專利名稱：在dpf再生模式下冷卻熱排放的新鮮空氣旁路的制作方法
技術領域：
空氣排氣歧管28設置為與發動機12的汽缸14連通，并 且連接到排氣通道30。 VG渦輪機32與排放通道30連通并且驅動壓縮
的輸出。在i^種方式下，最優的增壓壓力R能得到維持并:最優的使用 能夠由廢氣中的能量形成。橫截面變化通過重置渦輪機葉片(低速時 較小的接觸表面，高速時較大的接觸表面)來形成。VG渦輪機渦輪增 壓器在部分負荷時特別有效并且消除"渦輪遲滯"。它們增加發動機 功率、增加節氣門響應并且對于顆粒排放物還具有有益的影響。此外， 他們開啟了關于對廢氣再循環的控制的新思路。來自發動機汽缸的熱 排放使渦輪機旋轉，渦輪機驅動壓縮機從而使進氣壓力增壓。〖0011] 廢氣再循環通道34設置有廢氣再循環閥36，廢氣再循環 閥36將來自排放通道30的廢氣傳送回進氣通道18，這由發動機控制 器50來控制。排放通道30還包括柴油氧化催化劑(D0C)和N0x設備40 以及用于從排放物過濾顆粒物的柴油顆粒過濾器42。柴油氧化催化劑 轉換排放物以氧化來自發動機的HC、 C0和NO并且將熱和必要的化學 物類提供給下游的催化轉換器。NOx設備還原發動機排出的N0x排放物。 由D0C、 NOx設備和柴油顆粒過濾器(DPF)組成的柴油機后處理系統將 控制有害的發動機排放物，例如碳氫化合物(HC)、氮氧化物(N0x)、 顆粒物(PM)和一氧化碳(CO)等。
[0012發動機系統10還包括旁路通道44，旁路通道44能從增 壓冷卻器24的出口側連通到柴油顆粒過濾器42的下游側。旁路通道 45可替換地能連接到增壓冷卻器的上游側，如虛線所示，并且在柴油 顆粒過濾器42的下游側連接到排放通道30。旁路閥48設置在旁路通 道44中并且與發動機控制器50連通，發動機控制器50根據選擇的工 作循環控制發動機系統10在柴油顆粒過濾器再生模式下操作。柴油顆 粒過濾器42將柴油排放物中夾帶的顆粒物捕獲在陶瓷或金屬襯底上。 在某些點處，該顆粒物可能通過再生而被消除，通過該過程，流經DPF 的排放的溫度達到完全燒掉蓄積的顆粒的充足水平。在許多情況下， 特別是在大量發動機循環或車輛停止和啟動的情況下，溫度可能不會 保持足夠高達到消除顆粒物的充分時間周期。在這些情形下，需要主 動系統，大多數主動系統包括在排放流中燃燒少量的柴油燃料從而將 溫度升高到足以燒掉顆粒物。主動DPF再生典型地需要大約20-30分 鐘。在發動機系統IO處于柴油顆粒過濾器再生模式下，且當發動機12 處于怠速或低速(5mph或更小)時，發動機控制器50控制旁路閥48 以允許來自進氣通道18的新鮮空氣繞到排放尾管52，在排放尾管52, 新鮮空氣與熱廢氣混合從而在排氣管52的出口處提供降低的排放溫 度。渦輪增壓器21提供壓力比廢氣壓力更大的壓縮空氣。
0013在使用本發明的系統的情況下，沒有背壓的增大，這導 致了更低的燃料經濟性。此外，在排放系統中沒有活動部分并且在其 他驅動條件下對發動機性能沒有影響。系統還增加非常少的成本，僅 包括額外的旁路通道管材和旁路閥。由新鮮充量空氣旁路造成的高泵 送損失增強了車輛怠速時柴油顆粒過濾器再生循環的能力。
權利要求
1.一種發動機系統，包括柴油發動機；與來自柴油發動機的廢氣連通的排放通道；布置在排放通道中的柴油顆粒過濾器；用于將空氣供應到柴油發動機的空氣進氣通道；和旁路通道，所述旁路通道連接在空氣進氣通道和柴油顆粒過濾器下游的位置處的排放通道之間，所述旁路通道包括用于打開和關閉旁路通道的旁路控制閥。
2. 如權利要求l所述的發動機系統，還包括將壓縮空氣提供給空氣 進氣通道的渦輪增壓器。
3. 如權利要求2所述的發動機系統，其中，渦輪增壓器將壓縮空氣 提供給增壓冷卻器，旁路通道在增壓冷卻器下游連接到空氣進氣通道。
4. 如權利要求2所述的發動機系統，其中，所述渦輪增壓器將壓縮 空氣提供給增壓冷卻器，旁路通道在渦輪增壓器下游和增壓冷卻器上 游連接到空氣進氣通道。
5. 如權利要求2所述的發動機系統，其中，壓縮空氣提供給旁路通 道，壓縮空氣壓力比在柴油顆粒過濾器下游位置處排放通道中的廢氣 壓力更大。
6. 如權利要求l所述的發動機系統，其中，空氣進氣通道包括旁路 通道下游的進氣節氣門閥。
7. 如權利要求l所述的發動機系統，還包括發動機控制器，所述發 動機控制器用于周期性地將發動機系統操作在柴油顆粒過濾器再生模 式下，以及用于在柴油顆粒過濾器再生模式期間打開旁路控制閥。
8. 如權利要求l所述的發動機系統，還包括發動機控制器，所述發 動機控制器用于周期性地將發動機系統操作在柴油顆粒過濾器再生模 式下，以及用于在發動機處于柴油顆粒過濾器再生模式下和發動機處 于急速時打開旁路閥。
9. 如權利要求l所述的發動機系統，還包括發動機控制器，所述發 動機控制器用于周期性地將發動機系統操作在柴油顆粒過濾器再生模 式下，以及用于在發動機處于柴油顆粒過濾器再生模式下和發動機以每小時5英里的速度或更小的速度驅動車輛時促使旁路閥打開。
10. —種用于發動片/L的排放處理系統，包括 適于連接到發動機的排放通道； 布置在排放通道中的柴油顆粒過濾器； 適于給發動機供應空氣的空氣進氣通道；旁路通道，所述旁路通道連接在空氣進氣通道和柴油顆粒過濾器 下游的位置處的排放通道之間，所述旁路通道包括用于打開和關閉旁 路通道的旁路控制閥。
11. 如權利要求10所述的排放處理系統，還包括將壓縮空氣提供 給空氣進氣通道的渦輪增壓器。
12. 如權利要求ll所述的排放處理系統，其中，所述渦輪增壓器 將壓縮空氣提供給增壓冷卻器，旁路通道在所迷增壓冷卻器下游連接 到空氣進氣通道。
13. 如權利要求ll所述的排放處理系統，其中，所述渦輪增壓器 將壓縮空氣提供給增壓冷卻器，旁路通道在渦輪增壓器下游和增壓冷 卻器上游連接到空氣進氣通道。
14. 如權利要求ll所述的排放處理系統，其中，壓縮空氣提供給 旁路通道，壓縮空氣壓力比在柴油顆粒過濾器下游位置處的排放通道 中的廢氣壓力更大。
15. 如權利要求10所述的排放處理系統，其中，空氣進氣通道包 括旁路通道下游的進氣節氣門閥。
16. —種方法，包4舌再生與來自柴油發動機的廢氣連通的柴油顆粒過濾器； 在再生期間在進氣空氣源和柴油顆粒過濾器下游位置處的廢氣之 間提供連通。
17. 如權利要求17所述的方法，還包括壓縮供應到進氣空氣源的 空氣并且將壓縮空氣提供到柴油顆粒過濾器下游的位置。
全文摘要
本發明涉及在DPF再生模式下冷卻熱排放的新鮮空氣旁路，具體來說，一種發動機系統包括具有排放歧管的柴油發動機，所述排放歧管連接到柴油發動機。排放通道連接到排放歧管，并且柴油顆粒過濾器布置在排放通道中。空氣進氣通道設置用于給柴油發動機供應新鮮空氣。旁路通道連接在空氣進氣通道和柴油顆粒過濾器下游的位置處的排放通道之間。旁路通道包括旁路控制閥，旁路控制閥用于在柴油顆粒過濾器再生循環期間當車輛在低速或怠速時打開和關閉旁路通道。
文檔編號F01N3/05GK101586489SQ20091020307
公開日2009年11月25日 申請日期2009年5月19日 優先權日2008年5月19日
發明者J·李, M·C·盧克漢, R·米塔爾, S·巴加瓦 申請人:通用汽車環球科技運作公司