[发明专利]柴油微粒过滤器再生系统

说明书

本发明涉及柴油微粒过滤器再生系统，提供了用于微粒过滤器的再生的方法和系统，该微粒过滤器包括具有沿多个滚动引导件循环的滤纸的过滤器主体。至少一个滚动引导件可为具有马达和加热器的辊加热器。基于微粒过滤器两端的压差的辊加热器的激活在再生阶段期间再生微粒过滤器，并且定位滤纸的再生区段以用于在随后的碳烟加载阶段中捕集碳烟。

技术领域

本发明涉及柴油微粒过滤器再生。

背景技术

诸如柴油微粒过滤器(DPF)的排放控制设备可通过捕集碳烟微粒来减少来自柴油发动机的碳烟排放的量。此类设备可在发动机操作期间再生，以降低捕集的微粒物质的量。再生通常通过提高DPF的温度到预定水平并且确保进入DPF的排气具有特定的组分来实现。

再生DPF的一个方法包括在主燃烧事件后喷射燃料进入排气流中。燃烧后的喷射的燃料在沿排气流放置的催化剂上燃烧。燃料在催化剂上燃烧期间释放的热量增加排气温度，从而在DPF中燃烧被捕集的碳烟微粒。

然而，本文发明人已经认识到此类系统的潜在问题。作为一个示例，上述方法可以导致比预期更高的温度增加，这对包括DPF的排气系统部件可以是有害的。该过程还需要额外的燃料消耗，因为需要喷射燃料以进行DPF再生。此外，由于在DPF的入口和出口二者处的碳烟沉积，以及在一些配置中由于通过DPF内的槽并且通过包括DPF的槽的多孔壁的流，可观察到高压损失。

发明内容

在一个示例中，上述问题可通过微粒过滤器解决，该微粒过滤器包括过滤器主体、每个都容纳在过滤器主体内的第一滚动引导件和辊加热器(roller heater)、从第一滚动引导件向辊加热器延伸的微粒捕集材料、以及排气入口，微粒捕集材料延伸穿过该排气入口。微粒过滤器可耦接到发动机系统的排气通道，来自排气通道的排气通过排气入口进入微粒过滤器，排气流过微粒捕集材料并且排气通过排气出口流出微粒过滤器。通过排气入口的排气流可以垂直于通过排气出口的排气流。

在发动机的排气通道中使用微粒过滤器的示例性方法可包括，在碳烟加载阶段中，经由在微粒过滤器的过滤器主体内部的滤纸环(filter paper loop)捕集来自发动机的排气流的碳烟，排气流流经滤纸并且通过微粒过滤器的出口离开，以及响应于高于阈值的微粒过滤器两端的压差，通过激活过滤器主体内部的辊加热器来移动滤纸环经过辊加热器的加热器，从而启动微粒过滤器的再生。

以这种方式，通过激活辊加热器来将微粒捕集材料(例如，滤纸)移动到加热器附近以燃烧来自微粒捕集材料的捕集的碳烟，可再生微粒过滤器。这样一来，避免在流经微粒过滤器的排气流中的燃料的喷射，因此增加燃料经济性并且降低排放。此外，微粒过滤器只在入口处捕集碳烟并且不在出口处捕集碳烟，并且过滤器不依赖于槽(channel)，因此降低了过滤器两端的压降。此外，离开微粒过滤器的排气可以为相对低温的排气，因为高温不用于再生微粒过滤器，并且还因为流经微粒过滤器的排气在离开微粒过滤器时可不流过激活的辊加热器。此外，上述微粒过滤器的配置可允许在微粒过滤器的再生期间生成的灰烬在过滤器主体内部而不是在微粒捕集材料上积聚，以避免从微粒捕集材料除去灰烬的需要。

应当理解，提供上述发明内容以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。这不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征，其范围由所附权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上述或本公开的任何部分中的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出包括柴油微粒过滤器的发动机系统。

图2示出微粒过滤器的实施例。

图3示出图2的微粒过滤器的侧视图。

图4A示出在碳烟加载阶段中的图2的微粒过滤器。

图4B示出在过滤器再生阶段中的图2的微粒过滤器。

图4C示出在过滤器再生阶段结束时的图2的微粒过滤器。