柴油机微粒捕集器喷油助燃再生系统

基于柴油机怠速工况下排气处于富氧状态，且与其他工况相比排气流速较低等特点，在过滤体内设计1个燃烧室以便较好地燃烧。喷油再生后处理系统如图1所示，它主要包括电控单元、EGR系统、微粒捕集器、燃烧器等几部分。其中，燃烧器结构比较复杂，集成了喷油、供气与点火等控制系统。再生时，各系统通过从电控单元获取各种指令进行相应动作，使燃烧器工作稳定可靠。

燃烧器的结构如图2所示。燃烧器由锥形进口段、燃烧室6、裙部9等几部分组成，锥形进口段上方装有喷油结构3，并开有孔4。其中，设置孔4的目的是便于利用部分废气，废气从轴向进入燃烧室6。燃油在喷射过程中受到冲击，使湍流强度和湍流动能增加，改善了燃油的雾化效果和加快燃油的混合过程，同时，形成一定的正压，避免气流过度回流至燃烧室左端而形成燃烧死角。

通过流量传感器1和氧浓度传感器2测得废气中的氧浓度不能保证混合气充分燃烧时，必须引入一定的空气，在燃烧室6上装有环状供气管道5。环形供气孔道结构设计如5所示。该管道内径与燃烧室5外径结合衬垫严密配套，空气通过环形管道5内壁的斜切口进入燃烧室6，流经该管道的气流变为旋转气流，涡流强度大，作用在油束上，可提高燃油与空气的混合速率。另外，在燃油喷射过程中，受锥形段小孔4引入的废气以及环状补气管道5气流孔引入的气流影响，相互作用后将在燃烧室6的中心轴向部位形成一个低速回流区。该处混合气已得到较好地雾化与混合，且对火花塞点火冲击小，点火条件成熟。在此处设置一高能火花塞7能保证可靠点火；同时，该区混合气流呈回旋涡流形状，有稳定与驻留火焰的作用。回流燃气将新喷入的燃油迅速加温到点燃温度，促进它们燃烧。

燃烧室6着火后，火焰传播到燃烧器的尾部扩张段即裙部8，裙部8周向开有许多小孔9，废气经小孔9与高温燃气作用，进行二次燃烧，既可以消耗废气中夹带的微粒，又可形成更高温度的燃气，对过滤体再生有利。同时，对于设置小孔9的目的还有以下几点：(1)在废气进入裙部8过程中，可形成紊流，在裙部8中传热传质均匀，为后续再生过程提供流场分布较均匀的高温燃气奠定基础；(2)废气经小孔9后，其排气噪声减弱，与过滤体配套使用，可进一步提高消声性能，甚至装车使用时可考虑免装消声器，节约产品成本。

在DPF捕集微粒过程中，由于DPF捕集的微粒越来越多，过滤体11前后压力传感器9所测压力降增加，并反馈到ECU，与储存在ECU达到再生条件时排气背压随发动机负荷和转速变化的三维MAP图进行比较。当压力降超过在该工况(由传感器1和2测定)下ECU所设定的标定值时，或者超过捕集的设定时间，自动报警提示再生，当允许再生时，燃烧器进行工作，即喷油系统、供气系统按照ECU所发出的指令在燃烧器7的燃烧室里及时迅速地进行喷油、供气，进而完成燃油雾化和油气混合的过程。混合气形成后则由安装在燃烧器7上的高能火花塞点火f具体点火时刻由ECU控制)，混合气燃烧形成高温燃气进入微粒捕集器11的入口端，排气温度大幅度提高，使沉积在DPF中的微粒燃烧，实现整个再生过程。