[发明专利]一种优化热管理的DPF再生系统及控制方法

权利要求书

1.一种优化热管理的DPF再生系统，包括DPF系统(100)、NTP系统(200)、温度控制系统(300)和控制系统(400)，其特征在于，所述DPF系统(100)包括主排气管(101)、柴油机颗粒捕集器(102)和压力阀门(103)；所述DPF系统(100)为NTP再生DPF提供反应场所；所述NTP系统(200)安装在柴油机颗粒捕集器(102)的上游，为柴油机颗粒捕集器(102)的再生提供活性气体；所述温度控制系统(300)使柴油机颗粒捕集器(102)的温度维持在适宜的温度范围内；所述控制系统(400)通过控制NTP阀门(402)的开闭从而控制NTP再生DPF；柴油机颗粒捕集器(102)工作过程中，当压力阀门(103)两侧压力差未超过预定值时，压力阀门(103)关闭，活性气体与柴油机颗粒捕集器(102)内的颗粒物进行充分反应；随着NTP系统(200)向柴油机颗粒捕集器(102)中喷射活性气体的增加，柴油机颗粒捕集器(102)两侧的压力差超过预定值，压力阀门(103)开启，反应气体排放至大气中；第一阀门(401)设置在主排气管(101)上。

2.根据权利要求1所述的优化热管理的DPF再生系统，其特征在于，所述温度控制系统(300)包括保温箱(301)、散热器(302)、水泵(303)、水箱(304)和节温器阀(305)；所述水箱(304)内的热介质经过管道由水泵(303)泵出，流经散热器(302)后通过管道流入保温箱(301)后通过节温器阀(305)的开闭回到水箱(304)；所述柴油机颗粒捕集器(102)设置在保温箱(301)内。

3.根据权利要求1所述的优化热管理的DPF再生系统，其特征在于，所述控制系统(400)包括第一阀门(401)、NTP阀门(402)、控制模块(403)、压差传感器(404)和温度传感器(405)；所述控制模块(403)通过接收到的压力信号和温度信号控制第一阀门(401)、NTP阀门(402)的开闭。

4.根据权利要求3所述的优化热管理的DPF再生系统，其特征在于，所述NTP阀门(402)设置在NTP系统(200)上，通过控制NTP阀门(402)的开闭从而实现活性气体进入柴油机颗粒捕集器(102)的量。

5.根据权利要求1所述的优化热管理的DPF再生系统，其特征在于，所述压力阀门(103)包括弹簧、阀门和密封衬垫，压力阀门(103)的密封衬垫在弹簧的作用下，用来封闭DPF系统(100)；当NTP系统再生DPF时，DPF系统(100)内气体增加，压强变大，弹簧产生弹性变形，压力阀门(103)打开。

6.根据权利要求2所述的优化热管理的DPF再生系统，其特征在于，所述保温箱(301)内充满热介质，柴油机运行时，节温器阀(305)打开，水泵(303)开始工作，高温热介质流经裸露在空气中的散热器(302)，实现DPF(102)的冷却；热介质在柴油机运行期间，充当冷却导热介质，在DPF再生期间充当热源。

7.根据权利要求2所述的优化热管理的DPF再生系统，其特征在于，所述保温箱(301)包括绝热层和金属保护层；金属保护层为镀锌铁皮或者不锈钢板；将绝热材料浇灌入保护层内，发泡成为绝热层。

8.根据权利要求2所述的优化热管理的DPF再生系统，其特征在于，所述散热器(302)是管带式，使流动的空气与散热器(302)表面充分接触，降低排气高温对柴油机颗粒捕集器(102)的高温冲击。

9.根据权利要求1-8任一项所述的优化热管理的DPF再生系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：对压力阀门(103)的开启压差ΔP进行标定，并将开启压差ΔP存入控制模块(403)；对柴油机颗粒捕集器(102)压差上限阈值ΔP_m及再生目标压差ΔP_t进行标定，并将压差上限阈值ΔP_m和再生目标压差ΔP_t存入控制模块(403)；设定节温器阀(305)和水泵(303)的开启温度T_a，将开启温度T_a存入控制模块(403)中；

步骤二：启动柴油机(001)，节温器阀(305)开启，水泵(303)开始工作，热介质在保温箱(301)、散热器(302)、水箱(304)和管道内形成封闭循环；

步骤三：柴油机(001)停机后，根据柴油机颗粒捕集器(102)两端的压差传感器(404)反馈信号ΔP_n判断，当柴油机颗粒捕集器(102)两端压差ΔP_n大于压差上限阈值ΔP_m时，开始进行DPF的再生；

步骤四：通过温度传感器(405)检测保温箱(301)内温度，待柴油机颗粒捕集器(102)内部温度低于120℃，关闭第一阀门(401)，NTP系统(200)产生活性气体，开启NTP阀门(402)，通过NTP阀门(402)和喷嘴将活性气体喷射至柴油机颗粒捕集器(102)，活性物质在柴油机颗粒捕集器(102)内与颗粒物反应；当活性气体不断喷射进柴油机颗粒捕集器(102)，柴油机颗粒捕集器(102)内部压力增加，当压力达到压力阀门(103)开启压差ΔP时，压力阀门(103)开启，反应后的混合气体通过压力阀门(103)排到大气中；

步骤五：当柴油机颗粒捕集器(102)两端压差传感器(404)反馈信号的柴油机颗粒捕集器(102)两端压差ΔP_n小于再生目标压差ΔP_t时，关闭NTP系统(200)、NTP阀门(402)，打开第一阀门(401)，结束DPF再生。