[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

近年来的内燃机由于燃烧的改善而大幅度减少了内燃机的废气中的PM(颗粒状物质)，但是PM的排出基准也变得更为严格，需要降低所排出的50纳米以上的大小的PM颗粒数。

在这种情况下，在内燃机的废气通路上设置等，但是根据内燃机的运转条件，仅通过DPF的设置，会发生不能达到PM的排出基准的情况。

另一方面，已知在内燃机的PM的生成中，被供给到内燃机的燃烧室内的流体，即吸入空气、燃料、发动机油等中包含的微粒子成为核，会促进PM生成。即，即使被供给到燃烧室内的流体中的微粒子为小于50纳米的微粒子，在燃烧室内其也会成为核，成长为比50纳米大的大小的PM颗粒，因此与PM微粒数的排出基准相抵触。

从而，为了进行进一步的PM排出降低，需要降低被供给到内燃机的燃烧室内的流体中包含的小于50纳米的微粒子。

但是，作为现有技术中的内燃机的排气净化装置的PM排出降低机构，以内燃机的燃烧的改善以及废气的处理为对象，不存在防止成为PM的核的比59纳米还小的微粒子向燃烧室内侵入而降低PM排出数的事例。

例如日本特开2004-301121号公报、日本专利第3249051号公报中公开的过滤器是用于保护内燃机而过滤吸气中比较大的(微米级的大小的)固体物质的与现有的空气过滤器相关的过滤器，日本特开平10-238330号公报中公开的过滤器是用于除去从曲轴箱放出的排气中的污染物质的过滤器，虽然均被记载为高效率过滤器，但是并不是连成为PM的核的小于50纳米的微粒子也除去的过滤器。

发明内容

在日本特开平5-126993号公报的排气装置中，介绍的是在核燃料处理设施中使用的HRPA过滤器(High Efficiency Particulate Air Filter：高效微粒空气过滤器)，其为对小至几微米的颗粒进行捕集的过滤器，而且是以除去核燃料设施的排气中所包含的固体颗粒状放射性物质为目的的，并不是通过除去向内燃机的燃烧室内侵入的成为PM的核的小于50纳米的微粒子而降低排出的PM颗粒数的过滤器。

本发明的目的在于，通过除去成为PM的核的小于50纳米的微粒子而降低排出的PM颗粒数。

根据本发明，提供一种内燃机的排气净化装置，其在被供给到燃烧室内的流体的向燃烧室的供给通路上具备高效率过滤器，该高效率过滤器除去成为PM生成的核的50纳米以下的微粒子，其中，通过除去50纳米以下的微粒子，降低从内燃机排出的PM颗粒数。

即，在本发明中，通过在被供给到燃烧室内的流体的向燃烧室的供给通路上配置除去小于50纳米的微粒子的高效率过滤器，而除去成为PM的核的小于50纳米的微粒子，能够防止其成为核，在排出气体中生成50纳米以上大小的PM，能够降低排出的PM颗粒数。

以上中，优选被供给到燃烧室内且在供给通路上具备高效率过滤器的流体为吸入空气。

即，通过在被供给到燃烧室内的吸入空气的向燃烧室的供给通路上配置除去小于50纳米的微粒子的高效率过滤器，而除去成为PM的核的小于50纳米的微粒子，能够降低排出的PM颗粒数。

或者，优选被供给到燃烧室内且在供给通路上具备高效率过滤器的流体为在燃烧室内燃烧的燃料。

即，通过在被供给到燃烧室内的燃料的向燃烧室的供给通路上配置除去小于50纳米的微粒子的高效率过滤器，而除去成为PM的核的小于50纳米的微粒子，能够降低排出的PM颗粒数。

或者，优选被供给到燃烧室内且在供给通路上具备高效率过滤器的流体为发动机油。

即，通过在被供给到燃烧室内的发动机油的向燃烧室的供给通路上配置除去小于50纳米的微粒子的高效率过滤器，而除去成为PM的核的小于50纳米的微粒子，能够降低排出的PM颗粒数。

进一步，在本发明中，优选包括：绕过高效率过滤器的旁通通路；和阀机构，对流体向高效率过滤器的流动和流体向旁通通路的流动进行切换控制，根据内燃机的运转条件，对排出的PM颗粒数进行计算，在计算出的PM颗粒数超过一定值的情况下，进行控制使得流体通过高效率过滤器，在计算出的PM颗粒数在一定值以下的情况下，进行控制使得流体通过旁通通路。

即，其具备高效率过滤器和绕过该高效率过滤器的旁通通路，通过利用阀机构来切换，能够根据内燃机的运转条件，仅在必要的情况下，进行通过高效率过滤器的运转，相对于全部运转期间，能够进行流体压损少且发动机运转效率高的运转。