汽油機雙路并聯(lián)顆粒物過濾系統(tǒng)及再生方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽油機排氣系統(tǒng)的顆粒物過濾器再生技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種汽油機雙路并聯(lián)顆粒物過濾系統(tǒng)(GPF)及再生方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當前我國乘用車迅速增長，已連續(xù)幾年成為世界第一產(chǎn)銷量大國，當前乘用車大多采用汽油機。為了節(jié)能環(huán)保，車用汽油機小型化，采用缸內(nèi)直噴加渦輪增壓是最常見的技術(shù)方案。缸內(nèi)直噴發(fā)動機的霧化時間較短，很難在燃燒室形成均質(zhì)混合氣，加之噴霧的碰壁等，更增加了顆粒物排放。研宄表明，缸內(nèi)直噴發(fā)動機的顆粒物排放比進氣道噴射發(fā)動機的顆粒物高一個數(shù)量級。歐盟已將在歐五、歐六排放法規(guī)中將缸內(nèi)直噴汽油機顆粒物排放納入法規(guī)要求。我國已頒布的國五標準對缸內(nèi)直噴汽油機的顆粒物排放也提出嚴格要求，在即將頒布的國六排放標準，有可能首次將缸內(nèi)直噴汽油機的顆粒物數(shù)量排放納入法規(guī)，這樣，必須在缸內(nèi)直噴汽油機上加裝顆粒物過濾器才能達到國六排放標準。
[0003]隨著工作時間的加長，顆粒物過濾器上堆積的顆粒物越來越多，將會增加排氣背壓，影響發(fā)動機的換氣，導致輸出功率降低，油耗增加，所以如何經(jīng)濟有效的處理顆粒物過濾器上的顆粒物是顆粒物過濾器技術(shù)的關(guān)鍵。
[0004]當前柴油機顆粒物過濾器得到了廣泛的研宄，大多采用壁流式過濾器。再生方式分為主動再生及被動再生。主動再生指利用外界能量來提高顆粒物過濾器溫度，使顆粒物著火燃燒。被動再生指在一定溫度以上，不借助外界能量，排氣中的某些氧化物，如N02及02等也能自行氧化顆粒物過濾器中的顆粒物，從而實現(xiàn)顆粒物再生的目的。對柴油機，大多采用主動再生方式，再生方式多種多樣，包括:發(fā)動機后噴油，使用燃料燃燒器，使用電阻加熱線圈，使用微波能量，使用高壓空氣反吹等。對于汽油機，其再生方式與柴油機不同，由于汽油機經(jīng)常在當量比為I的工況下運行，顆粒物過濾器前缺少氧氣來氧化顆粒物。專利中(公開號CN102373989A)公開了一種顆粒物過濾器再生方式，它采用發(fā)動機工作在濃混合氣模式下，并且在排氣管中補充空氣，在顆粒物過濾器前加入催化劑，過濃的混合氣會在其中繼續(xù)反應升高過濾器的溫度，從而實現(xiàn)顆粒物自燃，實現(xiàn)再生。該再生方式容易導致三元催化器及顆粒物過濾器的熱失控，而且，顆粒物過濾器升溫緩慢，再生時間長。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了解決上述問題，提出一種汽油機雙路并聯(lián)顆粒物過濾系統(tǒng)及再生方法。該顆粒物過濾系統(tǒng)包含并聯(lián)的兩個顆粒物過濾器，其優(yōu)點是常規(guī)工作是排氣并行流過兩個顆粒物過濾器，排氣背壓小，而且過濾效率高。主動再生時，一個顆粒物過濾器正常過濾顆粒物，另一個顆粒物過濾器再生?？刂颇K打開和關(guān)閉相應閥門，啟動加熱器，達到預定溫度后關(guān)閉加熱器，啟動空氣泵，讓顆粒物燃燒，從而實現(xiàn)再生目的。再生結(jié)束后，關(guān)閉空氣泵，打開排氣截止閥，關(guān)閉空氣閥。
[0006]一種汽油機雙路并聯(lián)顆粒物過濾系統(tǒng)，包括空氣泵回路、A顆粒物過濾器、B顆粒物過濾器、A排氣截止閥、B排氣截止閥、A濾前壓力傳感器、B濾前壓力傳感器、A濾后壓力傳感器、B濾后壓力傳感器、控制模塊；
[0007]空氣泵回路包括空氣泵、連接管、A空氣閥、B空氣閥；
[0008]A顆粒物過濾器的入口連接發(fā)動機排氣管路，發(fā)動機排氣管路內(nèi)設(shè)有A排氣截止閥，A顆粒物過濾器的入口、出口連接分別設(shè)置A濾前壓力傳感器、A濾后壓力傳感器，A顆粒物過濾器內(nèi)部前端設(shè)有A加熱器，A顆粒物過濾器上還設(shè)有A溫度傳感器；
[0009]B顆粒物過濾器的入口連接發(fā)動機排氣管路，發(fā)動機排氣管路內(nèi)設(shè)有B排氣截止閥，B顆粒物過濾器的入口、出口分別設(shè)置B濾前壓力傳感器、B濾后壓力傳感器，內(nèi)部前端設(shè)有B加熱器，B顆粒物過濾器上還設(shè)有B溫度傳感器；
[0010]連接管為T字型，一端連接空氣泵，另兩端分別連接到A顆粒物過濾器、B顆粒物過濾器入口前的發(fā)動機排氣管中，與A顆粒物過濾器入口前發(fā)動機排氣管相連的連接管內(nèi)，設(shè)有A空氣閥，與B顆粒物過濾器入口前發(fā)動機排氣管相連的連接管內(nèi)，設(shè)有B空氣閥；
[0011]A濾前壓力傳感器、B濾前壓力傳感器、A濾后壓力傳感器、B濾后壓力傳感器、A加熱器、A溫度傳感器、B加熱器、B溫度傳感器連接控制模塊；
[0012]控制模塊基于流量、溫度、壓差信息確定當前顆粒物負載水平、控制A加熱器、B加熱器的加熱，控制A排氣截止閥、B排氣截止閥、A空氣閥、B空氣閥的開閉，控制空氣泵的啟
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[0013]基于權(quán)利要求1所述的一種汽油機雙路并聯(lián)顆粒物過濾系統(tǒng)的再生方法，具體為:
[0014]步驟201:控制模塊檢測發(fā)動機運行狀態(tài)，包括壓差、進氣流量、顆粒物過濾器溫度；
[0015]步驟202:控制模塊推斷顆粒物加載水平，判斷是否再生，如果某個顆粒物過濾器或者兩個顆粒物過濾器均需要再生，進入步驟203 ;否則，不需要再生，則發(fā)動機在正常模式繼續(xù)運行；
[0016]步驟203:當某個顆粒物過濾器需要再生時，啟動該顆粒物過濾器支路對應的加熱器，進入步驟204:當兩個顆粒物過濾器均需要再生時，A顆粒物過濾器先進行再生，A顆粒物過濾器再生結(jié)束后，B顆粒物過濾器再進行再生；
[0017]步驟205:顆粒物過濾器溫度升高，當達到預定排溫時，關(guān)閉相應加熱器、排氣截止閥，打開相應空氣泵、空氣閥；
[0018]步驟206:顆粒物過濾器中的顆粒物自燃，進行再生，時刻監(jiān)視顆粒物過濾器的溫度，如果顆粒物過濾器超過預定溫度時，關(guān)閉相應空氣閥、空氣泵，打開相應排氣截止閥，再生中止；如果顆粒物過濾器沒有超過預定溫度，繼續(xù)進行顆粒物過濾器的再生；
[0019]步驟207:判斷再生時間是否小于預定時間，如果再生時間小于預定時間，判斷顆粒物加載水平，當顆粒物加載水平小于預定值時，關(guān)閉相應空氣閥、空氣泵，打開相應排氣截止閥，再生終止；當顆粒物加載水平大于預定值時，返回步驟206繼續(xù)再生；
[0020]如果再生時間大于預定時間，增大再生結(jié)束的顆粒物加載水平，然后，判斷再生結(jié)束顆粒物加載水平是否小于預定值，如果小于預定值，則返回步驟206，若大于預定值，則認為顆粒物過濾器徹底老化或者發(fā)生其他嚴重故障，并提供給發(fā)動機報警信號。
[0021]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0022](I)本發(fā)明的雙GPF的汽油機顆粒物過濾系統(tǒng)，兩個GPF并聯(lián)布置，可以減小單個GPF的體積，方便布置在車身下，此時排氣溫度較低，GPF的壓降較小；
[0023](2)再生時，一個GPF再生，另一個GPF單獨工作，再生的GPF支路由于排氣被切斷，不受當前發(fā)動機工況影響，再生更加可控，能較好的避免GPF的熱失控；
[0024](3)再生時，由于空氣泵引入排氣管中的是空氣，其含氧量高，有利于GPF中的顆粒物在更低的溫度快速燃燒，從而縮短再生時間。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明公開的顆粒物再生系統(tǒng)的再生方法控制流程圖。
[0027]圖中:
[0028]1、A顆粒物過濾器2、B顆粒物過濾器3、A加熱器
[0029]4、B加熱器5、A溫度傳感器6、B溫度傳感器
[0030]7、A濾前壓力傳感器8、B濾前壓力傳感器9、A濾后壓力傳感器
[0031]10、B濾后壓力傳感器11、A排氣截止閥12、B排氣截止閥
[0032]13、A空氣閥14、B空氣閥15、連接管
[0033]16、空氣泵17、控制模塊
【具體實施方式】
[0034]下面將結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0035]本發(fā)明是一種汽油機雙路并聯(lián)顆粒物過濾系統(tǒng)，如圖1所示，包括空氣泵回路、A顆粒物過濾器1、B顆粒物過濾器2、A排氣截止閥11、B排氣截止閥12、A濾前壓力傳感器
7、B濾前壓力傳感器8、A濾后壓力傳感器9、B濾后壓力傳感器10、控制模塊17。
[0036]空氣泵回路包括空氣泵16、連接管15、A空氣閥13、B空氣閥14。
[0037]A顆粒物過濾器I包括安裝在其中的A加熱器3、A溫度傳感器5。
[0038]B顆粒物過濾器2包括安裝在其中的B加熱器4、B溫度傳感器6。
[0039]具體的連接關(guān)系為:
[0040]A顆粒物過濾器I的入口連接發(fā)動機排氣管路，發(fā)動機排氣管路內(nèi)設(shè)有A排氣截止閥11，A顆粒物過濾器I的入口、出口連接分別設(shè)置A濾前壓力傳感器7、A濾后壓力傳感器9，A顆粒物過濾器I內(nèi)部前端設(shè)有A加熱器3，A顆粒物過濾器I上還設(shè)有A溫度傳感器5。
[0041]B顆粒物過濾器2的入口連接發(fā)動機排氣管路，發(fā)動機排氣管路內(nèi)設(shè)有B排氣截止閥12，B顆粒物過濾器2的入口、出口分別設(shè)置B濾前壓力傳感器8、B濾后壓力傳感器10，內(nèi)部前端設(shè)有B加熱器4，B顆粒物過濾器2上還設(shè)有B溫度傳感器6。
[0042]連接管15呈T字型，一端連接空氣泵16