[發明專利]用于柴油發動機排氣凈化處理的系統

在審

• 申請號: 201611183540.3
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN108204262A
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發明（設計）人: 黃會波;黃利錦;黃黎敏;王俊;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 貴州黃帝車輛凈化器有限公司
• 主分類號: F01N3/022
• 分類號: F01N3/022;F01N3/025
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種用于柴油發動機排氣凈化處理的系統。所述系統包括：殼體、進油管和進氣管、設置在殼體內的燃燒部和顆粒過濾器。所述顆粒過濾器與所述殼體的出口端連接，其中設置有用于過濾來自所述排氣中的碳煙顆粒的蜂窩狀陶瓷結構。所述蜂窩狀陶瓷結構具有混合孔結構，由位于中央的第一蜂窩陶瓷部和位于所述第一蜂窩陶瓷部周圍的一個或更多個第二蜂窩陶瓷部構成，所述第一蜂窩陶瓷部為具有對稱孔結構或非對稱孔結構的蜂窩陶瓷，具有第一熱容量值，壁厚大于或等于0.28毫米；所述第二蜂窩陶瓷部為具有非對稱孔結構的蜂窩陶瓷，具有第二熱容量值，其壁厚小于0.28毫米，其中所述第一熱容量值大于所述第二熱容量值。

技術領域

本發明涉及柴油車排氣后處理領域。具體地，本發明涉及用于使柴油車的排氣升溫、過濾并且對所使用的微粒過濾器進行再生的排氣處理系統。

背景技術

柴油發動機是靠燃燒柴油獲取能量釋放的發動機。柴油機用的燃料是柴油，它的粘度比汽油大，不容易蒸發，而其自燃溫度卻比汽油低。柴油發動機的優點是扭矩大、經濟性能好，因此，廣泛應用于大型柴油設備上，尤其適合于載貨汽車的使用，例如大功率高速柴油機主要配套重型汽車、大型客車、工程機械、船舶、發電機組等。

但是，由于工作壓力大，柴油機要求各有關零件具有較高的結構強度和剛度，所以柴油機比較笨重，體積較大；柴油機的噴油泵與噴嘴制造精度要求高，所以成本較高；另外，柴油機工作粗暴，振動噪聲大；柴油不易蒸發，冬季冷車時起動困難。由于上述特點，以前柴油發動機一般用于大、中型載重貨車上。另外，由于柴油發動機比較笨重，升功率指標不如汽油機(轉速較低)，噪聲、振動較高，炭煙與顆粒(PM)排放比較嚴重，所以一直以來很少受到轎車的青睞。特別是小型高速柴油發動機的新發展，一批先進的技術，例如電控直噴、共軌、渦輪增壓、中冷等技術得以在小型柴油發動機上應用，使原來柴油發動機存在的缺點得到了較好的解決，而柴油機在節能與CO2排放方面的優勢，則是包括汽油機在內的所有熱力發動機無法取代的，成為“綠色發動機”。

不過，由于柴油車的碳煙與顆粒排放比較嚴重，所以柴油車的應用受到了比較大的限制。柴油發動機排放污染物控制的重點是PM。要減少柴油機微粒排放來滿足排放標準和法規的要求，除采用機內凈化外還必須同時采用后處理裝置，而微粒過濾器(DPF)是目前提出的控制微粒排放的最有效、最具發展前景的后處理技術之一。

微粒過濾器能夠減少柴油發動機所產生的煙灰達90％以上。捕捉到的微粒物質隨后通過再生清除。所謂過濾器的再生是指在DPF長期工作中，捕捉器里的顆粒物逐漸增加會引起發動機背壓升高，導致發動機性能下降，所以要定期除去沉積的顆粒物，恢復DPF的過濾性能。捕捉器的再生有主動再生和被動再生兩種方法：主動再生指的是利用外界能量來提高捕捉器內的溫度，使微粒著火燃燒。當捕捉器中的溫度達到550℃時，沉積的顆粒物就會氧化燃燒，如果溫度達不到550℃，過多的沉積物就會堵塞捕捉器，這時就需要利用外加能源(例如電加熱器、燃燒器或發動機操作條件的改變)來提高DPF內的溫度，使顆粒物氧化燃燒。被動再生指的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(如鈰、鐵和鍶)要以一定的比例加到燃油中，添加劑過多會影響DOC的壽命，但是如果過少，就會導致再生延遲或再生溫度升高。

2013年5月15日公開的中國專利申請CN103104321A提出了一種柴油發動機排氣后處理升溫裝置及升溫方法。在該申請中，使用低溫升溫器來提升進入DPF的廢氣的溫度，使得累積在DPF中的碳顆粒燃燒，從而使DPF再生。然而，在該申請中燃油的霧化并不充分，因此所形成的燃油-空氣混合物的燃點較高，導致所需的點火棒溫度較高。另外，由于在該申請中的點火棒同時起預熱和點火的作用，因此需要長時間保持高溫，導致點火棒容易損壞，需要經常更換；并且由于點火棒設置在外護套內部，難以單獨更換，從而帶來成本增加以及維護不方便等問題。另外，在汽車行使的環境溫度較低(例如，我國的東北部地區，室外溫度通常達到零下20-30度)的情況下，由于對燃油和空氣的預熱不充分，導致低溫升溫器經常不能順利點燃，即點火失敗，進而導致DPF再生失敗。同時，這樣的點火失敗還產生二次污染。