專利名稱：用于使內(nèi)燃發(fā)動機的微粒過濾器再生的方法
用于使內(nèi)燃發(fā)動機的微粒過濾器再生的方法背景技術(shù)柴油動力的內(nèi)燃發(fā)動機的排放物中包含大量的微粒并且受限于嚴(yán)格的 防污法規(guī)。柴油發(fā)動機安裝有微粒過濾器，以便保留微粒并且符合現(xiàn)有法 規(guī)規(guī)定的防污參數(shù)。微粒過濾器的能力有限，并且微粒過濾器必須定期借 助于燃燒掉過濾器中的微粒的循環(huán)而再生。微粒的燃燒產(chǎn)生二氧化碳，所 述二氧化碳和廢氣一起被從過濾器中排出并且實際上確保了微粒過濾器的凈化。執(zhí)行微粒過濾器再生的需要依據(jù)內(nèi)燃發(fā)動機的運轉(zhuǎn)速度和運轉(zhuǎn)速度 瞬態(tài)。事實上，內(nèi)燃發(fā)動機的特定工作狀況產(chǎn)生了能夠開始燃燒由過濾器 保留的微粒的廢氣溫度，同時產(chǎn)生了執(zhí)行燃燒所需的氧的供給，并且部分 地使得過濾器沒有微粒。然而，產(chǎn)生上述狀況的運轉(zhuǎn)速度和瞬態(tài)不能維持 足夠的時長以實現(xiàn)微粒過濾器完全再生(凈化)，并且因此為了執(zhí)行微粒過 濾器的完全再生(凈化)，廢氣的溫度和過量空氣的狀態(tài)必須被確定并被維 持足夠的時長。觸發(fā)微粒過濾器內(nèi)部的微粒燃燒所需要的溫度借助于在排氣管中供給 的過量空氣和燃料在排氣管中的后燃而提供。后燃沿排氣管在微粒過濾器的上游執(zhí)行并且需要以超過6巴的平均壓 力將燃料供給到該位置處。這意味著車輛必須安裝有能夠在內(nèi)燃發(fā)動機的 任何工作狀態(tài)下在微粒過濾器的上游供給燃料的燃料泵。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種用于使內(nèi)燃發(fā)動機的微粒過濾器再生的方 法，該方法沒有現(xiàn)有技術(shù)的缺陷并且特別經(jīng)濟(jì)。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于使內(nèi)燃發(fā)動機的微粒過濾器再生的方法， 所述方法包括在微粒過濾器的上游向排氣管中供給助燃空氣以便在排氣管 中執(zhí)行后燃、以及通過高壓泵單元向內(nèi)燃發(fā)動機的汽缸供給燃料的步驟， 所述方法的特征在于通過高壓泵單元向排氣管中供給燃料。本發(fā)明還涉及一種內(nèi)燃發(fā)動機。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種內(nèi)燃發(fā)動機，所述發(fā)動機包括設(shè)有汽缸的驅(qū)動單元、包括微粒過濾器的排氣單元；用于向所述汽缸和排氣單元供給的 助燃空氣供給單元；包括高壓泵單元的用于向所述汽缸供給燃料的單元； 所述內(nèi)燃發(fā)動機的特征在于，其包括用于向所述排氣單元供給后燃燃料的 裝置；所述供給裝置包括與所述高壓泵單元的加壓燃料出口連接的供給管 線。
具體實施方式
參照附圖
、通過依據(jù)本發(fā)明的實施方式的非限制性示例的說明，本發(fā) 明的其它特征和優(yōu)點將變得清楚，所述附圖是本發(fā)明內(nèi)燃發(fā)動機的示意性 視圖，為清楚起見除去了部分部件。在附圖中，l表示整個內(nèi)燃發(fā)動機，其包括驅(qū)動單元2;用于向驅(qū)動單 元2供給助燃空氣的單元3;用于向驅(qū)動單元2供給燃料，更特別地供給柴 油燃料的單元4;用于燃燒過的氣體的排氣單元5和用于向排氣單元5中供 給燃料以用于在排氣單元5中執(zhí)行后燃的裝置6。驅(qū)動單元2包括汽缸蓋7，該汽缸蓋包含四個汽缸8，所述四個汽缸8 中的每一個都直接與助燃空氣供給單元3、 WTO^^ 4 TOTO"元5 連通。驅(qū)動單元2將熱能轉(zhuǎn)換為供給到驅(qū)動軸9的機械能。供給單元3包括與各汽缸8連接的供給管線10、壓縮機11、加熱器12 和用于調(diào)節(jié)氣流的閥門13。燃料供給單元4為所謂的共軌類型并且包括燃料罐14和供給管線15， 所述供給管線具有沿其連續(xù)地布置的過濾器16、高壓泵單元17和用于所有 汽缸6的共用分配歧管18。供給裝置4包括四個噴射器19，所述四個噴射 器19中的每一個都與相應(yīng)的汽缸6相關(guān)聯(lián)并且通過相應(yīng)的管線20與分配 歧管18連接。高壓泵單元17包括活塞泵21和齒輪泵22，該齒輪泵22具有向活塞泵 21供給并且選擇性地向燃料供給裝置6供給的功能。高壓泵單元17包括用 于致動活塞泵21和齒輪泵22的軸23和用于將驅(qū)動軸9與致動軸23連接 的運動傳動單元24 (以虛線示意性地表示)。排氣單元5包括與汽缸8連接的排氣管25;被容納在排氣管25內(nèi)部并 且通過軸27與壓縮機11連接的渦輪；沿排氣管25布置的燃燒室28;以及 被容納在排氣管25內(nèi)部燃燒室28下游的微粒過濾器29。
供給單元3借助于旁通管30與排氣單元5連接；更特別地，旁通管30 在壓縮機11的下游沿供給管線10布置并且在燃燒室28的上游沿排氣管25 布置。調(diào)節(jié)閥31和用于將空氣加熱到接近廢氣溫度的溫度的加熱器32連 續(xù)地沿旁通管30布置。
供給裝置6能夠在微粒過濾器29的上游提供燃燒室28中后燃所必需 的燃料，并且包括在緊靠燃燒室28的上游將高壓泵單元17直接與排氣管 25連接的燃料供給管線33;用于將所述供給管線33與高壓泵單元17連接 的連接件34;被設(shè)計為向排氣管25中噴射燃料的燃料噴射器35;用于選 擇性地沿供給管線33供給燃料的開/關(guān)型截流閥36;和控制單元37。
控制單元37用于產(chǎn)生用于微粒過濾器29再生的循環(huán)的致動，并且從 而依據(jù)微粒過濾器29的飽和度和排氣管25中廢氣的溫度而計量排氣管內(nèi) 部的燃料流量。
更特別地，排氣管25安裝有用于檢測微粒過濾器29上游和下游的壓 力差并發(fā)出關(guān)于所述壓力差的信號DP的差壓傳感器38;布置在燃燒室28 的上游并且被設(shè)計為發(fā)出溫度信號Tl的溫度傳感器39;和布置在燃燒室 28與微粒過濾器29之間并且被設(shè)計為發(fā)出溫度信號T2的溫度傳感器40。
在使用期間，控制單元37在比較單元41中將信號DP與閾值DPS相 比較；當(dāng)信號DP大于閾值DPS時，控制單元37發(fā)出打開截流閥31的再 生信號RS。將信號Tl和T2與用于微粒自動燃燒的值TA和安全值TS進(jìn) 行比較。在實踐中，自動燃燒值TA與微粒的自動燃燒溫度有關(guān)，即超過所 述溫度，微粒燃燒并且轉(zhuǎn)化為一氧化碳，而安全值TS與一個溫度有關(guān)，超 過該溫度，排氣單元5的結(jié)構(gòu)部件可能遭受由與后燃和廢氣有關(guān)的高溫所 引起的損害。
基本上，控制單元37在比較單元42中將溫度信號Tl和T2與自動燃 燒值TA和安全值TS進(jìn)行比較，并且基于算法發(fā)出用于致動燃料噴射器35 的計量信號DS，所述算法在不存在超過安全值TS的風(fēng)險的情況下，保持 溫度信號T2盡可能高并且在任何情況下都比自動燃燒值TA高。供給裝置6的連接件34包括用于衰減由齒輪泵22產(chǎn)生的壓力波動的 沿燃料流橫截面的收縮部43。此外，收縮部43具有當(dāng)排出一部分燃料用于 后燃時防止高壓泵單元17內(nèi)部產(chǎn)生壓力降的優(yōu)點。
所描述的方法成本低，因為將普通的高壓泵單元改造成具有該新功能 所需的改進(jìn)只涉及相對少數(shù)的特征。實際上，只需要給所述高壓泵單元17 添加基本上由可以與連接件34接合的出口管44限定的輔助出口，以便向 排氣管線25供給通過齒輪泵22泵取的燃料。
雖然在本說明書中，特別地涉及的是特定的再生形式，但是本發(fā)明的 應(yīng)用可以擴(kuò)展到需要使用燃料的微粒過濾器的任何再生形式。
權(quán)利要求
1.用于使內(nèi)燃發(fā)動機(1)的微粒過濾器(29)再生的方法，所述方法包括在所述微粒過濾器(29)的上游向排氣管(25)中供給助燃空氣以便在所述排氣管(25)中執(zhí)行后燃、以及借助于高壓泵單元(17)向所述內(nèi)燃發(fā)動機(1)的汽缸(8)供給燃料的步驟，所述方法的特征在于，借助于所述高壓泵單元(17)向所述排氣管(25)中供給燃料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述高壓泵單元(17) 包括活塞泵(21)和用于向所述活塞泵(21)供給的齒輪泵(22);所述方 法包括借助于所述齒輪泵(22)向所述排氣管(25)中供給燃料的步驟。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，借助于燃料噴射器(35) 定量供應(yīng)所述排氣管(25)中的燃料。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，借助于截流 閥(36)選擇性地中斷/允許燃料在所述高壓泵單元(17)和所述排氣管(25) 之間的流動，所述截流閥(36)沿在所述高壓泵單元(17)和所述排氣管(25)之間延伸的燃料供給管線(33)布置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述截流閥(33)是常 閉的開/關(guān)電動閥；所述方法設(shè)定為借助于由控制單元(37)發(fā)出的再生信 號(RS)打開所述截流閥。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在大于6巴 的平均壓力和750轉(zhuǎn)每分的驅(qū)動軸(9)運轉(zhuǎn)速度下供給燃料。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在緊鄰所述 高壓泵單元(17)的下游限制后燃的燃料傳輸。
8. 內(nèi)燃發(fā)動機，其包括設(shè)有汽缸(8)的驅(qū)動單元(2);包括微粒過 濾器(29)的排氣單元(5);用于向所述汽缸(8)和所述排氣單元(5) 供給的助燃空氣供給單元(3);包括高壓泵單元(17)且用于向所述汽缸(8)供給燃料的單元(4);所述內(nèi)燃發(fā)動機(1)的特征在于，其包括用 于向所述排氣單元(5)供給后燃燃料的裝置(6);所述供給裝置(6)包 括與所述高壓泵單元(17)的加壓燃料出口連接的供給管線(33)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)動機，其特征在于，所述高壓泵單元(17)包括活塞泵(21)和齒輪泵(22)，所述燃料出口布置在所述齒輪泵(22) 和活塞泵(21)之間。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的發(fā)動機，其特征在于，所述供給裝置 (6)包括用于定量供應(yīng)所述排氣單元(5)中的燃料的燃料噴射器(35)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8到10中任一項所述的發(fā)動機，其特征在于，所述 供給裝置(6)包括沿在所述高壓泵單元(17)和所述排氣管之間延伸的燃 料供給管線(33)布置的截流閥(36)，以用于選擇性地中斷/允許燃料在 所述高壓泵單元(17)和所述排氣管(25)之間的流動。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的發(fā)動機，其特征在于，所述截流閥(33) 是常閉的開/關(guān)電動閥；所述方法設(shè)定為借助于由控制單元(37)發(fā)出的再 生信號(RS)打開所述截流閥。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8到12中任一項所述的發(fā)動機，其特征在于，所述 供給裝置(6)包括連接件(34)，該連接件(34)能夠與所述高壓泵單元(17)的出口管(44)連接，并且具有燃料流橫截面的收縮部(43)，以便 在上游減弱壓力波動，將其減小到平均值士0.5巴以內(nèi)。
全文摘要
一種用于使內(nèi)燃發(fā)動機(1)的微粒過濾器(29)再生的方法，其包括提供將在所述微粒過濾器(29)上游向排氣管(25)中供給、以便在所述排氣管(25)中執(zhí)行后燃的空氣；提供將借助于高壓泵單元(17)向內(nèi)燃發(fā)動機(1)的汽缸(8)供給的燃料，以及提供將在所述微粒過濾器(29)上游借助于所述高壓泵單元(17)向排氣管(25)中供給的燃料。
文檔編號F01N3/20GK101680326SQ200880018098
公開日2010年3月24日 申請日期2008年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月1日
發(fā)明者A·馬蒂亞, D·德真納羅, G·格拉索, L·真蒂萊, S·平托 申請人:羅伯特·博世有限公司