[发明专利]用于排气净化的微粒过滤器和相关方法

说明书

相关申请

本申请要求2011年5月20日提交的德国专利申请10 2011 076 154.3的优先权，其整个内容通过引用结合于此，用于所有目的。

技术领域

本公开涉及用于排气净化的微粒过滤器和相关方法。

背景技术

微粒过滤器可以包括在发动机排气系统中，以保存燃料燃烧期间产生的微粒。在发动机排气流过微粒过滤器时，诸如烟尘的微粒聚集在该过滤器中，因而减少不希望的排气排放。由于这种过滤器随着时间因排气微粒变得超负荷，所以它们必须周期性地被恢复。微粒过滤器恢复可以包括加热该过滤器到这样的程度：使得装载的微粒可以“烧掉”或燃烧。除了减少微粒负荷以便可以保存另外的微粒之外，微粒过滤器恢复有助于确保排气反压(即，通过微粒过滤器施加在排气流上的压力，这种压力不利地影响发动机性能)的受控水平。

但是，单独的恢复不解决与微粒过滤器的超负荷有关的所有问题。例如，在高烟尘负荷的情况下，在自发的烟尘燃烧期间产生的放热的热量可以损坏排气系统的部件，并且与过滤器恢复有关的热量可以引起更多的烟尘燃烧，并且因此进一步损坏排气系统。

而且，恢复过程的热量在一些条件下是危险的。例如，如果在微粒过滤器恢复期间车辆发动机关闭并且车辆停在尾管附近有高草或其他障碍物的区域，恢复产生的热和尾管附近的可燃物质的结合可以导致火灾发生。

用于解决与微粒过滤器的超负荷有关的问题的各种方法是已知的。在一种示例方法中，DE 102 06 805 A1描述一种用于净化排气的烟尘过滤器，该过滤器具有用于降低排气反压的预定破裂点。该预定破裂点可以设置在该过滤器的过滤器主体中和/或该过滤器的旁通管路中。但是，本文的发明人已经认识到为了降低排气反压，这种方法牺牲过滤器的功能性。因此，除了其他的缺点之外，破裂点方法可能导致不希望的排气排放。

发明内容

为了解决上述问题，发明人在此已经确定一种解决微粒过滤器超负荷的问题而不牺牲过滤器保存排气微粒的能力的微粒过滤器和相关的方法。而且，发明人在此已经确定一种用于在微粒过滤器恢复期间减轻与发动机关闭关联的损坏的示例方法。

在一个例子中，一种用于车辆排气系统的微粒过滤器包括初级过滤器(或初滤器)、精滤器(或次级过滤器)和设置在该初级过滤器上游的淬火剂喷射喷嘴。排气通路在正常模式中延伸通过初级过滤器，在故障安全模式中通过精滤器。在故障安全模式中，淬火剂喷射喷嘴向初级过滤器输送淬火剂。通过在故障安全模式中向初级过滤器输送淬火剂，在堆积的烟尘微粒的突然燃烧期间产生的放热的热量可以借助于淬火剂来限制，因而减少对排气系统的损坏。而且，由于当初级过滤器超负荷时排气通路延伸通过精滤器，所以即使在初级过滤器超负荷期间排气也继续被过滤。以这种方式，尽管初级过滤器超负荷，也仍然可以遵守排放规定并且可以防止对排气系统的损坏。

应当理解，提供上面的概述是为了以简单的形式引进选择的概念，这些概念在具体实施方式中进一步描述。这并不意味着识别所要求保护主题的关键的或必要的特征，所要求保护主题的范围由权利要求唯一地限定。而且，所要求保护的主题不限于解决上面指出的任何缺点的实施或本公开的任何部分中的实施。

附图说明

图1A是在正常模式中运行的示例微粒过滤器的剖视图；

图1B是包括一个或多个控制单元的发动机控制系统；

图2是在故障安全模式中运行的图1A的微粒过滤器的剖视图；

图3是在混合模式中运行的图1A和图2的微粒过滤器的剖视图；

图4是用于运行图1A-3的微粒过滤器的示例方法；以及

图5是在恢复期间运行图1A-3的微粒过滤器的示例方法。

具体实施方式

下面的描述涉及用于净化发动机排气的微粒过滤器和相关方法。

图1A示出连接于内燃发动机14的排气系统或排气后处理系统1，该内燃发动机可以是机动车辆的发动机。在一些例子中，发动机14是柴油发动机。由内燃发动机产生的排气沿着出口或排气尾管的方向在排气流或排气通路3中流过排气管道2。

微粒过滤器4设置在排气管道2中，微粒过滤器4也可以是排气管道2或排气系统1的构成部分。微粒过滤器4过滤出排气流3的微粒以便减少排放物。排气流3沿着一个或更多个排气通路3a和3b在微粒过滤器4中流动。微粒过滤器4可以具有与管形排气系统充分一致的圆柱形形状。