CN113914974A - 一种降低氮氧化物排放的方法、装置和汽车 - Google Patents

一种降低氮氧化物排放的方法、装置和汽车 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种降低氮氧化物排放的方法、装置和汽车，该方法可以包括在发动机处于预设工况的情况下，获取空气与还原气体；对所述空气和所述还原气体进行混合，得到混合气体；在所述发动机的燃烧室中，通过所述混合气体燃烧柴油；将所述柴油燃烧产生的废气排出。本发明所述的降低氮氧化物排放的方法，可以在空气参与燃烧之前，将空气与还原气体混合得到混合气体，从而在通过混合气体与柴油进行燃烧时，能够在发动机燃烧室的高温环境中对NO进行还原反应，从而有效降低生成的废气中氮氧化物的含量，不需要额外的后处理系统，降低了汽车制造、成本；不需要将废气导入燃烧室，以降低燃烧室的燃烧温度，避免了燃烧室温度低造成的高油耗问题。

Description

一种降低氮氧化物排放的方法、装置和汽车
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种降低氮氧化物排放的方法、装置和汽车。
背景技术
NOX(氮氧化物)是只有氮、氧两种元素组成的化合物，其中NO和NO2是常见的空气污染物。主要来源为化石燃料的燃烧、汽车尾气的排放等，是形成光化学烟雾和酸雨的重要原因之一。
目前，为了降低汽车中发动机NOX的排放，通常是采用EGR(Exhaust Gas Re-circulation，废气再循环)技术，将发动机燃烧柴油后产生的废气导入燃烧室中，通过废气中包含的CO2等不能燃烧的高比热容气体，吸收燃烧室中的热量，降低燃烧室中的最高燃烧温度，从而降低NOX的排放；或者，也可以在发动机排出废气后，将废气导入后处理系统净化废气中的NOX。
但是，对于应用柴油作为燃料的汽车来说，采用EGR技术将废气导入燃烧室，降低燃烧室的温度会增加发动机的油耗，采用后处理系统净化废气则会导致汽车制造、维护成本增高。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种降低氮氧化物排放的方法，以解决通过EGR技术降低氮氧化物排放的油耗高，或采用后处理系统净化废气成本高的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种降低氮氧化物排放的方法，应用于汽车，该方法可以包括：
在发动机处于预设工况的情况下，获取空气与还原气体；
对所述空气和所述还原气体进行混合，得到混合气体；
在所述发动机的燃烧室中，通过所述混合气体燃烧柴油；
将所述柴油燃烧产生的废气排出。
进一步的，所述还原气体包括氨气和氢类气体中的至少一种；
所述氢类气体包括氢气、甲醇和乙醇中的至少一种。
进一步的，所述汽车的还原气体喷嘴设置在所述发动机的进气歧管与空气入口之间，所述对所述空气和所述还原气体进行混合，得到混合气体包括：
在进入所述发动机的燃烧室前，将从所述还原气体喷嘴获得的还原气体，以及从所述空气入口获得的空气混合，得到混合气体。
进一步的，所述获取空气与还原气体，包括：
确定所述发动机的燃烧室温度；
根据所述燃烧室温度，确定所述还原气体的加入量；
获取所述空气，以及与所述加入量对应的还原气体。
进一步的，所述预设工况包括中负荷工况或大负荷工况；
所述中负荷工况为所述汽车的油门踏板踩下其大于25％行程，且小于或等于85％行程的工况；
所述大负荷工况为所述汽车的油门踏板行程踩下其大于85％行程的工况。
相对于现有技术，本发明所述的降低氮氧化物排放的方法具有以下优势：
本发明所述的降低氮氧化物排放的方法，可以在空气参与燃烧之前，将空气与还原气体混合得到混合气体，从而在通过混合气体与柴油进行燃烧时，能够在发动机燃烧室的高温环境中对NO进行还原反应，从而有效降低生成的废气中氮氧化物的含量，不需要额外的后处理系统，降低了汽车制造、成本；不需要将废气导入燃烧室，以降低燃烧室的燃烧温度，避免了燃烧室温度低造成的高油耗问题。
本发明的另一目的在于提出一种降低氮氧化物排放的装置，以解决通过EGR技术降低氮氧化物排放的油耗高，或采用后处理系统净化废气成本高的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种降低氮氧化物排放的装置，应用于汽车，所述装置包括：
气体获取模块，用于在发动机处于预设工况的情况下，获取空气与还原气体；
所述气体获取模块，还用于对所述空气和所述还原气体进行混合，得到混合气体；
气体燃烧模块，用于在所述发动机的燃烧室中，通过所述混合气体燃烧柴油；
废气排出模块，用于将所述柴油燃烧产生的废气排出。
进一步的，所述还原气体包括氨气和氢类气体中的至少一种；
所述氢类气体包括氢气、甲醇和乙醇中的至少一种。
进一步的，所述汽车的还原气体喷嘴设置在所述发动机的进气歧管与空气入口之间，所述气体获取模块具体用于在进入所述发动机的燃烧室前，将从所述还原气体喷嘴获得的还原气体，以及从所述空气入口获得的空气混合，得到混合气体。
进一步的，所述气体获取模块，包括：
温度确定子模块，用于确定所述发动机的燃烧室温度；
加入量确定子模块，用于根据所述燃烧室温度，确定所述还原气体的加入量；
气体获取子模块，用于获取所述空气，以及与所述加入量对应的还原气体。
进一步的，所述预设工况包括中负荷工况或大负荷工况；
所述中负荷工况为所述汽车的油门踏板踩下其大于25％行程，且小于或等于85％行程的工况；
所述大负荷工况为所述汽车的油门踏板行程踩下其大于85％行程的工况。
所述降低氮氧化物排放的装置与上述降低氮氧化物排放的方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
本发明的另一目的在于提出一种汽车，该汽车用于实现上述降低氮氧化物排放的方法，或该汽车包括上述降低氮氧化物的装置。
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是本发明实施例提供的一种降低氮氧化物排放的方法的步骤流程图；
图2是本发明实施例提供的另一种降低氮氧化物排放的方法的步骤流程图；
图3是本发明实施例提供的一种发动机结构示意图；
图4是本发明实施例提供的另一种发动机结构示意图；
图5是本发明实施例提供的一种降低氮氧化物排放的装置结构框图。
附图标记说明：
301-涡轮增压器；302-中冷器；303-氨气输送部件；304-进气歧管；305-发动机燃烧室；306-排气歧管；3011-涡轮；3012-增压器中间轴；3013-压气机；3031-NH3存储器；3032-计量装置；3033-NH3输送管路；3034-NH3喷嘴。
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。
图1是本发明实施例提供的一种降低氮氧化物排放的方法的步骤流程图，如图1所示，该方法包括：
步骤101、在发动机处于预设工况的情况下，获取空气与还原气体。
本发明实施例中，对于汽车而言，发动机在燃烧柴油产生的过程中，可能会使得发动机的燃烧室达到高温，如发动机的燃烧室中温度达到1500℃～1700℃，此时，NOX的生成随燃烧室温度的升高呈现指数级增加。因此，预设工况可以是发动机的燃烧室达到高温时的工况。发动机在工作时，需要将空气吸入燃烧室中与喷入的柴油混合，再点燃混合空气后的柴油做功，而在预设工况的情况下，为了降低NOX的排放，可以在获取空气的基础上，获取还原气体，空气可以是发动机通过进气歧管直接从环境中吸取的空气，还原气体可以是在汽车中预先存储的相对于氮氧化物具有还原性质的气体。
步骤102、对所述空气和所述还原气体进行混合，得到混合气体。
在实际应用中，发动机燃烧柴油做功后，由于参与燃烧的空气中包括的氮气，产生的NOX中极大多数为NO(一氧化氮)，因此，在发动机处于预设工况下大量生成NOX时，可以通过对NO的处理降低NOX的含量。在本发明实施例中，可以对空气与还原气体进行混合，由于NO的生成条件是高温、富氧，可以降低混合气体中氧气的体积分数，降低柴油燃时的NO生成量。
步骤103、在所述发动机的燃烧室中，通过所述混合气体燃烧柴油。
在实际应用中，在发动机的燃烧室中空气气氛下燃烧柴油，从而做功驱动汽车行驶。本发明实施例中，在发动机的燃烧室中混合气体气氛下，通过混合气体中的还原气体能够在柴油燃烧大量生成NOX时，对NOX中占大部分的NO进行还原，从而降低柴油燃烧生成的废气中NOX的含量。
步骤104、将所述柴油燃烧产生的废气排出。
在实际应用中，汽车的发动机在燃烧室中燃烧柴油时，会生成废气，其中可能包括固体悬浮颗粒、一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、铅和硫氧化合物等。本发明实施例中，一方面可以对生成NOX中的NO进行还原，从而避免NO随废气排出，降低NOX在废气中的含量，从而在汽车的废气排放中降低NOX的排放。
本发明所述的降低氮氧化物排放的方法，空气参与燃烧之前，将空气与还原气体混合得到混合气体，从而在通过混合气体与柴油进行燃烧时，能够在发动机燃烧室的高温环境中对NO进行还原反应，从而有效降低生成的废气中氮氧化物的含量，不需要额外的后处理系统，降低了汽车制造、成本；不需要将废气导入燃烧室，以降低燃烧室的燃烧温度，避免了燃烧室温度低造成的高油耗问题。
图2是本发明实施例提供的另一种降低氮氧化物排放的方法的步骤流程图，如图2所示，该方法包括：
步骤201、在发动机处于预设工况的情况下，确定所述发动机的燃烧室温度。
本发明实施例中，发动机的不同工况为不同转速下发动机输出功率和扭矩的大小，因此，可以根据当前发动机的输出功率、扭矩等，确定发动机是否处于预设工况，如当扭矩较大，输出功率较高时，确定发动机处于预设工况等。在确定发动机处于预设工况的情况下，可以确定发动机的燃烧室温度，可选地，可以在发动机的燃烧室设置温度测量的装置，在发动机处于预设工况时采集该装置测量的温度，作为燃烧室温度，测量结果精确；或者，也可以提前测定发动机燃烧室温度与工况之间的关系，在发动机处于预设工况的情况下，可以推算发动机燃烧室的温度，避免了设置温度测量的装置带来的成本增加问题；或者，也可以在发动机排气歧管处设置温度测量装置，在发动机处于预设工况时采集该装置测量的温度，提前测定在发动机处于预设工况的情况下，发动机燃烧室温度与排气歧管处采集温度之间的关系，从而在发动机处于预设工况的情况下，可以根据通过排气歧管处温度测量装置采集到的实际排气歧管测量温度，推算发动机燃烧室的实际温度，避免了发动机燃烧室内温度过高，使得温度传感器需要高耐温性能导致成本高、损耗快的问题。
可选地，所述预设工况包括中负荷工况或大负荷工况；
所述中负荷工况为所述汽车的油门踏板踩下其大于25％行程，且小于或等于85％行程的工况；
所述大负荷工况为所述汽车的油门踏板行程踩下其大于85％行程的工况。
本发明实施例中，预设工况可以是中负荷工况或大负荷工况，其中，中负荷工况指油门踏板踩下其大于25％行程，且小于或等于85％行程范围内的工况，大负荷工况指油门踏板踩下其大于85％行程的工况。油门踏板可以用于控制柴油的喷油量，从而控制发动机扭矩，一般的油门踏板被踩下的行程越大，则控制柴油的喷油量越大，从而使得发动机的扭矩越大。在中负荷工况或大负荷工况下，发动机的扭矩较大，对应燃烧室温度较高，在燃烧过程中可能造成大量氮氧化物生成，因此，可以将中负荷工况或大负荷工况作为预设工况。
步骤202、根据所述燃烧室温度，确定所述还原气体的加入量。
本发明实施例中，由于NOX的生成与燃烧室温度有关，因此，根据燃烧室温度可以大致推算实际生成的NOX的量，从而根据还原气体与NO发生的还原反应，确定还原气体的加入量。其中，还原气体的加入量可以是能够去除所有NO的量，也可以是在能够去除所有NO的量基础上稍过量，从而进一步保证反应完全；或者根据环境排放要求等，还原气体的加入量也可以是反应后遗留NO符合环境排放要求的量，本领域技术人员可以根据实际需求，根据燃烧室温度确定还原气体的加入量，本发明实施例对此不做具体限制。
步骤203、获取所述空气，以及与所述加入量对应的还原气体。
本发明实施例中，在发动机处于预设工况时，可以获取空气以及还原气体，其中，还原气体的加入量根据发动机燃烧室的温度得到，可选地，为了保证还原气体的加入量，避免还原气体加入过多导致浪费，或还原气体加入过少导致无法消耗足量的NO，使得降低NO的效果不明显，可以在还原气体的输送管路上设置计量装置，对还原气体的加入量进行监测，或者，也可是在还原气体的输送流量一定的情况下，通过控制还原气体的输送时间控制还原气体的加入量。
可选地，所述还原气体包括氨气和氢类气体中的至少一种；
所述氢类气体包括氢气、甲醇和乙醇中的至少一种。
本发明实施例中，还原气体可以包括氨气和氢类气体中的至少一种，其中，氢类气体可以包括氢气、甲醇和乙醇等含氢的还原气体。以还原气体为氨气为例，氨气与NO的反应公式(1)如下所示：
4NH3+6NO→5N2+6H2O………………………(1)
反应公式(1)是一种非催化还原的脱硝反应，通过氨气对NO的还原生成氮气和水，氮气无色无味稳定，从而能够避免对环境的污染。可选地，可以设置包括建压装置NH3存储器，在获取NH3时可以通过建压装置构建高于环境压强的气压，使得NH3从NH3存储器中逸出到输送管路中，或者，也可以采用固态氨技术，通过无机盐吸收、存储氨气，在使用过程中通过汽车尾气对固态氨加热放出氨气到输送管路中，本领域技术可以根据实际工艺条件、需求选择获取NH3的方法，本发明实施例对此不做具体限制。
可选地，所述汽车的还原气体喷嘴设置在所述发动机的进气歧管与空气入口之间。
步骤204、在进入所述发动机的燃烧室前，将从所述还原气体喷嘴获得的还原气体，以及从所述空气入口获得的空气混合，得到混合气体。
本发明实施例中，可以采取对空气和还原气体进行预混的方式混合，预混为在氨气、空气进入发动机的燃烧室之前进行混合，可选地，可以将还原气体喷嘴设置在发动机的进气歧管与空气入口之间的任意位置，从而使得从还原气体喷嘴获得的还原气体能够在进入燃烧室之前与从空气入口获得的空气进行混合，其中，还原气体喷嘴用于向发动机喷入还原气体，空气入口为外界环境的空气进入发动机的入口。由于在发动机运行过程中，发动机燃烧室内每次的燃烧时间在0.05秒以内，时间较短，因此，通过预混的方式避免了在燃烧时、燃烧后混合还原气体，导致短时间内气体无法充分混合，对NOX的反应不完全的问题；且对还原气体和空气预混也可以降低混合气体中氧气的体积分数，从而破坏生成NOX的富氧环境，降低NOX的生成量。本领域技术人员也可以采用其他方式在进入燃烧室之前混合还原气体和空气，本发明实施例对此不做具体限制。
图3是本发明实施例提供的一种发动机结构示意图，如图3所示，该发动机包括涡轮增压器301、中冷器302、氨气输送部件303、进气歧管304、发动机燃烧室305和排气歧管306；其中，所述涡轮增压器301用于从空气入口吸入外界环境的空气，所述涡轮增压器301包括涡轮3011、增压器中间轴3012和压气机3013；所述氨气输送部件303用于输送氨气，所述氨气输送部件303包括NH3存储器3031、计量装置3032、NH3输送管路3033和NH3喷嘴3034，NH3喷嘴3034可以连接在发动机的进气歧管304与涡轮增压器301所处的空气入口之间。
本发明实施例中，可以通过废气驱动涡轮增压器301从空气入口吸入外界环境中的空气，可选地，可以是废气排出引起涡轮3011转动，由于涡轮3011与压气机3013的叶轮通过增压器中间轴3012连接，因此，涡轮3011转动可以通过增压器中间轴3012驱动压气机3013的叶轮转动，压气机3013的叶轮旋转时可以对空气进行压缩，使其进入进气歧管304，使得发动机获得空气。
由于废气温度较高，在通过废气驱动涡轮增压器301时基于热传导导致吸入的空气温度升高，且对空气压缩也会导致空气的温度升高，为了避免空气温度过高造成发动机故障，可以将压缩后的空气通过中冷器302冷却，从而提高发动机功率。另外，根据发动机的具体情况，在发动机处于预设工况时，获取空气和氨气；在发动机不处于预设工况但是需要燃烧柴油做功时，可以关闭NH3喷嘴3034，获取空气即可。
在发动机处于预设工况的情况下，可以进一步通过氨气输送部件303获得NH3，可选地，可以是打开NH3喷嘴3034，在NH3存储器3031中构建高压使存储的NH3从NH3存储器3031进入NH3输送管路3033，并从打开的NH3喷嘴3034进入发动机的进气歧管304中，使得发动机获得NH3。可选地，可以通过控制打开和关闭喷嘴3034的时间，从而控制NH3的加入量；也可以通过安装在NH3输送管路3033上的计量装置3032测量经过的NH3的流量，在流量达到加入量时关闭NH3喷嘴3034，本发明实施例对控制NH3加入量的方法不做具体限制。
NH3喷嘴3034可以连接在发动机的进气歧管304至空气入口之间的任意位置，使氨气与空气在进入发动机燃烧室305前混合。
可选地，也可以先将空气与柴油混合，在保证柴油充分燃烧发动机做功的情况下，向发动机的燃烧室中喷入NH3，通过NH3处理柴油燃烧生成的废气。图4是本发明实施例提供的另一种发动机结构示意图，如图4所示，在图3的基础上，还可以每个发动机燃烧室305各连接一个NH3喷嘴3034，在发动机燃烧室305中发生燃烧时将通过NH3喷嘴3034将NH3送入发动机燃烧室305中，NH3与废气中的NO发生上述反应公式(1)的非催化还原反应，从而降低废气中NOX的含量。
步骤205、在所述发动机的燃烧室中，通过所述混合气体燃烧柴油。
本发明实施例中，进入发动机燃烧室的混合气体可以和喷入的柴油混合，得到可燃混合气体，并在发动机中燃烧以供发动机做功，混合气体氧气相对含量较低，在柴油燃烧的过程中能够降低NOX的生成量，并且混合气体中充分混合的还原气体能够直接与生成的NO进行反应，从而有效降低NO的含量，从而降低NOX的含量。
步骤206、将所述柴油燃烧产生的废气排出。
本发明实施例中，在发动机的燃烧室中通过混合气体燃烧柴油后，由于生成的废气NOX已经过还原气体处理，因此废气中NOX的含量已大大降低，此时，排出该废气可有效降低发动机运行过程中NOX的排放。可选地，排出的废气可以驱动涡轮增压器对空气进行压缩，从而增加发动机的进气量，提高发动机功率。
如图3所示，将发动机燃烧室中燃烧柴油生成的废气通过发动机排气歧管排出，在废气通过涡轮3011时引起涡轮3011转动，从而通过增压器中间轴3012驱动压气机3013的叶轮转动，压气机3013的叶轮旋转时可以对空气进行压缩，使其进入进气歧管304，使得发动机获得空气。
本发明实施例中，以轻型柴油机为例，采用EGR技术向燃烧室导入废气以降低氮氧化物排放时，在一百公里的里程中耗油8.1L；
不采用EGR技术，而是采用本发明实施例中降低氮氧化物排放的方法时，在一百公里的里程中耗油7.7L。
即采用本发明实施例提供的降低氮氧化物排放的方法，在降低废气中氮氧化物的含量的同时，还降低了柴油的油耗，对油耗的降低可达到0.4L每百公里。
另外，本发明实施例提供的降低氮氧化物排放的方法也可以用在其他动力的汽车中，如汽油汽车、混合动力汽车等。
本发明所述的降低氮氧化物排放的方法，可以在空气参与燃烧之前，将空气与还原气体混合得到混合气体，从而在通过混合气体与柴油进行燃烧时，能够在发动机燃烧室的高温环境中对NO进行还原反应，从而有效降低生成的废气中氮氧化物的含量，不需要额外的后处理系统，降低了汽车制造、成本；不需要将废气导入燃烧室，以降低燃烧室的燃烧温度，避免了燃烧室温度低造成的高油耗问题。
图5是本发明实施例提供的一种降低氮氧化物排放的装置结构框图，该装置应用于汽车，如图5所示，该装置可以包括：
气体获取模块501，用于在发动机处于预设工况的情况下，获取空气与还原气体；
所述气体获取模块501，还用于对所述空气和所述还原气体进行混合，得到混合气体；
气体燃烧模块502，用于在所述发动机的燃烧室中，通过所述混合气体燃烧柴油；
废气排出模块503，用于将所述柴油燃烧产生的废气排出。
可选地，所述还原气体包括氨气和氢类气体中的至少一种；
所述氢类气体包括氢气、甲醇和乙醇中的至少一种。
可选地，所述汽车的还原气体喷嘴设置在所述发动机的进气歧管与空气入口之间，所述气体获取模块501具体用于在进入所述发动机的燃烧室前，将从所述还原气体喷嘴获得的还原气体，以及从所述空气入口获得的空气混合，得到混合气体。
可选地，所述气体获取模块501，包括：
温度确定子模块，用于确定所述发动机的燃烧室温度；
加入量确定子模块，用于根据所述燃烧室温度，确定所述还原气体的加入量；
气体获取子模块，用于获取所述空气，以及与所述加入量对应的还原气体。
可选地，所述预设工况包括中负荷工况或大负荷工况；
所述中负荷工况为所述汽车的油门踏板踩下其大于25％行程，且小于或等于85％行程的工况；
所述大负荷工况为所述汽车的油门踏板行程踩下其大于85％行程的工况。
本发明所述的降低氮氧化物排放的装置，可以在空气参与燃烧之前，将空气与还原气体混合得到混合气体，从而在通过混合气体与柴油进行燃烧时，能够在发动机燃烧室的高温环境中对NO进行还原反应，有效降低生成的废气中氮氧化物的含量，不需要额外的后处理系统，降低了汽车制造、成本；不需要将废气导入燃烧室，以降低燃烧室的燃烧温度，避免了燃烧室温度低造成的高油耗问题。
本发明实施例还提出了一种汽车，该汽车用于实现上述图1至图4所述的降低氮氧化物排放的方法，或该汽车包括上述图5所述的降低氮氧化物的装置。
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 (10)

1.一种降低氮氧化物排放的方法，其特征在于，应用于汽车，所述方法包括：
在发动机处于预设工况的情况下，获取空气与还原气体；
对所述空气和所述还原气体进行混合，得到混合气体；
在所述发动机的燃烧室中，通过所述混合气体燃烧柴油；
将所述柴油燃烧产生的废气排出。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述还原气体包括氨气和氢类气体中的至少一种；
所述氢类气体包括氢气、甲醇和乙醇中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述汽车的还原气体喷嘴设置在所述发动机的进气歧管与空气入口之间，所述对所述空气和所述还原气体进行混合，得到混合气体，包括：
在进入所述发动机的燃烧室前，将从所述还原气体喷嘴获得的还原气体，以及从所述空气入口获得的空气混合，得到混合气体。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取空气与还原气体，包括：
确定所述发动机的燃烧室温度；
根据所述燃烧室温度，确定所述还原气体的加入量；
获取所述空气，以及与所述加入量对应的还原气体。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设工况包括中负荷工况或大负荷工况；
所述中负荷工况为所述汽车的油门踏板踩下其大于25％行程，且小于或等于85％行程的工况；
所述大负荷工况为所述汽车的油门踏板行程踩下其大于85％行程的工况。
6.一种降低氮氧化物排放的装置，其特征在于，应用于汽车，所述装置包括：
气体获取模块，用于在发动机处于预设工况的情况下，获取空气与还原气体；
所述气体获取模块，还用于对所述空气和所述还原气体进行混合，得到混合气体；
气体燃烧模块，用于在所述发动机的燃烧室中，通过所述混合气体燃烧柴油；
废气排出模块，用于将所述柴油燃烧产生的废气排出。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述还原气体包括氨气和氢类气体中的至少一种；
所述氢类气体包括氢气、甲醇和乙醇中的至少一种。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述汽车的还原气体喷嘴设置在所述发动机的进气歧管与空气入口之间，所述气体获取模块具体用于在进入所述发动机的燃烧室前，将从所述还原气体喷嘴获得的还原气体，以及从所述空气入口获得的空气混合，得到混合气体。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述气体获取模块，包括：
温度确定子模块，用于确定所述发动机的燃烧室温度；
加入量确定子模块，用于根据所述燃烧室温度，确定所述还原气体的加入量；
气体获取子模块，用于获取所述空气，以及与所述加入量对应的还原气体。
10.一种汽车，其特征在于，所述汽车用于实现权力要求1-5任一项所述的降低氮氧化物排放的方法，或所述汽车包括权利要求6-9任一项所述的降低氮氧化物排放的装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114704358A (zh) * 2022-03-15 2022-07-05 武汉理工大学 一种发动机排放控制系统及方法
CN114704364A (zh) * 2022-03-15 2022-07-05 武汉理工大学 一种排放控制系统及方法

Citations (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1098765A (zh) * 1989-11-22 1995-02-15 罗德菲·W·冈诺尔曼 内燃机用含水燃料以及燃料方法
US5584894A (en) * 1992-07-22 1996-12-17 Platinum Plus, Inc. Reduction of nitrogen oxides emissions from vehicular diesel engines
EP1176289A2 (en) * 2000-07-24 2002-01-30 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Emission control system of internal combustion engine
DE102006025129A1 (de) * 2005-06-01 2007-01-11 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Reformieren von Dieselkraftstoff zur NOx-Reduktion
CN102278240A (zh) * 2011-06-08 2011-12-14 清华大学 利用含氧燃料催化分解降低柴油机油耗的方法及装置
CN102374044A (zh) * 2011-10-28 2012-03-14 合肥工业大学 柴油和丁醇低温燃烧双燃料发动机的燃料供给系统
US20130087123A1 (en) * 2011-10-07 2013-04-11 Hyundai Motor Company Diesel-gasoline hybrid engine
US20130104530A1 (en) * 2011-10-31 2013-05-02 Cummins Inc. Scr control system utilizing a differential nh3 and nox measurement using an exhaust gas sensor coupled with a micro scr catalyst
CN103696861A (zh) * 2013-12-18 2014-04-02 北京生宝力源科技有限公司 一种双燃料发动机尾气处理方法以及新型双燃料发动机
CN104265471A (zh) * 2014-07-30 2015-01-07 长城汽车股份有限公司 汽油预混、柴油引燃发动机燃烧模式控制系统及控制策略
CN104675580A (zh) * 2015-02-13 2015-06-03 王海斌 一种新型汽车发动机氢氨混合燃料供应装置
CN104675515A (zh) * 2015-02-13 2015-06-03 王海斌 一种汽车发动机的汽油与氨双燃料供应装置
EP3032078A2 (en) * 2014-12-12 2016-06-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device for internal combustion engine
CN105673199A (zh) * 2016-03-01 2016-06-15 上海交通大学 带egr的进气掺氢富氧汽油发动机及燃烧的控制方法
CN107201957A (zh) * 2016-03-18 2017-09-26 陕西汽车集团有限责任公司 甲醇柴油混燃系统及该商用车
CN107288780A (zh) * 2017-06-09 2017-10-24 厦门大学 带氨裂解装置的动力机构
US20180100469A1 (en) * 2015-06-10 2018-04-12 Sturman Digital Systems, Llc Dual Fuel Ammonia Combustion in Diesel Engines
CN109113838A (zh) * 2017-06-23 2019-01-01 丰田自动车株式会社 内燃机的排气净化装置
US20190186327A1 (en) * 2017-12-14 2019-06-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Abnormality diagnosis device for reducing agent adding device
CN110206642A (zh) * 2019-04-16 2019-09-06 温州大学瓯江学院 活塞式内燃机基于多区燃烧的放热率主动控制系统及其控制方法
CN110318892A (zh) * 2019-06-26 2019-10-11 哈尔滨工程大学 一种乙醇熏蒸/柴油双燃料发动机多模式燃烧组织方法
CN110617151A (zh) * 2019-09-02 2019-12-27 山西省交通科技研发有限公司 一种柴油车排气污染物综合治理装置及其方法
CN111102068A (zh) * 2018-10-29 2020-05-05 广州汽车集团股份有限公司 发动机稀薄燃烧装置、控制方法、发动机及汽车
CN111206999A (zh) * 2020-02-26 2020-05-29 江苏大学 一种基于egr技术的电控柴油-甲醇双燃料发动机控制系统及方法

Patent Citations (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1098765A (zh) * 1989-11-22 1995-02-15 罗德菲·W·冈诺尔曼 内燃机用含水燃料以及燃料方法
US5584894A (en) * 1992-07-22 1996-12-17 Platinum Plus, Inc. Reduction of nitrogen oxides emissions from vehicular diesel engines
EP1176289A2 (en) * 2000-07-24 2002-01-30 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Emission control system of internal combustion engine
DE102006025129A1 (de) * 2005-06-01 2007-01-11 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Reformieren von Dieselkraftstoff zur NOx-Reduktion
CN102278240A (zh) * 2011-06-08 2011-12-14 清华大学 利用含氧燃料催化分解降低柴油机油耗的方法及装置
US20130087123A1 (en) * 2011-10-07 2013-04-11 Hyundai Motor Company Diesel-gasoline hybrid engine
CN102374044A (zh) * 2011-10-28 2012-03-14 合肥工业大学 柴油和丁醇低温燃烧双燃料发动机的燃料供给系统
US20130104530A1 (en) * 2011-10-31 2013-05-02 Cummins Inc. Scr control system utilizing a differential nh3 and nox measurement using an exhaust gas sensor coupled with a micro scr catalyst
CN103696861A (zh) * 2013-12-18 2014-04-02 北京生宝力源科技有限公司 一种双燃料发动机尾气处理方法以及新型双燃料发动机
CN104265471A (zh) * 2014-07-30 2015-01-07 长城汽车股份有限公司 汽油预混、柴油引燃发动机燃烧模式控制系统及控制策略
EP3032078A2 (en) * 2014-12-12 2016-06-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device for internal combustion engine
CN104675515A (zh) * 2015-02-13 2015-06-03 王海斌 一种汽车发动机的汽油与氨双燃料供应装置
CN104675580A (zh) * 2015-02-13 2015-06-03 王海斌 一种新型汽车发动机氢氨混合燃料供应装置
US20180100469A1 (en) * 2015-06-10 2018-04-12 Sturman Digital Systems, Llc Dual Fuel Ammonia Combustion in Diesel Engines
CN105673199A (zh) * 2016-03-01 2016-06-15 上海交通大学 带egr的进气掺氢富氧汽油发动机及燃烧的控制方法
CN107201957A (zh) * 2016-03-18 2017-09-26 陕西汽车集团有限责任公司 甲醇柴油混燃系统及该商用车
CN107288780A (zh) * 2017-06-09 2017-10-24 厦门大学 带氨裂解装置的动力机构
CN109113838A (zh) * 2017-06-23 2019-01-01 丰田自动车株式会社 内燃机的排气净化装置
US20190186327A1 (en) * 2017-12-14 2019-06-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Abnormality diagnosis device for reducing agent adding device
CN111102068A (zh) * 2018-10-29 2020-05-05 广州汽车集团股份有限公司 发动机稀薄燃烧装置、控制方法、发动机及汽车
CN110206642A (zh) * 2019-04-16 2019-09-06 温州大学瓯江学院 活塞式内燃机基于多区燃烧的放热率主动控制系统及其控制方法
CN110318892A (zh) * 2019-06-26 2019-10-11 哈尔滨工程大学 一种乙醇熏蒸/柴油双燃料发动机多模式燃烧组织方法
CN110617151A (zh) * 2019-09-02 2019-12-27 山西省交通科技研发有限公司 一种柴油车排气污染物综合治理装置及其方法
CN111206999A (zh) * 2020-02-26 2020-05-29 江苏大学 一种基于egr技术的电控柴油-甲醇双燃料发动机控制系统及方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘洋: "基于POC和SCR技术降低车用柴油机颗粒物和氮氧化物排放的研究", 《山东大学》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114704358A (zh) * 2022-03-15 2022-07-05 武汉理工大学 一种发动机排放控制系统及方法
CN114704364A (zh) * 2022-03-15 2022-07-05 武汉理工大学 一种排放控制系统及方法

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