尾气处理系统、其控制方法和车辆与流程

本发明涉及尾气处理，尤其涉及一种尾气处理系统、其控制方法和车辆。

背景技术：

1、国六柴油车的尾气后处理系统通常采用氧化催化模块(doc)+颗粒捕集模块(dpf)+尿素喷射+选择性催化还原模块(scr)的组合式技术方案。在高温排气作用下，尿素喷嘴喷射出的尿素液水解成氨气，在scr的还原催化剂作用下，排气中的氮氧化物与氨气进行反应，以实现对尾气中的氮氧化物进行处理。现有的尿素喷射系统在发动机冷启动阶段，由于尾气温度较低，直接向发动机排气管内喷射的尿素液无法正常水解成氨气或者水解成氨气后尾气温度降低，无法正常进行催化还原反应，容易造成尿素液的浪费和发动机氮氧化物排放偏高的问题，甚至出现尿素液在排气管内结晶，堵塞排气管造成车辆故障。

2、针对上述问题，现有技术存在以下解决方案：通过在现有的排气管上加装加热装置，在发动机冷启动时对尾气进行加热，用提升尾气温度的方式保证喷射的尿素可正常水解成氨气，以实现降低冷启动阶段的尾气中氮氧化物的含量，并预防尿素在排气管内结晶。

3、但该方案存在以下问题：由于加热装置体积较大，并且排气管的安装位置特殊，加热装置仅能够布置在排气管的上方，导致安装困难；此外，当发动机正常运转时，安装在排气管上的加热装置不利于排气管散热。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种尾气处理系统、其控制方法和车辆，以解决现有的对排气管加热的方案存在的安装困难以及在发动机正常运转时不利于散热的问题。

2、本发明提供一种尾气处理系统，包括排气管，所述排气管与发动机的排气歧管连接；

3、催化还原装置，所述催化还原装置连接在所述排气管内并用于吸收尾气中的氮氧化物；

4、尿素供给装置，所述尿素供给装置用于向所述排气管内供给尿素液；

5、还包括：

6、尿素喷射装置，所述尿素喷射装置设置有第一加热腔和第二加热腔，所述第一加热腔与所述尿素供给装置连接，所述第一加热腔和所述第二加热腔均能够加热所述尿素液，所述第一加热腔和所述第二加热腔通过第一电磁阀连通，所述尿素喷射装置还包括第一喷管和第二喷管，所述第一喷管通过第二电磁阀与所述第二加热腔连接，所述第二喷管通过第三电磁阀与所述第一加热腔连接，所述第一喷管和所述第二喷管均与所述排气管连接并位于所述催化还原装置的上游，所述第一喷管和所述第二喷管均能够向所述排气管内喷射所述尿素液；

7、测温组件，所述测温组件用于测量所述尾气的温度和所述催化还原装置的温度。

8、作为尾气处理系统的优选技术方案，所述测温组件包括前端温度传感器和后端温度传感器，所述前端温度传感器和所述后端温度传感器均设置在所述排气管内，所述前端温度传感器位于所述催化还原装置的上游，所述后端温度传感器位于所述催化还原装置的下游。

9、作为尾气处理系统的优选技术方案，所述第一加热腔内设置有第一加热件，所述第一加热件用于对所述第一加热腔内的所述尿素液加热；所述第二加热腔内设置有第二加热件，所述第二加热件用于对所述第二加热腔内的所述尿素液加热，所述第二加热件的功率大于所述第一加热件的功率。

10、作为尾气处理系统的优选技术方案，所述第一加热腔内设置有第一温度传感器和第一压力传感器，所述第一温度传感器和所述第一压力传感器分别用于测量所述第一加热腔内的温度和压力值；所述第二加热腔内设置有第二温度传感器和第二压力传感器，所述第二温度传感器和所述第二压力传感器分别用于测量所述第二加热腔内的温度和压力值。

11、作为尾气处理系统的优选技术方案，所述第一喷管的喷孔尺寸大于所述第二喷管的喷孔尺寸。

12、本发明提供一种尾气处理系统的控制方法，应用于上述任一方案的尾气处理系统，所述尾气处理系统的控制方法包括：

13、s1、选定模式；

14、s2、尾气处理系统以选定模式运行；

15、s3、判断是否满足第二加热腔的停止条件，如是，尾气处理系统以第二模式运行；否则返回所述步骤s2；

16、s4、判断是否满足第一加热腔的停止条件，如是，尾气处理系统以第一模式运行，否则返回所述步骤s3。

17、作为尾气处理系统的控制方法的优选技术方案，

18、所述步骤s3和步骤s4之间还包括：

19、s31、判断是否满足第二加热腔的开启条件，如是，尾气处理系统以第三模式运行，返回所述步骤s3；否则执行所述步骤s4；

20、所述步骤s4后还包括：

21、s41、持续判断是否满足第一加热腔的开启条件，如是，尾气处理系统以第二模式运行，返回所述步骤s31。

22、作为尾气处理系统的控制方法的优选技术方案，所述步骤s1包括：

23、s11、发动机上电；

24、s12、判断是否满足第二加热腔的停止条件，如是，执行步骤s13；否则选定第三模式；

25、s13、判断是否满足第一加热腔的停止条件，如是，选定第一模式；否则选定第二模式。

26、作为尾气处理系统的控制方法的优选技术方案，

27、第二加热腔的停止条件为：催化还原装置的测量温度值大于催化还原装置的t90温度值并持续第一预设时间；

28、第一加热腔的停止条件为：催化还原装置的测量温度值大于催化还原装置的最佳活性温度值并持续第二预设时间；

29、第二加热腔的开启条件为：尾气的测量温度值小于尿素液的水解温度值；

30、第一加热腔的开启条件为：尾气的测量温度值小于催化还原装置的起燃温度值。

31、作为尾气处理系统的控制方法的优选技术方案，第一模式包括第一备用状态和第一喷射状态，

32、第一备用状态包括：

33、第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀均关闭，尿素供给装置向第一加热腔内供给尿素液，第一加热腔和第二加热腔均停止对尿素液加热；

34、第一喷射状态包括：

35、收到喷射信号后，第一电磁阀和第二电磁阀保持关闭，第三电磁阀根据排气管对尿素液的需求量开闭。

36、作为尾气处理系统的控制方法的优选技术方案，第二模式包括第二备用状态和第二喷射状态，

37、第二备用状态包括：

38、第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀均关闭，尿素供给装置向第一加热腔内供给尿素液，第一加热腔对尿素液加热，第二加热腔停止对尿素液加热；

39、第二喷射状态包括：

40、收到喷射信号后，第一电磁阀和第二电磁阀保持关闭，第一加热腔对尿素液加热，第三电磁阀根据排气管对尿素液的需求量开闭。

41、作为尾气处理系统的控制方法的优选技术方案，第三模式包括第三备用状态、保温状态和第三喷射状态，

42、第三备用状态包括：

43、第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀均关闭，尿素供给装置向第一加热腔内供给尿素液，第一加热腔对尿素液加热；

44、第一电磁阀开启，第二电磁阀和第三电磁阀均关闭，第二加热腔以第一功率对尿素液加热；

45、保温状态包括：

46、第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀均关闭，第二加热腔以第二功率对尿素液保温；

47、第三喷射状态包括：

48、收到喷射信号后，第三电磁阀保持关闭，第一加热腔对尿素液加热，第二加热腔以第三功率对尿素液加热，第一电磁阀和第二电磁阀交替开闭，第二电磁阀根据排气管对尿素液的需求量周期开闭。

49、作为尾气处理系统的控制方法的优选技术方案，所述第一加热腔内设置有第一温度传感器，所述第一温度传感器用于测量所述第一加热腔内的温度值；当所述第一加热腔内的温度值达到保护温度值时，所述第一加热腔停止对尿素液加热。

50、作为尾气处理系统的控制方法的优选技术方案，所述保护温度值为尿素液的最高允许存放温度±5℃。

51、作为尾气处理系统的控制方法的优选技术方案，所述第二加热腔内设置有第二温度传感器和第二压力传感器，所述第二温度传感器和所述第二压力传感器分别用于测量所述第二加热腔内的温度和压力值；当第二加热腔以第一功率对尿素液加热至使用温度值后，第二加热腔以第二功率对尿素液保温，第二功率小于第一功率。

52、作为尾气处理系统的控制方法的优选技术方案，所述使用温度值为尿素液的水解温度±10℃。

53、作为尾气处理系统的控制方法的优选技术方案，在所述尾气处理系统以第三模式运行的过程中，持续判断第二加热腔内的压力值是否大于安全压力值，如是，打开第二电磁阀泄压。

54、本发明提供一种车辆，包括上述任一方案所述的尾气处理系统或应用上述任一方案的尾气处理系统的控制方法。

55、本发明的有益效果为：

56、本发明提供一种尾气处理系统，通过在尿素喷射装置设置第一加热腔和第二加热腔对尿素液进行两级加热，并且可通过第一电磁阀实现第一加热腔和第二加热腔的通断，通过第二电磁阀和第三电磁阀实现第一加热腔和第二加热腔向排气管内喷射尿素液，能够根据发动机尾气的各种工况选择性对尿素液进行加热，以保证对尾气的处理效果，同时由于无需在排气管位置处设置额外的装置，安装难度降低，也不会影响发动机正常运转时排气管的散热效果。