一种发动机废气流量管理系统及控制方法

技术领域

本发明涉及发动机废气处理技术领域，尤其涉及一种发动机废气流量管理系统及控制方法。

背景技术

作为空气污染的主要来源之一，柴油机所排放的NO

现有技术中废气流量管理系统的对排放排气流量只进行DOC(Diesel oxidationcatalyst，柴油机氧化型催化器)及DPF(Diesel Particulate Filter，柴油机颗粒过滤器)的处理，然后输入SCR(Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原)装置，不能依照发动机的实际工作情况分类处理废气，排入SCR装置的废气不能达到SCR装置的温度效率区，导致后处理效率低且不稳定，硫中毒现象严重。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发动机废气流量管理系统及控制方法，电控单元能够控制第一选择阀、第二选择阀和第三选择阀的选择连通相应的管路，以适应不同发动机工况时不同的废气处理路径。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供一种发动机废气流量管理系统，包括：

发动机组件，排气端连通于第一选择阀；

LNT(Lean NO

氧化过滤组件，所述氧化过滤组件的进气端通过第二管路连通于所述第一选择阀，且通过第三管路连通于所述第二选择阀；

第三选择阀，所述第三选择阀连通于所述第一管路并通过第四管路分叉分别连通于所述第二选择阀和所述氧化过滤组件的排气端；

电控单元，与所述第一选择阀、所述第二选择阀和所述第三选择阀均通讯连接。

作为优选，所述发动机组件包括发动机气缸、进气歧管、排气歧管、增压器、中冷器和中冷管路，所述进气歧管和所述排气歧管均连通于所述发动机气缸，所述增压器的压端与所述进气歧管连通，涡端与所述排气歧管连通，所述中冷器设置在所述增压器与所述进气歧管连通的第五管路上，所述中冷管路的进气端连通于所述第五管路，所述中冷管路的排气端分叉分别连通于所述氧化过滤组件的上游和下游，所述第一选择阀的进气端连通于所述增压器的涡端。

作为优选，所述发动机组件还包括EGR进气管，所述EGR进气管连通于所述进气歧管和所述排气歧管。

作为优选，所述EGR进气管上还设置有EGR阀，所述EGR阀通信连接于所述电控单元。

作为优选，所述中冷管路分叉出的两个管路上均设置有电磁阀，所述电磁阀通信连接于所述电控单元。

作为优选，还包括HC喷射器，所述HC喷射器位于所述氧化过滤组件的上游的管路上。

作为优选，所述氧化过滤组件包括相互连通DOC和DPF,所述DPF设置在所述DOC的下游。

另一方面，本发明还提供一种控制方法，用于控制上述的发动机废气流量管理系统，包括：

发动机冷启动时，控制所述第一选择阀连通于所述LNT，控制所述第二选择阀连通于所述氧化过滤组件，控制所述第三选择阀连通所述第四管路，废气流量的路径依次为所述第一选择阀、所述LNT、所述第二选择阀、所述氧化过滤组件和所述第三选择阀；

所述发动机正常运转时，控制所述第一选择阀连通于所述氧化过滤组件，控制所述第二选择阀连通所述第四管路，控制所述第三选择阀连通所述第一管路，废气流量的路径依次为所述第一选择阀、所述氧化过滤组件、所述第二选择阀、所述LNT和所述第三选择阀。

作为优选，所述发动机组件包括中冷管路，所述中冷管路的排气端分叉分别连通于所述氧化过滤组件的上游和下游，所述发动机处于高负荷工况时，在所述发动机正常运转的废气流量路径的基础上，连通所述中冷管路分叉连接于所述氧化过滤组件下游的管路。

作为优选，还包括脱硫工况，所述脱硫工况在所述发动机冷启动的废气流量路径的基础上，控制连通所述中冷管路分叉连接于所述氧化过滤组件上游和下游的管路。

本发明的有益效果：本发明提供的发动机废气流量管理系统，电控单元能够根据不同的发动机运行工况控制第一选择阀、第二选择阀和第三选择阀的选择连通相应的管路，以实现排入LNT及SCR中的废气流量及温度符合LNT和SCR的温度效率区，相较于现有技术中的废气流量管理系统的对排放排气流量只进行DOC及DPF的处理，然后输入SCR装置，本发明提供的发动机废气流量管理系统能够根据发动机的不同运行工况、后处理的转化效率和再生效率需求，切换废气流量的不同路径，满足后处理系统的性能需求，降低排放且提高了后处理的可靠性。

另一方面，本发明还提供一种控制方法，用于控制上述的发动机废气流量管理系统。

附图说明

图1是本发明一种发动机废气流量管理系统路径一的废气流量示意图；

图2是本发明一种发动机废气流量管理系统路径二的废气流量示意图；

图3是本发明一种发动机废气流量管理系统路径三的废气流量示意图；

图4是本发明一种发动机废气流量管理系统路径四的废气流量示意图；

图5是本发明控制方法的流程图。

图中：

1、发动机组件；11、发动机气缸；12、进气歧管；13、排气歧管；14、增压器；15、中冷器；16、EGR进气管；

2、LNT；

3、氧化过滤组件；31、DOC；32、DPF；

4、电控单元；

5、HC喷射器；

100、第一选择阀；200、第二选择阀；300、第三选择阀；

101、第一管路；201、第二管路；301、第三管路；401、第四管路；501、中冷管路；5011、电磁阀；601、第五管路。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1-图4所示，本发明提供一种发动机废气流量管理系统，包括发动机组件1、LNT 2、氧化过滤组件3、第一选择阀100、第二选择阀200、第三选择阀300，发动机组件1的排气端连通于第一选择阀100；LNT 2一端通过第一管路101连通于第一选择阀100，另一端连通有第二选择阀200；氧化过滤组件3的进气端通过第二管路201连通于第一选择阀100，且通过第三管路301连通于第二选择阀200；第三选择阀300连通于第一管路101并通过第四管路401分叉分别连通于第二选择阀200和氧化过滤组件3的排气端；中冷管路501的进气端连通于发动机组件1，中冷管路501的排气端分叉分别连通于氧化过滤组件3的上游和下游；电控单元4与第一选择阀100、第二选择阀200和第三选择阀300均通讯连接，电控单元4能够控制第一选择阀100、第二选择阀200和第三选择阀300的选择连通相应的管路，以适应不同发动机工况时不同的废气处理路径。

本实施例提供的发动机废气流量管理系统，电控单元4能够根据不同的发动机运行工况控制第一选择阀100、第二选择阀200和第三选择阀300的选择连通相应的管路，以实现排入LNT 2及SCR中的废气流量及温度符合LNT 2和SCR的温度效率区，相较于现有技术中的废气流量管理系统的对排放排气流量只进行DOC及DPF的处理，然后输入SCR装置，本实施例提供的发动机废气流量管理系统能够根据发动机的不同运行工况、后处理的转化效率和再生效率需求，切换废气流量的不同路径，满足后处理系统的性能需求，降低排放且提高了后处理的可靠性。

具体地，发动机组件1包括发动机气缸11、进气歧管12、排气歧管13、增压器14、中冷器15和中冷管路501，进气歧管12和排气歧管13均连通于发动机气缸11，增压器14与进气歧管12及排气歧管13均连通，中冷器15设置在增压器14与进气歧管12连通的第五管路601上，中冷管路501的进气端连通于第五管路601，中冷管路501的排气端分叉分别连通于氧化过滤组件3的上游和下游，第一选择阀100的进气端连通于增压器14的涡端，其中，进气歧管12和排气歧管13分别用于发动机气缸11的进气和废气的排气，增压器14的压端连通于进气歧管12，涡端连通于排气歧管13，废气排气流量可作为增压器14补充进气的动力来源，中冷器15用于对增压器14的进气调节温度后排放至尾气处理管路中，调整尾气温度，第一选择阀100的进气端连通于增压器14的排气端，接收发动机气缸11排放的废气后选择排出。

更进一步地，发动机组件1还包括EGR进气管16，EGR进气管16连通于进气歧管12和排气歧管13，EGR进气管16上还设置有EGR阀及EGR冷却器，EGR进气管16能够将发动机气缸11排出的未完全燃烧的废气通过EGR冷却器冷却后再次排入进气歧管12经过发动机气缸11再次燃烧，循环利用废气，EGR阀通信连接于电控单元4，电控单元4检测到发动机气缸11排出未完全燃烧的废气，控制EGR阀开启。

具体地，中冷管路501分叉出的两个管路上均设置有电磁阀5011，电磁阀5011通信连接于电控单元4，根据废气需调控的具体温度选择性的不开启电磁阀5011、开启一个电磁阀5011或者将两个电磁阀5011都开启。

更进一步地，氧化过滤组件3的上游还设置有HC喷射器5，能够加快适当温度气体的喷射。

具体地，氧化过滤组件3包括相互连通DOC 31和DPF 32,DPF 32设置在DOC31的下游，DOC 31为尾气后处理的第一步，是将氧化废气中的一氧化碳、碳氢化合物，转化为无害的CO

如图1-5所示，本实施例还提供一种控制方法，用于控制上述发动机废气流量管理系统，发动机冷启动时，控制第一选择阀100连通于LNT 2，控制第二选择阀200连通于氧化过滤组件3，控制第三选择阀300连通第四管路401，如图1中箭头所示，废气流量的路径依次为第一选择阀100、LNT 2、第二选择阀200、氧化过滤组件3和第三选择阀300，废气流量走LNT 2紧耦合路径(简称路径一)，LNT 2可以在初始低温状态得到迅速加热升温，达到LNT 2效率温度，使得LNT 2的温度能够保持在效率区；发动机正常运转时，控制第一选择阀100连通于氧化过滤组件3，控制第二选择阀200连通第四管路401，控制第三选择阀300连通第一管路101，如图2中箭头所示，废气流量的路径依次为第一选择阀100、氧化过滤组件3、第二选择阀200、LNT 2和第三选择阀300(简称路径二)，废气经过远路径到达LNT 2，LNT 2温度在效率区。

更进一步地，发动机处于高负荷工况时，排温高，影响LNT 2的吸附效率，废气流量走远程路径，如图3所示，在发动机正常运转的废气流量路径(路径二)的基础上，连通中冷管路501分叉连接于氧化过滤组件3下游的管路，对进入LNT 2内空气进行冷却，防止LNT 2连续再生时内部温度持续上升(简称路径三)。

更进一步地，还包括脱硫工况，脱硫工况在发动机冷启动的废气流量路径(路径一)的基础上，如图4所示，由于脱硫工况废气温度较高，控制连通中冷管路501分叉连接于氧化过滤组件3上游和下游的管路，高效率对废气流量进行温度及氧浓度进行控制。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。