[发明专利]内燃发动机的排气处理系统

说明书

技术领域

本公开一般涉及内燃发动机的配置有捕获排气中的碳氢化合物和微粒物的排气处理系统。

背景技术

发动机排气系统利用碳氢化合物保留设备，例如碳氢化合物收集器(HC)，从而为后面的反应保留冷起动排放(HC存储)，或从而再循环(HC抽送)到发动机进气系统内。然而，在发动机中，例如基于汽油的直接喷射发动机，当在高负载运行时，也可以生成大量细微粒物(例如碳烟)。通过这样的碳氢化合物收集器，微粒物(PM)可能不会被有效地去除。当释放到大气中时，这些细微颗粒可形成严重的环境和健康危害。

发明内容

上面问题中的一些可通过操作发动机的方法得以解决，该发动机包括耦合到发动机排气装置的排气处理系统，排气处理系统经排气再循环(EGR)系统进一步耦合到发动机进气装置。在一个实施例中，该方法包括在第一模式操作，包括经排气处理系统向排气尾管发送排气；在第二模式操作，包括通过EGR系统经排气处理系统到发动机进气装置发送排气，以及在第三模式操作，包括经EGR系统向发动机进气装置发送排气而绕过排气处理系统。

在一个例子中，在发动机冷起动状况期间，排气可通过排气处理系统向排气尾管发送，从而在排气处理系统中存储排出的碳氢化合物(HC)和微粒物(PM)。在另一例子中，在抽送状况期间，排气可通过EGR系统，例如低压EGR系统，经排气处理系统向发动机进气装置发送，从而将存储的HC和PM抽送到发动机进气装置。在另一例子中，在EGR状况期间，排气可经EGR系统向发动机进气装置被发送而绕过排气处理系统，从而仅再循环到发动机进气装置的排气。这样，排气处理系统可用来存储排出的HC和PM，直到达到催化剂起燃温度，接下来存储的HC和PM的抽送流也可被用作EGR流。进一步地，在需要时，也可执行独立于排气处理系统的EGR操作。

根据另一方面，提供操作发动机的方法，该发动机包括耦合到发动机排气装置的排气处理系统，排气处理系统经排气再循环(EGR)系统进一步耦合到发动机进气装置。该方法包含在发动机冷起动状况期间，经排气处理系统向排气尾管发送排气，从而在排气处理系统中存储碳氢化合物和微粒物；在抽送状况期间，通过EGR系统经排气处理系统向发动机进气装置发送排气，从而抽送存储的HC和PM碳氢化合物；以及在EGR状况期间，经EGR系统向发动机进气装置发送排气而绕过排气处理系统，从而仅执行排气再循环。

在一个实施例中，排气处理系统包括收集装置，该装置包含用于存储排出的HC的一个或更多个HC收集器和存储排出的PM的一个或更多个PM过滤器，一个或更多个HC收集器包括不同孔隙率的一个或更多个HC收集器，一个或更多个PM过滤器包括不同孔隙率的一个或更多个PM过滤器。

在另一实施例中，排气处理系统进一步包括排气节气门、隔离阀、分流阀，以及抽送阀，并且其中EGR系统包括EGR阀，并且进一步其中在发动机冷起动状况期间，发送排气包括关闭排气节气门、打开隔离阀、关闭抽送阀、打开分流阀，以及关闭EGR阀，其中在抽送状况期间，发送排气包括打开排气节气门、关闭隔离阀、打开抽送阀、关闭分流阀，以及打开EGR阀，以及其中在EGR状况期间，发送排气包括打开排气节气门、关闭隔离阀、关闭抽送阀、打开分流阀，以及打开EGR阀。

在另一实施例中，排气处理系统进一步包括排气节气门、隔离阀、分流阀，以及抽送阀，并且其中EGR系统包括EGR阀，并且进一步其中在发动机冷起动状况期间，发送排气包括关闭排气节气门、打开隔离阀、关闭抽送阀、打开分流阀，以及关闭EGR阀，其中在抽送状况期间，发送排气包括打开排气节气门、关闭隔离阀、打开抽送阀、关闭分流阀，以及打开EGR阀，以及其中在EGR状况期间，发送排气包括打开排气节气门、关闭隔离阀、关闭抽送阀、打开分流阀，以及打开EGR阀，该方法进一步包含在发动机冷起动状况之后和抽送状况之前的第一中间状况期间，经排气处理系统向排气尾管发送排气而绕过收集装置；以及在抽送状况之后和EGR状况之前的第二中间状况期间，经排气处理系统向排气尾管发送排气而绕过收集装置。