一種新型汽車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)顆粒催化過濾器系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)動(dòng)車排放控制領(lǐng)域中的尾氣凈化系統(tǒng)，尤其涉及一種具有低溫連續(xù)被動(dòng)再生及監(jiān)控功能的新型汽車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)顆粒催化過濾器系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著機(jī)動(dòng)車顆粒物排放法規(guī)的日益提高，顆粒捕集器的應(yīng)用越來越廣泛，常規(guī)的顆粒捕集器的捕集效率一般在50%?98%之間，但是由于顆粒捕集器捕集到的顆粒需要很高的溫度，一般需要達(dá)到600°C以上才能被氧化掉。在沒有外界條件的作用下，顆粒物在排氣系統(tǒng)內(nèi)很難被消除掉，如果不能實(shí)現(xiàn)再生，顆粒捕集器很快將被顆粒堵塞，失去過濾性能，產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。
[0003]顆粒捕集器的再生可分為主動(dòng)再生和被動(dòng)再生，主動(dòng)再生是指利用外加能量(如:燃燒器、電加熱器、發(fā)動(dòng)機(jī)電控后噴等改變發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度)使顆粒捕集器內(nèi)部溫度達(dá)到顆粒的氧化燃燒溫度而進(jìn)行的再生。被動(dòng)再生是指利用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣本身所具有的能量進(jìn)行的再生。
[0004]目前常用的顆粒捕集器的再生方式一般有三種，一種是通過發(fā)動(dòng)機(jī)燃油電控系統(tǒng)后噴燃油至發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管，燃油經(jīng)柴油氧化型催化轉(zhuǎn)化器(DOC)的氧化，使排氣溫度升高，利用該溫度氧化顆粒捕集器中的顆粒，以達(dá)到再生的目的；第二種是通過在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管上外接一套噴油系統(tǒng)，當(dāng)顆粒捕集器需要再生時(shí)，向DOC之前噴射一定量的燃油，同樣通過DOC的氧化作用升高排氣溫度，氧化顆粒捕集器中的顆粒，達(dá)到顆粒捕集器再生的目的；第三種是通過在顆粒捕集器前外接一個(gè)燃燒器，當(dāng)顆粒捕集器需要再生時(shí)，向燃燒器中注入一定量的燃油并通過燃燒器中的火花塞點(diǎn)燃燃油，燃油燃燒的熱量使排氣溫度升高，從而使顆粒捕集器再生。這三種方式均是通過外界注入再生燃料，燃燒使排氣溫度升高來使顆粒捕集器再生，再生需要的溫度環(huán)境均在顆粒捕集器外形成，熱量通過傳導(dǎo)和輻射的方式，這樣的方式會在熱傳導(dǎo)過程中散失大量的能量，造成浪費(fèi)和發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)性能、舒適性能的下降。
[0005]基于普通顆粒捕集器再生溫度高，再生條件差；再生需要外部注入燃料，造成發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性下降，浪費(fèi)能源；再生時(shí)對發(fā)動(dòng)機(jī)舒適性能有一定影響。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的就在于為了解決上述問題而提供一種新型汽車發(fā)動(dòng)機(jī)顆粒催化過濾器系統(tǒng)。
[0007]本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的:
[0008]一種新型汽車發(fā)動(dòng)機(jī)顆粒催化過濾器系統(tǒng)，包括進(jìn)氣大小頭、催化轉(zhuǎn)化器和出氣大小頭，所述進(jìn)氣大小頭和所述出氣大小頭分別設(shè)置在所述催化轉(zhuǎn)化器的兩端，所述催化轉(zhuǎn)化器包括柴油氧化型催化轉(zhuǎn)化器和顆粒催化過濾器，所述柴油氧化型催化轉(zhuǎn)化器和所述顆粒催化過濾器之間設(shè)置有過渡段，所述柴油氧化型催化轉(zhuǎn)化器、所述過渡段和所述顆粒催化過濾器沿汽車尾氣氣流流向依次設(shè)置并連通。
[0009]進(jìn)一步，所述系統(tǒng)還包括壓力檢測管、壓差傳感器和控制器，兩個(gè)所述壓力檢測管的第一端分別與所述進(jìn)氣大小頭和所述出氣大小頭連通，兩個(gè)所述壓力檢測管的第二端均與所述壓差傳感器的壓差采集端連接，所述壓力傳感器的信號端與所述控制器連接。
[0010]更進(jìn)一步，所述系統(tǒng)還包括警示器，所述警示器的信號輸入端與所述控制器的警示信號輸出端連接。
[0011]具體地，所述柴油氧化型催化轉(zhuǎn)化器為堇青石通透式結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部涂覆高性能含鉑氧化催化劑，其起燃溫度為180°C?200°C。
[0012]優(yōu)選地，所述過渡段的寬度為15mm?20mm。
[0013]具體地，所述顆粒催化過濾器為堇青石壁流式結(jié)構(gòu)，所述顆粒催化過濾器的進(jìn)氣端壁面上設(shè)置有致密層，所述致密層上設(shè)置有多個(gè)孔隙，且涂覆有高性能含鉑氧化催化劑，所述顆粒催化過濾器的再生平衡點(diǎn)溫度為280°C?320°C。
[0014]優(yōu)選地，所述致密層上的孔隙中，至少有80%的孔隙的直徑小于20nm。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0016]本實(shí)用新型一種新型汽車發(fā)動(dòng)機(jī)顆粒催化過濾器系統(tǒng)通過柴油氧化型催化轉(zhuǎn)化器將尾氣中的NO轉(zhuǎn)化成NO2,并氧化掉尾氣顆粒物中大部分的可溶有機(jī)物和碳?xì)浠衔锝M分，在通過顆粒催化過濾器，能在發(fā)動(dòng)機(jī)自身排氣溫度條件下，通過NO2與碳顆粒發(fā)生催化反應(yīng)轉(zhuǎn)化成NO和C02，從而實(shí)現(xiàn)低溫連續(xù)被動(dòng)再生，不需要通過外部注入燃料，避免了造成的發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性下降，浪費(fèi)能源，再生時(shí)影響發(fā)動(dòng)機(jī)舒適性能等問題。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實(shí)用新型所述一種新型汽車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)顆粒催化過濾器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明:
[0019]如圖1所示，本實(shí)用新型一種新型汽車發(fā)動(dòng)機(jī)顆粒催化過濾器系統(tǒng)，包括進(jìn)氣大小頭1、催化轉(zhuǎn)化器2、出氣大小頭3、壓力檢測管4、壓差傳感器5、警示器7和控制器6，進(jìn)氣大小頭I和出氣大小頭3分別設(shè)置在催化轉(zhuǎn)化器2的兩端，催化轉(zhuǎn)化器包括柴油氧化型催化轉(zhuǎn)化器21和顆粒催化過濾器23，柴油氧化型催化轉(zhuǎn)化器21和顆粒催化過濾器23之間設(shè)置有過渡段22，過渡段22的寬度為15_?20_，柴油氧化型催化轉(zhuǎn)化器21、過渡段22和顆粒催化過濾器23沿汽車尾氣氣流流向依次設(shè)置并連通，兩個(gè)壓力檢測管4的第一端分別與進(jìn)氣大小頭I和出氣大小頭3連通，兩個(gè)壓力檢測管4的第二端均與壓差傳感器5的壓差采集端連接，壓力傳感器的信號端與控制器6連接，警示器7的信號輸入端與控制器6的警示信號輸出端連接。
[0020]柴油氧化型催化轉(zhuǎn)化器21為堇青石通透式結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部涂覆高性能含鉑氧化催化劑，其起燃溫度為180°C?20(TC，顆粒催化過濾器23為堇青石壁流式結(jié)構(gòu)，顆粒催化過濾器23進(jìn)氣端壁面上設(shè)置有致密層，致密層上設(shè)置有多個(gè)孔隙，且涂覆有高性能含鉑氧化催化劑，顆粒催化過濾器23的再生平衡點(diǎn)溫度為280°C?320°C，致密層上的孔隙中，至少有80%的孔隙的直徑小于20nmo
[0021]本實(shí)用新型一種新型汽車發(fā)動(dòng)機(jī)顆粒催化過濾器系統(tǒng)的工作原理如下:
[0022]通過發(fā)動(dòng)機(jī)原機(jī)的標(biāo)定使發(fā)動(dòng)機(jī)原始排放指標(biāo)達(dá)到一定的要求，特別是氮氧化物NOxS控制在3.5g/kff.h以內(nèi)，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣通過排氣管進(jìn)入催化轉(zhuǎn)化器2，首先通過進(jìn)氣大小頭I進(jìn)入柴油氧化型催化轉(zhuǎn)化器21 (DOC)，柴油氧化型催化轉(zhuǎn)化器21 (DOC)將尾氣中的CO轉(zhuǎn)化成CO2，將HC轉(zhuǎn)化成H2O和C02，將NO轉(zhuǎn)化成N02，并氧化掉尾氣顆粒物中大部分的可溶有機(jī)物和碳?xì)浠衔锝M分(大概能占到尾氣顆粒物的40% )，尾氣通過柴油氧化型催化轉(zhuǎn)化器21 (DOC)后，根據(jù)催化轉(zhuǎn)化的情況，柴油氧化型催化轉(zhuǎn)化器21 (DOC)的進(jìn)出氣端的溫度比較，通常會有所提高。然后尾氣會通過顆粒催化過濾器23(CSF)，由于顆粒催化過濾器23 (CSF)為壁流式結(jié)構(gòu)，且在進(jìn)氣端壁面設(shè)置了一層致密層，過濾精度達(dá)到20nm，過濾效率達(dá)到98%以上，顆粒催化過濾器23 (CSF)在進(jìn)氣端涂覆高性能催化劑，能在較低的溫度條件下(在280°C?300°C )，通過勵(lì)2與碳顆粒發(fā)生催化反應(yīng)轉(zhuǎn)化成NO和CO 2，從而實(shí)現(xiàn)低溫連續(xù)被動(dòng)再生，同時(shí)壓差傳感器5實(shí)時(shí)采集凈化器的進(jìn)氣大小頭I和出氣大小頭3兩端的壓差信號，并發(fā)送給控制器6，控制器6接收壓差傳感器5的信號，并進(jìn)行處理分析，當(dāng)顆粒催化過濾器23系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)發(fā)出警告指示信號，并由指示器指示相關(guān)信息，通知駕駛?cè)藛T進(jìn)行維修處理。
[0023]本實(shí)用新型的技術(shù)方案不限于上述具體實(shí)施例的限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做出的技術(shù)變形，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型汽車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)顆粒催化過濾器系統(tǒng)，其特征在于:包括進(jìn)氣大小頭、催化轉(zhuǎn)化器和出氣大小頭，所述進(jìn)氣大小頭和所述出氣大小頭分別設(shè)置在所述催化轉(zhuǎn)化器的兩端，所述催化轉(zhuǎn)化器包括柴油氧化型催化轉(zhuǎn)化器和顆粒催化過濾器，所述柴油氧化型催化轉(zhuǎn)化器和所述顆粒催化轉(zhuǎn)化器之間設(shè)置有過渡段，所述柴油氧化型催化轉(zhuǎn)化器、所述過渡段和所述顆粒催化過濾器沿汽車尾氣氣流流向依次設(shè)置并連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型汽車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)顆粒催化過濾器系統(tǒng)，其特征在于:還包括壓力檢測管、壓差傳感器和控制器，兩個(gè)所述壓力檢測管的第一端分別與所述進(jìn)氣大小頭和所述出氣大小頭連通，兩個(gè)所述壓力檢測管的第二端均與所述壓差傳感器的壓差采集端連接，所述壓力傳感器的信號端與所述控制器連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型汽車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)顆粒催化過濾器系統(tǒng)，其特征在于:還包括警示器，所述警示器的信號輸入端與所述控制器的警示信號輸出端連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型汽車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)顆粒催化過濾器系統(tǒng)，其特征在于:所述柴油氧化型催化轉(zhuǎn)化器為堇青石通透式結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部涂覆高性能含鉑氧化催化劑，其起燃溫度為180 °C?200 °C。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型汽車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)顆粒催化過濾器系統(tǒng)，其特征在于:所述過渡段的寬度為15mm?20mmo6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型汽車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)顆粒催化過濾器系統(tǒng)，其特征在于:所述顆粒催化過濾器為堇青石壁流式結(jié)構(gòu)，所述顆粒催化過濾器與的進(jìn)氣端壁面上設(shè)置有致密層，所述致密層上設(shè)置有多個(gè)孔隙，且涂覆有高性能含鉑氧化催化劑，所述顆粒催化過濾器的再生平衡點(diǎn)溫度為280°C?320°C。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的新型汽車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)顆粒催化過濾器系統(tǒng)，其特征在于:所述致密層上的孔隙中，至少有80%的孔隙的直徑小于20nm。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種新型汽車發(fā)動(dòng)機(jī)顆粒催化過濾器系統(tǒng)，包括進(jìn)氣大小頭、催化轉(zhuǎn)化器和出氣大小頭，進(jìn)氣大小頭和出氣大小頭分別設(shè)置在催化轉(zhuǎn)化器的兩端，催化轉(zhuǎn)化器包括柴油氧化型催化轉(zhuǎn)化器和顆粒催化過濾器，柴油氧化型催化轉(zhuǎn)化器和顆粒催化過濾器之間設(shè)置有過渡段，柴油氧化型催化轉(zhuǎn)化器、過渡段和顆粒催化過濾器沿汽車尾氣氣流流向依次設(shè)置并連通。本實(shí)用新型通過柴油氧化型催化轉(zhuǎn)化器將尾氣中的NO轉(zhuǎn)化成NO2，并氧化掉尾氣顆粒物中大部分的可溶有機(jī)物和碳?xì)浠衔锝M分，在通過顆粒催化過濾器，通過NO2與碳顆粒發(fā)生催化反應(yīng)轉(zhuǎn)化成NO和CO2，從而實(shí)現(xiàn)低溫連續(xù)被動(dòng)再生，不需要通過外部注入燃料。
【IPC分類】F01N11/00, F01N3/023, F01N3/20, F01N3/035, F01N3/28
【公開號】CN204677261
【申請?zhí)枴緾N201520372429
【發(fā)明人】石旻磊, 吳忠, 李映昆, 彭林林
【申請人】四川帝博納科技有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年6月2日