专利名称：柴油车辆排放黑烟处理及瞬态燃烧净化装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种柴油车辆，尤其涉及一种柴油车辆排放黑烟处理及瞬态燃烧 净化装置。
背景技术：
柴油引擎车辆因其是以压缩点火方式引燃柴油或替代性燃料后经于气缸内的燃 烧反应将燃料的化学能依序转换为热能及动力输出，因此在燃烧过程也产生各种气、液、固 态污染物，最主要为粒状物(PM)、黑烟(smoke)、氮氧化物(NOx)等。另外也排放一氧化碳 (CO)、硫氧化物(SOx)、二氧化碳(CO2)、及碳氢化合物(HC)等气态污染物，造成破坏臭氧层、 引致酸雨、提升温室效应等全球性生态环境破坏问题，也造成人体健康的危害，因此为大众 所关切。比如氮氧化物经形成硝酸则产生酸雨，亦会破坏臭氧层、与阳光作用产生光化烟 雾；粒状污染物或黑烟中若含多环芳香烃(PAHs，polycyclic aromatic hydrocarbons)或 金属化合物则可能造成肺部、气管、呼吸道等病变。根据台湾地区空气污染源排放数据库 TED 4. 2版的推估数据显示占台湾3%机动车辆数的柴油车排放来自于所有移动污染源的 46% PM与51% NOx，尤其台湾客货运业者几乎皆使用柴油车为运输工具，因此如何由防制 技术或管制策略着手削减柴油车排气污染，以改善空气质量，实为现今的重要课题。目前的汽车工业界已不断提出各种解决办法，其中以装设在柴油引擎的排气管后 端的过滤系统，有效过滤柴油引擎大量排放的废气较具成效。但是这种装设在柴油引擎排 气管后端的过滤系统，经过一段时间使用后，形成的碳会在其滤芯处造成阻塞，不仅影响过 滤柴油引擎排放废气的效果，且会影响柴油引擎正常运转的功能。由于柴油车辆引擎所排放的废气通过过滤系统后，会在该过滤系统的滤芯产生积 碳，当积碳达到一定厚度时会产生阻塞现象，致使排气管内的压力(背压)升高，因此，目 前汽车工业界是将背压感测器安装在柴油车辆引擎排气管内来侦测过滤系统滤芯处的压 力值，进而能侦测积碳的阻塞状态，一旦柴油车辆引擎所排放废气通过过滤系统的滤芯积 碳达到相当厚度而形成排气阻塞时，即会侦测到升高的排气背压，此时引擎管理系统会发 出讯号，提高引擎工作温度，将堆积在过滤系统滤芯表面的积碳燃烧清除，以消除滤芯阻 塞。但是由于用车环境不佳(如台湾各大都会区)，车辆常常走走停停，或是个人的用车习 性(短途使用或不常上高速公路)，在经常怠速状态下行驶，以致于装设过滤系统的柴油车 辆，可能会因为引擎转速不高无法提高引擎工作温度，而无法将堆积在过滤系统滤芯表面 的积碳燃烧掉的情况，不仅影响过滤柴油引擎排放废气的效果，并且影响柴油引擎正常的 运转。此时只能将车子开到汽车服务厂，由技师将堆积在过滤系统滤芯表面的积碳燃烧掉， 不仅耗时，且不经济，非常麻烦。在欧美国家，为了达到四期环保车辆的标准，除了改善引擎引进共轨式为计算机 点火系统，进一步改善有毒气体(C0、HC、N0X、SoX)及黑烟粒子，除加装了蜂巢式陶瓷滤芯， 在一定的背压增加后，会在引擎活门出口处添加少许的柴油来增加燃烧温度，以期能达到 足够的燃烧温度将滤芯内的积存粒子烧净，或是在排气管中接近滤芯处添加少量柴油来补强滤芯内的温度。然前面所述的方法都要与车辆原设计电子结构结合在一起，因此需要改 装已出厂的车辆，如此一来便会改变车辆原有机构，日后的保养维修更是极大不便，经济性 与实用性都大打折扣，因此，在实际的推广上并不理想。
实用新型内容本实用新型所要解决的主要技术问题在于，克服现有技术存在的上述缺陷，而提 供一种柴油车辆排放黑烟处理及瞬态燃烧净化装置，其保养维修极为方便，实用性强。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种柴油车辆排放黑烟处理及瞬态燃烧净化装置，其特征在于，是在一排气管内 由进气端至出气端的方向依序设有一燃烧系统，设置有一管体，该管体内连接一喷火装 置，所述喷火装置包含一连接有燃料管的喷嘴，该喷嘴周围设置一自动点火装置，所述燃料 管连接至一泵燃料箱，由加压泵将燃料经由燃料管输送至喷嘴喷出并雾化，所述点火装置 与控制系统电性连接，以在最适当的时间通电产生火花，进而将从喷嘴喷出的雾化燃料点 火燃烧；在所述喷火装置的前方设有一第一压力感测器；一过滤系统，采用贵金属陶瓷滤 芯过滤废气，该过滤系统后方的排气端设有一第二压力感测器。前述的柴油车辆排放黑烟处理及瞬态燃烧净化装置，其中过滤系统包含有依序设 置的一直通式贵金属触媒陶瓷滤芯与一蜂巢式贵金属触媒陶瓷滤芯。废气在平时状态下直接通过过滤系统排出，当过滤系统累积了一定量的黑臭炭粒 子，行驶中的车辆侦测到排气管内达到一定背压时，由微电脑控制系统传出闪灯，提示驾驶 人员，并直接将排放的废气送入燃烧室燃烧，提供约400°c的热源，可有效在20分钟内，将 装置在排气管后端的过滤系统内所累积的黑臭炭粒子完全燃烧清除，即所谓的再生。本实用新型对于所述过滤系统的技术手段，是利用贵金属陶瓷滤芯来过滤废气， 所述陶瓷滤芯是由氧化镁、氧化铝、氧化硅等不同原料依比例混合烧出的陶瓷载体，每平方 时100孔目，每单孔目一端是开放另一端是封闭。如此废气无法直接通过，必须由信道壁流 通，信道壁孔隙约7--13U，如此可捕捉废气中99%以上的黑烟粒子，再以陶瓷表面二次加 工燃烧填加贵金属涂料(如白金、钯金、铑金、钛金等依不同比例混合)，附着在陶瓷表面的 贵金属可将流经过的有毒气体氧化或还原为无毒的空气排出。HC、CO可达90%以上，NOx 也有20%以上的清除率。本实用新型对于所述燃烧系统的技术手段，是将燃烧系统安置在过滤系统前端靠 近引擎废气排气出口端；其主体是不锈钢管体，中段侧面加装喷火装置及油管，喷火装置采 用微电脑控制电子点火，外接油箱及全自动控制系统。燃烧系统由控制系统全程监控，利用 车辆启动来计算时间，当启动累计50小时(依车辆需求调整)或背压差达到6kpa时控制 系统就会传达讯号，指示驾驶人员启动燃烧系统，可直接在行驶中由驾驶员按钮启动燃烧 系统，先由点火装置点火，如一切没问题，则开始启动并供应燃料，如在60秒内温度侦测提 升未达20°C则重新点火再启动，如此2次都未能启动燃烧时，故障灯亮起，通知技术人员维 修。当油料感应器侦测到油量不足需要填加燃料时，在燃烧过程中会自动关闭系统，待添加 燃料后可再启动继续燃烧，一直到所设定20分钟预定燃烧时间完成，才会自动停止，等待 下次燃烧重新开始。本实用新型的有益效果是，其保养维修极为方便，实用性强。以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型净化装置的实施例示意图。图中标号说明1……排气管11……进气端12......出气端13……燃烧系统2……喷火装置21......喷嘴22......燃料管23……泵燃料箱24......管体3……点火装置4……微电脑控制系统5A……第一压力感测器5B……第二压力感测器6……温度感测器7......过滤系统71……直通式贵金属触媒陶瓷滤芯72……螺巢式贵金属触媒陶瓷滤芯
具体实施方式
如
图1所示，本实用新型提供的柴油车辆排放黑烟处理及瞬态燃烧净化装置，是 在排气管1的进气端11与出气端12之间，依序设置一燃烧系统13与一过滤系统7 ；其中， 所述燃烧系统13内设置一不锈钢管体24，管体24内连接一喷火装置2，所述喷火装置2包 含一连接有燃料管22的喷嘴21，并且在喷嘴21周围设置一自动点火装置3 ；所述燃料管22 连接至泵燃料箱23，可由加压泵将燃料经由燃料管22输送至喷嘴21喷出并雾化。所述自 动点火装置3是连接至车辆上的直流电源，其与整个控制系统电性连接，以在最适当的时 间通电产生火花，进而将从喷嘴21喷出的雾化燃料点火燃烧。在喷火装置2的前方则设一 第一压力感测器5A，本实施例是一种用来侦测压力的背压感测器，其设于燃烧系统13侧壁 的适当位置，并且电性连接至整个控制系统。本实用新型的实施例，是将第一压力感测器5A 与泵燃料箱23电性连接至一微电脑控制系统4。所述过滤系统7在本实用新型的较佳实施例是一种贵金属触媒转化器，其安装于 排气管1的出气端12内的位置，其包含有依序设置的一直通式贵金属触媒陶瓷滤芯71与 一蜂巢式贵金属触媒陶瓷滤芯72。该过滤系统7的侧壁适当位置设置一温度感测器6，在 出气端12的适当位置则设置一第二压力感测器5B，所述温度感测器6与第二压力感测器 5B均和微电脑控制系统4电性连接。
5[0036]借由本实用新型的净化装置，在平常工作状态下，燃烧系统13不动作，柴油引擎 所排放的废气直接通过燃烧系统13与过滤系统7，借由过滤系统的直通式贵金属触媒陶瓷 滤芯71与蜂巢式贵金属触媒陶瓷滤芯72将废气中所含的污染物质过滤后再排出；在排气 顺畅的状态下，第一压力感测器5A侦测到燃烧系统13内的废气背压在预设值以下，整个控 制系统便不会启动喷火装置2。当使用一段时间后，过滤系统7会因积碳阻塞造成排气不 顺，此时燃烧系统内的背压升高，被第二压力感测器5B侦测到后，将讯号传送至微电脑控 制系统4，同时控制系统命令泵燃料箱23的加压泵动作将燃料经由燃料管22输送到喷嘴 21喷出雾化，以及由点火装置3点火将雾化燃料点火燃烧加温至约400°C，此高温随即被传 递至过滤系统7，将附着于直通式贵金属触媒陶瓷滤芯71与蜂巢式贵金属触媒陶瓷滤芯72 的积碳燃烧清除；当积碳被清除到一定程度后，过滤系统7又恢复至通畅不阻塞的状塞，此 时第一压力感测器5A侦测到燃烧系统13内的背压下降至预设值以下，便传送讯号至微电 脑控制系统4，控制系统即命令喷火装置2停止运作，让柴油引擎排放的废气直接通过过滤 系统7被过滤后再排出，如此周而复始地运作，以最有效地消除积碳。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上 的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与 修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求一种柴油车辆排放黑烟处理及瞬态燃烧净化装置，其特征在于，是在一排气管内由进气端至出气端的方向依序设有一燃烧系统，设置有一管体，该管体内连接一喷火装置，所述喷火装置包含一连接有燃料管的喷嘴，该喷嘴周围设置一自动点火装置，所述燃料管连接至一泵燃料箱，由加压泵将燃料经由燃料管输送至喷嘴喷出并雾化，所述点火装置与控制系统电性连接，以在最适当的时间通电产生火花，进而将从喷嘴喷出的雾化燃料点火燃烧；在所述喷火装置的前方设有一第一压力感测器；一过滤系统，采用贵金属陶瓷滤芯过滤废气，该过滤系统后方的排气端设有一第二压力感测器。
2.根据权利要求1所述的柴油车辆排放黑烟处理及瞬态燃烧净化装置，其特征在于 所述过滤系统包含有依序设置的一直通式贵金属触媒陶瓷滤芯与一蜂巢式贵金属触媒陶 瓷滤芯。
专利摘要一种柴油车辆排放黑烟处理及瞬态燃烧净化装置，是在一排气管内由进气端至出气端的方向依序设有一燃烧系统，设置有一管体，该管体内连接一喷火装置，所述喷火装置包含一连接有燃料管的喷嘴，该喷嘴周围设置一自动点火装置，所述燃料管连接至一泵燃料箱，由加压泵将燃料经由燃料管输送至喷嘴喷出并雾化，所述点火装置与控制系统电性连接，以在最适当的时间通电产生火花，进而将从喷嘴喷出的雾化燃料点火燃烧；在所述喷火装置的前方设有一第一压力感测器；一过滤系统，采用贵金属陶瓷滤芯过滤废气，该过滤系统后方的排气端设有一第二压力感测器。本实用新型保养维修极为方便，实用性强。
文档编号F01N3/10GK201671687SQ20102004322
公开日2010年12月15日 申请日期2010年1月8日 优先权日2010年1月8日
发明者陈温乐 申请人:陈温乐