[發明專利]帶有低深床的局部壁流式陶瓷過濾器

在審

• 申請號: 201410141401.9
• 申請日: 2014-02-26
• 公開（公告）號: CN104018916A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 何蘇浩;A·K-E·海貝爾
• 申請（專利權）人: 康寧股份有限公司
• 主分類號: F01N3/022
• 分類號: F01N3/022
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 丁曉峰

根據35U.S.C§119，本申請主張申請于2013年2月28日的美國臨時申請序列號為61／770,514的優先權，和根據U.S.C§120，本申請主張申請于2013年12月17日的申請序列號為14／108,444的優先權，通過參考其整體而將其內容依據和結合于此。

技術領域

本公開的示例性實施例涉及一種具有增強了過濾性能的局部壁流式陶瓷過濾器和操作具有該局部壁流式陶瓷過濾器的排氣系統以增強過濾性能的方法。

背景技術

用于內燃機的尾氣再處理系統包括例如用于從如來自柴油車排氣的煙灰的尾氣流中移除顆粒的顆粒過濾器(PF)。最被廣泛使用的顆粒過濾器為壁流式過濾器。壁流式過濾器可包括通過多個相交的多孔壁形成的具有縱向基本平行的單元通道的陶瓷蜂窩體。一些單元通道可被堵塞有陶瓷堵塞接合劑，以在蜂窩體的端面上形成堵塞模式。過濾器的單元通道在蜂窩體的入口端具有一些未被堵塞的端部，以作為入口通道使用。可在蜂窩基底的出口端上將入口通道堵塞。可在蜂窩基底的入口端堵塞其余的單元通道，用在蜂窩基底的出口端未被堵塞的一些端部作為出口通道。在使用中，包含被夾帶的煙塵顆粒的尾氣進入未被堵塞的入口通道，流過多孔壁(壁流)且進入出口通道，和通過未被堵塞的出口通道退出，其中多孔壁保留了先前被夾帶在尾氣中的一部分顆粒。

在壁流式過濾器的設計中，可在蜂窩基底的入口端或出口端堵塞每一個通道，以使尾氣在入口端進入開啟的通道。在出口端堵塞入口通道，和因此氣體被迫穿過多孔壁進入出口端被開啟但是入口端被堵塞的相鄰通道，以退出過濾器。顆粒物質的過濾在氣體被迫穿過多孔壁時完成。已用壁流式過濾器實現了大于90％的過濾效率。

可清潔壁流式過濾器以防止過濾器被阻塞和維持過濾器兩端的適當壓降低于規定限額。增大過濾器兩端的壓降通常導致增大針對發動機的背壓，如果不對其控制，可能造成不利的功率損耗。清潔過濾器的一種方法是通過熱再生移除過濾器中被夾帶的煙灰。再生是被動的或者是主動的或者是其組合。在被動再生中，進入過濾器的尾氣的入口溫度是足夠高的，以一旦滿足穩定狀態下的發動機運轉條件，在大體連續的基礎上引發被夾帶在壁流式過濾器中的煙灰的燃燒。在主動再生中，過濾器的位置使過濾器的溫度相對較低并可能要求額外的能量輸入以將排氣(和過濾器)的溫度升高到造成被夾帶在過濾器中的煙灰燃燒的一定水平。可通過將燃料后注入與位于過濾器上游的氧化催化劑相結合的排氣中來提供額外的能量輸入。

基于主動再生的排氣后處理系統已成為工業標準，因為其在更低的排氣溫度上理想地操作并保證了通過主動引發再生在不同的發動機占空比之下適當地移除煙灰。在另一方面，主動再生帶來燃料的經濟處罰。而且，壁流過濾器可展現相對較高的背壓。

例如，局部壁流式過濾器包括如上所述的局部壁流和局部流通的任何陶瓷蜂窩體，其中一些通道或多孔網或其它通路在兩個端部上是開啟的并允許包含被夾帶的煙灰顆粒的尾氣自蜂窩基底的入口端到出口端而流經單元通道。局部壁流式過濾器可被用于后處理系統，例如，改裝的柴油和汽油越野車，其缺乏精巧的控制、煙灰載荷估算、或先進的再生策略以通過主動再生來調節壓降。在這種系統中，局部壁流式過濾器在低煙灰載荷上可展現出相對較低的壓降并允許顆粒物質在較高的煙灰載荷上旁路通過，直到在利于被動再生的驅動條件下可再生過濾器。

在該背景技術中揭露的上述信息僅用于增強對本發明的背景技術的理解，因此其可包含沒有形成現有技術的、也沒有由現有技術對本技術領域的普通技術人員提出建議的任何部分的信息。

發明內容

本公開的示例性實施例提供一種用于改進過濾效率的帶有低深床煙灰載荷的局部壁流式顆粒過濾器。

本公開的示例性實施例還提供一種操作排氣系統的方法，該排氣系統包括用于改進過濾效率的帶有低深床煙灰載荷的局部壁流式顆粒過濾器。

主張權利要求的本發明的附加特征將在下面的詳細描述中提出，和由詳細描述將部分地變得明顯，或通過對主張權利要求的發明的實踐中獲知。