一種可主動再生的尾氣淨化處理裝置及柴油車的製作方法
2023-10-27 22:15:32
本發明涉及尾氣處理領域，具體涉及一種可主動再生的尾氣淨化處理裝置及柴油車。
背景技術：
柴油車在道路運行時，在負載運轉過程中由於燃燒不充分會產生大量的黑煙尾氣，這些黑煙的主要成分有黑煙顆粒物PM、碳氫化物HC、一氧化碳CO、氮氧化物NOx、硫化物等，其中碳煙顆粒物（PM）大量積聚不僅汙染環境，而且碳顆粒物可被人體吸入（主要為PM10)，甚至可進入人體的肺部 （主要為 PM2.5)，影響作業人員的身體健康。
針對於這些汙染成分的淨化產品可以串聯或者自由組合使用，以達到同時淨化各種汙染物的目的，現在市場上過濾器大致分為如下3類：①柴油車尾氣微粒捕集器DPF，主要處理碳煙顆粒（PM），淨化率為95%左右；②柴油車氧化型催化器DOC，主要處理有害氣體（HC、CO），淨化率為70%-90%。 ③柴油車SCR 脫硝系統：選擇性催化還原SCR（Selective Catalytic Reduction），這是目前國際主流高效去除尾氣中NOx 的技術路線：主要針對排氣中的NOx ,在一定溫度（一般為250℃-450℃）範圍內，催化劑將NOx 分解成無害的氮氣（N2）和水（H2O）。
上述過濾器雖然都有各自的使用特點，但都缺少再生自我清洗功能，過濾器使用時間長了，就會因碳煙顆粒的堆積，容易出現阻塞現象，降低了淨化效率，用戶需重新更換新的過濾器，增加了使用成本。
技術實現要素：
為了更好的淨化柴油車所排出的尾氣，本發明提供一種結構設計合理、可主 動再生DOC+DPF濾芯、淨化效果好的尾氣淨化處理裝置，具體技術方案如下：
一種可主動再生的尾氣淨化處理裝置，包括ECU控制單元和淨化殼體，淨化殼體前端設有尾氣接入口，尾氣從尾氣接入口進入淨化殼體進行淨化處理後從尾氣排出口排出，淨化殼體內部依尾氣的排氣方向次分為第一尾氣擴散腔、第二尾氣淨化腔、第三載體再生腔、第四尾氣淨化腔和第五淨化收集容腔，尾氣接入口連通第一尾氣擴散腔，尾氣排出口連通第五淨化收集容腔，第二尾氣淨化腔安裝有淨化處理尾氣DOC 載體濾芯，第三載體再生腔安裝有再生加熱器，第四尾氣淨化腔安裝有淨化處理尾氣顆粒的DPF濾芯，當第二尾氣淨化腔、第四尾氣淨化腔堵塞吸附力下降時，ECU控制單元控制再生加熱器升溫加熱，DOC 載體濾芯、DPF濾芯受熱再生工作，尾氣顆粒高溫燃燒成小灰塵排出。
優選的，所述DOC 載體濾芯包括陶瓷載體和貴重金屬塗層, 陶瓷載體設有多個通孔, 陶瓷載體表面塗覆貴重金屬塗層,溫度升溫到260℃～400℃時,尾氣中的尾氣中的HC、CO 催化變成水和CO2, 同時把Nox 分解成氮氣和氧氣，淨化率為80%～90%。
優選的，DPF濾芯內部設有相鄰分布的進氣孔和排氣孔，進氣孔和排氣孔單向開口且方向相反，進氣孔內壁設有壁流式蜂窩陶瓷，壁流式蜂窩陶瓷截留吸附尾氣顆粒，再生加熱器升溫加熱後，截留的尾氣顆粒燃燒變成更小的灰塵穿過壁流式蜂窩陶瓷從排氣孔排出。
優選的，所述ECU控制單元包括主控制模塊、壓力檢測模塊和判斷模塊，壓力檢測模塊通過壓力傳感器檢測第一尾氣擴散腔的壓力值，並把壓力值轉化為電信號傳輸到判斷模塊，判斷模塊預設有壓力值，當檢測到的壓力值大於該值時，主控制模塊控制再生加熱器運作。
優選的，所述再生加熱器包括逆變器、電阻加熱器、繼電器、控制開關，ECU控制單元通過繼電器、控制開關控制逆變器、電阻加熱器運行。
優選的，ECU控制單元還包括循環工作定時模塊，循環工作定時模塊通過時間繼電器預設有T1時間和T2時間，循環工作定時模塊自動計時，尾氣經過淨化處理 T1時間後，再生加熱器啟動清潔T2時間，進而再進入下一個循環工作。
優選的，貴重金屬塗層為鉑或銠或鈀的金屬塗層。
優選的，第一尾氣擴散腔、第三載體再生腔、第五淨化收集容腔都安裝有壓力傳感器，第三載體再生腔還安裝有溫度傳感器。
一種柴油車，在尾氣排放處安裝有上述技術特徵的一種可主動再生的尾氣淨化處理裝置。
本發明的有益效果：柴油車所排出尾氣進入淨化殼體後，經DOC載體濾芯、DPF濾芯雙重淨化過濾後排出，總淨化率達到97%以上，當DOC載體濾芯、DPF濾芯上所積壓的尾氣顆粒過多時，壓力傳感器檢測到背壓壓力過大時，ECU控制單元控制再生加熱器升溫加熱，尾氣顆粒隨溫度提高而燃燒氧化成小灰塵隨尾氣排去，從而清潔了DOC載體濾芯、DPF濾芯，完成再生工作，全過程自動化，不會影響柴油車的正常行駛。
附圖說明
圖1是本發明的尾氣淨化處理裝置淨化尾氣時的示意圖；
圖2是本發明的尾氣淨化處理裝置再生濾芯時的控制原理流程圖；
圖3是本發明的DPF濾芯的工作示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖，對本發明的具體實施方式做進一步說明：
在本發明的描述中，需要說明的是，術語「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的位置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語「第一」、「第二」、「第三」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
如圖1所示，一種可主動再生的尾氣淨化處理裝置，包括ECU控制單元和淨化殼體，ECU控制單元採用24V電壓驅動，淨化殼體前端設有尾氣接入口，尾氣從尾氣接入口進入淨化殼體進行淨化處理後從尾氣排出口排出，淨化殼體內部依尾氣的排氣方向次分為第一尾氣擴散腔1、第二尾氣淨化腔2、第三載體再生腔3、第四尾氣淨化腔4和第五淨化收集容腔5，尾氣接入口連通第一尾氣擴散腔1，尾氣排出口連通第五淨化收集容腔5，第二尾氣淨化腔2安裝有淨化處理尾氣DOC載體濾芯21，第三載體再生腔3安裝有再生加熱器31，再生加熱器31採用220V電壓驅動，第四尾氣淨化腔4安裝有淨化處理尾氣顆粒的DPF濾芯41。
淨化尾氣時，尾氣正向依次從第一尾氣擴散腔1、第二尾氣淨化腔2、第三載體再生腔3、第四尾氣淨化腔4和第五淨化收集容腔5通過，尾氣顆粒被截留在DOC載體濾芯21和DPF濾芯41上，當需要再生清潔DOC載體濾芯21和DPF濾芯41時，ECU控制單元控制再生加熱器31升溫加熱，當達到一定溫度條件時，
DOC載體濾芯21、DPF濾芯41受熱再生工作，尾氣顆粒高溫燃燒成小灰塵隨尾氣一起排出。
具體的，所述DOC載體濾芯21包括陶瓷載體和貴重金屬塗層,陶瓷載體設有多個通孔, 陶瓷載體表面塗覆貴重金屬塗層,貴重金屬塗層為鉑或銠或鈀的金屬塗層，溫度升溫到260℃～400℃時,優選為350℃，尾氣中的HC、CO被貴重金屬塗層催化變成水和CO2,同時把Nox分解成氮氣和氧氣，淨化率為80%～90%。
具體的，如圖3所示，DPF濾芯41內部設有相鄰分布的進氣孔411和排氣孔412，進氣孔411和排氣孔412單向開口且方向相反，進氣孔411內壁設有壁流式蜂窩陶瓷413，壁流式蜂窩陶瓷413截留吸附尾氣顆粒，再生加熱器31升溫加熱後，截留的尾氣顆粒燃燒變成更小的灰塵穿過壁流式蜂窩陶瓷413從排氣孔413排出。
具體的，所述ECU控制單元包括主控制模塊、壓力檢測模塊和判斷模塊，壓力檢測模塊通過壓力傳感器檢測第一尾氣擴散腔1的壓力值，並把壓力值轉化為電信號傳輸到判斷模塊，判斷模塊預設有壓力值，DOC載體濾芯21和DPF濾芯41上的顆粒堆積物集聚到一定量時，因DOC載體濾芯21和DPF濾芯41堵塞，第一尾氣擴散腔1、第三再生腔3內的氣壓會明顯增大，當檢測到的壓力值大於判斷模塊預設有壓力值時，主控制模塊會控制再生加熱器31加熱，DOC載體濾芯21和DPF濾芯41實現自動清潔。
具體的，所述再生加熱器31包括逆變器、電阻加熱器、繼電器、控制開關，ECU控制單元通過繼電器、控制開關控制逆變器運行，逆變器是把直流電能轉變成交流電，繼電器控制簡單，動作迅速，使用壽命也比較長，適合作為主控制模塊電控裝置電阻加熱器快速在第三載體再生腔3內升溫加熱，第DOC載體濾芯21和DPF濾芯41受熱。
具體的，ECU控制單元還包括循環工作定時模塊，循環工作定時模塊通過
時間繼電器預設有T1時間和T2時間，T1時間為淨化尾氣所需時間，T2時間為清潔濾芯所需時間，循環工作定時模塊自動計時，DOC+DPF濾芯再生處理T1時間後，尾氣正常通過DOC+DPF濾芯T2 時間，進而再進入下一個DOC+DPF 濾芯再生處理T1，T2時間一到，自動循環回到尾氣淨化處理工序，從而不斷循環實現上述工序，保證DOC載體4和DPF載體10定期定時自動再生，無需人工記錄時間，非常方便。
具體的，第一尾氣擴散腔1、第三載體再生腔3、第五淨化收集容腔5都安裝有壓力傳感器6，壓力傳感器6可實時監測氣壓，便於ECU控制單元控制，第三載體再生腔3還安裝有溫度傳感器7，實時觀測第三載體再生腔3的溫度。
總之，本發明的尾氣淨化處理裝置安裝在柴油車上淨化尾氣時，可主動再生清潔濾芯，無需拆開淨化殼體就可把DOC載體濾芯21、DPF濾芯41上堆積的碳顆粒排出，又不影響柴油車行駛，使用方便，操作簡單，滿足使用需要。
以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限於這些說明，對於本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬於本發明的保護範圍。