[发明专利]一种基于NTP分段喷射的EGR冷却器再生装置

说明书

技术领域

本发明涉及发动机尾气后处理领域，具体而言，是一种基于NTP分段喷射的EGR冷却器再生方法。

背景技术

随着排放法规的日益严格，柴油机的尾气排放问题越来越受到人们的关注，各高校和企业纷纷致力于降低汽车尾气排放。废气再循环（Exhaust Gas Recirculation, EGR）技术是众多净化方式中行之有效的一种。然而，由于发动机废气的温度太高，如果未经冷却的废气直接进入进气管，会导致进气温度升高，燃烧效率下降，不利于发动机的燃油经济性，且不能很好的抑制NO_x的生成。为了最大效率的发挥EGR降低NO_x的作用，国内外很多专家学者提出CEGR技术，即在EGR系统中加入冷却器，进一步降低进气温度和缸内最高燃烧温度，提高发动机的排放性和经济性。

在柴油机排气过程中，废气通入EGR冷却器冷却到较低温度，易使排气中的碳氢化合物和水蒸气凝结，从而导致EGR冷却器的积碳并堵塞气道，这极大的阻碍了EGR冷却器发挥其功用。因此，采取相关措施对EGR冷却器进行再生是很有必要的。

低温等离子（Non-thermal Plasma, NTP)技术以其高效、安全、无二次污染且适用范围广等优点，成为目前内燃机尾气净化领域的研究热点。NTP可有效去除PM，为EGR冷却器的再生提供了理论依据。等离子体中的高能电子、自由基等活性粒子与EGR冷却器中的积碳作用，使积碳在极短时间内发生分解，并发生后续的各种反应，以实现EGR冷却器再生。例如中国专利CN 103629018 A描述了一种利用NTP再生EGR冷却器的方法，此方案可有效降低EGR冷却器的积碳并提高其性能。然而，由于受EGR冷却器的翅片结构以及自身长度的影响，其前端再生效果明显，而后端则仍有部分积碳残留。这是由于NTP产生的活性粒子和自由基团大部分与EGR冷却器的前端积碳发生反应，而后端的积碳则只能通过与残余的活性粒子反应，以及自身的缓慢氧化来消除。EGR冷却器再生不完全，将影响其冷却性能、降低其冷却效率。另外，积碳的缓慢氧化极大地延长了再生时间，降低了再生效率。

发明内容

本发明利的目的在于提供一种板翅式EGR冷却器的改进结构，实现NTP的分段喷射，从而实现EGR冷却器的高效再生。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种基于NTP分段喷射的EGR冷却器再生装置，包括NTP喷射系统和EGR冷却器，所述EGR冷却器包括进气腔、EGR冷却器壳体和排气腔，所述进气腔与所述NTP喷射系统的喷射管相连，所述进气腔和所述排气腔分别与所述EGR冷却器壳体内的翅片管相连，所述翅片管分为翅片管一、翅片管二、翅片管三和翅片管四四个部分，所述翅片管一和所述翅片管二之间设置有翅片管空腔一，所述翅片管二和所述翅片管三之间设置有翅片管空腔二，所述翅片管三和所述翅片管四之间设置有翅片管空腔三；所述翅片管空腔一、所述翅片管空腔二和所述翅片管空腔三分别连接所述NTP喷射系统的喷射管。

上述方案中，所述翅片管一内安装有第一温度传感器，所述翅片管二内安装有第二温度传感器，所述翅片管三内安装有第三温度传感器，所述翅片管四内安装有第四温度传感器，用以实时探测EGR冷却器内部温度。

上述方案中，所述进气腔和所述排气腔之间还连接有压差计，用以测量EGR冷却器前后端的压差，明晰EGR冷却器内部积碳去除情况。

上述方案中，所述排气腔连接有气体分析仪，所述气体分析仪用来测量EGR冷却器出气口的CO和CO₂的浓度。

上述方案中，其特征在于，所述进气腔经石棉垫一与EGR冷却器壳体相连；所述排气腔经石棉垫二与EGR冷却器壳体相连。

上述方案中，所述翅片管空腔一、所述翅片管空腔二和所述翅片管空腔三在所述EGR冷却器壳体轴向方向的间隙为1~2cm，使得活性气体更均匀的进入到每一根翅片管内。

上述方案中，所述EGR冷却器位于温控箱内部。