废气净化系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种配置在发动机内的废气净化系统，该发动机搭载在例如建筑机械、农作机及发动机发电机这样的作业机械中。
【背景技术】
[0002]以往，作为柴油发动机(以下简称为发动机)的废气对策，广泛公知在发动机的排气路径中设置排气过滤器(柴油颗粒过滤器)，从而捕集废气中的颗粒状物质(PM)等来抑制向大气中排放的技术(例如参照专利文献I及2等)。当利用排气过滤器捕集到的PM超过规定量时，排气过滤器内的流通阻力增大，导致发动机输出下降，所以也进行如下操作:利用废气的升温将堆积在排气过滤器中的PM去除，使排气过滤器的PM捕集能力恢复(再生)。在即使使废气升温，排气过滤器也不充分地再生的情况下，通过将未燃燃料供给到排气过滤器内而使PM燃烧，能够促进排气过滤器再生。这种重置再生的技术也是公知的。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开2000-145430号公报
[0006]专利文献2:日本特开2003-27922号公报
【发明内容】
[0007]发明要解决的问题
[0008]但是，若即使执行了将未燃燃料供给到排气过滤器内的重置再生，也不能获得充分的升温作用的运转状态仍然持续，则有时PM会过量堆积到排气过滤器内。当在这种状况下进行排气过滤器的再生时，过量堆积的PM的急剧的燃烧(失控(日文:暴走)失控燃烧)导致排气过滤器发生龟裂或者发生熔损这样的恶劣影响。
[0009]用于解决问题的方案
[0010]本发明的要解决的技术问题在于，对上述这样的现状进行研究而提供一种实施了改善的废气净化系统。
[0011]技术方案I的发明的废气净化系统包括共轨式发动机和配置在上述发动机的排气路径内的废气净化装置，能够执行使堆积在上述废气净化装置内的颗粒状物质燃烧而去除的多个再生控制，作为上述多个再生控制，至少具有将次后喷射与规定高速转速组合而使废气温度上升的非作业再生控制，和能在上述非作业再生控制失败时执行的恢复(日文:y力八y )再生控制，设定成在上述非作业再生控制及上述恢复再生控制中，仅为了进行上述颗粒状物质的燃烧去除而使上述发动机驱动，在上述恢复再生控制中，施以比上述非作业再生控制低的废气温度且比上述非作业再生控制长的时间。
[0012]技术方案2的发明在技术方案I所述的废气净化系统的基础上，在上述非作业再生控制失败了的情况下，转移到等待预先设定的恢复转移条件的成立的恢复待机模式，在上述恢复转移条件不成立时，以上述恢复待机模式进行待机。
[0013]技术方案3的发明在技术方案2所述的废气净化系统的基础上，在执行上述恢复再生控制的过程中，当预先设定的恢复解除条件成立时，中断上述恢复再生控制。
[0014]技术方案4的发明在技术方案I?3中任意一项所述的废气净化系统的基础上，在完成了上述恢复再生控制的情况下，回到通常运转控制。
[0015]技术方案5的发明在技术方案I所述的废气净化系统的基础上，作为上述多个再生控制，至少具有:使用次后喷射使废气温度上升的重置再生控制、将次后喷射与规定高速转速组合而使废气温度上升的非作业再生控制、以及能在上述非作业再生控制失败时执行的恢复再生控制，设定成在上述非作业再生控制及上述恢复再生控制中，仅为了进行上述颗粒状物质的燃烧去除而使上述发动机进行驱动，从上述重置再生控制经由上述非作业再生控制向上述恢复再生控制转移，在从上述重置再生控制向上述非作业再生控制转移时，经由等待预先设定的非作业转移条件的成立的非作业待机模式，在从上述非作业再生控制向上述恢复再生控制转移时，经由等待预先设定的恢复转移条件的成立的恢复待机模式，在上述各转移条件不成立时，以上述各待机模式进行待机。
[0016]技术方案6的发明在技术方案5所述的废气净化系统的基础上，在上述非作业再生控制中，将上述发动机的输出限制成低于最大输出的非作业时最大输出。
[0017]技术方案7的发明在技术方案5或6所述的废气净化系统的基础上，在上述恢复再生控制中，将上述发动机的输出限制成低于上述非作业时最大输出的恢复时最大输出。
[0018]发明效果
[0019]采用技术方案I的发明，废气净化系统包括共轨式发动机和配置在上述发动机的排气路径内的废气净化装置，能够执行使堆积在上述废气净化装置内的颗粒状物质燃烧而去除的多个再生控制，作为上述多个再生控制，至少具有将次后喷射与规定高速转速组合而使废气温度上升的非作业再生控制，和能在上述非作业再生控制失败时执行的恢复再生控制，设定成在上述非作业再生控制及上述恢复再生控制中，仅为了进行上述颗粒状物质的燃烧去除而使上述发动机进行驱动，在上述恢复再生控制中，施以比上述非作业再生控制低的废气温度且比上述非作业再生控制长的时间，所以即使在上述废气净化装置内上述颗粒状物质过量地堆积，也能不发生失控燃烧地使上述颗粒状物质燃烧而去除。因而，能够防止上述废气净化装置的破损(熔损)、过度的污染排出。
[0020]采用技术方案2的发明、技术方案3的发明，在暂时转移到上述恢复待机模式后，随后只转移到上述恢复再生控制或上述恢复待机模式。因此，不会执行引发失控燃烧的那样的再生控制，能够防止失控燃烧的发生。
[0021]采用技术方案4的发明，由于在完成了上述恢复再生控制的情况下返回到通常运转控制，所以操作员不必进行例如模式切换用的返回操作等，能够省掉麻烦，减轻操作员的操作负担。
[0022]采用技术方案5的发明，作为上述多个再生控制，至少具有使用次后喷射使废气温度上升的重置再生控制、将次后喷射与规定高速转速组合而使废气温度上升的非作业再生控制、以及能在上述非作业再生控制失败时执行的恢复再生控制，在上述非作业再生控制及上述恢复再生控制中，仅为了进行上述颗粒状物质的燃烧去除而使上述发动机进行驱动，所以在上述非作业再生控制及上述恢复再生控制中，上述发动机不进行通常运转。也就是说，上述非作业再生控制及上述恢复再生控制作为防止上述废气净化装置的破损(熔损)、过度的污染排出这样的危机避免用的模式而存在。
[0023]而且，设定成从上述重置再生控制经过上述非作业再生控制转移到上述恢复再生控制，在从上述重置再生控制转移到上述非作业再生控制时，经由等待预先设定的非作业转移条件成立的非作业待机模式，在从上述非作业再生控制转移到上述恢复再生控制时，经由等待预先设定的恢复转移条件成立的恢复待机模式，在上述各转移条件不成立时，以上述各待机模式进行待机，所以在暂时转移到上述各待机模式后，只转移到上述非作业再生控制或上述恢复再生控制。因此，不会执行引发失控燃烧的那样的再生控制，能够防止失控燃烧的发生，可靠地进行防止上述废气净化装置的破损(熔损)、过度的污染排出这样的危机避免。
[0024]采用技术方案6的发明、技术方案7的发明，在上述非作业再生控制中，将上述发动机的输出限制成低于最大输出的非作业时最大输出，在上述恢复再生控制中，将上述发动机的输出限制成低于上述非作业时最大输出的恢复时最大输出，所以在执行了上述非作业再生控制、上述恢复再生控制的情况下，能够防止废气的过度的升温及升压，抑制由升温引发的上述废气净化装置等的排气系统零件的劣化、由升压引发的来自上述排气系统零件的接合部的废气泄露的发生。
【附图说明】
[0025]图1是从斜前方观察发动机的立体图。
[0026]图2是发动机的主视图。
[0027]图3是发动机的后视图。
[0028]图4是发动机的俯视图。
[0029]图5是发动机的右视图。
[0030]图6是发动机的左视图。
[0031]图7是从净化入口管侧观察排气过滤器的外观立体图。
[0032]图8是从净化出口管侧观察排气过滤器的外观立体图。
[0033]图9是排气过滤器的剖视说明图。
[0034]图10是发动机的燃料系统说明图。
[0035]图11是说明燃料的喷射正时的图。
[0036]图12是计量仪器面板的说明图。
[0037]图13是输出特性映射的说明图。
[0038]图14是辅助再生控制及重置再生控制的流程图。
[0039]图15是非作业再生控制的流程图。
[0040]图16是恢复再生控制的流程图。
[0041]图17是容许(日文:7 口一)模式下的非作业再生控制的流程图。
[0042]图18是省略了再生开关的另一例中的辅助再生控制及重置再生控制的流程图。
[0043]图19是省略了再生开关的另一例中的非作业再生控制的流程图。
[0044]图20是省略了再生开关的另一例中的恢复再生控制的流程图。
[0045]图21是省略了再生开关的另一例中的容许模式下的非作业再生控制的流程图。
【具体实施方式】
[0046]以下，基于【附图说明】将本发明具体化了的实施方式。
[0047](I)发动机的概要
[0048]首先，参照图1?图6说明共轨式的发动机201的概要。另外，在以下的说明中，将与曲轴轴线平行的两侧部(夹着曲轴轴线的两侧的侧部)称为前后，将配置有冷却风扇209的一侧称为右侧，将配置有飞轮壳210的一侧称为左侧，将配置有排气歧管7的一侧称为前侧，将配置有进气歧管6的一侧称为后侧，为了方便说明，将上述方位视作发动机201的四方及上下的位置关系的基准。
[0049]如图1?图6所示，作为搭载在农业机械、建筑?土木机械等的作业机械中的原动机的发动机201，具有连续再生式的废气净化装置即排气过滤器202 (柴油颗粒过滤器)。利用排气过滤器202将从发动机201排出的废气中的颗粒状物质(PM)去除，并且减少废气中的一氧化碳(CO)、碳化氢(HC)。
[0050]发动机201具有内置有发动机输出轴即曲轴203和活塞(省略图示)的缸体204。在缸体204上搭载有缸盖205。在缸盖205的后侧表面配置有进气歧管206，在缸盖205的前侧表面配置有排气歧管207。缸盖205的上表面侧被气缸盖罩208覆盖。使曲轴203的左右两端侧自缸体204的左右两侧面突出。在发动机201的右侧表面侧设置有冷却风扇209。旋转动力从曲轴203的左侧端侧经由冷却风扇用V形带222传递到冷却风扇209。
[0051]在发动机201的后表面侧设置有飞轮壳210。在飞轮壳210内以轴支承于曲轴203的后端侧的状态收容有飞轮211。发动机201的旋转动力从曲轴203经由飞轮211传递到作业机械的工作部。在缸体204的下表面配置有存积润滑油的油盘212。油盘212内的润滑油经由配置在缸体204的后侧表面的机油过滤器213等供给到发动机201的各润滑部，随后返回到油盘212中。
[0052]在缸体204的后侧表面的机油过滤器213的上方(进气歧管206的下方)设置有燃料供给栗214。另外，发动机201具有四缸量的喷射器215，该四缸量的喷射器215具有电磁开闭控制型的燃料喷射阀219 (参照图10)。在缸体204的后侧表面中的位于进气歧管206下方的位置设置有共轨装置220，该共轨装置220在一个燃烧循环中将燃料多级喷射到发动机201的各缸内。各喷射器215借助燃料供给栗214、共轨装置220及燃料过滤器217与搭载在作业机械中的燃料箱218相连接。燃料箱218的燃料从燃料供给栗2