專利名稱：利用發(fā)動機(jī)進(jìn)排氣過程再生進(jìn)排氣過濾器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種發(fā)動機(jī)進(jìn)、排氣凈化技術(shù)，特別是涉及能方便再生進(jìn)排氣過濾器的系統(tǒng)，尤其是清除掉柴油機(jī)排氣過濾器上的微粒。

背景技術(shù)：
發(fā)動機(jī)工作時要從大氣中吸入空氣進(jìn)入氣缸，為防止空氣中的灰塵顆粒進(jìn)入氣缸，加速氣缸內(nèi)運動零件的磨損，在進(jìn)氣管上加裝空氣過濾器；為防止燃燒后排氣中的微粒排入大氣中污染環(huán)境，在排氣管上加裝微粒過濾器，柴油機(jī)微粒過濾器的凈化效率根據(jù)過濾材料的不同有區(qū)別，但幾種袋式過濾器在粉塵初層形成時的過濾效率在78～99％之間1。但是，隨著過濾下來的灰塵顆粒和排氣微粒的積存，過濾孔逐漸被堵塞，空氣過濾器和微粒過濾器的阻力都會隨著使用時間的增長而變大，進(jìn)氣和排氣阻力增大都會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)功率降低和燃料消耗量提高。因此必須及時清除掉空氣過濾器外面的灰塵顆粒和微粒過濾器里面的排氣微粒，以便發(fā)動機(jī)能正常工作。清除掉積存的灰塵顆?；蛘吲艢馕⒘５倪^程稱為過濾器的再生。目前一般車用空氣過濾器的再生方法是定期(一般每工作50h左右)從柴油機(jī)進(jìn)氣管上拆下來，把濾芯取出來除掉灰塵顆粒或更換濾芯。由于柴油機(jī)微粒很大部分為可燃物，微粒過濾器最可靠的再生方法是定期(一般每工作10h左右)從柴油機(jī)排氣管上拆下來，放在通風(fēng)的控溫電爐里將沉積的微粒燒掉，其缺點是使用麻煩。要在柴油機(jī)上直接實現(xiàn)微粒過濾器的再生，一般需要附加能源，例如用燃燒器加熱，電阻加熱和微波加熱。目前，柴油機(jī)排氣微粒過濾器的再生是實用化中的關(guān)鍵技術(shù)，其難度極大。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種利用發(fā)動機(jī)進(jìn)排氣過程再生進(jìn)排氣過濾器系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以方便地再生發(fā)動機(jī)進(jìn)氣過濾器和排氣過濾器，即不用從進(jìn)氣管上拆下來空氣過濾器，也不用從排氣管上拆下來排氣過濾器，特別是再生排氣微粒過濾器不需要附加任何加熱器的利用發(fā)動機(jī)進(jìn)排氣過程再生進(jìn)排氣過濾器系統(tǒng)。
本實用新型的上述目的是這樣實現(xiàn)的，結(jié)合
如下 一種利用發(fā)動機(jī)進(jìn)、排氣過程再生進(jìn)、排氣過濾器系統(tǒng)，其特征在于將兩個結(jié)構(gòu)相同的過濾器7、8分別裝在進(jìn)、排氣管1、6上，與進(jìn)、排氣管1、6和氣缸3構(gòu)成一個封閉系統(tǒng)，當(dāng)進(jìn)行再生過程時，將兩個過濾器換位連接在進(jìn)、排氣管上。
一種利用發(fā)動機(jī)進(jìn)排氣過程再生進(jìn)排氣過濾器系統(tǒng)，其特征在于將兩個結(jié)構(gòu)相同的過濾器7、8分別裝在進(jìn)、排氣管1、6上，與進(jìn)、排氣管1、6和氣缸3構(gòu)成一個封閉系統(tǒng)，進(jìn)、排氣管1、6之間分別通過兩根支管連通，進(jìn)、排氣管1、6內(nèi)和兩根支管內(nèi)均裝有閥門13、11、14、12，并在進(jìn)氣管上裝有再生緩沖過濾器16及其閥門15，通過控制所有閥門的開啟和關(guān)閉改變進(jìn)、排氣的流向及流量。
合理的利用發(fā)動機(jī)進(jìn)氣過程中的真空能量、排氣過程中的壓力能量和燃燒室內(nèi)的高溫條件，分時使用過濾器的兩個方向，每個過濾器的再生時間恰好等于過濾時間，過濾時間也恰好等于再生時間。
采用兩個過濾器分時間分別與發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣管和排氣管道相連接，分時使用過濾器的兩個方向，區(qū)別于一般過濾器在使用過程中的一直單方向性。并且合理的利用發(fā)動機(jī)進(jìn)氣過程中的真空能量、排氣過程中的壓力能量和燃燒室內(nèi)的高溫條件。分時使用一個過濾器的里面和外面，其好處在于，既可以阻止外面大氣中灰塵進(jìn)入氣缸內(nèi)；也能阻止氣缸內(nèi)部生成的微粒排入大氣中。在進(jìn)氣過程中，當(dāng)過濾器的外表面過濾灰塵的時候，恰好是新鮮空氣把過濾器內(nèi)表面沉積的微粒吸入氣缸內(nèi)部燒掉進(jìn)行再生的時候；在排氣過程中，當(dāng)過濾器的內(nèi)表面過濾微粒的時候，恰好是排氣的氣流把外表面沉積的灰塵吹掉進(jìn)行再生的時候，既一個過濾器在過濾微粒的同時伴隨著對灰塵再生；另一個過濾器在過濾灰塵的同時伴隨著對微粒的再生。
本實用新型的有益效果是 解決柴油機(jī)排氣微粒過濾器再生實用化的關(guān)鍵技術(shù)。加快排氣微粒過濾器的推廣應(yīng)用，減少排氣微粒對大氣環(huán)境的污染。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。
圖-1發(fā)動機(jī)初始進(jìn)排氣過濾器工作示意圖。
圖-2發(fā)動機(jī)進(jìn)排氣過濾器再生示意圖。
圖-3發(fā)動機(jī)進(jìn)排氣過濾器再生系統(tǒng)。
圖-4發(fā)動機(jī)進(jìn)排氣過濾器再生過程。
圖-5發(fā)動機(jī)進(jìn)排氣過濾器再生閥門控制。
圖中 1-進(jìn)氣管 2-進(jìn)氣門 3-氣缸 4-活塞 5-排氣門 6-排氣管 7-第一過濾器 8-第二過濾器 9-灰塵顆粒 10-排氣微粒 11-第一出口閥 12-第二出口閥 13-第一進(jìn)口閥 14-第二進(jìn)口閥 15-閥門 16-再生緩沖空氣過濾器 具體實施方式
實施例1本實用新型的初始過濾過程示意圖如圖-1所示，其核心零件是第一過濾器(7)和第二過濾器(8)，二個過濾器完全相同。過濾器(7)和進(jìn)氣管(1)相連，過濾器(8)和排氣管(6)相連，兩個過濾器和兩個氣管與氣缸(3)構(gòu)成一個封閉系統(tǒng)，該系統(tǒng)的邊界把空間分成內(nèi)部和外部，在內(nèi)部和外部空間之間不允許有顆粒物交換。在發(fā)動機(jī)進(jìn)氣過程中，進(jìn)氣門(2)打開并且活塞(4)向下移動，當(dāng)空氣被吸進(jìn)氣缸時，把空氣中的灰塵顆粒(9)阻擋在過濾器(7)的外面；在發(fā)動機(jī)排氣過程中，排氣門(5)打開并且活塞(4)向上移動，當(dāng)廢氣被排出到大氣中時，把廢氣中的排氣微粒(10)留在過濾器(8)的里面。
該系統(tǒng)初始過濾時的作用是“內(nèi)部的微粒不出去，外部的顆粒不進(jìn)來”。
本實用新型再生過程的示意圖如圖-2所示，即不需要改變原來發(fā)動機(jī)的工作狀態(tài)，也不需要加熱器，只需把兩個過濾器分別交叉和進(jìn)排氣管連接。把進(jìn)氣管(1)連接到過濾器(8)，這時候過濾器(8)由原來的排氣過濾器改變?yōu)檫M(jìn)氣過濾器，利用進(jìn)氣管(1)中的真空把新鮮空氣經(jīng)過濾器(8)從大氣中吸進(jìn)氣缸，這時過濾器(8)不但把灰塵顆粒阻擋在了過濾器(8)的外面，同時進(jìn)來的新鮮空氣也把積存在過濾器(8)里面的排氣微粒吸進(jìn)氣缸內(nèi)，利用發(fā)動機(jī)在做功過程中的高溫條件把微粒燒掉；把排氣管(6)連接到過濾器(7)，這時候過濾器(7)由原來的進(jìn)氣過濾器改變?yōu)榕艢膺^濾器，在排氣過程中，過濾器(7)又把排氣微粒留在過濾器(7)的里面，同時又利用排氣的壓力把積存在過濾器(7)外面的灰塵顆粒吹掉。
該系統(tǒng)再生時的作用是保持了原來的過濾功能“內(nèi)部的微粒不出去，外部的顆粒不進(jìn)來”，又增加了再生功能“微粒和顆粒從什么地方來，又回到什么地方去”，既從氣缸中產(chǎn)生的微粒再回到燃燒室中燒掉，來自大氣中的顆粒又回到大氣中。
實施例2參閱圖-3所示，為同時具有圖-1和圖2所示工能的實施方式。把進(jìn)氣管(1)分別連接到過濾器(7)和過濾器(8)，管內(nèi)分別安裝第一進(jìn)口閥(13)和第二進(jìn)口閥(14)；把排氣管(6)也分別連接到過濾器(7)和過濾器(8)，管內(nèi)分別安裝第一出口閥(11)和第二出口閥(12)。為防止再生剛開始時，積存在過濾器里面的微粒隨新鮮空氣突然大部分涌進(jìn)氣缸(3)內(nèi)，造成燃燒室內(nèi)微粒的數(shù)量太多，又在進(jìn)氣管上增加安裝了再生緩沖空氣過濾器(16)和閥門(15)。
當(dāng)閥門(11)打開、閥門(12)關(guān)閉、門閥(13)打開、閥門(14)關(guān)閉和閥門(15)關(guān)閉時，具有圖-1的初始過濾功能；當(dāng)閥門(11)關(guān)閉、閥門(12)打開、門閥(13)關(guān)閉、閥門(14)打開和閥門(15)關(guān)閉時，實現(xiàn)圖-2所示的同時具有過濾和再生功能。
本方案的再生過程如圖-4所示，再生過程的閥門開閉順序是①閥門(15)打開，一部分空氣經(jīng)緩沖過濾器(16)進(jìn)入氣缸(3)，另一部分空氣來自過濾器(7)；②當(dāng)閥門(13)關(guān)閉時，新鮮空氣才完全經(jīng)閥門(15)進(jìn)入氣缸(3)，過濾器(7)停止過濾空氣工作；③閥門(12)打開，一部分廢氣開始進(jìn)入過濾器(7)，過濾器(7)過濾排氣微粒，同時排出的氣體也把沉積在過濾器(7)外面的灰塵顆粒吹掉，另一部分廢氣還保持著經(jīng)過濾器(8)排氣；④閥門(11)關(guān)閉，過濾器(8)停止過濾微粒工作，廢氣完全經(jīng)閥門(12)進(jìn)入過濾器(7)，進(jìn)一步加速吹掉過濾器(7)外面的灰塵顆粒；⑤閥門(14)緩慢打開，一部分新鮮空氣開始經(jīng)過濾器(8)逐漸進(jìn)入氣缸(3)，過濾器(8)開始過濾灰塵顆粒，同時進(jìn)來的空氣也逐漸把積存在過濾器(8)里面的微粒帶進(jìn)氣缸(3)內(nèi)部燒掉，緩慢打開閥門(14)的目的是避免突然涌入氣缸(3)的微粒太多，另一部分空氣還保持著經(jīng)閥門(15)進(jìn)入氣缸(3)；⑥閥門(15)關(guān)閉，這時空氣完全經(jīng)過濾器(8)進(jìn)入氣缸(3)，進(jìn)一步把過濾器(8)內(nèi)積存的微粒徹底吸進(jìn)氣缸(3)內(nèi)部燒掉。這種再生過程同時也是過濾過程，要一直保持著十幾個小時，再生的時間長而且可靠，直到兩個過濾器中的一個進(jìn)氣阻力或者排氣阻力要影響發(fā)動機(jī)工作時，才開始下一個循環(huán)的再生過程。在一個再生循環(huán)中，緩沖過濾器的工作時間只有幾分鐘，只是在兩個過濾器互相交換工作位置期間工作，即閥門(11)、(12)、(13)、(14)改變一下工作狀態(tài)的時間。一旦工作位置交換完成，緩沖過濾器(16)停止工作，一個緩沖過濾器濾芯的使用時間壽命能達(dá)到發(fā)動機(jī)使用壽命。
第二個循環(huán)的閥門開閉順序是①閥門(15)打開；②閥門(14)關(guān)閉；③閥門(11)打開；④閥門(12)關(guān)閉；⑤閥門(13)打開；⑥閥門(15)關(guān)閉。第三個再生循環(huán)重復(fù)第一個再生循環(huán)的過程。
本實用新型再生時的閥門控制時間順序如圖-5所示，在一個再生循環(huán)過程中，閥門15的工作狀態(tài)是先打開，保證發(fā)動機(jī)需要的空氣量，然后兩個過濾器交換工作位置，等其他4個閥門改變一次工作狀態(tài)后，閥門15就進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)，一直到本再生循環(huán)結(jié)束。二個進(jìn)口閥門和二個出口閥門在一個再生循環(huán)中只改變一次工作狀態(tài)。
權(quán)利要求1、一種利用發(fā)動機(jī)進(jìn)、排氣過程再生進(jìn)、排氣過濾器系統(tǒng)，其特征在于將兩個結(jié)構(gòu)相同的過濾器(7、8)分別裝在進(jìn)、排氣管(1、6)上，與進(jìn)、排氣管(1、6)和氣缸(3)構(gòu)成一個封閉系統(tǒng)，并且兩個過濾器(7、8)還可以換位連接在進(jìn)、排氣管(1、6)上。
2、一種利用發(fā)動機(jī)進(jìn)排氣過程再生進(jìn)排氣過濾器系統(tǒng)，其特征在于將兩個結(jié)構(gòu)相同的過濾器(7、8)分別裝在進(jìn)、排氣管(1、6)上，與進(jìn)、排氣管(1、6)和氣缸(3)構(gòu)成一個封閉系統(tǒng)，進(jìn)、排氣管(1、6)之間分別通過兩根支管連通，進(jìn)、排氣管(1、6)內(nèi)和兩根支管內(nèi)均裝有閥門(13、11、14、12)，并在進(jìn)氣管上裝有再生緩沖過濾器(16)及其閥門(15)，通過控制所有閥門的開啟和關(guān)閉改變進(jìn)、排氣的流向及流量。
專利摘要本實用新型涉及一種發(fā)動機(jī)進(jìn)、排氣凈化技術(shù)，特別是涉及能方便再生進(jìn)、排氣過濾器的系統(tǒng)，可清除掉柴油機(jī)排氣過濾器上沉積的微粒。技術(shù)方案是將兩個結(jié)構(gòu)相同的過濾器分別裝在進(jìn)、排氣管上，并與氣缸構(gòu)成一個封閉系統(tǒng)，當(dāng)進(jìn)行再生過程時，將兩個過濾器換位連接在進(jìn)、排氣管上；在進(jìn)、排氣管之間分別通過兩根支管連通，進(jìn)、排氣管內(nèi)和兩根支管內(nèi)均裝有閥門，并在進(jìn)氣管上裝有再生緩沖過濾器及其閥門，通過控制所有閥門的開啟和關(guān)閉改變進(jìn)、排氣的流向及流量。合理的利用發(fā)動機(jī)進(jìn)氣過程中的真空能量、排氣過程中的壓力能量和燃燒室內(nèi)的高溫條件，分時使用過濾器的兩個方向，每個過濾器的再生時間恰好等于過濾時間，過濾時間也恰好等于再生時間。
文檔編號F01N3/023GK2895773SQ20052002952
公開日2007年5月2日 申請日期2005年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月6日
發(fā)明者方顯忠, 劉巽俊 申請人:吉林大學(xué)