一種柴油機過濾器主動再生控制方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種柴油機過濾器主動再生控制方法及系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：氧傳感器、引氣管道、閥門和控制單元；所述氧傳感器處于排氣管路前端，用于實時監(jiān)測排氣中的氧含量，并將就檢測結(jié)果傳送至電控單元；所述引氣管道是從發(fā)動機空壓機或者高壓氣瓶引出一路管路，處于所述氧傳感器之前的排氣管路上；所述閥門處于所述引氣管道中，用于根據(jù)所述電控單元的指令控制從空壓機或者從高壓氣瓶引出的氣量的大小。當DPF主動再生時將新鮮空氣引入排氣中，增加排氣中的氧含量，能夠保證再生過程中碳顆粒充分地燃燒，提高再生效率，減少再生排放。
【專利說明】一種柴油機過濾器主動再生控制方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機械領(lǐng)域，特別是一種柴油機過濾器主動再生控制方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]柴油機的主要有害排放是顆粒物，其中大部分是由碳或碳化物的微小顆粒所組成的。顆粒物捕集器DPF(Diesel Particulate Filter)是一種安裝在排氣系統(tǒng)上的過濾裝置，主要功能是在顆粒物排入大氣之前將其捕捉，捕捉到的微粒排放物在車輛運作過程中燃燒殆盡，能夠減少柴油發(fā)動機所產(chǎn)生的煙灰達到90%以上。顆粒物捕集器的工作原理是:柴油微粒過濾器噴涂上金屬鉬、鈀，柴油機發(fā)動機排除的含有碳粒的黑煙，通過專門的管道進入發(fā)動機尾氣微粒捕集器，經(jīng)過其內(nèi)部密集設(shè)置的帶式過濾器，將碳煙顆粒吸附在金屬纖維氈制成的過濾器上；當為例的吸附量達到一定程度后，尾端的燃燒器自動點火燃燒，就吸附在上面的碳煙顆粒燒掉，變成對人體無害的二氧化碳排除。
[0003]DPF主動再生時排氣管內(nèi)氧濃度比較低，導(dǎo)致碳顆粒在DPF內(nèi)部燃燒沒有足夠的氧氣支持，再生效果不佳，并且導(dǎo)致再生排放物比如:一氧化碳、PM排放量都高出正常排放量的I?2個數(shù)量級。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述問題，本發(fā)明目的在于提供一種柴油機過濾器主動再生控制方法及系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測排氣中的氧含量，當DPF主動再生時將新鮮空氣引入排氣中，增加排氣中的氧含量，并根據(jù)氧含量的大小對再生噴油量進行實時調(diào)整，促使再生過程中碳顆粒充分地燃燒，提高再生效率，減少再生排放。
[0005]本發(fā)明提供了一種柴油機過濾器主動再生控制方法，包括:
[0006]從發(fā)動機空壓機或者高壓氣瓶中取氣輸送到排氣管中；
[0007]監(jiān)測排氣中的氧含量，在DPF再生過程中根據(jù)實際需求控制輸送到排氣管中的氣量的大小。
[0008]優(yōu)選的，還包括:
[0009]在DPF再生過程中根據(jù)監(jiān)測到的排氣中的氧含量的大小對再生噴油量進行調(diào)整。
[0010]優(yōu)選的，采用氧傳感器檢測排氣中的氧含量。
[0011]優(yōu)選的，通過閥門開度大小控制輸送到排氣管中的氣量的大小。
[0012]本發(fā)明還提供了一種柴油機過濾器主動再生控制系統(tǒng)，包括:
[0013]氧傳感器、引氣管道、閥門和控制單元；
[0014]所述氧傳感器處于排氣管路前端，用于實時監(jiān)測排氣中的氧含量，并將就檢測結(jié)果傳送至電控單元；
[0015]所述引氣管道是從發(fā)動機空壓機或者高壓氣瓶引出一路管路，處于所述氧傳感器之前的排氣管路上；
[0016]所述閥門處于所述引氣管道中，用于根據(jù)所述電控單元的指令控制從空壓機或者從高壓氣瓶引出的氣量的大小。
[0017]優(yōu)選的，所述控制單元，還用于根據(jù)所述氧傳感器監(jiān)測到的氧含量的大小對再生噴油量進行調(diào)整。
[0018]優(yōu)選的，所述控制單元，用于根據(jù)氧含量的大小對再生噴油量進行調(diào)整，具體是:根據(jù)氧含量的大小增加或者減小再生噴油量，保證再生過程中碳顆粒能夠有效充分燃燒。
[0019]優(yōu)選的，所述控制單元，用于控制HC噴嘴調(diào)整再生噴油量的大小。
[0020]由上述實施例可以看出，本發(fā)明提供的一種柴油機過濾器主動再生控制方法及系統(tǒng)，該方法具體是:從發(fā)動機空壓機或者高壓氣瓶中取氣輸送到排氣管中；監(jiān)測排氣中的氧含量，在DPF再生過程中根據(jù)實際需求控制輸送到排氣管中的氣量的大小。該系統(tǒng)具體是:其特征在于，包括:氧傳感器、引氣管道、閥門和控制單元；所述氧傳感器處于排氣管路前端，用于實時監(jiān)測排氣中的氧含量，并將就檢測結(jié)果傳送至電控單元；所述引氣管道是從發(fā)動機空壓機或者高壓氣瓶引出一路管路，處于所述氧傳感器之前的排氣管路上；所述閥門處于所述弓丨氣管道中，用于根據(jù)所述電控單元的指令控制從空壓機或者從高壓氣瓶弓I出的氣量的大小。通過監(jiān)控排氣中的氧含量的大小，當DPF主動再生時將新鮮空氣引入排氣中，增加排氣中的氧含量，促使再生過程中碳顆粒充分地燃燒，提高再生效率，減少再生排放。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1為本發(fā)明實施例一揭示的一種柴油機過濾器主動再生控制方法的方法流程圖；
[0023]圖2為本發(fā)明實施例一揭示的另一種柴油機過濾器主動再生控制方法的方法流程圖；
[0024]圖3為本發(fā)明實施例二揭示的一種柴油機過濾器主動再生控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4為本發(fā)明實施例三揭示的一種柴油機過濾器主動再生控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0026]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例進行詳細描述。
[0027]需要說明的是過濾器的再生有主動再生和被動再生兩種類型，所謂主動再生是利用外界能量來提高捕集器內(nèi)的溫度，使微粒著火燃燒。當過濾器中的溫度達到300°C時，沉積的顆粒物就會氧化燃燒，如果溫度達不到300°C，過多的沉積物就會堵塞過濾器，這時就需要利用外加能源(例如電加熱器，燃燒器或發(fā)動機操作條件的改變)來提高DPF內(nèi)的溫度，使微小顆粒物進行氧化燃燒。所謂被動再生是利用燃油添加劑或者催化劑來降低微粒的著火溫度，使微粒能在正常的柴油機排氣溫度下著火燃燒。添加劑(比如鈰、鐵、鍶)要以一定的比例加到燃油中，添加劑過多影響不大，但是如果過少，就會導(dǎo)致再生延遲或再生溫度升高。由于主動再生可以人工控制，再生效果好，因此DPF主動再生得到廣泛應(yīng)用。
[0028]顆粒物捕集器系統(tǒng)基本工作原理是:當柴油機排氣流過氧化型催化劑(DOC)時，在200-600°C溫度條件下，一氧化碳和碳化氫首先幾乎全部被氧化成二氧化碳和水，同時一氧化氮被轉(zhuǎn)化成二氧化氮。排氣從DOC出來進入顆粒捕集器(DPF)后，其中微粒被捕集在過濾體的濾芯內(nèi)，剩下較清潔的排氣排入大氣中。
[0029]實施例一
[0030]請參閱圖1，其為本發(fā)明實施例一揭示的一種柴油機過濾器主動再生控制方法的方法流程圖，具體包括以下步驟:
[0031]步驟101:從發(fā)動機空壓機或者高壓氣瓶中取氣輸送到排氣管中；
[0032]步驟102:監(jiān)測排氣中的氧含量，在DPF再生過程中根據(jù)實際需求控制輸送到排氣管中的氣量的大小。
[0033]目前常常采用的過濾系統(tǒng)包含D0C、DPF及DPF再生控制系統(tǒng)。發(fā)動機尾氣從排氣管進入DOC-DPF系統(tǒng)內(nèi)，尾氣中的碳顆粒在DPF內(nèi)被捕集下來，當DPF內(nèi)部捕集的碳達到一定程度時就需要進行主動再生，主動再生方法是:主動再生控制器根據(jù)再生控制策略控制HC噴射單元往排氣管內(nèi)噴入柴油，柴油經(jīng)過DOC氧化后升溫到碳煙燃燒的溫度，碳顆粒在DPF內(nèi)燃燒從而達到去除碳煙的目的。
[0034]DPF (Diesel Particulate Filter)技術(shù):柴油顆粒捕集技術(shù),一種消除柴油機排氣中顆粒(PM)的技術(shù)。
[0035]DPF主動再生技術(shù):利用外界能量來提高捕集器內(nèi)的溫度，使微粒著火燃燒，從而消除掉DPF內(nèi)部的積碳。
[0036]DOC (Diesel Oxidation Catalysis)技術(shù):是在蜂窩陶瓷載體上涂覆貴金屬催化齊[J(如鉬金Pt等)，其目的是為了降低柴油機尾氣中的He、CO和SOF的化學(xué)反應(yīng)活化能，使這些物質(zhì)能與尾氣中的氧氣在較低的溫度下進行氧化反應(yīng)并最終轉(zhuǎn)化為C02和H20。
[0037]HC噴射:是在DPF主動再生時往DOC前的排氣管內(nèi)噴入柴油。
[0038]優(yōu)選的，上述方法中采用氧傳感器檢測排氣中的氧含量。
[0039]由于，在實際應(yīng)用中氧含量不足，導(dǎo)致HC噴射出的柴油沒法全部燃燒，導(dǎo)致DOC后的溫度沒法最快速度達到碳顆粒燃燒的溫度，嚴重影響再生效率和再生效果。
[0040]因此，優(yōu)選的，上述方法還包括:
[0041]在DPF再生過程中根據(jù)監(jiān)測到的排氣中的氧含量的大小對噴油量進行調(diào)整。具體如圖2所示的另一種柴油機過濾器主動再生控制方法的方法流程圖所示。
[0042]通過上述實施例一可以看出，本發(fā)明提供的一種柴油機過濾器主動再生控制方法，通過從發(fā)動機空壓機或者高壓氣瓶中取氣輸送到排氣管中；監(jiān)測排氣中的氧含量，在DPF再生過程中根據(jù)實際需求控制輸送到排氣管中的氣量的大小。通過監(jiān)控排氣中的氧含量的大小，當DPF主動再生時將新鮮空氣引入排氣中，增加排氣中的氧含量，促使再生過程中碳顆粒充分地燃燒，提高再生效率，減少再生排放。
[0043]另外，通過在DPF再生過程中根據(jù)監(jiān)測到的排氣中的氧含量的大小對噴油量進行調(diào)整；能夠進一步節(jié)約能源，提聞再生效率并減少再生排放。[0044]實施例二
[0045]本發(fā)明還提供的一種柴油機過濾器主動再生控制系統(tǒng)，具體請參閱圖3，其為本發(fā)明實施例二揭示的一種柴油機過濾器主動再生控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，該系統(tǒng)包括:
[0046]氧傳感器、引氣管道、閥門和控制單元；
[0047]所述氧傳感器處于排氣管路前端，用于實時監(jiān)測排氣中的氧含量，并將就檢測結(jié)果傳送至電控單元；
[0048]所述引氣管道是從發(fā)動機空壓機或者高壓氣瓶引出一路管路，處于所述氧傳感器之前的排氣管路上；
[0049]所述閥門處于所述引氣管道中，用于根據(jù)所述電控單元的指令控制從空壓機或者從高壓氣瓶引出的氣量的大小。
[0050]為了更具體的對該控制系統(tǒng)進行解釋說明，下面以具體的應(yīng)用場景為例對該系統(tǒng)進行詳細的解釋說明，具體請參閱圖4，其為本發(fā)明實施例四揭示的一種柴油機過濾器主動再生控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，對于一個正常的柴油機而言過濾器主動再生系統(tǒng)一般包括圖4中所述的以下部分:1.發(fā)動機3.HC噴嘴6.空壓機或高壓氣瓶7.燃油箱8.燃油供給單元9.油量計量單元10.排溫傳感器Till.排溫傳感器T212.DPF壓差傳感器13.排溫傳感器T314.控制單元15.發(fā)動機控制單元16.D0C17.DPF18.排氣管。本實施例中該系統(tǒng)主要包括:氧傳感器2、引氣管道4、閥門5和控制單元14 ；
[0051]所述氧傳感器2處于排氣管路18前端，用于實時監(jiān)測排氣中的氧含量，并將就檢測結(jié)果傳送至電控單元；
[0052]所述引氣管道4是從發(fā)動機空壓機或者高壓氣瓶引出的一路管路，處于所述氧傳感器2之前的排氣管路上；
[0053]所述閥門5處于所述引氣管道中，用于根據(jù)所述電控單元14的指令控制從空壓機或者從高壓氣瓶弓I出的氣量的大小。
[0054]優(yōu)選的，所述控制單元，還用于根據(jù)所述氧傳感器監(jiān)測到的氧含量的大小對再生噴油量進行調(diào)整。
[0055]優(yōu)選的，所述控制單元，用于根據(jù)氧含量的大小對再生噴油量進行調(diào)整，具體是:根據(jù)氧含量的大小增加或者減小再生噴油量，保證再生過程中碳顆粒能夠有效充分燃燒。
[0056]優(yōu)選的，所述控制單元，用于控制HC噴嘴調(diào)整再生噴油量的大小。
[0057]上述柴油機過濾器主動再生控制系統(tǒng)中的氧傳感器2，用來實時測量排氣中的氧含量；從空壓機或高壓氣瓶6引出一路管路4至氧傳感器2前的排氣管路上，引氣管道4中安裝閥門5用于控制從空壓機引出的氣量的大小，閥門5由控制單元14控制，可電控調(diào)節(jié)閥門5開度大小。該控制系統(tǒng)通過從空壓機或高壓氣瓶6中引出一定量的空氣，增加了DPF再生時排氣中的含氧量；氧傳感器2實時測量排氣中的氧含量，氧濃度信號傳送給控制單元14。DPF主動再生時，由于排氣管內(nèi)的氧濃度比較低，噴油再生時，DOC后的溫度達到碳顆粒燃燒的溫度，碳顆粒在DPF內(nèi)部燃燒，但由于排氣中氧含量非常低，碳顆粒沒有足夠的氧氣支持，往往導(dǎo)致再生效果不佳，并導(dǎo)致再生排放如C0、PM排放值高于正常排放值I?2個數(shù)量級。因此在DPF再生時，通過控制單元14調(diào)節(jié)閥門5開度，將含氧量高的新鮮空氣經(jīng)引氣管道4引入到排氣管18內(nèi)，提高再生時排氣中的氧含量。通過氧傳感器2實時測量排氣中的氧含量，控制單元14根據(jù)氧濃度的大小來對噴入排氣管18中的噴油量進行調(diào)整，在保證DPF再生效果的前提下，使再生時碳顆粒能夠有效充分地燃燒，S卩加快了碳消耗速率同時減少再生時的CO、PM排放量。
[0058]通過上述實施例四可以看出，本發(fā)明提供的一種柴油機過濾器主動再生控制系統(tǒng)，利氧傳感器、引氣管道、閥門和控制單元，所述氧傳感器處于排氣管路前端，用于實時監(jiān)測排氣中的氧含量，并將就檢測結(jié)果傳送至電控單元；所述引氣管道是從發(fā)動機空壓機或者高壓氣瓶引出一路管路，處于所述氧傳感器之前的排氣管路上；所述閥門處于所述引氣管道中，用于根據(jù)所述電控單元的指令控制從空壓機或者從高壓氣瓶引出的氣量的大小?？梢娫撓到y(tǒng)，利用引氣管道從發(fā)動機空壓機或者高壓氣瓶中取氣輸送到排氣管中；利用氧傳感器監(jiān)測排氣中的氧含量，當DPF主動再生時將新鮮空氣引入排氣中，增加排氣中的氧含量，促使再生過程中碳顆粒充分地燃燒，提高再生效率，減少再生排放。
[0059]另外，通過控制單元在DPF再生過程中根據(jù)監(jiān)測到的排氣中的氧含量的大小對噴油量進行調(diào)整；能夠進一步節(jié)約能源，提高再生效率并減少再生排放。
[0060]需要說明的是，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分流程，是可以通過計算機程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可存儲于計算機可讀取存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，可包括如上述各方法的實施例的流程。其中，所述的存儲介質(zhì)可為磁碟、光盤、只讀存儲記憶體(Read-Only Memory, ROM)或隨機存儲記憶體(Random Access Memory, RAM)等。
[0061]以上對本發(fā)明所提供的一種柴油機過濾器主動再生控制方法及系統(tǒng)進行了詳細介紹，本文中應(yīng)用了具體實施例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實施方式】及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種柴油機過濾器主動再生控制方法，其特征在于，包括: 從發(fā)動機空壓機或者高壓氣瓶中取氣輸送到排氣管中； 監(jiān)測排氣中的氧含量，在DPF再生過程中根據(jù)實際需求控制輸送到排氣管中的氣量的大小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括: 在DPF再生過程中根據(jù)監(jiān)測到的排氣中的氧含量的大小對再生噴油量進行調(diào)整。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，采用氧傳感器檢測排氣中的氧含量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過閥門開度大小控制輸送到排氣管中的氣量的大小。
5.一種柴油機過濾器主動再生控制系統(tǒng)，其特征在于，包括: 氧傳感器、引氣管道、閥門和控制單元； 所述氧傳感器處于排氣管路前端，用于實時監(jiān)測排氣中的氧含量，并將就檢測結(jié)果傳送至電控單元； 所述弓I氣管道是從發(fā)動機空壓機或者高壓氣瓶引出一路管路，處于所述氧傳感器之前的排氣管路上； 所述閥門處于所述引氣管道中，用于根據(jù)所述電控單元的指令控制從空壓機或者從高壓氣瓶引出的氣量的大小。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元，還用于根據(jù)所述氧傳感器監(jiān)測到的氧含量的大小對再生噴油量進行調(diào)整。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元，用于根據(jù)氧含量的大小對再生噴油量進行調(diào)整，具體是:根據(jù)氧含量的大小增加或者減小再生噴油量，保證再生過程中碳顆粒能夠有效充分燃燒。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元，用于控制HC噴嘴調(diào)整再生噴油量的大小。
【文檔編號】F01N9/00GK103511042SQ201310432870
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月22日
【發(fā)明者】苗壘, 陶建忠, 鄧玉龍, 劉偉達, 王意寶, 王堃 申請人:濰柴動力股份有限公司