[发明专利]一种气液多相喷射清除DPF颗粒和灰分的装置及控制方法

权利要求书

1.一种气液多相喷射清除DPF颗粒和灰分的装置，其特征在于，包括DPF装置(9)，在DPF装置(9)上游的排气管(14)上沿进气方向依次装有柴油与空气预混喷射装置(10)和清洗溶液喷射装置(12)；在下游的排气管(14)上装有尾端灭焰溶液喷射装置(13)；在DPF装置(9)的进出口两端装有DPF压力传感器(8)；所述DPF压力传感器(8)、柴油与空气预混喷射装置(10)、清洗溶液喷射装置(12)和尾端灭焰溶液喷射装置(13)分别连接气液多相喷射控制器(1)，通过气液多相喷射控制器(1)控制气液多相喷射清除DPF颗粒和灰分；所述气液多相喷射控制器(1)包括点火控制模块(2)、柴油空气喷射控制模块(3)、清洗溶液喷射控制模块(4)、尾端灭焰溶液喷射控制模块(5)、再生判定控制模块(6)和压力传感控制模块(7)；压力传感控制模块(7)接收DPF两端压差传感器输出的压力信号，并将压力信号传送给再生判定控制模块(6)，再生判定控制模块(6)判定DPF再生的需求，将处理后的再生开始或结束的信号分别传送到点火控制模块(2)和柴油空气喷射控制模块(3)；点火控制模块(2)接收再生开始或结束的信号，并计算点火时刻和停火时刻，将点火或停火信号分别传送至清洗溶液喷射控制模块(4)、尾端灭焰溶液喷射控制模块(5)和柴油与空气预混喷射装置(10)中的点火器(11)，点火器(11)按固定点火频率进行点火直至停火；清洗溶液喷射控制模块(4)和尾端灭焰溶液喷射控制模块(5)根据点火时刻，分别计算喷射溶液的时刻及流量，将信号分别对应传送给清洗溶液喷射装置(12)和尾端灭焰溶液喷射装置(13)；柴油空气喷射控制模块(3)接收再生开始或结束的信号，将喷射柴油和空气时刻及流量的信号传送至柴油与空气预混喷射装置(10)，柴油与空气预混喷射装置(10)执行相应动作。

2.根据权利要求1所述的一种气液多相喷射清除DPF颗粒和灰分的装置，其特征在于，所述柴油与空气预混喷射装置(10)上方设置柴油喷射入口A、空气喷射入口B和脉冲点火器(11)。

3.一种基于权利要求1所述的气液多相喷射清除DPF颗粒和灰分的装置的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、判断柴油机是否处于怠速工况；若处于怠速工况转S2，否则终止DPF再生；

S2、采集DPF装置(9)两端压差，若压差超出所预设的范围，DPF再生开始，再生开始时刻记为t₀；

S3、再生判定控制模块(6)将再生开始的信号分别传送到点火控制模块(2)和柴油空气喷射控制模块(3)；柴油空气喷射控制模块(3)接收再生开始的信号，确定柴油喷射量Q₁和空气喷射量Q₂并开始执行预喷射动作；

S4、点火控制模块(2)接收再生开始的信号，计算柴油与空气的预喷射时间t₀₁＝t₁-t₀，在t₁时刻将信号传送给点火器(11)，点火器(11)按照固定频率进行点火动作，火焰在预混室内点燃并传播至排气管中；

S5、尾端灭焰溶液喷射控制模块(5)根据点火时刻t₁信号，依据柴油喷射量Q₁计算相应的尾端灭焰溶液喷射量Q₃，并将喷射信号传送给尾端灭焰溶液喷射装置(13)，将DPF下游排气管内的温度降低并最大可能地消除尾焰；

S6、清洗溶液喷射控制模块(4)接收点火时刻t₁信号，根据柴油喷射量Q₁计算相应的清洗溶液喷射量Q₄和后延喷射时间t₁₂＝t₂-t₁，将喷射信号传送给清洗溶液喷射装置(12)，清洗溶液喷射装置(12)执行喷射动作；

S7、当柴油在预设喷射时间内喷射完毕时，再生判定控制模块(6)将柴油空气停止喷射信号分别传送至点火控制模块(2)和柴油空气喷射控制模块(3)，这两模块分别在停火时刻t₃控制柴油空气停止喷射和点火器停止点火；

S8、尾端灭焰溶液喷射控制模块(5)根据停火时刻t₃的信号，计算残余火焰在DPF中存在的后延时间t₃₄＝t₄-t₃，将停止喷射信号传送至尾端灭焰溶液喷射装置(13)，控制其在t₄时刻停止喷射；

S9、清洗溶液喷射控制模块(4)根据停火时刻t₃的信号，计算后延停止喷射的时间t₃₅＝t₅-t₃，将停止喷射信号传送至清洗溶液喷射装置(12)，控制其在t₅时刻停止喷射。