CN101270685A - 柴油机微粒捕集器主动热再生方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明为柴油机微粒捕集器主动热再生的方法和装置，方法是，将沸点高于常温的液体燃料置于发动机尾气中，或辅以电加热使其成为高压燃料蒸气；当中央控制单元发出再生指令后，通过补充二次空气调节再生环境的含氧量，并将燃料以高温蒸气形态进入燃烧区，同时电嘴开始跳火，点燃燃料蒸气，在双级反向旋流器的作用下，预混火焰稳定在合适位置；燃料燃烧的热量使气流温度升高至滤芯上微粒物质着火点之上，高温气流流过滤芯时引燃沉积其上的微粒物质直至燃尽，停止燃料供入，完成一个再生周期；为了捕避免集器外壳主燃区部位温度过高，设置了气膜冷却结构。具有点火容易、燃烧稳定，且燃烧效率高，抗干扰能力强，二次污染少，工作稳定可靠等特征。

Description

柴油机微粒捕集器主动热再生方法及其装置

技术领域

本发明涉及柴油机尾气后处理装置的一种再生方法及其装置，具体是指柴油机微粒捕集器(DPF)的一种主动热再生方法及其装置。

技术背景

柴油机尾气中存在主要由碳烟等物质组成的颗粒物质(PM)，这些颗粒物质对环境的危害性很大，是城市空气的主要污染源之一。因此柴油机尾气微粒物质排放控制的重要性越来越受到人们的关注和重视，世界上很多国家都在逐步实施越来越严格的柴油机PM排放标准及法规。

在众多的柴油机PM排放控制技术中，柴油机微粒捕集器(DPF，也称为微粒过滤器)被认为是最具有发展前景的技术之一。其主要思路是将柴油机尾气通过DPF，使尾气中的PM沉积在滤芯上，从而使柴油机尾气在排入大气之前予以净化。但是，滤芯对尾气的流动阻力随着滤芯上PM沉积量的增加而增加，其对气流的阻力越来越大，使得柴油机的排气背压越来越高，至一定程度之后，必须对滤芯上的PM予以清除，降低PDF对柴油机尾气的阻力，使DPF重新处于可使用状态，即DPF的再生。

沉积在滤芯上的PM清除方法主要有两种思路：一是给微粒物质输入能量，使其温度超过碳粒子燃点而自燃、燃尽，达到再生的目的；另一种是通过催化剂降低碳粒子的燃点，使其能在柴油机排气温度下发生氧化反应，从而达到保持滤芯清洁的目的。对于前者，一般存在辅助设备众多、系统复杂、体积庞大且可靠性不好等问题，以至于至今不能在柴油车上大范围使用；对于后者，其对油品的要求很苛刻，尤其是柴油中的硫、磷含量必须非常低，否则容易使催化剂中毒而导致滤芯失去再生能力，并且PM的成份不是纯碳，氧化反应后的残留物质覆盖在催化剂表面使其很快失效，所以被动再生的方式也只是在那些油品含硫、磷量很低的国家小范围内试用，也还有很多问题需要解决。

主动再生中，有人提出了直接喷油助燃再生的方法，例如专利CN 2596028Y、02292102.8、200510047787.8等等。但是喷油助燃再生法具有下列不足之处：①由于燃油必须存在较高的压力(否则不能在喷嘴中形成喷雾，以致不能点火及正常燃烧)，所以需要设置高压油泵，以及油泵的驱动设备，系统相当复杂；②基于滤芯所能承受的温度限制，喷入的燃油流量并不大，且出于点火要求，雾化后的燃油必须具有合适的雾化粒度及液滴尺寸分布规律，对喷嘴的雾化要求非常高，相应的，喷嘴上必须加载较高的喷油压力，所以喷嘴的喷孔等部位尺寸一般很小，这样的小流量燃油雾化设备一是很难设计且加工工艺性能很差，二是容易堵塞，性能很不可靠；③燃油液滴在燃烧区点火之前属于液体，而发动机尾气中的含氧量不高，点火环境差，燃料不易点燃，且对点火线圈的要求很苛刻，很容易出现点火成功之前，主燃区内壁面已经积存了很多液体燃油的情况，一旦点火成功这些液体油参与燃烧，造成高温损坏DPF，甚至存在爆炸的隐患，系统难以稳定差；④燃油液滴与气流的匹配很难，在低密度、低含氧量的主燃区保证燃油高效、稳定的燃烧非常困难，致使很大一部分燃油根本没有燃烧就直接排入大气，这种未燃尽的碳氢化合物的实质就是二次污染；⑤燃油火焰温度场不易调节，且受车辆行驶状态的影响较大，易形成峰值较高的局部高温区，影响滤芯再生的整体效率，并缩短其寿命。

发明内容

本发明的目的是，针对现有柴油机微粒捕集器喷油主动热再生存在的缺陷，提出一种柴油机微粒捕集器的主动热再生的方法及其装置，其具有不需要高压供油系统、容易点火、燃烧稳定、温度场均匀，可靠性好、二次污染小、且系统结构紧凑、便于整车布局设计等特征。

本发明的技术方案之一是，所述柴油机微粒捕集器主动热再生的方法为：利用柴油机尾气余热或者辅以电加热使燃料密封罐中液体燃料形成带有压力的高温饱和蒸气；当尾气通道中滤芯的前、后压力传感器所显示的压力差值到达预设值时，开启燃料输出阀而使燃料密封罐中的饱和高压燃料蒸气通过燃料输出阀进入喷头，喷入主燃区，点火电嘴开始跳火，点燃气态的燃料蒸气；在双级旋流器的作用下使火焰保持在主燃区，产生高温气体，流过滤芯，引燃沉积在滤芯上的微粒物质，直至滤芯前后的压力差达到预设值，停止燃料蒸气的燃烧，完成柴油机微粒捕集器的再生。

进一步地，再生时，燃料罐中蒸气的压力未达到预设值时对燃料实施电加热；根据发动机尾气的温度、流量及含氧量来控制二次空气的供给流量，根据发动机尾气的温度、流量及滤芯前后的压差(微粒物质含量)来控制燃料蒸气供给量，使微粒捕集器再生时燃料、空气、发动机尾气三者之间的配比关系处于合适的范围内，确保在任何发动机工况下滤芯都能顺利完成再生。所述控制可由中央控制单元实现。

本发明的技术方案之二是，所述柴油机微粒捕集器主动热再生的装置的结构为：装置的外壳由再生段外壳和捕集段外壳连接组成，盛储有液体燃料的燃料罐位于再生段外壳的内部；所述燃料罐内部设有液位探针和第一压力传感器，还可能设置电热丝；该燃料罐外部设有数道受热肋片，以及串有单向阀的燃料注入管和串有电磁阀的燃料输出管；燃料输出管通过喷头导入管与喷头相连，喷头上设有均匀布置、带有径向分量的数个喷孔；喷头外侧与一级旋流器配合，一级旋流器通过环钩与二级旋流器轴向配合；一级旋流器为轴向旋流器，二级旋流器为径向旋流器，二者旋向相反，通过两级旋流器的气流在喉管后部汇合；一级旋流器上游设有固定在捕集器再生段外壳上并装有二次空气补充阀的二次空气输入管，二级旋流器下游主燃区设置头部环，头部环通过波纹环固定在所述再生段外壳内壁；靠近头部环下游设有安装在所述再生段外壳上的点火电嘴，燃料罐上游设有安装在再生段外壳上的含氧量传感器；安装在所述捕集段外壳中的滤芯上游分别设有安装在再生段外壳上的第二压力传感器、温度传感器；所述滤芯下游设有安装在捕集段外壳上的第三压力传感器；所述各压力传感器，液位探针，含氧量传感器，二次空气补充阀，电磁阀，及点火电嘴皆有信号线均同中央控制单元相连。

以下结合附图对本发明的技术方案做进一步说明。

如图1所示，所述柴油机微粒捕集器主动热再生的装置的结构为：装置的外壳由再生段外壳38和捕集段外壳25连接组成，盛储有液体燃料的燃料罐37位于再生段外壳38的内部；所述燃料罐37内部设有液位探针7和第一压力传感器8，还可能设置电热丝53(如图18所示)；该燃料罐37外部设有数道受热肋片48(如图6所示)，以及串有单向阀3的燃料注入管40和串有电磁阀11的燃料输出管36；燃料罐37通过燃料注入管40、燃料输出管36以及设置在受热肋片48上的固定座44及固定杆46(参见图9)安装在捕集器再生段外壳38的中；燃料输出管36通过喷头导入管16与喷头34相连，喷头34上设有均匀布置、带有径向分量的数个喷孔43(参见图10)；喷头34外侧与一级旋流器33配合，一级旋流器33通过环钩32与二级旋流器31轴向配合，两级旋流器之间能在一定范围内径向浮动，存在消除加工及装配误差的径向间隙(参见图8)；一级旋流器33为轴向旋流器，二级旋流器31为径向旋流器，二者旋向相反，通过两级旋流器的气流在喉管49后部汇合；如图1所示，一级旋流器33上游设有固定在捕集器再生段外壳38上并装有二次空气补充阀14的二次空气输入管35，二级旋流器31下游主燃区设置头部环30，头部环30通过波纹环29固定在所述再生段外壳38内壁；靠近头部环30下游设有安装在所述再生段外壳38上的点火电嘴28，燃料罐37上游设有安装在再生段外壳38上的含氧量传感器39；安装在所述捕集段外壳25中的滤芯22上游分别设有安装在再生段外壳38上的第二压力传感器17、温度传感器18；所述滤芯22下游设有安装在捕集段外壳25上的第三压力传感器24；所述各压力传感器8、17、24，液位探针7，含氧量传感器39，二次空气补充阀14，电磁阀11，及点火电嘴28皆有信号线均同中央控制单元12相连。

下面结合各附图，说明本发明的工作原理：

参见图1，将柴油机尾气1由装置的外壳左端导入，从右端排出；盛储有汽油，或者汽油与乙醇混合物，或者其它沸点低于柴油机尾气1温度的液态燃料的燃料罐37置于尾气流中，在尾气加热作用下，燃料形成高温、高压的饱和蒸气或气液混合物。发动机冷机状态下，液位探针7检测燃料罐37中的燃料液位，一旦发现液面低于警戒线，则中央控制单元12发出添加燃料的信号，维护人员或驾驶人员通过单向阀3、外部连接管路4、燃料注入管40，向燃料罐37中加注燃料。

微粒捕集器工作时，随着滤芯22上沉积的微粒物质越来越多，其对发动机尾气的阻力越来越大，具体体现在滤芯前后的第二、第三压力传感器17、24之差值，当二者差值达到某一预设值(例如15KPa)后，中央控制单元12发出开始再生的指令，启动微粒捕集器再生程序。再生程序启动后，中央控制单元12通过含氧量传感器39所获取发动机尾气中含氧量信息，判断是否开启二次空气补充阀14。若尾气中含氧量大于某个设定值(例如14％)，则尾气中的含氧量可以维持燃料燃烧及再生，无需补充二次空气；若尾气中含氧量小于设定值，则中央控制单元12向二次空气补充阀14发送开启指令，并且尾气中的含氧量越小，二次空气补充阀14开度越大，则补充的二次空气越多，始终使再生环境下的气流含氧量处于能维持再生顺利进行的范围内。为了改善燃烧状况，二次空气输入管35的出口处于紧靠喷头34的上游，使得引入的二次空气能尽量多地进入一级旋流器33。之后，中央控制单元12向电磁阀11发出开启指令，燃料管37中的高温、高压燃料蒸气通过外部连接管道13、喷头导入管16，进入喷头34的内腔，通过喷头上的喷孔43喷出。中央控制单元12同时发出点火电嘴28开始跳火的指令，点燃喷头34中喷出的燃料蒸气，燃料燃烧释放的热量使得主燃区下游的气流温度升高至微粒物质的着火点以上，高温气体流过滤芯22时，引燃其上的微粒物质，随着微粒物质的不断燃烧、减少，滤芯22对气流的阻力也越来越小，体现在滤芯前后的第一、第二压力传感器17、24之差值越来越小，一旦该差值达到某一预设值，表示滤芯22再生完成，此时中央控制单元12发出指令，关闭电磁阀11，切断喷头34中的燃料供给，主燃区火焰熄灭，同时点火电嘴28停止跳火，完成一个再生周期。

喷头34外侧依次为一级旋流器33和二级旋流器31，气流经过两级旋流器之后发生旋转，具有了切向方向(沿圆周方向)的动量，在离心力作用下，气流会形成一个向外扩张的空心气锥，并在气锥的中心部位形成负压，即在轴向上形成逆压梯度，致使气锥下游的炽热已燃气体回流，形成一个高温的回流区，而回流区中的高温燃气将作为火源，点燃后面连续喷出的燃料蒸气，致使燃烧火焰始终稳定在回流区的某个合适位置，从而使得再生时燃料蒸气具有非常出色的燃烧稳定性。

燃料蒸气自喷孔43喷出之后，首先与来自一级旋流器33的气流混合，形成带旋的可燃混合气，然后在二级旋流器31的喉管49后与来自二级旋流器31的气流混合，因两级旋流器的旋向相反，在两股气流的交界部位存在很大的速度梯度，根据流体力学原理，会出现一系列细小的柱形空气涡，而这些柱形空气涡也是混气燃烧时的火焰锋面，即燃料燃烧的主要区域。由于该区域的气流速度梯度大、紊流度高、掺混均匀，从而保证了燃料蒸气燃烧时具有很高的燃烧效率。

再生时，燃烧后的高温气流未经稀释之前的温度可达800℃以上，如果不对微粒捕集器的外壳进行冷却保护，高温气体会将捕集器外壳烧成红色。过高的外壳温度一方面将极大地增加车辆对外界的安全隐患，例如可能引燃外部的可燃物；另一方面外壳一旦碰上水滴等液体，则会因为快度汽化、然后液化而产生烟雾，使车辆驾乘人员或维护人员对车体状况发生误判。并且外壳经常性的剧烈冷热交替，也易因热冲击而损坏，缩短捕集器外壳的寿命。

为了避免捕集器外壳温度过高而带来的上述负面影响，在头部环30与再生段外壳38之间设置波纹环29，上游的尾气将通过波纹环29进入主燃区，并在波纹环29的引导下贴着再生段外壳38的内壁轴向流动，形成一道冷却气膜，该气膜将主燃区的炽热气体与外壳38内壁隔开，使捕集器的外壳温度不至于过高。

由以上可知，本发明为柴油机微粒捕集器主动热再生方法及其装置，它的有益效果包括：

1、由于燃料是具有较高温度的气体状态，其点火性能较常温的液体燃料大幅提高，从而避免了再生时液体燃料不容易点火的缺陷。并且，由于本发明中的燃料是气体，即使在燃料开始供应的时刻没有顺利点火，也不会像液体燃料那样容易在捕集器内部积存而造成巨大的危害性。

2、气体燃料燃烧属于预混燃烧，反应速度快，燃烧持续的空间距离短，而一般的喷油助燃再生中，燃液滴燃烧属于扩散燃烧，反应速度较低，燃烧持续的空间距离长。因此，本发明将大大缩短微粒捕集器的长度，极有利于整车设计。

3、旋流器形成的强回流区将使得火焰变得短而粗，火焰横截面积大，而不是一般的燃油燃烧细而长的火焰形状，这样火焰下游横截面上的温度很快变得均匀，因而使得高温气体进入过滤体时的横截面温度比较均匀，有利于降低过滤体再生时局部高温区的峰值，使温度分布更加均匀，减少过滤体的热应力，有利于提高过滤体的再生效率，加快再生速度，延长过滤体的寿命。

4、如前所述，在头部环30与再生段外壳38之间设置波纹环29，上游的尾气将通过波纹环29进入主燃区，并在波纹环29的引导下贴着再生段外壳38的内壁轴向流动，形成一道冷却气膜，该气膜将主燃区的炽热气体与外壳38内壁隔开，使捕集器的外壳温度不至于过高。

5、双级反向旋流结构提高了燃烧的稳定性，再生时受发动机工况变化、车辆行驶路况变化的影响很小，抵抗外部因素而造成再生过程中断的情况较一般燃油再生装置大幅提高。

6、燃烧效率高，大大减少了未燃碳氢化合物造成的二次污染。

附图说明

图1是本发明所述装置的实施例1的纵向剖面示意图；

图2是图1中A-A向剖视图；

图3是图1中B-B向剖视图；

图4是图1中C-C向剖视图；

图5是图1中D-D向剖视图；

图6是图1中E-E向剖视图；

图7是图1中H处局部放大视图——两段外壳组装示意图；

图8是图1中J处局部放大视图——喷头与旋流器的配合示意图；

图9是图6中K处局部放大视图——燃料罐加固结构示意图；

图10是喷头34的第一种结构轴测图；

图11是喷头34的第二种结构轴测图；

图12是喷头34的第三种结构轴测图；

图13是波纹环29的第一种结构轴测图；

图14是波纹环29的第二种结构轴测图；

图15是波纹环29的第三种结构轴测图；

图16是一级旋流器33的轴测图；

图17是二级旋流器31的轴测图；

图18是本发明所述装置的技术方案2的纵向剖面示意图；

图19是本发明所述装置的技术方案3的纵向剖面示意图；

在上述附图中：

1-柴油机尾气         2-液体燃油               3-单向阀

4-外部连接管路       5-接头                   6-探测器引出管

7-液位探针           8-第一压力传感器         9-引出座

10-接头              11-电磁阀                12-中央控制单元

13-外部连接管路      14-二次空气补充阀        15-管接头

16-喷头导入管        17-第二压力传感器        18-温度传感器

19、20-法兰          21-紧固组件              22-滤芯

23-滤芯保温减振层    24-第三压力传感器        25-捕集段外壳

26-法兰              27-连接环                28-点火电嘴

29-波纹环            30-头部环                31-二级旋流器

32-环钩              33-一级旋流器            34-喷头

35-二次空气输入管    36-燃料输出管            37-燃料罐

38-再生段外壳        39-含氧量传感器          40-燃料注入管

41-法兰              42-二级旋流器径向导叶    43-燃料蒸气喷孔

44-固定座         45-安装座          46-固定杆

47-紧固组件       48-受热肋片        49-喉管

50-压力传感器     51-电热丝安装杆    52-液位探针

53-电热丝         54-单向阀          55-压力传感器

56-燃料罐         57-燃料喷杆        58-点火喷杆

59-燃料喷射槽

具体实施方式：

实施例1：柴油机微粒捕集器主动热再生方法为：利用柴油机尾气余热或者辅以电加热使燃料密封罐中液体燃料形成带有压力的高温饱和蒸气；当尾气通道中滤芯的前、后压力传感器所显示的压力差值到达预设值时，中央控制单元发出再生指令，开启燃料输出阀而使燃料密封罐中的饱和高压燃料蒸气通过燃料输出阀进入喷头，喷入主燃区，点火电嘴开始跳火，点燃气态的燃料蒸气；在双级旋流器的作用下使火焰保持在主燃区，产生高温气体，流过滤芯，引燃沉积在滤芯上的微粒物质，直至滤芯前后的压力差达到预设值，停止燃料蒸气的燃烧，完成柴油机微粒捕集器的再生。

中央控制单元启动再生的判定依据是，滤芯前后的压差是否达到预设值；中央控制单元判定燃料是否需要电加热的依据是，燃料罐中蒸气的压力是否达到预设值；中央控制单元控制二次空气供入流量的依据是，发动机尾气的含氧量、温度及发动机转速(尾气流量)；中央控制单元判定再生结束的依据是，滤芯前后的压差是否低于预设值；中央控制单元控制燃料蒸气供入流量的依据是，尾气发动机的尾气温度、流量及滤芯前后的压差(微粒物质含量)。

实施例2：如图1所示，微粒捕集器的外壳分成两部分，即捕集段外壳25、再生段外壳38，两部分通过法兰19、20即紧固组件21连接在一起，连接部位设有连接环27，其作用一方面是固定滤芯23，另一方面是对两端外壳25、38对接定位(如图7所示)。

所述的捕集段外壳25内部安装了滤芯22及滤芯减振保温层23，滤芯23的下游设置了第三压力传感器24，该压力传感器有信号线与中央处理单元12相连，出口部位设置法兰26。

所述的再生段外壳38进口部位设置法兰41，内部安装有燃料罐37、二次空气输入管35、燃料喷头34、一级旋流器33、二级旋流器31、头部环30等部组件。壳体上安装含氧量传感器39、点火电嘴28、第二压力传感器17及温度传感器18。其中，含氧量传感器39安装在燃料罐37的上游，点火电嘴28安装在靠近头部环30的下游，温度传感器18及第二压力传感器17安装在靠近滤芯23的部位。各传感器及点火电嘴28皆有信号线同中央控制单元12相连

所述的燃料罐37内部盛储有沸点低于进入捕集器的柴油机尾气1的温度的燃料，并设有液位探针7、第一压力传感器8等部组件，外部设有数道受热肋片48(如图6所示)以改善燃料对尾气中热量的吸收情况。罐体上设有燃料注入管40、探测器引出管6、燃料输出管36，此三者皆焊接在再生段外壳38上。两道水平对置的受热肋片48上各设置一个固定加固装置，其结构如图6及图9所示，肋片48上设有固定环44，再生段外壳38外侧对应固定环44的部位设有固定座45，对应每个固定环44各有一根穿过固定座45的固定杆46插入，固定杆46通过紧固组件47装在固定座45上。这样，燃料注入罐40、探测器引出管6、燃料输出管36，以及两组固定杆46共同起到对燃料罐37的空间定位及固定作用。并且，固定杆46相对于固定环44可以径向活动，从而可以消除外壳38与燃料罐37之间热胀冷缩不一致而产生应力的作用。

所述的燃料注入管40通过接头5与外部连接管路4相连，外部连接管路4上串接有单向阀3，燃料2通过此通道注入；所述的探测器引出管6设有引出座9，引出座上安装有液位探针7及压力传感器8，此二者皆有信号线与中央处理单元12相连；所述的燃料输出管36通过接头与外部连接管路13相连，外部连接管路13上串接有电磁阀11，电磁阀11上有信号线与中央处理单元12相连，外部连接管路13再次通过皆有与喷头导入管16相连，喷头导入管16焊接在再生段外壳38上。

所述燃料罐37之后、喷头34之间的部位设有二次空气输入管35以改善再生时的燃烧环境。二次空气输入管35直接安装在再生段外壳38上，并在外壳的外侧上串接有二次空气补充阀14，该阀也通过信号线与中央控制单元12相连。再生时若柴油机尾气1中的含氧量较低、不能满足再生的顺利进行，则通过控制阀14向气流中补充二次空气。所述的二次空气可以是车载气泵升压后的空气，也可以是引自发动机涡轮增压器中的带压空气。

所述的喷头34固定在喷头导入管16上，其内部是一个圆柱形的空腔(可参见图5、图8及图10)，在面向滤芯22的一侧端面上设置有3个以上周向均匀布置的喷孔43，各喷孔同时与捕集器轴向存在夹角，燃料蒸气自燃料蒸气喷孔43喷出之后将分布在一个空心圆锥面上，其三维轴测图如图10所示；燃料蒸气喷孔43为斜圆孔。喷头34上的燃料喷孔也可以设计成图11所示结构，或者图12所示的结构及其它相似的结构形式。图11中，对应每个喷孔各设有一向外折弯的喷杆57，并设有一点火喷杆58伸至点火电嘴28附近，以增强再生时的点火性能；图12中，将喷孔改为燃料喷射槽59，则喷射出的燃料蒸气为一个形成向外扩张的近于连续的空心气锥。

所述燃料喷头34外侧同轴设有一级旋流器33，通过燃料喷头34对其进行径向定位。一级旋流器33下游设有二级旋流器31，如图8所示，通过环钩32将两级旋流器轴向固定，使一级旋流器33轴向定位，但两者能相对径向移动。所述环钩32点焊在二级旋流器31的上端面上。所述的一级旋流器33为轴向旋流器(参见图5并结合图8)，其轴测图如图16所示；二级旋流器31为径向旋流器(参见图4并结合图8)其轴测图如图17所示。

所述的二级旋流器31固定在头部环30上，头部环30固定在波纹环29上，而波纹环29固定在再生段外壳38的内壁面上。波纹环29的轴测图如图13所示，也可以设计成图14所示的结构，或者图15所示的结构及其它相似结构；图13中，波纹环29的横截面呈正弦波形；图14中，波纹环29的纵向半剖面为“L”形；图15中，波纹环29的横截面是由多个近似

形组成环状。

实施例3：本方案与实施例2的不同之处在于，①所使用的燃料不同，燃料罐37中盛储的是沸点高于发动机尾气温度的燃料，如柴油等；②燃料罐37中增设了电加热设施，即在所述的燃料罐37中设有电热丝53，具体参见图18。

在燃料罐37中设置电热丝53及其安装杆51，安装杆51固定在引出座9上。因柴油机尾气1不一定能使柴油沸腾而产生高压蒸气，则再生程序启动之后，中央控制单元12给电热丝53通电，给燃料加热，直至压力传感器50显示燃料罐37中的压力达到预设值，此时燃料罐37中具有完成再生所需的高温高压饱和燃料蒸气。

发动机冷机状态下，液位探针52检测燃料罐37中的燃料液位，一旦发现液面低于警戒线，则中央控制单元12发出添加燃料的信号，维护人员或驾驶人员通过单向阀3、外部连接管路4、燃料注入管40，向燃料罐37中加入燃料。

实施例4：若所述的燃料的沸点低于常温，则将燃料罐56移动至再生段外壳38之外，并在燃料罐56上设置压力传感器55，以及串有单向阀54的外部连接管4、串有电磁阀11的外部连接管13，其中压力传感器55通过信号线与中央控制单元12相连。

本方案与实施例2的不同之处在于，①所使用的燃料不同，燃料罐56中盛储的是沸点远低于常温燃料，如压缩天然气、液化石油气等；②燃料罐56设置在微粒捕集器再生段外壳38之外而无需尾气加热，燃料罐56上仅设了压力传感器55，且其通过信号线与中央控制单元12相连。具体参见图19。

燃料罐56上串接了单向阀54、一旦压力传感器55获知高压气罐56中的压力低于预设值，中央控制单元12发出添加燃料的信号，维护人员或驾驶人员通过单向阀54、外部连接管路4，向高压气罐56中加注燃料。

Claims (8)

1、一种柴油机微粒捕集器主动热再生方法，其特征是，该方法为，利用柴油机尾气余热或者辅以电加热使燃料密封罐中液体燃料形成带有压力的高温饱和蒸气；当尾气通道中滤芯的前、后压力传感器所显示的压力差值到达预设值时，开启燃料输出阀而使燃料密封罐中的饱和高压燃料蒸气通过燃料输出阀进入喷头，喷入主燃区，点火电嘴开始跳火，点燃气态的燃料蒸气；在双级旋流器的作用下使火焰保持在主燃区，产生高温气体，流过滤芯，引燃沉积在滤芯上的微粒物质，直至滤芯前后的压力差达到预设值，停止燃料蒸气的燃烧，完成柴油机微粒捕集器的再生。

2、根据权利要求1所述的柴油机微粒捕集器主动热再生方法，其特征在于，燃料罐中蒸气的压力未达到预设值时对燃料实施电加热；按照发动机尾气的含氧量、温度及发动机转速控制二次空气供入流量；根据发动机的尾气温度、流量及滤芯前后的压差控制燃料蒸气供入流量。

3、一种柴油机微粒捕集器主动热再生装置，装置的外壳由再生段外壳(38)和捕集段外壳(25)连接组成，其特征是，盛储有液体燃料的燃料罐(37)位于再生段外壳(38)的内部；所述燃料罐(37)内部设有液位探针(7)和第一压力传感器(8)；该燃料罐(37)外部设有数道受热肋片(48)，以及串有单向阀(3)的燃料注入管(40)和串有电磁阀(11)的燃料输出管(36)；燃料输出管(36)通过喷头导入管(16)与喷头(34)相连，喷头(34)上设有均匀布置、带有径向分量的数个喷孔(43)；喷头(34)外侧与一级旋流器(33)配合，一级旋流器(33)通过环钩(32)与二级旋流器(31)轴向配合；一级旋流器(33)为轴向旋流器，二级旋流器(31)为径向旋流器，二者旋向相反，通过两级旋流器的气流在喉管(49)后部汇合；一级旋流器(33)上游设有固定在捕集器再生段外壳(38)上并装有二次空气补充阀(14)的二次空气输入管(35)，二级旋流器(31)下游主燃区设置头部环(30)，头部环(30)通过波纹环(29)固定在所述再生段外壳(38)内壁；靠近头部环(30)下游设有安装在所述再生段外壳(38)上的点火电嘴(28)，燃料罐(37)上游设有安装在再生段外壳(38)上的含氧量传感器(39)；安装在所述捕集段外壳(25)中的滤芯(22)上游分别设有安装在再生段外壳(38)上的第二压力传感器(17)、温度传感器(18)；所述滤芯(22)下游设有安装在捕集段外壳(25)上的第三压力传感器(24)；所述各压力传感器(8、17、24)，液位探针(7)，含氧量传感器(39)，二次空气补充阀(14)，电磁阀(11)，及点火电嘴(28)均有信号线均同中央控制单元(12)相连。

4、根据权利要求3所述的柴油机微粒捕集器主动热再生装置，其特征在于，所述的波纹环(29)为正弦波形或“L”形、“T”形。

5、根据权利要求3所述的柴油机微粒捕集器主动热再生装置，其特征在于，所述的喷头(34)上的燃料蒸气喷孔(43)为斜圆孔(43)，或是对应每个燃料蒸气喷孔(43)各设有一向外折弯的喷杆(57)，并设有一点火喷杆(58)伸至点火电嘴(28)附近，或所述燃料蒸气喷孔(43)为燃料喷射槽(59)之结构。

6、根据权利要求3所述的柴油机微粒捕集器主动热再生装置，其特征在于，所述的燃料罐(37)中设有电热丝(53)。

7、根据权利要求3所述的柴油机微粒捕集器主动热再生装置，其特征在于，若所述的燃料的沸点低于常温，则将燃料罐(56)移动至再生段外壳(38)之外，并在燃料罐(56)上设置压力传感器(55)，以及串有单向阀(54)的外部连接管(4)、串有电磁阀(11)的外部连接管(13)，其中压力传感器(55)通过信号线与中央控制单元(12)相连。

8、根据权利要求3所述的柴油机微粒捕集器主动热再生装置，其特征在于，在两道水平对置的受热肋片(48)上各设置一个固定加固装置，其结构是，肋片(48)上设有固定环(44)，再生段外壳(38)外侧对应固定环(44)的部位设有固定座(45)，对应每个固定环(44)各有一根穿过固定座(45)的固定杆(46)插入，固定杆(46)通过紧固组件(47)装在固定座(45)上。

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