[实用新型]用于处理汽油发动机的微粒物质的系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及机动车辆排放控制系统和方法的领域。

背景技术

因为直接喷射到汽缸中的燃料能够减少汽缸充气温度，直喷汽油发动机提供改善的效率。结果，与具有进气道喷射燃料的相同汽缸相比，额外的空气可以进入汽缸。因此，可以增进发动机功率和效率。此外，因为燃料在直喷汽油发动机的汽缸进气口比进气道燃料喷射发动机存在更小的聚集趋势，直喷汽油发动机可以表现出改善的瞬态燃料控制。但是，直喷发动机在较高的发动机转速和负载状况下会产生碳烟，这是因为具有较少的时间可被利用以将汽缸中的燃料雾化。因此，将微粒过滤器合并到直喷发动机的排气系统中是有用的。汽油发动机包括用纯汽油或汽油与诸如酒精的其他燃料的混合物作为燃料的那些发动机。此外，还包括用在火花点火的发动机中的其他的燃料，例如液化丙烷气(LPG)和压缩天然气(CNG)。

在美国专利申请2009/0193796中，提出一种用于处理汽油发动机排气的系统。在多个实施例中，三元催化器后面有微粒过滤器。该微粒过滤器可以用铂、钯和铑的各种化合物涂覆。涂覆的微粒过滤器可以有助于被该微粒过滤器保持的碳烟的氧化。用微粒过滤器过滤汽油发动机排放物是有益的，但是，随着时间过去，由于排气系统中增加的反压力，微粒过滤器可以积聚碳烟的量到减少发动机效率的程度。该参考文献对于如何从微粒过滤器中除去碳烟没有提供指导。因此，随着时间的过去参考文献中所公开的系统可以使发动机性能降低。此外，当进入三元催化器的气体是化学计量状态时，参考文献中所公开的三元催化器以较高的效率工作。但是，在化学计量状态下，难以再生微粒过滤器。相反，稀排气更有利于微粒过滤器再生，但是在催化器中NOx的转换效率将下 降。参考文献对于克服这些问题没有提供指导。

实用新型内容

本实用新型能解决上述一些问题。本实用新型已经公开了一种用于处理汽油发动机的微粒物质的系统，包括：具有排气系统的汽油发动机；设置在所述排气系统中包括至少一种氧化催化器和微粒过滤器的装置，所述氧化催化器没有氧储存介质，所述装置是设置在所述排气系统中的最上游的后处理装置；以及设置在所述排气系统中在所述装置下游的三元催化器。

通过在该装置的下游设置三元催化器，能够改进具有包括微粒过滤器和催化器的装置的排气系统的发动机空气-燃料控制，其中该催化器不存在氧储存介质。例如，氧传感器可以设置在该装置的下游，以便能够调节提供给发动机的燃料，以对下游的催化器提供基本化学计量的混合物，从而改善催化器效率。以这种方式，能够在连续将发动机排气从HC、NO_X、CO转换成CO₂和H₂O的同时再生微粒过滤器。在一个实施例中，发动机燃料可以响应该微粒过滤器下游的排气氧浓度而被调节。通过具有没有氧储存介质的微粒过滤器，下游的氧传感器可以检测排气中的氧浓度，当微粒过滤器没有被再生时，该氧浓度更好地表示发动机馈送的气排放物。因此，发动机排气可被调节以增加下游三元催化器中的转换效率。

当微粒过滤再生时，排气流中的部分氧能够被用来氧化被该微粒过滤器保持的碳烟。通过检测微粒过滤器下游和三元催化器上游的排气的氧浓度，控制系统能够自动地计算在微粒过滤器再生期间所消耗的氧。特别地，由于在微粒过滤器下游的排气中的氧的量反映在再生期间被微粒过滤器所消耗的氧的量，发动机燃料计算不必估计消耗的氧的量，并且能够根据在微粒过滤器下游确定的氧浓度调节发动机燃料。

本实用新型具有若干优点。具体说，本实用新型提供一种不必计算在微粒过滤器再生期间所消耗的氧的量的系统。因此，可以构造高可靠性的简化系统。此外，本实用新型提供在再生微粒过滤器的同时以基本化学计量的状态运行发动机。在微粒过滤器再生期间以接近化学计量状 态运行发动机能够改善发动机排放，因为三元催化器接近化学计量状态有效地转换排气。

从下面单独的或结合附图的详细描述很容易明白本实用新型的上述优点以及其他优点和特征。

应当理解，提供上述实用新型内容以便以简化的形式引进选择的基本原理，这些基本原理在下文的详细描述中进一步描述。这不意味着想要限制所主张的主题的关键或基本特征，所主张的主题的范围由权利要求唯一地限定。而且，所主张的主题不限于解决上面指出的任何优点的或本实用新型的任何部分中的装置。

附图说明

图1示出汽油直喷发动机的示例性实施例的示意图；

图2a示出示例性排气系统结构的简图；

图2b示出示例性排气系统结构的简图；

图2c示出示例性排气系统结构的简图；