[发明专利]一种先进的天然气发动机燃烧排放控制系统

说明书

本发明公开了一种先进的天然气发动机燃烧排放控制系统，涉及发动机后处理技术领域，解决现有后处理方式难以实现超低排放的技术问题，系统包括发动机，发动机的排气管依次连接有涡轮增压器、二元TWC催化器、空气引射机构、GOC催化器、SCR催化器、ASC催化器，二元TWC催化器的输入端设有第一氧传感器，二元TWC催化器的输出端设有第二氧传感器，SCR催化器的输入端设有第三氧传感器，SCR催化器的输出端设有NOx传感器，空气引射机构包括壳体，壳体内设有文丘里管，文丘里管的输入口穿过壳体的一端并连接排气管，壳体的另一端连接排气管，壳体设有与文丘里管的输出口位置对应的补气管，补气管通过三通接头分别连接有第一分管、第二分管。

技术领域

本发明涉及发动机后处理技术领域，更具体地说，它涉及一种先进的天然气发动机燃烧排放控制系统。

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)，目前天然气发动机普遍采用当量+EGR+TWC+ASC的燃烧技术路线。首先发动机通过机内控制技术如发动机本体设计、燃烧优化和外部冷却EGR策略将原排NOx、NMHC、CH4和CO控制到一定水平，然后再结合机外净化的方式(TWC+ASC)将发动机总体排放控制在国6排放法规限值之内。

当前的技术方案三元催化器(TWC)对空燃比控制精度要求较高(如图1所示)：NOx与CO和CH4的最高效转化窗口存在一定的差异，排气浓度偏稀或偏浓都无法使NOx、CO和CH4的转化效率同时达到最高，使用当前方案受空燃比窗口的限制，较难以实现超低排放控制，导致发动机整体排放相对国六排放限值裕度不大，满足下一阶段排放法规存在很大技术挑战，特别是催化器的耐久性难以得到保证。三元催化器(三元-TWC)采用了三种贵金属元素，后处理中NOx排放的控制主要依赖价格昂贵的贵金属铑，受贵金属价格波动影响大，催化器成本难以把控。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，本发明的目的是提供一种可以降低催化器成本的先进的天然气发动机燃烧排放控制系统。

本发明的技术方案是：一种先进的天然气发动机燃烧排放控制系统，包括发动机，所述发动机的排气管依次连接有涡轮增压器、二元TWC催化器、空气引射机构、GOC催化器、SCR催化器、ASC催化器，所述二元TWC催化器的输入端设有第一氧传感器，所述二元TWC催化器的输出端设有第二氧传感器，所述SCR催化器的输入端设有第三氧传感器，所述SCR催化器的输出端设有NOx传感器，所述空气引射机构包括壳体，所述壳体内设有文丘里管，所述文丘里管的输入口穿过所述壳体的一端并连接所述排气管，所述壳体的另一端连接所述排气管，所述壳体设有与所述文丘里管的输出口位置对应的补气管，所述补气管通过三通接头分别连接有第一分管、第二分管，所述第一分管连通大气环境，所述第一分管上设有第一控制阀，所述第二分管连接压缩空气源或所述涡轮增压器，所述第二分管上设有第二控制阀，所述发动机的ECU分别电性连接所述第一氧传感器、第二氧传感器、第三氧传感器、NOx传感器、第一控制阀、第二控制阀。

作为进一步地改进，所述二元TWC催化器只采用了Pt和Pd两种贵金属。

进一步地，所述补气管的输入口设有空气过滤器。

进一步地，所述补气管上设有单向阀。

进一步地，所述压缩空气源为增压泵或压缩气罐。

有益效果

本发明与现有技术相比，具有的优点为：