CN201206486Y - 一种柴油机后处理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种柴油机后处理系统，包括设置在排气管上的主动再生式柴油机微粒捕集器，还包括连接在所述柴油机微粒捕集器后端的第二级柴油机氧化催化系统。本实用新型利用DOC技术来氧化主动再生DPF再生过程中生成的CO和HC，主动再生DPF的加热手段可以在发动机冷启动阶段有效地提高排气温度，使DOC提前工作，能有效地减少冷启动阶段的HC和CO排放。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种发动机尾气处理系统，尤其涉及一种柴油机后处理系统。
背景技术
随着全球变暖和化石燃料的日益枯竭，具有较高燃油经济性和较少CO2排放的柴油机日益受到消费者和汽车厂商的青睐。据最新统计，现在欧洲有三分之一以上的新车都采用柴油机引擎。为了更好地保护人类赖以生存的自然环境，世界各国都制定了更加严格的汽车尾气排放法规。对于柴油机来讲，由于其自身工作的特点，微粒物(particulate matters)和氮氧化物NOx(nitrogen oxides)是它的两大主要排放物。为了满足各国排放法规对微粒物越来越严格的排放要求，柴油机微粒捕集器(即Diesel ParticulateFilter，以下简称DPF)技术逐步发展起来。
DPF一般采用壁流式陶瓷载体，在排气通过的时候将其中的细小颗粒物捕集下来。另外为了保证DPF能够长期重复使用，需要通过一定措施将捕集到的微粒物燃烧掉，这种过程一般称为再生。现在常见的再生过程主要分为主动再生和被动再生两种方式。被动再生是通过在载体表面涂覆贵金属催化剂或者在燃油中添加催化剂，降低微粒物的氧化反应温度，从而在发动机正常运行过程中将捕集到的大多数微粒物再生掉。这种再生方式对燃油中的S含量要求比较严格，一般要求低于15ppm。因为S会毒化贵金属催化剂，使其丧失催化功能。由于中国国内的柴油中S含量普遍较高，能达到1000PPM以上，因此这种再生方式基本不适合在中国国内推广。而主动再生是指通过电加热或者向排气管中直接喷射燃油的方法提高排气温度，从而将DPF中的微粒物再生掉。但由于这种微粒物的氧化反应是一种瞬态的极不均匀的条件下发生的，因此微粒物很难发生充分氧化反应，再生过程中会生成大量的一氧化碳(以下简称CO)和碳化氢(以下简称HC)等。
柴油机氧化催化剂(即Diesel Oxidation Catalyst，以下简称DOC)是一种专门减少柴油机HC和CO排放的技术，并能部分氧化微粒物。但是DOC开始工作需要一定的温度条件，在柴油机冷启动阶段排气温度较低时对HC和CO的氧化效率非常低。要达到欧四及以后的排放标准，降低冷启动阶段的CO和HC排放就成为必须要解决的问题。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是弥补上述现有技术的不足，提供既可以解决主动再生DPF再生过程中生成的CO和HC，又可在冷启动阶段就能高效氧化HC和CO的柴油机后处理系统。
本实用新型的技术问题通过以下技术方案予以解决：
一种柴油机后处理系统，包括设置在排气管上的主动再生式柴油机微粒捕集器，还包括连接在所述柴油机微粒捕集器后端的第二级柴油机氧化催化系统。
本实用新型还通过以下的技术方案进一步解决了DPF寿命的问题：
上述柴油机后处理系统，还包括第一级柴油机氧化催化系统，它设置在所述柴油机微粒捕集器的前端。
上述柴油机后处理系统，所述的柴油机微粒捕集器为电加热再生柴油机微粒捕集器。
本实用新型与现有技术相比的有益效果是：利用DOC技术来氧化主动再生DPF再生过程中生成的CO和HC，并对DPF未过滤掉的微粒物进行二次氧化；主动再生DPF的加热手段可以在发动机冷启动阶段有效地提高排气温度，从而使得第二级DOC提前工作，能有效地减少冷启动阶段的HC和CO排放。
附图说明
图1是本实用新型的具体实施方式构造示意图。
具体实施方式
下面通过具体的实施方式并结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
如图1所示，本实用新型的柴油机后处理系统包括第一级DOC系统1、主动再生DPF2和第二级DOC系统3。第一级DOC系统1设置在排气歧管侧，主动再生式DPF2设置在第一级DOC系统1的后端，主动再生式DPF2后面设置第二级DOC系统3。作为本实施方式的优选方案，DPF2为电加热再生DPF。所述的DPF和DOC系统均可以商业购得。
本实用新型的工作原理如下：第一级DOC系统1工作时对柴油机排气中的大多数HC和CO以及部分微粒物进行氧化，主动再生式DPF2对排气中剩下的微粒物进行捕集。由于第一级DOC系统1氧化了部分微粒物(包括粘附在微粒物上面的HC等)，因此DPF2捕集到的颗粒物质量就减少了，从而增加了两次再生过程之间的时间间隔，对延长DPF2系统的使用寿命非常有利。当DPF2中的颗粒物捕集到一定量的时候，通过DPF中的加热器开始对排气进行加热，使其达到颗粒物再生需要的温度(一般为600℃以上)，从而使微粒物开始与排气中的氧气进行反应并被烧掉。在微粒物再生过程中生成的HC和CO在经过第二级DOC系统3的时候，将被氧化成水和二氧化碳。此外第二级DOC系统3也将对DPF2未过滤掉的微粒物进行二次氧化。这样排气中的HC、CO以及绝大部分微粒物将被氧化成水和二氧化碳。此外在发动机冷启动阶段，DPF加热器也开始对排气进行加热，这样第二级DOC系统就达到了其起燃温度开始工作，将冷启动阶段生成的大量HC和CO氧化掉。
利用本实用新型的柴油机后处理系统，可以使用DOC技术来氧化主动再生DPF再生过程中生成的CO和HC；主动再生DPF的加热手段可以在发动机冷启动阶段有效地提高排气温度，从而使得第二级DOC系统提前工作，能有效地减少冷启动阶段的HC和CO排放；第一级DOC系统能够部分氧化排气中的微粒物，增加了DPF两次再生之间的时间间隔，延长了DPF的使用寿命，并能够相对降低发动机油耗。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种柴油机后处理系统，包括设置在排气管上的主动再生式柴油机微粒捕集器(2)，其特征在于：还包括连接在所述柴油机微粒捕集器(2)后端的第二级柴油机氧化催化系统(3)。
2.根据权利要求1所述的柴油机后处理系统，其特征在于：还包括第一级柴油机氧化催化系统(1)，它设置在所述柴油机微粒捕集器(2)的前端。
3.根据权利要求1或2所述的柴油机后处理系统，其特征在于：所述的柴油机微粒捕集器(2)为电加热再生柴油机微粒捕集器。
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| CN113279842A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-08-20 | 三一汽车起重机械有限公司 | 一种工程机械再生控制方法、装置及工程机械 |
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