[發明專利]壁流式顆粒捕集器及其再生監測方法

有效

• 申請號: 201710594219.2
• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號: CN107288715B
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 阮帥帥
• 申請（專利權）人: 浙江交通職業技術學院
• 主分類號: F01N3/025
• 分類號: F01N3/025;F01N3/027;F01N11/00
• 代理公司: 杭州賽科專利代理事務所(普通合伙) 33230
• 代理人: 付建中

本發明公開了一種壁流式顆粒捕集器，包括導熱金屬框架、若干顆粒捕集單元和若干封閉片；所述顆粒捕集單元包括顆粒捕集片和波速測量系統，所述波速測量系統包括超聲波發射片和超聲波接收片，所述超聲波發射片和超聲波接收片安放在顆粒捕集片相對的側邊上；所述顆粒捕集單元和封閉片嵌在導熱金屬框架上，導熱金屬框架、顆粒捕集單元和封閉片共同形成若干相鄰排列的尾氣流入腔室和尾氣流出腔室。本發明還公開了壁流式顆粒捕集器上單個顆粒捕集片的再生實時監測方法。本發明克服現有裝置難以實施監測顆粒捕集器加熱再生過程中單個側壁的顆粒填充程度的問題，同時通過導熱金屬框架降低顆粒捕集器上的溫度梯度。

技術領域

本發明屬于汽車工程領域，尤其涉及一種有再生實時監測和降低溫度梯度作用的壁流式顆粒捕集器。

背景技術

柴油機尾氣中的顆粒例如PM2.5會嚴重影響人們健康，而柴油機顆粒捕集器可以有效降低顆粒物的排放，其中壁流式陶瓷顆粒捕集器因具有較高的顆粒過濾效率而應用廣泛。在壁流式陶瓷顆粒捕集器的側壁上存在微小貫通孔隙，側壁上的微孔隙會將流經尾氣中的顆粒過濾下來。而隨著顆粒在側壁微孔隙中的不斷沉積會堵塞尾氣并直接影響發動機工作，因此需要將沉積的顆粒燃燒掉，這一過程稱為顆粒捕集器的再生。

目前對于顆粒捕集器再生燃燒時機的判斷方法是監測顆粒捕集器進氣端和流出尾氣端之間的壓力差，當顆粒沉積過多影響尾氣流動則會產生較大的壓力差，這時啟動加熱將顆粒捕集器中的微顆粒燃燒掉。顯然這種再生監測方法難以監測單個側壁上的顆粒沉積情況。

目前主動加熱再生的過程中，容易因顆粒捕集器內部溫度不均勻產生溫度梯度，特別是顆粒捕集器截面上從圓心指向圓周的徑向溫度不均勻，以及沿尾氣流入和流出方向溫度不均勻，這是因為壁流式顆粒捕集器的材料主要為堇青石陶瓷，而陶瓷的熱傳導系數較低這樣容易產生溫度梯度。而如果壁面溫度梯度過大容易造成顆粒捕集器壁面破壞失效。

因此需要可監測單個側壁顆粒填充情況、以及降低陶瓷側壁溫度梯度的顆粒捕集器

發明內容

本發明為了克服現有裝置難以監測顆粒捕集器上單個側壁的顆粒填充程度，并為了降低沉積顆粒側壁上的溫度梯度，本發明提供了一種壁流式顆粒捕集器。

本發明的技術方案：一種壁流式顆粒捕集器，包括框架、若干顆粒捕集單元和若干封閉片；所述顆粒捕集單元包括顆粒捕集片和波速測量系統，所述波速測量系統包括超聲波發射片和超聲波接收片，所述超聲波發射片和超聲波接收片安放在顆粒捕集片相對的側邊上；所述顆粒捕集單元和封閉片嵌在框架上，框架、顆粒捕集單元和封閉片共同形成若干相鄰排列的尾氣流入腔室和尾氣流出腔室，尾氣流入腔室在尾氣流入端開口并在尾氣流出端用封閉片封閉，尾氣流出腔室在尾氣流入端用封閉片封閉并在尾氣流出端開口，顆粒捕集單元位于尾氣流入腔室和尾氣流出腔室的側壁；尾氣首先進入尾氣流入腔室，然后流經腔室側壁的顆粒捕集單元并進入尾氣流出腔室。

優選的，所述框架為導熱框架。

優選的，所述導熱框架為金屬框架。

優選的，所述超聲波發射片和超聲波接收片的材料為壓電陶瓷。

優選的，所述超聲波發射片發射的為縱波或剪切波。

優選的，所述顆粒捕集片的材料為堇青石陶瓷。

一種壁流式顆粒捕集器的再生監測方法，包括如下步驟：

步驟1：測量沒有通過尾氣的顆粒捕集片波速V₁：將超聲波發射片和超聲波接收片安放在顆粒捕集片相對的側邊上，發射超聲波并由發射和接收超聲波的時間差得到波速V₁；