[发明专利]柴油机排气系统可倒转微粒过滤器

说明书

技术领域

本发明总地涉及具有柴油机的车辆中的排气系统。

背景技术

近来使用柴油机的车辆的排放规定限制了车辆可排放的碳烟量。碳烟作为柴油燃烧的副产物，与车辆尾气一起排放。添加到排气系统的柴油机微粒过滤器(也称为捕集器)充分地限制了碳烟的排放以满足规定。

柴油机微粒过滤器通过在允许废气通过时收集碳烟来工作。当车辆运行时，那么碳烟就在过滤器中聚积。需要周期性地除去该碳烟以确保过滤器不会堵塞。堵塞的过滤器可能会给自身或发动机带来损坏。过滤器中聚积的碳烟可通过称为再生的方法来去除。通过将柴油机微粒过滤器加热至碳烟会烧掉的温度执行再生，从而清理了过滤器。

不幸的是，柴油机微粒过滤器中往往还会收集灰烬(ash)。灰烬与碳烟不同。在发动机运行期间，柴油机中使用的润滑油沿着其路线进入发动机气缸。该润滑油包括添加剂。当燃烧期间润滑油燃烧时，添加剂以灰烬的形式与碳烟一起离开发动机气缸流入排气系统。柴油机排气组件中通常使用的柴油机氧化催化剂为流通式催化剂(flow through catalyst)，因此灰烬和碳烟不会在其中聚积。但是柴油机微粒过滤器的蜂窝结构会收集灰烬与碳烟。如上所述，通过再生过程能够烧掉碳烟，但是在该过程中无法烧掉灰烬。车辆运行了很多里程之后，柴油机微粒过滤器中聚积的灰烬会使排气系统中的背压过高。

当柴油机微粒过滤器无法正常运行时必须修理(如果还能用)或置换。置换柴油机过滤器是非常昂贵的，所以如果过滤器能够维护就不置换。但是通过拆卸柴油机微粒过滤器组件，再从结构块(蜂窝结构)清理灰烬的维护也是种不太理想的耗时费钱的方案。

因此，需要提供一种使用柴油机微粒过滤器的排气系统，其具有使柴油机排气系统持续使用尽可能多的车辆行程里程，同时使由于灰烬聚积引起的置换或维护成本最小的装置。

发明内容

一实施例示出了用于具有柴油机的车辆的排气系统。该排气系统可包括：柴油机微粒过滤器，具有第一端和相对的第二端；第一管，位于所述柴油机微粒过滤器的上游，用于将废气导入所述微粒过滤器；以及第二管，位于所述柴油机微粒过滤器的下游，用于接收所述微粒过滤器的废气。该排气系统还可包括：第一安装法兰，固定于所述柴油机微粒过滤器的第一端，可安装在所述第一管或所述第二管上，并且安装在所述第一管和所述第二管中的一个之上；以及第二安装法兰，固定于所述柴油机微粒过滤器的第二端，可安装在所述第一管或所述第二管上，并且安装在所述第一管和所述第二管中的另一个之上，其中所述第一安装法兰可从所述第一管和第二管中的一个移除，并可重新安装在所述第一管和第二管中的另一个之上，并且所述第二安装法兰可从所述第一管和第二管中的该另一个移除，并可重新安装在所述第一管和第二管中的该一个之上，从而允许所述柴油机微粒过滤器在所述排气系统中倒转，并且所述排气系统还包括可操作以检测与所述柴油机微粒过滤器中灰烬聚积相关的至少一个参数并且可操作以确定所述柴油机微粒过滤器是否需要倒转或置换的控制器。

一实施例示出了用于监测和维护具有柴油机的车辆的排气系统中可能满载有灰烬的柴油机微粒过滤器的方法，该方法包括下列步骤：监测表示所述微粒过滤器中灰烬聚积的至少一个参数；根据所述至少一个参数确定是否由于所述柴油机过滤器中的灰烬聚积需要采取动作；当步骤确定需要采取动作时指示需要维护所述柴油机微粒过滤器；以及当指示需要维护并且希望倒转时，倒转废气流过所述柴油机微粒过滤器中结构块的方向。

一实施例示出了用于再生和维护具有柴油机的车辆的排气系统中柴油机微粒过滤器的方法，所述方法包括：(a)以正常运行模式运行所述柴油机和排气系统；(b)当以正常运行模式运行时，监测表示所述柴油机微粒过滤器中碳烟聚积的至少一个碳烟参数；(c)监测表示所述柴油机微粒过滤器中灰烬聚积的至少一个灰烬参数；(d)根据所述至少一个碳烟参数确定何时所述柴油机微粒过滤器需要再生；(e)如果在步骤(d)中确定所述柴油机微粒过滤器需要再生，那么以再生模式运行所述车辆；(f)根据所述至少一个灰烬参数确定是否由于所述柴油机微粒过滤器中的灰烬聚积而需要采取动作；以及(g)当步骤(f)确定需要采取动作时，倒转通过所述柴油机微粒过滤器中结构块的废气流的方向。

实施例的优点为显著地提高了柴油机微粒过滤器的使用寿命。

实施例的优点为使延长柴油机微粒过滤器使用寿命的成本最小。

附图说明

图1为具有柴油机的车辆及一部分车辆排气系统的示意图；

图2为柴油机微粒过滤器的侧视图；

图3为沿图2中3-3线的截面图；

图4为示出微粒过滤器监控和倒转过程的流程图；