[发明专利]一种优化流场的DPF再生系统及控制方法

权利要求书

1.一种优化流场的DPF再生系统，其特征在于，包括DPF系统(100)、NTP系统(200)、控制模块(300)，其中：

DPF系统包括整流叶轮(101)、扩张腔(102)、感生励磁线圈(103)、可调频交变电源(104)、DPF(105)，整流叶轮(101)布置于扩张腔(102)中部，励磁线圈(103)缠绕在DPF外壳上，由可调频交变电源(104)供电，通过交变电流在DPF内产生感生电场；NTP系统的NTP喷嘴(201)安装于排气管与扩张腔(102)连接处上游；

所述控制模块(300)分别与压差传感器(301)、流速传感器(302)连接，所述压差传感器有分别安装DPF(105)上下游两侧定为两个压力传感器构成，用于实时监测DPF两端的压力差；流速传感器(302)安装于NTP喷嘴(201)上游侧，接近排气管轴心的位置，用于实时监测排气管里的排气流速；所述控制模块(300)根据实时检测的DPF两端的压力差、排气管里的排气流速，以及内置的控制策略控制NTP系统、DPF系统的启停与工作状态。

2.权利要求1所述的DPF再生系统，其特征在于，所述扩张腔的扩张角为30°。

3.权利要求1所述的DPF再生系统，其特征在于，NTP系统的NTP喷嘴(201)安装于排气管与扩张腔(102)连接处上游5cm处。

4.权利要求1所述的DPF再生系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)首先预先标定柴油机怠速工况下的排气流速c₀，c>c₀时即视为启动；标定清洁DPF在怠速工况下采集颗粒物半小时后前后端压力差P₀；定义P₀的500％为压差临界值P₁；2500r/min时排气管中的排气流速为流速临界值c₁；

(2)流速传感器(302)实时监测排气管里的排气流速c，将数据传输至控制模块(300)；压差传感器(301)实时监测DPF(105)两端的压力差P，将数据传输至控制模块(300)；控制模块300根据以下控制策略控制NTP系统、DPF系统的启停与工作状态，

a.当排气管里的排气流速c>c₀且P>P₀时，可调频交变电源(104)与NTP系统(200)同步启动，NTP系统(200)、可调频交流电源(104)及励磁线圈(103)均进入低功率工作状态；NTP系统(200)中供气泵(204)向NTP发生器(202)中供气，流量初定为5L/min，电源(203)初定输出电压为17kV，放电频率为7kHz；所述NTP系统(200)产生的活性气体经NTP喷嘴(201)加压后喷射入排气管道中，与排气一起进入DPF(105)；可调频交变电源(104)初始频率500Hz，保持励磁线圈(103)中电流为50mA，根据排气流速c以及NTP浓度v，设定可调频交变电源(104)的交变频率，设定频率f＝kc/v+500，k为比例系数，低功率时k取1×10^-3，高功率时k取3×10^-3，c为以m/s为单位的流速值，v为以mol/L为单位的NTP浓度值；励磁线圈(103)中不断变化的电流会在DPF内产生场强规律变化的磁场，进而产生以DPF轴线为轴的闭合曲线形状的感生电场，在感生电场的作用下，NTP中的带电粒子会出现绕DPF(105)圆轴的圆周运动，提高了有限距离内NTP活性气体与颗粒物的接触次数；活性气体与排气在扩张腔(102)以及整流叶轮(101)的作用下，活性气体与废气充分混合，同时在DPF(105)的径向方向均匀分布；

b.当压差传感器(301)的压力P＞P₁或排气流速c＞c₁时，励磁线圈(103)进入大功率工作状态，工作电流增加到200mA，频率变化形式与低功率状态相同；

c.当压差传感器(301)的压力P＞P₁且排气流速c＞c₁时，则加大NTP系统(200)的功率，即加大泵气量值10L/min、NTP发生器(202)的放电电压提升至20kV，且至少保持15min；

d.当排气流速c<c₀且压差传感器(301)测得压差P>P₀，则NTP系统(200)、励磁线圈(103)均处于大功率工作状态，可调频交流电源(104)大功率运转10min后停止运转；

e.若排气流速c<c₀且P<P₀，则NTP系统(200)、励磁线圈(103)均停止运转。

5.权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述控制策略中可调频交变电源(104)输出频率及功率以排气流速为基础，结合压差传感器(301)的数据进行调整，以流速越快，压差越大，则频率越快、功率越大，以保证活性气体实现更强的圆周运动。