专利名称：电加热柴油机氧化催化转换器的制作方法
电加热柴油机氧化催化转换器
背景技术：
本文所述的实施方式涉及到一种加热废气的系统、方法和装置。更具体地，本文所述的实施方式涉及到一种加热废气的系统、方法和装置，其用于在柴油机微粒过滤器中产生一再生过程。柴油机车辆的废气后处理系统位于发动机的下游来处理从发动机排放出来的废气。后处理系统通常包括一个柴油机氧化催化转换器和一个柴油机微粒过滤器。来自废气中的微粒物质累积在柴油机微粒过滤器上，如果不对其加以控制，会在后处理系统产生背
压。 再生过程是指在柴油发动机日常操作过程中，后处理系统中收集的微粒物质的定期氧化。当废气系统的柴油机微粒过滤器中的微粒物质产生累积时，微粒物质被氧化从而对过滤器进行“再生”。通常，增加发动机负荷并向废气流中后注入柴油燃料来引发再生。这一后注入提供了足够的热量来氧化柴油机微粒过滤器中被捕获的微粒物质。废气是一种较差的热导体。如此，必须加大发动机的负荷来提供充分加热的废气来引发柴油机微粒过滤器下游处的再生。当发动机以低速和低负荷运作时，所产生的废气温度可能不够高从而无法引发再生。车辆的发动机废气后处理系统包括一个从发动机延伸到环境的用于废气流动交换的流体通路。柴油机微粒过滤器设置在发动机下游的流体通路上。设置于发动机下游和柴油机微粒过滤器上游的是含有基板的柴油机电氧化催化转换器。第一电极和第二电极与柴油机电氧化催化转换器相连。第一电极通过催化转换器基板选择性地将电流传输到第二电极从而加热催化转换器基板。对含有柴油机微粒过滤器的发动机废气后处理系统的再生方法包括以下步骤提供发动机到环境的流体通路，在柴油机微粒过滤器的上游提供基板，以及电加热基板。再该再生方法还包括以下步骤对通过加热基板的废气进行加热，以及将加热的废气传输到柴油机微粒过滤器以引发再生。发动机废气后处理系统中的柴油机电氧化催化转换器含有一个基本上密封住基板的外壳。该外壳设置有一个进口和一个出口以使得废气流能通过外壳。第一电极延伸通过外壳，构造为用于对基板提供电流。第二电极延伸自外壳，构造为用于从基板接收电流。
图I是位于发动机下游的包含柴油机电氧化催化转换器的废气后处理系统的示意图。图2是废气通过柴油机电氧化催化转换器的流动方向示意图。图3是沿图2中的线A-A得到的柴油机电氧化催化转换器的截面图。
具体实施例方式参见图I-图3，废气后处理系统总地以10指代，其含有一排气管组件12，该排气管组件12从发动机14延伸到出口 16，同样地从出口延伸到环境18。排气管组件12形成一流体通路20，使得废气F从发动机14流动到环境18。排气管组件12的第一部分22从发动机14延伸到柴油机电氧化催化转换器(ED0C)24。排气管组件12的第二部分26从EDOC 24延伸到柴油机氧化催化转换器(DOC) 28，其位于柴油机微粒过滤器(DPF) 30的上游。排气管组件12的第三部分27从DPF30延伸到出口 16。排气管的其他部分可置于后处理系统10的各个部件间，例如在发动机14和排气闸29之间，在排气闸和EDOC 24之间，或者在DOC 28和DPF 30之间。 DPF 30是由耐超高温材料制成的过滤器。DPF 30收集并容纳排放到废气后处理系统10的废气中夹带的微粒物质。DPF 30定期地再生以限制废气后处理系统10背压的增加并维持发动机14的效率。DOC 28是一流通装置，其包含基板，基板通常为覆有催化剂的陶瓷或金属。当废气F通过DOC 28时，一氧化碳、气态烃以及液态烃颗粒(未燃烧的燃料和油)被氧化，从而降低了排放。DPF 30和DOC 28的上游是EDOC 24。EDOC 24包括基本上密封住基板34的外壳32，基板34的结构使得废气流F能通过基板，且该结构分布在EDOC截面上，例如栅格状、涡旋状、蜂窝状、迂回状、网状或者任意其他形状。基板34由金属制成，然而也可以是其他高导电性材料。外壳32可以是大致圆柱状或者任意其他允许废气流F从进口 36经过基板34到出口 38的形状。排气管组件12的第一部分22提供了废气流F从进口 36进入EDOC 24的流体通路20，排气管组件的第二部分26提供了废气流F从出口 38离开EDOC的流体通路。EDOC 24的外壳32可以是金属，然而也可以是其他材料。第一电极40通过第一输电线42与车辆上的动力装置,例如发动机14,电连接。第一电极40延伸通过EDOC 24的外壳，可以延伸大致EDOC的半径或者一半宽度，然而延伸到EDOC的延伸量也可以是其他长度。第一电极40与基板34在EDOC 24与基板的大致截面中心C接触。绝缘套44被设置在第一电极40处以防止第一电极与EDOC 24的外壳32接触。绝缘套44与第一电极40共同延伸的长度短于第一电极40的整体长度，因此一部分第一电极是裸露的。当电流通过第一电极40时，电流与外壳32是绝缘的且电流被导向EDOC24的大致截面中心C。第二电极46延伸自EDOC 24的外壳32且通过第二输电线48与发动机14电连接。当第二电极46延伸自外壳时，第二电极46也可与基板34接触。第一电极40不与第二电极46发生接触，而是被EDOC 24中的基板34间隔相互分开。电极40、46也可以纵向沿着EDOC 24的长度以间距D相互隔开。第一电极40通过基板34从发动机14向第二电极48传输电流。可以通过用户激活或者自动激活(例如通过发动机控制模块)使得电流选择性输入EDOC 24。当电流从第一电极40,通过基板34,进入第二电极48时,基板会发热。当电流传输到基板34的大致截面中心C时，基板34的发热大致是均匀的。经过EDOC 24的废气流F被基板34和外壳32加热，被加热的废气流向DOC 28以及DPF 30。在DPF 30处，被加热的废气流F提供足够的热量以引发DPF的再生。图I中后处理系统10的EDOC 24位于DOC 28的上游，然而如果ED0C24中的废气达到足够的温度，那么后处理系统可以只包含EDOC而没有下游的D0C。除此之外，也可以使用超过一个的EDOC 24来提升废气的温度。
通过电加热EDOC 24，后处理系统10上的DPF 30可以在低发动机转速和低发动机负载下再生，而无需增加发动机14的负载。
权利要求
1.一种车辆发动机的废气后处理系统,其包含 从发动机延伸到环境的用于废气流动交换的流体通路； 设置于发动机下游流体通路上的柴油机微粒过滤器； 设置于发动机下游和流体通路上的柴油机微粒过滤器上游的含有基板的柴油机电氧化催化转换器；以及 与柴油机电氧化催化转换器相连的第一电极和第二电极，该第一电极通过基板选择性地将电流传输到第二电极从而加热基板。
2.如权利要求I所述的后处理系统，其特征在于，该后处理系统还包括与发动机电连接的第一输电线，其用于为第一电极提供电流。
3.如权利要求2所述的后处理系统，其特征在于，该后处理系统还包括与发动机电连接的第二输电线，其用于从第二电极向发动机传输电流。
4.如权利要求I所述的后处理系统，其特征在于，所述柴油机电氧化催化转换器包含密封住基板的外壳。
5.如权利要求4所述的后处理系统，其特征在于，该后处理系统还包括设置在第一电极处用于防止第一电极与外壳接触的绝缘套。
6.如权利要求I所述的后处理系统，其特征在于，所述基板允许废气流通过。
7.如权利要求I所述的后处理系统，其特征在于，所述第一电极的延伸到大致柴油机电氧化催化转换器的半径。
8.如权利要求I所述的后处理系统，其特征在于，所述第一电极与第二电极被基板分开相互间隔。
9.如权利要求I所述的后处理系统，其特征在于，该后处理系统还包含设置在柴油机电氧化催化转换器下游和柴油机微粒过滤器上游处流体通路上的柴油机氧化催化转换器。
10.一种使包含柴油机微粒过滤器的发动机废气后处理系统再生的方法，该方法包括 提供从发动机到环境的流体通路； 在所述流体通路上柴油机微粒过滤器上游处提供基板； 电加热该基板； 加热流经该加热基板的废气流；以及 将加热的废气传输到柴油机微粒过滤器以引发再生。
11.如权利要求11所述的方法，其特征在于，该方法还包括将第一电极与基板接触的步骤。
12.如权利要求12所述的方法,其特征在于,该方法还包括通过第一输电线将第一电极与发动机连接的步骤。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，该方法还包括将第二电极与基本上密封住基板的外壳接触的步骤。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，该方法还包括通过第二输电线将第二电极与发动机连接的步骤。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，该方法还包括提供从发动机到第一电极，经过基板，到第二电极，再回到发动机的电流回路的步骤。
16.一种用于发动机废气后处理系统的柴油机电氧化催化转换器，其包含 基本上密封住基板的外壳，其设置有进口和出口以使得废气流通过外壳； 延伸通过外壳以向基板提供电流的第一电极；以及 延伸自外壳以从基板接收电流的第二电极。
17.如权利要求16所述的柴油机电氧化催化转换器，其特征在于，所述第一电极与基板大致在基板的截面中心接触。
18.如权利要求16所述的柴油机电氧化催化转换器，其特征在于，所述第一电极与第二电极被基板间隔相互分开。
19.如权利要求16所述的柴油机电氧化催化转换器，其特征在于，它还包含设置在第一电极处的绝缘套。
20.如权利要求16所述的柴油机电氧化催化转换器，其特征在于，所述外壳是大致圆柱状的。
全文摘要
车辆的发动机(14)废气后处理系统(10)，它包括一个从发动机延伸到环境(18)的用于废气(F)流动交换的流体通路(20)。柴油机微粒过滤器(30)设置在发动机(14)下游的流体通路上。包含基板(34)的柴油机电氧化催化转换器(24)设置于发动机(14)下游和柴油机微粒过滤器(30)上游。第一电极(40)和第二电极(46)与柴油机电氧化催化转换器(24)相连。第一电极(40)通过催化转换器基板(34)选择性地将电流传输到第二电极(46)从而加热催化转换器基板(34)。
文档编号F01N3/00GK102639827SQ201080053906
公开日2012年8月15日 申请日期2010年9月24日 优先权日2009年9月25日
发明者A·杜泽克, J·霍纳 申请人:万国引擎知识产权有限责任公司