[发明专利]内燃机的排气净化装置

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机的排气净化装置。

背景技术

柴油机、汽油内燃机等内燃机的排气中含有例如一氧化碳（CO）、未燃燃料（HC）、氮氧化物（NO_X）或粒子状物质（PM：Particulate Matter）等成分。为了净化这些成分，内燃机中安装有排气净化装置。

已知以往技术的排气净化装置中，在净化排气的催化剂的上游侧配置有供给燃料等添加剂的添加阀。通过将添加剂从添加阀供给到排气中，能够对催化剂供给添加剂。

在日本特开2009－156067号公报中，公开了具备向排气管的内部添加燃料的燃料添加阀的内燃机的废气净化装置。在该公报中公开了在从燃料添加阀喷射的燃料通过的排气管的内部配置有使添加剂滞留的添加剂滞留体。并公开了添加剂滞留体根据发动机的运转而改变接受添加剂的面积。并公开了即使在该装置中在燃料添加阀与催化剂之间没有确保充分混合的空间，也能促进添加剂的雾化。

在日本特表2007－514104号公报中公开了具备粒子状物质过滤器和导流器的稀燃用的内燃机的排气机构，上述导流器配置在粒子状物质过滤器的入口，并且使流经排气装置中的排气的至少一部分转向。另外，公开了导流器形成为圆锥台形，具备具有第一截面积的上游末端和具有第二截面积的下游末端，第二截面积大于第一截面积。

在日本特开2009－030560号公报公开了具备还原催化剂和还原剂喷射部的内燃机的排气净化装置。该排气净化装置在还原催化剂的上游侧设有排气导入室。排气流入排气导入室。配置有还原催化剂的排气通路的入口侧向排气导入室内延伸设置。延伸设置的排气通路的端部具备设有排气的通过孔的罩构件。排气导入室配置有还原剂喷射部。并公开了罩构件包含用于使还原剂和排气混合扩散的混合器。并公开了在该排气净化装置中可以将混合有还原剂的排气均匀分散而供给到还原催化剂。

专利文献1：日本特开2009－156067号公报

专利文献2：日本特表2007－514104号公报

专利文献3：日本特开2009－030560号公报

发明内容

在向内燃机排气通路供给燃料的排气净化装置中，根据添加燃料的添加阀的位置、排气管的形状等，在排气管内添加的燃料达到到达催化剂时，有时产生局部的浓度不均。即，有时具有局部燃料的浓度高的部分和低的部分的排气被供给到催化剂。对催化剂不供给燃料的浓度均匀的排气时，例如，可能排气的净化作用被限定在浓度高的部分。其结果，有时催化剂整体的净化率降低。或者，如果局部的燃料的浓度过高，则有时发生穿过催化剂的滑脱。或者，由于在排气管内产生燃料浓度的不均，从而有时燃料附着于排气管的壁面。

如上述公报中所公开的那样，通过在催化剂的上游侧配置提高燃料的分散性的构件，可以对催化剂供给燃料的浓度均匀化的排气。然而，这些提高分散性的构件由于必须配置在排气管的内部，所以存在排气净化装置变大的问题。另外，由于在排气管的内部配置提高分散性的构件，所以存在内燃机的背压上升的问题。即，存在因提高分散性的构件而流路截面积变小、排气净化装置中的压力损失变大的问题。

作为在排气管的内部使燃料的浓度均匀化的构成，可以延长催化剂上游侧的排气管。即，可以通过通过增大排气在排气管内流经的距离来搅拌燃料所含的排气。但是，在延长排气管的构成中，排气净化装置变大或背压上升。另外，由于延长排气管，产生附着在排气管的内表面的燃料的量也增加的问题。

进而，为了提高排气的净化率，可以增大催化剂的容量。然而，如果增大催化剂的容量，则产生排气净化装置变成大型的问题。

然而，作为除去排气中所含的氮氧化物的方法之一，已知在内燃机排气通路中配置NO_X吸留催化剂。NO_X吸留催化剂具有当流入的排气的空燃比为稀时吸留排气中所含的NO_X，当流入的排气的空燃比为浓时放出所吸留的NO_X并进行还原的功能。然而，NO_X吸留催化剂存在变为高温时NO_X的净化率降低的情况。

本发明的目的是提供小型且NO_X的净化率优异的内燃机的排气净化装置。