CN104454086A - 一种带有燃烧器的dpf主动再生*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有燃烧器的DPF主动再生***，***中的燃烧器和发动机分别通过单独的油路，由单独的油泵驱动，燃烧器的排气管连接到发动机排气管，发动机排气管上依次串接有氧化催化器和微粒捕集装置，在氧化催化器和微粒捕集装置的进气端分别设有温度传感器，在微粒捕集装置的进气、出气端串接压差传感器；电控单元ECU根据收集的温度信号及压力信号控制燃烧器油泵喷油和燃烧器内的电热塞引燃，继而产生高温气体，高温气体汇入发动机排气管对排气管中的废气加热，加热后的废气经DOC氧化进一步升温，实现DPF中的微粒再生。本发明中的燃烧器可随时工作，不受车辆启、停及其它工况限制，保证了微粒再生的可靠性和广泛性。

Description

一种带有燃烧器的DPF主动再生***

技术领域

本发明涉及一种带有燃烧器的DPF主动再生***。

背景技术

随着越来越严格的排放法规，为了实现发动机的较低排放，在现有技术条件下，需要在发动机排气后处理***中加装DOC(Diesel Oxidation Catalyst氧化催化器)和DPF(Diesel Particulate Filter微粒捕集器),即发动机排气首先进入氧化催化器DOC，经DOC处理后，排气中的碳氢化合物和一氧化碳与排气中残留的氧气反应生成无害的二氧化碳和水，并放出热量使排气升温,然后排气进入微粒捕集器DPF,经过一系列的扩散、拦截、惯性碰撞和重力沉积微粒在DPF中被捕集,从而实现较低排放。

在上述排放路线使用一段时间后，会在微粒捕集器内沉积微粒，造成排气管内压损上升，导致发动机动力及经济性降低，进而导致排放恶化，所以要及时去除捕集器内的微粒。去除微粒捕集器内微粒的过程即微粒捕集器的DPF再生,DPF主动再生是指通过外加能量将气流温度提高到微粒的起燃温度,进而使捕集的微粒燃烧达到再生过滤体的目的。

目前，传统的主动再生技术包括喷射燃油助燃再生，电加热再生，微波加热再生，红外加热再生，反吹再生等几种方式。其中喷油助燃再生，是在DPF中通过喷油并利用排气中残余氧气燃烧放热实现DPF再生的再生***。在该再生***中燃烧器串联在发动机排气流中工作，利用发动机排气作为燃烧器工作时的助燃气体，因此燃烧易受排气状况的影响，对燃烧过程的组织比较困难，在冷启动工况下可能导致燃烧不良造成二次污染。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种带有燃烧器的DPF主动再生***，该***能够实现车辆在任何行驶工况下的微粒再生，同时实现较低排放。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种带有燃烧器的DPF主动再生***，包括：

燃烧器，燃烧器的燃油管进口端通过油路与燃烧器油泵输出端相连接；发动机下方依次串接有发动机油泵、油箱、燃烧器油泵和燃烧器，燃烧器排气管与发动机排气管连通，发动机排气管上依次串接氧化催化器DOC和微粒捕集装置DPF，发动机排气管上设有温度传感器和压差传感器，电控单元ECU的输出端与燃烧器油泵和燃烧器相连；ECU根据收集的温度信号及压力信号发出控制指令传递给燃烧器的控制***，控制燃烧器油泵喷油和燃烧器内的电热塞引燃，继而产生高温气体，高温气体汇入发动机排气管对排气管中的废气加热，加热后的废气经DOC氧化进一步升温达到DPF再生温度，实现DPF中的微粒再生；

所述燃烧器，包括左、右两部分，左侧部分包括燃烧器罩盖，燃烧器罩盖内部设有锥盖，锥盖上安装有电热塞和切向进气孔，锥盖内壁上附着有燃油吸附网，新鲜空气通过切向进气孔透过锥盖及燃油吸附网传递到内空腔，锥盖的上端设置有燃油管，燃油管的另一端与燃烧器油泵相连接；右侧部分包括一级燃烧室和二级燃烧室，二级燃烧室包覆在一级燃烧室外，一级燃烧室外壁上设有进气孔，二级燃烧室与燃烧器外壳之间采用保温材料包裹。

所述温度传感器分别设于氧化催化器DOC的进气端和微粒捕集装置DPF的进气端，所述压差传感器的两个探头分别串接在微粒捕集装置DPF的进气和出气端，压差传感器和温度传感器的输出端通过传输线路连接到电控单元ECU。

所述燃烧器和发动机分别通过单独的油路，由单独的油泵驱动控制燃油供应，燃烧器可脱离发动机独立工作，所述燃烧器油泵的进口端与油箱相连。

所述燃烧器设置在氧化催化器DOC之前，燃烧器的排气管连通到发动机排气管上，用于将发动机排出废气加热。

所述二级燃烧室与燃烧器外壳之间的保温材料采用石棉层。

本发明的有益效果是：

1.燃烧器是独立存在的燃烧装置，可实现较高的燃烧效率，由单独的油泵驱动供油，有独立的配气***提供全新空气，燃烧器可以随时工作且保证燃烧过程可控，不受车辆行驶工况的限制，可在车辆启、停及其它任意工况实现DPF中微粒再生，保证了微粒再生的可靠性和广泛性。

2.燃烧器中的燃料燃烧产生的高温废气对发动机排气加热，排气经DOC进一步氧化加热升温，达到DPF再生温度，进入到DPF实现微粒再生，实现了对发动机排气的主动加热，保证了微粒实时再生的可控性和可实现性，降低了再生成本。

附图说明

图1是本发明中的燃烧器的结构示意图；

图2是本发明的结构示意图；

其中1.切向进气孔，2.锥盖，3.电热塞，4.燃油管，5.燃油吸附网，6.进气孔，7.一级燃烧室，8.二级燃烧室，9.石棉层，10.燃烧器外壳，11.燃烧器罩盖，12.发动机，13.发动机油路，14.发动机油泵，15.油箱，16.燃烧器油泵，17.燃烧器，18.燃烧器排气管，19.发动机排气管，20.氧化催化器DOC，21.微粒捕集器DPF，22.压感传感器，23.温度传感器Ⅱ，24.温度传感器Ⅰ，25.电控单元ECU。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图2所示，一种带有燃烧器的DPF主动再生***,包括燃烧器17，燃烧器17的燃油管进口端设置有一燃烧器油泵16，发动机12下方依次串接有发动机油泵14和油箱15,发动机12通过发动机油路13与发动机油泵14相连，燃烧器油泵16和燃烧器17，发动机排气管上设有温度传感器和压差传感器，电控单元ECU的输出端与燃烧器油泵16和燃烧器17相连，燃烧器排气管18与发动机排气管19相通。

发动机排气管19上依次串接氧化催化器DOC20、微粒捕集装置DPF21，氧化催化器DOC20的进气端设置有一温度传感器Ⅰ24，用于测量氧化催化器DOC20的进口温度，微粒捕集装置DPF21的进气端设置有温度传感器Ⅱ23，用于测量微粒捕集装置DPF21的进口温度。压差传感器22的两个探头分别串接在微粒捕集装置DPF21的进气、出气端。

如图1所示，本发明的燃烧器，包括左、右两部分，左侧部分包括燃烧器罩盖11，其内部设有锥盖2，锥盖2上安装有电热塞3，锥盖2上设有切向进气孔1，锥盖内壁上附着有燃油吸附网5，新鲜空气可以通过切向进气孔1透过锥盖2及燃油吸附网5传递到内空腔，锥盖2上端设置有燃油管4，燃油管4另一端与燃烧器油泵相连接，右侧部分包括一级燃烧室7和二级燃烧室8，一级燃烧室上设有进气孔6，二级燃烧室8与燃烧器外壳10之间用保温材料石棉层9包裹。

本发明中的燃烧器是一独立的燃烧器装置，而不是串联在发动机排气流中的一个简易燃烧装置，该燃烧器有独立的配气***及供油***，燃烧器的工作过程是：

燃油经燃油管4喷射到燃油吸附网5上，燃油吸附网5上的燃油挥发后，与切向进气孔1及进气孔6进入的空气混合，形成可燃混合气；电热塞点火是在点火时刻给电热塞施以高压，使电热塞迅速升温，其最高温度可到800℃，电热塞产生的热量使燃油吸附网上的燃油挥发并被点燃，当点火传感器检测到点火成功后，电热塞断电；在一级燃烧室7中可燃混合气被电热塞3引燃，燃油与空气在二级燃烧室8中进一步混合燃烧，在二级燃烧室8外层包裹有石棉层9，用以降低燃烧产生的热量耗散，燃料在二级燃烧室燃烧后产生的高温废气，经燃烧室排气管汇入到发动机排气管，实现对发动机排气的加温，使发动机排气达到微粒再生温度。

本发明中的燃烧器控制包括开机控制，故障停机控制和关机控制。

开机控制过程：开机时，燃烧器启动，控制器检测各个工作元件是否正常，如发现任何故障则点火停止并通过燃烧指示灯警报；当元件检测无故障，对电热塞预热，10秒后供油的电磁泵电机启动，60秒后检测点火是否成功，若点火失败，控制器发出警报点火停止，若点火成功，电热塞断电，燃烧器进入工作状态；

故障停机过程：当燃烧器运行过程中自动熄火，则控制程序发出指令自动重新点火；当燃烧器运行中检测到某一元件存在故障，则燃烧器停机并发出故障警报；

关机控制过程：关机时，电磁泵停止供油，配风***继续供应新鲜空气，直至燃烧器冷却至一定温度，燃烧指示灯熄灭。

本发明在工作时，温度传感器Ⅰ24、温度传感器Ⅱ23将测得的温度信号，压差传感器22将测得的压力信号传送给电控单元ECU25，电控单元ECU25根据监测的压力及温度信号发出控制指令；当压力信号高于设定值，且温度传感器Ⅱ23测得的温度信号低于设定温度时，电控单元ECU25发出指令启动燃烧器油泵16及燃烧器17，并根据温度传感器Ⅰ24及温度传感器Ⅱ23测得的温度信号控制燃烧器油泵的喷油量，使燃烧器17内燃料燃烧产生足够的热量；燃烧器17中燃料燃烧产生的高温废气对发动机12排气加热，然后排气输送到氧化催化器DOC20进一步氧化加热升温，再进入到微粒捕集装置DPF21中，实现微粒再生；当进、排气口的压差信号小于设定值或温度传感器Ⅱ23测得的温度信号高于设定值时，ECU控制燃烧器及燃烧器油泵停止工作。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (6)

1.一种带有燃烧器的DPF主动再生***，其特征是，包括：

燃烧器，燃烧器的燃油管进口端通过油路与燃烧器油泵输出端相连接；发动机下方依次串接有发动机油泵、油箱、燃烧器油泵和燃烧器，燃烧器排气管与发动机排气管连通，发动机排气管上依次串接氧化催化器DOC和微粒捕集装置DPF，发动机排气管上设有温度传感器和压差传感器，电控单元ECU的输出端与燃烧器油泵和燃烧器相连；ECU根据收集的温度信号及压力信号发出控制指令传递给燃烧器的控制***，控制燃烧器油泵喷油和燃烧器内的电热塞引燃，继而产生高温气体，高温气体汇入发动机排气管对排气管中的废气加热，加热后的废气经DOC氧化进一步升温达到DPF再生温度，实现DPF中的微粒再生；

所述燃烧器，包括左、右两部分，左侧部分包括燃烧器罩盖，燃烧器罩盖内部设有锥盖，锥盖上安装有电热塞和切向进气孔，锥盖内壁上附着有燃油吸附网，新鲜空气通过切向进气孔透过锥盖及燃油吸附网传递到内空腔，锥盖的上端设置有燃油管，燃油管的另一端与燃烧器油泵相连接；右侧部分包括一级燃烧室和二级燃烧室及燃烧器外壳，二级燃烧室包覆在一级燃烧室外，一级燃烧室点外壁上设有进气孔，二级燃烧室与燃烧器外壳之间采用保温材料包裹。

2.如权利要求1所述的一种带有燃烧器的DPF主动再生***，其特征是，所述温度传感器设有两组，分别安装在氧化催化器DOC的进气端和微粒捕集装置DPF的进气端，用于测量氧化催化器DOC和微粒捕集装置DPF的进口温度；所述压差传感器的两个探头分别串接在微粒捕集装置DPF的进气和出气端，压差传感器和温度传感器的输出端通过传输线路连接到电控单元ECU。

3.如权利要求1所述的一种带有燃烧器的DPF主动再生***，其特征是，所述燃烧器和发动机分别通过单独的油路，由单独的油泵驱动控制燃油供应。

4.如权利要求1所述的一种带有燃烧器的DPF主动再生***，其特征是，所述燃烧器设置在氧化催化器DOC之前，燃烧器的排气管连通到发动机排气管上，用于将发动机的排出废气加热，并达到氧化催化的进口温度条件。

5.如权利要求1所述的一种带有燃烧器的DPF主动再生***，其特征是，所述二级燃烧室与燃烧器外壳之间的保温材料采用石棉材料。

6.一种带有燃烧器的DPF主动再生***的控制方法，其特征是，

⑴温度传感器将测得的氧化催化器DOC和微粒捕集装置DPF的进气端的温度信号，压差传感器将测得的微粒捕集装置DPF的进、排气口压力信号传送给电控单元ECU，电控单元ECU根据监测的压力及温度信号发出控制指令；

⑵当压力信号高于设定值，且温度传感器Ⅱ测得的温度信号低于设定温度时，电控单元ECU发出指令启动燃烧器油泵及燃烧器，并根据温度传感器测得的温度信号控制燃烧器油泵的喷油量，使燃烧器内燃料燃烧产生足够的热量；

⑶燃烧器中燃料燃烧产生的高温废气对发动机排气加热，然后排气输送到氧化催化器DOC进一步氧化加热升温，再进入到微粒捕集装置DPF中，实现微粒再生；

⑷当微粒捕集装置DPF的进、排气口的压差信号小于设定值或温度传感器测得的温度信号高于设定值时，ECU控制燃烧器及燃烧器油泵停止工作。