Dispositivo de filtro de partículas diésel de tipo separado
Descripción general
 La presente invención se refiere a un dispositivo de filtro de partículas diesel de tipo separado para la eliminación de sólidos en partículas, como el humo negro en el escape de un motor diesel (partículas), mejorar la eficiencia de regeneración del filtro, también se puede acortar el tiempo de precalentamiento, las grietas del filtro Para evitar con seguridad la ocurrencia de tal fenómeno. ] Un filtro 7 para recoger partículas en gases de escape, y una unidad de combustión de partículas B para quemar las partículas atrapadas, filtro configurado 7 se divide en una pluralidad de secciones de filtro 71 y 72, el camino EX del gas de escape está formada se divide según las indicaciones respectivamente a la pluralidad de porciones de filtro 71 y 72, está dispuesto de modo fluir como el extremo aguas arriba de la porción de filtro 71 y 72 uno frente al otro, la porción de filtro 71, 72 de los medios de combustión de partículas B están dispuestos entre los extremos aguas arriba de los intercambiadores de calor 72, 72.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un dispositivo de filtro de partículas diésel adiabático equipado en un sistema de escape de un motor diésel para eliminar materia sólida particulada (partículas) tal como humo negro.
Antecedentes de la técnica
Convencionalmente, en un sistema de escape de un motor diesel, se considera equipar un dispositivo de filtro de partículas diésel para eliminar la materia sólida particulada (partículas) como el humo negro. El dispositivo de filtro de partículas diésel convencional está configurado como se muestra en la figura 25, la figura 2 es una vista lateral esquemática que muestra una parte de la parte principal del mismo en un estado parcialmente roto, y la figura 3 muestra un ejemplo del estado de equipamiento La figura 4 es un diagrama de bloques esquemático que muestra otro ejemplo del estado de equipamiento del mismo, y la figura 5 es un gráfico que muestra su operación de regeneración de combustión en partículas.
Como se muestra en la figura 24, en el dispositivo de filtro de partículas diésel S interpuesto en el conducto de gases de escape EX del motor diesel, la caja C formada por la carcasa frontal 1, la caja central 8 y la caja trasera 11 se llena con el Se incluye un filtro 7 para atrapar particulados. Una caja delantera 1 y el caso centro 8 y el caso centro 8 y la carcasa posterior 11 se fija mediante un perno 5 y 10 a través de la junta 4, 9, respectivamente, el filtro 7 de la porción de extremo aguas abajo de la caja frontal 1, el caso centro 8 Y se extiende hasta el extremo aguas arriba de la caja trasera 11.
La malla de soporte 6 está envuelta alrededor de la circunferencia exterior del filtro 7 en la dirección radial del paso, y soportada por la caja C a través de la malla de soporte 6 en la dirección radial del paso. El filtro 7 está equipado del lado de aguas arriba a la caja central 8, y la porción de pestaña 8A de la parte de extremo aguas abajo de la caja central 8, de la placa 3 'y la caja frontal 1 está intercalado en la dirección de paso axial.
El filtro 7 está formado de un transportador tal como cordierita. En el lado aguas arriba del filtro 7 en el caso C, el medio de combustión en partículas B está previsto para quemar las partículas recogidas por el filtro 7 según se requiera. El medio de combustión de partículas B está constituido por un calentador 2 y un conducto de suministro de aire secundario 17.
En otras palabras, el calentador 2 están equipados de manera que mire el extremo aguas arriba del filtro 7, se suministra la corriente requerida de la fuente de alimentación a un tiempo predeterminado, y está configurado para calentar el filtro 7, por ejemplo, alrededor de 500 ° C. El pasaje 17 de suministro de aire secundario está conectado a la porción de extremo corriente arriba de la carcasa 1 frontal desde el lateral, y el pasaje 17 de suministro de aire secundario suministra aire para la combustión en un momento predeterminado Lo ha hecho.
El calentamiento por el calentador 2 y el suministro de aire de combustión por el camino 17 de suministro de aire secundario se realizan de acuerdo con las características que se muestran en el diagrama de tiempos de la FIG. Es decir, la cantidad de acumulación de partículas en el filtro 7 en la que bloquea la entrada de gas de escape en el dispositivo de filtro S alcanza el estado predeterminado, desde el calentador tiempo T0 2 se gira-precalentamiento por el calentador 2 se realiza.
Como resultado, la temperatura del filtro 7 aumenta con el objetivo a 500ºC. Cuando la temperatura del filtro 7 alcanza 500ºC en el momento T1, se inicia el suministro de aire secundario desde el conducto de suministro de aire secundario 17, y el filtro 7 se inicia, la combustión se propaga progresivamente desde el lado de aguas arriba del filtro 7 hacia el lado de aguas abajo. Entonces, incluso después de que se ha iniciado la combustión, por lo que todo el filtro de partículas 7 se quema, Afutahito por el calentador 2 se lleva a cabo de un tiempo predeterminado hasta que el tiempo T2, en el tiempo T2 el calentador 2 se apaga.
El suministro de aire secundario desde el conducto de suministro de aire secundario 17 se lleva a cabo hasta que las partículas del filtro 7 se queman por completo. Cuando el suministro de aire secundario se corta en el tiempo T 3, la combustión de partículas comienza desde el lado de aguas arriba Termine secuencialmente. Como resultado, las partículas adheridas al filtro 7 se eliminan casi por completo, el filtro 7 se regenera a un estado en el que las partículas no quedan atrapadas, y la temperatura disminuye gradualmente.
Es concebible equipar el dispositivo S de filtro de partículas diesel que realiza dicha operación en el estado mostrado en las Figuras 3 y 4, por ejemplo. En la estructura mostrada en la figura 3, se proporcionan un par de dispositivos de filtro de partículas diésel S1, S2 en paralelo con el paso de gases de escape EX. Se proporciona una válvula V1 en la porción de rama aguas arriba de los dispositivos de filtro de partículas diesel S1 y S2. Además, aunque los lados aguas abajo de los dispositivos S1 y S2 de filtro de partículas diesel están unidos entre sí, también es posible adoptar una constitución en la que el escape se lleva a cabo independientemente sin unir los lados aguas abajo.
La válvula V1 es una válvula de conmutación configurada para cerrar uno de los dispositivos de filtro S1 y S2 y cierra la otra, mediante el funcionamiento de la válvula V1, a través de uno de los dispositivos de filtro de partículas diésel S1 y S2. , Para que un camino de escape pueda formarse selectivamente. La conmutación de la válvula V1 se realiza para cada momento en el que hace la operación de recogida del dispositivo de filtro de partículas diesel S1, S2 tiene un estado de acumulación de partículas predeterminado, no realizar la operación de recogida está cerrada por una válvula V1 Por otro lado, se realiza la regeneración del filtro 7 por combustión de partículas acumuladas.
Además, en la estructura mostrada en la Fig. 4, el dispositivo de filtro de partículas diesel S, sin pasar por P a través de una válvula V1 está conectado y en el momento de la regeneración de combustión del filtro 7 en un dispositivo de filtro de partículas diesel S, se conmuta la válvula V1, los gases de escape Se distribuyen a través del bypass P.
Tarea de solución
Por cierto, en el convencional de partículas diesel aparato de filtro S, ya que el calentador 2 está instalado en una posición aguas arriba del filtro 7, el calor del calentador 2 no se transmite de manera eficiente al filtro 7, con el tiempo de precalentamiento se hace más largo , Existe el problema de que la eficiencia de regeneración del filtro no puede aumentarse más de lo requerido.
Además, con el fin de obtener una potencia de procesamiento suficiente, por lo que se incrementa el filtro 7, ya que cuanto más tiempo la dirección del flujo, se genera la diferencia de expansión térmica entre el lado aguas arriba y el lado aguas abajo, los problemas tales como grietas es probable que ocurran También está el problema de. La presente invención se ha ideado en vista de tales problemas, mejorar la eficiencia de regeneración del filtro en un dispositivo de filtro de partículas diesel, permitiendo con ello reducido el tiempo de precalentamiento, también evitar de manera fiable la aparición de grietas en el filtro Para que el filtro de partículas diesel pueda separarse del filtro de partículas diesel.
Solución
Por lo tanto, el aparato de filtro de partículas diesel separada de la presente invención según la reivindicación 1, un filtro para recoger partículas en gases de escape, los medios de combustión de partículas para quemar las partículas se recoge el filtro en el dispositivo de filtro de partículas diesel provisto de un preparativa, junto con el filtro está constituido por estar dividida en una pluralidad de secciones de filtro, la trayectoria de flujo del gas de escape está formada se divide según las indicaciones respectivamente a la pluralidad de porciones de filtro Los extremos aguas arriba de las porciones de filtro están dispuestos para estar enfrentados entre sí y una porción generadora de calor de los medios de combustión particulada está dispuesta entre los extremos aguas arriba de las porciones de filtro.
El dispositivo de filtro de partículas diesel de tipo separado de la presente invención según la reivindicación 2, un caso que se interpone en el paso de gas de escape de un motor diesel, un filtro para recoger partículas en gases de escape se incorpora en dicha carcasa Y un medio de combustión particulada incorporado en la caja y para quemar partículas atrapadas por el filtro, en el que se proporciona una entrada de escape en una parte intermedia de la caja, y la caja una pluralidad de salidas de escape proporcionado en una porción extrema, la porción de filtro en la trayectoria de flujo que conduce a la respectiva salida de escape desde la entrada de escape se proporciona respectivamente, los medios de combustión de partículas de la parte generadora de calor está la entrada de escape y dijo Y está dispuesto entre la sección del filtro y la sección del filtro.
Como se describe en la reivindicación 3, es preferible que un camino de suministro de aire secundario para introducir aire secundario para quemar partículas se conecta a la entrada de escape.
En el aparato de filtro de partículas diésel separado de la presente invención descrito anteriormente, el gas de escape se conduce a cada una de una pluralidad de porciones de filtro divididas, y las partículas se recogen en el gas de escape. La porción de filtro de partículas se recogió, respectivamente, cuando la quema de los medios de combustión de partículas, la porción de generación de calor de la combustión de partículas medios dispuestos entre la parte de filtro transversal extremo aguas arriba, el extremo de aguas arriba en cada una de la sección de filtro La combustión comienza al mismo tiempo, la combustión avanza simultáneamente hacia el extremo de aguas abajo y se completa en poco tiempo.
Además, en el aparato de filtro de partículas diesel separada de la presente invención descrita en la reivindicación 2, el gas de escape se guía a una pluralidad de porciones de filtro que se divide desde la entrada de escape del caso medio, las partículas en el gas de escape Y se descarga desde una pluralidad de salidas de escape formadas en la parte del extremo de la caja. A continuación, se recogió la porción de filtro de partículas, respectivamente, cuando la quema de los medios de combustión de partículas, la porción de generación de calor de la combustión de partículas medios dispuestos entre la entrada de escape y la parte de filtro, cada una de la sección de filtro La combustión comienza simultáneamente desde el extremo aguas arriba y simultáneamente la combustión avanza hacia el extremo aguas abajo y se completa en un corto tiempo.
Como se describe en la reivindicación 3, si un camino de suministro de aire secundario para introducir aire secundario para quemar partículas se conecta a la entrada de escape mencionada anteriormente, las porciones de filtro se recogen respectivamente Cuando las partículas se queman mediante los medios de combustión en partículas, se introduce aire secundario para quemar las partículas a través del conducto de suministro de aire secundario conectado a la entrada de escape.
De aquí en adelante, como una realización de la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos, se describirá. Dispositivo de filtro de partículas diesel independiente, la Fig. 1 es una vista en forma esquemática en sección transversal, parcialmente en sección transversal, la parte principal de la misma. dispositivo de filtro de partículas diesel independiente de la presente realización está equipado en el estado mostrado en las Figs. 3 y 4 sustancialmente de la misma manera que en el ejemplo convencional en su conjunto un sistema de escape de un motor diesel, de acuerdo con las características que se muestran en la Fig. 5, la captura Y la regeneración de combustión se realiza alternativamente.
En la presente realización, como se muestra en la Fig. 1, un filtro 7 para recoger partículas en gases de escape se divide en un par de porciones de filtro 71 y 72, la trayectoria de flujo del gas de escape de la sección de filtro par 71 Y 72, respectivamente, como se muestra en la FIG. La longitud de las porciones de filtro 71, 72 se establece a aproximadamente la mitad de la longitud de la porción de filtro convencional 7.
En otras palabras, la entrada de escape 21 junto con se proporcionan en la parte intermedia de la caja C, un par de salidas de escape 22 y 23 proporcionado en ambos extremos de la caja C, el filtro de la entrada de escape 21 para llegar a la vía de flujo en la salida de escape 22 y 23 Partes 71 y 72, respectivamente. Además, el extremo aguas arriba de la porción de filtro 71 está dispuesto de manera que se enfrentan entre sí, entre la parte de filtro transversal extremo aguas arriba 71, un calentador 2 como una parte de calentamiento de las partículas de combustión unidad B está dispuesto Lo ha hecho.
Es decir, el calentador 2 está dispuesto entre la entrada de escape 21 y las porciones de filtro 71, 72. Las porciones de filtro 71 y 72 están montadas en una caja tubular C en un estado en el que la periferia exterior de la misma está encapsulada en la malla de soporte 6. Un conducto de suministro de aire secundario 17 para introducir aire secundario para quemar particulados está conectado a la entrada de escape 21.
Dado que el aparato de filtro de partículas diesel adiabática como una realización de la presente invención se construye como se describió anteriormente, en la configuración mostrada en la Fig. 3 o Fig. 4, con una temporización predeterminada de acuerdo con las características de la Fig. 5, la captura de partículas La operación de recogida y la operación de regeneración del filtro 7 (71, 72) por combustión de partículas se realizan alternativamente.
Es decir, en el momento de la operación de recogida, el gas de escape se conduce al par de porciones de filtro divididas 71, 72, respectivamente, y las partículas se recogen en el gas de escape. Entonces, durante la operación de reproducción, el extremo aguas arriba de la porción de filtro 71, 72 se calienta mediante un calentador 2 como una parte de calentamiento del dispuesta entre la parte de filtro transversal extremo aguas arriba 71 de partículas unidad de combustión B.
porciones de filtro 71 y 72 se calientan a una temperatura predeterminada, el aire desde el paso de suministro de aire secundario 17 se suministra, las partículas capturadas en las respectivas porciones de filtro 71 y 72 para iniciar la combustión. Entonces, al mismo tiempo, la combustión progresa desde el extremo aguas arriba al extremo aguas abajo en cada una de las partes 71, 72 de filtro y se completa en un tiempo corto.
Es decir, dado que el filtro 7 está dividido en dos en el par de porciones de filtro 71, 72, la combustión de las partículas se completa en aproximadamente la mitad o menos de tiempo. Además, el precalentamiento también se realiza en aproximadamente la mitad del tiempo. Además, una longitud que se extiende desde un extremo aguas arriba de la porción de filtro 71, 72 al extremo aguas abajo, ya que es un medio en comparación con la diferencia de expansión térmica convencional entre el lado aguas arriba y el lado aguas abajo que se produce cuando el filtro 7 es grande se hace pequeña , Se evita la aparición de grietas y similares.
En esta realización, la caja C está formada para tener sustancialmente la misma forma que la caja convencional, pero la forma de la caja C no está limitada a la misma. Es decir, proporcionando dos sistemas de paso de escape que se ramifican desde la entrada de escape 21 al par de salidas de escape 22 y 23, al conducto de escape, se proporciona la porción de filtro bisecada 71 y 72, entre la porción de filtro 71, 72 Siempre que se proporcione el calentador 2 como la parte generadora de calor, la carcasa C puede tener cualquier forma.
También es concebible dividir el filtro 7 en tres o más.
Efecto de la invención
Como se ha descrito anteriormente en detalle, según el aparato de filtro de partículas diesel tipo separado según la reivindicación 1, un filtro para recoger partículas en gases de escape, para la quema de las partículas del filtro se recoge Y un medio de combustión particulada, en el que el filtro está dividido en una pluralidad de porciones de filtro, y el camino de flujo del gas de escape está dividido para ser conducido a la pluralidad de porciones de filtro, respectivamente mientras que se está formando, está dispuesto de manera que el extremo aguas arriba de la porción de filtro se oponen el uno al otro, con una simple configuración de la porción de generación de calor de la combustión de partículas significa está dispuesto entre los mismos un extremo aguas arriba de la porción de filtro, Existe la ventaja de que se mejora la eficacia de regeneración del filtro.
Además, el tiempo de precalentamiento también se acorta, y también existe la ventaja de que es posible evitar de forma fiable la aparición de grietas. Entonces, de acuerdo con el aparato separado tipo diesel filtro de partículas según la reivindicación 2, un caso que se interpone en el paso de gas de escape de un motor diesel, un filtro para recoger partículas en gases de escape se incorpora en dicha carcasa Y un medio de combustión particulada incorporado en la caja y para quemar partículas atrapadas por el filtro, en el que se proporciona una entrada de escape en una parte intermedia de la caja, y la caja una pluralidad de salidas de escape proporcionado en una porción extrema, la porción de filtro en la trayectoria de flujo que conduce a la respectiva salida de escape desde la entrada de escape se proporciona respectivamente, los medios de combustión de partículas de la parte generadora de calor está la entrada de escape y dijo La eficiencia de regeneración del filtro es menor que la eficiencia de regeneración del filtro Círculo hay una ventaja.
Además, el tiempo de precalentamiento también se acorta, y también existe la ventaja de que es posible evitar de forma fiable la aparición de grietas. Además, como se describe en la reivindicación 3, configurando el camino de suministro de aire secundario para introducir el aire secundario para quemar partículas en suspensión a fin de quemar las partículas de la entrada de escape El aire secundario se suministra suficientemente, la combustión se realiza de forma suave y fiable, y los efectos descritos anteriormente se pueden obtener de forma más fiable.
Breve descripción de los dibujos
Es una vista en sección transversal vertical esquemática de la parte esencial se muestra seccionada parte del aparato de filtro de partículas diesel adiabático de la figura presente invención.
La figura 2 es una vista esquemática en sección transversal vertical que muestra una parte de un dispositivo de filtro de partículas diésel convencional parcialmente roto.
La figura 3 es una vista estructural esquemática que muestra un ejemplo del estado de equipamiento del dispositivo de filtro de partículas diésel convencional.
La figura 4 es una vista estructural esquemática que muestra otro ejemplo del estado de equipamiento del dispositivo de filtro de partículas diésel convencional.
La figura 5 es un gráfico de tiempos y un gráfico que muestra una operación de regeneración de la combustión de partículas de un dispositivo de filtro de partículas diesel convencional.
1 caja frontal
2 Calentador como parte generadora de calor de los medios de combustión de partículas
3 partidario interno de la caja
Plato de 3 '
4 Junta
5 voltios
6 malla del partidario
7 filtro
8 caja central
9 Junta
10 voltios
11 maleta trasera
17 Ruta de suministro de aire secundario
21 Entrada de escape
22, 23 salida de escape
71, 72 parte del filtro
B Combustión de partículas significa
EX paso de gases de escape
P Bypass
S, S1, S2 dispositivo de filtro de partículas diesel
Válvula V1
Reclamo
1. Un aparato de filtro de partículas diésel que comprende un filtro para atrapar partículas en el gas de escape y un medio de combustión en partículas para quemar las partículas recogidas por dicho filtro, comprendiendo dicho filtro una pluralidad de filtros , Y el camino de flujo de gas de escape se divide para guiarse, respectivamente, a la pluralidad de porciones de filtro, y los extremos aguas arriba de las porciones de filtro se disponen para enfrentarse entre sí Y una parte de generación de calor de dichos medios de combustión particulada está dispuesta entre los extremos aguas arriba de dichas partes de filtro.
Y reivindicación cárter de motor 2 diesel que está interpuesta en el conducto de gas de escape de un filtro para recoger partículas en gases de escape integrada en el caso, la materia en partículas está incrustado en el caso se recogió el filtro en el dispositivo de filtro de partículas diesel provisto de un particulado significa combustión para quemar la entrada de escape con se proporciona en una parte intermedia de la caja, se proporcionan una pluralidad de salidas de escape a los extremos de la carcasa, desde la entrada de escape Donde la porción de filtro está dispuesta en un camino de flujo que conduce a cada una de las salidas de escape y una porción de generación de calor de los medios de combustión particulada está dispuesta entre la entrada de escape y la porción de filtro , Dispositivo de filtro de partículas diésel de tipo separado.
3. Un filtro de partículas diésel de tipo de separación según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque un conducto de suministro de aire secundario para introducir aire secundario para quemar particulados está conectado a la entrada de escape. Dispositivo.
Dibujo :
Application number :1994-002529
Inventors :三菱自動車工業株式会社
Original Assignee :生原忠男