一種柴油機微粒捕集器車載灰燼清除系統(tǒng)及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及機動車尾氣排放控制領域，尤其涉及一種柴機油后處理裝置微粒捕集器的車載灰燼清除系統(tǒng)及其控制方法。
技術背景
[0002]早在2005年，美國排放控制制造商協(xié)會規(guī)定重型卡車車載柴油機微粒捕集器的最短維修周期必須達到150000km，2007年10月，我國環(huán)保部針對汽車后處理裝置的耐久性要求發(fā)布了 GB20890-2007《重型汽車排氣污染物排放控制系統(tǒng)耐久性要求及試驗方法》的發(fā)布稿，對汽車后處理裝置的耐久性要求也做出了相應的規(guī)定，從而確保汽車的后處理裝置在車載使用過程中能正常工作。
[0003]微粒捕集器內(nèi)的灰燼物質(zhì)是指排氣微粒中的不可燃物質(zhì)，其隨著再生過程的循環(huán)進行累積在過濾體孔道內(nèi)堵塞微粒捕集器，是限制微粒捕集器使用壽命的主要影響因素，也是柴油機制造廠推廣應用微粒捕集器所面臨的瓶頸之一。微粒捕集器內(nèi)不斷累積的灰燼物質(zhì)會堵塞過濾體孔道，除此之外，不斷累積的灰燼會在過濾體進口孔道壁面和末端形成致密的灰燼層，惡化微粒捕集器和發(fā)動機的工作性能，如增加微粒捕集器壓力損失、降低發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟性等。因此，為了滿足汽車后處理裝置的耐久性要求，必須對車載微粒捕集器內(nèi)沉積的灰燼物質(zhì)進行定期有效的清除。本發(fā)明通過在微粒捕集器系統(tǒng)中增加反吹裝置，利用空壓機提供的反吹高壓氣流定期清理微粒捕集器沉積的灰燼，消除灰燼物質(zhì)對微粒捕集器耐久性能的影響。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的旨在提供一種柴油機微粒捕集器車載灰燼清除系統(tǒng)，考慮排氣成分中不可燃灰燼物質(zhì)累積在過濾體孔道內(nèi)對微粒捕集器耐久性能和工作性能的惡化，避免灰燼沉積致使微粒捕集器不能滿足車載耐久性要求，防止灰燼惡化微粒捕集器工作性能。微粒捕集器車載清除系統(tǒng)通過其上下游的控制閥來控制系統(tǒng)中排氣以及反吹氣流的流動方向，利用空壓機提供的高壓氣流反吹微粒捕集器，將微粒捕集器中沉積的灰燼物質(zhì)吹走，采用過濾裝置回收高壓反吹氣流中的灰燼物質(zhì)，防止灰燼物質(zhì)污染大氣，方便對其進行二次回收利用。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案如下:
[0006]—種柴油機微粒捕集器車載灰燼清除系統(tǒng)，包括空壓機、微粒捕集器、過濾裝置、壓力傳感器、發(fā)動機控制閥、過濾裝置控制閥、排氣控制閥和空壓機控制閥，其特征在于:所述空壓機通過管道和空壓機控制閥連接在發(fā)動機排氣系統(tǒng)中微粒捕集器的下游，過濾裝置通過管道和過濾裝置控制閥連接在發(fā)動機排氣系統(tǒng)中微粒捕集器的上游，壓力傳感器安裝在發(fā)動機控制閥和微粒捕集器之間，壓力傳感器監(jiān)測到的排氣背壓通過線束輸入發(fā)動機ECU，空壓機、發(fā)動機控制閥、過濾裝置控制閥、排氣控制閥和空壓機控制閥通過線束接受發(fā)動機ECU的控制，空壓機能提供反吹高壓氣流清除微粒捕集器再生完成后殘留在過濾體內(nèi)的不可燃灰燼，過濾裝置能收集過濾反吹高壓氣流中夾雜的灰燼物質(zhì)。
[0007]本發(fā)明還提供了一種柴油機微粒捕集器車載灰燼清除系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0008]步驟一:微粒捕集器再生結束后，通過壓力傳感器監(jiān)測發(fā)動機排氣壓力Ptest，對比存儲在ECU中的發(fā)動機當前工況下微粒捕集器灰燼清除背壓判斷限值Piim，若Ptest 2 Piim，ECU發(fā)出微粒捕集器需要清除的指令，此時，車載指示燈閃爍，提醒駕駛員準備停車進行灰燼清除，否則，車輛正常運行；
[0009]步驟二:停車后，手動觸發(fā)灰燼清除系統(tǒng)，車載灰燼清除系統(tǒng)開始工作，發(fā)動機ECU通過線束控制閥門的開關以及空壓機的啟動，首先發(fā)動機控制閥和排氣控制閥從開啟狀態(tài)轉(zhuǎn)為關閉狀態(tài)，過濾裝置控制閥和空壓機控制閥由關閉狀態(tài)轉(zhuǎn)為開啟狀態(tài)，然后空壓機啟動，空壓機提供的高壓氣流經(jīng)過連接管道從微粒捕集器后端流進，反吹微粒捕集器，高壓氣流將灰燼顆粒從微粒捕集器中反吹帶走，夾雜著灰燼顆粒的高壓氣流經(jīng)過過濾裝置，其中的灰燼顆粒被過濾并保留在過濾裝置中；
[0010]步驟三:微粒捕集器被反吹一段時間后，發(fā)動機ECU控制空壓機停止工作，當壓力傳感器監(jiān)測到的壓力值Ptest等于大氣壓力Patm時，發(fā)動機ECU發(fā)送閥門控制指令，過濾裝置控制閥和空壓機控制閥關閉，發(fā)動機控制閥和排氣控制閥開啟；
[0011]步驟四:啟動車輛，通過壓力傳感器監(jiān)測發(fā)動機排氣壓力Ptest，對比存儲在ECU中的發(fā)動機當前工況下的排氣壓力正常值pe，若Ptest^ (1+5% )pe，則灰燼清除完畢，車輛可以正常運行，反之，重復系統(tǒng)工作步驟二和步驟三，直到Ptest < (l+5%)Peo
[0012]步驟五:若步驟二和步驟三重復工作3次后，監(jiān)測到的排氣壓力Ptest仍舊不能滿足要求，既Ptest> (1+5 % )Pe，發(fā)動機ECU判定微粒捕集器系統(tǒng)或者灰燼清除系統(tǒng)出現(xiàn)故障，車輛后處理系統(tǒng)需要進行檢查維修。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:
[0014](I)本發(fā)明所述的車載灰燼清除系統(tǒng)通過空壓機能在車載上直接反吹微粒捕集器，有效清除微粒捕集器內(nèi)沉積的不可燃灰燼物質(zhì)，防止灰燼物質(zhì)堵塞微粒捕集器，延長微粒捕集器車載使用壽命；
[0015](2)本發(fā)明所述的車載灰燼清除系統(tǒng)能通過發(fā)動機工況和背壓參數(shù)及時確認微粒捕集器內(nèi)灰燼沉積狀態(tài)，防止灰燼在微粒捕集器內(nèi)過量沉積，避免灰燼對微粒捕集器工作性能的惡化；
[0016](3)本發(fā)明所述的車載灰燼清除系統(tǒng)中ECU能根據(jù)灰燼沉積狀態(tài)實時調(diào)整空壓機反吹高壓氣流壓力和反吹時間，能在清理灰燼的同時減少能耗；
[0017](4)本發(fā)明所述的車載灰燼清除系統(tǒng)中過濾裝置能有效過濾和收集反吹氣流中的灰燼物質(zhì)，防止灰燼物質(zhì)進入大氣，污染環(huán)境，同時可有效回收灰燼物質(zhì)中包含的貴金屬催化成分，對其進行二次利用。
[0018](5)本發(fā)明所述的車載灰燼清除系統(tǒng)能通過排氣連接管道直接安裝在車輛上，對微粒捕集器進行灰燼清除時無需對后處理系統(tǒng)進行卸載和維護，操作簡單方便。
【附圖說明】
[0019]圖1柴油機微粒捕集器車載灰燼清除系統(tǒng)結構圖；
[0020]圖2柴油機微粒捕集器車載灰燼清除系統(tǒng)工作流程圖。
[0021]其中:
[0022]1-發(fā)動機，2-空壓機，3-微粒捕集器，4-過濾裝置，5-發(fā)動機E⑶，6_壓力傳感器，7_發(fā)動機控制閥，8-過濾裝置控制閥，9-排氣控制閥，I O-空壓機控制閥。
[0023]具體實施方法
[0024]下面結合附圖對本發(fā)明的一種柴油機微粒捕集器車載灰燼清除系統(tǒng)作以下詳細說明。
[0025]如圖1所示柴油機微粒捕集器灰燼清除系統(tǒng)，其包括空壓機2、微粒捕集器3、過濾裝置4、壓力傳感器6、發(fā)動機控制閥7、過濾裝置控制閥8、排氣控制閥9和空壓機控制閥10，發(fā)動機I通過管道和發(fā)動機控制閥7與微粒捕集器3連接，空壓機2通過管道和空壓機控制閥10連接在發(fā)動機排氣系統(tǒng)中微粒捕集器3的下游，過濾裝置4通過管道和過濾裝置控制閥8連接在發(fā)動機控制閥7和微粒捕集器3之間，壓力傳感器6安裝在發(fā)動機控制閥7和微粒捕集器3之間，排氣控制閥9安裝在微粒捕集器3排氣管道末端，發(fā)動機ECU5通過線束連接發(fā)動機
1、空壓機2、壓力傳感器6、發(fā)動機控制閥7、過濾裝置控制閥8、排氣控制閥9和空壓機控制閥10。
[0026]在具體實施過程中，發(fā)動機ECU5通過線束接收壓力傳感器6監(jiān)測到的排氣背壓和發(fā)動機I工況信息，并調(diào)控空壓機2和各個連接閥的工作狀態(tài);如圖2所示發(fā)動機ECU5能根據(jù)監(jiān)測的排氣背壓Ptest、灰燼清除背壓判斷限值Pum和排氣壓力正常值Pe的比對情況判斷灰燼清除系統(tǒng)的開啟和關閉狀態(tài)，若Ptest > Piim，發(fā)動機ECU5判定灰燼清除系統(tǒng)需要開啟，若Ptest< (1+5% )Pe，則灰燼清