專利名稱：基于排氣流速的柴油機(jī)微粒捕捉器電加熱再生的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于柴油機(jī)排氣后處理技術(shù)，特別涉及一種基于排氣流速的柴油機(jī)微粒捕捉器電加熱再生的控制方法。
目前國(guó)內(nèi)外研究的柴油機(jī)微粒排放后處理技術(shù)主要有微粒的過(guò)濾及過(guò)濾體再生技術(shù)、微粒的催化轉(zhuǎn)化技術(shù)等等。從目前對(duì)微粒的凈化效果上看，過(guò)濾凈化技術(shù)最為有效。但實(shí)施微粒過(guò)濾凈化時(shí)，需定期對(duì)過(guò)濾體進(jìn)行再生。目前國(guó)內(nèi)外已研究有多種再生方法，如電加熱再生技術(shù)、噴油助燃再生技術(shù)、微波再生技術(shù)等。
熱再生技術(shù)是微粒捕捉器的關(guān)鍵技術(shù)，目前妨礙熱再生技術(shù)實(shí)用化的主要問(wèn)題是過(guò)濾體再生過(guò)程中的可靠性問(wèn)題。如果過(guò)濾體微粒沉積量過(guò)多，再生時(shí)微粒的燃燒有可能燒熔或燒裂過(guò)濾體，使過(guò)濾系統(tǒng)失效；而如果過(guò)濾體微粒沉積量過(guò)少，則一方面再生時(shí)微粒的燃燒有可能難以維持進(jìn)行，另一方面也縮短了兩次再生的時(shí)間間隔，造成了不必要的能量消耗及對(duì)柴油機(jī)的工作產(chǎn)生不必要的影響。
為了使過(guò)濾體能夠得到可靠的再生，目前國(guó)內(nèi)外一般都是采用精確控制過(guò)濾體微粒沉積量的方法，通過(guò)監(jiān)測(cè)過(guò)濾體微粒沉積量，使再生時(shí)過(guò)濾體的微粒沉積量保持在一定范圍內(nèi)，以此避免再生時(shí)可能對(duì)過(guò)濾體造成的損害并能保證再生的順利進(jìn)行。
然而，過(guò)濾體再生溫度與多種因素相關(guān)，除了微粒沉積量會(huì)影響過(guò)濾體再生溫度外，再生條件，如再生時(shí)氣流的溫度、速度以及氣流含氧量等都會(huì)對(duì)過(guò)濾體的熱再生產(chǎn)生重要的影響。以往單純依靠采用控制過(guò)濾體內(nèi)微粒沉積量的方法，缺乏對(duì)過(guò)濾體再生過(guò)程的有效控制，很難保證過(guò)濾體快速、高效以及安全可靠的再生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題為了解決目前國(guó)內(nèi)外所采用的控制過(guò)濾體微粒沉積量的方法缺乏對(duì)過(guò)濾體再生過(guò)程進(jìn)行有效控制，難以保證過(guò)濾體安全可靠再生的問(wèn)題，本項(xiàng)發(fā)明從柴油機(jī)排氣入手，提出了一種利用排氣氣流對(duì)過(guò)濾體再生過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)控制的方法。該方法解決了目前國(guó)內(nèi)外難以對(duì)再生過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)控制的問(wèn)題，過(guò)濾體的可靠性得到了有效保證。
本發(fā)明的技術(shù)方案本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案當(dāng)電控單元根據(jù)檢測(cè)到的油耗儀信號(hào)達(dá)到設(shè)定值時(shí)，給出電熱絲控制信號(hào)，接通電熱絲的電源，開(kāi)始對(duì)過(guò)濾體進(jìn)行再生；在再生過(guò)程中，根據(jù)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)和熱電偶溫度信號(hào)，經(jīng)電控單元的分析判斷后給出比例旁通閥控制信號(hào)和比例流通閥控制信號(hào)，以此控制比例旁通閥和比例流通閥的開(kāi)度，通過(guò)氣流速度控制微粒的燃燒，以保持過(guò)濾體的再生溫度在一定的安全范圍內(nèi)。
當(dāng)調(diào)節(jié)比例旁通閥和比例流通閥的開(kāi)度，通過(guò)改變排氣流速可以將過(guò)濾體再生溫度控制在允許范圍內(nèi)時(shí)，微粒燃燒靠流速進(jìn)行控制；但當(dāng)比例旁通閥關(guān)閉，比例流通閥全開(kāi)時(shí)，即氣流速度最大時(shí)也難以控制過(guò)濾體溫度持續(xù)上升的話，則進(jìn)行控制模式的轉(zhuǎn)換，由流速控制燃燒轉(zhuǎn)換為氧氣量控制燃燒，此時(shí)比例旁通閥全開(kāi)，比例流通閥減小到5％開(kāi)度或完全關(guān)閉，通過(guò)減小氧氣量以控制微粒的燃燒速度；過(guò)濾體溫度降低到允許范圍內(nèi)后，再次進(jìn)行控制模式轉(zhuǎn)換，由氧氣量控制燃燒逐步過(guò)渡到由流速控制燃燒。
過(guò)濾體再生過(guò)程的控制可分為4個(gè)階段(1)加熱階段當(dāng)電控單元檢測(cè)到的油耗儀信號(hào)達(dá)到設(shè)定值時(shí)，開(kāi)始對(duì)過(guò)濾體進(jìn)行再生。此時(shí)比例旁通閥和比例流通閥動(dòng)作，將比例旁通閥開(kāi)度調(diào)到最大限度，比例流通閥減小到5％的開(kāi)度；同時(shí)啟動(dòng)電熱絲以加熱過(guò)濾體。此時(shí)僅有少量排氣通過(guò)過(guò)濾體起傳遞熱量的作用。在此階段，微粒的氧化主要受溫度控制。由于溫度不高，微粒處于緩慢氧化階段。
(2)助燃階段在這一階段，過(guò)濾體前端溫度已上升到650℃以上。此時(shí)根據(jù)熱電偶溫度信號(hào)，減小比例旁通閥開(kāi)度，同時(shí)增大比例流通閥開(kāi)度，提高流經(jīng)過(guò)濾體的排氣流速以帶入更多的氧氣促使微粒迅速氧化。由于氧氣的引入，微粒氧化加速，過(guò)濾體溫度迅速上升。
(3)主要燃燒階段在這一階段，過(guò)濾體溫度已上升到700℃以上，微粒已著火燃燒，電熱絲斷電。微粒的燃燒依靠自身釋放的熱量維持。
這一階段是過(guò)濾體再生的主要階段，絕大多數(shù)微粒都將在這一階段燃燒掉。過(guò)高的氣流速度會(huì)吹熄微粒燃燒或使燃燒速度降低；而過(guò)低的氣流速度，由于缺氧，也會(huì)降低微粒的燃燒速度。
進(jìn)行控制模式的判斷。當(dāng)調(diào)節(jié)比例旁通閥和比例流通閥的開(kāi)度，通過(guò)改變排氣流速可以將過(guò)濾體再生溫度控制在允許范圍內(nèi)時(shí)，微粒燃燒靠流速進(jìn)行控制。但當(dāng)比例旁通閥關(guān)閉，比例流通閥全開(kāi)時(shí)，即氣流速度最大時(shí)也難以控制過(guò)濾體溫度持續(xù)上升的話，則需進(jìn)行控制模式的轉(zhuǎn)換，由流速控制燃燒轉(zhuǎn)換為氧氣量控制燃燒，此時(shí)比例旁通閥全開(kāi)，比例流通閥減小到5％開(kāi)度或完全關(guān)閉，通過(guò)減小氧氣量以控制微粒的燃燒速度。過(guò)濾體溫度降低到允許范圍內(nèi)后，再次進(jìn)行控制模式轉(zhuǎn)換，由氧氣量控制燃燒逐步過(guò)渡到由流速控制燃燒。通過(guò)對(duì)微粒燃燒的實(shí)時(shí)控制，使過(guò)濾體再生保持在一個(gè)較高的速度，同時(shí)又要使再生溫度控制在一個(gè)允許的范圍內(nèi)。
過(guò)濾體最高溫度主要出現(xiàn)在過(guò)濾體的軸線上。當(dāng)過(guò)濾體軸線上各測(cè)點(diǎn)的熱電偶溫度信號(hào)都在允許范圍內(nèi)時(shí)，以各測(cè)點(diǎn)的平均溫度作為排氣流速調(diào)節(jié)的判據(jù)；當(dāng)某測(cè)點(diǎn)溫度達(dá)到或超過(guò)允許的范圍時(shí)，則以該測(cè)點(diǎn)的溫度作為排氣流速調(diào)節(jié)的判據(jù)。當(dāng)由于微粒逐步燃燒掉，過(guò)濾體前端某測(cè)點(diǎn)溫度降低到600℃以后，此時(shí)平均溫度的計(jì)算將不再包括該測(cè)點(diǎn)溫度。
(4)后燃階段當(dāng)各測(cè)點(diǎn)溫度不再受比例旁通閥和比例流通閥控制而持續(xù)下降，難以維持700℃的目標(biāo)控制最低溫度時(shí)，說(shuō)明再生已進(jìn)入清掃階段。此時(shí)調(diào)整比例旁通閥和比例流通閥到原來(lái)助燃階段的開(kāi)度，接通電熱絲，重新對(duì)過(guò)濾體加熱。使過(guò)濾體溫度重新上升到700℃以上，將殘余微粒燃燒掉；通過(guò)調(diào)節(jié)比例旁通閥和比例流通閥的開(kāi)度保持過(guò)濾體溫度30s后關(guān)斷電熱絲，同時(shí)關(guān)閉比例旁通閥并完全打開(kāi)比例流通閥。過(guò)濾體再生結(jié)束，并進(jìn)入下一工作循環(huán)。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的有益效果是，達(dá)到了對(duì)過(guò)濾體電加熱再生過(guò)程的有效控制，實(shí)現(xiàn)了過(guò)濾體快速、高效以及安全可靠的再生。試驗(yàn)結(jié)果表明，采用基于排氣流速的柴油機(jī)微粒捕捉器電加熱再生的控制方法，可以使過(guò)濾體的再生溫度保持在900℃以內(nèi)，過(guò)濾體在再生過(guò)程中的可靠性得到了有效的保證。
圖2為再生系統(tǒng)控制的整體流程圖。
圖3為電控單元結(jié)構(gòu)框圖。
圖4為電加熱再生控制系統(tǒng)的控制框圖。
圖中1.柴油機(jī)，2.比例旁通閥，3.排氣支管，4.比例流通閥，5.熱電偶，6.過(guò)濾體，7.電熱絲，8.排氣管，9.柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)，10.熱電偶溫度信號(hào)，11.比例流通閥控制信號(hào)，12.比例旁通閥控制信號(hào)，13.電熱絲控制信號(hào)，14.電控單元，15.油耗儀信號(hào)。
基于排氣流速的柴油機(jī)微粒捕捉器電加熱再生控制系統(tǒng)(

圖1)，包括比例旁通閥2、排氣支管3、比例流通閥4、熱電偶5、過(guò)濾體6、電熱絲7、排氣管8、電控單元14。電控單元14的輸入信號(hào)為油耗儀信號(hào)15、柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)9、熱電偶溫度信號(hào)10；電控單元14的輸出信號(hào)為比例旁通閥控制信號(hào)12、比例流通閥控制信號(hào)11和電熱絲控制信號(hào)13。
在排氣管8上引出一個(gè)分流排氣的排氣支管3，排氣支管3直通大氣；比例旁通閥2安裝在排氣支管3上；比例流通閥4安裝在排氣管8上，位于排氣支管3和過(guò)濾體6之間；在過(guò)濾體6前安裝有電熱絲7；在過(guò)濾體軸線上均布有五只檢測(cè)過(guò)濾體6溫度的熱電偶5。
電控單元14根據(jù)油耗儀信號(hào)15、柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)9及熱電偶溫度信號(hào)10，啟動(dòng)過(guò)濾體6再生，并通過(guò)氣流速度控制微粒的燃燒，對(duì)過(guò)濾體6的再生過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。
再生系統(tǒng)控制的整體流程圖如圖2所示。
為了滿足系統(tǒng)的實(shí)用性和可靠性要求，采取了定油耗確定再生時(shí)刻的方案。當(dāng)電控單元14檢測(cè)到的油耗儀信號(hào)15達(dá)到設(shè)定值時(shí)，開(kāi)始對(duì)過(guò)濾體6進(jìn)行再生。此時(shí)比例旁通閥2和比例流通閥4動(dòng)作，將比例旁通閥2開(kāi)度調(diào)到最大限度，比例流通閥4減小到5％的開(kāi)度；同時(shí)啟動(dòng)電熱絲7以加熱過(guò)濾體6。
通過(guò)熱電偶5實(shí)時(shí)檢測(cè)過(guò)濾體6軸線上各測(cè)點(diǎn)溫度，當(dāng)過(guò)濾體6前端溫度上升到650℃時(shí)，逐步減小比例旁通閥2的開(kāi)度，增加比例流通閥4的開(kāi)度，提高排氣管8內(nèi)的排氣流速以提供微粒燃燒所需氧氣量，加速微粒的氧化燃燒。比例旁通閥2和比例流通閥4的開(kāi)度以5％的最大開(kāi)度作為基本調(diào)節(jié)量。
當(dāng)過(guò)濾體6溫度達(dá)到700℃以上時(shí)，過(guò)濾體6的溫度已經(jīng)足夠保證微粒燃燒，此時(shí)關(guān)閉電熱絲7，微粒的燃燒依靠自身釋放的熱量維持。通過(guò)調(diào)節(jié)比例旁通閥2和比例流通閥4的開(kāi)度控制過(guò)濾體6的再生溫度。
過(guò)濾體6最高溫度主要出現(xiàn)在過(guò)濾體6的軸線上。當(dāng)過(guò)濾體6軸線上各測(cè)點(diǎn)的熱電偶溫度信號(hào)10都在允許范圍內(nèi)時(shí)，以各測(cè)點(diǎn)的平均溫度作為排氣流速調(diào)節(jié)的判據(jù)；當(dāng)某測(cè)點(diǎn)溫度達(dá)到或超過(guò)允許的范圍時(shí)，則以該測(cè)點(diǎn)的溫度作為排氣流速調(diào)節(jié)的判據(jù)。當(dāng)由于微粒逐步燃燒掉，過(guò)濾體6前端某測(cè)點(diǎn)溫度降低到600℃以后，此時(shí)平均溫度的計(jì)算將不再包括該測(cè)點(diǎn)溫度。
微粒燃燒時(shí)，過(guò)濾體6溫度的容許范圍在600℃～1000℃之間。取溫度700℃作為目標(biāo)控制的最低溫度；取950℃作為目標(biāo)控制的最高溫度；將850℃作為過(guò)濾體6再生溫度的理想控制目標(biāo)值。
在對(duì)過(guò)濾體再生過(guò)程進(jìn)行控制時(shí)，需進(jìn)行控制模式的判斷。當(dāng)調(diào)節(jié)比例旁通閥2和比例流通閥4的開(kāi)度，通過(guò)改變排氣流速可以將過(guò)濾體6再生溫度控制在允許范圍內(nèi)時(shí)，微粒燃燒靠流速進(jìn)行控制。但當(dāng)比例旁通閥2關(guān)閉，比例流通閥全開(kāi)4時(shí)，即氣流速度最大時(shí)也難以控制過(guò)濾體6溫度持續(xù)上升的話，則需進(jìn)行控制模式的轉(zhuǎn)換，由流速控制燃燒轉(zhuǎn)換為氧氣量控制燃燒，此時(shí)比例旁通閥2全開(kāi)，比例流通閥4減小到5％開(kāi)度或完全關(guān)閉，通過(guò)減小氧氣量以控制微粒的燃燒速度。過(guò)濾體6溫度降低到900℃以下后，再次進(jìn)行控制模式轉(zhuǎn)換，由氧氣量控制燃燒逐步過(guò)渡到由流速控制燃燒。通過(guò)對(duì)微粒燃燒的實(shí)時(shí)控制，使過(guò)濾體6再生保持在一個(gè)較高的速度，同時(shí)又要使再生溫度控制在一個(gè)允許的范圍內(nèi)。
再生后期，當(dāng)各測(cè)點(diǎn)溫度不再受比例旁通閥2和比例流通閥4控制而持續(xù)下降，難以維持700℃的目標(biāo)控制最低溫度時(shí)，說(shuō)明再生已進(jìn)入清掃階段。此時(shí)調(diào)整比例旁通閥2和比例流通閥4到原來(lái)助燃階段的開(kāi)度，接通電熱絲7，重新對(duì)過(guò)濾體6加熱。使過(guò)濾體溫度重新上升到700℃以上，將殘余微粒燃燒掉；通過(guò)調(diào)節(jié)比例旁通閥2和比例流通閥4的開(kāi)度保持過(guò)濾體6溫度30s后關(guān)斷電熱絲，同時(shí)關(guān)閉比例旁通閥2并完全打開(kāi)比例流通閥4。過(guò)濾體6再生結(jié)束，并進(jìn)入下一工作循環(huán)。
電控單元14主要實(shí)現(xiàn)再生時(shí)刻的確定和再生過(guò)程的控制兩大功能。電控單元14結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。
電控單元14的硬件部分由輸入輸出模塊、微控制器模塊和電源模塊組成。輸入部分包括傳感器(油耗傳感器、熱電偶溫度傳感器和柴油機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器)和輸入信號(hào)處理電路；微控制器模塊是以80c196kc微處理器為核心構(gòu)成的最小用戶系統(tǒng)，其中包括存儲(chǔ)器擴(kuò)展、看門(mén)狗電路等；輸出模塊主要通過(guò)功率驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電熱絲7、比例旁通閥2和比例流通閥4。
油耗傳感器、熱電偶溫度傳感器和柴油機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器輸出的油耗儀信號(hào)15、柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)9和熱電偶溫度信號(hào)10分別經(jīng)輸入信號(hào)處理電路采樣、處理和變換后，輸入到單片機(jī)的相應(yīng)端口，完成電控單元14對(duì)過(guò)濾體6工作狀態(tài)及再生狀態(tài)的實(shí)時(shí)檢測(cè)。電控單元14的最終目標(biāo)是控制執(zhí)行器，完成對(duì)比例旁通閥2開(kāi)度、比例流通閥4開(kāi)度以及電熱絲7開(kāi)通/關(guān)斷的控制。本系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是比例旁通閥2、比例流通閥4和電熱絲7。
該控制系統(tǒng)是一個(gè)具有多影響因素的系統(tǒng)，在微粒劇烈燃燒階段，過(guò)濾體6的溫度變化非常劇烈，單純采用以熱電偶溫度信號(hào)10作為反饋實(shí)現(xiàn)再生的閉環(huán)控制難以滿足準(zhǔn)確快速的控制要求。因此，采用前饋控制和閉環(huán)反饋控制相結(jié)合的方法對(duì)比例旁通閥2和比例流通閥4的開(kāi)度進(jìn)行控制。電加熱再生控制系統(tǒng)的控制框圖如圖4所示。其中，ti是比例旁通閥2開(kāi)度的控制值；tp是比例流通閥4開(kāi)度控制的調(diào)節(jié)值；Tm為目標(biāo)溫度值；T為熱電偶溫度信號(hào)10檢測(cè)值。前饋控制主要根據(jù)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)9的變化來(lái)決定比例流通閥4的動(dòng)作，反饋控制則根據(jù)檢測(cè)到的熱電偶溫度信號(hào)10對(duì)比例旁通閥2的開(kāi)度進(jìn)行調(diào)整。
過(guò)濾體6再生時(shí)，微粒燃燒受外界影響的因素眾多，過(guò)濾體6的溫度與比例旁通閥2和比例流通閥4的開(kāi)度無(wú)直接對(duì)應(yīng)關(guān)系，只能根據(jù)當(dāng)前檢測(cè)到的熱電偶溫度信號(hào)10和溫度變化趨勢(shì)來(lái)決定比例旁通閥2和比例流通閥4開(kāi)度的變化，因此需要采用必要的控制算法。
被控過(guò)程具有高度非線性、時(shí)變不確定性和純滯后等特點(diǎn)，控制量和測(cè)量值之間不存在一個(gè)明確的數(shù)學(xué)模型。為此，這里采用了智能控制算法，在反饋控制器中采用改進(jìn)PID控制算法，將人工智能和自適應(yīng)等理論與PID技術(shù)相融合。
在PID控制中，一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是PID參數(shù)的整定。傳統(tǒng)方法是在獲取數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)某一整定原則確定PID參數(shù)。但由于模型參數(shù)在實(shí)際中會(huì)發(fā)生變化，這就要求在PID控制中，PID參數(shù)的整定不依賴于對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，并且PID參數(shù)能在線調(diào)整，從而滿足實(shí)時(shí)控制的要求。無(wú)論自適應(yīng)PID控制算法采用何種自適應(yīng)方法，基本功能均是保持PID的基本形式，只是通過(guò)不同的推理方法來(lái)調(diào)整PID參數(shù)。
自適應(yīng)PID控制算法的推理方法有多種，例如基于二次型性能指標(biāo)的自適應(yīng)推理算法、專家自適應(yīng)推理算法、模糊自適應(yīng)推理算法和基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)推理算法等。推理方法根據(jù)自適應(yīng)的不同算法從系統(tǒng)中收集不同的相關(guān)信息，通過(guò)一定的推理規(guī)則，分析并尋找出適合于當(dāng)前控制對(duì)象的PID參數(shù)。
由于控制系統(tǒng)為純滯后系統(tǒng)，如果柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)9發(fā)生劇烈改變，等到根據(jù)熱電偶溫度信號(hào)10進(jìn)行反饋控制時(shí)，系統(tǒng)的工作狀態(tài)可能已發(fā)生很大的變化。因此，這里加入了前饋控制器，以柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)9和轉(zhuǎn)速變化為參量，對(duì)比例流通閥4的開(kāi)度進(jìn)行附加調(diào)節(jié)。前饋控制器采用模糊控制器。根據(jù)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)9和轉(zhuǎn)速變化兩個(gè)參數(shù)建立常規(guī)的模糊控制器，避免了對(duì)控制對(duì)象模型的建立，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)控制參數(shù)的自適應(yīng)調(diào)整功能。
權(quán)利要求
1.一種基于排氣流速的柴油機(jī)微粒捕捉器電加熱再生的控制方法，其特征是，當(dāng)電控單元(14)根據(jù)檢測(cè)到的油耗儀信號(hào)(15)達(dá)到設(shè)定值時(shí)，給出電熱絲控制信號(hào)(13)，接通電熱絲(7)的電源，開(kāi)始對(duì)過(guò)濾體(6)進(jìn)行再生；在再生過(guò)程中，根據(jù)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)(9)和熱電偶溫度信號(hào)(10)，經(jīng)電控單元(14)的分析判斷后，給出比例旁通閥控制信號(hào)(12)和比例流通閥控制信號(hào)(11)，以此控制比例旁通閥(2)和比例流通閥(4)的開(kāi)度，通過(guò)氣流速度控制微粒的燃燒，以保持過(guò)濾體(6)的再生溫度在一定的安全范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于排氣流速的柴油機(jī)微粒捕捉器電加熱再生的控制方法，其特征是，比例旁通閥(2)安裝在排氣管(8)上引出的用于分流排氣的排氣支管(3)上；比例流通閥(4)安裝在排氣管(8)上，位于排氣支管(3)和過(guò)濾體(6)之間；在過(guò)濾體(6)前安裝有電熱絲(7)；在過(guò)濾體軸線上均布有檢測(cè)過(guò)濾體(6)溫度的熱電偶(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于排氣流速的柴油機(jī)微粒捕捉器電加熱再生的控制方法，其特征是，當(dāng)調(diào)節(jié)比例旁通閥(2)和比例流通閥(4)的開(kāi)度，通過(guò)改變排氣流速可以將過(guò)濾體(6)再生溫度控制在允許范圍內(nèi)時(shí)，微粒燃燒靠流速進(jìn)行控制；但當(dāng)比例旁通閥(2)關(guān)閉，比例流通閥(4)全開(kāi)時(shí)，即氣流速度最大時(shí)也難以控制過(guò)濾體(6)溫度持續(xù)上升的話，則進(jìn)行控制模式的轉(zhuǎn)換，由流速控制燃燒轉(zhuǎn)換為氧氣量控制燃燒，此時(shí)比例旁通閥(2)全開(kāi)，比例流通閥(4)減小到5％開(kāi)度或完全關(guān)閉，通過(guò)減小氧氣量以控制微粒的燃燒速度；過(guò)濾體(6)溫度降低到允許范圍內(nèi)后，再次進(jìn)行控制模式轉(zhuǎn)換，由氧氣量控制燃燒逐步過(guò)渡到由流速控制燃燒。
全文摘要
一種基于排氣流速的柴油機(jī)微粒捕捉器電加熱再生的控制方法，屬于柴油機(jī)排氣微粒后處理系統(tǒng)的控制方法。在排氣管(8)和排氣支管(3)上分別裝有比例流通閥(4)和比例旁通閥(2)；電熱絲(7)安裝在過(guò)濾體(6)前部；過(guò)濾體軸線上均布有熱電偶(5)。當(dāng)電控單元(14)檢測(cè)到的油耗儀信號(hào)(15)達(dá)到設(shè)定值時(shí)，接通電熱絲(7)電源，開(kāi)始對(duì)過(guò)濾體(6)進(jìn)行再生。在再生過(guò)程中，根據(jù)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)(9)和熱電偶溫度信號(hào)(10)，經(jīng)電控單元(14)分析判斷后確定比例旁通閥(2)和比例流通閥(4)開(kāi)度，通過(guò)氣流速度實(shí)時(shí)控制微粒燃燒，以保持一定的過(guò)濾體(6)再生溫度，實(shí)現(xiàn)過(guò)濾體(6)再生過(guò)程的實(shí)時(shí)控制。本發(fā)明達(dá)到了對(duì)過(guò)濾體(6)電加熱再生過(guò)程的有效控制，可實(shí)現(xiàn)過(guò)濾體(6)快速及安全可靠的再生。
文檔編號(hào)F01N3/023GK1470748SQ0314656
公開(kāi)日2004年1月28日 申請(qǐng)日期2003年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月8日
發(fā)明者寧智, 江瑋, 資新運(yùn), 寧 智 申請(qǐng)人:北京交通大學(xué)