CN109798165A - 一种颗粒捕集器快速累碳装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种颗粒捕集器快速累碳装置。它包括发动机，还包括安装于发动机排气管后的可快速拆卸的颗粒捕集器、水冷冷却EGR***、进气空气滤清器，所述发动机、颗粒捕集器、水冷冷却EGR***与进气空气滤清器顺次连接，所述水冷冷却EGR***与进气空气滤清器之间设有EGR控制阀，所述EGR控制阀连接控制模块。本发明能快速累计足够质量的碳烟。
Description
技术领域
本发明属于发动机排气***技术领域，具体涉及一种颗粒捕集器快速累碳装置。
背景技术
现有的排放法规除了PM颗粒物质量要求加严外，还增加了PN颗粒物数量要求，颗粒捕集器将大量应用于轻型乘用车上。汽车颗粒捕集器是汽车上的重要零件，主要功能是将发动机不完全燃烧产生的碳烟收集起来，通过与CO2和O2发生二次化学反应，减小颗粒物排放，以满足排放法规要求。
由于车辆运行的边界环境多变，对于颗粒捕集器需要一套完整的开发、标定及验证流程。其中颗粒捕集器的累碳及消耗模型的建立是一项非常工作量巨大的工作。在颗粒捕集器长期工作中，捕集器里的颗粒物质逐渐增多会引起发动机背压升高，导致发动机性能下降，油耗升高，所以要除去沉积在颗粒捕集器内部的颗粒物，即颗粒捕集器的再生。在颗粒捕集器再生过程中由于化学反应放热，极易损坏颗粒捕集器。因此需要对不同碳载量的颗粒捕集器进行再生试验，确认最大碳载量数值及不同碳载量下的再生形式。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种颗粒捕集器快速累碳装置。使整车及发动机还没有实物时或实际发动机累碳速率太慢时，快速进行排气背压-碳载量模型建立及标定。
本发明采用的技术方案是：一种颗粒捕集器快速累碳装置，包括发动机，还包括安装于发动机排气管后的可快速拆卸的颗粒捕集器、水冷冷却EGR***、进气空气滤清器，所述发动机、颗粒捕集器、水冷冷却EGR***与进气空气滤清器顺次连接，所述水冷冷却EGR***与进气空气滤清器之间设有EGR控制阀，所述EGR控制阀连接控制模块。
进一步地，所述颗粒捕集器与水冷冷却EGR***之间通过高温气体管路连接，所述水冷冷却EGR***与EGR控制阀之间通过第一低温气体管路连接，所述EGR控制阀与进气空气滤清器之间通过第二低温气体管路连接。
进一步地，所述发动机与大功率电器电连接。
进一步地，所述发动机是单缸风冷发电用柴油机。
进一步地，所述水冷冷却EGR***包括EGR冷却器、EGR冷却液水泵和冷却液储存罐。
进一步地，所述EGR冷却器与冷却液储存罐之间通过EGR冷却器供水管路、EGR冷却器回水管路连接，所述EGR冷却液水泵设置于EGR冷却器供水管路上。
所述水冷冷却EGR***，用于降低废气中的NOx含量。尾气中的NOx会降低颗粒捕集器中碳烟进行氧化化学反应的温度，为提高累碳速率，增加了水冷冷却EGR***。
所述水冷冷却EGR***中，从发动机排气管接出的高温废气，通过高温气体管路通入到水冷EGR冷却器，冷却后的废气通过EGR控制阀控制流量，通过第二低温气体管路通入到进气空气滤清器中，高温气体管路为高温气体端，采用钢管，两端法兰的形式分别连接至发动机排气管和EGR冷却器。第二低温气体管路为低温气体端，采用2根带法兰的钢管分别从空气滤清器和EGR控制阀连接，中间部分采用橡胶管连接。
所述EGR冷却器通过EGR冷却液水泵持续提供循环冷却液。冷却液采用外置开口式箱体保存，通过水泵及水管进入EGR冷却器参与废气的冷却。
进一步地，所述控制模块包括电源、计算单元、用于接收颗粒捕集器前气体氧浓度信号的第一氧信号处理器、用于接收水冷冷却EGR***前气体氧浓度信号的第二氧信号处理器和用于输出EGR控制阀开度信号的EGR控制阀驱动单元。输出信号为EGR控制阀开度控制，间接控制燃烧空燃比。
本发明在整车及发动机还没有实物时或实际发动机累碳速率太慢时，采用一套颗粒捕集器快速累碳装置对已设计完成的颗粒捕集器进行累碳。在前期建立压差-碳载量模型，减少后期台架及整车上的标定工作量。本发明由发电用单缸柴油发动机提供碳烟，并通过增设一套EGR控制***，减少NOx对碳烟生成的影响。采用该装置，快速累计足够质量的碳烟。经过与发动机实际台架结果对比，采用该装置形成的压差-碳载量模型与发动机实际运行的压差-碳载量模型重合度非常高。
附图说明
图1为本颗粒捕集器快速累碳装置示意图；
图2为水冷冷却EGR***连接示意图；
图3为本颗粒捕集器快速累碳装置控制模块连接示意图；
图4为控制模块原理示意图。
图中，1-发动机(11-进气侧、12-排气侧)、2-大功率电器、3-颗粒捕集器、4-EGR冷却器、5-EGR控制阀、6-EGR冷却液水泵、7-冷却液储存罐、8-进气空气滤清器、9-高温气体管路、10-第一低温气体管路、11-EGR冷却器供水管路、12-第二低温气体管路、13-EGR冷却器回水管路、14-第一氧传感器、15-第二氧传感器、16-控制模块、17-温度传感器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
如图1—图2所示，本发明包括发动机1，还包括安装于发动机1排气管后的可快速拆卸的颗粒捕集器3、水冷冷却EGR***、进气空气滤清器8，所述发动机1、颗粒捕集器3、水冷冷却EGR***与进气空气滤清器8顺次连接，所述水冷冷却EGR***与进气空气滤清器8之间设有EGR控制阀5。
如图2所示，所述颗粒捕集器8与水冷冷却EGR***之间通过高温气体管路9连接，所述水冷冷却EGR***与EGR控制阀5之间通过第一低温气体管路10连接，所述EGR控制阀5与进气空气滤清器8之间通过第二低温气体管路12连接。
所述发动机与大功率电器2电连接。所述发动机是单缸风冷发电用柴油机。
所述水冷冷却EGR***包括EGR冷却器4、EGR冷却液水泵6和冷却液储存罐7。所述EGR冷却器4与冷却液储存罐7之间通过EGR冷却器供水管路11、EGR冷却器回水管路13连接，所述EGR冷却液水泵6设置于EGR冷却器供水管11路上。
如图3—图4所示，所述EGR控制阀5连接控制模块16，所述控制模块16包括电源16.1、计算单元16.2、用于接收颗粒捕集器前气体氧浓度信号的第一氧信号处理器16.3、用于接收水冷冷却EGR***前气体氧浓度信号的第二氧信号处理器16.4和用于输出EGR控制阀开度信号的EGR控制阀驱动单元16.5。
第一氧信号处理器16.3通过第一氧传感器14采集信号，第二氧信号处理器16.4通过第二氧传感器15采集信号。计算单元通过温度传感器17采集信号。
本发明通过调整电器的功率，在本发明中是采用的2个2kw的大功率电器风扇，给发电用单缸风冷柴油发动机提供风冷。控制该发电用单缸风冷柴油发动机的排气温度在340℃左右，在该温度下，碳烟的氧化反应被抑制，能有效形成大量碳烟。通过外接的1套水冷冷却EGR***，降低废气中的NOx含量。尾气中的NOx会降低颗粒捕集器中碳烟进行氧化化学反应的温度，可提高累碳速率。使整车及发动机还没有实物时或实际发动机累碳速率太慢时，采用该方案，进行排气背压-碳载量模型建立及标定。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (7)
1.一种颗粒捕集器快速累碳装置，包括发动机，其特征在于，还包括安装于发动机排气管后的可快速拆卸的颗粒捕集器、水冷冷却EGR***、进气空气滤清器，所述发动机、颗粒捕集器、水冷冷却EGR***与进气空气滤清器顺次连接，所述水冷冷却EGR***与进气空气滤清器之间设有EGR控制阀，所述EGR控制阀连接控制模块。
2.根据权利要求1所述一种颗粒捕集器快速累碳装置，其特征在于：所述颗粒捕集器与水冷冷却EGR***之间通过高温气体管路连接，所述水冷冷却EGR***与EGR控制阀之间通过第一低温气体管路连接，所述EGR控制阀与进气空气滤清器之间通过第二低温气体管路连接。
3.根据权利要求1所述一种颗粒捕集器快速累碳装置，其特征在于：所述发动机与大功率电器电连接。
4.根据权利要求1或3所述一种颗粒捕集器快速累碳装置，其特征在于：所述发动机是单缸风冷发电用柴油机。
5.根据权利要求1所述一种颗粒捕集器快速累碳装置，其特征在于：所述水冷冷却EGR***包括EGR冷却器、EGR冷却液水泵和冷却液储存罐。
6.根据权利要求5所述一种颗粒捕集器快速累碳装置，其特征在于：所述EGR冷却器与冷却液储存罐之间通过EGR冷却器供水管路、EGR冷却器回水管路连接，所述EGR冷却液水泵设置于EGR冷却器供水管路上。
7.根据权利要求1所述一种颗粒捕集器快速累碳装置，其特征在于：所述控制模块包括电源、计算单元、用于接收颗粒捕集器前气体氧浓度信号的第一氧信号处理器、用于接收水冷冷却EGR***前气体氧浓度信号的第二氧信号处理器和用于输出EGR控制阀开度信号的EGR控制阀驱动单元。
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|---|---|---|---|---|
| CN110925065A (zh) * | 2019-12-17 | 2020-03-27 | 东风汽车集团有限公司 | 颗粒捕集器主动再生分级控制方法 |
| CN113074035A (zh) * | 2021-05-07 | 2021-07-06 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种dpf碳载量估计方法、装置及*** |
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| CN208252178U (zh) * | 2018-03-26 | 2018-12-18 | 上海倍绿环保科技有限公司 | 柴油机颗粒捕集器dpf快速加载装置 |
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