柴油機後處理系統的製作方法

2023-10-26 00:12:12 1

專利名稱：柴油機後處理系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及柴油機排氣後處理技術。
技術背景隨著全球變暖和化石燃料的日益枯竭，具有較高燃油經濟性和較少C02排放的柴油機日益受到消費者和汽車廠商的青睞。據最新統計， 現在歐洲有三分之一以上的新車都是柴油車。另外為了更好地保護人 類賴以生存的自然環境，世界各國都制定了更加嚴格的排放法規。對 於柴油機來講，由於其自身工作的特點，微粒物PM(particulate matters)禾口氮氧化物N0X(nitrogen oxides)是它的兩大主要排放物。 為了滿足各國排放法規對PM不斷嚴格的排放要求，柴油機微粒捕集器 DPF(Diesel Particulate Filter)技術逐步發展起來。DPF —般採用壁流式陶瓷載體，在排氣通過的時候將其中的細小 顆粒物捕集下來。另外為了保證DPF能夠長期重複使用，需要通過一 定措施將捕集到的微粒物燃燒掉，這種過程一般稱為再生。現在常見 的再生過程主要分為主動再生和被動再生兩種方式。被動再生是通過 在載體表面塗覆貴金屬催化劑或者在燃油中添加催化劑，降低微粒物 的氧化反應溫度，從而在發動機正常運行過程中將捕集到的大多數微 粒物再生掉。這種再生方式對燃油中的S含量要求比較嚴格， 一般要 求低於15ppm。因為S會毒化貴金屬催化劑，使其喪失催化功能。由 於中國國內的柴油中S含量普遍較高，能達到1000PPM以上，因此這 種再生方式基本不適合在中國國內推廣。而主動再生是指通過電加熱 或者向排氣管中直接噴射燃油的方法提高排氣溫度，從而將DPF中的 微粒物再生掉。但由於這種微粒物的氧化反應是一種瞬態的極不均勻 的條件下發生的，因此微粒物很難發生充分氧化反應，再生過程中會 生成大量的CO和HC等。柴油機氧化催化劑DOC(Diesel Oxidation Catalyst)是一種專門
減少柴油機HC和C0排放的技術，並能部分氧化微粒物。但是D0C開 始工作需要一定的溫度條件，在柴油機冷啟動階段排氣溫度較低時對 HC和CO的氧化效率非常低。對於歐四及以後的排放法規，如何解決 冷啟動階段的C0和HC排放也成為能否滿足法規限值的關鍵。 發明內容本發明的目的是提供一種新型的柴油機後處理系統，在解決主動 再生DPF再生過程中生成的CO和HC的同時，確保DOC冷啟動過程中 能夠正常工作。為實現上述目的，本發明採用了以下技術方案 一種柴油機後處 理系統，其特徵在於首先在排氣歧管側布置第一級D0C，然後布置主動再生DPF，然後在DPF後面再布置第二級DOC。由上述技術方案可知，利用成熟的DOC技術來解決主動再生DPF 再生過程中生成的CO和HC，開發工作量小，技術可靠有效，以較小 的成本解決了主動再生DPF存在的主要問題，使得該技術更具有實用 性；由於我國目前的油品被認為被動再生不適合在國內推廣應用，本 發明有效解決了類似我國目前生產的油品的後處理難題；主動再生DPF的加熱手段可以在發動機冷啟動階段有效地提高排 氣溫度，從而使得第二級DOC提前工作，能有效地減少冷啟動階段的 HC和CO排放；第一級DOC能夠部分氧化排氣中的微粒物，從而延長DPF兩次再 生之間的間隔，從而提高DPF的使用壽命，並能夠相對降低發動機油耗。


圖1是本發明的系統結構示意圖。
具體實施方式
如圖l所示，本發明的基本系統構成是首先在排氣歧管側布置第 一級DOCIO，沿排氣管路依次布置主動再生DPF20，以及在DPF20後面 再布置第二級D0C30。所述的主動再生DPF20裝配有電加熱器，電加熱器加熱使排氣溫
度達到60(TC以上；在發動機冷啟動階段，電加熱器對排氣實施加熱。 以下結合圖1對本發明的工作原理進行說明。第一級DOC工作時對柴油機排氣中的大多數HC和CO，以及部分 微粒物進行氧化，主動再生DPF對排氣中剩下的微粒物進行捕集。由 於第一級DOC氧化了部分微粒物(包括粘附在微粒物上面的HC等)， 因此DPF捕集到的顆粒物質量就減少了，從而延長了兩次再生過程之 間的時間間隔，對DPF系統的使用壽命非常有利。當DPF中的顆粒物 捕集到一定量的時候，通過加熱器開始對排氣進行加熱，使其達到顆 粒物再生需要的溫度(一般為600°C以上)，從而使微粒物開始與排氣 中的氧氣進行反應並被燒掉。在微粒物再生過程中生成的HC和CO在 經過第二級的時候，將被氧化成水和二氧化碳。此外第二級DOC也將 對DPF為過濾掉的微粒物進行二次氧化。這樣排氣中的HC、 CO以及大 部分微粒物將被氧化成水和二氧化碳。此外在發動機冷啟動階段，加 熱器也開始對排氣進行加熱，這樣在第一級DOC還不能開始正常工作 的時候，第二級DOC就達到了其起燃溫度，開始工作，將冷啟動階段 生成的大量HC和CO氧化掉。
權利要求
1、一種柴油機後處理系統，其特徵在於首先在排氣歧管側布置第一級DOC(10)，沿排氣管路依次布置主動再生DPF(20)，以及在DPF(20)後面再布置第二級DOC(30)。
2、 根據權利要求l所述的柴油機後處理系統，其特徵在於所述 的主動再生DPF (20)裝配有電加熱器，電加熱器加熱使排氣溫度達 到60CTC以上。
3、 根據權利要求1或2所述的柴油機後處理系統，其特徵在於 在DPF (20)主動再生過程中，微粒物不完全氧化反應所生成的CO和 HC將被其下遊的第二級D0C(30)氧化；在發動機冷啟動過程中電加熱 器也對排氣進行加熱。
全文摘要
本發明涉及柴油機後處理系統，在解決主動再生DPF再生過程中生成的CO和HC的同時，確保DOC冷啟動過程中能夠正常工作，首先在排氣歧管側布置第一級DOC，然後布置主動再生DPF，然後在DPF後面再布置第二級DOC，主動再生DPF的加熱手段可以在發動機冷啟動階段有效地提高排氣溫度，從而使得第二級DOC提前工作，能有效地減少冷啟動階段的HC和CO排放；第一級DOC能夠部分氧化排氣中的微粒物，從而延長DPF兩次再生之間的間隔，從而提高DPF的使用壽命，並能夠相對降低發動機油耗。
文檔編號F01N3/023GK101158302SQ20071013538
公開日2008年4月9日 申請日期2007年11月7日 優先權日2007年11月7日
發明者楊德勝 申請人:奇瑞汽車有限公司