[实用新型]柴油机微粒捕集器回流式喷油助燃再生装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及柴油机排气微粒捕集器和喷油供气燃烧再生装置以及传感检测控制系统，属于发动机排放与污染控制领域。

背景技术

柴油机具有热效率高、适应性好、功率范围宽等优点，在车辆、施工机械等方面应用极为广泛，车辆柴油化比例进一步提高是目前汽车发展的趋势，但较高的微粒物质(PM)排放水平是制约柴油机发展的关键问题之一，其排放的微粒粒径小、重量轻，能长时间悬浮于大气中，极大地危害着人类的健康，随环保形势的日益严峻，柴油机的微粒排放问题已引起了人们足够的重视，对其有效控制已成为当前柴油机发展过程中极其重要且极具挑战的课题，在目前所提出的各PM后处理方式中，微粒捕集器(DPF)被认为是一种很具发展前景的PM消减方式。其再生问题也成了人们研究的热点，在诸多再生方式中，喷油助燃再生技术不受油品质量限制，燃烧器采用与柴油机相同的燃料，不需要消耗汽车电池的功率，而且也没有催化再生、连续再生等被动再生技术对于柴油中含硫量低于一定值的要求，且再生装置各部件成熟件多，装车使用时不需对发动机原结构做太大的改动，是一种适用性好、效率高和可靠性好的再生技术，目前影响喷油助燃再生技术实用化的主要问题是过滤体再生过程中的可靠性问题。

发明内容

本实用新型设计了一种柴油机微粒捕集器回流式喷油助燃再生装置，其先进性主要体现在：采用分段组装的形式将混合气混合段、可燃混合气燃烧室段和微粒捕集段安装在一起，具有零部件少，结构简单，易于维修维护和更换，通用性强等优点；新鲜空气进气管采用双支管与混合室相切产生旋转回流区与燃烧室突扩结构产生的回流区相互复合，提高了混合气的混合程度和温度，降低了再生温度和波动性，在回流区形成已燃混合气和未燃混合气的持续循环交替，保证已燃混合气自动持续点燃未燃混合气，提高了再生效率和安全可靠性，对车载柴油机和固定安装柴油机组等均具有极大的实际应用价值。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种柴油机微粒捕集器回流式喷油助燃再生装置，所述的油气混合室段、可燃混合气燃烧室段以及过滤体段采用三段组装形式，通过法兰盘和均布若干螺栓紧固件连接，中间加装石棉密封垫层密封，在油气混合室段顶端位置安装电控喷油嘴，根据喷油雾化长度以及混合室内回流区长度等设计新鲜空气供给支管的位置，其直径根据发动机排量以及过滤体再生所需供氧量计算设计，混合室直径以及油气混合物通道同样根据此参数设计，靠近回流区末端以及混合室末端位置安装氧浓度传感器检测混合气氧浓度，在燃烧室突扩位置安装高能火花塞点燃可燃混合气，并在发动机废气入口错开一定位置安装过滤体前端温度、压力传感器，与过滤体后端安装的温度、压力传感器分别配组检测再生过程以及再生时机参数，当过滤体内压力达到一定值，新鲜空气流量阀打开，同时喷油嘴喷油，高能火花塞点火引燃可燃混合气，进行过滤体再生，过滤体采用壁流式陶瓷过滤体，直径和体积根据发动机排量和过滤体规格设计选择，与过滤体壳体之间加装一定厚度的隔热垫层。

对上述结构作进一步限制，所述的油气混合室为耐高温不锈钢管，直径根据再生油气混合量以及旋流形成稳定条件设计，长度根据旋流产生稳定回流区长度以及喷油雾化区长度等参数设计，氧浓度传感器安装在油气混合室靠近末端一定距离的位置，便于综合考虑回流区已燃和未燃混合气氧浓度。

对上述结构作进一步限制，所述的燃烧室同样采用耐高温不锈钢板卷制成圆柱形，长度可根据底盘空间位置或可燃混合气火焰长度等参数设计，过垂直轴线平面距离燃烧室顶端一定距离位置开孔焊接发动机废气接入管道，开口直径根据发动机排气管直径设计，两者通过法兰盘和螺栓紧固。

对上述结构作进一步限制，所述的过滤体前端温度、压力传感器采用耐热型传感器，采集数据快速稳定可靠，两个传感器均需要与发动机废气入口正对位置错开一定的距离，以避免发动机高温废气对数据采集产生干扰。

对上述结构作进一步限制，所述的高能火花塞为可点燃柴油混合气的火花塞，通过车载电源供电，安装位置处于燃烧室突扩肩部，由于突扩的存在使得混合气在该区域形成循环流动的回流区，点燃的混合气卷吸进入该区域后加热点燃未燃混合气，形成持续稳定燃烧。

对上述结构作进一步限制，所述的陶瓷过滤体为壁流式陶瓷过滤体，捕集微粒到一定程度后，过滤体内背压升高，通过过滤体前后压力传感器检测，判断再生时机，过滤体与壳体之间加装一定厚度的隔热垫层，防止过滤体壳体因温度不均匀导致过滤体产生热应力而断裂等破坏，同时，三段连接处以及其他密封部位均需采用石棉密封垫层或铜片垫层密封。