一種發動機後處理系統及發動機、車輛的製作方法

2023-06-20 00:29:26

專利名稱：一種發動機後處理系統及發動機、車輛的製作方法
技術領域：
本發明涉及發動機及車輛領域，特別涉及一種發動機後處理系統及發動機、車輛。
背景技術：
柴油氧化型催化器(diesel oxidation catalyst, DOC)與顆粒氧化型催化劑(particle oxidation catalyst, P0C)技術是目前一種很有發展前景的發動機後處理方案，DOC與POC串聯接在渦輪增壓器後面的排氣管上，發動機廢氣先經過DOC被氧化，然後在經過POC將顆粒轉化。廢氣中的一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)、一氧化氮(NO)在DOC中分別被氧化為二氧化碳(CO2)和二氧化氮(NO2);發動機廢氣中的碳煙(Soot)在POC中與在DOC中生成的NO2反應生成CO2和NO ;然後再排放到空氣中去。但是在目前技術條件下，實際運行中還存在一定技術障礙。
由於DOC和POC —般一起封裝，且體積較大，受安裝空間限制，其通常離增壓器距離較遠，使DOC內反應溫度降低，DOC對CO、HC、NO的轉化效率也降低。如果發動機長期在低速低負荷下運轉，POC中可能會聚集大量S00T。由於CO和HC起燃溫度較低，DOC中未被處理的CO和HC可在POC中充當助燃劑，使得大量聚集的Soot在某一時刻，例如發動機工況變化後，與突如其來的NO2劇烈反應，短時間會散發大量的熱量，使POC存在燒毀的風險。

發明內容
有鑑於此，本發明提出一種發動機後處理系統及發動機、車輛，以解決C0、HC和NO氧化效率較低，以及由此可能帶來POC燒毀的問題。一方面，本發明提供了一種發動機後處理系統，包括設置在排氣管上的二級DOC和P0C，其中，還包括設置在渦輪增壓器與二級DOC之間的排氣管上的一級D0C。進一步地，所述一級DOC設置排氣管上靠近渦輪增壓器廢氣出口的一端。進一步地，所述一級DOC設置在排氣管的內部。進一步地，所述一級DOC封裝在排氣管的內部。進一步地,所述一級DOC的直徑為90mm、93mm或98_。進一步地,所述一級DOC的長度為50mm或75mm。本發明提供的發動機後處理系統在渦輪增壓器與二級DOC之間的排氣管上設置一級D0C，提高CO、HC和NO轉化效率，可降低POC燒毀的風險，提高廢氣顆粒轉化率。另一方面，本發明還提供了一種包括上述發動機後處理系統的發動機。再一方面，本發明還提供了一種包括上述發動機的車輛。


構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中圖I為本發明發動機後處理系統的具體實施例的結構示意圖
圖2為本發明發動機後處理系統的另一種實施例的結構不意圖附圖標記說明11、一級DOC 12、二級DOC 2、POC 3、排氣管4、渦輪增壓器
具體實施例方式需要說明的是，在不衝突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本發明。本發明的基本思想在於為解決CO、HC和NO轉化效率較低，以及由此可能帶來POC燒毀的問題，本發明提出一種發動機後處理系統，該系統在渦輪增壓器與二級DOC之間的排氣管上設置一級D0C，提高CO、HC和NO轉化效率。下面結合圖I和圖2，對本發明的優選實施例作進一步詳細說明一種發動機後處 理系統，包括設置在排氣管3上的二級D0C12和P0C2，還包括設置在渦輪增壓器4與二級DOC12之間的排氣管3上的一級DOClI。這樣則可以將部分CO、HC在一級DOCll中提前進行氧化，由於一級DOCll較一級D0C12離增壓器渦輪廢氣出口的距離近，距離越近，廢氣溫度越高；在一定的溫度範圍內，溫度越高，CO、HC的轉化效率越高。這樣可以降低由於CO和HC在P0C2中的助燃，而使得大量聚集的Soot在P0C2中與NO2劇烈反應帶來的P0C2燒毀的風險。另外，NO在DOC中的實際氧化效率受溫度影響明顯，在一定的溫度範圍內，其轉化效率隨著溫度的升高而升高。由於一級DOCll的反應溫度比一級D0C12中的反應溫度高，設置一個一級DOCll可大大提高NO轉化為NO2的效率。而NO2生成率的提高，意味著有更多的NO2與Soot在P0C2中反應，從而提高了整體的廢氣顆粒轉化效率。進一步地，所述一級DOCl I設置排氣管3上靠近渦輪增壓器4廢氣出口的一端。發動機實際運行中，距離增壓器渦輪出口 Im遠處，廢氣溫度可下降達50°C，離渦輪增壓器4廢氣出口越近，廢氣溫度越高，其在一級DOCll中的轉化效率越高。進一步地，所述一級DOCll設置在排氣管3的內部。這樣方便了發動機整體排氣管3路的布置，節省布置空間。並且由於是設置在排氣管3的內部，沒有新增接口，無需密封處理，簡化了安裝程序。進一步地，參照圖2，所述一級DOCll封裝在排氣管3的內部。封裝的優點是密封性能好，固定可靠，防震效果好。在上述方案中，可以根據發動機的工況需求來選擇一級DOCll的型號尺寸。優選地，一級DOCll的直徑為90mm、93mm或98mm,和/或,一級DOCll的長度為50_或75_。這幾種型號的一級DOCll既可滿足C0、CH、N0轉化效率的需求，其體積較小也可滿足發動機整體布局的需求。本發明還提供了一種設有上述發動機後處理系統的發動機。由於該發動機後處理系統具有上述技術效果，因此，包括上述的發動後處理系統的發動機也應具備相應的技術效果，其具體實施過程與上述實施例類似，茲不贅述。本發明還提供了一種設有上述發動機的車輛。由於該發動機具有上述技術效果，因此，包括上述發動機的車輛也應具備相應的技術效果，其具體實施過程與上述實施例類似，茲不贅述。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範 圍之內。
權利要求
1.一種發動機後處理系統，其特徵在於，包括設置在排氣管(3)上的二級DOC (12)和POC (2)，其中，還包括設置在渦輪增壓器(4)與二級DOC (12)之間的排氣管(3)上的一級DOC (11)。
2.根據權利要求I所述的發動機後處理系統，其特徵在於，所述一級DOC(11)設置排氣管(3)上靠近渦輪增壓器(4)廢氣出口的一端。
3.根據權利要求I或2所述的發動機後處理系統，其特徵在於，所述一級DOC(11)設置在排氣管(3)的內部。
4.根據權利要求3所述的發動機後處理系統，其特徵在於，所述一級DOC(11)封裝在排氣管(3)的內部。
5.根據權利要求3所述的發動機後處理系統，其特徵在於，所述一級DOC(11)的直徑為 90mm、93mm 或 98mm。
6.根據權利要求3所述的發動機後處理系統，其特徵在於，所述一級DOC(11)的長度為 50mm 或 75mm。
7.一種發動機，其特徵在於，包括如權利要求1-6任一項所述的發動機後處理系統。
8.—種車輛，其特徵在於，包括如權利要求7所述的發動機。
全文摘要
本發明公開了一種發動機後處理系統，包括設置在排氣管上的二級DOC和POC，其中，還包括設置在渦輪增壓器與二級DOC之間的排氣管上的一級DOC。該系統在渦輪增壓器與二級DOC之間的排氣管上設置一級DOC，提高CO、HC和NO轉化效率，可降低POC燒毀的風險，從而提高廢氣顆粒轉化率。本發明還公開了一種發動機和車輛。
文檔編號F01N3/28GK102900500SQ20121036562
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月27日 優先權日2012年9月27日
發明者管偉, 羅毅, 姚琳 申請人:三一重工股份有限公司