專利名稱：用于凈化內(nèi)燃機排放出的排氣的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于凈化由汽車內(nèi)燃機，特別是由柴油發(fā)動機排 放出的排氣的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
包含在柴油發(fā)動機排氣中的污染物已知主要包括未燃燒的徑
(HC)、氮氧化物(NOx)和固體碳顆粒(通常稱為微粒)。
為了減少未燃燒烴和氮氧化物，柴油發(fā)動機的凈化系統(tǒng)通常包括 催化消音器，發(fā)動機排氣橫穿該催化消音器，且該催化消音器包含催 化劑，在氮氧化物和未燃燒烴向大氣釋放之前，該催化劑激發(fā)用于減 少氮氧化物和氧化未燃燒烴所需的化學(xué)反應(yīng)。具體地說，催化消音器 包括由排氣連續(xù)穿過的一系列有效元件，包括氧化預(yù)催化劑、催化劑 和消音器。
為了減少微粒，凈化系統(tǒng)包括合適的防微粒過濾器，它位于催化 消音器中并在氧化預(yù)催化劑和催化劑之間，它包括多孔材料，該多孔 材料保持微粒，并允許氣態(tài)物質(zhì)通過。目前，最廣泛使用的防微粒過 濾器是陶瓷材料，通常為碳化硅，不過還已知金屬過濾器，例如燒結(jié) 金屬。在使用過程中，防微粒過濾器通常很快堵塞，并因此需要定期 進行再生步驟，在再生步驟中，它們升高至高溫，以便能夠燒掉捕獲 的碳顆粒和使它們從過濾壁釋放。
目前使用的防微粒過濾器的正常工作溫度為大約30ox:，不能充
分保證微粒燃燒，該微粒燃燒將通過使工作溫度升高超過600'C來進行。
因此，所述再生通過將氧和易燃燒氣體的合適混合物引入防微粒 過濾器中來實現(xiàn)，該混合物在與過濾器壁(可能由催化劑覆蓋)接觸 時自然點火。特別是，所述再生混合物可以通過合適的注射器而直接引入，或 者通過合適地調(diào)節(jié)發(fā)動機供給的空氣/燃料比而間接引入。
已知防微粒過濾器的缺點是，它們的過濾壁的很多區(qū)域不會達到 使再生混合物點火所需的溫度。因此，燃燒只在這些過濾壁的最熱點 處進行，這使得不能完全釋放積累的微粒，因此損失系統(tǒng)效率。
該現(xiàn)象基本由于兩個原因產(chǎn)生。第一個原因是在正常工作過程中， 防微粒過濾器由排氣以大致非均勻方式加熱，且它們的結(jié)構(gòu)材料的熱 導(dǎo)率越低，溫度差越大。
第二個原因是在排氣通過時，包含在排氣中的碳顆粒相互聚結(jié)， 且不均勻地聚積在防微粒過濾器的過濾壁上。這意味著在堵塞最嚴重 的區(qū)域，不僅不能使所有的聚積的微粒有效燒掉，而且并不存在用于 再生混合物燃燒的條件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在簡單、合理和低成本方案的框架內(nèi)克服所述缺點。
該目的通過一種用于凈化內(nèi)燃機排放出的排氣的系統(tǒng)來實現(xiàn)，該
系統(tǒng)包括串聯(lián)連接的催化消音器和防微粒過濾器，它們被離開發(fā)動 機的排氣流連續(xù)穿過。
根據(jù)本發(fā)明，防微粒過濾器位于催化消音器的上游，盡可能靠近 發(fā)動機，以便排氣在基本冷卻之前穿過該防微粒過濾器。
通過該結(jié)構(gòu)，防微粒過濾器加熱至比現(xiàn)有技術(shù)中高得多的平均工 作溫度，這能夠4吏相關(guān)過濾壁的所有區(qū)域都達到再生混合物的最低點 火溫度。這樣，再生處理將涉及整個防微粒過濾器，因此該防微粒過 濾器的使用壽命有效增加。
優(yōu)選是，防微粒過濾器定位成如此靠近發(fā)動機，以便達到超過600
x:的平均工作溫度，這樣，聚積的微粒的燃燒可以在正常系統(tǒng)工作過 程中連續(xù)進行，而不需要引入專用的再生混合物。
根據(jù)本發(fā)明，防微粒過濾器可以由任意已知類型的多孔材料構(gòu)成，
只要它能夠承受大約600"C-800X:的溫度；不過，優(yōu)選是使用陶瓷或金屬材料的過濾器。
特別是，金屬材料具有更高的機械強度、更高的聚積能力和較高 的抗熱應(yīng)力性。它也能夠構(gòu)成薄壁過濾器，它由于材料的較高熱導(dǎo)率 而保證較高的再生率，以及也使得加熱非常均勻。


通過閱讀下面的借助于附圖對非限制性實施例的說明，將清楚本
發(fā)明的其它特征和優(yōu)點，附圖中
圖1是用于凈化汽車柴油發(fā)動機排放的排氣的本發(fā)明系統(tǒng)的示意
圖2是圖1的系統(tǒng)的可選實施例的示意圖。
具體實施例方式
系統(tǒng)1包括多個排氣收集器管10，各排氣收集器管10與柴油發(fā) 動機2的各氣缸連接，以便將燃燒產(chǎn)生的排氣傳送至公共匯集點11， 排氣管12從該匯集點ll伸出，以便將排氣流引導(dǎo)至通向大氣的出口 13。
系統(tǒng)1的結(jié)構(gòu)只是作為示例，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，它 也可以根據(jù)發(fā)動機2的類型和/或根據(jù)安裝所述系統(tǒng)l的車輛的類型而 有很大不同。
普通的催化消音器3沿排氣管12布置，以便使得來自柴油發(fā)動機 2的排氣流穿過，且該催化消音器包含合適的催化劑，以便激發(fā)氮氧 化物(NOx)還原和未燃燒烴(HC)氧化。
根據(jù)本發(fā)明，防微粒過濾器4位于所述催化消音器3的上游(相 對于流動方向)，該防微粒過濾器4包含在合適殼體中，并能夠保持由 排氣懸浮攜帶的微粒，以便防止它們釋放至大氣中。
優(yōu)選是，所述防微粒過濾器4由金屬材料構(gòu)成，例如燒結(jié)金屬。 然而，它也可以由適合該目的的任意其它多孔材料構(gòu)成，例如陶瓷材 料。
在工作過程中，直接由發(fā)動機2產(chǎn)生的熱排氣在它們由于流過整 個排氣管12而基本冷卻之前穿過防微粒過濾器4。這樣，它進行相當大的加熱，從而使得相關(guān)過濾壁的各區(qū)域基本 能夠達到用于在再生步驟過程中使再生混合物自動燃燒的最小溫度。
實際上，該加熱程度根據(jù)在防微粒過濾器4和發(fā)動機2之間的距 離(即將它們連接在一起的導(dǎo)管的總長度)而變化，因為這確定了經(jīng) 過防微粒過濾器4的排氣的溫度。
優(yōu)選是，防微粒過濾器4定位成靠近發(fā)動機2，以便被加熱至至 少超過600'C的平均工作溫度。
通過該結(jié)構(gòu)，在防微粒過濾器4中能夠再形成用于使得發(fā)動機2 排放出的正常排氣自動燃燒所需的條件，以便能夠在各操作階段中連 續(xù)再生，而不需要引入專用再生混合物。
下面將考慮用于獲得所述溫度水平的一些可能結(jié)構(gòu)。
在圖1所示的實施例中，防微粒過濾器4沿排氣管12定位成直接 在排氣收集器管10匯集的點11的下游，優(yōu)選是在任何渦輪增壓器渦 輪(如果有)的上游。
在圖2所示的實施例中，防微粒過濾器4分成多個更小的過濾器 40，它們的數(shù)目等于發(fā)動機2的氣缸的數(shù)目，且各過濾器沿各排氣收 集器管10設(shè)置，位于匯集點ll的上游。
權(quán)利要求
1.一種用于凈化由內(nèi)燃機(2)排放出的排氣的系統(tǒng)，包括串聯(lián)連接的催化消音器(3)和防微粒過濾器(4)，它們由離開發(fā)動機(2)的排氣流連續(xù)穿過，其特征在于相對于所述流的流動方向，防微粒過濾器(4)位于催化消音器(3)的上游，以便使來自發(fā)動機(2)的熱排氣在基本冷卻之前穿過該防微粒過濾器(4)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述防微粒過濾器 (4 )定位成靠近發(fā)動機，以便被排氣加熱至使得微粒能夠連續(xù)燃燒的平均工作溫度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述防微粒過濾器 (4)定位成靠近發(fā)動機，以便由排氣加熱至超過600。C的平均工作溫度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于它包括排氣收集器 管(10)的組件，各排氣收集器管將離開發(fā)動機(2)的各氣缸的排氣 傳送至公共匯集點(11)，防微粒過濾器(4)定位成直接在所述公共 匯集點(11)的下游。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于它包括排氣收集器 管(10)的組件，各排氣收集器管將離開發(fā)動機(2)的各氣缸的排氣 傳送至公共匯集點(11)，防微粒過濾器(4)包括單獨過濾器(40) 的組件，各單獨過濾器(40)沿各排氣收集器管(10)設(shè)置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述防微粒過濾器 (4)由陶瓷材料形成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述防微粒過濾器 (4)由金屬材料形成。
全文摘要
一種用于凈化由內(nèi)燃機(2)排放出的排氣的系統(tǒng)，包括串聯(lián)連接的催化消音器(3)和防微粒過濾器(4)，它們被離開發(fā)動機(2)的排氣流連續(xù)穿過，所述防微粒過濾器(4)位于催化消音器(3)的上游，以便使來自發(fā)動機(2)的熱排氣在基本冷卻之前穿過該防微粒過濾器(4)。
文檔編號F01N3/035GK101297105SQ200680040140
公開日2008年10月29日 申請日期2006年10月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月11日
發(fā)明者G·吉龍迪 申請人:Ufi過濾股份公司