用于柴油发动机的尾气处理系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于柴油发动机的尾气处理系统。一种用于柴油发动机的尾气处理系统，其特征在于，所述尾气处理系统包括：设置在柴油发动机排气管下游的低温升温器与所述低温升温器连接的微粒捕集器，所述微粒捕集器为壁流式蜂窝式陶瓷过滤器，用于捕集来自发动机排气的颗粒物质。所述低温升温器包括：圆筒形的外壳体、固定在所述外壳体侧壁上的进油管和进气管；靠近所述外壳体的入口端设置的燃油预热部、靠近外壳体的出口端设置的点火部，所述点火部固定在所述外壳体的侧壁上；和燃烧室，所述燃烧室与所述点火部的下端连接并且通过所述点火部固定在所述燃烧室的侧壁上，其中位于所述点火部前部的点火端伸入所述燃烧室中。

Tail gas treatment system for diesel engine

The invention relates to a tail gas treatment system for a diesel engine. A tail gas treatment system for diesel engines is characterized in that the tail gas treatment system includes a particulate trap connected to a cryogenic thermostat downstream of a diesel engine exhaust pipe, and the particulate trap is a wall flow honeycomb ceramic filter used to capture from the engine. The particulate matter of the exhaust. The low temperature thermostat comprises a cylindrical shell body, an oil pipe and an inlet pipe fixed on the side wall of the outer shell, a fuel preheating unit near the inlet end of the shell body, an ignition section near the outlet end of the outer shell, and the ignition part fixed on the side wall of the outer shell; and the combustion chamber is described. The combustion chamber is connected to the lower end of the ignition section and is fixed to the side wall of the combustion chamber through the ignition part, in which the ignition end at the front of the ignition part is extended into the combustion chamber.

【技术实现步骤摘要】
用于柴油发动机的尾气处理系统
本专利技术涉及柴油车尾气后处理领域。具体地，本专利技术涉及用于使柴油车的尾气升温、过滤并且对所使用的微粒捕集器进行再生的尾气处理系统及其再生方法。
技术介绍
柴油发动机是靠燃烧柴油获取能量释放的发动机。柴油机用的燃料是柴油，它的粘度比汽油大，不容易蒸发，而其自燃温度却比汽油低。柴油发动机的优点是扭矩大、经济性能好，因此，广泛应用于大型柴油设备上，尤其适合于载货汽车的使用，例如大功率高速柴油机主要配套重型汽车、大型客车、工程机械、船舶、发电机组等。但是，由于工作压力大，柴油机要求各有关零件具有较高的结构强度和刚度，所以柴油机比较笨重，体积较大；柴油机的喷油泵与喷嘴制造精度要求高，所以成本较高；另外，柴油机工作粗暴，振动噪声大；柴油不易蒸发，冬季冷车时起动困难。由于上述特点，以前柴油发动机一般用于大、中型载重货车上。另外，由于柴油发动机比较笨重，升功率指标不如汽油机(转速较低)，噪声、振动较高，炭烟与颗粒(PM)排放比较严重，所以一直以来很少受到轿车的青睐。特别是小型高速柴油发动机的新发展，一批先进的技术。例如电控直喷、共轨、涡轮增压、中冷等技术得以在小型柴油发动机上应用，使原来柴油发动机存在的缺点得到了较好的解决，而柴油机在节能与CO2排放方面的优势，则是包括汽油机在内的所有热力发动机无法取代的，成为“绿色发动机”。不过，由于柴油车的碳烟与颗粒排放比较严重，所以柴油车的应用受到了比较大的限制。柴油发动机排放污染物控制的重点是PM。要减少柴油机微粒排放来满足排放标准和法规的要求，除采用机内净化外还必须同时采用后处理装置，而微粒捕集器(DPF)是目前提出的控制微粒排放的最有效、最具发展前景的后处理技术之一。微粒捕集器能够减少柴油发动机所产生的烟灰达90％以上。捕捉到的微粒物质随后通过再生清除。所谓过滤器的再生是指在DPF长期工作中，捕捉器里的颗粒物逐渐增加会引起发动机背压升高，导致发动机性能下降，所以要定期除去沉积的颗粒物，恢复DPF的过滤性能。捕捉器的再生有主动再生和被动再生两种方法：主动再生指的是利用外界能量来提高捕捉器内的温度，使微粒着火燃烧。当捕捉器中的温度达到550℃时，沉积的颗粒物就会氧化燃烧，如果温度达不到550℃，过多的沉积物就会堵塞捕捉器，这时就需要利用外加能源(例如电加热器、燃烧器或发动机操作条件的改变)来提高DPF内的温度，使颗粒物氧化燃烧。被动再生指的是利用燃油添加剂或者催化剂来降低微粒的着火温度，使微粒能在正常的柴油机排气温度下着火燃烧。添加剂(如铈、铁和锶)要以一定的比例加到燃油中，添加剂过多会影响DOC的寿命，但是如果过少，就会导致再生延迟或再生温度升高。2013年5月15日公开的中国专利申请CN103104321A提出了一种柴油发动机排气后处理升温装置及升温方法。在该申请中，使用低温升温器来提升进入DPF的废气的温度，使得累积在DPF中的碳颗粒燃烧，从而使DPF再生。然而，在该申请中燃油的雾化并不充分，因此所形成的燃油-空气混合物的燃点较高，导致所需的点火棒温度较高。另外，由于在该申请中的点火棒同时起预热和点火的作用，因此需要长时间保持高温，导致点火棒容易损坏，需要经常更换；并且由于点火棒设置在外护套内部，难以单独更换，从而带来成本增加以及维护不方便等问题。另外，在汽车行使的环境温度较低(例如，我国的东北部地区，室外温度通常达到零下20-30度)的情况下，由于对燃油和空气的预热不充分，导致低温升温器经常不能顺利点燃，即点火失败，进而导致DPF再生失败。同时，这样的点火失败还产生二次污染。
技术实现思路
鉴于前述问题，本专利技术提出一种用于柴油发动机的尾气处理系统，所述尾气处理系统能够在各种复杂工况、尤其是在低温条件下使柴油和引入的新鲜空气迅速升温、点火，从而将废气快速升温至微粒捕集器再生所需的温度，使得累积在微粒捕集器中的碳颗粒能够在较短的时间内通过燃烧快速清除，实现实时在线再生的目的。同时，由于采用了油罐式的燃油预热部来对燃油进行预热，缩短了预热棒的工作时间，防止预热棒长期处于高温状态，从而延长预热棒的使用寿命。另外，由于在点燃之前对空气和燃油进行多重预热，能够提高燃油-空气混合物的温度，进而提高点燃的稳定性，使低温升温器内的燃烧更为充分，降低了二次污染的风险，提高了燃油的经济性。上述问题通过以下方案得以解决：在第一方面中，提供一种用于柴油发动机的尾气处理系统。所述尾气处理系统包括：低温升温器，所述低温升温器设置在柴油发动机的排气管下游，包括：圆筒形的外壳体，所述外壳体的入口端与柴油车发动机的排气管口连接；固定在所述外壳体侧壁上的进油管和进气管；靠近所述外壳体的入口端设置的燃油预热部，其中所述燃油预热部由储油外套、设置在所述储油外套中的储油内套、设置在所述储油内套中的预热塞和与所述储油内套连通的出油管构成，所述进油管的出口端在所述储油内套的侧壁上部与所述储油内套连通；靠近外壳体的出口端设置的点火部，所述点火部固定在所述外壳体的侧壁上；和燃烧室，所述燃烧室与所述点火部的下端连接并且通过所述点火部固定在所述燃烧室的侧壁上，其中位于所述点火部前部的点火端伸入所述燃烧室中；以及与所述低温升温器连接的微粒捕集器，所述微粒捕集器为壁流式蜂窝式陶瓷过滤器，用于捕集来自发动机排气的颗粒物质。通过该低温升温器，能够使经过充分混合的燃油-空气混合物充分雾化并降低其燃点，然后经点火棒点火并燃烧，从而使来自柴油发动机的排气温度迅速升高，直至达到安装在下游的微粒捕集器所需的再生温度。因此，利用该方面中的尾气处理系统，能够将来自柴油发动机的排气中的绝大部分颗粒(例如，95％以上的颗粒物质)利用微粒捕集器除去，并且，累积在微粒捕集器中的颗粒能够通过燃烧被顺利去除，从而实现微粒捕集器的实时在线再生。根据第一方面所述的尾气处理系统，所述燃油预热部的出油管与所述燃烧室连通，以向所述燃烧室输入经预热的燃油；所述进气管与所述燃烧室连通，以向所述燃烧室输入新鲜空气。根据第一方面所述的尾气处理系统，所述点火部包括陶瓷点火塞和用于安装所述陶瓷点火塞的安装部，所述陶瓷点火塞通过所述安装部固定在所述外壳体的侧壁上。通过利用能够耐受高温的陶瓷点火塞，可以将点火塞的温度升至比较高的温度，从而提高燃油-空气混合物的点燃稳定性，降低因点火失败带来的二次污染。根据第一方面所述的尾气处理系统，所述燃烧室由第一燃烧室锥管、燃烧室直管和第二燃烧室锥管构成，所述第一燃烧室锥管的直径较大一端与所述燃烧室直管的一端连接，直径较小一端与所述出油管连通或与所述雾化室连接；所述第二燃烧室锥管的直径较大一端与所述燃烧室直管的另一端连接，直径较小一端形成火焰喷出口。利用这样的燃烧室，能够使燃油-空气混合物在其中充分燃烧，并且利用第二燃烧室锥管的直径较小一端，可以防止排气因压差被大量引入燃烧室中而扑灭部分火焰或甚至将燃烧室吹灭。根据第一方面所述的尾气处理系统，在所述燃烧室和所述燃油预热部之间还设置有雾化室，所述雾化室的一端与所述燃烧室连接，另一端与所述燃油预热部的出油管连接。在一个实施方案中，在所述雾化室与所述出油管连接的一端设置有油气混合部，所述油气混合部包括喷嘴座和与所述出油管连通的喷嘴芯，所述喷嘴芯配合至所述喷嘴座的内部，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于柴油发动机的尾气处理系统(100)，其特征在于，所述尾气处理系统(100)包括：低温升温器(102)，所述低温升温器(102)设置在柴油发动机的排气管下游，包括：圆筒形的外壳体(201)，所述外壳体(201)的入口端与柴油车发动机的排气管口连接；固定在所述外壳体(201)侧壁上的进油管(204)和进气管(203)；靠近所述外壳体(201)的入口端设置的燃油预热部(202)，其中所述燃油预热部(202)由储油外套(302)、设置在所述储油外套(302)中的储油内套(301)、设置在所述储油内套(301)中的预热塞和与所述储油内套(301)连通的出油管构成，所述进油管(204)的出口端在所述储油内套(301)的侧壁上部与所述储油内套(301)连通；靠近外壳体(201)的出口端设置的点火部(205)，所述点火部(205)固定在所述外壳体(201)的侧壁上；和燃烧室(206)，所述燃烧室(206)与所述点火部(205)的下端连接并且通过所述点火部(205)固定在所述外壳体(201)的侧壁上，其中位于所述点火部(205)前部的点火端伸入所述燃烧室(206)中；以及与所述低温升温器(102)连接的微粒捕集器(105)，所述微粒捕集器(105)为壁流式蜂窝式陶瓷过滤器，用于捕集来自发动机排气的颗粒物质。...

【技术特征摘要】
1.一种用于柴油发动机的尾气处理系统(100)，其特征在于，所述尾气处理系统(100)包括：低温升温器(102)，所述低温升温器(102)设置在柴油发动机的排气管下游，包括：圆筒形的外壳体(201)，所述外壳体(201)的入口端与柴油车发动机的排气管口连接；固定在所述外壳体(201)侧壁上的进油管(204)和进气管(203)；靠近所述外壳体(201)的入口端设置的燃油预热部(202)，其中所述燃油预热部(202)由储油外套(302)、设置在所述储油外套(302)中的储油内套(301)、设置在所述储油内套(301)中的预热塞和与所述储油内套(301)连通的出油管构成，所述进油管(204)的出口端在所述储油内套(301)的侧壁上部与所述储油内套(301)连通；靠近外壳体(201)的出口端设置的点火部(205)，所述点火部(205)固定在所述外壳体(201)的侧壁上；和燃烧室(206)，所述燃烧室(206)与所述点火部(205)的下端连接并且通过所述点火部(205)固定在所述外壳体(201)的侧壁上，其中位于所述点火部(205)前部的点火端伸入所述燃烧室(206)中；以及与所述低温升温器(102)连接的微粒捕集器(105)，所述微粒捕集器(105)为壁流式蜂窝式陶瓷过滤器，用于捕集来自发动机排气的颗粒物质。2.根据权利要求1所述的尾气处理系统(100)，其特征在于，所述燃油预热部(202)的出油管与所述燃烧室(206)连通；所述进气管(203)与所述燃烧室(206)连通。3.根据权利要求1所述的尾气处理系统(100)，其特征在于，所述点火部(205)包括陶瓷点火塞和用于安装所述陶瓷点火塞的安装部，所述陶瓷点火塞通过所述安装部固定在所述外壳体(201)的侧壁上。4.根据权利要求1至3中任一项所述的尾气处理系统(100)，其特征在于，所述燃烧室(206)由第一燃烧室锥管、燃烧室直管和第二燃烧室锥管构成，所述第一燃烧室锥管的直径较大一端与所述燃烧室直管的一端连接，直径较小一端与所述出油管连通或与所述雾化室(207)连接；所述第二燃烧室锥管的直径较大一端与所述燃烧室直管的另一端连接，直径较小一端形成火焰喷出口。5.根据权利要求1所述的尾气处理系统(100)，其特征在于，在所述燃烧室(206)和所述燃油预热部(202)之间还设置有雾化室(207)，所述雾化室(207)的一端与所述燃烧室(206)连接，另一端与所述燃油预热部(202)的出油管连接。6.根据权利要求5所述的尾气处理系统(100)，其特征在于，在所述雾化室(207)与所述出油管连接的一端设置有油气混合部，所述油气混合部包括喷嘴座(502)和与所述出油管连通的喷嘴芯(503)，所述喷嘴芯(503)配合至所述喷嘴座(502)的内部，所述喷嘴芯(503)的喷油口设置在其前端直径较小部分的中心处，与所述喷嘴座(502)中心设置的喷雾口对准，共同连通至所述雾化室(207)的内部；或者，所述喷嘴芯(503)具有多个喷油口，且等距设置在所述喷嘴芯(503)的前端直径较小部分的侧壁上。7.根据权利要求5所述的尾气处理系统(100)，其特征在于，在所述雾化室(207)内还设置有喇叭形导管，所述喇叭形导管由圆筒形导管和由所述圆筒形导管一端延伸出的、经扩张形成喇叭状导管口的多个导管条构成，所述圆筒形导管的另一端与所述喷嘴座(502)连接。8.根据权利要求6所述的尾气处理系...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄黎敏，黄利锦，方学兴，白荣根，
申请(专利权)人：贵州黄帝车辆净化器有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州,52