电加热柴油机微粒过滤器（ＤＰＦ）制造技术

本发明专利技术涉及一种电加热柴油机微粒过滤器。一种柴油机微粒过滤器组件，包括柴油机微粒过滤器（ＤＰＦ）和在该ＤＰＦ的上游端一体形成的电加热器。电加热器包括加热基底和电阻加热元件。加热基底包括中心区和围绕该中心区的边界区。电阻加热元件包括多个导电部。中心区中的相邻导电部形成第一间距。边界区中的相邻导电部形成第二间距。第二间距小于第一间距。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及柴油机，并且更具体地涉及柴油机微粒过滤器(DPF)再生。
技术介绍
此处的背景资料陈述只是为了大体上介绍本专利技术的背景。在此
技术介绍
部分中所 描述的当前署名专利技术人的工作以及在提交时否则可能不构成现有技术的该描述的各方面， 既不明示地也不默示地被承认为是针对本专利技术的现有技术。 柴油机的燃烧循环产生微粒，这些微粒通常要从排气中滤出。柴油机微粒过滤器 (DPF)可沿着排气流布置从而从排气中滤出柴油机微粒。随着碳微粒积聚在过滤器中，排气 的流动阻力增大。DPF会变满，必须进行再生以清除所捕集的柴油机微粒。在再生过程中， 柴油机微粒在DPF内燃烧从而使得DPF能够继续其过滤功能。 再生可涉及在主燃烧事件之后向排气流中喷射燃料。该燃烧后喷射的燃料在排气 流中的催化剂上燃烧。燃料在催化剂上的燃烧期间所释放的热量加热排气以使DPF内捕集 的碳烟微粒燃烧。然而，这种方法会在排气系统中产生大的超温。
技术实现思路
因此， 一种柴油机微粒过滤器组件，包括柴油机微粒过滤器(DPF)和在该DPF的上 游端一体形成的电加热器。电加热器包括加热基底和电阻加热元件。加热基底包括中心区 和围绕该中心区的边界区。电阻加热元件包括多个导电部。中心区中的相邻导电部形成第 一间距。边界区中的相邻导电部形成第二间距。 在一个特征中，第二间距小于第一间距。在另一个特征中，边界区中的导电部具有 的单位长度电阻大于中心区中的。 从下面的详细描述中将明显看出本专利技术的更多适用领域。应当理解，该详细描述 和特定例子，尽管表示了本专利技术的优选实施例，但只用于说明之目的而不意图限制本专利技术 的范围。附图说明 通过详细描述和附图可以更充分地理解本专利技术，其中 图1是包含依据本专利技术的柴油机微粒过滤器(DPF)组件的示例性柴油机系统的示 意图； 图2是包含依据本专利技术的电加热器的DPF组件的截面示意图；以及 图3是依据本专利技术的DPF组件的电加热器的平面图。具体实施例方式下面对优选实施例的描述本质上只是示例性的，绝不意图限制本专利技术、其应用或 用途。为了清楚起见，在附图中，会使用相同的附图标记表征相似的元件。本文所用的术 语模块是指专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一种或多种软件或固件程序的处理器 (共享的、专用的或成组的)和存储器、组合逻辑电路、或其它提供所述功能的适当部件。 柴油机微粒过滤器(DPF)组件可包括与DPF成一体的电加热器。电加热器包括加 热基底和具有多个导电部的电阻加热元件。在加热基底的中心区中的相邻导电部形成第一 间距。在加热基底的边界区中的相邻导电部形成比第一间距小的第二间距。这样，边界区 中的导电部每单位加热基底面积产生更多的热以补偿边界区中不充足的辐射热。 现在参照图l，示意性地示出了依据本专利技术的示例性柴油机系统10。应当认识到， 柴油机系统10本质上只是示例性的，并且本文所述的柴油机微粒过滤器(DPF)再生系统可 以在各种使用DPF的柴油机系统中实施。柴油机系统10包括柴油机12、进气歧管14、共轨 燃料喷射系统16和排气系统18。示例性发动机12包括六个气缸20，其设置成V型布局的 相邻气缸组22、24。尽管图1示出了六个气缸(N = 6)，但应当认识到，发动机12可以包括 更多或更少的气缸20。例如，可以设想具有2、4、5、8、10、12和16个气缸的发动机。还可 知，本专利技术的DPF可以在直列型气缸配置中实施，将在下文详细描述。 空气经由节气门(未示出)吸入进气歧管14中。空气从进气歧管14吸入气缸20 中并且在其中压縮。通过共轨喷射系统16将燃料喷入气缸20中，并且压縮空气的热量点 燃空气/燃料混合物。排气从气缸20排出并且排入排气系统18中。柴油机系统10可包 括涡轮增压器26，其将额外的空气泵入气缸20中，使该空气与燃料和从进气歧管14吸入的 空气一起燃烧。 排气系统18包括排气歧管28、30，排气管32、34，催化剂36，包含柴油机微粒过滤 器(DPF)38和电加热器40的柴油机微粒过滤器(DPF)组件。由第一和第二气缸组22、24 限定出第一和第二排气段。排气歧管28、30将这些排气段从相应的气缸组22、24引向排气 管32、34。排气被引入涡轮增压器26中以驱动涡轮增压器26。组合排气流从涡轮增压器 26经过催化剂36和加热器40流向DPF 38。在排气流释放到大气中之前，DPF 38从组合 排气流中滤出微粒。电加热器40可以集成到DPF 38中并且可选择性地加热流过电加热器 40的排气流从而使DPF 38再生，这将在下文进行更详细地解释。 控制模块42调节柴油机系统10的运转，并且与进气歧管绝对压力(MAP)传感器 44和发动机速度传感器46通讯。MAP传感器44产生指示进气歧管14内空气压力的信号， 发动机速度传感器46产生指示发动机速度(RPM)的信号。控制模块42基于RPM和燃料供 给速度确定发动机负载。燃料供给速度通常以每次燃烧事件的燃料体积来度量。利用燃料 供给速度控制发动机输出。 电加热器40可经由电接线柱(未示出)连接到电源48。当在再生模式下工作时， 电流选择性地流经电加热器40，以便电加热器40能够生热。 参照图2，DPF 38可包括整体式微粒捕集器并且包括限定出交替的进口通道50和 出口通道52的侧壁49。 DPF 38的侧壁49可包括堇青石材料制成的陶瓷蜂窝壁。排气，例 如由发动机12产生的排气，流过进口通道50和侧壁49并且经过出口通道52排出。当排4气从进口通道50流向出口通道52时，碳烟微粒56沉积在侧壁49上。应当认识到，任何陶瓷蜂窝材料都被认为在本专利技术的范围内。 电加热器40可一体地安装到DPF 38的上游端62的端壁62上并且可限定出多个通道64从而允许排气和碳烟微粒56通过。作为加热基底70的合适材料包括但不限于，堇青石和碳化硅。 在再生过程期间，电加热器40产生热从而对流过通道64的碳烟微粒56加热。例如，控制模块42可启动电源48从而给电加热器40提供电流。从电加热器40向碳烟微粒56传递足够的热量从而引起其放热燃烧，释放额外的热。然后，热量流入DPF 38从而加热其中的碳烟微粒56。因此，在DPF 38中获得级联效应。由上游碳烟微粒56的燃烧产生的热量引起下游碳烟微粒56的燃烧。换句话说，电加热器40起着点火催化剂的作用，其点燃或点着上游的碳烟微粒56，这些微粒的燃烧热又点燃下游的碳烟微粒56。通过这种方式，DPF 38内的所有碳烟微粒56都燃烧掉，从而再生DPF 38。 参照图3，电加热器40可包括加热基底70和围绕加热基底70的环形安装部72。环形安装部72包括多个孔74。可通过孔74将电加热器40螺栓连接到DPF 38的壁62上。 加热基底70包括中心区76和围绕中心区76的边界区78。所示的中心区76的尺寸/直径只是示例性的，可以增大或减小。电阻加热元件80形成在加热基底70的表面上或嵌置在加热基底70中。电阻加热元件80可包括，仅作为实例，电阻丝或电阻膜。电阻丝/膜可具有不变的直径/宽度，从而沿着电阻加热元件80的长度方向具有不变的单位长度电阻。因此，沿着电阻加热元件80的长度方向，电阻加热元件80产生不变的热量。电阻加热元件80可由，例如IN本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柴油机微粒过滤器组件，包括：　　柴油机微粒过滤器；和　　在所述柴油机微粒过滤器的上游端一体形成的电加热器，所述电加热器包括：　　加热基底，其包括中心区和围绕所述中心区的边界区；和　　电阻加热元件，其包括多个导电部，其中，所述中心区中的相邻导电部形成第一间距，所述边界区中的相邻导电部形成小于所述第一间距的第二间距。

【技术特征摘要】
US 2008-10-21 12/255035一种柴油机微粒过滤器组件，包括柴油机微粒过滤器；和在所述柴油机微粒过滤器的上游端一体形成的电加热器，所述电加热器包括加热基底，其包括中心区和围绕所述中心区的边界区；和电阻加热元件，其包括多个导电部，其中，所述中心区中的相邻导电部形成第一间距，所述边界区中的相邻导电部形成小于所述第一间距的第二间距。2. 如权利要求1所述的柴油机微粒过滤器组件，其中，所述多个导电部的电阻在所述 电阻加热元件的单位长度上是不变的。3. 如权利要求1所述的柴油机微粒过滤器组件，其中，所述多个导电部具有相等直径。4. 如权利要求1所述的柴油机微粒过滤器组件，其中，所述多个导电部具有相等宽度。5. 如权利要求1所述的柴油机微粒过滤器组件，其中，所述多个导电部串联连接。6. 如权利要求1所述的柴油机微粒过滤器组件，其中，所述电阻加热元件包括嵌入所 述加热基底中的加热丝。7. 如权利要求1所述的柴油机微粒过滤器组件，其中，所述电阻加热元件包括在所述 加热基底表面上的电阻涂层。8. 如权利要求1所述的柴油机微粒过滤器组件，其中，所述电加热器包括围绕所述加 热基底并且将所述加热基底固定到所述柴油机微粒过滤器的壁上的安装部。9. 如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：EV冈策，MJ小帕拉托尔，MR查普曼，
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]