用于柴油发动机尾气处理的点火装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于柴油发动机尾气处理的点火装置。具体地，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，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：圆筒形的升温器壳体，所述升温器壳体与柴油发动机的排气管口连接；和点火装置，所述点火装置以垂直的方式或斜插的方式固定在所述升温器壳体的侧壁上，使得所述点火装置的一部分位于所述升温器壳体中；以及微粒捕集器，所述微粒捕集器由壁流式蜂窝式陶瓷过滤器构成，用于捕集来自发动机排气的颗粒物质。

Ignition device for diesel engine tail gas treatment

The invention relates to an ignition device for diesel engine tail gas treatment. Specifically, the invention relates to a method for exhaust system of diesel engines, including the exhaust gas treatment system: the low temperature device, the low temperature heating device arranged downstream of the diesel engine exhaust pipe comprises a heater shell cylinder, the exhaust pipe of the heater casing and the diesel engine the connection; and the ignition device, the side wall of the ignition device in vertical or inclined way is fixed on the temperature of the shell, so that the ignition device part positioned in the heater casing; and the particle trap, the trap by the wall flow type honeycomb ceramic filter, for the collection of particulate matter from engine exhaust.

【技术实现步骤摘要】
用于柴油发动机尾气处理的点火装置
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。同时，由于采用了单独的预热棒来对引入的新鲜空气和燃油进行预热，这样可以缩短陶瓷点火塞的工作时间，从而延长陶瓷点火塞的使用寿命。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，使点火装置内的燃烧更为充分，减少了二次污染的风险，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，其特征在于，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：圆筒形的升温器壳体，所述升温器壳体与柴油发动机的排气管口连接；和点火装置，所述点火装置以垂直的方式或斜插的方式固定在所述升温器壳体的侧壁上，使得所述点火装置的一部分位于所述升温器壳体中；以及微粒捕集器，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。在一个实施方案中，所述点火装置包括：圆柱形的套筒，所述套筒由外套筒和内套筒套叠而成；设置在所述套筒内的进油管和进气管，所述进油管用于引入燃油，所述进气管用于引入新鲜空气；设置在所述套筒的第一端部上的预热部，所述预热部由预热棒、蓄热体和喷嘴座构成，与所述进油管和/或进气管连通；设置在所述套筒侧壁上的点火部，所述点火部包括陶瓷点火塞和用于固定所述陶瓷点火塞的安装座；和燃烧室，所述燃烧室由所述内套筒构成，与所述预热部连接。通过该点火装置，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再生。根据第一方面所述的尾气处理系统，所述预热棒和所述点火棒可以由氮化硼棒体或氮化硅棒体和发热丝构成，所述发热丝内置在所述氮化硼棒体或氮化硅棒体内。优选地，所述发热丝为钨丝。这样的预热棒和点火棒能够产生并且耐受高温，例如1100℃左右的高温，甚至更高的高温。根据第一方面所述的尾气处理系统，所述蓄热体可以为圆筒状，其前端部分的外侧壁中设置有螺旋形的凹槽，所述凹槽的深度小于所述前端部分的侧壁厚度。优选地，所述凹槽的横截面形状为矩形、方形、半圆形或者U形形状。这样设置的凹槽延长了燃油或燃油-空气混合物与蓄热体的接触时间，使得燃油或燃油-空气混合物能够被蓄热体充分预热，从而达到燃油喷雾的燃点，有利于其顺利点燃。另外，由于所述凹槽的深度小于所述前端部分的厚度，使得燃油始终在所述凹槽中流动，而不会与高温的预热棒直接接触，从而避免了在短时间内被剧烈加热而产生大量的油雾。根据第一方面所述的尾气处理系统，所述喷嘴座包括直径较大的固定部和直径较小的、与所述蓄热部的前端部分相配合的配合部，其中在所述固定部的中心位置处设置有用于喷出燃油和/或燃油-空气混合物的喷嘴口。根据第一方面所述的尾气处理系统，所述进气管与所述内套筒连通，其中在所述蓄热体的配合部的侧壁中等距设置有进气通孔，所述进气通孔将所述内套筒与所述凹槽连通。利用该进气通孔，能够将来自进气管的新鲜空气引入所述凹槽中，从而与燃油相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于柴油发动机的尾气处理系统，其特征在于，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：圆筒形的升温器壳体，所述升温器壳体与柴油发动机的排气管口连接；和点火装置，所述点火装置以垂直的方式或斜插的方式固定在所述升温器壳体的侧壁上，使得所述点火装置的一部分位于所述升温器壳体中；以及微粒捕集器，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。

【技术特征摘要】
1.一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：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：圆筒形的升温器壳体，所述升温器壳体与柴油发动机的排气管口连接；和点火装置，所述点火装置以垂直的方式或斜插的方式固定在所述升温器壳体的侧壁上，使得所述点火装置的一部分位于所述升温器壳体中；以及微粒捕集器，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。2.根据权利要求1所述的尾气处理系统，其特征在于，所述点火装置包括：圆柱形的套筒，所述套筒由外套筒和内套筒套叠而成；设置在所述套筒内的进油管和进气管，所述进油管用于引入燃油，所述进气管用于引入新鲜空气；设置在所述套筒的第一端部上的预热部，所述预热部由预热棒、蓄热体和喷嘴座构成，与所述进油管和/或进气管连通；设置在所述套筒侧壁上的点火部，所述点火部包括陶瓷点火塞和用于固定所述陶瓷点火塞的安装座；和燃烧室，所述燃烧室由所述内套筒构成，与所述预热部连接。3.根据权利要求2所述的尾气处理系统，其特征在于，所述预热棒和所述陶瓷点火塞由氮化硼棒体或氮化硅棒体和发热丝构成，所述发热丝内置在所述氮化硼棒体或氮化硅棒体内，优选地，所述发热丝为钨丝。4.根据权利要求2所述的尾气处理系统，其特征在于，所述蓄热体为圆筒状，其前端部分的外侧壁中设置有螺旋形的凹槽，所述凹槽的深度小于所述前端部分的侧壁厚度，优选地，所述凹槽的横截面形状为矩形、方形、半圆形或者U形形状。5.根据权利要求2所述的尾气处理系统，其特征在于，所述喷嘴座包括直径较大的固定部和直径较小的、与所述蓄热部的前端部分相配合的配合部，其中在所述固定部的中心位置处设置有用于喷出燃油和/或燃油-空气混合物的喷嘴口。6.根据权利要求2所述的尾气处理系统，其特征在于，所述进气管与所述内套筒连通，其中在所述喷嘴座的配合部的侧壁中等距设置有进气通孔，所述进气通孔将所述内套筒与所述凹槽连通。7.根据权利要求2所述的尾气处理系统，其特征在于，在所述燃烧室内还设置有喇叭形导管，所述喇叭形导管与所述喷嘴座连接，包括圆筒形导管和由所述圆筒形导管伸出的扩张成喇叭状的数根导管条。8.根据权利要求2所述的尾气处理系统，其特征在于，所述进油管设置成第一进油管部分、第二进油管部分和第三进油管部分，所述第一进油管部分和所述第三进油管部分沿着所述套筒的长度方向设置在所述套筒内，所述第二进油管部分设置在所述套筒的内部或者设置在所述套筒外侧，位于火焰喷出的路径上，其中所述第二进油管部分设置成U形弯管、半圆形弯管、蛇形弯管、螺旋形弯管或带支路的歧管的形式。9.根据权利要求1所述的尾气处理系统，其特征在于，所述点火装置以斜插的方式固定在所述升温器壳体的第一侧壁上，所述点火装置的中心线与所述升温器壳体的中心线形成的夹角为15-75度，例如为15度、30度、45度、60度、75度，优选为45度。10.根据权利要求1所述的尾气处理系统，其特征在于，在与固定有所述点火装置的第一侧壁相对的第二侧...

【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