CN109458244A - 一种氨气发生系统及车辆尾气处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氨气发生系统，包括：储氨罐、处理器及冷启动储氨装置，包括外壳及设置于外壳内的尾气管路，尾气管路与发动机排气端连接，管状外壳内储存有储氨材料并与处理器连通，用于通过高温尾气快速加热管状外壳释放氨气。冷启动储氨装置的大小远小于储氨罐，容易迅速的整体加热，包括用于通过高温尾气的尾气管路，通过尾气管路中所通过的从发动机排气端输出的高温尾气加热存储在管状外壳内的氨气，令氨气迅速释放，进入处理器与尾气反应从而净化尾气，以弥补由于储氨罐体积过大，在车辆启动初期难以迅速释放足够量氨气净化尾气的情况。本发明还公开了一种车辆尾气处理系统。

Description

一种氨气发生系统及车辆尾气处理系统

技术领域

本发明涉及车辆尾气处理技术领域，更具体地说，涉及一种氨气发生系统，还涉及一种车辆尾气处理系统。

背景技术

汽车的尾气处理装置主要是在催化剂的作用下使尾气得到净化，以减轻对环境的污染的装置。汽车尾气是汽车使用时产生的废气，含有上百种不同的化合物，其中的污染物有固体悬浮微粒、一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、铅及硫氧化合物等。

目前，主流的尾气净化设备是采用催化剂的方式实现，高温的汽车尾气通过净化装置时，催化器中的净化剂将增强CO、HC和NOx气体的活性，促使其进行一定的氧化还原化学反应，以便使有害气体变成无害气体，使汽车尾气得以净化。

然而这种现有的催化剂净化方式还存在一定的缺陷，主要表现在氮氧化物去除不彻底，净化器难以适应车辆不同的工况适应性工作，其长时间使用后催化器位置容易被杂质污染堵塞，造成净化效果下降。

为应对此问题，发明人经研究发现：采用持续的氨气供给与尾气中的氮氧化物发生化学反应，也能够高效彻底的除去尾气中的氮氧化物，如采这种尾气净化设计就要求能够随车携带能够存储大量氨气的储罐，而采用能够吸收氨气的储氨媒介是一种优选的设计。

采用随车携带的大尺寸储氨罐在供给氨气时往往会遇到发生量不稳定的情况，尤其是在低温环境下，储氨罐一般采用储氨介质储存氨气，在加热时加速释放氨气，但是由于储氨罐体积较大，在车辆启动初期难以提供足够迅速的加热，令储氨罐发生足够的氨气供给尾气处理装置，导致该阶段尾气处理效果差。

综上所述，如何有效地解决采用氨气处理尾气的系统中，车辆启动初期储氨罐释放氨气不足导致尾气处理效果差等的技术问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种氨气发生系统，该氨气发生系统的结构设计可以有效地解决采用氨气处理尾气的系统中，车辆启动初期储氨罐释放氨气不足导致尾气处理效果差的技术问题，本发明的第二个目的是提供一种包括上述氨气发生系统的车辆尾气处理系统。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种氨气发生系统，用于汽车尾气处理，其特征在于，包括：

储氨罐，用于存储并输出氨气，随车携带；

处理器，与所述储氨罐通过氨气管路连通，用于将所述储氨罐输出的氨气与汽车尾气混合反应；

冷启动储氨装置，包括外壳和设置于外壳内的尾气管路，以及二者包围形成的封闭腔体，所述腔体内储存有储氨材料并通过氨气管路与所述处理器连通，所述尾气管路与发动机排气端连接，用于通过高温尾气快速加热储氨材料以释放氨气。

优选地，上述氨气发生系统中，所述冷启动储氨装置外壳为薄壁圆管，尾气管路为直径小于外壳的薄壁圆管，二者端面封闭所形成的封闭空间内存储有储氨物质。

优选的，上述氨气发生系统中，所述储氨罐内部设置有加热管，所述加热管与所述尾气管路连通，用于通过高温尾气加热所述储氨罐以加快氨气释放。

优选的，上述氨气发生系统中，所述处理器与所述冷启动储氨装置的尾气管路之间设置有用于控制尾气是否通过冷启动储氨装置的加热控制器。

优选的，上述氨气发生系统中，所述储氨罐与所述冷启动储氨装置之间通过氨气管路连通，用于通过所述储氨罐向所述冷启动储氨装置内的储氨材料补充氨气。

优选的，上述氨气发生系统中，所述储氨罐与所述处理器之间的氨气管路上设置开闭控制阀，用于控制所述储氨罐是否向所述处理器输出氨气。

优选的，上述氨气发生系统中，所述氨气发生系统内还设置有压力传感组件，所述压力传感组件与所述开闭控制阀控制连接，用于测定所述储氨罐内的压力，当测定压力值达到第一压力阈值时，打开开闭控制阀输出氨气，当测定压力值达到第二压力阈值时，关闭所述加热控制器，停止向储氨罐的加热管输出尾气。

优选的，上述氨气发生系统中，所述储氨罐与所述处理器之间的氨气管路上设置有氨气喷射控制器，所述冷启动储氨装置的氨气管路与储氨罐的氨气管路汇流后与所述氨气喷射控制器连通，所述开闭控制阀位于汇流点前偏储氨罐的一侧。

优选的，上述氨气发生系统中，所述氨气发生系统还包括与所述冷启动储氨装置并接的尾气管，所述尾气管用于将所述加热管与发动机的排气端连通。

优选的，上述氨气发生系统中，所述氨气发生系统包括一对并接的所述储氨罐，发动机的排气端通过三通管与两个所述储氨罐的加热管连通。

本发明提供的氨气发生系统，用于汽车尾气处理，其特征在于，包括：储氨罐，用于存储并输出氨气，随车携带；处理器，与所述储氨罐通过氨气管路连通，与发动机排气端通过尾气管路连通，用于将所述储氨罐输出的氨气与汽车尾气混合反应；冷启动储氨装置，包括外壳和设置于所述外壳内的尾气管路，以及二者包围形成的封闭腔体，腔体内储存有储氨材料并通过氨气管路与所述处理器连通，所述尾气管路与发动机排气端连接，用于通过高温尾气快速加热储氨材料以释放氨气。

该新型氨气发生系统，在原先将储氨罐与处理器连通的设计基础上，增加冷启动储氨装置的设计，其结构为外壳，外径大小及各维度的尺寸均远远小于储氨罐，因此容易迅速的整体加热，并在其内设置分层的结构，包括用于通过高温尾气的尾气管路，通过尾气管路中所通过的从发动机排气端输出的高温尾气加热存储在管状外壳内的氨气，令氨气迅速释放，进入处理器与尾气反应从而净化尾气，以弥补由于储氨罐体积过大，在车辆启动初期难以迅速释放足够量氨气净化尾气的情况，该设计加热释放氨气采用尾气实现，相对一般的电加热设计，加温过程更加迅速且避免在系统中增加冗余电加热结构，简化了系统设计。综上所述，本发明提供的氨气发生系统有效地解决了采用氨气处理尾气的系统中，车辆启动初期储氨罐释放氨气不足导致尾气处理效果差等的技术问题。

为了达到上述第二个目的，本发明还提供了一种车辆尾气处理系统，该车辆尾气处理系统包括上述任一种氨气发生系统。由于上述的氨气发生系统具有上述技术效果，具有该氨气发生系统的车辆尾气处理系统也应具有相应的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的氨气发生系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种氨气发生系统结构示意图；

图3为本发明实施例提供的第三种氨气发生系统结构示意图；

图4为本发明实施例提供的第四种氨气发生系统结构示意图；

图5为本发明实施例提供的第五种氨气发生系统结构示意图。

附图中标记如下：

发动机1、处理器2、加热控制器3、冷启动储氨装置4、储氨罐5、尾气管 6、氨气管路7、开闭控制阀8、氨气喷射控制器9。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种氨气发生系统，以解决采用氨气处理尾气的系统中，车辆启动初期储氨罐释放氨气不足导致尾气处理效果差等的技术问题。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1、图3，图1为本发明实施例提供的氨气发生系统的结构示意图；图3为本发明实施例提供的第三种氨气发生系统结构示意图。其中图3为缩略图，未标明氨气管路。

本实施例提供的氨气发生系统，用于汽车尾气处理，其特征在于，包括：储氨罐5，用于存储并输出氨气，随车携带；处理器2，与储氨罐5通过氨气管路7连通，与发动机1排气端通过尾气管路连通，用于将储氨罐5输出的氨气与汽车尾气混合反应；冷启动储氨装置4，包括外壳和设置于外壳内的尾气管路，以及二者包围形成的封闭腔体，腔体内储存有储氨材料并通过氨气管路7与处理器2连通，尾气管路与发动机1排气端连接，用于通过高温尾气快速加热储氨材料以释放氨气。优选的设计是在冷启动储氨装置4外壳内部具有涂覆催化剂的载体，通过储氨材料释放的氨气除去尾气中的氮氧化物。

该新型氨气发生系统，在原先将储氨罐5与处理器2连通的设计基础上，增加冷启动储氨装置4的设计，其结构为管状外壳，外径大小及各维度的尺寸均远远小于储氨罐5，因此容易迅速的整体加热，并在其内设置分层的结构，包括用于通过高温尾气的尾气管路，通过尾气管路中所通过的从发动机1排气端输出的高温尾气加热存储在管状外壳内的氨气，令氨气迅速释放，进入处理器2与尾气反应从而净化尾气，以弥补由于储氨罐5体积过大，在车辆启动初期难以迅速释放足够量氨气净化尾气的情况。

该设计中需要说明的是，与储氨罐5及冷启动储氨装置4连通的尾气管路区别于与处理器2连通的尾气管路，与处理器2连通尾气管路用于输出尾气，既作为尾气处理的气源，也作为向后面冷启动储氨装置4及储氨罐5输出的加热热源。

该设计加热储氨材料释放氨气采用尾气实现，相对一般的电加热释放氨气设计，加温过程更加迅速且避免在系统中增加冗余电加热结构，简化了系统设计。综上所述，本发明提供的氨气发生系统有效地解决了采用氨气处理尾气的系统中，车辆启动初期储氨罐5释放氨气不足导致尾气处理效果差等的技术问题。

本实施例提供的技术方案进一步优化冷启动的外壳结构内部设计，冷启动储氨装置4外壳为薄壁圆管，尾气管路为直径小于外壳的薄壁圆管，二者端面封闭所形成的封闭空间内存储有储氨物质。即结构实质上为相互嵌套的两根薄壁圆管，管壁间预留一定的空间，用于存放储氨材料，高温尾气从内部的圆管内通过实现加热，该结构简单，占空间小最重要的是对储氨材料加热迅速，适合方案要求。

储氨罐5内部设置有加热管，加热管与尾气管路连通，用于通过高温尾气加快氨气释放。本实施例提供的技术方案中，储氨罐5的加热方式与冷启动储氨装置4的加热输出氨气的原理一致，也采用发动机1输出尾气对储氨材料加热，从而实现氨气释放，相对一般的电加热设计，加温过程更加迅速且避免在系统中增加冗余电加热结构，简化了系统设计。

处理器2与冷启动储氨装置4的尾气管路之间设置有用于控制尾气是否通过冷启动储氨装置4的加热控制器3。储氨罐5与处理器2之间的氨气管路 7上设置开闭控制阀8，用于控制储氨罐5是否向处理器2输出氨气。

氨气发生系统内还设置有压力传感组件，压力传感组件与开闭控制阀8 控制连接，用于测定储氨罐5内的压力，当测定压力值达到第一压力阈值时，打开开闭控制阀8输出氨气，当测定压力值达到第二压力阈值时，关闭加热控制器3，停止向储氨罐5的加热管输出尾气。

通过本实施例以上的系统及管路连通设计，实现了对加热释放氨气投入尾气处理的完整时序控制。其中当车辆启动初期，加热控制器3开启，令尾气通过冷启动储氨装置4及储氨罐5，对二者分别加热，冷启动储氨装置4升温释放氨气，开始处理尾气；

储氨罐5由于其体积较大，升温缓慢，从加热开始直至其稳定释放氨气还有一段时间，当罐内压力达到第一压力阈值时，判定储氨罐5已经达到稳定释放氨气的条件，所以打开开闭控制阀8输出氨气，在此之前，氨气的释放由冷启动储氨装置4完成；

当测定压力值达到第二压力阈值时，判定对罐体加热温度过高，产生氨气量过大，出现处理尾气后剩余消耗不完的情况，因此关闭加热控制器3，停止向储氨罐5的加热管输出尾气，暂缓对储氨罐5的加热，减缓其氨气的释放，避免浪费，而基于此过程提出如下设计：

储氨罐5与冷启动储氨装置4之间通过氨气管路7连通，用于通过储氨罐5向冷启动储氨装置4内的储氨材料补充氨气。由于同时停止对储氨罐5 及冷启动储氨装置4输出尾气加热，因此二者温度均回落，由于冷启动储氨装置4体积、容积及其内存放储氨材料均远小于储氨罐5，因此停止加热后，其温度回落速度远大于储氨罐5，所以冷启动储氨装置4内的储氨材料的温度相对储氨罐5内更低，因此其内储氨材料对氨气的吸收能力总是大于同时间段的储氨罐5内的储氨材料，氨气由储氨罐5通过氨气管路7回流至冷启动储氨装置4、并被其内储氨材料吸收储存，达到补充氨气的目的。

可见该设计保证了系统每次启动时，冷启动储氨装置4都能够输出足够的氨气保证尾气净化需要。与上述过程同理的，当发动机1关闭后，同样可以重复上述对冷启动储氨装置4补充氨气的过程，该设计保证了系统使用的可连续性，并且通过简单的氨气管路7、尾气加热连接和相应阀门控制设计即可实现整个循环补充过程。

储氨罐5与处理器2之间的氨气管路7上设置有氨气喷射控制器9，冷启动储氨装置4的氨气管路7与储氨罐5的氨气管路7汇流后与氨气喷射控制器9连通，开闭控制阀8位于汇流点前偏储氨罐5的一侧。

本实施例提供的技术方案是对上述管路连通设计的进一步简化及优化。通过这种管路连通设计事实上是将氨气喷射控制器9所在氨气管路7作为干路，而储氨罐5和冷启动储氨装置4各自所在的氨气管路7作为支路，可通过这样的一套氨气管路7设计实现各个过程中对储氨罐5和冷启动储氨装置4 输出氨气工作的控制，即冷启动阶段、正常输出阶段以及对冷启动储氨装置4 补充氨气阶段，事实上是将氨气进出冷启动储氨装置4的通路合二为一，大大简化了整体的氨气管路7设计，减少了单独连通的管路及相应控制元件。

请参阅图2、图4，图2为本发明实施例提供的另一种氨气发生系统结构示意图；图4为本发明实施例提供的第四种氨气发生系统结构示意图。其中图2和图4均为缩略图，未标明氨气管路7。

氨气发生系统还包括与冷启动储氨装置4并接的尾气管6，尾气管6用于将加热管与发动机1的排气端连通。本实施例提供的技术方案中，在原先冷启动储氨装置4的管路位置上再并联一组供尾气通过的尾气管6，该并联的尾气管6可以确保尾气不受阻碍的进入储氨罐5内的加热管，实现对储氨罐5 的直接加热，尤其是在冷启动储氨装置4内管路未接入的情况下。

氨气发生系统包括一对并接的储氨罐5，发动机1的排气端通过三通管与两个储氨罐5的加热管连通。本实施例提供的技术方案，采用双储氨罐5并接的设计，令系统可以输出氨气的量更大，适合更大的排放功率。

图5为本发明实施例提供的第五种氨气发生系统结构示意图。其中图5为缩略图，未标明氨气管路7。

氨气发生系统的结构设置安排也不仅仅限于上述实施例即附图中的直线状、或者说通过尾气流向的串接状设计，也可采用并接设计，即：尾气在通过储氨罐5及冷启动储氨装置4时无先后顺序，尾气是否通过二者均通过加热控制器3统一控制，该设计令系统的设计，包括从外结构到内部控制都提供了更加灵活的方案，以适应不同的车身布置空间以及不同的控制要求。

基于上述实施例中提供的氨气发生系统，本发明还提供了一种车辆尾气处理系统，该车辆尾气处理系统包括上述实施例中任意一种氨气发生系统。由于该瓦楞纸板托盘采用了上述实施例中的氨气发生系统，所以该车辆尾气处理系统的有益效果请参考上述实施例。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (11)

1.一种氨气发生系统，用于汽车尾气处理，其特征在于，包括：

储氨罐，用于存储并输出氨气，随车携带；

处理器，与所述储氨罐通过氨气管路连通，与发动机排气端通过尾气管路连通，用于将所述储氨罐输出的氨气与汽车尾气混合反应以消除尾气中的氮氧化物；

冷启动储氨装置，包括外壳和设置于所述外壳内的尾气管路，以及二者包围形成的封闭腔体，腔体内储存有储氨材料并通过氨气管路与所述处理器连通，所述尾气管路与发动机排气端连接，用于通过高温尾气快速加热储氨材料以释放氨气。

2.根据权利要求1所述的氨气发生系统，其特征在于，所述冷启动储氨装置的外壳为薄壁圆管，尾气管路为直径小于所述外壳的薄壁圆管，二者嵌套且端面封闭所形成的封闭空间内存储有储氨物质。

3.根据权利要求1所述的氨气发生系统，其特征在于，发动机排气端与所述冷启动储氨装置的尾气管路之间设置有用于控制尾气是否通过冷启动储氨装置的加热控制器。

4.根据权利要求3所述的氨气发生系统，其特征在于，所述储氨罐内部设置有加热管，所述加热管与所述尾气管路连通，用于通过高温尾气加热所述储氨罐以加快氨气释放。

5.根据权利要求4所述的氨气发生系统，其特征在于，所述储氨罐与所述冷启动储氨装置之间通过氨气管路连通，用于通过所述储氨罐向所述冷启动储氨装置内的储氨材料补充氨气。

6.根据权利要求5所述的氨气发生系统，其特征在于，所述储氨罐与所述处理器之间的氨气管路上设置开闭控制阀，用于控制所述储氨罐是否向所述处理器输出氨气。

7.根据权利要求6所述的氨气发生系统，其特征在于，所述氨气发生系统内还设置有压力传感组件，所述压力传感组件与所述开闭控制阀控制连接，用于测定所述储氨罐内的压力，当测定压力值达到第一压力阈值时，打开开闭控制阀输出氨气，当测定压力值达到第二压力阈值时，关闭所述加热控制器，停止向储氨罐的加热管输出尾气。

8.根据权利要求6所述的氨气发生系统，其特征在于，所述储氨罐与所述处理器之间的氨气管路上设置有氨气喷射控制器，所述冷启动储氨装置的氨气管路与储氨罐的氨气管路汇流后与所述氨气喷射控制器连通，所述开闭控制阀位于汇流点前偏储氨罐的一侧。

9.根据权利要求6所述的氨气发生系统，其特征在于，所述氨气发生系统还包括与所述冷启动储氨装置并接的尾气管，所述尾气管用于将所述加热管与发动机的排气端连通。

10.根据权利要求7所述的氨气发生系统，其特征在于，所述氨气发生系统包括一对并接的所述储氨罐，发动机的排气端通过三通管与两个所述储氨罐的加热管连通。

11.一种车辆尾气处理系统，其特征在于，包括如权利要求1至10任一项所述的氨气发生系统。