一种排放控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及内燃机技术领域，具体涉及一种排放控制系统。


背景技术：

2.随着科学技术的发展，汽车成为目前最为常见的交通工具之一，越来越多人使用汽车作为交通出行工具。但是由于环保需求，国家出台的排放标准对于汽车排放的气体的要求越来越苛刻。因此，如何控制汽车排放的气体符合相应的排放标准，是目前亟需解决的问题。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型实施例提供一种排放控制系统，以降低汽车排放的气体中的氮氧化物。
4.为实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：
5.本实用新型实施例公开一种排放控制系统，所述排放控制系统包括：第一氮氧化物传感器、第二氮氧化物传感器、第三氮氧化物传感器、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、氮氧化物存储催化器nsc、第一后处理装置、第二后处理装置和第三后处理装置；
6.所述nsc的第一端分别与涡轮增压器的出口、所述第一氮氧化物传感器和所述第一温度传感器连接，所述nsc的第二端分别与所述第二温度传感器和所述第一后处理装置的第一端连接；
7.所述第一后处理装置的第二端分别与所述第二氮氧化物传感器、所述第三温度传感器和所述第二后处理装置的第一端连接；
8.所述第二后处理装置的第一端与尿素喷嘴连接，所述第二后处理装置的第二端与所述第三后处理装置的第一端连接；
9.所述第三后处理装置的第二端分别与所述第三氮氧化物传感器和所述第四温度传感器连接；
10.所述涡轮增压器的出口所排放的气体，分别通过所述nsc、所述第一后处理装置、所述第二后处理装置和所述第三后处理装置进行处理，得到最终排放的气体。
11.优选的，所述第一后处理装置为涂覆scr催化剂的dpf技术scrf装置。
12.优选的，所述第二后处理装置为选择性催化还原scr装置。
13.优选的，所述第三后处理装置为氨逃逸催化器asc。
14.优选的，所述排放控制系统还包括：控制器；
15.所述控制器分别与所述第一氮氧化物传感器、所述第二氮氧化物传感器、所述第三氮氧化物传感器、所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器和所述第四温度传感器连接。
16.优选的，所述scrf装置中至少包含scrf模型。
17.优选的，所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器和所述第四温度传感器为热敏电阻温度传感器。
18.优选的，所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器和所述第四温度传感器为电阻温度探测器。
19.基于上述本实用新型实施例提供的一种排放控制系统，该排放控制系统包括：第一氮氧化物传感器、第二氮氧化物传感器、第三氮氧化物传感器、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、nsc、第一后处理装置、第二后处理装置和第三后处理装置。对于涡轮增压器的出口所排放的气体，分别利用nsc、第一后处理装置、第二后处理装置和第三后处理装置对该气体中的氮氧化物进行转化，得到最终排放的气体，利用nsc吸附和脱附过程中产生的废气和温度，降低汽车排放的气体中的氮氧化物，使汽车最终排放的气体符合相应的排放标准。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
21.图1为本实用新型实施例提供的一种排放控制系统的结构示意图；
22.图2为本实用新型实施例提供的一种排放控制系统的架构示意图；
23.图3为本实用新型实施例提供的一种排放控制方法的流程图；
24.图4为本实用新型实施例提供的排放控制方法的控制逻辑示意图；
25.图5为本实用新型实施例提供的一种排放控制装置的结构框图。
具体实施方式
26.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
28.以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的实用新型内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的全部内容不限于作为权利要求所记载的实用新型的解决方案所必需的。
29.由背景技术可知，出于环保需求，对汽车排放的气体的要求越来越苛刻，如何控制汽车所排放的气体符合相应的排放标准是目前亟需解决的问题。
30.因此，本实用新型实施例提供一种排放控制系统，对于涡轮增压器的出口所排放
的气体，分别利用nsc、第一后处理装置、第二后处理装置和第三后处理装置对该气体中的氮氧化物进行转化，得到最终排放的气体，利用nsc吸附和脱附过程中产生的废气和温度，以降低汽车排放的气体中的氮氧化物。
31.为更好理解本实用新型实施例中出现的英文缩写，通过以下内容进行解释说明。
32.nsc：氮氧化物存储催化器(noxstoragecatalyst)，在稀燃时能吸附氮氧化物(nox)，在浓燃时脱附并转化nox，对nox具有一定的转化效率。
33.scr：选择性催化还原(selective catalytic reduction)。
34.asc：氨逃逸催化器(ammonia slip catalyst)。
35.scrf：涂覆scr催化剂的dpf技术(selective catalytic reduction on filter)。
36.dpf：颗粒捕捉器(diesel particulate filter)。
37.参见图1，示出了本实用新型实施例提供的一种排放控制系统的结构示意图，该排放控制系统包括：第一氮氧化物传感器101、第二氮氧化物传感器102、第三氮氧化物传感器103、第一温度传感器104、第二温度传感器105、第三温度传感器106、第四温度传感器107、nsc108、第一后处理装置109、第二后处理装置110和第三后处理装置111。
38.nsc108的第一端分别与涡轮增压器的出口、第一氮氧化物传感器101和第一温度传感器104连接，nsc108的第二端分别与第二温度传感器105和第一后处理装置109的第一端连接。
39.第一后处理装置109的第二端分别与第二氮氧化物传感器102、第三温度传感器106和第二后处理装置110的第一端连接。
40.第二后处理装置110的第一端与尿素喷嘴连接，第二后处理装置110的第二端与第三后处理装置111的第一端连接。
41.第三后处理装置111的第二端分别与第三氮氧化物传感器103和第四温度传感器107连接。
42.涡轮增压器的出口所排放的气体，分别通过nsc108、第一后处理装置109、第二后处理装置110和第三后处理装置111进行处理，得到最终排放的气体。
43.优选的，该排放控制系统还包括：控制器，该控制器分别与第一氮氧化物传感器、第二氮氧化物传感器、第三氮氧化物传感器、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器连接。由控制器接收各个温度传感器和各个氮氧化物传感器发送的信号，并由控制器根据所接收到的信号进行相关控制。
44.可以理解的是，scrf装置中至少包含scrf模型。
45.第一温度传感器、所述第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器为热敏电阻温度传感器，同理，第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器也可为电阻温度探测器，在此对于各个温度传感器的类型不做具体限定。
46.可以理解的是，基于第一氮氧化物传感器和第二氮氧化物传感器输出的氧浓度信号和氮氧化物浓度信号，以及基于nsc的上下游温度信号(第一温度传感器和第三温度传感器输出的温度信号)，对nsc进行控制。
47.需要说明的是，本实用新型实施例中的上下游是根据气体的流向所确定的。
48.处理涡轮增压器的出口所排放的气体的具体内容如下所示。
49.对于nsc的控制方式为：基于第一氮氧化物传感器和第二氮氧化物传感器输出的
氧浓度信号和氮氧化物浓度信号，以及基于nsc的上下游温度信号，确定nsc的吸附量(吸附nox的量)。当nsc的吸附量达到预设的设定值时，控制发动机进行缸内后喷或hc(碳氢)喷射，调整空燃比使进入nsc的废气进入浓燃模式，从而使nsc进行脱附。
50.nsc脱附后所排放的第一气体中可能存在nox，由第一后处理装置处理nsc脱附后所排放的第一气体，继续转化第一气体中的nox，并排放第二气体(经由第一后处理装置处理第一气体后所排放的气体)，第二气体进入第二后处理装置和第三后处理装置。
51.对于第一后处理装置没有完全转化的nox(第二气体中的nox)，根据第二后处理装置和第三后处理装置的上下游的氮氧化物传感器(第二氮氧化物传感器和第三氮氧化物传感)和温度传感器(第三温度传感器和第四温度传感器)的信号，控制尿素喷射量并通过第一后处理装置下游的第二后处理装置和第三后处理装置处理第二气体中的nox，从而使最终排放的气体满足对应的排放标准。
52.可以理解的是，nsc脱附完成后，调整发动机的空燃比，使nsc进入稀燃模式，从而使nsc能够继续吸附nox。
53.在本实用新型实施例中，对于涡轮增压器的出口所排放的气体，分别利用nsc、第一后处理装置、第二后处理装置和第三后处理装置对该气体中的氮氧化物进行转化，得到最终排放的气体，利用nsc吸附和脱附过程中产生的废气和温度，降低汽车排放的气体中的氮氧化物，使汽车最终排放的气体符合相应的排放标准。
54.结合图1示出的内容，在具体实现中，第一后处理装置为scrf装置、第二后处理装置为scr装置和第三后处理装置为asc，参见图2，示出了本实用新型实施例提供的排放控制系统的架构示意图，该排放控制系统包括：第一氮氧化物传感器(图2中的nox1)、第二氮氧化物传感器(图2中的nox2)、第三氮氧化物传感器(图2中的nox3)、第一温度传感器(图2中的t1)、第二温度传感器(图2中的t2)、第三温度传感器(图2中的t3)、第四温度传感器(图2中的t4)、nsc、scrf装置、scr装置和asc。
55.nsc的第一端分别与涡轮增压器的出口、第一氮氧化物传感器(nox1)和第一温度传感器(t1)连接，nsc的第二端分别与第二温度传感器(t2)和scrf装置的第一端连接。
56.scrf装置的第二端分别与第二氮氧化物传感器(nox2)、第三温度传感器(t3)和scr装置的第一端连接。
57.scr装置的第一端与尿素喷嘴连接，scr装置的第二端与asc的第一端连接，即acs设置在scr装置的尾端。
58.需要说明的是，在图2中，scr装置和acs处于同一方框中。
59.asc的第二端分别与第三氮氧化物传感器(nox3)和第四温度传感器(t4)连接。
60.涡轮增压器的出口所排放的气体，分别通过nsc、scrf装置、scr装置和asc进行处理，得到最终排放的气体。
61.可以理解的是，nsc在脱附过程中会产生高温和nh3(氨气)，可促使scrf装置进行主动再生燃烧颗粒物。与此同时，在scrf装置的scr催化剂的作用下，nh3可以与废气中的nox发生反应，降低scrf装置排放的nox含量，即降低scrf装置出口的nox含量。
62.需要说明的是，由于nsc对于nox的转化能力有限，因此会有部分no2(二氧化氮)进入scrf装置，使scrf装置内部积碳发生被动再生。
63.可以理解的是，利用nsc结合scrf装置，并利用nsc吸附和脱附过程中产生的废气
和温度，对发动机排放的颗粒物和氮氧化物排放进行控制，并通过scr装置和asc对nsc与scrf装置处理后的尾气中的残余nox进行再次处理，使最终排放的气体符合排放标准。
64.在本实用新型实施例中，对于涡轮增压器的出口所排放的气体，分别利用nsc、scrf装置、scr装置和asc对该气体中的氮氧化物进行转化，得到最终排放的气体，并利用nsc吸附和脱附过程中产生的废气和温度，对发动机排放的颗粒物和氮氧化物排放进行控制，并通过scr装置和asc对尾气中的残余nox进行再次处理，降低汽车排放的气体中的氮氧化物，使汽车最终排放的气体符合相应的排放标准。
65.与上述本实用新型实施例提供的一种排放控制系统相对应，结合图1和图2示出的内容，参见图3，本实用新型实施例还提供一种排放控制方法的流程图，该排放控制方法包括：
66.步骤s301：基于第一氮氧化物传感器和第二氮氧化物传感器输出的氧浓度信号和氮氧化物浓度信号，以及基于nsc的上下游温度信号，确定nsc的吸附量。
67.步骤s302：若nsc的吸附量达到预设值，控制发动机进行缸内后喷或hc喷射，使nsc进行脱附。
68.需要说明的是，步骤s301和步骤s302的执行原理，以及后续处理nsc脱附所产生的气体的过程，可参见上述本实用新型实施例图1和图2示出的内容，在此不再进行赘述。
69.为更好解释说明排放控制方法的内容，结合图1和图2示出的内容，通过图4示出的排放控制方法的控制逻辑示意图进行举例说明。
70.在图4中，nsc的吸附效率与nsc的上下游温度和nsc的实际吸附量相关联。
71.nsc的nox转化效率与空燃比和nsc的吸附效率相关联。
72.scrf装置的被动再生效率与nsc的nox转化效率、scrf装置的上下游温度和scrf装置的碳载量相关联。
73.nsc的脱附效率与空燃比和吸附效率相关联。
74.scrf装置的nox转化效率与nsc的脱附效率相关联。
75.scrf装置的主动再生效率与scrf装置的上下游温度、scrf装置的碳载量和nsc的脱附效率相关联。
76.根据图4示出的控制逻辑示意图进行闭环回馈控制，需要说明的是，图4示出的内容仅用于举例说明。
77.可以理解的是，由于nsc中的贵金属含量较高，通常会有定期脱硫的过程，而高温脱硫或低温脱硫均会对scrf装置的碳载量造成影响，因此scrf装置会自动根据内部碳载量和温度模型修正碳载量。
78.在本实用新型实施例中，确定nsc的吸附量达到设定值时，通过调整空燃比使nsc进行脱附。在处理涡轮增压器排放的气体时，分别利用nsc、scrf装置、scr装置和asc对该气体中的氮氧化物进行转化，得到最终排放的气体，并利用nsc吸附和脱附过程中产生的废气和温度，对发动机排放的颗粒物和氮氧化物排放进行控制，并通过scr装置和asc对尾气中的残余nox进行再次处理，降低汽车排放的气体中的氮氧化物，使汽车最终排放的气体符合相应的排放标准。
79.与上述本实用新型实施例提供的一种排放控制方法相对应，参见图5，本实用新型实施例还提供了一种排放控制装置的结构框图，该排放控制装置包括：确定单元501和脱附
单元502；
80.确定单元501，用于基于第一氮氧化物传感器和第二氮氧化物传感器输出的氧浓度信号和氮氧化物浓度信号，以及基于nsc的上下游温度信号，确定nsc的吸附量。
81.脱附单元502，用于若nsc的吸附量达到预设值，控制发动机进行缸内后喷或hc喷射，使nsc进行脱附。
82.综上所述，本实用新型实施例提供一种排放控制系统，对于涡轮增压器的出口所排放的气体，分别利用nsc、第一后处理装置、第二后处理装置和第三后处理装置对该气体中的氮氧化物进行转化，得到最终排放的气体，利用nsc吸附和脱附过程中产生的废气和温度，降低汽车排放的气体中的氮氧化物，使汽车最终排放的气体符合相应的排放标准。
83.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
84.专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本实用新型的范围。
85.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。