适用于双发动机道路清扫车的颗粒捕捉器再生系统及方法与流程

本发明属于柴油机颗粒捕集反吹再生技术领域，具体涉及一种适用于双发动机道路清扫车的颗粒捕捉器再生系统及方法。

背景技术

柴油机因具有效率高、燃油经济性好等优点，被广泛应用在道路吸尘清扫车辆上，但是道路清扫车所搭载的柴油机长时间工作在低转速区间，排放物的颗粒较大，不仅容易造成发动机排气管堵塞，而且还会引发环境问题。为解决上述问题，柴油机通常会在发动机的排气管上安装微粒过滤器（以下称为dpf），用于捕集、除去从柴油发动机排出的燃烧废气中所包含的颗粒。在dpf为空的工作状态下，由于dpf内部没有任何存量的颗粒堵塞，废气流动阻力非常低，不会影响发动机的正常工作；而随着颗粒的不断生成，dpf内部捕集的颗粒逐渐增多，导致废气排气阻力升高，发动机的油耗及动力受到排气背压的增加而影响。当出现颗粒堵塞发动机排气管，影响发动机性能时，必须定期除去dpf中的颗粒物，让dpf恢复到原来的状态，实现再生。现有的再生方法可以分为热再生和催化再生两类，然而，在实际应用中发现上述两种方式均存在有缺陷。在热再生方式中，装置局部受热过大，容易造成局部熔化，而且整体结构复杂，成本较高；而在催化再生方式中，必须使用配套的无硫柴油，因此具有一定的应用局限性。

鉴于上述已有技术，本申请人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

技术实现要素：

本发明的首要任务在于提供一种适用于双发动机道路清扫车的颗粒捕捉器再生系统，提高再生工作效率，节约维护成本。

本发明的另一任务在于提供一种适用于双发动机道路清扫车的颗粒捕捉器再生方法，该方法步骤简单并且能够保障所述颗粒捕捉器再生系统的所述技术效果的全面体现。

本发明的首要任务是这样来完成的，一种适用于双发动机道路清扫车的颗粒捕捉器再生系统，包括第一发动机和第二发动机，所述的第一发动机具备第一进气管和第一排气管，所述的第二发动机具备第二进气管和第二排气管，其特征在于：还包括颗粒捕捉器，所述的颗粒捕捉器包括支架、过滤通道、束缚带、齿轮以及电机，所述的过滤通道的数量有四个，两两呈对角设置，在支架的内部构成上下品字形的排布结构，每个过滤通道内设有用于过滤废气颗粒的滤袋，所述的束缚带缠包在四个过滤通道的外周，用于紧固过滤通道，所述的齿轮套设在四个过滤通道的外周，所述的电机固定在支架上且与齿轮啮合传动，由齿轮带动四个过滤通道顺时针或逆时针旋转，与四个过滤通道对应地，第一进气管和第二进气管呈对角设置，第一排气管和第二排气管呈对角设置，所述的第一进气管、第一排气管、第二进气管以及第二排气管分别与四个过滤通道的一端连通安装，并通过四个过滤通道的旋转，使原先与第一进气管连通的过滤通道变为与第一排气管连通，原先与第一排气管连通的过滤通道变为与第二进气管连通，原先与第二进气管连通的过滤通道变为与第二排气管连通，原先与第二排气管连通的过滤通道变为与第一进气管连通，四个过滤通道在另一端上均连通有引出管。

在本发明的一个具体的实施例中，所述的第一发动机还具备第一吸入气流进气管，所述的第二发动机还具备第二吸入气流进气管，所述的第一吸入气流进气管包括第一引气管和与该第一引气管连通的第一配接管，所述的第一引气管的一端与第一发动机的第一进气管连通，并且在两者之间串接第一空气过滤器，在该第一空气过滤器与第一进气管之间设置第一引气管蝶式阀，所述的第一进气管上且靠近第一发动机安装有第一空气流量传感器及第一氧浓度传感器，而靠近颗粒捕捉器则安装有第一进气管蝶式阀，所述的第一排气管上且靠近颗粒捕捉器安装有第一压力传感器，第一引气管的另一端与颗粒捕捉器的与第一进气管相对应的引出管连通，所述的第一配接管与道路清扫车吸尘气流管道连通；所述的第二吸入气流进气管包括第二引气管和与该第二引气管连通的第二配接管，所述的第二引气管的一端与第二发动机的第二进气管连通，并且在两者之间串接第二空气过滤器，在该第二空气过滤器与第二进气管之间设置第二引气管蝶式阀，所述的第二进气管上且靠近第二发动机安装有第二空气流量传感器及第二氧浓度传感器，而靠近颗粒捕捉器则安装有第二进气管蝶式阀，所述的第二排气管上且靠近颗粒捕捉器安装有第二压力传感器，第二引气管的另一端与颗粒捕捉器的与第二进气管相对应的引出管连通，所述的第二配接管与道路清扫车吸尘气流管道连通。

在本发明的另一个具体的实施例中，所述的第一吸入气流进气管在第一配接管上设有第一电磁阀；所述的第二吸入气流进气管在第二配接管上设有第二电磁阀。

在本发明的又一个具体的实施例中，所述的四个过滤通道在齿轮的带动下以90度的幅度进行旋转。

在本发明的再一个具体的实施例中，还包括控制器，所述的控制器分别与电机、第一引气管蝶式阀、第一进气管蝶式阀、第一电磁阀、第一空气流量传感器、第一氧浓度传感器、第一压力传感器、第二引气管蝶式阀、第二进气管蝶式阀、第二电磁阀、第二空气流量传感器、第二氧浓度传感器、第二压力传感器以及第二发动机电连接。

本发明的另一任务是这样的完成的，一种双发动机道路清扫车的颗粒捕捉器再生方法，其特征在于包括如下步骤：

s1)开始阶段，所述的第一压力传感器和第二压力传感器分别采集颗粒捕捉器一端的第一发动机排气背压值和第二发动机排气背压值；

s2）当采集的第一发动机排气背压值和第二发动机排气背压值达到设定值时，分别判断第一发动机排气背压值和第二发动机排气背压值是否过高：

s21)若第一发动机排气背压值过高，且第二发动机处于未启动状态，则所述的颗粒捕捉器进入旋转工作状态，使第一排气管对应的滤袋与第二进气管连通，接着第二发动机启动，通过控制第二电磁阀的开启角度，将第二发动机的进气流量及氧浓度提高到设定值，由第二发动机的进气气流将滤袋中原先第一发动机废气中的颗粒反吹入第二发动机，待工作一段时间后，关闭第二发动机；

s22)若第一发动机排气背压值过高，且第二发动机处于启动状态，则颗粒捕捉器进入旋转工作状态，使第一排气管对应的滤袋与第二进气管连通，通过控制第二电磁阀的开启角度，将第二发动机的进气流量及氧浓度提高到设定值，由第二发动机的进气气流将滤袋中原来第一发动机废气中的颗粒反吹入第二发动机，再通过增大或者减小第二发动机的喷油量，保证第二发动机维持正常的工作状态；

s23)若第二发动机排气背压值过高，且第一发动机处于工作状态，则颗粒捕捉器进入旋转工作状态，使第二排气管对应的滤袋与第一进气管连通，通过调节第一电磁阀的开启角度，将第一发动机的进气流量及氧浓度提高到设定值，由第一发动机的进气气流将滤袋中原来第二发动机废气中的颗粒反吹入第一发动机，再通过增大或者减小第一发动机的喷油量，保证第一发动机维持正常的工作状态。

本发明由于采用了上述结构，与现有技术相比，具有的有益效果是：第一、第二发动机共用一个颗粒捕捉器，利用进气气流将附着在颗粒捕捉器上的颗粒反吹进第一、第二发动机，实现dpf再生，并且在dpf再生方式上，采用滤袋式结构来过滤废气中的颗粒物，结构简单、再生效率高，能够节约dpf再生成本；在气流反吹方式上，通过第一、第二吸入气流进气管引入道路清扫车吸尘气流，由此来增大第一、第二进气管的空气流速，增强对粘附在滤袋上的废气颗粒的反吹效果；在进气流量控制上，通过监测空气流量和氧气浓度，控制第一、第二电磁阀的开启角度，让进入第一、第二发动机的气流更加平稳，从而保证正常的工作状态。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为图1的a-a处的剖视图。

图3为图1的b-b处的剖视图。

图4为本发明所述的控制器的电连接框图。

图5为本发明所述的颗粒捕捉器旋转的工作流程图。

图6为本发明实行dpf再生的工作流程图。

图中：1.第一发动机、11.第一进气管、12.第一排气管、13.第一吸入气流进气管、131.第一引气管、132.第一配接管、133.第一电磁阀、14.第一空气过滤器、15.第一引气管蝶式阀、16.第一空气流量传感器、17.第一氧浓度传感器、18.第一进气管蝶式阀、19.第一压力传感器；2.第二发动机、21.第二进气管、22.第二排气管、23.第二吸入气流进气管、231.第二引气管、232.第二配接管、233.第二电磁阀、24.第二空气过滤器、25.第二引气管蝶式阀、26.第二空气流量传感器、27.第二氧浓度传感器、28.第二进气管蝶式阀、29.第二压力传感器；3.颗粒捕捉器、31.支架、32.过滤通道、321.第一空气滤袋、322.第二空气滤袋、323.第一废气滤袋、324.第二废气滤袋、33.束缚带、34.齿轮、35.电机、36.引出管。

具体实施方式

为了使公众能充分了解本发明的技术实质和有益效果，申请人将在下面结合附图对本发明的具体实施方式详细描述，但申请人对实施例的描述不是对技术方案的限制，任何依据本发明构思作形式而非实质的变化都应当视为本发明的保护范围。

请参阅图1至图3，一种适用于双发动机道路清扫车的颗粒捕捉器再生系统，包括第一发动机1、第二发动机2以及颗粒捕捉器3。所述的第一发动机1具备第一进气管11、第一排气管12以及第一吸入气流进气管13，所述的第二发动机2具备第二进气管21、第二排气管22以及第二吸入气流进气管23。在本实施例中，将第一发动机1定义为驱动发动机，用于为清扫车提供驱动动力，将第二发动机2定义为清洁发动机，用于为清扫车提供吸尘的动力。所述的颗粒捕捉器3包括支架31、过滤通道32、束缚带33、齿轮34以及电机35。所述的过滤通道32的数量有四个，两两呈对角设置，在支架31的内部构成上下品字形的排布结构，每个过滤通道32内设有用于过滤废气颗粒的滤袋。所述的束缚带33缠包在四个过滤通道32的外周，用于紧固过滤通道32，所述的齿轮34套设在四个过滤通道32的外周。所述的电机35固定在支架31上且与齿轮34啮合传动，由齿轮34带动四个过滤通道32以每次90度的幅度进行顺时针或逆时针旋转。与四个过滤通道32对应地，第一进气管11和第二进气管21呈对角设置，第一排气管12和第二排气管22呈对角设置，所述的第一进气管11、第一排气管12、第二进气管21以及第二排气管22分别与四个过滤通道32的一端连通安装，并通过四个过滤通道32的旋转，使原先与第一进气管11连通的过滤通道32变为与第一排气管12连通，原先与第一排气管12连通的过滤通道32变为与第二进气管21连通，原先与第二进气管21连通的过滤通道变为与第二排气管22连通，原先与第二排气管22连通的过滤通道32变为与第一进气管11连通。四个过滤通道32在另一端上均连通有引出管36。

进一步地，所述的第一吸入气流进气管13包括第一引气管131和与该第一引气管131连通的第一配接管132。所述的第一引气管131的一端与第一发动机1的第一进气管11连通，并且在两者之间串接第一空气过滤器14，在该第一空气过滤器14与第一进气管11之间设置第一引气管蝶式阀15，所述的第一进气管11上且靠近第一发动机1安装有第一空气流量传感器16及第一氧浓度传感器17，而靠近颗粒捕捉器3则安装有第一进气管蝶式阀18。所述的第一排气管12上且介于第一进气管蝶式阀18和颗粒捕捉器3之间安装有第一压力传感器19，第一引气管131的另一端与颗粒捕捉器3的与第一进气管11相对应的引出管36连通。所述的第一配接管132与道路清扫车吸尘气流管道连通，并且其上设有第一电磁阀133。所述的第二吸入气流进气管23包括第二引气管231和与该第二引气管231连通的第二配接管232，所述的第二引气管231的一端与第二发动机2的第二进气管21连通，并且在两者之间串接第二空气过滤器24，在该第二空气过滤器24与第二进气管21之间设置第二引气管蝶式阀25，所述的第二进气管21上且靠近第二发动机2安装有第二空气流量传感器26及第二氧浓度传感器27，而靠近颗粒捕捉器3则安装有第二进气管蝶式阀28，所述的第二排气管22上且介于第二进气管蝶式阀28和颗粒捕捉器3之间安装有第二压力传感器29，第二引气管231的另一端与颗粒捕捉器3的与第二进气管21相对应的引出管36连通。所述的第二配接管232与道路清扫车吸尘气流管道连通，并且其上设有第二电磁阀233。

请继续参阅图2和图3，具体地，将四个过滤通道32内的滤袋分别定义为第一空气滤袋321、第二空气滤袋322、第一废气滤袋323以及第二废气滤袋324，并且，从第一发动机1和第二发动机2的方向看，第一空气滤袋321、第一废气滤袋323、第二空气滤袋322及第二废气滤袋324按顺时针方向依次排布，相邻的两者之间相差90度。在本实施例中，颗粒捕捉器3被设定为每次旋转时，都以顺时针的方向将四个过滤通道32旋转90度。与四个过滤通道32对应地，从第一发动机1和第二发动机2的方向看，第一进气管11、第一排气管12、第二进气管21及第二排气管22也按照顺时针的方向依次排布，构成上下品字形的排布结构。原始状态，所述的第一空气滤袋321连通第一进气管11，第二空气滤袋322连通第二进气管21，第一废气滤袋323连通第一排气管12，第二废气滤袋324连通第二排气管22。当颗粒捕捉器3旋转一次时，第一进气管11变为连通第二废气滤袋324，第二发动机2的废气颗粒被反吹入第一发动机1的燃烧室，第一排气管12变为连通第一空气滤袋321，第一空气滤袋321过滤第一发动机1所排放的废气中的颗粒物，第二进气管21变为连通第一废气滤袋323，第一发动机1的废气颗粒反吹入第二发动机2的燃烧室，第二排气管22变为连通第二空气滤袋322，第二空气滤袋322过滤第二发动机2所排放的废气中的颗粒物，由此实现dpf再生。第一吸入气流进气管13和第二吸入气流进气管23用于将吸入的气流导入颗粒捕捉器3，或者导入第一空气过滤器14和第二空气过滤器24，增大第一进气管11和第二进气管21中空气的流通速度，增强了反吹气流对于粘附在滤袋上的废气颗粒的反吹效果，由此能够提高再生效率。

请参阅图4，本发明还包括控制器，在本实施例中，所述的控制器采用freescale公司的mc9s08gb60a单片机。所述的控制器分别与电机35、第一引气管蝶式阀15、第一进气管蝶式阀18、第一电磁阀133、第一空气流量传感器16、第一氧浓度传感器17、第一压力传感器19、第二引气管蝶式阀25、第二进气管蝶式阀28、第二电磁阀233、第二空气流量传感器26、第二氧浓度传感器27、第二压力传感器29以及第二发动机2电连接。此外，控制器还与第二发动机2电连接，用于控制第二发动机2的起动或关闭。所述的第一空气流量传感器16和第二空气流量传感器26用于测量对应管道内的空气流量，所述的第一氧浓度传感器17和第一氧浓度传感器27用于测量对应管道内的氧气浓度。控制器根据第一空气流量传感器16、第二空气流量传感器26、第一氧浓度传感器17和第一氧浓度传感器27监测到的数值，并与设定值进行比较，通过闭环控制方法来控制第一电磁阀133和第二电磁阀233的开启角度。当空气流量和氧气浓度小于设定值时，增大第一电磁阀133和第二电磁阀233的开启角度，以此来增大对应管道内的空气流速；当空气流量和氧气浓度大于设定值时，减小第一电磁阀133和第二电磁阀233的开启角度，以此来减小对应管道内的空气流速。所述的第一压力传感器19和第二压力传感器29用于监测对应管道内的排气背压值。所述的控制器将第一发动机1的第一发动机排气背压值和第二发动机2的第二发动机排气背压值与设定值进行比较，以此来判断是否需要对颗粒捕捉器3进行再生操作。当第一发动机排气背压值和第二发动机排气背压值达到设定值时，控制器传输信号给电机35，由电机35控制颗粒捕捉器3内部的滤袋沿顺时针方向旋转90度，实现dpf再生。

请参阅图5，进一步地，所述的颗粒捕捉器3进入旋转工作状态时，先开启第一引气管蝶式阀15和第二引气管蝶式阀25，为了让进入第一发动机1及第二发动机2的气流平稳，待延时一段时间后，再闭合第一进气管蝶式阀18和第二进气管蝶式阀28，这样，外界空气由原先的颗粒捕捉器3过滤导入第一发动机1及第二发动机2，转换为分别由第一空气过滤器14和第二空气过滤器24过滤后导入第一发动机1和第二发动机2，接着颗粒捕捉器3顺时针旋转90度，使第一空气滤袋321和第一废气滤袋323完成转换，第二空气滤袋322和第二废气滤袋324完成转换。然后，第一进气管蝶式阀18和第二进气管蝶式阀28开启，同样地，为了让进入第一发动机1及第二发动机2的气流平稳，延时一段时间后，第一引气管蝶式阀15和第二引气管蝶式阀25闭合，空气由第一空气过滤器14和第二空气过滤器24过滤导入第一发动机1及第二发动机2，转换为由颗粒捕捉器3过滤导入第一发动机1及第二发动机2。

请参阅图6，本发明所述的双发动机道路清扫车的颗粒捕捉器再生方法，包括如下步骤：

s1)开始阶段，所述的第一压力传感器19和第二压力传感器29分别采集颗粒捕捉器3一端的第一发动机排气背压值和第二发动机排气背压值；

s2）当采集的第一发动机排气背压值和第二发动机排气背压值达到设定值时，分别判断第一发动机排气背压值和第二发动机排气背压值是否过高：

s21)若第一发动机排气背压值过高，且第二发动机2处于未启动状态，则颗粒捕捉器3进入旋转工作状态，完成内部滤袋转换，使第一排气管12对应的滤袋，即第一废气滤袋323与第二进气管21连通，并启动第二发动机2，控制第二电磁阀233的开启角度，将第二发动机2的进气流量及氧浓度提高到设定值，由第二发动机2的进气气流将滤袋中原先第一发动机1废气中的颗粒反吹入第二发动机2，待工作一段时间后，关闭第二发动机2；

s22)若第一发动机排气背压值过高，且第二发动机2处于启动状态，则颗粒捕捉器3进入旋转工作状态，完成内部滤袋转换，使第一排气管12对应的滤袋，即第一废气滤袋323与第二进气管21连通，控制第二电磁阀233的开启角度，将第二发动机2的进气流量及氧浓度提高到设定值，由第二发动机2的进气气流将滤袋中原来第一发动机1废气中的颗粒反吹入第二发动机2，再通过增大或者减小第二发动机2的喷油量，保证第二发动机2维持正常的工作状态；

s23)若第二发动机排气背压值过高，且第一发动机1处于工作状态，则颗粒捕捉器3进入旋转工作状态，完成内部滤袋转换，使第二排气管22对应的滤袋，即第二废气滤袋324与第一进气管11连通，调节第一电磁阀133的开启角度，将第一发动机1的进气流量及氧浓度提高到设定值，由第一发动机1的进气气流将滤袋中原来第二发动机2废气中的颗粒反吹入第一发动机1，再通过增大或者减小第一发动机1的喷油量，保证第一发动机1维持正常的工作状态。

当第一发动机排气背压值和第二发动机排气背压值均过高时，所述的颗粒捕捉器3正常旋转，不会影响第一发动机1和第二发动机2的正常工作。