[发明专利]控制柴油机排烟滤清器还原再生的方法与装置

说明书

本发明涉及一个用于柴油机排烟滤清器还原再生的方法和装置。

众所周知，带多孔滤壁的柴油机排烟滤清器虽然能让废气中的气态成分通过，但可阻碍固体颗粒的通过，这些固体颗粒通常由碳分子和较重的碳氢化合物凝结而成。

沉积在柴油机排烟滤清器中的炭烟颗粒，随着柴油机的运行，在柴油机排烟滤清器中越积越多。这可借助于热力(燃烧)，催化或其它方法来排除，以使柴油机排烟滤清器还原再生。

由于在柴油机运行过程中，例如在装配了柴油机的汽车行驶过程中的热力还原，在偶然条件下，会发生自发燃烧还原作用，此时沉积在柴油机排烟滤清器中的炭烟颗粒的燃烧反应速度可能会失去控制地增大，这样就会导致不允许的温度升高，进而引起柴油机排烟滤清器部分或全部的烧熔或破坏。

为了避免产生不受控制的燃烧，建议在柴油机排烟滤清器之后安装废气温度测量装置。(DE 38 06 219 A1)，一旦废气温度超过规定的最大允许温度，可借助于柴油机排烟滤清器前面和后面的电子单元操作阀门以使全部废气排入一根绕过柴油机排烟滤清器的旁通管中。这样柴油机排烟滤清器会全部暂时不通废气流。

虽然流入旁通管这一运行过程只占发动机全部运行时间中的一个小百分比，但为了消除在旁通管中产生的烦人的噪音，有必要装入一个消音装置。此外，从生态学的观点来看，也不希望污染的废气虽然仅在短时间内未经过滤就流入环境中，而这种污染是由旁道运行所必然带来的。

众所周知(CH 663 253 A)，可将装在废气增压内燃机的排气管道中的炭烟颗粒滤清器分设为两个并联的管段，即一个绝热良好的“高温废气流段”和一“低温废气流段”。其中，借助一个调节阀门在发动机低负荷时仅使低温废气流段通流，而在发动机高负荷运转时通过对控制阀门的相应调节使两个管段都流通废气流。这样，除了经常的炭烟颗料燃烧之外，还可实现，接在排气管道后的废气增压器总被迅速地提供具有足够温度的废气流，避免了在加速踏板轻踏时产生所谓的“涡流穴”。但是，要在管段中防止沉积的炭烟颗粒产生不可控制的燃烧，按照CH专利说明书中的措施却是不能实现的。

本发明目的在于提供一个使柴油机中排烟滤清器还原再生的方法和装置，利用这方法与装置可实现在避免旁道运行的有害性情况下，以比现今更简单和完全有效的方式达到柴油机排烟滤清器免受损害或破坏。

本发明的目的是这样实现的，即提供一种控制柴油机排烟滤清器还原再生的方法。其中，对柴油机的废气流依据柴油机排烟滤清器后边的废气温度通过柴油机排烟滤清器进行节流，其特征在于：柴油机排烟滤清器被分设为几个在排气流中并联的管段；其中，至少一个管段，可根据相关管段出口处的排气流温度部分或全部地关闭。

当还原反应在这个绝热管段中减少或中断时，则通过另一个或其余几个未关闭的管段的废气质量流量会增大。这样在其余管段中的热力燃烧还原反应速度就会降低。假若在柴油机排烟滤清器中的一个剩余的未关闭的管道中，废气温度同样超过最大允许温度时，则这个管段也会关断废气流，按照本发明，这样的过程会一直继续直到通过柴机排烟滤清器的至少最后一个管段的废气质量流量不断增长，将已开始的燃烧反应中断或“扑灭”为止。

这样采用简单的手段就可有效地防止由于沉积的炭烟颗粒的不可控制燃烧对柴油机排烟滤清器的损伤或破坏。进而使旁道管和依此在旁道运行中所不可避免地向周围环境排放未经清洁的废气以及昂贵的消音装置都成为多余的了。

本发明还提供一种控制柴油机排烟滤清器还原再生的装置，其中，设置一个通过柴油机排烟滤清器后边的废气温度控制的节流装置，柴油机排烟滤清器至少分设为两个并联的管段；其中，至少一个管路通过一个由柴油机排烟滤清器后边的废气温度所控制的节流装置可部分或全部地被中断。

本发明将结合下列图示实施例对其它细节作进一步地说明，如图所示：

图1按本发明在排气管道中后接柴油机排烟滤清器的四缸柴油机。

图2还原反应速度随柴油机排烟滤清器的质量流量变化的特性图。

图3带有按本发明变型的柴油机排烟滤清器的六缸柴油机。

图4、5和6按本发明关于柴油机排烟滤清器的其它变型。