CN201513223U - 用于在冷起动期间捕集液体排放的系统及装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于在冷起动期间捕集液体排放的系统和装置。作为一个示例，该系统包含：排气进口、流体连接至所述排气进口下游的交换区域、连接至所述交换区域的具有用于收集液体排放的液体排放室的捕集器及流体连接至所述交换区域下游的催化转化器。本实用新型的系统和装置可减少在冷起动期间的排放进而增加排气系统的效率。

Description

用于在冷起动期间捕集液体排放的系统及装置

【技术领域】

本实用新型涉及一种用于内燃发动机排气系统的系统及装置。

【背景技术】

发动机在紧接着起动之后产生的排放可能高于在发动机处于最佳运转温度后。更高的排放可能由于在某些状况下减少的燃料汽化和雾化。例如，在发动机起动之后，燃料系统压力可能还没有达到导致燃烧室内的燃料充分雾化的压力，其会导致增加的排放。而且，在起动之后较低的发动机温度会进一步减少燃料的汽化率。如另一个示例，汽化率会随着燃料成分改变。例如，含有汽油和醇的混合燃料可能具有比仅含有汽油或低浓度醇的燃料更低的汽化率。

例如，在发动机在温度低于运转阈值时起动的冷起动期间，燃料可能不像当发动机运转于或高于最佳运转温度时那样有效地燃烧。冷发动机温度也可能降低排气温度，允许从排气中冷凝出更多液体(一个示例为水)。因此，在冷起动期间，可释放出包括未燃烧的燃料和部分燃烧的燃料的排放，例如排气中的碳氢化合物。

取决于燃料，可能会在冷起动期间进一步地增加排放。例如，含有乙醇的燃料可具有相对低的挥发性。低挥发性燃料可能需要更高的燃空比用于最佳燃烧并且可能不像其他燃料(例如汽油)那样快速地加热排气系统或发动机。这样，在冷起动工况下相比于其他燃料，低挥发性燃料可能产生相对更多不期望的副产物。

催化转化器可用作为排气系统的部分以将不期望的副产物转化为较不有害的副产物。当催化转化器处于或高于最佳运转阈值(称为起燃温度)时，催化转化器可有效地减少这种不期望的副产物。然而，在冷起动工况下，催化转化器总体上低于其起燃温度并且发生低效率的排气转化。

已经开发出系统以解决发生在冷起动下的状况。例如，美国专利5,396,764描述了用连接至可用于存储和氧化排气的固体过滤器的风箱呼吸装置选择性地过滤排气的方法。该风箱可响应由催化转化器内的增加的温度(当其达到起燃温度时)产生的压力变化，打开允许排气旁通过滤器的联锁通风系统。在美国专利6,357,227中描述的另一个方法在排气系统中使用了旁通，这样可通过水试剂氧化不期望的副产物。该旁通系统可通过阀门控制并且在一些示例中包括多个室用于存储水和反应物(例如尿素)以产生试剂(例如氨水)。

本实用新型的发明人已经认识到这些方法所带来的问题。例如，使用风箱呼吸和固体过滤系统可能遭受大量的磨损并且可能依赖于用于选择性过滤排气的复杂的机械系统。此外，使用化学试剂可能需要将所述化学试剂连续地加入排气系统中。另外，试剂(例如氨水)本身可能为不期望的并且可能对环境有害。而且，这种方法没有具体地解决来自低挥发性燃料(例如乙醇)的排放相关的问题。

【实用新型内容】

本实用新型的目的包括提供适合在冷起动期间在催化转化器达到其起燃温度之前捕集发动机排气系统中的液体排放的系统和装置以解决上述问题中的至少一些。

根据本实用新型的一方面，提供一种用于在内燃发动机的冷起动期间捕集液体排放的系统，包含排气进口、流体连接至所述排气进口下游的交换区域、连接至所述交换区域的具有用于收集液体排放的液体排放室的捕集器及流体连接至所述交换区域下游的催化转化器。

根据本实用新型的另一方面，提供一种用于在内燃发动机的冷起动期间捕集液体排放的装置，包含通向排气系统的交换区域的排水沟；流体连接至所述排水沟的室，其中所述室适合接收由于重力从所述交换区域滴落的液体排放；及流体连接至所述排水沟和所述室的通道，其中所述通道配置为使液体汽化和使汽化的液体穿过通道排放至交换区域内。

本实用新型具有多个优点，在一个例子中，一部分排气可冷凝以形成液体排放。液体排放可存储在捕集器内并且直至达到起燃温度之后延迟释放。同样，可减小在获得起燃温度之前到达催化转化器的湿排气的水平。减少在冷起动期间的排放导致增加排气系统的效率。这种系统和装置可应用至基于乙醇的燃料系统。

【附图说明】

图1显示了包括排气系统的内燃发动机的示例汽缸的示意图。

图2为包括用于收集液体排放的捕集器的排气系统的方块图。

图3为包括用于收集液体排放的捕集器的示例排气系统的示意图。

图4为示例方法的流程图，通过该方法排气系统可在冷起动期间保持液体排放。

【具体实施方式】

图1为显示可包括在机动车辆的推进系统中的多缸发动机10的一个汽缸的示意图。可至少部分地通过包括控制器12的控制系统和通过经由输入装置130来自车辆操作者132的输入控制发动机10。在这个例子中，输入装置130包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室(例如汽缸)30包括带有位于其内的活塞36的燃烧室壁32。活塞36连接至曲轴40以使得活塞的往复运动转换为曲轴的旋转运动。曲轴40可经由中间传动系统连接至车辆的至少一个驱动轮。此外，起动机马达可经由飞轮连接至曲轴40以能够开始发动机10的起动运转。燃烧室30可经由进气道42从进气歧管44接收进气并且可经由排气道48排出燃烧气体。进气歧管44和排气道48能够经由各自的进气门52和排气门54选择性地与燃烧室30连通。在一些实施例中，燃烧室30可包括两个或多个进气门和/或两个或多个排气门。

可经由电动气门驱动器(EVA)51通过控制器12控制进气门52。类似地，可经由EVA 53通过控制器12控制排气门54。在一些状况期间，控制器12可改变提供至驱动器51和53的信号以控制各自进气门52和排气门54的打开和关闭。可分别通过气门位置传感器55和57确定进气门52和排气门54的位置。在可替代实施例中，进气门和排气门中的一个或多个可由一个或多个凸轮驱动，并且可利用凸轮廓线变换系统(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中一个或多个以改变气门运转。例如，汽缸30可替代地包括经由电动气门驱动控制的进气门和经由包括CPS和/或VCT的凸轮驱动控制的排气门。

燃料喷射器66显示为设置在进气道44内的配置，以将燃料以称为燃料进气道喷射的方式提供至燃烧室30的上游进气道。燃料喷射器66可与经由电子驱动器68从控制器12接收的FPW信号的脉冲宽度成比例地喷射燃料。可通过包括燃料箱、燃料泵和燃料导轨的燃料系统(未显示)将燃料输送至燃料喷射器66。在一些实施例中，燃烧室30可替代地或附加地包括直接连接至燃烧室30的燃料喷射器用于将燃料以称为直接喷射的方式直接喷射至那里。

进气道42可包括具有节流板64的节气门62。在这个具体例子中，通过控制器12经由提供至包括有节气门62的电动马达或电动驱动器(一种通常称之为电子节气门控制(ETC)的配置)的信号改变节流板64的位置。以此方式，可运转节气门62以改变提供至其他发动机汽缸中的燃烧室30内的进气。通过节气门位置信号TP可将节流板64的位置提供至控制器12。进气道42可包括质量空气流量传感器120和歧管空气压力传感器122用于提供各自的MAF和MAP信号至控制器12。

在选定运转模式下，点火系统88可响应来自控制器12的火花提前信号SA经由火花塞92将点火火花提供至燃烧室30。尽管显示了火花点火部件，在一些实施例中，无论有无点火火花，燃烧室30或发动机10的一个或多个其他燃烧室可以压缩点火模式运转。

排气传感器126显示为连接至排放控制装置70上游的排气道48。传感器126可为用于提供排气空燃比指示的任何适合的传感器，例如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧传感器)、两态氧传感器或EGO(排气氧传感器)、HEGO(加热型EGO)、氮氧化物(NOx)、碳氢化合物(HC)或一氧化碳(CO)传感器。排放控制装置70显示为沿排气传感器126下游的排气道48设置。装置70可为三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、多种其他排放控制装置或其组合。在一些实施例中，在发动机10运转期间，可通过以特定的空燃比操作发动机的至少一个汽缸周期性地重设排放控制装置70。

图1中控制器12显示为微型计算机，包括微处理器单元102、输入/输出端口104、用于可执行的程序和校准值的电子存储介质(在本具体例子中显示为只读存储器芯片106)、随机存取存储器108、保活存储器110和数据总线。控制器12可从连接至发动机10的传感器接收多种信号，除了之前论述的那些信号，还包括：来自质量空气流量传感器120的引入质量空气流量(MAF)测量值、来自连接至冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)、来自连接至曲轴40霍尔效应传感器118(或其他类型)的脉冲点火感测信号(PIP)、来自节气门位置传感器120的节气门位置(TP)和来自传感器122的绝对歧管压力信号(MAP)。发动机转速信号RPM可由控制器12从脉冲点火感测PIP信号生成。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可用于提供进气歧管内的真空或压力指示。注意的是可使用上述传感器的多种组合，例如MAF传感器而不具有MAP传感器，反之亦然。在化学计量运转期间，MAP传感器可给出发动机扭矩的指示。此外，该传感器与检测到的发动机转速一起可提供进入汽缸内的充气(包括空气)的估算。在一个例子中，也可用作为发动机转速传感器的传感器118可在曲轴每转产生预定数目的等距脉冲。

存储介质只读存储器106可编程有计算机可读数据，其为处理器102可执行指令，用于执行下面描述方法以及可预期但未具体列出的其他变形例。

如上所述，图1显示了多缸发动机中仅一个汽缸，并且每个汽缸可类似地包括其自有组进气门/排气门、燃料喷射器、火花塞等。

图2描述了用于捕集排气系统中的液体排放以在冷起动期间减少排放的系统200。例如，液体排放可包括水、燃料和排气的冷凝物或其它排气微粒。例如，液体排放可包括碳氢化合物(包括未燃烧的燃料和部分燃烧的燃料)以及其它微粒物质等。该系统可设置为图1中描述的排放控制装置70的一部分。

系统200可包括进口202，例如可连接至交换区域206的排气进口，交换区域206依次可连接至捕集器204。进口202可适合允许排气从发动机至交换区域的通道。排气可包括液体排放以及排气和微粒。

交换区域206可连接至催化转化器208。交换区域206可包括至催化转化器的通道。捕集器204，例如液体捕集器或冷起动捕集器，可设置以在冷起动期间收集液体排放。在一个例子中，该捕集器可设置在交换区域的底部凹陷以使得液体由于重力滴进捕集器内。没有收集在捕集器内的蒸气和排气可穿过催化转化器208。

作为一个例子，该捕集器可适合液体(例如液体排放)的存储和汽化。该捕集器可包括进入交换区域内的嘴或开口、连接至该嘴的通道和用于收集液体排放的液体排放室。在一个例子中，捕集器的开口设置以使得液体排放可落入进捕集器内。作为另一个示例捕集器配置，该捕集器可适合为如在图3中描述的亥姆霍兹共振器(Helmholtz resonator)。

在一些例子中，捕集器还可包括隔热板、绝缘和/或至排气系统其它部分的辅助连接。隔热板和绝缘可至少部分围绕或隔离该捕集器并且可限制从该室传来或传走热量。辅助连接使流体流进或流出捕集器。这样，气流可往回引导向交换区域、系统200的其它部分或其它地方。此外，可提供连接以使得液体排放汽化这样其重新进入该系统。例如，在冷起动期间捕集该液体之后，可在发动机已经达到最佳运转温度之后使液体排放汽化回到交换区域。在汽化的排气已经达到其起燃条件之后可通过催化转化器有效地处理。在其它系统，该液体排放可汽化进第二出口或否则释放掉。

如上所述，捕集器可连接至交换区域，其可依次连接至催化转化器208。应该了解的是该交换区域可为到催化转化器的入口。例如，催化转化器208可设置在交换区域206的下游和挡流板210(在下面描述)的下游。催化转化器可包括用于减少氮氧化物(NOx)气体并且氧化碳氢化合物和一氧化碳的三元催化剂(TWC)。在另一个示例中，催化转化器可含有NOx捕集器。在又一示例中，催化转化器可包括TWC、NOx捕集器和其他排放还原装置的组合。在另一示例中，催化转化器可包括可热耦合至一个或多个排放还原装置的加热器，例如但不限于电线圈、再循环排气交换等。如上所述，在冷起动期间，催化转化器没有处于有效的工作温度下。通过使用该液体排放捕集器，其可能在催化转化器被加热至其起燃温度时保持排气。这样，可减少排气系统排出的不需要的副产物。此外，在一些示例中，可以延迟将干排气从液体排放捕集器释放至第一块催化转化器下游的位置。

在一些示例系统中，可选的挡流板210设置在排气进口和催化转化器之间。例如，挡流板可设置在催化转化器的上游和交换区域的下游。如在下面更详细描述，挡流板可将一部分空气流再向上游引导至交换区域以增加在冷起动期间的液体排放的收集。例如，挡流板可为一组可弯曲的瓣、带有穿孔的阻塞物、互联纤维的网、类似圆形针轮的臂系统或其它这种装置。在一个示例中，挡流板可部分地减慢排气流并且再引导排气回到交换区域。减慢和再引导空气流可改善交换区域内的冷凝水平并且增加收集在捕集器内的液体排放的水平。增加液体排放的收集可减少通过至催化转化器的排气量，从而在催化转化器达到起燃温度之前增加了该系统的整体效率。在另一个示例中，挡流板可增加空气流的离心运动以将捕集器204的开口附近的冷凝物分层。这样，空气可在排气区域中循环以使得排气能够冷凝并捕集。

除了上述的部件，在一些系统中可提供带有一个或多个发动机传感器的发动机控制器212以使得能够控制该系统。例如，一个或多个排气传感器可连接至排气系统200(例如连接至进口202)以及连接至发动机控制器212。排气传感器可为示例的排气传感器126。这样，可将关于排气的信息发送至控制器。在另一示例中，发动机控制器可连接至催化转化器。在又一个示例中，发动机控制器可连接至催化转化器上可由其控制的加热器。这样，发动机控制器可控制一部分催化转化器的加热。

图3为带有液体捕集器的排气系统的示例。系统300包括进口302、排放还原装置壳体304、交换区域306、捕集器308、挡流板310和催化转化器312。如在下面更详细地描述，在一个示例中，该系统包括排气进口、流体连接至所述排气进口下游的交换区域、连接至所述交换区域具有用于收集液体排放的液体排放室的捕集器，以及流体连接至所述交换区域下游的催化转化器。在一些示例中，捕集器可包括通向排气系统的交换区域的排水沟，和流体连接至所述排水沟的室，其中该室适合被动地从交换区域接收液体排放。例如，排水沟可接收从交换区域由于重力滴落的液体排放。在一些示例中，部分交换区域至少部分地倾斜以使得液体排放流进捕集器内。该捕集器还包括连接排水沟和室的通道。该通道可适合使得该液体排放能够汽化并且将汽化的液体排放释放进交换区域内。

作为一个示例，进口302可包括连接至可连接至排放还原装置壳体304的变径头(reducer cone)316的排气歧管314。该排气歧管314可将来自发动机的排气引导至变径头316，尽管这种变径头316并非必需的。在一些示例中，可直接从发动机的排气门连接该进口。尽管没有说明，一个或多个排气传感器可连接至排气歧管。

在一个示例中，排气可由发动机燃烧醇基燃料(例如E85)而产生。E85为含有高至85％的变性燃料乙醇的混合物的燃料。乙醇燃料可比其它燃料(例如汽油)具有更高的辛烷值。更高辛烷值的燃料可比具有低辛烷值的燃料更有效率。E85可由草制成，例如玉米。这样，E85不会产生进入大气中的碳的净增加。然而，E85可具有比其它燃料(例如汽油)更低的挥发性。更低的挥发性燃料可能需要更高的燃空比以在发动机内最佳燃烧并且可能不像其它燃料(例如汽油)那样快速地加热排气系统或发动机。这样，低挥发性燃料在冷起动期间相比其它燃料可产生相对更多的不期望的排放。

作为一个示例并且不作为限制，当使用E85时该系统可减少排放。例如，如在下面更详细的描述，液体捕集器可包括设置在催化转化器的入口之下以在冷起动期间捕集滴落的液体排放的液体排放室。在催化转化器暖机之后，捕集的液体排放可汽化并且释放至催化转化器。通过提供该捕集器，保持液体排放直至催化转化器被充分加热，因此将低挥发性燃料在冷起动期间发生的困难最小化。

现具体参考图3，交换区域306可转移排气，例如液体排放和排气。交换区域可为连接至变径头316、捕集器308和可选的挡流板310的排放还原装置壳体304内部的转移连接。交换区域可包括允许液体由于重力滴落进捕集器308内的排水沟318。此外，在一些示例中，压力脉动可进一步驱使液体排放进入捕集器内。

在说明的示例中，交换区域可将液体流引导向排水沟。例如，在交换区域内的结构，例如交换区域的底板或顶板，可为斜面的或至少部分斜面以使得液体排放流进捕集器308内。例如，交换区域可包括另一个变径头以将排气流引导向排水沟。

而且，在一些示例中，可在交换区域内设置额外的结构以迫使空气循环以使得能够冷凝以及进一步引导液体流向捕集器。例如，下面结构中的一个或多个可集成在系统内。具体的，作为一个示例，可添加热交换器以减少排气中的热能并且增加冷凝。在其它示例中，热交换器可连接至交换区域的上游或下游。在又一示例中，弯道装置可添加至排气系统。例如，弯道装置可设置在进口和交换区域之间。在一些系统中，弯道可为交换区域的上游或下游。在其他示例中，可延长排气系统的长度。通过添加这种装置，例如弯道或延长排气系统的长度，增加了排气在到达催化剂之前走过的路径并且从而增加排气热质量。这样，可增加排气液体的冷凝和捕集。

再次参考捕集器308，捕集器可配置用于临时存储和汽化液体排放。捕集器包括嘴或排水沟318、通道320和液体排放室322。在一些示例中，液体排放室可不需要通道而直接连接至排水沟。在其它示例中，捕集室可通过凸缘连接至排水沟。尽管不是必需的，隔热板324可设置围绕或部分地围绕液体排放室322。

排水沟318可适合允许在通道(并因此该液体排放室)和交换区域之间的液体排放流动。可穿过排水沟和通道发生液体排放流进液体排放室内。在加热之后，汽化的液体排放可穿过通道行进并且回进至交换区域内。

液体排放室可成形为使得能够收集液体排放。此外，其形状可以是这样的使得在加热时液体排放迅速地汽化并且可向上释放穿过通道回到交换区域内。例如，液体排放室外可为球根状的或球状，形成碗状物以收集液体排放。碗形状可使得足够量的液体收集在室内同时仍然最大化表面积以确保在加热时迅速汽化。尽管说明为球根状室，应该了解的是其它结构是可能的，包括但不限于多个球根状室或管状室。

在一个示例中，捕集器作用为亥姆霍兹共振器(Helmholtz resonator)。在亥姆霍兹共振器捕集器的示例中，发动机内的燃烧可能导致排放还原装置壳体内的压力变化，其可相应地引起捕集器内的呼吸效应。呼吸可能会打破抑制重力滴落以及使冷凝物暴露进室内的表面张力和润湿，湿润裂缝，并改善了捕集器的效率。此外，在一些示例中，该室可配置以允许足够多时间用于加热催化转化器并且随后当其蒸发时汽化冷凝物。例如，可提供孔以使得一缕排气在催化转化器已经达到起燃温度之后被引导进催化转化器的气流中。在可替代示例中，该捕集器没有设计为亥姆霍兹共振器并且可利用其它结构以能够捕集液体排放。

作为一个示例，可改变排水沟的位置以增加液体排放的收集。如上所述，排水沟可设置在交换区域的最低点。此外，可增加排水沟的尺寸以能够收集更多的液体排放。类似地，可改变液体排放室的体积尺寸以获得足够的收集空间并且能够汽化(或沸腾掉(boiling off))液体排放。

在冷起动期间，液体排放可收集并且储存在捕集器内。随着发动机和排气系统被加热，该系统会更有效地处理排放。因此，在一些系统中，一旦催化转化器达到其起燃条件，捕集器适合将液体排放释放回系统中。例如，如下面详细描述的，捕集器适合使得液体排放汽化回交换区域内。

例如，在说明的系统中，液体排放可存储在室322中直至该室被加热至使得所述液体汽化的温度。可通过从排气对流，从排气系统或发动机系统的另一部分辐射，或从该系统的另一部分热传导，导致加热。在一些示例中，捕集器可具有加热器，例如可加热室的加热线圈(未显示)。该室可通过隔热板324热隔离。该隔热板可限制从排气系统或发动机系统的另一部分辐射，或从该系统的另一部分热传导。为了防止液体排放过早的释放(在催化转化器达到起燃条件之前)，热隔离可允许延迟液体排放从捕集器中汽化出来。一旦催化转化器已经达到起燃状况，可利用多种加热元件和加热器使得液体排放汽化回到交换区域内。

当液体排放汽化时，其可以上升，离开室322通过通道320至交换区域306。在可替代示例中，辅助通路可传输捕集器与交换区域之间的液体排放，和/或汽化的液体排放。在其他示例中，辅助通路可传输捕集器和变径头316之间的液体排放和/或汽化的液体排放。在又一个示例中，辅助通路可传输捕集器和发动机系统或排气系统其它部分之间的液体排放和/或汽化的液体排放。

多种可选结构可设置在变径头316内以增加在冷起动期间液体排放的收集。如上所述，一个或多个挡流板310可设置在交换区域306的下游。尽管说明为带有狭缝臂(slittedarm)和穿孔的圆形针轮类似结构，挡流板可为中断排气流的任何合适的形状。挡流板可用于增加气流的离心运动。增加的气流的离心运动可将接近捕集器的冷凝物分层，改善捕集器的效率。挡流板可用于部分地减慢气流并将气流引导回交换室。减慢和再引导气流可改善交换区域内的冷凝物水平。在可替代示例中，挡流板可为一组可弯曲的瓣，带有穿孔的阻塞物、互联纤维的网或其它这种结构。

在图3中说明的示例中，挡流板310下游为催化转化器。在一个示例中，催化转化器包括三元催化剂(TWC)326。催化转化器可通过发动机排气加热，并且也可包括热耦合至该TWC的加热器328。在本示例中，加热器为与排放还原装置壳体304和TWC热传导的电线圈。在另一个示例中，加热器可包括排气旁通装置以围绕TWC引导再循环排气。在可替代示例中，没有加热器。在另一个可替代示例中，催化转化器还包括TWC下游的NOx捕集器。在这种示例中，保持水和排气直至催化转化器达到其起燃温度可增加NOx捕集器的效率。在又一个示例中，NOx捕集器与加热器328热连通。

如在图2中所述，发动机控制器和发动机传感器可连接至该系统。例如，发动机控制器可连接至加热器328和排气传感器以主动地监视和控制催化转化器的加热。在其它示例中，控制器可连接至连接捕集器308的加热器以监视和控制捕集器的加热。

图4为描述用于在图1中所示的直接喷射的内燃发动机中在冷起动期间减少排放的示例方法400的流程图。具体地，该方法可改善排气系统的整体效率。尽管不是所有元件都是必需的，为了说明的目的，用于描述方法的示例排气系统包括：进口、捕集器、交换区域和催化转化器。

如在402处所示，该方法可从起动发动机开始。在起动之后，在404处，发动机可产生排气。在406处，可随后确定催化转化器工况(例如催化转化器是否低于起燃温度)。该确定可被动地通过由于冷起动工况在排气系统中产生水和冷凝排气完成。可替代地和/或作为补充地，排气传感器可将催化转化器的状态发送至发动机控制器。例如，温度传感器可连接至催化转化器并且发送信号至发动机控制器。

如果催化转化器高于起燃温度，随后在414处可在催化转化器中氧化和还原排放物，例如排气。

尽管描述了关于催化转化器的工况的确定，该确定为存在发动机的冷起动工况或运转工况。因此，如果不存在冷起动工况或如果发动机高于或处于最佳工况，随后该程序可转至414处并且通过催化转化器处理排气。

如果催化转化器低于起燃温度(或者如果发动机处于冷起动工况)，则随后程序转至408处。在该示例中，液体排放可收集在交换区域内并且排气中不期望的副产物，例如碳氢化合物和水，可形成冷凝物。如上所述，冷凝物的形成，液体排放，可为被动过程，内隐在发动机的冷起动工况中。

在一些例子中，该方法可进一步包括挡流过程以干扰空气流并且增加冷凝物。例如，挡流可增加通过系统的排气流的离心运动。增加气流的离心运动可使得捕集器附近的冷凝物分层，改善捕集器的效率。在其他示例中，挡流可用于部分地减慢并且将气流再引导回交换室。减慢和再引导空气流可增加交换区域内的冷凝水平。

在进一步的示例中，可单独使用另外的方法或者与挡流组合以增加冷凝物。例如，热交换器可集成在系统中。进一步示例过程可包括延长排气流通过排气系统的时间周期并且增加取决于排气系统的物理长度的排气热质量。在一些实施例中，弯道装置可加至排气系统中。在进一步的示例中，排气系统的长度可被延长，例如交换区域自身可被延长。这样，增加了排气在到达催化剂之前通过的路径，使得能够进行液体排放的冷凝和捕集。

在410处，液体冷凝物，或液体排放(其可含有不期望的副产物，例如碳氢化合物和水)可收集在捕集器中。可重复执行上述404至410的步骤。液体排放可在该系统达到最佳工况(例如催化转化器达到起燃温度)期间保持在捕集器内。

在412处，液体排放可从捕集器汽化进交换区域。可基于捕集器的温度、催化转化器的温度和/或发动机的温度控制汽化。通过来自排气的热量可被动地执行该汽化。在一些示例中，捕集器可进一步包括加热元件，其可在发动机或催化转化器的理想工况下主动地加热捕集器内的液体以加速汽化。在一个示例中，汽化被充分延迟直至催化转化器已经达到起燃温度。

应该了解的是在一些示例中，替代412处的汽化，捕集器可适合保持或再引导液体排放。例如，可将液体排放引导至系统的另一部分用于在其它过程中使用。

返回参考图4，在液体排放汽化回进交换区域之后，在414处在催化转化器内可还原和氧化汽化的液体排放。

因此，如上面详细描述，提供了一种在冷起动期间运转内燃发动机的方法。该方法可包括将至少部分来自发动机的排气在排气系统中的交换区域冷凝为液体排放、将液体排放收集进设置在交换区域内的捕集器内和在捕集器内达到汽化温度之后将液体排放汽化进交换区域。液体排放的汽化可被延迟直至催化转化器处于起燃状况之后。在一些示例中，可通过使用挡流板或其它空气干扰结构增加交换区域内的排气的离心运动。在该系统达到起燃温度之后汽化的液体排放可在催化转化器内还原和氧化。

注意的是本文包括的示例程序能够与多种发动机和/或车辆系统配置一起使用。此处描述的具体程序可代表任意数量处理策略(例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等)中的一个或多个。这样，可以以所说明的顺序或并行实现所说明的各种行为或功能，或在一些情况下有所省略。同样，处理的顺序也并非达到此处所描述的实施例所必需的，而只是为了说明和描述的方便。尽管没有明确说明，根据使用的具体策略，可重复实现一个或多个说明的行为或功能。此外，所述的行为图像化表示了编程入发动机控制器中的计算机可读存储介质的编码。

应了解，此处公开的配置与程序实际上为示例性，且这些具体实施例不可认定为具有限制意义，因为可能存在多种变形。例如，上述技术可应用于V-6、V-8、I-4、I-6、V-12、对置4缸、和其他发动机类型。本实用新型的主旨包括所有多种系统与配置以及此处公开的其它特征、功能和/或性质的新颖且非显而易见的组合与子组合。

本申请的权利要求具体地指出某些被认为是新颖的和非显而易见的组合和次组合。这些权利要求可指为“一个”元素或“第一”元素或其等同物。这些权利要求应该了解为包括一个或多个这种元素的结合，既不要求也不排除两个或多个这种元素。揭示所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和次组合可通过修改现有权利要求或通过在这个或关联申请中提出新的权利要求得到主张。这些权利要求，与原始权利要求范围相比无论更宽的、更窄的、相同或不相同，也被认为包括在本实用新型主题内。

Claims (10)

1.一种用于在内燃发动机的冷起动期间捕集液体排放的系统，其特征在于，包含：

排气进口；

流体连接至所述排气进口下游的交换区域；

连接至所述交换区域的具有用于收集液体排放的液体排放室的捕集器；及

流体连接至所述交换区域下游的催化转化器。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包含设置在所述排气进口和所述催化转化器之间的挡流板。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包含连接至所述捕集器的加热器。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括隔热板。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述捕集器进一步包含通向所述交换区域以被动地从所述交换区域接收液体排放的排水沟。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述交换区域的部分至少部分地倾斜以使得液体排放流进所述捕集器内。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述捕集器为亥姆霍兹共振器。

8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包含连接至所述发动机、所述排气进口和所述催化转化器中的至少一个的发动机控制器。

9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述催化转化器包括NOx捕集器。

10.一种用于在内燃发动机的冷起动期间捕集液体排放的装置，其特征在于，包含：

通向排气系统的交换区域的排水沟；

流体连接至所述排水沟的室，其中所述室适合接收由于重力从所述交换区域滴落的液体排放；及

流体连接至所述排水沟和所述室的通道，其中所述通道配置为使液体汽化和使汽化的液体穿过通道排放至交换区域内。

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