专利名称：柴油机微粒过滤器的再生系统和方法
技术领域：
本发明涉及一种柴油机氧化催化剂(DOC)-柴油机微粒过滤器(DPF)组件，更具体地是涉及一种柴油机微粒过滤器的再生系统和方法。
背景技术：
通常，DOC-DPF组件包括壳体、柴油机氧化催化剂和柴油机微粒过滤器，柴油机氧化催化剂和柴油机微粒过滤器沿着排气方向依次安装在壳体中。这种DOC-DPF组件安装在柴油发动机的排气系统中，以去除柴油发动机排出的空气污染物。
柴油机氧化催化剂减少微粒物质(PM)并去除PM中的有害气体物质，例如一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、乙醛和多环芳烃(PAH)。
柴油机微粒过滤器去除例如柴油机氧化催化剂无法去除的干积炭(dry soot)和一氧化氮(NO)的PM。
另外，如果过多的PM沉积在柴油机微粒过滤器中，则由于排气系统不能高性能地工作而降低发动机的功率。因此为了提高发动机功率，必须去除沉积在柴油机微粒过滤器中的PM。
为了去除这种PM，需要高温来燃烧废气。此外为了增加废气的温度，需要在燃烧室中注入附加燃料，从而导致发动机转速增加。
然而，如果过多的PM沉积在柴油机微粒过滤器中，则由于排气背压过度增加导致发动机转速不会增加。结果由于PM没有燃烧，昂贵的DOC-DPF组件变得无用，从而必须更换这种组件。
上述背景技术部分公开的信息仅仅是用来帮助对本发明背景的理解，因此其可以包括那些对本领域普通技术人员不构成本国所公知的现有技术的信息。
发明内容
本发明致力于提供一种柴油机微粒过滤器的再生系统和方法，其具有可继续使用柴油机微粒过滤器的优点。
根据本发明实施例的柴油机微粒过滤器的再生系统包括固定部件，用于固定柴油机氧化催化剂一柴油机微粒过滤器组件的壳体；流体供应部件，用于将高温高压流体供应到壳体的后端；流体进入部件，用于使流体进入壳体中柴油机氧化催化剂和柴油机微粒过滤器之间的空间；以及控制器，用于控制流体供应部件，从而使柴油机氧化催化剂和柴油机微粒过滤器之间的流体温度达到第一预定温度。
在另一个实施例中，流体供应部件包括第一管，其与位于壳体后端的现有(pre-existing)第一出口相连；燃烧器，其布置在第一管上用于增加流体的温度；和涡轮，其布置在第一管上用于将流体排放到柴油机微粒过滤器中。
在另一个实施例中，流体进入部件包括第二出口，其成形在壳体中柴油机氧化催化剂和柴油机微粒过滤器之间的第一部上；第二管，其与第二出口相连；泵，其布置在第二管上用于使流体流过柴油机微粒过滤器；和收集单元，其布置在第二管的后端用于收集流体。
在另一个实施例中，根据本发明实施例的柴油机微粒过滤器的再生系统还包括第一塞子，用于打开和关闭位于壳体前端的现有入口。
在另一个实施例中，流体进入部件还包括第二塞子，用于打开和关闭第二出口。
在另一个实施例中，根据本发明实施例的柴油机微粒过滤器的再生系统还包括第一温度传感器，其布置在壳体中柴油机氧化催化剂和柴油机微粒过滤器之间的第二部上。
在另一个实施例中，控制器操作泵、涡轮和燃烧器，如果第一温度传感器测量的温度达到第一预定温度时，控制器停止燃烧器工作。
在另一个实施例中，根据本发明实施例的柴油机微粒过滤器的再生系统还包括第二温度传感器，其布置在第一管中靠近第一出口的位置，其中控制器根据第二预定温度可重复地操作/停止燃烧器，使得第二温度传感器上的温度为第二预定温度，直到第一温度传感器的温度到达第一预定温度为止。
根据本发明实施例的柴油机微粒过滤器的再生方法，包括从排气系统中去除柴油机氧化催化剂一柴油机微粒过滤器组件；将该组件固定在固定部件上；关闭组件的入口，打开组件第二出口，并使第二管与第二出口相连；使第一管与组件的第一出口相连；操作泵、涡轮和燃烧器；判断第一温度传感器测量的温度是否达到第一预定温度；如果达到第一预定温度，则停止泵、涡轮和燃烧器工作。
在另一个实施例中，根据本发明实施例的柴油机微粒过滤器的再生方法还包括根据第二预定温度重复操作/停止燃烧器，使得第二温度传感器的温度为第二预定温度，直到第一温度传感器的温度达到第一预定温度为止。
图1是表示根据本发明示意性实施例的柴油机微粒过滤器的再生系统的示意图；图2是表示在根据本发明示意性实施例的柴油机微粒过滤器的再生系统中控制器以及与控制器相连的元件的结构图。
(附图中表示主要元件的附图标记的说明)100固定部件 300流体供应部件310第一管 330燃烧器350涡轮 500流体进入部件510第二出 530第二管550泵 570收集单元700控制器 810第一温度传感器820第二温度传感器
具体实施例方式
参见
本发明以使本领域技术人员能够实施本发明。本领域技术人员可以理解，所述的实施例具有多种变形实施例，所有这些都没有超出本发明的构思或范围。
图1是表示根据本发明示意性实施例的柴油机微粒过滤器的再生系统的示意图。图2是表示在根据本发明示意性实施例的柴油机微粒过滤器的再生系统中控制器以及与控制器相连的元件的结构图。
如图1和2所示，根据本发明实施例的柴油机微粒过滤器的再生系统包括固定部件100、流体供应部件300、流体进入部件500和控制器700。
固定部件100固定柴油机氧化催化剂一柴油机微粒过滤器组件10(下文称为“DOC-DPF组件”)的壳体20，这样壳体20就不会移动。
流体供应部件300将高温高压流体供应到壳体20的后端。
流体进入部件500使流体进入壳体20中柴油机氧化催化剂30和柴油机微粒过滤器40之间的空间。
控制器700控制流体供应部件300，使得柴油机氧化催化剂30和柴油机微粒过滤器40之间的流体的温度达到第一预定温度。
因此，沉积在柴油机微粒过滤器40的微粒物质(下文称为“PM”)在流体供应部件300供应的高温流体作用下被分解，PM通过高压流体与柴油机微粒过滤器40分离，并在流体进入部件500的吸力作用下移向流体进入部件500。另外，由于流体供应部件300供应的流体具有高的压力，所以还能去除沉积在柴油机微粒过滤器40中的除了PM之外的其他杂质(例如灰等)。此外，由于控制器700可选择地控制流体的温度，所以可防止系统中其他元件由于热而损坏。
下面详细说明流体供应部件300。
流体供应部件300可包括第一管310、燃烧器330和涡轮350。
更详细地，第一管310与位于壳体20后端的现有第一出口21相连。燃烧器330布置在第一管310中，用于增加流体的温度。涡轮350布置在第一管中，并且转动以将流体排放到柴油机微粒过滤器40中。此外流体供应部件300还可以包括风扇370，其布置在燃烧器350相对于流动方向的前端，以平稳地供应流体。
下面详细说明流体进入部件500。
流体进入部件500可包括第二出口510、第二管530、泵550和收集单元570。
更详细地，第二出口510成形在壳体20中柴油机氧化催化剂30和柴油机微粒过滤器40之间的第一部上。第二管530与第二出口510相连。泵550布置在第二管530中，以使流体平稳地流过柴油机微粒过滤器40。收集单元570布置在第二管530的后端，用于收集流体。
另外，如图1所示，根据本发明示意性实施例的柴油机微粒过滤器的再生系统还可进一步包括第一塞子200，用于打开和关闭位于壳体20前端的现有入口22。
因此，第一塞子200可防止高温流体流进柴油机氧化催化剂30中。
另外，流体进入部件500还可包括第二塞子400，用于打开和关闭第二出口510。
因此，在DOC-DPF组件10安装到排气系统之后，当车辆的排气系统(未示出)工作时，第二塞子可防止废气从第二出口510排出。
另外，如图1所示，根据本发明示意性实施例的柴油机微粒过滤器的再生系统还可包括第一温度传感器810。
更详细地，第一温度传感器810布置在壳体20中柴油机氧化催化剂30和柴油机微粒过滤器40之间的第二部上，以检测那里的温度。
另外，流体供应部件300还可进一步包括第二温度传感器820，其布置在第一管310中靠近第一出口21的位置，用于防止涡轮350由于热而损坏。此外，由于通过燃烧器330加热的流体流经柴油机微粒过滤器40，所以柴油机氧化催化剂30和柴油机微粒过滤器40之间空间的温度不会快速增加。为了使柴油机氧化催化剂30和柴油机微粒过滤器40之间的流体的温度增加到第一预定温度，燃烧器330产生大量的热。结果，涡轮350和柴油机微粒过滤器40可能由于燃烧器330产生的大量热而快速膨胀，并且破裂。然而，如果通过第二传感器820和控制器700首先控制第一管310中的温度，则可防止涡轮350和柴油机微粒过滤器40的破裂。
这里，第一预定温度大约为800℃，第二预定温度大约为600℃到650℃。特别地，由于柴油机氧化催化剂30的放热效应，第一预定温度高于第二预定温度。
下面详细说明控制器700。
控制器700可以是由预定程序控制的一个或多个处理器。
控制器700操作泵550、涡轮350和燃烧器330，如果第一温度传感器810测量的温度达到第一预定温度时，控制器停止燃烧器330工作。
另外，控制器700可以根据第二预定温度重复地操作/停止燃烧器330，使得第二温度传感器820的温度保持在第二预定温度，直到第一温度传感器810的温度到达第一预定温度为止。因此，如果第一管310中的温度通过第二温度传感器82和控制器700被控制地达到第二预定温度，如上所述，则可防止涡轮350和柴油机微粒过滤器40的破裂。
下面详细说明根据本发明示意性实施例的柴油机微粒过滤器的再生方法。
首先，在必须再生DOC-DPF组件10的情况下，从排气系统(未示出)中去除该DOC-DPF组件10，并将其固定在固定部件100上。
然后，通过第一塞子200关闭DOC-DPF组件10的入口22，打开DOC-DPF组件10的第二出口510以与第二管530相连，第一管310与DOC-DPF组件10的第一出口21相连。
另外，泵550、涡轮350和燃烧器330在控制器700的控制下工作。
在再生期间，控制器700判断第一温度传感器810测量的温度是否达到第一预定温度(大约800℃)。更详细地，控制器700根据第二预定温度重复地操作和停止燃烧器，使得第二温度传感器820上的温度为第二预定温度(大约650℃到700℃)，直到第一温度传感器810的温度达到第一预定温度位置。即，如果第二温度传感器820的温度高于第二预定温度，则控制器700停止燃烧器330工作，如果第二温度传感器820的温度低于第二预定温度，则控制器操作燃烧器330工作。重复地进行这种操作和停止燃烧器330工作的过程，直到第一温度传感器810的温度达到第一预定温度为止。
当第一温度传感器810的温度达到第一预定温度时，控制器700停止泵550、涡轮350和燃烧器330工作。随后DOC-DPF组件10的温度和压力慢慢降低。温度和压力恢复到正常状态的时间大约是5到10分钟。
如上所述，根据本发明示意性实施例的柴油机微粒过滤器的再生系统和方法具有下列优点。
根据本发明的实施例，昂贵的柴油机微粒过滤器可以被重复使用。
虽然结合具体实施例说明了本发明，但是可以理解本发明不限于所述的实施例，相反，各种变形和等同结构都包括在权利要求书所限定的构思和范围内。
权利要求
1.一种柴油机微粒过滤器的再生系统，包括固定部件，用于固定柴油机氧化催化剂—柴油机微粒过滤器组件的壳体；流体供应部件，用于将高温高压流体供应到壳体的后端；流体进入部件，用于使流体进入壳体中柴油机氧化催化剂和柴油机微粒过滤器之间的空间；以及控制器，用于控制流体供应部件，从而使柴油机氧化催化剂和柴油机微粒过滤器之间的流体的温度达到第一预定温度。
2.根据权利要求1所述的系统，其中该流体供应部件包括第一管，其与位于壳体后端的现有第一出口相连；燃烧器，其布置在第一管上用于增加流体的温度；以及涡轮，其布置在第一管上用于将流体排放到柴油机微粒过滤器中。
3.根据权利要求2所述的系统，其中该流体进入部件包括第二出口，其成形在壳体中柴油机氧化催化剂和柴油机微粒过滤器之间的第一部上；第二管，其与第二出口相连；泵，其布置在第二管上以使流体流过柴油机微粒过滤器；以及收集单元，其布置在第二管的后端用于收集流体。
4.根据权利要求1所述的系统，还包括第一塞子，用于打开和关闭位于壳体前端的现有入口。
5.根据权利要求3所述的系统，其中流体进入部件还包括第二塞子，用于打开和关闭第二出口。
6.根据权利要求3所述的系统，还包括第一温度传感器，其布置在壳体中柴油机氧化催化剂和柴油机微粒过滤器之间的第二部上。
7.根据权利要求6所述的系统，其中该控制器操作泵、涡轮和燃烧器；以及如果第一温度传感器测量的温度达到第一预定温度时，控制器停止燃烧器工作。
8.根据权利要求7所述的系统，还包括第二温度传感器，其布置在第一管上靠近第一出口的位置，其中控制器根据第二预定温度可重复地操作/停止燃烧器，使得第二温度传感器的温度为第二预定温度，直到第一温度传感器的温度到达第一预定温度为止。
9.一种柴油机微粒过滤器的再生方法，包括从排气系统中去除柴油机氧化催化剂—柴油机微粒过滤器组件；将该组件固定在固定部件上；关闭组件的入口，打开组件第二出口，并使第二管与第二出口相连；使第一管与组件的第一出口相连；操作泵、涡轮和燃烧器；判断第一温度传感器测量的温度是否达到第一预定温度；以及如果达到第一预定温度，则停止泵、涡轮和燃烧器工作。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括根据第二预定温度重复地操作/停止燃烧器，使得第二温度传感器的温度为第二预定温度，直到第一温度传感器的温度达到第一预定温度为止。
全文摘要
根据本发明的柴油机微粒过滤器的再生系统包括固定部件、流体供应部件、流体进入部件和控制器。固定部件固定柴油机氧化催化剂—柴油机微粒过滤器组件的壳体。流体供应部件将高温高压流体供应到壳体的后端。流体进入部件使流体进入壳体中柴油机氧化催化剂和柴油机微粒过滤器之间的空间。控制器控制流体供应部件，使得柴油机氧化催化剂和柴油机微粒过滤器之间的流体的温度达到第一预定温度。
文档编号F01N3/023GK1982661SQ200510131878
公开日2007年6月20日 申请日期2005年12月15日 优先权日2005年12月13日
发明者徐廷旻 申请人:现代自动车株式会社