CN205297692U - 一种柴油机用可再生壁流式颗粒捕集器系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种柴油机用可再生壁流式颗粒捕集器系统，包括柴油发动机，在柴油发动机的排气系统后依次安装选择性催化还原催化器SCR、氧化催化器DOC和壁流式颗粒捕集器DPF。本实用新型DPF再生采用主动再生和被动再生相结合的方式，能降低柴油机颗粒物排放总量的90％以上，颗粒数明显降低，并能够满足北京第五阶段排放对城市用车的颗粒要求，以及满足对颗粒数有特殊要求车辆的排放要求。

Description

一种柴油机用可再生壁流式颗粒捕集器系统
技术领域
本实用新型涉及一种柴油车颗粒物排放捕集器系统，尤其涉及柴油机用可再生壁流式颗粒捕集器系统。
背景技术
由于目前全国各地雾霾天气频发，相关部门对于治理雾霾的呼声越来越高，而控制作为颗粒物排放主要来源的重型柴油车颗粒物排放也越来越受到关注。目前，部分地区已经出台关于控制重型柴油车颗粒数的地方标准，全国关于重型柴油车颗粒物排放的法规也将越来越严。因此亟需对重型柴油机的降颗粒排放技术进行研究和改进。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，在对柴油发动机原有部件改动较少的情况下，采用一种可靠、高效的柴油机用可再生壁流式颗粒捕集器系统，降低重型柴油机的颗粒物总量和颗粒数。
为解决这一技术问题，本实用新型提供了一种柴油机用可再生壁流式颗粒捕集器系统，包括柴油发动机，在柴油发动机的排气系统后依次安装选择性催化还原催化器SCR、氧化催化器DOC和壁流式颗粒捕集器DPF，所述柴油发动机与选择性催化还原催化器SCR之间设有SCR前排温传感器和尿素喷嘴，选择性催化还原催化器SCR与氧化催化器DOC之间设置有NOx传感器、DOC前排温传感器和混合器，所述壁流式颗粒捕集器DPF的前方设有DPF前排温传感器、其后方设有DPF后排温传感器，壁流式颗粒捕集器DPF的两端设有一个DPF压差传感器，上述压差传感器和排温传感器与DPF再生控制器ACU连接。
本实用新型还包括精滤和HCI喷嘴，精滤和HCI喷嘴安装在从发动机低压端引入的一段油路上，DPF再生控制器ACU控制HCI喷嘴工作。
所述氧化催化器DOC上涂覆贵金属，当排气温度大于270℃时，燃油即可被氧化。
有益效果：本实用新型DPF再生采用主动再生和被动再生相结合的方式，能降低柴油机颗粒物排放总量的90％以上，颗粒数明显降低，并能够满足北京第五阶段排放对城市用车的颗粒要求，以及满足对颗粒数有特殊要求车辆的排放要求。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图中：1柴油发动机、2选择性催化还原催化器SCR、3氧化催化器DOC、4壁流式颗粒捕集器DPF、5SCR前排温传感器、6尿素喷嘴、7精滤、8HCI喷嘴、9DPF再生控制器ACU、10NOx传感器、11DOC前排温传感器、12混合器、13DPF前排温传感器、14DPF压差传感器、15DPF后排温传感器。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型做具体描述。
图1所示为本实用新型的结构示意图。
本实用新型包括柴油发动机1，在国Ⅴ柴油机排气系统后依次安装选择性催化还原催化器(SCR)2、氧化催化器(DOC)3和壁流式颗粒捕集器(DPF)4，无需对现有的钒基SCR催化剂进行更改，降低重型柴油机的颗粒物总量和颗粒数。
其中主要的零部件还包括：DPF再生控制器(ACU)9、HCI喷嘴8、一个压差传感器和多个排温传感器。
所述柴油发动机1与选择性催化还原催化器(SCR)2之间设有SCR前排温传感器5和尿素喷嘴6，选择性催化还原催化器(SCR)2与氧化催化器(DOC)3之间设置有NOx传感器10、DOC前排温传感器11和混合器12，所述壁流式颗粒捕集器(DPF)4的前方设有DPF前排温传感器13、其后方设有DPF后排温传感器15，壁流式颗粒捕集器(DPF)4的的两端设有一个DPF压差传感器14，上述压差传感器和排温传感器与DPF再生控制器(ACU)9连接。
本实用新型还包括精滤7、HCI喷嘴8和DPF再生控制器(ACU)9，精滤7和HCI喷嘴8安装在从发动机低压端引入的一段油路上，DPF再生控制器(ACU)9控制HCI喷嘴8工作。
特别地：
所述氧化催化器(DOC)3上涂覆贵金属，当排气温度大于270℃时，燃油即可被氧化。
所述壁流式颗粒捕集器(DPF)4的封装是可拆卸的。
本实用新型的工作原理和工作过程：
经过选择性催化还原(SCR)2后的柴油机排气，在通过壁流式颗粒捕集器(DPF)4后，超过90％的颗粒被壁流式颗粒捕集器(DPF)4捕集。
普通模式下，本实用新型具有被动再生功能，柴油机排气经过氧化催化器(DOC)3时，排气中剩余的一氧化氮被氧化生成二氧化氮，壁流式颗粒捕集器(DPF)4上被捕集的颗粒在二氧化氮的作用下，被氧化成二氧化碳，从而达到被动再生的作用。被动再生所需氧化剂通过氧化催化器(DOC)3氧化排气中的一氧化氮产生，无需添加任何性质的其它氧化剂，只需要排气温度满足条件(大于300℃)后自动触发。
发动机在一些恶劣工况或者低转速低负荷工况下运行时间过长后，被动再生无法满足再生的要求，会导致壁流式颗粒捕集器(DPF)4两端压差过大造成发动机性能降低。DPF再生控制器(ACU)9通过发动机运行工况、运行时间、DPF压差传感器14综合判断是否需要激活主动再生，当壁流式颗粒捕集器(DPF)4两端压差过大、发动机运行工况累积颗粒过多或运行时间过长时，需激活主动再生。当DPF再生控制器(ACU)9判定主动再生需激活后，即进入主动再生激活准备状态：此时，DPF再生控制器(ACU)9会根据DOC前排温度传感器11测得的排气温度值、整车车速值、发动机运行参数综合判定是否激活主动再生；激活状态下，DPF再生控制器(ACU)9控制从发动机低压端引入的一段油路，通过燃油喷嘴(HCI)8喷入排气中并充分雾化，雾化后的燃油和排气通过一段混合器12，排气和燃油被充分混合后进入氧化催化器(DOC)3，燃油和排气中的氧气在氧化催化器(DOC)3内发生氧化催化反应释放热源将排气温度升高至550℃以上，壁流式颗粒捕集器(DPF)4中的颗粒在高温下被氧气氧化生成二氧化碳，并通过壁流式颗粒捕集器(DPF)4前后的DPF前排温传感器13、DPF后排温传感器15和高温持续时间确定再生效率，当超过80％以上的颗粒被再生后，默认完成一次主动再生。
再生过程中，为了保证再生温度即足够高已满足再生要求，又不超过壁流式颗粒捕集器(DPF)4允许的最高温度，DPF再生控制器(ACU)9会根据发动机工况、DPF前排温度自动修正燃油喷射量，以达到需要的温度范围。
氧化催化器(DOC)3上涂覆贵金属，当排气温度大于270℃时，燃油即可被氧化。
壁流式颗粒捕集器(DPF)4在以下情况下，需将DPF拆卸进行反吹：
极端运行条件下，排气温度既无法满足被动再生要求，也无法满足主动再生要求时；
由于颗粒中的一些不可燃烧灰分积累过多，无法通过再生清除时，需要对其进行周期性的拆卸反吹，该周期长短和发动机机油品质和机油耗关系密切，正常情况下，反吹周期间隔大于一年。
本实用新型DPF再生采用主动再生和被动再生相结合的方式，能降低柴油机颗粒物排放总量的90％以上，颗粒数明显降低，并能够满足北京第五阶段排放对城市用车的颗粒要求，以及满足对颗粒数有特殊要求车辆的排放要求。
本实用新型上述实施方案，只是举例说明，不是仅有的，所有在本实用新型范围内或等同本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包围。

Claims (3)

1.一种柴油机用可再生壁流式颗粒捕集器系统，包括柴油发动机(1)，其特征在于：在柴油发动机(1)的排气系统后依次安装选择性催化还原催化器SCR(2)、氧化催化器DOC(3)和壁流式颗粒捕集器DPF(4)，所述柴油发动机(1)与选择性催化还原催化器SCR(2)之间设有SCR前排温传感器(5)和尿素喷嘴(6)，选择性催化还原催化器SCR(2)与氧化催化器DOC(3)之间设置有NOx传感器(10)、DOC前排温传感器(11)和混合器(12)，所述壁流式颗粒捕集器DPF(4)的前方设有DPF前排温传感器(13)、其后方设有DPF后排温传感器(15)，壁流式颗粒捕集器DPF(4)的两端设有一个DPF压差传感器(14)，上述压差传感器和排温传感器与DPF再生控制器ACU(9)连接。
2.根据权利要求1所述的柴油机用可再生壁流式颗粒捕集器系统，其特征在于：还包括精滤(7)和HCI喷嘴(8)，精滤(7)和HCI喷嘴(8)安装在从发动机低压端引入的一段油路上，DPF再生控制器ACU(9)控制HCI喷嘴(8)工作。
3.根据权利要求1或2所述的柴油机用可再生壁流式颗粒捕集器系统，其特征在于：所述氧化催化器DOC(3)上涂覆贵金属，当排气温度大于270℃时，燃油即可被氧化。
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