即时燃烧式颗粒物捕集器及其捕集方法

摘要

本发明涉及一种即时燃烧式颗粒物捕集器及其捕集方法，即时燃烧式颗粒物捕集器包括颗粒物捕集器本体和氧泵，颗粒物捕集器本体包括流入口、流出口和过滤部分，氧泵配置在颗粒物捕集器本体的流入口侧。颗粒物捕集方法是，氧泵不断地向颗粒物捕集器本体内泵入氧气，使在颗粒物捕集器本体内的颗粒物即时燃烧。本发明能使发动机在工作时就能对颗粒物捕集器本体内的可燃颗粒物进行即时充分的燃烧，使颗粒物捕集器本体不被颗粒物堵塞，延长活化时间甚至无需活化；减小了发动机尾气背压的变化量，发动机工况更稳定。在经济上节约了成本，基本省去了喷柴油燃烧，氧泵在使用周期内的成本远比柴油成本低，而且性能稳定可靠。

说明书

技术领域

本发明涉及一种颗粒物捕集器，特别涉及一种带氧泵的即时燃烧式颗粒物 捕集器及其捕集方法。

背景技术

现有的颗粒物捕集器的工作原理一般如图1所示，颗粒物捕集器和压差传 感器配合使用。柴油机工作时，尾气通过颗粒物捕集器，由An(n＝1,2，……， 10)孔通向Bm(m＝1,2，……，9)孔向外排放。但An孔和Bm孔均为盲孔，尾 气是通过An孔和Bm孔侧面细小的微孔到达Bm孔道后，再向外排出的。而颗粒 物(Particulate matter：PM)尺寸较大，无法随尾气排出，所以只能滞留在 An孔道内。当颗粒物积累到一定量时，压差传感器即获得信息，此时需要向颗 粒物捕集器(DPF)内喷柴油对可燃颗粒物进行充分燃烧。当压差传感器数值正 常后，即停止工作。此时，颗粒物捕集器内的可燃颗粒物经过充分燃烧后转化 为二氧化碳和水向外排出，颗粒物捕集器即开始新的循环工作。

因此，目前的颗粒物捕集器，需要积累到一定量的颗粒物才进行喷柴油燃 烧，喷油燃烧，成本必然是增加的。而由于颗粒物捕集器在收集颗粒物时，随 着捕集器内颗粒物的增加，发动机尾气的背压也在不断增加，因此发动机的工 况也是在不断变化的，发动机的工况不稳定。

进一步地，燃烧时间是根据喷油量决定的，发动机工况的不稳定性导致喷 油量的不确定性。喷油量少了，会造成颗粒物燃烧不充分，从而导致颗粒物捕 集器孔道内的颗粒物积累越来越多，随着使用时间的推移，颗粒物捕集器很快 会被颗粒物堵塞，必须对捕集器进行活化。喷油量多了，成本会提高，并且会 造成柴油的浪费。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有颗粒物捕集器需要积累到一定 量的颗粒物才进行喷柴油燃烧的不足，本发明提供一种即时燃烧式颗粒物捕集 器及其捕集方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种即时燃烧式颗粒物捕集 器，包括颗粒物(Particulate matter：PM)捕集器本体，所述颗粒物捕集器 本体包括流入口、流出口和过滤部分，本发明的即时燃烧式颗粒物捕集器还包 括氧泵，所述氧泵配置在所述颗粒物捕集器本体的流入口侧。

还包括颗粒物传感器，所述氧泵根据颗粒物传感器测量的排出尾气中的颗 粒物浓度使氧输出量变化。这种颗粒物传感器测量的是可燃颗粒物和不可燃颗 粒物的总浓度。在颗粒物捕集器被不可燃颗粒物堵塞时，颗粒物传感器测得的 即是不可燃颗粒物的浓度，氧泵不断地泵入氧气而颗粒物浓度没有减少，因此， 此时可以利用颗粒物传感器检测捕集器是否被堵塞而需要更换。

还包括颗粒物传感器，所述氧泵根据颗粒物传感器测量的排出尾气中的可 燃颗粒物浓度使氧输出量变化。

还包括控制单元(DCU)，所述控制单元根据颗粒物传感器的测量结果控制 氧泵的氧输出量变化。

一种采用所述的即时燃烧式颗粒物捕集器的颗粒物捕集方法，控制氧泵， 使氧泵不断地向可燃颗粒物捕集器本体内泵入氧气，使在颗粒物捕集器本体内 的可燃颗粒物即时燃烧。

一种采用所述的即时燃烧式颗粒物捕集器的颗粒物捕集方法，由颗粒物传 感器直接测量排出尾气中的颗粒物浓度；然后控制氧泵，使氧泵根据颗粒物传 感器反馈的颗粒物浓度信息，不断地向颗粒物捕集器本体内泵入氧气，使在颗 粒物捕集器本体内的可燃颗粒物即时燃烧。

一种采用所述的即时燃烧式颗粒物捕集器的颗粒物捕集方法，由颗粒物传 感器直接测量排出尾气中的可燃颗粒物浓度；然后控制氧泵，使氧泵根据颗粒 物传感器反馈的可燃颗粒物浓度信息，不断地向颗粒物捕集器本体内泵入氧气， 使在颗粒物捕集器本体内的可燃颗粒物即时燃烧。

步骤(2)中，可以由控制单元控制氧泵，根据颗粒物传感器反馈的测量结 果，不断地向颗粒物捕集器本体内泵入氧气，使在颗粒物捕集器本体内的可燃 颗粒物即时燃烧。

可燃颗粒物燃烧所需的必要条件是：氧气和着火点温度。本发明增加了氧 泵后，采用泵入氧气的方式，由于尾气本身带有高温，或者氧泵内部带有加热 器，这就同时满足了可燃颗粒物燃烧的两个条件。由氧泵不断地对颗粒物捕集 器本体泵入氧气，这样就能使发动机在工作时就能对颗粒物捕集器本体内的可 燃颗粒物进行即时充分的燃烧，使得可燃颗粒物到达颗粒物捕集器本体的孔道 后在很短时间内就被燃烧掉，从而保障了颗粒物捕集器本体的有效工作，使颗 粒物捕集器本体不被颗粒物堵塞，延长活化时间甚至无需活化；减小了发动机 尾气背压的变化量，发动机工况更稳定。

在对测量排出尾气中颗粒物浓度的精度上，本发明使用了颗粒物传感器， 颗粒物传感器是专门用于测量尾气中的可燃颗粒物浓度的，由颗粒物传感器把 可燃颗粒物浓度信息反馈给控制单元，本发明比使用压差传感器测量可燃颗粒 物浓度精度更高，信息更准确。在经济上节约了成本，基本省去了喷柴油燃烧， 氧泵在使用周期内的成本远比柴油成本低，而且性能稳定可靠。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是现有的颗粒物捕集器的工作原理示意图。

图2是本发明的即时燃烧式颗粒物捕集器的工作原理示意图。

图中1、颗粒物捕集器本体，1-1、流入口，1-2、流出口，1-3、过滤部分， 2、氧泵，3、颗粒物传感器。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图， 仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图2所示，本发明的一种即时燃烧式颗粒物捕集器，包括颗粒物捕集器 本体、颗粒物传感器3和氧泵2，颗粒物捕集器本体1包括流入口1-1、流出口 1-2和过滤部分1-3，流入口1-1提取发动机的排气通路的气体中的一部分而使 其流入所述流入口1-1。氧泵2配置在所述颗粒物捕集器本体1的流入口1-1侧。 氧泵2可以外接管路与外界空气相连通，以向颗粒物捕集器本体1内泵入氧气。 本实施例中，可以采用用氧化锆作为交换介质的氧泵，这种氧泵内自带加热器， 泵出的氧气温度可以使颗粒物捕集器本体1内的可燃颗粒物燃烧；还可以采用 离子交换膜氧泵，这种氧泵不带有加热器，但是由于发动机尾气自身的温度很 高，泵出氧气到达颗粒物捕集器本体1内后已经被加热到一定温度，仍可以使 颗粒物捕集器本体1内的可燃颗粒物燃烧。

还包括控制单元，一般地，车载诊断系统中自带有控制单元，可以将车载 诊断系统中的控制单元与本发明的即时燃烧式颗粒物捕集器配合使用，所述控 制单元根据颗粒物传感器3的测量结果控制氧泵2的氧输出量变化。本实施例 中，颗粒物传感器可以是能够测量可燃颗粒物和不可燃颗粒物的总浓度的颗粒 物传感器，也可以是仅测量可燃颗粒物浓度的颗粒物传感器。

一种采用所述的即时燃烧式颗粒物捕集器的颗粒物捕集方法，只需控制氧 泵2，使氧泵2不断地向颗粒物捕集器本体1内泵入氧气，使在颗粒物捕集器本 体1内的可燃颗粒物即时燃烧。这种方式没有对氧泵泵出的氧气进行限制，为 了控制氧泵的使用时长，延长氧泵的使用寿命，可以采用颗粒物传感器3，由颗 粒物传感器3测量排出尾气中的颗粒物浓度或者可燃颗粒物浓度；然后控制氧 泵2，使氧泵2根据颗粒物传感器3反馈的浓度信息，不断地向颗粒物捕集器本 体1内泵入氧气，使在颗粒物捕集器本体1内的可燃颗粒物即时燃烧。

具体地，结合控制单元，本发明的颗粒物捕集方法，包括以下步骤：

(1)由颗粒物传感器3直接测量排出尾气中的颗粒物浓度或者可燃颗粒物 浓度，颗粒物传感器3把浓度信息反馈给控制单元；

(2)由控制单元控制氧泵2，根据颗粒物传感器3反馈的浓度信息，不断 地向颗粒物捕集器本体1内泵入氧气，使在颗粒物捕集器本体1内的可燃颗粒 物即时燃烧。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作 人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。 本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围 来确定其技术性范围。