[發(fā)明專利]增壓柴油機(jī)排氣加熱裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710061388.6
• 申請(qǐng)日: 2007-10-10
• 公開（公告）號(hào): CN101333953A
• 公開（公告）日: 2008-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 資新運(yùn);姚廣濤;張春潤(rùn);王琛;姜大海;鄧成林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍軍事交通學(xué)院
• 主分類號(hào): F01N3/025
• 分類號(hào): F01N3/025;F01N9/00;F01N11/00
• 代理公司: 天津佳盟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 侯力

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于柴油機(jī)尾氣微粒污染控制技術(shù)領(lǐng)域，進(jìn)一步涉及一種增壓柴油機(jī)排氣加熱裝置及方法。

背景技術(shù)

氮氧化物和微粒是柴油機(jī)尾氣排放中的主要污染物。近年來隨著排放法規(guī)的日益嚴(yán)格，通過后處理方式降低兩種污染物排放的技術(shù)引起了廣泛關(guān)注。對(duì)微粒處理主要難點(diǎn)在于捕集器的再生。

熱再生是較普遍采用的一種再生方式。通過加熱提高排氣溫度或直接選擇性加熱微粒將沉積在捕集器內(nèi)的微粒燃燒，恢復(fù)捕集器性能?，F(xiàn)在排氣加熱的方式主要有電加熱、微波加熱和噴油助燃等。

現(xiàn)階段汽車用加熱器主要用于空調(diào)加熱器，進(jìn)氣預(yù)熱等方面。燃油加熱器技術(shù)是一種成熟技術(shù)，但用于排氣加熱方面還存在如下技術(shù)問題：

(1)加熱能力調(diào)節(jié)范圍有限。一般只有兩級(jí)到三級(jí)加熱能力，不適用于溫度不斷變化排氣環(huán)境。噴油量與空氣量控制需要各種閥件與傳感器，在排氣高溫環(huán)境中無法正常工作

(2)燃油供給一般采用離心式霧化結(jié)構(gòu)的低壓供給系統(tǒng)。霧化質(zhì)量差。助燃空氣一般采用離心式風(fēng)機(jī)，進(jìn)所壓力低。有背壓的排氣環(huán)境中供氣效率差。

(3)排氣中氧含量低，而二氧化碳含量高。燃油在這種環(huán)境中燃燒效果差，不易控制。

本發(fā)明涉及的排氣加熱裝置是通過噴油及提供適量的空氣混合點(diǎn)火燃燒將排氣溫度提高到微粒起燃溫度或氧化催化劑起作用溫度。使沉積在微粒捕集器內(nèi)微粒燃燒，達(dá)到捕集器再生的目的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種操作方法簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠且能有效燃燒微粒從而使捕集器可靠再生的裝置及方法。

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)的。

一種增壓柴油機(jī)排氣加熱裝置，包括：進(jìn)氣取氣閥15、油泵21、燃油電磁閥20、噴嘴9、高壓點(diǎn)火電極7、燃燒室10、擴(kuò)張腔13、油量調(diào)節(jié)閥19以及排氣夾層2、渦輪增壓器(14)，通過渦輪增壓器引入新鮮空氣。

上述噴嘴的噴霧形狀為空心圓錐形，噴射貫穿距離短，噴霧錐角較大。

上述油量調(diào)節(jié)閥通過膜片28感知進(jìn)氣壓力的變化控制旁通泄壓閥26開啟壓力實(shí)現(xiàn)噴油量與進(jìn)氣量的隨動(dòng)控制；通過電磁閥30控制旁通泄壓閥26的開閉，很好地實(shí)現(xiàn)了當(dāng)燃燒器停止工作時(shí)，噴嘴迅速斷油。

一種采用上述加熱裝置對(duì)增壓柴油機(jī)排氣加熱的方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)燃燒器控制裝置通過監(jiān)測(cè)排氣溫度和壓力信號(hào)判斷是否需要再生；

(2)當(dāng)要再生時(shí)，開啟燃油電磁閥20及高壓點(diǎn)火電極7；根據(jù)溫度變化規(guī)律判斷點(diǎn)火是否成功，如果點(diǎn)火失敗間隔5秒后再次噴油點(diǎn)火；當(dāng)三次點(diǎn)火失敗后報(bào)警裝置報(bào)警；

(3)通過渦輪增壓器14引入部分新鮮空氣，通過控制進(jìn)氣量來調(diào)節(jié)加熱裝置的加熱能力，通過旁通泄壓方式使噴油量可以根據(jù)進(jìn)氣量的變化進(jìn)行隨動(dòng)調(diào)節(jié)，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣通過過濾體后排入大氣；

(4)當(dāng)控制系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到發(fā)動(dòng)機(jī)排氣過濾體再生完成時(shí)停止噴油和供氣，排氣加熱裝置停止工作。

上述加熱方法在工作過程中，廢氣通過排氣夾層2首先對(duì)燃燒器16進(jìn)行預(yù)熱確保燃燒器16可靠著火，著火后燃燒器16與通過排氣夾層的廢氣進(jìn)行熱交換后進(jìn)行混合，一方面提高排氣溫度，另一方面防止燃燒器16外層溫度過高。通過從增壓柴油機(jī)渦輪增壓器14取氣并引入到燃燒器16與經(jīng)過噴嘴9壓力霧化的柴油進(jìn)行混合，由高壓點(diǎn)火電極7點(diǎn)燃使混合氣燃燒并于發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣進(jìn)行混合，達(dá)到提高排氣溫度的目的。新鮮空氣進(jìn)入燃燒器后分成兩部分，一部分通過燃燒室圓周上布置的進(jìn)氣小孔8進(jìn)入燃燒室10，與燃油混合燃燒，另一部分通過擴(kuò)張腔13上的旋流槽12進(jìn)入第二級(jí)燃燒室4，旋流的吸力將燃燒室內(nèi)火焰和未燃的燃油帶入第二級(jí)燃燒室4充分穩(wěn)定燃燒；排氣通過排氣夾層2從第二級(jí)燃燒室外流過對(duì)加熱裝置進(jìn)行預(yù)熱，保證可靠點(diǎn)燃。

本發(fā)明的柴油機(jī)排氣加熱裝置相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)通過控制進(jìn)氣量來調(diào)節(jié)加熱裝置的加熱能力。通過旁通泄壓方式使噴油量可以根據(jù)進(jìn)氣量的變化進(jìn)行隨動(dòng)調(diào)節(jié)，同時(shí)解決了斷油不及時(shí)問題。

(2)通過渦輪增壓器引入部分新鮮空氣，省去了額外的供氣源并改善了燃燒效果。傳統(tǒng)利用風(fēng)機(jī)提供氣源多應(yīng)用于汽車空調(diào)加熱器，進(jìn)氣加熱等方面。而在排氣環(huán)境中特別是加裝過濾體后的排氣中，由于較高的排氣背壓，傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)方式由于送氣壓力低于排氣背壓導(dǎo)致加熱裝置無法正常燃燒。

(3)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣只能通過過濾體后排入大氣。若采用傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)當(dāng)不工作時(shí)，一部分排氣會(huì)從風(fēng)機(jī)口排出，解決這一問題難度較大。而從渦輪增壓器取氣則可以很好解決這個(gè)問題。

(4)可以方便與現(xiàn)有增壓柴油機(jī)進(jìn)行匹配，系統(tǒng)造價(jià)成本低。