[實用新型]用于發動機的排放系統及動力系統

有效

• 申請號: 201420271451.4
• 申請日: 2014-05-26
• 公開（公告）號: CN203925682U
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: M·B·古特克;R·P·S·桑吉亞;B·瑟沃思
• 申請（專利權）人: 易安迪機車公司
• 主分類號: F01N3/027
• 分類號: F01N3/027;F01N9/00;F02D29/06
• 代理公司: 青島聯智專利商標事務所有限公司 37101
• 代理人: 邵新華

技術領域

本實用新型涉及一種排放系統，且更特別地，涉及一種使用主動再生控制的排放系統。

背景技術

發動機，包括柴油發動機、汽油發動機、氣態燃料驅動發動機和本領域中已知的其它發動機，排放空氣污染物的復雜混合物。這些空氣污染物可以包括氣態組分，例如氮氧化物和已知為微粒物質或積碳的固態材料。由于對環境的關注的增加，排放標準已經變得更為嚴格，并且從發動機排出的氣態組分和固態材料的數量基于發動機類型、發動機尺寸和/或發動機級別而規定。

發動機制造商為了順應排放至環境的污染物規定而執行的一種方法已經使用催化劑和過濾器降低、轉化或以別的方式去除了來自發動機排氣流的氣態組分和微粒物質。然而，這些裝置僅能在特定操作條件下有效地發揮作用。例如，一些催化劑僅當暴露至升高溫度中才有效地發揮作用。微粒過濾器僅在一段時間內發揮作用，直到它們變得飽和積碳。為了使微粒過濾器繼續操作，它們可能需要被加熱至捕獲的微粒物質的燃燒閾值之上，使得微粒物質被燒掉。因此，一些發動機排放系統裝備有用于人為升高經過催化劑和過濾器的排氣溫度的裝置，使得這些裝置的使用可被改善和保持。

2012年1月5日公開的Ibrahim等人的美國專利2012/0003131（“’131公開物”）中公開了一種人為升高經過過濾器的排氣溫度的典型排放系統。特別地，’131專利中公開了一種電能系統，具有通過機械連接來驅動發電機的柴油發動機。依次，發動機產生用于推進機車頭的電能。電負荷堆用于消散機車頭在制動期間產生的過多的動力。提供電加熱器且包括位于發動機的排氣流中的電阻元件。電加熱器用于將來自柴油發動機的排氣的溫度升高至大約1000°F，外部動力源、發電機和/或在制動期間產生的過多的動力用于驅動電加熱器。

雖然’131公開物的系統可以足夠發揮作用來再生排放微粒收集，但它仍不是最佳的。特別地，該系統沒有考慮柴油發動機在再生期間的重要操作條件，其可以提高再生進程的效率。此外，電加熱器，通過它自己，可能不足以充分氧化收集的微粒物質。

發明內容

本實用新型公開了一種用于發動機的排放系統，解決了一個或多個在背景技術中公開的問題和/或現有技術的其它問題。

在一個方面，本實用新型提供了一種用于發動機的排放系統，所述排放系統包括：排氣管，構造為將來自發動機的排放引導至大氣；后處理部件，布置在排氣管中；以及電阻柵格，布置在排氣管中位于后處理部件的上游位置；所述排放系統還包括：控制器，所述控制器操作性連接到所述發動機、所述后處理部件、所述電阻柵格、以及由所述發動機驅動的發電機。

其中，所述控制器構造為確定加熱后處理部件至閾值溫度的需求，當后處理部件需要被加熱時，確定應施加于發動機上以增加從發動機離開的排氣溫度的負荷增加量，以及確定應被施加至電阻柵格來增加排氣溫度的電能的量；所述控制器還被構造為選擇地執行發動機負荷增加和應用電能至電阻柵格的結合，來升高排氣溫度至閾值溫度，并且，所述負荷通過由發動機驅動的發電機而施加至發動機上。

進一步的，所述電阻柵格是第一電阻柵格；所述排放系統還包括與排氣管無關的第二電阻柵格；以及控制器進一步構造為，在負荷增加期間引導由發電產生的過多電能經過第二電阻柵格。

其中，所述電能由發電機產生。

優選的，所述后處理部件是微粒過濾器；以及所述閾值溫度是足夠氧化收集在微粒過濾器中的積碳的溫度。

進一步的，所述排放系統還包括至少一個與后處理部件相關的壓力傳感器，所述控制器構造為基于來自至少一個壓力傳感器的信號來確定加熱后處理元件的需求。

其中，所述控制器構造為基于效率來確定發動機負荷增加和電能應用的結合。

其中，所述發動機驅動發電機來產生引導牽引電機的電能；以及應被應用至電阻柵格的電能在制動期間由所述牽引電機產生。

進一步的，所述負荷通過由發動機驅動的發電機而施加至發動機；以及應被應用至電阻柵格的電能當牽引電機未制動時由發電機產生。