[发明专利]高容量排气气体处理系统

说明书

领域

本公开内容大体上涉及一种用于处理排气气体的系统。更具体地，提供一种包括多个排气通道、阀门和燃烧器的气体处理系统以减少在高容量应用中的排放。

背景

为了减少在内燃机操作期间向大气排放的NO_X和微粒物质的量，已经开发多种排气后处理装置。当柴油燃烧过程被实施时，对排气后处理系统的需要尤其地显现。典型的用于柴油发动机排气的后处理系统可以包括柴油机微粒过滤器(DPF)、选择性催化还原(SCR)系统、烃(HC)喷射器和柴油机氧化催化剂(DOC)中的一种或多种。

在发动机操作期间，DPF捕获由发动机排放的烟灰并且减少微粒物质(PM)的排放。随时间推移，DPF渐被填满并且开始阻塞。周期性地，DPF中的被捕获的烟灰的再生或氧化可能被需要用于合适的操作。为了再生DPF，需要相对高的排气温度与排气流中的充足量的氧气组合，以氧化被捕获在过滤器中的烟灰。

DOC典型地被用于产生对于再生被烟灰填满的DPF有用的热。当烃(HC)在特定的点火温度下或在高于特定的点火温度下被喷洒在DOC上时，HC将氧化。该反应是高度地放热的，并且排气气体在点火期间被加热。被加热的排气气体被用于再生DPF。

然而，在许多发动机操作条件下，排气气体不热至足以实现约300℃的DOC点火温度。据此，DPF再生不被动地发生。此外，NO_X吸附剂和选择性催化还原系统通常要求最低的排气温度以合适地操作。

燃烧器可以被提供以加热在各个后处理装置的上游的排气流。已知的燃烧器已经成功地提高用于汽车用途的相对小排量的内燃机的排气温度。然而，其它的应用，包括柴油机车、固定电站、船舶和其它设施可以配备有相对大的柴油压缩发动机。较大的发动机的最大排气质量流量可比通常被提供至燃烧器的最大流量大十倍。虽然增加燃烧器的尺寸以使排气质量流量增大是可行的，但是与该解决方案相关联的成本、重量和涉及包装的事可能是不可接受的。

此外，以相对低的输出水平操作大排量发动机是时常期望的。最小排气质量流量可能比最大质量流量小二十倍。因此，在本领域中可能存在对于下述布置的需要，即该布置用于在操作的所有的阶段期间减少从大柴油发动机的排气输出的排放、同时最小地影响排气系统的成本、重量、尺寸和性能。

概述

本部分提供本公开内容的一般的概述，并且不是其全部范围或其所有特征的全面公开。

一种用于具有多个燃烧室的发动机的排气系统包括壳体，壳体容纳彼此轴向地间隔开的平行地定位的排放处理装置的第一阵列和平行地定位的排放处理装置的第二阵列。第一排气通路与燃烧室流体连通，并且包含排放处理装置的第一阵列。第二且分离的排气通路与燃烧室流体连通，并且包含排放处理装置的第二阵列。第一阀门节流经过第一排气通路的排气流。第二阀门节流经过第二排气通路的排气流。

一种用于具有多个燃烧室的发动机的排气系统包括适应于接收来自燃烧室的排气的集流腔。排放处理装置的第一阵列包括彼此平行地定位的每个装置。第一排气通路包括与集流腔流体连通的上游端和与排放处理装置的第一阵列连通的下游端。第一阀门节流经过第一排气通路的排气流。第二且分离的排气通路包括与集流腔流体连通的上游端并且包含燃烧器以选择性地加热流动经过燃烧器的排气。第二排气通路的下游端把排气供应至排放处理装置的第一阵列。

根据本文所提供的描述，进一步的适用性范围将变得明显。本概述中的描述和具体的实施例意图用于仅例证的目的并且不意图用于限制本公开内容的范围。

附图

本文描述的附图用于所选择的实施方案并且不是全部可能的实施的仅例证性的目的，并且不意图用于限制本公开内容的范围。

图1是用于内燃机的排气系统的透视图；

图2是在图1中描绘的排气系统的另一个透视图；以及

图3是根据本公开内容的教导构建的另一个排气系统的透视图。

相应的参考数字在附图的所有的多个视图中指示相应的零件。

详细描述

现在将参照附图更完全地描述示例性的实施方案。

图1描绘了与示例性的机车发动机12相关联的柴油机排气气体后处理系统10。涡轮增压器14可以与发动机12相关联，并且包括被定位在发动机12的排气流中的集流腔16。后处理系统10被定位为与发动机12的燃烧室流体连通并且在发动机12的燃烧室的下游。