CN112610308A - 一种电加热驱动的颗粒捕捉器 - Google Patents

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张志强
王亚林
胡保闯
丁兆寒
刘鑫诚
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Abstract

本发明公开了一种电加热驱动的颗粒捕捉器，包括加热管、氧化催化器、颗粒捕捉器、排气管、连接法兰、进气管；加热管的出气端与氧化催化器的进气端连接，氧化催化器的出气端与颗粒捕捉器的进气端连接，颗粒捕捉器的出气端与排气管连接；加热管远离氧化催化器的一侧竖直设置有进气管，加热管内设置有电加热装置；电加热装置包括驱动电机、转轴、进气罩、进气孔、轴承座、加热筒；驱动电机设置在加热管的外壁上，且驱动电机的输出端与转轴的一端连接，转轴贯穿加热管，并与加热管转动连接，转轴的另一端进气罩连接，进气罩远离转轴的一侧与加热筒连接，加热筒通过轴承座转动安装在加热管的内壁;本发明提高了废气的热效率。

Description

一种电加热驱动的颗粒捕捉器
技术领域
本发明属于颗粒捕捉器技术领域，具体为一种电加热驱动的颗粒捕捉器。
背景技术
国六的排放法规与国四、国五排放法规相比，柴油机的排气污染物(主要是颗粒和氮氧化合物)的限值降低了很多。不能仅靠柴油机机内实现降低上述两种排气污染物达到排放法规限值要求，需在机内优化燃烧，降低颗粒物、氮氧的排放的同时，在机外采用选择催化还原(SCR)后处理系统降低排气污染物中氮氧化合物，采用柴油颗粒捕捉器(DPF)后处理系统过滤排气污染物中的颗粒物，再定期通过被动、主动再生清除颗粒，使发动机的排气污染物满足国四、国五的排放法规要求。
现有技术中，在颗粒捕捉器的进气口的废气温度很低时，无论如何推迟点提前火角，颗粒捕捉器的进气口的废气温度都无法提升到再生温度阈值。此外，通过推迟点火提前角的方式提高废气温度，还会使车辆的动力性下降、油耗增加的问题。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决现有技术中，在颗粒捕捉器的进气口的废气温度很低时，无论如何推迟点提前火角，颗粒捕捉器的进气口的废气温度都无法提升到再生温度阈值。此外，通过推迟点火提前角的方式提高废气温度，还会使车辆的动力性下降、油耗增加的问题，而提出一种电加热驱动的颗粒捕捉器。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种电加热驱动的颗粒捕捉器，包括加热管、氧化催化器、颗粒捕捉器、排气管、连接法兰、进气管；
加热管的出气端与氧化催化器的进气端连接，氧化催化器的出气端与颗粒捕捉器的进气端连接，颗粒捕捉器的出气端与排气管连接；
加热管远离氧化催化器的一侧竖直设置有进气管，加热管内设置有电加热装置；
电加热装置包括驱动电机、转轴、进气罩、进气孔、轴承座、加热筒；驱动电机设置在加热管的外壁上，且驱动电机的输出端与转轴的一端连接，转轴贯穿加热管，并与加热管转动连接，转轴的另一端进气罩连接，进气罩远离转轴的一侧与加热筒连接，加热筒通过轴承座转动安装在加热管的内壁上。
优选的，进气罩为锥形结构，且进气罩的弧形侧壁上均匀设置有多组进气孔。
优选的，加热筒的内壁设置有第一电加热板和第二电加热板，第一电加热板和第二电加热板并排设置有多组，且多组第一电加热板与多组第二电加热板间歇设置，第一电加热板设置在加热筒的底面内壁上，第二电加热板设置在加热筒的顶面内壁上，第一电加热板、第二电加热板与电加热筒的内壁之间形成S形通道。
优选的，加热管的内壁上分别设置有第一压差传感器接头和第一温度传感器接头，颗粒捕捉器的内壁上分别设置有第二压差传感器接头和第二温度传感器接头。
优选的，加热管与氧化催化器通过连接法兰拆卸连接，氧化催化器与颗粒捕捉器通过连接法兰拆卸连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：废气沿着进气管进入到加热管内，再通过加热管内的电加热装置对废气进行加热升温；首先启动驱动电机工作，通过转轴带动进气罩和加热筒沿着加热管的内壁进行转动，而废气从进气罩的进气孔进入到加热筒内，并沿着第一电加热板、第二电加热板与电加热筒的内壁之间形成S形通道进行流动穿行，废气依次受多组第一电加热板和第二电加热板进行加热作用，从而提高了废气的热效率；
加热后的废气进入到氧化催化器内发生如下反应2NO+O2→2NO2、4HC+3O2→2CO2+2H2O、2CO+O2→2CO2；进入到颗粒捕捉器3内发生化学反应如下：2NO+O2→2NO2、4HC+3O2→2CO2+2H2O、2CO+O2→2CO2；在颗粒捕捉器的进气口的温度小于温度阈值并且压力差值大于压差阈值时，通过电加热装置对颗粒捕捉器的进气口的气体加热，使进入颗粒捕捉器的气体温度达到颗粒物再生的温度阈值，使颗粒物在颗粒捕捉器内自动再生，提高了排气系统的颗粒物的再生效率；提高了排气系统的颗粒物的再生效率，减小了车辆的排气系统的排气阻力，从而提高了车辆的动力性和减少了污染物的排放；解决了现有技术中，在颗粒捕捉器的进气口的废气温度很低时，无论如何推迟点提前火角，颗粒捕捉器的进气口的废气温度都无法提升到再生温度阈值。此外，通过推迟点火提前角的方式提高废气温度，还会使车辆的动力性下降、油耗增加的问题。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的立体结构示意图。
图2为本发明的剖视图。
图3为本发明中加热筒内部的结构示意图。
图中：1、加热管；2、氧化催化器；3、颗粒捕捉器；4、排气管；5、连接法兰；6、进气管；7、驱动电机；8、转轴；9、进气罩；10、进气孔；11、轴承座；12、加热筒；13、第一压差传感器接头；14、第一温度传感器接头；15、第二压差传感器接头；16、第二温度传感器接头；17、第一电加热板；18、第二电加热板。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3所示，一种电加热驱动的颗粒捕捉器，包括加热管1、氧化催化器2、颗粒捕捉器3、排气管4、连接法兰5、进气管6；
加热管1的出气端与氧化催化器2的进气端连接，氧化催化器2的出气端与颗粒捕捉器3的进气端连接，颗粒捕捉器3的出气端与排气管4连接；
加热管1远离氧化催化器2的一侧竖直设置有进气管6，加热管1内设置有电加热装置；
电加热装置包括驱动电机7、转轴8、进气罩9、进气孔10、轴承座11、加热筒12；驱动电机7设置在加热管1的外壁上，且驱动电机7的输出端与转轴8的一端连接，转轴8贯穿加热管1，并与加热管1转动连接，转轴8的另一端进气罩9连接，进气罩9远离转轴9的一侧与加热筒12连接，加热筒12通过轴承座11转动安装在加热管1的内壁上。
进气罩9为锥形结构，且进气罩9的弧形侧壁上均匀设置有多组进气孔10。
加热筒12的内壁设置有第一电加热板17和第二电加热板18，第一电加热板17和第二电加热板18并排设置有多组，且多组第一电加热板17与多组第二电加热板18间歇设置，第一电加热板17设置在加热筒12的底面内壁上，第二电加热板18设置在加热筒12的顶面内壁上，第一电加热板17、第二电加热板18与电加热筒12的内壁之间形成S形通道。
加热管1的内壁上分别设置有第一压差传感器接头13和第一温度传感器接头14，颗粒捕捉器3的内壁上分别设置有第二压差传感器接头15和第二温度传感器接头16。第一温度传感器接头14用于实时获得颗粒捕捉器3的进气口的气体的温度信号；第一压差传感器接头13用于实时获得颗粒捕捉器3的进气口的气体的压力差值信号；第二温度传感器接头16用于实时获得颗粒捕捉器3的出气口的气体的温度信号，第二压差传感器接头15用于实时获得颗粒捕捉器3的出气口的气体的压力差值信号；
加热管1与氧化催化器2通过连接法兰5拆卸连接，氧化催化器2与颗粒捕捉器3通过连接法兰5拆卸连接。
本发明的工作原理：废气沿着进气管6进入到加热管1内，再通过加热管1内的电加热装置对废气进行加热升温；首先启动驱动电机7工作，通过转轴8带动进气罩9和加热筒12沿着加热管1的内壁进行转动，而废气从进气罩9的进气孔10进入到加热筒12内，并沿着第一电加热板17、第二电加热板18与电加热筒12的内壁之间形成S形通道进行流动穿行，废气依次受多组第一电加热板17和第二电加热板18进行加热作用，从而提高了废气的热效率；
加热后的废气进入到氧化催化器2内发生如下反应2NO+O2→2NO2、4HC+3O2→2CO2+2H2O、2CO+O2→2CO2；进入到颗粒捕捉器3内发生化学反应如下：2NO+O2→2NO2、4HC+3O2→2CO2+2H2O、2CO+O2→2CO2；在颗粒捕捉器3的进气口的温度小于温度阈值并且压力差值大于压差阈值时，通过电加热装置对颗粒捕捉器3的进气口的气体加热，使进入颗粒捕捉器3的气体温度达到颗粒物再生的温度阈值，使颗粒物在颗粒捕捉器3内自动再生，提高了排气系统的颗粒物的再生效率；提高了排气系统的颗粒物的再生效率，减小了车辆的排气系统的排气阻力，从而提高了车辆的动力性和减少了污染物的排放；解决了现有技术中，在颗粒捕捉器的进气口的废气温度很低时，无论如何推迟点提前火角，颗粒捕捉器的进气口的废气温度都无法提升到再生温度阈值。此外，通过推迟点火提前角的方式提高废气温度，还会使车辆的动力性下降、油耗增加的问题。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种电加热驱动的颗粒捕捉器，其特征在于：包括加热管（1）、氧化催化器（2）、颗粒捕捉器（3）、排气管（4）、连接法兰（5）、进气管（6）；加热管（1）的出气端与氧化催化器（2）的进气端连接，氧化催化器（2）的出气端与颗粒捕捉器（3）的进气端连接，颗粒捕捉器（3）的出气端与排气管（4）连接；加热管（1）远离氧化催化器（2）的一侧竖直设置有进气管（6），加热管（1）内设置有电加热装置；电加热装置包括驱动电机（7）、转轴（8）、进气罩（9）、进气孔（10）、轴承座（11）、加热筒（12）；驱动电机（7）设置在加热管（1）的外壁上，且驱动电机（7）的输出端与转轴（8）的一端连接，转轴（8）贯穿加热管（1），并与加热管（1）转动连接，转轴（8）的另一端进气罩（9）连接，进气罩（9）远离转轴（9）的一侧与加热筒（12）连接，加热筒（12）通过轴承座（11）转动安装在加热管（1）的内壁上。
2.根据权利要求1所述的电加热驱动的颗粒捕捉器，其特征在于，进气罩（9）为锥形结构，且进气罩（9）的弧形侧壁上均匀设置有多组进气孔（10）。
3.根据权利要求1所述的电加热驱动的颗粒捕捉器，其特征在于，加热筒（12）的内壁设置有第一电加热板（17）和第二电加热板（18），第一电加热板（17）和第二电加热板（18）并排设置有多组，且多组第一电加热板（17）与多组第二电加热板（18）间歇设置，第一电加热板（17）设置在加热筒（12）的底面内壁上，第二电加热板（18）设置在加热筒（12）的顶面内壁上，第一电加热板（17）、第二电加热板（18）与电加热筒（12）的内壁之间形成S形通道。
4.根据权利要求1所述的电加热驱动的颗粒捕捉器，其特征在于，加热管（1）的内壁上分别设置有第一压差传感器接头（13）和第一温度传感器接头（14），颗粒捕捉器（3）的内壁上分别设置有第二压差传感器接头（15）和第二温度传感器接头（16）。
5.根据权利要求1所述的电加热驱动的颗粒捕捉器，其特征在于，加热管（1）与氧化催化器（2）通过连接法兰（5）拆卸连接，氧化催化器（2）与颗粒捕捉器（3）通过连接法兰（5）拆卸连接。
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