[发明专利]内燃机微粒过滤器再生系统

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机系统，尤其涉及用于过滤来自内燃机排放流的微粒的微粒 过滤器再生的系统和方法。

背景技术

为满足内燃机目前和将来的微粒排放标准，尤其是柴油机，柴油机生产商使 用微粒过滤器(PF，也称微粒捕集器)。这种微粒过滤器典型地被放置在涡轮增压 器涡轮下游，以在颗粒物质通过排气系统排至周围环境前将其移除。在微粒过滤 器搜集微粒一段时间后，增加排放物温度至一合适程度(例如：最低600℃以上)， 因为排放物中的氧气和过滤器中聚集的碳燃烧，所以清洗了所述过滤器(也称为 再生)。

柴油机的微粒过滤器典型相对较大和昂贵，并且在轻载条件下的再生也是问 题，因为获取必要的排放物温度是困难的。较高的排放物温度通常是通过向柴油 机的排气孔添加燃料并使该混合物流动穿过柴油机氧化催化器(DOC)获得的。然 而，进入到DOC的混合物的最低温度必须是大约300℃，以确保所添加燃料较好 地氧化。在轻载和周围温度较低的条件下，各种获取约300℃排放物温度的方法 已经被推行并运用于生产。增加排放物温度的方法包括对发动机增加额外的负荷、 延迟注射时间、在燃烧过程中较迟注射额外燃料、及通过改变空气系统诸如绕开 涡轮增压器压缩机来降低发动机空气流动，及改变涡轮增压器上的可变几何形状 的叶片设置。

本领域需要一种系统和方法，以很容易地增加进入DOC的排放物温度，在轻 载条件下有效完成PF再生。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种内燃机，包括多个燃烧汽缸、一与至少一个燃 烧汽缸相连通的进气歧管、及一与至少一个燃烧汽缸相连通的排气歧管。一微粒 过滤器与所述排气歧管相连通，一火焰加热器与进气岐管相连通。一控制器与一 个或多个温度指示器和火焰加热器连接。所述控制器根据一微粒过滤器再生指示 器和来自至少一个温度指示器的信号启动所述火焰加热器。

本发明的另一目的是提供一种用于内燃机的微粒过滤器再生系统，所述内燃 机包含多个燃烧汽缸、进气岐管及排气歧管。所述微粒过滤器再生系统包括适用 于与排气歧管连通的微粒过滤器、适用于与进气岐管连通的火焰加热器、及用于 提供与所述排气歧管相关联的温度指示的温度指示器。一控制器与温度指示器和 火焰加热器连接，所述控制器根据微粒过滤器再生指示器和来自所述温度指示器 指示温度低于约300℃的信号启动所述火焰加热器。

本发明另一目的是提供一种内燃机中的微粒过滤器再生的方法，所述方法包 括以下步骤：提供一微粒过滤器再生指示器；确定排放物温度低于一预定的阙值； 及根据每一微粒过滤器再生指示器及所述确定排放物温度超过预定阙值，启动火 焰加热器以加热与进气岐管相关联的进口空气。

附图说明

图1是包括本发明所述的微粒过滤器再生系统的内燃机的示意图；

图2表示用于图1所示微粒过滤器再生系统的控制逻辑的流程图。

具体实施方案

参照附图，尤其是图1，表示内燃机10的实施例，其包括本发明实施例所述 的用于在选择时间点再生微粒过滤器14的微粒过滤器再生系统12。内燃机10也 通常包括发动机组16、涡轮增压器18、柴油机氧化催化器(DOC)20、废气再 循环系统(EGR)22及空气对空气后冷却器(ATAAC)24。

所述发动机组16包括多个燃烧汽缸26，为了说明的目的在图1中表示有4 个燃烧汽缸。当然燃烧汽缸26的具体数目可根据应用而改变。每一燃烧汽缸26 与进气岐管28和排气歧管30连接。在所示的实施例中，提供单个进气岐管28和 排气歧管30，然而可以理解的是对于具体应用也可以使用分岐管。

排气歧管30与涡轮增压器18流体连通，涡轮增压器18包括涡轮32，其通 过驱动轴36可旋转地驱动压缩机34。部分用于驱动涡轮32的排放物可以使用废 气再循环(EGR)系统22排出，以再循环返回进气歧管28。更进一步，EGR阀 38被可控制地开启以控制再循环至进气歧管的排放物数量。

不被EGR系统22再循环的大多数排放物流动穿过涡轮32，并被排至DOC 20。所述DOC 20可以是已知设计，这里没做进一步描述。

微粒过滤器14用于在被排至周围环境之前过滤来自排放物流的微粒物质，其 也可以是常规设计。根据应用，微粒过滤器14可被配置成单个或多重微粒过滤器。