CN1890465A - 柴油发动机排气净化系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于柴油机或其他压燃发动机以从排气中去除颗粒和气态污染物的排气净化系统。该系统包括催化转换装置组件和多个气体冷却部件，所述催化转换装置组件将排气加热到足以在污染物接触到催化部件之前燃烧掉排气中的颗粒污染物的水平，所述多个气体冷却部件与所述催化转换装置组件中的排气口连通以将从所述催化转换装置组件经过的排气的温度降低到大约100°F的温度，从而冷却的排气导回到发动机中以供进一步燃烧。

Description

柴油发动机排气净化系统
本申请要求序列号为No.60/435,412、在2002年12月20日提交的美国临时专利申请的利益。
技术领域
本发明涉及一种用于传统柴油发动机上的发动机排气净化系统，其可以基本上减小在排气流中的颗粒物质、碳氢化合物、一氧化碳、二氧化碳和其他污染气体。
背景技术
所公知的是，柴油发动机的污染排气比以汽油为能源的相似发动机含有基本上更多的颗粒物质和更有害的气体。虽然柴油发动机和以汽油为燃料的内燃机都做了很多的改进以改善其排气的质量，但是大多数柴油发动机还没有得益于催化转换装置的使用。催化转换装置的作用是将排气中的碳氢化合物和氧化氮和其他的气体分解成更简单的化合物，提供更加清洁的排放。然而，在用于柴油发动机时，由于颗粒剩余物的积累抑制了催化反应，催化转换装置很快失效了。非常希望的是，是否能够克服该颗粒剩余物的问题，以使得催化转化装置可以有效地用在柴油发动机上以显著地改善其废气排放。本发明获得了该结果。
发明内容
简单地说，本发明包括用于柴油发动机地排气净化系统，其中，排气在加热部件之上通过，以将气体温度升高到大约500°至750°华氏温度，从而在排气碰上氧化催化反应床之前点燃和基本上燃烧掉在其中的大部分的颗粒物质和其他可燃烧物，例如烟灰、碳氢化合物、乙醛和其他气体。加热部件采用火花塞电离附近的空气并且点燃优选地由丙烷和空气混合物组成的气态燃料，该气体在压力下导过带孔陶瓷块件以产生红外线热量，并且沿陶瓷块件表面提供多个敞开的火焰，以便于点燃发动机排气中的可燃气体并且附加的热量有助于燃烧掉其他的排气成分。然后，被加热的排气在氧化催化反应床上通过并且如同使用汽油燃料汽车中的传统催化转换装置一样被分解。由加热部件施加在排气中的热量会随着不同条件而变化，但是可以足够持续地将催化反应床保持在足以支持催化功能的温度，因为柴油发动机自身中的热量通常不足以这样做。从本发明的催化室排出的气体富含氧并且可以以基本上减小污染物水平的方式排放到大气中。更加明确的，将排气保持在基本上封闭的系统中，其中，处理后的排气导过一系列基本上冷却排气的冷却器和收集器，造成其中的水蒸气冷凝并且从气流中提取出由此所携带的水和污染物。冷却后和净化的排气随后导回柴油发动机的进气口。
在对发动机需求高负荷或在变速运行期间，可能需要通过补充含有氧的冷却和净化排气流来支持燃烧。因此，进气和排气阀是发动机进气的上游，以给处理后的排气补充周围的空气并且将相应量的排气排放到大气中去。另外，通过控制可得到的重新进入排气中的氧含量来支持燃烧，可以将发动机内的燃烧温度保持在大约2100°F以下，从而实质上消除NOX的形成和排出。
本发明的主要目的是提供一种减小柴油发动机排气中的污染物的系统。通过结合附图对本发明所做的详细说明，本发明的这个和其他目的以及优点会变得更加显而易见。
附图说明
图1是本发明的柴油发动机废气净化系统的优选实施例的示意图。
图2是本发明的催化转化装置组件的优选实施例的示意图。
图3是本发明的废气净化系统一部分的放大局部示意图，其示出了废气的冷却和过滤。
图4是本发明的发动机净化系统的可替代实施例的示意图。
具体实施方式
现在详细地参照附图，本发明的废气净化系统10特别地适用于柴油发动机12。虽然认为本发明也容易地适用于其他压燃发动机，但是，由于柴油发动机目前是本发明的主要应用，所以接下来的说明将参照柴油发动机。然而，可以理解的是，本发明并不因此而受到限制。
如图1所示，发动机12的废气经由管道14导向催化转化装置16，该催化转化装置的优选实施例更详细的简要示出在图2中。在此可见，组件16包括外壳18，该外壳在其上游端形成排气入口20，而在其下游端形成排气出口22。催化反应床24如同在传统的催化转换装置中一样设置在外壳18内并且横跨外壳18延伸。虽然认为不同类型的催化转化装置可以成功地使用在本发明中，但是如下所述的成功产生测试结果的催化反应床24由包含氧化钯的小颗粒物(大约直径为3mm)组成，并且被应用于大约1975至1993年之间的通用汽车公司的汽车上的催化转换装置中。
混合室26设置在下部，并且经由带小孔的块件28与外壳18的内部区域的上游部连通，所述块件28优选地由陶瓷材料形成。块件28为应用在气体燃料的平面板红外线空间加热器的类型。具体地说，成功地用在本发明中的陶瓷块件28大约为1.5英寸厚、8英寸长和4英寸宽，并且从由位于Warren，Michigan的Detroit Radiant Products Company制造的型号为No.P-16T的便携式加热器获得，并且在Grainger目录394中识别为2E392项。块件28在其中形成大量的小蜂窝状通道，以使得气体能够从混合室26穿过小蜂窝状通道相对均匀进入到由外壳18的上游内部所限定的燃烧室30中。块件28可以由其他耐火材料形成，该耐火材料形成或被形成以限定在此延伸通过的气体通道，所述耐火材料用于防止火焰传送回混合室并且优选地另外用于产生如同在块件28中的陶瓷材料所提供的红外线波。
加压的新鲜空气和优选为丙烷的燃料源分别经由管道32和34与混合室26连通。也可以使用天然气和其他的燃料。优选为电触发火花塞的点火装置36设置在燃烧室30内邻近于陶瓷块件28处。一旦将燃料和空气导入混合室26并且该混合气体经过陶瓷块件进入燃烧室30时，点火器36的触发将引起燃料和空气混合物在混合室的底部燃烧，将陶瓷块件加热到白热状态，从而将红外线热量辐射到外壳18内的燃烧室30中。使用点火装置中的火花塞会电离邻近的空气，这被认为有助于减少碳氢化合物，并且能够可以周期性的切断进入混合室的丙烷或其他燃料，这在随后将进行说明。
空气和燃料流入并且经过混合室优选地由需求/控制机构37来调节，以调节室30内的温度。这使人在起动发动机之前能够将燃烧室30的温度迅速升到或稍微高于催化激活温度，并且在此之后如果需要的话能够改变温度，以相应于工作条件的变化。例如，一旦催化转化装置组件16在发动机运转和催化剂激活时工作，那么当已发现组件16有效地将发动机排气中的污染物馈送出来从而将火焰保持在陶瓷块件28处时，可以不必要继续向混合室提供丙烷。对于更新和更干净的燃烧柴油发动机，可能必须要至少周期地向混合室供给丙烷流，以将火焰保持在燃烧室中。在某些条件和/或应用中，一旦燃烧室升高到一定温度并且开始了催化作用，就不需要保持火焰。当温度高于大约750并且排气中有足够的污染物对催化反应提供燃料时，由于通过钯催化剂丙烷会与NOX反应，所以可以将未点燃的丙烷导入到催化反应床上。还有，未点燃的丙烷的导入有助于维持催化反应，而没有火焰。还可以使用其他的类似燃料，例如甲烷或丁烷。
虽然需要大约575°F的最小温度来开始催化反应，当然取决于所使用的催化剂，但是上述的加热器构造有效地将燃烧室30内的温度升高到大约750°F的更加优选的水平。其还在邻近陶瓷块件28的燃烧室的下端部中提供了大量的小火焰，在燃烧室的下端部内邻近陶瓷块件的地方，空气和丙烷的混合物流过在其中的孔。这些火焰不仅提供了效率高和有效的热源，而且还具有较高的抗风性，从而不会容易地被在其上迅速通过的排出气体熄灭。已经发现，在室30内的火焰和所产生的热量的组合还会在排气碰上氧化催化反应床24之前点燃排气流中的醛和乙醇，产生另外的热量和燃烧掉排气中较大比例的颗粒物质和其它可燃物，例如烟灰、碳氢化合物和其他气体。结果是，催化反应床不会被颗粒残余物阻塞，而当柴油排气导过传统的催化转化装置时，会发生催化反应床被颗粒残余物阻塞的情况。
当加热的排气流过催化反应床24时，发生传统的催化反应，反应表面的温度升高到1000°F以上并且将排气中没有燃烧的碳氢化合物和氮氧化合物分解成更简单的非污染化合物。被清洁的排气随后经由排气开口22排出组件16。虽然其他的加热部件可以毫无疑问地用在本发明中，但是在陶瓷块件28有效地防止火焰吸回到混合室26中的同时，上述部件组合在一起在燃烧室内有效地提供了所需热量，提供了防风火焰，从而方便了排气中的乙醛和乙醇的点燃。
采用1986年切诺基60系列的平板卡车，其带有Caterpillar/Allison CatNo.34086的8.2升V8柴油机和24,000磅CVW的底盘，在空转和全节流的条件下，被处理后的排气的以下读数记录在催化转化装置组件16的打开系统下游，图1所示的关闭系统中对应于点A的位置：
  空转   全节流*
  气体   读数   读数
  HC   27ppm(每百万分之一)   33ppm
  CO   0.03％   0.09％
  CO2   1.4％   3.8％
  O2   18.5％   15.2％
  NO(X)   317ppm   406ppm
  P.E.F   0.473   0.473
*在无载荷条件下(空档位)或稍微低于红线(rmp’s).
未经处理的柴油机排气的以下的读数在图1中的点B处得到，并且对周围空气的以下读数在进行测试的位置处得到：
 在空转时未经处理的柴油机排气   典型的周围空气
 气体   读数   气体   读数
 HC   230每百万分之一   HC   0-15每百万分之一
 CO   1％   CO   ＜.1％
 CO2   6％   CO2   ＜.1％
 O2   12％-14％   O2   20.9％
 NO(X)   400ppm   NO(X)   0ppm
因此，由上述数据可知，与未经处理的排气相比，处理后的柴油机排气的质量得到显著地改善，并且可以与周围空气中的污染物不相上下。另外，与未处理的排气中的氧含量12％-14％相比，净化空气中的氧含量范围在大约15％到19％的范围内。
当在排气口22处排出催化转化装置组件16的排气显示出显著的改善时，富含氧的气体不需要排出到大气中。更明确地讲，其保持在或大量地保持在基本上关闭的净化系统10(见图1)中，其中，处理后的排气经由冷却管道38导入滤水器中40中。导管38可以由薄管道系统形成，该管道系统形成多个线圈42、封闭端44和多个临近于该封闭端的排气孔46，该排气孔46用于释放经由管道38进入滤水器40中的处理后的排气。排气口的口径优选地形成合适的尺寸，从而共同地限定大致等于导管38的横截面积的出口面积，从而不会导致整个系统10中显著的压力下降。对于不同的应用，冷却导管38的尺寸参数会变化。在一个实施例中(如图1和3所示)，导管38由直径大约为1.5英寸并且线性长度为20英尺的钢管形成，从而在催化转化装置组件16和滤水器之间限定6个16英寸直径的线圈42。
滤水器40包括外壳48，该外壳具有在其中的开口50，冷却导管38的下游端部延伸通过该开口50。排气口52邻近于外壳的上端部设置，以使得过滤后的排气经由导管56通入到冷却器54中。环形密封件58由滤水器外壳48承载在冷却导管38周围，从而提供其间的气密密封。冷却导管38的下游端穿过的外壳48的下部装有水49，水49优选地含有相对少量的氧化铁。当处理后的排气通过冷却管道38并且经由排气孔46排出管道，气体向上冒泡穿过滤水器40中的水和氧化铁。当气体排出与开口端管相对的多个孔46时，气体与水和氧化铁的表面接触面积得以显著地增加，提高了过滤过程。当气体从水中穿过并且进入管道56时，水中的氧化铁有效地收集水中气体中的硫化物。导管60设置在冷却器54的下端中，以将冷凝的水蒸汽从冷却器54返回到滤水器40中。防吸收阀62包括在管道60中，以防止流体从滤水器40中流到冷却器54中。
冷却器54是传统的冷却器类型，并且因排气在其间穿过造成排气膨胀以及通过使用在其中的多个散热器翅片(未示出)散热来实现对其中的排气的进一步冷却。然后，冷却气体从冷却器54经由管道64进入到水收集分离器66中。水收集分离器66可以包括在其下端具有排水道68和在其上部的排气口70的中空管道。当冷却后的排气从导管64进入到水收集分离器66中时，气体进一步膨胀，实现气体的额外的冷却和剩下水蒸气的冷凝。冷凝排水管道72经由管道60在滤水器40的下端与分离器66中的排水口连通。当经由排气口70排出水收集分离器66，排气经由管道74导向第二冷却器76，其中，排气进一步冷却并且分离出任何剩下的水气。气体从冷却器76经由管道78导入到柴油发动机12的进气口80中。
当处理后的排气从催化转化装置组件16受到引导并且通过系统10的剩余部分，排气的温度从大约1000-1500减小到大约100，因此，富含氧的冷却气体可以有效地重新导入到封闭系统中的柴油发动机中，使排入到大气中的任何污染物最小化。然而，由于由本发明的系统10所净化的排气仍然具有大约18％的氧含量，并且柴油发动机在较高负荷需求或在变速条件期间运行时可能需要含高达大约20％的氧的进气，所以可能需要在这样的运行条件期间在排气流进入发动机进气管之前使排气流增加额外的外部空气来支持发动机内的燃烧。因此，系统10具有阀门机构82，通过该阀门机构，补充的周围空气可以导入到发动机进气管的排气上游中，并且如果必要，排气可以释放到大气中，其可以等于或不能等于补充空气的体积。如上所述，任何这样排出的空气都可以基本上由本发明净化。在空转时，如果不需要动力，系统会在完全关闭的状态下运行，在该状态下，实际上所有的净化排气都导回到发动机进气管中。然而，已经发现，与在传统系统中所排放的未经处理的排气量相比，如上所述在基本上关闭的系统中排放到大气中的排气污染物的总质量减小了大约99％。因此，归因于排气中这些体积的减小，释放到大气中的CO、CO2和其他污染物的总量通过本发明显著地得以减小。
在系统10中，计算机化控制84可以用于响应发动机对氧气不同的需要来调节进气和排气阀机构82。通过采用阀门控制84以使导过阀门机构82的补充氧气量最小化到维持燃烧的必需水平，发动机12的燃烧温度可以保持在低于大约2100的水平，这防止或基本上限制了排气中的NOX的形成，进一步增强了系统的性能。已经观察到NOX减小到大约0-40ppm的水平。
虽然上述系统10体现了本发明的优选实施例，但可以理解的是，其他的过滤器/冷却器组合可以用在本发明的净化系统中以除去从排气中所收集的未燃烧的碳微粒、水和其他气体，并且降低排气的温度，以使得其可以在如上所述的闭合和基本上闭合的系统中有效地循环。例如，在图4中示出了改进系统，其中，排气从催化转化装置组件16导入到结构与上述实施例中的冷却器54和76类似的冷却器154中，并且从冷却器154经由管道157导入到冷凝器/收集器155中。冷凝器/收集器155收集由冷却器154从排气中所去除的冷凝物质并且将气体经由计算机控制空气阀182导入到柴油发动机的进气管中。在其中所收集到的冷凝物质和其他颗粒物质从冷凝器/收集器155导入到反渗透装置或机械过滤器159中，其中，留在系统中的液体和颗粒物质被分离和收集以从系统中去除，并且在其中通过的气体可以经由管道163重新导入管道161中，以输送给发动机。还可以在排气环中使用一个或多个额外的冷却器和收集器。
可以理解的是，还可以对冷却和过滤过程进行其他的改变以冷却从催化转化装置组件16流过的气体流并且去除未燃烧的颗粒物质、水蒸汽和其它气态污染物。只要这些和其他的变化和改变在所附权利要求书的范围内，那么他们可以被认为是本发明的一部分。

Claims (57)

1、一种用于柴油机或其他压燃发动机的排气净化系统中以从中去除颗粒和气态污染物的催化转化器组件，所述组件包括：
外壳，其形成有进气口和排气口；
催化部件，其设置在所述进气口和所述排气口之间的所述壳体内，以使得当所述进气口与发动机排气管连通时，排气穿过围绕所述催化部件的所述外壳；以及
与所述壳体连接的加热组件，其用于将流过所述进气口和所述催化部件之间的所述外壳的排气加热到某一温度，该温度足以在所述排气和所述催化部件之间开始催化反应并且在颗粒污染物与所述催化部件接触之前燃烧掉所述排气中的颗粒污染物。
2、如权利要求1所述的催化转化器组件，其中，所述加热组件在所述壳体中提供一个或多个火焰，用于点燃排气中的气态污染物并且升高所述进气口和所述催化部件之间所述壳体中的温度以提高所述加热部件的效率。
3、如权利要求1所述的催化转化器组件，其中，所述催化部件包括含有钯的小颗粒物。
4、如权利要求1所述的催化转化器组件，其中，所述加热组件将所述排气加热到至少大约575的温度。
5、如权利要求1所述的催化转化器组件，其中，所述加热组件将所述排气加热到至少大约750的温度。
6、如权利要求1所述的催化转化器组件，其中，所述加热组件包括：由带有小孔的材料形成的红外线热产生部件，所述红外线热产生部件在其中形成多个小通道，所述红外线热产生部件与所述进气口和所述催化部件之间的外壳的内部相通；通过所述通道与所述外壳的所述内部连通的加压燃料源；以及靠近所述热产生部件用于点燃在其中通过的燃料的点火器。
7、如权利要求6所述的催化转化器组件，其中，所述燃料包括丙烷并且所述点燃器包括火花塞和触发所述火花塞的装置。
8、如权利要求6所述的催化转化器组件，其中，所述通道用于产生红外线波型。
9、如权利要求1所述的催化转化器组件，其中，所述外壳在所述排气进口和所述催化部件之间限定燃烧室，并且其中，所述加热组件包括：混合室；设置在所述混合室和所述燃烧室之间的一块带孔材料，所述带孔材料在其中形成多个通道，所述多个通道经由所述块将所述混合室与所述燃烧室连通；燃料入口，其适于将加压燃料源与所述混合室连通；进气口，其适于将加压空气源与所述混合室连通；用于调节流入所述混合室中空气和/或燃料的控制器；以及设置在所述外壳内邻近于所述带孔材料块的点火器，所述点火器用于点燃从所述混合室经由所述块流入到所述燃烧室中的燃料和空气混合物，从而所述燃烧室内的温度被加热到至少为大约575的温度。
10、如权利要求6所述的催化转化器组件，其中，所述加热组件将所述外壳的所述内部加热到至少大约575的温度。
11、如权利要求6所述的催化转化器组件，其中，所述加热组件将所述外壳的所述内部加热到至少大约750的温度。
12、如权利要求6所述的催化转化器组件，其中，所述催化部件包括含有钯的小颗粒物。
13、如权利要求9所述的催化转化器组件，其中，所述燃烧室内的所述温度通过所述加热组件升高到至少大约750的温度。
14、如权利要求9所述的催化转化器组件，其中，所述带孔材料为陶瓷材料并且所述催化部件包括含有钯的小颗粒物。
15、如权利要求9所述的催化转化器组件，其中，所述加热组件在所述燃烧组件内提供一个或多个火焰以点燃排气中的气态污染物并且升高所述进气口和所述催化部件之间的所述外壳中的温度，以提高所述加热组件的效率。
16、如权利要求9所述的催化转化器组件，其中，所述控制器适于可操作地连接到所述发动机上并且响应于所述发动机运行条件的变化以改变流入所述混合室中的空气和/或燃料量，从而所述燃烧室内的温度可以响应于所述运行条件而变化。
17、如权利要求9所述的催化转化器组件，其中，所述带孔材料为陶瓷。
18、如权利要求9所述的催化转化器组件，其中，所述通道用于产生红外线波型。
19、如权利要求9所述的催化转化器组件，其中，所述带孔材料为陶瓷并且所述通道用于产生红外线波型。
20、如权利要求10所述的催化转化器组件，其中，所述催化部件包括含有氧化钯的小颗粒物。
21、如权利要求15所述的催化转化器组件，其中，所述燃烧室内的所述温度由所述加热组件升到至少大约750的温度。
22、一种用于柴油机或其他压燃发动机的排气净化系统中以从中去除颗粒和气态污染物的催化转化器组件，所述组件包括：
外壳，其形成有进气口和排气口；
包括有钯的氧化催化部件设置在所述进气口和所述排气口之间的所述壳体内并且延伸跨过所述外壳，以使得当所述进气口与发动机排气管连通时，排气通过围绕所述催化部件的所述外壳；以及
与所述壳体连接的加热组件，其在所述外壳内提供一个或多个火焰以点燃所述进气口和所述催化部件之间排气中的气态污染物，并且将所述进气口和所述催化部件之间的排气加热到某一温度，该温度足以在所述排气和所述催化部件之间开始催化反应并且在所述颗粒污染物与所述催化部件接触之前燃烧掉所述排气中的颗粒污染物。
23、如权利要求22所述的催化转化器组件，其中，所述加热组件包括：由带有小孔的材料形成的红外线热产生部件，所述红外线热产生部件在其中形成多个小通道，所述红外线热产生部件与所述进气口和所述催化部件之间的外壳的内部相通；通过所述通道与所述外壳的所述内部连通的加压燃料源；以及靠近所述热产生部件用于点燃在其中通过的燃料的点火器。
24、如权利要求22所述的催化转化器组件，其中，所述外壳在所述进气口和所述催化部件之间限定燃烧室，并且其中，所述加热组件包括：混合室；设置在所述混合室和所述燃烧室之间的一块陶瓷材料，所述陶瓷材料在其中形成多个通道，所述多个通道经由所述块将所述混合室与所述燃烧室连通；燃料入口，其适于将加压燃料源与所述混合室连通；进气口，其适于将加压空气源与所述混合室连通；用于调节流入所述混合室中空气和/或燃料的控制器；以及设置在所述外壳内邻近于所述陶瓷块的点火器，所述点火器用于点燃从所述混合室经由所述块流入到所述燃烧室中的燃料和空气的混合物，从而所述燃烧室内的温度被加热到至少为大约575的温度。
25、如权利要求22所述的催化转化器组件，其中，所述点火器包括火花塞和触发所述火花塞的装置。
26、如权利要求23所述的催化转化器组件，其中，所述燃料包括丙烷并且所述点燃器包括火花塞和触发所述火花塞的装置。
27、如权利要求23所述的催化转化器组件，其中，所述带孔材料为陶瓷。
28、如权利要求24所述的催化转化器组件，其中，所述燃烧室内的温度由所述加热组件加热到至少大约750的温度。
29、如权利要求24所述的催化转化器组件，其中，所述控制器适于可操作地连接到所述发动机上并且响应于所述发动机运行条件的变化以改变流入所述混合室中的空气和/或燃料量，从而所述燃烧室内的温度可以响应于所述运行条件而变化。
30、一种用于柴油机或其他压燃发动机以从其排气中去除颗粒和气态污染物的排气净化系统，所述系统包括：
催化转化器组件，该催化转化器组件包括：形成有进气口和排气口的外壳；氧化催化部件，其设置在所述进气口和所述排气口之间的所述壳体内，以使得当所述进气口与发动机排气管连通时，排气通过绕所述催化部件的所述外壳并且从这里向外穿出所述排气口；以及与所述壳体连接的加热组件，其用于将流过所述进气口和所述催化部件之间所述外壳的排气加热到某一温度，该温度足以在所述排气和所述催化部件之间开始催化反应并且在所述颗粒污染物与所述催化部件接触之前燃烧掉所述排气中的颗粒污染物，
第一管道；
多个气体冷却部件，其经由所述第一管道与所述催化转化器组件的所述外壳中的排气口连通，所述部件将经由所述催化转化器组件中的所述排气口的排气的温度降低到大约100的温度；以及
第二管道，其与所述气体冷却部件连通并且将冷却后的排气从所述冷却部件导回到发动机中，以在其中燃烧。
31、如权利要求30所述的排气净化系统，其包括与所述第二管道连通的阀组件，该阀组件用于将计算的空气量喷入到所述第二管道中，从而提高经由所述第二管道进入发动机中的排气中的氧的水平；以及可操作地连接到所述阀组件上以控制喷入空气量的调节器。
32、如权利要求30所述的排气净化系统，其中，所述气体冷却装置中的一个或多个造成在其中通过的排气膨胀以实现排气的冷却和其中的水蒸气的冷凝，并且包括用于冷凝水蒸气的收集器和用于从所述系统引导冷凝水蒸气的管道。
33、如权利要求30所述的排气净化系统，其中，所述加热组件在所述壳体中提供一个或多个火焰，用于点燃排气中的气态污染物并且升高所述进气口和所述催化部件之间所述壳体中的温度以提高所述加热部件的效率。
34、如权利要求30所述的排气净化系统，其中，所述氧化催化部件包括含有钯的小颗粒物。
35、如权利要求30所述的排气净化系统，其中，所述加热组件包括：由带有小孔的材料形成的红外线热产生部件，所述红外线热产生部件在其中形成多个小通道，所述红外线热产生部件与所述进气口和所述催化部件之间的外壳的内部相通；通过所述通道与所述外壳的所述内部连通的加压燃料源；以及靠近所述热产生部件用于点燃在其中通过的燃料的点火器。
36、如权利要求30所述的排气净化系统，其中，所述点火器包括火花塞和触发所述火花塞的装置。
37、如权利要求30所述的排气净化系统，其中，所述燃料包括丙烷并且所述点燃器包括火花塞和触发所述火花塞的装置。
38、如权利要求30所述的排气净化系统，其中，所述带孔材料是陶瓷。
39、如权利要求33所述的排气净化系统，其中，所述氧化催化部件包括含有钯的小颗粒物床。
40、如权利要求35所述的排气净化系统，其中，所述氧化催化部件包括含有钯的小颗粒物床。
41、一种用于柴油机或其他压燃发动机以从其排气中去除颗粒和气态污染物的排气净化系统，所述系统包括：
催化转化器组件，该催化转化器组件包括：形成有进气口和排气口的外壳；氧化催化部件，其设置在所述进气口和所述排气口之间的所述壳体内，以使得当所述进气口与发动机排气管连通时，排气通过绕所述催化部件的所述外壳并且从这里向外穿出所述排气口；以及与所述壳体连接的加热组件，其用于将流过所述进气口和所述催化部件之间所述外壳的排气加热到某一温度，该温度足以在所述排气和所述催化部件之间开始催化反应并且在所述颗粒污染物与所述催化部件接触之前燃烧掉所述排气中的颗粒污染物，
第一气体冷却部件，其与所述催化转化器装置的所述外壳中的排气口连通以降低在其间通过的排气的温度；
第二冷却部件，其与所述第一部件连通以进一步冷却从所述催化转化装置组件中的所述排气口通过的排气；
第三冷却部件，其与所述第二冷却部件连通以进一步冷却通过其中的排气；
过滤部件，其设置在两个所述冷却部件之间并且与这两个所述冷却部件连通以从排气中去除气态和颗粒污染物；以及
管道，其与所述冷却或过滤部件中其一连通并且将冷却和过滤的排气导回到发动机中以在其中燃烧。
42、如权利要求41所述的排气净化系统，其包括与所述管道连通的阀组件，该阀组件用于将计算的空气量喷入到所述管道中，从而提高了经由所述管道进入发动机的排气中的氧的水平；以及可操作地连接到所述阀组件上以控制喷入空气量的调节器。
43、如权利要求41所述的排气净化系统，其中，所述气体冷却部件中的一个或多个造成在其中通过的排气膨胀以实现排气的冷却和其中水蒸气的冷凝，并且包括用于冷凝水蒸气的收集器和用于从所述系统引导冷凝水蒸气的管道。
44、如权利要求41所述的排气净化系统，其中，所述加热组件在所述壳体中提供一个或多个火焰，用于点燃排气中的气态污染物并且升高所述进气口和所述催化部件之间所述壳体中的温度以提高所述加热部件的效率。
45、如权利要求41所述的排气净化系统，其中，所述氧化催化部件包括含有钯的小颗粒物。
46、如权利要求41所述的排气净化系统，其中，所述加热部件将所述排气加热到至少大约575的温度。
47、如权利要求41所述的排气净化系统，其中，所述加热部件将所述排气加热到至少大约750的温度。
48、如权利要求41所述的排气净化系统，其中，所述第一冷却部件包括细长的金属管构件，其中形成多个线圈。
49、如权利要求41所述的排气净化系统，其中，所述加热组件包括：由带有小孔的材料形成的红外线热产生部件，所述红外线热产生部件在其中形成多个小通道，所述红外线热产生部件与所述进气口和所述催化部件之间的外壳的内部相通；通过所述通道与所述外壳的所述内部连通的加压燃料源；以及靠近所述热产生部件用于点燃在其中通过的燃料的点火器。
50、如权利要求41所述的排气净化系统，其中，所述点火器包括火花塞和用于触发所述火花塞的装置。
51、如权利要求44所述的排气净化系统，其中，所述氧化催化部件包括含有钯的小颗粒物。
52、如权利要求48所述的排气净化系统，其中，所述第二冷却部件包括外壳，该外壳具有进气口和排气口并且在其中包含有冷却液的供给，所述管构件延伸通过所述进气口并且延伸进入所述冷却液，并且其中，所述排气口与所述第三冷却部件连通。
53、如权利要求49所述的排气净化系统，其中，所述加热部件将所述排气加热到至少大约575的温度。
54、如权利要求49所述的排气净化系统，其中，所述加热部件将所述排气加热到至少大约750的温度。
55、如权利要求49所述的排气净化系统，其中，所述带小孔材料是陶瓷。
56、如权利要求49所述的排气净化系统，其中，所述通道用于产生红外线波型。
57、如权利要求52所述的排气净化系统，其中，所述第一冷却部件的所述管构件形成有设置在所述第二冷却部件中的液体内的延伸端和多个邻近于所述端上的孔，所述多个孔用于分散通过其中流到所述冷却液中的排气，并且其中，所述外壳的所述进气口与所述管构件密封地结合。
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