CN110513175A - 一种柴油发动机尾气颗粒捕集器的再生净化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种柴油发动机尾气颗粒捕集器的再生净化装置，包括外壳，外壳的入口和出口分别设有压力传感器；外壳内间隔设置电加热器，电加热器之间填充碳化硅层或堇青石质蜂窝陶瓷层，电加热器、碳化硅层和堇青石质蜂窝陶瓷层的中轴线重合；碳化硅层和堇青石质蜂窝陶瓷层中均设有温度传感器，温度传感器与电加热器分别通过导线与外接电源、电子控制单元相连。本发明的优点为：结构设计合理，将电加热器置于外壳中部的多孔介质之间，使得DPF中的颗粒加热均匀，燃烧充分；温度传感器可对电加热器进行温控，避免了加热时产生过热或燃烧不足的问题，进一步保证受热均匀。
Description
技术领域
本发明涉及柴油发动机尾气治理技术领域，具体涉及一种柴油发动机尾气颗粒捕集器的再生净化装置。
背景技术
随着科技与经济的发展，柴油发动机尾气排放标准越来越严格，为了实现柴油发动机的低排放要求，目前主要采用的方法是在柴油发动机排气后处理系统中加装氧化催化器DOC( Diesel Oxidation Catalyst )和颗粒捕集器DPF( Diesel Particulate Filter )。
在柴油发动机后处理系统中，柴油发动机的尾气首先进入氧化催化器，尾气中的碳氢化合物和一氧化碳与尾气中残留的氧气发生反应，生成二氧化碳和水，并放出部分热量促使尾气升温，然后尾气进入颗粒补集器DPF，经过一系列的扩散、拦截、惯性碰撞和重力沉积，尾气中的微粒在DPF中被捕集，实现较低排放。然而，DPF中捕捉的颗粒会逐渐堵塞DPF，导致后处理系统中排气背压上升，汽车动力不足，油耗升高，排放结果恶化。
为了防止堵塞，需要主动给被捕捉的颗粒物加热，当温度升高到600℃时，吸附在DPF多孔介质内部的颗粒物会在催化剂的作用下进行氧化反应而燃烧，生成二氧化碳和水，同时发出热量。这个氧化的过程又叫做DPF的再生净化。
目前比较常用的再生加热方法有两种，一种是通过在DPF前端尾气入口附近喷油点火方式加热，另一种是电加热方式给进入DPF的尾气预先加热。两种加热方法都利用加热后的尾气把热量传递给DPF中的颗粒，使颗粒温度超过600℃时燃烧。第一种方法的缺点是喷油控制复杂，温度控制不精确，容易产生过热或者燃烧不足等问题；后面一种方法，因通过间接加热的方法，无法直接给需要燃烧的颗粒物直接加热，导致加热效率低下，需要的加热功率较大，不利于发动机平时工作中自动再生，需要专门外接电源实现电加热再生。
发明内容
本发明的目的是提供一种
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：
一种柴油发动机尾气颗粒捕集器的再生净化装置，包括外壳，外壳的入口和出口分别设有压力传感器；外壳内间隔设置电加热器，电加热器之间填充碳化硅层或堇青石质蜂窝陶瓷层，电加热器、碳化硅层和堇青石质蜂窝陶瓷层的中轴线重合；碳化硅层和堇青石质蜂窝陶瓷层中均设有温度传感器，温度传感器与电加热器分别通过导线与外接电源、电子控制单元相连。
进一步地，所述电加热器的功率从入口至出口依次递减。
进一步地，所述电加热器包括多孔隙壳体和壳体内的电热丝。
进一步地，所述碳化硅层与电加热器之间、堇青石质蜂窝陶瓷层与电加热器之间设有硅酸铝片。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
本发明一种柴油发动机尾气颗粒捕集器的再生净化装置，结构设计合理，将电加热器置于外壳中部的多孔介质之间，使得DPF中的颗粒加热均匀，燃烧充分；温度传感器可对电加热器进行温控，避免了加热时产生过热或燃烧不足的问题，进一步保证受热均匀。
附图说明
图1是本发明一种柴油发动机尾气颗粒捕集器的再生净化装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的实施例作进一步详细的描述。
如图1所示，一种柴油发动机尾气颗粒捕集器的再生净化装置，包括外壳1，外壳1的入口和出口分别设有压力传感器一2和压力传感器二14，所述压力传感器用来检测外壳1内压力，DPF内的颗粒产生压差，当压力传感器检测到较大压差时则说明外壳1内部的颗粒堵塞程度比较严重。外壳1内间隔设置电加热器，电加热器之间填充碳化硅层或堇青石质蜂窝陶瓷层，电加热器、碳化硅层和堇青石质蜂窝陶瓷层的中轴线重合，碳化硅层和堇青石质蜂窝陶瓷层作为多孔介质具有吸附颗粒的作用。具体地，外壳1内腔呈圆柱体状，外壳1内中部设有四片圆形电加热器，电加热器包括多孔隙圆形壳体和圆形壳体内的加热丝，从外壳1入口至出口分别为电加热器一3、电加热器二4、电加热器三5和电加热器四6，电加热器一3与电加热器二4之间填充前置碳化硅层7，电加热器二4与电加热器三5之间填充堇青石质蜂窝陶瓷层8，电加热器三5与电加热器四6之间填充后置碳化硅层9。前置碳化硅层7、堇青石质蜂窝陶瓷层8和后置碳化硅层9中分别设有温度传感器一10、温度传感器二11和温度传感器三12，可分别检测前置碳化硅层7、堇青石质蜂窝陶瓷层8和后置碳化硅层9的温度，并根据所检测的温度控制四个电加热器的输出功率，实现闭环控制DPF的内部温度。进一步地，根据三个温度传感器的温度检测，细致分析DPF内部燃烧反应的温度梯度变化，主动控制四个电加热器补偿所需的热量，让整个DPF的再生处于最佳工作状态。所述的温度传感器与电加热器分别通过导线与外接电源、电子控制单元相连，导线外侧采用橡胶密封圈密封。
所述四个电加热器的功率大小不同，从外壳1入口至出口四个电加热器的功率依次递减。因DPF中颗粒的分布为前面多、后面少，在前置碳化硅层7积累的颗粒最多，这些颗粒燃烧后释放的热量可以为后面的颗粒燃烧加热。
所述碳化硅层与电加热器之间、堇青石质蜂窝陶瓷层与电加热器之间可设有硅酸铝片13，硅酸铝片13具有连接和密封的作用。
以上所述仅是本发明优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明保护范围内。
Claims (4)
1.一种柴油发动机尾气颗粒捕集器的再生净化装置，包括外壳，其特征在于：外壳的入口和出口分别设有压力传感器；外壳内间隔设置电加热器，电加热器之间填充碳化硅层或堇青石质蜂窝陶瓷层，电加热器、碳化硅层和堇青石质蜂窝陶瓷层的中轴线重合；碳化硅层和堇青石质蜂窝陶瓷层中均设有温度传感器，温度传感器与电加热器分别通过导线与外接电源、电子控制单元相连。
2.根据权利要求1所述的一种柴油发动机尾气颗粒捕集器的再生净化装置，其特征在于：所述电加热器的功率从入口至出口依次递减。
3.根据权利要求1或2所述的一种柴油发动机尾气颗粒捕集器的再生净化装置，其特征在于：所述电加热器包括多孔隙壳体和壳体内的电热丝。
4.根据权利要求1所述的一种柴油发动机尾气颗粒捕集器的再生净化装置，其特征在于：所述碳化硅层与电加热器之间、堇青石质蜂窝陶瓷层与电加热器之间设有硅酸铝片。
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