一種帶有燃燒器的dpf主動(dòng)再生系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種帶有燃燒器的DPF主動(dòng)再生系統(tǒng)，系統(tǒng)中的燃燒器和發(fā)動(dòng)機(jī)分別通過(guò)單獨(dú)的油路，由單獨(dú)的油泵驅(qū)動(dòng)，燃燒器的排氣管連接到發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管上依次串接有氧化催化器和微粒捕集裝置，在氧化催化器和微粒捕集裝置的進(jìn)氣端分別設(shè)有溫度傳感器，在微粒捕集裝置的進(jìn)氣、出氣端串接壓差傳感器；電控單元ECU根據(jù)收集的溫度信號(hào)及壓力信號(hào)控制燃燒器油泵噴油和燃燒器內(nèi)的電熱塞引燃，繼而產(chǎn)生高溫氣體，高溫氣體匯入發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管對(duì)排氣管中的廢氣加熱，加熱后的廢氣經(jīng)DOC氧化進(jìn)一步升溫，實(shí)現(xiàn)DPF中的微粒再生。本發(fā)明中的燃燒器可隨時(shí)工作，不受車輛啟、停及其它工況限制，保證了微粒再生的可靠性和廣泛性。
【專利說(shuō)明】—種帶有燃燒器的DPF主動(dòng)再生系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種帶有燃燒器的DPF主動(dòng)再生系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著越來(lái)越嚴(yán)格的排放法規(guī)，為了實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的較低排放，在現(xiàn)有技術(shù)條件下，需要在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣后處理系統(tǒng)中加裝D0C(Diesel Oxidat1n Catalyst氧化催化器)和DPF (Diesel Particulate Filter微粒捕集器)，即發(fā)動(dòng)機(jī)排氣首先進(jìn)入氧化催化器DOC,經(jīng)DOC處理后，排氣中的碳?xì)浠衔锖鸵谎趸寂c排氣中殘留的氧氣反應(yīng)生成無(wú)害的二氧化碳和水，并放出熱量使排氣升溫，然后排氣進(jìn)入微粒捕集器DPF，經(jīng)過(guò)一系列的擴(kuò)散、攔截、慣性碰撞和重力沉積微粒在DPF中被捕集，從而實(shí)現(xiàn)較低排放。
[0003]在上述排放路線使用一段時(shí)間后，會(huì)在微粒捕集器內(nèi)沉積微粒，造成排氣管內(nèi)壓損上升，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力及經(jīng)濟(jì)性降低，進(jìn)而導(dǎo)致排放惡化，所以要及時(shí)去除捕集器內(nèi)的微粒。去除微粒捕集器內(nèi)微粒的過(guò)程即微粒捕集器的DPF再生，DPF主動(dòng)再生是指通過(guò)外加能量將氣流溫度提高到微粒的起燃溫度，進(jìn)而使捕集的微粒燃燒達(dá)到再生過(guò)濾體的目的。
[0004]目前，傳統(tǒng)的主動(dòng)再生技術(shù)包括噴射燃油助燃再生，電加熱再生，微波加熱再生，紅外加熱再生，反吹再生等幾種方式。其中噴油助燃再生，是在DPF中通過(guò)噴油并利用排氣中殘余氧氣燃燒放熱實(shí)現(xiàn)DPF再生的再生系統(tǒng)。在該再生系統(tǒng)中燃燒器串聯(lián)在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣流中工作，利用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣作為燃燒器工作時(shí)的助燃?xì)怏w，因此燃燒易受排氣狀況的影響，對(duì)燃燒過(guò)程的組織比較困難，在冷啟動(dòng)工況下可能導(dǎo)致燃燒不良造成二次污染。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種帶有燃燒器的DPF主動(dòng)再生系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)車輛在任何行駛工況下的微粒再生，同時(shí)實(shí)現(xiàn)較低排放。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
[0007]一種帶有燃燒器的DPF主動(dòng)再生系統(tǒng)，包括:
[0008]燃燒器，燃燒器的燃油管進(jìn)口端通過(guò)油路與燃燒器油泵輸出端相連接；發(fā)動(dòng)機(jī)下方依次串接有發(fā)動(dòng)機(jī)油泵、油箱、燃燒器油泵和燃燒器，燃燒器排氣管與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管連通，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管上依次串接氧化催化器DOC和微粒捕集裝置DPF，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管上設(shè)有溫度傳感器和壓差傳感器，電控單元ECU的輸出端與燃燒器油泵和燃燒器相連；ECU根據(jù)收集的溫度信號(hào)及壓力信號(hào)發(fā)出控制指令傳遞給燃燒器的控制系統(tǒng)，控制燃燒器油泵噴油和燃燒器內(nèi)的電熱塞引燃，繼而產(chǎn)生高溫氣體，高溫氣體匯入發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管對(duì)排氣管中的廢氣加熱，加熱后的廢氣經(jīng)DOC氧化進(jìn)一步升溫達(dá)到DPF再生溫度，實(shí)現(xiàn)DPF中的微粒再生；
[0009]所述燃燒器，包括左、右兩部分，左側(cè)部分包括燃燒器罩蓋，燃燒器罩蓋內(nèi)部設(shè)有錐蓋，錐蓋上安裝有電熱塞和切向進(jìn)氣孔，錐蓋內(nèi)壁上附著有燃油吸附網(wǎng)，新鮮空氣通過(guò)切向進(jìn)氣孔透過(guò)錐蓋及燃油吸附網(wǎng)傳遞到內(nèi)空腔，錐蓋的上端設(shè)置有燃油管，燃油管的另一端與燃燒器油泵相連接；右側(cè)部分包括一級(jí)燃燒室和二級(jí)燃燒室，二級(jí)燃燒室包覆在一級(jí)燃燒室外，一級(jí)燃燒室外壁上設(shè)有進(jìn)氣孔，二級(jí)燃燒室與燃燒器外殼之間采用保溫材料包裹。
[0010]所述溫度傳感器分別設(shè)于氧化催化器DOC的進(jìn)氣端和微粒捕集裝置DPF的進(jìn)氣端，所述壓差傳感器的兩個(gè)探頭分別串接在微粒捕集裝置DPF的進(jìn)氣和出氣端，壓差傳感器和溫度傳感器的輸出端通過(guò)傳輸線路連接到電控單元ECU。
[0011]所述燃燒器和發(fā)動(dòng)機(jī)分別通過(guò)單獨(dú)的油路，由單獨(dú)的油泵驅(qū)動(dòng)控制燃油供應(yīng)，燃燒器可脫離發(fā)動(dòng)機(jī)獨(dú)立工作，所述燃燒器油泵的進(jìn)口端與油箱相連。
[0012]所述燃燒器設(shè)置在氧化催化器DOC之前，燃燒器的排氣管連通到發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管上，用于將發(fā)動(dòng)機(jī)排出廢氣加熱。
[0013]所述二級(jí)燃燒室與燃燒器外殼之間的保溫材料采用石棉層。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:
[0015]1.燃燒器是獨(dú)立存在的燃燒裝置，可實(shí)現(xiàn)較高的燃燒效率，由單獨(dú)的油泵驅(qū)動(dòng)供油，有獨(dú)立的配氣系統(tǒng)提供全新空氣，燃燒器可以隨時(shí)工作且保證燃燒過(guò)程可控，不受車輛行駛工況的限制，可在車輛啟、停及其它任意工況實(shí)現(xiàn)DPF中微粒再生，保證了微粒再生的可靠性和廣泛性。
[0016]2.燃燒器中的燃料燃燒產(chǎn)生的高溫廢氣對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣加熱，排氣經(jīng)DOC進(jìn)一步氧化加熱升溫，達(dá)到DPF再生溫度，進(jìn)入到DPF實(shí)現(xiàn)微粒再生，實(shí)現(xiàn)了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣的主動(dòng)加熱，保證了微粒實(shí)時(shí)再生的可控性和可實(shí)現(xiàn)性，降低了再生成本。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明中的燃燒器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]其中1.切向進(jìn)氣孔，2.錐蓋，3.電熱塞，4.燃油管，5.燃油吸附網(wǎng)，6.進(jìn)氣孔，7.一級(jí)燃燒室，8.二級(jí)燃燒室,9.石棉層，10.燃燒器外殼，11.燃燒器罩蓋，12.發(fā)動(dòng)機(jī)，13.發(fā)動(dòng)機(jī)油路，14.發(fā)動(dòng)機(jī)油泵，15.油箱，16.燃燒器油泵，17.燃燒器，18.燃燒器排氣管，19.發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管，20.氧化催化器D0C，21.微粒捕集器DPF，22.壓感傳感器，23.溫度傳感器II，24.溫度傳感器I，25.電控單元E⑶。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0021 ] 如圖2所示，一種帶有燃燒器的DPF主動(dòng)再生系統(tǒng)，包括燃燒器17，燃燒器17的燃油管進(jìn)口端設(shè)置有一燃燒器油泵16，發(fā)動(dòng)機(jī)12下方依次串接有發(fā)動(dòng)機(jī)油泵14和油箱15，發(fā)動(dòng)機(jī)12通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)油路13與發(fā)動(dòng)機(jī)油泵14相連，燃燒器油泵16和燃燒器17，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管上設(shè)有溫度傳感器和壓差傳感器，電控單兀ECU的輸出端與燃燒器油泵16和燃燒器17相連，燃燒器排氣管18與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管19相通。
[0022]發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管19上依次串接氧化催化器D0C20、微粒捕集裝置DPF21，氧化催化器D0C20的進(jìn)氣端設(shè)置有一溫度傳感器I 24，用于測(cè)量氧化催化器D0C20的進(jìn)口溫度，微粒捕集裝置DPF21的進(jìn)氣端設(shè)置有溫度傳感器II 23，用于測(cè)量微粒捕集裝置DPF21的進(jìn)口溫度。壓差傳感器22的兩個(gè)探頭分別串接在微粒捕集裝置DPF21的進(jìn)氣、出氣端。
[0023]如圖1所示，本發(fā)明的燃燒器，包括左、右兩部分，左側(cè)部分包括燃燒器罩蓋11，其內(nèi)部設(shè)有錐蓋2，錐蓋2上安裝有電熱塞3，錐蓋2上設(shè)有切向進(jìn)氣孔I，錐蓋內(nèi)壁上附著有燃油吸附網(wǎng)5，新鮮空氣可以通過(guò)切向進(jìn)氣孔I透過(guò)錐蓋2及燃油吸附網(wǎng)5傳遞到內(nèi)空腔，錐蓋2上端設(shè)置有燃油管4，燃油管4另一端與燃燒器油泵相連接，右側(cè)部分包括一級(jí)燃燒室7和二級(jí)燃燒室8，一級(jí)燃燒室上設(shè)有進(jìn)氣孔6，二級(jí)燃燒室8與燃燒器外殼10之間用保溫材料石棉層9包裹。
[0024]本發(fā)明中的燃燒器是一獨(dú)立的燃燒器裝置，而不是串聯(lián)在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣流中的一個(gè)簡(jiǎn)易燃燒裝置，該燃燒器有獨(dú)立的配氣系統(tǒng)及供油系統(tǒng)，燃燒器的工作過(guò)程是:
[0025]燃油經(jīng)燃油管4噴射到燃油吸附網(wǎng)5上，燃油吸附網(wǎng)5上的燃油揮發(fā)后，與切向進(jìn)氣孔I及進(jìn)氣孔6進(jìn)入的空氣混合，形成可燃混合氣；電熱塞點(diǎn)火是在點(diǎn)火時(shí)刻給電熱塞施以高壓，使電熱塞迅速升溫，其最高溫度可到800°C，電熱塞產(chǎn)生的熱量使燃油吸附網(wǎng)上的燃油揮發(fā)并被點(diǎn)燃，當(dāng)點(diǎn)火傳感器檢測(cè)到點(diǎn)火成功后，電熱塞斷電；在一級(jí)燃燒室7中可燃混合氣被電熱塞3引燃，燃油與空氣在二級(jí)燃燒室8中進(jìn)一步混合燃燒，在二級(jí)燃燒室8外層包裹有石棉層9，用以降低燃燒產(chǎn)生的熱量耗散，燃料在二級(jí)燃燒室燃燒后產(chǎn)生的高溫廢氣，經(jīng)燃燒室排氣管匯入到發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣的加溫，使發(fā)動(dòng)機(jī)排氣達(dá)到微粒再生溫度。
[0026]本發(fā)明中的燃燒器控制包括開(kāi)機(jī)控制，故障停機(jī)控制和關(guān)機(jī)控制。
[0027]開(kāi)機(jī)控制過(guò)程:開(kāi)機(jī)時(shí)，燃燒器啟動(dòng)，控制器檢測(cè)各個(gè)工作元件是否正常，如發(fā)現(xiàn)任何故障則點(diǎn)火停止并通過(guò)燃燒指示燈警報(bào)；當(dāng)元件檢測(cè)無(wú)故障，對(duì)電熱塞預(yù)熱，10秒后供油的電磁泵電機(jī)啟動(dòng)，60秒后檢測(cè)點(diǎn)火是否成功，若點(diǎn)火失敗，控制器發(fā)出警報(bào)點(diǎn)火停止，若點(diǎn)火成功，電熱塞斷電，燃燒器進(jìn)入工作狀態(tài)；
[0028]故障停機(jī)過(guò)程:當(dāng)燃燒器運(yùn)行過(guò)程中自動(dòng)熄火，則控制程序發(fā)出指令自動(dòng)重新點(diǎn)火；當(dāng)燃燒器運(yùn)行中檢測(cè)到某一元件存在故障，則燃燒器停機(jī)并發(fā)出故障警報(bào)；
[0029]關(guān)機(jī)控制過(guò)程:關(guān)機(jī)時(shí)，電磁泵停止供油，配風(fēng)系統(tǒng)繼續(xù)供應(yīng)新鮮空氣，直至燃燒器冷卻至一定溫度，燃燒指示燈熄滅。
[0030]本發(fā)明在工作時(shí)，溫度傳感器I 24、溫度傳感器II 23將測(cè)得的溫度信號(hào)，壓差傳感器22將測(cè)得的壓力信號(hào)傳送給電控單元ECU25，電控單元ECU25根據(jù)監(jiān)測(cè)的壓力及溫度信號(hào)發(fā)出控制指令；當(dāng)壓力信號(hào)高于設(shè)定值，且溫度傳感器II 23測(cè)得的溫度信號(hào)低于設(shè)定溫度時(shí)，電控單元E⑶25發(fā)出指令啟動(dòng)燃燒器油泵16及燃燒器17，并根據(jù)溫度傳感器I 24及溫度傳感器II 23測(cè)得的溫度信號(hào)控制燃燒器油泵的噴油量，使燃燒器17內(nèi)燃料燃燒產(chǎn)生足夠的熱量；燃燒器17中燃料燃燒產(chǎn)生的高溫廢氣對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)12排氣加熱，然后排氣輸送到氧化催化器D0C20進(jìn)一步氧化加熱升溫，再進(jìn)入到微粒捕集裝置DPF21中，實(shí)現(xiàn)微粒再生；當(dāng)進(jìn)、排氣口的壓差信號(hào)小于設(shè)定值或溫度傳感器II 23測(cè)得的溫度信號(hào)高于設(shè)定值時(shí)，ECU控制燃燒器及燃燒器油泵停止工作。
[0031]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種帶有燃燒器的DPF主動(dòng)再生系統(tǒng)，其特征是，包括: 燃燒器，燃燒器的燃油管進(jìn)口端通過(guò)油路與燃燒器油泵輸出端相連接；發(fā)動(dòng)機(jī)下方依次串接有發(fā)動(dòng)機(jī)油泵、油箱、燃燒器油泵和燃燒器，燃燒器排氣管與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管連通，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管上依次串接氧化催化器DOC和微粒捕集裝置DPF，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管上設(shè)有溫度傳感器和壓差傳感器，電控單元ECU的輸出端與燃燒器油泵和燃燒器相連；ECU根據(jù)收集的溫度信號(hào)及壓力信號(hào)發(fā)出控制指令傳遞給燃燒器的控制系統(tǒng)，控制燃燒器油泵噴油和燃燒器內(nèi)的電熱塞引燃，繼而產(chǎn)生高溫氣體，高溫氣體匯入發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管對(duì)排氣管中的廢氣加熱，加熱后的廢氣經(jīng)DOC氧化進(jìn)一步升溫達(dá)到DPF再生溫度，實(shí)現(xiàn)DPF中的微粒再生； 所述燃燒器，包括左、右兩部分，左側(cè)部分包括燃燒器罩蓋，燃燒器罩蓋內(nèi)部設(shè)有錐蓋，錐蓋上安裝有電熱塞和切向進(jìn)氣孔，錐蓋內(nèi)壁上附著有燃油吸附網(wǎng)，新鮮空氣通過(guò)切向進(jìn)氣孔透過(guò)錐蓋及燃油吸附網(wǎng)傳遞到內(nèi)空腔，錐蓋的上端設(shè)置有燃油管，燃油管的另一端與燃燒器油泵相連接；右側(cè)部分包括一級(jí)燃燒室和二級(jí)燃燒室及燃燒器外殼，二級(jí)燃燒室包覆在一級(jí)燃燒室外，一級(jí)燃燒室點(diǎn)外壁上設(shè)有進(jìn)氣孔，二級(jí)燃燒室與燃燒器外殼之間采用保溫材料包裹。
2.如權(quán)利要求1所述的一種帶有燃燒器的DPF主動(dòng)再生系統(tǒng)，其特征是，所述溫度傳感器設(shè)有兩組，分別安裝在氧化催化器DOC的進(jìn)氣端和微粒捕集裝置DPF的進(jìn)氣端，用于測(cè)量氧化催化器DOC和微粒捕集裝置DPF的進(jìn)口溫度；所述壓差傳感器的兩個(gè)探頭分別串接在微粒捕集裝置DPF的進(jìn)氣和出氣端，壓差傳感器和溫度傳感器的輸出端通過(guò)傳輸線路連接到電控單元ECU。
3.如權(quán)利要求1所述的一種帶有燃燒器的DPF主動(dòng)再生系統(tǒng)，其特征是，所述燃燒器和發(fā)動(dòng)機(jī)分別通過(guò)單獨(dú)的油路，由單獨(dú)的油泵驅(qū)動(dòng)控制燃油供應(yīng)。
4.如權(quán)利要求1所述的一種帶有燃燒器的DPF主動(dòng)再生系統(tǒng)，其特征是，所述燃燒器設(shè)置在氧化催化器DOC之前，燃燒器的排氣管連通到發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管上，用于將發(fā)動(dòng)機(jī)的排出廢氣加熱，并達(dá)到氧化催化的進(jìn)口溫度條件。
5.如權(quán)利要求1所述的一種帶有燃燒器的DPF主動(dòng)再生系統(tǒng)，其特征是，所述二級(jí)燃燒室與燃燒器外殼之間的保溫材料采用石棉材料。
6.一種帶有燃燒器的DPF主動(dòng)再生系統(tǒng)的控制方法，其特征是， ⑴溫度傳感器將測(cè)得的氧化催化器DOC和微粒捕集裝置DPF的進(jìn)氣端的溫度信號(hào)，壓差傳感器將測(cè)得的微粒捕集裝置DPF的進(jìn)、排氣口壓力信號(hào)傳送給電控單元ECU，電控單元E⑶根據(jù)監(jiān)測(cè)的壓力及溫度信號(hào)發(fā)出控制指令； ⑵當(dāng)壓力信號(hào)高于設(shè)定值，且溫度傳感器II測(cè)得的溫度信號(hào)低于設(shè)定溫度時(shí)，電控單元ECU發(fā)出指令啟動(dòng)燃燒器油泵及燃燒器，并根據(jù)溫度傳感器測(cè)得的溫度信號(hào)控制燃燒器油泵的噴油量，使燃燒器內(nèi)燃料燃燒產(chǎn)生足夠的熱量； ⑶燃燒器中燃料燃燒產(chǎn)生的高溫廢氣對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣加熱，然后排氣輸送到氧化催化器DOC進(jìn)一步氧化加熱升溫，再進(jìn)入到微粒捕集裝置DPF中，實(shí)現(xiàn)微粒再生； ⑷當(dāng)微粒捕集裝置DPF的進(jìn)、排氣口的壓差信號(hào)小于設(shè)定值或溫度傳感器測(cè)得的溫度信號(hào)高于設(shè)定值時(shí)，ECU控制燃燒器及燃燒器油泵停止工作。
【文檔編號(hào)】F01N3/025GK104454086SQ201410743430
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月8日
【發(fā)明者】李彥男, 李國(guó)祥, 白書戰(zhàn), 于華, 張振 申請(qǐng)人:山東大學(xué)