[發(fā)明專利]一種柴油機(jī)排氣凈化處理裝置與方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110345534.8
• 申請日: 2021-03-27
• 公開（公告）號: CN112901312B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王武林;丁傳安;唐明軍;王波
• 申請（專利權(quán)）人: 揚州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: F01N1/02
• 分類號: F01N1/02;F01N1/08;F01N3/022;F01N3/025;F01N3/035;F01N3/20;F01N3/28;F01N11/00;F01N13/00;F01N13/08
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1.一種柴油機(jī)排氣凈化處理方法，這種方法基于一種柴油機(jī)排氣凈化處理裝置，包括排氣進(jìn)口管(1)、過渡連接管(2)、催化轉(zhuǎn)化段殼體(3)、催化氧化劑載體(4)、凈化消聲段殼體(6)、微粒過濾芯(8)、共振腔(12)、穿孔進(jìn)氣管(15)、排氣匯集管(17)、ECU控制系統(tǒng)、進(jìn)口壓力傳感器(24)、出口壓力傳感器(20)、燃油噴射器(21)；其特征是裝置左側(cè)連接有橫截面為圓形的排氣進(jìn)口管(1)，排氣進(jìn)口管與過渡連接管的左端相連接；過渡連接管(2)為橫截面面積自左向右逐漸增大的錐形結(jié)構(gòu)，過渡連接管的右端與催化轉(zhuǎn)化段殼體的進(jìn)口段連接，所述催化轉(zhuǎn)化段殼體(3)內(nèi)部固定有圓柱狀的催化氧化劑載體，載體以堇青石為材質(zhì)，內(nèi)部組成為一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)并含有若干全通式孔道(25)，全通式孔道均為并列布置，且各孔道橫截面均為正方形，形狀和大小均相同；孔道內(nèi)部涂覆著催化劑；所述凈化消聲段殼體的進(jìn)口通過連接法蘭(5)與催化轉(zhuǎn)化段殼體的出口相連接，凈化消聲段殼體內(nèi)部分別安裝有具有顆粒捕集功能的微粒過濾芯(8)和穿孔進(jìn)氣管(15)，所述微粒過濾芯為圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)，微粒過濾芯安裝在圓柱形支撐架(9)上，圓柱形支撐架上均勻分布支撐架小孔(16)以便于氣流通過；所述微粒過濾芯采用蜂窩狀陶瓷材料用做過濾材料；所述穿孔進(jìn)氣管位于微粒過濾芯內(nèi)部空間的中間，所述穿孔進(jìn)氣管的左端與喇叭形進(jìn)口(23)連接，穿孔進(jìn)氣管的右端與共振腔(12)相通，穿孔進(jìn)氣管在過濾芯內(nèi)部這部分管段上，均勻開有穿孔進(jìn)氣管小孔(19)；所述裝置下部連接有排氣匯集管(17)，排氣匯集管上部與凈化消聲段殼體(6)連接，下部與排氣出口管(18)連接；經(jīng)微粒過濾芯捕集微粒并達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的排氣，流入外側(cè)環(huán)形空間(7)，被排氣匯集管(17)收集，從排氣出口管流出；所述進(jìn)口壓力傳感器(24)連接在過渡連接管的下部位置，所述出口壓力傳感器(20)連接在排氣匯集管的左側(cè)，所述燃油噴射器(21)連接在凈化消聲段殼體的前端，靠近催化轉(zhuǎn)化段殼體的出口；所述裝置連接有ECU控制系統(tǒng)，ECU控制系統(tǒng)的接口分別與進(jìn)口壓力傳感器、出口壓力傳感器、燃油噴射器連接，共同組成燃油噴射輔助系統(tǒng)；所述方法的具體步驟為：

步驟一：柴油機(jī)尾氣從排氣進(jìn)口管流入后，流經(jīng)催化氧化劑載體中各孔道過程中，在催化劑作用下，其中CO和HC被氧化為CO₂和H₂O，且其中NO被轉(zhuǎn)化為NO₂，使NO₂濃度提升，由于NO₂在較低溫度條件下的氧化性比O₂還強(qiáng)，有利于在柴油機(jī)正常排氣溫度范圍下碳煙顆粒的氧化燃燒，同時因CO和HC的氧化燃燒提高了排氣溫度，保證了凈化消聲段所捕集顆粒在柴油機(jī)正常工況范圍內(nèi)的連續(xù)再生；

步驟二：如果發(fā)動機(jī)較長時間處于低負(fù)荷運行這一特定惡劣工況，導(dǎo)致排氣溫度明顯偏低，微粒過濾芯內(nèi)微粒連續(xù)再生難以進(jìn)行，ECU利用進(jìn)口壓力傳感器和出口壓力傳感器實時檢測的排氣在裝置進(jìn)出口壓力，并根據(jù)檢測數(shù)據(jù)計算出排氣背壓值達(dá)到設(shè)定值時，判斷需要啟動燃油噴射輔助系統(tǒng)，ECU立即啟動燃油噴射器噴出定量燃油，通過其燃燒以提高排氣溫度，促進(jìn)微粒的氧化燃燒，從而保證在該惡劣工況條件下，微粒再生過程正常進(jìn)行，并避免過濾器發(fā)生堵塞問題；

步驟三：當(dāng)ECU檢測到排氣背壓值低于設(shè)定值，燃油噴射輔助系統(tǒng)停止工作；微粒的再生按照步驟一的連續(xù)再生方法進(jìn)行，也即柴油機(jī)運行工況對應(yīng)除步驟二以外的所有工況。