[发明专利]使用碳氢化合物吸附剂的电加热颗粒过滤器再生

说明书

政府权利的声明

[0001]本发明是依据美国政府与能源部(DoE)的合约No.DE-FC-04-03AL67635提出的。美国政府对本发明具有一定权利。

技术领域

[0002]本发明涉及用于加热颗粒过滤器(或称微粒捕集器)的方法和装置。

背景技术

[0003]本节的描述只是为了提供与本发明相关的背景信息，可能并不构成现有技术。

[0004]柴油机通常具有比汽油机更高的效率，因为柴油燃料的压缩比增大并且能量密度更高。柴油机的燃烧循环产生颗粒，通常是通过布置在排气流中的颗粒过滤器(PF)将这些颗粒从柴油机排气中过滤出。随着时间的过去，该PF会变满并且必须清除所捕集的柴油颗粒。再生过程中，柴油颗粒在PF内燃烧。

[0005]一些再生方法通过前表面加热器点燃PF前部的颗粒物质。然后，利用PF被加热表面附近的颗粒物质的燃烧所产生的热量或由流过PF的被加热排气所产生的热量，实现PF内颗粒物质的再生。在一些情况下，流过PF的高流速排气压制了颗粒物质的燃烧，从而阻止沿着PF向下传播。为了防止这种压制，这种再生方法的运行被限制到排气流速低的行驶状况，如怠速状况或市内交通行驶状况。

发明内容

[0006]因此，本发明提供了一种排气系统，用于处理发动机产生的排气。该系统一般包括颗粒过滤器(PF)，其从排气中过滤出颗粒，其中，PF的上游端接收发动机排出的排气。电阻材料的格栅选择性地加热流经该上游端的排气从而引起PF内颗粒的燃烧。涂在PF上的碳氢化合物吸附剂涂层将碳氢化合物释放到排气中从而提高PF内的颗粒燃烧温度。

[0007]另一方面，本发明提供了一种用于对排气系统的颗粒过滤器(PF)进行再生的方法。该方法一般包括：在PF的前端设置电阻材料的格栅；向电阻材料通电以加热该格栅；通过被加热格栅引起存在PF前表面上的颗粒燃烧；将颗粒燃烧产生的热量导入PF内从而引起PF内颗粒的燃烧；以及通过将碳氢化合物从碳氢化合物吸附剂中释放到排气中来提高颗粒燃烧温度。

[0008]从本文的描述将明显看出本发明的更多适用领域。应当理解，详细描述和特定例子只是起到举例的作用，而不意图限制本发明的范围。

附图说明

[0009]本文所述附图只是起到举例的作用，而决不意图限制本发明的范围。

[0010]图1是示例性汽车的原理框图，该汽车具有根据本发明各方面的颗粒过滤器和颗粒过滤器再生系统。

[0011]图2是示例性壁流整体式颗粒过滤器的截面图。

[0012]图3包括颗粒过滤器的示例性前表面的透视图，其示出了电阻路径的各种模式。

[0013]图4是示例性颗粒过滤器和加热器垫片的前表面透视图。

[0014]图5是图2所示颗粒过滤器的截面图，其具有碳氢化合物吸附剂。

[0015]图6是图释了根据本发明各方面的示例性颗粒过滤器再生系统的数据流程图。

[0016]图7是图释了根据本发明各方面的示例性颗粒过滤器再生系统的流程图。而图8是图释了颗粒过滤器再生方法中示例性温度控制方法的流程图。

具体实施方式

[0017]下列描述实际上只是示例性的并且不意图限制本发明、应用或用途。应当理解，在所有附图中，用相同的附图标记表示相同或相应的零件和特征。本文所用的术语“模块”是指专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一种或多种软件或固件程序的处理器(共享的、专用的或群组的)和存储器、组合逻辑电路、和/或其它的提供所述功能的适当部件。

[0018]现在参照图1，示出了包括根据本发明各方面的柴油机系统11的示例性汽车10。应当理解，柴油机系统11实际上只是示例性的，并且本文所述颗粒过滤器再生系统可以在采用了颗粒过滤器的各种发动机系统中应用。这些发动机系统可以是但不限于直喷式汽油机系统和均质充气压燃式发动机系统。为了便于论述，将就柴油机系统论述本发明。

[0019]涡轮增压柴油机系统11包括燃烧空气和燃料混合物以产生驱动转矩的发动机12。空气经由空气滤清器14进入该系统。空气流经空气滤清器14并且被吸入涡轮增压器18中。涡轮增压器18对进入系统11的新鲜空气进行压缩。通常，空气压缩得越大，发动机12的输出就越大。然后，压缩空气在进入进气歧管22之前流经空气冷却器20。