一种变压式柴油机微粒静电捕集再生系统及其控制方法

专利主权项内容

1.一种变压式柴油机微粒静电捕集再生系统，捕集器安装在车辆排气总管上，主要由柴油发动机(1)，发动机排气总管(2)，控制单元 ECU(3)，微粒捕集器圆柱形壳体(4)，不锈钢丝网收尘极(5)，不均匀芒刺电极组(6)，绝缘支撑体(7)，压力校正传感器(8)，高频升压变压器组(9)，集尘箱(10)，空气压缩机(11)，第一电源(12)、第二电源(13)，第一电动蝶阀(14)、第二电动蝶阀(17)、第三电动蝶阀(19)、第四电动蝶阀(20)，微粒浓度传感器(15)，压力传感器(16)，第一导流风扇(18)、第二导流风扇(27)，第一电磁阀(21)、第二电磁阀(22)、第三电磁阀(23)、第四电磁阀(28)，连接螺栓(24)，绝缘垫圈(25)，法兰(26)组成；所述的高频升压变压器组(9)包含两个电压输出端，分别与捕集器的芒刺电极相连，提供不同大小的电压值；所述的芒刺电极为不均匀铜质芒刺电极组，在入口处安排密度较大的芒刺组，依次向后，芒刺密度逐渐降低，芒刺电极与负极相连，当对电极施加外电压放电时，使微粒能够快速荷电至饱和状态，在捕集器空间中形成一个前段强，后端弱的电场，在电场力的作用下，微粒向收尘极运动并被捕集；所述的微粒浓度传感器(15)安装在捕集器前部，感应来流尾气中的微粒浓度，将信号传给ECU(3)；所述的压力传感器(16)安装在捕集器前端，用于检测捕集器的排气背压，将信号传给ECU(3)；所述的压力校正传感器(8)安装在捕集器后端，用于检测捕集器尾部的排气压力，将信号传给ECU(3)，ECU(3)根据各个传感器的传送的信号，发出下一步的指令；所述的第一电动蝶阀(14)用于控制排气管、集尘箱(10)以及空气压缩机(11)通道的开闭；所述的第一电磁阀(21)用于控制变压器电路的通断，以及导流风扇的工作状态；所述的ECU(3)接收来自各个传感器以及第一电磁阀(21)，第一电动蝶阀(14)的信号，控制相应部件的工作状态；所述的不锈钢丝网收尘极(5)采用不同目数的组合形式呈管状布置在芒刺放电极的周围，同时接地；所述的微粒捕集器圆柱形壳体(4)设计成圆筒型，同时，将捕集器尾部设计成具有斜度的漏斗形；所述的第一导流风扇(18)用于增强捕集其再生时的空气流动程度，在捕集器尾部上下对称分布；所述的法兰(26)用于连接微粒捕集器和发动机排气总管(2)；所述的连接螺栓(24)以及绝缘支撑体(7)用于将不锈钢丝网收尘极(5)固定在捕集器内；所述的绝缘垫圈(25)安装在连接螺栓(24)上；所述系统结合了柴油机微粒分布特点，采用了特殊设计的芒刺电极，芒刺电极组采用了不均匀的分布方法，在捕集器入口处密度大，依次往后密度减小，通过这种设计来保证捕集效率；金属丝网收尘极采用不同目数组合的不锈钢丝网过滤体，形状为圆筒形；所述变压式柴油机微粒静电捕集再生系统的控制过程包括：在冷启动，加速和大负荷工况的工况下，第一电动蝶阀(14)、第四电动蝶阀(20)打开，第二电动蝶阀(17)、第三电动蝶阀(19)关闭，第三电磁阀(23)、第四电磁阀(28)关闭，尾气经发动机进入到排气总管(2)，当尾气流经微粒浓度传感器(15)时，微粒浓度传感器(15)将浓度信号发送至ECU(3)，ECU(3)控制第一电磁阀(21)接通，第二电磁阀(22)关闭，第一电源(12)向高频升压变压器组(9)通电，此时向芒刺电极组(6)输送高压电，使微粒流经捕集器空间时被捕集；在怠速，中小负荷等工况下，第一电动蝶阀(14)、第四电动蝶阀(20)打开，第二电动蝶阀(17)、第三电动蝶阀(19)关闭，第三电磁阀(23)、第四电磁阀(28)关闭，ECU(3)根据浓度传感器(15)反馈的浓度信号，控制第二电磁阀(22)接通，第一电磁阀(21)关闭，第二电源(13)接入电路，经高频升压变压器组(9)向芒刺电极组(6)输送相对低的高压电；当压力传感器(16)检测到捕集器空间中的排气背压超过设定值时，经过压力校正传感器的校正(8)后，ECU(3)控制第一电动蝶阀(14)、第四电动蝶阀(20)关闭，第二电动蝶阀(17)、第三电动蝶阀(19)打开，第一电磁阀(21)、第二电磁阀(22)关闭，捕集器断电；空气压缩机(11)将压缩空气沿排气流动方向相反的方向迅速充入捕集器，此时第三电磁阀(23)、第四电磁阀(28)接通，第一导流风扇(18)、第二导流风扇(27)工作，使微粒脱落，最终，微粒在集尘箱(10)收集，当压力传感器(16)检测到排气背压低于设定值时，系统停止再生，在ECU(3)的控制下切换到捕集状态。 马-克-数据