尾气处理系统的制作方法

1.本实用新型涉及汽车尾气处理领域，更具体地，涉及柴油车的尾气处理系统。


背景技术：

2.随着生活水平的不断提高，人们对环境保护的要求越来越高。与电动车和汽油车相比，柴油车虽然能输出更大的动力，但是其尾气中的氮氧化合物和pm(微粒)的含量也较高。为了防止柴油车的尾气污染环境，往往在柴油车的排气管上安装氧化型催化转化器(doc)和柴油颗粒捕集器 (dpf)，前者可以降低尾气中的co、no等有毒气体的含量，后者可以过滤尾气中的颗粒。然而，随着捕捉到的颗粒越来越多，柴油颗粒捕集器的通气性会越来越差，从而导致排气管产生背压并影响发动机的运行。因此，在柴油颗粒捕集器发生堵塞后及时去除颗粒(也被称为柴油颗粒捕集器的再生)对于维持发动机正常运行来说非常重要。然而，现有的柴油颗粒捕集器的再生方案实现起来成本高昂，装备复杂，并且在操作时影响发动机的运行。
3.因此，在本领域中，亟需一种实施起来简单方便、具备较高的成本效益并且不会对发动机的运行产生影响的柴油颗粒捕集器的再生方案。


技术实现要素：

4.为了解决上述现有技术中的问题，本实用新型提出了一种尾气处理系统，其用于车辆，所述车辆的燃油供给系统包括油箱、低压泵、溢流阀、油量控制单元和高压泵，所述油量控制单元将所述燃油供给系统的油路划分成低压油路和高压油路，所述尾气处理系统包括安装在所述车辆的排气管上的氧化型催化转化器和柴油颗粒捕集器，其中，所述尾气处理系统还包括碳氢喷射器，所述碳氢喷射器被连接在所述低压油路和所述氧化型催化转化器之间，以便将来自所述低压油路的燃油朝向所述氧化型催化转化器的入口喷射。
5.根据本实用新型的一种可选的实施方式，所述碳氢喷射器被连接在所述低压泵和所述氧化型催化转化器之间。
6.根据本实用新型的一种可选的实施方式，所述油箱和所述低压泵通过两条并联的管路相连接，所述管路之一设有电动燃油泵，所述碳氢喷射器被连接在所述电动燃油泵和所述氧化型催化转化器之间。
7.根据本实用新型的一种可选的实施方式，所述尾气处理系统还包括设置在所述碳氢喷射器的上游的过滤器。
8.根据本实用新型的一种可选的实施方式，所述柴油颗粒捕集器的再生所需的燃油压力低于所述溢流阀的开启压力。
9.根据本实用新型的一种可选的实施方式，所述尾气处理系统还包括电子控制单元和温度传感器，所述温度传感器被配置成检测所述氧化型催化转化器的入口和/或出口处的温度并将指示所述温度的信号传递至所述电子控制单元。
10.根据本实用新型的一种可选的实施方式，所述电子控制单元被配置成根据所述温
度调整所述碳氢喷射器喷射的燃油量。
11.根据本实用新型的一种可选的实施方式，所述尾气处理系统还包括电子控制单元和压差传感器，所述压差传感器被配置成检测所述柴油颗粒捕集器两端的压力差并将指示所述压力差的信号传递至所述电子控制单元。
12.根据本实用新型的一种可选的实施方式，所述电子控制单元被配置成在所述压力差在阈值以上的情况下启动所述碳氢喷射器。
13.根据本实用新型的一种可选的实施方式，所述尾气处理系统还包括设置在所述氧化型催化转化器的入口处的静态混合器。
14.本实用新型可以体现为附图中的示意性的实施例。然而，应注意的是，附图仅仅是示意性的，任何在本实用新型的教导下所设想到的变化都应被视为包括在本实用新型的范围内。
附图说明
15.附图示出了本实用新型的示例性实施例。这些附图不应被解释为必然地限制本实用新型的范围，其中：
16.图1是汽车的燃油供给系统和根据本实用新型的尾气处理系统的一个实施例的示意性原理图；以及
17.图2是燃油供给系统和根据本实用新型的尾气处理系统的另一个实施例的示意性原理图。
具体实施方式
18.本实用新型的进一步的特征和优点将从以下参考附图进行的描述中变得更加明显。附图中示出了本实用新型的示例性实施例，并且各个附图并不必然地按照实际比例绘制。然而，本实用新型可以实现为许多不同的形式并且不应解释为必然地限制于这里示出公开的示例性实施例。相反，这些示例性实施例仅仅被提供用于说明本实用新型以及向本领域的技术人员传递本实用新型的精神和实质。
19.本实用新型提出了一种用于柴油车辆和/或混合动力车辆的尾气处理系统，该尾气处理系统接收来自车辆的燃油供给系统的低压油路的燃油，也就是说，该燃油供给系统不仅可以为车辆的内燃发动机(ice)供给高压燃油，而且可以为尾气处理系统提供低压燃油。该尾气处理系统包括设置在车辆排气管上的氧化型催化转化器(doc)和位于其下游的柴油颗粒捕集器(dpf)以及从燃油供给系统的低压油路接收燃油并将燃油朝向氧化型催化转化器的入口喷射的碳氢喷射器(hci)。该氧化型催化转化器通过催化氧化反应向下游的柴油颗粒捕集器(dpf)中提供热量，而热量将导致温度升高从而使被柴油颗粒捕集器捕捉到的柴油颗粒发生燃烧。以这种方式，可以帮助柴油颗粒捕集器除去柴油颗粒，从而实现柴油颗粒捕集器的再生。更具体地，燃油供给系统包括油箱、低压泵(也可称为输油泵) 和高压泵，其中，低压泵被配置成从油箱抽取燃油，然后将燃油供给到高压泵，高压泵被配置成对燃油进行增压，并向内燃发动机(例如，通过燃油共轨系统)供给高压燃油，而内燃发动机将燃烧高压燃油并将热能转化为动能，从而驱动车辆行驶。因此，该燃油供给系统的油路可以划分为低压油路和高压油路，其中，碳氢喷射器与低压油路相连，以使得碳氢喷射器可以
从低压油路取得压力较低的燃油，然后将燃油供给至氧化型催化转化器，以便主动实现柴油颗粒捕集器的再生。因此，在本实用新型的配置下，尾气处理系统并未连接至燃油供给系统的高压油路，而是连接至低压油路，这使得尾气处理系统的各个部件不需要承受高压燃油，而且也降低了尾气处理系统的防泄漏的压力，另外，尾气处理系统不会与内燃机争抢高压燃油，因此即使在进行捕集器再生时，也不会影响内燃机的动力输出，也就不会影响车辆的行驶。
20.接下来，参考附图更加具体地描述根据本实用新型的尾气处理系统的可选但非限制性的实施方式。
21.参考图1，其中示出了燃油供给系统和根据本实用新型的尾气处理系统的一个实施例，该尾气处理系统用于全部或部分以柴油为能源的车辆，例如柴油车、混合动力车等，为了满足相关法律法规规定的尾气排放要求，该尾气处理系统包括安装在排气管上的氧化型催化转化器(doc)和位于其下游的柴油颗粒捕集器(dpf)，以便减少车辆尾气中的有害气体以及柴油颗粒(可燃烧颗粒，例如，碳颗粒等)，从而避免车辆尾气污染环境。该燃油供给系统被配置成向内燃发动机的供油轨道cr提供燃油，从而使供油轨道cr为内燃发动机供应高压燃油，以便使内燃发动机为车辆提供动力，而尾气处理系统的碳氢喷射器200被配置成朝向氧化型催化转化器400 的入口喷射燃油，氧化型催化转化器通过催化氧化反应利用燃油和内燃发动机排出的气体产生热量以提高温度，而高温将导致柴油颗粒捕集器500 中捕捉到的颗粒发生燃烧，从而去除柴油颗粒捕集器中的颗粒。这对于保证车辆正常行驶来说非常有利，因为柴油颗粒捕集器可能因捕捉了大量颗粒而导致堵塞(具体表现在柴油颗粒捕集器两端的压差过大)，从而影响车辆尾气的正常排放，因此在柴油颗粒捕集器两端的压差过大时，及时去除柴油颗粒捕集器中的颗粒对于保证车辆尾气的正常排放来说至关重要。
22.如图1所示，燃油供给系统可以设有油箱111、低压泵(也可称为输油泵)112、溢流阀113、油量控制单元122、高压泵121，其中，油箱111可以向低压泵112供应燃油，低压泵112可以将来自油箱111的燃油供应至油量控制单元122，油量控制单元122可以将来自低压泵112的燃油按照设定量/计量量供应至高压泵121，如果低压泵112所供应的油量大于油量控制单元122所需的油量从而导致油量控制单元122上游的油压高于溢流阀 113的开启压力，那么溢流阀113将开启从而将多余的燃油输送回油箱111。高压泵121可以增大来自油量控制单元122的燃油油压，然后向供油轨道 cr提供高压燃油。由于在实际操作中，高压泵121不仅增大了其下游的油压，而且还会增大其上游的油压，因此在该配置下，油量控制单元122可以将燃油供给系统的发动机供油油路100划分成输送低压燃油的低压油路 110和输送高压燃油的高压油路120，换言之，处于油量控制单元122上游的油路输送低压燃油，而处于油量控制单元122下游的油路输送高压燃油。
23.如图1所示，碳氢喷射器200可以设有计量单元210和注射单元220，其中，计量单元210可以向注射单元220供应设定量/计量量的燃油，注射单元220可以将来自计量单元210的设定量/计量量的燃油朝向氧化型催化转化器400的入口喷射。进一步地，如上所述，氧化型催化转化器400通过催化氧化反应向柴油颗粒捕集器500中提供热量，而热量将导致温度升高从而使柴油颗粒捕集器500中的柴油颗粒燃烧，而这将恢复柴油颗粒捕集器500的通气，即，实现柴油颗粒捕集器500的再生。
24.需要指出的是，根据本实用新型的尾气处理系统的配置，如图1所示，碳氢喷射器200在油量控制单元122的上游连接至发动机供油油路100，也就是说，碳氢喷射器200被连接至发动机供油油路100的低压油路110。在该配置下，碳氢喷射器200被连接在发动机供油油路100的低压油路110 和氧化型催化转化器400之间，这使得碳氢喷射器200可以将来自发动机供油油路100的低压油路110的低压燃油输送至氧化型催化转化器400中，而非将来自发动机供油油路100的高压油路120的高压燃油输送至氧化型催化转化器400中。这种配置是有利的，因为对于柴油颗粒捕集器500的再生来说，不需要压力很高的燃油，一般来说，燃油的压力达到4bar以上，流量达到10l/h以上，即可实现柴油颗粒捕集器500的再生。因此，通过将碳氢喷射器200连接至发动机供油油路100的低压油路110，不仅能够满足柴油颗粒捕集器500的再生所需的燃油压力和流量，而且可以避免碳氢喷射器200与供油轨道cr争抢高压燃油，从而可以确保车辆的动力不受影响。另外，由于不需要输送高压燃油，因此尾气处理系统的各个部件以及管路的防泄漏压力被大幅降低，而这则降低了对各个部件的产品标准的要求以及对装配期间的工艺标准的要求，从而降低了部件成本以及装配难度，以使得本尾气处理系统更具成本效益。而且，与高压燃油相比，低压燃油能更充分地与内燃发动机排出的气体混合，从而使反应更充分以便产生更多热量，这有助于更有效地去除柴油颗粒捕集器中的柴油颗粒。
25.特别地，在本实用新型的一个可选实施例中，如图1和图2所示，根据本实用新型的尾气处理系统还包括设置在碳氢喷射器200和低压油路110之间(即，设置在碳氢喷射器200的上游)的过滤器300。
26.特别地，在本实用新型的一个可选实施例中，如图1所示，碳氢喷射器200可以连接至低压泵112和油量控制单元122之间的管路。在该配置下，低压泵112可以向碳氢喷射器200供应燃油，并且可以避免碳氢喷射器200影响油量控制单元122向高压泵121供应的燃油量，换句话说，碳氢喷射器200不会与高压泵121争抢来自油量控制单元122的燃油。这是有利的，因为油量控制单元122被配置成向高压泵121供应设定量/计量量的燃油，如果在油量控制单元122的下游连接碳氢喷射器200，那么在进行柴油颗粒捕集器500的再生时，碳氢喷射器200会减少高压泵121获得的燃油量，从而影响高压泵121的运行甚至影响车辆的动力，因此通过在油量控制单元122的上游连接碳氢喷射器200，可以确保高压泵121获得适合量的燃油，从而进一步确保车辆的动力以及正常行驶。另外，在实际操作中，由低压泵112供应至油量控制单元122的燃油往往超过油量控制单元 122所需的油量，多余的燃油往往通过溢流阀113回到油箱111，因此将碳氢喷射器200连接在油量控制单元122的上游不会影响向油量控制单元122 的供油。特别地，柴油颗粒捕集器500的再生所需的燃油压力(即，碳氢喷射器200输出的燃油压力)低于溢流阀113的开启压力。这可以避免溢流阀113因碳氢喷射器200启动而开启，从而确保碳氢喷射器200能够得到充足的供油，以便更加可靠地实现柴油颗粒捕急器500的再生。
27.特别地，在本实用新型的一个可选实施例中，如图1和图2所示，燃油供给系统还设有连接在油箱111和低压泵112之间的电动燃油泵(ekp) 114，也就是说，油箱111和低压泵112通过两条并联的管路相连接，其中一条管路上设有电动燃油泵114。在该配置下，在发动机供油油路100启动初期，电动燃油泵114可以向低压泵112提供一定量的燃油，以避免低压泵112在启动初期空转，这使得即使在启动初期，发动机供油油路100也能向供油轨道cr供
应持续的不间断的燃油，这有助于车辆平稳启动。更特别地，碳氢喷射器200可以连接至电动燃油泵114和低压泵112之间的管路。在该配置下，可以利用电动燃油泵114向碳氢喷射器200供应燃油，而不需要利用低压泵112向碳氢喷射器200供应燃油，这可以避免碳氢喷射器200占用低压泵112输出的燃油，从而可以确保低压泵112下游的各个部件能够得到充足的供油，并且最后使得供油轨道cr能够得到充足的供油。也就是说，图1和图2中的配置使得在任意时刻启动柴油颗粒捕集器500的再生都不会影响车辆的动力。另外，该配置还使得通过启动电动燃油泵114即可实现柴油颗粒捕集器500的再生，从而使得柴油颗粒捕集器500的再生不再依赖于低压泵112的启动。
28.在操作中，所述燃油供给系统被配置成在用户发出点火(发动)指令后启动发动机供油油路100(更具体地，启动低压泵112、油量控制单元122 和高压泵121)，以便向供油轨道cr供应燃油，从而使供油轨道cr向内燃发动机供应高压燃油。另外，在本实用新型的可选实施例中，所述尾气处理系统还包括电子控制单元(ecu)，该电子控制单元(ecu)被配置成在检测到柴油颗粒捕集器500两端的压力差高于阈值时，启动碳氢喷射器 200(更具体地，计量单元210和注射单元220)，以便向氧化型催化转化器 400中喷射燃油，从而帮助燃烧柴油颗粒捕集器500中的柴油颗粒，以实现柴油颗粒捕集器500的再生。为了检测柴油颗粒捕集器500两端的压力差，所述尾气处理系统还包括压差传感器，该压差传感器被配置成检测柴油颗粒捕集器500两端的压力差，并将指示该压力差的信号传递至电子控制单元。另外，为了检测氧化型催化转化器400出口处的温度是否足以使颗粒燃烧，所述尾气处理系统还包括设置在氧化型催化转化器400入口和/或出口处的温度传感器，该温度传感器被配置成检测氧化型催化转化器400的入口和/或出口处的温度，并将指示该温度的信号传递至电子控制单元。如果温度达不到设定温度，那么电子控制单元将提高燃油喷射量，以便产生更多热量从而提高温度。当然，如果温度过高，那么电子控制单元也可以降低燃油喷射量。特别地，为了更充分地混合燃油发动机排出的气体与燃油，所述尾气处理系统还包括设置在氧化型催化转化器400的入口处的静态混合器。在操作时，当电子控制单元检测到柴油颗粒捕集器500两端的压力差超过阈值时，控制计量单元210从低压泵112或者电动燃油泵114 取得燃油，并将设定量/计量量的燃油供应至注射单元220，然后，注射单元220将燃油朝向氧化型催化转化器400的入口喷射，由此，燃油将与内燃发动机排出的气体混合并在氧化型催化转化器400中发生反应从而生成热量，而热量将升高温度从而使被捕捉的柴油颗粒燃烧以便去除柴油颗粒，从而实现柴油颗粒捕集器500的再生。
29.以上借助于附图详细描述了根据本实用新型的尾气处理系统的可选但非限制性的实施例。对于本领域内的那些普通技术人员来说，在不偏离本公开的精神和实质的情况下，对技术和结构的修改和补充以及对各实施例中的特征的重新组合显然都应视为包括在本实用新型的范围内。因此，在本实用新型的教导下所能够设想到的这些修改和补充都应被视为本实用新型的一部分。本实用新型的范围包括在本实用新型的申请日时已知的等效技术和尚未预见的等效技术。