微粒捕集器再生溫度控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】微粒捕集器再生溫度控制系統(tǒng)屬發(fā)動(dòng)機(jī)微粒捕集器【技術(shù)領(lǐng)域】，本實(shí)用新型中微粒捕集器兩端設(shè)有二壓力傳感器，二壓力傳感器由壓差檢測單元控制，壓差檢測單元和油軌由電子控制單元控制，氧化型催化器和微粒捕集器集成；電動(dòng)兩通調(diào)節(jié)閥一端與手閥、氮?dú)夤捱B接，電動(dòng)兩通調(diào)節(jié)閥另一端與發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管前端連接，電動(dòng)兩通調(diào)節(jié)閥的驅(qū)動(dòng)器經(jīng)比例積分溫度控制器與K型溫度傳感器連接，K型溫度傳感器插于微粒捕集器中載體的中后部；本實(shí)用新型利用氮?dú)饣钚暂^弱的特點(diǎn)，控制微粒再生氧化速率，保證微粒捕集器在安全溫度下再生，可延長微粒捕集器使用壽命；采用閉環(huán)溫度控制，實(shí)現(xiàn)溫度實(shí)時(shí)監(jiān)控與控制，可降低環(huán)境及工況等不確定因素對微粒捕集器再生的影響。
【專利說明】微粒捕集器再生溫度控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬發(fā)動(dòng)機(jī)微粒捕集器【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)微粒捕集器再生系統(tǒng)，尤其涉及微粒捕集器再生溫度控制的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在近一百年來，汽車工業(yè)飛速發(fā)展。但是由于汽車尾氣(尤其是柴油機(jī)尾氣中微粒)造成的環(huán)境污染越來越嚴(yán)重。歐洲自1992年施行歐一排放法規(guī)以來就對微粒排放作出限制，并逐年加強(qiáng)。所以使用一種裝置捕集發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中的微粒是必要的。但是微粒捕集器在捕集微粒過程中會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)排氣背壓增大，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性及經(jīng)濟(jì)性，所以必須對其進(jìn)行周期性再生。微粒捕集器發(fā)明至今，提出了較多再生方法。世界上大多數(shù)研究機(jī)構(gòu)及汽車廠商提出的再生方法都是將微粒在微粒捕集器載體內(nèi)燃燒掉，以保證其能夠持續(xù)工作。但是微粒燃燒產(chǎn)生的高溫如果不加以控制，將嚴(yán)重影響到微粒捕集器的使用壽命(可能會(huì)出現(xiàn)載體出現(xiàn)裂紋、斷裂、熔化等現(xiàn)象，喪失捕集微粒的功能)，在嚴(yán)重情況下甚至?xí)疖囕v自燃。除此以外，汽車的實(shí)際工作狀況因地理及環(huán)境等因素而各不相同，并不能保證再生完全在標(biāo)定情況下進(jìn)行。因此開發(fā)一種裝置對載體再生溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)控制是必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種能延長載體使用壽命，保證再生安全進(jìn)行的微粒捕集器再生溫度控制系統(tǒng)。
[0004]本實(shí)用新型由電子控制單元3、壓差檢測單元4、壓力傳感器II 5、微粒捕集器6、K型溫度傳感器7、氧化型催化器8、排氣管9、比例積分溫度控制器10、電動(dòng)兩通調(diào)節(jié)閥11、金屬管12、手閥13、氮?dú)夤?4和壓力傳感器I 16組成，其中微粒捕集器6兩端設(shè)有壓力傳感器I 16和壓力傳感器II 5，壓力傳感器I 16和壓力傳感器II 5由壓差檢測單元4控制，壓差檢測單元4和油軌2由電子控制單元3控制，氧化型催化器8和微粒捕集器6集成在一起；電動(dòng)兩通調(diào)節(jié)閥11 一端經(jīng)金屬管12與手閥13、氮?dú)夤?4連接，電動(dòng)兩通調(diào)節(jié)閥11另一端與發(fā)動(dòng)機(jī)I的排氣管9前端連接，電動(dòng)兩通調(diào)節(jié)閥11的驅(qū)動(dòng)器20經(jīng)比例積分溫度控制器10與K型溫度傳感器7連接，K型溫度傳感器7插于微粒捕集器6中載體的中后部。
[0005]微粒捕集器6兩端的壓力傳感器I 16和壓力傳感器II 5分別采集微粒捕集器6前后兩端的實(shí)時(shí)壓力信號，由壓差檢測單元4向電子控制單元3傳輸壓降信號。當(dāng)壓降值達(dá)到標(biāo)定工況的標(biāo)定值時(shí)，電子控制單元3向發(fā)動(dòng)機(jī)I發(fā)出再生命令。圖示的微粒捕集器6采用的是后噴技術(shù)實(shí)現(xiàn)再生，當(dāng)電子控制單元3發(fā)出再生命令時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)I按照標(biāo)定正時(shí)及噴油量進(jìn)行后噴。后噴使得尾氣中未燃碳?xì)浜匡@著增加，未燃碳?xì)湓诹鹘?jīng)氧化性催化器3時(shí)被劇烈氧化，釋放出大量熱量，將微粒捕集器6的入口溫度迅速提高至其再生所需的溫度。
[0006]微粒捕集器6再生時(shí)載體溫度控制通過一裝置實(shí)現(xiàn)，其分別由K型溫度傳感器7，氮?dú)夤?4，手閥13，比例積分溫度控制器10和電動(dòng)兩通調(diào)節(jié)閥11組成。連接方式為:氮?dú)夤?4、手閥13、電動(dòng)兩通調(diào)節(jié)閥11通過金屬管12依次連接，電動(dòng)兩通調(diào)節(jié)閥11的出口與氧化型催化器8的前端排氣管9連接。電動(dòng)兩通調(diào)節(jié)閥11由比例積分溫度控制器10進(jìn)行控制。溫度控制為閉環(huán)控制，通過K型溫度傳感器7測量再生時(shí)載體溫度并與設(shè)定溫度上限進(jìn)行對比。根據(jù)實(shí)測溫度與上限溫度對比情況，比例積分溫度控制器10向電動(dòng)兩通調(diào)節(jié)閥11發(fā)出調(diào)節(jié)信號，調(diào)節(jié)電動(dòng)兩通調(diào)節(jié)閥11的閥門開度，控制電動(dòng)兩通調(diào)節(jié)閥11出口氮?dú)饬髁?。?dāng)載體溫度高于設(shè)定溫度時(shí)，比例積分溫度控制器10向電動(dòng)兩通調(diào)節(jié)閥11發(fā)出增大閥門開度的信號。由于氮?dú)饣钚暂^弱，能夠降低載體內(nèi)微粒氧化的速率，并且流量增大帶走的熱量增加，都有助于降低載體溫度，實(shí)現(xiàn)對載體溫度的控制。由于采用的是閉環(huán)控制，再生溫度控制系統(tǒng)將不斷測量載體溫度并修正電動(dòng)兩通調(diào)節(jié)閥11閥門開度，保證再生溫度相對穩(wěn)定。同理，當(dāng)載體溫度較低時(shí)，再生溫度控制系統(tǒng)將減小閥門開度(甚至關(guān)閉閥門)，減少氮?dú)饬髁浚偕鷾囟壬?，再生速率提高?br> [0007]本實(shí)用新型的有益效果在于:利用氮?dú)饣钚暂^弱的特點(diǎn)，控制微粒再生氧化速率，保證微粒捕集器在安全的溫度下再生，延長微粒捕集器的使用壽命。
[0008]采用閉環(huán)溫度控制，實(shí)現(xiàn)溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控與控制。降低環(huán)境及工況等不確定因素對微粒捕集器再生的影響。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為微粒捕集器再生溫度控制系統(tǒng)示意圖
[0010]圖2為再生溫度控制裝置原理圖
[0011]其中:1.發(fā)動(dòng)機(jī)2.油軌3.電子控制單元4.壓差檢測單元5.壓力傳感器II 6.微粒捕集器7.K型溫度傳感器8.氧化型催化器9.排氣管10.比例積分溫度控制器11.電動(dòng)兩通調(diào)節(jié)閥12.金屬管13.手閥14.氮?dú)夤?5.氣缸16.壓力傳感器I 17.比例積分溫度控制器控制系統(tǒng)18.實(shí)測溫度顯示面板19.設(shè)定溫度顯示面板20.驅(qū)動(dòng)器
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明微粒捕集器再生溫度控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理。
[0013]微粒捕集器再生溫度控制系統(tǒng)包括:氧化型催化器8用于氧化尾氣中的一氧化碳、未燃碳?xì)浼邦w粒物中的可溶性有機(jī)物成分，并利用其溫升作用，提高其出口溫度，使微粒捕集器6的入口溫度達(dá)到再生溫度，實(shí)現(xiàn)再生。微粒捕集器6捕集尾氣中的微粒，降低微粒排放，并在其載體內(nèi)進(jìn)行再生。壓力傳感器I 16和壓力傳感器II 5用于測量微粒捕集器6的兩端壓力。壓差檢測單元4通過壓力傳感器I 16和壓力傳感器II 5所測量的壓力信號向電子控制單元3發(fā)送壓差實(shí)時(shí)信號。電子控制單元3根據(jù)壓差檢測單元4發(fā)送的壓差信號及標(biāo)定工況的壓降上限值，判斷再生是否進(jìn)行。
[0014]在確定進(jìn)行再生時(shí)，在缸內(nèi)按照標(biāo)定正時(shí)向氣缸15內(nèi)噴入標(biāo)定量的燃油。尾氣中的大量的未燃碳?xì)浼吧倭康囊谎趸己涂扇苄杂袡C(jī)物經(jīng)過氧化型催化器8的氧化作用，釋放出大量熱量，使得其出口溫度也就是微粒捕集器6的入口溫度達(dá)到再生溫度。而汽車的實(shí)際運(yùn)行環(huán)境存在地理及季節(jié)等差異，所以微粒捕集器6的再生很難完全按照標(biāo)定進(jìn)行。
[0015]所以設(shè)計(jì)一種微粒捕集器再生溫度控制裝置是必要的。其主要由氮?dú)夤?4、手閥13、電動(dòng)兩通調(diào)節(jié)閥11、比例積分溫度控制器10、K型溫度傳感器7組成。首先K型溫度傳感器7布置位置決定了整個(gè)溫度控制系統(tǒng)的控制效果。根據(jù)國內(nèi)外研究了解到，再生過程中微粒捕集器載體的中后端溫度較前端更高。所以應(yīng)該將K型溫度傳感器7的頭部伸入到載體的中后端以更準(zhǔn)確的測量到載體實(shí)際最高溫度。如附圖2所示，K型溫度傳感器7采集到的載體實(shí)時(shí)溫度以電壓信號被讀取到比例積分溫度控制器10中，并顯示在實(shí)測溫度顯示面板18上。在比例積分溫度控制器10中能夠設(shè)置目標(biāo)溫度并顯示在設(shè)定溫度顯示面板19上。比例積分溫度控制器控制系統(tǒng)17根據(jù)實(shí)測溫度與目標(biāo)溫度向電動(dòng)兩通調(diào)節(jié)閥11的驅(qū)動(dòng)器20發(fā)出調(diào)節(jié)信號。驅(qū)動(dòng)器20根據(jù)所需求的調(diào)節(jié)量改變電動(dòng)兩通調(diào)節(jié)閥11的閥門開度。通過以上原理實(shí)現(xiàn)對氮?dú)饬髁康目刂啤?br> [0016]汽車在實(shí)際的運(yùn)行過程中，其微粒捕集器再生溫度可能較高也可能較低。當(dāng)載體溫度高于設(shè)定溫度時(shí)，比例積分溫度控制器10向調(diào)節(jié)閥發(fā)出增大閥門開度的信號。由于氮?dú)饣钚暂^弱，能夠降低載體內(nèi)微粒氧化的速率，并且流量增大帶走的熱量增加，都有助于降低載體溫度，實(shí)現(xiàn)對載體溫度的控制。由于采用的是閉環(huán)控制，再生溫度控制系統(tǒng)將不斷測量載體溫度并修正電動(dòng)兩通調(diào)節(jié)閥11閥門開度，保證再生溫度相對穩(wěn)定。同理，當(dāng)載體溫度較低時(shí)，再生溫度控制系統(tǒng)將減小閥門開度(甚至關(guān)閉閥門)，減少氮?dú)饬髁?，再生溫度?--再生速 率提
【權(quán)利要求】
1.一種微粒捕集器再生溫度控制系統(tǒng)，由電子控制單元(3)、壓差檢測單元(4)、壓力傳感器II (5)、微粒捕集器(6)、K型溫度傳感器(7)、氧化型催化器⑶、排氣管(9)、比例積分溫度控制器(10)、電動(dòng)兩通調(diào)節(jié)閥(11)、金屬管(12)、手閥(13)、氮?dú)夤?14)和壓力傳感器I (16)組成，其中微粒捕集器(6)兩端設(shè)有壓力傳感器I (16)和壓力傳感器II (5)，壓力傳感器I (16)和壓力傳感器II (5)由壓差檢測單元(4)控制，壓差檢測單元(4)和油軌(2)由電子控制單元(3)控制，氧化型催化器(8)和微粒捕集器(6)集成在一起，其特征在于電動(dòng)兩通調(diào)節(jié)閥(11) 一端經(jīng)金屬管(12)與手閥(13)、氮?dú)夤?14)連接，電動(dòng)兩通調(diào)節(jié)閥(11)另一端與發(fā)動(dòng)機(jī)(I)的排氣管(9)前端連接，電動(dòng)兩通調(diào)節(jié)閥(11)的驅(qū)動(dòng)器(20)經(jīng)比例積分溫度控制器(10)與K型溫度傳感器(7)連接，K型溫度傳感器(7)插于微粒捕集器(6)中載體的中后 部。
【文檔編號】F01N3/025GK203822430SQ201420138435
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年3月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月24日
【發(fā)明者】尹乾熙, 劉宇, 李成元, 李君 , 孫巍, 馮圓智, 高定偉, 張衛(wèi)國 申請人:吉林大學(xué)