專利名稱：柴油微粒過濾系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型一般涉及排氣處理系統(tǒng)并且更具體地涉及柴油微粒過濾(DPF)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
如在本領(lǐng)域已知的，現(xiàn)在大部分當(dāng)前的柴油排氣處理系統(tǒng)都包括柴油氧化催化器 (DOC)，其后跟隨柴油微粒過濾器(DPF)。柴油微粒過濾器(DPF)包括基片(一般被指代為基片磚或磚塊)，其出口端閉合在進口通道上并且進口端閉合在出口通道上。排氣流動通過進口通道，穿過單元格壁，并且然后通過出口通道排出。微粒在進口通道中被過濾。如在本領(lǐng)域同樣已知的，微粒過濾器被用于在內(nèi)燃發(fā)動機，特別是柴油發(fā)動機的排氣系統(tǒng)中，以捕集并且去除基于主要由碳形成的微粒物質(zhì)(煙塵)的物質(zhì)。隨著發(fā)動機排氣通過DPF，微粒被捕集在過濾器中并且隨時間積累。這導(dǎo)致增加了排氣流動在DPF中通過的阻力，并且因此導(dǎo)致發(fā)動機中的背壓升高。這種背壓升高對發(fā)動機運行具有不利的影響，并且尤其對燃料消耗具有不利影響。為了將背壓降低至可接受的水平，通過燒掉積累的微粒(其中大部分微粒是可燃燒的)來定期再生DPF。如在本領(lǐng)域同樣已知的，傳統(tǒng)堇青石或SiC DPF系統(tǒng)需要經(jīng)受再生過程以便燃盡收集在DPF壁表面上的煙塵(S卩，柴油微粒)。在這個過程中存在一些問題1.因為柴油燃料通過后噴射或尾管噴射而被噴射來產(chǎn)生高排氣溫度所導(dǎo)致的燃料損耗。通常燃料損耗范圍在3%至5%的范圍內(nèi)；2.由較差流動均勻性導(dǎo)致的不均衡分布的煙塵將導(dǎo)致DPF基片內(nèi)部具有大的溫度梯度，并且導(dǎo)致例如終止斷裂失效(ring-off-crack failure)的耐用性問題；以及3.在DPF再生期間NOx轉(zhuǎn)換率非常低或者甚至是反向的，這一般需要持續(xù)10分鐘以上。這成為了滿足水平III的排放要求的問題。
實用新型內(nèi)容本實用新型用于解決現(xiàn)有技術(shù)的上述技術(shù)問題。按照本實用新型，提供了柴油微粒過濾(DPF)系統(tǒng)，其具有柴油微粒過濾材料的供給裝置和馬達(dá)，所述材料的第一部分被置于穿過系統(tǒng)的排氣路徑中以便收集排氣內(nèi)的柴油微粒，并且所述馬達(dá)用于將材料的第一部分移出所述路徑且同時將所述材料的第二部分從供給裝置移入到所述路徑中。在--個實施例中，供給的材料為紙。[0010]在--個實施例中，材料在連續(xù)輥中。[0011]在--個實施例中，系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)用于操作馬達(dá)來根據(jù)測量的背壓移動材料。[0012]在--個實施例中，當(dāng)測量的背壓超過預(yù)定極限時，運轉(zhuǎn)馬達(dá)來移動材料。[0013]在--個實施例中，提供了一種柴油微粒過濾(DPF)系統(tǒng)，其包括在供給區(qū)域中設(shè)
置的材料的供給裝置；收集區(qū)域；和機電系統(tǒng)，該機電系統(tǒng)用于將所述供給區(qū)域中的材料傳送至收集區(qū)域，且在供給區(qū)域和收集區(qū)域之間的材料部分被輸送穿過將進口區(qū)段與出口區(qū)段分離的區(qū)域。 在一個實施例中，提供了一種從內(nèi)燃發(fā)動機的排氣中去除煙塵的方法，其包括將材料的供給裝置中的煙塵過濾材料的第一部分引入到排氣路徑中，以收集煙塵過濾材料上的煙塵；并且隨后將材料的第一部分移出路徑且同時將供給裝置中材料的第二部分移入路徑。在一個實施例中，提供了一種柴油微粒過濾(DPF)系統(tǒng)，其具有供給輥和接收輥； 設(shè)置在供給輥上并且具有連接至供給輥的末端的過濾器；穿過流過所述系統(tǒng)的排氣并且在供給輥和接收輥之間的過濾器部分；以及用于移動在供給輥和接收輥之間的所述過濾器部分的馬達(dá)。在一個實施例中，過濾器是一種具有大約80%的高孔隙率和大約99%的高過濾效率的纖維紙。隨著排氣穿過DPF系統(tǒng)，煙塵被逐漸收集到纖維紙的上游側(cè)面上。在一個實施例中，基于纖維紙的柴油微粒過濾(DPF)設(shè)備具有高過濾器效率和高孔隙率，所述設(shè)備包括至少兩個輥，所述輥能夠在受控馬達(dá)的協(xié)助下隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)并且能夠在排氣進口處供給纖維紙。隨著排氣在所述輥之一中供給的纖維紙上移動，煙塵被逐漸收集到纖維紙上并保持增加其上的背壓。當(dāng)所述背壓升高到超過極限時，所述纖維紙的負(fù)載區(qū)段由來自另一輥的清潔纖維紙?zhí)娲Ｋ鲐?fù)載纖維被送入場外(off-board)再生設(shè)施中再生。通過這樣的系統(tǒng)和方法，隨著排氣穿過DPF系統(tǒng)，煙塵被收集在過濾紙的頂部上。 隨著收集在過濾紙中的煙塵質(zhì)量的增加，其表面上的背壓也逐漸增加。在此，過濾紙的負(fù)載區(qū)段通過受控馬達(dá)被卷繞，并且被清潔纖維紙?zhí)娲杂糜跓焿m收集。負(fù)載過濾器被送入再生設(shè)施以燃盡收集的煙塵。根據(jù)另一方面，提供了一種DPF系統(tǒng)。柴油微粒過濾系統(tǒng)包括設(shè)置在供給區(qū)域中的材料的供給裝置、收集區(qū)域和用于將在供給區(qū)域中的材料輸送至收集區(qū)域的機電系統(tǒng)， 其中在供給區(qū)域和收集區(qū)域之間的材料部分被輸送穿過將進口區(qū)段與出口區(qū)段分離的區(qū)域。本實用新型的一個或更多個實施例的細(xì)節(jié)在附圖和以下說明中被展示。本實用新型的其他特征、目的和優(yōu)點從說明和附圖以及權(quán)利要求中變得明顯。

圖1是被連接至排氣處理系統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動機的圖示，在此為柴油發(fā)動機的圖示， 并且在此包括根據(jù)本實用新型的柴油微粒過濾系統(tǒng)；圖2是在圖1中顯示的根據(jù)本實用新型的柴油微粒過濾系統(tǒng)的內(nèi)部部分的頂視示意圖解，這種圖解顯示用于供給輥和接收輥的蓋、小型導(dǎo)向輥以及用于所述材料的側(cè)向?qū)蚣?；圖3是顯示在圖1中顯示并根據(jù)本實用新型在柴油微粒過濾系統(tǒng)中使用的用于過濾材料的側(cè)向?qū)蚣粓D4是在圖1中顯示并根據(jù)本實用新型在柴油微粒過濾器系統(tǒng)中使用的一對導(dǎo)向輥之一的圖解；圖5是顯示根據(jù)本實用新型的另一實施例的過濾材料的供給裝置的圖解。類似附圖標(biāo)記在不同附圖中指示類似的元件。
具體實施方式
現(xiàn)參考圖1，內(nèi)燃發(fā)動機10(在此為柴油發(fā)動機)被聯(lián)接至排氣處理系統(tǒng)，在此包括柴油微粒過濾系統(tǒng)12。柴油微粒過濾系統(tǒng)12具有殼體13，所述殼體具有進口區(qū)段14，所述進口區(qū)段14與出口區(qū)段16被所示長度L的過濾材料18的一部分18a分離開，以從內(nèi)燃發(fā)動機10的排氣19中去除煙塵。過濾材料18在此是例如具有例如大于80%纖維紙孔隙率和99. 9%高過濾效率的纖維紙。由于避免了主動DPF再生，所以排氣溫度在所有工況下均低于650°C。纖維材料可以是能夠承受高達(dá)700°C溫度的玻璃纖維或陶瓷纖維?；诶w維紙的柴油微粒過濾(DPF)系統(tǒng)12具有高過濾效率和高孔隙率，并且包括至少兩個輥；供給輥20和接收輥22能夠在機電系統(tǒng)(在此是馬達(dá)24)的協(xié)助下在排氣路徑中供給纖維紙18的部分18a，其中由馬達(dá)控制器26響應(yīng)在進口區(qū)段14中設(shè)置的壓力傳感器28所感測的在進口區(qū)段14中的測量背壓來控制所述機電系統(tǒng)。隨著排氣在由供給輥20供給的纖維紙18的部分l&i上移動，排氣19中的煙塵逐漸被收集到纖維紙18的部分l&i上，從而導(dǎo)致在進口區(qū)段14中的背壓升高。當(dāng)所述背壓升高到超過極限時，馬達(dá)24在此如箭頭30顯示的順時針方向驅(qū)動接收輥22并且紙18的部分l&i前進，在此是向右側(cè)前進一個長度L，并且紙在進口區(qū)段14和出口區(qū)段16之間的部分由來自供給輥20的清潔纖維紙18的新部分l&i所替換。 一旦所有紙都用盡，那么帶有用過的紙18的接收輥22被送入場外再生設(shè)施中以便再生。更具體地，同樣參考圖2和圖3，殼體13具有一對側(cè)向?qū)蚣?1、在紙穿過殼體13 時用于接收紙18的前向?qū)蚣?3和后向?qū)蚣?4。過濾紙18被置于供給輥20上并且具有供給穿過前向?qū)蚣?3的末端，然后，供給紙的側(cè)邊穿過一對側(cè)向?qū)蚣?1并且然后穿過后向?qū)蚣?4并且然后末端被連接至接收輥22。存在一對小型導(dǎo)向轉(zhuǎn)子36a、36b，如在圖4中顯示的轉(zhuǎn)子36a。還顯示了用于供給輥20和接收輥22的蓋32。如以上提到的，紙18在供給輥20和接收輥22之間的部分18a去除了穿過系統(tǒng) (從進口區(qū)段14穿過至出口區(qū)段16)的排氣19中的煙塵或柴油微粒。馬達(dá)M在馬達(dá)控制器沈的控制下移動紙18在供給輥20和接收輥22之間的部分18a。在進口區(qū)段14中提供壓力傳感器28，以便測量在進口區(qū)段14內(nèi)的背壓，這種背壓隨過濾紙的部分18a上的煙塵量的增加而升高。馬達(dá)控制器沈根據(jù)系統(tǒng)中的背壓(在此是由壓力傳感器觀所測量的背壓)來運行馬達(dá)24，以移動紙18在供給輥20和接收輥22之間的部分18a。更具體地， 當(dāng)系統(tǒng)中測量背壓超過由預(yù)定壓力閾值水平設(shè)定的預(yù)定極限時，馬達(dá)控制器26用來移動紙18在供給輥20和接收輥22之間的部分18a。因此，紙在供給輥20和接收輥22之間的部分18a由來自供給輥20的清潔紙18供給。使得過濾紙部分18a從供給輥20前進到接收輥22的過程一直持續(xù)到在供給輥20 上的所有纖維紙18都用盡。然后，接收輥22被移除至固定-再生設(shè)施，以燃盡煙塵，并且供給輥20被替換?？墒褂妙~外的過程來通過再次將輥22卷繞到輥20且同時使得風(fēng)力將煙灰吹走來清潔煙灰。輥20可被再次使用?？赏ㄟ^閾值壓力水平的選擇來輕易地調(diào)整背壓的限制，以保證在更高的燃料經(jīng)濟性下的更低背壓。已經(jīng)說明本實用新型的多個實施例。不管怎樣，將理解可在不偏離本實用新型的精神和范圍下可以做出多種修改。例如，可使用其他類型的過濾材料。此外，供給的材料不必在輥上而是可堆疊成如圖5所示的紙張。此外，供給裝置和接收裝置可被包括在殼體內(nèi)。 相應(yīng)地，其他實施例也是在所附權(quán)利要求的范圍中。
權(quán)利要求1.一種柴油微粒過濾系統(tǒng)，其特征在于包括柴油微粒過濾材料的供給裝置和馬達(dá)， 其中所述材料的第一部分被設(shè)置在穿過所述系統(tǒng)內(nèi)的排氣的路徑內(nèi)以收集所述排氣中的柴油微粒，并且所述馬達(dá)用于將所述柴油微粒過濾材料的所述第一部分移出所述路徑且同時將所述柴油微粒過濾材料的第二部分從所述供給裝置中移入所述路徑。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述材料為紙。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于材料紙的所述供給裝置在連續(xù)輥中。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)用于運行所述馬達(dá)以便根據(jù)測量的背壓來移動所述材料。
5.一種柴油微粒過濾系統(tǒng)，其特征在于包括供給輥和接收輥；設(shè)置在所述供給輥上并且具有連接至所述供給輥的末端的過濾材料；所述過濾材料設(shè)置在所述供給輥和所述接收輥之間的部分，其中該部分設(shè)置在流過所述系統(tǒng)的排氣的路徑中；以及用于移動所述材料在所述供給輥和所述接收輥之間的所述部分的馬達(dá)。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)用于運行所述馬達(dá)，以便根據(jù)所述系統(tǒng)中的測量背壓來移動所述材料在所述供給輥和所述接收輥之間的所述部分。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于所述供給輥設(shè)置為供給清潔材料至在所述供給輥和所述接收輥之間的所述部分。
8.一種柴油微粒過濾系統(tǒng)，其特征在于包括過濾材料的供給裝置和馬達(dá)，其中所述材料的第一部分被設(shè)置在穿過所述系統(tǒng)的排氣的路徑中以便收集所述排氣中的柴油微粒， 并且所述馬達(dá)用于將所述材料的所述第一部分移出所述路徑且同時將所述材料的第二部分從所述供給裝置移入所述路徑中。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于所述供給裝置包括連續(xù)輥，所述材料設(shè)置在連續(xù)輥中，其中所述材料為紙并且具有大于80%的孔隙率。
專利摘要本實用新型涉及一種基于纖維紙的柴油微粒過濾設(shè)備，即DPF設(shè)備，所述設(shè)備具有高過濾效率和高孔隙率，所述設(shè)備包括至少兩個輥，所述輥能夠在受控馬達(dá)的協(xié)助下隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)并且能夠在排氣進口處供給纖維紙。隨著排氣在所述輥之一中供給的纖維紙上移動，煙塵被逐漸收集到纖維紙上并保持增加其上的背壓。當(dāng)所述背壓升高到超過極限時，所述纖維紙的負(fù)載區(qū)段由來自另一輥的清潔纖維紙?zhí)娲?。所述?fù)載纖維被送入場外再生設(shè)施中再生。
文檔編號F01N9/00GK201953446SQ20102054201
公開日2011年8月31日 申請日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月24日
發(fā)明者張小鋼 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司