CN102652032A - 可再循环的微粒过滤器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于具有热力发动机的车辆的排气过滤器（1），该排气过滤器在过滤器体部（4）内包括至少一个有褶皱的炭烟过滤介质（7），所述过滤器的特征在于它包括用于使该介质（7）畅通的装置。

Description

可再循环的微粒过滤器

技术领域

本发明涉及由内燃发动机所产生的炭烟颗粒在车辆排气管线中的后处理。

背景技术

对于来自内燃车辆的污染排放物的法规的不断强化导致了这类后处理的安装，尤其是对于以所谓的“稀混合物”来运行的车辆。

由此，已知的是大量的后处理装置由过滤器组成，这些过滤器使待除去的微粒积聚在其中。这些过滤器包含一种过滤介质，该过滤介质由陶瓷制成并且包括允许炭烟在其中积聚的通道。在车辆运行时，它们通过一种被称作的再生的清洁过程而在其整个使用过程中被周期性地清理，这种过程包括在过滤器的上游喷射燃料以便燃烧掉积聚的炭烟颗粒。

这些已知的微粒过滤器使用由重且昂贵的材料制成的过滤介质。

而且，它们的可靠性一方面受到炭烟燃烧的限制而另一方面受到所积聚的炭烟燃烧灰烬的限制，炭烟燃烧是易使陶瓷破裂的极端放热过程，积聚的炭烟燃烧灰烬则会逐渐阻塞过滤介质的通道。

最后，使用燃料喷射来烧掉炭烟增加了车辆的燃料消耗，增加了由炭烟燃烧导致的二氧化碳（CO₂）的排放，并且由于油与燃料的更大稀释作用而使发动机换油间隔缩短。

发明内容

本发明的目标是减小已知微粒过滤器的重量和成本并且改善其可靠性。该目的也是减小燃料消耗、减小车辆排放的CO₂的量并且延长该车辆的换油间隔。为此，本发明提供了一种可再循环（可再生，可循环使用）的过滤介质（媒体），该过滤介质能通过传输到过滤器上的车辆振动以及通过重力清塞（清除堵塞），而不必喷射燃料或烧掉炭烟。本发明的目的也是提供一个远离过滤介质的用于存储炭烟的容积（体积，空间）以及用于压实炭烟的装置，以便将炭烟排除（排出）。

该过滤介质的表面的一个具体形式例如为“蛋盒（蛋托，蛋箱，用于盛蛋的盒子）”的形状，这使之有可能有利于清塞操作。

根据第一实施方案，该过滤介质采取扁平板的形式，根据第二实施方案，该过滤介质采取管的形式。任选的是，该介质可以是有褶皱的。

在这些不同的情况下，可以通过一可移动的元件例如活塞的动作或者通过排气的压力来压实炭烟。

附图说明

通过阅读本发明的几个非限定性的实施方案的以下说明并参见附图，本发明的其他特征和优点将变得清楚明了，在附图中：

-图1和图1A分别示出装备有扁平板形式的过滤介质并且装备有炭烟压实活塞的过滤器的透视图和截面视图；

-图2和图2A分别示出具有通过气体压力将炭烟压实的系统的替代性过滤器的透视图和截面视图；

-图3和图3A分别出管状形式的替代性过滤器的透视图和截面视图；以及

-图4和图4A非限定性地展示了过滤介质的结构。

具体实施方式

参见图1和图1A，微粒过滤器1在排气进入管线2与排气排出管线3之间包括过滤器体部4，该过滤器体部固定—例如焊接—在所述管线上。

在体部4的上部外部部分中，该体部4通过至少一个连接片6固定到车辆的车身5（在图1A中可见）上，这些连接片使得在车辆行进时来自车辆的振动能够被传递到过滤器1上。

过滤器体部4在其上部部分中包含过滤介质7，该过滤介质采取基本水平的板的形式。这个过滤介质7可拆卸（可拆除，可拆换）地固定—例如夹持固定—到体部4上，该体部也提供了支承过滤介质7的功能。

过滤介质7由一定厚度的任选有褶皱的材料制成。它将过滤器体部4分成两个部分：过滤介质下方的脏室8，进入管线2将待过滤的气体引入该脏室中；以及过滤介质上方的净室9，在穿过该过滤介质7之后，已过滤的气体从该净室朝向排出管线3排出。

当车辆行进时，微粒过滤器1具有以下运行模式：当排气中存在的炭烟到达脏室8时，该炭烟被过滤介质7保留并且被收集在该板的下侧上。由于车辆的振动和重力，这些炭烟颗粒从过滤介质7上剥离并且被收集在脏室8的底部。这样，过滤介质7变得畅通（不被堵塞）。

过滤器体部4还在其下部部分中包含用于在将炭烟从该体部去除之前压实和存储该炭烟的装置。

该体部延伸出一存储容积10，例如平行六面体的盒，该盒固定—例如焊接—到过滤器体部4上。

存储容积10通过一开口11与脏室8联通，并且可以包含一可抽拉的抽屉12（在图1A中沿过滤器体部4的右手侧延伸部分），该抽屉以火柴盒的方式滑动并且可以经由右侧从存储容积10中拉出。

当车辆停止时，过滤器1具有以下运行模式：脏室8的底部通过电动致动器14被一可移动的元件13例如活塞mQ从左至右水平地清扫。在车辆行进时积聚在脏室8的底部中的炭烟经过开口11被推到存储容积10中。然后使该活塞回到左手侧位置中。

每次车辆停止时，可以重复该活塞的运动。

还可以选择以不同的方式起动该活塞的运动，例如当车辆进行再次启动时起动或者在行进时周期性地起动。

炭烟在抽屉12的底部中被逐渐压实。当达到特定的饱和阈值时，通过从右侧抽出该可抽拉的抽屉12来将存储容积10的炭烟排空。此时，可以将过滤介质7替换为新的介质。

图2和图2A示出本发明的第二实施方案。该实施方案与前一实施方案的不同之处在于炭烟是通过排气的压力差被压实的。

微粒过滤器1包括位于脏室8下方的压实单元15。这个单元15可拆卸地安装—例如用螺钉拧接—在过滤器体部4之下。在其下部部分中，该单元具有一压缩室16，该压缩室通过刚性的压实过滤膜17与脏室8分开，该刚性的压实过滤膜例如为搁置在金属格栅上的过滤介质。单元15还在其上部部分中包括存储容积10。

压缩室16通过次级管线18连接到排气排出管线3上。

管线18在一安装在排出管线3内的主阀19的下游通入该排出管线3中。管线18装配有次级阀20。根据这些阀的位置，过滤器1具有两种不同的运行模式：

-在“过滤”模式中，主阀19是打开的，次级阀20是关闭的。排气302穿过过滤介质7，炭烟颗粒积聚在该过滤介质中并且落到脏室8的底部；

-在“压实”模式中，主阀19是关闭的，次级阀20是打开的。于是排气穿过其上沉积有炭烟的压实过滤膜17。由于脏室8与压缩室16之间的压力差，炭烟在膜17的表面上被压实。当达到存储容积10的一定饱和度水平时，可将单元15拆下并排空。

图3和图3A示出过滤介质7的一种变型，该过滤介质具有管状形状，例如圆柱形的形状。

该管状介质7在其端部处包括两个紧固环21和22。

在这些图的左侧，第一环21封闭该管的入口。它的直径小于将它容纳于其中的体部4的截面的直径。该环通过至少两个凸片23和24在其周边上固定。排气因此能够穿过该环21留下的自由的体部4的截面，并且被引导到过滤介质7的外部侧壁上。

在这些图的右侧，第二环22是扁平环的形式。它在其中央部分中是开放的，以便允许过滤的排气经由管的内部排放。它的外部边缘与体部4的形状相配合，以便将该体部围绕该管的截面封闭。这种封闭迫使到来的（未过滤的）气体穿过该介质7并且防止任何过滤的气体流回上游。

换言之，与这两个环23和24组合的该管状过滤介质7将过滤器体部4分成两个分开的容积，即脏室8和净室9，如第一实施方案中那样。

图4和图4A示出过滤介质7的表面的一个非限定性实例，该过滤介质例如为“蛋盒”的形式，这有利于介质7的畅通。这种形状优选地与具有褶皱结构的介质7整合，如图4A中所示的。

概括而言，根据本发明的微粒过滤器1具有至少一个气体过滤介质7，以用于过滤排气并且收集其表面上的炭烟。此外，该微粒过滤器包括远离该介质7定位的清塞及存储装置。

Claims (10)

1.用于具有内燃发动机的车辆的排气的过滤器（1），该过滤器在过滤器体部（4）内包括用于过滤炭烟的至少一个有褶皱的过滤介质（7），其特征在于，它包括用于对该介质（7）进行清塞的装置。

2.如权利要求1所述的过滤器，其特征在于，该过滤介质是可拆卸地安装在该体部（4）上的基本水平的板。

3.如权利要求1所述的过滤器，其特征在于，该过滤介质（7）具有可拆卸地安装在该体部（4）上的管的形式。

4.如前述权利要求中任一项所述的过滤器，其特征在于，该过滤介质（7）通过车辆行进时该车辆的车身（5）的振动的作用以及通过重力的作用进行清塞。

5.如前述权利要求中任一项所述的过滤器，其特征在于，它包括远离该过滤介质（7）的存储容积（10）。

6.如前述权利要求中任一项所述的过滤器，其特征在于，它包括用于压实炭烟的装置。

7.如权利要求6所述的过滤器，其特征在于，该炭烟的压实通过可移动的元件（13）进行。

8.如权利要求6所述的过滤器，其特征在于，该炭烟的压实通过压力差进行。

9.如权利要求6至9之一所述的过滤器，其特征在于，该炭烟存储容积是可拆卸的。

10.如前述权利要求中任一项所述的过滤器，其特征在于，该过滤介质的表面是“蛋盒”的形式。

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