[實用新型]一種新型柴油機后處理系統

無效

• 申請號: 200720129711.4
• 申請日: 2007-12-26
• 公開（公告）號: CN201236737Y
• 公開（公告）日: 2009-05-13
• 發明（設計）人: 楊德勝
• 申請（專利權）人: 奇瑞汽車股份有限公司
• 主分類號: F01N3/023
• 分類號: F01N3/023
• 代理公司: 合肥誠興知識產權代理有限公司
• 代理人: 湯茂盛

技術領域

本實用新型涉及柴油機排氣后處理技術。

背景技術

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CO2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。對于柴油機來講，由于其自身工作的特點，微粒物PM(particulatematters)和氮氧化物NO_x(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一般采用壁流式陶瓷載體，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能夠長期重復使用，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涂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，一般要求低于15ppm。因為S會毒化貴金屬催化劑，使其喪失催化功能。由于中國國內的柴油中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。但由于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CO排放的技術，并能部分氧化微粒物。但是DOC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。對于歐四及以后的排放法規，如何解決冷啟動階段的CO和HC排放也成為能否滿足法規限值的關鍵。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種新型柴油機后處理系統，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，本實用新型采用了以下技術方案：本系統在排氣歧管側設置第一級DOC，沿排氣管路的排氣方向依次設置有主動再生DPF及第二級DOC，所述的主動再生DPF裝配有電加熱器，電加熱器加熱使排氣溫度達到600℃以上。

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；由于我國目前的油品被認為被動再生不適合在國內推廣應用，本實用新型有效解決了類似我國目前生產的油品的后處理難題。

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，并能夠相對降低發動機油耗。

附圖說明

圖1是本實用新型的系統結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型的基本系統構成是首先在排氣歧管側布置第一級DOC10，沿排氣管路依次布置主動再生DPF20，以及在DPF20后面再布置第二級DOC30。

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600℃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對本實用新型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C0，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。由于第一級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℃以上)，從而使微粒物開始與排氣中的氧氣進行反應并被燒掉。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。