[發明專利]一種先進的天然氣發動機燃燒排放控制系統

在審

• 申請號: 202110610013.0
• 申請日: 2021-06-01
• 公開（公告）號: CN113175372A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 官維;林鐵堅;盛利;寧德忠;劉志治;覃玉峰
• 申請（專利權）人: 廣西玉柴機器股份有限公司
• 主分類號: F01N3/10
• 分類號: F01N3/10;F01N3/20;F01N3/30;F01N11/00;F01N13/00;F01N13/08;F02D41/14
• 代理公司: 廣州海心聯合專利代理事務所(普通合伙) 44295
• 代理人: 冼俊鵬;莫秀波

本發明公開了一種先進的天然氣發動機燃燒排放控制系統，涉及發動機后處理技術領域，解決現有后處理方式難以實現超低排放的技術問題，系統包括發動機，發動機的排氣管依次連接有渦輪增壓器、二元TWC催化器、空氣引射機構、GOC催化器、SCR催化器、ASC催化器，二元TWC催化器的輸入端設有第一氧傳感器，二元TWC催化器的輸出端設有第二氧傳感器，SCR催化器的輸入端設有第三氧傳感器，SCR催化器的輸出端設有NOx傳感器，空氣引射機構包括殼體，殼體內設有文丘里管，文丘里管的輸入口穿過殼體的一端并連接排氣管，殼體的另一端連接排氣管，殼體設有與文丘里管的輸出口位置對應的補氣管，補氣管通過三通接頭分別連接有第一分管、第二分管。

技術領域

本發明涉及發動機后處理技術領域，更具體地說，它涉及一種先進的天然氣發動機燃燒排放控制系統。

背景技術

為滿足重型商用車及發動機國六排放法規(GB17691-2018)要求(排放限值要求NOx控制≤0.46g/kWh，CH4≤0.5g/kWh，NMHC≤0.16g/kWh，NH3≤10ppm)，目前天然氣發動機普遍采用當量+EGR+TWC+ASC的燃燒技術路線。首先發動機通過機內控制技術如發動機本體設計、燃燒優化和外部冷卻EGR策略將原排NOx、NMHC、CH4和CO控制到一定水平，然后再結合機外凈化的方式(TWC+ASC)將發動機總體排放控制在國6排放法規限值之內。

當前的技術方案三元催化器(TWC)對空燃比控制精度要求較高(如圖1所示)：NOx與CO和CH4的最高效轉化窗口存在一定的差異，排氣濃度偏稀或偏濃都無法使NOx、CO和CH4的轉化效率同時達到最高，使用當前方案受空燃比窗口的限制，較難以實現超低排放控制，導致發動機整體排放相對國六排放限值裕度不大，滿足下一階段排放法規存在很大技術挑戰，特別是催化器的耐久性難以得到保證。三元催化器(三元-TWC)采用了三種貴金屬元素，后處理中NOx排放的控制主要依賴價格昂貴的貴金屬銠，受貴金屬價格波動影響大，催化器成本難以把控。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對現有技術的上述不足，本發明的目的是提供一種可以降低催化器成本的先進的天然氣發動機燃燒排放控制系統。

本發明的技術方案是：一種先進的天然氣發動機燃燒排放控制系統，包括發動機，所述發動機的排氣管依次連接有渦輪增壓器、二元TWC催化器、空氣引射機構、GOC催化器、SCR催化器、ASC催化器，所述二元TWC催化器的輸入端設有第一氧傳感器，所述二元TWC催化器的輸出端設有第二氧傳感器，所述SCR催化器的輸入端設有第三氧傳感器，所述SCR催化器的輸出端設有NOx傳感器，所述空氣引射機構包括殼體，所述殼體內設有文丘里管，所述文丘里管的輸入口穿過所述殼體的一端并連接所述排氣管，所述殼體的另一端連接所述排氣管，所述殼體設有與所述文丘里管的輸出口位置對應的補氣管，所述補氣管通過三通接頭分別連接有第一分管、第二分管，所述第一分管連通大氣環境，所述第一分管上設有第一控制閥，所述第二分管連接壓縮空氣源或所述渦輪增壓器，所述第二分管上設有第二控制閥，所述發動機的ECU分別電性連接所述第一氧傳感器、第二氧傳感器、第三氧傳感器、NOx傳感器、第一控制閥、第二控制閥。

作為進一步地改進，所述二元TWC催化器只采用了Pt和Pd兩種貴金屬。

進一步地，所述補氣管的輸入口設有空氣過濾器。

進一步地，所述補氣管上設有單向閥。

進一步地，所述壓縮空氣源為增壓泵或壓縮氣罐。

有益效果

本發明與現有技術相比，具有的優點為：