[發明專利]排氣加熱裝置

無效

• 申請號: 201080067580.6
• 申請日: 2010-06-21
• 公開（公告）號: CN102947563A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 森泰一
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: F01N3/20
• 分類號: F01N3/20;F01N3/24
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 黃永杰

技術領域

本發明涉及在設置有排氣凈化裝置的內燃機中為了使排氣凈化裝置活化并維持活化狀態而提高排氣的溫度的排氣加熱裝置。

背景技術

在專利文獻1、專利文獻2中公開有如下的內燃機：為了在內燃機起動時促進排氣凈化裝置活化，或在內燃機運轉過程中維持排氣凈化裝置的活化狀態，在比排氣凈化裝置更靠上游側的排氣通路中裝配有排氣加熱裝置。該排氣加熱裝置在排氣中生成加熱氣體并將生成的該加熱氣體向下游側的排氣凈化裝置供給，從而促進排氣凈化裝置活化、維持活化狀態。因此，排氣加熱裝置通常具有：向排氣通路中供給燃料的燃料供給閥、以及通過加熱該燃料并使其點火而生成加熱氣體的電熱塞等點火裝置。并且，已知有為了謀求該加熱氣體的升溫而在點火裝置的下游側排氣通路配置有小型的氧化催化劑的結構。該氧化催化劑具有其自身的發熱功能和將燃料向低碳成分改性的功能，但與作為排氣凈化裝置的一部分而使用的氧化催化劑的構成不同。

現有技術文獻

專利文獻1：日本特開2009-156164號公報

專利文獻2：日本特開2009-209804號公報

發明內容

發明所要解決的課題

在專利文獻1、專利文獻2公開的排氣加熱裝置中，在內燃機的進氣流量變大的運轉狀態下，在排氣通路流動的排氣的流速也相對上升。因此，自排氣加熱裝置的燃料供給閥供給到了排氣通路中的燃料不能停留在點火裝置周圍，即便已點火，也可能因排氣的流動而導致火焰被吹滅并導致未燃燒的燃料向排氣凈化裝置側流入。這種不良情況在因停止向燃燒室供給燃料而使得排氣溫度容易降低的發動機制動器工作時顯著呈現。

本發明的目的在于提供一種內燃機的排氣加熱裝置，即便在低溫的排氣大量流動這樣的運轉狀態下也能夠使燃料的點火穩定地持續。

用于解決課題的方案

本發明的內燃機的排氣加熱裝置用于對自內燃機向排氣凈化裝置導入的排氣進行加熱，所述內燃機的排氣加熱裝置的特征在于，具有：擴張室，該擴張室具有排氣流入的流入口及將自該流入口流入的排氣排出的流出口，所述流入口及流出口與排氣通路連通；燃料供給閥，該燃料供給閥配置于該擴張室，用于向該擴張室內供給燃料；燃料擴散板，該燃料擴散板與該燃料供給閥相對地配置在所述擴張室內，用于使自該燃料供給閥供給到了所述擴張室內的燃料碰到該燃料擴散板以使該燃料在擴張室內擴散；以及點火構件，該點火構件配置于所述擴張室，用于使自所述燃料供給閥供給到了所述擴張室內的燃料點火，所述擴張室具有圓形的周面，與所述流入口連通的排氣通路與所述擴張室的周面沿切線方向連接，并且，該排氣通路的中心軸線處于相對于與所述流出口連通的排氣通路的中心軸線偏移了的狀態，所述燃料擴散板以將所述擴張室的所述流入口和所述流出口之間隔開的方式，自緊鄰所述流入口的部位沿著該擴張室的周面延伸。

在本發明中，“偏移了的狀態”指的是：與流入口連通的排氣通路的中心軸線和與流出口連通的排氣通路的中心軸線并非呈一直線狀地排列的狀態。因此，自排氣通路經由流入口流入擴張室內的排氣沿著擴張室的周面形成回旋流。自燃料供給閥被供給的燃料碰到燃料擴散板而擴散，并沿著回旋流在擴張室內流動。點火構件使該燃料點火以使排氣的溫度上升。通過擴散室內的燃料的燃燒而成為了高溫的排氣，自流出口經由排氣通路向排氣凈化裝置流出。

在本發明的內燃機的排氣加熱裝置中，還可以具有在擴張室和排氣凈化裝置之間的排氣通路中配置的氧化催化劑。

優選為，燃料供給閥及點火構件自擴張室的流入口離開地配置。

另外，構成為在比擴張室更靠上游側的排氣通路中，配置有增壓器的排氣渦輪，由該排氣渦輪產生的排氣的回旋流被導入擴張室內，這種結構是有效的。

發明的效果

根據本發明的內燃機的排氣加熱裝置，利用自燃料供給閥供給到了擴張室內的燃料碰到的燃料擴散板，可以使燃料在擴張室內擴散。而且，可以在降低自排氣通路經由流入口流入擴張室內的排氣的流速的同時形成回旋流。因此，與存在將流入口和流出口之間隔開的燃料擴散板這種結構協同作用，可以使流到了擴張室內的排氣更長時間地留在擴張室內。其結果是，即便處于排氣的流速提高的內燃機的高速運轉區域，另外，即便將量更多的燃料供給到擴張室內，也不會產生通過燃料的燃燒而得到的火焰被吹滅這樣的不良情況。因此，可以使供給到了擴張室內的燃料的穩定的燃燒持續，從而可以向排氣催化劑裝置供給更高溫度的排氣。

在具有在擴張室和排氣凈化裝置之間的排氣通路中配置的氧化催化劑的情況下，可以更高效率地進行排氣凈化裝置的溫度控制。