一種柴油機(jī)微粒捕集器反吹再生裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于發(fā)動(dòng)機(jī)排放與污染控制領(lǐng)域，具體涉及一種利用傳感器檢測技術(shù)和閥門控制策略實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)微粒捕集器的自動(dòng)反吹再生裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]據(jù)估計(jì)，到2050年全球?qū)碛?0億輛汽車。進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國汽車的需求量和保有量也出現(xiàn)了加速增長的趨勢。而柴油機(jī)因?yàn)榫哂休^高的熱效率和相對(duì)較大的轉(zhuǎn)矩在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)得到廣泛應(yīng)用，然而柴油機(jī)與汽油機(jī)相比，廢氣排放中的HC和CO較低，但NOx和微粒的排放較高，尤其是微粒排放要高出30-60倍。同時(shí)，由于碳煙是柴油機(jī)排放微粒的主要組成部分，常占微?？偭康?0%-80%之多，碳粒是燃料在缺氧的條件下燃燒時(shí)形成的細(xì)微或超細(xì)微的納米級(jí)碳煙顆粒，由于直徑較小，故能長期懸浮于大氣中而不沉降，碳粒上吸附的可溶性有機(jī)物HC和硫酸鹽等對(duì)人體有危害，特別是HC中含有大部分的多環(huán)芳香烴等，具有致癌作用，因此，柴油機(jī)微粒排放問題在世界范圍內(nèi)引起了巨大關(guān)注，特別是隨著環(huán)境問題的日益惡化，柴油機(jī)排放法規(guī)的日趨嚴(yán)格，微粒捕集器正逐漸成為降低柴油機(jī)微粒排放的必備裝置。
[0003]然而柴油機(jī)降低微粒排放通常需要對(duì)缸內(nèi)燃燒結(jié)構(gòu)組織進(jìn)行合理優(yōu)化，而傳統(tǒng)的機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)在進(jìn)一步降低柴油機(jī)微粒排放的問題上遭遇瓶頸。目前，微粒捕集器技術(shù)是國際上公認(rèn)的最為有效的柴油機(jī)排氣微粒后處理技術(shù)，也是目前國際上商用前景最好的排氣微粒后處理技術(shù)。微粒捕集器的關(guān)鍵技術(shù)是過濾材料的選擇以及過濾體的再生，其中又以過濾體的再生尤為重要，所謂過濾體的再生是指將其捕集到的微粒予以清除后能循環(huán)使用，若過濾體再生不及時(shí)會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)排氣背壓升高影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能，甚至導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)熄火。過濾體的再生分為主動(dòng)再生和被動(dòng)再生，主動(dòng)再生主要有熱再生和反吹再生等，熱再生需要對(duì)過濾體額外施加熱量達(dá)到微粒燃燒溫度使微粒氧化后實(shí)現(xiàn)過濾體的再生，能量利用率較低，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而傳統(tǒng)的反吹再生需要加裝氣源和動(dòng)力設(shè)備，如何簡化反吹再生設(shè)備實(shí)現(xiàn)再生目的成為了反吹再生的關(guān)鍵問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種柴油機(jī)微粒捕集器反吹再生裝置，該裝置采用雙過濾體形式，將其中一個(gè)過濾體的排氣引至另一個(gè)過濾體末端進(jìn)行反吹，從而實(shí)現(xiàn)利用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣自動(dòng)反吹過濾體達(dá)到過濾體交替捕集微粒和再生的目的，本發(fā)明僅在原有微粒捕集器上安裝反吹氣流管以及相應(yīng)管道控制閥門，不使用外加熱源再生設(shè)備或催化再生裝置，無額外的能源消耗，結(jié)構(gòu)簡單，維修率低，成本低，具有安全方便節(jié)約能源等優(yōu)點(diǎn)。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:一種柴油機(jī)微粒捕集器反吹再生裝置，其特征在于包括兩塊過濾體和過濾體外殼，所述的過濾體外殼內(nèi)被兩塊平行設(shè)置的消聲腔體隔板分成左中右三個(gè)腔室，左腔室與中腔室下端連通，中腔室與右腔室上端連通，右腔室內(nèi)固定第一過濾體，左側(cè)腔室內(nèi)固定第二過濾體，中間腔室為消聲腔體，所述的消聲腔體通過排氣總管與外界連通，左腔室和右腔室均設(shè)有進(jìn)氣支管和反吹顆粒收集管，并且左腔室和右腔室的進(jìn)氣支管進(jìn)口端交匯于一個(gè)進(jìn)氣總管；還包括一個(gè)反吹氣流管，所述的反吹氣流管把一個(gè)過濾體的排氣端與另一個(gè)過濾體排氣端連通，并采用交叉控制策略，將一部分發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣通過尾氣流入管引入其中一個(gè)過濾體，另一部分尾氣通過反吹氣流管引入另一個(gè)過濾體的尾端進(jìn)行反吹再生，兩個(gè)過濾體輪流工作和再生，在反吹氣流管和尾氣流入管的末端分別安裝相應(yīng)的控制閥門，通過交叉控制反吹氣流管打開關(guān)閉和尾氣流入管打開關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)利用發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣自動(dòng)反吹再生。
[0006]對(duì)上述結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步說明，所述的右腔室的下端設(shè)有第一進(jìn)氣支管和第一收集管，左腔室的上端設(shè)有第二進(jìn)氣支管和第二收集管，其中第一進(jìn)氣支管和第二進(jìn)氣支管交匯于進(jìn)氣總管；在第一進(jìn)氣支管和第二進(jìn)氣支管交匯處設(shè)有兩個(gè)支管的選擇閥門，在右腔體與第一進(jìn)氣支管和第一收集管的交匯處分別設(shè)有第一進(jìn)氣開關(guān)閥和第一收集管開關(guān)閥，在左腔體與第二進(jìn)氣支管和第二收集管的交匯處分別設(shè)有第二進(jìn)氣開關(guān)閥和第二收集管開關(guān)閥；所述的反吹氣流管設(shè)于消聲腔體，反吹氣流管的兩端為擴(kuò)張口，其中設(shè)于右腔室上端為第一擴(kuò)張口，設(shè)于左腔室下端的為第二擴(kuò)張口，在第一擴(kuò)張口內(nèi)壁設(shè)有第一排氣出口，第一排氣出口處設(shè)有第一排氣開關(guān)閥，在第二擴(kuò)張口內(nèi)壁設(shè)有第二排氣出口，第二排氣出口處設(shè)有第二排氣開關(guān)閥。
[0007]對(duì)上述結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步說明，所述的右腔室的下端設(shè)有第一進(jìn)氣支管和第一收集管，左腔室的上端設(shè)有第二進(jìn)氣支管和第二收集管，其中第一進(jìn)氣支管和第二進(jìn)氣支管交匯于進(jìn)氣總管；在第一進(jìn)氣支管和第二進(jìn)氣支管交匯處設(shè)有兩個(gè)支管的選擇閥門，在右腔體與第一進(jìn)氣支管和第一收集管的交匯處分別設(shè)有第一進(jìn)氣開關(guān)閥和第一收集管開關(guān)閥，在左腔體與第二進(jìn)氣支管和第二收集管的交匯處分別設(shè)有第二進(jìn)氣開關(guān)閥和第二收集管開關(guān)閥；所述的反吹氣流管設(shè)于過濾體外殼外部，并且把右腔室的上端面與第二進(jìn)氣支管連通；在反吹氣流管與第二進(jìn)氣支管的連接處設(shè)有反吹氣流管開關(guān)閥；所述的第一進(jìn)氣支管通過第二反吹氣流管與左腔室連通，在其連接處設(shè)有第二反吹氣流管開關(guān)閥；在左腔室與中間腔室以及中間腔室與右腔室的連通處分別設(shè)有第二排氣開關(guān)閥和第一排氣開關(guān)閥，第二排氣開關(guān)閥和第一排氣開關(guān)閥固定于消聲腔體隔板上。
[0008]對(duì)上述結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步說明，所述的第一過濾體和第二過濾體與消聲腔體隔板、過濾體外殼之間設(shè)有隔熱的石棉墊。
[0009]對(duì)上述結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步說明，所述的左腔體和右腔體內(nèi)均設(shè)有背壓傳感器，背壓傳感器與外部的電控單元連接，通過電控單元監(jiān)測背壓傳感器采集的壓力信號(hào)，并進(jìn)行判斷，控制選擇閥門選擇其中一個(gè)過濾體工作而另一個(gè)過濾體反吹再生，保證每一時(shí)刻至少有一個(gè)過濾體處于捕集狀態(tài)。
[0010]上述反吹管內(nèi)置式反吹再生裝置的控制策略:第一過濾體顆粒捕集到一定程度后，由第一背壓傳感器監(jiān)測進(jìn)氣背壓并將信號(hào)傳輸至ECU判斷后，將選擇閥門調(diào)整至第二進(jìn)氣支管工作，第二過濾體進(jìn)行尾氣過濾，并打開第一收集管開關(guān)閥、第二進(jìn)氣開關(guān)閥，關(guān)閉第一排氣開關(guān)閥和第二收集管開關(guān)閥，發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣經(jīng)第二過濾體后進(jìn)入第二擴(kuò)張口、反吹氣流管、第一擴(kuò)張口對(duì)第一過濾體進(jìn)行反吹再生，顆粒經(jīng)過第一收集管開關(guān)閥進(jìn)入第一收集管，完成第一過濾體的反吹再生；
第二過濾體顆粒捕集到一定程度后，由第二背壓傳感器監(jiān)測排氣背壓并將信號(hào)傳輸至ECU判斷后，將選擇閥門調(diào)整至第一進(jìn)氣支管工作，第一過濾體進(jìn)行尾氣過濾工作，并打開第二收集管開關(guān)閥和第一進(jìn)氣開關(guān)閥，關(guān)閉第一收集管開關(guān)閥和第一排氣開關(guān)閥，尾氣經(jīng)第一過濾體后進(jìn)入第一擴(kuò)張口、反吹氣流管和第二擴(kuò)張口對(duì)第二過濾體進(jìn)行反吹再生，顆粒經(jīng)過第二收集管開關(guān)閥進(jìn)入第二收集管，完成第二過濾體的反吹再生。
[0011