集成传感器催化器制造技术

公开了一种用于过滤内燃机排放出的排气流的用于后处理(AT)系统的集成传感器催化器。集成传感器催化器包括配置成检测排气流的参数的传感器元件。集成传感器催化器还包括配置成过滤排气流中的污染物的微催化器元件。此外，集成传感器催化器包括壳体，其配置成容纳传感器元件和微催化器元件并相对于传感器元件固定微催化器元件，使得微催化器元件被布置并保持在传感器元件上游处的排气流中。还公开了一种包括这种具有集成传感器催化器的AT系统的车辆。

【技术实现步骤摘要】
集成传感器催化器
本公开涉及用于内燃机的排气系统的集成传感器催化器。
技术介绍
各种排气后处理装置已被研发来有效地限制内燃机的排气排放。此类后处理装置通常作为发动机排气系统的一部分与专用后处理系统结合在一起。现代柴油发动机后处理系统通常包括柴油机微粒过滤器(DPF)，其用于在排气排放至大气中之前收集和处理柴油发动机排放出的煤灰微粒物质或煤烟。典型的DPF包含有贵金属(诸如，铂和/或钯)，其作为用于进一步氧化存在于排气流中的煤灰微粒物质的催化剂。在煤灰微粒物质被DPF捕获之前，各种其他布置在排气系统中的装置可与排气流中的煤烟进行接触。由于煤灰微粒物质收集在此类装置上，这些装置的操作可能会受到不利的影响。
技术实现思路
公开了一种用于过滤内燃机排放出的排气流的用于后处理(AT)系统的集成传感器催化器。集成传感器催化器包括配置成检测排气流的参数的传感器元件。集成传感器催化器还包括配置成过滤排气流中的污染物的微催化器元件。此外，集成传感器催化器包括壳体，其配置成容纳传感器元件和微催化器元件并相对于传感器元件固定微催化器元件，使得微催化器元件被布置并保持在传感器元件上游处的排气流中。传感器元件可配置成检测排气流的温度。内燃机可为压燃式发动机。污染物可为发动机排放出的煤灰微粒物质。微催化器元件可包括由排气流的高温活化的贵金属。此类贵金属可为铂和/或钯。发动机可流体地连接至配置成输送所排放出的排气流的排气通道。壳体可包括配置成将集成传感器催化器可拆卸地连接至排气通道的特征件。壳体中的至少一个可包括第一特征件，其配置成指示微催化器元件在传感器元件上游处的排气流中的定向。排气通道可包括第二特征件。第一特征件相对于第二特征件的对齐可指示集成传感器催化器在排气通道上的定向，并因此可指示微催化器元件在传感器元件上游处的排气流中的定向。集成传感器催化器可另外包括加热元件，其由壳体固定和保持成邻近微催化器元件。加热元件可配置成再生微催化器元件。还提供了一种包括这种具有集成传感器催化器的AT系统的车辆。从以下结合附图和所述权利要求书对用于实施本公开的实施例和最佳方式进行的详细描述中，本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点将变得显而易见。附图说明图1是具有连接至排气系统的柴油发动机的车辆的示意性平面图，该排气系统具有采用集成传感器催化器的后处理(AT)系统。图2是布置在图1所示的AT系统的排气通道上的集成传感器催化器的示意性透视图。图3是图2所示的集成传感器催化器的示意性局部平面剖视图，其示出了传感器催化器壳体中的开口。图4是图2所示的集成传感器催化器的示意性侧面剖视图。图5是图2所示的集成传感器催化器的示意性底面剖视图。图6是集成传感器催化器的可选实施例的示意性局部平面剖视图，其示出了指示集成传感器催化器在排气通道上的定向的特征件。具体实施方式参照附图，其中，在若干个附图中，相同的参考标号表示相同的部件。图1示意性地示出了机动车辆10。车辆10包括配置成经由从动轮14推进车辆的内燃机12。内燃机12可配置为火花点火或汽油发动机，在该发动机中，特定量的环境空气流16与计量量的由燃料箱20提供的燃料18相混合，且所得空气-燃料混合物经由发动机的汽缸(未示出，但其为本领域技术人员所理解)内的专用装置(诸如，火花塞(未示出))点燃。内燃机12还可配置为压燃式或柴油发动机，在该发动机中，环境空气流16与计量量的由燃料箱20提供的燃料18相混合，且所得空气-燃料混合物在发动机汽缸内被压缩。虽然本公开适用于两种发动机类型，但随后的描述将主要集中于本公开在柴油发动机上的应用。如图所示，发动机12包括排气歧管22，并可包括涡轮增压器24。涡轮增压器24由排气流26提供动力，发动机12的各汽缸在每一次燃烧事件之后通过排气歧管22释放出排气流26。涡轮增压器24连接至接收排气流26并最终将气流释放至大气中的排气系统28，该排气系统28通常位于车辆10的侧部或尾部。因此，发动机12流体地连接至排气系统28。虽然发动机12示出为具有附接至发动机结构的排气歧管22，但发动机可包括排气通道(未示出)，诸如，通常形成在排气歧管中的排气通道。在这种情况下，上述通道可并入至发动机结构中，诸如，发动机的汽缸盖。此外，虽然示出了涡轮增压器24，但本文并不排除发动机12可在不具有这种功率增大装置的情况下进行配置和操作。车辆10还包括排气后处理(AT)系统30，其作为排气系统28的一部分操作，并采用各种配置成过滤排气流26中的污染物的排气后处理装置。在发动机12为柴油发动机的实施例中，AT系统30包括多个排气后处理装置，其配置成系统地去除排气流26中的微粒物质(PM)或煤烟(即发动机燃烧产生的主要含碳的副产物和排放物成分)。如图所示，AT系统30包括柴油机氧化催化器(DOC)32。DOC32的主要功能在于减少一氧化碳(CO)和非甲烷烃类(NMHC)。此外，DOC32配置成产生二氧化氮(NO2)，这是布置在DOC32下游处的选择性催化还原(SCR)催化器34所需的。DOC32通常包含有由贵金属(诸如，铂和/或钯)制成的催化剂物质，该贵金属在DOC32中用以实现上述目的。一般而言，对于NO2的产生，在高温下DOC32处于活跃状态中并达到操作效率。因此，虽然未示出，但DOC32可紧密地耦接至涡轮增压器24，以在气体到达DOC之前减少排气流26的热能损失。另一方面，SCR催化器34配置成在由DOC32产生的NO2的协助下，将NOX转化成双原子氮(N2)和水(H2O)。当通用名为“柴油机排气处理液”(DEF)36的还原剂应用在柴油发动机中时，SCR转化过程还需要控制量或计量量的所述还原剂。DEF36可为包括水和氨(NH3)的尿素水溶液。将DEF36从位于AT系统30中的某一位置处的储液器37喷入排气流26中，该位置位于DOC32的下游处，并位于SCR催化器34的上游处。因此，DEF36在排气流26流过SCR催化器时进入SCR催化器34。SCR催化器34的内表面包括用于吸收DEF36的封闭底漆，使得DEF可与排流26在NO和NO2的存在下相互作用并产生化学反应来减少发动机12的NOX排放物。流过SCR催化器34之后，排气流26继续流向第二柴油机氧化催化器(DOC)38，其与柴油机微粒过滤器(DPF)40以串联的方式进行布置，并位于DPF40的上游处。如图1所示，DOC38和DPF40可容纳在单个罐42内。DOC38配置成将存在于排气流26中的烃类和一氧化碳氧化成二氧化碳(CO2)和水。DPF40配置成在排气流26被排放至大气中之前收集和处理发动机12排放出的微粒物质。因此，DPF40充当用于去除排气流中的微粒物质(具体为煤烟)的捕集器。与上文所述的DOC32相类似，DOC38和DPF40中的每一个通常均包含有贵金属(诸如，铂和/或钯)，其在本装置中用作为催化剂，以实现其各自的目的。在流过罐42内的DOC38和DPF40之后，排气流26中的有害微粒物质被认为已被充分清除，因此排气流26可随后被允许排出排气系统28，并被排放至大气中。AT系统30还可包括多个传感器元件，其中每一传感器元件都配置成检测排气流26的特定参数或特点。此类传感器元件可配置为温度探测器44、45、46、4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于过滤由内燃机排放出的排气流的用于后处理(AT)系统的集成传感器催化器，所述集成传感器催化器包括：传感器元件，其配置成检测所述排气流的参数；微催化器元件，其配置成过滤所述排气流中的污染物；以及壳体，其配置成容纳所述传感器元件和所述微催化器元件并相对于所述传感器元件固定所述微催化器元件，使得所述微催化器元件被布置并保持在所述传感器元件上游处的所述排气流中。

【技术特征摘要】
2015.12.01 US 14/9556531.一种用于过滤由内燃机排放出的排气流的用于后处理(AT)系统的集成传感器催化器，所述集成传感器催化器包括：传感器元件，其配置成检测所述排气流的参数；微催化器元件，其配置成过滤所述排气流中的污染物；以及壳体，其配置成容纳所述传感器元件和所述微催化器元件并相对于所述传感器元件固定所述微催化器元件，使得所述微催化器元件被布置并保持在所述传感器元件上游处的所述排气流中。2.根据权利要求1所述的集成传感器催化器，其中所述传感器元件被配置成检测所述排气流的温度。3.根据权利要求1所述的集成传感器催化器，其中所述内燃机为压燃式发动机。4.根据权利要求3所述的集成传感器催化器，其中所述污染物为所述发动机排放出的煤灰微粒物质。5.根据权利要求4所述的集成传感器催化器，其中所述微催化器元件包括由所述排...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·N·迪潘纳，J·李，C·E·迪恩，R·米塔尔，D·B·布朗，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US