一种DPF高效爆燃清洗再生方法、控制系统及装置与流程

本发明涉及柴油颗粒过滤器再生技术领域，具体为一种dpf高效爆燃清洗再生方法、控制系统及装置。

背景技术：

dpf即柴油颗粒过滤器，指安装在柴油车排气系统中，通过过滤来降低排气中颗粒物(pm)的装置，dpf能够有效地净化排气中70％—90％的颗粒，是净化柴油机颗粒物最有效、最直接的方法之一，dpf的技术特点及难点：颗粒过滤器捕捉到一定量的颗粒后，会堵塞排气通道，造成排气背压上升，影响到发动机性能，需要将捕捉到的颗粒物清除掉，使排气恢复正常，即所谓的再生，再生方式很多，方式之一是被动再生，传感器测量排气背压，当背压上升到一定数值后，ecu控制专用喷嘴，往排气管里喷柴油，在排气管内形成燃烧火焰，使dpf内部温度上升到600～620度，将捕捉到的颗粒燃烧成co2排出去，再生方式二也是被动再生，由ecu控制发动机喷油器，在气缸燃烧后期喷油，从而使排气温度升高，也使dpf内部温度上升到600～620度，将捕捉到的颗粒燃烧成co2排出去，再生方式三还是被动再生，在颗粒捕捉器采用电加热方法形成高温，将捕捉到的颗粒燃烧成co2排出去，再生方式四是主动再生，采用在燃油里加添加剂，降低颗粒燃烧的温度，使捕捉到的颗粒在发动机正常工作温度下即可燃烧成co2排出去。

以上dpf的再生，存在各种各样的问题：需要消耗燃料或电力，所以使用的dpf柴油机经济性较差，燃油中加添加剂的方法目前不成熟，需要用户在柴油里加添加剂，实际操作中也有困难，dpf对燃油中的硫非常敏感，要求使用15ppm的柴油，这是因为燃油中的硫会在高温下形成硫酸盐，本身就是一种颗粒，造成颗粒排放升高，其次硫酸盐附着在载体涂层表面，破坏了涂层，产生有毒有害物质，阻碍气态催化反应使再生失效，从而引起颗粒物排放超标。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种dpf高效爆燃清洗再生方法、控制系统及装置，解决了需要消耗燃料或电力，所以使用的dpf柴油机经济性较差，需要用户在柴油里加添加剂，燃油中的硫会在高温下形成硫酸盐，造成颗粒排放升高，其次硫酸盐附着在载体涂层表面，破坏了涂层，产生有毒有害物质，阻碍气态催化反应使再生失效，从而引起颗粒物排放超标的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种dpf高效爆燃清洗再生方法、控制系统及装置，具体包括以下步骤：

s1、首先对再生装置和控制系统进行组装接线，然后按“启动/停止”按钮，单片机“启动/停止”输入口电平翻转，单片机板“高压洁净空气入口切换阀”开关量输出信号经外围隔离放大继电器驱动高压洁净空气入口切换阀动作；

s2、高压洁净空气入口切换阀打开，同时氢氧气入口切换阀关闭，高压洁净空气经高压洁净空气入口进入压力容器及dpf内，经过dpf后排出，待压力稳定后，单片机板通过“入口压力传感器”模拟输入信号及“出口压力传感器”模拟输入信号采集dpf前后压力传感器压力，压力数据存入系统数据区；

s3、完成后，高压洁净空气入口切换阀关闭，氢氧气入口切换阀打开，氢氧气经氢氧气入口进入压力容器及dpf内，此时dpf出口有气密膜密封，单片机板通过“氢气浓度传感器”模拟输入信号及“氧气浓度传感器”模拟输入信号采集压力容器及dpf内氢氧气浓度数据；

s4、当压力容器及dpf内氢氧气浓度值在安全有效范围内，单片机板“电子脉冲点火器”开关量输出信号经外围隔离放大继电器驱动电子脉冲点火器动作，发送点火信号给脉冲点火器动作点燃氢氧气，在压力容器及dpf内形成爆燃将颗粒燃烧变成co2及水蒸气，同时瞬间产生高温高压将dpf内残留杂物从dpf出口排出去；

s5、延时3-5秒后，单片机板“高压洁净空气入口切换阀”开关量输出信号经外围隔离放大继电器驱动高压洁净空气入口切换阀动作，高压洁净空气入口切换阀打开，同时氢氧气入口切换阀关闭，高压洁净空气经高压洁净空气入口进入压力容器及dpf内，经过dpf后排出，待压力稳定后，单片机板通过“入口压力传感器”模拟输入信号及“出口压力传感器”模拟输入信号采集dpf前后压力传感器压力，压力数据存入系统数据区；

s6、经单片机板处理单元计算分析后判断清洗效果，会发现爆燃清洗后dpf内颗粒物明显减少，疏通效果明显，可根据需要重复步骤s1至步骤s2多个循环进行清洗。

优选的，所述步骤s1至步骤s6中爆燃气体为氢氧气，且任何其它可燃气体都包含在内。

本发明公开了一种dpf高效爆燃清洗再生控制系统，包括单片机、自复位按钮、氢气浓度传感器、氧气浓度传感器、压力传感器、声光报警器、电源、显示监控触摸屏和外围电器元件,所述单片机mcu的型号为stm32f103ret6,且单片机上分别安装有两个压力传感器检测模拟输入信号接口、一个氢气模拟输入信号接口、一个氧气浓度模拟输入信号接口、一个再生装置启动/停止开关量输入信号接口、一个隔离阀输出开关量接口、一个切换阀输出开关量接口、一个脉冲点火器输出开关量接口和一个声光报警器输出开关量接口。

优选的，所述单片机输出接口分别与隔离阀、切换阀、脉冲点火器之间通过四个外围继电器隔离放大，且显示监控触摸屏与单片机采用串口通信，所述电源是由一个220vac转24vdc开关电源提供24vdc的电源。

本发明还公开了一种dpf高效爆燃清洗再生装置，包括氢氧气入口管路、高压洁净空气入口管路、dpf和气密膜，所述高压洁净空气入口管路的内部固定安装有高压洁净空气入口切换阀，且氢氧气入口管路一端的内部固定安装有氢氧气入口切换阀。

优选的，所述氢氧气入口管路的内部从上至下依次固定安装有氢气浓度传感器、氧气浓度传感器和入口压力传感器，且氢氧气入口管路的底端连通有压力容器，所述压力容器上固定安装有电子脉冲点火器，所述氢氧气入口管路靠近压力容器一端的内部固定安装有压力容器入口隔离阀。

优选的，所述压力容器的底部通过dpf进气密封接口与dpf的顶部连通，且dpf的底部通过dpf出气密封接口与气密膜的顶部连通。

优选的，所述dpf的底部与气密膜的顶部之间固定安装有出口压力传感器。

(三)有益效果

本发明提供了一种dpf高效爆燃清洗再生方法、控制系统及装置。与现有技术相比具备以下有益效果：该dpf高效爆燃清洗再生方法、控制系统及装置，具体包括以下步骤：s1、首先对再生装置和控制系统进行组装接线，然后按“启动/停止”按钮，单片机“启动/停止”输入口电平翻转，s2、高压洁净空气入口切换阀打开，同时氢氧气入口切换阀关闭，高压洁净空气经高压洁净空气入口进入压力容器及dpf内，经过dpf后排出，s3、完成后，高压洁净空气入口切换阀关闭，氢氧气入口切换阀打开，氢氧气经氢氧气入口进入压力容器及dpf内，此时dpf出口有气密膜密封，s4、当压力容器及dpf内氢氧气浓度值在安全有效范围内，单片机板“电子脉冲点火器”开关量输出信号经外围隔离放大继电器驱动电子脉冲点火器动作，发送点火信号给脉冲点火器动作点燃氢氧气，s5、延时3-5秒后，单片机板“高压洁净空气入口切换阀”开关量输出信号经外围隔离放大继电器驱动高压洁净空气入口切换阀动作，高压洁净空气入口切换阀打开，同时氢氧气入口切换阀关闭，s6、经单片机板处理单元计算分析后判断清洗效果，会发现爆燃清洗后dpf内颗粒物明显减少，疏通效果明显，可根据需要重复步骤s1至步骤s2多个循环进行清洗，可实现通过氢氧发生器产生氢氧混合气至压力容器及dpf内，系统cpu通过氢氧气浓度传感器监控dpf内氢氧气浓度，确保dpf内氢氧气浓度控制在安全有效范围内，点火在dpf内形成爆燃将颗粒燃烧变成co2，同时瞬间产生高压将dpf内残留杂物从dpf出口排出去，氢氧气燃烧生成水蒸气，不会产生新的颗粒，电气控制系统通过传感器读取实时数据并自动判断清洗效果，根据需要以上过程可循环多次，最终完成dpf内堵塞颗粒的疏通，有效延长dpf的使用寿命。

附图说明

图1为本发明第一安装方式的结构示意图；

图2为本发明第二安装方式的结构示意图；

图3为本发明系统的结构原理框图。

图中，1-氢氧气入口管路、2-高压洁净空气入口管路、3-高压洁净空气入口切换阀、4-氢气浓度传感器、5-氧气浓度传感器、6-电子脉冲点火器、7-dpf进气密封接口、8-dpf、9-氢氧气入口切换阀、10-入口压力传感器、11-压力容器入口隔离阀、12-压力容器、13-dpf出气密封接口、14-出口压力传感器、15-气密膜。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明实施例提供一种技术方案：一种dpf高效爆燃清洗再生方法，具体包括以下步骤：

s1、首先对再生装置和控制系统进行组装接线，然后按“启动/停止”按钮，单片机“启动/停止”输入口电平翻转，单片机板上的“高压洁净空气入口切换阀3”开关量输出信号经外围隔离放大继电器驱动高压洁净空气入口切换阀3动作；

s2、高压洁净空气入口切换阀3打开，同时氢氧气入口切换阀9关闭，高压洁净空气经高压洁净空气入口进入压力容器12及dpf8内，经过dpf8后排出，待压力稳定后，单片机板通过“入口压力传感器10”模拟输入信号及“出口压力传感器14”模拟输入信号采集dpf8前后压力传感器压力，压力数据存入系统数据区；

s3、完成后，高压洁净空气入口切换阀3关闭，氢氧气入口切换阀9打开，氢氧气经氢氧气入口进入压力容器12及dpf8内，此时dpf8出口有气密膜15密封，单片机板通过“氢气浓度传感器4”模拟输入信号及“氧气浓度传感器5”模拟输入信号采集压力容器12及dpf8内氢氧气浓度数据；

s4、当压力容器12及dpf8内氢氧气浓度值在安全有效范围内，单片机板“电子脉冲点火器6”开关量输出信号经外围隔离放大继电器驱动电子脉冲点火器动作，发送点火信号给脉冲点火器动作点燃氢氧气，在压力容器12及dpf8内形成爆燃将颗粒燃烧变成co2及水蒸气，同时瞬间产生高温高压将dpf内残留杂物从dpf出口排出去；

s5、延时3-5秒后，单片机板“高压洁净空气入口切换阀3”开关量输出信号经外围隔离放大继电器驱动高压洁净空气入口切换阀3动作，高压洁净空气入口切换阀3打开，同时氢氧气入口切换阀9关闭，高压洁净空气经高压洁净空气入口进入压力容器12及dpf8内，经过dpf8后排出，待压力稳定后，单片机板通过“入口压力传感器10”模拟输入信号及“出口压力传感器14”模拟输入信号采集dpf8前后压力传感器压力，压力数据存入系统数据区；

s6、经单片机板处理单元计算分析后判断清洗效果，会发现爆燃清洗后dpf内颗粒物明显减少，疏通效果明显，可根据需要重复步骤s1至步骤s2多个循环进行清洗。

本发明中，步骤s1至步骤s6中爆燃气体为氢氧气，且任何其它可燃气体都包含在内。

本发明公开了一种dpf高效爆燃清洗再生控制系统，包括单片机、自复位按钮、氢气浓度传感器、氧气浓度传感器、压力传感器、声光报警器、电源、显示监控触摸屏和外围电器元件,单片机mcu的型号为stm32f103ret6,且单片机上分别安装有两个压力传感器检测模拟输入信号接口、一个氢气模拟输入信号接口、一个氧气浓度模拟输入信号接口、一个再生装置启动/停止开关量输入信号接口、一个隔离阀输出开关量接口、一个切换阀输出开关量接口、一个脉冲点火器输出开关量接口和一个声光报警器输出开关量接口。

本发明中，单片机输出接口分别与隔离阀、切换阀、脉冲点火器之间通过四个外围继电器隔离放大，且显示监控触摸屏与单片机采用串口通信，电源是由一个220vac转24vdc开关电源提供24vdc的电源，外围输入信号通过单片机输入接口传送到mcu，mcu根据内部程序输出信号到输出接口，经外围继电器隔离放大控制脉冲点火器、切换阀与隔离阀动作，同时计算分析与预先设置参数比较判断最终清洗处理结果,在触摸屏上显示相关数据及处理结果，实现dpf高效爆燃清洗再生装置自动运行及数据实时处理及显示，在工作状态时，单次按下为启动，双次按下为停止，电气控制系统通过传感器读取实时数据并自动判断清洗效果。

本发明还公开了一种dpf高效爆燃清洗再生装置，包括氢氧气入口管路1、高压洁净空气入口管路2、dpf8和气密膜15，高压洁净空气入口管路2的内部固定安装有高压洁净空气入口切换阀3，且氢氧气入口管路1一端的内部固定安装有氢氧气入口切换阀9，氢氧气入口管路1提供氢氧混合气至压力容器12及dpf8内，高压洁净空气入口管路2提供高压洁净空气至dpf8，检测dpf8处理前及处理后dpf进出口压力差可以判断dpf8处理效果，高压洁净空气入口切换阀3检测dpf8处理前后效果对比时打开，为dpf8检测提供检测气源，同时通过高压空气将dpf8内残余附着物完全排出dpf8，dpf8为待清洗物品，氢氧气入口切换阀9在高效清洗时打开，为压力容器12及dpf8清洗时提供爆燃可燃气体。

本发明中，氢氧气入口管路1的内部从上至下依次固定安装有氢气浓度传感器4、氧气浓度传感器5和入口压力传感器10，氢气浓度传感器4和氧气浓度传感器5检测压力容器12及dpf8内氢气和氧气浓度，确保压力容器12及dpf8内氢气和氧气浓度控制在安全有效范围内，点火在压力容器12及dpf8内形成暴燃将颗粒燃烧变成co2及水蒸气，同时瞬间产生高温高压将dpf内残留杂物从dpf出口排出去，入口压力传感器10检测dpf8入口高压空气压力，并实时将该压力模拟信号送到控制单元，经控制单元处理后送到显示单元显示当前压力，结合dpf出口压力传感器14来判断清洗效果，且氢氧气入口管路1的底端连通有压力容器12，压力容器12上固定安装有电子脉冲点火器6，电子脉冲点火器6在氢氧气浓度达到点火浓度，压力容器12入口隔离电磁阀关闭，控制系统发送点火信号给脉冲点火器，点燃氢氧气发生爆燃，氢氧气入口管路1靠近压力容器12一端的内部固定安装有压力容器入口隔离阀11，压力容器入口隔离阀11压力容器12及dpf8内氢氧气满足安全有效范围点火前压力容器入口隔离阀11动作关闭，保证氢氧气点火爆燃时将压力容器12前端传感器隔离，以防止氢氧气爆燃时损坏压力容器12前端传感器，压力容器12储存一定容量氢氧混合气，满足燃爆条件时通过电子脉冲点火器6点火燃爆产生高压高温气体瞬间将dpf8内堵塞颗粒冲散并推出dpf8，达到快速高效疏通并恢复dpf8功能的目的，气密膜15设备爆燃输入氢氧气时密封出口，确保氢氧混合气不会泄露，在点火瞬间受力完全打开，保证dpf8内堵塞颗粒保证氢氧气点燃发生爆燃，将dpf8内颗粒充分燃烧掉并随高压快速气流从dpf8出口排出，气密膜15是可进行拆卸更换的。

本发明中，压力容器12的底部通过dpf进气密封接口7与dpf8的顶部连通，dpf进气密封接口7保证在向dpf8输入氢氧气时或者输入高压洁净空气时不会泄露，以免发生危险或影响检测效果，且dpf8的底部通过dpf出气密封接口13与气密膜15的顶部连通，dpf出气密封接口13保证在向压力容器12及dpf8输入氢氧气时或者输入高压洁净空气时不会泄露，以免发生危险或影响检测效果。

本发明中，dpf8的底部与气密膜15的顶部之间固定安装有出口压力传感器14，dpf出口压力传感器14检测dpf8出口高压空气压力，并实时将该压力模拟信号送到控制单元，经控制单元处理后送到显示单元显示当前压力，结合dp入口压力传感器10来判断清洗效果。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。