成使得在非涂覆区NCZ中的灰的收集率比容许率低。例如，该容许率为50%。假定粒状物质的平均粒径比灰的平均粒径小，也能够考虑到分隔部6的孔径设定成使得粒状物质和灰能够在非涂覆区NCZ中穿过分隔部6。
[0042]涂层8的平均孔径设定成比分隔部基部6s的平均孔径小。具体地，涂层8的平均孔径设定成使得涂层8能够收集排气中所包含的粒状物质。
[0043]在本实施例中，分隔部基部中的孔的平均直径指的是，通过水银渗入方法(mercury penetrat1n method)获得的孔径分布的中间直径(50%直径)，而颗粒的平均直径指的是，通过激光衍射/散射方法获得的基于体积的颗粒尺寸分布的中间直径(50%直径)。
[0044]在图4所示的实施例中，涂层8由具有小平均粒径的小直径颗粒群以及具有大平均粒径的大直径颗粒群形成。换句话说，如图5所示，两个不同的峰出现在形成涂层8的颗粒的尺寸分布中。在图5中，PS表示小直径颗粒群，而PL表示大直径颗粒群。
[0045]图6图示出涂层8的实例。在图6所示的实例中，形成涂层8的小直径颗粒群PS和大直径颗粒群PL在分隔部基部6s上大体配置成层。S卩，涂层8包含较靠近分隔部基部6s的层Sn，以及较远离分隔部基部6s的层Sf。换句话说，在图6中的实例中，层Sn覆盖分隔部基部6s的表面，且进一步地，层Sf覆盖层Sn。即，涂层8由大体重叠成层的层Sn和层Sf形成。较靠近分隔部基部6s的层Sn主要由大直径颗粒群PL形成。较远离分隔部基部6s的层8f主要由小直径颗粒群PS形成。换句话说，形成较靠近分隔部基部6s的层Sn的颗粒群的平均粒径大于形成较远离分隔部基部6s的层Sf的颗粒群的平均粒径。存在如下情况:大直径颗粒群PL的一些颗粒能够存在于层Sf内，而小直径颗粒群PS的一些颗粒能够存在于层8n内。
[0046]在如图6所示的实例中，包含大直径颗粒群PL的浆料施加至分隔部基部6s，从而在分隔部基部6s上形成层Sn。接下来，包含小直径颗粒群PS的浆料施加至分隔部基部6s，从而在层8n上形成层8f。结果，涂层8形成为层。
[0047]图7A至图7D图示出涂层8的另外的实例。在图7A至图7D所示的实例中，形成涂层8的小直径颗粒群PS和大直径颗粒群PL在几乎均匀混合状态下配置在分隔部基部6s上。
[0048]在图7A至图7D所示的实例中，包含混合在一起的大直径颗粒群PL和小直径颗粒群PS的浆料施加至分隔部基部6s，从而形成涂层8。
[0049]在图7A所示的实例中，涂层8设置在分隔部基部6s的面对排气流入通路5i的表面上，且设置在分隔部孔6p的内表面的一部分上。在图7B所示的实例中，涂层8设置在分隔部基部6s的面对排气流入通路5i的表面上，且设置在分隔部孔6p的全部内表面上。在图7C所示的实例中，涂层8设置在分隔部基部6p的全部内表面上，但是没有设置在分隔部基部6s的分别面对排气流入通路5i和排气流出通路5ο的两个表面上。在图7D所示的实例中，涂层8设置在分隔部基部6s的面对排气流入通路5i的表面上，且设置在分隔部孔6p的整个内侧空间中。
[0050]小直径颗粒群PS的平均粒径为例如接近0.1至10 μ m。例如，大直径颗粒群PL的平均粒径为接近分隔部基部6s的平均孔径的一半。在分隔部基部6s的平均孔径为75 μπι的情况下，大直径颗粒群PL的平均粒径等于或小于37.5 μπι。例如，小直径颗粒群PS由氧化物形成。大直径颗粒群PL由金属形成。
[0051]排气中包含主要由实心炭形成的粒状物质。该粒状物质被收集在颗粒过滤器4上。
[0052]排气中也包含灰。这种灰伴随着粒状物质由颗粒过滤器4收集。本发明人已经确定的是，灰主要由如硫酸钙(CaSO4)或磷酸锌钙Ca19Zn2(PO4)14的钙盐形成。钙(Ca)、锌(Zn)、磷(P)等来自发动机润滑油。硫(S)来自燃料。即，以硫酸I丐(CaSO4)作为实例，发动机润滑油流到燃烧室2内且燃烧，并且润滑油中的钙(Ca)与燃料中的硫⑶键合，从而产生硫酸钙(CaSO4)。
[0053]依照本发明者，已经确定的是，当具有接近10至25 μπι的平均孔径且不包含涂层8的颗粒过滤器，换句话说，灰几乎不能穿过的颗粒过滤器，配置在发动机排气通路内时，粒状物质趋向于在分隔部6的上游部上比在分隔部6的下游部上积聚得多。已经进一步确定的是，在此情况下，灰趋向于在分隔部6的下游部上比在分隔部6的上游部上积聚得多。
[0054]因此，在上述实施例中，涂覆区CZ设置在分隔部6的上游侧，而非涂覆区NCZ设置在分隔部6的下游侧。因此，如图8所示，粒状物质20在上游侧的涂覆区CZ中由分隔部6收集，而灰21在下游侧的非涂覆区NCZ中穿过分隔部6。因此，能够防止灰积聚在颗粒过滤器4上，同时防止粒状物质穿过颗粒过滤器4。换句话说，能够抑制由灰引起的颗粒过滤器4中的压力损失的增加，而同时收集粒状物质。
[0055]在图1所示的内燃机I中，每当被收集在颗粒过滤器4上的粒状物质的量超出上限量，则执行PM除去过程，以将粒状物质从颗粒过滤器4除去。例如，在PM除去过程中，在颗粒过滤器维持在氧化气氛中的同时，颗粒过滤器的温度增加，从而由此燃烧粒状物质。
[0056]在上述实施例中，涂层8由小直径颗粒群PS和大直径颗粒群PL形成。借助这种构造，粒状物质20能够因以下原因而被收集。
[0057]S卩，当涂层8由大直径颗粒形成时，如图9Α所示，在颗粒P之间形成的间隙或孔G大。与此相反，当涂层8由小直径颗粒形成时，如图9Β所示，颗粒P之间的间隙G小。进一步地，当涂层8由小直径颗粒和大直径颗粒的组合物形成时，如图9C所示，颗粒P之间的间隙G小。在如图6和图7Α至图7D所示的实施例中，如图9Β或图9C所示，在颗粒之间形成小间隙。结果，能够收集小直径的粒状物质，而同时将灰释放。进一步地，当涂层8由具有氧化功能的颗粒形成时，能够促进粒状物质的氧化。
[0058]还考虑到的是，当涂层8仅仅由小直径的颗粒形成时，能够提高粒状物质的收集。然而，为了使粒状物质由涂层8收集，分隔部6中的孔6p的开口需要用涂层8覆盖。同时，在本发明的实施例中，分隔部6的孔径设定成使得灰能够穿过分隔部6。即，分隔部6的孔径相对大。因此，当涂层8仅仅由小直径的颗粒形成时，涂层8难以充分地覆盖分隔部6中的孔6p的开口。
[0059]与此相反，在如图6和图7A至图7D所示的实施例中，形成涂层8的颗粒中包含大直径颗粒群PL。因此，分隔部6中的孔6p的开口能够由涂层8可靠地覆盖。在此情况下，小直径颗粒群PS也能够被认作由大直径颗粒群PL保持。
[0060]在上述实施例中，涂层8由具有彼此不同的平均粒径的两个颗粒群形成。在另一个实施例中，涂层8由具有彼此不同的平均粒径的三个或更多个颗粒群形成。因此，涂层8由具有彼此不同的平均粒径的多个颗粒群形成。在此情况下，多个不同的波峰出现在形成涂层8的颗粒的尺寸分布中。
[0061]在上述实施例中，没有涂层设置在非涂覆区NCZ。在图10所示的另一个实施例中，与涂层8不同的附加的涂层11设置在非涂覆区NCZ中。在此情况下，其中设有附加的涂层11的非涂覆区NCZ中的分隔部6的平均粒径设定成等于或大于25 μπι且等于或小于100 μπι。例如，具有氧化功能的金属被支撑在附加的涂层11上。结果，已到达非涂覆区NCZ的粒状物质能够被容易地氧化且除去。如溶胶涂层的低体积密度的涂层被用作附加的涂层
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[0062]尽管已经参考实施例说明了本发明，但是本发明并不限制于上述实施例和结构。本发明可包含各种变形和等同的构造。实施例中的各种构成元素的更多限定的构造以及这些构造的各种组合也都落入本发明的范围内。
【主权项】
1.一种排气净化过滤器，所述排气净化过滤器配置在内燃机的排气通路内，且收集排气中包含的粒状物质，所述排气净化过滤器包括: 流入通路，排气通过所述流入通路流入； 流出通路，排气通过所述流出通路流出，所述流出通路和所述流入通路交替地配置；以及 分隔部，其构造成将所述流入通路和所述流出通路彼此隔开，且所述分隔部为多孔的，其中 所述分隔部包含涂覆区和在所述涂覆区的下游侧的非涂覆区，在所述涂覆区中，所述分隔部的基部的表面由具有比所述基部的平均孔径小的平均孔径的第一涂层覆盖，在所述非涂覆区中，所述基部的所述表面未由所述第一涂层覆盖，所述基部在所述非涂覆区中的所述平均孔径大到足以使排气中包含的灰通过所述分隔部，且所述第一涂层由具有彼此不同的平均粒径的多个颗粒群构成。2.根据权利要求1所述的排气净化过滤器，其中 所述多个颗粒群在所述基部上大体配置成层，且形成较靠近所述基部的层的所述颗粒群的平均粒径比形成较远离所述基部的层的所述颗粒群的平均粒径大。3.根据权利要求1所述的排气净化过滤器，其中，所述多个颗粒群在几乎均匀混合的状态下配置在所述基部上。4.根据权利要求1至3中任一项所述的排气净化过滤器，其中，形成所述第一涂层的所述颗粒群由具有催化功能的金属制成。5.根据权利要求1至4中任一项所述的排气净化过滤器，其中，与所述第一涂层不同的第二涂层设置在所述非涂覆区中，且所述第二层包含催化剂。6.根据权利要求1至5中任一项所述的排气净化过滤器，其中 所述流入通路在排气上游端处开口，而在排气下游端处闭合，并且 所述流出通路在所述上游端处闭合，而在所述下游端处开口。
【专利摘要】一种排气净化过滤器包含：流入/流出通路，排气通过其流入/流出；以及分隔部。所述流出通路和所述流入通路交替地配置。所述分隔部构造成将所述流入通路和所述流出通路彼此隔开，且为多孔的。分隔部包含涂覆区和在所述涂覆区的下游侧的非涂覆区，在所述涂覆区中，所述分隔部的基部的表面由具有比所述基部的平均孔径小的平均孔径的第一涂层覆盖，在所述非涂覆区中，所述基部的所述表面未由所述第一涂层覆盖。所述基部的所述平均孔径大到足以使灰通过所述分隔部，且所述第一涂层由具有彼此不同的平均粒径的多个颗粒群构成。
【IPC分类】B01D46/24
【公开号】CN105263601
【申请号】CN201480032558
【发明人】伊藤和浩, 西冈宽真, 今井大地, 塚本佳久, 大月宽, 野竹康正
【申请人】丰田自动车株式会社
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2014年6月3日
【公告号】EP3007799A1, US20160138448, WO2014199210A1