[發(fā)明專(zhuān)利]輔助掃描反吹式分離排氣微粒過(guò)濾器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910067532.6
• 申請(qǐng)日: 2009-09-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101653679A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-02-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方顯忠
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01D46/24
• 分類(lèi)號(hào): B01D46/24;B01D46/42;F01N3/021
• 代理公司: 長(zhǎng)春吉大專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 朱世林;王壽珍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用壓縮氣體強(qiáng)制近距離逐漸掃描反吹過(guò)濾材料實(shí)現(xiàn)分離沉積物的過(guò)濾 器，尤其是適用于強(qiáng)制分離沉積在柴油機(jī)排氣過(guò)濾器上的碳煙微粒。

背景技術(shù)

柴油機(jī)微粒過(guò)濾器(DPF)再生：

過(guò)濾器能有效過(guò)濾碳煙微粒，防止碳煙排入到大氣中污染環(huán)境，但隨著過(guò)濾下來(lái)微粒的 沉積，過(guò)濾孔隙逐漸被堵塞，過(guò)濾器阻力會(huì)隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)而變大，排氣阻力增大會(huì)導(dǎo) 致發(fā)動(dòng)機(jī)功率降低和燃料消耗量提高。因此，必須及時(shí)清除掉過(guò)濾材料上的碳煙，減少發(fā)動(dòng) 機(jī)排氣阻力。清除掉沉積碳煙的過(guò)程稱(chēng)為過(guò)濾器再生，完成一次再生過(guò)程稱(chēng)為一個(gè)周期，試 驗(yàn)表明當(dāng)過(guò)濾器的排氣阻力上升到20kPa時(shí)，柴油機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性明顯變差。

發(fā)動(dòng)機(jī)所需要過(guò)濾材料的面積：

在“車(chē)用袋式消煙器的阻力增長(zhǎng)特性〔J〕”(內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào)1997.15(1)：P99～105)〔1〕 中，作者在工作容積為2.98升的495QB柴油機(jī)上采用諾梅克斯纖維、克麥蘭纖維、玻璃纖維、 編織的針刺氈，以及500目不銹鋼絲網(wǎng)、800目不銹鋼絲網(wǎng)作為袋式消煙器材料，進(jìn)行了關(guān)于 過(guò)濾面積、過(guò)濾效率以及阻力隨時(shí)間變化關(guān)系的研究，在幾種材料中最大和最小過(guò)濾面積分 別是0.35～1.58m²，在該面積范圍條件下，幾種材料排氣阻力分別達(dá)到19kPa時(shí)所經(jīng)歷的最長(zhǎng) 和最短時(shí)間分別是12.03～86.36分鐘，如果都采用最大和最小的平均值計(jì)算，平均過(guò)濾面積 為(0.35+1.58)/2＝0.965m²，平均時(shí)間是(12.03+86.36)/2＝49.195分鐘，每升工作容積對(duì)應(yīng) 平均面積為0.965m²/2.98＝0.324m²/L。這表明對(duì)該柴油機(jī)的每升排量而言，當(dāng)平均面積是 0.324m²時(shí)，平均只能維持50分鐘左右的過(guò)濾時(shí)間，就必須對(duì)過(guò)濾器進(jìn)行清理再生，如果要 維持100分鐘的過(guò)濾時(shí)間，過(guò)濾材料的面積要擴(kuò)大一倍，等于2×0.324m²＝0.648m²＝6480cm²。

發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)、排氣數(shù)量：

目前柴油機(jī)的曲軸工作轉(zhuǎn)速范圍一般在1000～4000r/min之間，對(duì)于排氣量為1升的4 沖程發(fā)動(dòng)機(jī)而言，曲軸每轉(zhuǎn)2轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)入到氣缸內(nèi)的理論空氣數(shù)量為1升，每分鐘的理論進(jìn)氣 量為(1000～4000)/2＝500～2000L/min，其每小時(shí)的理論進(jìn)氣量為(500～2000) ×60＝30000～120000L/h，即理論進(jìn)氣量范圍在30～120m³/h之間，考慮進(jìn)氣道阻力影響，其 充氣系數(shù)一般為0.85左右，實(shí)際進(jìn)入到氣缸內(nèi)的空氣量在(30～120)×0.85＝25.5～102m³/h 之間，而排氣數(shù)量等于進(jìn)氣量再加上噴入到氣缸中的燃油數(shù)量，排氣量大于進(jìn)氣量。排氣過(guò) 濾器要流過(guò)這樣大的流量，在考慮每升排量需要的過(guò)濾材料面積時(shí)，最少要維持幾個(gè)小時(shí)的 過(guò)濾時(shí)間，避免再生次數(shù)過(guò)于頻繁。

傳統(tǒng)車(chē)用DPF反吹再生方式的缺點(diǎn)：

在“汽車(chē)排氣污染治理及催化轉(zhuǎn)化器〔M〕”(北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000：P297～299)中， 介紹了采用單個(gè)或多個(gè)固定方向的噴嘴結(jié)構(gòu)，但對(duì)表面型過(guò)濾材料反吹再生時(shí)存在如下6個(gè) 缺點(diǎn)。