CN211975126U - 尾气处理系统及发动机 - Google Patents

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王晓华
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Abstract

本实用新型公开了一种尾气处理系统及发动机，尾气处理系统包括：并连设置的多个前排气管，每个所述前排气管上均串接有电加热催化器，且所述电加热催化器内涂敷有氧化催化剂；气体混合器，所述气体混合器的进气口与多个所述前排气管的出气端连通；还原剂喷射件，其设置在所述气体混合器上且用于向所述气体混合器内喷射还原剂；并连设置的多个后排气管，多个所述后排气管的进气端与所述气体混合器的出气口连通，且每个所述后排气管上均串接有SCR单元和DPF单元。该尾气处理系统的结构设计可以有效地提高氮氧化合物的转化率。

Description

尾气处理系统及发动机
技术领域
本实用新型发动机技术领域，更具体地说，涉及一种尾气处理系统及发动机。
背景技术
随着空气污染的日益恶化，人类的环境保护意识不断增强，尤其对发动机尾气中的氮氧化合物、氮氢化合物、一氧化碳及固体颗粒物排放物引起了重视。
尾气处理系统是处理发动机排气的一个重要系统，用于降低发动机排气中的氮氧化合物和颗粒物。现有技术中的尾气处理系统仍然存在氮氧化合物的转化率不稳定的情况，尤其在发动机的某些工况下，氮氧化合物的转化率较低。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的第一个目的在于提供一种尾气处理系统，该尾气处理系统的结构设计可以有效地提高氮氧化合物的转化率，本实用新型的第二个目的是提供一种包括上述尾气处理系统的发动机。
为了达到上述第一个目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种尾气处理系统，包括：
并连设置的多个前排气管，每个所述前排气管上均串接有电加热催化器，且所述电加热催化器内涂敷有氧化催化剂；
气体混合器，所述气体混合器的进气口与多个所述前排气管的出气端连通；
还原剂喷射件，其设置在所述气体混合器上且用于向所述气体混合器内喷射还原剂；
并连设置的多个后排气管，多个所述后排气管的进气端与所述气体混合器的出气口连通，且每个所述后排气管上均串接有SCR单元和DPF单元。
优选地，上述尾气处理系统中，所述前排气管的进气端与发动机的涡轮增压器的尾气出口连通。
优选地，上述尾气处理系统中，所述电加热催化器包括壳体和设置于所述壳体内的电加热载体，所述电加热载体上涂敷有氧化催化剂。
优选地，上述尾气处理系统中，每个所述后排气管上的SCR单元和DPF 单元集成形成SCRF单元。
优选地，上述尾气处理系统中，还包括第一温度监测部件，所述第一温度监测部件用于监测尾气的温度，所述电加热催化器用于在所述第一温度监测部件监测到的温度处于第一预设范围时启动，在所述第一温度监测部件监测到的温度不在第一预设范围时关闭。
优选地，上述尾气处理系统中，还包括第二温度监测部件，所述第二温度监测部件用于监测从气体混合器排出的气体的温度，所述电加热催化器用于在所述第二温度监测部件监测到的温度处于第二预设范围时启动，在所述第二温度监测部件监测到的温度不在第二预设范围时关闭。
优选地，上述尾气处理系统中，还包括第三温度监测部件，所述第三温度监测部件用于监测发动机冷却液的温度，所述电加热催化器用于在所述第三温度监测部件监测到的温度处于第三预设范围时启动，在所述第三温度监测部件监测到的温度不在第三预设范围时关闭。
优选地，上述尾气处理系统中，所述还原剂喷射件为喷嘴。
优选地，上述尾气处理系统中，每个所述前排气管上均串接有一个或多个所述电加热催化器。
一种发动机，包括如上述中任一项所述的尾气处理系统。
应用上述提供的尾气处理系统时，当发动机冷启动或低温运行时，开启电加热催化器，进入多个前排气管中的尾气先经过电加热催化器加热，并且在加热的同时与电加热催化器加热上涂敷的氧化催化剂反应以去除尾气中的 HC和CO等气体。从多个前排气管排出的气体在进入气体混合器中，气体在气体混合器中混合的同时利用还原剂喷射件向气体混合器内喷射还原剂，以使气体与还原剂混合均匀。与还原剂混合均匀的气体进入多个后排气管中，进而进入SCR单元和DPF单元，进行NOx的还原和颗粒物的捕集。
由上可知。利用上述提供的尾气处理系统时，电加热催化器加热尾气可以实现低温工况下DOC的快速起燃，提升对HC和CO等气体的转化效率。另外，能够使尾气升温到SCR单元的反应温度，进而大大提高氮氧化合物的转化率。
为了达到上述第二个目的，本实用新型还提供了一种发动机，该发动机包括上述任一种尾气处理系统。由于上述的尾气处理系统具有上述技术效果，具有该尾气处理系统的发动机也应具有相应的技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的尾气处理系统的示意图。
在图1中：
100-电加热催化器、200-气体混合器、300-SCRF单元。
具体实施方式
本实用新型的第一个目的在于提供一种尾气处理系统，该尾气处理系统的结构设计可以有效地提高氮氧化合物的转化率，本实用新型的第二个目的是提供一种包括上述尾气处理系统的发动机。
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”和“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或元件必须具有特定方位、以特定的方位构成和操作，因此不能理解为本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
请参阅图1，本实用新型提供的尾气处理系统主要用于处理发动机排出的尾气。尾气处理系统包括电加热催化器100、气体混合器、还原剂喷射件、多个前排气管和多个后排气管。
其中，多个前排气管并连设置，尾气可以进入多个前排气管中。每个前排气管上均串接有至少一个电加热催化器100(EHC，Electrical Heated Catalyst)，并且电加热催化器100内涂敷有氧化催化剂，该处氧化催化剂即为DOC(DieselOxidationCatalyst)催化剂。气体经过电加热催化器100时能够与氧化催化剂接触。
气体混合器200的进气口与多个前排气管的出气端连通，即从多个前排气管排出的气体进入气体混合器200中进行混合。还原剂喷射件设置在气体混合器200上，并且还原剂喷射件能够向气体混合器200内喷射还原剂，喷射的还原剂可以为NH3、尿素等。多个后排气管也并连设置。多个后排气管的进气端与气体混合器200的出气口连通，即在气体混合器200内混合的气体排出气体混合器200后进入多个后排气管。每个所述后排气管上均串接有SCR(Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原催化器)单元和DPF(DieselParticulate Filter，颗粒捕集器)单元。
应用上述提供的尾气处理系统时，当发动机冷启动或低温运行时，开启电加热催化器100，进入多个前排气管中的尾气先经过电加热催化器100加热，并且在加热的同时与电加热催化器100加热上涂敷的氧化催化剂反应以去除尾气中的HC和CO等气体。从多个前排气管排出的气体在进入气体混合器200 中，气体在气体混合器200中混合的同时利用还原剂喷射件向气体混合器200 内喷射还原剂，以使气体与还原剂混合均匀。与还原剂混合均匀的气体进入多个后排气管中，进而进入SCR单元和DPF单元，进行NOx的还原和颗粒物的捕集。
由上可知。利用上述提供的尾气处理系统时，电加热催化器100加热尾气可以实现低温工况下DOC的快速起燃，提升对HC和CO等气体的转化效率。另外，能够使尾气升温到SCR单元的反应温度，进而大大提高氮氧化合物的转化率。
气体混合器200可以为具有进气口和出气口的腔体。
在一具体实施例中，前排气管的进气端可以与发动机的涡轮增压器的尾气出口连通。或者，前排气管的进气端也可以直接与发动机的尾气出口连通，在此不作限定。
优选地，电加热催化器100包括壳体和设置于壳体内的电加热载体，电加热载体上涂敷有氧化催化剂。电加热载体通电时加热，电加热载体断电时停止加热。当然，电加热催化器100还可以为其它结构，在此不作限定。
为了节省安装空间，每个后排气管上的SCR单元和DPF单元可以集成形成SCRF单元300。即将SCR单元和DPF单元集成固定在一起。当然，SCR 单元和DPF单元也可以为两个相互独立的部件，在此不作限定。
在一优选实施例中，上述尾气处理系统还包括第一温度监测部件，第一温度监测部件用于监测尾气的温度，电加热催化器100用于在第一温度监测部件监测到的温度处于第一预设范围时启动，电加热催化器100用于在第一温度监测部件监测到的温度不在第一预设范围时关闭。即当第一温度监测部件监测到的温度处于第一预设范围时，电加热催化器100启动对尾气进行加热，否则电加热催化器100关闭停止对尾气加热。如此设置，根据进入前排气管内的尾气的温度，判断尾气是否需要加热，进而改变电加热催化器100 的工作状态。
在另一优选实施例中，上述尾气处理系统还包括第二温度监测部件，第二温度监测部件用于监测从气体混合器200排出的气体的温度，电加热催化器100用于在第二温度监测部件监测到的温度处于第二预设范围时启动，电加热催化器100用于在第二温度监测部件监测到的温度不在第二预设范围时关闭。即当第二温度监测部件监测到的温度处于第二预设范围时，电加热催化器100启动对尾气进行加热，否则电加热催化器100关闭停止对尾气加热。如此设置，根据气体混合器200排出的气体的温度，判断尾气是否需要加热，进而改变电加热催化器100的工作状态。
在另一优选实施例中，上述尾气处理系统还包括第三温度监测部件，第三温度监测部件用于监测发动机冷却液的温度，电加热催化器100用于在第三温度监测部件监测到的温度处于第三预设范围时启动，电加热催化器100 用于在第三温度监测部件监测到的温度不在第三预设范围时关闭。即当第三温度监测部件监测到的温度处于第三预设范围时，电加热催化器100启动对尾气进行加热，否则电加热催化器100关闭停止对尾气加热。如此设置，根据发动机冷却液的温度，判断尾气是否需要加热，进而改变电加热催化器100 的工作状态。
进一步地，也可以当第一温度监测部件监测到的温度处于第一预设范围、第二温度监测部件监测到的温度处于第二预设范围且第三温度监测部件监测到的温度处于第三预设范围时，电加热催化器100启动对尾气进行加热，否则电加热催化器100关闭停止对尾气加热。
另外，还原剂喷射件可以为喷嘴。或者，还原剂喷射件为喷射管、喷射阀，在此不作限定。
具体地，每个前排气管上均串接有一个或多个电加热催化器100。根据实际情况设定电加热催化器100的数量即可。
基于上述实施例中提供的尾气处理系统，本实用新型还提供了一种发动机，该发动机包括上述实施例中任意一种尾气处理系统。由于该发动机采用了上述实施例中的尾气处理系统，所以该发动机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实用新型。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实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型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。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种尾气处理系统，其特征在于，包括：
并连设置的多个前排气管，每个所述前排气管上均串接有电加热催化器(100)，且所述电加热催化器(100)内涂敷有氧化催化剂；
气体混合器(200)，所述气体混合器(200)的进气口与多个所述前排气管的出气端连通；
还原剂喷射件，其设置在所述气体混合器(200)上且用于向所述气体混合器(200)内喷射还原剂；
并连设置的多个后排气管，多个所述后排气管的进气端与所述气体混合器(200)的出气口连通，且每个所述后排气管上均串接有SCR单元和DPF单元。
2.根据权利要求1所述的尾气处理系统，其特征在于，所述前排气管的进气端与发动机的涡轮增压器的尾气出口连通。
3.根据权利要求1所述的尾气处理系统，其特征在于，所述电加热催化器(100)包括壳体和设置于所述壳体内的电加热载体，所述电加热载体上涂敷有氧化催化剂。
4.根据权利要求1所述的尾气处理系统，其特征在于，每个所述后排气管上的SCR单元和DPF单元集成形成SCRF单元(300)。
5.根据权利要求1所述的尾气处理系统，其特征在于，还包括第一温度监测部件，所述第一温度监测部件用于监测尾气的温度，所述电加热催化器(100)用于在所述第一温度监测部件监测到的温度处于第一预设范围时启动，在所述第一温度监测部件监测到的温度不在第一预设范围时关闭。
6.根据权利要求1所述的尾气处理系统，其特征在于，还包括第二温度监测部件，所述第二温度监测部件用于监测从气体混合器(200)排出的气体的温度，所述电加热催化器(100)用于在所述第二温度监测部件监测到的温度处于第二预设范围时启动，在所述第二温度监测部件监测到的温度不在第二预设范围时关闭。
7.根据权利要求1所述的尾气处理系统，其特征在于，还包括第三温度监测部件，所述第三温度监测部件用于监测发动机冷却液的温度，所述电加热催化器(100)用于在所述第三温度监测部件监测到的温度处于第三预设范围时启动，在所述第三温度监测部件监测到的温度不在第三预设范围时关闭。
8.根据权利要求1所述的尾气处理系统，其特征在于，所述还原剂喷射件为喷嘴。
9.根据权利要求1所述的尾气处理系统，其特征在于，每个所述前排气管上均串接有一个或多个所述电加热催化器(100)。
10.一种发动机，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的尾气处理系统。
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