带有凹入式入口端塞子的电加热微粒物过滤器制造技术

本发明专利技术涉及带有凹入式入口端塞子的电加热微粒物过滤器。一种微粒物（ＰＭ）过滤器包括过滤器壁，这些壁具有入口端和出口端。过滤器壁的第一相邻对限定入口通道。过滤器壁的第二相邻对限定出口通道。出口端塞子被布置在入口通道中且邻近出口端。入口端塞子布置在出口通道中且与入口端间隔开。

【技术实现步骤摘要】

0003本专利技术涉及微粒物(PM)过滤器。
技术介绍
0004此处提供的
技术介绍
描述是为了大概介绍本专利技术的背景。0005柴油机在有空气存在的情况下燃烧燃料以产生动力。燃 料的燃烧会产生包含微粒物(PM)的排气。使用PM过滤器可以从排气 中过滤PM。随着时间的过去，PM会积存在PM过滤器内，从而会限制 流过PM过滤器的排气流量。通过称为再生的过程去除堆积在PM过滤器 中的PM。在再生期间，将PM过滤器内的PM烧掉。0006再生会包括将PM过滤器加热到PM的燃烧温度。进行再生 的方式有多种，包括改进发动机操纵，使用燃料燃烧器，在燃料喷射 后使用催化氧化剂来升高排气温度，使用电阻加热线圏，和/或使用微 波能量。0007当温度达到例如60(TC的燃烧温度以上时，柴油机PM就 燃烧。燃烧的开始导致温度的进一步升高。 一旦PM被点燃，燃烧的PM 可被用于再生过滤器的剩余部分。换句话说，级联火焰前锋从PM过滤 器的入口移到出口 。虽然火花点火式发动机在排气流中通常具有低的 氧气值，但是柴油机具有高得多的氧气值。虽然增多的氧气值使PM过 滤器的再生能够更快，但它也带来一些问题。0008现在参照图l,示出了一个用于再生PM过滤器的PM过滤器系统IO。 PM过滤器系统10包括加热器12。 PM过滤器系统10还包括微 粒物过滤器14,其包括壁16-1, 16-2,和16-6 (统称为壁16)。几 对相邻壁16限定出口通道，并可包括入口端塞子。其它几对相邻壁限 定入口通道并可包4舌出口端塞子。0009具体地，相邻壁16-l和16-2， 16-3和16-4，以及16-5和16-6 限定出口通道，并分别包括入口端塞子18-1, 18-2,和18-3(统称为入 口端塞子18)。相邻壁16-2和16-3， 16-4和16-5限定入口通道，并分别包 括出口端塞子20-l和20-2 (统称为出口端塞子20 )。0010使用中，排气流过加热器12,并流入过滤器14的入口通 道。来自入口通道的排气经过壁16流入相邻的出口通道。当排气经过 壁16时，PM被过滤，并积聚在入口通道的壁16上。PM也积聚在入口通 道中出口端塞子20周围的区域中。0011现在参照图2-图4，示出了PM过滤器系统10中的再生。在 图2中，当加热器12被打开时，与加热器相邻的PM开始在燃烧区域中 燃烧。在燃烧区域外的区域中的载体温度可能低于PM的点燃温度。因 此，此时在这些区域中没有再生。0012在图3中，燃烧区域沿PM过滤器14的长度方向移动。只 要燃烧区域的温度高于PM的点燃温度，PM的再生就继续。在图4中， 如果燃烧区域的温度降到PM的点燃温度以下，过滤器14将不能完全再 生。换句话说，PM可能残留在过滤器14的与出口端塞子20相邻的部分 中。0013为了避免这种情况，加热器12可以被打开以将PM过滤器 加热到更高的初始温度。更高的温度趋于降低PM过滤器的耐久性。
技术实现思路
0014一种微粒物(PM)过滤器，其包括过滤器壁，这些壁具 有入口端和出口端。过滤器壁的第一相邻对限定入口通道。过滤器壁 的第二相邻对限定出口通道。出口端塞子被布置在入口通道中且邻近 出口端。入口端塞子布置在出口通道中且与入口端间隔开。0015在其它特征中，排气流入入口通道、经过入口通道的过 滤器壁、到达出口通道。排气还流入出口通道位于壁的入口端和入口 端塞子之间的部分。在工作期间PM积聚在这些部分中。0016一种系统，其包括所述PM过滤器且还包括布置成邻近过 滤器壁的入口端的加热器。 一种控制模块选择性地启动加热器，以再 生PM过滤器。0017从本文提供的详细描述中将更明显地看出本专利技术的更多适用范围。应当理解，本描述和特定例子只是起到举例的作用，而不 意图限制本专利技术的范围。附图说明0018通过详细说明和附图将更完整地理解本专利技术，其中0019图1是根据现有技术的PM过滤器组件的侧剖视图；0020图2是图1的PM过滤器的侧剖视图，以及在再生开始后的第一时间段内的再生温度曲线0021图3是图1的PM过滤器的侧剖视图，以及在再生开始后的第二时间段内的再生温度曲线0022图4是图1的PM过滤器的侧剖视图，以及在再生开始后的第三时间段内的再生温度曲线0023图5是根据本专利技术的示例性发动机和排气系统的原理框0024图6是根据本专利技术的带有凹入式入口端塞子的PM过滤器 组件的侧剖^L0025图7是图6的PM过滤器的侧剖视图，以及在再生开始后的 第一时间段内的再生温度曲线0026图8是图6的PM过滤器的侧剖视图，以及在再生开始后的 第二时间段内的再生温度曲线图；以及0027图9是图6的PM过滤器的侧剖视图，以及在再生开始后的 第三时间段内的再生温度曲线图。具体实施例方式0028下列描述本质上仅仅是示例性的，并且决不意图限制本 专利技术、其应用或用途。为了清楚起见，附图中将使用相同的附图标记 表示相似的元件。0029本专利技术描迷了用于改善前方加热、壁流式PM过滤器的再生的系统和方法。根据本专利技术的P M过滤器使用凹入式入口端塞子来局 部化并增加这些区域中的PM堆积。堆积的PM改善了 PM过滤器的再生。0030前方加热的PM (PM)过滤器的成功再生取决于施加给壁 流式载体的入口的热量。如果激活了PM起燃，就将确定峰值温度。如 果再生过程沿整个栽体的长度方向继续，就将确定热质量。换句话说， 施加给PM过滤器入口的热量是以(排气的热量)加(局部化的PM放热 量)加(任何外部热源)为根据。0031根据本专利技术的凹入式入口端塞子在邻近加热器元件的PM 过滤器的入口端处提供PM堆积。与无凹入式入口端塞子相比，这种积 聚增加了入口处的局部化PM放热量。这些增加的能量能够增加沿PM 过滤器的长度方向传播燃烧的可能性。这种方法能够趋于减少由加热 器提供的热量。0032换句话说，施加给PM过滤器的入口的热量是以(排气的 热量(其与图l中相同))力口 (局部化的PM放热量(其由于在凹入式入 口端塞子中堆积的PM而增加))加(外部热量(其能够被减少))为根据。0033如所理解的，外部热量可由任何合适的方法提供。只是 为了示例，可以通过改进发动机操纵、使用燃料燃烧器、在燃料喷射 后使用催化氧化剂来增加排气温度、使用电阻加热线圈和/或使用微波 能量来提供热量。电阻加热线圈可以是分区或未分区的。0034在图5中，示出了用于车辆的示例性发动机和排气系统IOO 的原理框图。发动机和排气系统100可包括柴油机系统102。虽然示出 了柴油机系统102，但是本专利技术也适用于汽油机系统、均质充气压燃式 发动机系统和/或其它发动机系统。0035柴油机系统102包括发动机104和排气系统106。发动机104燃烧空气和柴油燃料的混合物以产生动力(例如，转矩)。空气和燃料 混合物的燃烧产生排气，其可从发动机104排入排气系统106。由发动 机104产生的排气可包含气态化合物和PM的混合物，该混合物进入排 气系统，并可在排出排气系统106之前在排气系统中进行处理。0036排气系统106可包括排气歧管组件108、中间管组件IIO、 PM过滤器组件112和消声器组件1M。 PM过滤器组件可包括加热器124, 其可被用来在再生期间增加PM过滤器的热量。0037由发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微粒物过滤器，即ＰＭ过滤器，包括：　具有入口端和出口端的过滤器壁，其中，所述过滤器壁的第一相邻对限定入口通道，并且其中所述过滤器壁的第二相邻对限定出口通道；　邻近所述出口端地布置在所述入口通道中的出口端塞子；以及　与所 述入口端间隔开地布置在所述出口通道中的入口端塞子。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：EV冈策，F阿门特，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]