CN109339909A

CN109339909A - 一种NOx的处理方法、装置和汽车尾气处理系统

Info

Publication number: CN109339909A
Application number: CN201811124682.1A
Authority: CN
Inventors: 吕志华; 孙婷; 文志永; 仲昆; 李耀
Original assignee: Weichai Power Co Ltd; Weichai Power Emission Solutions Technology Co Ltd
Current assignee: Weichai Power Co Ltd; Weichai Power Emission Solutions Technology Co Ltd
Priority date: 2018-09-26
Filing date: 2018-09-26
Publication date: 2019-02-15

Abstract

本申请提供一种NOx的处理方法、装置和汽车尾气处理系统，方法应用于汽车尾气处理系统中，包括：判断发动机是否处于冷启动状态或低温工况；当所述发动机处于冷启动状态或低温工况时，控制氨气喷射系统开启，通过所述氨气喷射系统向汽车尾气处理器系统提供氨气，所述氨气喷射系统位于汽车尾气处理器系统中的氧化型催化器的上游；当所述发动机没有处于冷启动状态或低温工况时，控制所述氨气喷射系统处于关闭状态。防止了汽车排气温度过低而导致汽车尾气处理器系统无法得到足够的氨气而使得排气中的NOx不能转化的问题。

Description

一种NOx的处理方法、装置和汽车尾气处理系统

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，具体涉及一种用于降低汽车尾气中NOx含量的NOx的处理方法、装置和汽车尾气处理系统。

背景技术

柴油机在汽车中的应用日益广泛，同时面临排放法规不断加严和排放限值不断降低的挑战。随着排放法规的加严，需要进一步降低NOx的排放，从而实现超低排放。

现有柴油机欧六后处理技术采用DOC+DPF+SCR技术路线降低尾气污染物，其中选择性催化还原SCR作为降低柴油机NOx排放的重要技术，目前已经得到了广泛的应用。SCR的工作原理是当排气温度达到一定范围时，通过向尾气中喷射尿素水溶液，尿素在汽化段迅速水解释放出NH3，NH3与尾气中的NOx发生选择性催化还原反应，并将其转化为氮气和水蒸气，从而实现净化NOx的目的。

现有技术中SCR系统通过向废气中喷射尿素水溶液，从而降低NOx的排放。但是在冷态测试循环或城市驾驶工况下，柴油机排气温度低，经过后处理管路后难以达到尿素水解的温度，导致在低温工况下，NOx不能转化，空气污染加重。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种NOx的处理方法、装置和汽车尾气处理系统，以实现当排气温度过低时，为汽车尾气处理系统提供足够的氨气。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种NOx的处理方法，应用于汽车尾气处理系统中，包括：

判断发动机是否处于冷启动状态或低温工况；

当所述发动机处于冷启动状态或低温工况时，控制氨气喷射系统开启，通过所述氨气喷射系统向汽车尾气处理器系统提供氨气，所述氨气喷射系统位于汽车尾气处理器系统中的氧化型催化器的上游,通过所述氨气喷射系统喷射的氨气触发氧化型催化器对NOx的还原性；

当所述发动机没有处于冷启动状态或低温工况时，控制所述氨气喷射系统处于关闭状态。

优选的，上述NOx的处理方法中，所述判断发动机是否处于冷启动状态或低温工况，包括：

判断发动机水温是否位于第一预设阈值和第二预设阈值之间；

或排气温度是否位于第三预设阈值和第四预设阈值之间，

如果是，表明所述发动机处于冷启动或低温工况。

优选的，上述NOx的处理方法中，所述控制氨气喷射系统开启，包括：

对所述控制氨气喷射系统加热，以通过氨气喷射系统内的固态氨或者尿素溶液释放氨气。

优选的，上述NOx的处理方法中，还包括：

依据排气量、排气中的NOx含量以及排气温度基于预设映射表查找氨气喷射量，基于所述氨气喷射量控制所述氨气喷射系统所输出的氨气的量。

一种NOx的处理装置，应用于汽车尾气处理系统中，包括：

工况检测单元，用于判断发动机是否处于冷启动状态或低温工况；

氨气喷射系统控制单元，用于当所述发动机处于冷启动状态或低温工况时，控制氨气喷射系统开启，通过所述氨气喷射系统向汽车尾气处理器系统提供氨气，所述氨气喷射系统开启位于发动机与氧化型催化器等之间；当所+述发动机没有处于冷启动状态或低温工况时，控制所述氨气喷射系统处于关闭状态。

优选的，上述NOx的处理装置中，所述工况检测单元在判断发动机是否处于冷启动状态或低温工况时，具体用于：

或排气温度是否位于第三预设阈值和第四预设阈值之间，

如果是，表明所述发动机处于冷启动或低温工况。

优选的，上述NOx的处理装置中，所述氨气喷射系统控制单元在控制氨气喷射系统开启时，具体用于：

优选的，上述NOx的处理装置中，还包括：

氨气喷射量计算单元，用于：

依据排气量、排气中的NOx含量以及排气温度基于预设映射表查找氨气喷射量，将所述氨气喷射量以指令的形式发送给所述氨气喷射系统控制单元，以控制所述氨气喷射系统控制单元基于所述氨气喷射量控制所述氨气喷射系统所输出的氨气的量。

一种汽车尾气处理系统，包括：

与尾气排放管路相连的氧化型催化器；

设置在所述氧化型催化器的进气端的氨气喷射系统；

与所述氧化型催化器的出气端相连的颗粒捕捉器；

与所述颗粒捕捉器的出气端相连的催化转化还原器；

设置在所述催化转化还原器进气端的尿素喷射装置；

还包括：上述任意一项所述的NOx的处理装置。

基于上述技术方案，本发明实施例提供的上述方案，当检测到当所述发动机处于冷启动状态或低温工况时，控制氨气喷射系统开启，通过所述氨气喷射系统向汽车尾气处理器系统提供氨气，从而防止了汽车排气温度过低而导致汽车尾气处理器系统无法得到足够的氨气而使得排气中的NOx不能转化的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的实施例，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。

图1为本申请实施例公开的一种NOx的处理方法的流程示意图；

图2为本申请实施例公开的一种NOx的处理装置的结构示意图；

图3为本申请实施例公开的一种汽车尾气处理系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

针对于现有技术中冷启动或温度过低时，排气温度过低，难以达到汽车尾气处理系统中尿素喷射装置的水解温度，而导致排气中的NOx不能转化，使得空气污染加重的问题，本申请公开了一种NOx的处理方法，该方法应用于汽车尾气处理系统中，参加图1，方法可以包括：

步骤S101：判断发动机是否处于冷启动状态或低温工况，如果判断结果为是，执行步骤S102，否则执行步骤S103；

现有技术中，如果汽车处于正常工况时(排气温度达到要求标准)，排气温度能够充分的对汽车尾气处理系统的尿素水解，能够使得汽车尾气处理系统得到足够的氨气，而当汽车处于冷启动或低温工况时，排气温度过低，无尿素喷射装置无法为汽车尾气处理系统提供足够的氨气，此时需要额外的氨气提供装置补充氨气，直至所述排气温度达到要求标准；

具体的，可以通过排气温度来判断发动机是否处于冷启动状态或低温工况，即，如果排气温度低于要求标准时，即表明发动机是否处于冷启动状态或低温工况。

步骤S102：当所述发动机处于冷启动状态或低温工况时，控制氨气喷射系统开启；

在步骤中，由于排气温度过低汽车尾气处理系统无法获取足够的氨气，本申请需要通过辅助装置辅助提供氨气，所述辅助装置即为所述氨气喷射系统，当检测到冷启动状态或低温工况，控制所述尿素喷射装置开启，通过所述氨气喷射系统向汽车尾气处理器系统提供氨气，所述氨气喷射系统位于汽车尾气处理器系统中的氧化型催化器的上游，所述氨气喷射系统将喷射出的氨气直接提供给所述氧化型催化器,通过所述氨气喷射系统喷射的氨气触发氧化型催化器对NOx的还原性,由此可见，本申请提供的技术方案，在低温工况时，通过向氧化型催化器喷射氨气，利用氧化型催化器在低温下的催化还原性降低废气中的NOx排放量，当排气温度升高后，关闭所述尿素喷射系统，此时，汽车尾气处理器系统通过喷射尿素的方式利用SCR进一步降低废气中的NOx的排放量，从而兼顾排气温度处于低温和高温两种状态下的NOx排放处理，最终达到降低NOx排放量的目的；

步骤S103：当所述发动机没有处于冷启动状态或低温工况时，控制所述氨气喷射系统处于关闭状态；

在本步骤中，当检测到发动机没有处于冷启动状态或低温工况时，表明尾气温度已经达标，可以为所述汽车尾气处理器系统提供足够的氨气，无需氨气喷射系统辅助提供氨气，此时可以控制所述氨气喷射系统关闭。

由上述方法可见，上述方案中通过检测发动机工况，当检测到当所述发动机处于冷启动状态或低温工况时，控制氨气喷射系统开启，通过所述氨气喷射系统向汽车尾气处理器系统提供氨气，从而防止了汽车排气温度过低而导致汽车尾气处理器系统无法得到足够的氨气而使得排气中的NOx不能转化的问题。

对应于上述方案，为了提醒用户所述氨气喷射系统中氨气释放物的消耗状态，本申请上述实施例公开的技术方案中，还可以包括：设置在氨气喷射系统中的检测装置，用于检测氨气释放物的氨气释放量，当所述氨气喷射系统处于开启状态，且所述氨气喷射系统的氨气释放量低于预设值时，输出用于表征所述氨气喷射系统中的氨气释放物即将耗尽的提示信息，以提示用户及时补充所述氨气喷射系统中的氨气释放物。

此外，本申请还公开了一种判断发动机是否处于冷启动状态或低温工况的具体方法，具体的，该方法可以包括：

判断发动机水温是否位于第一预设阈值和第二预设阈值之间，其中，该发动机可以为柴油发动机，所述第一预设阈值小于所述第二预设阈值；

或检测所述氧化型催化器入口处的排气温度，判断排气温度是否位于第三预设阈值和第四预设阈值之间，所述第三预设阈值小于所述第四预设阈值；

只要满足上述两者任意一个判断条件，则表明所述发动机处于冷启动或低温工况。

在本申请实施例公开的技术方案中，所述氨气喷射系统可以以加热的方式释放氨气，当需要控制氨气喷射系统开启时，控制加热装置开启，通过加热装置对所述控制氨气喷射系统加热，以通过氨气喷射系统内的氨气释放物释放氨气，其中，所述氨气释放物可以为固态氨或者尿素溶液。

具体的，在实际使用过程中，由于排气量、排气中的NOx含量以及排气温度不同，所需的氨气的量不同，本方案可以预先建立一个预设映射表，该预设映射表中记录有与所述排气量、排气中的NOx含量以及排气温度对应的氨气量；当需要控制所述氨气喷射系统释放氨气时，依据排气量、排气中的NOx含量以及排气温度基于所述预设映射表查找氨气喷射量，基于所述氨气喷射量控制所述氨气喷射系统所输出的氨气的量。

与上述方法相对应，本申请还公开了一种NOx的处理装置中，应用于汽车尾气处理系统中，参见图2，该装置可以包括：

工况检测单元A，其与上述方法中步骤S101相对应，用于判断发动机是否处于冷启动状态或低温工况；

氨气喷射系统控制单元B，其与上述方法中步骤S102-S103相对应，用于当所述发动机处于冷启动状态或低温工况时，控制氨气喷射系统开启，通过所述氨气喷射系统向汽车尾气处理器系统提供氨气，所述氨气喷射系统开启位于发动机与氧化型催化器等之间；当所述发动机没有处于冷启动状态或低温工况时，控制所述氨气喷射系统处于关闭状态。

与上述方法相对应，所述工况检测单元在判断发动机是否处于冷启动状态或低温工况时，具体用于：

或排气温度是否位于第三预设阈值和第四预设阈值之间，

如果是，表明所述发动机处于冷启动或低温工况。

与上述方法相对应，所述氨气喷射系统控制单元在控制氨气喷射系统开启时，具体用于：

与上述方法相对应，上述装置还包括：设置在氨气喷射系统中的检测装置，用于检测氨气释放物的氨气释放量，当所述氨气喷射系统处于开启状态，且所述氨气喷射系统的氨气释放量低于预设值时，输出用于表征所述氨气喷射系统中的氨气释放物即将耗尽的提示信息，以提示用户及时补充所述氨气喷射系统中的氨气释放物。

与上述方法相对应，上述装置中还包括：

氨气喷射量计算单元，用于：

具体的，本申请上述实施例公开的NOx的处理装置，可以集成于汽车ECU中。

与上述装置相对应，本申请还公开了一种汽车尾气处理系统，参见图3，该系统包括：

与尾气排放管路相连的氧化型催化器100(DOC)；

设置在所述氧化型催化器的进气端的氨气喷射系统200；

与所述氧化型催化器的出气端相连的颗粒捕捉器300(DPF)；

与所述颗粒捕捉器的出气端相连的催化转化还原器400(SCR)；

设置在所述催化转化还原器进气端的尿素喷射装置500；

还包括：上述任意一项实施例所述的NOx的处理装置600。

为了描述的方便，描述以上系统时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

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。

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发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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。

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发明。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发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明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。

Claims

1.一种NOx的处理方法，应用于汽车尾气处理系统中，其特征在于，包括：

判断发动机是否处于冷启动状态或低温工况；

2.根据权利要求1所述的NOx的处理方法，其特征在于，所述判断发动机是否处于冷启动状态或低温工况，包括：

或排气温度是否位于第三预设阈值和第四预设阈值之间，

如果是，表明所述发动机处于冷启动或低温工况。

3.根据权利要求1所述的NOx的处理方法，其特征在于，所述控制氨气喷射系统开启，包括：

4.根据权利要求1所述的NOx的处理方法，其特征在于，还包括：

5.一种NOx的处理装置，应用于汽车尾气处理系统中，其特征在于，包括：

氨气喷射系统控制单元，用于当所述发动机处于冷启动状态或低温工况时，控制氨气喷射系统开启，通过所述氨气喷射系统向汽车尾气处理器系统提供氨气，所述氨气喷射系统开启位于发动机与氧化型催化器等之间；当所述发动机没有处于冷启动状态或低温工况时，控制所述氨气喷射系统处于关闭状态。

6.根据权利要求1所述的NOx的处理装置，其特征在于，所述工况检测单元在判断发动机是否处于冷启动状态或低温工况时，具体用于：

或排气温度是否位于第三预设阈值和第四预设阈值之间，

如果是，表明所述发动机处于冷启动或低温工况。

7.根据权利要求1所述的NOx的处理装置，其特征在于，所述氨气喷射系统控制单元在控制氨气喷射系统开启时，具体用于：

8.根据权利要求1所述的NOx的处理装置，其特征在于，还包括：

氨气喷射量计算单元，用于：

9.一种汽车尾气处理系统，其特征在于，包括：

与尾气排放管路相连的氧化型催化器；

设置在所述氧化型催化器的进气端的氨气喷射系统；

与所述氧化型催化器的出气端相连的颗粒捕捉器；

与所述颗粒捕捉器的出气端相连的催化转化还原器；

设置在所述催化转化还原器进气端的尿素喷射装置；

还包括：权利要求5-8任意一项所述的NOx的处理装置。