CN201902256U - 发动机废气后处理系统 - Google Patents

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曾中
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Abstract

本实用新型公开了一种发动机废气后处理系统，用于净化发动机排气管中排出的废气，包括催化器，催化器通过涡轮增压器与发动机排气管相连，涡轮增压器通过进气中冷器与发动机进气管相连，催化器中含有作为辅助反应的催化剂；当发动机正常工作时，排气切换阀控制高温废气进入催化器内，使高温废气净化后排入大气；当发动机处于倒拖工况时，排气切换阀控制低温排气从回流管路中进入发动机内循环或从旁通管路中直接排入大气，使后处理装置的温度不受低温排气的影响。本实用新型通过对后处理装置管路的改进，减少了排气对后处理装置温度的影响，使后处理装置在发动机从“倒拖”工况转入正常运转时保持高效净化排气，从而有效排除了废气净化不彻底污染环境的隐患。

Description

发动机废气后处理系统
技术领域
本实用新型涉及发动机制造领域，特别涉及一种发动机废气后处理系统。
背景技术
发动机为了满足排放标准，除采用燃油高压喷射、增压进气中冷技术外，必须带一套排气后处理装置，用以净化燃烧废气中的氮氧化物(NOX)、碳烟颗粒(PM)、一氧化碳(CO)及碳氢化合物(HC)等。通常后处理需要催化剂辅助反应，其正常催化温度要求在200～250℃以上，且在一定范围内，排气温度越高，催化器效率越高。
现有技术方案中，发动机燃烧废气流经涡轮增压器后直接进入后处理装置，再经后处理技术净化后引入消声器，最后排入大气中。这样在某些特殊工况下未燃烧的低温空气被直接排入后处理系统，引起后处理系统的温度降低。这种特殊的工况是指在车辆带档滑行减速、溜坡时，发动机处于倒拖状态(各种排放测试循环也有这种工况)，此时发动机继续吸气排气，但停止供油，发动机“倒拖”时吸入气缸中的气体没有燃烧就被快速排出。由于新鲜气体进入气缸前被中冷器冷却后的温度小于100℃，远远低于催化器的正常工作温度。如果发动机“倒拖”时未经燃烧的低温冷却气直接进入后处理装置，将使后处理装置温度急剧下降并低于催化剂正常催化温度，当发动机转入正常工作时因后处理装置温度过低，后处理反应不完全，燃烧废气净化不彻底，废气排入大气后将会污染环境。
实用新型内容
本实用新型是为了克服上述现有技术中缺陷，通过对后处理装置管路的改进，减少了排气对后处理装置温度的影响，使后处理装置在发动机从“倒拖”工况转入正常运转时保持高效净化排气，从而有效排除了废气净化不彻底污染环境的隐患。
本实用新型的发动机废气后处理系统，用于净化发动机排气管中排出的废气，包括催化器，催化器通过涡轮增压器与发动机排气管相连，涡轮增压器通过进气中冷器与发动机进气管相连，催化器中含有作为辅助反应的催化剂；此外，在催化器的前端管路上还设置有排气切换阀及排气分流管路。当发动机在正常工况下，排气切换阀控制高温废气进入催化器内，使高温废气净化后排入大气；当发动机在倒拖工况下，排气切换阀控制低温排气从回流管路中进入发动机内循环或从旁通管路中直接排入大气。
其中，回流管路为催化器前端与压气机进气管之间的连接管路，发动机在倒拖工况下排气切换阀控制低温排气进入该连接管路中进而进入发动机内循环中。
其中，压气机进气管与涡轮增压器连通。
其中，旁通管路为与催化器并联的连接管路，发动机在倒拖工况下排气切换阀控制低温排气进入该连接管路中进而直接排入大气。
其中，排气切换阀的开关切换通过发动机ECU进行控制。
其中，催化器上设有催化剂喷嘴以及净化后排气污染物传感器，两者均通过发动机ECU进行监控。
其中，催化器前端和后端管路中设有温度传感器，所述传感器通过发动机ECU进行监控。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
1、发动机“倒拖”时排气分流，低温空气不进入后处理系统，不影响后处理催化器温度，使发动机转入正常运行时废气净化更彻底、更及时，后处理系统工作更稳定、更环保；
2、废气流向由排气切换阀控制，排气切换阀由发动机系统ECU集成管理，过程实施更精确、更可靠。
3、该装置在不增加发动机油耗的前提下提高了后处理系统效率。
4、连接、控制简单，执行方便，易于推广。
附图说明
图1是本实用新型发动机废气后处理系统实施例1的系统示意图；
图2是本实用新型发动机废气后处理系统实施例2的系统示意图。
结合附图在其上标记以下附图标记：
1-涡轮增压器，2-发动机排气管，3-发动机，4-发动机进气管，5-进气中冷器，6-ECU(电子控制单元)，7-压气机进气管，8-催化剂喷嘴，9-催化器前温度传感器，10-催化器，11-净化后排气污染物传感器，12-催化器后温度传感器，13-消声器，14-排气切换阀，15-排气至压气机的回流管路，16-排气至消声器的旁通管路。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。
实施例1
如图1所示，本实用新型的发动机废气后处理系统包括催化器10，该催化器10上设有催化剂喷嘴8，喷嘴8通过ECU(电子控制单元)6控制喷出催化剂，在发动机正常工况下(即非“倒拖”工况)使得进入催化器10的高温废气充分净化，净化后的气体进入消声器13后排入大气。后处理系统前端还包括：涡轮增压器1，发动机排气管2，发动机3，发动机进气管4，进气中冷器5，压气机进气管7，这些装置的连接构成发动机进排气的内循环。涡轮增压器1通过管路与催化器10连接(废气通过该管路可进入催化器中)。为了避免在“倒拖”工况下，从发动机排气管2经涡轮增压器1排出的低温气体直接进入催化器内，在催化器10前端的管路上设置了一个排气切换阀14，并在该切换阀处将催化器10前端的管路与压气机进气管7连通，该切换阀由ECU6控制开闭。这样，在发动机倒拖工况下排气(低温空气)可经排气切换阀14回流至压气机进气口。
实施例1的工作过程如下：发动机正常运转(非“倒拖”工况)时，排气切换阀14的阀板封闭排气至压气机回流管路15，燃烧废气进入催化器10净化后引入消声器13降噪后再排到大气中；发动机“倒拖”时，排气切换阀14的阀板封闭流向后处理系统(即催化器10)的管口，打开排气至压气机回流管路15，未燃空气(即低温空气)直接引入压气机进气管7，进入发动机气缸再排出，即在压气机、中冷器、气缸等组成的管路系统内循环，不流入催化器10。
实施例1的方案使得发动机“倒拖”时未燃空气引入涡轮增压器压气机进气端，避免低温排气冷却了后处理系统，使后处理系统净化废气维持在较高水平，更环保。
实施例2
如图2所示，实施例2是通过催化器10前的旁通管路将废气引入消声器的方案，排气切换阀14设置在催化器前端管路和该旁通管路的连通处。其工作过程如下：发动机正常运转(非“倒拖”工况)时，排气切换阀14的阀板封闭排气至消声器旁通管路16，燃烧废气进入催化器10净化后引入消声器13降噪后再排到大气中；发动机“倒拖”时，排气切换阀阀板14打开排气至消声器旁通管路16，关闭流向后处理系统的管口，未燃空气直接引入消声器13降噪后再排到大气中，未燃空气不流入催化器10。
实施例2的方案使得发动机“倒拖”时未燃空气引入消声器进气端，避免低温排气冷却了后处理系统，同样可使后处理系统净化废气维持在较高水平，更环保。
上述实施例1、2的排气流向由排气切换阀14开、关控制，其动作执行由发动机控制系统ECU集成管理。实施例1的回流管路15、实施例2的旁通管路可用法兰和系统主排气管连接，但具体实施方式并不受此限制。
催化器10的出口处还设有净化后排气污染物传感器11，用于检测污染物指标，该传感器11通过发动机ECU进行监控；催化器10前端管路和后端管路上还设有温度传感器(即催化器前温度传感器9和催化器后温度传感器12)，两者均与ECU连接，用于检测催化器前、后端管路中气体的温度。
本实用新型的发动机废气后处理系统在发动机“倒拖”时使得排气分流，低温空气不进入后处理系统，不影响后处理催化器温度，使发动机转入正常运行时废气净化更彻底、更及时，后处理系统工作更稳定、更环保；废气流向由排气切换阀控制，排气切换阀由发动机系统ECU集成管理，过程实施更精确、更可靠；该系统在不增加发动机油耗的前提下提高了后处理系统效率；系统连接、控制简单，执行方便，易于推广。
以上公开的仅为本实用新型的一个具体实施例，但是，本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种发动机废气后处理系统，用于净化发动机排气管中排出的废气，包括催化器，催化器通过涡轮增压器与发动机排气管相连，涡轮增压器通过进气中冷器与发动机进气管相连，催化器中含有作为辅助反应的催化剂；其特征在于，在所述催化器的前端管路上设置排气切换阀及排气分流管路；当发动机在正常工况下，所述排气切换阀控制高温废气进入催化器内，使高温废气净化后排入大气；当发动机在倒拖工况下，所述排气切换阀控制低温排气从回流管路中进入发动机内循环或从旁通管路中直接排入大气。
2.根据权利要求1所述的发动机废气后处理系统，其特征在于，所述回流管路为催化器前端与压气机进气管之间的连接管路，发动机在倒拖工况下所述排气切换阀控制低温排气进入该连接管路中进而进入发动机内循环中。
3.根据权利要求2所述的发动机废气后处理系统，其特征在于，所述压气机进气管与涡轮增压器连通。
4.根据权利要求1所述的发动机废气后处理系统，其特征在于，所述旁通管路为与催化器并联的连接管路，发动机在倒拖工况下所述排气切换阀控制低温排气进入该连接管路中进而直接排入大气。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的发动机废气后处理系统，其特征在于，所述排气切换阀的开关切换通过发动机ECU进行控制。
6.根据权利要求1至4中任意一项所述的发动机废气后处理系统，其特征在于，所述催化器上设有催化剂喷嘴以及净化后排气污染物传感器，两者均通过发动机ECU进行监控。
7.根据权利要求1至4中任意一项所述的发动机废气后处理系统，其特征在于，所述催化器前端和后端管路中设有温度传感器，所述传感器信号通过发动机ECU进行监控。
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