專利名稱：操作柴油發(fā)動(dòng)機(jī)以減小有害廢氣排出和改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑作用的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及IMt柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的一種改進(jìn)的方法，所說(shuō)的柴油發(fā)動(dòng)才蹈e^有柴油顆^it濾器(DPF)和廢氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)，以減小來(lái)自柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的顆 粒物質(zhì)(PM)、絲燒的^/f^^勿(HC)和氮的氧m^ (NQx)的排放。^口 *^地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種催化柴油顆i^ii濾器系統(tǒng)，它通過(guò)i^慮廢氣改進(jìn)了排放，并JLiiitim^收集的顆粒物質(zhì)使逸慮ll4循環(huán)。本發(fā)明還涉城過(guò)使用^HP的EGR(廢氣再循環(huán))氣體、以絲柴油發(fā)動(dòng)才纖燒系統(tǒng)中引入水來(lái)減小 氮的氧4緣的方法。本發(fā)明還涉A^動(dòng)才;i^^潤(rùn)滑組^7，以#內(nèi)^4幾(其中包括柴油發(fā)動(dòng)機(jī))內(nèi)佳月這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油的方法。
背景技術(shù)：
在減小使全球變暖的氣翻M文的努力中，可以有^WM節(jié)能型內(nèi)^4幾，如 柴油發(fā)動(dòng)4幾。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)由于它們的燃料效率高，仍舊受到歡迎。提高內(nèi)燃機(jī)的能量效率的一種方法是通過(guò)提高潤(rùn)滑性能來(lái)減小摩擦能量損耗。然而，；0^斤周知，柴油發(fā)動(dòng)才球它們的廢氣中排ii^粒物質(zhì)(PM)和氮的氧 化物(NQx)。存在的問(wèn)M，從柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中同時(shí)減少^^立物質(zhì)和氮的氧^4勿這 兩者是很困難的，因?yàn)樵谌居腿紵^(guò)程中產(chǎn)生的這兩種排放產(chǎn)物之間存在;0^斤周 知的4斤衷關(guān)系。電子學(xué)控制和公共^il^i^系統(tǒng)的出現(xiàn)，大大》4^動(dòng)了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃^^支術(shù)
的進(jìn)步。然而，必須認(rèn)識(shí)到，只有內(nèi);)^織燒系統(tǒng)不可能滿A^的柴油排放標(biāo) 準(zhǔn)，尤其是有關(guān)顆粒物質(zhì)和氮的氧化物的排放標(biāo)準(zhǔn)。出乎意料的是，最近已菱lj^現(xiàn)，先進(jìn)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)大量助M史"超細(xì)^(a", 即，精細(xì)綠的顆粒。這些精細(xì)錄的l^立^ft^f^害人類《錄。而且，J勝 完全可以確認(rèn)，在已知的解決方法中，只有柴油顆并iit濾器(DPF)技術(shù)安^ 柴油排放系統(tǒng)中時(shí)才育沐皿并且大百分?jǐn)?shù)地(例如99.9%)(按照顆粒計(jì)數(shù))^柴 油發(fā)動(dòng)機(jī)中減少顆凈M勿質(zhì)以^i目關(guān)的超細(xì)顆粒。因此，柴油顆粒i^慮器i^變?yōu)?必需的，并且期望，從不久的絲開(kāi)始，在^:界，在所有的柴油發(fā)動(dòng)才;Ui,都酉e^這種柴油顆粒i^慮器。已經(jīng)提出催化的DPF(CDPF)方法，這種方法包括一種催化劑，這種催化劑或 者(1)在一^f崔化收集器內(nèi)，所說(shuō)的催化收集器在收集物質(zhì)上進(jìn)行預(yù)處理；或 者(2)作為承截燃料的催化劑(FBC), ^ii里通過(guò)連接到單獨(dú)的附加油箱的調(diào) 節(jié)裝置為催化成M續(xù)提供燃料。有關(guān)CDPF方法的專利實(shí)例包括美國(guó)專利6248689"自動(dòng)再循環(huán)的柴油廢， 粒i^慮器和材料"和美國(guó)專利5758496 "顆并沐廢氣的排放控制系統(tǒng)"。DPF技術(shù)，其中^i舌CDPF，通常育沐^N^及大減少顆粒物質(zhì)的排放，但不 能減少來(lái)自柴油排放物的氮的氧化物。本申請(qǐng)人的先前的專利美國(guó)專利#5085049和5251564 ^t導(dǎo)同時(shí)減少顆粒物質(zhì)、》1!l^^;、和氮的氧^4勿的新方法，即，^J I與^卩的egr過(guò)禾Ma合的"有源的"CDPF系統(tǒng)。在美國(guó)專利#5806308中描述的類似的DPR-EGR方法， 其中的一個(gè)"無(wú)源的"DPF系統(tǒng)與熱的EGR系統(tǒng)熬合，不育^實(shí)際的驅(qū)動(dòng)^f牛 下重^生DPF。因此，與^P的EGR系M^給的"有源的"CDPF系統(tǒng)需^f呆 4所有的驅(qū)動(dòng)條f牛下的收集的重復(fù)產(chǎn)生。減少柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的氮的氧化物排放的另 一種方法是利用燃燒室內(nèi)的水來(lái)減小 峰值火焰溫度。在本領(lǐng)域中公知的水填加方法包括1)水-注入，2)水_燃料乳 劑，3) 7JC熏蒸。然而，包括ERG過(guò)程的7p真加方法在柴油發(fā)動(dòng)才難燒系統(tǒng)內(nèi)沒(méi)有廣^i也實(shí)際 應(yīng)用，因?yàn)殛P(guān)注的問(wèn)^l潤(rùn)滑油的保護(hù)膜通過(guò)與臨界的磨^r屬表面(如活塞環(huán)和釭體壁之間的平面以及閥的軸承等)中水的接觸引起的破碎可能導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)磨損問(wèn)題。因》,望開(kāi)發(fā)^>有效的發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油組*以;^柴油發(fā)動(dòng)才鵬燒 室內(nèi)存在水的情況下能夠更好i^^揮作用的潤(rùn)滑系統(tǒng)。美國(guó)專利6329328提出了一種特別適合于壓力累加型(公共^it型)的并且 具有EGR系統(tǒng)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，其中加入了有才M目^^物、二烴1_^^^<^^鋅、 ^7J^酸的鈣或鎂和鋅鹽，其中的基油由礦物油和/或合成油組成。美國(guó)專利4946609 7a了一種用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油，所說(shuō)的柴油 發(fā)動(dòng)機(jī)在排氣系統(tǒng)中配備有DPF，所說(shuō)的潤(rùn)滑油包括柴油發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油和 5-20000ppm(以柴油發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油為基準(zhǔn))的二茂鐵和/或浮油的鐵鹽的鐵化合 物。使用如美國(guó)專利4946609所示的包^4失^S^物的柴油發(fā)動(dòng)才幾潤(rùn)滑油對(duì)于在所 有驅(qū)動(dòng)模式下？ I發(fā)收集的顆粒物質(zhì)的催化重復(fù)發(fā)生不是總M夠的。類似地，美國(guó)專利#5386804公開(kāi)了一種方法，用于向燃燒或電機(jī)燃料^i口二 茂鐵，其中^^]了在燃燒室內(nèi)的填加劑的改進(jìn)的調(diào)節(jié)方法。對(duì)于內(nèi)燃機(jī)，例如柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，定期地引導(dǎo)用過(guò)的曲軸箱油的控制量到燃料 箱^:可能的，在逸io用過(guò)的油與燃料混會(huì)，并JL^;^動(dòng)才;i^燒期間與燃^h^ 燃燒。有許多實(shí)施自動(dòng)曲軸箱油的改變和補(bǔ)給系統(tǒng)的方法，例如在美國(guó)專利 5390762、 4495909、 4421078和4417561中^^開(kāi)的那些系統(tǒng)。然而，通it^til些 專利中公開(kāi)的方法，燃g柴油燃料中的用過(guò)的發(fā)動(dòng)機(jī)油將排放更多的空氣污染 物，如果不^JU DPF系統(tǒng)，在某些國(guó)家中il^不^^許的。因此，需^~種 說(shuō)的CDPF系統(tǒng)，它能夠^口有^k;咸少不期望的污染物。 脅來(lái)說(shuō)，需^"種CDPF系統(tǒng)，所說(shuō)的CDPF系統(tǒng)可以^f乍以便同時(shí)減少顆粒 物質(zhì)和氮的氧化物這兩者的排放。如果一個(gè)CDPF系統(tǒng)可用于有;ii也 ibii^動(dòng)機(jī)油的潤(rùn)滑'l":i^有效性，這將是 絲的。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提^^種排放減少系統(tǒng)，用于酉漆DPF和EGR的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。 按照本發(fā)明的系統(tǒng)可以加入一種 M的發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油組^4勿，所說(shuō)的組，可以艦DPF再生，并Jli^具有:R^擦^t。本發(fā)明還涉絲柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中^JI] 這樣的發(fā)動(dòng)4幾潤(rùn)滑油的方法。按照本發(fā)明的排放減少系統(tǒng)還提^-種可選的方法，用于經(jīng)過(guò)EGR系統(tǒng)向柴 油發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣岐管提供水蒸^fa催化劑，以便減少來(lái)自柴油廢氣的氮的勤膽的形成，不會(huì)引^^動(dòng)才;i^損問(wèn)題。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，^^1加到油箱中發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油的發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油填加組* (它的 ^分后來(lái)傳it^燃料箱)通it)f^^再生期間收集的顆粒物質(zhì)的點(diǎn)火溫度，延 長(zhǎng)了在排放系統(tǒng)中柴油顆粒過(guò)濾器的使用壽命，同時(shí)還為酉6^有按照本發(fā)明的 DPF系統(tǒng)的柴油發(fā)動(dòng)才;i4^^支高的潤(rùn)滑性能。處的*勤口組#包括Cu、 Ce、 Pb、 Mn、 Zn的一種或多種有才/l4r^^^物，其范圍按重量計(jì)占油的總重量的約 0.05%至10%,伊逸的范圍約為0.1%至6%,或者，最條的范圍約為0.1%至2 %。的可替換方法，為此，要在發(fā)動(dòng)才;u由箱中的發(fā)動(dòng)機(jī)油內(nèi)混^定數(shù)量的催化劑，隨后，將控制數(shù)量的這種^fl化劑的油從油箱加到燃料箱內(nèi)。這樣就斷氐了DPF收集的顆粒物質(zhì)的點(diǎn)火溫度。 按照本發(fā)明的系統(tǒng)*出如下的教導(dǎo)確定氣流體的路線，所i兌氣流體可以是空M者來(lái)自DPF的冷卻的EGR氣流，使其通# EGR儲(chǔ)能器中的水^f^f匕 劑溶液，然后iiAi^燒室。EGR儲(chǔ)能器包含在l-10。/。水溶液中的Cu、 Ce、 Fe、 等的水溶性催^(guò)^^7,在EGR運(yùn)行通itit個(gè)溶絲，水蒸^H^化成M兩 者^(guò)"加到酉5^有DPF和EGR的柴油發(fā)動(dòng)才鵬燒系統(tǒng)內(nèi)，以減少來(lái)自柴油廢氣 的顆粒物質(zhì)、^!U^^、和氮的氧化物。為了更全面地理解本發(fā)明，讀者要參照下面的詳細(xì)描述部分，應(yīng)該結(jié)合附圖 閱讀這^分。在下面的詳細(xì)描述以及附圖中，相同的標(biāo)號(hào)指的是相同的部件。


圖1是按照本發(fā)明的說(shuō)明性實(shí)施例的排放減少系統(tǒng)的示意地說(shuō)明，主要用透 視圖表示。圖2是作為圖1的系統(tǒng)的一轉(zhuǎn)件的EGR儲(chǔ)能器的示意描述，表示EGR氣泡穿過(guò)催化劑-水溶液的i^4圣。
具體實(shí)施方式
J脈參照附圖，圖1總體表示按照本發(fā)明的一t"i兌明性實(shí)施例的排放減少系 統(tǒng)(10)的概況。應(yīng)該理解，按照本發(fā)明的排放減少系統(tǒng)期望安^汽車(未示出)上。按照本發(fā)明的排放減少系統(tǒng)(10)是對(duì)于本發(fā)明人以前的美國(guó)專利5085049 和5251564教導(dǎo)的系統(tǒng)的改進(jìn)。在i^E參照引用了美國(guó)專利5085049和5251564 的整個(gè)公開(kāi)內(nèi)容，^4組些專利是全文^￡提出的一樣。提供如圖中示意;44示的按照本發(fā)明的排放減少系統(tǒng)(10)以^JU于柴油發(fā) 動(dòng)機(jī)(l)。在燃料箱(11)中使用在市場(chǎng)上可以得到的柴油燃料，按照慣例^ft 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的核心才M戎部件。所說(shuō)的燃料可以是利用催化劑處理過(guò)的，也 可以不是，并且可以全都是由/A^油站買到的柴油燃料構(gòu)成的。^^照另一種方式， 在箱(11)中的燃^￡可以是包括酒精、水乳膠、和/或生物柴油的燃料^^物。 發(fā)動(dòng)機(jī)(1)通過(guò)它的空Vv口 (7)吸入空氣以使應(yīng)燒。排放減少系統(tǒng)(10)還包括一，化劑i顛口儲(chǔ)，(8)和第"-^l節(jié)泵(9), 用于向油箱(40)中的油填加調(diào)節(jié)量的催化劑填加溶液。排放減少系統(tǒng)(10)還包括一個(gè)電子控制單元(18 )，電子控制單元包括孩狄 理器。雖然在附圖中省去了連接電子控制單元(18)到系統(tǒng)(10)的其它部件的 連線，但應(yīng)該理解，控制單元用導(dǎo)線與多個(gè)傳感器和控制設(shè)備連接。本領(lǐng)域中的 技&、員熟悉這些傳感器和控制設(shè)備，因?yàn)榻?汽車制造業(yè)廣泛地^^這些傳 感器和4空制i殳備。^i^，控制單元(18)可以部分的由M動(dòng)才/U空制模塊(ECM) 或汽車的動(dòng)力總成控制4莫塊(PCM)構(gòu)成。燃燒副產(chǎn)物以各種廢氣的形式出現(xiàn)，其中包括顆粒物質(zhì)、石M^^、超細(xì) 顆粒、和氮的氧4匕物，它們通過(guò)排放歧管(13)從柴油發(fā)動(dòng)才;a非出，并JLi^A^ 氣過(guò)濾組件(14)。廢氣i^慮組件(14)包括兩個(gè)獨(dú)立的分支，在一個(gè)指定的時(shí)間只有一個(gè)分支在操怍，如在本申請(qǐng)人的以前專利中^口詳細(xì)描述過(guò)的。以此方 式，組件的一個(gè)分支可以處在再生模式，而另一個(gè)分支則在收集模式。廢氣itii組件(14)包括第一和第二獨(dú)立的i^慮器元件(2a^2b)，它們?cè)诎l(fā)動(dòng)才;u^1乍期間交執(zhí)收集顆粒物質(zhì)，同時(shí)，定^^逸慮器元件下游方向的單個(gè)排放換向閥(4)在it^慮器排放端口 ( 17)內(nèi)樞軸絲以便引導(dǎo)廢氣^ititM件(14)。 ^i^也，如果期望，可以在^^慮器元件的上游方向使用第4向閥(在圖1中用虛錄示)在圖1所示的實(shí)施例中，圖中所示的換向閥(4)在左邊位置，堵塞了流it^ 一逸慮器元件(2a)的廢氣，從而迫4級(jí)氣穿過(guò)第二i^慮器元件(2b)，在最接近 發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的表面上積累顆粒物質(zhì)。顆粒物質(zhì)(其中包4嫂細(xì)顆粒)在第二過(guò) 濾器元件(2b)的表面上連續(xù)^i焦積^來(lái)， 一直到在過(guò)濾器元件的上游方向的背 壓力iiSj預(yù)先確定的閾值時(shí)為止。為了檢測(cè)這個(gè)背壓力并且將檢測(cè)的數(shù)值通信到 控制單元(18),要提供適當(dāng)?shù)膫鞲衅?。?dāng)&ij過(guò)濾器(2b)再生時(shí)間的時(shí)候，如由過(guò)濾器前的背壓力所表示的，控 制單元(18)使換向閥(4)的位置從左側(cè)變到右側(cè)，以H^許廢氣^ui^斤iJCit 濾器組件(14)的左分支，并且堵塞廢 過(guò)&慮器組件的右分支的流動(dòng)。然后接通預(yù)熱Sil其它的電點(diǎn)火器(3-2),在已經(jīng)重新堵塞的分支內(nèi)啟動(dòng)再 生過(guò)程，燃^A/v再生過(guò)濾器(2b)收集的顆粒物質(zhì)。在過(guò)濾器(2b)上積累的顆 粒物質(zhì)中的適當(dāng)?shù)拇呋瘎┑拇嬖诳梢允顾狞c(diǎn)火溫度下降到范圍250°C-400°C 內(nèi)的一個(gè)^:值。由于現(xiàn)在已經(jīng)堵塞了正常的廢氣流，所以來(lái)自過(guò)濾M生的差4上所有的燃 燒副產(chǎn)物都通過(guò)EGR端口 (20)離開(kāi)，EGR端口 (20)與EGR管(12)連接， EGR管(12)延伸到EGR儲(chǔ)能器(5)。這些燃燒副產(chǎn)物通過(guò)EGR儲(chǔ)能器(5), 然后通itii氣岐管用真空方iU^及到空氣入口 (7),然后與燃燒空氣"""fe^到燃 燒室內(nèi)。J脈參照附圖2,可以看出，在EGR儲(chǔ)能器中，從EGR管(12)開(kāi)始通過(guò) 催化 K溶液(50)來(lái)引導(dǎo)EGR氣體。這^^化7K溶液(50)可以包括Cu、 Ce、 或Fe的7jc溶性催^(guò)it素，占溶液的總重量的約1 %到約10 % 。EGR氣體在離開(kāi)儲(chǔ)能器(5)以后，被引入空仏口 (7)，以便在柴油發(fā)動(dòng)機(jī) (1)內(nèi)再一次燃燒。如果期望的話，可以^JD—^fii^的催化水儲(chǔ)，(44)
來(lái)根悟需要補(bǔ)充儲(chǔ)能器(5)中的溶液。借助于it^慮M生循環(huán)的完成，換向閥可以^i^^多動(dòng)到排放^^口 (17) 的兩個(gè)分支之間的一個(gè)空擋，然后可以斷開(kāi)電點(diǎn)火器(3-1 )。過(guò)濾搡作通過(guò)兩 個(gè)逸慮器(2a、 2b)繼續(xù)進(jìn)行，經(jīng)過(guò)i^慮的廢頓錄(15)和(16)的兩個(gè)排 放管以及(17)離開(kāi)。當(dāng)另一個(gè)過(guò)濾器(2b)再生時(shí)，將換向閥(4)移動(dòng)到另 H^(16)，然后接通相關(guān)的電點(diǎn)火器(3-2)。雖然經(jīng)過(guò)近慮的廢，過(guò)排放端口 (17)排放到大氣中，但是將來(lái)自再生過(guò) 濾器(2b)的副產(chǎn)物經(jīng)過(guò)排放端口 (20)排放到空^口 (7),而排放端口 (20) 與EGR管(12)相連。當(dāng)通過(guò)打開(kāi)過(guò)濾器蓋(21)給空的燃料箱(11)填 料的時(shí)候，拆開(kāi)A慮 器蓋的動(dòng)作向^^動(dòng)擬由泵(30)發(fā)出信號(hào)M動(dòng)機(jī)'由底殼(40)泵出預(yù)先確 定的數(shù)量的用過(guò)的發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油加A^料箱內(nèi)。結(jié)果，開(kāi)始時(shí)作為用于潤(rùn)滑油的 發(fā)動(dòng)才;U逮添加劑？ 1入的催^(guò)M給物與新添加的燃^M^t^給，以便形成要在柴 油發(fā)動(dòng)機(jī)(1)中燃燒的舍燃料的催化劑。通過(guò)與催化油箱(8)相連的補(bǔ)給油泵 (9)可以補(bǔ)加用完的發(fā)動(dòng)機(jī)油。這就向油提供了催化添加劑，其重量范圍/A^ 終組^4勿的總重量的約0.1%到約2%。可以在油中使用的合適的添加劑的例子包 括羧酸鈰、乙酸銅、和^^烷酸(naphthanate)銅。下面的例子應(yīng)該有助于說(shuō)明按照本發(fā)明的方法^i殳備的操作。 例l參照附圖1，按照條的方式封糾偶逸慮器，在it^-器前方安裝電線團(tuán)，每 個(gè)it)慮器由Coming柴油顆津ii^慮器構(gòu)成，它和直徑為5.66英寸，M為6英寸， 射方英寸有100個(gè)單元。如圖l所示，通過(guò)排放系統(tǒng)中的換向閥控制廢氣和EGR氣體的流動(dòng)。來(lái)自DPF的EGR氣體經(jīng)#EGR儲(chǔ)能器中的水溶液的發(fā)泡過(guò)禾1^口到空^ 口，所說(shuō)的儲(chǔ)能器填絲2升水，水中包含50克乙酸銅，并且含少量l， 2-亞乙 ^醇以便防jh^冷溫度凍結(jié)。本發(fā)明的方法的所有特4i^^^具有3.0升發(fā)動(dòng)才;i^量的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的一 臺(tái)Mercedes 300 D上。測(cè)試燃料是常規(guī)的柴油燃料，在燃料中存在300 - 400ppm的硫。所用的發(fā)動(dòng)才;u由是常規(guī)的發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油，粘度為iow40,適合于柴油發(fā) 動(dòng)機(jī)，其中添加本發(fā)明的發(fā)動(dòng)才;u'由添加劑，本發(fā)明的發(fā)動(dòng)才;w由添加劑中包樹(shù)目等數(shù)量的萘烷酸銅和羧酸鈰，從而給出的添加劑量占總的油重量的2%。在美國(guó)的EPA^i2^放實(shí)驗(yàn)室，按照"聯(lián)邦測(cè)試過(guò)程FTP-74CVS，，方法的標(biāo) 準(zhǔn)排放測(cè)試，測(cè)量本發(fā)明方法的 。如以下的表格所示，本發(fā)明的方法明^i也 減少了顆粒物質(zhì)和氮的氧化物這兩者。表l:柴油排放測(cè)試結(jié)果，^f立克/千米石錄4b^4勿 0.26一氧似友 0.81氮的氧化物 0.30顆粒物質(zhì) 0.013燃料燃驗(yàn)率(npg): 31.2雖然針對(duì)具體的說(shuō)明性實(shí)施例已經(jīng)描述了本發(fā)明，但以上的描述旨在說(shuō)明， 并非限制。本領(lǐng)域的"fit技^A員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，可以對(duì)于M實(shí)施例進(jìn)^i午多改 進(jìn)，這^:可以才乘怍的。例如，兩個(gè)逸慮器可以同時(shí)有^it濾，其中兩個(gè)過(guò)濾器 都可以進(jìn)行再生，并且在兩個(gè)過(guò)濾^^一的正常工作時(shí)間的至少某^分期間， 來(lái)自柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣的""^分可以旁路過(guò)濾器，通到大^J不境中。還有，不是 通過(guò)導(dǎo)管引導(dǎo)無(wú)效i^慮^ll"生的副產(chǎn)物到EGR儲(chǔ)能器，而是通過(guò)導(dǎo)管將所說(shuō)副 產(chǎn)物引AJU柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的空Vv口 。可以向EGR儲(chǔ)能^f^EGR氣體或獨(dú)立的 空氣源。期望在本發(fā)明范圍內(nèi)的所有的這樣一些改進(jìn)都落在本發(fā)明的范圍和構(gòu)思之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油組合物，所說(shuō)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在連接到所說(shuō)發(fā)動(dòng)機(jī)的排放系統(tǒng)中配備有柴油顆粒過(guò)濾器和廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，所說(shuō)潤(rùn)滑油組合物包括柴油發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油和催化劑添加劑，所說(shuō)催化劑添加劑包括從包括Cu、Ce、和Zn的組中選擇出來(lái)的至少一種元素的有機(jī)金屬化合物，其中所說(shuō)的催化劑添加劑可以操作以催化所說(shuō)顆粒過(guò)濾器的氧化再生，其中所說(shuō)催化劑添加劑存在的范圍按重量計(jì)是油的總重量的約0.05％到10％。
2. 權(quán)利要求1的組^;，其中所說(shuō)催化劑添加劑存在的范圍是所i^且^/ 的總重量的約0.1%到約6 % 。
3. 權(quán)利要求1的組^4勿，其中所說(shuō)催化劑添加劑存在的范圍是所"iXi且^ 的總重量的約0.1%到約2 % 。
4. 一種用于潤(rùn)滑柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，所說(shuō)的方法包^^下步驟利用權(quán)利要 求1的潤(rùn)滑油組合物潤(rùn)滑S5^有柴油顆粒過(guò)濾器的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。
5. —種,酉漆柴油顆粒過(guò)濾器的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，包4^f口下步驟 向發(fā)動(dòng)才幾中的油添力口油溶性催化添加劑；#^有所說(shuō)催化添加劑的計(jì)量的發(fā)動(dòng)機(jī)油自所說(shuō)的發(fā)動(dòng)才;1#彩"燃料箱中的 柴油燃料；燃絲自所說(shuō)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中的所iW料箱的燃料以產(chǎn)生廢氣；以及在所說(shuō)柴油顆粒過(guò)濾器上收集來(lái)自所iKA氣的顆粒物質(zhì)；以及點(diǎn)燃所說(shuō)收集的顆粒物質(zhì)以^^斤說(shuō)的顆粒出慮器再生；由此，在所說(shuō)的顆粒物質(zhì)中存在少量的所說(shuō)催化添加劑，可以在所說(shuō)柴油顆 粒ital器的再生期間催化其燃燒。
6. 權(quán)利要求5的方法，其中所說(shuō)的再生產(chǎn)生顆粒物質(zhì)燃燒產(chǎn)物，所說(shuō)的再 生還包4沐下步驟51導(dǎo)所艦粒物質(zhì)燃燒產(chǎn)物頭;鵬立出慮器到所狄動(dòng)機(jī) 的進(jìn)氣岐管內(nèi)。
7. 權(quán)利要求6的方法，進(jìn)一步還包4^(口下中間步驟傳i^/斤i^粒物質(zhì)燃燒產(chǎn)物，使其通錄EGR儲(chǔ)能器中的一個(gè)水池。
8. —種引入Cu、 Ce、 Fe等的水溶l"生^^物和水到酉e^DPF和EGR系統(tǒng)的 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣入口的方法，其中所說(shuō)的^^7可以操作以催化所i^粒iiifl 器的勤W生并減少氮的氧化物氣體的排放。
9. (當(dāng)前修改的) 一種^^柴油顆并iiti慮器的改i^法，所說(shuō)柴油顆粒逸慮 器通過(guò)^^1單個(gè)換向閥與^卩的EGR過(guò)禾IM^，所i皿向閥定^^E柴油顆津Ait 濾器系統(tǒng)的雙過(guò)濾器的下游方向，所說(shuō)的方法包才^(o下步驟在柴油顆粒過(guò)濾器上收集來(lái)自柴油廢氣的顆粒物質(zhì)；和點(diǎn)燃所說(shuō)收集的顆粒物質(zhì)以^^m^粒it)慮M生；其中在所"i艦粒物質(zhì)中存在少量催化添加劑，以在所i^油顆粒it^慮器再生 期間催化其燃燒；其中所說(shuō)再生產(chǎn)生顆粒物質(zhì)燃燒產(chǎn)物，所說(shuō)再生進(jìn)一步還包括如下步驟引 導(dǎo)來(lái)自所iW粒i^慮器的顆粒物質(zhì)燃燒產(chǎn)物使其i^^m^動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣岐管；并皿包^^口下中間步驟傳送^^立物質(zhì)燃燒產(chǎn)4^f吏其通過(guò)EGR儲(chǔ)能器中的 一個(gè)^c池。
10. —種排放減少系統(tǒng)，用于酉e^進(jìn)氣岐管和油箱的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，所說(shuō)系統(tǒng)包括第一調(diào)節(jié)泵，用于^y^斤說(shuō)油箱泵吸計(jì)量的油到燃料箱；分叉的i^慮排^l且件，具有第一分支和第二分支，所i錄一分支中具有第一 顆津ii^慮器，所5錄二分支中具有第二顆粒近慮器，所^U^Ma件包括一個(gè)換向 閥，所^i吳向?qū)╚^所itf 一和第二&慮器的下游方向，用于限制廢氣^i至所 逾件到所說(shuō)分支之一；一個(gè)EGR儲(chǔ)能器，用于固定一個(gè)7jc池；一個(gè)EGR管，用于連接所iOM^且件到所說(shuō)EGR儲(chǔ)能器；和一個(gè)導(dǎo)管，用于連通來(lái)自所說(shuō)儲(chǔ)能器的空^'j所^ii氣岐管。
11. 一種#^乍具有燃料箱和柴油顆粒過(guò)濾器的汽車內(nèi)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的方法， 所i兌的方法包^^(口下步驟向所說(shuō)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中的油添加7jc溶t生催化添加劑；將包含所說(shuō)催化添加劑的計(jì)量的發(fā)動(dòng)機(jī)油自所說(shuō)柴油發(fā)動(dòng)才瑜^^所《 料箱的燃料中；燃燒來(lái)自所說(shuō)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中所^B料箱的燃料以產(chǎn)生廢氣； 在所說(shuō)柴油顆粒過(guò)濾器上收集來(lái)自所iJ(A氣的顆粒物質(zhì)；和 點(diǎn)燃所說(shuō)收集的顆粒物質(zhì)以使顆粒過(guò)濾M生；由此，在所說(shuō)的顆粒物質(zhì)中存在少量的所說(shuō)催化添加劑，因而在所說(shuō)柴油顆 凈Ai^慮絲生期間能^HW燃燒；其中所說(shuō)的再生產(chǎn)生顆粒物質(zhì)燃燒產(chǎn)物，及將來(lái)自所i^粒過(guò)濾器的所ij^貞粒物質(zhì)燃燒產(chǎn)物引入所"iji^動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣岐管內(nèi)。
12. 權(quán)利^"求9的方法，進(jìn)一步還包^^下中間步驟傳送所i^粒物質(zhì)燃 燒產(chǎn)物使其通# EGR儲(chǔ)能器中的一個(gè)水池。
13. 權(quán)利要求l的方法，其中的催化添加劑包括羧酸鈰。
14. 權(quán)利要求l的方法，其中的催化添加劑包括萘烷酸銅。
15. 權(quán)利要求l的方法，其中的催化添加劑包括乙酸銅。
16. —種^^乍柴油顆粒過(guò)濾器的方法，所說(shuō)柴油顆粒過(guò)濾器與在柴油顆粒過(guò) 濾器系統(tǒng)中的冷卻的EGR過(guò)禾釤給，所說(shuō)的方法包才^口下步驟在所說(shuō)柴油顆粒過(guò)濾器上收集來(lái)自所說(shuō)柴油廢氣的顆粒物質(zhì)；和點(diǎn)燃所說(shuō)收集的顆粒物質(zhì)以使所i^粒過(guò)濾H^生；其中，在所i兌的顆粒物質(zhì)中存在少量的所說(shuō)催化添加劑，因而在所說(shuō)柴油顆 粒i^慮IW生期間能，化其燃燒；其中所說(shuō)的再生產(chǎn)生顆粒物質(zhì)燃燒產(chǎn)物，并J^斤說(shuō)的再生還包^i口下步驟 將來(lái)自所^^4ii^慮器的所^l貞粒物質(zhì)燃燒產(chǎn)物通過(guò)EGR儲(chǔ)能器中的一個(gè)水池 虧I ^^H^動(dòng)才幾的進(jìn)氣^支管內(nèi)。
17. ^Uf'J^"求7的方法，其中所iJbK池包^^H^K^液，其包括Cu、 Ce、 或Fe的水溶性催^(guò)M^^。
18. 4又利^"求9的方法，其中所iJt7K池包^M&K^液，其包括Cu、 Ce、 或Fe的水溶性^l^/f^4勿。
19. 權(quán)矛J^求11的方法，其中所iJbK池包^^^7K溶液，其包括Cu、 Ce、 或Fe的水溶l"生催^(guò)/f^^。
20. 權(quán)利要求12的方法，其中所iJbK池包^^化7Ki^液，其包括Cu、 Ce、 或Fe的水溶性催^(guò)ft^。
全文摘要
使用包括Cu、Ce等的有機(jī)金屬化合物的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)抗磨潤(rùn)滑油添加組合物來(lái)催化燃燒通過(guò)柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)收集的柴油顆粒物質(zhì)(PM)。需要使DPF再生的Cu、Ce、或Fe等的含燃料的催化劑(FBC)是通過(guò)混合從發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱油系統(tǒng)排除的預(yù)定數(shù)量的用過(guò)的發(fā)動(dòng)機(jī)油與配備DPF和EGR系統(tǒng)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料箱中的燃料產(chǎn)生的。還公開(kāi)了一種方法，用于在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣入口內(nèi)熏蒸水和Cu、Fe、Ce、等的催化化合物，使之成為來(lái)自DPF或空氣的EGR氣體，從而可以減少柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的顆粒物質(zhì)和氮的氧化物這兩者的排放，同時(shí)還改善發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油的性能。
文檔編號(hào)F01N13/04GK101228339SQ200480008535
公開(kāi)日2008年7月23日 申請(qǐng)日期2004年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月2日
發(fā)明者朱利葉斯·J·瑞姆 申請(qǐng)人:朱利葉斯·J·瑞姆