CN100591897C - 内燃机的排气净化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种内燃机(1)的排气净化装置，该排气净化装置包括：形成内燃机的排气通路(14)的一部分并且其中容纳吸留还原型NOx催化剂(12，13)的壳体(15)；以及供给还原剂到在NOx催化剂上游侧的该壳体内部的还原剂供给装置(11)。该还原剂供给装置从布置在该壳体中的喷嘴孔(11a)在与NOx催化剂的中心线(CL)相交的方向以扁平形式喷射还原剂。

Description

内燃机的排气净化装置
技术领域
本发明涉及一种内燃机的排气净化装置。
背景技术
已知一种排气净化装置，其中承载NOx吸收剂的两个颗粒过滤器在排气管中平行布置，并且在某一时刻通过降低流入一个NOx吸收剂的排气的量对该NOx吸收剂执行NOx吸收剂的功能再生处理(见日本专利No.2727906)。作为与本发明相关的现有技术文献，还存在日本实用新型申请公报No.7-16014。
在作为NOx吸收剂等的吸留还原型NOx催化剂(以下简称为NOx催化剂)在排气通路中平行布置的装置中，各NOx催化剂与用于供给还原剂的各喷射喷嘴之间的距离不能充分地得到保证，并且有可能还原剂被向各NOx催化剂的一部分偏置地供给。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的一个目的是提供一种内燃机的排气净化装置，该排气净化装置能够抑制还原剂向吸留还原型NOx催化剂的偏置供给以适当地执行NOx催化剂功能再生。
为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供一种内燃机的排气净化装置，所述排气净化装置包括：壳体，所述壳体形成所述内燃机的排气通路的一部分并且其中容纳吸留还原型NOx催化剂；和还原剂供给装置，所述还原剂供给装置供给还原剂到在所述NOx催化剂上游侧的所述壳体的内部，其中所述还原剂供给装置从布置在所述壳体中的喷嘴孔在与所述NOx催化剂的中心线相交的方向以扁平形式喷射所述还原剂。
根据第一方面的内燃机的排气净化装置，还原剂在横切NOx催化剂的上游端面的方向以扁平形式喷射出，从而还原剂能够被分散供给到NOx催化剂的上游端面。因此，能够适当地执行NOx催化剂功能再生。
在根据本发明的第一方面的排气净化装置中，所述还原剂可以从所述喷嘴孔沿所述NOx催化剂的上游端面以扁平形式喷射出。在这种情况下，由于还原剂总体平行于NOx催化剂的上游端面喷射出，所以还原剂可以被更分散地供给。
在根据本发明的第一方面的排气净化装置中，所述还原剂可以从所述喷嘴孔喷射出，从而呈现在相对于所述NOx催化剂的上游端面水平延伸的方向上的宽度比在垂直于所述NOx催化剂的上游端面延伸的方向上的宽度宽的形式。可替换地，所述还原剂可以从所述喷嘴孔以这样的方式喷射出，即到达所述NOx催化剂的上游端面的所述还原剂呈现在所述上游端面的预定方向上细长并且在垂直于所述预定方向的方向上宽度窄的形式。也就是说，在本发明中，扁平喷射的概念包括两种情况，即从喷嘴孔喷射出的还原剂的形式本身是扁平的情况和从喷嘴孔喷射出的还原剂呈现在NOx催化剂的上游端面中在预定方向上细长并且在垂直于该预定方向的方向上宽度窄的诸如卵形或椭圆形的扁平形式的情况。
在根据本发明的第一方面的排气净化装置中，所述喷嘴孔可以从所述NOx催化剂的外周向外布置。对于这样的位置，从内燃机排出的高温排气难以直接流入，从而喷嘴孔难以暴露在高温排气下。因此，能够抑制从排气向还原剂供给装置的热传递，由此抑制还原剂供给装置的温度上升。
根据第一方面的排气净化装置可以包括排气导入部分，所述排气导入部分设置在所述壳体的上游侧并且相对于所述NOx催化剂的上游端面倾斜，使得排气被倾斜地导入到所述上游端面，并且所述还原剂供给装置可以总体平行于流入所述NOx催化剂的排气并且在与所述排气的流动方向相同的方向喷射所述还原剂。从喷嘴孔喷射出的还原剂的形式(以下简称为喷雾形式)受排气流动的影响而变形。在排气倾斜流入NOx催化剂的上游端面的情况下，还原剂总体平行于排气并且在与排气流动方向相同的方向喷射出，从而可以抑制排气流动对喷雾形式的影响。因此，还原剂可以从排气流动的更上游侧供给，并且还原剂能够在NOx催化剂中更分散地供给。
根据第一方面的排气净化装置可以包括：在排气流入所述NOx催化剂的流动被允许的位置和所述排气流动被阻止的位置之间可切换的排气控制阀；和控制所述排气控制阀的工作的工作控制装置，并且所述工作控制装置可以在排气的空燃比暂时设定在浓侧的浓峰(rich spike)时刻将所述排气控制阀切换至排气流入所述NOx催化剂的流动被阻止的所述位置，并且之后可以控制所述还原剂供给装置的工作，使得在所述NOx催化剂中的空间速度开始降低后所述还原剂被添加到所述排气通路。排气的流速越慢，排气流动对还原剂喷雾形式的影响越小。因而，通过在NOx催化剂中的空间速度开始降低后——即在流入NOx催化剂的排气的速度开始降低后——供给还原剂，可能抑制排气流动对还原剂喷雾形式的影响。因此，稳定了还原剂喷雾形式，并且还原剂能够在NOx催化剂中更分散地供给。
根据本发明的空间速度给定为每一小时流入催化剂的气体体积与催化剂容积之比。
为了实现上述目的，根据本发明的第二方面，提供一种内燃机的排气净化装置，所述排气净化装置包括：排气管，所述排气管形成所述内燃机的排气通路的一部分并且具有从相同的上游管分支出的多个支管；多个壳体，每个壳体都设置在各支管中并且其中容纳吸留还原型NOx催化剂；以及多个还原剂供给装置，每个还原剂供给装置都设置在各壳体上并且供给还原剂到在所述NOx催化剂上游侧的所述壳体的内部，其中每个还原剂供给装置从布置在各壳体中的喷嘴孔在与所述NOx催化剂的中心线相交的方向以扁平形式喷射所述还原剂。
根据第二方面的内燃机的排气净化装置，与第一方面的排气净化装置类似，还原剂可以从各还原剂供给装置分散供给到NOx催化剂中。
在根据第二方面的排气净化装置中，所述还原剂可以从所述喷嘴孔沿所述NOx催化剂的上游端面以扁平形式喷射出。通过使还原剂总体平行于NOx催化剂的上游端面喷射出，可能供给还原剂到NOx催化剂使得还原剂在NOx催化剂中更分散。
为了以这样的扁平形式喷射还原剂，所述还原剂可以从所述喷嘴孔喷射出，从而呈现在相对于所述NOx催化剂的上游端面水平延伸的方向上的宽度比在垂直于所述NOx催化剂的上游端面延伸的方向上的宽度宽的形式；或者所述还原剂可以从所述喷嘴孔以这样的方式喷射出，即到达所述NOx催化剂的上游端面的所述还原剂呈现在所述上游端面的预定方向上细长并且在垂直于所述预定方向的方向上宽度窄的形式。
在根据第二方面的排气净化装置中，所述喷嘴孔可以从所述NOx催化剂的外周向外布置。通过将喷嘴孔布置在这样的位置，可能抑制各还原剂供给装置的温度上升。
在根据第二方面的排气净化装置中，在上游侧可以设置有相对于所述NOx催化剂的上游端面倾斜的排气导入部分，使得排气被倾斜地导入到所述上游端面，并且每个还原剂供给装置可以总体平行于流入所述NOx催化剂的排气并且在与所述排气的流动方向相同的方向喷射所述还原剂。在排气倾斜地流入各NOx催化剂的上游端面的情况下，可能通过使得还原剂总体平行于排气并且在与排气流动方向相同的方向喷射出而抑制排气流动对喷雾形式的影响。因此，还原剂可以从排气流动的更上游侧供给，并且还原剂可以在NOx催化剂中更分散地供给。
根据第二方面的排气净化装置可以包括：多个排气控制阀，每个排气控制阀在排气流入所述NOx催化剂的流动被允许的位置和所述排气流动被阻止的位置之间可切换；和控制所述排气控制阀的工作的工作控制装置，并且所述工作控制装置可以在排气的空燃比暂时设定在浓侧以还原吸留在所述NOx催化剂中的NOx的浓峰时刻将每个所述排气控制阀切换至排气流入所述NOx催化剂的流动被阻止的所述位置，并且之后控制每个所述还原剂供给装置的工作，使得在所述NOx催化剂中的空间速度开始降低后所述还原剂被添加到所述NOx催化剂。通过在这样的时刻添加还原剂，可能抑制排气流动对还原剂喷雾形式的影响并且稳定了还原剂喷雾形式，由此允许还原剂在NOx催化剂中更分散地供给。
在本发明中，只要NOx能够被催化剂保持，可以使用任何吸留还原型NOx催化剂，并且NOx以吸收还是吸附的模式被保持并不受术语吸留的限制。下文将说明的SOx中毒并不受该模式的限制，并且NOx或SOx的排放并不受该模式的限制。
如上所述，根据本发明，还原剂被喷射为在与NOx催化剂的中心线相交的方向呈现扁平形式，从而还原剂可以供给到NOx催化剂并且在NOx催化剂中分散。在排气倾斜地流入NOx催化剂的上游端面的情况下，还原剂总体平行于倾斜流动的排气并且在与排气流动方向相同的方向喷射出，由此允许还原剂更分散地供给到NOx催化剂。因此，能够适当地执行NOx催化剂功能再生。
附图说明
图1是示出一实施例的结构的视图，其中根据本发明的排气净化装置结合到柴油机中；
图2是示出安装到车辆上的图1中发动机的排气管的状态的视图；
图3A和3B是示出图2中排气管的一部分的放大视图，其中图3A是示出当从前催化剂的上游侧观察时从添加喷射器喷射出的还原剂的喷雾形式的视图，图3B是示出各支管的一部分的放大视图；
图4是示出从喷嘴孔喷射出的还原剂的喷雾形式的放大视图；
图5是示出由ECU执行的添加喷射器工作控制例程的流程图；
图6是示出根据本发明的排气净化装置的另一实施例的视图；
图7A和7B是示出在根据本发明的排气净化装置中还原剂喷雾形式的另一例子的视图，其中图7A示出当从图7B的下侧观察时的喷雾形式，图7B示出当从前催化剂的上游侧观察时的喷雾形式。
具体实施方式
图1示出了一个实施例的结构，其中根据本发明的排气净化装置结合到作为内燃机的柴油机(在下文中，可以称为发动机)1中。发动机1作为动力源安装在车辆上，并且发动机1的气缸2与进气通路3和排气通路4连接。在进气通路3中，设置有涡轮增压器5的压缩机5a，用于冷却进气的中冷器6，以及用于调节进气量的节气门7；而在排气通路4中，设置有涡轮增压器5的涡轮5b。排气通路4由排气管8形成。在涡轮5b的下游侧排气管8具有从相同的上游管9分支出的支管10(图1中两个支管)。在每个支管10中，按从上游侧的顺序设置有添加喷射器11、前催化剂12、承载吸留还原型NOx催化剂的颗粒过滤器(以下简称为过滤器)13、以及排气控制阀14，所述添加喷射器11具有狭长切口(slit)形状的喷嘴孔11a并且是还原剂供给装置或手段，所述排气控制阀14能够在允许排气流入支管10的位置和阻止排气流入支管10的位置之间切换。每个前催化剂12和过滤器13都容纳在构成支管10的一部分的壳体15中。即，在图1的发动机1中，多个前催化剂12和过滤器13平行地包含在排气通路4中。每个支管10都连接到在排气控制阀14下游侧的公共的下游管16上。作为前催化剂12，例如设置有NOx吸留还原型排气净化催化剂，其中在氧过剩的稀氛围中排气中的NOx被吸留，并且当在理论空燃比或氧不足的浓氛围中吸留的NOx被放出时NOx被还原并且净化。因此，前催化剂12和过滤器13都对应于根据本发明的吸留还原型NOx催化剂。发动机1的燃料(柴油)用作还原剂。
如上所述，吸留还原型NOx催化剂具有这样的特征：当排气的空燃比稀时，吸留还原型NOx催化剂吸留NOx，并且当排气的空燃比是理论空燃比或浓时，吸留还原型NOx催化剂放出NOx以将NOx还原为氮(N2)。因为存在由NOx催化剂能够吸留的NOx量的上限，所以NOx从NOx催化剂放出以将NOx还原为N2的NOx还原将以预定的间隔执行，使得吸留的NOx量不会达到上限，由此将NOx催化剂的排气净化性能维持在高水平。NOx催化剂可能通过包含在排气中的硫的氧化物(SOx)中毒。因此，需要执行再生NOx催化剂功能的S再生。在S再生中，当NOx催化剂的温度上升到硫(S)从NOx催化剂放出的温度范围时，排气的空燃比被设定为理论空燃比或浓空燃比以从硫中毒恢复。添加喷射器11执行浓峰以产生在执行NOx还原和S再生中所需的还原氛围。在浓峰中，通过添加还原剂到壳体15的内部，排气空燃比暂时向理论空燃比或浓侧改变。在下文中，NOx还原和S再生可以共同被称作功能再生处理。
图2示出了安装到车辆上的发动机1的排气管8的状态，图3B是示出图2的排气管8的一部分的放大视图。图3A是示出当从各前催化剂12的上游侧观察时从各添加喷射器11喷射出的还原剂的喷雾形式的视图，图3B是示出各支管10的一部分的放大视图。在图2中上侧的线A表示车辆的发动机罩，下侧的线B表示最小离地间隙。如图2所示，每个支管10被布置成，上游侧在竖直方向朝向上方并且下游侧在竖直方向朝向下方。因此，如图3B中的箭头所示，从涡轮5b排出的排气在竖直方向从上方部分流入各前催化剂12中。在每个壳体15的上游侧，设置有锥形部分17，所述锥形部分17是排气导入部分并且沿排气流动方向逐渐变宽，并且在每个锥形部分17中，设置有从前催化剂12和过滤器13的外周向外突出的突出部分18。如在图3B的放大视图中所示，由于每个添加喷射器11都布置在突出部分18上，所以各添加喷射器11的喷嘴孔11a从各前催化剂12的外周向外布置。
如图3B所示，还原剂以如下方式从各添加喷射器11的喷嘴孔11a喷射到在各前催化剂12上游侧的各壳体15的内部，即还原剂从各前催化剂12的侧面部分在与各前催化剂12的中心线CL相交的方向喷射出，并且还原剂还被喷射为沿各前催化剂12的上游端面12a呈现扁平形式。换句话说，还原剂从喷嘴孔11a总体平行于各前催化剂12的上游端面12a以扁平形式喷射出。还原剂可以被喷射为在垂直于排气流动方向的方向上呈现扁平形式。如图3A所示，还原剂从各喷嘴孔11a喷射出，使得喷射出的还原剂从喷嘴孔11a的中心向横切排气流动的方向扩散。图4是示出从喷嘴孔11a喷射出的还原剂的喷雾形式的放大视图。如图4所示，还原剂从喷嘴孔11a喷射出从而呈现这样的形式，即在相对于前催化剂12的上游端面12a水平延伸的方向上的宽度L2比在垂直于上游端面12a延伸的方向上的宽度L1宽。
回到图1，将继续进行说明。发动机1包括燃料供给装置20。燃料供给装置20包括喷射燃料到气缸2的燃料喷射阀21，在其中蓄积将从燃料喷射阀21喷射的高压燃料的共轨22，以及从燃料箱(未示出)供给燃料到共轨22的燃料泵23。如图1所示，每个添加喷射器11都连接到燃料泵23，并且发动机1的燃料作为还原剂从各添加阀11喷射出。
添加喷射器11和排气控制阀14的工作由发动机控制单元(ECU)30控制。ECU 30是公知的计算机单元，其控制发动机1的运转状态，例如，通过控制燃料喷射阀21的工作以调节将喷射到各气缸2的燃料的量。ECU30还控制各排气控制阀14的工作，使得在发动机1运转时从涡轮5b排出的排气被导入到平行设置的两个支管10之一中。如上所述，为了将NOx催化剂的排气净化性能维持在高水平，需要以预定的间隔执行功能再生处理。在执行功能再生处理时，排气控制阀14的工作被控制成，使得排气将被导入的支管10从排气已经被导入的一个支管10切换到另一支管10。因而，通过控制各排气控制阀14的工作，ECU 30作为根据本发明的工作控制装置或手段。
将参照图2和图3B说明在发动机1工作时的排气流动。在图2和图3B中左侧的支管10被称作支管10L，右侧的支管10被称作支管10R。设置在支管10L中的元件被称作添加喷射器11L、前催化剂12L、过滤器13L以及排气控制阀14L，而设置在支管10R中的元件被称作添加喷射器11R、前催化剂12R、过滤器13R以及排气控制阀14R。例如，当发动机1运转时，ECU 30开启排气控制阀14R以允许排气流入支管10R，而关闭排气控制阀14L以阻止排气流入支管10L。因而，通过控制排气控制阀14的工作，排气被导入到支管10R以在前催化剂12R和过滤器13R中被净化。在将执行由前催化剂12R和过滤器13R承载的NOx催化剂的功能再生处理的情况下，ECU 30关闭排气控制阀14R以阻止排气流入支管10R，而开启排气控制阀14L以允许排气流入支管10L。因而，通过控制排气控制阀14的工作，排气被导入到支管10L。然后，还原剂从添加喷射器11R喷射出以执行NOx催化剂的功能再生处理。当执行由前催化剂12L和过滤器13L承载的NOx催化剂的功能再生处理时，执行排气流动从支管10L向支管10R的切换。因而，ECU 30控制排气控制阀14的工作，使得排气交替地流入支管10。
图5是示出为了控制添加喷射器11的工作由ECU 30执行的添加喷射器工作控制例程的流程图。在发动机1运转期间，图5的控制例程以预定的周期重复执行。
参照图5的控制例程，在步骤S11中，ECU 30判断是否满足功能再生条件。功能再生条件是为了执行功能再生处理而设定的条件，在所述功能再生处理中对排气导入其中的支管10的NOx催化剂执行浓峰。例如，基于从发动机1排出的排气的量的积分值来判断是否满足功能再生条件，当导入一个支管10的排气的量的积分值超过预定标准时，ECU 30判定满足功能再生条件。当ECU 30判定不满足功能再生条件时，当前控制例程结束。另一方面，当ECU 30判定满足功能再生条件时，ECU 30转到步骤S12，并且ECU 30判断表示排气流动从一个支管10切换到另一支管10的切换标记是否处于ON状态。当ECU 30判定切换标记处于ON状态时，ECU 30跳过步骤S13和S14中的处理并且然后转到步骤S15。另一方面，当ECU 30判定切换标记处于OFF状态时，ECU 30转到步骤S13并且控制排气控制阀14的工作以将排气流动从一个支管10切换到另一支管10。例如，在将执行图2的前催化剂12R和过滤器13R中的NOx催化剂的功能再生处理的情况下，ECU 30控制排气控制阀14的工作，使得排气流动从支管10R切换到支管10L。在步骤S14中，ECU 30将切换标记切换至ON状态，并且然后转到步骤S15。
在步骤S15中，ECU 30判断是否到达开始还原剂喷射的时刻。例如，基于从切换标记被切换至ON状态起是否经过预定时间来判断是否到达开始还原剂喷射的时刻。当经过所述预定时间时，ECU 30判定到达开始还原剂添加的时刻。例如，作为所述预定时间，设定为流入将通过关闭排气控制阀14而执行NOx催化剂的功能再生处理的支管10的排气被节流并且因此前催化剂12和过滤器13中的空间速度开始降低的时间。当ECU 30判定还没有到达开始还原剂喷射的时刻时，当前控制例程结束。另一方面，当ECU 30判定到达开始还原剂喷射的时刻时，ECU 30转到步骤S16，并且然后控制在将执行NOx催化剂的功能再生处理一侧的添加喷射器11的工作，由此使得还原剂被供给到NOx催化剂。在步骤S17中，ECU 30将切换标记切换至OFF状态。然后，当前控制例程结束。
在该实施例中，如图3A和3B所示，还原剂从位于各前催化剂12的侧面部分中的添加喷射器11在与各前催化剂12的中心线CL相交的方向以扁平形式喷射出，从而还原剂能够分散供给到各前催化剂12和各过滤器13中。因此，NOx催化剂的功能再生处理能够适当地执行，以将各前催化剂12和各过滤器13的排气净化性能维持在高水平。如图3B所示，各添加喷射器11的喷嘴孔11a从各前催化剂12的外周向外布置，即，各喷嘴孔11a布置在相对于排气流动的死区中，从而从涡轮5b中排出的排气几乎不会冲击各喷嘴孔11a。因此，抑制了从排气向各添加喷射器11的热传递，由此抑止了各添加喷射器11中的温度上升，使得添加喷射器11的可靠性提高。在通过排气控制阀14节流流入支管10的排气并且因此前催化剂12和过滤器13中的空间速度开始降低后，执行还原剂喷射。因此，抑制了排气流动对还原剂喷雾形式的影响，由此稳定了还原剂喷雾形式，并且还原剂能够更加分散地供给到前催化剂12的上游端面12a。由于添加喷射器11设置在各壳体15的锥形部分17上，所以在排气通路4中能够进行各添加喷射器11的紧凑布置。
由ECU 30执行的控制各排气控制阀14的工作的方式可以根据布置在各支管10中的前催化剂12和过滤器13的容量适当改变。例如，在发动机1的排气能够通过布置在一个支管10中的前催化剂12和过滤器13完全净化的情况下，可以通过上述工作控制方式控制各排气控制阀14的工作。另一方面，在能够布置在一个支管10中的前催化剂12和过滤器13的容量根据车辆尺寸等受到限制的情况下，各排气控制阀14的工作可以通过诸如以下控制方式进行控制。
在发动机1通常运转时，ECU 30维持两个排气控制阀14在开启状态以使得排气流入两个支管10，并且ECU 30使得排气在布置在两个支管10中的前催化剂12和过滤器13中被净化。例如，在图8的排气管8中，排气控制阀14L和14R维持在开启状态，并且排气被允许流入支管10L和10R以通过前催化剂12L和12R以及过滤器13L和13R被净化。另一方面，在执行NOx催化剂的功能再生处理时，ECU 30将布置在将执行功能再生处理的前催化剂12和过滤器13一侧的一个排气控制阀14切换至关闭状态，然后，在所述前催化剂12和过滤器13中的空间速度开始降低后ECU30使得还原剂供给到所述前催化剂12和过滤器13中。例如，在图2的排气管8中将执行前催化剂12L和过滤器13L的功能再生处理的情况下，ECU 30仅将排气控制阀14L切换至关闭状态，然后ECU 30控制添加喷射器10L的工作以供给还原剂到前催化剂12L和过滤器13L。
因而，在能够布置在各支管10中的前催化剂12和过滤器13的容量受到限制的情况下，在通常运转时排气被允许流入两个支管10，用布置在各支管10中的前催化剂12和过滤器13使得排气被适当地净化。另一方面，在前催化剂12和过滤器13的功能再生处理时，仅布置在将执行功能再生处理的前催化剂12和过滤器13一侧的排气控制阀14被切换至关闭状态，然后，在所述前催化剂12和过滤器13中的空间速度开始降低后还原剂被供给。因此，能够适当地执行功能再生处理。
图6A和6B示出了根据本发明的排气净化装置的另一实施例。图6A是示出当从各前催化剂12的上游侧观察时从各添加喷射器11喷射出的还原剂的喷雾形式的视图，图6B是示出各支管10的一部分的放大视图。在图6A和6B中，与图3A和3B的公共元件用相同的参考符号表示，并且将省略其说明。如图6B所示，在该实施例中，各锥形部分17以相对于上游端面12a倾斜的方式设置，使得排气从斜上方流入各前催化剂12的上游端面12a。如图6B所示，各添加喷射器11布置在倾斜设置的锥形部分17中从各前催化剂12的外周向外的空间中，并且还原剂总体上平行于流入各前催化剂12的排气流动并且在与排气流动相同的方向从各喷嘴孔11a喷射出。
根据该实施例，从斜上方流入各前催化剂12的排气使得能够通过各锥形部分17的高度降低抑制排气流动向各前催化剂12的上游端面12a偏置。由于各添加喷射器11平行于倾斜流入上游端面12a的排气流并在与排气流动方向相同的方向喷射排气，所以可以抑制排气流动对还原剂喷雾形式的影响。因此，可以从排气流的更上游侧供给还原剂，从而还原剂能够进一步分散地供给到上游端面12a。由于各添加喷射器11设置为从各前催化剂12的外周向外布置，所以能够抑制从排气向各添加喷射器11的热传递，由此抑制在各添加喷射器11中的温度上升。因此，能够提高添加喷射器11的可靠性。
本发明可以以多种实施方式实现，并不限于上述实施例。例如，本发明并不限于应用于柴油机，而是本发明可以应用于使用汽油或其它类型燃料的各种内燃机。
在根据本发明的排气净化装置中使用的添加喷射器的喷嘴孔形状并不限于狭长切口形状，并且喷雾形式也并不限于上述形式。例如，添加喷射器11可以具有形状如下的喷嘴孔11a，即喷雾形式构成为总体上如图7A所示的圆锥形形式。在这种情况下，如图7A所示，喷嘴孔11a与前催化剂12的上游端面12a隔开一定距离布置，在所述距离中还原剂喷雾形式维持总体圆锥形形状；并且喷嘴孔11a布置为使得当还原剂与上游端面12a相交时从喷嘴孔11a喷射出的还原剂以扁平形式扩散到上游端面12a。图7B示出了当从前催化剂12的上游侧观察时图7A的还原剂喷雾形式。如图7B所示，在上游端面12a，还原剂呈现在预定方向细长并且在垂直于该预定方向的方向上宽度窄的形式。即，还原剂呈现在图7B中由箭头L3所示的还原剂喷射方向上细长并且在垂直于该喷射方向的方向上宽度窄的扁平椭圆形形式。因而，根据本发明的还原剂扁平喷射包括还原剂在前催化剂12的上游端面12a呈现扁平形式的情况。

Claims (12)

1.一种内燃机的排气净化装置，所述排气净化装置包括：
壳体，所述壳体形成所述内燃机的排气通路的一部分并且其中容纳吸留还原型NOx催化剂；和
还原剂供给装置，所述还原剂供给装置供给还原剂到在所述NOx催化剂上游侧的所述壳体的内部，其中
所述还原剂供给装置从布置在所述壳体中的喷嘴孔在与所述NOx催化剂的中心线相交的方向以扁平形式喷射所述还原剂，
其特征在于，所述还原剂从所述喷嘴孔以这样的方式喷射出，即到达所述NOx催化剂的上游端面的所述还原剂呈现在所述上游端面的预定方向上细长并且在垂直于所述预定方向的方向上宽度窄的形式。
2.根据权利要求1所述的排气净化装置，其中所述还原剂从所述喷嘴孔沿所述NOx催化剂的上游端面以扁平形式喷射出。
3.根据权利要求1所述的排气净化装置，其中所述还原剂从所述喷嘴孔喷射出，从而呈现在相对于所述NOx催化剂的上游端面水平延伸的方向上的宽度比在垂直于所述NOx催化剂的上游端面延伸的方向上的宽度宽的形式。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的排气净化装置，其中所述喷嘴孔从所述NOx催化剂的外周向外布置。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的排气净化装置，所述排气净化装置包括排气导入部分，所述排气导入部分设置在所述壳体的上游侧并且相对于所述NOx催化剂的上游端面倾斜，使得排气被倾斜地导入到所述上游端面，其中
所述还原剂供给装置总体平行于流入所述NOx催化剂的排气并且在与所述排气的流动方向相同的方向喷射所述还原剂。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的排气净化装置，所述排气净化装置包括：在排气流入所述NOx催化剂的流动被允许的位置和所述排气流动被阻止的位置之间可切换的排气控制阀；和控制所述排气控制阀的工作的工作控制装置，其中
所述工作控制装置在排气的空燃比暂时设定在浓侧的浓峰时刻将所述排气控制阀切换至排气流入所述NOx催化剂的流动被阻止的所述位置，并且之后控制所述还原剂供给装置的工作，使得在所述NOx催化剂中的空间速度开始降低后所述还原剂被添加到所述排气通路。
7.一种内燃机的排气净化装置，所述排气净化装置包括：
排气管，所述排气管形成所述内燃机的排气通路的一部分并且具有从相同的上游管分支出的多个支管；
多个壳体，每个壳体都设置在各支管中并且其中容纳吸留还原型NOx催化剂；以及
多个还原剂供给装置，每个还原剂供给装置都设置在各壳体上并且供给还原剂到在所述NOx催化剂上游侧的所述壳体的内部，其中
每个还原剂供给装置从布置在各壳体中的喷嘴孔在与所述NOx催化剂的中心线相交的方向以扁平形式喷射所述还原剂，
其特征在于，所述还原剂从所述喷嘴孔以这样的方式喷射出，即到达所述NOx催化剂的上游端面的所述还原剂呈现在所述上游端面的预定方向上细长并且在垂直于所述预定方向的方向上宽度窄的形式。
8.根据权利要求7所述的排气净化装置，其中所述还原剂从所述喷嘴孔沿所述NOx催化剂的上游端面以扁平形式喷射出。
9.根据权利要求7所述的排气净化装置，其中所述还原剂从所述喷嘴孔喷射出，从而呈现在相对于所述NOx催化剂的上游端面水平延伸的方向上的宽度比在垂直于所述NOx催化剂的上游端面延伸的方向上的宽度宽的形式。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的排气净化装置，其中所述喷嘴孔从所述NOx催化剂的外周向外布置。
11.根据权利要求7至9中任一项所述的排气净化装置，其中在上游侧设置有相对于所述NOx催化剂的上游端面倾斜的排气导入部分，使得排气被倾斜地导入到所述上游端面，并且
每个还原剂供给装置总体平行于流入所述NOx催化剂的排气并且在与所述排气的流动方向相同的方向喷射所述还原剂。
12.根据权利要求7至9中任一项所述的排气净化装置，所述排气净化装置包括：多个排气控制阀，每个排气控制阀在排气流入所述NOx催化剂的流动被允许的位置和所述排气流动被阻止的位置之间可切换；和控制所述排气控制阀的工作的工作控制装置，其中
所述工作控制装置在排气的空燃比暂时设定在浓侧以还原吸留在所述NOx催化剂中的NOx的浓峰时刻将每个所述排气控制阀切换至排气流入所述NOx催化剂的流动被阻止的所述位置，并且之后控制每个所述还原剂供给装置的工作，使得在所述NOx催化剂中的空间速度开始降低后所述还原剂被添加到所述NOx催化剂。
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