一种柴油国六尾气后处理系统的制作方法

1.本实用新型涉及汽车配件领域，特别是涉及一种柴油国六尾气后处理系统。


背景技术：

2.随着国六标准的推行，为了控制重型商用柴油车的污染排放，随之颁布了新的标准，即《重型柴油车污染物排放限值及测量方法》，与前代标准相比，改变包括，加严了污染排放限值，并增加了粒子数量排放限值，并提高了耐久性要求等。
3.由于标准增加了粒子数量排放限值，现有的重型柴油车的尾气后处理系统无法处理尾气中的pm颗粒或处理达不到标准要求，已经逐步淘汰；专利文件cn212838031u公开了一种直线型国六柴油发动机排气净化后处理装置，提出了在现有选择性催化还原器(scr)的前方增设氧化催化单元(doc)、颗粒捕集过滤器(dpf)，进行pm颗粒的捕集，但是该技术方案中，随着装置的使用，pm颗粒在dpf中积累，导致发动机排气背压增加，当排气背压超过一定值时，不仅dpf会失效，发动机的工作情况也会明显恶化，严重影响车辆性能，且排放超标，耐久性要求不达标，维修或更换dpf十分复杂且成本很高；同时存在占用空间大、低温下尿素催化剂容易结晶的不足。


技术实现要素：

4.本实用新型针对现有的柴油尾气后处理系统的dpf中pm颗粒容易积累，耐久性差的问题，提供了一种能够对颗粒过滤器进行再生的柴油国六尾气后处理系统。
5.为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案为，一种柴油国六尾气后处理系统，包括国六后处理器和还原剂供给系统，国六后处理器中设有颗粒过滤器主动再生装置。设置颗粒过滤器主动再生装置，能够将国六后处理器中的pm颗粒定期清除，在满足排放量标准的同时，提高处理系统的耐久性，大大降低了尾气处理系统和发动机的故障率，保证车辆性能，避免频繁维修，降低维修成本的同时车辆更加耐用，提高经济效益。
6.优选的，国六后处理器包括按照尾气流动顺序顺次连接的氧化型催化器、颗粒过滤器和scr总成，scr总成包括选择性催化还原器和氨气捕捉器，颗粒过滤器主动再生装置设置在氧化型催化器的进气口。颗粒过滤器主动再生装置能够清除颗粒过滤器中的pm颗粒清除。
7.优选的，颗粒过滤器主动再生装置为喷油式输气管，喷油式输气管设置在氧化型催化器的进气口，喷油式输气管上设有喷射单元，喷射单元与计量单元连通，计量单元能够从车辆的燃油管路中取油，颗粒过滤器上还设有颗粒过滤器温度传感器和pm传感器，pm传感器用于检测颗粒过滤器内部的颗粒积累量，pm传感器能够控制喷射单元和计量单元。当pm传感器检测到pm颗粒积累过多时，控制喷射单元向喷油式输气管中喷入燃油，混合有燃油的尾气在氧化型催化器和颗粒过滤器中燃烧并产生600
±
50℃的高温，将积累的pm颗粒燃烧，直到载碳量为零；本系统能够自动检测并定期进行主动再生，清除积累的pm颗粒，提高尾气后处理系统的耐用性。
8.优选的，喷射单元上设有喷射单元冷却波纹管，喷射单元冷却波纹管中通有发动机冷却液。喷射单元靠近高温尾气，通过设置冷却波纹管，能够对其进行降温，提高耐用性。
9.优选的，颗粒过滤器上还设有压差传感器，压差传感器用于检测颗粒过滤器的排气背压，压差传感器能够控制喷射单元和计量单元。通过多个传感器测量多个参数，相互配合控制主动再生过程，控制效果更好。
10.优选的，还原剂供给系统包括尿素箱和导流室，颗粒过滤器的出气口与导流室的进气口连接，导流室的出气口与scr总成的进气口连接，尿素箱上设有集成水阀和尿素泵，导流室上设有尿素喷嘴，集成水阀与尿素泵的吸液端通过管道连接，尿素泵的出液端与尿素喷嘴通过管道连接，尿素喷嘴上设有尿素喷嘴冷却波纹管，尿素喷嘴冷却波纹管中通有发动机冷却液，所述集成水阀上还设有液位传感器，液位传感器用于检测尿素箱内的存液量。经氧化和颗粒去除后的尾气在导流室中与与尿素溶液充分混合，然后进行催化还原与氨气去除。
11.优选的，集成水阀与尿素泵之间的连接管道为电加热尿素管，尿素泵与尿素喷嘴之间的连接管道为电加热压力管。低温时能够加热管内尿素溶液，避免结晶。
12.优选的，集成水阀上还设有尿素箱加热进水管和尿素箱加热回水管，尿素箱内部设有加热循环水管，加热循环水管的两端分别于尿素箱加热进水管和尿素箱加热回水管连接，加热循环水管中为发动机冷却液，发动机冷却液由尿素箱加热进水管从发动机中引出，并通过尿素箱加热回水管回到发动机中，尿素箱加热进水管和尿素箱加热回水管的导通受集成水阀的控制。对尿素箱内的尿素溶液进行预加热，一方面能够避免尿素结晶，另一方面能够使发动机冷却液降温，提高发动机的降温效果，充分利用冷却液携带的热量，降低整车能耗。
13.优选的，国六后处理器为双罐体结构，第一罐体包括氧化型催化器和颗粒过滤器，第二罐体为scr总成，第一罐体和第二罐体并列设置，氧化型催化器的进气口与出气管并列设置，颗粒过滤器的出气口与scr总成的进气口并列设置。处理器占用空间更小。
14.优选的，scr总成的进气口处设有scr前温度传感器和上游氮氧传感器，scr总成的出气口处设有scr后温度传感器和下游氮氧传感器，scr前温度传感器、上游氮氧传感器、scr后温度传感器和下游氮氧传感器四者配合控制还原剂供给系统。通过多个传感器更精准的反映scr总成的反应温度和处理前后的氮氧含量。
15.通过以上技术方案可以看出，本实用新型的优点在于，设置颗粒过滤器主动再生装置，除了随着高温反应对颗粒过滤器中的pm颗粒进行实时清除外，还能在pm颗粒积累到一定量时自动进行主动清除，通过高温燃烧彻底清除积累的pm颗粒，保证了颗粒过滤器时刻处于最佳工况，大大提高了尾气后处理系统的耐用性，避免了对处理系统的频繁维修，使车辆符合排放标准的同时提高了经济效益；同时还原剂供给系统设有多处加热功能，避免低温时尿素结晶，保证尾气处理效果，利用发动机冷却液，热量充分利用；设有多种传感器共同监测控制；整体占用空间更小，便于安装使用。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域
普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本实用新型具体实施方式的结构示意图一。
18.图2为本实用新型具体实施方式的结构示意图二。
19.图3为本实用新型具体实施方式中国六后处理器的结构示意图。
20.图中：1.国六后处理器，2.尿素箱，3.尿素泵，4.尿素喷嘴，5.集成水阀，6.尿素箱加热进水管，7.尿素箱加热回水管，8.电加热压力管，9.电加热尿素管，10.尿素喷嘴冷却波纹管，11.喷射单元进油管，12.喷射单元，13.计量单元，14.喷射单元冷却波纹管，15.氧化型催化器温度传感器，16.颗粒过滤器温度传感器，17.scr前温度传感器，18.scr后温度传感器，19.上游氮氧传感器，20.压差传感器，21.pm传感器，22.下游氮氧传感器，23.喷油式输气管，24.氧化型催化器，25.颗粒过滤器，26.导流室，27，scr总成，28.出气管。
具体实施方式
21.为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。
22.如图1-3所示，一种柴油国六尾气后处理系统，包括国六后处理器1和还原剂供给系统，国六后处理器1包括按照尾气流动顺序顺次连接的氧化型催化器24、颗粒过滤器25和scr总成27，scr总成27包括选择性催化还原器和氨气捕捉器，scr总成上设有出气管28；国六后处理器1中设有颗粒过滤器主动再生装置，颗粒过滤器主动再生装置为喷油式输气管23。
23.喷油式输气管23设置在氧化型催化器24的进气口，喷油式输气管23上设有喷射单元12，喷射单元12与计量单元13通过喷射单元油管11连接，计量单元13能够从车辆的发动机燃油精滤器中取油，颗粒过滤器25上还设有颗粒过滤器温度传感器16、pm传感器21和压差传感器20，压差传感器20用于检测颗粒过滤器25的排气背压，pm传感器21用于检测颗粒过滤器25内部的颗粒积累量，各传感器均与发动机控制单元信号连接，并能够控制喷射单元12和计量单元13，当到达触发条件(如设定的颗粒积累量、压力值、时间)时，主动进行再生；由于喷射单元12靠近氧化型催化器，所处环境温度较高，在喷射单元12上还设有喷射单元冷却波纹管14，喷射单元冷却波纹管14的两端与发动机冷却液回路连通，喷射单元冷却波纹管14中通有发动机冷却液。
24.除主动再生外，本装置还能够随着尾气处理进行动态再生，氧化型催化器24在提供本身催化氧化功能的同时还具有动态再生功能，氧化型催化器24上设有氧化型催化器温度传感器15，氧化型催化器温度传感器15用于测量氧化型催化器24的内部温度，氧化型催化器24正常工作时的内部温度不低于250℃，在该温度条件下，氧化型催化器所生成的二氧化氮能够将pm颗粒氧化。
25.还原剂供给系统包括尿素箱2和导流室26，颗粒过滤器25的出气口与导流室26的进气口连接，导流室26的出气口与scr总成27的进气口连接，尿素箱2上设有集成水阀5和尿素泵3，导流室26上设有尿素喷嘴4，集成水阀5与尿素泵3的吸液端通过电加热尿素管9连
接，尿素泵3的出液端与尿素喷嘴4通过电加热压力管8连接；集成水阀5上还设有尿素箱加热进水管6和尿素箱加热回水管7，尿素箱2内部设有加热循环水管，加热循环水管的两端分别与尿素箱加热进水管6和尿素箱加热回水管7连接，加热循环水管中为发动机冷却液，发动机冷却液由尿素箱加热进水管6从发动机冷却回路中引出，并通过尿素箱加热回水管7回到发动机冷却回路中，尿素箱加热进水管6和尿素箱加热回水管7的开闭受集成水阀5的控制，集成水阀5上还设有液位传感器，液位传感器用于检测尿素箱内的存液量；由于尿素喷嘴4接触高温尾气，尿素喷嘴4上还设有尿素喷嘴冷却波纹管10，尿素喷嘴冷却波纹管10的两端与发动机冷却液回路连通，尿素喷嘴冷却波纹管10中通有发动机冷却液；scr总成27的进气口处设有scr前温度传感器17和上游氮氧传感器19，scr总成27的出气口处设有scr后温度传感器18和下游氮氧传感器22，四个传感器均与发动机控制单元信号连接，并配合监测控制还原剂供给系统以及scr总成。
26.如图3所示，国六后处理器1为双罐体结构，第一罐体包括氧化型催化器24和颗粒过滤器25，第二罐体为scr总成27，第一罐体和第二罐体并列设置，导流室26设置在两个罐体的一侧，颗粒过滤器25的出气口与scr总成27的进气口并列设置且均与导流室26的一个侧面连接，氧化型催化器24的进气口与出气管28并列设置。
27.本系统的工作过程为：发动机排出的尾气经喷油式输气管进入国六后处理器，在氧化型催化器中，尾气中的碳氢、一氧化碳、一氧化氮被氧化，颗粒过滤器捕集尾气中的pm颗粒，同时氧化型催化器产生的二氧化氮在不低于250℃的温度条件下将颗粒过滤器中的pm颗粒氧化，pm颗粒一边积累一边被氧化，达到动态平衡，尾气经氧化型催化器和颗粒过滤器处理后进入导流室内；
28.在进行颗粒捕捉和动态再生的同时，发动机控制单元通过pm传感器监测颗粒过滤器的载碳量(反映为pm颗粒的积累量)大小，以及通过压差传感器监测排气背压大小，结合时间条件(距上次主动再生的间隔时间)判断是否需要进行主动再生，达到主动再生条件后，计量单元从发动机燃油精滤器中取油，经喷射单元进油管输送至喷射单元，喷射单元将燃油喷入喷油式输气管，燃油与尾气混合，并在高温下被引燃，燃烧使温度提高到600
±
50℃，将颗粒过滤器中积累的pm颗粒彻底燃烧氧化，直到载碳量下降至零；
29.通过氧化型催化器温度传感器、颗粒过滤器温度传感器、压差传感器和pm传感器相互配合，实时监测控制氧化型催化器和颗粒过滤器的工况信息和pm颗粒的积累状态，实现闭环控制，精准控制工作状态和再生过程；
30.尿素泵将尿素水溶液从尿素箱中抽出，经过集成水阀、电加热尿素管、尿素泵和电加热压力管，并由尿素喷嘴喷入导流室，与尾气充分混合并且雾化蒸发，以旋流的形式进入scr总成中进行催化还原，尾气被转化为氨气和其他无毒成分，经氨气吸收后由出气管排出；低温时，发动机控制单元向集成水阀发送信号，尿素箱加热进水管和尿素箱加热回水管导通，发动机冷却液经尿素箱加热进水管进入加热循环水管，发动机冷却液吸收发动机的热量而升温，利用这部分热量对尿素箱内的尿素溶液进行升温，发动机冷却液降温，经尿素箱加热回水管流回发动机冷却系统继续对发动机降温，同时电加热尿素管和电加热压力管进行加热，使尿素溶液在输送过程中保持温度不会冻结；
31.在scr总成进行催化还原和氨气吸收的过程中，scr前温度传感器、scr后温度传感器、上游氮氧传感器和下游氮氧传感器四者配合对scr总成的工作温度以及处理前后的氮
氧含量进行实时监测，并控制调节scr总成和还原剂供给系统的工作状态。
32.通过以上实施方式可以看出，本实用新型的有益效果为，设置颗粒过滤器主动再生装置，除了随着高温反应对颗粒过滤器中的pm颗粒进行实时清除外，还能够在pm颗粒积累到一定量时自动进行主动清除，通过高温燃烧彻底清除积累的pm颗粒，保证了颗粒过滤器时刻处于最佳工况，大大提高了尾气后处理系统的耐用性，避免了对处理系统的频繁维修，使车辆符合排放标准的同时提高了经济效益；同时还原剂供给系统设有多处加热功能，避免低温时尿素结晶，保证尾气处理效果，利用发动机冷却液加热尿素，热量充分利用；设有多种传感器共同监测控制；整体占用空间更小，便于安装使用。
33.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。