范文一:柴油车排气后处理装置性能试验研究
汽车工程
2010年(第32卷)第5期
Automotive
En舀neefing
2010(V01.32)No.5
2010094
柴油车排气后处理装置性能试验研究
胡
毅,李孟良,李军,方茂东,任美林
(中国汽车技术研究中心.天津300162)
[摘要]对氧化催化转化器(DOC)和柴油机颗粒过滤器(DPF)进行了性能试验研究。分析了DOC对柴油车排放的影响规律;对DPF的压降特性和过滤性能进行了试验。最后还讨论了DPF再生过程中的安全问题。
关键词:柴油机氧化催化转化器;柴油机颗粒过滤器
AnExperimentalStudy
on
thePerformanceofExhaust
AftertreatmentDevicesinDieselVehicle
HuYj,LiMengliang,LiJun,FangMaodong&RenMerlin
ChinaAutomotiveTechnologyandResearch
Center,‰咖300162
catalyst(DOC)anddiesel
partic-
[Abstract]An
ulate
experimentalstudy
OH
theperformancesofdieseloxidation
on
filter(DPF)is
conducted.TheruleoftheeffectsofDOC
dieselemissionisanalyzed,andthepressure
DPFregeneration
dropcharacteristicandfiltrationperformanceofDPFistested.Finallythesafetyproblemsinprocess
are
alsodiscussed.
Keywords:dieseloxidationcatalyst;dieselparticulatefilter
中冷技术;由Labview软件调节发动机的EGR率和
日U吾
补充燃料喷射(supplementary
fuel
injection,SFI)装
置的喷射量等参数,以改变发动机的原始排放浓度,
柴油机的主要污染物包括PM和NO,…。虽然采用了先进的发动机设计、燃烧室的开发以及其它
从而达到不同排放水平的要求。试验样机的参数见
表1【31。
表1
排量
气缸型式
v8
改善排放的发动机技术,但随着排放法规的日趋严格,柴油机需要采用先进的排气后处理技术,如氧化
催化转化器(diesel颗粒过滤器(diesel
oxidationparticulate
Duramax66∞柴油机性能参数
压缩比
最大功率/转速
220kW/
最大转矩/转速
720N?m/
最高转速
catalyst,DOC)和柴油filter,DPF)来满足法
6.6L
17.5:l
3100r?min一1
1
3400r/min
800r.min—I
规要求口J。文中研究了评价DOC和DPF性能的试
验方法,并对试验中的影响因素作了分析,从而保证
对柴油车的排气后处理装置进行有效地评价。
评价DPF性能时,发动机排气系统的SFI装置后加装了DOC,DPF则安装在DOC之后,这样可以在3000C左右的排气温度下实现DPF的连续再生。
1试验设备
试验主要是在发动机台架上完成。该试验台架
以DuramaxV86600型柴油机作为废气发生源。该
SFI装置采用PID原理来控制喷油器的工作,它以DPF的床层温度作为反馈信号,可确保再生时DPF的排气温度保持在合理的范围。柴油和压缩空
气混合后,利用排气温度实现燃烧,从而进一步提高
排气温度,达到DOC反应的温度,其反应放出热量
机应用Bosch电控共轨技术、EGR冷却和涡轮增压
原稿收到日期为2009年6月24日,修改稿收到日期为2009年8月20日。
万方数据
时下有一种说法:“淘宝网只有皇冠店铺在赚钱,而拥有优质商品的非皇冠店铺受到了冷遇。”另一方面,淘宝网信誉评价体系也不够完善,用刷信誉的办法来获得皇冠,皇冠店铺已经不再是买家放心的购物渠道。所以类网站势必成为最受追捧的淘宝网的入口。从而将卖家信誉转移到导购者的身上。而当前淘宝网导购行业良莠不齐,真正出类拔萃的没有几个。http://www.taobao43.net/list.php/21.html
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4. 各自为战,眼界自然不够开阔。要把自己真正买过的好商品推荐给读者,而个人买的商品有限,只有人云亦云了。http://www.taobao43.net/list.php/50016349.html
5. 没有脱离淘宝网的评价体系,一味的推荐皇冠商品。导购类网站应该定位在拥有优质商品的非皇冠店铺。http://www.taobao43.net/list.php/50005998.html
?452?
汽车工程2010年(第32卷)第5期
并产生N02,为DPF再生创造必要的条件Hj。
试验选用的DOC样品为氧化型催化转化器,3.0L,载体目数为400目,贵金属成分为铂(Pt)和钯
(PO),贵金属含量为0.59/L;DPF样品为壁流式颗
粒过滤器,16L,载体为碳化硅多孔蜂窝陶瓷材料,载体表面没有涂覆催化剂。
2
DOC性能试验研究
DOC一般用来降低柴油车排气中的CO、THC和颗粒中的可溶性有机物(soluble
organicfraction,
SOF)。该试验先对新鲜的DOC样品进行性能初试,然后对样品老化lOOh,再对其性能进行复试,对结果进行分析。
DOC初试的起燃温度试验曲线见图l。催化转化器的起燃温度‰是指催化转化器对某种污染物的转化效率达到50%时所对应的催化转化器人口气体温度∞o。
述
夸
锝较葚鬈
图1
DOC初试性能试验曲线
按照表2的试验工况对初试后的DOC进行老
化,柴油中硫的质量分数为800×10~,然后进行复试性能试验,复试的起燃温度曲线见图2。
表2
DOC快速老化循环试验
工况
床温/℃
时间/rain
老化循环持续时间/h
l25045
100
2
650
15
由于样品的催化剂为贵金属铂和钯,满足了样品的低温活性要求。由图1可知,样品在初试较低的温度下,对THC及CO的净化效率比较高,CO和THC的起燃温度分别为320℃和316℃。DOC的老化主要考核DOC中的贵金属耐高温和抗高硫的能力,因为DOC在高温下对柴油中的硫很敏感,容易
生成硫酸盐,导致催化性能下降。从图2中可以看到,老化后的DOC对CO和THC的起燃温度分别为
万方数据
莲
}
碍籁鼍馨
图2
DOC复试性能试验曲线
341。C和339'12,分别比初试高21。C和23。C,说明DOC在高排气温度和高硫柴油的作用下,其中的贵金属活性降低,催化能力减弱,降低了DOC的氧化
能力。
3
DPF性能试验研究
3.1压降性能测试
DPF的工作过程大致为:加载PM,当DPF中的PM足够多时,排气背压升高,导致柴油机功率下降,油耗增加,为了改善其动力性、经济性和排放性能,须将DPF再生,使DPF恢复到新鲜的状态,重新开始工作,这样周而复始地循环。为了解和掌握DPF内部压降的规律,需要测试DPF加载了PM的状态和再生后新鲜状态下的压降。
规定加载水平(DPF载体加载前后单位容积内的质量增加量)为89/L,则DPF需要加载的PM质
量是16×8=1289。采用称重法测量DPF加载的
PM质量,颗粒的质量受环境条件因素影响非常大,称重时,要求DPF的床温在120。C以上。
DPF加载完成后进行压降性能测试,使发动机从低负荷向高负荷运转,逐渐提高发动机转速和转矩以提高排气温度和排气量,然后以DPF入口温度为横坐标,压降为纵坐标绘制压降特性曲线。用同
样的方法完成再生后的DPF压降测试。加载和再
生后的DPF压降曲线如图
3所示。
罡
从图3中可以看到,
善
畿
DPF加载PM后的压降要
兽
蛊
比再生后的压降高很多,
这是因为PM在DPF内部
堆积阻碍了排气气流流通的结果。两者的压降都随
图3加载和再生后的
着温度的增加而增大。
DPF压降曲线
2010(V01.32)No.5胡毅,等:柴油车排气后处理装置性能试验研究
?453?
通常在DPF前后各加装一个压力传感器,通过DPF前后的压差信号反馈给ECU,当压差超过设定
值时,ECU就会发出指令,提示驾驶员应采取措施或整车系统自动对DPF进行再生。3.2过滤性能测试
考核评价DPF的最重要的指标是过滤效率。
DPF的过滤效率与其状态有关,除了主动再生时PM
氧化燃烧不会发生过滤的情况外,在其余的工作条
件下,DPF都会对PM起到过滤的作用。完全再生
的DPF内基本不存在PM,而此时的DPF只能依靠
载体的内壁孔隙来过滤颗粒;力Ⅱ载PM后的DPF内部有颗粒物存在,只要不造成DPF完全堵塞,DPF内部已经存在的累积的颗粒也会加大阻碍气流中
PM通过的作用。因此已加载PM的DPF的过滤效率要比干净的再生后的DPF的过滤效率要高。
先进行再生后的DPF过滤效率评价。设定DPF加载水平为69/L,调整发动机至DPF加载工况下运行,发动机运转5min后对DPF的入口上游和出口下游取样,从DPF人口和出口处滤纸收集到的颗
粒质量变化量来计算DPF的过滤效率。
发动机在加载工况下运行,直至加载到69/L的
水平时,进行取样分析测试,计算加载PM的DPF的
过滤效率。图4显示了加载过程中DPF过滤效率
和压降的变化曲线。
芝
擘
鼍较鬻翅
图4DPF的过滤效率和压降曲线
从图4中可以看到,随着内部累积的PM的增加,DPF内的压降迅速上升,过滤效率从开始的80%逐渐上升到接近100%。一般DPF在最佳性能
状态时的过滤效率要求不低于85%。
3.3再生性能测试
再生是DPF区别于其他DOC、TWC等催化转化器的一个最重要的特性。通过试验研究分析DPF
的再生过程中将会出现的无控制再生现象,为今后
DPF的评价测试总结经验。
DPF的再生通常要求排气温度在600—650℃。
万方数据
再生试验过程中,DPF内部的温度通常会出现急剧
升高,使DPF内部发生剧烈的热冲击现象,从而引
起DPF载体破裂,使DPF失效。PM中的SOF很可能是引起DPF再生初期温度急剧升高的主要原因。
通过标定DPF再生初期的入口温升率,分析DPF再
生过程中的内部温度变化规律。
设定DPF的PM加载水平为89/L,因为SiC载体已被证明在89/L的PM加载水平下通常能经受
无控制再生的考验怕J。选取若干组热电偶温度进行试验结果的分析。图5~图8分别表示DPF温升率
为40、80、120和1500C/min时再生结果曲线图,所有测试的发动机工况均相同,转速1700r/min,转矩150N?m,SFI喷射系统以DPF的入口温度为控制目标,由PID调节控制进行工作。
p
k
春
倒赠
眚
害
图5DPF人口温升率为40%/rain时温度曲线
p
莨
瑙赠
图6DPF入口温升率为80。C/rain时温度曲线
由图5~图8可见,采取适当的DPF入口的温
升率可以实现DPF再生开始的放热温度在700℃左右,实现安全的再生,不会发生热冲击现象;DPF的
?454?
汽车工程2010年(第32卷)第5期
p高
糕
赠
图7
DPF入口温升率为120。C/min时温度曲线
一
p莨
詈
越赠
眚
容
图8
DPF入口温升率为150。C/min时温度曲线
入口温升率与DPF的峰值温度存在相关性见图9,
750
筻740
越730
矍720
鹫710
砉700
690
图9DPF的入口温升率与峰值温度的关系曲线
万方数据
两者基本呈线性关系,即温升率越高,峰值温度越
高。由此可见,在DPF再生的初期,可通过控制DPF的入口温升率来有效地预防产生大量的热量而导致DPF损坏。
4结论
DOC表现出了与汽油车三效催化转化器相似的特性,即具有对气态CO和THC的转化特性,并且在一定的起燃温度条件下完成;DOC的高温老化和高硫柴油会使载体比表面积减小,导致吸附反应面积降低,贵金属颗粒增大,贵金属活性降低,使DOC
起燃温度升高,性能指标下降。
一般加载PM后的DPF压降和过滤效率要比再生后(或新鲜)的性能指标要高。
DPF再生初始阶段,排气温升率与DPF床温呈线性关系。快速的排气温升率和PM中SOF的存
在,会使DPF内部产生剧烈的放热现象。可通过控
制SFI的燃料喷射率,使DPF入口温升率降低,实现
安全再生。
参考文献
[1]
冒晓建,卢成委,肖文雍,等.满足未来排放要求的轿车用柴油
机关键技术[J].车用发动机,2006(1):12.
[2]方茂东,等.柴油车排放污染防治技术指南[M].北京:中国环
境科学出版社,2003.[3]Jim
Bigley.Duramax
6600TheNewGMDiesel
Truck[EB/OL].
[2006一10].://.thedieselpage./duramax/6600.
htm.
[4]
Retrofitting
EmissionControlsOnDiesel-PoweredVehicles.April,
2006[C].Manufacturersof
Emission
ControlsAssociation:
MECA.Washington.2006.
[5]GB/T18377--2001汽油车用催化转化器的技术要求和试验方
法[S].2001.
[6]TakahiroKondo.。SiliconCarbide”&“Cordierite”DPFTeehnolo-
giesforDieselEmission
Control[C].Committee
ofVehicleEmis-
sion
Control:CVEC.Beijing,2005,December15.
柴油车排气后处理装置性能试验研究
作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):被引用次数:
胡毅, 李孟良, 李军, 方茂东, 任美林中国汽车技术研究中心,天津,300162汽车工程
AUTOMOTIVE ENGINEERING2010,32(5)0次
1. 冒晓建,卢成委,肖文雍,等.满足未来排放要求的轿车用柴油机关键技术[J].车用发动机,2006(1):12.2. 方茂东,等.柴油车排放污染防治技术指南[M].北京:中国环境科学出版社,2003.3. Jim Bigley.Duramax 6600 The New GM Diesel Truck[EB/OL].[2006-10].http://www.thedieselpage.com/dummax/6600.htm.
4. Retrofitting Emission Controls On Diesel-Powered Vehicles.April,2006[C].Manufacturers of EmissionControls Association:MECA.Washington,2006.
5. GB/T 18377-2001汽油车用催化转化器的技术要求和试验方法[S].2001.
6. Takahiro Kondo."Silicon Carbide"&"Cordierite"DPF Technolo-gies for Diesel EmissionControl[C].Committee of Vehicle Emis-sion Control:CVEC.Beijing,2005,December 15.
本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_qcgc201005018.aspx授权使用:吕先竟(wfxhdx),授权号:687cddda-59fe-4572-9f22-9e7401093ec2
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范文二:柴油车排气后处理装置性能试验研究
2010年(第32卷) 第5期
汽 车 工 程A utomo ti ve Eng i nee ri ng
2010(V o. l 32) N o . 5
2010094
柴油车排气后处理装置性能试验研究
胡 毅, 李孟良, 李 军, 方茂东, 任美林
(中国汽车技术研究中心, 天津 300162)
[摘要] 对氧化催化转化器(DO C) 和柴油机颗粒过滤器(DPF ) 进行了性能试验研究。分析了DO C 对柴油车排放的影响规律; 对DPF 的压降特性和过滤性能进行了试验。最后还讨论了DPF 再生过程中的安全问题。
关键词:柴油机氧化催化转化器; 柴油机颗粒过滤器
A n Experi m enta l St udy on the Perfor m ance o f Exhaust
A ftertreat m ent D ev ices i n D iesel V ehicle
Hu Y, i L iM engliang , L i Jun , FangM aodong&R enM eilin
Ch i na Au t o m otive T ec hnology and R esearc h C e n ter , T i anjin 300162
[A bstract] An experi m enta l study on the perfor m ances o f diesel ox i d ati o n catalyst (DOC ) and diesel partic -u late filter (DPF) is conducted . The r u le of the e ffects of DOC on diese l e m issi o n is ana l y zed , and the pressure drop character i s tic and filtration perfor m ance of DPF is tested . F i n ally the safety proble m s in DPF regenera ti o n
process are also d iscussed .
K eyw ords :diese l oxidation catalyst ; diese l particulate filt er
中冷技术; 由Labv ie w 软件调节发动机的EGR 率和
前言
柴油机的主要污染物包括P M 和NO x
[1]
补充燃料喷射(supple m entar y fuel injection , SFI) 装置的喷射量等参数, 以改变发动机的原始排放浓度,
。虽然
从而达到不同排放水平的要求。试验样机的参数见表1。
表1 Dura m ax 6600柴油机性能参数
排量616L
气缸
型式V8
压缩比1715B 1
最大功率/转速220kW /
最大转矩/转速720N #m /
最高转速3400r/mi n
[3]
采用了先进的发动机设计、燃烧室的开发以及其它改善排放的发动机技术, 但随着排放法规的日趋严格, 柴油机需要采用先进的排气后处理技术, 如氧化催化转化器(d iese l ox idati o n catalys, t DOC ) 和柴油颗粒过滤器(diesel particu l a te filter , DPF) 来满足法规要求
[2]
。文中研究了评价DOC 和DPF 性能的试
3100r #m i n -11800r #m in -1
验方法, 并对试验中的影响因素作了分析, 从而保证对柴油车的排气后处理装置进行有效地评价。
评价DPF 性能时, 发动机排气系统的SFI 装置后加装了DOC , DPF 则安装在DOC 之后, 这样可以在300e 左右的排气温度下实现DPF 的连续再生。
SFI 装置采用PI D 原理来控制喷油器的工作, 它以DPF 的床层温度作为反馈信号, 可确保再生时DPF 的排气温度保持在合理的范围。柴油和压缩空气混合后, 利用排气温度实现燃烧, 从而进一步提高排气温度, 达到DOC 反应的温度, 其反应放出热量
1 试验设备
试验主要是在发动机台架上完成。该试验台架以Dura m ax V86600型柴油机作为废气发生源。该机应用Bosch 电控共轨技术、EGR 冷却和涡轮增压
原稿收到日期为2009年6月24日, 修改稿收到日期为2009年8月20日。
# 452#
[4]
汽 车 工 程2010年(第32卷) 第5期
并产生NO 2, 为DPF 再生创造必要的条件。
试验选用的DOC 样品为氧化型催化转化器, 310L, 载体目数为400目, 贵金属成分为铂(Pt) 和钯(Pd), 贵金属含量为015g /L; DPF 样品为壁流式颗粒过滤器, 16L, 载体为碳化硅多孔蜂窝陶瓷材料, 载体表面没有涂覆催化剂。
2 DOC 性能试验研究
图2 DOC 复试性能试验曲线
DOC 一般用来降低柴油车排气中的CO 、THC 和颗粒中的可溶性有机物(so luble organ i c fracti o n , SOF) 。该试验先对新鲜的DOC 样品进行性能初试, 然后对样品老化100h , 再对其性能进行复试, 对结果进行分析。
DOC 初试的起燃温度试验曲线见图1。催化转化器的起燃温度T 50是指催化转化器对某种污染物的转化效率达到50%时所对应的催化转化器入口气体温度
[5]
341e 和339e , 分别比初试高21e 和23e , 说明DOC 在高排气温度和高硫柴油的作用下, 其中的贵金属活性降低, 催化能力减弱, 降低了DOC 的氧化能力。
3 DPF 性能试验研究
311 压降性能测试
DPF 的工作过程大致为:加载P M, 当DPF 中的P M 足够多时, 排气背压升高, 导致柴油机功率下降, 油耗增加, 为了改善其动力性、经济性和排放性能, 须将DPF 再生, 使DPF 恢复到新鲜的状态, 重新开始工作, 这样周而复始地循环。为了解和掌握DPF 内部压降的规律, 需要测试DPF 加载了P M 的状态和再生后新鲜状态下的压降。
规定加载水平(DPF 载体加载前后单位容积内的质量增加量) 为8g /L,
则DPF 需要加载的P M 质
。
图1 DO C 初试性能试验曲线
按照表2的试验工况对初试后的DOC 进行老化, 柴油中硫的质量分数为800@10, 然后进行复试性能试验, 复试的起燃温度曲线见图2。
表2 DOC 快速老化循环试验
工况12
床温/e 250650
时间/m i n
4515
老化循环持续时间/h
100
-6
量是16@8=128g 。采用称重法测量DPF 加载的
P M 质量, 颗粒的质量受环境条件因素影响非常大, 称重时, 要求DPF 的床温在120e 以上。
DPF 加载完成后进行压降性能测试, 使发动机从低负荷向高负荷运转, 逐渐提高发动机转速和转矩以提高排气温度和排气量, 然后以DPF 入口温度为横坐标, 压降为纵坐标绘制压降特性曲线。用同样的方法完成再生后的DPF 压降测试。加载和再生后的DPF 压降曲线如图3所示。
从图3中可以看到, DPF 加载P M 后的压降要比再生后的压降高很多, 这是因为P M 在DPF 内部堆积阻碍了排气气流流通的结果。两者的压降都随着温度的增加而增大。
图3 加载和再生后的
DPF 压降曲线
由于样品的催化剂为贵金属铂和钯, 满足了样品的低温活性要求。由图1可知, 样品在初试较低的温度下, 对THC 及CO 的净化效率比较高, CO 和T H C
的起燃温度分别为320e 和316e 。DOC 的老化主要考核DOC 中的贵金属耐高温和抗高硫的能力, 因为DOC 在高温下对柴油中的硫很敏感, 容易生成硫酸盐, 导致催化性能下降。从图2中可以看到, 老化后的DOC 对CO 和THC 的起燃温度分别为
2010(V o. l 32) N o . 5胡毅, 等:柴油车排气后处理装置性能试验研究# 453#
通常在DPF 前后各加装一个压力传感器, 通过DPF 前后的压差信号反馈给EC U, 当压差超过设定值时, ECU 就会发出指令, 提示驾驶员应采取措施或整车系统自动对DPF 进行再生。312 过滤性能测试
考核评价DPF 的最重要的指标是过滤效率。DPF 的过滤效率与其状态有关, 除了主动再生时P M 氧化燃烧不会发生过滤的情况外, 在其余的工作条件下, DPF 都会对P M 起到过滤的作用。完全再生的DPF 内基本不存在P M, 而此时的DPF 只能依靠载体的内壁孔隙来过滤颗粒; 加载P M 后的DPF 内部有颗粒物存在, 只要不造成DPF 完全堵塞, DPF 内部已经存在的累积的颗粒也会加大阻碍气流中P M 通过的作用。因此已加载P M 的DPF 的过滤效率要比干净的再生后的DPF 的过滤效率要高。
先进行再生后的DPF 过滤效率评价。设定DPF 加载水平为6g /L, 调整发动机至DPF 加载工况下运行, 发动机运转5m i n 后对DPF 的入口上游和出口下游取样, 从DPF 入口和出口处滤纸收集到的颗粒质量变化量来计算DPF 的过滤效率。
发动机在加载工况下运行, 直至加载到6g /L的水平时, 进行取样分析测试, 计算加载P M 的DPF 的过滤效率。图4显示了加载过程中DPF 过滤效率
和压降的变化曲线。
再生试验过程中, DPF 内部的温度通常会出现急剧升高, 使DPF 内部发生剧烈的热冲击现象, 从而引起DPF 载体破裂, 使DPF 失效。P M 中的SOF 很可能是引起DPF 再生初期温度急剧升高的主要原因。通过标定DPF 再生初期的入口温升率, 分析DPF 再生过程中的内部温度变化规律。
设定DPF 的P M 加载水平为8g /L, 因为S i C 载体已被证明在8g /L的P M 加载水平下通常能经受
[6]
无控制再生的考验。选取若干组热电偶温度进行试验结果的分析。图5~图8分别表示DPF 温升率为40、80、120和150e /mi n 时再生结果曲线图, 所有测试的发动机工况均相同, 转速1700r/mi n , 转矩150N #m, SFI 喷射系统以DPF 的入口温度为控制目标, 由PI D
调节控制进行工作。
图5 DPF 入口温升率为40e /mi n
时温度曲线
图4 D PF 的过滤效率和压降曲线
从图4中可以看到, 随着内部累积的P M 的增加, DPF 内的压降迅速上升, 过滤效率从开始的80%逐渐上升到接近100%。一般DPF 在最佳性能状态时的过滤效率要求不低于85%。313 再生性能测试
再生是DPF 区别于其他DOC 、T W C 等催化转化器的一个最重要的特性。通过试验研究分析DPF 的再生过程中将会出现的无控制再生现象, 为今后DPF 的评价测试总结经验。
DPF 的再生通常要求排气温度在600~650e 。
图6 DPF 入口温升率为80e /mi n 时温度曲线
由图5~图8可见, 采取适当的DPF 入口的温
升率可以实现DPF 再生开始的放热温度在700e 左右, 实现安全的再生, 不会发生热冲击现象; DPF 的
# 454#汽 车 工 程2010年(第32卷) 第5
期
两者基本呈线性关系, 即温升率越高, 峰值温度越高。由此可见, 在DPF 再生的初期, 可通过控制DPF 的入口温升率来有效地预防产生大量的热量而导致DPF 损坏。
4 结论
DOC 表现出了与汽油车三效催化转化器相似的特性, 即具有对气态CO 和T H C 的转化特性, 并且在一定的起燃温度条件下完成; DOC 的高温老化和高硫柴油会使载体比表面积减小, 导致吸附反应面
图7 DPF 入口温升率为120e /mi n
时温度曲线
积降低, 贵金属颗粒增大, 贵金属活性降低, 使DOC 起燃温度升高, 性能指标下降。
一般加载P M 后的DPF 压降和过滤效率要比再生后(或新鲜) 的性能指标要高。
DPF 再生初始阶段, 排气温升率与DPF 床温呈线性关系。快速的排气温升率和P M 中SOF 的存在, 会使DPF 内部产生剧烈的放热现象。可通过控制SFI 的燃料喷射率, 使DPF 入口温升率降低, 实现安全再生。
参考文献
[1] 冒晓建, 卢成委, 肖文雍, 等. 满足未来排放要求的轿车用柴油
机关键技术[J].车用发动机, 2006(1):12.
[2] 方茂东, 等. 柴油车排放污染防治技术指南[M].北京:中国环
境科学出版社, 2003. [3]
Ji m B i g l ey . Dura m ax 6600The Ne w G M D ieselT ruck [EB /OL].[2006-10].h t m .
[4] R etrofitti ng Em i ss i on C ontrol s On Diese-l Po w ered Veh icles . Apri, l
2006[C ].
M anufacturers of Em i ss i on Con trols Associati on :
M ECA . W ash i ngt on, 2006.
[5] GB /T18377) 2001汽油车用催化转化器的技术要求和试验方
法[S].2001.
[6] Takah i ro Kondo . /S ili con C arbide 0&/Cord i erite 0DPF Technol o -gies for D i es el Em i ss i on C on trol[C ].C o mm ittee of Veh icl e Em i s -s i on Con tro:l CVEC. Be iji ng , 2005, Dece m ber 15.
h tt p://www. t h ed i es elpage . co m /duramax/6600.
图8 DPF 入口温升率为150e /mi n 时温度曲线
入口温升率与DPF 的峰值温度存在相关性见图9
,
图9 D PF 的入口温升率与峰值温度的关系曲线
范文三:柴油车排气后处理装置产品手册
柴油车排气后处理装置产品使用手册
系统介绍
介绍说明
此说明书所包含的说明以及建议是正确安装和使用以及维护本系统的过程中必不可少的,其更新时间见公司网站公告。
请在安装之前,仔细阅读整个手册,并完全理解。如果你不会安装本装置的,请联系深圳车佳科技有限公司当地经销商,具体联系方式见公司网站(www.anche.cn )或致电24小时服务热线:400-7777-266。
安装和维修产品,以及进行任何操作,只能由进行过必要技能培训并合格的人员来执行这些操作。安装和维修时需使用正确的工具,并完全遵守本手册的说明、建议以及安全规定和措施。
本产品的安装、使用、维护以及任何超出本手册的人为干预,责任归于操作者,本公司不承担任何责任。
安全性
大多数发生在使用、维护及修理本产品过程中的事故是由于不遵守基础的安全条例引起的。事先预知潜在的危险能有效避免事故发生。操作者在进行安装前必须经过相关技能培训并达到合格要求,在安装时需要正确使用工具,并且时刻保持警惕。
在完全理解本手册所包含的所有信息之前,请不要开始安装本产品。由于无法预测所有的情况和潜在的危险,本产品的说明书不可能包含所有可能发生的情况。如在安装过程中所选择的程序、工具、方法是没有专门提及的,在此过程中请注意自身以及他人的安全。安装人员必须确认被改造的发动机或是车辆完好无损能够达到改装要求,且不会因为您所选择的产品型号以及安装程序发送故障。
系统工作原理
CJET 型柴油机排气后处理装置。主要由低温升温器、氧化型催化器、微粒过滤器、自动添加系统、混合器、催化消声器、尿素罐、尿素泵、喷嘴、电子控制检测系统等组成。柴油机的排气污染物主要由一氧化碳、HC (碳氢化合物)、氮氧化物、颗粒物,当柴油机的排气经排气管进入装置后,首先由氧化型催化器即DOC ,对排气中的CO (一氧化碳)和HC (碳氧化合物)通过氧化作用转化为水和二氧化碳。之后,排气通过DPF (颗粒物过滤器),又去碰撞、沉积等物理作用,排气中的颗粒物被DPF 捕集和过滤。最后排气通过催化消声器,电子单元接收到满足喷射条件的信号后,发送指令给尿素泵,尿素泵接受指令并借助尿素吸液管从尿素罐中泵取尿素溶液,通过喷射管把尿素与压缩空气的混合气体送至喷嘴,经喷嘴喷出的尿素与排气在混合器内混合、水解,到达催化消声器后,由于催化器表面的化学物质催化作用,排气中氮氧化物与尿素水解后的氨气发生化学反应使氮气和水,之后排气经过尾管排入大气中。通过CJET 型柴油机排气后处理装置的作用,柴油车尾气中的一氧化碳、碳氢化合物、颗粒物及氮氧化物排放标准可以达到国四、国五以上。针对中国的油品国情,该系统还增加了自动配比的添加剂(FBC )辅助再生模块,能有效降低系统的再生温度。
CJET 型柴油机排气后处理装置采用了独立自主动再生技术保证DPF 的正常运行。随着DPF 捕急的颗粒物越来越多,排气背压和温度随之增高,影响发动机的性能和DPF 的工作效率,因而须定时去除已捕集的PM 以恢复DPF 的性能。将去除PM 的过程叫做DPF 再生。过滤体再生技术分为主动再生和被动再生两种。考虑到被动再生对燃油硫含量的要求苛刻,在我国通常采用提高排气温度的方法来再生DPF, 即主动再生。PM 的起始燃烧温度约为600℃,而现有柴油机,特别是轻型柴油机的排气温度较低,达不到此温度。系统通过燃油添加剂将PM 起燃温度降到450℃,再通过起燃器加热的方式提高过滤体温度,以实现PM 的燃烧并通过排气管排出。此时,排气背压随之逐渐下降,控制系统将发出再生停止指令,系统再生结束。
CJET 型柴油机排气后处理装置可广泛应用于客车、叉车、卡车、矿山机械、建筑机械、装载机械、发电机组、内燃机车、轮船及气体压缩机等尾气处理。
CJET 型柴油机排气后处理装置的主要组成部分
1、DOC :氧化催化器装置,用以氧化还原尾气中的碳氢化合物与氮氧化物。
2、DPF :对发动机尾气中的PM 进行捕集,当达到一定捕集量时通过燃烧器喷油加热辅助再生。
3、低温升温器:该装置是低温点火再生系统的重要组成。车辆日常运行过程中,ECU 控制系统全时段监测颗粒物过滤器(DPF )前后端温度、压差变化,判断DPF 的工作状况。当DPF 由于积碳堵塞等原因而造成排气压力增高到设定数值时,ECU 控制系统发出点火指令,低温升温器开始工作,提高排气温度,辅助过滤器再生。
4、电子控制单元(ECU ):该装置用以监控CJET 总成前后端的排气压力差和温度差,控制添加剂的量以及系统其它部件的参数。此外,该单元也管理升温器的点火控制,并通过安装在驾驶室内的显示器将系统的工作状态告知司机,并提升其需要进行状况控制。
5、添加剂组件(FBC ): FBC 是一种需要添加在燃料(柴油) 当中的添加剂,对由发动机排放出的污染颗粒物的燃烧起到催化作用。它能够降低污染颗粒物的再生温度。使用这种添加剂,可以在临近300摄氏度的温度下发生再生过程,而没有使用该添加剂的情况下,要达到600摄氏度才能够燃烧污染颗粒物。车佳公司拥有自己的配方生产该添加剂,并命名为CJET-FBC 。
6、选择性催化还原系统(SCR ):还原型催化器装置,用以催化还原尾气中的氮氧化合物。这个系统需要在传统的消声器里使用催化剂(类似汽油车的三元催化剂),还需要使用尿素供给系统和喷射控制系统,复杂程度较高。
系统使用注意事项
1. 本系统有24V/12V两种电源规格,请根据车载电源伏数选择产品。 2. 使用本系统必须按规定添加再生添加剂(FBC )。 3. 不得自行拆卸系统总成及其他装置等。
4. 本系统对柴油的质量有一定要求,建议使用350ppm 以下含硫量的柴油,含硫量高的柴油会增加系统的再生次数。
5. 如再生时碰到临时停车情况,当车辆重新起步时,系统温度突然上升属于正常现象。 6. 本系统设置内有关再生背压的设置不得高于发动机最大排气背压的75%。否则由此引起相关发动机故障与本产品厂家无关。
7. 经安装人员设置完毕的系统参数为设定值,不得擅自修改。如因此引发的产品故障或损坏,由擅自修改者负责。
8. 为安全起见,本系统再生时请保证车速不高于80km/h,转速不高于1800r/min 9.CJET-V 型系统正常工作需要消耗尿素,在尿素过低报警时必须添加尿素 10.CJET-V 型系统安装完成后不可随意变更安装位置;
11. 故障灯闪亮时需联系服务人员检查,故障排除后方可正常使用; 12. 本系统只适使用于柴油车使用。
CJET 型柴油车排气后处理装置配件清单
注:不同规格型号的产品配件不同,本清单所列配件仅供参考,具体见产品装箱清单。
CJET 型柴油车排气后处理装置安装的主要步骤
准备
1)核实安装前工况登记表与待安装车各参数是否一致。
2)测量原车消声总成的长短、出入口直径。分析排气管与CJET 系统的配合情况。 3)查看待安装车辆排气连接处是否有波纹管? 波纹管是否损坏?
二、拆卸原车消声器,选择合适的管路与CJET 系统连接,并选择适合的挂装方式。
三、安装固定CJET 总成,安装固定低温升温器,其出口连接至CJET 总成入口端,低温升温器入口与发动机排气管连接。
四、固定添加剂组件、集成控制盒、油泵盒。
五、测量所有连线长度,包括气管、油管、添加剂管所需要的长度,并准备好所有的配件及连线。
六、将添加剂泵的出口连接至靠近油箱端的回油管,注意连接单向阀,并注意方向。在车上寻找合适位置固定添加罐支架,离油箱越近越好。
七、从回油管的发动机端取油并连接到油泵盒的油路电磁阀的入口处,并将油泵输出口连接至低温升温器的入油口。
八、从原车气源或气泵气源取气,按顺序接空气滤清器,减压阀的出口连接至单向阀再接到低温升温器的气管入口处。
九、连接气差信号和温度传感器以及控制输入和控制输出,参考CJET 系统的连接说明。主要压差采样管要连接空气滤清器,同时注意温度传感器插入深度。
十、从原车电瓶取电连接到集成控制盒的电源输入端,最后连接好ECU 的线束接口,并将显示器与ECU 相连接。
十一、启动车辆,调节气路上的减压阀至0.1-0.15MPa 之间,然后开始测试再生系统,并做必要的设置。
十二、对管路,线路做保护与固定。在此启动车辆测试系统,完成最终测试。 十三、向客户说明系统使用方法及注意事项,经客户确认后,将车辆移交给客户。
安装及其注意事项
一、车辆进场,先核实车辆信息,并做好登记记录,检查车辆外观是否有刮擦,凹陷。 二、检查发动机运转是否正常,有无漏油漏气现象。
三、检查转速是否正常,驾驶室操作的仪表盘是否正常。 四、检查原车从发动机到消声器的这段排气管是否严重腐蚀。是否有排气管波纹管,波纹管是否损坏。
五、检查电瓶接线端子是否严重腐蚀。
六、检查好车辆工况后,无严重缺陷的故障车辆可以进行安装工作。 七、正式安装前,先大致确定各部件的安装位置,如需要对车上部件或部位进行改装或拆卸的应立即与车辆所有人或驾驶员沟通商议,在经过车辆所有人或驾驶员同意后方可进行改装或拆卸。
八、确定好安装位置,规划好安装步骤后,即可进行安装工作。 九、安装过程中务必小心仔细,尽量不要动到原车上的油路气路与电路,在焊接时要做好防护工作,保证焊渣不能掉到车上的油气管或电路上,导致造成不必要的漏油漏气等。 十、部分车型需要把车头顶起的,最好叫驾驶员自己操作。
十一、接油路时,一定要确认接的是回油管,否则会导致汽车无法启动,如果油管是快接尼龙管,剪断时一定要专业剪管钳剪断。剪口要平,快速接头连接时要插到位,否则会出现柴油渗漏。气管剪管时亦同与油管一样。 十二、接油气管或线路是,避免靠发动机转动部分太近,以免把各线路磨破导致再生工作不正常或短路。
十三、安装尿素罐时,尽量安装在车里油箱一侧,这样方便加注尿素,同时也要注意远离发
动机舱,以免高温影响尿素质量。
十四、添蓝计量泵安装位置的震动加速度需小于6G , 如不满足要求,需使用减震垫,应使其Z 轴保持垂直,使用四个螺栓固定,安装面平面度要求在0.5毫米以内,为减少供液管路内部截流空气的可能性,供液管越短越好。另外注意此部分的通风散热,不能靠近排气管、催化消声器、发动机舱等热源太近。
十五、喷嘴的安装点距催化消声器入口端不少于440mm 。喷嘴不应位于弯管下游150mm 和上游100mm 的范围内。
十六、添蓝溶液罐到添蓝计量泵之间的管道长度要求小于5米,添蓝计量泵到喷嘴的管道长度要求小于3米。
十七、当车辆使用最低温度大于零下五度以上时即可不需要化冰功能,也就是说不用安装冷却水电磁阀。加热管路和添蓝滤清器加热装置。 十八、接车上二档线火线时,一定不要弄脏车上座位及其他东西,不要乱动车上的各种按钮开关。
十九、接添加剂管进油箱时要尽量街道车辆油箱排气口上,或各螺丝接头处,如果没有的话再接到回油管处,因半挂车压力太大尽量与驾驶员商量在油箱加油口处打孔接进去。
二十、使用氧割割车上部件要做好防护工作,尽量避免免割的地方不要太靠近油气线路处。 二十一、部分车型装油泵盒要安装在低于回油管处,避免回油回不过来。
二十二、焊接应急检修口的位置车辆其他部件,排气口不能对到车上的气路或线路。
二十三、安装完成调试时,不要坐到车上座位上,手不要乱摸车上其他座位,调试不要乱按车上的按钮及开关。
二十四、调试完成后要教好驾驶员如何操作添加剂,及需要注意的注意事项与相关处理方案,最后把安装单拿给驾驶员签字。
二十五、安装完毕车辆开走后,把工具收拾清点好,工作场地卫生打扫收拾。
故障诊断及排除方法
安装后维护及保养须知
为保证该系统的正常工作,您必须遵守由车辆或发动机厂商规定的车辆及发动机维护保养内容,确保车辆始终能达到安装前的车况要求。
除此之外,对于该产品,需遵守一下保养维护准则(以下操作在质保期内免工时费)
质量承诺书
尊敬的客户:
首先感谢您选择购买我们的产品!
为保证产品质量,明确购销双方产品质量责任,确保产品质量合格,保证产品安全,特作如下承诺:
一、我公司提供的产品质量原则上按购货方规定的技术标准执行。在购货方没有规定的技术标准时,我公司将按照国家现行标准执行,并向购货方提供产品样品,经购货方同意后向购货方提供产品,并保证产品质量的稳定和逐步提高。
二、供货方向购货方提供加盖供货单位公章的生产许可证、营业执照复印件。 三、供货方向购货方提供加盖供货单位公章的产品标准复印件。
四、供货方保证所供产品符合法定的质量标准,并对产品质量负责,必要时向购货方提供必要的质量资料,诸如产品检验报告书等相关资料。
五、供货方的产品包装、注册商标等符合国家有关规定。 六、购货方严格按产品包装上注明的贮藏条件贮藏,因购货方对产品保管养护不善而造成产品质量问题由购货方负责。 七、消费者因产品质量问题进行投诉 ,供货方应积极配合妥善解决 ,如确属供货方的责任,供货方承担全部责任和费用。 八、质量争议(问题) 的处理:
购货方应严格按照制订的技术标准对供货方的产品进行检验,保证检验的公正和科学性,对检验不合格的剩余样品应保留一周。
对确属供货方质量问题的,已经使用造成的损失,由我公司负责。
对确属供货方生产质量问题,没有使用的,由供需双方协商解决(退货或降价) 。
九、本产品质量保证书自双方签定供货合同发生供货时生效,业务终止时同时终止。
深圳车佳科技有限公司
售后服务承诺书
尊敬的客户:
为创造名牌,提高企业知名度,树立企业形象,我公司本着“一切追求高质量,用户满意为宗旨”的精神,以“最优惠的价格、最周到的服务、最可靠的产品质量”的原则向您郑重承诺:
一、我公司采用专用客户管理系统对售出设备进行管理,为每个客户建立专用的电脑档案,对客户设备各项相关资料进行历史记录,以保证售后服务部门针对用户设备进行跟踪服务。 二、关于主机元器件更换的承诺:
1)保质期内有关于产物质量激发的费用,由我公司承当。
2)保质期内因为贵方的运用欠妥,或许是天然情况形成的我方免费供应维修,维修所用的资料和配件均只收本钱价。
3)保修期到期后,元器件发生故障,我公司将适当收取材料费、人工费及差旅费。 三、关于耗材更换的承诺:
1)保质期内有关于产物质量激发的费用,由我公司承当。
2)质保期到期后,所需更换耗材的价格按原价格执行,另收取人工费及差旅费。若耗材的运行时间未达到耗材价格表中承诺的更换周期,我公司将免费重新提供该耗材,直至达到承诺的更换周期为止。
四、售后服务计划的承诺:
1)负责贵方的操作人员的技术培训及现场操作技术培训等。
2)若用户咨询技术问题或要求指导,我公司会及时给予解释和帮助。我公司保证与用户保持长期、良好的技术交流和协作关系。
3)产物交付一周内,我公司售后效劳部的任务人员会依据客户的联络方法,进行德律风跟踪征询,直到客户称心为止。
4)一切有关于产物质量投诉,在1小时内经予回答,24小时内赶到现场,并依据投诉的状况确定处置办法,进行维修和改换。
3)全国售后服务监督电话:400-7777-266。
深圳车佳科技有限公司
附件1:
设备安装单
日期______年__月__日
产品编号:CJET-00000000
改装前: 排放:
零件清单:
改装后:
再生系统参数检查:
排放:
安装负责任(签名):_________ 本安装单由产品供应商提供:一车一单(三联)。
第一联:车主留存;第二联:环保部门留存;第三联:生产厂家留存。
范文四:排气后处理引文
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?
[2] 聂彦鑫, 徐俊芳. 我国柴油轿车的发展前景[J]. 汽车工程师. 2009(09) [3] 马乔林. 轿车用直喷式柴油机的研究现状及前景展望[J]. 装备制造技术. 2008(11) [4] 赵震, 张桂臻, 刘坚, 梁鹏, 许洁, 段爱军, 姜桂元, 徐春明. 柴油机尾气净化催化剂的最新研究进展[J]. 催化学报. 2008(03) [5] 管斌, 周校平, 林赫, 王真, 黄震. NH 3—SCR 法降低柴油机NO x 排放的研究进展[J]. 车用发动机. 2007(05) [6] 刘丙善, 吕林. 氮氧化物选择性催化还原开环控制技术误差分析[J]. 船海工程. 2007(04) [7] 董红义, 帅石金, 李儒龙, 王建昕. 柴油机排气后处理技术最新进展与发展趋势[J]. 小型内燃机与摩托车. 2007(03) [8] 贺泓, 翁端, 资新运. 柴油车尾气排放污染控制技术综述[J]. 环境科学. 2007(06) [1] 百川. 发动机SCR 与EGR 的技术之争[J]. 现代零部件. 2012(02) [2] 马义, 郭学敏, 郝宝玉, 李金龙, 刘鑫. 柴油机微粒捕集器催化再生技术[J]. 汽车工程师. 2011(01) [3] 王小臣, 葛蕴珊, 王建海, 钟祥麟. 氧化催化器对柴油机排放颗粒物中无机盐组分影响的研究[J]. 汽车工程. 2011(05) [4] 资新运, 张卫锋, 姚广涛, 姜大海, 卜建国. 柴油机微粒捕集器复合再生策略的试验研究[J]. 汽车工程. 2011(07) [5] 侯献军, 马义, 彭辅明, 颜伏伍. 柴油机微粒捕集器瞬态再生特性仿真[J]. 汽车科技. 2011(04) [6] 李进, 褚超美, 颜庭源. 一种新型DPF-SCR 柴油机后处理技术[J]. 上海汽车. 2011(11) [7] 余乐, 聂彦鑫. 柴油机颗粒物排放后处理技术[J]. 汽车工程师. 2009(10) [8] 董红义, 帅石金, 李儒龙, 王建昕. 柴油机排气后处理技术最新进展与发展趋势[J]. 小型内燃机与摩托车. 2007(03) [9] 魏胜利, 隆武强. 柴油机排气后处理技术的现状与发展[J]. 小型内燃机与摩托车. 2008(01) [1] 徐翔, 王伟. 同时降低微粒和NO_x的催化剂性能比较研究[J]. 拖拉机与农用运输车. 2008(02) [2] 杨玉栋. 柴油机自动熄火原因[J]. 湖南农机. 2007(10) [3] 张良. 柴油机SCR 技术控制的研究[J]. 农业装备技术. 2010(06) [4] 薛志成. 柴油机人为故障的排除[J]. 湖北农机化. 2002(06) [5] 张金贵. 柴油机烟色诊断及故障排除[J]. 湖南农机. 2007(10) [6] 罗晓, 黄新芳. 中国一拖3个系族非道路用柴油机获欧ⅢA 排放E-mark 认证 YTR 发动机系族准入欧盟市场[J]. 农机市场. 2008(09) [7] 吕欣. 柴油机自动熄火的原因[J]. 湖北农机化. 2004(04) [8] 尹成立, 张树坤. 柴油机不良排气现象及原因分析[J]. 农机使用与维修. 1997(04) [9] 李涛. 柴油机自动熄火的原因[J]. 新农村. 2003(01) [10] 孙永泰. 没用好垫片引出的故障[J]. 现代农业装备. 2008(03)
?
?
?
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?
?
?
? [1] Jeuland N,Dementhon J B.Performances and Durability ofDPF(Diesel Particulate Filter) tested on a fleet of Peugeot607 Taxis[C].. . 2004 [2] Johnson T V.Diesel emission control technology ——2003 inreview[C].. . [3] Liu J.Advanced Technologies for Diesel Exhaust Aftertreat-ment[C].. . [4] Matsumoto T.Advanced Emission Control for PM Reductionin Heavy-Duty Diesel Appli cations[C].. . 2003 [6] Yasoharu Kanno,et al..LowSulfate Generation Diesel Oxida-tion Catalyst[C].. . 2004 [7] Makoto Nagata,et al..Pre-Filter Diesel Oxidation CatalystDevelopment for Doc-Csf Syst em[C].. . 2004 [8] Matti Maricq,et al..Performance of a Catalyzed Diesel Partic-ulate Filter System During Soot Accumulation and Regenera-tion[C].. . 2003 [9] Thierry Campenon.Improvement and Simplification of DPFSystem Using a Ceria-Based,
Fuel-Borne Catalyst forDiesel Particulate Filter Regeneration in Serial Applications[C].. . 2004
?
?
? [10] Sougato Chatterjee,et al.Diesel Particulate Filter Technolo-gy for Low-Temperature an d Low-NOx/PM Applications[C]. . August 2004 [11] Allansson R,et al..The Development and In-field Perform-ance of Highly Durable Part iculate Control systems[C].. . 2004 [12] Johnson T V.Update on Diesel Exhaust Emission ControlTechnology and Rregulation
s,Diesel Particulate Filter Tech-nology for Low-Temperature and Low-NOx/PM Applica-tion s[C]. . August 2004
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
? [13] Ogyu K,et al..Characterization of Thin-wall SiC DPF[C].. . 2004 [14] G.Merkel,et al.New cordierite diesel particulate Filtersfor Catalyzed and Non-Catalyze d Applications[C]. . August 2003 [15] Dianna M.Young,et al..Ash Storage Concept for DieselParticulate Filters[C].. . 2004 [16] Ogyu K,et al..Ash Storage Capacity Enhancement of DieselParticulate Filter[C].. . 2004 [17] Bardon S,et al..Asymmetrical Channels to Increase DPF Li-fetime[C].. . 2004 [18] . [19] Paul Tennison,et al..NOxControl Development with UreaSCR on a Diesel Passenger Car[C].. . 2004 [20] Walker A,et al..The Development and In-Field Demon-stration of Highly Durable SCR Catalyst Systems[C].. . 2004 [21] Walker A,et al.The Development and On-Road Per-formance and Durability of the F our-Way Emission ControlSCRTTM System[C]. . August 2003 [22] Rinie van Helden,et al..Optimization of Urea SCR deNOxSystems for HD Diesel Eng ines[C].. . 2004 [23] T.Noto..Mechanism of NOxReduction by Ethanol on a Sil-ver-Base Catalyst[C].. . 2001 [24] Michael Schittler,Daimler Chrysler AG. . August24-28,2003, [25] Yisun cheng,et al..Factors Affecting Diesel LNTDurabilityin Lab Reactor Studies[C].. .
2004
?
?
?
?
? [26] Koichiro Nakatani et al.Simultaneous PM and NOx Reduction System for Diesel Engi nes. . [27] Walker A,et al..The Development and Performance of theCompact Scr-Trap System:a 4-Way Diesel Emission Con-trol System[C].. . 2003 [28] Walter Puetz.Future Diesel Engine Thermal Efficiency Im-provement an Emissions C ontrol Technology[C]. . August 2005 [29] Shuai S J,Wang J X,LI R L.Performance evaluation and ap-plication of diesel NOx-S CRcatalyst by ethanol reductant[C]. . [30] Michael D.Kass,et al..Selective Catalytic Reduction ofNOxEmissions From a 5.9 Liter
Diesel Engine Using Ethanolas a Reductant[C].. . 2003
[31] Thomas J F,Lewis S A,Bunting B G.Hydrocarbon selectivecatalytic reduction using a silver-alumina catalytic withlight al-cohols and other reductants[C]. .
?
?
?
?
? [1] H. A. Beck,R. Niessner,C. Haisch. Development and characterization of a mobile phot oacoustic sensor for on-line soot emission monitoring in diesel exhaust gas [J] ,2003 [2] Griselda Corro. Sulfur impact on diesel emission control- A review [J] ,2002 [1] Alanson R,Cooper B J,Thoss J E,et al.European Experience of High Mileage Durabilit y of Continuously Regenerating Diesel Particulate Filter Technology[C]. . [2] Masoudi M,Heibel A,Then P M.Predicting Pressure Drop of Wall-Flow Diesel Particulat e Filters-Theory and Experiment. . 2000 [3] Joel Michelin.Optimized diesel particulate filter system for diesel exhaust aftertreatmen
t.. . 2000
范文五:具有用于排气后处理剂的计量单元的排气后处理装置3
(10)申请公布号 (43)申请公布日 2014.09.10
C N 104040128
A (21)申请号 201280063847.3
(22)申请日 2012.12.20
102011122286.7 2011.12.23 DE
F01N 3/20(2006.01)(71)申请人 排放技术有限公司
地址 德国洛马尔
(72)发明人 J·霍格森 S·舍佩尔斯
(74)专利代理机构 北京市中咨律师事务所
11247
代理人 雷明
吴鹏 (54)发明名称
具有用于排气后处理剂的计量单元的排气后
处理装置
(57)摘要
本发明涉及一种用于后处理内燃机 (4)的流
过排气线路 (2)的排气 (3)的装置 (1), 该装置
至少具有计量单元 (5), 该计量单元布置在排气
线路 (2)的排气管 (7)的开口 (6)中并且设计用
于把排气后处理剂 (8)添加到排气线路 (2)中,
其中, 计量单元 (5)被冷却套 (9)包围, 计量单元
(5)通过该冷却套固定在排气管 (7)的开口 (6)
中, 其中, 冷却套 (9)至少部分地被室 (10)包围,
该室至少被冷却套 (9)、 排气管 (7)和遮盖板 (11)
界定, 其中, 遮盖板 (11)与排气管 (7)相连并且通
过缝隙 (12)与冷却套 (9)或计量单元 (5)间隔
开。 (30)优先权数据
(85)PCT国际申请进入国家阶段日
2014.06.23
(86)PCT国际申请的申请数据
PCT/EP2012/076333 2012.12.20
(87)PCT国际申请的公布数据
WO2013/092829 DE 2013.06.27
(51)Int.Cl.权利要求书 1页 说明书 5页 附图 3页
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 (10)申请公布号 CN 104040128 A
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1. 一种用于后处理内燃机 (4)的流过排气线路 (2)的排气 (3)的装置 (1), 该装置至 少具有计量单元 (5), 该计量单元布置在排气线路 (2)的排气管 (7)的开口 (6)中并且设 计用于把排气后处理剂 (8)添加到排气线路 (2)中, 其中, 该计量单元 (5)被冷却套 (9)包 围, 计量单元 (5)通过该冷却套固定在排气管 (7)的开口 (6)中, 其中, 冷却套 (9)至少部 分地被室 (10)包围, 该室至少被冷却套 (9)、 排气管 (7)和遮盖板 (11)界定, 其中, 遮盖板
(11)与排气管 (7)相连并且通过缝隙 (12)与冷却套 (9)或计量单元 (5)间隔开。
2. 根据权利要求 1所述的装置 (1), 其中, 所述计量单元 (5)具有计量开口 (13), 该计 量开口 (13)和遮盖板 (11)彼此齐平地朝向排气线路 (2)的方向终止。
3. 根据前述权利要求中任一项所述的装置 (1), 其中, 所述遮盖板 (11)与排气线路 (2)材料结合地相连。
4. 根据前述权利要求中任一项所述的装置 (1), 其中, 所述计量单元 (5)的冷却套 (9)能够被冷却介质 (15)或排气后处理剂 (8)流过。
5. 根 据 前 述 权 利 要 求 中 任 一 项 所 述 的 装 置 (1), 其 中, 所 述 缝 隙 (12)具 有 至 少 0.5mm[毫米 ]且最大 2.5mm 的宽度 (14)。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的装置 (1), 其中, 所述计量单元 (5)的计量开口
(13)比冷却套 (9)多出至少 2mm[毫米 ]地延伸到排气线路 (2)中。
7. 根据前述权利要求中任一项所述的装置 (1), 其中, 所述室 (10)的体积 (21)在 250mm 3[立方毫米 ]至 5000mm 3的范围中。
8. 一种机动车 (16), 至少具有内燃机 (4)、 排气线路 (2)和根据前述权利要求中任一项 所述的用于后处理排气 (3)的装置 (1)。 权 利 要 求 书 CN 104040128 A
具有用于排气后处理剂的计量单元的排气后处理装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于后处理内燃机的流过排气线路的排气的装置, 该装置具有用 于把排气后处理剂添加到排气线路中的计量单元。
背景技术
[0002] 在用于清洁 (移动式 ) 内燃机的排气的排气后处理装置中日益增多地使用这样的 排气后处理装置 :其中在被输送到排气的排气后处理剂的辅助下清洁内燃机的排气。移动 式内燃机例如用于驱动机动车。
[0003] 此外已知了选择性催化还原的方法 (SCR), 其中, 内燃机的排气被氮氧化物清洁。 在此, 向排气输送了减少氮氧化物的排气后处理剂。这种排气后处理剂例如是氨。氨通常 不直接储存在机动车中, 而是以 (液态的或固态的 ) 前体介质 — 其也被称为还原剂前体 — 的形式储存。 随后, 该还原剂前体在本身预设的反应器或排气后处理装置中转换为氨、 即真 正的还原剂。这种还原剂前体例如是尿素水溶液, 能够购买到商标名称为 的尿 素水溶液。 这种还原剂前体溶液在健康方面不会造成不利影响并且因此可以毫无问题地进 行储存。特别地, 在此提及的还原剂或者说还原剂前体在后面被概念 “ 排气后处理剂 ” 包括 在内。
[0004] 排气后处理剂通过计量单元被输送到排气线路, 其中, 排气后处理剂被以液态的 或气态的形式并且也与载气相混合地进行输送。 计量单元可以被动地和 /或主动地进行操 纵。计量单元可以包括阀、 喷射器、 计量泵等。
[0005] 流过排气线路的排气可以达到非常高的温度, 因此在耐久性和稳定性方面对计量 单元和排气后处理剂提出了高要求。为了保护计量单元免受这种高温的影响, 可以设置计 量单元的 (主动 ) 冷却 — 例如按照水冷却的形式。由于在排气线路中的涡流, 其可以进一 步导致, 所输送的排气后处理剂凝聚在 (暂时 ) 冷却的、 也就是说相对较冷的计量单元表面 上。在此, (当温度例如在从 70至 100°的范围中略微上升时 ) 也可能导致沉积物, 该沉积 物难以清除并且可能导致对于排气后处理剂流过计量单元的流动情况的影响。 此外在计量 单元中可能会逐渐地渗入沉积物。 此外可能由于在计量单元的冷却和导引排气的排气线路 之间的高的温度梯度而出现 (例如排气线路的 ) 材料疲劳 — 特别是在排气线路与计量单元 的连接区域中。
发明内容
[0006] 因此本发明的目的是, 至少部分地解决和现有技术相联系地描述的技术问题。特 别应提出一种特别成本低廉、 技术简单且高效率的装置, 通过该装置可以降低在排气线路 与计量单元之间的连接的温度负载和 /或防止在计量单元的区域中出现排气后处理剂的 沉积物。
[0007] 该目的通过一种根据权利要求 1的特征的装置来实现。 该装置的其它有利的设计 方案在从属权利要求中给出。在权利要求中单独列出的特征能够以任意的、 技术上合理的
方式相互组合并且可以通过来自于说明书的说明的事实情况得到补充, 其中列出本发明的 其它实施方式变体。
[0008] 相应地提出一种用于后处理内燃机的流过排气线路的排气的装置。 该装置具有计 量单元, 该计量单元布置在排气线路的排气管的开口中并且设计用于把排气后处理剂添加 (定量供应 ) 到排气线路中。 计量单元被冷却套包围, 计量单元通过该冷却套固定在排气管 的开口中。 冷却套至少部分地被室包围, 该室至少被冷却套、 排气管和遮盖板界定。 遮盖板 与排气管相连并且通过缝隙与冷却套或计量单元间隔开。
[0009] 计量单元特别包括这样的线路的一部分, 即, 可以把排气后处理剂通过该线路从 储箱转送到排气线路中以用于处理排气。计量单元具有朝向排气线路的方向的计量开口, 来自于计量单元的排气后处理剂从该计量开口中流出。 计量单元特别按照 (能够可调节地 或有针对性地控制的 ) 喷射器的形式设计。特别优选的是, 计量单元构建和设计用于添加 液态的排气后处理剂。在此优选的是, 排气后处理剂 (几乎 ) 完全地液态地排出到计量开 口。添加也可能在载气 (例如处于压力下的空气 ) 的辅助下实现, 但是这对于该应用不是 重要的。
[0010] 计量单元被冷却套包围, 其中, 该冷却套特别通过计量单元的外壁和设置在更外 侧的、 环绕的冷却套壁部形成, 因此冷却剂可以流过冷却套。 冷却套壁部特别与计量单元通 过一连接部相连, 因此计量单元可以通过冷却套壁部固定在排气管的开口中。这种固定特 别通过由焊接方式制成的连接部实现。但也可能的是, 计量单元通过设计为螺纹的连接部 与排气管的开口相连。
[0011] 在冷却套壁部与排气管之间的连接部通常经受了 (在排气线路中热排气与冷却 套中冷却介质之间的 ) 高的温度梯度, 因此在该区域中可能出现连接部、 冷却套壁部和 /或 排气管的特别的材料应力。特别地, 这种连接部通过遮盖板与排气线路分离。遮盖板特别 从排气管朝向计量单元的方向延伸。遮盖板遮盖住排气管的一部分部段、 特别是围绕开口 的环绕的周围部段。 因此在这里避免了排气管与接近于开口和计量单元的热排气的紧密接 触。通过遮盖板特别形成了室, 该室 (仅 ) 通过 (狭窄的 ) 缝隙与导引废气的排气线路相 连。该室形成一种温度屏障, 这是因为位于这里的气体不能良好地导热。
[0012] 在遮盖板与冷却套之间或者在遮盖板与计量单元之间形成缝隙。特别地, 该缝隙 (在界定的范围中 ) 设计为排气可透过的。缝隙优选设计成狭长的计, 使得在由此形成的 室中形成至少流动平静的区域。因此实现了, 来自于排气线路的排气不会始终流过或冲洗 室的体积。存在于室中的 “ 被包围的 ” 排气量或空气量因此大多数时候不会经受到流过排 气线路的排气的高温。 特别地, 通过室包围的体积主要通过加热线路加热。 优选地, 该室通 过缝隙与排气线路中的流动的排气以流动技术方式相连。特别地, 缝隙也就是排气可透过 的缝隙, 该缝隙没有例如借助于密封件被封闭。在室和排气线路之间的排气的交换相对较 少。 通过室形成热绝缘, 以此一方面冷却套至少部分地与排气线路中流动的排气间隔开, 而 另一方面在冷却套与排气管之间的连接部也不会经受到排气线路中的排气。 室在内燃机运 行时有规律地占有一个温度, 该温度在冷却套的冷却介质的温度与排气线路中的流动的排 气的温度之间。 因此, 平均地, 降低了在计量单元的周围的温度梯度。 相应地减少了在排气 管、 冷却套或遮盖板上产生沉积物的危险。
[0013] 根据一个有利的设计方案, 所述计量单元具有计量开口, 该计量开口和遮盖板彼
此齐平 (对齐 ) 地在朝向排气线路的方向上终止 (截止 ) 。特别地, 计量开口也就和遮盖 板在计量开口的区域中处于一共同的平面中, 因此确保了朝向于排气线路的方向的齐平的 闭合。通过齐平的闭合特别避免了在排气线路的这个区域中形成涡流, 该涡流可能导致排 气后处理剂相对于计量单元和 /或遮盖板的被冷却的表面离心分离。 在该冷却的表面上出 现排气后处理剂可以引起排气后处理剂的沉积。此外通过减少该区域中涡流实现了, 与被 包围在室中的体积的空气交换相应的少, 这是因为在室和排气线路之间仅存在少量的压力 差。特别地, 如果计量开口相对于遮盖板具有朝向于排气线路的方向的、 最大 1mm[毫米 ]的超出部或低出部, 则在计量开口和遮盖板之间存在齐平的闭合。 特别优选的是, 遮盖板至 少大多数时候位于一个平面中, 该平面垂直地穿过计量开口延伸。 特别优选的是, 排气线路 在遮盖板外部在周围也位于这个平面中, 因此实现了排气线路、 遮盖板和计量开口的涡流 少的溢流。
[0014] 特别地, 所述遮盖板与排气线路材料结合地相连。 “ 材料结合的 ” 连接是指所有这 样的连接 :其中连接对通过原子力或分子力保持在一起。 其同时也是不可分开的连接, 该连 接仅可以通过毁坏连接部件来分离。材料结合的连接特别通过焊接连接来实现。特别地, 遮盖板通过环绕的焊接缝与排气管相连。 优选地, 计量单元和冷却套, 以及特别是在冷却套 和排气管的开口之间的连接通过遮盖板相对于排气线路分离地布置。
[0015] 根据另一个有利的设计方案, 所述计量单元的冷却套能够被冷却介质或排气后处 理剂流过。 作为冷却介质在此例如可以使用水。 特别地通过排气后处理剂本身实现了计量 单元的冷却。因此设置有相应的连接线路, 用于 (经调节地 ) 输送和排出冷却介质到水循 环回路或者排气后处理剂的线路系统。
[0016] 根据该装置的另一个有利的改进方案, (在遮盖板和冷却套之间或者在遮盖板和 计量单元之间的 ) 所述缝隙具有至少 0.5mm[毫米 ]和最大 2.5mm 的宽度。因此可以相应 于排气系统的构造一方面避免排气对室的剧烈的冲击, 另一方面但也确保了, 不会 (例如 由于沉积物、 污垢等 ) 在那里产生热桥。
[0017] 特别地, 所述计量单元的计量开口比冷却套多出至少 2mm[毫米 ]地延伸到排气线 路中。 还优选的是, 计量开口最多伸入到排气线路中 10mm 。 特别地, 冷却套或冷却套壁部也 就相对于计量开口和遮盖板后移地布置。计量开口本身不会通过冷却套冷却, 因此计量开 口通过与排气线路中流动的排气的紧密接触而被更强烈地加热。 通过这种冷却套相对于计 量单元的计量开口的后移, 使得在计量单元的表面与排气之间的温度梯度继续减小, 因此 进一步减小了排气后处理剂在计量单元的冷却表面上沉积的可能性。 通过冷却套相对于计 量开口的后移, 并且由于遮盖板和计量开口的优选齐平的布置, 在遮盖板与冷却套之间和 /或在遮盖板与计量单元之间形成缝隙。
[0018] 根据一个优选的设计方案, 所述室的体积在 250mm 3[立方毫米 ]至 5000mm 3的范围 中并且特别在 250mm 3至 1500mm 3的范围中。特别地, 通过室的这种体积确保了相应充分的 热绝缘。
[0019] 作为特别有利的应用提出了一种机动车, 它至少具有内燃机、 排气线路和根据本 发明的用于后处理排气的装置。 在此, 该装置特别用于添加液态的还原剂或者还原剂前体。 冷却优选地通过水循环回路实现。计量单元优选地设计为 (能够主动控制的 ) 喷射器。在 排气线路中为了实现 SCR 方法沿流动方向在计量单元后面设有至少一个合适的催化器、 例
如水解催化器和 /或 SCR 催化器。此外可以在排气线路中设置混合器或者导向板装置, 以 便在到达催化器之前实现排气后处理剂在排气线路中的尽可能完全的分布。
附图说明
[0020] 下面根据附图详细说明本发明以及技术范围。附图示出特别优选的实施例, 然而 本发明并不限于这些实施例。相同的对象在附图中以相同的附图标记表示。特别要指出, 附图和特别是所示出的尺寸比例仅示意性地显示。图中示出 :
[0021] 图 1:具有装置的机动车 ;
[0022] 图 2:装置的另一实施例 ; 和
[0023] 图 3:装置的另一实施例。
具体实施方式
[0024] 图 1示出机动车 16, 它具有内燃机 4、 排气线路 2以及装置 1。排气 3从内燃机 4出发流过排气线路 2。在排气线路 2中设有排气后处理单元 18(例如 SCR 催化器 ) 。在此, 在排气后处理单元 18的上游布置有处于排气管 7的开口 6中的计量单元 5。在此, 排气管 7、 遮盖板 11和计量单元 5的计量开口 13彼此齐平地终止 (处于基本上在一共同平面中的 环境中 ) 。通过计量单元 5把排气后处理剂 8引入排气线路 2中。计量单元 5与用于排气 后处理剂 8的储箱 17以流动技术相连。泵 22把排气后处理剂 8从储箱 17输送到计量单 元 5。
[0025] 图 2示出装置 1的第一实施例。排气线路 2被排气 3流过。在排气线路 2的区域 中, 在排气线路 2的排气管 7中设有开口 6。计量单元 5延伸经过该开口 6。计量单元 5被 冷却套 9包围, 其中冷却介质 15在冷却套 9中在计量单元 5与冷却套壁部 19之间循环。 排 气管 7与冷却套 9或冷却套壁部 19通过连接部 20相连。该连接部 20防止排气 3从排气 线路 2中逸出。装置 1还具有遮盖板 11, 该遮盖板通过连接部 20与排气管 7相连。遮盖板 11从排气管 7朝向计量单元 5或朝向冷却套 9延伸。遮盖板 11在计量单元 5的区域中与 计量单元 5的计量开口 13齐平地终止。此外, 遮盖板 11形成缝隙 12, 该缝隙处在遮盖板 11和冷却套 9之间并具有宽度 14。通过遮盖板 11、 冷却套 9(或冷却套壁部 19) 和排气管 7相应地形成室 10, 该室以流动技术通过缝隙 12与排气线路 2相连。室 10具有体积 21, 该体积主要通过热传导被加热。处于室 10中的排气 3(或空气 ) 与排气线路 2中的排气 3之间的交换仅通过缝隙 12实现。因此, 处于体积 21中的排气 3(或空气 ) 的加热仅小规模 地通过排气 3(空气 ) 的交换实现。通过计量单元 5使得排气后处理剂 8经过计量开口 13导入到排气线路 2中。
[0026] 图 3示出装置 1的另一实施例。只要是和图 2的显示相同的部分就可以在此参考 相应的之前的说明。 在此, 相对于图 2, 冷却套 9相对于计量开口 13后移地布置。 具有宽度 14的缝隙 12相应地设计在遮盖板 11与计量单元 5之间。室 10相应地通过遮盖板 11、 排 气管 7、 冷却套 9(或冷却套壁部 19) 和计量单元 5形成。 遮盖板 11在计量单元 5的区域中 与计量单元 5的计量开口 13齐平地终止。计量单元 5的顶端的冷却程度因此没有在第一 实施例中那样强。因此更少地形成了排气后处理剂 8的剩余物的沉积, 这是因为在计量单 元 5与排气线路 2中的排气 3之间的温度梯度更低。
5/5页 [0027] 综上所述可以确定, 本发明解决了和现有技术相联系地描述的技术问题。特别地 提出了一种特别成本低廉、 技术简单且高效率的装置, 通过该装置可以降低在排气线路与 计量单元之间的连接的温度负载和 /或防止在计量单元的区域中出现排气后处理剂的沉 积物。
[0028] 附图标记列表 :
[0029] 1 装置
[0030] 2 排气线路
[0031] 3 排气
[0032] 4 内燃机
[0033] 5 计量单元
[0034] 6 开口
[0035] 7 排气管
[0036] 8 排气后处理剂
[0037] 9 冷却套
[0038] 10 室
[0039] 11 遮盖板
[0040] 12 缝隙
[0041] 13 计量开口
[0042] 14 宽度
[0043] 15 冷却介质
[0044] 16 机动车
[0045] 17 储箱
[0046] 18 排气后处理单元
[0047] 19 冷却套壁部
[0048] 20 连接部
[0049] 21 体积
[0050] 22 泵。 说 明 书 CN 104040128 A
图 1
图 2
图 3
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