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碳氢喷射(HCI)系统介绍

   2020-11-28 124560
核心提示:柴油机排放的废气经过DPF捕集器时,碳颗粒被捕捉在捕集器上; 碳氢喷射控制模板(ACU)根据发动机的运行工况,以及压差传感器的值,实时探测累计在DPF上的碳载量;当检测到碳载量超过一定值时,触发再生请求; 当排气温度以及发动机工况满足要求时(通常为245℃),碳氢喷射控制模块(ACU)控制碳氢喷射计量模块(HCI)模块将一定量的燃油喷入排气管中,燃油在排气管中燃烧,将附着在DPF上的碳颗粒烧掉,完成再生过程。 碳氢喷射控制模块(ACU)全程监控燃烧温度(520℃-650℃),调节喷油量,

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柴油机排放的废气经过DPF捕集器时,碳颗粒被捕捉在捕集器上;

碳氢喷射控制模板(ACU)根据发动机的运行工况,以及压差传感器的值,实时探测累计在DPF上的碳载量;当检测到碳载量超过一定值时,触发再生请求;

当排气温度以及发动机工况满足要求时(通常为245℃),碳氢喷射控制模块(ACU)控制碳氢喷射计量模块(HCI)模块将一定量的燃油喷入排气管中,燃油在排气管中燃烧,将附着在DPF上的碳颗粒烧掉,完成再生过程。

碳氢喷射控制模块(ACU)全程监控燃烧温度(520℃-650℃),调节喷油量,确保不会超温。

1 . 碳氢喷射(HCI)系统作用:

当DPF内碳颗粒累计达到一定数量需要再生时,计量系统根据ACU的指令,在适合的温度下,将一定量的燃油喷入到排气管中,燃烧掉DPF中的碳颗粒,达到净化的目的。

HCI工作条件:

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2 . 天纳克HCI计量喷单元:

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(1)HCI计量模块原理图:

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(2)HCI计量模块针脚定义:

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(3)HCI喷射系统逻辑图:

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* 准备状态:进入此状态时,喷射阀开启1秒钟,整个状态持续2秒钟;

* 吹扫维持状态:关闭断油阀和喷油阀,空气阀以10秒钟开,100秒钟关的周期运行;

* 冷却状态:关闭断油阀和喷油阀,开启空气阀,持续15秒;

* 燃油注入状态:开启断油阀,1秒后,喷油阀也开启,整个状态持续3秒钟;

* 燃油喷射状态:开启断油阀,喷油阀按照计算的喷油量紫铜调节喷射占空比;

* 燃油吹扫状态:断油法和喷油阀关闭,空气阀以0.5秒开,2秒关的周期动作,执行20次吹扫动作。

3 . 潍柴DPM单元介绍

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DPF系统:简称碳氢(HC)喷射系统,用于将柴油喷入发动机排气管中,碳氢(HC)在DOC中氧化,以提高废气温度。

 

DPM系统主要是通过向排气管中喷射燃油,使燃油在排气管中燃烧,以提高排气管中废弃的温度,进而达到DPF的目标温度,使主动再生可以顺利进行。

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DPF再生模式下,MU单元接收ECU控制信号,打开计量阀(DV)、切断阀(SV),将高压燃油喷入排气管中,使其在DOC内氧化放热,进一步提高DOC、DPF内温度,促使碳颗粒与氧(O2)反应,减少碳排放。

(1)DPM计量单元(MU)介绍

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DPM燃油计量单元主要由切断阀、上游压力与温度传感器、计量阀和下游压力传感器组成。

DPM原理流向图:

 

燃油在DPF燃油计量单元的流向如下图:

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切断阀功能:切断或开启燃油流道,以防系统或管路漏油做保护用。

上游压力与温度传感器:

* 功能一:上游压力传感器用于感知油压作为再生油量计量功能的输入;进而决定计量阀的开度;

* 功能二:上游温度传感器用于在不同油温下对需求燃油喷射量的修正。

计量阀功能:基于需求的再生油量以及油压,决定相应的计量阀开度。

下游压力传感器功能:用于系统故障检测;例如下油管路泄露,此时下游压力传感器检测的压力低于2.6bar,接近于大气压力,此时可判定下油管路泄露。

(2 )DPM燃油喷射单元(IU)介绍

DPM燃油喷射单元是一个纯机械结构,其喷嘴的开启和关闭只受到压力控制,其喷嘴的开启压力为2.6bar。

为了防止DPF燃油喷射单元长期接触高温失效,DPM燃油喷射单元和博世2.2喷嘴一样都要用冷却水冷却。

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DPM燃油喷射单元功能:

功能1:喷射阀安装于尾管用于将低压油路燃油输送至排气管中;

功能2:喷喷射阀为弹簧机械阀;当油压大于其开启压力时,弹簧阀开启燃油喷射;当油压降低,燃油喷射截止。

(3 )DPM系统温度提升分为以下几个阶段:

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第一阶段主要提升的是DOC前端的温度。

当需要进行主动再生时,温度传感器检测DOC前端温度,当温度小于350-400℃时,发动机通过缸内措施(进气阀,喷油提前角的调节)提升尾气排温达到350℃左右以充分激活DOC的转换效率。

第二阶段主要提升的是进入到DPF的废气温度。

当检测到排气温度高于350-400℃时,DPM系统在DOC上游喷射燃油。喷射的燃油在尾管内和尾气充分混合已形成充分均匀地分布状态,混合状态的燃油在DOC尾部燃烧将尾气温度加热至600℃左右,DPF捕捉的颗粒物在高温下燃烧消除。

注意:再有再生请求时,DOC前端的温度一般是通过发动机措施才能得到提升(喷油提前角、节气门开度),而DOC前端温度到DPF前度的温度,只有通过DPM系统才能得到提升。在主动再生时,当DOC前端温度高于250℃时,ECU/DCU就会控制DPM向排气管中喷射燃油。

4 . 锡柴HCI碳氢计量单元介绍

 

(1 )锡柴HCI计量模块

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在发动机再生模式下,单元接收ECU控制信号,打开关断阀、计量(喷射)阀,将高压燃油喷入排气管中,在DOC内氧化放热,进一步提高DOC、DPF内温度,去除因收集碳烟积累的碳颗粒,保证DPF系统不堵塞。

 
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