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1、(10)申请公布号 CN 103016105 A (43)申请公布日 2013.04.03 CN 103016105 A *CN103016105A* (21)申请号 201210541046.5 (22)申请日 2012.12.12 F01N 3/025(2006.01) F01N 3/035(2006.01) F01N 11/00(2006.01) (71)申请人 中国人民解放军军事交通学院 地址 300161 天津市河东区东局子一号 (72)发明人 资新运 姚广涛 刘宏威 姜大海 徐正飞 庞海龙 邓成林 张英锋 卜建国 张卫峰 俞妍 柳贵东 (74)专利代理机构 天津市三利专利商标代理有。
2、 限公司 12107 代理人 肖莉丽 (54) 发明名称 柴油机颗粒物捕集器再生起燃器及喷油助燃 复合再生系统 (57) 摘要 本发明公开了一种柴油机颗粒物捕集器再生 起燃器及喷油助燃复合再生系统， 旨在提供一种 能在柴油机全工况条件下可靠点火的起燃器及再 生系统。 起燃器包括内桶、 外桶、 进气系统、 电热塞 座、 一级供油系统、 二级供油系统、 三级供油系统， 内桶通过支撑同心固定在外桶内， 外桶的两端为 气体出口， 内桶一端封闭， 另一端为开口状并与外 桶的气体出口相对， 内桶的内腔作为燃烧室 ； 进 气系统包括主进气管和辅助进气管， 主进气管穿 过内桶封闭的一端进入燃烧室， 主进气管在。
3、燃烧 室内的部分有多排进气孔， 在第一排进气孔上部 的电热塞座内有电热塞 ； 电热塞座的下端与燃烧 室连通， 电热塞的下端有一级布油丝网， 辅助进气 管的出气口通到一级布油丝网下部。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 7 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 7 页 附图 3 页 1/2 页 2 1. 一种柴油机颗粒物捕集器再生起燃器， 其特征在于， 包括内桶、 外桶、 进气系统、 电热 塞座、 一级供油系统、 二级供油系统、 三级供油系统， 所述内桶通过支撑同心固定在外桶内， 所述外桶的两端分别为气体出口，。
4、 所述内桶一端封闭， 另一端为开口状并与所述外桶的气 体出口相对， 所述内桶的内腔作为燃烧室， 所述外桶与内桶之间作为外腔 ； 所述进气系统包 括主进气管和辅助进气管， 所述主进气管穿过所述内桶封闭的一端进入所述燃烧室， 所述 主进气管在燃烧室内的部分设置有多排进气孔， 在第一排进气孔上部的电热塞座内安装有 电热塞 ； 所述电热塞座的下端与所述燃烧室连通， 所述电热塞的下端安装有一级布油丝网， 所述辅助进气管的出气口通到所述一级布油丝网下部 ； 所述一级供油系统包括一级进油 管， 所述一级进油管的出油口位于所述一级布油丝网上部， 并与所述辅助进气管的出气口 相对 ； 所述二级供油系统包括二级油。
5、气分离腔、 二级燃油蒸发腔、 二级纵向供油管、 二级横 向供油管， 所述二级油气分离腔和二级燃油蒸发腔分别为位于所述内桶外壁中部的环形密 闭腔体， 所述二级油气分离腔内设置有与所述燃烧室连通并与所述主进气管上多排进气孔 相对的二级出气孔， 所述二级燃油蒸发腔与所述二级油气分离腔连通 ； 所述二级纵向进油 管上端穿过所述内桶和外桶， 所述二级纵向进油管的另一端与所述二级横向进油管连接， 所述二级横向进油管横向安装于所述二级燃油蒸发腔内， 所述二级横向进油管上设置有多 个二级出油孔， 所述二级燃油蒸发腔内安装有二级布油丝网 ； 所述三级供油系统包括三级 油气分离腔、 三级燃油蒸发腔、 三级纵向供油。
6、管、 三级横向供油管， 所述三级油气分离腔和 三级燃油蒸发腔分别为位于所述内桶外壁中部的环形密闭腔体， 所述三级油气分离腔内设 置有与所述外腔连通的三级出气孔， 所述三级燃油蒸发腔与所述三级油气分离腔连通 ； 所 述三级纵向进油管上端穿过所述内桶和外桶， 所述三级纵向进油管的另一端与所述三级横 向进油管连接， 所述三级横向进油管横向安装于所述三级燃油蒸发腔内， 所述三级横向进 油管上设置有多个三级出油孔， 所述三级燃油蒸发腔内安装有三级布油丝网 ； 所述二级燃 油蒸发腔和三级燃油蒸发腔相邻， 所述二级油气分离腔和三级油气分离腔分别位于内桶中 部的两端。 2. 根据权利要求 1 所述的柴油机颗粒。
7、物捕集器再生起燃器， 其特征在于， 所述电热塞 座穿过内桶和外桶， 上端固定在所述外桶上。 3. 根据权利要求 1 所述的柴油机颗粒物捕集器再生起燃器， 其特征在于， 所述二级燃 油蒸发腔通过出气通道与所述二级油气分离腔连通。 4. 根据权利要求 1 所述的柴油机颗粒物捕集器再生起燃器， 其特征在于， 所述三级燃 油蒸发腔大于所述二级燃油蒸发腔。 5. 一种含有权利要求 1 所述再生起燃器的柴油机颗粒物捕集器喷油助燃复合再生系 统， 包括控制系统、 再生起燃器、 氧化型催化器、 颗粒物捕集器， 其特征在于， 所述再生起燃 器采用排气全流方式串联于发动机排气管中段， 所述再生起燃器后面与所述氧化。
8、型催化 器、 颗粒物捕集器依次连接 ； 所述再生起燃器与所述 DOC 联合升温到再生温度。 6. 根据权利要求 5 所述的柴油机颗粒物捕集器喷油助燃复合再生系统， 其特征在于， 所述再生起燃器的后端设置有监测火焰温度的第一温度传感器， 所述再生起燃器出口与所 述氧化型催化器进口处安装有监测再生起燃器出口温度的第二温度传感器， 所述氧化型催 化器出口与所述颗粒物捕集器进口处安装有监测氧化型催化器后颗粒物捕集器前的温度 的第三温度传感器， 所述颗粒物捕集器后端安装有监测颗粒物捕集器后温度的第四温度传 权 利 要 求 书 CN 103016105 A 2 2/2 页 3 感器 , 所述第一温度传感器。
9、、 第二温度传感器、 第三温度传感器、 第四温度传感器分别与所 述控制系统连接。 权 利 要 求 书 CN 103016105 A 3 1/7 页 4 柴油机颗粒物捕集器再生起燃器及喷油助燃复合再生系统 技术领域 0001 本发明涉及柴油机尾气颗粒物污染控制技术领域， 特别是涉及一种柴油机颗粒物 捕集器再生起燃器及喷油助燃复合再生系统。 背景技术 0002 随着我国汽车产量及保有量的日益增加， 汽车排气对人类健康的危害和对环境的 污染也日益严重。世界各国都为此制定了越来越严格的汽车排放法规， 目前法规限定的污 染物主要是碳氢化合物 （HC） 、 一氧化碳 （CO） 、 氮氧化物 （NOx） 和。
10、颗粒物 （PM） ， 其中柴油车需 要重点控制的是氮氧化物 （NOx） 和颗粒物 （PM） 。 0003 对于车用柴油机排气颗粒物的处理， 主要采用柴油机颗粒物捕集器 (DPF) 过滤的 方法， 但过滤一段时间后， 需要按时清除 DPF 中的 PM， 也即需要完成 DPF 的再生。DPF 的再 生通常要排气温度达到600以上， 才能将滞留在DPF上的PM烧掉， 但柴油车在实际运行过 程当中一般都难以使排气温度达到这一温度， 因此， 需要依靠喷油助燃来提高排气温度达 到 PM 的着火点 （即再生温度） 。 0004 目前燃油助燃的方法是在 DPF 入口设置再生起燃器。 0005 现阶段再生起燃器。
11、主要存在以下技术问题 ： 0006 1、 起燃器工作能力受发动机工况限制 , 需要怠速或固定工况条件下进行再生。发 动机不同工况下， 排气流量、 排气温度以及排气含氧量波动较大， 对起燃器的点火可靠性、 加热能力都有较大影响。 0007 2、 再生系统加热温度难以准确控制。通常， 氧化型催化器 （DOC） 催化氧化工作温 度要求在 300以上， 同时温度过高又会加快 DOC 性能老化 ； DPF 内排气颗粒物的起燃温度 在 600， 同样燃烧温度过高也会烧损 DPF。因此再生系统要求沿管路准确稳定控制各阶段 工作温度， 控制难度大。 0008 3、 起燃器点火可靠性较差。起燃器点火主要依靠电热。
12、塞加热蒸发并点燃柴油。点 火时电热塞附近油汽、 氧气浓度不均匀、 不稳定为可靠点火带来极大的困难。 同时通电时间 过长、 局部温度过高又很容易造成电热塞的损毁。 发明内容 0009 本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷， 提供一种能够在柴油机全工况 条件下， 准确控温、 可靠点火的起燃器。 0010 本发明的另一个目的是提供一种起燃器燃烧加热和 DOC 催化加热复合再生的喷 油助燃复合再生系统。 0011 为实现本发明的目的所采用的技术方案是 ： 0012 一种柴油机颗粒物捕集器再生起燃器， 其特征在于， 包括内桶、 外桶、 进气系统、 电 热塞座、 一级供油系统、 二级供油系统、 三级。
13、供油系统， 所述内桶通过支撑同心固定在外桶 内， 所述外桶的两端分别为气体出口， 所述内桶一端封闭， 另一端为开口状并与所述外桶的 说 明 书 CN 103016105 A 4 2/7 页 5 气体出口相对， 所述内桶的内腔作为燃烧室， 所述外桶与内桶之间作为外腔 ； 所述进气系 统包括主进气管和辅助进气管， 所述主进气管穿过所述内桶封闭的一端进入所述燃烧室， 所述主进气管在燃烧室内的部分设置有多排进气孔， 在第一排进气孔上部的电热塞座内安 装有电热塞 ； 所述电热塞座的下端与所述燃烧室连通， 所述电热塞的下端安装有一级布油 丝网， 所述辅助进气管的出气口通到所述一级布油丝网下部 ； 所述一级。
14、供油系统包括一级 进油管， 所述一级进油管的出油口位于所述一级布油丝网上部， 并与所述辅助进气管的出 气口相对 ； 所述二级供油系统包括二级油气分离腔、 二级燃油蒸发腔、 二级纵向供油管、 二 级横向供油管， 所述二级油气分离腔和二级燃油蒸发腔分别为位于所述内桶外壁中部的环 形密闭腔体， 所述二级油气分离腔内设置有与所述燃烧室连通并与所述主进气管上多排进 气孔相对的二级出气孔， 所述二级燃油蒸发腔与所述二级油气分离腔连通 ； 所述二级纵向 进油管上端穿过所述内桶和外桶， 所述二级纵向进油管的另一端与所述二级横向进油管连 接， 所述二级横向进油管横向安装于所述二级燃油蒸发腔内， 所述二级横向进油。
15、管上设置 有多个二级出油孔， 所述二级燃油蒸发腔内安装有二级布油丝网 ； 所述三级供油系统包括 三级油气分离腔、 三级燃油蒸发腔、 三级纵向供油管、 三级横向供油管， 所述三级油气分离 腔和三级燃油蒸发腔分别为位于所述内桶外壁中部的环形密闭腔体， 所述三级油气分离腔 内设置有与所述外腔连通的三级出气孔， 所述三级燃油蒸发腔与所述三级油气分离腔连 通 ； 所述三级纵向进油管上端穿过所述内桶和外桶， 所述三级纵向进油管的另一端与所述 三级横向进油管连接， 所述三级横向进油管横向安装于所述三级燃油蒸发腔内， 所述三级 横向进油管上设置有多个三级出油孔， 所述三级燃油蒸发腔内安装有三级布油丝网 ； 所。
16、述 二级燃油蒸发腔和三级燃油蒸发腔相邻， 所述二级油气分离腔和三级油气分离腔分别位于 内桶中部的两端。 0013 所述电热塞座穿过内桶和外桶， 上端固定在所述外桶上。 0014 所述二级燃油蒸发腔通过出气通道与所述二级油气分离腔连通。 0015 所述三级燃油蒸发腔大于所述二级燃油蒸发腔。 0016 一种含有所述再生起燃器的柴油机颗粒物捕集器喷油助燃复合再生系统， 包括控 制系统、 再生起燃器、 氧化型催化器、 颗粒物捕集器， 其特征在于， 所述再生起燃器采用排气 全流方式串联于发动机排气管中段， 所述再生起燃器后面与所述氧化型催化器、 颗粒物捕 集器依次连接 ； 所述再生起燃器与所述 DOC 。
17、联合升温到再生温度。 0017 所述再生起燃器的后端设置有监测火焰温度的第一温度传感器， 所述再生起燃器 出口与所述氧化型催化器进口处安装有监测再生起燃器出口温度的第二温度传感器， 所述 氧化型催化器出口与所述颗粒物捕集器进口处安装有监测氧化型催化器后颗粒物捕集器 前的温度的第三温度传感器， 所述颗粒物捕集器后端安装有监测颗粒物捕集器后温度的第 四温度传感器 , 所述第一温度传感器、 第二温度传感器、 第三温度传感器、 第四温度传感器 分别与所述控制系统连接。 0018 与现有技术相比， 本发明的有益效果是 ： 0019 1、 本发明的起燃器可在柴油机全工况条件下工作 ： 不同工况条件下， 柴。
18、油机排气 流量和排气温度波动较大， 容易造成起燃器火焰不稳定， 甚至熄火。 本发明的起燃器有独立 的供气系统， 而且采用多层次独立腔室设计， 起燃器点火、 燃烧加热在相对独立的内腔燃烧 室进行， 不但可以保证在柴油机工况变化时的正常燃烧， 而且通过加大供油量、 供气量还可 说 明 书 CN 103016105 A 5 3/7 页 6 以始终保证最大加热能力 ； 起燃器的燃油蒸发汽化在内外腔夹层内的蒸发腔进行， 依靠燃 烧室内火焰加热完成， 因此， 燃油蒸发汽化完全由起燃器内部燃烧控制。 0020 2、 本发明的再生系统再生时DOC和DPF内部温度控制准确 ： DOC起燃温度在300 以上， 但。
19、温度过高会加剧DOC老化 ； DPF内PM的起燃温度一般在600以上， 同样， 过高的温 度也会造成 DPF 损毁， 通常 DPF 内部温度应控制在 1000以下。本发明的再生系统的再生 过程中， 起燃器二级燃烧加热 DOC， 根据 DOC 前后温度传感器监测， 调节二级供油量， 可稳定 DOC 床温在 300-350。DPF 内部升温主要依靠起燃器三级蒸发汽化的燃油蒸汽在 DOC 内 催化氧化反应， 监测 DPF 前温度， 调节三级供油量， 可准确控制 DPF 前温度在 600-650； 当 PM开始再生后， DPF内部迅速升温， 此时， 通过监测DPF后温度及温度变化速率， 调节三级供 油。
20、， 减小加热能力， 既可保证 DPF 内部 PM 的完全再生， 又可控制 DPF 内最高再生温度， 从而 能够准确控制 DOC 和 DPF 内部温度。 0021 3、 本发明的起燃器点火可靠性提高 ： 一级点火系统在点火成功后即停止工作， 停 止一级供油停止、 电热塞供电， 电热塞工作时间缩短。而且， 辅助进气管引入的空气减小了 电热塞附近的油汽浓度， 一方面可以确保一级顺利点火， 另一方面能够有效地防止电热塞 表面积碳， 延长了电热塞使用寿命， 提高了点火可靠性。 附图说明 0022 图 1 所示为本发明柴油机颗粒物捕集器再生起燃器的内部结构图 ； 0023 图 2 所示为本发明柴油机颗粒物。
21、捕集器喷油助燃复合再生系统示意图 ； 0024 图 3 为发动机怠速工况时 DPF 再生温度曲线图 ； 0025 图 4 为发动机转速 1600rpm、 扭矩 60NM 时 DPF 再生温度曲线图 ； 0026 图 5 为车速在 30km/h 左右 , 半载状态时 DPF 再生温度曲线图。 0027 图中 ： 1. 一级供油管， 2. 二级油气分离腔， 3. 二级燃油蒸发腔， 4. 二级横向供油 管， 5. 二级纵向供油管， 6. 三级纵向供油管， 7. 三级横向供油管， 8. 三级燃油蒸发腔， 9. 三 级油气分离腔， 10. 三级出气孔， 11. 辅助进气管， 12. 主进气管， 13. 。
22、外腔， 14. 电热塞座， 15.二级出气孔， 16.进气孔， 17.燃烧室， 18.二级出油孔， 19.三级出油孔， 20.外桶， 21.内 桶， 22. 发动机排气管， 23. 再生起燃器， 24. 氧化型催化器 （DOC） ， 25. 颗粒物捕集器 （DPF） 。 具体实施方式 0028 以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。 0029 本发明一种柴油机颗粒物捕集器再生起燃器的示意图如图 1 所示， 包括内桶 21、 外桶 20、 进气系统、 电热塞座 14、 一级供油系统、 二级供油系统、 三级供油系统， 所述内桶 21 通过支撑同心固定在外桶 20 内， 所述外桶 20 。
23、的两端分别为气体出口， 所述内桶 21 一端封 闭， 另一端为开口状并与所述外桶的气体出口相对， 所述内桶 21 的内腔作为燃烧室 17， 燃 烧室是燃油燃烧的腔室。 所述外桶20与内桶21之间作为外腔13， 外腔主要用来导流排气。 所述进气系统包括主进气管 12 和辅助辅助进气管 11， 主进气管 12 外端连接空气压缩机， 所述主进气管 12 穿过所述内桶 21 封闭的一端进入所述燃烧室 17， 所述主进气管 12 在燃 烧室 17 内的部分设置有多排进气孔 16， 在第一排所述进气孔 16 上部的电热塞座内安装有 电热塞。本实施例中所述电热塞座 14 的安装方式为 ： 所述电热塞座 14。
24、 穿过内桶 21 和外 说 明 书 CN 103016105 A 6 4/7 页 7 桶 20， 上端固定在所述外桶 20 上。在所述电热塞座内部车有内螺纹， 电热塞通过螺纹固定 并密封。所述电热塞的下端 （也即电热塞座内螺纹的下端） 安装有一级布油丝网。所述电 热塞座 14 的下端与所述燃烧室 17 连通， 所述辅助进气管 11 的出气口通到所述布油丝网下 部。电热塞的主要作用是在一级供油点火前加热一级布油丝网确保燃油蒸发， 并点燃燃油 蒸汽。 为保证点火成功， 辅助进气管引入的空气减小了电热塞附近的油汽浓度， 一方面可以 确保一级顺利点火， 另一方面能够有效地防止电热塞表面积碳， 延长使用。
25、寿命。 0030 所述一级供油系统包括一级进油管 1， 所述一级进油管 1 的出油口位于所述一级 布油丝网上部， 并与所述辅助进气管 11 的出气口相对。一级供油系统的供油量较小， 一级 进油管直通到电热塞座， 出油口对着辅助进气管的出气口。燃油从一级进油管 1 的出油口 出来沿一级布油丝网分散流下， 在电热塞的加热下蒸发， 燃油蒸汽和辅助进气管引进的空 气混合被电热塞点燃， 燃烧的热量进一步加大了燃油蒸发的能力， 通过自身的燃烧加热， 一 级供油系统可在再生起燃器的燃烧室内形成持续稳定的燃烧。 但一级供油系统燃油蒸发能 力有限， 油量增大将会导致燃烧恶化， 油汽不能充分反应， 碳烟较重， 加。
26、热能力不足。因此， 一级供油系统的主要作用是 ： 完成起燃器点火， 并为二级供油系统最初的蒸发着火准备条 件。 0031 所述二级供油系统包括二级油气分离腔 2、 二级燃油蒸发腔 3、 二级纵向供油管 5、 二级横向供油管 4， 所述二级油气分离腔 2 和二级燃油蒸发腔 3 分别为位于所述内桶 21 外 壁中部的环形密闭腔体， 所述二级油气分离腔2内设置有与所述燃烧室17连通并与所述主 进气管 13 上的进气孔 16 相对的二级出气孔 15， 所述二级燃油蒸发腔 3 与所述二级油气分 离腔 2 连通。所述二级纵向进油管 5 上端穿过所述内桶和外桶与油泵的喷嘴连接， 所述二 级纵向进油管 5 的。
27、另一端与所述二级横向进油管 4 连接， 所述二级横向进油管 4 横向安装 于所述二级燃油蒸发腔 3 内， 所述二级横向进油管 4 上设置有多个二级出油孔 18， 所述二 级燃油蒸发腔内安装有二级布油丝网。 二级供油系统是再生起燃器内部燃烧的主要供油系 统。 在内桶中部， 围绕内桶外壁加工有两个空间很小的密闭环状夹层， 较窄的夹层称作二级 油气分离腔 2， 较长的夹层称作二级燃油蒸发腔 3。二级燃油蒸发腔 3 前端有四个出气通道 和二级油气分离腔 2 相通， 二级油气分离腔 2 内有多个二级出气孔 15 穿过内桶壁与燃烧室 17 相通， 并正对着主进气管的多排进气孔 16。二级纵向供油管 5 穿。
28、过外桶进入到二级燃油 蒸发腔 3 上部， 燃油从二级燃油蒸发腔 3 内二级横向供油管下侧的二级出油孔 18 流下， 沿 二级布油丝网均匀分布在内桶壁的外侧。一级火焰在燃烧室内不断加热内桶壁， 二级燃油 蒸发腔 3 内的燃油在内桶壁的加热下迅速蒸发， 燃油蒸汽经出气通道进入二级油气分离腔 2， 从二级油气分离腔2的二级出气孔15进入燃烧室， 油汽和主进气管引入的空气充分混合 并被一级火焰点着燃烧。二级火焰燃烧剧烈， 加热能力强， 在一级停止供油后， 不但可以保 证自身加热蒸发持续燃烧， 还能维持三级供油系统的加热蒸发。从空气压缩机导入的空气 还是有限的， 当二级供油量增大时， 空气量不足导致燃烧。
29、反应不充分、 火焰加长、 温度降低、 碳烟较重等等， 所以二级供油系统的主要作用是维持自身燃烧， 为三级燃油蒸发提供热能。 0032 所述三级供油系统包括三级油气分离腔 9、 三级燃油蒸发腔 8、 三级纵向供油管 6、 三级横向供油管 7， 所述三级油气分离腔 9 和三级燃油蒸发腔 8 分别为位于所述内桶外壁 中部的环形密闭腔体。所述三级油气分离腔 9 内设置有与所述外腔 13 连通的三级出气孔 10， 所述三级燃油蒸发腔 8 与所述三级油气分离腔 9 连通。所述三级纵向进油管 6 上端穿 说 明 书 CN 103016105 A 7 5/7 页 8 过所述内桶和外桶， 所述三级纵向进油管6的。
30、另一端与所述三级横向进油管7连接， 所述三 级横向进油管 7 横向安装于所述三级燃油蒸发腔 8 内， 所述三级横向进油管 7 上设置有多 个三级出油孔 19， 所述三级燃油蒸发腔内安装有三级布油丝网。所述二级燃油蒸发腔 3 和 三级燃油蒸发腔 8 相邻， 所述二级油气分离腔 2 和三级油气分离腔 9 分别位于内桶中部的 两端。三级供油系统的作用是加热 DPF 完成再生。为了提高三级燃油蒸发能力， 三级燃油 蒸发腔比二级燃油蒸发腔更长， 加热蒸发表面积更大。 0033 燃油从三级燃油蒸发腔8内三级横向供油管下侧的三级出油孔19流下， 沿三级布 油丝网均匀分布在内桶壁的外侧。二级火焰在燃烧室内不断。
31、加热内桶壁， 三级燃油蒸发腔 8 内的燃油在内桶壁的加热下迅速蒸发， 燃油蒸汽经三级油气分离腔上的三级出气孔 10 进 入起燃器外腔 13， 和排气混合， 从外桶的出口进入 DOC。 0034 本发明的柴油机颗粒物捕集器喷油助燃复合再生系统的示意图如图 2 所示， 包括 控制系统、 再生起燃器 23、 氧化型催化器 （DOC） 24、 颗粒物捕集器 （DPF） 25。所示再生起燃 器 23 的结构与上述图 1 所述的结构相同。所述再生起燃器 23 采用排气全流方式串联于发 动机排气管 22 的中段， 所述再生起燃器 23 后面与所述氧化型催化器 （DOC） 24、 颗粒物捕集 器 （DPF） 。
32、25 依次连接。所述再生起燃器 23 与所述氧化型催化器 （DOC） 联合升温到再生温 度。氧化型催化器 （DOC） 24 与颗粒物捕集器 （DPF） 25 组成 DOC+DPF 封装体。 0035 所述再生起燃器的前端设置有监测火焰温度的第一温度传感器， 所述再生起燃器 出口与所述氧化型催化器 （DOC） 进口处安装有监测再生起燃器出口温度的第二温度传感 器， 所述 DOC 出口与所述 DPF 进口处安装有监测 DOC 后 DPF 前的温度的第三温度传感器， 所 述 DPF 后端安装有监测 DPF 后温度的第四温度传感器 , 所述第一温度传感器、 第二温度传 感器、 第三温度传感器、 第四温。
33、度传感器分别与所述控制系统连接， 分别检测四个温度点。 0036 DPF 再生过程控制分两个步骤 ： 1. 再生准备， 2. 再生温度控制。 0037 1. 再生准备 0038 当系统判断 DPF 需要燃烧再生后， 首先根据发动机工况完成各项再生准备工作， 包括一级点火、 加热二级燃油蒸发腔 ； 二级着火、 稳定燃烧、 加热三级燃油蒸发腔 ； 以及 DOC 催化条件准备等。 0039 为达到 DOC 催化工作温度， 应保证 DOC 床温超过 300。通过检测 DOC 前后的第二 温度传感器和第三温度传感器的温度可判定 DOC 床温， 如温度不足 300， 则由二级稳定加 热 ； 如温度已达到 。
34、DOC 催化工作温度， 则直接进入再生程序。 0040 2. 再生温度控制方式 0041 经过再生准备过程后， 二级供油系统持续供油燃烧， DOC 被加热达到催化工作温 度， 系统进入到 DPF 再生阶段。三级供油系统开始供油后， 燃油经三级燃油蒸发腔加热蒸 发， 燃油蒸汽经三级油气分离腔， 从内桶后端的三级出气孔进入外腔， 和排气混合， 经外桶 上的出口进入到 DOC+DPF 封装体。燃油蒸汽燃烧加热 DPF， 使 DPF 达到再生温度。 0042 1) 再生目标温度 0043 再生温度是由 DPF 内碳烟的起燃温度决定的， 不同品质的燃油所生成的碳烟起燃 温度是不同的。通常不含有添加剂的燃。
35、油产生的碳烟起燃温度在 630 -650， 而含有添 加剂的燃油产生的碳烟起燃温度则在530-550。 再生的目标温度要高于碳烟的起燃温度， 但又不能过高， 以免 DOC 和 DPF 损毁。 说 明 书 CN 103016105 A 8 6/7 页 9 0044 2) 再生温度控制方式 0045 不同工况时发动机排气温度和流量差别很大， 导致三级燃油蒸汽燃烧反应位置不 同， 由三级燃油蒸汽不同的燃烧方式可将再生方式分为三种。根据不同工况时发动机排气 流量、 排气温度的分布， 将发动机工况大致分为三个区域， 不同的区域采取不同的再生加热 方式， 再生温度控制方式也不同。分别是 ： 0046 怠速。
36、或低速空载时， 由起燃器燃烧加热再生。 0047 低速小负荷时， 由起燃器燃烧加热和 DOC 催化加热复合再生。 0048 除上述很小和工况范围以外同， 发动机大部分工况下， 由三级供油系统经 DOC 催化反应完成再生。 0049 3. 再生温度控制过程 0050 再生温度控制过程的主要工作有三部分 : 0051 1) 再生目标温度加热 0052 根据发动机工况， 在三级开始供油后， 加大三级供油到预设加油量， 等待升温。对 于蒸发式再生起燃器， 受到燃油蒸发时间的影响， 温度场不能对燃油供应量的变化做出及 时的响应， 温度场变化滞后于供油量的改变， 表现出较大的惯性。 因此在控制再生温度的时。
37、 候， 除对温度数值的监测， 还要及时判断温度变化趋势 ( 温度曲线变化率 )。 0053 再生温度校准 ： 针对发动机的不同工况， 根据计算和试验预先设定了三级供油量， 但预设供油量并不一定保证将 DPF 加热到再生目标温度， 因此当 DOC 后温度上升接近目标 温度时 (T50 )， 开始再生温度校准。即根据温度曲线变化率的大小方向及时增减供油 量， 使 DOC 后温度平缓接近目标温度。 0054 2) 再生温度保持 0055 再生温度保持 ： 达到再生目标温度后， 当发动机工况变化时， DPF 温度也将随之改 变， 同样根据温度变化率的方向大小及时增减供油量， 保持再生温度的稳定， 防止。
38、大幅度的 波动。 0056 当温度快速超过再生目标温度时， 应减少甚至切断三级供油， 防止DOC和DPF高温 损毁。 0057 3) 再生结束 0058 为防止燃油存留在再生起燃器的二级燃油蒸发腔和三级燃油蒸发腔内， 再生完成 后， 应按时间依次停止三级、 二级供油， 停止燃油泵、 空气压缩机工作。记录再生过程数据。 0059 4、 DPF 再生试验及结果分析 0060 采用上述再生系统及控制方式， 分别在试验台架和实车上进行了 DPF 再生试验。 验证再生起燃器的加热能力并对 DPF 内部温度场进行实测。 0061 （1） 台架试验 0062 试验台架发动机为北汽福田 BJ493ZQ3 柴油。
39、机， 该发动机主要装备北汽福田汽车 股份有限公司欧马可轻型载重汽车。为监测 DPF 内部温度场的分布情况， 在 DPF 中部设置 五个温度传感器， 在径向截面上， 按上下左右中位置中心对称布置。图 3 为发动机怠速工况 时 DPF 再生温度曲线， 图 4 为发动机转速 1600rpm、 扭矩 60NM 时 DPF 再生温度曲线。 0063 经试验可知， 完整再生过程大约在3到5分钟， 其中再生准备时间需1到2分钟， 从 再生准备完成到达到再生目标温度只需 1 分钟时间。再生过程中 DPF 内温度场分布均匀， 说 明 书 CN 103016105 A 9 7/7 页 10 DPF 内径向截面温差。
40、不超过 80 ； 再生温度控制保持稳定， 没有较大的温度波动。 0064 2、 实车试验 0065 试验车型为北汽福田汽车股份有限公司欧马可轻型载重汽车。将再生起燃器和 DOC+DPF封装体加装在车辆排气管路中， 记录再生过程中各传感器监测温度。 图5为车速在 30km/h 左右 , 半载状态时 DPF 再生温度曲线。 0066 经实车道路试验， DPF 可以在短时间内达到再生温度， 温度控制平稳， 在车速波动 条件下， 仍能保证再生温度基本稳定。 0067 3、 结论 0068 经发动机台架试验和实车道路试验， 可得如下结论 ： 0069 1) 所设计的再生起燃器在 DOC 的配合下， 能够。
41、在发动机较大的工作范围内， 很好 地完成 DPF 再生。 0070 2) 再生起燃器加热能力强， 加热温度较均匀， DPF 升温快， 温度场分布均匀。 0071 3) 发动机在提高转速增加负荷后， 再生起燃器加热效果好于怠速时再生 ； 实车试 验时， 在车辆运行过程中， 再生加热时间、 温度控制都优于停车怠速再生。 0072 以上所述仅是本发明的优选实施方式， 应当指出的是， 对于本技术领域的普通技 术人员来说， 在不脱离本发明原理的前提下， 还可以做出若干改进和润饰， 这些改进和润饰 也应视为本发明的保护范围。 说 明 书 CN 103016105 A 10 1/3 页 11 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103016105 A 11 2/3 页 12 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103016105 A 12 3/3 页 13 图 5 说 明 书 附 图 CN 103016105 A 13 。