CN104033213A - 一种工程机械及其dpf再生系统 - Google Patents

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太钟凤
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Abstract

本发明提供了一种工程机械及其DPF再生系统，包括：发动机、风扇泵、风扇马达、氧化催化器、颗粒过滤器和温度传感器，所述发动机通过排气管依次与氧化催化器和颗粒过滤器相连接，所述发动机通过风扇泵与风扇马达相连接，所述温度传感器与所述氧化催化器相连接，用于测量氧化催化器的温度；所述风扇泵用于在氧化催化器的温度低于基准温度时，增大风扇泵的流量以达到增大发动机的负荷，使得发动机的排气温度达到颗粒过滤器中颗粒再生的温度。本发明通过控制风扇泵的流量增大，来达到发动机的排气温度达到DPF强制再生的基准温度以上，使得DPF中颗粒再生。

Description

一种工程机械及其DPF再生系统
技术领域
本发明涉及工程机械的排气净化领域，特别是一种工程机械及其DPF再生系统。
背景技术
发动机的有害排放物是造成大气污染的一个主要来源，随着环境保护问题的重要性日趋增加，降低发动机有害排放物这一目标成为当今世界上发动机发展的一个重要方向。
现有的工程机械中，为了减少污染物的排放，一般都采用EGR（ExhaustGas Recirculation，排气再循环）系统，主要目的为降低排出气体中的氮氧化物（NOx）与分担部分负荷时可提高燃料消费率，但是会导致颗粒物的排放增加。如图1所示，为现有的一种挖掘机的EGR系统，该挖掘机使用Muffler（消声器）与发动机的排气管相连接，由于普通的Muffler不起到捕捉颗粒物的作用，所以也不需要为了燃烧颗粒物而采取一系列措施。但是，这种挖掘机的排气系统不能起到去除颗粒物的效果，没有实质性降低污染物的排放。
现有的一些机械中采用了DPF主动再生技术，是指在DPF中喷射燃油助燃，推动DPF再生的技术；DPF被动再生指的是仅依靠发动机排气热量使DPF再生的技术。发动机在采用“DOC+DPF”且DPF采用被动再生技术路线降低尾气排放的原理是：DOC（氧化催化器）是发动机尾气净化氧化反应的主要场所，DPF（颗粒过滤器）拦截并存储、燃烧排气中的颗粒物（PM）。该技术路线的具体工作原理是：把发动机排气先引入DOC（氧化催化器）中，在DOC段，发动机排气中的一氧化碳、碳氢化合物被氧化成无害的水和二氧化碳，一氧化氮被氧化成二氧化氮，生成的二氧化氮在DPF（颗粒过滤器）中可作为氧化剂氧化颗粒物（PM），使颗粒物在DPF中燃烧生成无害的二氧化碳和水等化合物，实现净化发动机尾气排放的目标，同时实现DPF的被动再生功能。
现有的发动机进行DPF再生需要借助喷射燃油助燃，从而增加了成本，而且提高了装置的复杂程度。
发明内容
本发明的目的是提供一种工程机械的DPF再生系统，通过增大风扇泵的流量来实现DPF再生，达到降低污染物的排放。
本发明提供了一种工程机械的DPF再生系统，包括：发动机、风扇泵、风扇马达、氧化催化器、颗粒过滤器和温度传感器，所述发动机通过排气管依次与氧化催化器和颗粒过滤器相连接，所述发动机通过风扇泵与风扇马达相连接，所述温度传感器与所述氧化催化器相连接，用于测量氧化催化器的温度；所述风扇泵用于在氧化催化器的温度低于基准温度时，增大风扇泵的流量以达到增大发动机的负荷，使得发动机的排气温度达到颗粒过滤器中颗粒再生的温度。
本发明还提供了一种工程机械，所述工程机械具有上述的DPF再生系统。
本发明的该实施例是通过利用风扇泵的流量可变，当DOC的温度处于基准温度之下时，通过控制风扇泵的流量增大，从而驱动风扇马达（fan motor）以更高的速度驱动，使得发动机的排气温度达到DPF强制再生的基准温度（基准温度是指颗粒物氧化燃烧的温度）以上，使得DPF中颗粒再生，并通过效率的提升缩减强制再生的时间，达到节省油耗的效果。
附图说明
图1表示现有一种EGR系统的示意图；
图2表示本发明第一种实施例的EGR的示意图。
图中，1发动机，2排气管，3氧化催化器，4颗粒过滤器，5散热器，6风扇泵，7风扇马达，8第一温度传感器，9第二温度传感器，10液压油冷却器。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
如图2所示，为本发明提供的一种实施例的结构示意图，包括：发动机1、风扇泵6、风扇马达7、氧化催化器（DOC）3、颗粒过滤器（DPF）4和第一温度传感器8，所述发动机1通过排气管2依次与氧化催化器3和颗粒过滤器4相连接，所述发动机1通过风扇泵6与风扇马达7相连接，所述第一温度传感器8与所述氧化催化器3相连接，用于测量氧化催化器的温度，即测量颗粒过滤器的进气温度；所述风扇泵用于在氧化催化器的温度低于基准温度时，增大风扇泵的流量以达到增大发动机的负荷，使得发动机的排气温度达到颗粒过滤器中颗粒再生的温度。
本发明在发动机的排气管上依次连接有氧化催化器和颗粒过滤器，利用DOC来将发动机排气中的一氧化碳、碳氢化合物被氧化成无害的水和二氧化碳，一氧化氮被氧化成二氧化氮，再利用DPF来收集颗粒物，然后利用增大发动机负荷的方法来达到颗粒物再生，从而可以清除DPF内的颗粒物，使颗粒物在DPF中燃烧生成无害的二氧化碳和水等化合物，实现净化发动机尾气排放的目标。
本发明的该实施例是通过利用风扇泵的流量可变，当DOC的温度处于基准温度之下时，通过控制风扇泵的流量增大，从而驱动风扇马达（fan motor）以更高的速度驱动，使得发动机负荷增大，当排气温度达到强制再生的基准温度以上，使得DPF再生，并通过效率的提升缩减强制再生的时间，达到节省油耗的效果。
本发明的DPF系统还包括控制器，所述控制器与风扇泵相连接，用于控制风扇泵在氧化催化器的温度低于基准温度时，增大风扇泵的流量以达到增大发动机的负荷。该控制器优选地为一按钮，所述按钮通过导线与风扇泵相连接，所述按钮用于在施加压力时给风扇泵传递一增大流量的信号，从而增大风扇泵的流量，使得与风扇泵相连接的风扇马达的转速增大。由于发动机的负荷增大，使得发动机排出的温度升高，从而可以达到DPF中颗粒再生的温度。
本发明的风扇泵的流量控制也是根据在风扇泵中设有一斜板，通过控制斜板的倾斜度来控制风扇泵的流量。本发明的DPF还包括第二温度传感器9，与氧化催化器（DOC）相连接，由于氧化催化器（DOC）与DPF通过排气管相通，并设置在DPF的进气端，测量氧化催化器的温度就实现了测量颗粒过滤器的进气温度，从而实现对DPF的温度监测。
再次参阅图2，该系统还包括一液压油冷却器10和散热器5，所述散热器5与风扇马达7相连接，所述液压油冷却器10与风扇马达7相连接，在风扇泵的流量增大的情况下，会提高液压油冷却器10和散热器5的散热效果，从而提高了对液压油冷却器和散热器起到散热作用。
本发明还提供了一种工程机械，该工程机械可以是任何具有DPF再生系统的机械，例如挖掘机、装载机、破碎机或者叉车。该工程机械包括发动机、风扇泵、风扇马达、氧化催化器、颗粒过滤器和温度传感器，所述发动机通过排气管依次与氧化催化器和颗粒过滤器相连接，所述发动机通过风扇泵与风扇马达相连接，所述温度传感器与所述氧化催化器相连接，用于测量氧化催化器的温度；所述风扇泵用于在氧化催化器的温度低于基准温度时，增大风扇泵的流量以达到增大发动机的负荷，使得发动机的排气温度达到颗粒过滤器中颗粒再生的温度。
本发明的工程机械利用风扇泵的流量可变，当DOC的温度处于基准温度之下时，通过控制风扇泵的流量增大，从而驱动风扇马达（fan motor）以更高的速度驱动，使得赋予发动机负荷使得排气温度达到强制再生的基准温度以上，使得DPF再生，并通过效率的提升缩减强制再生的时间，达到节省油耗的效果。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种工程机械的DPF再生系统，其特征在于，包括：发动机、风扇泵、风扇马达、氧化催化器、颗粒过滤器和温度传感器，所述发动机通过排气管依次与氧化催化器和颗粒过滤器相连接，所述发动机通过风扇泵与风扇马达相连接，所述温度传感器与所述氧化催化器相连接，用于测量氧化催化器的温度；所述风扇泵用于在氧化催化器的温度低于基准温度时，增大风扇泵的流量以达到增大发动机的负荷，使得发动机的排气温度达到颗粒过滤器中颗粒再生的温度。
2.根据权利要求1所述的DPF再生系统，其特征在于，所述系统还包括控制器，所述控制器与风扇泵相连接，用于控制风扇泵在氧化催化器的温度低于基准温度时，增大风扇泵的流量以达到增大发动机的负荷。
3.根据权利要求2所述的DPF再生系统，其特征在于，所述控制器为一按钮，所述按钮通过导线与风扇泵相连接，所述按钮用于在施加压力时给风扇泵传递一增大流量的信号。
4.根据权利要求1-3中任何一项所述的DPF再生系统，其特征在于，所述系统还包括一液压油冷却器，所述液压油冷却器与风扇马达相连接。
5.根据权利要求1-3中任何一项所述的DPF再生系统，其特征在于，所述系统还包括一散热器，所述散热器与风扇马达相连接。
6.根据权利要求1-3中任何一项所述的DPF再生系统，其特征在于，所述温度传感器与氧化催化器相连接，用于检测颗粒过滤器的进气温度。
7.一种工程机械，其特征在于，包括如权利要求1-6中任何一项所述的DPF再生系统。
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