非道路柴油发动机的尾气排放控制系统
技术领域
本发明是关于发动机尾气排放领域，特别是关于一种能够符合非道路印度第四阶段排放的非道路柴油发动机的尾气排放控制系统。
背景技术
现有技术的尾气控制技术主要有以下几种：
现有技术1：氧化催化转化器(DOC)+催化燃烧再生(CDPF)+电加热的尾气控制技术；例如专利名称：非道路移动机械用尾气黑烟处理净化系统及净化方法，专利号：CN201811316106.7。现有技术1应用了DOC+CDPF+电加热尾气控制技术，参见图1。现有技术1提供一种非道路移动机械用尾气黑烟处理净化系统，包括筒形壳体1的一端设置进气口，另一端设置排气口，筒形壳体1内设置有DOC系统和CDPF系统；该系统还包括电加热系统2，电加热系统2连接筒形壳体1的进气段侧边。
现有技术2：氧化催化转化器(DOC)+颗粒捕集器(DPF)+选择性催化还原器(SCR+ASC)的尾气控制技术；例如专利名称：轴进轴出筒式后处理总成，专利号：CN201610844247.0。现有技术2：应用了DOC+DPF+SCR(含ASC)尾气控制技术，参见图2。现有技术2涉及一种轴进轴出筒式后处理总成，其包括顺次连接的氧化催化转换器2、颗粒捕集器3、尿素喷射混合单元4和选择性催化还原转化器5，氧化催化转换器2前端连接进气端盖1，选择性催化还原转化器5的尾端连接出气端盖6。尿素喷射系统布置在DPF后、SCR前；传感器布置方案：温度传感器×4+氮氧传感器×2+压差传感器×1，DOC前温度传感器、DOC后温度传感器、SCR前温度传感器、SCR后温度传感器，DOC前氮氧传感器、SCR后氮氧传感器，DPF前后压差传感器。
现有技术3：氧化催化转化器(DOC)+颗粒氧化催化器(POC)+选择性催化还原(SCR)的在用车尾气控制技术。例如专利名称：在用车尾气净化DePM&NOx系统及控制方法，专利号：CN201810234336.2。现有技术3应用了DOC+POC+SCR在用车尾气控制技术，参见图3；现有技术3公开了一种在用车尾气净化DePM&NOx系统，包括DOC模块、POC模块、SCR模块、尿素喷加模块、压差传感器单元、排温传感器单元、NOx传感器单元和DePM&NOx控制器；DOC模块安装在发动机前排气筒上，POC模块连接在DOC模块的后侧，SCR模块连接在POC模块的后侧，尿素喷加模块连接在SCR模块与POC模块之间。传感器布置方案：温度传感器×3+氮氧传感器×2+压差传感器×1，DOC前温度传感器、SCR前温度传感器、SCR后温度传感器，SCR前氮氧传感器、SCR后氮氧传感器，DOC+POC前后压差传感器。
现有技术的尾气控制技术主要存在以下缺点：
现有技术1的DOC+CDPF+电加热尾气控制技术通过电加热系统对后处理装置进行升温，保证碳氢化合物、碳氧化合物的氧化反应和碳颗粒的高效过滤，同时通过被动再生的持续进行对CDPF进行再生，保证整个装置在较长的生命周期内发挥作用。但后处理装置没有对氮氧化合物进行处理，导致不符合印度第四阶段的排放要求。
现有技术2的DOC+DPF+SCR(含ASC)尾气控制技术的DPF对颗粒的过滤效率达到99％以上，当DPF过滤累积的颗粒达到一定数量时，导致背压升高到标定的限值，触发后处理系统的再生，再生方案为驻车再生；驻车再生的过程主要是发动机燃油后喷，进入后处理的燃油经DOC氧化升温，高温尾气进入DPF，DPF累积的碳颗粒发生反应：C+O2->CO2，实现DPF再生。所以该技术方案以高过滤效率的DPF+驻车再生为主，高过滤效率意味着较高的驻车再生频次，该技术方案会导致发动机油耗升高；结合发动机原排，实现满足印度第四阶段排放对碳颗粒的过滤效率要求在40％-50％即可。同时，该布置方案为低背压一字型结构，有时因整车空间限制无法布置，整体方案具有一定的局限性。
现有技术3的DOC+POC+SCR在用车尾气控制技术缺少DOC后温度传感器，对于POC碳颗粒的被动再生反应温度需要计算，并非实测，对于标定而言虽然输入减少了，但控制精度变差；压差传感器测DOC+POC两端的排气压力，实际上POC是过滤器，测POC前后两端即可，只测POC两端压力，更便于标定阶段积碳的称重，也有利于建立碳载量的模型。该技术控制精度较差，碳载量模型建立难度较高。为了达到同样的精度、开发指标，需要进行大量的标定工作，开发周期长。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种非道路柴油发动机的尾气排放控制系统，其能够满足非道路印四排放的限值要求(PM低于0.025g/kw.h，且无PN要求)以及颗粒捕集器的过滤能力要求。
为实现上述目的，本发明提供了一种非道路柴油发动机的尾气排放控制系统，包括顺序设置在发动机的涡轮增压器的涡后排气接管处的氧化催化转化器、颗粒氧化催化器以及选择性催化还原器，尾气排放控制还包括DOC前温度传感器、DOC后温度传感器以及压差传感器。DOC前温度传感器设置在氧化催化转化器的前端；DOC后温度传感器设置在氧化催化转化器的后端；压差传感器设置在颗粒氧化催化器的两端。
在一优选的实施方式中，非道路柴油发动机的尾气排放控制系统还包括氮氧化物传感器、SCR前温度传感器以及SCR后温度传感器。氮氧化物传感器设置在氧化催化转化器与涡后排气接管之间以及设置在所述选择性催化还原器的后端；SCR前温度传感器设置在选择性催化还原器的前端；SCR后温度传感器设置在选择性催化还原器的后端。
在一优选的实施方式中，非道路柴油发动机的尾气排放控制系统还包括尿素混合器，其衔接在颗粒氧化催化器和选择性催化还原器之间。
在一优选的实施方式中，氧化催化转化器、颗粒氧化催化器、尿素混合器以及选择性催化还原器按照一字型结构设置。
在一优选的实施方式中，氧化催化转化器、颗粒氧化催化器、尿素混合器以及选择性催化还原器按照U字结构设置。
与现有技术相比，本发明的非道路柴油发动机的尾气排放控制系统具有以下有益效果：在保证满足印四排放(PM低于0.025g/kw.h，且无PN要求)的基础上，本技术方案采用DOC+POC+SCR(含ASC)的组合，本技术方案将一般现有技术中的DPF更换为DOC，这样组合更经济更实惠。POC的过滤效率约为为DPF的50％，标定的背压限值不变，即驻车再生的频次降低50％，意味着用户的用车效率更高，驻车再生的油耗降低50％，降低用户的使用成本。同时传感器布置方案采用三个温度传感器+氮氧传感器+压差传感器以及DOC前温度传感器、DOC后温度传感器、SCR前温度传感器，SCR后氮氧传感器，POC前后压差传感器的组合。同时本技术方案具有低背压的一字型结构和紧凑型的U字型结构，大大提高技术方案的通用性。
附图说明
图1是根据现有技术一实施方式的尾气排放控制系统的结构示意图；
图2是根据现有技术另一实施方式的尾气排放控制系统的结构示意图；
图3是根据现有技术又一实施方式的尾气排放控制系统的结构原理图；
图4是根据本发明一实施方式的尾气排放控制系统的结构原理图；
图5是根据本发明一实施方式的尾气排放控制系统的一字型结构的示意图；
图6是根据本发明一实施方式的尾气排放控制系统的U字型结构的示意图。
主要附图标记说明：
1-氧化催化转化器(DOC)，2-颗粒氧化催化器(POC)，3-尿素混合器，31-喷嘴，4-选择性催化还原器(SCR+ASC)，5-系统进气口，6-系统出气口，7-涡后排气接管，8-涡轮增压器，9-排气歧管，10-DOC前温度传感器，11-DOC后温度传感器，12-压差传感器，13-SCR前温度传感器，14-SCR后温度传感器，15-氮氧化物传感器(NOx)，16-中冷器，17-节气门，18-废气再循环系统(EGR)。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
如图1所示，根据本发明优选实施方式的一种非道路柴油发动机的尾气排放控制系统，包括顺序设置在发动机的涡轮增压器8的涡后排气接管7处的氧化催化转化器1、颗粒氧化催化器2以及选择性催化还原器4(SCR+ASC)。尾气排放控制系统能够满足非道路印度第四阶段排放标准。
在一本实施方式中，非道路柴油发动机的尾气排放控制系统还包括氮氧化物传感器15、DOC前温度传感器10、DOC后温度传感器11、压差传感器12、SCR前温度传感器13以及SCR后温度传感器14。氮氧化物传感器15设置在氧化催化转化器1与涡后排气接管7之间以及设置在所述选择性催化还原器4的后端；DOC前温度传感器10设置在氧化催化转化器1的前端；DOC后温度传感器11设置在氧化催化转化器1的后端；压差传感器12设置在颗粒氧化催化器2的两端；SCR前温度传感器13设置在选择性催化还原器4的前端；SCR后温度传感器14设置在选择性催化还原器4的后端。
在一本实施方式中，非道路柴油发动机的尾气排放控制系统还包括尿素混合器3，其衔接在颗粒氧化催化器2和选择性催化还原器4之间。尿素混合器3内部包括尿素喷射系统的喷嘴31等装置。
如图5所示，在一些实施方式中，氧化催化转化器1、颗粒氧化催化器2、尿素混合器3以及选择性催化还原器4可以按照一字型结构设置。
如图6所示，在一些实施方式中，氧化催化转化器1、颗粒氧化催化器2、尿素混合器3以及选择性催化还原器4还可以按照U字结构设置。
一字型结构设置和U字结构设置能够满足不同整机布置的需要。
在一些实施方式中，本发明的非道路柴油发动机的尾气排放控制系统的工作原理大致如下：发动机的尾气经过排气歧管9后进入至涡轮增压器8、中冷器16、节气门17、废气再循环系统(EGR)18等部件后，从系统进气口5进入尾气排放控制系统，通过该系统内的氧化催化转化器1、颗粒氧化催化器2、尿素混合器3以及选择性催化还原器4和氮氧化物传感器15、DOC前温度传感器10、DOC后温度传感器11、压差传感器12、SCR前温度传感器13以及SCR后温度传感器14的控制处理后从系统出气口6排出。
综上所述，本发明的非道路柴油发动机的尾气排放控制系统具有以下优点：在保证满足印四排放(PM低于0.025g/kw.h，且无PN要求)的基础上，本技术方案采用DOC+POC+SCR(含ASC)的组合，本技术方案将一般现有技术中的DPF更换为DOC，这样组合更经济更实惠。POC的过滤效率约为为DPF的50％，标定的背压限值不变，即驻车再生的频次降低50％，意味着用户的用车效率更高，驻车再生的油耗降低50％，降低用户的使用成本。同时传感器布置方案采用三个温度传感器+氮氧传感器+压差传感器以及DOC前温度传感器、DOC后温度传感器、SCR前温度传感器，SCR后氮氧传感器，POC前后压差传感器的组合。同时本技术方案具有低背压的一字型结构和紧凑型的U字型结构，大大提高技术方案的通用性。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
