CN109653840B - 一种分区再生柴油机颗粒捕集器的系统及控制方法 - Google Patents

一种分区再生柴油机颗粒捕集器的系统及控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109653840B
CN109653840B CN201910077982.7A CN201910077982A CN109653840B CN 109653840 B CN109653840 B CN 109653840B CN 201910077982 A CN201910077982 A CN 201910077982A CN 109653840 B CN109653840 B CN 109653840B
Authority
CN
China
Prior art keywords
regeneration
dpf
control module
ntp
diesel particulate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910077982.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109653840A (zh
Inventor
蔡忆昔
王为凯
施蕴曦
樊润林
崔应欣
陈祎
季亮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu University
Original Assignee
Jiangsu University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu University filed Critical Jiangsu University
Priority to CN201910077982.7A priority Critical patent/CN109653840B/zh
Publication of CN109653840A publication Critical patent/CN109653840A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109653840B publication Critical patent/CN109653840B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/029—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles by adding non-fuel substances to exhaust
    • F01N3/0293—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles by adding non-fuel substances to exhaust injecting substances in exhaust stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F01N11/002—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring or estimating temperature or pressure in, or downstream of the exhaust apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F01N9/002—Electrical control of exhaust gas treating apparatus of filter regeneration, e.g. detection of clogging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/14—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust gas
    • F01N2900/1404—Exhaust gas temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/14—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust gas
    • F01N2900/1406—Exhaust gas pressure
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Abstract

本发明涉及一种分区再生柴油机颗粒捕集器的系统及控制方法，包括柴油机、NTP喷射系统、分区再生系统、DPF系统、电源供给系统以及控制模块。NTP喷射系统通过电离放电间隙中的空气以产生强氧化性的活性气体。分区再生系统包含一个再生区域封闭罩和一个步进电机，再生区域封闭罩可封闭DPF前端面的一部分，将NTP喷射系统产生的活性气体通入密封罩内以氧化DPF中堆积的PM，从而实现DPF的分区再生；在步进电机的带动下，再生区域封闭罩可在DPF过滤柴油机排气的同时分若干次完成对整个DPF区域的再生。本发明在柴油机运行的过程中对DPF进行分区再生，提高NTP的利用效率及DPF的再生效率，保证了柴油机运行过程中DPF的高效使用，易实现实际应用。

Description

一种分区再生柴油机颗粒捕集器的系统及控制方法
技术领域
本发明属于柴油机尾气后处理技术领域，具体地，涉及一种分区再生柴油机颗粒捕集器的系统及控制方法。
背景技术
柴油机具有较高的燃油经济性、动力性以及耐久性，广泛应用于工农业生产和交通运输等领域。柴油机主要排放污染物为氮氧化合物(NOX)和颗粒物(ParticulateMatter，PM)，其中PM对环境和人体的危害更大。PM颗粒细小可悬浮在空气中，一定条件下会形成雾霾，既会遮蔽阳光影响植物生长，也会给人们交通出行带来安全隐患。PM可随人体呼吸进入肺部和血液中，会大大增加人们患呼吸系统疾病的风险，甚至诱发癌症。近年来，排放法规的不断严格，人们对柴油机后处理系统的设计和制造有了更高的要求。柴油机颗粒捕集器(Diesel Particulate Filter，DPF)技术是目前降低PM排放最为有效的后处理手段，其捕集效率可达90％以上。然而DPF会因PM捕集过多而堵塞，造成DPF背压升高、捕集性能降低及车辆燃油消耗增大等问题。因此，利用DPF降低柴油机PM排放的突破点在于DPF的再生技术，即在DPF堵塞后及时清除DPF中堆积的PM，在一定程度上恢复DPF的工作性能，延长其使用寿命。
目前，较为常见的DPF再生技术主要有热再生和催化再生。热再生技术主要原理是在较高的温度下(>600℃)加热DPF内沉积的PM直至烧除，从而达到再生DPF的效果。热再生的实现方式主要有喷油加热再生、微波加热再生以及红外加热再生等。热再生需要较高的温度条件，DPF载体会因局部过热而损坏。催化再生技术能够大幅降低PM氧化反应的起始温度，但催化剂保持活性的温度范围较窄，对油品的要求较高。因此，传统的DPF再生技术存在着一定的缺陷，具体应用存在一定的限制。
利用低温等离子体(Non-thermal Plasma，NTP)去除沉积在DPF的PM是一种高效清洁的柴油机排气后处理技术。NTP技术以空气作为气源，在经过NTP发生器的放电作用后可以产生O3、NO2等活性物质，能够在较低温度下与PM和NOX等发生反应，从而达到清除排气污染物的目的。目前，利用NTP技术降低排气污染物已取得一定的成就。中国公开号为CN105221220A的中国专利提供了一种利用NTP技术对DPF进行在线再生和离线再生相结合的再生策略，该策略能在一定程度上实现在柴油机运行过程中实时再生DPF，但在较大的柴油机排气流量下NTP利用率较低。中国公开号为CN106437948A的中国专利提供了一种双DPF交替再生的再生策略，该策略可以在柴油机运行时使用并联的两个DPF，一个用于捕集排气中的PM，另一个使用NTP技术进行再生。这可以在一定程度上在柴油机运行时保证DPF保持一定的捕集效率并实现在线再生，但这种方法使用两个DPF，占据车辆的空间较大，该装置使用的电加热装置会增加车载电源的负荷，造成柴油机功率损失。
发明内容
本发明的目的在于提供一种分区再生柴油机颗粒捕集器的系统及控制方法，通过在柴油机运行的过程中对柴油机颗粒捕集器DPF进行分区再生，提高NTP的利用效率及柴油机颗粒捕集器DPF的再生效率，保证了柴油机运行过程中DPF的高效使用，易实现实际应用。
为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案为：一种分区再生柴油机颗粒捕集器的系统，包括柴油机和柴油机颗粒捕集器，所述柴油机通过排气管与柴油机颗粒捕集器的入口管路连接，包括NTP发生器和控制模块，所述NTP发生器的发生器出气口位于分区再生管路的输入端，所述分区再生管路的输出端正对所述柴油机颗粒捕集器内的滤芯，并且所述分区再生管路的输出口相对所述滤芯的位置可调整；所述控制模块输入端连接有压差传感器，所述压差传感器安装在柴油机颗粒捕集器内部的前后两端，所述控制模块用来控制所述NTP发生器的开关以及所述分区再生管路的输出口的位置调整。
上述方案中，所述柴油机颗粒捕集器的滤芯通道内设有温度传感器，所述柴油机颗粒捕集器内部设有温度控制装置，所述温度传感器与所述控制模块的信号输入端连接，所述温度控制装置与所述控制模块的信号输出端连接。
上述方案中，所述分区再生管路包括旋转接头、封闭罩罩管路、步进电机、步进电机副齿轮、机械密封装置、再生区域封闭罩以及分区支架，所述分区支架为中心对称结构，中心凸台钻球形孔，凸台外围具有延伸至滤芯边缘的支撑肋，分区支架与滤芯平整胶合固定；所述机械密封装置密封安装在柴油机颗粒捕集器的入口管路上，所述再生区域封闭罩位于所述柴油机颗粒捕集器内，所述再生区域封闭罩相对所述滤芯的位置可调整，所述旋转接头的固定端连接到NTP发生器的发生器出气口，所述旋转接头的可旋转端连接到封闭罩罩管路的开口端，所述封闭罩罩管路依次穿过步进电机副齿轮、机械密封装置和再生区域封闭罩，所述封闭罩罩管路封闭端插入分区支架中心凸台钻球形孔内，所述封闭罩罩管路位于所述再生区域封闭罩内的管道上设有内管开口，以实现NTP气体可经内管开口流入到再生区域封闭罩内。
上述方案中，所述再生区域封闭罩包括升降阀体、电磁阀和金属封套；所述金属封套为扇形内腔，所述电磁阀和所述升降阀体均在金属封套内部，电磁阀内部具有弹簧和电磁衔铁装置，电磁衔铁在通电状态下将升降阀体提升以防止再生区域封闭罩转动过程中与分区支架发生干涉，弹簧可在电磁阀断电状态下将升降阀弹出并刚好接触到滤芯表面，以实现再生区域的封闭。
上述方案中，所述步进电机副齿轮和所述机械密封装置之间设有导体圆环，所述导体圆环包括绝缘基座、第一导体环、绝缘环以及第二导体环；所述绝缘基座同轴套在封闭罩罩管路上，在绝缘基座上依次嵌套第一导体环、绝缘环以及第二导体环，第导体环和第二导体环，所述封闭罩罩管路包括第一导电触头、工业耐高温密封胶、第二导电触头、布置线路套管、内管；所述内管末端封闭并为圆弧端头，所述布置线路套管焊接在内管外表面，其内部布置有若干条控制线，所述控制线与电磁阀信号连接，所述第一导电触头、第二导电触头由布置线路套管前端开口连接套管内的控制线，所述第一导电触头、第二导电触头分别与导电圆环上的第一导体环和第二导体环弹性接触；所述工业耐高温密封胶将第一导电触头、第二导电触头与内管前端开口密封。
上述方案中，还包括电源供给装置，所述电源供给装置包括车载电源和逆变升压器；车载电源经逆变升压器向NTP发生器提供电能；所述逆变升压器接收控制模块的信号后控制电路的开闭。
本发明还提供了一种分区再生柴油机颗粒捕集器的再生控制方法，包括如下步骤：步骤一：对分区再生系统进行标定试验，确定柴油机在不同工况下对应的DPF压差上限阈值△PH；标识DPF再生完成的再生目标压差△PO；通过试验确定活性气体与DPF内部积碳反应最佳时的最佳排气温度范围，得到最佳排气温度的上限值TH及最佳排气温度下限值TM；将压差上限阈值△PH、再生目标压差△PO存入控制模块。将最佳排气温度上限值TH及最佳排气温度下限值TM存入控制模块；步骤二：控制模块通过压差传感器检测DPF前后端的压差大小△P，与控制模块中预存的压差上限阈值△PH进行比较，以判断是否需要进行再生；当控制模块检测到压差传感器的测量值△P大于压差上限阈值△PH时，即认为DPF需要进行再生，发出再生信号；步骤三：发出再生信号后，DPF系统的温度控制装置开始工作；判断控制模块检测到的温度传感器测量值T是否在最佳排气温度范围TM～TH内；步骤四：当TM<T<TH时，NTP发生器、步进电机开启，开始再生；再生时，再生区域封闭罩依次与柴油机颗粒捕集器内分区支架的各分区密封连接，每次再生N分钟后自动转到下一再生区域，每一区域均再生一次后再生过程停止；步骤五:再生停止后，判断控制模块检测到的压差传感器测量值△P是否小于再生目标压差△PO，若△P小于△PH，则发出再生停止信号，再关闭NTP发生器、步进电机，完成后返回判断△P与△PH的大小；若△P大于△PH，则返回再生步骤四，再进行依次再生过程。
上述方案中，所述控制模块通过质量流量控制器调节NTP发生器的供气量；NTP发生器的电压为17～20kV，放电频率为7～10kHz。
上述方案中，所述柴油机颗粒捕集器内压差上限阈值△PH应满足：在再生区域封闭罩封闭后，不引起严重影响内燃机性能的压差变动。
本发明的有益效果：(1)将柴油机颗粒捕集器DPF划分为内部若干相等扇形区域，将NTP活性气体经柴油机颗粒捕集器DPF前端面的再生区域封闭罩通入某一扇形区域，实现DPF大区域正常捕集颗粒物、局部小区域实时再生。(2)联合控制NTP发生器和DPF系统中的温控装置以调整再生时DPF再生区域温度，从而实现再生区域的稳定、高效再生。
附图说明
图1是本发明系统总体结构示意图。
图2是NTP喷射器的结构示意图。
图3是封闭罩管路结构示意图。
图4是再生区域封闭罩罩内部主视图。
图5是图4中A-A处截面图。
图6是DPF再生区域分隔支架主视图。
图7是图6中B-B处截面图。
图8是控制方法的示例性步骤示意图。
附图标记：100：柴油机；101：排气管；201：NTP发生器；2011：发生器进水口；2012：发生器进气口；2013：发生器出气口；2014：发生器出水口；2015：石英管；2016：不锈钢管；2017：细铁丝网；202：水泵；203：水箱；204：空气流量控制器；301：旋转管接头；302：封闭罩罩管路；3021：第一导电触头；3022：工业耐高温密封胶；3023：第二导电触头；3024：布置线路套管；3025：内管；3026：内管开口；303：步进电机；304：步进电机副齿轮；305：导体圆环；3051：第二导体环；3052：绝缘环；3053：第一导体环；3054：绝缘底座；306：机械密封装置；307：再生区域封闭罩；3071：电磁阀；3072：升降阀固定肋；3073：升降阀；3074：密封套封套；308：DPF分区支架；401：滤芯；402：温度控制装置；403：DPF封套501：车载电源；502：逆变升压器；600：控制模块；601：压差传感器；602：温度传感器。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明进一步说明，但本发明的保护范围并不局限于此。
本实施例涉及的分区再生柴油机颗粒捕集器的系统包括柴油机100、NTP喷射系统、分区再生系统、DPF系统、电源供给系统、分区再生系统、DPF系统、电源供给系统以及控制模块600；所述柴油机100通过排气管101与DPF系统相连；所述NTP喷射系统的气流出口204与分区再生系统前端旋转管接头301相连；同时，所述分区再生系统后端通过DPF系统前端轴心处的机械密封装置306和DPF系统内部的分区支架308安装在DPF系统内部；所述DPF系统中的温控装置402可根据发动机的工况的变化接受控制模块的信号控制DPF内部环境的温度，以使DPF再生时流入DPF中的排气温度维持在适宜的温度范围内所述电源供给装置用于给NTP喷射系统供电；所述控制模块600接受压差传感器601和温度传感器602的信号后控制NTP喷射系统、分区再生系统、DPF系统和电源供给系统的运行。
如图1所示，所述分区再生系统包括旋转接头301、封闭罩罩管路302、步进电机303、步进电机副齿轮304、导体圆环305、机械密封装置306、再生区域封闭罩307以及分区支架308。所述分区支架308为中心对称结构，中心凸台钻球形孔，凸台外围具有四根延伸至DPF滤芯401边缘的支撑肋，使用工业无机高温胶将分区支架308与DPF滤芯401平整胶合固定；优选地，所述机械密封装置内径30mm，外部连接螺纹公称直径为50mm，使用外部连接螺纹密封安装在DPF壳体403前端；所述封闭罩罩管路302封闭端插入分区支架308中心孔内，主体部分穿过机械密封装置306、导体环305、步进电机副齿轮304和旋转管接头301并与DPF滤芯401前端面垂直；优选地，所述旋转接头的可旋转端接口连接到封闭罩罩管路302的开口端并且可旋转端的公称直径为18mm,固定端连接到NTP发生器201的气流出口2013并固定到车辆机架上；所述再生区域封闭罩307焊接在封闭罩罩管路302靠近封闭端的位置；所述步进电机副齿轮304安装在封闭罩罩管路302的两端中点处并固定；所述步进电机303安装固定在车辆机体上并与步进电机副齿轮304保持良好接触。
如图1所示，所述DPF系统包括滤芯401、温度控制装置402以及DPF封套403。所述滤芯401的材料为璧流式堇青石蜂窝陶瓷，孔密度为100cpi，直径为144mm，母线为152mm，安装在DPF封套403的内部；所述DPF封套403材料为不锈钢材料，结构为两部分组合式以方便DPF，前端开有与机械密封装置306和排气管101连接的接口，后端开有排气出口；所述DPF温度控制装置402包覆在DPF封套403的表面控制再生时DPF内部的温度在TM～TH范围内；
如图1所示，所述电源供给装置500包括车载电源501和逆变升压器502；车载电源501经逆变升压器502向NTP发生器201提供电能；所述逆变升压器502接收控制模块600的信号后控制电路的开闭；
如图1所示，所述控制模块600分别连接压差传感器601、温度传感器602，以接收DPF前后端压差和DPF内部温度数据从而进行运算控制NTP喷射系统200、DPF再生系统300、DPF系统400电源供给系统500的工作；所述压差传感器601安装在DPF内部前后两端；所述温度传感器602安装在DPF滤芯的一个通道内。
如图2所示，所述NTP喷射系统200中的NTP发生器201放电方式为介质阻挡型放电，采用不锈钢管2016作为内电极，即低压电极，石英管2015作为阻挡介质，细铁丝网2017作为外电极，即高压电极；所述不锈钢管2016位于石英管2015内部，与石英管2015同轴，所述细铁丝网2017包裹在石英管2015上；优选地，所述质量流量控制器202控制进入NTP发生器203的气源流量为5L/min。
如图3所示，所述导体圆环305包括绝缘基座3054、第一导体环3053、绝缘环3052以及第二导体环3051；优选地，所述绝缘基座3054的材料为电木，形状为圆环柱体，内径为40mm，厚度为5mm，主体长度为10mm，同轴套在封闭罩罩管路302上并固定安装在车辆机体上；在绝缘基座3054上依次嵌套第一导体环3053、绝缘环3052以及第二导体环3051，优选地，各部分均为圆环状，厚度径向宽度均为5mm；优选地，第一导体环3053和第二导体环3051的材料为铜，轴向厚度为2mm；绝缘环3052的材料为电木，轴向厚度为10mm。
如图3所示，所述封闭罩罩管路302包括第一导电触头3021、工业耐高温密封胶3022、导电触头3023、布置线路套管3024、内管3025；优选地，所述内管3025材料为不锈钢，内径为18mm，外径为20mm，末端封闭并为圆弧端头，临近末端设有开口3026以实现NTP气体可经开口3026流入被密封罩遮挡的区域；优选地，所述布置线路套管3024材料为不锈钢，钢材厚度为1mm，内径为20mm，表面直径为30mm，套管内部布线间隙为4mm，焊接安装在内管3025外表面，前后两端封闭并均设开口以便布置线路；优选地，所述开口3026外形为矩形，长为30mm，宽为10mm，开口设置在密封罩内部范围内；所述第一导电触头3021、正极导电触头3023材料为铜，由布置线路套管3024前端开口连接套管内的电线，导电触头分别与导电圆环上的电极相接触，保持电路的连接完整；所述工业耐高温密封胶3022将导电触头3021、3023与内管3025前端开口相连接并密封。
如图4和图5所示，所述再生区域封闭罩307内部结构包括升降阀固定肋3072、升降阀体3073、电磁阀3071和金属封套3074；所述电磁阀3071固定在金属罩壳体3071内部，由布置线路套管3024内的电线供电；电磁阀3071内部具有弹簧和电磁衔铁装置，电磁衔铁在通电状态下将升降阀体3073提升以防止再生区域封闭罩307转动过程中与分区支架发生干涉，弹簧可在电磁阀断电状态下将升降阀以一定的压力弹出并接触到DPF滤芯表面以实现再生区域的封闭；所述升降阀体3073为不锈钢材料，优选地，外形与金属封套3074外形相似并与金属封套3074内部边壁小0.1mm间隙嵌套，在电磁阀3071的控制下可上下移动，从而实现再生区域的打开与封闭；所述升降阀固定肋3072将电磁阀3071远处和近处的升降阀体3073边壁相连，以保证升降阀体运动过程中的稳定性；优选地，所述金属封套3074外形为角度为90°的扇形，半径为72mm，四周和上部封闭，下部开放。
如图6和图7所示，所述DPF分区支架308采用不锈钢加工而成，在中心圆柱凸台3081上加工底部为球形的圆柱孔；优选地，所述圆柱凸台3081的外径为25mm所述圆柱孔的直径为22mm；优选地，所述圆柱凸台3081四周具有设有由中心向外辐射的4根若干相同的挡板3082，优选地，所述挡板的高度为5mm，挡板末端可达DPF圆周外边缘。
图8所示为DPF再生的流程图；在使用之前，首先要对分区再生系统进行标定试验，确定柴油机在不同工况下对应的DPF压差上限阈值△PH。标识DPF再生完成的再生目标压差△PO。通过试验确定活性气体与DPF内部积碳反应最佳时的最佳排气温度范围，得到最佳排气温度的上限值TH及最佳排气温度下限值TM。将压差上限阈值阈值△PH、再生目标压差△PO存入控制模块600。将最佳排气温度上限值TH及最佳排气温度下限值TM存入控制模块600。
车辆一旦启动，控制模块600通过压差传感器601检测DPF前后端的压差大小△P，与控制模块600中预存的压差上限阈值△PH进行比较，以判断是否需要进行再生。
当控制模块600检测到压差传感器601的测量值△P大于压差上限阈值△PH时，即认为DPF需要进行再生，发出再生信号。
发出再生信号后，DPF系统的温度控制装置开始工作。判断控制模块检测到的温度传感器测量值T是否在最佳排气温度范围TM～TH内。
当TM<T<TH时，抽气泵、NTP发生器、步进电机开启，开始再生。再生时，再生区域封闭罩依次与DPF端面支架的各分区连接、密封，优选地，每次再生30分钟后自动转到下一再生区域，端面的每一区域均再生一次后再生停止。
再生结束后，判断控制模块检测到的压差传感器测量值△P是否小于再生目标压差△PO，若△P小于△PH，则发出再生停止信号，再关闭水泵、抽气泵、NTP发生器、步进电机,完成后返回判断△P与△PH的大小；若△P大于△PO，则返回上一动作，再次进行一个循环的再生，完成后再次进行压差传感器测量值△P与再生目标压差△PO的判断。
所述实施例为本发明优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种分区再生柴油机颗粒捕集器的系统，包括柴油机(100)和柴油机颗粒捕集器，所述柴油机(100)通过排气管(101)与柴油机颗粒捕集器的入口管路连接，其特征在于，还包括NTP发生器(201)和控制模块(600)，所述NTP发生器(201)的发生器出气口(2013)位于分区再生管路的输入端，所述分区再生管路的输出端正对所述柴油机颗粒捕集器内的滤芯(401)，并且所述分区再生管路的输出口相对所述滤芯(401)的位置可调整；所述控制模块(600)输入端连接有压差传感器(601)，所述压差传感器(601)安装在柴油机颗粒捕集器内部的前后两端，所述控制模块(600)用来控制所述NTP发生器(201)的开关以及所述分区再生管路的输出口的位置调整；所述分区再生管路包括旋转接头(301)、封闭罩罩管路(302)、步进电机(303)、步进电机副齿轮(304)、机械密封装置(306)、再生区域封闭罩(307)以及分区支架(308)，所述分区支架(308)为中心对称结构，中心凸台钻球形孔，凸台外围具有延伸至滤芯(401)边缘的支撑肋，分区支架(308)与滤芯(401)平整胶合固定；所述机械密封装置(306)密封安装在柴油机颗粒捕集器的入口管路上，所述再生区域封闭罩(307)位于所述柴油机颗粒捕集器内，所述再生区域封闭罩(307)相对所述滤芯(401)的位置可调整，所述旋转接头(301)的固定端连接到NTP发生器(201)的发生器出气口(2013)，所述旋转接头(301)的可旋转端连接到封闭罩罩管路(302)的开口端，所述封闭罩罩管路(302)依次穿过步进电机副齿轮(304)、机械密封装置(306)和再生区域封闭罩(307)，所述封闭罩罩管路(302)封闭端插入分区支架(308)中心凸台钻球形孔内，所述封闭罩罩管路(302)位于所述再生区域封闭罩(307)内的管道上设有内管开口(3206)，以实现NTP气体可经内管开口(3206)流入到再生区域封闭罩(307)内。
2.根据权利要求1所述的一种分区再生柴油机颗粒捕集器的系统，其特征在于，所述柴油机颗粒捕集器的滤芯通道内设有温度传感器(602)，所述柴油机颗粒捕集器内部设有温度控制装置(402)，所述温度传感器(602)与所述控制模块(600)的信号输入端连接，所述温度控制装置(402)与所述控制模块(600)的信号输出端连接。
3.根据权利要求1所述的一种分区再生柴油机颗粒捕集器的系统，其特征在于，所述再生区域封闭罩(307)包括升降阀体(3073)、电磁阀(3071)和金属封套(3074)；所述金属封套(3074)为扇形内腔，所述电磁阀(3071)和所述升降阀体(3073)均在金属封套(3074)内部，电磁阀(3071)内部具有弹簧和电磁衔铁装置，电磁衔铁在通电状态下将升降阀体(3073)提升以防止再生区域封闭罩(307)转动过程中与分区支架发生干涉，弹簧可在电磁阀断电状态下将升降阀弹出并刚好接触到滤芯表面，以实现再生区域的封闭。
4.根据权利要求1所述的一种分区再生柴油机颗粒捕集器的系统，其特征在于，所述步进电机副齿轮(304)和所述机械密封装置(306)之间设有导体圆环(305)，所述导体圆环(305)包括绝缘基座(3054)、第一导体环(3053)、绝缘环(3052)以及第二导体环(3051)；所述绝缘基座(3054)同轴套在封闭罩罩管路(302)上，在绝缘基座(3054)上依次嵌套第一导体环(3053)、绝缘环(3052)以及第二导体环(3051)，第一导体环(3053)和第二导体环(3051)，所述封闭罩罩管路(302)包括第一导电触头(3021)、工业耐高温密封胶(3022)、第二导电触头(3023)、布置线路套管(3024)、内管(3025)；所述内管(3025)末端封闭并为圆弧端头，所述布置线路套管(3024)焊接在内管(3025)外表面，其内部布置有若干条控制线，所述控制线与电磁阀(3071)信号连接，所述第一导电触头(3021)、第二导电触头(3023)由布置线路套管(3024)前端开口连接套管内的控制线，所述第一导电触头(3021)、第二导电触头(3023)分别与导电圆环上的第一导体环(3053)和第二导体环(3051)弹性接触；所述工业耐高温密封胶(3022)将第一导电触头(3021)、第二导电触头(3023)与内管(3025)前端开口密封。
5.根据权利要求1所述的一种分区再生柴油机颗粒捕集器的系统，其特征在于，还包括电源供给装置，所述电源供给装置包括车载电源(501)和逆变升压器(502)；车载电源(501)经逆变升压器(502)向NTP发生器(201)提供电能；所述逆变升压器(502)接收控制模块(600)的信号后控制电路的开闭。
6.一种根据权利要求2所述的分区再生柴油机颗粒捕集器的系统进行再生控制的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：对分区再生系统进行标定试验，确定柴油机在不同工况下对应的DPF压差上限阈值△PH；标识DPF再生完成的再生目标压差△PO；通过试验确定活性气体与DPF内部积碳反应最佳时的最佳排气温度范围，得到最佳排气温度的上限值TH及最佳排气温度下限值TM；将压差上限阈值阈值△PH、再生目标压差△PO存入控制模块(600)；将最佳排气温度上限值TH及最佳排气温度下限值TM存入控制模块(600)；步骤二：控制模块(600)通过压差传感器(601)检测DPF前后端的压差大小△P，与控制模块(600)中预存的压差上限阈值△PH进行比较，以判断是否需要进行再生；当控制模块(600)检测到压差传感器(601)的测量值△P大于压差上限阈值△PH时，即认为DPF需要进行再生，发出再生信号；步骤三：发出再生信号后，DPF系统(400)的温度控制装置(402)开始工作；判断控制模块(600)检测到的温度传感器(602)测量值T是否在最佳排气温度范围TM～TH内；步骤四：当TM<T<TH时，NTP发生器(201)、步进电机(303)开启，开始再生；再生时，再生区域封闭罩(307)依次与柴油机颗粒捕集器内分区支架的各分区密封连接，每次再生N分钟后自动转到下一再生区域，每一区域均再生一次后再生过程停止；步骤五:再生停止后，判断控制模块(600)检测到的压差传感器(601)测量值△P是否小于再生目标压差△PO，若△P小于△PH，则发出再生停止信号，再关闭NTP发生器(201)、步进电机(303)，完成后返回判断△P与△PH的大小；若△P大于△PH，则返回再生步骤四，再进行依次再生过程。
7.根据权利要求6所述的再生控制的方法，其特征在于，所述控制模块(600)通过质量流量控制器调节NTP发生器(201)的供气量；NTP发生器的电压为17～20kV，放电频率为7～10kHz。
8.根据权利要求6所述的再生控制的方法，其特征在于，所述柴油机颗粒捕集器内压差上限阈值△PH应满足：在再生区域封闭罩封闭后，不引起严重影响内燃机性能的压差变动。
CN201910077982.7A 2019-01-28 2019-01-28 一种分区再生柴油机颗粒捕集器的系统及控制方法 Active CN109653840B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910077982.7A CN109653840B (zh) 2019-01-28 2019-01-28 一种分区再生柴油机颗粒捕集器的系统及控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910077982.7A CN109653840B (zh) 2019-01-28 2019-01-28 一种分区再生柴油机颗粒捕集器的系统及控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109653840A CN109653840A (zh) 2019-04-19
CN109653840B true CN109653840B (zh) 2021-01-15

Family

ID=66120783

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910077982.7A Active CN109653840B (zh) 2019-01-28 2019-01-28 一种分区再生柴油机颗粒捕集器的系统及控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109653840B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110017195B (zh) * 2019-05-22 2024-05-10 平原滤清器有限公司 用于尾气后处理系统中dpf再生的hc供给装置及供给方法
CN110985171A (zh) * 2019-11-06 2020-04-10 江苏大学 一种可控ntp工况再生dpf的系统及控制方法
CN112594035B (zh) * 2020-11-18 2022-04-26 潍柴动力股份有限公司 一种dpf再生装置及再生方法
CN114658526B (zh) * 2022-04-22 2023-04-07 湖南道依茨动力有限公司 Dpf压差传感器诊断方法、系统和可读存储介质

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2767669Y (zh) * 2004-03-15 2006-03-29 广州市新力金属有限公司 柴油机尾气微粒捕集器
RU2007147908A (ru) * 2005-06-03 2009-09-10 Эмитек Гезельшафт фюр Эмиссионстехнологи мбХ (DE) Способ и устройство для обработки отработавших газов, образующихся при работе двигателей внутреннего сгорания
CN100419228C (zh) * 2007-06-18 2008-09-17 湖南大学 一种消减柴油机微粒物质排放的方法及其装置
US9140159B2 (en) * 2007-09-18 2015-09-22 Eugene V. Gonze High exhaust temperature, zoned, electrically-heated particulate matter filter
CN104196597B (zh) * 2014-09-09 2016-07-06 西华大学 一种柴油机颗粒捕集器分区电加热再生装置
CN206329368U (zh) * 2016-11-01 2017-07-14 江苏大学 一种dpf再生系统
CN107747505B (zh) * 2017-08-16 2020-02-21 江苏大学 一种利用发动机排气交替再生dpf的系统及控制方法
CN208294609U (zh) * 2018-01-08 2018-12-28 陈爱国 一种尾气处理装置
CN108533363B (zh) * 2018-06-04 2023-08-18 江苏大学 一种车载dpf在线再生系统及控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109653840A (zh) 2019-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109653840B (zh) 一种分区再生柴油机颗粒捕集器的系统及控制方法
US7510600B2 (en) Gas purifying apparatus
CN107747505B (zh) 一种利用发动机排气交替再生dpf的系统及控制方法
EP0937870B1 (en) Catalytic plasma exhaust converter
JP4870303B2 (ja) 内燃機関を備える発動機の排気ガス処理装置
US8117832B2 (en) Exhaust treatment device with electric regeneration system
KR100929611B1 (ko) Ｄｐｆ 재생용 버너
CN108533363B (zh) 一种车载dpf在线再生系统及控制方法
US8051643B2 (en) Exhaust gas purification system utilizing ozone
EP2184459B1 (en) Exhaust gas purification device
CN110985171A (zh) 一种可控ntp工况再生dpf的系统及控制方法
CN111871609B (zh) 一种空气滤清器及燃料电池汽车
CN109915234B (zh) 一种分段式电加热主动再生均匀气流柴油机颗粒物捕集器
CN100402806C (zh) 一种壁流式柴油车尾气微粒过滤-再生装置
CN100392213C (zh) 一种螺旋式柴油车尾气微粒过滤-再生装置
JP5650997B2 (ja) 排ガス浄化装置
CN214660435U (zh) 一种新型发动机dpf后处理器
CN207740068U (zh) 车用三元催化转化器
JPH06173635A (ja) 車両用ディ−ゼル機関の排気ガス浄化装置
CN113606015A (zh) 一种基于臭氧进行的dpf主动再生的装置及方法
CN114183220B (zh) 一种ntp协同排气催化冷却装置低温再生dpf的系统及控制方法
CN215719036U (zh) 一种电加热式颗粒捕捉器再生装置及车辆
CN218598252U (zh) 一种颗粒物捕捉器
CN116857042B (zh) 基于ntp溶液高效再生dpf的固碳系统与控制方法
CN205001026U (zh) 一种柴油汽车金属颗粒捕集器的分组电热式再生装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant