排放减少组件及其操作方法技术

本发明专利技术公开一种排放减少组件，其包括第一颗粒过滤器和第二颗粒过滤器，该第一颗粒过滤器具有与其相关联的第一燃料燃烧式燃烧器，该第二颗粒过滤器具有与其相关联的第二燃料燃烧式燃烧器。控制单元控制第一燃料燃烧式燃烧器和第二燃料燃烧式燃烧器的操作。还公开了一种操作排放减少组件的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及柴油机排放减少装置。
技术介绍
未经处理的内燃机排放物(例如柴油机排放物)例如包括各种诸如NOx、碳氢化合物、一氧化碳等的废水。此外，某特定类型的内燃机——诸如柴油机——的未经处理的排放物还包括颗粒状的碳基物质或“烟黑(soot)”。涉及烟黑排放标准的联邦政府规则日益严格，由此促进了对从发动机排放物中除去烟黑的装置和/或方法的需求。发动机系统释放的烟黑量可通过使用诸如过滤器或收集器(trap)等排放物减少装置而得以减少。为了除去其中的烟黑，这样的过滤器或收集器需要定期再生。该过滤器或收集器可通过使用燃烧器或电加热器来燃烧收集在过滤器中的烟黑而得以再生。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，一种排放物减少组件，包括一对燃料燃烧式燃烧器。这两个燃料燃烧式燃烧器均处于单一控制单元的控制之下。该燃料燃烧式燃烧器可通过该控制单元选择性的进行操作而再生颗粒过滤器。根据本专利技术的另一方面，一种在过滤器再生期间监控燃料燃烧式燃烧器的方法包括确定燃烧器所产生的热的温度以及基于此调节供应至该燃烧器的燃料量。可使用预定的温度范围，且如果温度在该预定的温度范围之外则调节供应至燃烧器的燃料量。还公开了配置成以这样的方式控制燃料燃烧式燃烧器的电子控制器。通过使用温度传感器可获得温度测量值。根据本专利技术的另一方面，公开一种用于控制燃料燃烧式燃烧器的操作的控制单元。该控制单元包括壳体，该壳体具有朝该壳体的内部腔室开设的空气入口。一空气泵定位在该壳体的内部腔室中并具有朝控制单元壳体的内部腔室开设的空气入口。该空气泵在内部腔室中产生减小的气压，从而将空气抽吸到壳体中并进入泵的入口。该空气流冷却电子控制器以及置于壳体内的其他部件。在一个示例性的实施方式中，空气泵从壳体的内部腔室抽吸空气并将该空气供应至燃料燃烧式燃烧器的燃烧室，从而促进燃烧器的操作。还公开了一种将空气送进燃料燃烧式燃烧器的相关方法。根据本专利技术的另一方面，公开一种操作排放物减少组件的燃料燃烧式燃烧器的方法。该方法包括响应于燃烧器关闭请求的检出而向燃料燃烧式燃烧器供应减少的燃料。这样的减少的燃料供应持续预定的时间段，在该时间段之后，不再向燃烧器供应燃料。在此处所述的示例性的实施方式中，与火花的产生一起，助燃空气和雾化空气二者的供应在燃料切断后持续一时间段。在一时间段后，不再向燃烧器供应助燃空气，但继续供应雾化空气并保持火花产生。在一时间段后，切断雾化空气的供应并停止火花产生。在此所述的示例性实施方式中，净化空气供应基本上连续地供应至燃料燃烧式燃烧器以减小或者甚至阻止燃烧器的燃料入口喷嘴的堵塞。还公开了一种配置成以这样的方式控制排放物减少组件的部件的电子控制器。根据本专利技术的另一方面，一种监控作为颗粒过滤器中烟黑累积的函数的发动机性能的方法，其包括确定所述过滤器中的烟黑累积特性；分析该特性；以及如果该特性表明预定的发动机性能状况则产生一个错误信号。在一个示例性的实施方式中，所述过滤器中的烟黑累积速率可被监控。所述过滤器中的烟黑累积速率的增加(超过预定界限)可表明诸如过量用油或卡塞/泄漏燃料注入器等的发动机状况。还在此公开了一种配置成以这样的方式监控烟黑累积的电子控制器。根据本专利技术的另一方面，使用烟尘检测器来检测控制单元的内部腔室中的燃料颗粒和/或烟尘的出现。如果检测到燃料颗粒和/或烟尘的出现，则可将控制单元关闭，由此潜在地避免对控制单元的破坏。还公开了一种监控这样的烟尘检测器的输出的方法。根据本专利技术的另一方面，温度传感器用于监控控制单元的内腔中的温度。如果该温度超过预定的上温度界限，则可将控制单元关闭，从而潜在地避免对控制单元的破坏。还公开了一种监控这样的温度传感器的输出的方法。根据本专利技术的另一方面，使用燃料压力传感器来监控与控制单元的燃料泵相关的燃料返回管路中的燃料压力。如果该返回管路中的燃料压力超过预定的上压力界限，则可将控制单元关闭，从而潜在地避免对控制单元的破坏。还公开了一种监控这样的燃料压力传感器的输出的方法。根据本专利技术的另一方面，一种监控颗粒过滤器中的灰积聚情况的方法，包括在过滤器再生之后确定过滤器中的颗粒累积；以及如果颗粒累积超过预定的阈值则产生一个错误信号。在过滤器再生之后保留在过滤器中的颗粒物质可能是因为灰的缘故。同样，通过在过滤器再生之后相对较快地(如果不是立即地)监控过滤器中的颗粒物质量，可确定什么时候过滤器需要维护来除去灰。还公开了一种配置成以这样的方式监控灰积聚的电子控制器。根据本专利技术的另一方面，排放减少组件的电子控制器电耦连于内燃机的发动机控制单元。该电子控制器可经由诸如控制器局域网络或“CAN”接口等的通信接口耦连于该发动机控制单元。以此方式，信息可在排放减少组件的电子控制器与发动机控制单元之间共享。根据本专利技术的另一方面，一种操作燃料燃烧式燃烧器的方法，包括在过滤器再生循环过程中监控颗粒过滤器的出口处的温度；以及如果该过滤器出口温度超过所述预定界限则调节燃料燃烧器的操作。在一个实施方式中，如果过滤器出口温度超过所述预定的温度界限，则将燃料燃烧式燃烧器关闭。先于燃烧器的关闭或代替燃烧器的关闭，如果过滤器出口温度超过预定温度界限，则可减小供应至燃料燃烧式燃烧器的燃料量。根据本专利技术的另一方面，一种开始排放减少组件的燃料燃烧式燃烧器的方法包括一旦检测到点火即降低供应向燃烧器的燃料速率。组件预加热时该燃料速率保持在较低的水平。一旦进行了预加热，燃料水平增加到预定的操作燃料水平。根据本专利技术的另一方面，燃料燃烧式燃烧器的电极在燃料引入燃烧器之前通电预定时间段，从而除去沉积在电极上的烟黑或其他残余物。根据本专利技术的另一方面，监控发动机的操作状况以便于无空气的过滤器再生。在一个具体的实施方案中，过滤器再生在发动机操作状况处于预定范围内时发生。根据本专利技术的另一方面，通过燃料燃烧式燃烧器的进气口进入的废气流分成前进通过燃烧室的燃烧流以及绕过燃烧室的绕流。根据本专利技术的另一方面，装载在颗粒过滤器中的烟黑作为排放质量流量的函数而受到监控。附图说明图1为其上安装了排放减少组件的公路用卡车的后视图；图2为图1的排放减少组件的烟黑减少组件的其中之一的立体图；图3为从图2的线3-3的箭头方向观察的烟黑减少组件的端部的正视图；图4为从箭头方向观察的沿图3的线4-4所取的图2的烟黑减少组件的剖视图；图5为图4的烟黑减少组件的燃料燃烧式燃烧器的放大剖视图；图6为图1的排放减少组件的控制单元的立体图，注意为了清楚说明已经将盖移除；图7为图6的控制单元的侧视图；图8为图1的排放减少组件的图示；图9为在过滤器再生循环中监控排放减少组件的燃料燃烧式燃烧器的操作的控制程序的流程图；图10为说明图9的控制程序的方式的示例性温度图表； 图11为在过滤器再生循环中监控过滤器出口温度的控制程序的流程图；图12为监控作为图1的排放减少组件的颗粒过滤器中的烟黑累积的函数的发动机性能的控制程序流程图；图13为说明图12的控制程序的方式的示例性的ΔP-时间图；图14为监控图1的排放减少组件的颗粒过滤器中的灰积聚的控制程序的流程图；图15为用于关闭图1的排放减少组件的燃料燃烧式燃烧器的控制程序的流程图；图16为说明图15的控制程序的方式的示例性的燃料水平-时间图；图17为用于监控控制单元的燃料返本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种操作排放物减少组件的方法，其包括以下步骤：　　　　以燃料燃烧式燃烧器产生热来燃烧收集在颗粒过滤器中的烟黑；　　　　确定所述热的温度；以及　　　　基于所述热的温度调节供应至该燃料燃烧式燃烧器的燃料量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：默特E贝尔克曼，爱德华C金奈尔德，约翰布赖恩阿贝尔，斯蒂芬保罗戈尔德施密特，小塞缪尔N克兰，纳温哈迪娅，约约瑟夫赫卡比，威廉泰勒三世，威尔伯H克劳利，兰达尔J约翰逊，尼古拉斯比尔克比，大卫皮尔逊，绍亚法尔，孔优根，
申请(专利权)人：阿文技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]