一种柴油机DPF系统、发动机及其车辆技术方案

本实用新型专利技术涉及柴油机排气净化领域，更具体地，涉及一种柴油机DPF系统、发动机及其车辆，其中柴油机DPF系统包括颗粒捕集器，颗粒捕集器的进气端与尾气入口管相连通，颗粒捕集器的出气端与尾气排出管相连通，还包括用于电解水体得到氧化剂溶液对颗粒捕集器进行氧化再生处理的电解模块和用于控制电解模块工作与否的控制模块，电解模块与所述颗粒捕集器的进气端连通，控制模块与电解模块连接。本实用新型专利技术中整个再生过程无需对颗粒捕集器进行高效能加热，同时也不会引起颗粒捕集器内过滤体破损的情况，氧化剂溶液能够强有力地氧化颗粒物，再生过程不受发动机运行工况波动的影响，再生成本低且再生效率高。再生成本低且再生效率高。再生成本低且再生效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种柴油机DPF系统、发动机及其车辆


[0001]本技术涉及柴油机排气净化
，更具体地，涉及一种柴油机DPF系统、发动机及其车辆。

技术介绍

[0002]在柴油机排放的污染物中包括一种碳颗粒(PM)，DPF(Diesel Particulate Filter
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柴油颗粒捕集器)用于捕捉废气中的碳颗粒，其中，在DPF内积聚碳颗粒过多时，会导致发动机排气背压不断增加，当排气背压增加超过一定限值时发动机的油耗增加、动力性下降，此时就必须去除沉积的颗粒物才能维持颗粒捕集器及发动机的正常工作，而这个过程就称之为捕集器的再生。
[0003]根据颗粒捕集器的再生原理差异，可将再生技术分为主动再生与被动再生两大类，其中被动再生是通过涂覆于颗粒捕集器过滤体(载体)上的催化剂，借助排气内热能，以及废气中的氧化性气体组分(例如：氧气、二氧化氮)，对堆积于过滤体内的颗粒物进行氧化，从而达到再生的效果，该被动再生无需借助发动机及汽车的其他装置即可实现再生，但是由于受催化剂的起燃温度范围，以及排气组分等再生条件的限制，并且受到发动机运行工况波动的影响较为明显，往往不能达到最佳再生效果，因此被动再生技术通常需要与主动再生技术相互配合。
[0004]当前，主动再生可利用外部加热源(喷油助燃、电加热、微波加热)使过滤体温度提升，实现对颗粒物的氧化再生，但是利用外部热源加热颗粒捕集器实现再生，不但需要大量耗能，还会出现在再生过程中加温不够再生不充分，抑或是加温过高导致捕集器烧蚀。
[0005]虽然也可通过非加热的机械手段(逆向高压喷气、机械振动)，使颗粒物从过滤体上脱落实现再生，但是采用逆向高压反吹则需要将颗粒捕集器从发动机排气系统中拆除，再生工序复杂，拆装难度大；而振动再生则会对捕集器的过滤体造成开裂、破损等机械损伤。
[0006]如公开号为CN101413416A的中国专利公开了一种柴油机排气净化装置，包括串装在柴油机排气管上第一柴油机排气微颗粒捕集器、向第一滤芯供给臭氧的第一臭氧喷嘴和为达到臭氧氧化微粒所需要的温度的加热装置等结构，虽然该专利能够充分利用臭氧对PM进行氧化燃烧，使得DPF得到有效再生，但是微粒捕集器的再生温度仍然需要控制在200～240℃，不仅耗能大，长时间高温仍会对捕集器造成烧蚀。
[0007]因此，迫切需要一种无需对颗粒捕集器进行高耗能加热，又不会引起捕集器过滤体破损的高效清洁的系统来解决上述再生过程中的问题。

技术实现思路

[0008]本技术为克服上述现有技术所述的对捕集器再生的过程中需要加热耗能，会引起捕集器过滤体开裂、破损的技术问题，提供一种无需对捕集器进行高耗能加热，又不会引起捕集器过滤体破损的高效清洁的柴油机DPF系统、发动机及其车辆。
[0009]为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种柴油机DPF系统，包括颗粒捕集器，所述颗粒捕集器的进气端连通有尾气入口管，所述颗粒捕集器的出气端连通有尾气排出管，还包括用于电解水体得到氧化剂溶液对所述颗粒捕集器进行氧化再生处理的电解模块和用于控制所述电解模块工作的控制模块，电解模块与所述颗粒捕集器的进气端连通，控制模块与电解模块连接。
[0010]本技术柴油机产生的尾气通过尾气入口管进入颗粒捕集器中，颗粒捕集器中的过滤体对尾气中的碳颗粒进行捕捉，尾气通过尾气排出管排出，随着碳颗粒在颗粒捕集器中的积聚，会使得颗粒捕集器在排气时产生一定阻力；并通过控制模块来监测控制电解模块的工作与否，自动化程度高，便于及时对颗粒捕集器进行再生处理，而电解模块通过电解水体得到氧化剂溶液对颗粒捕集器进行氧化再生处理，整个再生过程无需对颗粒捕集器进行高效能加热，同时也不会引起颗粒捕集器内过滤体破损的情况，强氧化剂溶液能够强有力地氧化颗粒物，再生过程不受发动机运行工况波动的影响，再生成本低且再生效率高。
[0011]优选的，所述电解模块包括清水箱、与所述清水箱相连的电解发生器、用于连通所述电解发生器和所述颗粒捕集器的输送管道及与所述颗粒捕集器相连通的排污管道；清水箱为电解发生器电解产生强氧化剂溶液提供水体原料，电解发生器电解水体产生强氧化剂溶液，该强氧化剂溶液通过输送管道进入颗粒捕集器中对颗粒捕集器的过滤体上的颗粒物进行冲洗氧化处理，使得颗粒物从过滤体上脱落，对颗粒捕集器进行冲洗氧化后的强氧化剂溶液通过排污管道排出。
[0012]优选的，所述电解发生器包括阳极片、阴极片及质子交换膜，所述阳极片的材质为金刚石、二氧化铅、铂、钛、钌铱钛、铱钽钛、导电陶瓷中的一种或几种组合；本技术中阳极片能够电解水生成更高效的羟基自由基、氧原子和过氧化氢等辅助成分，整体的氧化还原反应更有效，进而可提高对颗粒捕集器过滤体的再生效果，另外羟基自由基、氧原子和过氧化氢、臭氧等成分通过电解水即可得到，即再生的过程中的原材料仅用到了水，无需外加其他辅助材料，而且水容易获得且成本低，进而可极大程度的降低再生的成本，且整个处理过程绿色环保无污染，值得大范围推广应用。
[0013]优选的，所述电解模块还包括水泵，所述水泵设置在所述输送管道上；水泵的设置可增大电解水对颗粒捕集器中过滤体的冲洗力度，有利于颗粒捕集器中过滤体上颗粒物的脱落，进而可大大提高颗粒捕集器再生的效率。
[0014]优选的，所述输送管道上还设有用于将电解发生器得到的氧化剂溶液转化为纳米级气泡水的纳米气泡发生器；该纳米气泡发生器可将电解发生器产生的氧化剂溶液转化为含有纳米级气泡的氧化剂溶液，其中纳米级气泡的比表面积大，能够提高氧化反应的速度，而且纳米级气泡破裂时会释放出大量能量，可激发产生大量的羟基自由基，进一步地提高电解水的氧化能力。
[0015]优选的，所述纳米气泡发生器包括相对设置的至少两个喷头，当喷头为三个或三个以上时，所有喷头呈圆周阵列排布，且喷头的出水口朝向圆周的圆心处；这样设置使得水流从不同喷头喷出且多股水流相交于一点上，即通过分流的臭氧水对撞的方式产生纳米臭氧气泡，进而可大大提高对颗粒捕集器的再生处理能力。
[0016]优选的，所述电解模块还包括废弃箱和过滤器；所述废弃箱与所述排污管道相连通；所述过滤器的进口端与废弃箱相连，所述过滤器的出水端与所述清水箱相连；被氧化剂
溶液冲刷氧化而脱落的颗粒物以及部分不溶物从颗粒捕集器中随氧化剂溶液流出至废弃箱中进行收集，该过滤器中可对废弃箱中的废水进行过滤处理，过滤后的液体可进入清水箱作为补充的水源以循环使用，可降低再生成本。
[0017]优选的，所述电解模块还包括用于为所述电解发生器得到的氧化剂溶液提供超声波的超声波发生器。
[0018]优选的，所述电解模块还包括用于为所述电解发生器得到的氧化剂溶液进行加压的加压泵；该加压泵可对电解水进行加压，可大大提高臭氧、羟基自由基等在水中的溶解度，进而可更加高效的对颗粒捕集器中过滤体上的颗粒物进行氧化处理。
[0019]优选的，所述控制模块包括控制器和用于检测颗粒捕集器进气端和出气端压差的压差传感器，所述压差传感本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柴油机DPF系统，包括颗粒捕集器(1)，所述颗粒捕集器(1)的进气端连通有尾气入口管(2)，所述颗粒捕集器(1)的出气端连通有尾气排出管(3)，其特征在于：还包括用于电解水体得到氧化剂溶液对所述颗粒捕集器(1)进行氧化再生处理的电解模块(4)和用于控制所述电解模块(4)工作与否的控制模块，所述电解模块(4)与所述颗粒捕集器(1)的进气端连通，控制模块与电解模块(4)连接。2.根据权利要求1所述的一种柴油机DPF系统，其特征在于：所述电解模块(4)包括清水箱(5)、与所述清水箱(5)相连的电解发生器(6)、用于将所述电解发生器(6)和所述颗粒捕集器(1)连通的输送管道(61)及与所述颗粒捕集器(1)相连通的排污管道(71)。3.根据权利要求2所述的一种柴油机DPF系统，其特征在于：所述电解发生器(6)包括阳极片、阴极片及质子交换膜。4.根据权利要求3所述的一种柴油机DPF系统，其特征在于：所述电解模块(4)还包括水泵(63)，所述水泵(63)设置在所述输送管道(61)上。5.根据权利要求4所述的一种柴油机DPF系统，其特征在于：所述输送管道(61)上还设有用于将电解发生器(6)得到的氧化剂溶液转化为纳米级气泡水的纳米气泡发生器(64)。6.根据权利要求5所述的一种柴油机DPF系统，其特征在于：所述纳米气泡发生器(64)包括相对设置的至少两个喷头(641)，当喷头(641)为三个或三个以上时，所有喷头(641)呈圆周阵列排布，且喷头(641)的出水口朝向圆周的圆心处。7.根据权利要求4所述的一种柴油机DPF系统，其特征在于：所述电解模块(4)还包括废弃箱(81)和过滤器(82)；所述废弃箱(81)与所述排污管道(71)相连通；所述过滤器(82)的进口...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟建华，张文英，
申请(专利权)人：广州德百顺蓝钻科技有限公司，
类型：新型
国别省市：