一种基于NTP技术的尾气处理系统及控制方法与流程

文档序号:17282536发布日期:2019-04-03 01:16阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于NTP技术的尾气处理系统,其特征在于,包括后处理装置、第一NTP喷射系统、第二NTP喷射系统、电源供给装置、NTP发生器冷却系统及控制系统,

所述后处理装置包括主排气管(101)、与主排气管(101)相连的排气支路(102)、串联在主排气管(101)上的DPF(103)和NOx吸附器(104),所述DPF(103)安装于所述NOx吸附器(104)的上游;

所述第一NTP喷射系统包括第一NTP发生器(201)、第一质量流量控制器(202)、供气风机(203)、第一喷射管路(204)和第一喷嘴(205),所述供气风机(203)经所述第一质量流量控制器(202)与所述第一NTP发生器(201)进气口相连,所述第一NTP发生器(201)出口经所述第一喷射管路(204)与第一喷嘴(205)相连,所述第一喷嘴(205)位于DPF(103)上游,能够向所述DPF(103)内喷射活性气体;

所述第二NTP喷射系统包括第二NTP发生器(301)、第二质量流量控制器(302)、气泵(303)、N2气源(304)、第二喷射管路(305)和第二喷嘴(306),所述N2气源(304)与气泵(303)相连,所述气泵(303)经第二质量流量控制器(302)与所述第二NTP发生器(301)相连,所述第二NTP发生器(301)出口经第二喷射管路(305)与第二喷嘴(306)相连,所述第二喷嘴(306)位于NOx吸附器(104)上游,能够向所述NOx吸附器(104)内喷射活性气体;

所述电源供给装置包括车载电源(401)、逆变升压器(402)、第一继电器(403)和第二继电器(404),所述车载电源(401)通过逆变升压器(402)为第一NTP发生器(201)、第二NTP发生器(301)供电,第一继电器(403)和第二继电器(404)分别设置在第一NTP发生器(201)、第二NTP发生器(301)的供电电路上;

所述NTP发生器冷却系统包括水箱(501)、第一水泵(502)和第二水泵(503),所述水箱(501)分别通过第一水泵(502)和第二水泵(503)为第一NTP发生器(201)、第二NTP发生器(301)提供冷却水;

所述控制系统包括控制模块(601)、设置在DPF(103)和NOx吸附器(104)之间的主排气管(101)上的第一控制阀门(602)、设置在排气支路(102)上的第二控制阀门(603)、设置在第一喷射管路(204)上的第三控制阀门(604)、设置在第二喷射管路(305)上的第四控制阀门(605)、设置在DPF(103)两端的压差传感器(606)、设置在NOx吸附器(104)下游的NOx传感器(607)和O2传感器(608),所述第一控制阀门(602)、第二控制阀门(603)、第三控制阀门(604)、第四控制阀门(605)、压差传感器(606)、NOx传感器(607)和O2传感器(608)均与控制模块(601)相连;

所述NOx传感器(607)和所述O2传感器(608)用于监测所述NOx吸附器(104)后端气体中NOx和O2的含量;

所述压差传感器(606)用于监测所述DPF(103)两端的压差;

所述控制模块(601)根据压差传感器(606)、NOx传感器(607)和O2传感器(608)检测的数据及控制策略控制第一控制阀门(602)、第二控制阀门(603)、第三控制阀门(604)、第四控制阀门(605)、第一继电器(403)和第二继电器(404)的开启与关闭,以及供气风机(203)、气泵(303)、第一水泵(502)和第二水泵(503)的工作。

2.根据权利要求1所述的一种基于NTP技术的尾气处理系统,其特征在于,所述第一喷嘴(205)通过螺纹连接于所述第一喷射管路(204)上,在所述DPF(103)上游、距离DPF(103)100mm处;所述第二喷嘴(306)通过螺纹连接于所述第二喷射管路(305)上,在所述NOx吸附器(104)上游、距离NOx吸附器(104)100mm处。

3.根据权利要求1所述的基于NTP技术的尾气处理系统,其特征在于,所述NOx吸附器(104)由基板(1043)、多孔板(1041)和NOx吸附剂(1042)组成;所述NOx吸附器(104)中NOx吸附剂(1042)为沸石,两块不锈钢多孔板(1041)装在基板(1043)两端,所述NOx吸附剂(1042)添加在吸附器内的基板(1043)上。

4.根据权利要求1所述的基于NTP技术的尾气处理系统,其特征在于,所述第一NTP发生器(201)和第二NTP发生器(301)均为介质阻挡放电型,采用不锈钢管(803)作为低压电极,石英玻璃管(804)作为阻挡介质,细铁丝网(805)作为高压电极,所述不锈钢管(803)位于石英玻璃管(804)内、且与石英玻璃管(804)同轴,所述细铁丝网(805)包裹在所述石英玻璃管(804)上。

5.根据权利要求1所述的基于NTP技术的尾气处理系统,其特征在于,所述DPF(103)为壁流式蜂窝陶瓷材料制成,孔密度是100cpsi,直径为144mm,母线长152mm。

6.根据权利要求1所述的基于NTP技术的尾气处理系统,其特征在于,排气支路(102)位于所述DPF(103)与所述NOx吸附器(104)之间。

7.根据权利要求1所述的基于NTP技术的尾气处理系统的控制方法,其特征在于,包括如下步骤:

步骤一:对柴油机尾气系统进行标定试验,确定不同工况下DPF(103)两端压差的上限值ΔPm和再生目标值ΔPn以及排气出口中NOx含量的上限值Cm,并将压差上限值ΔPm、再生目标值ΔPn和NOx含量的上限值Cm存入控制模块(601);

步骤二:发动机运行时,通过压差传感器(606)监测DPF(103)两端压差ΔP,以判断其是否需要进行再生;通过NOx传感器(607)监测主排气管(101)出口处NOx的含量CNOx,以判断NOx吸附器(104)是否需要解吸;

步骤三:当控制模块(601)监测检测到DPF(103)两端压差ΔP大于上限值ΔPm或排气出口中NOx的含量CNOx大于NOx含量的上限值Cm,检测发动机停机信号,当控制模块(601)检测到发动机停机信号,控制模块(601)关闭第一控制阀门(602),开启第二控制阀门(603);

步骤四:当控制模块(601)检测到DPF(103)两端压差ΔP大于上限值ΔPm,且排气出口中NOx的含量CNOx小于上限值Cm时,控制模块(601)开启第三控制阀门(604),并传送信号给车载电源(401)、供气风机(203)、第一质量流量控制器(202)、第一继电器(403)和第一水泵(502),开启第一NTP喷射系统;第一NTP喷射系统产生的活性物质经第一喷射管路(204)由第一喷嘴(205)喷出,氧化DPF(103)中沉积的颗粒物,而后由排气支路(102)排出,实现DPF(103)的再生;当检测到DPF(103)两端压差ΔP小于等于再生目标值ΔPn时,关闭第一NTP喷射系统,关闭第二控制阀门(603)、第三控制阀门(604),开启第一控制阀门(602);

当控制模块(601)检测到排气出口中NOx的含量大于上限值Cm,且DPF(103)两端压差ΔP小于上限值ΔPm,控制模块(601)开启第四控制阀门(605),并传送信号给车载电源(401)、气泵(303)、第二质量流量控制器(302)、第二继电器(404)和第二水泵(503),开启第二NTP喷射系统;第二NTP喷射系统产生的活性物质经第二喷射管路(305)由第二喷嘴(306)喷入NOx吸附器(104)中,由主排气管(101)排出,实现NOx吸附器(104)的解吸;当O2传感器(608)检测到NOx吸附器(104)后端气体中O2含量为0时,表明NOx吸附器(104)中已无NOx可与N自由基反应,NOx吸附器(104)已完成解吸,控制模块(601)关闭第二NTP喷射系统,关闭第二控制阀门(603)、第四控制阀门(605),开启第一控制阀门(602);

当控制模块(601)检测到DPF(103)两端压差ΔP大于上限值ΔPm,且排气出口中NOx的含量大于上限值Cm时,控制模块(601)开启第三控制阀门(604)、第四控制阀门(605),并传送信号给车载电源(401)、供气风机(203)、第一质量流量控制器(202)、第一继电器(403)和第一水泵(502)、气泵(303)、第二质量流量控制器(302)、第二继电器(404)和第二水泵(503),开启第一NTP喷射系统、第二NTP喷射系统;DPF(103)的再生、NOx吸附器(104)的解吸,当DPF(103)两端压差ΔP小于等于再生目标值ΔPn时,关闭第一NTP喷射系统,当NOx吸附器(104)后端气体中O2含量为0时,关闭第二NTP喷射系统,直至到DPF(103)两端压差ΔP小于等于再生目标值ΔPn、NOx吸附器(104)后端气体中O2含量为0时,第一NTP喷射系统与第二NTP喷射系统都已关闭,控制模块(601)关闭第二控制阀门(603)、第三控制阀门(604)和第四控制阀门(605),开启第一控制阀门(602)。

8.根据权利要求7所述的基于NTP技术的尾气处理系统的控制方法,其特征在于,第一质量流量控制器(202)和第二质量流量控制器(302)控制气源流量为5L/min。

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