CN102046935A - 内燃机的排气净化系统及烟尘过滤器再生方法 - Google Patents

内燃机的排气净化系统及烟尘过滤器再生方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种内燃机的排气净化系统及烟尘过滤器再生方法，发动机(2)的排气净化系统(1)具有：捕获排气中含有的PM的PM过滤装置(10)中的烟尘过滤器、判定是否进行烟尘过滤器的再生的控制装置(9)中的再生实施判定机构、冷却通过排气涡轮增压器(3)增压的进气的气冷式的后冷却器(4)、向后冷却器(4)供给冷却空气的冷却风扇(5)、在由再生实施判定机构判定为需要进行烟尘过滤器的再生时使冷却风扇(5)的转速下降的控制装置(9)中的强制再生用风扇转速控制机构。

Description

内燃机的排气净化系统及烟尘过滤器再生方法
技术领域
本发明涉及内燃机的排气净化系统及烟尘过滤器(soot filter)再生方法，特别是涉及捕获PM(颗粒物)的烟尘过滤器的再生技术。
背景技术
目前，作为柴油发动机等内燃机的排气净化系统所使用的烟尘过滤器的再生技术，已知有进行后喷射(ポスト噴射)的技术。后喷射是指与发动机的正常的燃料喷射分开额外进行的燃料喷射。通过利用设于烟尘过滤器上游的氧化催化剂，使该后喷射的燃料氧化而发热，使流入烟尘过滤器的排气温度上升，并利用该排气使堆积在烟尘过滤器中的PM自燃，从而使烟尘过滤器再生。
在这种情况下，在发动机的空转时等无负载运转或者低负载运转时，来自发动机的排气温度使氧化催化剂中的活化温度下降，从而即使进行了后喷射，燃料不被氧化催化剂氧化而发热，不能使流入烟尘过滤器的排气温度上升至再生温度。于是，在专利文献1中提出了以下方案，即提高供给到发动机的进气温度，从而即使在发动机负载小的情况下，也能够充分提高刚从发动机排出的排气温度，以便使后喷射的燃料被氧化催化剂可靠地氧化而发热。
具体而言，在专利文献1中，使进气通过排气系统的周围供给到发动机，通过排气系统的热度来加热进气使进气温度上升。并且，在专利文献1中，这样的进气被排气涡轮增压器增压，并通过气冷式的后冷却器供给至发动机，但是，如果上述进气在过滤器的再生时通过后冷却器，则进气温度下降而不利，因此，采用防止使后冷却器的冷却效率即性能下降而使进气温度下降的结构。
即，设置用于控制送入后冷却器的冷却空气流量的百叶窗(シヤツタ一)机构，在烟尘过滤器的再生时，关闭百叶窗机构使冷却空气的流量下降，从而使后冷却器的性能下降。通过这样的结构，由于维持了由排气系统加热的进气的高温度状态，因此，能够使从发动机排出的排气温度高于氧化催化剂中的活化温度，从而能够使后喷射的燃料被氧化催化剂良好地氧化而发热，能够使排气温度可靠地上升到过滤器再生温度。
专利文献1：(日本)特开2005-299628号公报
但是，在专利文献1中，作为不使通过后冷却器的进气的温度下降的结构，需要新设控制流入后冷却器的冷却空气的流量的百叶窗机构，从而构造复杂且不经济。并且，特别是在沙尘、沙粒飞扬的作业环境中运转的施工机械中，存在百叶窗的开闭机构因沙尘而无法动作等耐久性问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种内燃机的排气净化系统以及过滤器再生方法，在不使用现有的百叶窗机构的情况下能够提高进气温度而使排气温度上升。
本发明的内燃机的排气净化系统是设置有增压器的内燃机的排气净化系统，其特征在于，具有：烟尘过滤器，其捕获排气中的颗粒物；再生实施判定机构，其判定是否强制进行所述烟尘过滤器的再生；气冷式的后冷却器，其冷却通过所述增压器增压的进气；冷却风扇，其向所述后冷却器供给冷却空气；风扇转速控制机构，其在由所述再生实施判定机构判定为需要进行所述烟尘过滤器的再生时，使所述冷却风扇的转速下降。
这里，“转速”是指单位时间内的转数，通常简称为转速。另外，“使转速下降”包括使冷却风扇的旋转停止。
在本发明的内燃机的排气净化系统中，优选使所述再生实施判定机构具有：差压传感器，其检测所述烟尘过滤器的上游侧与下游侧的排气的差压；强制再生模式转换判定机构，其基于由所述差压传感器检测出的所述差压来判定是否需要进行所述烟尘过滤器的再生。
根据本发明的内燃机的排气净化系统，如果由再生实施判定机构判定为需要进行烟尘过滤器的再生，风扇转速控制机构进行控制为使冷却风扇的转速下降，使后冷却器的冷却效率下降而使进气温度上升。因此，即使不采用现有的百叶窗机构等，也能够使进气温度可靠地上升而良好地实施烟尘过滤器的再生。而且，由于不需要百叶窗机构等复杂的机构，能够将本发明有效地适用于沙尘飞扬的作业环境中运转的施工机械。
在本发明的内燃机的排气净化系统中，优选配置转速变更确定机构，其确定是否不实施使所述冷却风扇的转速下降的处理。
根据该发明，在进气温度由于某种原因过度上升并由此排气温度上升至影响内燃机寿命的程度时，可以通过转速变更确定机构的作用，不实施使风扇转速下降的控制，从而能够防止对内燃机寿命造成不良影响。
在本发明的内燃机的排气净化系统中，优选使所述转速变更确定机构基于外部空气温度、进气温度及排气温度中的至少任一温度来确定是否不实施使所述冷却风扇的转速下降的处理。
这里，进气温度通常是指后冷却器出口的进气自身的温度，但也包括进气支管的入口侧的进气温度，或者根据进气支管、进气管自身的温度推定的温度。另外，排气温度通常是指烟尘过滤器上游的排气自身的温度，但也包括根据排气支管、排气管自身的温度推定的温度。
根据该发明，当外部空气温度、进气温度、排气温度中的任一温度超过预先设定的设定温度时，不使冷却风扇的转速下降，不使进气温度进一步上升，因此，能够防止进气温度过度上升而使排气温度过度上升，从而能够防止对内燃机寿命造成不良影响。
在本发明的内燃机的排气净化系统中，优选使所述冷却风扇向所述后冷却器和发动机的散热器供给冷却空气。
根据该发明，由于以通过一个冷却风扇同时冷去后冷却器及散热器的方式布局，因此，能够适用于装置的配置空间受限的施工机械、具有用于安装发动机的旋转台的施工机械等。
在本发明的内燃机的排气净化系统中，优选具有设置于所述烟尘过滤器的上游侧的氧化催化剂以及向该氧化催化剂的上游侧供给燃料的燃料供给装置。所述风扇转速控制机构使所述冷却风扇的转速下降以使流入所述氧化催化剂的排气温度达到氧化催化剂中的活化温度以上。
上述燃料是指用于烟尘过滤器的再生的定量(ド一ジング)燃料。另外，当定量燃料供给到缸(筒)内时，燃料供给装置可以是供给发动机驱动用燃料的燃料喷射装置，当定量燃料供给到缸外时，燃料供给装置可以是与燃料喷射装置分开设置的装置。另外，活化温度是指定量燃料被氧化催化剂氧化而发热所需要的排气温度。
根据该发明，由于具有氧化催化剂及燃料供给装置，因此，与未设置氧化催化剂及燃料供给装置的情况相比，能够迅速且可靠地使排气温度上升，从而能够迅速实施烟尘过滤器的再生。
在本发明的内燃机的排气净化系统中，优选具有：第一排气温度检测机构，其检测所述氧化催化剂的上游侧的排气温度；燃料控制部，其在该第一排气温度检测机构检测出的排气温度超过所述活化温度时，使所述燃料供给装置开始供给所述燃料。
根据该发明，由于在排气温度达到氧化催化剂中的活化温度时供给燃料，因此，能够抑制无效地消耗燃料，并且，可靠地使燃料被氧化催化剂氧化而发热，除此之外，也没有未燃燃料被排出的担心。
在本发明的内燃机的排气净化系统中，优选具有第二排气温度检测机构，其检测所述氧化催化剂的下游侧的排气温度，所述燃料控制部控制所述燃料量以使由第二排气温度检测机构检测出的排气温度维持在所述烟尘过滤器的再生温度。
这里，再生温度是指堆积在烟尘过滤器内的PM自燃所需要的排气温度。另外，为了促进PM的自燃，优选在烟尘过滤器中承载氧化催化剂。
根据本发明，通过燃料控制部对燃料量的控制，能够将流入烟尘过滤器的排气的排气温度维持在再生温度，能够稳定地进行烟尘过滤器的再生。
本发明的烟尘过滤器的再生方法是具有冷却通过增压器增压的进气的气冷式的后冷却器、向所述后冷却器供给冷却空气的冷却风扇、捕获排气中含有的颗粒物的烟尘过滤器的内燃机的排气净化系统中的烟尘过滤器再生方法，其特征在于，在利用来自所述内燃机的排气使所述烟尘过滤器强制再生时，使所述冷却风扇的转速下降。
根据本发明的烟尘过滤器的再生方法，无论是否使用所述内燃机的排气净化系统，都能通过使冷却风扇的转速下降，使进气温度可靠地上升，从而使排气温度到达再生温度，因此，能够使烟尘过滤器良好地再生，达到本发明的目的。
在本发明的烟尘过滤器的再生方法中，优选在判定为需要进行所述烟尘过滤器的再生时，使所述冷却风扇的转速下降；在流入设置于所述烟尘过滤器的上游侧的氧化催化剂的排气温度超过该氧化催化剂中的活化温度时，向所述氧化催化剂的上游侧供给燃料；在使被所述烟尘过滤器捕获的颗粒物燃烧后，停止所述燃料的供给。
根据该发明，当需要进行烟尘过滤器的再生时，只要降低向后冷却器输送冷却空气的冷却风扇的转速而使后冷却器的性能下降即可，无需采用像现有的百叶窗机构那样复杂的结构，能够可靠地使进气温度上升，进而使排气的温度上升，良好地进行再生。
并且，通过降低冷却风扇的转速，流入氧化催化剂的排气温度达到接近再生温度的高温，因此，即使较少的燃料量，也能够使排气温度可靠地上升至再生温度，能够减少消耗的燃料。
在本发明的烟尘过滤器的再生方法中，优选根据外部空气温度、进气温度、排气温度中的至少任一温度来确定是否不实施使所述冷却风扇的转速下降的处理。
根据该发明，当外部空气温度、进气温度、排气温度中的任一温度超过预先设定的设定温度时，不使冷却风扇的转速下降，不使进气温度进一步上升，因此，能够防止进气温度过度上升而使排气温度过度上升，从而能够防止对内燃机寿命造成不良影响。
附图说明
图1是表示本发明第一实施方式的排气净化系统整体的简略结构的框图。
图2是示意性地表示PM过滤装置的剖视图。
图3是示意性地表示控制装置的框图。
图4是表示在通常运转模式及强制再生模式下的控制例的图。
图5是表示关于烟尘过滤器的再生的控制装置内部的控制流程的流程图。
图6是示意性地表示本发明第二实施方式的控制装置的框图。
图7是表示第二实施方式中的控制流程的流程图。
图8是表示本发明第三实施方式的排气净化系统整体的简略结构的框图。
附图标记说明
1  排气净化系统
2  内燃机即发动机
3  排气涡轮增压器
4   后冷却器
5   冷却风扇
12  氧化催化剂
13  烟尘过滤器
14  差压传感器
15  第一排气温度检测机构即温度传感器
16、17  第二排气温度检测机构即温度传感器
20  燃料供给装置
22  定量燃料控制部
23  强制再生模式转换判定机构
24  强制再生用风扇转速控制机构
28  转速变更确定机构
T1，T2，Tin，Tout  排气温度
具体实施方式
〔第一实施方式〕
以下，基于附图对本发明的第一实施方式进行说明。
图1是表示本发明第一实施方式的排气净化系统1整体的简略结构的框图。排气净化系统1是用于捕获来自作为内燃机的发动机2的排气中含有的PM的系统，具有PM过滤装置10。
这里，本实施方式中的发动机2被设想为柴油发动机。增压器即排气涡轮增压器3经由未图示的排气支管安装于发动机2。排气涡轮增压器3由通过来自发动机2的排气驱动的涡轮31和与涡轮31一同旋转的压缩机32构成，后冷却器4经由进气管33连接于压缩机32侧的进气出口。
后冷却器4经由进气管34以及未图示的进气支管与发动机2连接。经由后冷却器4吸入的进气通过排气涡轮增压器3的压缩机32增压，通过气冷式的后冷却器4供给至发动机2。冷却风扇5与后冷却器4对置配置。
冷却风扇5通过液压马达或电动马达等驱动装置6驱动。这种情况下，冷却风扇5的配置位置是任意的，只要利用孔道(ダクト)或其他引导方式向后冷却器4供给冷却空气，也可配置为偏离图1所示位置。水冷式的发动机2的冷却水通过散热器7冷却。通过由发动机2直接驱动的冷却风扇8向散热器7供给冷却空气。
另外，来自冷却风扇5，8的冷却空气相对于后冷却器4、散热器7，可以是吸入侧的气流，也可以是排出侧的气流，可根据发动机内的布局等任意确定。
对于这样的发动机2的燃料喷射量等的控制，通过例如使用共管(コモンレ一ル)系统的控制装置9来进行。并且，控制装置9还控制构成排气净化系统1的定量喷射用的燃料供给装置20以及向后冷却器4输送冷却空气的冷却风扇5用的驱动装置6。向后冷却器4输送冷却空气的冷却风扇5、驱动该冷却风扇5的驱动装置6标准地安装于施工机械等。
这里，燃料供给装置20由用于将定量燃料(例如，轻油)在排气管35内雾化的喷嘴、控制定量燃料的流量的流量控制阀等构成。
而且，排气净化系统1除PM过滤装置10、燃料供给装置20以外，还包含后冷却器4、冷却风扇5、驱动冷却风扇5的驱动装置6、控制装置9。
图2是表示PM过滤装置10的剖面的示意图。PM过滤装置10在圆筒状的箱体11内从排气的流动方向的上游侧开始依次收容有氧化催化剂12、用于捕获PM的烟尘过滤器13。
氧化催化剂12是用于使由燃料供给装置20供给的定量燃料氧化而发热的催化剂。氧化催化剂12中的活化温度(用于使燃料氧化而发热的足够的温度)被设置为排气温度，约250℃。利用在该氧化催化剂12中产生的热而上升的排气温度使堆积在烟尘过滤器13的PM自燃。另外，燃料供给装置20设置于使排气涡轮增压器3的涡轮31侧的排气出口与PM过滤装置10连通的排气管35的中途。
尽管省略了烟尘过滤器13的详细的图示，但是烟尘过滤器13具有多个小孔的结构。小孔从流入侧朝向流出侧连通，其剖面形成为多边形状(例如，六边形)。就小孔而言，流入侧开口而流出侧封闭的孔与流入侧封闭而流出侧开口的小孔交错配置，从前者的小孔流入的排气通过边界壁排出到后者的小孔而向下游侧流出。另外，PM在该边界壁被捕获。烟尘过滤器13的材料是堇青石、碳化硅等陶瓷，或者不锈钢、铝等金属，根据用途适当确定。在烟尘过滤器13的流入侧，氧化催化剂可以利用涂层(ウオツシユコ一ト)等进行涂覆。
并且，在PM过滤装置10中，设置有差压传感器14、作为第一排气温度检测机构的温度传感器15、作为第二排气温度检测机构的温度传感器16、作为第二排气温度检测机构的另一个温度传感器17、隔热部件18。各传感器14～17的检测信号被输出至控制装置9。
差压传感器14是检测烟尘过滤器13的入口侧与出口侧的排气的差压Δp的传感器，在PM过滤装置10内，所述差压传感器14安装在将空间A与空间B连通的管路19中，空间A是由氧化催化剂12的出口侧与烟尘过滤器13的入口侧划分出的空间，空间B是被划分在烟尘过滤器13的出口侧的空间。
温度传感器15是用于检测氧化催化剂12的入口侧的排气温度T1的传感器，在PM过滤装置10的箱体11中，所述温度传感器15安装在与空间C对应的位置，空间C是被划分在氧化催化剂12的入口侧的空间。
温度传感器16是用于检测烟尘过滤器13的入口侧的排气温度Tin的传感器，安装于与箱体11的空间A对应的位置。
温度传感器17是用于检测烟尘过滤器13的出口侧的排气温度Tout的传感器，安装于与空间B对应的位置。
隔热部件18是为了不使氧化催化剂12及烟尘过滤器13的内部的温度降低而隔断与外部隔热的部件，配置于箱体11的内壁与氧化催化剂12之间以及箱体11的内壁与烟尘过滤器13之间。这样的隔热部件18也可作为吸收施加至箱体11的振动的部件而起作用。
图3是示意性地表示控制装置9的框图。控制装置9除了未图示的控制供给至发动机2的燃料喷射量的发动机燃料控制部以外，还具有控制驱动装置6并进行冷却风扇5的转速控制的风扇旋转控制部21、作为控制从燃料供给装置20供给的定量燃料量的燃料控制部的定量燃料控制部22。
风扇旋转控制部21具有作用：当需要进行烟尘过滤器13的再生时，根据需要降低冷却风扇5的转速，由此使后冷却器4的进气冷却效率下降，其结果是，使供给至发动机2的进气的温度升高，进而使流入氧化催化剂12的排气的温度升高。因此，即使发动机2处于空转状态或者轻负载运转状态，也能够使排气上升至氧化催化剂的活化温度，使定量燃料在氧化催化剂12中可靠地氧化、发热，使排气温度进一步上升至烟尘过滤器13的再生温度，将烟尘过滤器13强制再生。
即，强制再生是指判定为需要进行烟尘过滤器13的再生，并基于该判定使排气温度T1，T2上升，使被烟尘过滤器13捕获的PM燃烧。并且，以实现该强制再生为目的而进行的降低冷却风扇5的转速的控制是转速控制中的强制再生模式的控制。另一方面，在发动机2运转时为了不使进气温度上升至规定温度以上而进行的使冷却风扇5的转速设为目标转速的控制是转速控制中的通常运转模式的控制。
定量燃料控制部22监视来自烟尘过滤器13的入口侧的温度传感器16及出口侧的温度传感器17的各检测信号，基于各检测信号算出将排气温度Tin，Tout平均后的排气温度T2。另外，定量燃料控制部22通过该排气温度T2的反馈控制来确定定量燃料量以使排气温度T2维持在烟尘过滤器13的再生温度，将与该定量燃料量相符的控制信号S输出至燃料供给装置20。
以下，对各控制部21，22中的风扇旋转控制部21的具体结构进行说明。风扇旋转控制部21具有强制再生模式转换判定机构23、作为风扇转速控制机构的强制再生用风扇转速控制机构24、活化温度到达判定机构25、计时器26、通常运转用风扇转速控制机构27。各机构23～27由通过计算机执行的软件(计算机程序)构成。
强制再生模式转换判定机构23监视来自差压传感器14的检测信号，当基于该检测信号检的差压Δp超过预先设定的再生开始判定值Δp时，判定为烟尘过滤器13中的PM捕获量超过极限捕获量，需要进行烟尘过滤器13的再生。此时，强制再生模式转换判定机构23将冷却风扇5的转速控制从由通常运转用风扇转速控制27控制的通常运转模式的程序切换至由强制再生用风扇转速控制机构24控制的强制再生模式的程序。而且，由该强制再生模式转换判定机构23及差压传感器14构成本发明的再生实施判定机构。另外，在通过操作员对开关的手动操作进行强制再生时，由监视来自该开关的强制再生信号的输入的强制再生模式转换判定机构23构成本发明的再生实施判定机构，对此将在后面叙述。
强制再生用风扇转速控制机构24将转速图从通常运转模式的图(用于根据发动机2的运转状态确定冷却风扇5的转速的图)切换至强制再生用的图(マツプ)M，同时，基于从图M中得到的目标转速生成驱动信号D，通过该驱动信号D来驱动冷却风扇5的驱动装置6。
如图3所示，图M是根据进行强制再生期间的例如外部空气温度Tair来确定冷却风扇5的目标转速的图。从该图M中得到的目标转速是使后冷却器4的冷却效率下降而使进气温度上升所需要的足够的旋转速度，是发动机2以无负载或轻负载状态运转时使氧化催化剂12入口侧的排气温度T1超过活化温度的转速。
活化温度到达判定机构25判定氧化催化剂12的上游侧的排气温度T1是否到达该氧化催化剂12中的活化温度(大致250℃)。当判定为排气温度在活化温度以上时，活化温度到达判定机构25向定量燃料控制部22发出喷射定量燃料的指令。如果定量燃料控制部22被输出有该喷射指令，如上所述，向燃料供给装置20输出控制信号S，进行规定时间的喷射。喷射时间由计时器26计时。
通常运转用风扇转速控制机构27是在发动机2的通常运转模式下将冷却风扇5的转速控制为不使进气温度上升至规定温度以上的目标转速的控制机构，调节向液压马达供给液压油的液压泵的排出量以使驱动冷却风扇5的液压马达的转速达到目标转速。
更具体而言，在通常运转模式下，如图4所示，冷却风扇5的目标转速被设定为例如目标转速V1，通常运转用风扇转速控制机构27进行反馈控制以使实际转速达到目标转速V1。
因此，当目标转速V1与实际转速之间产生偏差时，与该偏差对应的转速指令被输出而用于液压泵中的排出量控制。即，在通常运转模式下，冷却风扇5的转速被控制为如下：尽管产生与目标转速V1与实际转速之间的偏差对应的转速变化，但其变化甚小，基本上保持一定的目标转速V1。
在以前，即使在强制再生烟尘过滤器13的情况下，如图4中的双点划线所示，通常运转用风扇转速控制机构27也以如下方式进行控制：不论是否强制再生，都使冷却风扇5的转速保持目标转速V1。
与此相对，在本实施方式的强制再生模式下，不启动通常运转用风扇转速控制机构27而启动强制再生用风扇转速控制机构24，优先进行该强制再生用风扇转速控制机构24的控制。即，当判定为需要强制再生时，冷却风扇5的目标转速通过图M被设定为基于外部空气温度Tair的低目标转速V2，实际的转速下降至该目标转速V2。由此，能够可靠地使进气温度上升，将排气温度T1提高至活化温度。
此时，作为使转速下降至通过图M设定的目标转速V2的方法，除如图4的线L1所示的使供给至驱动装置6的驱动能量(在使用电动马达的情况下为电流，在使用液压马达的情况下为液流量等)瞬时减小而一次性变更至目标转速V2的方法外，还有线L2所示的沿任意的曲线逐渐转变至目标转速V2侧的方法，或者线L3所示的随时间经过而以一定比例转变至目标转速V2侧的方法等，任意即可。
图5是表示关于烟尘过滤器13的再生的控制装置9内部的控制流程的流程图。下面，根据该流程图说明烟尘过滤器13的强制再生时的冷却风扇5的控制。
在图5中，首先，风扇旋转控制部21的强制再生模式转换判定机构23将烟尘过滤器13的上游及下游的排气的差压Δp与再生开始判定值ΔP进行比较并监视，如果差压Δp在再生开始判定值ΔP以下，则判定为不需要进行烟尘过滤器13的再生。另一方面，当差压Δp超过再生开始判定值ΔP时，强制再生模式转换判定机构23判定为需要进行烟尘过滤器13的再生(S1)。
其后，当在步骤S1中判定为需要进行烟尘过滤器13的再生时，强制再生用风扇转速控制机构24基于图M确定基于外部空气温度Tair的冷却风扇5的目标转速，生成并输出与该目标转速相应的驱动指令，使驱动装置6以更低的速度驱动，从而使后冷却器4的性能下降(S2)。由此，使进气温度上升，进而使氧化催化剂12的上游侧的排气温度T1上升。
接着，活化温度到达判定机构25监视氧化催化剂12的上游侧的排气温度T1，判定排气温度T1是否达到定量燃料的活化温度(S3)。如果排气温度T1达到活化温度，则定量燃料控制部22启动，通过向燃料供给装置20输出控制信号S来控制定量燃料量(S4)。即，定量燃料控制部22以规定时间控制定量燃料量，以使根据排气温度Tin，Tout算出的排气温度T2达到烟尘过滤器13的再生温度，从而使被烟尘过滤器13捕获的PM燃烧。这样的定量燃料的供给时间由计时器26计时，经过规定时间后停止定量燃料的供给(S5)。这里，规定时间是指被捕获的大致全部PM燃烧所需要的时间，被预先设定在程序中。
如以上说明，根据该实施方式，在需要进行烟尘过滤器13的再生时，只要使向后冷却器4输送冷却空气的冷却风扇5的转速下降而使后冷却器4的性能下降即可，无需采用现有的百叶窗机构那样的复杂结构，能够使进气温度可靠上升，进而使排气温度可靠上升，从而良好地进行再生。
并且，通过降低冷却风扇5的转速，流入氧化催化剂12的排气温度达到接近再生温度的高温，从而使用较少的定量燃料量也能够使排气温度可靠上升至再生温度，减少燃料消耗。
〔第二实施方式〕
在本发明的第二实施方式中，如图6所示，与第一实施方式有较大不同之处在于：在风扇旋转控制部21中设置有转速变更确定机构28。该转速变更确定机构28在强制再生模式下进行是否使冷却风扇5的转速下降的判定。
具体而言，基于图7的流程图说明转速变更确定机构28为如下：基于来自未图示的外部空气温度传感器的检测信号来监视外部空气温度Tair，将外部空气温度Tair与预先设定的温度进行比较(S12)，所述预先设定的温度是指因进行强制再生用风扇控制而可能导致发动机2的耐久性下降的极限温度。
当外部空气温度Tair达到极限温度时，转速变更确定机构28确定不实施降低冷却风扇5的转速的处理，确定不使冷却风扇5的转速下降。相反，当外部空气温度Tair未达到极限温度时，进入步骤S13，通过强制再生用风扇转速控制机构24使冷却风扇5的转速下降。
在图7中，步骤S12以外的步骤S11、S13～S16分别与图5中的步骤S1～S5相同，因此省略其说明。
并且，当确定是否使冷却风扇5的转速下降时，作为确定基准的温度并不限定于外部空气温度Tair，也可是在任意位置测量的进气温度或排气温度。进一步，该温度也可以不是实际测量的温度，而是根据在任意位置测量的温度求出的推测温度。
根据该实施方式，由于设置有转速变更确定机构28，因此，能够防止排气温度过度上升，防止发动机2的耐久性下降。
〔第三实施方式〕
在图8所示的第三实施方式中，与所述第一、第二实施方式有较大不同之处在于：通过由驱动装置6驱动的冷却风扇5的冷却空气冷却后冷却器4及散热器7。并且，在该第三实施方式中，尽管没有设置由发动机2驱动的冷却风扇8(图1)，但是与第一方式同样可以设置冷却风扇8。其他结构、控制方法等与第一、第二实施方式相同。
在这样的结构中，通过实施与第一、第二实施方式相同的控制，即在进行烟尘过滤器13的再生时，在强制再生模式下降低冷却风扇5的转速，使进气温度上升，进而使排气温度上升，能够得到与第一实施方式同样的效果。
并且，在本实施方式中，由于布局为通过一个冷却风扇5同时冷却后冷却器4和散热器7，因此，能够使本实施方式合适地适用于装置配置空间有限的施工机械，例如在车架的上方安装有发动机和PM过滤装置的施工机械、具有安装发动机的旋转台的施工机械等。
另外，在该实施方式中，虽然通过降低冷却风扇5的转速来也使散热器7的冷却效率下降，但是，由于强制再生模式大多在发动机2的无负载运转或者轻负载运转时进行，因此，散热器7的冷却效果的下降对实施发动机2的冷却方面产生的影响很小。
以上的记载中示出了用于实施本发明的最优结构、方法等，但本发明并不限定于此。即，虽然主要对本发明的特定的实施方式进行了图示以及说明，但是，本领域技术人员在不脱离本发明的技术性思想以及目的范围内对于上述实施方式的形状、数量以及其他详细结构进行各种变形。
因此，上述限定的形状、数量等的记载，仅是为了便于本发明的理解而进行的示例性记载，并不限制本发明，本发明包含使用上述形状、数量等限定的部分或全部以外的部件的名称的记载。
例如，在所述第二实施方式中，在通过转速变更确定机构28进行是否使冷却风扇5的转速下降的确定时，将外部空气温度Tair与极限温度进行比较来进行判定，但也可以通过从外部空气温度Tair、进气温度、排气温度中任选一个或两个以上的组合来确定是否使冷却风扇5的转速下降。
在所述各实施方式中，强制再生模式下的冷却风扇5的转速是基于外部空气温度Tair并由图M来确定的，但也可不根据图M，即与外部空气温度Tair无关而使冷却风扇5的转速下降至规定的转速。根据这样的结构，在外部空气温度Tair原本就高的情况下，通过使冷却风扇5的转速下降，使排气温度T1大幅上升，因此，通过少量的定量燃料也能够使排气温度容易达到烟尘过滤器13的再生温度，降低了燃料费用。
在所述各实施方式中，使用温度传感器15作为本发明的第一排气温度检测机构，使用温度传感器16，17作为第二排气温度检测机构，但是，作为本发明的各排气温度检测机构，并不限定于实际测量排气温度的温度传感器15～17，也可以是基于外部空气温度或者进气温度或者任意位置的排气温度推算出规定位置的排气温度的机构。而且，作为这样的机构，可使用建立了规定位置的排气温度与其他温度的关系的表格等。
在所述各实施方式中，强制再生模式转换判定机构23将烟尘过滤器13的上游及下游的排气的差压Δp与再生开始判定值ΔP进行比较，并在差压Δp超过再生开始判定值ΔP时自动进行强制再生，但也可以是在差压Δp超过再生开始判定值ΔP时发出警报等的机构。根据该结构，操作员能够基于该警报手动切换至强制再生模式。并且，还可以是操作员与差压Δp和再生开始判定值ΔP无关地任意切换至强制再生模式的机构。在操作员进行手动操作的结构中，设置有切换至强制再生模式的强制再生模式切换开关。在通过这样的开关选择强制再生模式的情况下，从开关向控制装置9的强制再生模式转换判定机构23输出强制再生信号，通过接收到该强制再生信号，使强制再生用的风扇转速控制开始。
在所述各实施方式中，已说明了通过向氧化催化剂12供给定量燃料而使流入烟尘过滤器13的排气温度上升至再生温度以上，但是，氧化催化剂12、定量用燃料供给装置20、定量燃料控制部22等并不是本发明所必须的结构，可以省略。即使在没有这些机构的情况下，在需要进行烟尘过滤器13的再生时，只要使冷却风扇5的转速下降，使流入烟尘过滤器13的排气温度上升至再生温度以上即可。特别是，在外部空气温度高的部位，可考虑通过使冷却风扇5停止而在不使用定量燃料的情况下达到再生温度的情况。
在所述各实施方式中，为了进行烟尘过滤器13的强制再生，作为使排气温度上升的方法，已说明了通过设置燃料喷射装置20向缸外的排气管35内供给定量燃料的例子，但并不限定于此，也可采用例如使柴油发动机的燃料喷射时间滞后于通常的燃料喷射时间的所谓点火滞后(リタ一ド)的方法、减少吸入至气缸的空气量的方法等。
在所述各实施方式中，仅通过使冷却风扇5的转速下降而使进气温度上升，进而使排气温度T1上升，但是，也可以通过与此将气缸的进气量减少的方法组合而使排气温度T1上升。
在所述各实施方式中，使用排气涡轮增压器3作为本发明的增压器，但作为增压器并不限定于此，也可以使用由电动马达驱动的增压器，或者由发动机的输出驱动的增压器。
工业实用性
本发明能够作为例如安装于沙尘等飞扬的环境中运转的施工机械或者其他车辆的内燃机的排气净化系统及烟尘过滤器的再生方法很好地利用。

Claims (11)

1.一种内燃机的排气净化系统，其中设置有增压器，该内燃机的排气净化系统的特征在于，具有：
烟尘过滤器，其捕获排气中的颗粒物；
再生实施判定机构，其判定是否强制进行所述烟尘过滤器的再生；
后冷却器，其为气冷式的后冷却器，冷却通过所述增压器增压的进气；
冷却风扇，其向所述后冷却器供给冷却空气；
风扇转速控制机构，其在由所述再生实施判定机构判定为需要进行所述烟尘过滤器的再生时，使所述冷却风扇的转速下降。
2.根据权利要求1所述的内燃机的排气净化系统，其特征在于，所述再生实施判定机构具有：
差压传感器，其检测所述烟尘过滤器的上游侧与下游侧的排气的差压；
强制再生模式转换判定机构，其基于由所述差压传感器检测出的所述差压来判定是否需要进行所述烟尘过滤器的再生。
3.根据权利要求1所述的内燃机的排气净化系统，其特征在于，具有转速变更确定机构，其确定是否不实施使所述冷却风扇的转速下降的处理。
4.根据权利要求3所述的内燃机的排气净化系统，其特征在于，所述转速变更确定机构基于外部空气温度、进气温度、排气温度中的至少任一温度来确定是否不实施使所述冷却风扇的转速下降的处理。
5.根据权利要求1所述的内燃机的排气净化系统，其特征在于，所述冷却风扇向所述后冷却器和发动机的散热器供给冷却空气。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的内燃机的排气净化系统，其特征在于，具有：
氧化催化剂，其设置于所述烟尘过滤器的上游侧；
燃料供给装置，其向该氧化催化剂的上游侧供给燃料；
所述风扇转速控制机构使所述冷却风扇的转速下降以使流入所述氧化催化剂的排气温度在该氧化催化剂中的活化温度以上。
7.根据权利要求6所述的内燃机的排气净化系统，其特征在于，具有：
第一排气温度检测机构，其检测所述氧化催化剂的上游侧的排气温度；
燃料控制部，其在由该第一排气温度检测机构检测出的排气温度超过所述活化温度时，使所述燃料供给装置开始供给所述燃料。
8.根据权利要求7所述的内燃机的排气净化系统，其特征在于，具有第二排气温度检测机构，其检测所述氧化催化剂的下游侧的排气温度，
所述燃料控制部控制所述燃料量以使由所述第二排气温度检测机构检测出的排气温度维持在所述烟尘过滤器的再生温度。
9.一种烟尘过滤器再生方法，其为内燃机的排气净化系统中的烟尘过滤器再生方法，所述内燃机的排气净化系统具有：冷却通过增压器增压的进气的气冷式的后冷却器、向所述后冷却器供给冷却空气的冷却风扇、捕获排气中含有的颗粒物的烟尘过滤器，所述烟尘过滤器再生方法的特征在于，
在利用来自所述内燃机的排气使所述烟尘过滤器强制再生时，使所述冷却风扇的转速下降。
10.根据权利要求9所述的烟尘过滤器再生方法，其特征在于，
在判定为需要进行所述烟尘过滤器的再生时，使所述冷却风扇的转速下降；
在流入设置于所述烟尘过滤器的上游侧的氧化催化剂的排气温度超过该氧化催化剂中的活化温度时，向所述氧化催化剂的上游侧供给燃料；
在使被所述烟尘过滤器捕获的颗粒物燃烧后，停止所述燃料的供给。
11.根据权利要求9所述的烟尘过滤器再生方法，其特征在于，
根据外部空气温度、进气温度、排气温度中的至少任一温度来确定是否不实施使所述冷却风扇的转速下降的处理。
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