一种基于压力调控的主动再生式柴油机颗粒捕集器

摘要

本发明涉及一种基于压力调控的主动再生式柴油机颗粒捕集器，包括燃烧腔、DPF主体、ECU控制单元和火花塞，设置在所述DPF主体后端的排气管，设置在所述DPF主体内部的前端压力传感器、中间压力传感器、后端压力传感器；设置在所述DPF主体外周的第一调压管道、第二调压管道、第三调压管道、第四调压管道；所述ECU控制单元分别与第一调压管道、第二调压管道、第三调压管道、第四调压管道、前端压力传感器、中间压力传感器、后端压力传感器和火花塞连接。与现有技术相比，本发明具有可调节柴油机颗粒捕集器内部前后端压差的优点，且装置结构紧凑。

说明书

技术领域

本发明涉及发动机尾气颗粒物排放控制领域，尤其涉及一种基于压力调控的主动再生式柴油机颗粒捕集器。

背景技术

随着涉及机动车排放法规的升级，车辆的排放要求越来越高，有效地处理车辆尾气中的有害成分变得十分重要。

柴油机颗粒捕集器作为处理尾气中颗粒物的重要部分，在柴油机颗粒捕集器的使用过程中，难以避免的要发生颗粒捕集器的堵塞，因而要进行捕集器再生。一般在主动再生过程中，由于燃烧而产生的主动再生过程会产生较大的温度变化，进而导致前后端气压差的骤升，影响尾气的排放与部件的使用寿命，所以捕集器前后端较大的气压差带来了一系列问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于压力调控的主动再生式柴油机颗粒捕集器在主动再生时调节捕集器内部的压差分布。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于压力调控的主动再生式柴油机颗粒捕集器，包括燃烧腔（1）、DPF主体（6）、ECU控制单元（10）和火花塞（12），设置在所述DPF主体（6）后端的排气管（7），设置在所述DPF主体（6）内部的前端压力传感器（11）、中间压力传感器（5）、后端压力传感器（8）；设置在所述DPF主体（6）外周的第一调压管道（2）、第二调压管道（3）、第三调压管道（4）、第四调压管道（9）；所述ECU控制单元（10）分别与第一调压管道（2）、第二调压管道（3）、第三调压管道（4）、第四调压管道（9）、前端压力传感器（11）、中间压力传感器（5）、后端压力传感器（8）和火花塞（12）连接。

进一步地，DPF主体（6）内还依次设置前压力腔（601）、一级过滤筛（602）、中间压力腔（603）、二级过滤筛（604）和后压力腔（605）。

进一步地，第一调压管道（2）包括前端口（202）、中间口（205）和后端口（208）；前端口（202）连接前压力腔（601），中间口（205）连接中间压力腔（603），后端口（208）连接后压力腔（605），前端口盖（201）、中间口盖（204）和后端口盖（207）分别控制前端口（202）、中间口（205）和后端口（208）的开关，进而通过第一调压管道主管道（203）调节前压力腔（601）、中间压力腔（603）和后压力腔（605）内的压力大小，且在调压管道主管道（203）内设置了简单的调压管道颗粒物过滤筛（206）。

进一步地，前端压力传感器（11）、中间压力传感器（5）和后端压力传感器（8）分别位于前压力腔（601）、中间压力腔（603）和后压力腔（605）内。

进一步地，ECU控制单元（10）通过控制前端口盖（201）、中间口盖（204）和后端口盖（207）的开关来调整前压力腔（601）、中间压力腔（603）和后压力腔（605）的压力大小，使压差控制在较小的范围内，每个调压管道的前端口盖（201）、中间口盖（204）和后端口盖（207）开启任意两个或者三个全开来调整压差，根据压差的实时情况，也可以控制开启调压管道的个数，第一调压管道（2）到第四调压管道（9）均可单独控制。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

（1）本发明能实时调节柴油机颗粒捕集器内部压差，防止因为压差原因导致的捕集效果差或者颗粒捕集器顺坏等问题，进一步提升捕集水平和部件的使用寿命。

（2）本发明将再生喷油点火和压差控制集成在一个ECU控制单元，不会出现信号的不同步或者信息传递过程中的丢失等现象，能在ECU单元内部进行信号的同步判断，协同控制柴油机颗粒捕集器再生时刻和内部压差控制时机，给出最优的执行指令。

附图说明

图1为本发明一种基于压力调控的主动再生式柴油机颗粒捕集器；

图2为本发明一种基于压力调控的主动再生式柴油机颗粒捕集器调压管道关闭剖视图；

图3为本发明一种基于压力调控的主动再生式柴油机颗粒捕集器调压管道打开剖视图。

图中标号所示：1、燃烧腔，2、第一调压管道，201、前端口盖，202、前端口，203、第一调压管道主管道，204、中间口盖，205、中间口，206、第一调压管道颗粒物过滤筛，207、后端口盖，208、后端口，3、第二调压管道，4、第三调压管道，5、中间压力传感器，6、DPF主体，601、前压力腔，602、DPF一级过滤筛，603、中间压力腔，604、二级过滤筛，605、后压力腔，7、排气管，8、后端压力传感器，9、第四调压管道，10、ECU控制单元，11、前端压力传感器，12、喷油嘴和火花塞。

具体实施方式

请参阅图1，本发明提供了一种基于压力调控的主动再生式柴油机颗粒捕集器，包括燃烧腔1、DPF主体6、ECU控制单元10和火花塞12，设置在所述DPF主体6后端的排气管7，设置在所述DPF主体6内部的前端压力传感器11、中间压力传感器5、后端压力传感器8；设置在所述DPF主体6外周的第一调压管道2、第二调压管道3、第三调压管道4、第四调压管道9；所述ECU控制单元10分别与第一调压管道2、第二调压管道3、第三调压管道4、第四调压管道9、前端压力传感器11、中间压力传感器5、后端压力传感器8和火花塞12连接。

本实施例中基于压力调控的主动再生式柴油机颗粒捕集器的工作过程具体为：

参阅图1，燃烧腔1提供一个合适的空间，燃油和空气可以充分均匀混合，进而促进DPF内累积的颗粒物最大程度的燃烧再生。喷油嘴和火花塞12为再生提供了前提条件，喷油嘴具有精准的喷射压力，可以使燃油均匀雾化，火花塞12在准确的时刻进行点火。

参阅图2，DPF主体6，主要由一级过滤筛602和二级过滤筛604构成，且过滤筛的前、中、后分别分布有前压力腔601、中间压力腔603和后压力腔605，一级过滤筛602和二级过滤筛604主要参与尾气中颗粒物的捕集，前压力腔601、中间压力腔603和后压力腔605主要作为压力分布与采集的空间。前端压力传感器11、中间压力传感器5和后端压力传感器8分别位于前压力腔601、中间压力腔603和后压力腔605内，用于采集各个腔内的气压数据并实时传递给ECU控制单元10。

参阅图2和图3，第一调压管道2、第二调压管道3、第三调压管道4和第四调压管道9等角度的分布于DPF主体6的外周上，前端口202连接前压力腔601，中间口205连接中间压力腔603，后端口208连接后压力腔605，前端口盖201、中间口盖204和后端口盖207分别控制前端口202、中间口205和后端口208的开关，进而通过第一调压管道主管道203调节各腔室内的压力大小，且在调压管道主管道203内设置了简单的调压管道颗粒物过滤筛206，该过滤筛不同于一级过滤筛602和二级过滤筛604的是过滤孔直径较大，不影响气压的调节且具有一定的颗粒物捕集性能。

排气管7可以有效的排除经过颗粒捕集器的尾气。

参阅图1-3，ECU控制单元10能够根据实时获取的参数进行有效的主动再生控制，同时当颗粒捕集内部前后端气压差过大时，可以实时控制调压管道前端口盖201、中间口盖204和后端口盖207的开关，进而调整前压力腔601、中间压力腔603和后压力腔605的压差。

具体控制步骤如下：

ECU控制单元10根据采集的前端压力传感器11、中间压力传感器5、后端压力传感器8的实时参数，依据自身的控制程序判断再生时刻，进行精确的喷油和点火。在燃烧再生过程中，根据颗粒捕集器6内部前后端气压分布情况，通过前、中、后调压管道前端口盖201、中间口盖204和后端口盖207的开关来调整前压力腔601、中间压力腔603和后压力腔605内的压力大小，前端口盖201、中间口盖204和后端口盖207能进行90度的翻转进而完成开和关的动作，气体通过第一调压管道主管道203进行压力的调节，使前、中、后端的压差控制在较小的范围内，每个调压管道的前、中、后调压管道前端口盖201、中间口盖204和后端口盖207开启任意两个或者三个全开，根据压差的实时情况，也可以控制开启调压管道的个数，第一调压管道2到第四调压管道9均可单独控制。同时，在开启调压管道时，为了避免尾气中的颗粒物从调压管道中逃走，特别在调压管道内设置了第一调压管道颗粒物过滤筛206，第一调压管道颗粒物过滤筛206的尺寸相关较大，起到简单的过滤作用的同时做到不影响气压的调节。

上述实施例仅用于示例性的说明本发明的原理及其技术方案，任何熟悉此技术的人士皆可在本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行各种等效的修改或替换。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所覆盖。