[发明专利]一种柴油机微粒捕集器反吹再生装置

说明书

技术领域

本发明属于发动机排放与污染控制领域，具体涉及一种利用传感器检测技术和阀门控制策略实现柴油机微粒捕集器的自动反吹再生装置。

背景技术

据估计，到2050年全球将拥有30亿辆汽车。进入21世纪以来，我国汽车的需求量和保有量也出现了加速增长的趋势。而柴油机因为具有较高的热效率和相对较大的转矩在工业、农业、交通运输等行业得到广泛应用，然而柴油机与汽油机相比，废气排放中的HC和CO较低，但NOx和微粒的排放较高，尤其是微粒排放要高出30-60倍。同时，由于碳烟是柴油机排放微粒的主要组成部分,常占微粒总量的50%-80%之多,碳粒是燃料在缺氧的条件下燃烧时形成的细微或超细微的纳米级碳烟颗粒，由于直径较小,故能长期悬浮于大气中而不沉降,碳粒上吸附的可溶性有机物HC和硫酸盐等对人体有危害,特别是HC中含有大部分的多环芳香烃等,具有致癌作用，因此,柴油机微粒排放问题在世界范围内引起了巨大关注，特别是随着环境问题的日益恶化，柴油机排放法规的日趋严格，微粒捕集器正逐渐成为降低柴油机微粒排放的必备装置。

然而柴油机降低微粒排放通常需要对缸内燃烧结构组织进行合理优化，而传统的机内净化技术在进一步降低柴油机微粒排放的问题上遭遇瓶颈。目前，微粒捕集器技术是国际上公认的最为有效的柴油机排气微粒后处理技术，也是目前国际上商用前景最好的排气微粒后处理技术。微粒捕集器的关键技术是过滤材料的选择以及过滤体的再生，其中又以过滤体的再生尤为重要，所谓过滤体的再生是指将其捕集到的微粒予以清除后能循环使用，若过滤体再生不及时会导致发动机排气背压升高影响发动机性能，甚至导致发动机熄火。过滤体的再生分为主动再生和被动再生，主动再生主要有热再生和反吹再生等，热再生需要对过滤体额外施加热量达到微粒燃烧温度使微粒氧化后实现过滤体的再生，能量利用率较低，结构复杂，而传统的反吹再生需要加装气源和动力设备，如何简化反吹再生设备实现再生目的成为了反吹再生的关键问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种柴油机微粒捕集器反吹再生装置,该装置采用双过滤体形式，将其中一个过滤体的排气引至另一个过滤体末端进行反吹，从而实现利用发动机排气自动反吹过滤体达到过滤体交替捕集微粒和再生的目的，本发明仅在原有微粒捕集器上安装反吹气流管以及相应管道控制阀门，不使用外加热源再生设备或催化再生装置，无额外的能源消耗，结构简单，维修率低，成本低，具有安全方便节约能源等优点。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种柴油机微粒捕集器反吹再生装置，其特征在于包括两块过滤体和过滤体外壳，所述的过滤体外壳内被两块平行设置的消声腔体隔板分成左中右三个腔室，左腔室与中腔室下端连通，中腔室与右腔室上端连通，右腔室内固定第一过滤体，左侧腔室内固定第二过滤体，中间腔室为消声腔体，所述的消声腔体通过排气总管与外界连通，左腔室和右腔室均设有进气支管和反吹颗粒收集管，并且左腔室和右腔室的进气支管进口端交汇于一个进气总管；还包括一个反吹气流管，所述的反吹气流管把一个过滤体的排气端与另一个过滤体排气端连通，并采用交叉控制策略，将一部分发动机尾气通过尾气流入管引入其中一个过滤体，另一部分尾气通过反吹气流管引入另一个过滤体的尾端进行反吹再生，两个过滤体轮流工作和再生，在反吹气流管和尾气流入管的末端分别安装相应的控制阀门，通过交叉控制反吹气流管打开关闭和尾气流入管打开关闭，实现利用发动机尾气自动反吹再生。

对上述结构作进一步说明，所述的右腔室的下端设有第一进气支管和第一收集管，左腔室的上端设有第二进气支管和第二收集管，其中第一进气支管和第二进气支管交汇于进气总管；在第一进气支管和第二进气支管交汇处设有两个支管的选择阀门，在右腔体与第一进气支管和第一收集管的交汇处分别设有第一进气开关阀和第一收集管开关阀，在左腔体与第二进气支管和第二收集管的交汇处分别设有第二进气开关阀和第二收集管开关阀；所述的反吹气流管设于消声腔体，反吹气流管的两端为扩张口，其中设于右腔室上端为第一扩张口，设于左腔室下端的为第二扩张口，在第一扩张口内壁设有第一排气出口，第一排气出口处设有第一排气开关阀，在第二扩张口内壁设有第二排气出口，第二排气出口处设有第二排气开关阀。