CN109386349A - 内燃机用再生***以及内燃机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车辆排气***技术领域，公开了一种内燃机用再生***以及内燃机。所述内燃机用再生***包括：颗粒捕集器，用于捕捉内燃机废气中的颗粒物并通过使所述颗粒物燃烧完成再生；空气滤清器，用于过滤空气中的杂质；增压器，与所述空气滤清器连接，用于将所述过滤后的空气压缩以提高过滤后的空气的密度；连接管道，其进气端连接至所述增压器的输出端，出气端连接于所述颗粒捕集器前端，用于将过滤并增压以后的空气输送至所述颗粒捕集器；以及调节阀，安装于所述连接管道内部，用于调整进入所述颗粒捕集器的空气的量。本发明提供的内燃机用再生***通过提高颗粒捕集器内部氧气含量，使颗粒物充分燃烧，可以减少再生时间，提高后喷燃油的利用率。

Description

内燃机用再生***以及内燃机
技术领域
本发明涉及车辆排气***技术领域，具体地涉及一种内燃机用再生***以及内燃机。
背景技术
近些年，由于环境污染的问题日益突出，我国国Ⅳ、国Ⅴ、国Ⅵ排放标准的汽车发动机很大一部分带有颗粒捕集装置，未来几年国Ⅵ排放法规生效后，新生产的柴油汽车以及部分汽油汽车都要装配带颗粒捕集器的后处理装置。
目前的颗粒捕集器在再生时依靠发动机在活塞下行时喷油，通过大量未充分燃烧的燃油在后处理装置中与废气中残余的氧气发生氧化还原反应，放出大量的热使颗粒捕集器中的颗粒燃烧，从而达到颗粒捕集器的再生。但是，此种再生发动机废气中的氧气有限，只有依靠大量的喷油才能有效提高排温。
本申请发明人在实现本发明的过程中发现，现有技术的上述方案具有以下缺陷：颗粒捕集器在再生时存在再生时间长，再生时耗油量大且排放污染物较多。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种内燃机用再生***以及内燃机，其通过将过滤后的空气输送颗粒捕集器，提高颗粒捕集器再生时其内部氧气含量，能极大的提高后喷的燃油利用率，有效的缩短再生时间，减少再生时发动机的油耗和污染物的排放，还可使进入润滑油的燃油量减少。
为了实现上述目的，本发明实施例提供一种内燃机用再生***，该***包括：颗粒捕集器，用于捕捉内燃机废气中的颗粒物并通过使所述颗粒物燃烧完成再生；空气滤清器，用于过滤空气中的杂质；增压器，与所述空气滤清器连接，用于将所述过滤后的空气压缩以提高所述过滤后的空气的密度；连接管道，其进气端连接至所述增压器的输出端，出气端连接于所述颗粒捕集器前端，用于将过滤并增压以后的空气输送至所述颗粒捕集器；以及调节阀，安装于所述连接管道内部，用于调整进入所述颗粒捕集器的空气的量。
可选的，所述内燃机包括控制单元，所述控制单元监测所述内燃机的工况，并根据所述内燃机的工况调节所述调节阀的开度。
可选的，所述控制单元根据所述内燃机的工况调节所述调节阀的开度包括以下中的一种或多种：启动，包括冷启动以及热启动，所述调节阀关闭；怠速工况，所述调节阀开度最小；经济工况，所述调节阀开度大于所述怠速工况时的所述调节阀开度；加速工况，所述调节阀开度大于所述经济工况时的所述调节阀开度；以及大负荷工况，所述调节阀开度最大。
可选的，该***还包含氧化型催化转化器或三元催化器，通过氧化反应以及还原反应处理所述内燃机废气中的碳氢化合物、一氧化碳以及氮氧化合物，安装于所述连接管道与所述颗粒捕集器之间，所述过滤后的空气通过所述连接管道进入所述氧化型催化转化器或三元催化器内部参与所述氧化反应以及还原反应。
可选的，所述调节阀为电磁阀。
另一方面，本发明提供一种内燃机，该内燃机包括上述中任一种内燃机用再生***。
通过上述技术方案，采用本发明提供的内燃机用再生***以及内燃机，通过所述连接管道以及电磁阀，将过滤后的空气输送至颗粒捕集器以提高其内部氧气含量，使新鲜空气与颗粒物充分燃烧使其再生时间大大缩短，而且不需要过多的后喷燃油，极大地提高了后喷燃油的利用率。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1是本发明实施例提供的一内燃机用再生***的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的又一内燃机用再生***的结构图；
图3是本发明实施例提供的另一内燃机用再生***的结构图。
附图标记说明
1 空气滤清器 2 增压器
3 调节阀 4 连接管道
5 颗粒捕集器 6 气缸
7 进气节流阀
8 氧化型催化转化器或三元催化器
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
目前的颗粒捕集器在再生时依靠发动机在活塞下行时喷油，大量未充分燃烧的燃油在后处理中与废气中残余的氧气发生氧化还原反应，放出大量的热使颗粒捕集器中的颗粒燃烧，从而达到颗粒捕集器的再生，现有技术中参与氧化还原反应的燃烧废气中的氧气含量很低，因此在再生过程中需要消耗大量的燃油，且再生时间长，而本发明提供的技术方案采用连接管道将新鲜空气输送至颗粒捕集器，通过增加参与再生过程中的氧气含量，可节省大量燃油，有效缩短再生时间。
图1是本发明实施例提供的一内燃机再生***的结构示意图。如图1所示，本发明实施例提供一种内燃机用再生***，该***包括：空气滤清器1、增压器2、调节阀3、连接管道4以及颗粒捕集器5。其中，所述颗粒捕集器5用于捕捉内燃机废气中的颗粒物并通过使所述颗粒物燃烧完成再生；所述空气滤清器1用于过滤空气中的杂质；所述增压器2与所述空气滤清器1连接，用于将所述过滤后的空气压缩以提高所述过滤后的空气的密度；连接管道4，其进气端连接至所述增压器2的输出端，出气端连接于所述颗粒捕集器5前端，用于将过滤并增压以后的空气输送至所述颗粒捕集器5；以及调节阀3，安装于所述连接管道4内部，用于调整进入所述颗粒捕集器5的空气的量。
其中，所述增压器2用于将所述过滤后的空气压缩以提高所述过滤后的空气的密度，还可以增加空气的压力以及温度。经过空气滤清器1过滤后的空气先进入增压器2处理，然后通过连接管道4将所述过滤以及增压后的空气输送至颗粒捕集器5参与其内部氧化反应。
该实施例中所述调节阀可以为电磁阀或控制阀等阀门，通过开启、关闭、或调整开度即可实现调节进入颗粒捕集器5的空气的量。
进一步地，内燃机还包括控制单元，所述控制单元监测所述内燃机的工况，并根据所述内燃机的工况调节所述调节阀3的开度。
所述控制单元可以为发动机控制单元ECU、控制器、微控制器等等。
其中，所述控制单元根据所述内燃机所述控制单元根据所述内燃机的工况调节所述调节阀3的开度包括以下中的一种或多种：
启动，包括冷启动和热启动，此时颗粒捕集器5不需要再生，所述调节阀3关闭；
怠速工况，即车辆停止或空挡滑行，此时调节阀3开度最小；
经济工况，即车辆匀速行驶，此时调节阀3开度大于怠速工况时调节阀3的开度；
加速工况，即车辆由低速向高速快速变化，此时调节阀3开度大于经济工况时调节阀3的开度；
大负荷工况，即车辆爬坡、高速或满载行驶，此时调节阀3开度最大。
所述控制单元根据内燃机需要的燃油量以及燃烧是否充分这两个方面综合考虑调节所述调节阀3的开度，因此，本领域的技术人员可根据实际情况以及需求自行设定所述控制单元根据所述内燃机的工况调节所述调节阀4的开度的情况，并不限于上述举例所说情况。
本发明该实施例所提供的技术方案通过将新鲜空气输送至所述颗粒捕集器5，提高其内部参与氧化还原反应的氧气含量，使颗粒燃烧更迅速，缩短再生时间，还可以减少再生时后喷的燃油量。
图2是本发明实施例提供的又一内燃机用再生***的结构图。如图2所示，本发明实施例提供的又一内燃机再生***包括：颗粒捕集器5、连接管道4、增压器2、空气滤清器1、调节阀5、进气节流阀7、气缸6以及氧化型催化转化器或三元催化器8。其中，所述颗粒捕集器5用于捕捉内燃机废气中的颗粒物并通过使所述颗粒物燃烧完成再生；所述空气滤清器1用于过滤空气中的杂质；所述增压器2用于将所述过滤后的空气压缩以提高所述过滤后的空气的密度；所述连接管道4的进气端连接至所述增压器2的输出端，其出气端连接于所述颗粒捕集器5前端，用于将过滤并增压以后的空气输送至所述颗粒捕集器5；调节阀3，安装于所述连接管道4内部，用于调整进入所述颗粒捕集器5的空气的量；进气节流阀7用于调整进入气缸6的空气的量；以及气缸6，所述进入气缸6的气体与燃油混合变成可燃混合气，所述可燃混合气燃烧后的高温废气通过管道进入氧化型催化氧化前或三元催化器8后再进入颗粒捕集器5；所述氧化型催化转化器或三元催化器8通过氧化反应以及还原反应处理所述内燃机废气中的碳氢化合物、一氧化碳以及氮氧化合物，安装于所述增压器2与所述连接管道4之间，所述由气缸6排除的高温废气通过管道进入所述氧化型催化转化器或三元催化器8参与所述氧化反应以及还原反应，然后再进入所述颗粒捕集器5内与所述过滤并增压的空气混合参与颗粒捕集器的再生。
图3是本发明实施例提供的另一内燃机用再生***的结构图。与图2所示的内燃机用再生***相比，该方案还考虑了将汽车排气中的碳氢化合物、一氧化碳以及氮氧化合物等有害气体转化为无害气体。具体而言，该再生***还包括将过滤并压缩后的空气输送至氧化型催化转化器或三元催化器8，通过增加输送至氧化型催化转化器或三元催化器8的气体中的氧气含量，使氧化反应以及还原反应处理所述内燃机废气中的碳氢化合物、一氧化碳以及氮氧化合物的速率变快。其中，将所述氧化型催化转化器或三元催化器8安装于所述连接管道4与所述颗粒捕集器5之间，所述过滤并压缩后的空气通过所述连接管道4进入所述氧化型催化器转化器或三元催化器8参与所述氧化反应以及还原反应。
其中，所述内燃机可以为柴油发动机或汽油发动机，而柴油发动机一般加装氧化型催化转化器，汽油机一般加装三元催化器。
本发明该实施例提供的内燃机用再生***还可以将过滤后的空气通过连接管道4输送至所述氧化型催化转化器或三元催化器8，加快其内部氧化反应以及还原反应的速率。
其中，所述一氧化碳被氧化成为二氧化碳气体；碳氢化合物被氧化成水和二氧化碳；氮氧化合物被还原成氮气和氧气，通过将上述三种有害气体变成无害气体再排出，可减少汽车尾气污染物的排放。
相应的，本发明一实施例还提供一种内燃机，该内燃机包含上述内燃机用再生***。
以上结合附图详细描述了本发明例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (6)

1.一种内燃机用再生***，其特征在于，该再生***包括：
颗粒捕集器，用于捕捉内燃机废气中的颗粒物并通过使所述颗粒物燃烧完成再生；
空气滤清器，用于过滤空气中的杂质；
增压器，与所述空气滤清器连接，用于将所述过滤后的空气压缩以提高所述过滤后的空气的密度；
连接管道，其进气端连接至所述增压器的输出端，出气端连接于所述颗粒捕集器前端，用于将过滤并增压以后的空气输送至所述颗粒捕集器；以及
调节阀，安装于所述连接管道内部，用于调整进入所述颗粒捕集器的空气的量。
2.根据权利要求1所述的再生***，其特征在于，所述内燃机包括控制单元，所述控制单元监测所述内燃机的工况，并根据所述内燃机的工况调节所述调节阀的开度。
3.根据权利要求2所述的再生***，其特征在于，所述控制单元根据所述内燃机的工况调节所述调节阀的开度包括以下中的一种或多种：
启动，包括冷启动以及热启动，所述调节阀关闭；
怠速工况，所述调节阀开度最小；
经济工况，所述调节阀开度大于所述怠速工况时的所述调节阀开度；
加速工况，所述调节阀开度大于所述经济工况时的所述调节阀开度；以及
大负荷工况，所述调节阀开度最大。
4.根据权利要求1所述的再生***，其特征在于，该***还包含氧化型催化转化器或三元催化器，通过氧化反应以及还原反应处理所述内燃机废气中的碳氢化合物、一氧化碳以及氮氧化合物，安装于所述连接管道与所述颗粒捕集器之间，所述过滤后的空气通过所述连接管道进入所述氧化型催化转化器或三元催化器内参与所述氧化反应以及还原反应。
5.根据权利要求1所述的再生***，其特征在于，所述调节阀为电磁阀。
6.一种内燃机，其特征在于，包含权利要求1-5中任一项所述的内燃机用再生***。
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