一种实现燃气发动机超低排放的控制系统
技术领域
本实用新型涉及尾气处理，更具体地说，它涉及一种实现燃气发动机超低排放的控制系统。
背景技术
为满足重型商用车及发动机国六排放法规(GB17691-2018)要求(排放限值要求NOX控制≤0.46g/kWh，CH4≤0.5g/kWh，NMHC≤0.16g/kWh，NH3≤10ppm，PM≤10mg/kWh，PN≤6*10^11#kWh)，目前天然气发动机普遍采用当量+EGR+TWC+ASC的燃烧技术路线，TWC为三元催化器，ASC为氨捕集器。该技术发动机通过燃烧优化、发动机本体设计等措施控制发动机使得PM、PN排放达标法规要求。同时，通过应用上述措施，以及外部冷却EGR策略将NOX、NMHC、CH4、CO原始排放控制到一定水平；通过TWC降低发动机尾气中的NOX、NMHC、CH4和CO排放，通过ASC降低发动机尾气中的NH3排放，最终使发动机总体排放控制在国6排放法规限值之内。
当前的技术方案中TWC对空燃比控制精度要求较高，控制难度大，如图1所示，由于受空燃比窗口的限制，尾气污染物难以实现超低排放控制。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，本实用新型的目的是提供一种实现燃气发动机超低排放的控制系统。
本实用新型的技术方案是：一种实现燃气发动机超低排放的控制系统，包括通过排气管连接的三元催化器、氨捕集器，所述三元催化器、氨捕集器之间的排气管上分别设有氧化催化器、选择性催化还原催化器，靠近所述三元催化器输出端的排气管上设有补气装置。
作为进一步地改进，所述三元催化器、氨捕集器之间的排气管上还设有颗粒捕集器。
进一步地，还包括控制器，所述三元催化器的输出端设有氧传感器，所述控制器电性连接所述氧传感器、补气装置。
进一步地，所述补气装置包括电性连接所述控制器的电动气泵，所述电动气泵通过补气管连接所述排气管，所述补气管上设有电性连接所述控制器的控制阀。
进一步地，所述电动气泵、控制阀之间的补气管上设有储气罐。
进一步地，所述储气罐的输入端、输出端分别设有单向阀。
进一步地，所述控制器为发动机ECU。
有益效果
本实用新型与现有技术相比，具有的优点为：本实用新型通过在三元催化器与氨捕集器之间增加氧化催化器、颗粒捕集器、选择性催化还原催化器，对三元催化器排出的尾气进行深度处理，可以降低三元催化器对空燃比控制精度要求，对三元催化器排出的尾气补充空气可以提高氧气含量，从而可以提高氧化催化器、颗粒捕集器、选择性催化还原催化器和氨捕集器对尾气的转化率，可以实现超低排放的目的。
附图说明
图1为TWC后处理反应原理图；
图2为本实用新型的结构示意图。
其中：1-排气管、2-补气装置、3-氧传感器、4-电动气泵、5-补气管、6-控制阀、7-储气罐、8-单向阀、9-发动机、10-增压器、TWC-三元催化器、ASC-氨捕集器、DOC-氧化催化器、SCR-选择性催化还原催化器、DPF-颗粒捕集器。
具体实施方式
下面结合附图中的具体实施例对本实用新型做进一步的说明。
参阅图2，一种实现燃气发动机超低排放的控制系统，包括通过排气管1连接的三元催化器TWC、氨捕集器ASC，发动机9的尾气经过增压器10后排放到排气管1。三元催化器TWC、氨捕集器ASC之间的排气管1上分别设有氧化催化器DOC、选择性催化还原催化器SCR、颗粒捕集器DPF，靠近三元催化器TWC输出端的排气管1上设有补气装置2，用于补充空气。通过在三元催化器TWC与氨捕集器ASC之间增加氧化催化器DOC、选择性催化还原催化器SCR、颗粒捕集器DPF，可以对三元催化器TWC排出的尾气进行深度处理，可以降低三元催化器TWC对空燃比控制精度要求，对三元催化器TWC排出的尾气补充空气可以提高氧气含量，从而可以提高氧化催化器DOC、选择性催化还原催化器SCR、颗粒捕集器DPF和氨捕集器ASC对尾气的转化率，可以实现超低排放的目的。三元催化器TWC、氧化催化器DOC、颗粒捕集器DPF、选择性催化还原催化器SCR、氨捕集器ASC依次排列安装在排气管1上。
控制系统还包括控制器，三元催化器TWC的输出端设有氧传感器3，用于实时获取三元催化器TWC输出尾气中的氧浓度，控制器电性连接氧传感器3、补气装置2，控制器可以根据氧浓度控制补气装置2对尾气补充的空气量。
在本实施例中，补气装置2包括电性连接控制器的电动气泵4，电动气泵4通过补气管5连接排气管1，补气管5上设有电性连接控制器的控制阀6，控制阀6为比例阀或节流阀，可以控制补气管5的流量，从而控制对尾气补充的空气量。电动气泵4、控制阀6之间的补气管5上设有储气罐7，电动气泵4先将空气储存在储气罐7内，再由储气罐7进行补充空气，可以实现补充空气的稳定性。储气罐7的输入端、输出端分别设有单向阀8。
在本实施例中，控制器为发动机ECU。
本实用新型通过在等当量燃烧条件下应用TWC处理对发动机原排进行第一次处理；然后通过补气装置2，提升尾气中的氧浓度，并进一步在尾气富氧条件下通过应用DOC进一步降低CH4、NMHC和CO排放；应用DPF进一步降低PM、PN排放；应用SCR进一步降低NOX排放；应用ASC进一步降低NH3排放；可以使得发动机尾气排放实现超低排放的目的，或在国六的排放限值的基础上再降低50％以上，满足下一阶段排放限值的要求。
以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。
