CN104594982A - 一种车用颗粒捕集器的辅助再生装置 - Google Patents

Abstract

一种车用颗粒捕集器的辅助再生装置，包括颗粒捕集器、尾气入口管和尾气排出管，所述颗粒捕集器的进气端与尾气入口管相通，所述颗粒捕集器的出气端与尾气排出管相通，所述尾气入口管和尾气排出管内各设置有一个排气制动阀，所述颗粒捕集器的顶部近尾气排出管侧设置有吹扫空气管，颗粒捕集器的顶部通过吹吹扫空气管与储气罐相通；所述颗粒捕集器的底部近尾气入口管侧设置有吹扫排气管，颗粒捕集器的底部通过吹扫排气管与过滤水箱的底部相通，所述过滤水箱的顶部通过倒U型排气管与大气相通。本设计不仅结构简单、制造成本低，而且能够应用于现有颗粒捕集器的改装、延长颗粒捕集器的使用寿命。

Description

一种车用颗粒捕集器的辅助再生装置

技术领域

本发明涉及车用颗粒捕集器的辅助再生装置，尤其涉及一种车用颗粒捕集器的辅助再生装置，具体适用于延长颗粒捕集器的使用寿命。

背景技术

柴油发动机主要有害排放物为颗粒物（PM）和氮氧化物（NOx）。随着排放法规的升级，颗粒物排放的限值越来越为严苛。

颗粒捕集器（Diesel Particular Filter ，简称DPF）安装在柴油机的排气系统中，通过物理捕集过滤能大幅降低排气中的颗粒物。DPF使用过程中颗粒物不断累积，使得排气背压升高，发动机性能恶化。必须适时清除沉积颗粒物，使排气背压恢复到或接近原来的水平，即实现DPF的再生。DPF再生一般分为主动再生和被动再生。主动再生是利用外加能源使排气温度达到颗粒物的燃烧温度（500摄氏度-600摄氏度）而进行再生，主要有喷油或喷燃气助燃再生、电加热再生、微波加热再生、红外加热再生等。被动再生则是利用燃油添加剂等降低颗粒物的燃烧温度，使颗粒物在正常的柴油机排气温度下燃烧进行再生。无论是主动再生还是被动再生，其实现载体再生的途径都是将所滤颗粒物燃烧。通过燃烧的再生需要严格的排气温度和浓度条件，车用环境下不是所有的工况均能满足燃烧再生要求。同时颗粒物中灰分无法燃烧，再生效果不彻底，长时间运行会降低DPF过滤效率、大幅提高排气背压，影响发动机性能。颗粒物过量沉积时，由于燃烧再生放热难以控制容易烧毁DPF，甚至完全堵塞排气系统，影响发动机和整车的可靠性。

中国专利申请公布号为CN103670606A，申请公布日为2014年3月26日的发明专利公开了一种分隔型逆向喷气再生式柴油机排气颗粒捕集器装置。包括主过滤系统，再生过滤系统，喷气系统以及控制系统。主过滤系统由两个入口阀门、一个入口扩张管、一个主过滤体、一个出口收缩管、两个喷气电磁阀门、两个出口阀门、一个隔板以及一个主出口管组成。再生过滤系统位于主过滤系统下方，由两个再生入口阀门、一个再生入口管、一个再生过滤体、一个再生出口管和一个再生出口阀门组成。喷气系统由气泵、储气罐组成。控制系统主要由两个压力传感器和控制器组成。虽然该发明能够对颗粒捕集器实现有效再生，但其仍存在以下缺陷：

1、该发明的颗粒捕集器内部结构复杂，过滤体数目有三个，三个过滤体封装在一起技术难度大，系统制造、运行成本高。

2、该发明的主过滤装置单纯依靠反吹再生，再生效率低，削弱了过滤系统对颗粒排放的控制作用；同时，其辅助再生过滤体依然需要电加热再生，依然会产生二次污染，并且会造成辅助再生过滤体的颗粒物累计，无法延长再生装置的使用寿命。

3、该发明的主过滤装置单纯依靠反吹再生，在一次再生中需要把全部颗粒都吹扫干净，因此对比文件对压力和管路布置的要求很高，提高了其生产制造成本。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的制造成本高、使用寿命短的问题，提供一种制造成本低、使用寿命长的车用颗粒捕集器的辅助再生装置。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：

一种车用颗粒捕集器的辅助再生装置，包括颗粒捕集器、尾气入口管和尾气排出管，所述颗粒捕集器的进气端与尾气入口管相通，所述颗粒捕集器的出气端与尾气排出管相通，所述尾气入口管和尾气排出管内各设置有一个排气制动阀；

所述颗粒捕集器的顶部近尾气排出管侧设置有吹扫空气管，颗粒捕集器的顶部通过吹吹扫空气管与储气罐相通；所述颗粒捕集器的底部近尾气入口管侧设置有吹扫排气管，颗粒捕集器的底部通过吹扫排气管与过滤水箱的底部相通，所述过滤水箱的顶部通过倒U型排气管与大气相通。

所述吹扫空气管上设置有吹扫气进口阀，吹扫空气管通过吹扫气进口阀与颗粒捕集器的顶部相通；所述吹扫排气管上设置有吹扫气出口阀，吹扫排气管的顶部通过吹扫气出口阀与颗粒捕集器的底部相通。

所述储气罐的容量为30升–60升。

所述颗粒捕集器底部的高度比过滤水箱顶部的高度高200毫米– 400毫米；所述倒U型排气管弯管底部的高度比过滤水箱顶部的高度高400毫米– 600毫米。

所述颗粒捕集器为外部提供热源或者外部补充热源的主动再生式颗粒捕集器。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明一种车用颗粒捕集器的辅助再生装置中的颗粒捕集器采用燃烧方式作为主再生方式，然后采用高压空气吹扫的方式作为颗粒捕集器正常再生的补充手段即辅助再生方式，日常停车后对颗粒捕集器进行吹扫，然后利用水箱过滤吹扫后排出的混合气体，通过日常维护提高颗粒捕集器的再生效率，延长两次主再生方式之间的间隔时间，从而延长颗粒捕集器的使用寿命。因此，本设计能够通过日常再生提高颗粒捕集器的再生效率，延长颗粒捕集器的使用寿命。

2、本发明一种车用颗粒捕集器的辅助再生装置中吹扫气进口阀和吹扫气出口阀的设置在辅助再生装置不工作时处于关闭状态，有效防止汽车尾气进入吹扫空气管和吹扫排气管造成尾气泄露；在辅助再生装置工作时排气制动阀处于关闭状态，吹扫气进口阀和吹扫气出口阀处于开启状态，高压空气通过吹扫空气管进入颗粒捕集器后，将颗粒捕集器内的灰尘通过吹扫排气管吹扫进入过滤水箱，使颗粒捕集器内的灰尘在过滤水箱内沉积，防止其对外部环境造成二次污染。因此，本设计结构简单，有效避免对大气造成二次污染。

3、本发明一种车用颗粒捕集器的辅助再生装置的结构相对简单，对于现有车用颗粒捕集器的改装普适性较高，改装后可将辅助再生作为颗粒捕集器的日常维护手段，有效延长颗粒捕集器的使用寿命。因此，本设计结构简单、能够应用于现有车辆的改装，延长颗粒捕集器的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：颗粒捕集器1、尾气入口管11、尾气排出管12、排气制动阀13、吹扫气进口阀2、吹扫空气管21、储气罐22、吹扫气出口阀3、吹扫排气管31、过滤水箱4、倒U型排气管5。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1，一种车用颗粒捕集器的辅助再生装置，包括颗粒捕集器1、尾气入口管11和尾气排出管12，所述颗粒捕集器1的进气端与尾气入口管11相通，所述颗粒捕集器1的出气端与尾气排出管12相通，所述尾气入口管11和尾气排出管12内各设置有一个排气制动阀13；

所述颗粒捕集器1的顶部近尾气排出管12侧设置有吹扫空气管21，颗粒捕集器1的顶部通过吹扫空气管21与储气罐22相通；所述颗粒捕集器1的底部近尾气入口管11侧设置有吹扫排气管31，颗粒捕集器1的底部通过吹扫排气管31与过滤水箱4的底部相通，所述过滤水箱4的顶部通过倒U型排气管5与大气相通。

所述吹扫空气管21上设置有吹扫气进口阀2，吹扫空气管21通过吹扫气进口阀2与颗粒捕集器1的顶部相通；所述吹扫排气管31上设置有吹扫气出口阀3，吹扫排气管31的顶部通过吹扫气出口阀3与颗粒捕集器1的底部相通。

所述储气罐22的容量为30升–60升。

所述颗粒捕集器1底部的高度比过滤水箱4顶部的高度高200毫米– 400毫米；所述倒U型排气管5弯管底部的高度比过滤水箱4顶部的高度高400毫米– 600毫米。

所述颗粒捕集器1为外部提供热源或者外部补充热源的主动再生式颗粒捕集器。

本发明的原理说明如下：

当发动机停机后，通过控制器控制辅助再生装置自动控制完成如下动作：首先，关闭发动机排气制动阀13，开启吹扫气进口阀2和吹扫气出口阀3；然后，打开储气罐22，压缩空气通过吹扫空气管21进入颗粒捕集器1，压缩空气进入颗粒捕集器1携带反吹出的颗粒物经过吹扫排气管31进入过滤水箱4，颗粒物沉积于过滤水箱4内部，过滤后的空气经由倒U型排气管5排入大气中；吹扫气进口阀2和吹扫气出口阀3保持开启三分钟后自动关闭；最后，开启发动机排气制动阀13，不影响汽车启动。

吹扫气进口阀2和吹扫气出口阀3均为电控蝶阀。

过滤水箱4是为颗粒捕集器1单独设置的过滤水箱，过滤水箱4与发动机冷却水箱无关。

实施例1：

参见图1，一种车用颗粒捕集器的辅助再生装置，包括颗粒捕集器1、尾气入口管11和尾气排出管12，所述颗粒捕集器1的进气端与尾气入口管11相通，所述颗粒捕集器1的出气端与尾气排出管12相通，所述尾气入口管11和尾气排出管12内各设置有一个排气制动阀13；所述颗粒捕集器1的顶部近尾气排出管12侧设置有吹扫空气管21，颗粒捕集器1的顶部通过吹扫空气管21与储气罐22相通；所述颗粒捕集器1的底部近尾气入口管11侧设置有吹扫排气管31，颗粒捕集器1的底部通过吹扫排气管31与过滤水箱4的底部相通，所述过滤水箱4的顶部通过倒U型排气管5与大气相通；所述吹扫空气管21上设置有吹扫气进口阀2，吹扫空气管21通过吹扫气进口阀2与颗粒捕集器1的顶部相通；所述吹扫排气管31上设置有吹扫气出口阀3，吹扫排气管31的顶部通过吹扫气出口阀3与颗粒捕集器1的底部相通；所述储气罐22的容量为30升–60升；所述颗粒捕集器1底部的高度比过滤水箱4顶部的高度高200毫米– 400毫米；所述倒U型排气管弯管5底部的高度比过滤水箱4顶部的高度高400毫米– 600毫米；所述颗粒捕集器1为外部提供或者补充热源的主动再生式颗粒捕集器。

Claims (5)

1.一种车用颗粒捕集器的辅助再生装置，包括颗粒捕集器（1）、尾气入口管（11）和尾气排出管（12），所述颗粒捕集器（1）的进气端与尾气入口管（11）相通，所述颗粒捕集器（1）的出气端与尾气排出管（12）相通，所述尾气入口管（11）和尾气排出管（12）内各设置有一个排气制动阀（13），其特征在于：

所述颗粒捕集器（1）的顶部近尾气排出管（12）侧设置有吹扫空气管（21），颗粒捕集器（1）的顶部通过吹扫空气管（21）与储气罐（22）相通；所述颗粒捕集器（1）的底部近尾气入口管（11）侧设置有吹扫排气管（31），颗粒捕集器（1）的底部通过吹扫排气管（31）与过滤水箱（4）的底部相通，所述过滤水箱（4）的顶部通过倒U型排气管（5）与大气相通。

2.根据权利要求1所述的一种车用颗粒捕集器的辅助再生装置，其特征在于：

所述吹扫空气管（21）上设置有吹扫气进口阀（2），吹扫空气管（21）通过吹扫气进口阀（2）与颗粒捕集器（1）的顶部相通；所述吹扫排气管（31）上设置有吹扫气出口阀（3），吹扫排气管（31）的顶部通过吹扫气出口阀（3）与颗粒捕集器（1）的底部相通。

3.根据权利要求1所述的一种车用颗粒捕集器的辅助再生装置，其特征在于：所述储气罐（22）的容量为30升–60升。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种车用颗粒捕集器的辅助再生装置，其特征在于：所述颗粒捕集器（1）底部的高度比过滤水箱（4）顶部的高度高200毫米–400毫米；所述倒U型排气管（5）弯管底部的高度比过滤水箱（4）顶部的高度高400毫米–600毫米。

5.根据权利要求4所述的一种车用颗粒捕集器的辅助再生装置，其特征在于：所述颗粒捕集器（1）为外部提供热源或者外部补充热源的主动再生式颗粒捕集器。