一种DPF再生系统及控制方法与流程

文档序号:12258546阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种DPF再生系统,其特征在于,包括NTP喷射系统(100)、双DPF系统(200)和控制模块(400);所述NTP喷射系统(100)包括NTP发生器(101)、供气风机(102)、质量流量控制器(103)、示波器(109)、电源(110)、喷射管路(113)、喷嘴;所述供气风机(102)通过装有质量流量控制器(103)的管道与NTP发生器(101)的进气端(104)连接,所述NTP发生器(101)的出气端(105)通过喷射管路(113)与喷嘴连接,所述喷射管路(113)后段分为两个喷射支路,所述两个喷射支路上分别安装有第一NTP控制阀(114)和第二NTP控制阀(115),安装有第一NTP控制阀(114)的喷射支路末端连接第一喷嘴(116),安装有第二NTP控制阀(115)喷射支路末端连接第二喷嘴(117);

所述双DPF系统(200)包括第一DPF(201)和第二DPF(202),所述第一DPF(201)和第二DPF(202)通过排气支路并联连接,所述第一DPF(201)的前端排气支路上安装有第一排气控制阀(203),所述第一DPF(201)的排气支路上安装有第一压差传感器(401);所述第二DPF(202)的排气支路安装有第二排气控制阀(204),所述第二DPF(202)的上游和下游分别安装有第二压差传感器(402)。

所述NTP喷射系统(100)中的第一喷嘴(116)和第二喷嘴(117)分别安装于第一DPF(201)和第二DPF(202)的入口处,所述第一NTP控制阀(114)、第二NTP控制阀(115)、第一排气控制阀(203)、第二排气控制阀(204)、第一压差传感器(401)、第二压差传感器(402)均与控制模块(400)连接;

所述控制模块(400)中预存DPF压差上限阈值ΔPc、标志DPF再生完成的目标压差ΔP0,并实时采集第一DPF(201)两端的压差ΔP1和/或第二DPF(202)两端的压差ΔP2,根据预存的DPF压差上限阈值ΔPc及实时检测的第一DPF(201)两端的压差ΔP1和/或第二DPF(202)两端的压差ΔP2判断是否需要进行DPF再生;并通过控制第一NTP控制阀(114)、第二NTP控制阀(115)、第一排气控制阀(203)、第二排气控制阀(204)的开闭以及NTP喷射系统(100)的开启与关闭实现第一DPF(201)和/或第二DPF(202)进行在线再生或停机再生。

2.根据权利要求1所述的DPF再生系统,其特征在于,所述第一DPF(201)、第二DPF(202)的下游还分别安装有第一温度传感器(403)、第二温度传感器(404),所述第一DPF(201)和第二DPF(202)外壳上分别包裹着与电源连接的第一电加热层(301)和第二电加热层(302),所述第一温度传感器(403)、第二温度传感器(404)均与控制模块相连;

所述控制模块内预存有再生的最佳温度范围Tf~Tc,所述控制模块(400)中还根据第一DPF(201)的温度T1、第二DPF(202)的温度T2,在进行在线再生或停机再生时,控制T1和/或T2处于再生的最佳温度范围Tf~Tc内。

3.根据权利要求1所述的DPF再生系统,其特征在于,还包括热电转化装置(300),所述热电转化装置(300)安装于双DPF系统(200)的前端排气管路上,为第一电加热层(301)和第二电加热层(302)提供电能。

4.根据权利要求1所述的DPF再生系统,其特征在于,所述第一喷嘴(116)和第二喷嘴(117)的安装位置分别距离第一DPF(201)和第二DPF(202)的前端面100mm。

5.根据权利要求1所述的DPF再生系统,其特征在于,所述NTP喷射系统(100)采用水冷冷却系统,冷却水由进水口(111)进入NTP发生器(101)内部并经出水口(112)排出;所述NTP喷射系统(100)的电源(110)的电压及频率均可调。

6.根据权利要求1所述的DPF再生系统,其特征在于,所述NTP发生器(101)为介质阻挡放电型,包括细铁丝网外电极(106)、石英管(107)和不锈钢管内电极(108);所述细铁丝网外电极(106)包裹于石英管(107)外壁,所述不锈钢管内电极(108)安装于石英管(107)内部,所述不锈钢管内电极(108)与石英管(107)之间形成截面为环形的放电间隙,所述细铁丝网外电极(106)为放电区域。

7.根据权利要求1所述的DPF再生系统,其特征在于,所述第一电加热层(301)及第二电加热层(302)在柴油机停机时由车载蓄电池提供电力。

8.权利要求1所述的DPF再生系统的DPF再生控制方法,其特征在于,包括如下步骤:

步骤一:对双DPF系统(200)进行标定试验,确定柴油机在不同工况下对应的DPF压差上限阈值ΔPc,标识DPF再生完成的再生目标压差ΔP0;将压差上限阈值ΔPc、再生目标压差ΔP0存入控制模块(400);

步骤二:控制模块(400)通过第一压差传感器(401)及第二压差传感器(402)监测第一DPF(201)和第二DPF(202)前后端的压差大小ΔP1和ΔP2,与控制模块(400)中预存的压差上限阈值ΔPc进行比较,以判断是否需要进行再生;

当控制模块(400)监测到第一DPF(201)前后端压差ΔP1大于压差上限阈值ΔPc且第二DPF(202)前后端压差ΔP2小于压差上限阈值ΔPc,即认为第一DPF(201)需要进行再生;若此时第二排气控制阀(204)处于关闭状态,则打开第二排气控制阀(204),重新判定;若此时第二排气控制阀(204)处于开启状态,则关闭第一排气控制阀(203),进行在线再生,控制模块发出信号开启NTP喷射系统(100),打开第一NTP控制阀(114),将活性气体从第一DPF(201)前端喷入,对第一DPF(201)进行再生;控制模块(400)监测到第一DPF(201)前后端压差ΔP1小于再生目标压差ΔP0时,即认为再生完成;控制模块发出信号关闭第一NTP控制阀(114),打开第一排气控制阀(203),关闭NTP喷射系统(100);

当控制模块(400)监测到第二DPF(202)前后端压差ΔP2大于压差上限阈值ΔPc且第一DPF(201)前后端压差ΔP1小于压差上限阈值ΔPc,即认为第二DPF(202)需要进行再生;若此时第一排气控制阀(203)处于关闭状态,则打开第一排气控制阀(203),重新判定;若此时第一排气控制阀(203)处于开启状态,则关闭第二排气控制阀(204),进行在线再生,控制模块发出信号开启NTP喷射系统(100),打开第二NTP控制阀(115),将活性气体从第二DPF(202)前端喷入,对第二DPF(202)进行再生;控制模块(400)监测到第二DPF(202)前后端压差ΔP2小于再生目标压差ΔP0时,即认为再生完成;控制模块发出信号关闭第二NTP控制阀(115),打开第二排气控制阀(204),关闭NTP喷射系统(100);

当控制模块(400)监测到第一DPF(201)和第二DPF(202)前后端压差均大于压差上限阈值ΔPc,即认为两者均需要进行再生;此时为保证排气通畅,控制模块(400)控制第一排气控制阀(203)及第二排气控制阀(204)保持开启状态,待接收到柴油机停机信号,关闭第一排气控制阀(203)及第二排气控制阀(204),进行停机再生,控制模块发出信号开启NTP喷射系统(100),打开第一NTP控制阀(114)、第二NTP控制阀(115),将活性气体分别喷入第一DPF(201)前端、第二DPF(202),对第一DPF(201)、第二DPF(202)进行再生;当控制模块(400)监测到第一DPF(201)前后端压差ΔP1、第二DPF(202)前后端压差ΔP2均小于再生目标压差ΔP0时,即认为再生完成;控制模块发出信号关闭第一NTP控制阀(114)、第二NTP控制阀(115),打开第一排气控制阀(203)及第二排气控制阀(204),关闭NTP喷射系统(100)。

9.根据权利要求8所述的DPF再生控制方法,其特征在于,所述步骤一中还包括通过试验确定活性气体与DPF内部积碳反应的最佳温度范围,得到最佳再生温度上限值Tc及最佳再生温度下限值Tf,并将最佳再生温度上限值Tc及最佳再生温度下限值Tf存入控制模块(400)中;当进行在线再生和停机再生时,即开始通过DPF温度传感器监测对应DPF的温度下降趋势,以判断是否达到再生时机;当控制模块(400)监测到T1和/或T2小于最佳再生温度上限值Tc时,开始进行再生,在再生的过程中,当T1和/或T2小于最佳再生温度下限值Tf时,控制模块启动第一电加热层(301)和/或第二电加热层(302)加热第一DPF(201)和/或第二DPF(202),使第一DPF(201)和/或第二DPF(202)温度保持在最佳再生温度范围内;再生完成后第一电加热层(301)和/或第二电加热层(302)停止加热。

10.根据权利要求8所述的DPF再生控制方法,其特征在于,控制模块通过质量流量控制器(103)调节供气量为10L/min;NTP喷射系统电源(110)电压为17~20kV,放电频率为7~10kHz。

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