[发明专利]用于具有微粒过滤器的内燃发动机的排气系统

说明书

【技术领域】

本发明涉及到用于具有微粒过滤器的内燃发动机的排气系统。

【背景技术】

内燃发动机的污染排放物可以在排气催化转化器的协助下通过对排气的催化再处理而被有效地减少。为了例如在柴油燃烧时期间减少微粒排放发生，通常在一个或多个排气催化转化器后采用微粒过滤器。经过微粒过滤器从排气中保持的(也就是说在过滤器中收集的)微粒主要是烟粒。取决于微粒过滤器中的烟粒负荷以及伴随的排气背压的上升，需要进行微粒过滤器的定期清理或者再生。该清理或者再生通过氧化(也就是说在微粒过滤器中的烟粒的燃烧)实现，从而在内燃发动机在运行时维持微粒过滤器的正常工作。

根据第六级欧洲排放标准(Euro-6)，对于直接喷射的汽油发动机将来也需要遵守严格的微粒排放限制值。不像柴油发动机，汽油发动机通常处于或者接近化学计量比运行。因此，在发动机正常运行时，可能在排气中没有足够量的氧气允许微粒过滤器的再生。

欧洲专利说明书DE 103 45 986 A1揭示了一种内燃发动机的排气净化系统。该排气净化系统被采用在机动车中通过在排气管道中三个串联的催化转化器净化来自内燃发动机的排气。建议至少在第二和第三催化转化器之间提供辅助空气引入管道以将辅助空气引入排气管道，从而协助在第三催化转化器中的CO和HC的氧化。辅助空气通过空气过滤器经过翼形阀被供给排气管道。

发明人在此已经认识到上述方法的问题。在通常的发动机运行期间，尤其当微粒过滤器具有高烟粒负荷从而导致背压上升时，排气气压倾向于高于辅助空气的压力(其通常为环境空气压力)。因此，可能会提供不足量的氧气以再生过滤器。

【发明内容】

在此提供了一种内燃发动机的排气系统。在一个实施方式中，该系统包含可与内燃发动机的排气侧连接的排气通道，至少一个安置在发动机下游的排气通道中的催化转化器，至少一个催化转化器下游的微粒过滤器，以及设置在微粒过滤器上游的排气通道中用于将压缩辅助空气通过至少一个翼形阀引入排气通道的辅助空气进气口。

以这种方式，即使在低负荷情况下，额外的氧气可以被提供至过滤器。因此，可以在内燃发动机全部或者大多数可能的运行期间或者负荷范围内以低成本改进内燃发动机排气系统的微粒过滤器的功能。

上述优势和其他优势，以及本说明书的特征将会在下面单独的详细说明部分或者与附图结合中变得显而易见。

应当理解上述的发明内容部分仅提供用于以简化形式介绍下面具体描述部分将进一步描述的一系列概念。并不意味着识别权利要求的主题的关键或者重要的特征，其范围通过权利要求书唯一地确定。进一步地，权利要求保护的主题并不限于解决任何上述或者在本说明书任何部分提出的缺点的实施方式。

【附图说明】

图1为包含本说明书中的排气系统的车辆系统示意图。

图2为根据本说明书一个实施方式引导排气系统中进气和排气的方法的流程图。

图3为根据本说明书另一实施方式引导排气系统中环境空气和排气的方法的流程图。

【具体实施方式】

图1示出了车辆系统6的示意图。车辆系统6包含与燃料系统18相连的发动机系统8。发动机系统8可包含具有多个汽缸30的发动机10。发动机10包括发动机进气系统23和发动机排气系统25。发动机进气系统23包括通过进气通道42与发动机进气歧管44流体连接的节气门62。发动机排气系统25包括排气歧管48(也称为排气端口)，其通向将排气引导进入大气的排气通道35。发动机排气系统25可包括一个或多个排放控制装置70，72，其可以被安装在排气系统中紧密连接的位置。一个或多个排放控制装置可包含三元催化剂，稀氮氧化物捕集器，柴油微粒过滤器，氧化催化剂等。在图1所描述的实施方式中，三元催化剂(TWC)70位于微粒过滤器72的上游。催化剂70用于氧化和/或还原各种排放，例如未燃烧的碳氢化合物和一氧化碳。微粒过滤器72配置用于捕集排气流中的微粒并且之后燃烧这些颗粒。在催化剂70与微粒过滤器72之间的排气通道35中设有将辅助空气引入通道76连接至排气通道35的辅助空气引入端口74。辅助空气引入端口74通过阀78而被控制。阀78可位于辅助空气引入端口74处排气通道35的壁中，或者其可位于辅助空气引入端口处辅助空气引入通道76中。阀78可以为翼形阀(也被称为单向阀)，其被配置为基于阀两端的压力差而在一个方向上开启。在其他实施方式中，阀78可以为由控制器(例如控制器12)控制并配置为在某些操作条件下关闭的阀，其将在下面进一步详述。