排气设备被固体污染的过滤器元件的再生方法及排气设备的制造方法_2

文档序号:9602221阅读:来源:国知局
%之间,尤其在10%和30%之间,优选在15%和25%之间。可能的AGR率的下限由所必需的最少的过滤器元件的通过流量所构成。AGR率越高(在其他参数不变的情况下),则可以越快地加热过滤器上或其中的固体并供应氧气。然而在AGR率过高的情况下,回收排气流中的λ值和温度降低,从而向上限制AGR率。
[0024]优选地提出,该方法包括检查过滤器元件上游的压力和过滤器元件下游的压力之间的压差的步骤,其中仅在该压差大于预先指定的压差阈值时才执行该方法。因而仅在存在将过滤器元件再生的需要时,才开始或继续执行本发明的方法。
[0025]此外优选地提出,主动地引发颗粒过滤器的再生,以便能够实现过滤器元件的再生。因而可以在确定了过滤器元件再生的需要后,将过滤器元件再生,而无需将颗粒过滤器再生。
[0026]过滤器元件优选具有尤其由多根金属丝构成的网眼式的结构。此外优选地,该过滤器元件具有织物或穿孔板。网眼宽度或穿孔大小优选为最大0.100mm,最小0.050_,进一步优选为最大0.085mm,最小0.065mm。由此实现了过滤效果和流动阻力之间的良好折中。与穿孔大小类似,网眼宽度指过滤元件中开口的大小。小于网眼宽度或穿孔大小的颗粒物不从排气流中过滤出去。
[0027]优选地,该过滤器元件基本上构造为二维的,尤其是筛网或包括筛网。过滤器元件在垂直于(回收排气流的)排气流方向上的尺寸尤其为其在排气流方向上尺寸的至少5倍,优选至少10倍,尤其20倍。
[0028]优选地,该过滤器元件基本上由金属制成。通过由金属作为过滤器元件的材料,可以在预期的排气温度下实现过滤器元件的所需结构。
[0029]此外还提供了一种用于执行本发明方法的排气设备。本发明的排气设备的突出之处在于其特别的失效安全性。
[0030]该排气设备从而构造为借助于在颗粒过滤器的再生时被加热的、回收的排气流而如此地加热过滤器元件,使得发生过滤器元件的再生。
[0031]优选地,该过滤器元件相对颗粒过滤器呈一定间距地布置,使得在颗粒过滤器的再生过程中通过AGR路径回收的排气流导致固体被完全燃烧。因而如此选择所述间距,使得经过颗粒过滤器之后的热损失不足以将回收的排气流在紧邻过滤器元件上游处的温度降低至低于氧化烟灰颗粒物以氧化固体所需的最低温度。排气流在离开颗粒过滤器时的温度例如为约550°C至630°C,从而表明了颗粒过滤器与过滤器元件之间较小的间距是特别有利的。
[0032]优选地提出,该颗粒过滤器的过滤器结构的下游端与过滤器元件的距离小于300mm,尤其小于200mm,优选小于100mm。因而确保了颗粒过滤器与过滤器元件之间的热损失并不过大。
[0033]根据本发明的优选设计方案提出,该排气设备在主排气路径中,在颗粒过滤器的上游包括涡轮增压机的涡轮机和/或催化器。因而该排气回收装置可以是低压排气回收装置。该催化器可以引发颗粒过滤器的加热,且因而允许或加速颗粒过滤器的再生。
[0034]此外,排气设备可包含控制装置,其中该排气设备中存储有被适配为用于执行本发明方法的软件。
[0035]此外还提供了一种包括本发明的排气设备和内燃发动机的汽车。该内燃发动机以流体技术方式在出口侧与排气设备的发动机侧末端相连,在入口侧与(AGR路径的)排气设备的入口侧末端相连。该汽车的突出之处在于更高的可靠性和更低的维护费用。
[0036]本发明的其他优选设计方案自从属权利要求中所述的其他特征得出。
【附图说明】
[0037]下面参考附图借助于实施例对本发明进行说明。其中:
[0038]图1为汽车的局部示意图,
[0039]图2为汽车的局部等角图,以及
[0040]图3为汽车的排气设备的局部等角图。
【具体实施方式】
[0041]图1示出了汽车10的局部示意图。汽车10包括内燃发动机12,例如柴油机,和排气设备14。排气设备14具有主排气路径16。主排气路径16在(借助排气设备14的排气弯管48)与内燃发动机12相连的发动机侧末端18与用于将内燃发动机12的排气排放到环境中的出口侧末端20之间延伸。排气设备14还具有在主排气路径16的支路23与入口侧末端24之间延伸的AGR路径22 (AGR表示排气回收)。入口侧末端24与内燃发动机12的空气供应装置26相连。排气设备14还包括在AGR路径22中的AGR阀28。
[0042]此外,排气设备14还包括在发动机侧末端18与AGR阀28之间的过滤器元件30。过滤器元件30设计用于截留固体。过滤器元件30用作AGR阀28和内燃发动机12、以及空气供应装置26的防护过滤器。过滤器元件30防止了颗粒物的侵入,而这些颗粒物否则可能导致AGR阀28的污染。此外,还可以在过滤器元件30与AGR阀28之间布置AGR冷却器25。
[0043]过滤器元件30基本上构造为二维的,从而其在(回收排气的)排气流方向上的延伸相对于其横向于排气流方向的延伸而言非常小。过滤器元件30具有多个网眼,并且可以基本上具有圆盘的形状。过滤器元件30例如是(设计为紧密网眼的)金属筛网。通过改变网眼大小可以影响排气流的过滤。过滤器元件30的网眼宽度例如可以约为75微米,这是过滤效果与流动阻力之间较好的折中。
[0044]排气设备14可包括控制装置32用于控制AGR阀28和内燃发动机12,该控制装置例如还可与λ探头34,例如宽频λ探头34和NOx传感器36相连。
[0045]在主排气路径16中,在支路23的上游布置有颗粒过滤器38和催化器40。此外,在主排气通道16中,在过滤器元件30的上游还布置有涡轮增压机的涡轮机42。除了涡轮机42外,涡轮增压机还包括以机械方式与压缩机46相连的轴44。压缩机46是内燃发动机12的空气供应装置26的一部分,并且布置在入口侧末端24的下游。尤其通过该过滤器元件30来保护压缩机46不受颗粒物的损伤。此外,压缩机46通过吸气弯管50与内燃发动机12相连。AGR路径22在所示情况下布置在涡轮增压机的低压侧上,即所谓的低压排气回收装置。
[0046]图2示出了汽车10的局部等角图,尤其是排气设备14。图1中已经阐述了各构件,其中为了确保清楚明了而未示出图1中可见的构件,如内燃发动机12以及在AGR阀28和空气供应装置26的两个接头52之间的连接通道。催化器40和颗粒过滤器38借助于节省空间地成型的排气通道54彼此相连。所示的排气设备14和所示的低压AGR系统适合用于例如所谓的“模块式横置发动机单元(Modularen Querbaukasten) ”。
[0047]图3示出了图2中可见的排气设备14的局部等角图,其中未示出主排气路径16中NOx传感器36上游的构件和AGR路径22中的过滤器元件30下游的构件。由此可看到过滤器元件30的可行的结构。相应地,过滤器元件30包括具有多个接片的支架结构58和安装在其上的筛网56。支架结构58的目的为支撑该构造为细网眼的筛网56。此外,在筛网56与支架结构58之间布置有另一支撑材料,该材料构造为比筛网56更坚固。
[0048]下面根据优选的设计方式来说明上述带有排气设备14的汽车10的功能方式:
[0049]内燃发动机12在其运行过程中产生不同大小的烟灰颗粒物。颗粒过滤器38的目的在于将烟灰颗粒物从内燃发动机12的主排气流33中过滤出去。然而,颗粒过滤器38在实践中通常存在颗粒物滑出,因此相对较少部分的烟灰颗粒物经过颗粒过滤器38。为保护AGR阀28免受(尤其较大的)烟灰颗粒物,即烟灰微粒或烟灰的污染,过滤器元件30将AGR路径22中的烟灰颗粒物从回收的排气流31中过滤出去。烟灰颗粒物因而沉积在过滤器元件30上,由此其通过性在运行中逐渐降低。此外,过滤器元件30还将上游构件的制造残留物从回收的排气流31中过滤出去。
[0050]随着颗粒过滤器38中积累的烟灰增多,颗粒过滤器38的通过性也逐渐降低,因此持续地或仅在需要时将颗粒过滤器38再生。例如借助于对发动机工作参数的有针对性的影响来进行再
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