專利名稱：柴油車輛排放黑煙處理及瞬態(tài)燃燒凈化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種柴油車輛，尤其涉及一種柴油車輛排放黑煙處理及瞬態(tài)燃燒凈化 直O(jiān)
背景技術(shù)：
柴油引擎車輛因其是以壓縮點(diǎn)火方式引燃柴油或替代性燃料后經(jīng)于氣缸內(nèi)的燃 燒反應(yīng)將燃料的化學(xué)能依序轉(zhuǎn)換為熱能及動(dòng)力輸出，因此在燃燒過(guò)程也產(chǎn)生各種氣、液、固 態(tài)污染物，最主要為粒狀物(PM)、黑煙(smoke)、氮氧化物(NOx)等。另外也排放一氧化碳 (CO)、硫氧化物(SOx)、二氧化碳(CO2)、及碳?xì)浠衔?HC)等氣態(tài)污染物，造成破壞臭氧層、 引致酸雨、提升溫室效應(yīng)等全球性生態(tài)環(huán)境破壞問(wèn)題，也造成人體健康的危害，因此為大眾 所關(guān)切。比如氮氧化物經(jīng)形成硝酸則產(chǎn)生酸雨，亦會(huì)破壞臭氧層、與陽(yáng)光作用產(chǎn)生光化煙 霧；粒狀污染物或黑煙中若含多環(huán)芳香烴(PAHs，polycyclic aromatic hydrocarbons)或 金屬化合物則可能造成肺部、氣管、呼吸道等病變。根據(jù)臺(tái)灣地區(qū)空氣污染源排放數(shù)據(jù)庫(kù) TED 4. 2版的推估數(shù)據(jù)顯示占臺(tái)灣3%機(jī)動(dòng)車輛數(shù)的柴油車排放來(lái)自于所有移動(dòng)污染源的 46% PM與51% NOx，尤其臺(tái)灣客貨運(yùn)業(yè)者幾乎皆使用柴油車為運(yùn)輸工具，因此如何由防制 技術(shù)或管制策略著手削減柴油車排氣污染，以改善空氣質(zhì)量，實(shí)為現(xiàn)今的重要課題。目前的汽車工業(yè)界已不斷提出各種解決辦法，其中以裝設(shè)在柴油引擎的排氣管后 端的過(guò)濾系統(tǒng)，有效過(guò)濾柴油引擎大量排放的廢氣較具成效。但是這種裝設(shè)在柴油引擎排 氣管后端的過(guò)濾系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間使用后，形成的碳會(huì)在其濾芯處造成阻塞，不僅影響過(guò) 濾柴油引擎排放廢氣的效果，且會(huì)影響柴油引擎正常運(yùn)轉(zhuǎn)的功能。由于柴油車輛引擎所排放的廢氣通過(guò)過(guò)濾系統(tǒng)后，會(huì)在該過(guò)濾系統(tǒng)的濾芯產(chǎn)生積 碳，當(dāng)積碳達(dá)到一定厚度時(shí)會(huì)產(chǎn)生阻塞現(xiàn)象，致使排氣管內(nèi)的壓力(背壓)升高，因此，目 前汽車工業(yè)界是將背壓感測(cè)器安裝在柴油車輛引擎排氣管內(nèi)來(lái)偵測(cè)過(guò)濾系統(tǒng)濾芯處的壓 力值，進(jìn)而能偵測(cè)積碳的阻塞狀態(tài)，一旦柴油車輛引擎所排放廢氣通過(guò)過(guò)濾系統(tǒng)的濾芯積 碳達(dá)到相當(dāng)厚度而形成排氣阻塞時(shí)，即會(huì)偵測(cè)到升高的排氣背壓，此時(shí)引擎管理系統(tǒng)會(huì)發(fā) 出訊號(hào)，提高引擎工作溫度，將堆積在過(guò)濾系統(tǒng)濾芯表面的積碳燃燒清除，以消除濾芯阻 塞。但是由于用車環(huán)境不佳(如臺(tái)灣各大都會(huì)區(qū))，車輛常常走走停停，或是個(gè)人的用車習(xí) 性(短途使用或不常上高速公路)，在經(jīng)常怠速狀態(tài)下行駛，以致于裝設(shè)過(guò)濾系統(tǒng)的柴油車 輛，可能會(huì)因?yàn)橐孓D(zhuǎn)速不高無(wú)法提高引擎工作溫度，而無(wú)法將堆積在過(guò)濾系統(tǒng)濾芯表面 的積碳燃燒掉的情況，不僅影響過(guò)濾柴油引擎排放廢氣的效果，并且影響柴油引擎正常的 運(yùn)轉(zhuǎn)。此時(shí)只能將車子開到汽車服務(wù)廠，由技師將堆積在過(guò)濾系統(tǒng)濾芯表面的積碳燃燒掉， 不僅耗時(shí)，且不經(jīng)濟(jì)，非常麻煩。在歐美國(guó)家，為了達(dá)到四期環(huán)保車輛的標(biāo)準(zhǔn)，除了改善引擎引進(jìn)共軌式為計(jì)算機(jī) 點(diǎn)火系統(tǒng)，進(jìn)一步改善有毒氣體(C0、HC、N0X、SoX)及黑煙粒子，除加裝了蜂巢式陶瓷濾芯， 在一定的背壓增加后，會(huì)在引擎活門出口處添加少許的柴油來(lái)增加燃燒溫度，以期能達(dá)到 足夠的燃燒溫度將濾芯內(nèi)的積存粒子燒凈，或是在排氣管中接近濾芯處添加少量柴油來(lái)補(bǔ)強(qiáng)濾芯內(nèi)的溫度。然前面所述的方法都要與車輛原設(shè)計(jì)電子結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起，因此需要改裝已出廠的車輛，如此一來(lái)便會(huì)改變車輛原有機(jī)構(gòu)，日后的保養(yǎng)維修更是極大不便，經(jīng)濟(jì)性 與實(shí)用性都大打折扣，因此，在實(shí)際的推廣上并不理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的主要技術(shù)問(wèn)題在于，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，而提供一 種柴油車輛排放黑煙處理及瞬態(tài)燃燒凈化裝置，其保養(yǎng)維修極為方便，實(shí)用性強(qiáng)。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種柴油車輛排放黑煙處理及瞬態(tài)燃燒凈化裝置，其特征在于，是在一排氣管內(nèi) 由進(jìn)氣端至出氣端的方向依序設(shè)有一燃燒系統(tǒng)，設(shè)置有一管體，該管體內(nèi)連接一噴火裝 置，所述噴火裝置包含一連接有燃料管的噴嘴，該噴嘴周圍設(shè)置一自動(dòng)點(diǎn)火裝置，所述燃料 管連接至一泵燃料箱，由加壓泵將燃料經(jīng)由燃料管輸送至噴嘴噴出并霧化，所述點(diǎn)火裝置 與控制系統(tǒng)電性連接，以在最適當(dāng)?shù)臅r(shí)間通電產(chǎn)生火花，進(jìn)而將從噴嘴噴出的霧化燃料點(diǎn) 火燃燒；在所述噴火裝置的前方設(shè)有一第一壓力感測(cè)器；一過(guò)濾系統(tǒng)，采用貴金屬陶瓷濾 芯過(guò)濾廢氣，該過(guò)濾系統(tǒng)后方的排氣端設(shè)有一第二壓力感測(cè)器。前述的柴油車輛排放黑煙處理及瞬態(tài)燃燒凈化裝置，其中過(guò)濾系統(tǒng)包含有依序設(shè) 置的一直通式貴金屬觸媒陶瓷濾芯與一蜂巢式貴金屬觸媒陶瓷濾芯。廢氣在平時(shí)狀態(tài)下直接通過(guò)過(guò)濾系統(tǒng)排出，當(dāng)過(guò)濾系統(tǒng)累積了一定量的黑臭炭粒 子，行駛中的車輛偵測(cè)到排氣管內(nèi)達(dá)到一定背壓時(shí)，由微電腦控制系統(tǒng)傳出閃燈，提示駕駛 人員，并直接將排放的廢氣送入燃燒室燃燒，提供約400°c的熱源，可有效在20分鐘內(nèi)，將 裝置在排氣管后端的過(guò)濾系統(tǒng)內(nèi)所累積的黑臭炭粒子完全燃燒清除，即所謂的再生。本發(fā)明對(duì)于所述過(guò)濾系統(tǒng)的技術(shù)手段，是利用貴金屬陶瓷濾芯來(lái)過(guò)濾廢氣，所述 陶瓷濾芯是由氧化鎂、氧化鋁、氧化硅等不同原料依比例混合燒出的陶瓷載體，每平方時(shí) 100孔目，每單孔目一端是開放另一端是封閉。如此廢氣無(wú)法直接通過(guò)，必須由通道壁流通， 通道壁孔隙約7--13U，如此可捕捉廢氣中99%以上的黑煙粒子，再以陶瓷表面二次加工燃 燒填加貴金屬涂料(如白金、鈀金、銠金、鈦金等依不同比例混合)，附著在陶瓷表面的貴金 屬可將流經(jīng)過(guò)的有毒氣體氧化或還原為無(wú)毒的空氣排出。HC、CO可達(dá)90%以上，NOx也有 20%以上的清除率。本發(fā)明對(duì)于所述燃燒系統(tǒng)的技術(shù)手段，是將燃燒系統(tǒng)安置在過(guò)濾系統(tǒng)前端靠近引 擎廢氣排氣出口端；其主體是不銹鋼管體，中段側(cè)面加裝噴火裝置及油管，噴火裝置采用微 電腦控制電子點(diǎn)火，外接油箱及全自動(dòng)控制系統(tǒng)。燃燒系統(tǒng)由控制系統(tǒng)全程監(jiān)控，利用車輛 啟動(dòng)來(lái)計(jì)算時(shí)間，當(dāng)啟動(dòng)累計(jì)50小時(shí)(依車輛需求調(diào)整)或背壓差達(dá)到6kpa時(shí)控制系統(tǒng) 就會(huì)傳達(dá)訊號(hào)，指示駕駛?cè)藛T啟動(dòng)燃燒系統(tǒng)，可直接在行駛中由駕駛員按鈕啟動(dòng)燃燒系統(tǒng)， 先由點(diǎn)火裝置點(diǎn)火，如一切沒(méi)問(wèn)題，則開始啟動(dòng)并供應(yīng)燃料，如在60秒內(nèi)溫度偵測(cè)提升未 達(dá)20°C則重新點(diǎn)火再啟動(dòng)，如此2次都未能啟動(dòng)燃燒時(shí)，故障燈亮起，通知技術(shù)人員維修。 當(dāng)油料感應(yīng)器偵測(cè)到油量不足需要填加燃料時(shí)，在燃燒過(guò)程中會(huì)自動(dòng)關(guān)閉系統(tǒng)，待添加燃 料后可再啟動(dòng)繼續(xù)燃燒，一直到所設(shè)定20分鐘預(yù)定燃燒時(shí)間完成，才會(huì)自動(dòng)停止，等待下 次燃燒重新開始。本發(fā)明的有益效果是，其保養(yǎng)維修極為方便，實(shí)用性強(qiáng)。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是本發(fā)明凈化裝置的實(shí)施例示意圖。圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明1……排氣管11……進(jìn)氣端12......出氣端13……燃燒系統(tǒng)2……噴火裝置21......噴嘴22......燃料管23……泵燃料箱24......管體3……點(diǎn)火裝置4……微電腦控制系統(tǒng)5A……第一壓力感測(cè)器5B……第二壓力感測(cè)器6……溫度感測(cè)器7......過(guò)濾系統(tǒng)71……直通式貴金屬觸媒陶瓷濾芯72……蜂巢式貴金屬觸媒陶瓷濾芯
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明提供的柴油車輛排放黑煙處理及瞬態(tài)燃燒凈化裝置，是在排 氣管1的進(jìn)氣端11與出氣端12之間，依序設(shè)置一燃燒系統(tǒng)13與一過(guò)濾系統(tǒng)7 ；其中，所述 燃燒系統(tǒng)13內(nèi)設(shè)置一不銹鋼管體24，管體24內(nèi)連接一噴火裝置2，所述噴火裝置2包含一 連接有燃料管22的噴嘴21，并且在噴嘴21周圍設(shè)置一自動(dòng)點(diǎn)火裝置3 ；所述燃料管22連 接至泵燃料箱23，可由加壓泵將燃料經(jīng)由燃料管22輸送至噴嘴21噴出并霧化。所述自動(dòng) 點(diǎn)火裝置3是連接至車輛上的直流電源，其與整個(gè)控制系統(tǒng)電性連接，以在最適當(dāng)?shù)臅r(shí)間 通電產(chǎn)生火花，進(jìn)而將從噴嘴21噴出的霧化燃料點(diǎn)火燃燒。在噴火裝置2的前方則設(shè)一第 一壓力感測(cè)器5A，本實(shí)施例是一種用來(lái)偵測(cè)壓力的背壓感測(cè)器，其設(shè)于燃燒系統(tǒng)13側(cè)壁的 適當(dāng)位置，并且電性連接至整個(gè)控制系統(tǒng)。本發(fā)明的實(shí)施例，是將第一壓力感測(cè)器5A與泵 燃料箱23電性連接至一微電腦控制系統(tǒng)4。所述過(guò)濾系統(tǒng)7在本發(fā)明的較佳實(shí)施例是一種貴金屬觸媒轉(zhuǎn)化器，其安裝于排氣 管1的出氣端12內(nèi)的位置，其包含有依序設(shè)置的一直通式貴金屬觸媒陶瓷濾芯71與一蜂 巢式貴金屬觸媒陶瓷濾芯72。該過(guò)濾系統(tǒng)7的側(cè)壁適當(dāng)位置設(shè)置一溫度感測(cè)器6，在出氣 端12的適當(dāng)位置則設(shè)置一第二壓力感測(cè)器5B，所述溫度感測(cè)器6與第二壓力感測(cè)器5B均 和微電腦控制系統(tǒng)4電性連接。
借由本發(fā)明的凈化裝置，在平常工作狀態(tài)下，燃燒系統(tǒng)13不動(dòng)作，柴油引擎所排 放的廢氣直接通過(guò)燃燒系統(tǒng)13與過(guò)濾系統(tǒng)7，借由過(guò)濾系統(tǒng)的直通式貴金屬觸媒陶瓷濾芯 71與蜂巢式貴金屬觸媒陶瓷濾芯72將廢氣中所含的污染物質(zhì)過(guò)濾后再排出；在排氣順暢 的狀態(tài)下，第一壓力感測(cè)器5A偵測(cè)到燃燒系統(tǒng)13內(nèi)的廢氣背壓在預(yù)設(shè)值以下，整個(gè)控制系 統(tǒng)便不會(huì)啟動(dòng)噴火裝置2。當(dāng)使用一段時(shí)間后，過(guò)濾系統(tǒng)7會(huì)因積碳阻塞造成排氣不順，此 時(shí)燃燒系統(tǒng)內(nèi)的背壓升高，被第二壓力感測(cè)器5B偵測(cè)到后，將訊號(hào)傳送至微電腦控制系統(tǒng) 4，同時(shí)控制系統(tǒng)命令泵燃料箱23的加壓泵動(dòng)作將燃料經(jīng)由燃料管22輸送到噴嘴21噴出 霧化，以及由點(diǎn)火裝置3點(diǎn)火將霧化燃料點(diǎn)火燃燒加溫至約400°C，此高溫隨即被傳遞至過(guò) 濾系統(tǒng)7，將附著于直通式貴金屬觸媒陶瓷濾芯71與蜂巢式貴金屬觸媒陶瓷濾芯72的積碳 燃燒清除；當(dāng)積碳被清除到一定程度后，過(guò)濾系統(tǒng)7又恢復(fù)至通暢不阻塞的狀塞，此時(shí)第一 壓力感測(cè)器5A偵測(cè)到燃燒系統(tǒng)13內(nèi)的背壓下降至預(yù)設(shè)值以下，便傳送訊號(hào)至微電腦控制 系統(tǒng)4，控制系統(tǒng)即命令噴火裝置2停止運(yùn)作，讓柴油引擎排放的廢氣直接通過(guò)過(guò)濾系統(tǒng)7 被過(guò)濾后再排出，如此周而復(fù)始地運(yùn)作，以最有效地消除積碳。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，凡 是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于 本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種柴油車輛排放黑煙處理及瞬態(tài)燃燒凈化裝置，其特征在于，是在一排氣管內(nèi)由進(jìn)氣端至出氣端的方向依序設(shè)有一燃燒系統(tǒng)，設(shè)置有一管體，該管體內(nèi)連接一噴火裝置，所述噴火裝置包含一連接有燃料管的噴嘴，該噴嘴周圍設(shè)置一自動(dòng)點(diǎn)火裝置，所述燃料管連接至一泵燃料箱，由加壓泵將燃料經(jīng)由燃料管輸送至噴嘴噴出并霧化，所述點(diǎn)火裝置與控制系統(tǒng)電性連接，以在最適當(dāng)?shù)臅r(shí)間通電產(chǎn)生火花，進(jìn)而將從噴嘴噴出的霧化燃料點(diǎn)火燃燒；在所述噴火裝置的前方設(shè)有一第一壓力感測(cè)器；一過(guò)濾系統(tǒng)，采用貴金屬陶瓷濾芯過(guò)濾廢氣，該過(guò)濾系統(tǒng)后方的排氣端設(shè)有一第二壓力感測(cè)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油車輛排放黑煙處理及瞬態(tài)燃燒凈化裝置，其特征在于 所述過(guò)濾系統(tǒng)包含有依序設(shè)置的一直通式貴金屬觸媒陶瓷濾芯與一蜂巢式貴金屬觸媒陶 瓷濾芯。
全文摘要
一種柴油車輛排放黑煙處理及瞬態(tài)燃燒凈化裝置，是在一排氣管內(nèi)由進(jìn)氣端至出氣端的方向依序設(shè)有一燃燒系統(tǒng)，設(shè)置有一管體，該管體內(nèi)連接一噴火裝置，所述噴火裝置包含一連接有燃料管的噴嘴，該噴嘴周圍設(shè)置一自動(dòng)點(diǎn)火裝置，所述燃料管連接至一泵燃料箱，由加壓泵將燃料經(jīng)由燃料管輸送至噴嘴噴出并霧化，所述點(diǎn)火裝置與控制系統(tǒng)電性連接，以在最適當(dāng)?shù)臅r(shí)間通電產(chǎn)生火花，進(jìn)而將從噴嘴噴出的霧化燃料點(diǎn)火燃燒；在所述噴火裝置的前方設(shè)有一第一壓力感測(cè)器；一過(guò)濾系統(tǒng)，采用貴金屬陶瓷濾芯過(guò)濾廢氣，該過(guò)濾系統(tǒng)后方的排氣端設(shè)有一第二壓力感測(cè)器。本發(fā)明保養(yǎng)維修極為方便，實(shí)用性強(qiáng)。
文檔編號(hào)F01N3/035GK101832165SQ20091017030
公開日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2009年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月11日
發(fā)明者陳溫樂(lè) 申請(qǐng)人:陳溫樂(lè)