[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

说明书

本发明公开了一种气液多相喷射清除DPF颗粒和灰分的装置及控制方法，气液多相喷射装置包含柴油与空气预混喷射、清洗溶液喷射和尾端灭焰溶液喷射等装置；根据柴油机实际运行的工况，由气液多相喷射控制器采集柴油机中的转速、运行时间和油门位置等信息，实时调整DPF再生时间、柴油、空气和溶液喷射量等参数；本发明的气液多相喷射装置及控制方法具备DPF清灰和尾端灭焰的功能；本发明在现有DPF再生技术的基础上，降低了颗粒数并消除了再生过程中尾焰引火的风险，达到提高柴油机DPF后处理性能的目的。

技术领域

本发明属于柴油机后处理技术领域，尤其是涉及一种气液多相喷射清除DPF颗粒和灰分的装置及控制方法。

背景技术

加装DPF装置是解决柴油机排气中颗粒物的较好办法。随着DPF中颗粒捕集达到一定数量时，排气背压升高，形成阻力，柴油机怠速将明显升高，性能下降，DPF需要再生清灰。

DPF再生分为主动再生和被动再生。主动再生主要包括燃烧器喷油加热再生、电加热再生、微波加热再生和红外线加热再生等；被动再生主要包括柴油添加剂催化再生过滤器系统和连续再生过滤器(Continuous Regeneration Technologies,CRT)等。由于主动再生装置的空间布局、成本和捕集效率等综合优势，目前已成为解决排气颗粒问题的良好途径。

现有的DPF主动再生装置存在燃烧不充分、壳体烧结、次级污染和尾焰引燃易燃物等问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提出了一种气液多相喷射清除DPF颗粒和灰分的装置及控制方法，通过引入空气促进柴油燃烧，喷射溶液降低DPF反应温度，再通过喷射溶液凝并微小颗粒、清洗DPF载体以及消除尾焰，进而提高DPF的性能同时规避可能的风险。

本发明所采用的技术方案如下：

一种气液多相喷射清除DPF颗粒和灰分的装置，包括DPF装置，在DPF装置上游的排气管上沿进气方向依次装有柴油与空气预混喷射装置和清洗溶液喷射装置；在下游的排气管上装有尾端灭焰溶液喷射装置；在DPF装置的进出口两端装有DPF压力传感器；所述DPF压力传感器、柴油与空气预混喷射装置、清洗溶液喷射装置和尾端灭焰溶液喷射装置分别连接气液多相喷射控制器，通过气液多相喷射控制器控制气液多相喷射清除DPF颗粒和灰分。

进一步，所述柴油与空气预混喷射装置上方设置柴油喷射入口A、空气喷射入口B和脉冲点火器；

进一步，所述气液多相喷射控制器包括点火控制模块、柴油空气喷射控制模块、清洗溶液喷射控制模块、尾端灭焰溶液喷射控制模块、再生判定控制模块和压力传感控制模块；

进一步，所述压力传感控制模块的输入端连接DPF压力传感器，所述压力传感控制模块的输出端连接再生判定控制模块的输入，所述再生判定控制模块的输出分别连接点火控制模块和柴油空气喷射控制模块的输入，所述柴油空气喷射控制模块的输出连接柴油与空气预混喷射装置；所述点火控制模块的输出分别连接清洗溶液喷射控制模块、尾端灭焰溶液喷射控制模块和脉冲点火器。

一种气液多相喷射清除DPF颗粒和灰分的控制方法，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、再生判定控制模块将再生开始的信号分别传送到点火控制模块和柴油空气喷射控制模块；柴油空气喷射控制模块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；