用於柴油發動機尾氣過濾系統再生的再生液的後噴射方法

2023-06-11 16:24:56 4

專利名稱：用於柴油發動機尾氣過濾系統再生的再生液的後噴射方法
技術領域：
總的來說，本發明涉及微粒過濾器的範圍，更具體地涉及一種在柴油發動機尾氣過濾裝置上遊的烴類、醇類和/或還原型再生液(例如，柴油燃料和/或脲和/或含氨溶液)後噴射以重生該過濾的方法。
而且，本發明還涉及該噴射裝置的管理，就燃燒而言，其目的是將空氣和烴類、醇類和/或還原型再生液(例如，柴油燃料和/或脲和/或含氨溶液)的均勻混合物噴射到過濾系統上遊的氧化催化器上，以增加尾氣的溫度。高的溫度水平對發動機產生的並且累積在過濾系統中的碳微粒的氧化和燃燒是必要的，可以防止它們堆積、使再生終止，這是根據本發明的方法的目的。
背景技術：
除了油耗越來越低的新型發動機的發展外，也做出了特別的努力發展新型排氣系統，以減少未燃燒的汙染氣體和固體微粒的排放。所以汽車生產商使用了催化轉化器或催化器，通常由不鏽鋼室、熱絕緣和充滿如鉑和銠的貴金屬的襯底架組成。最重要的，這些催化劑有可能使多環烴和CO的排放減少大概90％。但是，對固體微粒的排放並沒有作用。所以，尤其是對產生大量固體微粒的柴油發動機來講，這些催化器並不能明顯改善空氣品質。
也出現了可以限制車輛的汙染微粒排放的其它方法。其中一種就是微粒過濾器。該過濾器使柴油發動機排放的微粒的總重量減少90％以上。
但是，該微粒過濾器需要再生，以燃燒捕獲到的微粒。通常用組成微粒過濾器一部分的濾筒捕獲微粒。為了耐高溫，該筒可以由堇青石、石英或碳化矽的多孔滲水材料的主體組成，通常位於蜂窩結構中，以具有最大的過濾表面積。
操作這些微粒過濾器的主要困難在於控制過濾筒吸收微粒的氧化和燃燒狀態。事實上，在市內行駛的狀態下，通過尾氣所達到的溫度並不足以使它們燃燒，也不足以明顯限制過濾器的堵塞，因此也就限制了它的再生。在沒有化學輔助劑的情況下，只有在500℃以上，柴油發動機中柴油燃燒產生的碳微粒才會開始明顯氧化。實際上，在市內行駛的狀態下，絕對不會達到這個溫度。
因此，有必要採取一個化學方法除去這些微粒，用各種技術來使它們燃燒。
第一種技術是在過濾器上遊安放一個催化器，以將一氧化氮(NO)氧化為二氧化氮(NO2)，而後者具有從250℃開始促進碳微粒燃燒的特性。但是，該方法需要使用硫含量低於50ppm(百萬分之一)的柴油，以保持足夠的NO到NO2的轉化效率。
稱為「持續再生捕獲」(C.R.T)的技術結合了微粒過濾器和NO氧化催化劑的效果。但是為了保證過濾器的正常使用，這種系統需要經常再生，以限制通過過濾器的壓力差，從而消除再生失控和散發熱量的風險。
在相反的情況下，當過量的碳微粒聚集堵塞過濾器時，會發生強烈的反應。這些反應是大量微粒的非常迅速的燃燒，通常會由於局部達到非常高的溫度，產生熱衝擊而引起過濾器的破壞。
其它技術將有機金屬添加劑加到柴油中，如鈰、鐵、鍶、鈣等。這些技術用來得到的效果與NO2所得到的效果相似，其在370℃附近促進碳材料的燃燒。
這些技術的第一個缺點是受到所使用的添加劑的價格的限制。
另一個主要的缺點是必須提供輔助裝置以導入添加劑。
這些技術還有一個缺點是由於碳材料中的添加劑會更快地使過濾媒介堵塞，所以，如果在操作中達到的溫度不夠高，就更容易堵塞過濾器，而引起一些反應。
正在試驗的其它技術包括基於供熱設備的裝置，如燃燒器，電阻等。只有在壓力差增加，表示出筒開始堵塞時才使用這些供熱設備。當發動機運行，也就是存在高尾氣流時，使用這樣的再生(regeneration)裝置。這樣的裝置需要相當大的熱源，以同時將尾氣和碳微粒物質加熱到適當的溫度。
在近來所謂的通用鐵路柴油發動機上，已經使用了柴油後噴射技術，以升高尾氣的溫度，因此明顯改善了過濾器上累積碳微粒的氧化和燃燒。這種方法在排氣閥打開時利用電磁閥的定向噴射技術，有效地將新的柴油噴射進燃燒室中，從而得到尾氣與氧化催化器上完全氧化的柴油的均勻混合物，其中該氧化催化器位於發動機出口及微粒過濾器之間。
還知道一種柴油和/或醇類的再生液的後噴射方法，用於在柴油發動機排氣系統中位於燃燒催化劑器下遊的過濾設備的再生。在下面的專利申請和專利中對這些方法有詳細的描述US5207990B、EP1158143A、US6023930B、JP07119444A和US5522218B。
這些已知的方法具有共同的特徵，一方面不能提供最佳的、安全的和經濟的過濾設備再生，另一方面，不能提供令人滿意的解決熱損壞和再生液的焦化的技術問題的方法，特別是關於柴油、尤其是後噴射設備的噴嘴高度的解決方法。因此排氣集管的熱量會迅速損壞後噴射噴嘴，所以是不可靠的、無效的。

發明內容
在這樣的技術前提下，本發明的目的是提供一種用於所有柴油、允許過濾裝置再生的烴類、醇類和/或還原型再生液(例如，柴油燃料和/或脲和/或含氨溶液)後噴射的方法，克服各種現有技術的缺點，只要需要，就可以通過將尾氣的溫度升高到合適的氧化溫度來處理柴油發動機排出的碳微粒和煤煙。
本發明的另一個目的是提供一種烴類、醇類和/或還原型再生液(例如，柴油燃料和/或脲和/或含氨溶液)後噴射的方法，能夠避免在過濾裝置中微粒累積的危險及因此產生的任何不能控制的再生的危險。
本發明的另一個目的是提供一種烴類、醇類和/或還原型再生液(例如，柴油燃料和/或脲和/或含氨溶液)後噴射的方法，其不存在熱損壞和再生液焦化的技術問題，特別是關於柴油、尤其是後噴射設備的噴嘴高度的技術問題。
本發明的另一個目的是提供一種烴類、醇類和/或還原型再液(例如，柴油燃料和/或脲和/或含氨溶液)後噴射的方法，不會使耗油量明顯增加，通常，也不會對使用者產生附加的費用。
本發明的另一個目的是提供一種烴類、醇類和/或還原型再生液(例如，柴油燃料和/或脲和/或含氨溶液)後噴射的方法，不會削弱發動機的性能，特別是不會由於尾氣產生的發動機上的背壓及過濾器堵塞產生的壓力差而削弱發動機性能。
本發明的最後一個目的是提供一種允許使用根據本發明的烴類、醇類和/或還原型再生液體(例如，柴油燃料和/或脲和/或含氨溶液)後噴射的方法的過濾裝置。
主要涉及再生液，尤其是柴油發動機產生的尾氣的裝過濾置再生的後噴射的方法的本發明能夠實現這些目的和其它目的，該方法是在將微粒送到氧化催化器後，累積在所述過濾裝置的過濾設備上的類型。
根據本發明的方法的特徵在於-再生液包括至少一種烴和/或至少一種還原劑，-該後噴射基本上是在催化器上遊噴射，使用後噴射方法*一方面，是再生液，*另一方面，是至少一種氣流，最好是壓縮空氣。
該再生液和氣流一起形成一種能夠將再生液噴射到尾氣中並且使它們溫度升高的氣霧劑，以提高上述微粒的氧化率，並因此有助於過濾裝置的再生。
根據本發明的方法有助於得到質量優良的氣霧劑，及尾氣微粒過濾器的非常良好的再生的指示劑。
在該柴油後噴射方法中，利用位於柴油發動機尾氣出口、氧化催化器的上遊的一個裝置，該裝置的下遊定位於柴油發動機排放的碳微粒的過濾器的設備上。在該方法中，通過剩餘的氧氣與尾氣中的一氧化氮反應使過濾器設備上累積的微粒燃燒。
根據本發明的一種優選的配置，再生液的後噴射流及氣流(最好是壓縮空氣)的後噴射流從幾乎同心的孔中噴出。
根據本發明的另一種優選的配置，一部分氣流(最好是壓縮空氣)與再生液通過同一個的噴嘴，到達後噴射孔。
為了進一步提高後噴射氣霧劑的質量，根據本發明，在後噴射前將部分氣流與再生液混合。
本發明的配置的一個優點是在再生液的後噴射暫停通過噴嘴後及在必需要衝洗所述噴嘴期間，減少氣流(最好是壓縮空氣)流經該噴嘴向後噴射噴嘴堵塞的危險。
為了焦化和熱損壞的問題儘可能少地發生，進行配置，使當發動機運行時，至少部分後噴射設備的溫度保持在120℃或更低，最好是100℃。
為了達到該目的，至少部分後噴射設備與尾氣流經的管道保持距離。
優選的，選擇再生液*從包括精煉油產品(最好是汽油和柴油)的烴族選擇，*從醇族(最好是甲醇)選擇，*從還原劑族(最好是脲和含氨溶液)選擇，*及以上的混合物。
根據本發明的一個優選實施例，該方法包括下面的基本步-測量氧化催化劑上遊的溫度θm，-比較溫度θm和溫度θr，該溫度θr對應於再生液在燃燒催化劑中完全燃燒的溫度，-如果θm等於或大於θr，則開始再生液的後噴射。
根據該優選實施例的主要特點，其具有以下步.用傳感器3測量過濾系統上遊的壓力Pm，所述壓力Pm表示過濾設備5被微粒堵塞的程度，.比較上述壓力Pm和對應於可允許的最大堵塞程度的參考壓力Pr，.如果Pm等於或大於Pr並且如果θm等於或大於θr，則開始柴油的後噴射。
根據本發明的方法的顯著優點在於應用至少一個計算機，參考溫度θm數據及可能的壓力Pm，控制再生液的噴射，以使溫度升高到過濾裝置最佳再生所需的溫度。
根據它的另一個目的，本發明還涉及一種使用上述後噴射方法的裝置。該裝置包括至少一個排氣管、至少一個催化器及過濾設備。其優點在於還包括■再生液供應設備，■供應加壓氣流(最好是壓縮空氣)的設備，
■與尾氣排放管連接的後噴射設備，包括☆至少一個噴射器，最好是電磁的，☆至少一個噴射器固定器，所述噴射器安放在其上，☆至少一個毛細管或噴嘴開始於噴射器，通過催化器上遊的至少一個開口終止於至少一個排氣管，☆至少一個與供應加壓氣流(最好是壓縮空氣)的設備連接的管道，通過至少一個開口終止於排氣管，■至少一個安放在催化器上遊的排氣管上的溫度傳感器用於測量θm，■至少一個安放在催化器上遊的所述管道上的測量排氣管中的Pm的壓力傳感器，■至少一個控制後噴射的計算機，其支配再生液供應設備、加壓氣流(最好是壓縮空氣)供應設備、後噴射設備和溫度或壓力傳感器。
根據本發明的裝置的顯著特徵為.毛細管(或噴嘴)與管道是同心且同軸的，它們各自的開口也是同心且同軸的，均終止於排氣管，.該毛細管(或噴嘴)安放在管道中。
有利地，進行安放使至少部分後噴射設備(最好至少是噴射器)最好與排氣管保持足夠的距離以避免熱損壞，也就是，在發動機運行時，其溫度能夠保持在120℃或更低，最好是100℃。
加壓氣流(例如壓縮空氣)對烴類、醇類和/或還原型再生液(例如，柴油燃料和/或脲和/或含氨溶液)的後噴射起輔助作用。毛細管(或噴嘴)/管道結合的結構的優點在於，噴射器及其支架位於.與排氣管的距離是一個點距離(例如，200毫米)，避免受到高溫，.在氧化催化器的上遊。
尾氣過濾設備位於氧化(或燃燒)催化器的下遊。在實際中，催化器和過濾設備位於一個室中，該室位於發動機產生的尾氣流過的通路上。
根據本發明的裝置的一個優選實施例，配置加壓氣流(最好是壓縮空氣)的供應設備，以允許氣流的入口位於噴射器的出口，在毛細管或噴嘴的前端，所以加壓氣流(最好是壓縮空氣)能夠與後噴射再生液一起在毛細管或噴嘴中流動。
根據該優選實施例的一個優點在於，加壓氣流(最好是壓縮空氣)的供應設備包括一個在噴射器的出口處、在毛細管或噴嘴的前端、控制加壓氣流(最好是壓縮空氣)入口的電磁閥，允許所述氣流與再生液一起流動，其次在後噴射結束後，通過在毛細管或噴嘴中保持一段時間的加壓氣流(最好是壓縮空氣)衝洗毛細管或噴嘴。
根據優選實施例的另一個特點，配置加壓氣流(最好是壓縮空氣)供應設備及後噴射設備(最好是噴射器固定器)使具有至少一個校正入口，使加壓氣流(最好是壓縮空氣)與在毛細管或噴嘴入口處的再生液連續混合，以得到一種乳狀液，而且最好通過在毛細管或噴嘴中保持一段時間的所述氣流以起到衝洗作用。
有利地，再生液供應設備與至少一個發動機的機械噴射泵的供應管連接。
最好這樣選擇再生液*從包括精煉油產品(最好是汽油和柴油)的烴族選擇，*從醇族(最好是甲醇)選擇，*從還原劑族(最好是脲和含氨溶液)選擇，*及以上的混合物。
明顯地，根據本發明的裝置包括一個溫度傳感器和一個壓力傳感器。而且與溫度傳感器和壓力傳感器連接的計算機(或電子控制箱)將各自測量的值θm和Pm分別與參考值θr和Pr比較，當測量值θm與Pm等於或大於參考值θr和Pr時，通過再生液供應設備、加壓氣流(最好是壓縮空氣)供應設備及後噴射設備將再生液後噴射進尾氣管。
最好，溫度傳感器與壓力傳感器基本上位於尾氣管中同樣的高度。
例如，在實際中，用與汽油機所使用的類型相同的常規電磁噴射器實現後噴射，該噴射器位於離排氣管一定距離的噴射口上。通過在一條例如金屬管線上的毛細管將該噴射器噴射的烴類、醇類和/或還原型再生液(例如，柴油燃料和/或脲和/或含氨溶液)輸送到熱排氣管。將壓縮空氣輸送到該管道，以到達同心圍繞的毛細管，流進尾氣管，正確噴射烴類、醇類和/或還原型再生液(例如，柴油燃料和/或脲和/或含氨溶液)。控制允許再生液後噴射進尾氣排放管的電磁閥開/關的電子控制箱控制再生液的噴射和壓縮空氣的供應。
最好，在噴射器固定器中，配置校正入口與空氣入口連接，與噴射端相對，以在毛細管入口處產生再生的空氣/液乳狀液並且允許完全霧化的再生液從出口噴射進排氣管。


從下面結合關於根據本發明的後噴射裝置與過濾系統一體的非限制性的附圖的描述能夠更好地理解本發明。其中圖1是一個系統總示意圖，包括具有氧化催化器的過濾裝置，在該組件的上遊，使用再生方法的後噴射系統。
圖2是根據第一實施例的後噴射裝置的詳細圖。
圖3是根據第二實施例的後噴射的特點的詳細圖。
圖4是一個與發動機/微粒過濾器一體的後噴射系統結合體的總圖。
具體實施例方式
圖1中示意性地表示了根據優選實施例，使用本發明的再生方法的系統。在該系統中，形成或不形成過濾裝置的一部分的微粒過濾器的各種機械元件合作以控制過濾系統的再生。
這樣，用傳感器2檢測到的溫度和傳感器3檢測到的壓力控制管道1中的柴油發動機噴射出的尾氣，然後送到氧化催化器4、再到過濾筒5，其整個包容在金屬室6中，用陶瓷元件7絕緣。
只要需要，計算機8就使安裝在噴射器固定器單元10上的電磁噴射器9噴射柴油，其是通過管11從柴油發動機的一個旁路提供柴油的，通過毛細管12將柴油送到尾氣管。
毛細管12終止於在氧化催化器4的上遊的、在尾氣管14中的管13的中心，以正確地噴射同心到達的、容納在電磁閥15中、由壓力調整器(未示出)供應的空氣。
第二電磁閥16能夠淨化毛細管，防止柴油堵塞在毛細管中，防止焦化而使非常熱的尾氣管附近堵塞。
圖2所示是根據第一實施例的後噴射裝置特別是噴射器固定器的詳細圖。
計算機8利用傳感器2和3檢測的溫度及壓力並根據策略方案，從發動機迴路的11處提供柴油的電磁噴射器9中噴射柴油。在電磁噴射器出口處，毛細管12將噴射的柴油送到尾氣管1中，在14處與通過管道13同心到達的空氣一起噴射。
由壓力調整器(未示出)控制的電磁閥控制噴射空氣的比率，它與噴射器11同時打開，以從開始就能夠正確噴射，但是它的關閉會延遲幾秒鐘，以允許用空氣來衝洗毛細管，噴射器一關閉電磁閥16就開始供應空氣，截止閥17防止柴油殘留在噴射器固定器10的管道中，以進行有效的衝洗。
圖3表示了本實施例的一個特點。根據該特點，提高了柴油噴射的質量並且簡化了該組件的結構，由與柴油噴射器9同時打開的一個獨立的電磁閥為噴射器固定器10提供空氣，但是象前一個實施例那樣，它的關閉會延遲幾秒鐘，由於校正空氣噴嘴18控制空氣流，所以能夠自動衝洗毛細管。而且，在電磁閥15打開後，該空氣流與噴射器9噴射出的柴油在室19中形成乳狀液，然後通過毛細管12送到出口，進入尾氣管的14處。該乳狀液結束於管13的中心，在那裡它遇到了由該管輸送的空氣。由於在毛細管中已經形成了乳狀液，所以能夠準確地進行噴射並且霧化質量更好。當關閉噴射器時，空氣流會多維持幾秒鐘以完全衝洗毛細管12。
在該實施例中，例如通過4/6毫米絢麗管、限制噴射器固定器入口的直徑為2毫米、空氣噴嘴為0.45毫米將壓力為3巴的空氣在毛細管12的入口處提供給室19，能夠得到很好的效果。如該1/1.6毫米的不鏽鋼管長度為50釐米，安放在4/6毫米的不鏽鋼管中，在不產生額外的烴類排放物的情況下，就能將噴射用的柴油霧的溫度升高到例如270℃圖4表示了與微粒過濾系統連接的後噴射裝置，該結合體安放在由空氣壓縮機21支持的柴油發動機20上，從渦輪22中排出，在14處噴射柴油及從管道13中排放的空氣之前，通過管道23排出尾氣，到系統的1處，在那裡安放有溫度傳感器2和壓力傳感器3。安裝在發動機噴射泵24的柴油供給的一個旁路上的管道11為噴射器9供應柴油。
在後噴射裝置的微粒過濾器再生方法中，如果溫度不足以使微粒開始燃燒，則由於柴油噴射會發生再生。
為了這個目的，用傳感器2檢測催化器入口附近的溫度，例如，該傳感器是熱電偶或電熱調節器型的，安放在系統的入口。由計算機8接收檢測到的溫度值θm。計算機比較該值θm和參考值θr，該參考值對應於在催化器上柴油與額外的空氣完全燃燒的溫度。本領域技術人員能夠很練地確定θr。在實際中，對於柴油發動機來說，例如θr≥300℃。
如果檢測到的溫度θm等於或大於參考值θr，則電子控制箱打開噴射器9和電磁閥15。打開後，柴油流入毛細管，壓縮空氣流入管道13。在管道13的出口的14處，柴油與壓縮空氣混合，這樣就成為霧化的形式，噴射入尾氣排放管1。
噴射進排氣管1的燃料進入室6，在催化器4上完全燃燒。這種燃燒會使溫度明顯上升到溫度θc，在這個溫度會發生微粒燃燒堵塞過濾設備的現象。但是由於氧化催化器促進了產生的NO2微粒與尾氣中的過量的殘餘氧氣的結合促進了這種氧化反應，所以在低於正常燃燒溫度的溫度處發生該反應。在氧化期間，固體微粒轉化為可除掉的氣體。
然後該過濾設備清除堆積，恢復其全部過濾容量。
根據本發明的一個優選實施例，電子控制箱能夠利用檢測量θm估計在過濾設備高度的微粒的溫度。事實上，如果θm接近於不用柴油後噴射微粒就會燃燒的溫度，則計算機能夠確定不開始後噴射，所以能夠獲得相當明顯的燃油經濟性。
另一種操作模式包括用溫度傳感器2和壓力傳感器3同時檢測催化器設備高度的溫度和壓力。檢測到的壓力值Pm表示過濾設備被微粒堵塞的程度。事實上，如果過濾設備堵塞，尾氣通過會更加困難，並產生背壓。所以，壓力檢測值Pm是表示控制過濾設備堵塞的最好方法。傳感器3是常規的檢測絕對壓力的傳感器。根據本發明的一個特徵，壓力傳感器3可以是一個檢測標準壓力的傳感器，包括位於過濾器上遊的一個傳感器和一個位於所述過濾器下遊的一個傳感器。
電子控制箱將檢測值Pm與對應於過濾設備可容忍的最大堵塞程度的參考值Pr比較。本領域技術人員能夠容易並且任意地確定表示堵塞的Pr。實際上，例如，壓力Pr對應於全新的過濾器檢測出的壓力加上100毫巴的值。
如果Pm等於或大於Pr，則電子控制箱將θm與θr比較。如果θm等於或大於θr，則控制箱開始柴油的後噴射，其會引起過濾設備的再生。該操作模式具有一個優點，只有當過濾設備達到給定的堵塞程度時才能開始後噴射，所以能夠在很大程度上限制過多的油耗。針對該壓力值，計算機仍然基於給定值，根據背壓水平，能夠增加噴射時間，以達到較高的溫度。
實施例做為非限制性實施例，過濾裝置與工業的車輛發動機一起使用，如Renault IV 620-45增壓發動機，排量為10公升，180千瓦馬力。這種發動機也用於市內公交車。
該過濾裝置包括-鉑基金屬氧化催化器，能夠將在較低的溫度氧化全部CO和烴類，產且將部分NO轉化為NO2，每立方尺含鉑90克，-平行安裝的碳化矽蜂窩型微粒過濾器，-圖3中所示的根據第二實施例的柴油噴射系統，使用的毛細管12由不鏽鋼製成，內徑為1毫米，外徑為1.6毫米，空氣進入管道13也由不鏽鋼製成，內徑為4毫米，外徑為6毫米，總長為50釐米，-控制柴油後噴射的電子控制箱8。計時器將後噴射時間限制到20秒，對應於20立方釐米的噴射量，然後對控制箱進行專門編程，以在7分鐘後再次後噴射，-與管道11連通的電磁噴射器9，管道11通過三通與發動機噴射泵供應管連接，以具有在1到1.5巴之間的供應壓力。
調整電子控制箱，以使得當背壓達到150兆巴並且氣體溫度高於300℃時就開如後噴射。
利用這些結構，公交車行駛45000公裡以上而沒有發現任何背壓的偏離，證明後噴射系統出色地完成了工作，穩定地保持了足夠的溫度，使過濾器持續再生，而不管工作條件多麼嚴峻。
進行了一個測試，是在UTAC滾筒上在代表市內交通條件的汙染循環下行駛15000公裡後進行的，產生了下面值得注意的結果

排放是以克/公斤計這些結果證明了該裝置的在再生及所有汙染物的汙染控制方面的效用。
因此根據本發明的、與使用氧化催化器的過濾裝置相關的後噴射方法能夠適當處理市內運輸車輛的尾氣的微粒。事實上，通常在低於允許常規過濾裝置再生的溫度時這些車輛產生尾氣，使這些裝置堵塞，所以突然的燃燒反應會使它們迅速損壞。但是，根據該技術得到的結果可以認為這種類型的車輛的最小的服務壽命是100000公裡。
所以，雖然根據本發明的噴射裝置並沒有包括任何新型的元件，但是該發明具有一個優點，能夠成功能與各種現有技術結合併適應各種現有技術，以改善其效果，得到一種效果良好並且穩定的裝置，使其具有可靠的柴油後噴射，而不會產生不必要的烴類排放物，使尾氣溫度明顯增加以便氧化過濾器上累積的碳微粒，並且即使在發動機速度不會產生高溫尾氣的情況下，在過濾再生方面也具有良好的效果。
權利要求
1.一種再生液的後噴射方法，特別是用於過濾柴油發動機產生的尾氣的裝置的再生方法，該方法主要針對累積在所述過濾裝置上、其後被送到氧化催化器的微粒，其特徵在於-再生液包括至少一種烴類和/或至少一種還原劑，-該後噴射主要包括用後噴射設備在催化器上遊的噴射*其中一種是再生液，*另一種是至少一種氣流，最好是壓縮空氣，該再生液和該氣流一起形成一種氣霧劑，適於將再生液噴射進尾氣中並且升高其溫度，以加快所述微粒的氧化率，因此有助於過濾裝置的再生。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，從幾乎同心的開口中噴射再生液的後噴射流及最好是壓縮空氣的氣流的後噴射流。
3.如權利要1和2之一所述的方法，其特徵在於，最好是壓縮空氣的氣流的一部分與再生液通過同一個噴嘴，向上到達後噴射開口。
4.如權利要求3所述的方法，其特徵在於，在後噴射之前氣流的一部分與再生液混合。
5.如權利要求3或4所述的方法，其特徵在於，在通過噴嘴的再生液的後噴射中斷之後，在必須衝洗所述噴嘴期間，將最好是壓縮空氣的氣流保持在噴嘴中。
6.如上述任一權利要求所述的方法，其特徵在於，當發動機運行時，保持至少部分後噴射設備的溫度小於或等於120℃，最好是100℃。
7.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，至少部分後噴射設備與尾氣流過的管道保持一定距離。
8.如上述任一權利要求所述的方法，其特徵在於再生液的選擇*從包括精煉油產品(最好是汽油和柴油)的烴族選擇，*從醇族(最好是甲醇)選擇，*從還原劑族(最好是脲和含氨溶液)選擇，*及以上的混合物。
9.如上述任一權利要求所述的方法，其特徵在於-檢測氧化催化器上遊的溫度θm，-比較θm與溫度θr，θr對應於在燃燒催化器中再生液完全燃燒的溫度，-如果θm等於或大於θr，則開始再生液的後噴射。
10.如權利要求9所述的方法，其特徵在於，還包括.用傳感器(3)測量過濾系統上遊的壓力Pm，所述壓力Pm表示過濾設備(5)被微粒堵塞的程度，.比較上述壓力Pm和對應於可允許的最大堵塞程度的參考壓力Pr，.如果Pm等於或大於Pr並且如果θm等於或大於θr，則開始柴油的後噴射。
11.如上述任一權利要求所述的方法，其特徵在於，參考溫度θm數據和壓力Pm數據，由至少一個計算機控制柴油噴射，使溫度升高到過濾裝置最佳再生所需的溫度。
12.一種運用上述任一權利要求所述的後噴射方法的的裝置，包括至少一個排氣管(1)，至少一個催化器(4)及過濾設備，其特徵在於，還包括■再生液供應設備(11)，■供應最好是壓縮空氣的加壓氣流的設備(15、16、17)，■後噴射設備包括☆至少一個噴射器(9)，最好是電磁的，☆至少一個噴射器固定器(10)，其上安放有所述噴射器，☆至少一個毛細管或噴嘴(12)開始於噴射器(9)，通過催化器(4)上遊的至少一個開口(14)終止於至少一個排氣管(1)，☆至少一個與供應最好是壓縮空氣的氣流的設備連接的管道(13)，通過至少一個開口(14)終止於排氣管(1)，■至少有一個安放在催化器(4)上遊的排氣管(1)上的溫度傳感器(2)用於測量θm，■至少有一個安放在催化器(4)上遊的所述排氣管上的測量排氣管(1)中的壓力傳感器(3)用於測量Pm，■至少一個控制後噴射的計算機(8)，其支配再生液供應設備(11)、最好是壓縮空氣的加壓氣流的供應設備(15、16、17)、後噴射設備和溫度傳感器(2)或壓力傳感器(3)。
13.如權利要求12所述的裝置，其特徵在於.毛細管或噴嘴(12)與管道(13)是同心且同軸的，它們各自的開口(14)也是同心且同軸的，均終止於排氣管(1)，.該毛細管或噴嘴(12)安放在管道(13)中。
14.如權利要求12或13所述的裝置，其特徵在於，設置一部分後噴射設備，最好至少是噴射器(9)，使其最好與排氣管(1)保持足夠的距離，以避免熱損壞，即當發動機運行時，保持溫度小於或等於120℃，最好是100℃。
15.如權利要求12到14之一所述的裝置，其特徵在於，設置最好是壓縮空氣的加壓氣流的供應設備，使其允許在噴射器(9)出口、毛細管或噴嘴(12)前端流入氣流，以使最好是壓縮空氣的加壓氣流能夠與後噴射再生液一起流進毛細管或噴嘴(12)。
16.如權利要求15所述的裝置，其特徵在於，最好是壓縮空氣的加壓氣流的供應設備包括一個控制在噴射器(9)出口、毛細管或噴嘴(12)前端的最好是壓縮空氣的加壓氣流的注入的電磁閥(16)，允許所述氣流與再生液一起流動，其次，在後噴射結束後，通過在毛細管或噴嘴(12)中保持一段時間的最好是壓縮空氣的加壓氣流來衝洗毛細管或噴嘴(12)。
17.如權利要求12到16之一所述的裝置，其特徵在於，設置最好是壓縮空氣的加壓氣流的供應設備及最好是噴射器固定器(10)的後噴射設備，使至少具有一個校正入口(18)，在毛細管或噴嘴(12)入口處，最好是壓縮空氣的加壓氣流的流入與再生液連續混合，以生成乳狀液，並且最好能通過閉合後在毛細管或噴嘴(12)中保持所述氣流一段時間，而起到衝洗作用。
18.如權利要求12到17之一所述的裝置，其特徵在於，再生液供應設備(11)與發動機的至少一個機械噴射泵(24)的供應管連接。
19.如權利要墳12到18之一所述的裝置，其特徵在於，再生液的選擇*從包括精煉油產品(最好是汽油和柴油)的烴族選擇，*從醇族(最好是甲醇)選擇，*從還原劑族(最好是脲和含氨溶液)選擇，*及以上的混合物。
20.如權利要求12到19之一所述的裝置，其特徵在於，其包括一個溫度傳感器(2)和一個壓力傳感器(3)，計算機(8)與溫度傳感器(2)及壓力傳感器(3)連接，將測量到的θm與Pm值分別與參考值θr和Pr比較，當測量到的θm與Pm值等於或大於參考值θr和Pr時，通過再生液供應設備(11)、最好是壓縮空氣的加壓氣流供應設備(15、16、17)及後噴射設備開始將再生液後噴射進排氣管(1)。
全文摘要
本發明涉及一種用於過濾柴油發動機產生的尾氣的裝置的再生方法，該方法包括在氧化催化器(14)上遊噴射充分霧化的烴類、醇類和/或還原型再生液(例如，柴油燃料和/或脲和/或含氨溶液)，以便根據微粒堵塞過濾器來提高的尾氣的溫度。使用設置在過濾裝置上遊的溫度傳感器(2)和壓力傳感器(3)，計算機(8)控制再生液從電磁噴射器(9)的噴射，所述再生液通過毛細管(12)送入排氣管(1)，其與前述的噴射器在催化器(5)的上遊分開一定距離，目的是通過空氣充分霧化。
文檔編號F01N13/02GK1780974SQ200380109402
公開日2006年5月31日 申請日期2003年12月23日 優先權日2003年1月31日
發明者讓·克洛德·法亞爾 申請人:讓·克洛德·法亞爾