[发明专利]内燃机的排气净化系统

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机的排气净化系统。

背景技术

已知有在内燃机的排气通路中设置排气烟尘过滤器(下面简单地称之为“过滤器”)，以便包含在内燃机的排气中的粒子状物质(下面，称之为PM)不向大气排放的技术。

利用该过滤器，排气中的PM一度被捕集，但是，由于当被该过滤器捕集的PM的量变多时，过滤器上游的排气压力上升，所以，存在诱发内燃机的输出降低、燃料消耗恶化的可能。这时，可以通过使堆积在过滤器上的PM氧化来除去该PM。将这样除去被过滤器捕集的PM称为过滤器的再生。

为了进行过滤器的再生，在比过滤器更靠上游侧设置具有氧化能力的催化剂，或者在该过滤器自身中携带具有氧化能力的催化剂。并且，通过向该催化剂添加燃料，使过滤器的温度上升，进行过滤器的再生。

另外，在吸留还原型NOx催化剂(下面称之为NOx催化剂)中，包含在燃料中的硫磺成分也与NOx同样地被吸留。被这样吸留的硫磺成分比NOx更难以被排出，蓄积在NOx催化剂内。这被称为硫磺中毒。由于这种硫磺中毒，NOx催化剂的NOx净化率降低，因此，在适当的时期，有必要进行使其从硫磺中毒中恢复的硫磺中毒恢复处理。这种硫磺中毒恢复处理，通过将NOx催化剂变成高温，并且使理论空燃比或者富空燃比的排气在NOx催化剂中流动来进行。并且，通过在这种NOx催化剂中添加燃料，使该NOx催化剂的温度上升，可以将该NOx催化剂变成高温。

在此，为了向催化剂添加燃料，例如，可以在排气通路中配备燃料添加阀，从该燃料添加阀向排气中添加燃料(下面，称之为排气添加)。另外，通过于在气缸内进行燃料的主喷射之后的膨胀冲程中或排气冲程中进行再次喷射燃料的副喷射(继后喷射或者后补喷射)，也可以向催化剂中添加燃料。

并且，已知有副喷射和排气添加并用、进行催化剂及过滤器的温度控制的技术(例如，参照专利文献1(特开2005-83350号公报)、专利文献2(特开2005-83352号公报)、专利文献3(特开2005-83351号公报))。

这里，在像副喷射那样向气缸内进行多次燃料喷射的场合，存在在最初的燃料喷射时产生的燃料压力的脉动对后面的燃料喷射时的燃料压力产生影响的情况。因此，副喷射与排气添加相比，存在难以进行燃料量的正确控制的情况。另外，若进行副喷射，则存在由燃料附着于气缸壁面、冲洗润滑油的所谓气缸洗涤使得润滑油被稀释的危险。进而，在配备有EGR装置的情况下，存在燃料流入该EGR装置，EGR冷却器堵塞或者EGR阀变得难以动作的危险。另外，若从燃烧室到排气净化装置的距离长，则即使以使排气净化装置的温度与目标值相一致的方式调节副喷射量，由于到排气净化装置的温度变化为止需要花费时间，所以，副喷射量的控制还是困难。

但是，由于通过副喷射供应的燃料处于气化或者容易发生反应的状态，所以，具有容易在催化剂中反应的优点。

另一方面，由于通过排气添加供应的燃料保持液体状态不变地到达催化剂，所以，若只进行排气添加，则存在发生HC附着在催化剂的上游端侧的HC中毒的情况。另外，存在由于保持液体状态不变地到达催化剂的燃料因催化剂而蒸发，使得该催化剂的上游端侧的温度降低的危险。因此，存在当进行排气添加时，引起催化剂的上游端的堵塞或者整个催化剂变成活性温度以下，过滤器不能再生的危险。

但是，燃料添加不会像副喷射那样使润滑油稀释，并且可以与内燃机的运转状态无关地在宽的运转区域中供应燃料。另外，如果在紧靠排气净化催化剂的上游设置燃料添加阀，则由于当为了使排气净化装置的温度与目标值相一致而调节排气添加量时，排气净化装置的温度立即变化，所以，容易进行排气添加量的控制。

即，副喷射及排气添加各有优点和缺点。并且，由于只利用副喷射难以进行对燃料量的正确控制，所以，难以使过滤器或NOx催化剂的温度与目标值相一致。

发明内容

本发明是鉴于上述问题完成的，其目的是提供一种在内燃机的排气净化系统中，即使在进行副喷射及排气添加的情况下，也能够向排气净化装置中供应恰当量的燃料，更易于使排气净化装置的温度与目标值相一致的技术。

为了完成上述课题，根据本发明的内燃机的排气净化系统，其特征在于，包括：

排气净化装置，所述排气净化装置设置在内燃机的排气通路中，通过燃料的供应来恢复净化能力，

燃料添加阀，所述燃料添加阀在比所述排气净化装置更靠上游的排气通路中向排气中添加燃料，

未燃烧燃料排出机构，所述未燃烧燃料排出机构从所述内燃机的燃烧室向排气通路排出包含未燃烧燃料的气体，