[發(fā)明專利]冷卻排氣的設(shè)備和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910225593.0
• 申請(qǐng)日: 2009-11-26
• 公開（公告）號(hào): CN101737123A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: L·加西亞;C·E·弗里澤五世;A·沃什
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司
• 主分類號(hào): F01N3/02
• 分類號(hào): F01N3/02
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉楨;譚祐祥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的示例性實(shí)施例涉及流體傳輸設(shè)備，更具體而言，涉 及用于冷卻排氣的流體傳輸設(shè)備。

背景技術(shù)

采用內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)尤其是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛制造商，為符合當(dāng) 前和未來(lái)的關(guān)于釋放氮氧化物(NOx)(尤其是一氧化氮(NO))，以及 未燃燒掉的和部分氧化的碳?xì)浠衔?HC)、一氧化碳(CO)、微粒物 質(zhì)和其它排放物(如硫化氫(H₂S)和氨(NH₃))的排放標(biāo)準(zhǔn)，處于增大 的壓力之下。為了減少柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的前述排放物，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)通常與柴 油發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣流過其而被處理的一個(gè)或多個(gè)排氣后處理系統(tǒng)一起工 作。

排氣后處理系統(tǒng)通常包括一個(gè)或更多個(gè)后處理裝置，如氧化 催化劑、NOx消除裝置、柴油機(jī)微粒過濾器(DPF)和硫捕集器。這些后 處理裝置通常要求發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中存在某些條件以表現(xiàn)出最佳性能。更具 體而言，例如，NOx消除裝置和氧化催化劑，具有相對(duì)窄的溫度窗口，在 該溫度窗口內(nèi)，該裝置被啟動(dòng)、再生或以高的轉(zhuǎn)化效率工作。定期地， 后處理裝置要求將排氣和裝置加熱至比發(fā)動(dòng)機(jī)通常所提供的溫度更高的 溫度，以達(dá)到后處理裝置的期望工作溫度。一個(gè)這種裝置的實(shí)例為柴油 機(jī)微粒過濾器。

現(xiàn)代壓燃發(fā)動(dòng)機(jī)通常將排氣后處理裝置作為滿足苛刻的排放 要求的機(jī)構(gòu)。一些壓燃發(fā)動(dòng)機(jī)排氣后處理系統(tǒng)采用升高排氣溫度的柴油 機(jī)微粒過濾器(DPF)或其它裝置以實(shí)現(xiàn)它們的功能。在DPF中，這通常 發(fā)生在再生模式期間。對(duì)于DPF而言，有兩個(gè)主要的再生事件：被動(dòng)再生 和主動(dòng)再生。在被動(dòng)再生期間，排氣達(dá)到足夠的溫度以促進(jìn)氧化被捕集 碳煙的催化反應(yīng)。在主動(dòng)再生模式中，車載發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊迫使發(fā)動(dòng)機(jī) 提高排氣溫度和/或調(diào)整可用的氧含量，以便促進(jìn)或者停止再生事件。再 生事件通常要求排氣溫度在570攝氏度和650攝氏度之間。當(dāng)經(jīng)歷再生時(shí)， 必須控制排氣溫度以避免過高的尾氣管氣體溫度。當(dāng)車輛處于再生模式 而停下來(lái)時(shí)，這變得尤其重要。多數(shù)車輛生產(chǎn)商利用軟件控制策略和機(jī) 械裝置的結(jié)合來(lái)限制尾氣管排氣溫度。

此外，DPF定期地要求排氣中有相對(duì)高的氧濃度以便于微粒過 濾器的再生。經(jīng)常，在發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作期間，不是總能達(dá)到所要求的 排氣條件。更具體而言，在不使用補(bǔ)充熱源如處于排氣流中的電加熱器 的情況下，燃燒過程只能一定程度上影響排氣溫度。微粒物質(zhì)通常可被 表征為碳煙，碳煙被DPF捕獲和減少。目前的DPF包含具有能捕獲碳煙微 粒的微小孔隙的分離介質(zhì)。隨著被捕集的材料積聚在DPF中，排氣在DPF 中流動(dòng)的阻力增大，從而造成排氣背壓的增大。此時(shí)必須再生DPF以燃燒 掉微粒捕集器中的微粒物質(zhì)/碳煙，從而減小排氣背壓并增大經(jīng)過DPF的 排氣流動(dòng)。一種典型的DPF再生方法利用能量源如燃燒器或電加熱器來(lái)促 進(jìn)微粒物質(zhì)的燃燒。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，DPF中的微粒燃燒會(huì)提高從DPF下游的車 輛尾氣管中排出的排氣的溫度。

因此，期望在不對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能有負(fù)面影響的情況下，提供一 種用于冷卻從DPF或任何其它等效裝置排出后的較高溫度排氣的方法和 裝置。

發(fā)明內(nèi)容

在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，提供了一種排氣冷卻設(shè)備， 該排氣冷卻設(shè)備具有：第一流體管道；設(shè)置在第一流體管道一端的可變 管嘴開口，該可變管嘴開口由從第一流體管道延伸的形狀記憶合金限定； 以及具有入口端和出口端的第二流體管道，可變管嘴開口設(shè)置在第二流 體管道中靠近第二流體管道的入口端處，使得圍繞可變管嘴開口的外周 和第二流體管道的入口端的內(nèi)表面設(shè)置流體進(jìn)入開口，形狀記憶合金通 過響應(yīng)于流經(jīng)第一流體管道的排氣的溫度而朝向或遠(yuǎn)離第一流體管道的 中心線運(yùn)動(dòng)，來(lái)改變可變管嘴開口的尺寸。