一種金屬顆粒捕集器主動(dòng)再生系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種金屬DPF主動(dòng)再生系統(tǒng)。包括汽車尾氣排氣系統(tǒng)，排氣系統(tǒng)包括尾氣排氣通道上的DOC和DPF，還有用于加熱排放尾氣的電加熱裝置、壓差傳感器、溫度傳感器和控制器。本實(shí)用新型以金屬DPF為主體，控制器通過壓差傳感器、溫度傳感器采集汽車或柴油車后處理系統(tǒng)作用情況，控制電加熱裝置加熱再生處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)DPF主動(dòng)再生過程。本實(shí)用新型能夠靈活、精確控制電加熱的時(shí)機(jī)；降低燃油消耗率；電加熱系統(tǒng)加熱速度快；金屬DPF溫度傳輸快，溫度分布均勻；本系統(tǒng)在尾氣系統(tǒng)中拆卸簡(jiǎn)單，檢查和維修方便；系統(tǒng)成本低，降低能耗，節(jié)約資源；金屬DPF抗震性強(qiáng)，耐久性好；金屬DPF能滿足各種異形需求。
【專利說明】
一種金屬顆粒捕集器主動(dòng)再生系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于汽車尾氣凈化治理技術(shù)領(lǐng)域，尤其屬于汽車尾氣催化凈化技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種汽車尾氣凈化的電加熱的金屬DPF主動(dòng)再生系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)發(fā)展進(jìn)步，生態(tài)環(huán)境保護(hù)越來越受到重視。汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)也隨著發(fā)展需求越來越嚴(yán)格。為了實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的低排放控制，在目前技術(shù)條件下，采用在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣后處理系統(tǒng)中加裝氧化催化器D0C(Diesel Oxidat1n Catalyst)和顆粒捕集器DPF(Diesel Particulate Filter)成為目前形勢(shì)的主流趨勢(shì)。在柴油車后處理系統(tǒng)中，柴油車尾氣首先進(jìn)入氧化催化器，尾氣中的碳?xì)浠衔锖鸵谎趸寂c尾氣中殘留的氧氣發(fā)生反應(yīng)，生成無公害的二氧化碳和水，并放出部分熱量促使尾氣升溫，然后尾氣經(jīng)過顆粒補(bǔ)集器，再經(jīng)過一系列的擴(kuò)散、攔截、慣性碰撞和重力沉積，微粒在DPF中被捕集，實(shí)現(xiàn)較低排放。
[0003]凈化系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后，顆粒捕集器中會(huì)形成顆粒積累，堵塞顆粒捕集器，導(dǎo)致后處理系統(tǒng)中排氣背壓上升，汽車動(dòng)力不足，油耗升高，排放結(jié)果惡化，不能滿足排放限值要求。
[0004]為解決上述諸多問題，發(fā)展顆粒捕集器顆粒積累處理相關(guān)技術(shù)是目前汽車尾氣凈化技術(shù)的重要方向。處理顆粒捕集器積累的顆粒過程在汽車行業(yè)分為兩種，主動(dòng)再生和被動(dòng)再生。顆粒捕集器主動(dòng)再生是指通過外加能量，將尾氣溫度提高到顆粒的起燃溫度，燃燒掉顆粒補(bǔ)集器中的顆粒，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)再生過濾體的目的。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，反吹再生等是目前市場(chǎng)上主要的幾種主動(dòng)再生方式。顆粒捕集器被動(dòng)再生是指不通過外加能量，后處理系統(tǒng)自動(dòng)再生，消除顆粒捕集器中的積累顆粒的過程，從而實(shí)現(xiàn)再生過濾體的目的。
[0005]現(xiàn)有陶瓷顆粒捕集器HC(燃油)主動(dòng)再生方法存在以下不足:通過發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)后噴或排氣尾管HC噴射加熱，實(shí)現(xiàn)DPF再生，會(huì)導(dǎo)致車輛油耗增加，顆粒捕集器陶瓷載體傳熱較慢，當(dāng)碳煙加載在載體內(nèi)分布不均勻時(shí)，會(huì)導(dǎo)致再生過程中局部熱應(yīng)力過大，導(dǎo)致載體局部熱應(yīng)力集中，損壞陶瓷載體，同時(shí)載體內(nèi)部溫度測(cè)量難度較大，對(duì)顆粒捕集器DPF再生時(shí)刻溫度控制存在不足;通過ECU控制燃油噴射過程較復(fù)雜，技術(shù)要求較高，發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定開發(fā)成本巨大;尾管HC噴射及噴射控制器帶來的成本高;顆粒捕集器主動(dòng)再生發(fā)生故障時(shí)，再生控制系統(tǒng)檢修較復(fù)雜，更換維修難度較大，維修成本較高；陶瓷顆粒捕集器DPF在整車上經(jīng)歷較強(qiáng)機(jī)械振動(dòng)時(shí)容易損壞，破裂，耐久性不良。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足公開了一種金屬DPF主動(dòng)再生系統(tǒng)。本實(shí)用新型的目的是提供一種以金屬顆粒捕集器DPF作為顆粒捕集器，采用電加熱的方式，實(shí)現(xiàn)金屬DPF的主動(dòng)再生的系統(tǒng)裝置。
[0007]本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0008]金屬顆粒捕集器主動(dòng)再生系統(tǒng)，包括汽車尾氣排氣系統(tǒng)，汽車尾氣排氣系統(tǒng)設(shè)置于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排氣端、包括尾氣排氣通道上的氧化催化器和顆粒捕集器，其特征在于:
[0009]所述氧化催化器與顆粒捕集器之間設(shè)置有用于加熱排放尾氣的電加熱裝置，電加熱裝置由蓄電池或汽車發(fā)電機(jī)供電；
[0010]在顆粒捕集裝置的進(jìn)氣端和出氣端設(shè)置壓差傳感器并與控制器連接；
[0011]在氧化催化器的進(jìn)氣端和顆粒捕集裝置的進(jìn)氣端設(shè)置溫度傳感器并于控制器連接；
[0012]控制器用于根據(jù)壓差傳感器信號(hào)和溫度傳感器信號(hào)啟動(dòng)或關(guān)閉電加熱裝置。
[0013]進(jìn)一步所述電加熱裝置是設(shè)置于尾氣管道中的電熱絲。
[0014]所述電加熱裝置通過繼電器、穩(wěn)流器與供電電源連接。
[0015]本實(shí)用新型有益性是:本實(shí)用新型以金屬顆粒捕集器為主體，控制器通過壓差傳感器、溫度傳感器采集汽車或柴油車后處理系統(tǒng)作用情況，控制電加熱裝置加熱再生處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)顆粒捕集器主動(dòng)再生過程。本實(shí)用新型能夠靈活、精確控制電加熱的時(shí)機(jī);降低燃油消耗率;電加熱系統(tǒng)加熱速度快;金屬顆粒捕集器DPF溫度傳輸快，溫度分布均勻;本系統(tǒng)在尾氣系統(tǒng)中拆卸簡(jiǎn)單，檢查和維修方便;系統(tǒng)成本低，降低能耗，節(jié)約資源;金屬顆粒捕集器抗震性強(qiáng)，耐久性好;金屬顆粒捕集器能滿足各種異形需求。
[0016]本實(shí)用新型通過采集金屬顆粒捕集器前后端壓差信號(hào)及金屬顆粒捕集器前端溫度信號(hào)，靈活、精確控制電加熱裝置，加熱柴油車金屬顆粒捕集器溫度，實(shí)現(xiàn)金屬顆粒捕集器主動(dòng)再生過程。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明，【具體實(shí)施方式】是對(duì)本實(shí)用新型原理的進(jìn)一步說明，不以任何方式限制本實(shí)用新型，與本實(shí)用新型相同或類似技術(shù)均沒有超出本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0019]結(jié)合圖1。
[0020]金屬顆粒捕集器主動(dòng)再生系統(tǒng)，包括汽車尾氣排氣系統(tǒng)，汽車尾氣排氣系統(tǒng)設(shè)置于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排氣端、包括尾氣排氣通道上的氧化催化器和顆粒捕集器，氧化催化器與顆粒捕集器之間設(shè)置有用于加熱排放尾氣的電加熱裝置，電加熱裝置由蓄電池或汽車發(fā)電機(jī)供電；在顆粒捕集裝置的進(jìn)氣端和出氣端設(shè)置壓差傳感器并與控制器連接;在氧化催化器的進(jìn)氣端和顆粒捕集裝置的進(jìn)氣端設(shè)置溫度傳感器并于控制器連接;控制器用于根據(jù)壓差傳感器信號(hào)和溫度傳感器信號(hào)啟動(dòng)或關(guān)閉電加熱裝置。
[0021 ]本例中電加熱裝置是設(shè)置于尾氣管道中的電熱絲。
[0022]本實(shí)用新型電加熱裝置還通過繼電器、穩(wěn)流器與供電電源連接。
[0023]本實(shí)用新型系統(tǒng)以金屬顆粒捕集器為支撐基礎(chǔ)，通過電加熱裝置及一系列的控制方式，實(shí)現(xiàn)金屬顆粒捕集器主動(dòng)再生過程，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)柴油機(jī)車輛在任何行駛工況下顆粒的再生，同時(shí)實(shí)現(xiàn)較低的PM排放。
[0024]結(jié)合附圖1。
[0025]根據(jù)碳顆粒的燃燒溫度條件得知，當(dāng)溫度達(dá)到500°C以上時(shí)，碳顆粒和排氣尾氣中的氧氣發(fā)生燃燒反應(yīng)，生成CO或CO2，從而達(dá)到去除顆粒捕集器DPF中碳顆粒的目的。
[0026]汽車尾氣從發(fā)動(dòng)機(jī)排出之后，經(jīng)過渦輪增壓部分分離之后，進(jìn)入氧化催化器D0C，尾氣中的碳?xì)浠衔锖鸵谎趸寂c尾氣中殘留的氧氣發(fā)生反應(yīng)，生成無公害的二氧化碳和水。但是發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒會(huì)產(chǎn)生固體顆粒物(PM)，這些顆粒物隨著氣流流動(dòng)進(jìn)入顆粒捕集器DPF中，直徑大于顆粒捕集器DPF空隙的顆粒物或被粘結(jié)在金屬顆粒捕集器DPF表面將被篩積在顆粒捕集器DPF中，進(jìn)而達(dá)到去除柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中PM的成分。但隨著顆粒物在顆粒捕集器DPF中的積累，顆粒捕集器DPF原空隙將會(huì)堵塞，進(jìn)而導(dǎo)致DPF前后的壓差增加，發(fā)動(dòng)機(jī)的背壓升高。
[0027]本實(shí)用新型主動(dòng)再生系統(tǒng)，包括:氧化催化器D0C、金屬顆粒捕集器DPF、壓差傳感器、溫度傳感器、電加熱裝置、穩(wěn)流器、繼電器。
[0028]發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管上依次串接渦輪增壓器、氧化催化器D0C，電加熱電阻絲、顆粒捕集器DPF。壓差傳感器的兩個(gè)探頭分別串接在顆粒捕集裝置DPF的進(jìn)氣端和出氣端;溫度傳感器分別設(shè)于氧化催化器DOC的進(jìn)氣端和顆粒捕集裝置DPF的進(jìn)氣端，用于測(cè)試DOC前及DPF前端溫度，實(shí)現(xiàn)電加熱過程。壓差傳感器和溫度傳感器的輸出端通過傳輸線路連接到顆粒捕集器DPF的控制器即電控單元ECU上。為防止發(fā)電機(jī)提供的電流不穩(wěn)定，在電路控制中設(shè)置有一個(gè)穩(wěn)流器，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)流的作用。電加熱裝置通過與蓄電池、發(fā)電機(jī)、穩(wěn)流器、繼電器連接，工作過程通過控制器電控單元ECU控制繼電器開關(guān)，實(shí)現(xiàn)其加熱過程。
[0029]電控單元ECU通過壓差傳感器采集金屬顆粒捕集器DPF前后的壓力差，根據(jù)壓差來判斷金屬顆粒捕集器DPF顆粒捕集量，再根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)定情況確定柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的安全背壓上限，判定金屬顆粒捕集器DPF再生時(shí)機(jī);通過溫度傳感器采集金屬顆粒捕集器DPF前端及整體溫度，判定電加熱是否需要實(shí)現(xiàn)加熱過程。當(dāng)壓差值達(dá)到柴油機(jī)安全背壓上限值時(shí)，溫度達(dá)到再生溫度時(shí)，顆粒捕集器DPF中可直接進(jìn)行碳煙顆粒燃燒的再生過程；當(dāng)壓差達(dá)到設(shè)定限值，溫度未達(dá)到再生溫度時(shí)，電控單元ECU控制繼電器，對(duì)顆粒捕集器DPF進(jìn)行電加熱，通過加熱顆粒捕集器DPF前排氣管中的氣流溫度使得排氣溫度增加，當(dāng)溫度上升到再生溫度時(shí)，斷開加熱繼電器停止加熱，顆粒捕集器DPF中即可實(shí)現(xiàn)再生過程。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種金屬顆粒捕集器主動(dòng)再生系統(tǒng)，包括汽車尾氣排氣系統(tǒng)，汽車尾氣排氣系統(tǒng)設(shè)置于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排氣端、包括尾氣排氣通道上的氧化催化器和顆粒捕集器，其特征在于: 所述氧化催化器與顆粒捕集器之間設(shè)置有用于加熱排放尾氣的電加熱裝置，電加熱裝置由蓄電池或汽車發(fā)電機(jī)供電； 在顆粒捕集裝置的進(jìn)氣端和出氣端設(shè)置壓差傳感器并與控制器連接； 在氧化催化器的進(jìn)氣端和顆粒捕集裝置的進(jìn)氣端設(shè)置溫度傳感器并于控制器連接； 控制器用于根據(jù)壓差傳感器信號(hào)和溫度傳感器信號(hào)啟動(dòng)或關(guān)閉電加熱裝置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬顆粒捕集器主動(dòng)再生系統(tǒng)，其特征在于:所述電加熱裝置是設(shè)置于尾氣管道中的電熱絲。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬顆粒捕集器主動(dòng)再生系統(tǒng)，其特征在于:所述電加熱裝置通過繼電器、穩(wěn)流器與供電電源連接。
【文檔編號(hào)】F01N3/027GK205618226SQ201620428267
【公開日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2016年5月11日
【發(fā)明人】熊毅, 蔣中鋒, 傅曉
【申請(qǐng)人】中自環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?br>