CN105452622B - 排气净化系统 - Google Patents

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Abstract

一种排气净化系统，用于净化来自燃烧式发动机的排气，该排气净化系统包括：用于排气的供给的排气管(10)、用于经由供给管(14)接收排气流的预备室(12)、用于控制进入预备室的排气流的供给阀(16)、与预备室流体连接的用以经由预备室接收排气的至少一个混合室(18)、构造成使空气电离的电离设备(20)，电离设备(20)连接至混合室(18)，使得所电离的空气被给送到混合室中并且与排气混合；其中，供给阀(16)构造成基于排气管(10)中的排气的流动速度来控制。

Description

排气净化系统
技术领域
本发明涉及用于净化车辆中的排气的系统。
背景技术
由于环境问题和日益严格的规章，减少来自车辆的排放越来越重要。这可以通过常规燃烧式发动机的替代品——例如电动发动机、燃料电池发动机和混合动力发动机——的出现观察到。替代性燃料源的开发是解决排放问题的方法之一。
然而，燃烧式发动机很可能仍将存在相当长的时间，并且大量的努力投入到寻找减少燃料消耗和来自燃烧式发动机的排气排放的方法上。然而，所使用的用于减少排放的许多方法和装置涉及发动机和相关部件的复杂且昂贵的开发。因此，进一步的开发和改进可能受到增加的成本和复杂性的限制。
因此，理想的是，提供一种用于进一步减少来自燃烧式发动机的排放的另外的解决方案。
发明内容
考虑到包括燃烧式发动机的车辆的上述期望的性能，本发明的目的是提供一种改进的排气净化装置，用于减少来自车辆排气的有害排放。
根据本发明的第一方面，因此提供了一种排气净化系统用于对来自燃烧式发动机的排气进行净化，该排气净化系统包括：排气管，该排气管用于排气的供给；预备室，用于经由供给管接收排气流；供给阀，用于控制进入预备室中的排气流；至少一个混合室，该至少一个混合室与预备室流体连接用以经由预备室接收排气；电离设备，构造成使空气电离且连接至混合室，使得电离空气被给送到混合室中并且与排气混合；其中，供给阀基于排气管中的排气的速度来控制。
基于此，本发明提供了一种用于利用混合室中的电离空气来净化排气的改进的排气净化系统，控制进入混合室中的排气流很重要，因为如果进入混合室中的排气流太高则净化效率会降低。特别地，对于排气与电离空气之间的特定混合而言，可以获得最佳净化效率。因此，利用下述阀来控制进入混合室中的排气的流动速度是有利的：该阀基于排气管中的排气的速度来控制。因此，可以减少来自燃烧式发动机的污染物——例如但不限于CO、NOX、HC和CO2——的排放。
根据本发明的一个实施方式，预备室可以有利地包括用于减少所述预备室中的排气的湍流的装置。除了控制进入混合室的排气的速度外，在进入混合室中的排气流均匀的情况下可以提供净化效率的进一步的改进。通过将均匀的排气流提供到混合室中可以获得排气与电离空气之间的更均匀的混合，从而提高净化效率。用于减少湍流的装置可以例如是适当地布置在预备室中的板或其他结构。
根据本发明的一个实施方式，预备室还可以包括压力阀，该压力阀构造成在预备室内的压力超过预定压力值的情况下从预备室释放气体。预备室中增大的压力可能例如因排气流突然增大使得供给阀没有时间作出反应并关闭而发生。在这种情况下，过大的压力可以通过压力控制阀来释放，直到供给阀有时间将流控制成回到适当的水平为止。
在本发明的一个实施方式中，电离设备可以有利地构造成使外来的空气电离。替代性地，电离设备可以构造成使由车辆的空调系统提供的空气电离。除了控制排气和电离空气的混合之外，控制混合室中的温度对于提高净化效率也很重要。因此，为电离系统提供由车辆的空调系统冷却的空气作为用于控制混合室中的温度的手段可能是理想的。
在本发明的一个实施方式中，排气净化系统还可以包括构造成对正被提供至电离设备的空气进行冷却的冷却装置。例如可以使用诸如热交换器的冷却装置以用于对正被提供至电离设备的空气进行冷却。
根据本发明的一个实施方式，排气净化系统还可以包括配置成确定排气管中的排气的温度的温度传感器，其中，基于排气的温度来控制从所述电离设备进入所述混合室中的空气流。电离空气的流影响混合室中的混合程度。因此，电离空气的流可以控制成影响混合室中的混合程度和温度两者。
在本发明的一个实施方式中，排气净化系统还可以包括配置成确定混合室中的温度的温度传感器，其中，基于混合室中的温度来控制从电离设备进入混合室中的空气流。
在本发明的一个实施方式中，从电离装置进入混合室中的空气流可以有利地控制成使得混合室内的温度不超过预定温度值。预定温度值例如可以是70℃，这是由于已知对于低于70℃的温度来说，净化效率得到改善。
根据本发明的一个实施方式，排气净化系统还可以包括配置成确定供给管中的流量的流量传感器，其中，基于所确定的流量来控制供给阀以使得进入预备室中的排气流的速度大致恒定。通过保持进入预备室中的排气流大致恒定，可以将更均匀的流提供到混合室中，从而提供更均匀且可预测的净化效率。还可以基于在排气管中测得的流量来控制供给阀。
此外，可以有利地基于所确定的供给管中或排气管中的流量来控制供给阀，以使得进入预备室中的排气流的速度保持低于预定值。
根据本发明的一个实施方式，排气净化系统还可以包括设置在供给阀与混合室之间的冷却装置，该冷却装置构造成降低正被提供至预备室的排气的温度。在某些情况下，可能无法仅通过与电离空气混合来保持混合室中的温度在期望值之下。因此，提供一种下述冷却装置可能是有利的：该冷却装置用于在排气进入到预备室中并且随后进入到混合室中之前对排气进行冷却，以保持期望的净化效率。
还提供了一种包括根据前述实施方式中的任一实施方式的排气净化系统的车辆。
通过认真阅读所附权利要求和以下描述，本发明的另外的特征和优点将变得明显。本领域技术人员认识到的是，在不背离本发明的范围的情况下，可以组合本发明的不同特征以产生与下文中描述的实施方式不同的实施方式。
附图说明
现在将参照示出了本发明的示例实施方式的附图对本发明的这些和其他方面进行更详细地描述，在附图中：
图1示意性地示出了根据本发明的实施方式的排气净化系统。
具体实施方式
现在将在下文中参照附图对本发明进行更充分地描述，在附图中示出了本发明的当前优选的实施方式。然而，本发明可以以许多不同的形式来实施并且不应被解释为对本文中所阐述的实施方式进行限制；相反，这些实施方式出于充分性和完整性而被提供，并且向本领域技术人员充分地传达本发明的范围。相同的附图标记自始至终表示相同的元件。
图1为根据本发明的实施方式的排气净化系统的示意图。排气净化系统接收来自车辆的排气管10的排气。供给阀16控制从排气管10经由供给管14至预备室12的排气流。预备室(pre-chamber)12的目的是将均匀的排气流提供到混合室18中，来自电离设备20的电离空气被提供到混合室18中。在预备室12中布置有用于减少湍流的装置22，使得进入预备室的排气流中的不均匀性可以变均匀。用于减少湍流的装置22例如可以是布置在进入预备室的排气的流动路径中的板或其他形状的结构。
此外，在预备室中布置有压力阀24，并且压力阀24构造成在预备室中的压力超过预定值的情况下打开并释放排气。压力在预备室中增大可能是来自供给管14的排气流增大的结果，排气流的增大又可能是由例如在使车辆加速时发动机转速的增大导致的。
在电离设备20与混合室18之间还布置有用于控制进入混合室中的电离空气流的阀26。电离空气经由多个管26提供至混合室18，所述多个管26包括布置成使得在混合室18中获得均匀分布的电离空气的开口。
排气净化系统还可以包括用于在排气到达预备室之前对排气进行冷却的冷却装置(未示出)。冷却装置还可以设置用于对电离空气和/或正被提供至电离设备20的空气进行冷却。可以使用本领域技术人员已知的任何类型的适合的冷却元件或热交换元件以降低排气流或空气流的温度，从而将混合室中的温度保持在预定温度之下。此外，例如根据外部空气的温度，电离设备20可以接收来自车辆的空调系统的进入空气的一部分或全部。此外，可以有利地提供用于控制来自电离设备20的流或空气的装置，该装置可以布置在电离设备20之前或之后。这种装置例如可以是单独布置的风扇，或者在空气从空调系统提供至电离设备的情况下，气流可以由结合在这种系统中的风扇来控制。
由供给阀16提供至混合室18的排气的程度(degree)由与混合室的能力有关的排气的流动速度来确定。通常，排气净化系统可以有利地定尺寸成使得在发动机处于怠速状态下或者以低转速运行时所有排气都被导向至混合室18。这可以极大地降低例如处于密集交通状态下的车辆的排放。在系统的尺寸与能力之间存在自然的平衡。因此，例如可以在系统的附加重量不太重要的车辆——诸如卡车或公共汽车——中安装具有较大净化能力的较大的系统。
根据本发明的各种实施方式的排气净化系统是有利的的进一步的原因在于，排气净化系统可以被改装到包括燃烧式发动机的现有车辆上，从而提供了以相对简单的方式减少现有车辆的排放的可能性。
尽管已参照本发明的具体示例性实施方式对本发明进行了描述，但是，变型等对本领域技术人员而言将变得明显。例如，本领域技术人员容易认识到，排气净化能力可以根据现有的应用以许多不同的方式改变。例如，若干个电离设备可以平行地布置，混合室的尺寸可以改变等。
另外，应当指出的是，系统的部件可以以各种方式被省略、互换或布置，其中，排气净化系统仍能够执行本发明的功能。
此外，在实践所要求保护的发明中，本领域技术人员通过研究附图、本公开内容和所附权利要求可以理解并实现所公开的实施方式的改型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一(a)”或“一(an)”不排除多个。某些措施在彼此不同的从属权利要求中被叙述这一单纯的事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。

Claims (15)

1.一种排气净化系统，用于对来自燃烧式发动机的排气进行净化，所述排气净化系统包括：
排气管(10)，所述排气管(10)用于排气的供给；
预备室(12)，所述预备室(12)用于经由供给管(14)接收排气流；
供给阀(16)，所述供给阀(16)用于控制进入所述预备室中的排气流；
至少一个混合室(18)，所述至少一个混合室(18)与所述预备室流体连接，以经由所述预备室接收排气；
电离设备(20)，所述电离设备(20)构造成使空气电离，并且所述电离设备(20)连接至所述混合室(18)，使得电离的空气被给送到所述混合室中并且与所述混合室(18)中的所述排气混合；
其中，所述供给阀(16)构造成基于所述排气管(10)中的排气的流动速度来控制。
2.根据权利要求1所述的排气净化系统，其中，所述供给阀构造成使得进入所述预备室中的排气流的流动速度不超过预定速度值。
3.根据权利要求1所述的排气净化系统，其中，所述预备室(12)包括用于减小所述预备室(12)中的排气的湍流的装置(22)。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的排气净化系统，其中，所述预备室(12)还包括压力阀(24)，所述压力阀(24)构造成在所述预备室内的压力超过预定压力值的情况下从所述预备室(12)释放气体。
5.根据权利要求1-3中的任一项所述的排气净化系统，其中，所述电离设备(20)构造成使外来的空气电离。
6.根据权利要求1至3中的任一项所述的排气净化系统，其中，所述电离设备(20)构造成使由车辆的空调系统提供的空气电离。
7.根据权利要求1至3中的任一项所述的排气净化系统，还包括构造成对正被提供至所述电离设备(20)的空气进行冷却的冷却装置。
8.根据权利要求1-3中的任一项所述的排气净化系统，还包括配置成确定所述排气管(10)中的排气的温度的温度传感器，其中，从所述电离设备(20)进入所述混合室(18 )中的空气流是基于所述排气管(10)中的所述排气的温度来控制的。
9.根据权利要求1至3中的任一项所述的排气净化系统，还包括配置成确定所述混合室(18 )中的温度的温度传感器，其中，从所述电离设备(20)进入所述混合室中的空气流是基于所述混合室中的温度来控制的。
10.根据权利要求8所述的排气净化系统，其中，从所述电离设备进入所述混合室中的所述空气流被控制成使得所述混合室内的温度不超过预定温度值。
11.根据权利要求10所述的排气净化系统，其中，所述预定温度值为70℃。
12.根据权利要求1-3中的任一项所述的排气净化系统，还包括配置成确定所述供给管(14)中的流量的流量传感器，其中，所述供给阀基于所确定的流量来控制以使得进入所述预备室中的排气流的速度大致恒定。
13.根据权利要求1-3中的任一项所述的排气净化系统，还包括配置成确定所述排气管(10)中的流量的流量传感器，其中，所述供给阀基于所确定的所述排气管中的流量来控制以使得进入所述预备室中的排气流的速度大致恒定。
14.根据权利要求1-3中的任一项所述的排气净化系统，还包括设置在所述供给阀(16)与所述混合室(18)之间的冷却装置，所述冷却装置构造成降低正被提供至所述预备室的排气的温度。
15.一种包括根据权利要求1-14中的任一项所述的排气净化系统的车辆。
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