[实用新型]降低柴油机排放污染物NOx和颗粒的系统

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种降低柴油机排放技术，具体说涉及一种降低柴油机排放污染物NOx和颗粒的系统。

背景技术：

柴油机主要排放污染物是NOx和颗粒物，两者之间存在此消彼长的关系。目前，降低柴油机排放污染物NOx和颗粒的主要技术措施是将喷油提前，提高缸内燃烧温度从而大幅降低颗粒物排放，由此伴随氮氧化物NOx排放大幅度增加。对于这部分增加的NOx排放物则采用选择催化还原SCR的方法,即在排气中喷射尿素降低NOx排放。该技术已经成为排放重卡最主要的技术路线。然而，该技术的应用存在几方面问题，一是增加了用户的使用成本，在消耗柴油的同时也消耗尿素，且尿素只用于降低排放而不参与燃烧，成为单纯的消耗品。二是不使用尿素会使排放更糟糕，当某些地方尿素加注不方便，若SCR系统不工作，产生柴油车排出的NOx远高(两倍以上)于之前的车辆排放。因此，发展一种非SCR的技术路线，使之在满足排放标准的前提下，既能减少柴油的消耗，又能节省用户的使用成本，具有重要的节能减排实用价值。

发明内容

本实用新型的目的在于提出一种非SCR的重型柴油机降低排放污染物NOx和颗粒的排放技术路线。

术语解释：DOC代表氧化催化转化器，POC代表微粒氧化催化转化器。

降低柴油机排放污染物NOx和颗粒的系统，包括：在发动机进气管上增加的一套独立的甲醇喷射系统；在发动机排气管上增加的一个甲醇专用DOC+POC集成体。

所述甲醇喷射系统包括：甲醇供给系统、信号采集系统和甲醇喷射控制系统。所述甲醇供给系统包括：甲醇箱、滤清器、甲醇泵、限压阀、醇轨和甲醇喷嘴；该部分能够提供4bar稳定的甲醇压力。所述信号采集系统包括：水温传感器、转速传感器和油门位置传感器。所述甲醇喷射控制系统控制甲醇喷嘴的喷射时刻和喷射量。

在上述系统上实现的降低柴油机排放污染物NOx和颗粒的方法，过程为：

甲醇喷射系统启动后，甲醇泵开始工作；

甲醇在甲醇泵吸力的作用下先经过安装在箱内的滤网进入出醇管路，该滤网为粗滤，目的是过滤掉甲醇箱中可能存在的大颗粒杂质；之后进入滤清器；经过滤清器的甲醇得到进一步净化，然后依次通过甲醇泵、限压阀，最后到达醇轨；

发动机转入双燃料模式运行时，甲醇电控单元ECU根据采集到的发动机转速、油门开度、水温等信号控制甲醇的喷射量；

甲醇电控单元ECU还监测甲醇箱内浮子的液位信号，当甲醇箱内没有甲醇时将甲醇泵停掉，甲醇喷射系统停止工作。

本实用新型相对于现有技术的优点在于：

(一)采用进气道喷射甲醇办法实现甲醇在缸内与柴油掺烧：利用甲醇不含C-C键，且汽化潜热大、火焰传播速度快的特点，同时降低柴油机颗粒物和NOx排放，并采用简单后处理器氧化催化转化器+颗粒物氧化催化转化器DOC+POC将双燃料燃烧产生较多的未燃碳氢HC，一氧化碳CO和醛类物质进行催化氧化，达到排放标准。

(二)与目前采用的SCR路线相比，该方法中甲醇既作为一种燃料又作为排放改进剂参与到燃烧中，而不像目前采用的选择性催化还原SCR技术中尿素只用于控制排放；甲醇含氧、高汽化潜热、高火焰传播速度的特点使得排放改善的同时发动机热效率也显著提升，综合油耗下降，燃料成本降低，更容易为用户所接受。此外，该技术能实现甲醇对柴油平均替代30％以上。

附图说明：

附图1是本实用新型中甲醇供给和控制系统的工作原理图；图中：1代表限压阀，2代表甲醇泵，3代表滤清器，4代表甲醇电控单元ECU，5代表甲醇液位计，6代表甲醇箱，7代表甲醇喷嘴，8代表醇轨。

附图2是本实用新型实施例中的技术方案在发动机台架上测试时的整体结构示意图；图中，4代表甲醇电控单元ECU，7代表甲醇喷嘴，8代表醇轨，10代表烟度计，11代表排放分析仪，12代表颗粒分析仪，13代表燃烧分析仪，14代表转速传感器，15代表油门传感器，16代表缸压传感器，17代表水温传感器，18代表角标仪，19代表DOC+POC集成体，21代表测功机，23代表甲醇供给系统，27代表中冷器，28代表涡轮增压器，

附图3是本实用新型实施例中的DMCC发动机标定流程图。

具体实施方式：

实施例：

在一台中国重汽生产的D10.31-40M六缸增压中冷电控共轨柴油机上加装了甲醇供给系统和甲醇喷射控制系统，并在其排气管处增加了DOC+POC集成体后处理器。