一种用于柴油发动机的燃气燃烧四效催化净化器的制作方法

本发明涉及发动机尾气处理领域，具体是一种用于柴油发动机的燃气燃烧四效催化净化器。

背景技术

柴油发动机是燃烧柴油来获取能量释放的发动机。柴油发动机在工作过程中污染明显，尤其是黑烟（不完全燃烧）十分明显。随着人民群众对环境日益提高的要求和环保法规的日渐严苛，柴油机尾气处理也开始快速发展。处理手段由最开始的单一过滤转变为催化剂反应、氧化还原反应、无害化处理等多种手段综合使用；处理目标也从颗粒物增加到了氮氧化物、氢氧化物、碳氧化物和可吸入颗粒物等多种多类型物质。关于柴油机尾气处理的文献较多，如公开号为cn207278331，公开了一种发动机尾气净化器。现有的采用doc+dpf+scr方式达到排放要求的柴油发动机尾气处理方式，存在结构复杂，整体成本较高等问题。

技术实现要素：

本发明是为了克服上述现有技术中的缺陷，提供一种用于柴油发动机的燃气燃烧四效催化净化器。不仅可以使发动机尾气处理结构更加简单，还可以有效降低处理系统整体成本。

为实现上述目的，本发明创造采用以下技术方案：一种用于柴油发动机的燃气燃烧四效催化净化器，所述四效催化净化器设有然气储气瓶，所述燃气储气瓶中储存有压缩燃气或是液化燃气，压缩燃气通过管路流经减压阀进行减压、液化燃气带有汽化装置及减压装置，流量控制阀，经燃气接入口进入气体混合室混合，然后在燃烧室内燃烧；所述燃气燃烧四效催化净化器设计有接入车本身的压缩空气或独立小型空气压缩机、风机（是指给予氧气补充燃烧），空气压缩机将外部空气压缩后形成压缩空气经管路、空气流量控制阀通过安装在空气接入口中的空气喷嘴，喷入气体混合室内，提升与喷入天然气混合后的氧含量，由电子点火器控制的火花塞自动点火燃烧。将柴油发动机排出尾气通过燃烧器火焰高温区将发动机排放出的pm颗粒物充分燃烧。燃气在燃烧过程中会产生co、hc气体，通过调整燃气燃烧器的空燃比来实现产出合适量的co、hc为还原气体,得到co、hc气体后通过铑催化剂转化排放中的nox，从而达到催化净化co、hc、nox、pm燃气燃烧四效催化器排放的目的。

本系统采用pid/plc控制所有的信号及电源，设有延时器。延时器是指发动机启动后设定延时启动自动点火燃烧系统及发动机熄火后同步关闭燃烧系统。pid/plc系统包括线束、气流控制单元、电子转速信号、安装在排气管上的前nox传感器、后nox传感器、催化净化器、气体流量传感器等组成部分，控制单元通过安装在燃气燃烧四效催化净化器上传感器信号确定排气管的流量及发动机ecu的转速信号计算出准确的工况，并通过实际数据标定确定天然气及补充空气的供应量，并通过对天然气流量控制阀、空气压缩机及空气流量控制阀的控制，向排气管内精确喷入定量的天然气与空气，从而保证发动机排放中根据气流及转速来达到燃气与空气自动调整来实现火焰的大小。

本发明创造在现有尾气处理技术的基础上，做了优化改进，通过pid（比例(proportion)、积分(integral)、微分(derivative)）控制器实现了可靠自动调节，将尾气无害化处理。本技术方案可将原采用doc+dpf+scr复杂方式达到排放要求的柴油发动机尾气处理方式，改变为燃气燃烧黑烟燃烧+三元催化器的尾气处理方式，使柴油发动机的尾气处理结构更加简单，降低尾气后处理系统的整体成本与使用成本。

附图说明

图1是本发明创造的结构示意图。

附图标记说明：1、发动机，2、发动机排气管，3、尾气排放入口，4、火焰探测器，5、燃气接入口，6、空燃比电磁阀，7、火花塞，8、电子点火器，9、空气接入口，10、燃烧室，11、催化器，12、催化后排出口，13、气体流量传感器、14、发动机电源、15、电子转速。

具体实施方式

下面结合附图与实施方式对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种用于柴油发动机的燃气燃烧四效催化净化器，包括发动机1、发动机排气管2、气体混合室、燃烧室10、催化器11，气体混合室前端有火焰探测器4、燃气接入口5、空燃比电磁阀6、火花塞7，气体混合室中部有尾气排放入口3，尾气排放接入口3右边有空气接入口9，气体混合室后部连接燃烧室10，燃烧室10后部连接催化器11，催化器后部是催化后排出口12、传感器13。

所述四效催化净化器设有燃气储气瓶，所述燃气储气瓶中储存有压缩燃气或是液化燃气，压缩燃气通过管路流经减压阀进行减压、液化燃气带有汽化装置及减压装置，流量控制阀，经由安装在发动机排气管2接入天然气燃烧气接入口5进入气体混合室，在燃烧室10内燃烧。所述燃气燃烧四效催化净化器有接入车本身的压缩空气或是车本身无压缩空气时设计独立小型空气压缩机、风机（是指给予氧气补充燃烧），空气压缩机将外部空气压缩后形成压缩空气经管路、空气流量控制阀通过安装在空气接入口9进入气体混合室，提升氧含量与喷入的天然气混合，由电子点火器8控制火花塞7自动点火燃烧形成高温火焰，将柴油发动机排出尾气通过燃烧室10内的火焰高温区将发动机排放出的pm颗粒物充分燃烧。

天然气在燃烧过程中会产生co、hc气体，通过空燃比电磁阀6调整空燃比来实现产出合适量的co、hc为还原气体,得到co、hc气体后通过催化器11中铑催化剂转化排放中的nox，从而达到催化净化co、hc、nox、pm燃气燃烧四效催化器排放的目的。

本系统采用pid/plc系统由发动机电源14供电，控制所有的信号及电源。pid/plc系统设有延时器，是指发动机启动后设定延时启动自动点火燃烧系统及发动机熄火后同步关闭燃烧系统。pid/plc系统包括气流控制单元、电子转速、线束、安装在排气管上的前nox传感器、后nox传感器、催化净化器、气体流量传感器14等组成部分。控制单元通过安装在燃气燃烧四效催化净化器上传感器信号确定排气管的流量及发动机ecu的转速信号计算出准确的工况，并通过实际数据标定确定燃气及补充空气的供应量，并通过对燃气流量控制阀、空气压缩机及空气流量控制阀的控制，向排气管内精确喷入定量的燃气与空气，从而保证发动机排放中根据气流及转速来达到燃气与空气自动调整来实现火焰的大小。通过催化后排出口12上安装的气体流量传感器13，nox传感器、电子转速14等反馈给pid/plc系统，进行闭环自动控制尾气燃烧。

净化系统工作原理：净化器系统由排放气体流量控制单元通过对发动机ecu的数据信号的计算，确定喷入排气管中的燃气的气量及空气的气量，电源通电后电子点火器8自动点火，火焰探测器4检测到点火成功后，系统自动关闭电子点火器8；通过排气气流感应器对燃气流量控制、空气流量控制（或是对独立气泵、风机电流电压控制达到转速快慢来实现气流大小），达到对喷入排气管中的燃气的气量及空气的气量进行精确控制的目的；控制单元还可通过确定的空气的需求气量，对空气压缩机、风机的转速进行控制，从而达到即满足系统供气量需求。

本发明通过将发动机尾气先混合燃气，后燃烧，再催化处理，达到催化净化co、hc、nox、pm，从而实现燃气燃烧四效催化器排放的目的，降低环境污染。本发明可将原采用doc+dpf+scr复杂方式达到排放要求的柴油发动机尾气处理方式，改变为燃气燃烧黑烟净化+三元催化器的尾气处理方式，使柴油发动机的尾气处理结构更加简单，降低尾气后处理系统的整体成本与使用成本。