说明：
11、一级DOC  12、二级DOC  2、POC  3、排气管  4、涡轮增压器
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本发明的基本思想在于：为解决CO、HC和NO转化效率较低，以及由此可能带来POC烧毁的问题，本发明提出：一种发动机后处理系统，该系统在涡轮增压器与二级DOC之间的排气管上设置一级DOC，提高CO、HC和NO转化效率。
下面结合图1和图2，对本发明的优选实施例作进一步详细说明：一种发动机后处理系统，包括设置在排气管3上的二级DOC12和POC2，还包括设置在涡轮增压器4与二级DOC12之间的排气管3上的一级DOC11。
这样则可以将部分CO、HC在一级DOC11中提前进行氧化，由于一级DOC11较一级DOC12离增压器涡轮废气出口的距离近，距离越近，废气温度越高；在一定的温度范围内，温度越高，CO、HC的转化效率越高。这样可以降低由于CO和HC在POC2中的助燃，而使得大量聚集的Soot在POC2中与NO2剧烈反应带来的POC2烧毁的风险。
另外，NO在DOC中的实际氧化效率受温度影响明显，在一定的温度范围内，其转化效率随着温度的升高而升高。由于一级DOC11的反应温度比一级DOC12中的反应温度高，设置一个一级DOC11可大大提高NO转化为NO2的效率。而NO2生成率的提高，意味着有更多的NO2与Soot在POC2中反应，从而提高了整体的废气颗粒转化效率。
进一步地，所述一级DOC11设置排气管3上靠近涡轮增压器4废气出口的一端。发动机实际运行中，距离增压器涡轮出口1m远处，废气温度可下降达50℃，离涡轮增压器4废气出口越近，废气温度越高，其在一级DOC11中的转化效率越高。
进一步地，所述一级DOC11设置在排气管3的内部。这样方便了发动机整体排气管3路的布置，节省布置空间。并且由于是设置在排气管3的内部，没有新增接口，无需密封处理，简化了安装程序。
进一步地，参照图2，所述一级DOC11封装在排气管3的内部。封装的优点是密封性能好，固定可靠，防震效果好。
在上述方案中，可以根据发动机的工况需求来选择一级DOC11的型号尺寸。优选地，一级DOC11的直径为90mm、93mm或98mm，和/或，一级DOC11的长度为50mm或75mm。这几种型号的一级DOC11既可满足CO、CH、NO转化效率的需求，其体积较小也可满足发动机整体布局的需求。
本发明还提供了一种设有上述发动机后处理系统的发动机。由于该发动机后处理系统具有上述技术效果，因此，包括上述的发动后处理系统的发动机也应具备相应的技术效果，其具体实施过程与上述实施例类似，兹不赘述。
本发明还提供了一种设有上述发动机的车辆。由于该发动机具有上述技术效果，因此，包括上述发动机的车辆也应具备相应的技术效果，其具体实施过程与上述实施例类似，兹不赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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)

1.一种发动机后处理系统，其特征在于，包括设置在排气管（3）上的二级DOC（12）和POC（2），其中，还包括设置在涡轮增压器（4）与二级DOC（12）之间的排气管（3）上的一级DOC（11）。
2.根据权利要求1所述的发动机后处理系统，其特征在于，所述一级DOC（11）设置排气管（3）上靠近涡轮增压器（4）废气出口的一端。
3.根据权利要求1或2所述的发动机后处理系统，其特征在于，所述一级DOC（11）设置在排气管（3）的内部。
4.根据权利要求3所述的发动机后处理系统，其特征在于，所述一级DOC（11）封装在排气管（3）的内部。
5.根据权利要求3所述的发动机后处理系统，其特征在于，所述一级DOC（11）的直径为90mm、93mm或98mm。
6.根据权利要求3所述的发动机后处理系统，其特征在于，所述一级DOC（11）的长度为50mm或75mm。
7.一种发动机，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的发动机后处理系统。
8.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求7所述的发动机。
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