[發明專利]一種柴油機尾氣后處理系統及方法

無效

• 申請號: 201110253309.8
• 申請日: 2011-08-30
• 公開（公告）號: CN102278222A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 張紀元;孫少軍;劉穎帥;馮海浩;胡廣地;張展騰;陶建忠
• 申請（專利權）人: 濰柴動力股份有限公司
• 主分類號: F02D43/00
• 分類號: F02D43/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長明

技術領域

本申請涉及進排氣技術領域，特別是涉及一種柴油機尾氣后處理系統及方法。

背景技術

隨著國家對排放標準的要求越來越嚴厲，柴油機的排放僅僅靠其內部的凈化功能已遠遠不能達到國家的排放標準。因此，柴油機的尾氣后處理系統對柴油機的排放達標起著關鍵的作用。

目前，市面上的柴油機控制系統只能對尾氣進行處理，或者，只能對進氣進行控制，沒有考慮進氣與排氣之間的相互影響。而柴油機實際工作過程中，進氣量、噴油量及柴油機所處的工況對所排放的尾氣的特性具有決定性的作用；同時，重新進入到柴油機內的尾氣含量，將會對進氣特性，以及尾氣處理中尿素的噴射量產生影響。因此，為了對柴油機的排放標準進行精確的控制，必須同時考慮進氣與排氣的相互影響。

發明內容

為解決上述技術問題，本申請實施例提供一種柴油機尾氣后處理系統及控制方法，以實現同時對柴油機的進氣和尾氣進行控制，技術方案如下：

一種柴油機尾氣后處理系統，包括：排氣再循環EGR閥、混合器、可變截面渦輪VGT增壓器、選擇性催化還原SCR反應箱、進氣流量傳感器及驅動控制單元DCU控制器，其中：

所述VGT增壓器，用于將外界空氣壓縮后送入所述柴油機的氣缸內；

所述進氣流量傳感器，設置在所述發動機的進氣總管處，用于采集進入該發動機氣缸內的當前進氣總量；

所述EGR閥設置在所述柴油機的尾氣排放管與混合器之間，用于將部分尾氣重新送入所述柴油機內；

所述混合器，用于將經所述EGR閥進入的部分尾氣及經所述VGT增壓器進入的外界空氣進行混合后送入所述柴油機內；

所述SCR反應箱，用于將未經過EGR閥的尾氣進行還原反應，降低尾氣中氮氧化物的含量；

所述DCU控制器，依據獲得的所述柴油機的當前工況信息及所述當前進氣總量，獲取所述柴油機當前工況下排放的當前尾氣中氮氧化物的總量，所述柴油機當前工況信息包括轉速信息和噴油量信息；并利用該氮氧化物的總量、預設達標含量及預設SCR目標轉換率，計算得到所述EGR閥的開度，調節所述EGR閥至計算得到的所述開度；且該DCU控制器控制所述SCR反應箱的還原效率達到所述預設SCR目標轉換率，以及依據獲得的所述噴油量信息調節所述VGT增壓器的進氣量。

優選的，上述的柴油機尾氣后處理系統，還包括：安裝在所述SCR反應箱的尾氣輸出口的氮氧化物傳感器，用于采集從所述SCR反應箱中排出的尾氣中氮氧化物的總量，并提供給所述DCU控制器；

所述DCU控制器根據接收到的所述氮氧化物提供的氮氧化物的總量信息，控制SCR反應箱中尿素的噴射量，以調節SCR反應箱中的還原效率。

優選的，所述DCU控制器包括：采集電路、模數轉換電路、邏輯處理單元、驅動電路，其中：

所述采集電路，用于采集該系統的運行參數信息，該運行參數信息至少包括，當前進氣量信息；

所述模數轉換電路，與所述采集電路相連，用于將所述采集電路采集到的模擬信息轉換為數字信息；

所述邏輯處理單元，與所述模數轉換電路相連，用于依據所述模數轉換電路提供的信息，產生相應的調節控制信號并提供給所述驅動電路；

所述驅動電路，用于接收到所述調節控制信號后，驅動所述EGR閥、所述VGT增壓器及所述SCR反應箱工作。

優選的，所述邏輯處理單元包括：

獲取單元，用于根據獲得的所述柴油機的轉速信息、噴油量信息和空氣進氣量，獲得所述柴油機當前工況下排放的當前尾氣中氮氧化物的含量；

計算單元，用于利用所述預設達標含量及預設SCR目標轉換率，計算得到所述SCR反應箱所能轉換的氮氧化物的含量，并利用獲得的所述當前尾氣中的氮氧化物的含量及所述SCR反應箱所能轉換的氮氧化物的含量，計算得到EGR閥的開度值；

第一控制信號產生單元，用于依據所述EGR閥的開度值，產生調節所述EGR閥的控制信號；

第二控制信號產生單元，用于依據獲得的所述噴油量信息，產生調節所述VGT增壓器的控制信號；

第三控制信號產生單元，依據所述預設SCR目標轉換率控制SCR反應箱的尿素含量，產生調節所述SCR反應箱內的尿素噴射量的控制信號。

優選的，所述SCR反應箱包括：尿素箱、尿素泵及SCR箱，尿素箱加熱模塊及尿素管加熱模塊，其中，

所述尿素箱，用于存儲尿素溶液；