一種發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣處理方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣處理方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)階段，常見的發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣的還原處理技術(shù)有SCR(Selective Catalytic Reduction，選擇性催化還原技術(shù)）、EGR(Exhaust Gas Recycle，廢氣再循環(huán)技術(shù)）及 NSR(N0X Storage and Reduction，存儲(chǔ)還原 N0X技術(shù)）。
[0003] 此三者當(dāng)中，SCR多應(yīng)用于4L以上的大排量發(fā)動(dòng)機(jī)中。對(duì)于小排量發(fā)動(dòng)機(jī)則多采 用EGR。不過由于EGR效率的限制，僅僅能夠滿足國(guó)四標(biāo)準(zhǔn)的要求，對(duì)于國(guó)五、國(guó)六標(biāo)準(zhǔn)來 說，EGR技術(shù)則難以滿足。NSR同樣可以適用于小排量發(fā)動(dòng)機(jī)，但是NSR對(duì)于催化劑的要求 非常高，所以受到催化劑的限制，導(dǎo)致NSR難以被充分的應(yīng)用。
[0004] 可見，現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷在于，針對(duì)小排量發(fā)動(dòng)機(jī)，無法進(jìn)行功效達(dá)標(biāo)的尾氣處 理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣處理方法及裝置，通過調(diào)整發(fā) 動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量而使發(fā)動(dòng)機(jī)在富燃處理工況和稀燃處理工況之間切換，并完成為期的還原處 理。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明有如下技術(shù)方案：
[0007] 一種發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣處理方法，所述方法包括：
[0008] 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于稀燃處理工況，則判斷所述發(fā)動(dòng)機(jī)是否符合第一切換策略，如果符 合，則將所述發(fā)動(dòng)機(jī)切換至富燃處理工況；
[0009] 當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)處于富燃處理工況，則判斷所述發(fā)動(dòng)機(jī)是否符合第二切換策略，如 果符合，則將所述發(fā)動(dòng)機(jī)切換至稀燃處理工況；
[0010] 在所述稀燃處理工況下，將氮元素以硝酸鹽或亞硝酸鹽的形式存儲(chǔ)；在所述富燃 處理工況下，從硝酸鹽或亞硝酸鹽中釋放氮元素，并還原為氮?dú)狻?br>[0011] 優(yōu)選的，所述稀燃處理工況下，將氮元素以硝酸鹽的形式存儲(chǔ)的化學(xué)方程式具體 為：
[0014] 優(yōu)選的，所述富燃處理工況下，從硝酸鹽中釋放氮元素，并還原為氮?dú)獾幕瘜W(xué)方程 式具體為：
[0020] 優(yōu)選的，所述判斷所述發(fā)動(dòng)機(jī)是否符合第一切換策略具體為：
[0021] 根據(jù)所述稀燃處理工況前后氮氧化物的濃度，計(jì)算稀燃存儲(chǔ)率；當(dāng)所述稀燃存儲(chǔ) 率低于預(yù)設(shè)的存儲(chǔ)率閾值，則認(rèn)為符合所述第一切換策略。
[0022] 優(yōu)選的，所述判斷所述發(fā)動(dòng)機(jī)是否符合第二切換策略具體為：
[0023] 根據(jù)所述富燃處理工況前后氮氧化物的濃度，計(jì)算富燃存儲(chǔ)率；當(dāng)所述富燃存儲(chǔ) 率高于預(yù)設(shè)的存儲(chǔ)率閾值，則認(rèn)為符合所述第二切換策略；
[0024] 或者，當(dāng)富燃處理工況運(yùn)行時(shí)間超過預(yù)設(shè)的時(shí)間閾值，則認(rèn)為符合所述第二切換 策略。
[0025] 優(yōu)選的，所述將所述發(fā)動(dòng)機(jī)切換至富燃處理工況具體為：
[0026] 減少所述發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量，使所述發(fā)動(dòng)機(jī)的中空燃比達(dá)到預(yù)設(shè)的富燃空燃比；
[0027] 將發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油提前角設(shè)定為預(yù)先標(biāo)定的富燃噴油提前角。
[0028] 優(yōu)選的，所述將所述發(fā)動(dòng)機(jī)切換至稀燃處理工況具體為：
[0029] 增加所述發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量，使所述發(fā)動(dòng)機(jī)的中空燃比達(dá)到預(yù)設(shè)的稀燃空燃比；
[0030] 將發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油提前角設(shè)定為預(yù)先標(biāo)定的稀燃噴油提前角。
[0031] 本發(fā)明還提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣處理裝置，所述裝置包括：
[0032] 判斷模塊，用于在發(fā)動(dòng)機(jī)處于稀燃處理工況時(shí)，判斷所述發(fā)動(dòng)機(jī)是否符合第一切 換策略；或者在所述發(fā)動(dòng)機(jī)處于富燃處理工況時(shí)，判斷所述發(fā)動(dòng)機(jī)是否符合第二切換策 略；
[0033] 切換模塊，用于在發(fā)動(dòng)機(jī)符合所述第一切換策略時(shí)，將所述發(fā)動(dòng)機(jī)切換至富燃處 理工況；或者在發(fā)動(dòng)機(jī)符合所述第二切換策略時(shí)，將所述發(fā)動(dòng)機(jī)切換至稀燃處理工況；
[0034] 在所述稀燃處理工況下，將氮元素以硝酸鹽或亞硝酸鹽的形式存儲(chǔ)；在所述富燃 處理工況下，從硝酸鹽或亞硝酸鹽中釋放氮元素，并還原為氮?dú)狻?br>[0035] 優(yōu)選的，所述稀燃處理工況下，將氮元素以硝酸鹽的形式存儲(chǔ)的化學(xué)方程式具體 為：
[0038] 優(yōu)選的，所述富燃處理工況下，從硝酸鹽中釋放氮元素，并還原為氮?dú)獾幕瘜W(xué)方程 式具體為：
[0044] 通過以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明存在的有益效果是：通過稀燃處理工況和富燃處 理工況的交替進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)在不需要特殊催化劑的情況下，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中的碳氧化物、氮氧 化物、烴類和氫氣等污染氣體進(jìn)行氧化或還原處理；并且能應(yīng)用在小排量發(fā)動(dòng)機(jī)中，達(dá)到國(guó) 五、國(guó)六標(biāo)準(zhǔn)的要求。
【附圖說明】
[0045] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明 的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù) 這些附圖獲得其他的附圖。
[0046] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述方法流程圖；
[0047] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例所述裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0048] 為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例 中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是 本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0049] 首先需要說明的是，在本發(fā)明整體方案中，將涉及稀燃處理工況和富燃處理工況 兩種發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況，亦是本發(fā)明中特有的兩種工況。從尾氣處理的角度來說，所述發(fā)動(dòng)機(jī) 正是通過在兩種工況下的往復(fù)切換，實(shí)現(xiàn)了對(duì)于尾氣的處理。以下將對(duì)兩種工況進(jìn)行具體 的描述。
[0050] 所謂稀燃處理工況，基本等同于發(fā)動(dòng)機(jī)常規(guī)的運(yùn)行工況。在稀燃處理工況下，發(fā)動(dòng) 機(jī)進(jìn)氣量大，空燃比較高，所以尾氣中氧氣含量高。碳氧化物、烴類、氫氣等可燃性的物質(zhì)很 容易通過燃燒而氧化，生成二氧化碳和水。但是氮氧化物得不到有效地還原。
[0051] 所以在稀燃處理工況下，將氮氧化物中的氮元素，可以以硝酸鹽或亞硝酸的形式 存儲(chǔ)在催化劑當(dāng)中。具體過程為，NO在催化劑作用下被氧化成N0 2, N02與催化劑中的化合 物反應(yīng)形成硝酸鹽或亞硝酸鹽，從而被存儲(chǔ)在催化劑中。并且研宄發(fā)現(xiàn)，溫度較低時(shí)往往生 成亞硝酸鹽，而溫度高于300°C的情況下往往生成硝酸鹽。氮元素以硝酸鹽形式存儲(chǔ)的化學(xué) 方程式具體如下：
[0054] 隨著稀燃處理工況的運(yùn)行，氮元素被暫時(shí)的存儲(chǔ)。
[0055] 所謂富燃處理工況，是氮元素被徹底還原為氮?dú)獾碾A段。在富燃處理工況下，發(fā)動(dòng) 機(jī)進(jìn)氣量小，空燃比較低，所以尾氣中氧氣含量低。碳氧化物、烴類、氫氣等具有還原性的物 質(zhì)不再直接被燃燒氧化，而是參加了氮元素還原的化學(xué)反應(yīng)。
[0056] 不過由于富燃處理工況下油耗大，并不能夠長(zhǎng)時(shí)間的維持，所以在本發(fā)明中，氮元 素將在經(jīng)過一定量的存儲(chǔ)之后，集中在富燃處理工況的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行還原。還原完成后即切 換回稀燃處理工況。
[0057] 富燃處理工況下，從硝酸鹽中釋放氮元素，并還原為氮?dú)獾幕瘜W(xué)方程式具體為：
[0061]
[0063] 由此，隨著稀燃處理工況和富燃處理工況的交替進(jìn)行，發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中需要處理的 碳氧化物、氮氧化物、烴類和氫氣等污染氣體均得到了氧化或還原處理。并且在上述原理 中，并不需要特別的催化劑；通過實(shí)驗(yàn)也可以證實(shí)，上述方式能夠順利的應(yīng)用在小排量發(fā)動(dòng) 機(jī)中，并且尾氣處理效率能夠達(dá)到國(guó)五、國(guó)六標(biāo)準(zhǔn)的要求。
[0064] 基于以上稀燃處理工況及富燃處理工況的原理，本發(fā)明實(shí)施例中將提供一種發(fā)動(dòng) 機(jī)尾氣處理方法；所述方法實(shí)現(xiàn)了將上述工況原理應(yīng)用到小排量發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣處理當(dāng)中。 參照?qǐng)D1所示，所述方法具體包括：
[0065] 步驟101、當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于稀燃處理工況，則判斷所述發(fā)動(dòng)機(jī)是否符合第一切換策 略，如果符合，則將所述發(fā)動(dòng)機(jī)切換至富燃處理工況。
[0066] 本步驟中，發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行，即認(rèn)為是處于稀燃處理工況，期間氮元素不斷以硝酸 鹽的形式存儲(chǔ)到催化劑中。當(dāng)?shù)卮鎯?chǔ)到一定程度，即認(rèn)為是符合第一切換策略。在此 前提下，將所述發(fā)動(dòng)機(jī)切換至富燃處理工況，開始進(jìn)行氮