[发明专利]一种柴油机SCR后处理系统的维修方法与装置

说明书

一种柴油机SCR系统的维修方法，通过以下步骤清除柴油机排气系统中可能存在的可烧除结晶物质及有机颗粒物：1）使发动机处于空载状态，进入SCR系统烧除清扫模式的操作步骤；2）发动机启动运行，燃油喷射装置启动SCR系统烧除清扫程序；3）发动机燃油喷射控制系统通过调节主喷油及多次喷油的后喷油脉冲的喷油量及喷油相位，控制发动机在某一预设目标转速和预设目标排气温度下运行；4）退出SCR系统烧除清扫模式的操作步骤。应用该方法的柴油机控制器ECM中包括烧除清扫维修模式，当所述柴油机在处于该模式的ECM控制下运行时，可产生400‑550℃的高温排气，SCR系统中的结晶积碳沉积物将被烧除清扫干净。

技术领域

本发明属于发动机排气后处理技术领域，具体涉及发动机排气选择性还原（SCR）后处理系统的售后维修与养护。

背景技术

随着环境问题的日益突出，节能减排已经成为车辆及发动机的永无止境的要求，为此，各国都出台了一系列的车辆排放标准，并且越来越严格。对此，以内燃机为动力的车辆需要安装排放后处理系统以求满足排放要求。例如，目前主要用于对柴油发动机尾气中NOx等污染物进行催化处理的SCR（Selective Catalytic Reduction）技术等已经成为柴油车辆等必需使用的技术。

SCR技术需要将还原剂定量喷射进柴油机排气中，与排气混合后进入SCR催化转换器。还原剂一般使用32.5%重量浓度的尿素水溶液（也叫柴油排气处理液DEF=DieselExhaust Fluid，或者添蓝液AdBlue）。DEF在排气中通过排气高温分解出的氨气，在与发动机排气混合后进入SCR催化器，在催化剂的作用下，氨气就会与发动机排气中的NOx等发生催化还原反应，使NOx分解为无害的N2、H2O。由于流动和排温等各种原因，DEF几乎很难完全热解为有效的NOx还原成分氨气，总会有部分尿素可能因为其他物理化学变化而变成固态结晶体残留在排气管内，长时间积累就会堵塞发动机排气管，使发动机性能严重恶化。

DEF在排气管内的结晶，受很多因素的影响，最主要的是温度和两相流流动速度。温度决定化学反应生成物，流动速度决定生成物中的固态结晶体是否会积累在管道内部。

现有的SCR技术，都要想方设法使喷出的反应剂与发动机排气混合均匀，并尽可能保证温度和流动条件使DEF尽快地热解成为氨气而尽可能少地生成结晶物质。为此有采用压缩空气雾化喷射DEF的气助SCR系统，也有依靠压力喷射雾化DEF的非气助SCR系统。但由于结构的限制，做到绝对理想均匀混合的方案是不存在的，特别是非气助的SCR系统，喷雾粒径较大，喷雾分布又有自己的特性，需要设计专门的混合装置防止结晶并实现混合均匀。

提高DEF喷射的温度条件，能够有效减少排气管内结晶物的生成。但随着排放法规越来越严格，较低排气温度条件下例如200℃左右不喷射DEF，将很难达到排放目标。

为了保证SCR系统和发动机的正常工作，迫切需要一种SCR后处理系统养护维修方法，以在通过SCR有效降低发动机NOx排放的同时，保证不会因为排气管内结晶物堆积过多而影响发动机的能够正常运转，保证SCR系统一直能够高效发挥作用。

发明内容

本发明针对上述问题，之目的在于提供一种低成本但能够有效清除SCR系统内部结晶物的方法，在发动机运行了一定时间后对SCR系统进行清洁处理，保证发动机和SCR系统在整个寿命周期内正常工作。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种柴油机SCR系统的维修方法，其特征在于，通过以下步骤清除柴油机排气系统中可能存在的可烧除结晶物质及有机颗粒物：1）使发动机处于空载状态，进入SCR系统烧除清扫模式的操作步骤；2）发动机启动运行，燃油喷射装置启动SCR系统烧除清扫程序；3）发动机燃油喷射控制系统通过调节主喷油及后喷油脉冲的喷油量及喷油相位，控制发动机在某一预设目标转速和预设目标排气温度下运行；4）退出SCR系统烧除清扫模式的操作步骤。