一种汽车尾气后处理方法与流程

技术特征：
1.一种汽车尾气后处理方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、对现有的汽车尾气后处理系统进行改进，改进后的汽车尾气后处理系统包括第一doc(7)，第二doc(13)，dpf(21)，第一scr(29)和第二scr(41)，所述第一doc(7)的进气口与发动机(2)的排气管(3)固定连接，靠近发动机(2)一侧的排气管(3)通过电磁阀(43)与发动机(2)的进气歧管(1)相连，在靠近第一doc(7)进气口的排气管(3)上连接有第一冷却器(4)，第一温度传感器(5)和燃油喷射单元(6)，所述第一温度传感器(5)和燃油喷射单元(6)均设置于靠近第一doc(7)进气口的排气管(3)的内壁上；所述第一doc(7)的排气口通过第一连接管(11)依次连接可旋转的第一换向阀(10)、第二换向阀(15)、第一风机(16)、第一加热器(17)、第二冷却器(18)以及dpf(21)的进气口，在靠近第一doc(7)排气口的第一连接管(11)的内壁上设置有hc传感器(8)和co传感器(9)，在dpf(21)本体进气口内壁上分别设置有第二温度传感器(19)和第一压力传感器(20)，在dpf(21)本体排气口内壁上分别设置有第三温度传感器(22)和第二压力传感器(23)；第二doc(13)的进气口通过第一旁通进气管(12)与第一连接管(11)连接，第二doc(13)的排气口通过第一旁通排气管(14)与第一连接管(11)连接，所述的第一换向阀(10)能够通过旋转使第一旁通进气管(12)与第一连接管(11)连通或者断开，所述的第二换向阀(15)能够通过旋转使第一旁通排气管(14)与第一连接管(11)连通或者断开；所述dpf(21)的出气口通过第二连接管(24)依次连接第二加热器(25)、第三冷却器(26)以及第一scr(29)的进气口，在靠近第一scr(29)进气口的第二连接管(24)的内壁上分别设置有第四温度传感器(27)和第一尿素喷射单元(28)，第一scr(29)的排气口通过尾气管(32)依次连接可旋转的第三换向阀(31)、第四换向阀(33)以及环境空气，在靠近第一scr(29)排气口的尾气管(32)的内壁上设置有nox传感器(30)，第二scr(41)进气口通过第二旁通进气管(35)依次连接第四冷却器(37)、第三加热器(36)、第二风机(34)以及靠近第一scr(29)的排气口处的尾气管(32)的前端，所述的第二scr(41)的排气口通过第二旁通排气管(42)与连通环境空气的尾气管(32)的尾端连通，在位于第四冷却器(37)和第二scr(41)进气口之间的第二旁通进气管(35)的内壁上分别安装有第五温度传感器(38)、第三压力传感器(39)和第二尿素喷射单元(40)，所述的第三换向阀(31)能够通过旋转使第二旁通进气管(35)与尾气管(32)连通或者断开，所述的第四换向阀(33)能够通过旋转使第二旁通排气管(42)与尾气管(32)连通或者断开；所述的第一温度传感器，hc传感器，co传感器，第二温度传感器，第一压力传感器，第三温度传感器，第二压力传感器，第四温度传感器，nox传感器，第五温度传感器和第三压力传感器的信号输出端均与ecu控制单元(44)的信号输入端通过控制线连接，ecu控制单元(44)的信号输出端分别与第一冷却器，燃油喷射单元，第一换向阀，第二换向阀，第一风机，第一加热器，第二冷却器，第二加热器，第三冷却器，第一尿素喷射单元，第三换向阀，第四换向阀，第二风机，第三加热器，第四冷却器，第二尿素喷射单元和电磁阀的信号输入端通过控制线连接；步骤二、ecu控制单元通过第一温度传感器实时获取第一doc进气口处由发动机排出的排气温度t1，若t1大于等于第一doc中催化剂失效温度下限则ecu控制单元打开电磁阀，使排气管中的部分排气流经发动机进气歧管重新进入发动机缸内做功，同时ecu控制单
元启动第一冷却器，进一步使排气管中的排气温度降至第一doc预设工作温度t
doc
；若t1小于第一doc中催化剂失效温度下限则系统不进行调节；步骤三、ecu控制单元通过hc传感器和co传感器实时获取第一doc排气口处的hc浓度和co浓度，若hc浓度超过hc排放最大限值hc
max
或者co浓度超过co排放最大限值co
max
,则第一换向阀旋转角度，使发动机的排气只能由排气管进入第一旁通进气管，经第二doc进行排气的进一步净化，同时第二换向阀旋转角度，使经第二doc进一步净化后的排气由第一旁通排气管进入第一连接管；若hc浓度和co浓度都不超过hc排放最大限值hc
max
和co排放最大限值co
max
,则第一换向阀旋转角度，关闭由排气管进入第一旁通进气管的通路，同时第二换向阀旋转角度，关闭由第一连接管进入第一旁通排气管的通路，使排气只流经第一连接管；步骤四、判断是否进行dpf的再生，具体为：ecu控制单元通过第二温度传感器和第一压力传感器实时获取dpf进气口处的温度t
in
和p
in
，并通过第三温度传感器和第二压力传感器实时获取dpf排气口处的温度t
out
和p
out
，将第三温度传感器的温度值减去第二温度传感器的温度值得到dpf温度变化值
△
t
dpf
并且将第二压力传感器的压力值减去第一压力传感器的压力值得到dpf压力变化值
△
p
dpf
，然后进行如下判断：步骤41，若dpf温度变化值
△
t
dpf
和压力变化值
△
p
dpf
任意一组超过温度变化阈值和压力变化阈值则进行dpf的再生，具体为：当由第二温度传感器获得的dpf进气口处的温度t
in
已经超过dpf再生温度，此时ecu控制单元控制第二冷却器工作使dpf进气口处温度t
in
冷却至dpf预设起燃温度t
com
；当由第二温度传感器获得的dpf进气口处的温度t
in
低于dpf工作温度下限此时ecu控制单元驱动燃油喷射单元工作，调节燃油喷射单元燃油喷射量为最大安全燃油量q
max
，同时ecu控制单元驱动第一加热器工作，以对dpf进气口处排气进行进一步升温，使dpf进气口温度t
in
达到dpf预设起燃温度t
com
；当dpf工作温度下限ecu控制单元根据dpf进气口处的温度t
in
和dpf预设起燃温度t
com
的差值自动调节燃油喷射单元燃油喷射量，使dpf进气口温度t
in
达到dpf预设起燃温度t
com
；步骤42，若dpf温度变化值
△
t
dpf
和压力变化值
△
p
dpf
都不超过温度变化阈值和压力变化阈值则不进行dpf的再生，此时ecu控制单元得到的dpf进气口处温度t
in
若高于dpf预设工作温度t
gz
，则驱动第二冷却器工作使dpf进气口温度t
in
冷却至dpf预设工作温度t
gz
；若dpf进气口温度t
in
低于dpf预设工作温度t
gz
，则驱动第一加热器工作使dpf进气口温度t
in
加热至dpf预设工作温度t
gz
；若dpf进气口温度t
in
等于dpf预设工作温度t
gz
，则系统不进行调节；步骤五、ecu控制单元根据第一压力传感器获取的dpf进气口处的压力p
in
判断是否进行系统调节，具体为：若dpf进气口处的压力p
in
小于dpf工作压力下限则ecu控制单元启动第一风机，使dpf进气口处的压力p
in
增压至dpf预设工作压力p
gz
；若dpf进气口处的压力p
in
不低于dpf工作压力下限则系统不进行调节；步骤六、ecu控制单元自动调节第一尿素喷射单元尿素喷射量，同时根据第四温度传感器获取的第一scr进气口处的温度值t’in
调节第一scr进气温度至第一scr工作最佳温度t
scr
，具体为：若ecu控制单元得到的第一scr进气口温度t’in
高于第一scr预设工作温度t
scr
，
则驱动第三冷却器工作使第一scr进气口温度t’in
冷却至第一scr预设工作温度t
scr
；若第一scr进气口温度t’in
低于第一scr预设工作温度t
scr
，则驱动第二加热器工作使第一scr进气口温度t’in
加热至第一scr预设工作温度t
scr
；若第一scr进气口温度t’in
等于第一scr预设工作温度t
scr
，则系统不进行调节；步骤七、ecu控制单元通过nox传感器实时获取第一scr排气口处的nox浓度，若nox浓度超过nox排放最大限值nox
max
,则第三换向阀旋转角度，使第一scr排气只能由尾气管进入第二旁通进气管，经第二scr进行排气的进一步净化，此时ecu控制单元通过第三压力传感器获取第二scr进气口处的压力p3，若p3低于第二scr工作压力下限则ecu控制单元启动第二风机，使第二scr进气口处的压力p3增压至第二scr预设工作压力p
scr
；若第二scr进气口处的压力p3不低于第二scr工作压力下限则不启动第二风机，同时ecu控制单元自动调节第二尿素喷射单元尿素喷射量，同时ecu控制单元根据第五温度传感器获取的第二scr进气口处的温度值t”in
采用步骤六中的方法将第二scr进气口处的温度值调节至scr工作最佳温度t
scr
；ecu控制单元控制第四换向阀旋转角度，使经第二scr净化后的排气由第二旁通排气管进入尾气管之后排向大气；若nox浓度不超过nox排放最大限值nox
max
,则第三换向阀旋转角度，关闭由尾气管进入第二旁通进气管的通路，同时第四换向阀旋转角度，关闭由尾气管进入第二旁通排气管的通路，排气由第一scr净化后直接由尾气管排向大气。2.根据权利要求1所述的一种汽车尾气后处理方法，其特征在于：所述第一doc，第二doc，第一scr以及第二scr靠近进气口处沿周向以焊接方式布置若干个折流片，折流片与水平夹角为15度。3.根据权利要求1或者2所述的一种汽车尾气后处理方法，其特征在于：所述第一冷却器，第二冷却器，第三冷却器为套在管道外壁上的圆环形套管，其内部通有冷却水或冷却介质，所述第一加热器，第二加热器，第三加热器为套在管道外壁上的方形中空电阻箱，其内部设置有电阻丝。4.根据权利要求1或者2所述的一种汽车尾气后处理方法，其特征在于：所述第一风机，第二风机通过焊接形式与管道相连，且四周设置有密封环以防止气体泄露，所述第一风机、第二风机叶片总面积不超过管道横截面积三分之一，且叶片数量仅为6片。

技术总结
本发明公开了一种汽车尾气后处理方法，首先调节第一冷却器使第一DOC处于最佳工作温度，并根据第一DOC后的HC和CO浓度控制通往第二DOC的旁路开合，以确保HC和CO排放低于限值，其次根据DPF前后的温差和压差调节燃油喷射单元，第二冷却器及第一加热器使DPF入口温度达到预设起燃温度(再生时)或预设工作温度(不进行再生时)，最后调节第三冷却器及第二加热器使第一SCR处于最佳工作温度，并根据第一SCR后的NOx浓度控制通过第二SCR的旁路开合，以保证NOx排放低于限值，此外加设风机以改善排气背压显著增加的问题。本发明可有效地对各部件进行高温保护，系统使用寿命长，净化效率高，性能稳定，可应用于国6阶段甚至更高排放要求的汽车后处理系统中。车后处理系统中。车后处理系统中。


技术研发人员：刘海峰 张晓腾 王灿 尧命发
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：2021.07.30
技术公布日：2021/9/9