專利名稱：后處理燃燒器系統(tǒng)的燃料防凍方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及后處理燃燒器系統(tǒng)的燃料防凍方法及裝置。
背景技術(shù)：
一直以來，在柴油發(fā)動機(jī)中，在排出氣體所流動通過的排氣管途中裝備顆粒過濾器，通過該顆粒過濾器捕集排出氣體中所含有的顆粒物(Particulate Matter :粒子狀物質(zhì))，但在通常的柴油發(fā)動機(jī)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，得到顆粒物自身燃燒程度的高排氣溫度 的機(jī)會少，所以使以Pt或Pd等為活性中心的氧化催化劑整體擔(dān)載于顆粒過濾器。S卩，如果采用此類擔(dān)載有氧化催化劑的顆粒過濾器，則促進(jìn)所捕集的顆粒物的氧化反應(yīng)，著火溫度降低，即使在比目前更低的排氣溫度下也能夠燃燒除去顆粒物。但是，即使在采用這樣的顆粒過濾器的情況下，在排氣溫度低的工作范圍，與顆粒物的處理量相比捕集量提高，所以，如果這種低排氣溫度下的運轉(zhuǎn)狀態(tài)持續(xù)，則有可能顆粒過濾器的再生無法良好進(jìn)行而該顆粒過濾器陷入過度捕集狀態(tài)。因此，考慮在顆粒過濾器的前段附帶裝備流通型氧化催化劑，在顆粒物的堆積量不斷增加的階段通過上述氧化催化劑向上游的排出氣體中添加燃料而使顆粒過濾器強(qiáng)制再生。S卩，如果通過氧化催化劑向上游的排出氣體中添加燃料，則該添加燃料(HC)在通過前段的氧化催化劑期間發(fā)生氧化反應(yīng)，所以，通過因該反應(yīng)熱而升溫的排出氣體的流入，之后的顆粒過濾器的催化床溫度升高，顆粒物被燃燒殆盡，從而實現(xiàn)顆粒過濾器的再生化。但是，對于如僅行駛于交通擁堵路段的城市公交車等排氣溫度低的運轉(zhuǎn)狀態(tài)長時間持續(xù)的運行狀態(tài)的車輛而言，難以升溫至前段的氧化催化劑能發(fā)揮充分的催化活性的催化床溫度，該氧化催化劑中的添加燃料的氧化反應(yīng)無法激活，所以存在著不能使顆粒過濾器在短時間內(nèi)高效地再生的問題。因此，近年來，研究了在顆粒過濾器的入口側(cè)設(shè)置燃燒器，無論車輛的運轉(zhuǎn)狀態(tài)如何均通過上述燃燒器的燃燒來焚燒已捕集的顆粒物，從而使顆粒過濾器在短時間內(nèi)高效地再生。此外，作為與這種排氣凈化催化劑或使用燃燒器加熱排氣的技術(shù)相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)信息，有下列專利文獻(xiàn)I和專利文獻(xiàn)2。專利文獻(xiàn)I :日本特開平5-86845號公報 專利文獻(xiàn)2 :日本特開平6-167212號公報。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題
然而，顆粒過濾器的強(qiáng)制再生被認(rèn)為是車輛每行駛I日進(jìn)行廣2次左右，但除了進(jìn)行顆粒過濾器的強(qiáng)制再生時以外，燃燒器停止而輸往該燃燒器的燃料在管道內(nèi)停滯，所以，如果在大氣溫度低的條件下行駛，則將燃料從燃料箱輸送至燃燒器的供油管和將剩余的燃料送回燃料箱的回油管被行駛時的風(fēng)冷卻而發(fā)生凍結(jié)(在粘度高的蠟析出而流動性顯著降低后，整體凍結(jié))，由此，有可能上述供油管和回油管發(fā)生堵塞而無法在必要時使燃燒器燃燒。本發(fā)明是鑒于上述實際情況而做出的，其目的在于，即使在大氣溫度低的條件下行駛，也不在將燃燒器與燃料箱之間連接的供油管和回油管中發(fā)生凍結(jié)。用于解決問題的技術(shù)方案
本發(fā)明為后處理燃燒器系統(tǒng)的燃料防凍方法，在裝備于排氣管途中的排氣凈化材料的上游設(shè)置燃燒器，從與發(fā)動機(jī)共用的燃料箱經(jīng)由供油管對該燃燒器供給燃料，并且將剩余的燃料經(jīng)由回油管送回上述燃料箱，其特征在于，在車輛行駛過程中大氣溫度變?yōu)橐?guī)定溫度以下的條件下，經(jīng)由供油管和回油管定期地使燃料在燃燒器與燃料箱之間循環(huán)。而且，在車輛行駛過程中，從燃料箱輸送至發(fā)動機(jī)的燃料的剩余部分被送回上述燃料箱，該燃料箱內(nèi)的燃料成為被從上述發(fā)動機(jī)送回的燃料加熱的狀態(tài)，所以，如果在車輛行駛過程中大氣溫度變?yōu)橐?guī)定溫度以下的條件下經(jīng)由供油管和回油管定期地使燃料在燃 燒器與燃料箱之間循環(huán)，則能夠使在燃燒器停止時在供油管和回油管中停滯的燃料的溫度定期地升溫。此外，在本發(fā)明的方法中，優(yōu)選地根據(jù)大氣溫度改變在大氣溫度變?yōu)橐?guī)定溫度以下的條件下定期地使燃料循環(huán)時的間隔，如果這樣，則大氣溫度越低則燃料的循環(huán)間隔縮短，能夠提高燃料的循環(huán)頻率。另外，本發(fā)明為后處理燃燒器系統(tǒng)的燃料防凍裝置，在裝備于排氣管途中的排氣凈化材料的上游設(shè)置燃燒器，從與發(fā)動機(jī)共用的燃料箱經(jīng)由供油管對該燃燒器供給燃料，并且將剩余的燃料經(jīng)由回油管送回上述燃料箱，其特征在于，所述裝置具備溫度傳感器、泵以及控制裝置，溫度傳感器檢測大氣溫度，泵裝備于供油管途中且將燃料送入燃燒器，控制裝置輸入來自于上述溫度傳感器的檢測信號，并且基于該檢測信號驅(qū)動上述泵，使得在大氣溫度變?yōu)橐?guī)定溫度以下的條件下，能夠經(jīng)由供油管和回油管定期地使燃料在燃燒器與燃料箱之間循環(huán)。此外，在本發(fā)明的裝置中，優(yōu)選地以能夠根據(jù)大氣溫度改變用于在大氣溫度變?yōu)橐?guī)定溫度以下的條件下定期地使燃料循環(huán)的泵驅(qū)動間隔的方式構(gòu)成控制裝置。發(fā)明的效果
依照上述本發(fā)明的后處理燃燒器系統(tǒng)的燃料防凍方法及裝置，可起到如下各種優(yōu)異的效果。(I)在車輛行駛過程中大氣溫度變?yōu)橐?guī)定溫度以下的條件下，使在車輛行駛過程中被從發(fā)動機(jī)送回的燃料剩余部分加熱的燃料箱內(nèi)的燃料定期地在燃燒器與燃料箱之間循環(huán)，所以，能夠使在燃燒器停止時在供油管和回油管中停滯的燃料的溫度定期地升溫，能夠預(yù)防這些供油管和回油管中的燃料的凍結(jié)。(II)如果根據(jù)大氣溫度改變在大氣溫度變?yōu)橐?guī)定溫度以下的條件下定期地使燃料循環(huán)時的間隔，則大氣溫度越低則燃料的循環(huán)間隔縮短，能夠提高燃料的循環(huán)頻率，所以能夠更可靠地防止供油管和回油管中的燃料的凍結(jié)，并且能夠盡量避免過剩的燃料的循環(huán)而將該循環(huán)所需的消耗電力抑制到最小必要限度。


圖I為示出本發(fā)明的一個實施例的燃料管系統(tǒng)圖。圖2為示出適用本發(fā)明的后處理燃燒器系統(tǒng)的基本構(gòu)成的示意圖。圖3為示出大氣溫度與泵驅(qū)動間隔的關(guān)系的曲線圖。圖4為示出泵驅(qū)動與燃料溫度的關(guān)系的曲線圖。
具體實施例方式以下，參照附圖并說明發(fā)明的實施方式。圖I和圖2示出本發(fā)明的一個實施例，圖I示出與本實施例直接相關(guān)的通向燃燒器的燃料管系統(tǒng)，但首先根據(jù)圖2說明后處理燃燒器系統(tǒng)的基本構(gòu)成。
圖2中的符號I表示裝備了渦輪增壓機(jī)2的柴油發(fā)動機(jī)，從空氣凈化器3導(dǎo)入的吸氣4通過吸氣管5被送往上述渦輪增壓機(jī)2的壓縮機(jī)2a，由該壓縮機(jī)2a加壓的吸氣4被送往中間冷卻器6進(jìn)行冷卻，吸氣4從該中間冷卻器6進(jìn)一步導(dǎo)入吸氣歧管7而被分配給柴油發(fā)動機(jī)I的各汽缸8 (在圖I中舉例示出串聯(lián)6個汽缸的情況)，另外，從上述柴油發(fā)動機(jī)I的各個汽缸8排出的排氣9經(jīng)由排氣歧管10被送往渦輪增壓機(jī)2的渦輪2b，在驅(qū)動該渦輪2b后被送往排氣管11排出。而且，在上述排氣管11途中，將整體擔(dān)載了氧化催化劑的顆粒過濾器12(排氣凈化材料)握持裝備于消音器13，并且在該顆粒過濾器12的前段裝備噴射適量燃料使其著火燃燒的燃燒器14，該燃燒器14具備這里未圖示的噴射適量燃料的燃料噴嘴以及用于對從其噴射口噴射的燃料點火的火花塞而構(gòu)成。此外，對于上述燃燒器14，連接從渦輪增壓機(jī)2的壓縮機(jī)2a下游分岔的燃燒用空氣供給管15，能夠通過該燃燒用空氣供給管15將由上述壓縮機(jī)2a過度供給的吸氣4的一部分排出而作為燃燒用空氣導(dǎo)入。在這樣的圖2的后處理燃燒器系統(tǒng)中，燃料向燃燒器14的供給如圖I所示經(jīng)由燃料管系統(tǒng)進(jìn)行，從與柴油發(fā)動機(jī)I共用的燃料箱16經(jīng)由供油管17對燃燒器14供給燃料，并且將剩余的燃料經(jīng)由回油管18送回上述燃料箱16。 如果更詳細(xì)地敘述，則在上述供油管17裝備有將燃料送入燃燒器14的泵19，通過該泵19的驅(qū)動，燃料箱16的燃料在燃料過濾器20處過濾后被送入燃燒器14之前的空氣霧化器21，在此與來自空氣箱(未圖示)的加壓空氣(霧化用空氣)混合，之后從燃料噴嘴呈霧狀噴射，通過燃料噴射量的控制，燃燒中未使用而剩余的燃料從上述空氣霧化器21經(jīng)由回油管18被送回燃料箱16。另外，在駕駛室22(在圖I的圖示中設(shè)想為卡車等的駕駛室)內(nèi)的適宜位置設(shè)置檢測大氣溫度的溫度傳感器23，來自該溫度傳感器23的檢測信號23a被輸入控制裝置24，在該控制裝置24中，基于來自上述溫度傳感器23的檢測信號23a，在大氣溫度變?yōu)橐?guī)定溫度以下的條件下，通過面向上述泵19的控制信號19a的輸出，從而實行經(jīng)由供油管17和回油管18定期地使燃料在燃燒器14與燃料箱16之間循環(huán)的控制。在此，用于在大氣溫度變?yōu)橐?guī)定溫度以下的條件下定期地使燃料循環(huán)的泵19的驅(qū)動間隔如圖3中曲線圖所示，根據(jù)大氣溫度在控制裝置24內(nèi)隨時改變，使得大氣溫度越低則燃料的循環(huán)間隔縮短。此外,在圖I中，符號25表不裝備于駕駛室22的車寬方向兩側(cè)的車輪,26表不變速器。而且，如目前眾所周知的，在車輛行駛過程中，從燃料箱16送至柴油發(fā)動機(jī)I的燃料的剩余部分被送回上述燃料箱16，該燃料箱16內(nèi)的燃料成為被從上述柴油發(fā)動機(jī)I送回的燃料加熱的狀態(tài)，所以，如果在車輛行駛過程中大氣溫度變?yōu)橐?guī)定溫度以下的情況由控制裝置24基于來自溫度傳感器23的檢測信號23a識別出，通過來自該控制裝置24的控制信號19a定期地驅(qū)動泵19，經(jīng)由供油管17和回油管18使燃料在燃燒器14與燃料箱16之間循環(huán)，那么在燃燒器14停止時在供油管17和回油管18中停滯的燃料的溫度被定期地升溫。因此，依照上述實施例，在車輛行駛過程中大氣溫度變?yōu)橐?guī)定溫度以下的條件下，在車輛行駛過程中使被從柴油發(fā)動機(jī)I送回的燃料的剩余部分加熱的燃料箱16內(nèi)的燃料定期地在燃燒器14與燃料箱16之間循環(huán)，所以，能夠使在燃燒器14停止時在供油管17和回油管18中停滯的燃料的溫度定期地升溫，能夠預(yù)防這些供油管17和回油管18中的燃料的凍結(jié)。

圖4為表示泵19的驅(qū)動與燃料溫度的關(guān)系的曲線圖，示出在回油管18相對于燃料箱16的連接部分附近測溫的結(jié)果，如在此顯示的，如果驅(qū)動泵19而在燃燒器14與燃料箱16之間開始燃料的循環(huán)，則燃料溫度立即上升，在從停止泵19的驅(qū)動直到泵19的下一次驅(qū)動的間隔內(nèi)，能夠?qū)⑷剂蠝囟缺３衷跓o需擔(dān)心凍結(jié)的溫度范圍。在此，如圖4的曲線圖所示，在停止泵19的驅(qū)動之后，燃料溫度緩慢降低，但其降低程度根據(jù)大氣溫度變化，所以，如本實施例那樣，如果根據(jù)大氣溫度改變泵19的驅(qū)動間隔，使得大氣溫度越低則燃料的循環(huán)間隔縮短而提高燃料的循環(huán)頻率，則能夠更可靠地防止供油管17和回油管18中的燃料的凍結(jié)，而且，也能夠盡量避免過剩的燃料的循環(huán)而將該循環(huán)所需的消耗電力抑制到最小必要限度。此外，本發(fā)明的后處理燃燒器系統(tǒng)的燃料防凍方法及裝置并不僅僅限于上述實施例，在與上述實施例有關(guān)的說明中，說明了排氣凈化材料為顆粒過濾器的情況，但是，本發(fā)明的后處理燃燒器系統(tǒng)在以選擇還原型催化劑或NOxK留還原催化劑等各種排氣凈化催化劑作為排氣凈化材料的情況下當(dāng)然能夠同樣適用，所述選擇還原型催化劑具備即使在氧氣共存下也可選擇性地使NOx與還原劑反應(yīng)的性質(zhì)，所述NOx吸留還原催化劑具備當(dāng)排氣空燃比不足時氧化排出氣體中的NOx、以硝酸鹽的狀態(tài)暫時吸留并在排出氣體中的O2濃度降低時通過未燃燒的HC或CO等的介入而分解放出NOx進(jìn)行還原凈化的性質(zhì)，即，能夠同樣適用于為使這些排氣凈化催化劑在寒冷時升溫至活性溫度范圍而使用燃燒器的方式的后處理燃燒器系統(tǒng)。符號說明
I柴油發(fā)動機(jī)(發(fā)動機(jī))
11排氣管
12顆粒過濾器(排氣凈化材料)
14燃燒器 16燃料箱 17供油管 18回油管19泵
19a控制信號23溫度傳感器23a檢測信號24控制裝置。
權(quán)利要求
1.一種后處理燃燒器系統(tǒng)的燃料防凍方法，在裝備于排氣管途中的排氣凈化材料的上游設(shè)置燃燒器，從與發(fā)動機(jī)共用的燃料箱經(jīng)由供油管對該燃燒器供給燃料，并且將剩余的燃料經(jīng)由回油管送回所述燃料箱，其中，在車輛行駛過程中大氣溫度變?yōu)橐?guī)定溫度以下的條件下，經(jīng)由供油管和回油管定期地使燃料在燃燒器與燃料箱之間循環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的后處理燃燒器系統(tǒng)的燃料防凍方法，其特征在于，根據(jù)大氣溫度改變在大氣溫度變?yōu)橐?guī)定溫度以下的條件下定期地使燃料循環(huán)時的間隔。
3.一種后處理燃燒器系統(tǒng)的燃料防凍裝置，在裝備于排氣管途中的排氣凈化材料的上游設(shè)置燃燒器，從與發(fā)動機(jī)共用的燃料箱經(jīng)由供油管對該燃燒器供給燃料，并且將剩余的燃料經(jīng)由回油管送回所述燃料箱，其中，所述后處理燃燒器系統(tǒng)的燃料防凍裝置具備溫度傳感器、泵以及控制裝置，所述溫度傳感器檢測大氣溫度，所述泵裝備于供油管途中且將燃料送入燃燒器，所述控制裝置輸入來自所述溫度傳感器的檢測信號，并且基于該檢測信號驅(qū)動所述泵，使得在大氣溫度變?yōu)橐?guī)定溫度以下的條件下，能夠經(jīng)由供油管和回油管使燃料定期地在燃燒器與燃料箱之間循環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的后處理燃燒器系統(tǒng)的燃料防凍裝置，其特征在于，以能夠根據(jù)大氣溫度改變用于在大氣溫度變?yōu)橐?guī)定溫度以下的條件下定期地使燃料循環(huán)的泵驅(qū)動間隔的方式構(gòu)成控制裝置。
全文摘要
涉及后處理燃燒器系統(tǒng)的燃料防凍方法，在裝備于排氣管途中的顆粒過濾器(12)(排氣凈化材料)的上游設(shè)置燃燒器(14)，從與柴油發(fā)動機(jī)(1)(發(fā)動機(jī))共用的燃料箱(16)經(jīng)由供油管(17)對該燃燒器(14)供給燃料，并且將剩余的燃料經(jīng)由回油管(18)送回上述燃料箱(16)，在車輛行駛過程中大氣溫度變?yōu)橐?guī)定溫度以下的條件下，經(jīng)由供油管(17)和回油管(18)定期地使燃料在燃燒器(14)和燃料箱(16)之間循環(huán)。
文檔編號F01N3/36GK102822466SQ20118001662
公開日2012年12月12日 申請日期2011年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月7日
發(fā)明者村松俊克, 通阪久貴 申請人:日野自動車株式會社