本实用新型属于柴油机尾气后处理技术领域,具体地,涉及一种基于双燃料技术的dpf再生控制系统。
背景技术:
作为一种区别于汽油机的内燃机,柴油机经济性更好,热效率高,广泛运用于工业、农业和日常生活的每一个角落。然而,柴油车巨大的保有量也带来诸多环境问题,其排放物中的一氧化碳(co)、碳氢(hc)、氮氧化物(nox)和颗粒物(particulatematter,pm)会对环境和人造成一定的危害。pm中的有机可溶性成分及多环芳香烃,具有一定的致癌性,并且pm的吸入会增加人体肺部的机械性复合,对人体心脏、呼吸系统造成危害。nox则是导致酸雨和光化学烟雾的主要因素,并且能通过呼吸进入人体肺部,与水分作用生成亚硝酸与硝酸,对肺组织产生强烈的刺激及腐蚀作用,从而增加毛细血管及肺泡壁的通透性,引起肺水肿。因此,对柴油机排放物的控制势在必行。
柴油机颗粒物捕集器(dieselparticulatefilter,dpf)是目前降低pm最常用的机外净化技术之一,对pm的捕集效率可达90%以上。但在dpf捕集的过程中,pm会大量积聚,导致dpf阻塞,进而使排气背压升高,影响发动机正常运行。因此,为提高dpf的实用性,必须适时对dpf进行再生。
目前,常用的dpf再生技术可分为被动再生和主动再生两类。其中,主动再生包括喷油助燃再生、电加热再生、微波再生、红外再生等,上述方法的原理都是通过外加热源将为其温度提高至颗粒物的燃烧温度,使颗粒物与尾气中的氧气等反应以清除颗粒物,实现再生的目的。
技术实现要素:
针对现有技术中存在不足,本实用新型提供了一种基于双燃料技术的dpf再生控制系统,利用氧化催化转化器(dieseloxidationconverter,doc)氧化尾气中的hc和co进一步提升使排气温度,从而使得dpf达到起燃温度,有效的实现再生过程。
为实现以上目的,本实用新型采用的实施方案如下:
一种基于双燃料技术的dpf再生控制系统,包括醇和柴油双燃料发动机、醇喷嘴、柴油喷嘴、ecu、dpf、dpf后压力传感器、dpf内部温度传感器、dpf前压力传感器、doc、doc后温度传感器和doc前温度传感器;
所述醇和柴油双燃料发动机的排气管上依次设有doc以及dpf;
所述dpf内部温度传感器处于dpf内部;
所述dpf前压力传感器和dpf后压力传感器分别置于dpf前后的排气管上,并与ecu连接;
所述doc前温度传感器和doc后温度传感器分别置于doc前后的排气管上;
所述醇和柴油双燃料发动机上设置有进气门、柴油喷嘴和排气门;
所述醇喷嘴、柴油喷嘴及醇和柴油双燃料发动机均与ecu相连。
进一步地,所述ecu还与整车的电子控制器连接。
进一步地,所述醇喷嘴位于醇和柴油双燃料发动机的进气歧管上。
进一步地,醇喷嘴与醇燃料箱相连,醇喷嘴与醇燃料箱之间的管道上设有阀门及喷射量控制装置,所述喷射量控制装置与ecu连接。
进一步地,所述dpf为主动dpf再生装置。
本实用新型的优点及显著效果:
本实用新型是在双燃料技术的基础上提出的一种新型的dpf再生控制系统及方法,利用发动机在燃用双燃料时hc和co排放较高的特点,使用氧化催化转化器doc氧化尾气中的hc和co进一步提升使排气温度,从而使得dpf达到起燃温度,有效的实现dpf再生过程。依靠dpf两端压力传感器计算出的压降判别出由纯柴油模式进入双燃料模式的时机;燃料喷射控制是根据发动机当前工况、排气温度和dpf内部温度等信息,ecu计算出两种燃料需要调整到的喷射量;再生保护控制的方法是通过调整两种燃料的比例控制dpf内部温度,防止dpf因为过热而毁坏。为方便双燃料技术的应用,对发动机进行了改装,主要为第二种燃料提供喷射环境,在进气歧管上安装了喷嘴。方便dpf再生,并且使用的内加热源,能够提高实用性,该dpf再生控制方法属于主动再生,有较好的可靠性和可控性。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
图1为本实用新型提出的新型的dpf再生控制系统系统结构图。
附图标记如下所示:
1、进气门;2、醇喷嘴;3、柴油喷嘴;4、排气门;5、ecu;6、电子控制器;8、dpf;7、dpf后压力传感器;9、dpf内部温度传感器;10、dpf前压力传感器;12、doc;11、doc后温度传感器;13、排气温度传感器;14、醇和柴油双燃料发动机。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本实用新型作进一步的说明,但本实用新型的保护范围并不限于此。
如图1所示,本实用新型所述的基于双燃料技术的dpf再生控制系统,包括醇和柴油双燃料发动机14、醇喷嘴2、柴油喷嘴3、ecu5、dpf8、dpf后压力传感器7、dpf内部温度传感器9、dpf前压力传感器10、doc12、doc后温度传感器11和doc前温度传感器13。
所述醇和柴油双燃料发动机14上设置有进气门1、排气门4,所述醇和柴油双燃料发动机14的排气门4与排气管相连,所述醇和柴油双燃料发动机14的排气管上依次设有doc12以及dpf8;所述dpf内部温度传感器9处于dpf8内部;所述dpf前压力传感器10和dpf后压力传感器7分别置于dpf8前后的排气管上,并与ecu5连接;所述doc前温度传感器13和doc后温度传感器11分别置于doc12前后的排气管上。
醇和柴油双燃料发动机14的两个燃料喷嘴分别为醇喷嘴2和柴油喷嘴3。所述醇喷嘴2位于醇和柴油双燃料发动机14的进气歧管上。醇喷嘴2与醇燃料箱相连,醇喷嘴2与醇燃料箱之间的管道上设有阀门及喷射量控制装置,所述喷射量控制装置与ecu5连接。所述柴油喷嘴3及醇和柴油双燃料发动机14均与ecu5相连。
优选的,所述ecu5还与整车的电子控制器6连接,用于实时获取发动机14的工况,作为ecu5做出决策的依据。
优选的,所述ecu5接收dpf后压力传感器7、dpf内部温度传感器9、dpf前压力传感器10、doc后温度传感器11和doc前温度传感器13反馈的信号。根据所接收的dpf8再生时的内部温度、dpf8前后的压力、doc12前后的温度做出双燃料喷射的决策,并控制醇喷嘴2、柴油喷嘴3及醇和柴油双燃料发动机14的工作。醇喷嘴2、柴油喷嘴3所喷射的燃料由空气带入汽缸参与燃烧;氧化催化转化器doc12布置于发动机排气管后、dpf8前,用于燃烧排气中的hc和co,达到提高排气温度的目的,创造适合dpf8再生的温度环境。
具体实施例1:
醇和柴油双燃料发动机14处于并维持纯柴油喷射模式,醇喷嘴2关闭,空气由进气门1进入醇和柴油双燃料发动机14,从排气门4排出,依次经过doc12和dpf8后排出系统;ecu5通过dpf前压力传感器10和dpf后压力传感器7监测dpf8两端压差,并与ecu5中预存的压差上限阈值进行比较,以判断dpf8是否需要再生;若检测到dpf8两端压差小于压差上限阈值时,醇和柴油双燃料发动机14继续处于并维持纯柴油喷射模式;若监测到dpf8两端压差大于压差上限阈值时,ecu5向醇喷嘴2和柴油喷嘴3发送信号使醇和柴油双燃料发动机14进入双燃料工作模式,并通过调整醇和柴油两种燃料的喷射量比例来使dpf8内部的温度达到再生温度进行dpf8再生,同时保证doc12内部的温度适于hc和co的氧化处理,直到dpf8两端压差小于压差上限阈值,终止双燃料工作模式,进入纯柴油喷射模式。
该dpf再生控制装置属于主动再生装置,再生保护控制的方法是通过调整两种燃料的比例控制dpf内部温度,依据发动机的工况合理选择工作模式,防止dpf因为过热而毁坏,实时监控装置内部温度并采取相应措施,可防止因温度过高或过低而造成不利影响,该方法及装置结合了doc,利用发动机在燃用双燃料时hc和co排放较高的特点,使用氧化催化转化器doc氧化尾气中的hc和co进一步提升使排气温度,从而使得dpf达到起燃温度,有效的实现dpf再生过程。可实现dpf高效再生。
所述实施例为本实用新型的优选的实施方式,但本实用新型并不限于上述实施方式,在不背离本实用新型的实质内容的情况下,本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。