[实用新型]一种实现天然气发动机超低排放的系统

说明书

本实用新型公开了一种实现天然气发动机超低排放的系统，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，所述发动机的排气管依次连接有TWC催化器、补气机构、SCR催化器、ASC催化器，所述SCR催化器的输入端设有氧传感器，所述发动机的ECU分别电性连接所述补气机构、氧传感器。本实用新型先以TWC催化器中HC和CO的转化效率为目标来控制缸内空燃比，使TWC催化器对HC和CO进行高效转化；再对TWC催化器处理后的尾气增加氧浓度，使经过SCR催化器对NOx进行高效转化，实现超低排放，满足法规限值。

技术领域

本实用新型涉及发动机后处理技术领域，更具体地说，它涉及一种实现天然气发动机超低排放的系统。

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HC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HC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。

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可以实现天然气发动机超低排放的系统。

本实用新型的技术方案是：一种实现天然气发动机超低排放的系统，包括发动机，所述发动机的排气管依次连接有TWC催化器、补气机构、SCR催化器、ASC催化器，所述SCR催化器的输入端设有氧传感器，所述发动机的ECU分别电性连接所述补气机构、氧传感器。

作为进一步地改进，所述补气机构包括文丘里管，所述文丘里管的出口侧设有补气管。

进一步地，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，所述第二分管连接有压缩空气源，所述第二分管上设有第二控制阀，所述ECU分别电性连接所述第一控制阀、第二控制阀。

进一步地，所述压缩空气源为增压泵或压缩气罐。

进一步地，所述发动机与TWC催化器之间的排气管设有涡轮增压器，所述压缩空气源为所述涡轮增压器。

进一步地，所述补气管设有空气过滤器。

进一步地，所述补气管设有单向阀。

有益效果

本实用新型与现有技术相比，具有的优点为：

本实用新型先以TWC催化器中HC和CO的转化效率为目标来控制缸内空燃比，使空燃比控制处于HC和CO的高效转化窗口，从而使TWC催化器对HC和CO进行高效转化，实现HC和CO超低排放；再对TWC催化器处理后的尾气增加氧浓度，使SCR催化器对NOx进行高效转化，实现NOx超低排放，满足法规限值。

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；

图3为本实用新型中补气机构的结构示意图。