CN112638497B - 颗粒过滤器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

颗粒过滤器(23)通过将多个具有多个腔室(32)的蜂窝形状的部分(29)、(30)、(31)并列设置而构成。配置于外周部的部分(30)、(31)的腔室的密度被设定为比配置于中央部的部分(29)的腔室的密度低。另外，配置于外周部的部分(30)、(31)被设定为端面的面积越小则腔室(32)的密度越低。

Description

颗粒过滤器及其制造方法
技术领域
本公开涉及颗粒过滤器及其制造方法。
背景技术
颗粒过滤器捕集排气中包含的颗粒状物质(PM：Particulate Matter)。
因此，堆积有颗粒状物质的颗粒过滤器需要通过使该颗粒状物质燃烧等来进行过滤器再生。
专利文献
专利文献1：日本国特开2003-275521号公报
专利文献2：日本国特开2016-029272号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
但是，在颗粒过滤器中，在过滤器再生时有可能产生颗粒状物质的燃烧残留。因此，存在由于反复进行过滤器再生而颗粒过滤器逐渐堵塞，再生间隔缩短的情况。特别是颗粒状物质的燃烧残留具有在颗粒过滤器的外周部产生的倾向。
因此，本公开鉴于以上情况而提出，其目的在于提供一种能够抑制过滤器再生时的颗粒状物质的燃烧残留的颗粒过滤器及其制造方法。
用于解决技术问题的技术手段
根据本公开的一实施方式，提供一种颗粒过滤器，其通过将多个具有多个腔室的蜂窝形状的部分并列设置而构成，其特征在于，
配置于外周部的所述部分的腔室的密度被设定为比配置于中央部的所述部分的腔室的密度低，
配置于外周部的所述部分被设定为端面的面积越小则所述腔室的密度越低。
优选的是，配置于外周部的所述部分被设定为距所述颗粒过滤器的中心越远则所述腔室的密度越低。
优选的是，所述部分由碳化硅构成。
另外，一种颗粒过滤器的制造方法，通过将多个具有多个腔室的蜂窝形状的部分并列设置而构成颗粒过滤器，
对配置于外周部的部分中的颗粒状物质的燃烧残留量针对其每个位置预先进行测定，
将配置于外周部的所述部分的腔室的密度设定为比配置于中央部的所述部分的腔室的密度低，
将配置于外周部的所述部分设定为端面的面积越小则所述腔室的密度越低，
将配置于外周部的所述部分的腔室的密度设定为所述颗粒状物质的燃烧残留量越多的位置则越低。
发明效果
根据上述方式，能够抑制过滤器再生时的颗粒状物质的燃烧残留。
附图说明
图1是本公开的一实施方式的内燃机的概略说明图。
图2是图1的主要部分放大图。
图3是颗粒过滤器的立体图。
图4是图3的A部放大图。
图5是表示再生间隔缩短的状态的线图。
图6是表示颗粒状物质的燃烧残留量的颗粒过滤器的主视说明图。
图7是表示其他实施方式的颗粒过滤器的主视图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本公开的实施方式。此外，在后述的实施方式中，为了便于说明，也将上游侧称为前方，将下游侧称为后方。
[第1实施方式]
图1是本实施方式的内燃机(引擎)的概略说明图。引擎1是搭载于车辆的多气缸的压缩点火式内燃机，即柴油引擎。图示例表示直列四缸引擎，但引擎的气缸配置形式、气缸数等任意。
引擎1包括引擎主体2、与引擎主体2连接的进气通路3及排气通路4、以及燃料喷射装置5。引擎主体2包含气缸盖、气缸体、曲轴箱等结构部件、以及容纳于其内部的活塞、曲轴、阀等可动部件。
燃料喷射装置5由共轨式燃料喷射装置构成，包括设于各气缸的燃料喷射阀即喷射器7、以及与喷射器7连接的共轨8。喷射器7向气缸9内直接喷射燃料。共轨8以高压状态贮存从喷射器7喷射的燃料。
进气通路3主要由进气歧管10和进气管11界定，该进气歧管10与引擎主体2(特别是气缸盖)连接，该进气管11与进气歧管10的上游端连接。进气歧管10将从进气管11送来的进气分配供给到各气缸的进气端口。在进气管11中，从上游侧起依次设有空气滤清器12、涡轮增压器14的压缩机14C、中冷器15以及电子控制式的进气节流阀16。
排气通路4主要由排气歧管20和排气管21界定，该排气歧管20与引擎主体2(特别是气缸盖)连接，该排气管21配置于排气歧管20的下游侧。排气歧管20将从各气缸的排气端口送来的排气气体集合。在排气管21或排气歧管20与排气管21之间设有涡轮增压器14的涡轮14T。在比涡轮14T靠下游侧的排气管21中，从上游侧起依次设有氧化催化剂22及颗粒过滤器(以下称为“DPF”)23。
如图2所示，氧化催化剂22及DPF23被形成为大致同径的圆柱状。氧化催化剂22及DPF23同轴且隔开微小的间隙地配置于罐装壳体24内。另外，氧化催化剂22及DPF23的外周面隔着垫25而被保持于罐装壳体24内。在罐装壳体24上连接有对DPF23的入口及出口的差压进行检测的差压传感器26。差压传感器26与控制装置27连接。差压传感器26将差压信息作为电信号传递到控制装置27。另外，在比罐装壳体24靠上游侧的排气管21中设有排气管喷射喷嘴28。排气管喷射喷嘴28根据来自控制装置27的命令向排气管21内喷射包含烃(HC)的燃料。
氧化催化剂22将排气气体中的未燃成分(烃HC及一氧化碳CO)氧化而净化，并通过此时的反应热将排气气体加热升温，另外将排气中的NO氧化为NO2。
DPF23捕集并除去排气中包含的颗粒状物质(PM：Particulate Matter)。DPF23是所谓壁流型。DPF23由碳化硅构成。
另外，DPF23由在其内壁上担载有Pt等贵金属的所述连续再生式的带催化剂的DPF构成。所述贵金属通过其催化剂作用使被供给到DPF23的排气中的HC氧化、燃烧。随着该燃烧，堆积在DPF23内的PM被燃烧除去。
另外，DPF23通过过滤器再生控制而进行过滤器再生(PM的燃烧除去)。作为过滤器再生控制的一个示例，可例举在DPF23中的PM堆积量超过规定量时，将该堆积PM强制地燃烧除去而使PM捕集能力恢复的强制再生控制。基于从差压传感器26传递到控制装置27的差压信息来判断PM堆积量是否超过规定量。堆积PM的燃烧除去通过从排气管喷射喷嘴28向排气管21内喷射燃料而进行。通过该喷射，排气空燃比被浓化。这样，排气中的HC与DPF23内的催化剂进行反应，通过此时的反应热使堆积PM氧化、燃烧。即，控制装置27在从差压传感器26传递的差压超过规定值时，从排气管喷射喷嘴28喷射燃料而对DPF23进行过滤器再生(强制再生)。另外，在过滤器再生控制中，也存在如下情况：即使在PM堆积量不超过规定值的状态下，也在从上次过滤器再生控制结束时起的车辆的行驶距离超过规定值时，对堆积PM进行燃烧除去。此外，过滤器再生控制不限于此。例如，过滤器再生控制也可以取代来自排气管喷射喷嘴28的燃料喷射而进行来自喷射器7的远后喷射(在主喷射之后的膨胀行程中进行的缸内喷射)。另外，在过滤器再生中，除上述的过滤器再生控制(自动再生)之外，也有手动再生，该手动再生与DPF23的入口及出口的差压、车辆的行驶距离无关地，通过驾驶员等的手动操作来执行。
图3是从废气气流的上游侧观察DPF23的立体图。图4是将图3的A部放大的放大图。图4中的网线表示腔室32的封口。为了便于说明，将DPF23的上游侧作为前方，将下游侧作为后方。
如图3所示，DPF23通过将多个部分29、30、31相邻且并列地设置而构成。部分29、30、31被形成为具有多个腔室32的蜂窝形状，并且将腔室32的两端开口交错地呈棋盘格状地封闭而形成。通过制造多个截面为矩形状的部分29、30、31，将这些部分29、30、31多个并列地粘接，并将其外表面切削为与罐装壳体24的形状匹配，从而制成DPF23。罐装壳体24及DPF23被形成为截面圆形。粘接材料例如由碳化硅构成。部分29、30、31彼此粘接的面几乎不通过废气，不具有捕集废气中的PM的功能。
另外，DPF23通过将腔室32的密度(以下，称为“腔室密度”)不同的多种部分29、30、31进行组合而构成。在DPF23的中央部上配置有这些多种部分29、30、31中密度最高的部分29。在DPF23的外周部上配置有腔室密度比中央部低的部分30、31。
另外，配置于DPF23的外周部的部分30、31被设定为端面的面积越小的位置则腔室密度越低。由此，在过滤器再生时PM越容易燃烧残留的位置，越能够增加流到部分30、31的气体。并且，能够抑制向罐装壳体24的传热导致的外周部的部分30、31的温度降低。
在本实施方式中，DPF23通过将3种(多种)部分29、30、31组合而构成。如图3及图4所示，DPF23包括高密度部分29、腔室密度比高密度部分29低的中密度部分30、腔室密度比中密度部分30低的低密度部分31。高密度部分29被设定为与以往的同型的DPF相同程度的腔室密度。中密度部分30及低密度部分31的腔室密度通过实验、模拟等被确定为过滤器再生时的再生性能(能够无燃烧残留地再生的性能)、PM捕集性能及对温度变化的耐性等成为最佳。
DPF23的中央部由纵横各2个高密度部分29的组构成。在DPF23的外周部中端面的面积较大的位置，即与高密度部分29的组的上下左右的各面相邻的外置的外周部，由中密度部分30构成。并且，端面的面积较小的位置，即与高密度部分29的组的对角线方向相邻的位置的外周部，由低密度部分31构成。
接着，说明本实施方式的作用。
如果引擎1工作则来自引擎主体2的废气流到排气管21。此后，废气经过氧化催化剂22流到DPF23。流到DPF23的废气流入前端开放的腔室32内，穿过在腔室32间的隔壁33上形成的微细的细孔(未图示)而流到相邻的腔室32内。此时，PM不穿过细孔。因此，PM被腔室32间的隔壁33捕集。另外，此时部分29、30、31的隔壁33彼此粘接而形成的隔壁34没有通气性。
另外，控制装置27以规定的周期从差压传感器26取得差压信息，判断差压是否超过规定值。并且，控制装置27在压差超过规定值的情况下，从排气管喷射喷嘴28喷射燃料，使DPF23进行过滤器再生(强制再生)。
然而，以往的DPF(未图示)中，较多的废气流到中央部，流到外周部废气较少。另外，DPF的外周部接近罐装壳体24。因此，DPF的外周部因向罐装壳体24的传热而容易冷却。因此，在以往的DPF中，在过滤器再生时外周部的温度比中央部容易降低，在外周部容易产生PM的燃烧残留。
图5是表示以往的DPF中的PM堆积重量及差压与行驶距离的关系的图表。实线表示PM堆积重量，点划线表示由差压传感器26检测到的差压。纵轴是PM堆积重量及差压，横轴是行驶距离。如图所示，每当差压超过规定值时，差压及PM堆积重量急剧下降。这是由过滤器再生控制引起的。即，是每当差压超过规定值时进行燃料喷射而进行DPF的过滤器再生(强制再生)的结果。另外，PM堆积重量的刚再生之后的初始值存在因反复进行过滤器再生而增加的倾向。即，在过滤器再生中燃烧残留的PM累积积存。
因此，在本实施方式的DPF23中，配置于外周部的部分30、31的腔室密度被设定得比配置于中央部的部分29低。因此，在DPF23的外周部，能够使废气的流量比以往的DPF大。并且，能够抑制配置于DPF23的外周部的部分30、31的温度降低。因此，能够消除或抑制在对以往的DPF进行过滤器再生时产生的外周部的PM的燃烧残留。
另外，在以往的DPF中，存在非常容易产生PM的燃烧残留的外周部的位置和并非这样的外周部的位置。
图6是表示腔室密度均匀地形成的DPF50的过滤器再生时的燃烧残留量的一个示例的说明图。DPF50是用于实验用而制成的，模仿本实施方式的DPF23而形成。图中的a、b、c表示燃烧残留量(g/L)。a、b、c的关系为a<b<c。如图所示，存在端面的面积越小的部分51则PM越多地燃烧残留的倾向。
另外，在本实施方式中，配置于外周部的部分30、31被设定为端面的面积越小的位置则腔室密度越低。即，端面的截面积较小且较多的PM容易燃烧残留的位置的外周部由低密度部分31构成。由此，防止或抑制PM的燃烧残留。另一方面，端面的截面积较大且PM的燃烧残留较少的位置的外周部由中密度部分30构成。由此，防止或抑制腔室密度过度变低，并防止或抑制PM捕集性能的降低。并且，能够使PM捕集性能与再生性能的平衡最佳化。
此外，也考虑到如下情况：根据罐装壳体24所配置的位置等条件的不同，虽然端面的面积相同，但PM的燃烧残留量产生差异。在这样的情况下，可以根据PM的燃烧残留量而适当变更部分30、31的种类。作为具体的方法，首先，对位于外周部的部分中的PM的燃烧残留量针对其位置预先进行测定。接着，将位于外周部的部分30、31的腔室密度设置得比位于中央部的部分29的腔室密度低。并且，将配置于外周部的部分30、31设定为端面的面积越小则腔室密度越低。并且，进一步地，配置于外周部的部分30、31可以设定为PM的燃烧残留量越多的位置则腔室密度越低。
另外，在将以往的DPF与氧化催化剂22容纳于相同的罐装壳体24的情况下，在氧化催化剂22中外周部的流量比中心侧变小，PM容易堵塞在氧化催化剂22的外周部。但是，本实施方式的DPF23的外周部的流量比以往的DPF大。因此，本实施方式的DPF23即使在与氧化催化剂22容纳于相同的罐装壳体24的状态下，也能够使废气良好地在氧化催化剂22的外周部流通。并且，能够改善氧化催化剂22的外周部的PM的堵塞。
[第2实施方式]
DPF23被形成为截面圆形，但不限于此。如图7所示，例如DPF40也可以被形成为截面椭圆形。另外，在DPF40的外周部上，也可以以距DPF40的中心O越远的位置则腔室的密度越低的方式配置部分30、31、41。
具体而言，在本实施方式中，DPF40将4种部分29、30、31、41组合而构成。DPF40将高密度部分29、中密度部分30、低密度部分31、超低密度部分41组合而构成。超低密度部分41被设定为腔室密度比低密度部分31低。
高密度部分29配置于DPF40的中央部。在此，中央部是指外周面的全部被其他的部分30、31、41包围的位置。具体而言，高密度部分29在面临DPF40的中心O的位置和与该位置在长半径方向(左右方向)上相邻的位置上共计配置有6个。在此，长半径方向是指以DPF的端面形状即椭圆为基准的方向。
中密度部分30配置于外周部的位置中的、距DPF40的中心O最近的位置。具体而言，中密度部分30配置于与构成中央部的6个高密度部分29中的位于左右方向的中央的上下的高密度部分29的上表面及下表面相邻的位置。
低密度部分31配置于外周部的位置中的、距DPF40的中心O的距离为中位的位置。距中心O的距离为中位的位置是指距DPF40的中心O的距离不是最大、也不是最小的位置。具体而言，低密度部分31配置于与中密度部分30的左右的各面相邻的位置。另外，进一步地，低密度部分31也配置于与高密度部分29的组的左右的各面相邻的位置。
超低密度部分41配置于外周部的位置中的、距DPF40的中心O最远的位置。具体而言，超低密度部分41配置于与高密度部分29的组在对角线方向上相邻的位置。
接着，说明本实施方式的作用。
在本实施方式中，以距DPF40的中心O越远的位置则腔室的密度越低的方式配置部分30、31、41。例如，距DPF40的中心O最远且较多的PM容易燃烧残留的最外周部由超低密度部分41构成。由此，防止或抑制PM的燃烧残留。另外，相反地，比超低密度部分41距DPF40的中心O近且PM的燃烧残留比超低密度部分41少的外周部，由中密度部分30及低密度部分31构成。由此，防止或抑制腔室密度过度变低，并防止或抑制PM捕集性能的降低。并且，能够使PM捕集性能与再生性能的平衡最佳化。
此外，上述各实施方式的构造只要没有明显矛盾，则能够部分或整体地进行组合。本公开的实施方式不仅限于上述的实施方式，由保护范围规定的本公开的思想所包含的所有变形例或应用例、等同物包含在本公开中。因此，本公开不应被限定性地解释，其能够应用于属于本公开的思想范围内的其他任意技术。
本申请基于2018年09月07日申请的日本国专利申请(特愿2018-167881)，并将其内容作为参考援引至此。
工业可利用性
根据本公开，在提供一种能够抑制过滤器再生时的颗粒状物质的燃烧残留的颗粒过滤器及其制造方法这一点上是有用的。
附图标记说明
1 引擎
2 引擎主体
3 进气通路
4 排气通路
5 燃料喷射装置
7 喷射器
8 共轨
9 气缸
10 进气歧管
11 进气管
12 空气滤清器
14 涡轮增压器
14C 压缩机
14T 涡轮
15 中冷器
16 进气节流阀
20 排气歧管
21 排气管
22 氧化催化剂
23 DPF(颗粒过滤器)
24 罐装壳体
25 垫
26 差压传感器
27 控制装置
28 排气管喷射喷嘴
29 高密度部分(部分)
30 中密度部分(部分)
31 低密度部分(部分)
32 腔室(cell)
33 隔壁
34 隔壁
40 DPF
41 超低密度部分(部分)
O 中心

Claims (4)

1.一种颗粒过滤器，其通过将多个具有多个腔室的蜂窝形状的部分并列设置而构成，其特征在于，
配置于外周部的所述部分的腔室的密度被设定为比配置于中央部的所述部分的腔室的密度低，
配置于外周部的所述部分被设定为端面的面积越小则所述腔室的密度越低。
2.如权利要求1所述的颗粒过滤器，
配置于外周部的所述部分被设定为距所述颗粒过滤器的中心越远则所述腔室的密度越低。
3.如权利要求1或2所述的颗粒过滤器，其特征在于，
所述部分由碳化硅构成。
4.一种颗粒过滤器的制造方法，通过将多个具有多个腔室的蜂窝形状的部分并列设置而构成颗粒过滤器，其特征在于，
对配置于外周部的部分中的颗粒状物质的燃烧残留量针对其每个位置预先进行测定，
将配置于外周部的所述部分的腔室的密度设定为比配置于中央部的所述部分的腔室的密度低，
将配置于外周部的所述部分设定为端面的面积越小则所述腔室的密度越低，
将配置于外周部的所述部分的腔室的密度设定为所述颗粒状物质的燃烧残留量越多的位置则越低。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2010113585A1 (ja) * 2009-03-31 2012-10-11 日本碍子株式会社 ハニカムフィルタ及びその製造方法
JP2018003811A (ja) * 2016-07-08 2018-01-11 いすゞ自動車株式会社 酸化触媒、及び、排気ガス浄化システム

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4293753B2 (ja) * 2002-03-19 2009-07-08 日本碍子株式会社 ハニカムフィルター
US7238217B2 (en) 2004-04-23 2007-07-03 Corning Incorporated Diesel engine exhaust filters
US8273315B2 (en) * 2010-08-09 2012-09-25 Ford Global Technologies, Llc Engine emission control system
JP5892910B2 (ja) * 2012-01-27 2016-03-23 株式会社デンソー ハニカム構造体
JP5771541B2 (ja) 2012-01-27 2015-09-02 株式会社デンソー ハニカム構造体
JP5892911B2 (ja) * 2012-01-27 2016-03-23 株式会社デンソー ハニカム構造体
JP5708670B2 (ja) * 2013-01-18 2015-04-30 株式会社デンソー ハニカム構造体
JP5888259B2 (ja) * 2013-02-13 2016-03-16 トヨタ自動車株式会社 触媒コンバーター
JP5939183B2 (ja) * 2013-03-22 2016-06-22 株式会社デンソー ハニカム構造体
JP5821887B2 (ja) * 2013-04-03 2015-11-24 トヨタ自動車株式会社 触媒コンバーター
JP6137151B2 (ja) * 2014-03-26 2017-05-31 株式会社デンソー ハニカム構造体
JP6485162B2 (ja) * 2014-07-24 2019-03-20 株式会社デンソー 排ガス浄化フィルタ
JP6587565B2 (ja) * 2016-03-17 2019-10-09 日本碍子株式会社 ハニカム構造体
US11084199B2 (en) * 2016-08-09 2021-08-10 Ngk Insulators, Ltd. Honeycomb structure forming die
US10688706B2 (en) * 2016-08-09 2020-06-23 Ngk Insulators, Ltd. Honeycomb structure forming die
JP6767235B2 (ja) * 2016-10-19 2020-10-14 日本碍子株式会社 目封止ハニカム構造体

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2010113585A1 (ja) * 2009-03-31 2012-10-11 日本碍子株式会社 ハニカムフィルタ及びその製造方法
JP2018003811A (ja) * 2016-07-08 2018-01-11 いすゞ自動車株式会社 酸化触媒、及び、排気ガス浄化システム

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