[發明專利]用于操作顆粒陷阱的方法以及用于實施該方法的設備

有效

• 申請號: 200680030643.4
• 申請日: 2006-06-23
• 公開（公告）號: CN101248258A
• 公開（公告）日: 2008-08-20
• 發明（設計）人: W·莫斯;R·布呂科
• 申請（專利權）人: 排放技術有限公司;豐田自動車株式會社
• 主分類號: F01N3/28
• 分類號: F01N3/28
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 吳鵬;馬江立

技術領域

本發明涉及一種用于操作在內燃機排氣系統內的特別是開放式顆粒陷阱的方法。此外還介紹了用于實施該方法的設備。所述方法和設備優選用在汽車領域中。

背景技術

由內燃機產生的排氣除氣體組分外還包括許多固體顆粒，這些固體顆粒不應該或者只應該以有限的量排放到周圍環境中。為此已知，引導排氣流過過濾器，這時包含在排氣里面的顆粒至少有時附著在多孔的壁結構內。為了防止壁結構被完全堵塞，這種過濾器必須反復再生。在再生期間，燃掉炭顆粒。為了燒掉炭顆粒，必須提供約600℃以上的溫度。這可以通過過濾器或排氣的短時間溫度升高和/或通過添加添加劑來實現。對于這種再生例如已知，借助于發動機管理使發動機負荷點偏移，由此使得溫度非常高的排氣到達過濾器。也可以通過停止在發動機汽缸內點火，而將燃料輸送到排氣系統中，使得高濃度的非飽和碳氫化合物出現在催化劑上。在與催化劑接觸時發生燃燒，這引起所希望的過濾器內排氣溫度的提高，但是這種再生方法通常帶來更高的燃料消耗和顯著提高的過濾器負荷。

除了上述具有交替封閉的通道從而確保全部排氣流過過濾器壁的過濾器外，還已知用于阻攔排氣流中顆粒的其它裝置。這里特別應該指出所謂的“開放式”顆粒陷阱。這種開放式顆粒陷阱的特征是，在它里面存在這樣的流動路徑或通道，所述流動路徑或通道使得排氣可以流過顆粒陷阱，而不流過至少部分地界定流通壁的過濾材料。作為這種開放式顆粒陷阱的例子，應該提到德國實用新型DE20117873，因為在該文獻中給出了這種顆粒陷阱的許多參數。就此而言，下面如果涉及特別是開放式顆粒陷阱，那么始終并且完全可以采用DE20117873的內容來說明。

與由于所有顆粒必須流過過濾器壁而始終具有比較穩定效率的閉式過濾器不同，開放式顆粒陷阱的效率是變化的。在這種情況下，效率是指被阻攔的顆粒與流入的顆粒之比(E＝P_被阻攔/P_流入)。也就是說，如果所有顆粒都被阻攔，效率便是100％，如果只阻攔了三分之二的顆粒而其余的流出，效率便是67％。

對于開放式顆粒陷阱，效率主要決定于在顆粒陷阱內部和外界的壓力比。這里應該考慮，隨著運行時間的增長，顆粒積聚在過濾材料內或上，這時過濾材料的可流通的氣孔或空腔至少縮小或減少。從而使相鄰通道的壓力差上升，這導致，隨著運行時間越來越長，流入的顆粒以越來越大的程度選擇直接通向外界的自由流動路徑而不再被捕獲，從而效率下降。

發明內容

本發明的目的是，至少部分地解決聯系現有技術所述的問題。其中特別是應該介紹一種用于操作開放式顆粒陷阱的方法，該方法克服所述的效率損失。另外，該方法應該節省燃料并保護所用過濾器的材料。此外，還應該提供一種特別適合于實施本方法的設備。

所述目的由包括權利要求1所述特征的方法來實現。本方法特別優良的實施形式和/或特別適合于實施本方法的設備在從屬權利要求中介紹。應該指出，在權利要求中單獨列出的特征可以用工藝上有價值的任何方式相互組合，并說明本方法和設備的其它實施形式。對于本發明的說明，還可以參考說明書中補充的特征和參數。

根據本發明的用于操作內燃機排氣系統中的特別是開放式顆粒陷阱的方法至少包括以下步驟：

a)確定顆粒陷阱的第一時刻，在該時刻顆粒陷阱低于第一效率限定值；

b)通過調整內燃機的至少一個特定運行參數來提高顆粒陷阱效率，這時由內燃機產生的在顆粒陷阱區域內的排氣具有如此低的溫度，使得基本上不發生顆粒熱力再生；

c)確定顆粒陷阱的第二時刻，在該時刻顆粒陷阱高于第二效率限定值；以及

d)啟動內燃機的正常運行模式。

這種方法特別優選用于操作如開頭或DE20117873中所述的開放式顆粒陷阱。關于所述方法在內燃機排氣系統中的應用，優選用在如在汽車行業中所見到的汽油機或柴油機中。開放式顆粒陷阱特別適合的原因是，在這種情況下在運行過程中也許會出現可以感覺到的效率下降，而按照本發明可以減輕或排除效率下降。盡管如此，原則上也可以用這里所述的方法來操作閉式過濾器以及節省燃料且保護材料地轉化所沉積的顆粒。下面的說明表面上針對于開放式顆粒陷阱，但這并不是說，根據本發明的方法只限于用于操作開放式系統。