专利名称：柴油机微粒捕集器的制作方法
技术领域：
本发明涉及柴油机的后处理器技术领域，特别是涉及一种可拆式柴油机微粒捕捉器。
背景技术：
柴油机以其热效率高、燃油经济性好、低速转矩大、使用寿命长和维护成本低等特点，广泛应用于国民经济的各个领域。然而，柴油机尾气排放中含有的大量微粒危害了人类的健康，污染了人类赖以生存的环境，为此，日益严格的车辆排放法规都对其作出了更加严格的限制。目前，仅从改善柴油质量和机内净化的措施已经不能满足更加严格的排放法规要求，作为机外净化的微粒捕集技术成为目前公认的降低柴油机微粒排放的最有效措施，也是商用前景最好的技术。但是，柴油机排出的微粒直径分布范围广，不同直径的微粒对人类健康的影响方式也不尽相同，单一孔径的微粒捕集器难以兼顾不同粒径的捕获，造成微粒捕集器捕集效率低、使用周期短、再生次数频繁的问题，使柴油机不得不安装额外的再生装置。然而，有限的车辆布置空间和车载能量使再生装置的体积和功率都难以达到理想的状况，导致再生不彻底，再生次数频繁，直至微粒捕集器的滤芯老化、失效；此外，车载再生装置不但消耗了车载能量，增加了车辆的成本，而且也造成资源的浪费。
发明内容
本发明的目的在于为解决柴油机微粒捕集器再生过程中存在的上述问题，设计一种可实现分级过滤、可拆卸、并可用于离车周期性再生的柴油机微粒捕捉器。
本发明的上述目的是这样实现的，结合
如下一种柴油机微粒捕集器，它由壳体、滤芯、压力传感器、控制单元、显示装置组成，其特征在于所说的壳体采用分体式，采用螺栓7预紧连结，滤芯6可拆卸，壳体中部压板4与滤芯6之间装有充填物5，壳体两端2为尾气入口和出口，压力传感器1装在壳体两端2并与控制单元8相连接，显示装置9连接在控制单元8上。
所说的滤芯6和壳体横截面为方形或圆形；滤芯6为整体式或分片式且轴向定位。
所说的分片式滤芯的孔径从入口端向出口端逐渐变小。
所说的控制单元8可以独立存在、也可以是整个发动机或整车管理系统的一部分，控制单元8通过对传感器的电信号的运算对应控制单元的数据库得出微粒捕集器两端的压力损失、滤芯6中微粒的沉积量、阻塞状况及预计再生周期，并将得出的结论传输给显示器装置9。
所说充填物5应采用对滤芯6具有密封、热膨胀缓冲和固定作用的弹性材料。
该捕捉器可以采用2个或两个以上串接分级布置。
本发明所涉及的微粒捕集器的滤芯6是可拆卸进行再生或更换的，滤芯周围的填充物5起到密封和减震的作用，捕集器壳体上的螺栓7对滤芯6进行预紧和固定；压力传感器1采集捕集器入、出口处的压力，通过控制器8在仪表9上提示司机对滤芯6进行定期的再生和更换。
本发明提出的分级微粒捕集器，可针对柴油机不同直径的微粒进行分级过滤和捕集，提高过滤效果、减少对微粒捕集器的堵塞、延长其再生周期、减缓滤芯的老化速度，提高微粒捕集器的使用寿命；采用可拆卸式的微粒捕集器，便于捕集器的再生保养、维修和更换，有利于废旧滤芯的回收，避免资源的浪费和对环境的污染；微粒捕集器的离车再生，可提高资源的利用效率，同时避免了车载再生系统能耗大、成本高等缺点。
图1是方形分级过滤、可拆卸、离车周期再生柴油机微粒捕捉器的单体结构示意图；图2是圆形分级过滤、可拆卸、离车周期再生柴油机微粒捕捉器的单体结构示意图；图3是方形分级过滤、可拆卸、离车周期再生柴油机微粒捕捉器结构示意图；图4是圆形分级过滤、可拆卸、离车周期再生柴油机微粒捕捉器结构示意图；图5是片式分级过滤、可拆卸、离车周期再生柴油机微粒捕捉器结构示意图。
图中1.压力传感器 2.壳体两端 3.定位面 4.壳体中部压板 5.充填物 6.滤芯7.螺栓 8.控制单元 9.显示装置具体实施方式
下面结合附图所示实施例进一步说明本发明的具体内容。
图1所示为方形分级过滤、可拆卸、离车周期再生柴油机微粒捕捉器的单体结构示意图，柴油机的尾气从入口进入微粒捕集器，滤芯6过滤并捕集尾气中的微粒，充填物5用于防止尾气的泄漏，同时可起动减震的作用，安装过程中对壳体中部压板4采取预紧防松措施，可避免在压板与充填物之间因贴合不好而存在的泄漏现象，壳体上通过定位面3来防止因滤芯6的窜动而导致的尾气泄露，压力传感器1采集捕集器入、出口处的压力，通过控制单元8在显示装置9上提示司机对滤芯6进行定期的再生和更换。
方形可拆卸微粒捕集器的拆卸和安装十分方便，壳体中部压板4在安装过程中用螺栓7增加预紧力，同时附加防松措施，避免壳体中部压板4在汽车运行过程中的意外脱落，同时也使得压板的安装、拆卸更加简单，壳体中部压板4卸下后，微粒捕集器的滤芯6可以轻易取出。
图3显示的是方形可拆卸微粒捕集器的分级结构，其运行方式与单级结构的方形微粒捕集器大致相同，在多级方形可拆式微粒捕集器的结构中，压力传感器的安装方式分为两种一种是只在多级结构的微粒捕集器的入口和出口安装两个压力传感器，这种方式工艺简单、成本低，但只能监控多级微粒捕集器的整体运行状况，不能检测对每一级的微粒捕集器的工作状况；另一种是在多级结构中的每一级微粒捕集器的入口及出口均加装压力传感器，这样做虽然成本偏高，却可以有效地检测每一级微粒捕集器的工作状况，及时反馈相应的信息。
图2显示的是圆形可拆卸微粒捕集器，圆形可拆卸微粒捕集器的形状与传统的微粒捕集器相同，其运行方式与图1显示的方形微粒捕集器相同。柴油机的尾气从入口处进入微粒捕集器，微粒捕集器的压力传感器1将尾气在入口处的压力转化成电信号传输给控制单元8，微粒捕集器的滤芯6起着过滤发动机尾气中微粒的作用，为防止尾气泄漏，微粒捕集器中的充填物5起到了良好的密封的作用，由于微粒捕集器在安装过程中增加了预紧放松措施，微利捕集器的中段壳体与充填物5之间贴合良好不存在泄漏可能，微粒捕集器的壳体中留有定位面3防止因滤芯6窜动而导致的尾气泄露，出口处的压力传感器1将尾气在出口处的压力转化成电信号传入控制单元8，控制单元8根据两个压力传感器输入的电信号结合自身存储的数据库计算滤芯两端的压力损失，同时根据微粒捕集器两端的压力损失得出沉积在滤芯上微粒的沉积量，根据不同的沉积量确定滤芯的微粒阻塞状况，同时结合控制单元中已经存在的数据库预计再生周期，并将得出的结论传输给显示器装置9，显示装置9的主要作用是显示控制单元8输出的信号为司机提供微粒捕集器确切的工作状态，司机可以通过显示装置清楚地了解到微粒捕集器中滤芯6的阻塞状况和预计的微粒捕集器的再生周期，提醒司机及时地对滤芯加以保养和维护。
由于形状的关系，圆形可拆式微粒捕集器的壳体可以分为中段和两端三个部分，微粒捕集器的拆卸需要松开两端与中段向联的螺栓及附加的防松机构。滤芯的定位可通过两端施加预紧力将滤芯压紧防止其轴向窜动，滤芯的径向窜动、缓冲和密封是通过充填物5实现的。
图4显示的是圆形可拆式微粒捕集器的多级结构，其工作方式与方形可拆式微粒捕集器基本相同，其压力传感器的安装也存在着两种方式。其拆卸及安装方式与圆形可拆式微粒捕集器的单级结构相同。
图5显示的分片可拆式微粒捕集器，每一片滤芯孔径大小不同，从尾气入口端开始微粒捕集器滤芯的孔径由大到小，在一个微粒捕集器的壳体中实现微粒捕集器的多极化。在微粒捕集器对尾气进行净化的过程中，这种结构减少了尾气在捕集器中的压力损失，降低了发动机的排气背压，使发动机的功率得到了提高；在再生过程中，由于分片式微粒捕集器的滤芯轴向尺寸小，其再生效果明显，再生彻底。
分片可拆式微粒捕集器的运行过程是，柴油发动机的尾气从入口处进入微粒捕集器，微粒捕集器的压力传感器1将尾气在入口处的压力转化成电信号传输给控制单元，微粒捕集器的滤芯6起着过滤发动机尾气中微粒的作用，由于滤芯的孔径不同，每级滤芯捕集的微粒的直径也不尽相同，在尾气的入口端滤芯的孔径最大可以漏掉直径较小的微粒，这种滤芯是专门捕集直径较大的微粒，第二片滤芯的孔径较第一片略小，捕集直径稍小一点的微粒，以后的滤芯孔径逐级递减，捕集的微粒的直径也使越来越小，这样可以有效地降低柴油机微粒排放，同时也避免了因各种直径的微粒相互堆积而造成的微粒捕集器使用周期较短的问题，为防止尾气泄漏，微粒捕集器中的垫片5起到了良好的密封的作用，由于微粒捕集器的定位凹坑直接铸造在微粒捕集器的壳体2上，对滤芯6起到密封、缓冲和固定作用的充填物3直接置入定位凹坑内，壳体安装时充填物压紧滤芯6，对滤芯起到了定位的作用，限制滤芯的轴向和径向的活动余量，同时有效的防止因滤芯6窜动而导致的尾气泄露，出口处的压力传感器1将尾气在出口处的压力转化成电信号传入控制单元，控制单元根据两个压力传感器输入的电信号结合自身存储的数据库计算滤芯两端的压力损失，同时根据微粒捕集器两端的压力损失得出沉积在滤芯上微粒的沉积量，根据不同的沉积量确定滤芯的微粒阻塞状况，同时结合控制单元中已经存在的数据库预计再生周期，并将得出的结论传输给显示器装置，显示装置的主要作用是显示控制单元输出的信号为司机提供微粒捕集器确切的工作状态，司机可以通过显示装置清楚地了解到微粒捕集器中滤芯的阻塞状况和预计的微粒捕集器的再生周期，提醒司机及时地对滤芯加以保养和维护。
分片可拆式微粒捕集器的安装和拆卸不同于方/圆形可拆式微粒捕集器，分片可拆式微粒捕集器的壳体分为上、下两个部分，两部分壳体通过多出的螺栓和放松机构连接在一起，在安装过程中螺栓增加预紧力，对整个微粒捕集器起到了密封的作用。在微粒捕集器的拆卸过程中，不同于方/圆形可拆式微粒捕集器，需要断开微粒捕集器与发动机排气管下连接得法兰螺栓才能卸下微粒捕集器进行保养和维护。
权利要求
1.一种柴油机微粒捕集器，它由壳体、滤芯、压力传感器、控制单元、显示装置组成，其特征在于所说的壳体采用分体式，采用螺栓(7)预紧连结，滤芯(6)可拆卸，壳体中部压板(4)与滤芯(6)之间装有充填物(5)，壳体两端(2)为尾气入口和出口，压力传感器(1)装在壳体两端(2)并与控制单元(8)相连接，显示装置(9)连接在控制单元(8)上。
2.根据权利要求1所述的柴油机微粒捕捉器，其特征在于所说的滤芯(6)和壳体横截面为方形或圆形；滤芯(6)为整体式或分片式且轴向定位。
3.根据权利要求1所述的柴油机微粒捕捉器，其特征在于所说的分片式滤芯的孔径从入口端向出口端逐渐变小。
4.根据权利要求1所述的柴油机微粒捕捉器，其特征在于所说的控制单元(8)可以独立存在、也可以是整个发动机或整车管理系统的一部分，控制单元(8)通过对传感器的电信号的运算对应控制单元的数据库得出微粒捕集器两端的压力损失、滤芯(6)中微粒的沉积量、阻塞状况及预计再生周期，并将得出的结论传输给显示器装置(9)。
5.根据权利要求1所述的柴油机微粒捕捉器，其特征在于所说的充填物(5)应采用对滤芯(6)具有密封、热膨胀缓冲和固定作用的弹性材料。
6.根据权利要求1所述的柴油机微粒捕捉器，其特征在于该捕捉器可以采用2个或两个以上串接分级布置。
全文摘要
本发明涉及柴油机的后处理器技术领域，特别是涉及一种可拆式柴油机微粒捕捉器。它由壳体、滤芯、压力传感器、控制单元、显示装置组成，所说的壳体采用分体式，采用螺栓(7)预紧连结，滤芯(6)可拆卸，壳体中部压板(4)与滤芯(6)之间装有充填物(5)，分片式微粒捕集器壳体分为两部分壳体(2)与滤芯(6)之间装有充填物，壳体两端(2)为尾气入口和出口，压力传感器(1)装在壳体两端(2)并与控制单元(8)相连接，显示装置(9)连接在控制单元(8)上。本发明是针对柴油机不同直径的微粒进行分级过滤和捕集，以提高过滤效果、减少捕集器堵塞、延长其再生周期、减缓滤芯的老化速度，提高微粒捕集器的使用寿命。
文档编号F01N9/00GK101059094SQ200710055688
公开日2007年10月24日 申请日期2007年5月25日 优先权日2007年5月25日
发明者李君 , 张辉, 高莹, 朱昌吉, 杨世春, 邓宝清, 王立军 申请人:吉林大学