[发明专利]一种三元催化器热管理系统

说明书

本发明公开了一种三元催化器热管理系统，应用于天然气发动机，包括用于排出所述天然气发动机燃烧所产生的废气的排气尾管，排气尾管上设置有涡轮机和三元催化器，排气尾管上设置有用于对排气尾管内的废气进行加热的燃烧器，且燃烧器位于三元催化器的上游；燃烧器的取气口通过取气管与天然气发动机的进气总管连接，取气管上设置有储气罐、位于储气罐上游的第一单向阀、位于储气罐下游的电磁阀和第二单向阀。该热管理系统，通过燃烧器内的点火器点火燃烧，增加了三元催化器上游的废气的温度，继而避免了三元催化器低温排放的问题；通过对排气温度的高温、恒温控制以及废气流量的加大，能够加快三元催化器的老化模拟，减少资源的占用。

技术领域

本发明涉及热管理技术领域，尤其涉及一种三元催化器热管理系统。

背景技术

随着国六排放法规的实施，对排放限值以及排放控制装置的耐久性都有了明确要求，如何控制排放以及如何制定有效的排放控制装置耐久试验成为了企业的一项重要课题。对于国六当量天然气发动机而言，三元催化器是唯一的排放控制装置，其催化效率直接决定了发动机的排放水平，对于三元催化器的耐久考核是保证排放耐久最有效的措施。当前，为了降低三元催化器贵金属用量以削减成本，在瞬态控制策略上进行了极大的调整，但最低贵金属用量仍受限于低温排放以及排放耐久要求。因此，解决低温排放问题以及实施精准有效的耐久考核，是进一步降低三元催化器贵金属用量的首要任务。

对于非老化三元催化器，低温排放直接取决于载体温度，载体温度越高催化器效率越高，排放越低。采用电加热格栅或者控制背压的方法能够提高载体温度，但效果有限，并且精准性差。三元催化器的耐久考核，如果靠时间累积进行评估，则资源占用过多，因此快速老化就显得极为重要。目前，快速老化方法有高温炉老化、持续高温热气洗涤以及台架特殊循环等，前两种方法能模拟高温老化，但无法评估空燃比交替冲击、催化剂中毒、反应产物堵塞微孔通道和机械振动等对老化的影响，而台架特殊循环对发动机有损伤，并且不能对温度有效控制，无法进行有效耐久考核。

综上所述，如何解决三元催化器低温排放和耐久考核占用资源多，模拟不准确的问题已经成为本领域技术人员亟需解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种三元催化器热管理系统，以解决三元催化器低温排放和耐久考核占用资源多，模拟不准确的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种三元催化器热管理系统，应用于天然气发动机，包括用于排出所述天然气发动机燃烧所产生的废气的排气尾管，所述排气尾管上设置有增压器的涡轮机和三元催化器，所述排气尾管上设置有用于对所述排气尾管内的废气进行加热的燃烧器，且所述燃烧器位于所述三元催化器的上游；所述燃烧器的取气口通过取气管与天然气发动机的进气总管连接，所述取气管上设置有储气罐、位于所述储气罐上游的第一单向阀、位于所述储气罐下游的电磁阀和位于所述电磁阀下游的第二单向阀。

优选地，还包括微控制单元和设置在所述三元催化器上的载体温度传感器；

当载体温度传感器检测的温度值低于预设温度范围时，所述微控制单元控制所述电磁阀开启，并控制所述燃烧器的点火器启动点火。

优选地，还包括与所述微控制单元信号连接的失火传感器，所述失火传感器设置在所述燃烧器上用于检测所述燃烧器是否失火。

优选地，所述燃烧器偏离所述排气尾管的流体通道布置。

优选地，所述燃烧器为阵列布置的微细管结构。

优选地，所述增压器为配备有废气调节阀的涡轮增压器，所述废气调节阀安装于所述涡轮机上且用于调节所述涡轮机中旁通通道的开度，所述旁通通道用于短接所述涡轮机的废气流道。

优选地，所述微控制单元与所述电控制单元建立连接，且所述微控制单元与所述电控制单元能够实现状态信息的互换。

优选地，所述取气管上还设置有用于短接所述第一单向阀和所述储气罐的短接管路。