專利名稱：內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，特別是涉及一種具有選擇還
原式的NOx催化劑的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，該NOx催化劑使用還原劑而 用于還原除去排氣中的N0X。
背景技術(shù)：
以往，已知有用于除去含在從柴油發(fā)動(dòng)機(jī)等內(nèi)燃機(jī)排出的排氣中的顆 粒狀物質(zhì)(以下稱為PM)及氮氧化物(以下稱為N0X)的技術(shù).
其中，作為用于除去NOx的技術(shù)，已知有如下的選擇還原型的排氣凈 化裝置(SCR: Selective Catalytic Reduction):在NOx催化劑的上游 側(cè)將還原劑噴射至排氣通路內(nèi)，且將排氣與還原劑混合，之后使其流入至 N0x催化劑，將排氣中的N0X U0及N02)高效率地分解為氮(N2)等而放 出。
圖16表示這樣的選擇還原型的排氣凈化裝置的一例。該排氣凈化裝 置310具有NOx催化劑313,配置在排氣通路311中；還原劑噴射裝置 315，在N0x催化劑313的上游側(cè)，用于將還原劑噴射至排氣通路311中； 上游側(cè)以及下游側(cè)氧化催化劑317、 319。
在該排氣凈化裝置310中，作為被噴射至排氣中的還原劑的尿素水溶 液水解，從而生成氨(NH3)，且該仰3與N0x在N0x催化劑中發(fā)生反應(yīng)，分 解為氮(N2)及水(H20)而被放出.
在所述的排氣凈化裝置中，提出有在NOx催化劑的入口配置有多孔板 的排氣凈化裝置，其目的為使還原劑高效率地?cái)U(kuò)散于流入至N0x催化劑中 的排氣中。更具體而言，公開(kāi)有如下的排氣凈化裝置，如圖17所示，并 列地配置DPF333以及尿素脫硝催化劑323 (排氣的流動(dòng)為直列)，且通過(guò) 連通室330 ^吏DPF333和尿素脫硝催化劑323連通而使整個(gè)裝置成為3字 狀，在尿素脫硝催化劑323的上游側(cè)的連通室330內(nèi)的排氣的流動(dòng)方向的 中途位置，設(shè)置有穿設(shè)有多個(gè)孔338A的多孔板338 (參照專利文獻(xiàn)l)。
專利文獻(xiàn)l:日本特開(kāi)2005-155404號(hào)公報(bào)(段落
~
圖
1)但是，專利文獻(xiàn)1所記栽的排氣凈化裝置雖然在排氣的流動(dòng)方向的中 途配置多孔板，但是在排氣的流速慢時(shí)，有可能不能夠使還原劑均勻地分 散，即，雖然還原劑借助自還原劑噴射閥的噴霧被微粒化且借助多孔板的 熱被蒸發(fā)擴(kuò)散，但是在排氣的流速慢時(shí)，不能使還原劑均勻地介歉到排氣 的整個(gè)范圍中，而有可能使還原劑的分布不均。

發(fā)明內(nèi)容
于是，本發(fā)明的發(fā)明者經(jīng)過(guò)專心努力，發(fā)現(xiàn)通it^NOx催化劑的上游 側(cè)設(shè)置減小流路的截面積的節(jié)流部且在該節(jié)流部中具有還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)， 能夠解決這樣的問(wèn)題，使本發(fā)明得以完成。
即，本發(fā)明的目的在于提供一種內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，能夠使在整 個(gè)范圍內(nèi)均勻地^t有還原劑的排氣流入至配置在下游側(cè)的NOx催化劑.
根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，具有NOx催化 劑，配置在內(nèi)燃機(jī)的排氣通路中；還原劑噴射部，用于將還原劑噴射至 NOx催化劑的上游側(cè)的排氣通路內(nèi)，該內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置的特征為， 在還原劑噴射部的噴射位置的下游側(cè)并且是NOx催化劑的上游側(cè)的位置具 有節(jié)流部，該節(jié)流部的流路的截面積比排氣通路及NOx催化劑的截面積小， 并且在節(jié)流部中具有還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)，從而能夠解決上述的問(wèn)題。
此外，在構(gòu)成本發(fā)明的排氣凈化裝置時(shí)優(yōu)選，在節(jié)流部和NOx催化劑 之間具有將排氣引導(dǎo)至NOx催化劑的引導(dǎo)部.
此外，在構(gòu)成本發(fā)明的排氣凈化裝置時(shí)優(yōu)選，引導(dǎo)部為朝向下游側(cè)截 面積擴(kuò)大的擴(kuò)大管。
此外，在構(gòu)成本發(fā)明的排氣凈化裝置時(shí)優(yōu)選，排氣通路在NOx催化劑 的上游側(cè)彎曲，引導(dǎo)部在彎曲的部位以覆蓋NOx催化刑的入口的方式安裝 且在一部分上具有排氣導(dǎo)入口 ，從排氣導(dǎo)入口流入至引導(dǎo)部的排氣的流動(dòng) 方向沿著彎曲的方向變化。
此外，在構(gòu)成本發(fā)明的排氣凈化裝置時(shí)優(yōu)選，還原劑噴射部配置為還 原劑的噴射方向朝向還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu).
此外，在構(gòu)成本發(fā)明的排氣凈化裝置時(shí)優(yōu)選，還原劑噴射部配置為，
的外側(cè)。
根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，在排氣通路的節(jié)流部具有還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)，從而能夠提高通過(guò)還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)的排氣的流速.因此，還 原劑噴射部所噴射的還原劑借助還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)而被促進(jìn)蒸發(fā)且高效率 地被擴(kuò)散混合至排氣中。其結(jié)果是，能夠在還原劑被均勻地分散至排氣中
的狀態(tài)下使其流入至NOx催化刑，能夠提高N0x的還原效率。
此外，在本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置中，在節(jié)流部與NOx催化劑 之間具有引導(dǎo)部，從而能夠?qū)U(kuò)散混合了還原劑的排氣高效率地引導(dǎo)至 N0x催化劑，能夠使還原劑高效率地流入至N0x催化劑，
此外，在本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置中，在從節(jié)流部到NOx催化 劑的范圍內(nèi)利用擴(kuò)大管進(jìn)行引導(dǎo)，從而能夠使被^t至排氣中的還原劑高 效率地流入至NOx催化劑的整個(gè)面。
此外，在本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置中，具有4吏排氣的流動(dòng)方向 沿著彎曲部變化的引導(dǎo)部，從而能夠在排氣通路的設(shè)計(jì)方面具有自由度且 能夠在節(jié)流部中配置還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)。
此外，在本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置中，使還原劑從還原劑噴射 部向還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)噴射，從而能夠利用還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)所具有的熱量將 被噴射的還原劑更高效率地微?；?。
此外，在本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置中，還原劑噴射部配置為使 得還原劑的噴射范圍不超出到還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)的外側(cè)，從而能夠降低還原 劑在還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)以外的部位附著而結(jié)晶化的可能。


圖1是用于說(shuō)明本實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是表示具有節(jié)流部的錐形管的結(jié)構(gòu)例的圖，
圖3是表示還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖4是表示還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)的其他的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖5是表示具有多個(gè)還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖6是用于說(shuō)明還原劑噴射閥的配置位置的圖，
圖7是表示具有節(jié)流部的上游側(cè)的上游側(cè)引導(dǎo)部的結(jié)構(gòu)例的圖，
圖8是表示利用L字型排氣管的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈^f匕裝置的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖9是表示利用L字型排氣管的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置的其他的結(jié)構(gòu) 例的圖。圖io是表示具有節(jié)流部的引導(dǎo)部件的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖11是用于說(shuō)明還原劑噴射閥相對(duì)于引導(dǎo)部的配置位置的圖。
圖12是用于說(shuō)明還原劑噴射閥相對(duì)于引導(dǎo)部的配置位置的其他的圖。
圖13是表示利用Z字型排氣管的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖14是表示利用U字型排氣管的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置的結(jié)構(gòu)例的
圖，
圖15是表示利用cl)型排氣管的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖16是用于說(shuō)明以往的排氣凈化裝置的結(jié)構(gòu)的圖，
圖17是用于說(shuō)明以往的其他的排氣凈化裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖具體地說(shuō)明有關(guān)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置的實(shí)施 方式.但是，所述的實(shí)施方式只表示本發(fā)明的一個(gè)方式，并不用于限定本發(fā) 明，可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)任意地進(jìn)行變更，
另夕卜，附圖中，標(biāo)注相同符號(hào)的部分表示相同的部件，適當(dāng)?shù)厥÷哉f(shuō)明，
l.排氣凈化裝置
圖1表示本發(fā)明的實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置(以下，簡(jiǎn)稱為"排 氣凈化裝置")IO的剖視圖。
本實(shí)施方式的排氣凈化裝置10具有內(nèi)燃機(jī)5，排出排氣；排氣管25, 與內(nèi)燃機(jī)5連接；N0x催化劑13，連接在排氣管25的中途；還原劑供給裝 置30，在NOx催化劑13的上游側(cè)將還原劑噴射至排氣通路內(nèi).此外，在 NOx催化劑13的上游側(cè)以及下游側(cè)分別配置有上游側(cè)氧化催化劑19以及 下游側(cè)氧化催化劑17.
其中，內(nèi)燃機(jī)5以柴油發(fā)動(dòng)機(jī)及汽油發(fā)動(dòng)機(jī)為典型，但在現(xiàn)狀中適于 將以排氣中的PM及NOx的凈化程度作為課題的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)作為對(duì)象.
此外，還原劑供給裝置30具有還原劑的貯藏容器31、壓送貯藏容 器31內(nèi)的還原劑的泵33、和將還原劑噴射至排氣通路內(nèi)的還原劑噴射閥 35。泵33例如使用電動(dòng)泵，被控制以將還原劑的供給經(jīng)路37內(nèi)的壓力維 持為既定的壓力。此外，還原劑噴射閥35例如由借助DUTY控制而控制開(kāi)閥的ON-OFF的ON-OFF閥構(gòu)成，在NOx催化劑13的上游側(cè)，以噴射孔35a 與排氣通路內(nèi)面對(duì)的方式被安裝在排氣管25中。
由該還原劑供給裝置30噴射的還原劑的量，與以內(nèi)燃機(jī)5的轉(zhuǎn)速及 負(fù)荷狀態(tài)、燃料噴射量等作為^推定的排出NOx量對(duì)應(yīng)地被確定，且對(duì) 應(yīng)于該噴射量而進(jìn)行還原劑噴射岡35的DIHT控制。但是，圖1所示的還 原劑供給裝置30的結(jié)構(gòu)為例示而并不被用于特別地進(jìn)行限定，例如，也 能夠使用空氣協(xié)助式的還原劑供給裝置.
作為被使用的還原劑，尿素水溶液是典型的.例如，在使用該尿素水 溶液時(shí)，借助排氣中的熱將被噴射至排氣通路中的尿素水解，從而生成氨 (NH3 )，且該氨(NH3)與排氣中的N0X ( NO及N02)在N0x催化劑中發(fā)生反 應(yīng)，從而N0x被還原，且被分解為氮(N2)和水(H20)而凈皮排出，
除此之外，可以將未燃燃料(HC)等能夠j吏NOx還原的材料作為液體 還原劑使用。
用于本實(shí)施方式的排氣凈化裝置10的NOx催化劑13是選擇性地還原 凈化含在排氣中的NOx的選擇還原式的N0x催化劑。該NOx催化劑13是已 知的催化劑，例如能夠使用在多孔質(zhì)栽體上含有作為活性成分的鍶或者鋇 以及鎂等堿土類金屬、鈰和鑭等稀土類金屬、鉑和銠等貴金屬等的催化劑.
在本實(shí)施方式的排氣凈化裝置10中，在該NOx催化劑13的上游側(cè)連 接有擴(kuò)大管，該擴(kuò)大管由與排氣管25相同的金屬材料構(gòu)成且截面積朝向 下游側(cè)逐漸增大。圖1的排氣凈化裝置IO所具備的擴(kuò)大管由圖2 (a)所 示的錐形管15構(gòu)成，且構(gòu)成為入口部分(上游側(cè)端部)15a的面積比N0x 催化劑及排氣管的截面積小的節(jié)流部21.
作為該擴(kuò)大管，除了圖2(a)所示的錐形管15之外，也可以是圖2(b) 及(c)所例示的那樣的結(jié)構(gòu)的擴(kuò)大管l5，、 15",
此外，如圖1所示，在該節(jié)流部21中配置還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)11，在排 氣通過(guò)還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)11時(shí)，被噴射至排氣中的還原劑被均勻地?cái)U(kuò)散至 排氣中。特別是由于在節(jié)流部21中配置有還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)11，因此能夠 增大在排氣通路中流動(dòng)的排氣在通過(guò)節(jié)流部21時(shí)的流速，能夠提高還原 劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)11所產(chǎn)生的擴(kuò)散效果。并且，錐形管15也作為將通過(guò)節(jié)流部 21的排氣引導(dǎo)至N0x催化劑13的引導(dǎo)部而發(fā)揮作用，且能夠使均勻地?cái)U(kuò) 散至排氣中的還原劑高效率地流入至NOx催化劑13。
配置在節(jié)流部21中的還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)11,只要是能夠?qū)τ诨旌狭诉€原劑的排氣的流動(dòng)產(chǎn)生渦流或者紊流的部件，就能夠適當(dāng)選擇地使用.
此外，在使用不銹鋼及鋁等的導(dǎo)熱率高的金屬材料構(gòu)成還原劑擴(kuò)散機(jī) 構(gòu)11時(shí)，借助被排氣加熱的還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)11，能夠促進(jìn)被噴射至排氣 中的還原劑的蒸發(fā)，能夠使其高效率地?cái)U(kuò)散至排氣中。因此，還原劑易于 均勻地M至整個(gè)排氣中.
在圖3 ~圖4中表示配置在節(jié)流部21中的還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)11的一例。
圖3(a)表示穿設(shè)了多個(gè)孔41a的多孔板41。此外，圖3(b) ~ (c) 是具有將板的一部分切開(kāi)并立起的多個(gè)擋板的混合器43A、 43B，圖3(b) 是全部的擋板43a向同一面?zhèn)惹虚_(kāi)并立起的情況，圖3 (c)是多個(gè)擋板 43a、 43b分別向各面?zhèn)惹虚_(kāi)并立起的情況。
此外，圖4 ( a )是在節(jié)流部21中配置將一,扭轉(zhuǎn)而形成旋轉(zhuǎn)路的 旋流類型的靜態(tài)混合器45的示例。進(jìn)而，如圖4 (b)所示，也可以在節(jié) 流部21的一部分形成多個(gè)還原劑的碰撞部47a而形成還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)47,
這些圖3 (a) ~ (c)以及圖4 (a) ~ (b)所示的還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu) 可以分別單獨(dú)地^^用，或者也可以多個(gè)組合地4吏用。
圖5表示在錐形管15的節(jié)流部21中配置具有多個(gè)擋板的混合器"A 且在錐形管15的比節(jié)流部21更靠下游側(cè)的位置配置旋流類型的靜態(tài)混合 器45的示例。在該圖5的示例中，被噴射的還原劑通過(guò)配置在節(jié)流部21 中的混合器43A而被微?；⑶耶a(chǎn)生比較小的渦流，從而促進(jìn)與排氣的 混合。之后與排氣混合了的還原劑通過(guò)靜態(tài)混合器45，從而產(chǎn)生大的渦 流，能夠使還原劑的分布均勻化.
此外，如圖1所示，在本實(shí)施方式的排氣凈化裝置10中，還原劑噴
射閥35的噴射方向配置為朝向還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)11，被噴射的還原劑朝向 還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)ll行進(jìn)。從而，還原劑被直接吹向還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)U， 更加促進(jìn)由還原劑的蒸發(fā)所導(dǎo)致的霧化。
此外，如圖6(a)及圖6(b)所示，該還原劑噴射閥35優(yōu)選配置為， 使得被噴射的還原劑到達(dá)節(jié)流部21時(shí)的噴射范圍不超出到還原劑擴(kuò)散機(jī) 構(gòu)11的外側(cè)。如圖6 (a)所示，更優(yōu)選為，在被噴射的還原劑到達(dá)還原 劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)11時(shí)的噴射范圍為最大的位置上配置還原劑噴射閥35.
如果這樣地配置，則能夠最大限度地獲得還原劑的微?；?、擴(kuò)散效果， 并且能夠降低還原劑在作為向N0x催化劑13側(cè)的通路的節(jié)流部21以外的 部位附著而結(jié)晶化的可能。此外，為了防止還原劑附著在作為向NOx催化劑側(cè)的通路的節(jié)流部以 外的部位而結(jié)晶化，如圖7 (a) ~ (b)所示，也可以在節(jié)流部21的上 游側(cè)具有上游側(cè)引導(dǎo)部23a、 23b。該引導(dǎo)部23a、 23b構(gòu)成為，被配置為 比節(jié)流部21靠上游側(cè)，且朝向節(jié)流部21而排氣通路的截面積減小。
通過(guò)具有上述的上游側(cè)引導(dǎo)部，能夠提高被導(dǎo)向節(jié)流部21的排氣的 流速，且能夠防止被噴射的還原劑附著在還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)11以外的部位 上，能夠使其流入至還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)ll。
此外，本實(shí)施方式的排氣凈化裝置10在N0x催化劑13的上游側(cè)以及 下游側(cè)具有氧化催化劑(以下，稱為上游側(cè)氧化催化劑及下游側(cè)氧化催化 劑，)17、 19.由于具有下游側(cè)氧化催化劑17,即便在作為還原劑的尿素 水溶液水解而生成的氨漏過(guò)而直接通過(guò)NOx催化劑13時(shí)，也能夠借助該下 游側(cè)氧化催化劑17使其氧化，能夠使其成為有害性比較低的N02而放出。
此外，上游側(cè)氧化催化劑19將含在排氣中的未燃燃料(HC)及一氧 化碳(CO)氧化，從而能夠利用該氧化熱使排氣升溫.因此，能夠使處于 比較高的高溫狀態(tài)下的排氣流入至還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)ll及NOx催化劑13中， 能夠?qū)⑦€原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)ll加熱且使NOx催化劑13升溫活性化。此外，能 夠調(diào)整將CO氧化而生成的C02和C0的比率，以便使N0x催化劑13中的N0x 的還原效率最佳化。
作為這些上游側(cè)氧化催化劑19以及下游側(cè)氧化催化劑17，是公知的 催化劑，例如可以使用下述催化劑在將鉑載持在氧化鋁上的材料中添加 既定量的鈰等稀土類元素而得到的催化劑。
2.配置結(jié)構(gòu)的變形例
本發(fā)明的排氣凈化裝置的配置結(jié)構(gòu)并不限定于如圖1所示那樣的結(jié) 構(gòu)，可以進(jìn)行各種的變形，例如，由于搭載排氣凈化裝置的車輛等的不同 而排氣管的結(jié)構(gòu)多種多樣，以下的圖8~圖14表示在形狀分別不同的排 氣管中設(shè)置的排氣凈化裝置。
圖8以及圖9分別是在上游側(cè)氧化催化劑19和N0x催化劑13之間具 有彎曲部51a的L字型的排氣管時(shí)的配置結(jié)構(gòu)例.
其中，圖8中，配置有上游側(cè)氧化催化劑19的上游側(cè)排氣管部53 與配置有N0x催化劑13的下游側(cè)排氣管部55在同一平面上，在N0x催化 劑13的入口部分連接有錐形管15而形成節(jié)流部21。此外，在節(jié)流部21 中配置有還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)11，并且在彎曲部5la的與還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)11對(duì)置的部位上，以噴射方向朝向該還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)11的方式安裝有還原
劑噴射閥35。
此外，圖9 (a) ~ (b)中，配置有上游側(cè)氧化催化劑19的上游側(cè) 排氣管部53與配置有N0x催化劑13的下游側(cè)排氣管部55存在于不同的 平面上，且上游側(cè)排氣管部53與下游側(cè)排氣管部55通過(guò)連通室57而連 通。在該連通室57內(nèi)，以覆蓋下游側(cè)排氣管部55的入口側(cè)開(kāi)口 55a的方 式配置引導(dǎo)部件59，設(shè)置在該引導(dǎo)部件59上的排氣導(dǎo)入口 59a相對(duì)于連 通室57的大小具有節(jié)流功能.在作為該節(jié)流部21的排氣導(dǎo)入口 59a上配 置有還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)11，且在與該還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)11對(duì)置的部位上以噴 射方向朝向還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)11的方式安裝有還原劑噴射閥35。
另外，圖9 (b)是從箭頭方向看的圖9 (a)的XX截面的剖視圖。
引導(dǎo)部件59例如如圖10 (a) ~ (b)所示，構(gòu)成為向下游側(cè)排氣管 部的入口側(cè)開(kāi)口的安裝面59A被開(kāi)放，并且側(cè)面部的一部分被開(kāi)口而形成 排氣導(dǎo)入口 59a。而且，從排氣導(dǎo)入口 59a流入的排氣的流動(dòng)方向凈皮導(dǎo)向 安裝面59A側(cè)而流入至下游側(cè)排氣管部。該圖10 (a)是從安裝面59A側(cè) 看引導(dǎo)部件59的立體圖，圖10 (b)是從與安裝面59A相反側(cè)的面看引 導(dǎo)部件59的立體圖。
在使用如圖10所示那樣的引導(dǎo)部件59時(shí)，引導(dǎo)部件59的排氣導(dǎo)入 口 59a以及還原劑噴射閥35的配置位置(方向)可以適當(dāng)?shù)剡x擇為如圖 11 (a) ~ (c)以及圖12 (a) ~ (b)所示的那樣，但優(yōu)選考慮排氣的 流動(dòng)方向而設(shè)定為使排氣高效率地流入至排氣導(dǎo)入口 59a.
此外，圖13是在上游側(cè)氧化催化劑19的下游側(cè)以及NOx催化劑13 的上游側(cè)分別具有折運(yùn)，部61a、 61b的Z字型的排氣管時(shí)的配置結(jié)構(gòu)例. 在該例中，將配置有上游側(cè)氧化催化劑19的上游側(cè)排氣管部53和配置有 N0x催化劑13的下游側(cè)排氣管部55經(jīng)由第1連通室63、連接管65、第2 連通室67連通，且將上游側(cè)排氣管部53、下游側(cè)排氣管部55、連接管 65置于同一平面上。并且，在第2連通室67內(nèi)，以覆蓋下游側(cè)排氣管部 55的入口側(cè)開(kāi)口 55a的方式配置引導(dǎo)部件59，在該引導(dǎo)部件59上設(shè)置的 排氣導(dǎo)入口 59a相對(duì)于第2連通室67的大小具有節(jié)流功能.在作為該節(jié) 流部21的排氣導(dǎo)入口 59a上配置有還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)11，且在與該還原劑
有還原劑噴射閥35.在該圖13所示的Z字型的排氣管61的情況的配置結(jié)構(gòu)例中，引導(dǎo)部 件59的排氣導(dǎo)入口 59a的配置位置(方向)可以適當(dāng)?shù)剡x擇為圖ll(a)-(c)以及圖12 (a) ~ (b)所示的那樣。
此外，圖14 (a) ~ (c)是在上游側(cè)氧化催化劑19與N0x催化劑13 之間具有折返部71a的U字型的排氣管時(shí)的配置結(jié)構(gòu)例。
其中，圖14 (a)中，通過(guò)連通室73將配置有上游側(cè)氧化催化劑19 的上游側(cè)排氣管部53和配置有N0x催化劑13的下游側(cè)排氣管部55連通， 且將上游側(cè)排氣管部53、下游側(cè)排氣管部55、連通室73置于同一平面上。 并且，在連通室73內(nèi)，在下游側(cè)排氣管部55的入口側(cè)開(kāi)口 55a上連接錐 形管15而形成節(jié)流部21,且在該節(jié)流部21上配置有還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)11。 此外，在與該還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)11對(duì)置的部位上以噴射方向朝向還原劑擴(kuò) 散機(jī)構(gòu)11的方式安裝有還原劑噴射閥35。
此外，圖14 (b)中，U字型的排氣管的結(jié)構(gòu)與圖14 (a)相同，另 一方面，在連通室73內(nèi)，以覆蓋下游側(cè)排氣管部55的入口側(cè)開(kāi)口 55a的 方式配置引導(dǎo)部件59,設(shè)置在該引導(dǎo)部件59上的排氣導(dǎo)入口 59a具有作 為節(jié)流部21的功能，且在該節(jié)流部21上配置有還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)11.此 外，在與該還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)11對(duì)置的部位上以噴射方向朝向還原劑擴(kuò)散 機(jī)構(gòu)11的方式安裝有還原劑噴射閥35.
此外，圖14 (c)中，U字型的排氣管71的結(jié)構(gòu)與圖14 (a)相同， 另一方面，在連通室73內(nèi)，配置有覆蓋下游側(cè)糸夂氣管部55的入口側(cè)開(kāi)口 55a且排氣導(dǎo)入口 79a朝向U字的內(nèi)側(cè)的引導(dǎo)部件79。設(shè)置在該引導(dǎo)部件 79上的排氣導(dǎo)入口 79a具有作為節(jié)流部21的功能，且在該節(jié)流部21上 配置有還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)11。此外，在與該還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)n對(duì)置的部位 上以噴射方向朝向還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)11的方式安裝有還原劑噴射閥35,
其中，在圖14 (b)及(c)所示的U字型的排氣管71的情況的配置 結(jié)構(gòu)例中，引導(dǎo)部件的排氣導(dǎo)入口的配置位置(方向)也可以適當(dāng)?shù)剡x擇 為圖11 (a) ~ (c)以及圖12 (a) ~ (b)所示的那樣.
此外，圖15是排氣通路在中途分為兩股的0型的排氣管的情況的配 置結(jié)構(gòu)例。在該例中，通過(guò)連通室83將配置有上游側(cè)氧化催化劑19的上 游側(cè)排氣管部53與隔著上游側(cè)排氣管部53配置在兩側(cè)的兩個(gè)下游側(cè)排氣 管部55A、 55B連通，將全部的排氣管部以及連通室置于同一平面上，并 且，在上游側(cè)排氣管部53的通向連通室83內(nèi)的出口側(cè)開(kāi)口 53a上連接錐形管15而形成節(jié)流部21，且在該節(jié)流部21上配置有還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)11. 此外，在與該還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)11對(duì)置的部位上以噴射方向朝向還原劑擴(kuò) 散機(jī)構(gòu)11的方式安裝有還原劑噴射閥35。
其中，根據(jù)如圖13 ~圖15所示那樣的排氣管具有折返部的結(jié)構(gòu)，上 游側(cè)氧化催化劑19和NOx催化劑13以及下游側(cè)氧化催化劑17被配置在 比較近的位置上，從而能夠?qū)⑴艢鈨艋b置10緊湊化，并且能夠提高各 氧化催化劑及NOx催化劑的保溫性，且能夠提高凈化效率，
除此之外，在例示的配置結(jié)構(gòu)例以外，可以進(jìn)行各種變形.但是，無(wú) 論采用哪種配置結(jié)構(gòu)，通過(guò)將還原劑噴射閥以噴射方向朝向還原劑擴(kuò)散機(jī) 構(gòu)的方式安裝在與還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)對(duì)置的正面位置上，都能夠使還原劑均 勻地流入至還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)。此外，因?yàn)檫€原劑不易流入至還原劑擴(kuò)散機(jī) 構(gòu)以外的部位，所以能夠降低還原劑附著在排氣通路內(nèi)而發(fā)生結(jié)晶化等的 情況。
另外，在NOx催化劑為吸留還原型的催化劑(NSC)時(shí)，為了使流入 至NOx催化劑的排氣處于充足狀態(tài)，有時(shí)具備與上述那樣的還原劑噴射機(jī) 構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)的HC燃料噴射機(jī)構(gòu).在這樣的排氣凈化裝置中，也能夠應(yīng) 用本發(fā)明，
此外，在上游側(cè)氧化催化劑與NOx催化劑之間具有用于收集排氣中的 顆粒的顆粒過(guò)濾器，或者也可以代替上游側(cè)氧化催化劑而具有涂敷有氧化 催化劑的顆粒過(guò)濾器.通過(guò)具有所述的顆粒過(guò)濾器，能夠一同除去排氣中 的顆粒及NOx.
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，具有NOX催化劑，配置在內(nèi)燃機(jī)的排氣通路中；還原劑噴射部，用于將還原劑噴射至上述NOX催化劑的上游側(cè)的上述排氣通路內(nèi)，該內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置的特征為，在上述還原劑噴射部的噴射位置的下游側(cè)并且上述NOX催化劑的上游側(cè)的位置具有節(jié)流部，該節(jié)流部的流路的截面積比上述排氣通路及上述NOX催化劑的截面積小，并且在上述節(jié)流部中具有還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)。
2. 如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，其特征為，在上述節(jié)流部和上述NOx催化劑之間具有將上述排氣引導(dǎo)至上述N0x催化劑的引導(dǎo)部。
3. 如權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，其特征為，上述引導(dǎo)部為朝向下游側(cè)截面積擴(kuò)大的擴(kuò)大管。
4. 如權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，其特征為，上述排氣通路在上述N0x催化劑的上游側(cè)彎曲，上述引導(dǎo)部在上述彎曲的部位以覆蓋上述N0x催化劑的入口的方式安裝且在一部分具有排氣導(dǎo)入口 ，從上變化。
5. 如權(quán)利要求1~4的任意一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，其特征為，上述還原劑噴射部以還原劑的噴射方向朝向上述還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)的方式配置。
6. 如權(quán)利要求1 ~ 5的任意一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，其特征為，上述還原劑噴射部配置為，被噴射的還原劑到達(dá)上述節(jié)流部時(shí)的噴射范圍不超出到上述還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)的外側(cè)。
全文摘要
提供一種內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，能夠使在整個(gè)范圍內(nèi)還原劑均勻地分散的排氣流入至配置在下游側(cè)的NO_X催化劑。該內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置具有NO_X催化劑，配置在內(nèi)燃機(jī)的排氣通路中；還原劑噴射部，用于將還原劑噴射至NO_X催化劑的上游側(cè)的排氣通路內(nèi)，其特征為，在還原劑噴射部的噴射位置的下游側(cè)并且NO_X催化劑的上游側(cè)的位置具有節(jié)流部，該節(jié)流部的流路的截面積比排氣通路及NO_X催化劑的截面積小，并且在節(jié)流部中具有還原劑擴(kuò)散機(jī)構(gòu)。
文檔編號(hào)F01N3/08GK101627190SQ200780052130
公開(kāi)日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2007年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月12日
發(fā)明者宮本武司, 林美和, 黑木史宏 申請(qǐng)人:博世株式會(huì)社