用于柴油发动机尾气净化处理的预热结构和点火装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于柴油发动机尾气净化处理的预热结构和点火装置。所述预热结构包括：用于对燃油或燃油‑空气混合物进行预热的预热棒；用于安装所述预热棒的安装部，所述预热棒的前端部分从所述安装部中伸出，形成预热端；用于吸收和储存来自所述预热棒的热量并将其传递给燃油的蓄热部，所述蓄热部设置在所述预热棒的预热端外围，并且包围所述预热端；用于喷出燃油的喷嘴部，所述喷嘴部包括直径较大的固定部和直径较小的、与所述蓄热部相配合的配合部，以及设置在中心位置处用于喷出燃油和/或空气的喷嘴口。

Preheating structure and ignition device for diesel engine exhaust purification treatment

The invention relates to a preheating structure and an ignition device for purifying the exhaust gas of a diesel engine. Including the preheating structure: used to preheat preheat the fuel or fuel air mixture rod; a mounting portion for mounting the preheating rod, the front part of the preheating rod from the mounting portion projecting a heating end; for absorbing and storing heat from the preheating rod and pass it the Ministry of fuel to heat, the heat storage part is arranged in the preheating end periphery the preheating rod, and enclose the preheating end; a nozzle for ejecting fuel, with the nozzle of large diameter includes a fixed part and a smaller diameter, and the storage part matched with, and set in the central position of the nozzle for fuel and / or air port.

【技术实现步骤摘要】
用于柴油发动机尾气净化处理的预热结构和点火装置
本专利技术涉及柴油车尾气净化处理领域。具体地，本专利技术涉及用于使柴油车的尾气升温以对尾气进行净化处理的预热结构以及包括预热结构的点火装置。
技术介绍
柴油发动机是靠燃烧柴油获取能量释放的发动机。柴油机用的燃料是柴油，它的粘度比汽油大，不容易蒸发，而其自燃温度却比汽油低。柴油发动机的优点是扭矩大、经济性能好，因此，广泛应用于大型柴油设备上，尤其适合于载货汽车的使用，例如大功率高速柴油机主要配套重型汽车、大型客车、工程机械、船舶、发电机组等。但是，由于工作压力大，柴油机要求各有关零件具有较高的结构强度和刚度，所以柴油机比较笨重，体积较大；柴油机的喷油泵与喷嘴制造精度要求高，所以成本较高；另外，柴油机工作粗暴，振动噪声大；柴油不易蒸发，冬季冷车时起动困难。由于上述特点，以前柴油发动机一般用于大、中型载重货车上。另外，由于柴油发动机比较笨重，升功率指标不如汽油机(转速较低)，噪声、振动较高，炭烟与颗粒(PM)排放比较严重，所以一直以来很少受到轿车的青睐。特别是小型高速柴油发动机的新发展，一批先进的技术，例如电控直喷、共轨、涡轮增压、中冷等技术得以在小型柴油发动机上应用，使原来柴油发动机存在的缺点得到了较好的解决，而柴油机在节能与CO2排放方面的优势，则是包括汽油机在内的所有热力发动机无法取代的，成为“绿色发动机”。不过，由于柴油车的碳烟与颗粒排放比较严重，所以柴油车的应用受到了比较大的限制。柴油发动机排放污染物控制的重点是PM。要减少柴油机微粒排放来满足排放标准和法规的要求，除采用机内净化外还必须同时采用后处理装置，而微粒捕集器(DPF)是目前提出的控制微粒排放的最有效、最具发展前景的后处理技术之一。微粒捕集器能够减少柴油发动机所产生的烟灰达90％以上。捕捉到的微粒物质随后通过再生清除。所谓过滤器的再生是指在DPF长期工作中，捕捉器里的颗粒物逐渐增加会引起发动机背压升高，导致发动机性能下降，所以要定期除去沉积的颗粒物，恢复DPF的过滤性能。捕捉器的再生有主动再生和被动再生两种方法：主动再生指的是利用外界能量来提高捕捉器内的温度，使微粒着火燃烧。当捕捉器中的温度达到550℃时，沉积的颗粒物就会氧化燃烧，如果温度达不到550℃，过多的沉积物就会堵塞捕捉器，这时就需要利用外加能源(例如电加热器、燃烧器或发动机操作条件的改变)来提高DPF内的温度，使颗粒物氧化燃烧。被动再生指的是利用燃油添加剂或者催化剂来降低微粒的着火温度，使微粒能在正常的柴油机排气温度下着火燃烧。添加剂(如铈、铁和锶)要以一定的比例加到燃油中，添加剂过多会影响DOC的寿命，但是如果过少，就会导致再生延迟或再生温度升高。2013年5月15日公开的中国专利申请CN103104321A提出了一种柴油发动机排气后处理升温装置及升温方法。在该申请中，使用低温升温器来提升进入DPF的废气的温度，使得累积在DPF中的碳颗粒燃烧，从而使DPF再生。在该申请中，首先利用蓄热部散发的高温热量将空气预热形成过热空气，然后再利用过热空气来预热燃油。然而，这样的方式导致在某些比较恶劣的工况(例如非常低的温度)下燃油预热不充分，导致燃油不能达到其燃点，导致点火失败、二次污染等问题。另外，由于在该申请中的点火棒同时起预热和点火的作用，因此需要长时间保持高温，导致点火棒容易损坏，需要经常更换，从而带来成本增加以及维护不方便等问题。
技术实现思路
鉴于前述问题，本专利技术提出一种用于柴油发动机尾气净化处理的预热结构，所述预热结构能够在各种复杂工况、尤其是在低温条件下使燃油或燃油-空气混合物迅速升温，达到燃油的着火点并使其点燃，从而能够将柴油发动机排气快速升温至DPF再生所需的温度。由于预热棒仅用于对燃油进行预热，使其温度能够达到燃油的燃点，因此预热棒的温度不用升得过高，因此能够降低预热棒损坏的概率，从而延长预热棒的使用寿命，降低更换预热棒的成本。另外，由于采用了与CN103104321A完全不同的新型预热结构，使得能够通过该预热结构中的蓄热部来预热燃油或燃油-空气混合物，从而缩短所需的预热棒预热时间。上述问题通过以下方案解决：在第一方面中，提供一种用于柴油车尾气净化处理的预热结构，所述预热结构包括：用于对燃油或燃油-空气混合物进行预热的预热棒；用于安装所述预热棒的安装部，所述预热棒的前端部分从所述安装部中伸出，形成预热端；用于吸收和储存来自所述预热棒的热量并将其传递给燃油的蓄热部，所述蓄热部设置在所述预热棒的预热端外围，并且包围所述预热端；用于喷出燃油的喷嘴部，所述喷嘴部包括直径较大的固定部和直径较小的、与所述蓄热部相配合的配合部，以及设置在中心位置处用于喷出燃油和/或空气的喷嘴口。所述蓄热部的部分外侧壁中以螺旋方式设置有凹槽，所述凹槽与所述喷嘴部的配合部的内侧表面共同限定用于燃油或燃油-空气混合物的流动通道，其中所述凹槽的深度小于所述蓄热部的包围所述预热棒的侧壁的厚度。由于燃油或者燃油-空气的混合物在所述流动通道中流动，所以其可以被蓄热部从预热棒吸收并散发出的热量快速预热，在较短的时间内达到燃油或燃油-空气混合物的燃点，使其能够被快速、可靠地点燃，降低点火失败以及造成二次污染的风险。另外，由于所述凹槽的深度小于所述蓄热部的侧壁厚度，所以燃油不会与预热棒接触，避免被预热棒直接高温加热，在短时间内产生大量燃油喷雾。根据上述第一方面的预热结构，所述凹槽的横截面形状可以设置为矩形、方形、半圆形或U形。根据上述第一方面的预热结构，所述凹槽的靠近预热棒安装部处的入口与进给燃油的进油管连通。根据上述第一方面的预热结构，所述凹槽的出口与所述喷嘴部的喷嘴口连通，以向所述喷嘴口输入燃油和/或空气。根据上述第一方面的预热结构，在所述喷嘴部的外围还设置有由石墨制成的炭纸。该炭纸为耐高温保温材料，用于对蓄热部进行保温处理，保温效果好。根据上述第一方面的预热结构，所述预热棒可以由氮化硅棒体和发热丝制成。或者，所述预热棒可以由氮化硼棒体和发热丝构成，所述发热丝为钨丝。这样制成的预热棒不仅耐高温、抗腐蚀，而且具有高的热传导效率。在第二方面中，提供一种用于柴油发动机尾气净化的点火装置，所述点火装置包括：圆筒形的外壳体；根据上述第一方面的预热结构，所述预热结构安装在所述外壳体的一个端部上；用于引燃由所述预热结构喷出的燃油-空气混合物的陶瓷点火塞，所述陶瓷点火塞以大致垂直于所述外壳体中心线的方式安装在所述外壳体的中部；用于燃油-空气混合物燃烧的燃烧室，其与所述预热结构的喷嘴部连接，朝尾气流动方向延伸，其中所述点火塞前端的点火端伸入所述燃烧室内；以及设置在所述外壳体内的进油管和进气管，所述进油管与所述预热结构的燃油流动通道连通，所述进气管与所述燃烧室连通。根据上述第二方面的点火装置，在所述燃烧室内还可以设置有喇叭形导管，所述喇叭形导管由与所述预热结构连接的圆筒形导管和从所述圆筒形导管延伸出的数根导管条扩张而成。该喇叭形导管起到了引导燃油按照特定方向充分燃烧的作用，又起到了保护点火塞不被新鲜空气吹冷或吹灭以及引导新鲜空气流动的作用。根据上述第二方面的点火装置，所述进油管和/或所述进气管的一部分可以以螺旋盘管或弯曲管的形式设置在所述燃烧室内侧或外侧，位于火焰喷出的路径上。这样本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于柴油车尾气净化处理的预热结构(100)，所述预热结构(100)包括：用于对燃油进行预热的预热棒(106)；用于安装所述预热棒(106)的安装部(105)，所述预热棒(106)的前端部分从所述安装部(105)中伸出，形成预热端；用于吸收和储存来自所述预热棒(106)的热量并将其传递给燃油的蓄热部(104)，所述蓄热部(104)设置在所述预热棒(106)的预热端外围，并且包围所述预热端；用于喷出燃油的喷嘴部(101)，所述喷嘴部(101)包括直径较大的固定部(402)和直径较小的、与所述蓄热部(104)相配合的配合部(401)，以及设置在中心位置处用于喷出燃油和/或空气的喷嘴口；其特征在于，所述蓄热部(104)的部分外侧壁中以螺旋方式设置有凹槽(102)，所述凹槽(102)与所述喷嘴部(101)的配合部(401)的内侧表面共同限定用于燃油的流动通道，其中所述凹槽(102)的深度小于所述蓄热部(104)的包围所述预热端的侧壁的厚度。

【技术特征摘要】
1.一种用于柴油车尾气净化处理的预热结构(100)，所述预热结构(100)包括：用于对燃油进行预热的预热棒(106)；用于安装所述预热棒(106)的安装部(105)，所述预热棒(106)的前端部分从所述安装部(105)中伸出，形成预热端；用于吸收和储存来自所述预热棒(106)的热量并将其传递给燃油的蓄热部(104)，所述蓄热部(104)设置在所述预热棒(106)的预热端外围，并且包围所述预热端；用于喷出燃油的喷嘴部(101)，所述喷嘴部(101)包括直径较大的固定部(402)和直径较小的、与所述蓄热部(104)相配合的配合部(401)，以及设置在中心位置处用于喷出燃油和/或空气的喷嘴口；其特征在于，所述蓄热部(104)的部分外侧壁中以螺旋方式设置有凹槽(102)，所述凹槽(102)与所述喷嘴部(101)的配合部(401)的内侧表面共同限定用于燃油的流动通道，其中所述凹槽(102)的深度小于所述蓄热部(104)的包围所述预热端的侧壁的厚度。2.根据权利要求1所述的预热结构(100)，其特征在于，所述凹槽(102)的横截面形状为矩形、方形、半圆形或U形。3.根据权利要求1或2所述的预热结构(100)，其特征在于，所述凹槽(102)的靠近预热棒(106)安装部(105)处的入口与进给燃油的进油管连通。4.根据权利要求1或2所述的预热结构(100)，其特征在于，所述凹槽(102)的出口与所述喷嘴部(101)的喷嘴口连通，以向所述喷嘴口输入燃油。5.根据权利要求1或2所述的预热结构(100)，其特征在于，在所述喷嘴部(101)的外周还设置有由石墨制成的炭纸。6.根据权利要求1或2所述的预热结构(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄黎敏，黄利锦，方学兴，白荣根，
申请(专利权)人：贵州黄帝车辆净化器有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州,52