[发明专利]带有低深床的局部壁流式陶瓷过滤器

说明书

根据35U.S.C§119，本申请主张申请于2013年2月28日的美国临时申请序列号为61／770,514的优先权，和根据U.S.C§120，本申请主张申请于2013年12月17日的申请序列号为14／108,444的优先权，通过参考其整体而将其内容依据和结合于此。

技术领域

本公开的示例性实施例涉及一种具有增强了过滤性能的局部壁流式陶瓷过滤器和操作具有该局部壁流式陶瓷过滤器的排气系统以增强过滤性能的方法。

背景技术

用于内燃机的尾气再处理系统包括例如用于从如来自柴油车排气的烟灰的尾气流中移除颗粒的颗粒过滤器(PF)。最被广泛使用的颗粒过滤器为壁流式过滤器。壁流式过滤器可包括通过多个相交的多孔壁形成的具有纵向基本平行的单元通道的陶瓷蜂窝体。一些单元通道可被堵塞有陶瓷堵塞接合剂，以在蜂窝体的端面上形成堵塞模式。过滤器的单元通道在蜂窝体的入口端具有一些未被堵塞的端部，以作为入口通道使用。可在蜂窝基底的出口端上将入口通道堵塞。可在蜂窝基底的入口端堵塞其余的单元通道，用在蜂窝基底的出口端未被堵塞的一些端部作为出口通道。在使用中，包含被夹带的烟尘颗粒的尾气进入未被堵塞的入口通道，流过多孔壁(壁流)且进入出口通道，和通过未被堵塞的出口通道退出，其中多孔壁保留了先前被夹带在尾气中的一部分颗粒。

在壁流式过滤器的设计中，可在蜂窝基底的入口端或出口端堵塞每一个通道，以使尾气在入口端进入开启的通道。在出口端堵塞入口通道，和因此气体被迫穿过多孔壁进入出口端被开启但是入口端被堵塞的相邻通道，以退出过滤器。颗粒物质的过滤在气体被迫穿过多孔壁时完成。已用壁流式过滤器实现了大于90％的过滤效率。

可清洁壁流式过滤器以防止过滤器被阻塞和维持过滤器两端的适当压降低于规定限额。增大过滤器两端的压降通常导致增大针对发动机的背压，如果不对其控制，可能造成不利的功率损耗。清洁过滤器的一种方法是通过热再生移除过滤器中被夹带的烟灰。再生是被动的或者是主动的或者是其组合。在被动再生中，进入过滤器的尾气的入口温度是足够高的，以一旦满足稳定状态下的发动机运转条件，在大体连续的基础上引发被夹带在壁流式过滤器中的烟灰的燃烧。在主动再生中，过滤器的位置使过滤器的温度相对较低并可能要求额外的能量输入以将排气(和过滤器)的温度升高到造成被夹带在过滤器中的烟灰燃烧的一定水平。可通过将燃料后注入与位于过滤器上游的氧化催化剂相结合的排气中来提供额外的能量输入。

基于主动再生的排气后处理系统已成为工业标准，因为其在更低的排气温度上理想地操作并保证了通过主动引发再生在不同的发动机占空比之下适当地移除烟灰。在另一方面，主动再生带来燃料的经济处罚。而且，壁流过滤器可展现相对较高的背压。

例如，局部壁流式过滤器包括如上所述的局部壁流和局部流通的任何陶瓷蜂窝体，其中一些通道或多孔网或其它通路在两个端部上是开启的并允许包含被夹带的烟灰颗粒的尾气自蜂窝基底的入口端到出口端而流经单元通道。局部壁流式过滤器可被用于后处理系统，例如，改装的柴油和汽油越野车，其缺乏精巧的控制、烟灰载荷估算、或先进的再生策略以通过主动再生来调节压降。在这种系统中，局部壁流式过滤器在低烟灰载荷上可展现出相对较低的压降并允许颗粒物质在较高的烟灰载荷上旁路通过，直到在利于被动再生的驱动条件下可再生过滤器。

在该背景技术中揭露的上述信息仅用于增强对本发明的背景技术的理解，因此其可包含没有形成现有技术的、也没有由现有技术对本技术领域的普通技术人员提出建议的任何部分的信息。

发明内容

本公开的示例性实施例提供一种用于改进过滤效率的带有低深床烟灰载荷的局部壁流式颗粒过滤器。

本公开的示例性实施例还提供一种操作排气系统的方法，该排气系统包括用于改进过滤效率的带有低深床烟灰载荷的局部壁流式颗粒过滤器。

主张权利要求的本发明的附加特征将在下面的详细描述中提出，和由详细描述将部分地变得明显，或通过对主张权利要求的发明的实践中获知。