专利名称：在dpf再生模式下冷却热排放的新鲜空气旁路的制作方法
技术领域：
空气排气歧管28设置为与发动机12的汽缸14连通，并 且连接到排气通道30。 VG涡轮机32与排放通道30连通并且驱动压缩
的输出。在i^种方式下，最优的增压压力R能得到维持并:最优的使用 能够由废气中的能量形成。横截面变化通过重置涡轮机叶片(低速时 较小的接触表面，高速时较大的接触表面)来形成。VG涡轮机涡轮增 压器在部分负荷时特别有效并且消除"涡轮迟滞"。它们增加发动机 功率、增加节气门响应并且对于颗粒排放物还具有有益的影响。此外， 他们开启了关于对废气再循环的控制的新思路。来自发动机汽缸的热 排放使涡轮机旋转，涡轮机驱动压缩机从而使进气压力增压。〖0011] 废气再循环通道34设置有废气再循环阀36，废气再循环 阀36将来自排放通道30的废气传送回进气通道18，这由发动机控制 器50来控制。排放通道30还包括柴油氧化催化剂(D0C)和N0x设备40 以及用于从排放物过滤颗粒物的柴油颗粒过滤器42。柴油氧化催化剂 转换排放物以氧化来自发动机的HC、 C0和NO并且将热和必要的化学 物类提供给下游的催化转换器。NOx设备还原发动机排出的N0x排放物。 由D0C、 NOx设备和柴油颗粒过滤器(DPF)组成的柴油机后处理系统将 控制有害的发动机排放物，例如碳氢化合物(HC)、氮氧化物(N0x)、 颗粒物(PM)和一氧化碳(CO)等。
[0012发动机系统10还包括旁路通道44，旁路通道44能从增 压冷却器24的出口側连通到柴油颗粒过滤器42的下游側。旁路通道 45可替换地能连接到增压冷却器的上游側，如虛线所示，并且在柴油 颗粒过滤器42的下游侧连接到排放通道30。旁路阀48设置在旁路通 道44中并且与发动机控制器50连通，发动机控制器50根据选择的工 作循环控制发动机系统10在柴油颗粒过滤器再生模式下操作。柴油颗 粒过滤器42将柴油排放物中夹带的颗粒物捕获在陶瓷或金属衬底上。 在某些点处，该颗粒物可能通过再生而被消除，通过该过程，流经DPF 的排放的温度达到完全烧掉蓄积的颗粒的充足水平。在许多情况下， 特别是在大量发动机循环或车辆停止和启动的情况下，温度可能不会 保持足够高达到消除颗粒物的充分时间周期。在这些情形下，需要主 动系统，大多数主动系统包括在排放流中燃烧少量的柴油燃料从而将 温度升高到足以烧掉颗粒物。主动DPF再生典型地需要大约20-30分 钟。在发动机系统IO处于柴油颗粒过滤器再生模式下，且当发动机12 处于怠速或低速(5mph或更小)时，发动机控制器50控制旁路阀48 以允许来自进气通道18的新鲜空气绕到排放尾管52，在排放尾管52, 新鲜空气与热废气混合从而在排气管52的出口处提供降低的排放温 度。涡轮增压器21提供压力比废气压力更大的压缩空气。
0013在使用本发明的系统的情况下，没有背压的增大，这导 致了更低的燃料经济性。此外，在排放系统中没有活动部分并且在其 他驱动条件下对发动机性能没有影响。系统还增加非常少的成本，仅 包括额外的旁路通道管材和旁路阀。由新鲜充量空气旁路造成的高泵 送损失增强了车辆怠速时柴油颗粒过滤器再生循环的能力。
权利要求
1.一种发动机系统，包括柴油发动机；与来自柴油发动机的废气连通的排放通道；布置在排放通道中的柴油颗粒过滤器；用于将空气供应到柴油发动机的空气进气通道；和旁路通道，所述旁路通道连接在空气进气通道和柴油颗粒过滤器下游的位置处的排放通道之间，所述旁路通道包括用于打开和关闭旁路通道的旁路控制阀。
2. 如权利要求l所述的发动机系统，还包括将压缩空气提供给空气 进气通道的涡轮增压器。
3. 如权利要求2所述的发动机系统，其中，涡轮增压器将压缩空气 提供给增压冷却器，旁路通道在增压冷却器下游连接到空气进气通道。
4. 如权利要求2所述的发动机系统，其中，所述涡轮增压器将压缩 空气提供给增压冷却器，旁路通道在涡轮增压器下游和增压冷却器上 游连接到空气进气通道。
5. 如权利要求2所述的发动机系统，其中，压缩空气提供给旁路通 道，压缩空气压力比在柴油颗粒过滤器下游位置处排放通道中的废气 压力更大。
6. 如权利要求l所述的发动机系统，其中，空气进气通道包括旁路 通道下游的进气节气门阀。
7. 如权利要求l所述的发动机系统，还包括发动机控制器，所述发 动机控制器用于周期性地将发动机系统操作在柴油颗粒过滤器再生模 式下，以及用于在柴油颗粒过滤器再生模式期间打开旁路控制阀。
8. 如权利要求l所述的发动机系统，还包括发动机控制器，所述发 动机控制器用于周期性地将发动机系统操作在柴油颗粒过滤器再生模 式下，以及用于在发动机处于柴油颗粒过滤器再生模式下和发动机处 于急速时打开旁路阀。
9. 如权利要求l所述的发动机系统，还包括发动机控制器，所述发 动机控制器用于周期性地将发动机系统操作在柴油颗粒过滤器再生模 式下，以及用于在发动机处于柴油颗粒过滤器再生模式下和发动机以每小时5英里的速度或更小的速度驱动车辆时促使旁路阀打开。
10. —种用于发动片/L的排放处理系统，包括 适于连接到发动机的排放通道； 布置在排放通道中的柴油颗粒过滤器； 适于给发动机供应空气的空气进气通道；旁路通道，所述旁路通道连接在空气进气通道和柴油颗粒过滤器 下游的位置处的排放通道之间，所述旁路通道包括用于打开和关闭旁 路通道的旁路控制阀。
11. 如权利要求10所述的排放处理系统，还包括将压缩空气提供 给空气进气通道的涡轮增压器。
12. 如权利要求ll所述的排放处理系统，其中，所述涡轮增压器 将压缩空气提供给增压冷却器，旁路通道在所迷增压冷却器下游连接 到空气进气通道。
13. 如权利要求ll所述的排放处理系统，其中，所述涡轮增压器 将压缩空气提供给增压冷却器，旁路通道在涡轮增压器下游和增压冷 却器上游连接到空气进气通道。
14. 如权利要求ll所述的排放处理系统，其中，压缩空气提供给 旁路通道，压缩空气压力比在柴油颗粒过滤器下游位置处的排放通道 中的废气压力更大。
15. 如权利要求10所述的排放处理系统，其中，空气进气通道包 括旁路通道下游的进气节气门阀。
16. —种方法，包4舌再生与来自柴油发动机的废气连通的柴油颗粒过滤器； 在再生期间在进气空气源和柴油颗粒过滤器下游位置处的废气之 间提供连通。
17. 如权利要求17所述的方法，还包括压缩供应到进气空气源的 空气并且将压缩空气提供到柴油颗粒过滤器下游的位置。
全文摘要
本发明涉及在DPF再生模式下冷却热排放的新鲜空气旁路，具体来说，一种发动机系统包括具有排放歧管的柴油发动机，所述排放歧管连接到柴油发动机。排放通道连接到排放歧管，并且柴油颗粒过滤器布置在排放通道中。空气进气通道设置用于给柴油发动机供应新鲜空气。旁路通道连接在空气进气通道和柴油颗粒过滤器下游的位置处的排放通道之间。旁路通道包括旁路控制阀，旁路控制阀用于在柴油颗粒过滤器再生循环期间当车辆在低速或怠速时打开和关闭旁路通道。
文档编号F01N3/05GK101586489SQ20091020307
公开日2009年11月25日 申请日期2009年5月19日 优先权日2008年5月19日
发明者J·李, M·C·卢克汉, R·米塔尔, S·巴加瓦 申请人:通用汽车环球科技运作公司