[实用新型]独立主动再生柴油机微粒过滤器系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于柴油机微粒过滤器再生的独立主动再生柴油机微粒过滤器系统，属柴油机排气污染控制的微粒捕集装置、再生装置系统集成技术与制造领域。

背景技术

再生技术是柴油机微粒捕集器正常使用的关键技术，分为依靠外部提供或补充热源的主动再生，以及仅依靠正常排气热源的被动再生两大类型。对于城市行驶工况的各种柴油车辆，由于平均排气温度较低，被动再生不能满足再生所需要的温度，造成微粒捕集器堵塞、烧坏，导致车辆排放超标甚至影响车辆的正常运行。为了解决可靠再生的问题，出现了许多主动再生系统的研究和试验，如采用发动机管理的后喷射、电加热、燃料烧嘴、外部加热炉等主动再生的方式，如专利CN1861992A、名称“柴油内燃机废气微粒自燃捕集器及微粒处理方法”，柴油内燃机废气微粒自燃捕集器位于排气管内，压力传感器位于内燃机排气口内或排气管的排气口内，其信号输出端接控制器的信号输入端，控制器的信号输出端接电源开关控制端，电源开关通过电源线分别接柴油内燃机废气微粒自燃捕集器两端的正、负极。但现有的主动再生的方法或多或少存在增加的系统复杂，与原有车辆配合困难，可靠性差，装备投资及运行费用高等问题。

发明内容

设计目的：设计一种能够不依赖于车辆发动机而独立工作，适应于各种类型的柴油发动机和操作工况的主动再生系统，能根据排气净化装置的背压状况，及时地对微粒捕集器中所捕集的微粒进行再生处理。

设计方案：为了实现上述设计目的。1、排气净化装置的设置，是本实用新型的特征之一。这样做的目的在于：由氧化催化转化器(DOC)载体和碳化硅壁流式过滤器(DPF)封装构成一个整体的具有热绝缘外壳设计的净化部件，DOC采用低起燃温度催化剂涂层的堇青石蜂窝陶瓷，DPF是采用本申请人申请专利的重结晶碳化硅(R-SiC)蜂窝陶瓷体，该重结晶碳化硅蜂窝陶瓷体200孔/平方英寸的通道密度及0.3mm的间壁厚度，具有极好的温度特性、机械强度和耐久性，经实际检测展现了较高的PM捕获率，同时具有较低的压降和较大的允许碳灰加载量。2、主动再生系统的设计，是本实用新型的特征之二。这样做的目的在于：该系统有别于外部燃油烧嘴、电加热和发动机后喷射等常规主动再生的方法，采用了催化燃烧的方式，高效迅速的提供外部热源进行主动再生，完全独立于引擎的工况和喷射状况。系统由电子检测、控制部件和专用喷嘴等组成，根据背压、温度的检测信号，系统自动起动再生过程，通过特别的柴油喷嘴向排气管内喷入柴油燃料，燃料蒸气在具有热绝缘设计的DOC内“氧化燃烧”而放热，使DPF进口的温度迅速提高到400℃(采用燃料携带添加剂时)或者650℃，点燃DPF内积聚的碳灰，开始进行再生过程。控制器检测背压、温度参数的变化，控制喷射量以保证再生进行的参数，并且自动结束再生过程。3、燃料携带催化剂自动加注注射泵的设计，是本实用新型的特征之三。这样做的目的在于：燃料携带催化剂(FBC)可以使灰的再生温度由600℃以上降到350～400℃，相对于催化剂涂层的DPF，再生时间短，仅需要数分钟，同时不存在催化剂的老化和中毒的问题，并且可以使用含硫量在350ppm至500ppm的柴油。添加剂采用已经商品化供货的铈基或铁基添加剂，加入量为燃油量的1/3000，车辆加油时自动按照加油量按比例直接加入燃油箱。本系统由2～4升的添加剂储罐，定量注射泵，电控模块，油箱油位增量信号装置等组成。每次加油时，油箱油位增量信号装置检测油位的增加量，输出一个0～10伏的直流信号至电控模块，电控模块启动定量注射泵，按照预定的添加剂与燃油比向油箱加入定量的添加剂。另外，添加剂储罐装有液位信号装置。当添加剂将要用完时，通过显示面板报警。4、电控以及在线监视、报警、数据记录装置的设计，是本实用新型的特征之四。这样做的目的在于：该装置包括DPF系统的电控系统(ECU)车载监视系统(OBC)，除可靠的自动进行DPF的再生外，系统按设定的时间间隔，对背压、温度等参数进行检测与数据储存，系统在背压异常时具有声光报警功能，由不同颜色的信号灯指示背压的状况，设定当背压低于1kPa时报警，指示可能DPF破裂或排气管泄漏，背压达到15kPa时报警，指示DPF不久将需要进行维护，背压达到20kPa时报警，指示DPF需要立即进行维护，从而保证DPF系统的可靠有效的运行。系统可以通过USB接口向手提电脑传送存贮的数据，并且通过数据分析软件对记录的数据进行分析，可以对运行的状况和存在的问题进行准确的判断。另外，还可以通过GSM/GPRS模块(可选件)实现数据的远距离传送。