内燃机的排气净化装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及内燃机的排气净化装置。
【背景技术】
[0002]一直以来，作为被设置在内燃机的排气通道上的排气净化装置而公开了使选择还原型NOx催化剂(以下，称为SCR催化剂)负载于过滤器中的装置。过滤器对排气中的颗粒状物质(以下，称为PM)进行捕集。SCR催化剂为，将氨(NH3)作为催化剂来对排气中的NOx进行还原。以下，有时也将承装了这种SCR催化剂的过滤器称为SCRF。
[0003]通过采用SCRF作为排气净化装置，从而与将过滤器和SCR催化剂分别设置在排气通道上的情况相比，能够使排气净化装置的大小进一步缩小。因此，能够提高排气净化装置的安装性。此外，通过采用SCRF而能够将SCR催化剂配置于排气通道中靠上游侧。排气通道中的SCR催化剂的配置越靠上游侧，该SCR催化剂越容易通过排气的热量而被加热。因此，能够实现SCR催化剂的预热性的提高及SCR催化剂中的Ncyf化率的提高。
[0004]在专利文献I中公开了如下结构，即，在柴油发动机的排气通道中，沿着排气流向而从上游侧起依次地设置有氧化用催化剂、注入器、SCRF以及滑动氧化用催化剂。注入器为，将氨或氨的前体向排气中注入的装置。滑动氧化用催化剂为，对经过了 SCRF的氨进行氧化的催化剂。
[0005]在专利文献2中公开了由氧化催化剂或三元催化剂和HC吸附材料组成的排气净化用催化剂。此外，在专利文献2中公开了如下内容，S卩，在排气净化用催化剂中，以沿着排气的流向而成为在上游侧较多且在下游侧较少的浓度分布的方式而含有HC吸附材料，并且，以沿着排气的流向而成为在上游侧较少且在下游侧较多的浓度分布的方式而含有氧化催化剂或三元催化剂。
[0006]在先技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本特表2007-501353号公报
[0009]专利文献2:日本特开2001-190960号公报
【发明内容】
[0010]发明所要解决的课题
[0011]向SCRF中供给氨或氨的前驱体。而且，在被负载于SCRF中的SCR催化剂中，将氨作为还原剂而使排气中的顯^皮还原。在此，存在当氨被氧化时会生成情况。由于需要对这样的NOx的生成进行抑制，因此使氧化能力较高的催化剂负载于SCRF中较为困难。
[0012]因此，当向SCRF流入的排气中含有HC和CO时，该HC及CO有可能在SCRF中未被氧化而穿过该SCRF。此外，当堆积于SCRF中的PM被氧化时，会生成CO。由于以该方式而生成的CO在SCRF中也难以被氧化，因此有可能会从该SCRF流出。
[0013]而且，在该SCRF所负载的SCR催化剂中的、未被NOx的还原消耗的氨也可能从SCRF流出。
[0014]本发明为鉴于上述那样的问题而被完成的发明，本发明的目的在于提供一种能够将从SCRF流出的HC、CO以及氨适当地从排气中去除的技术。
[0015]用于解决课题的手段
[0016]在本发明中，在与SCRF相比而靠下游侧的排气通道上设置有后段催化剂，所述后段催化剂被构成为，包括吸附氨且将氨作为还原剂而对NOx进行还原的吸附还原部、对氨进行氧化的第一氧化部和对HC及CO进行氧化的第二氧化部。
[0017]具体而言，本发明所涉及的内燃机的排气净化装置具备:过滤器(SCRF)，其为被设置于内燃机的排气通道上并对排气中的颗粒状物质进行捕集的过滤器，并且负载有将氨作为还原剂而对排气中的NOx?行还原的选择还原型NOx催化剂；氨供给装置，其向所述过滤器供给氨或氨的前驱体；后段催化剂，其被设置于与所述过滤器相比而靠下游侧的排气通道上，在所述内燃机的排气净化装置中，所述后段催化剂被构成为，包括:吸附还原部，其具有对氨进行吸附的作用以及将氨作为还原剂而对N0X?行还原的作用；第一氧化部，其位于与所述吸附还原部相比沿着排气的流向而靠下游侧处，并具有对氨进行氧化的作用；第二氧化部，其位于与所述吸附还原部及所述第一氧化部相比沿着排气的流向而靠下游侧处，且与所述第一氧化部相比而氧化能力较高，具有对HC及CO进行氧化的作用。
[0018]在本发明所涉及的排气净化装置中，从SCRF流出的HC、C0以及氨会流入后段催化剂。当氨流入后段催化剂时，该氨的一部分会吸附到吸附还原剂上。此外，流入后段催化剂的氨的另一部分通过第一氧化部而被氧化。由此，生成队或勵^而且，当通过氨被氧化而生成NOJt，将吸附在吸附还原部上的氨作为还原剂而使该NO ^皮还原。
[0019]此外，当HC及⑶流入后段催化剂时，该HC及CO通过与第一氧化部相比氧化能力较高的第二氧化部而被氧化。并且，在后段催化剂中，第二氧化部位于与吸附还原部及第一氧化部相比沿着排气的流向而靠下游侧。此外，在后段催化剂中，第一氧化部位于与吸附还原部相比沿着排气的流向而靠下游侧。因此，流入了后段催化剂中的氨未被吸附在吸附还原部上而通过在第一氧化部或第二氧化部中被氧化，从而对成为NOx的情况进行抑制。
[0020]因此，根据本发明，能够将从SCRF流出的HC、CO以及氨适当地从排气中去除。
[0021]在本发明中，后段催化剂的吸附还原部也可以通过使与贵金属相比而氧化能力较低的金属负载于将沸石作为材料的载体上而形成。通过将沸石作为载体来使用，从而能够使氨吸附。而且，通过使与贵金属相比而氧化能力较低的金属负载于该载体上，从而能够促进将所吸附的氨作为还原剂的还原。
[0022]此外，在本发明中，后段催化剂的第一氧化部及第二氧化部也可以通过使贵金属负载于载体上而形成。这种情况下，第二氧化部中的每单位面积的贵金属的负载量多于第一氧化部中的每单位面积的贵金属的负载量。由此，能够使第二氧化部的氧化能力高于第一氧化部的氧化能力。
[0023]发明的效果
[0024]根据本发明，能够将从SCRF流出的HC、CO以及氨适当地从排气中去除。
【附图说明】
[0025]图1为表示实施例所涉及的内燃机的进气排气系统的概要结构的图。
[0026]图2A为表示实施例所涉及的后段催化剂的概要结构的图。
[0027]图2B为表示实施例所涉及的后段催化剂中的氨去除用催化剂的概要结构的图。
[0028]图3为表示实施例所涉及的后段催化剂的改变例的概要结构的图。
【具体实施方式】
[0029]以下，基于附图对本发明的具体的实施方式进行说明。在本实施例中所记载的结构部件的尺寸、材质、形状以及该结构部件的相对配置等，只要未特别地记载，则并不表示将发明的技术范围仅限定于此的含义。
[0030][进气排气系统的概要结构]
[0031]图1为表示本实施例所涉及的内燃机的进排气系统的概要结构的图。内燃机I为车辆驱动用的柴油发动机。内燃机I与进气通道2及排气通道3连接。在进气通道2上设置有对内燃机I的进气量进行检测的空气流量计11。
[0032]在排气通道3上沿着排气的流向依次设置有燃料添加阀4、前段催化剂5、氨添加阀6、SCRF7、第一排气温度传感器12、后段催化剂8以及第二排气温度传感器13。
[0033]前段催化剂5为氧化催化剂。然而，只要前段催化剂5为具有氧化作用的催化剂，则也可以为氧化催化剂以外的催化剂。燃料添加阀4为了向前段催化剂5供给燃料而向排气中添加燃料。另外，在不设置燃料添加阀4的情况下，在内燃机I中，还能够通过在被喷射的燃料未被供于燃烧而以未燃烧的状态被排出至排气通道3的时机执行副燃料喷射，从而向前段催化剂5提供燃料。
[0034]SCRF7以SCR催化剂7a被负载于对排气中的PM进行捕集的壁流型的过滤器中的方式而被构成。SCR催化剂7a将氨作为还原剂而对排气中的NOx进行还原。为了向SCRF7供给氨，氨添加阀6向排气中添加氨气。当氨向SCRF7被供给时，该氨会暂时吸附在被负载于SCRF7中的SCR催化剂7a上。而且，所吸附的氨成为还原剂而使排气中的勵^皮还原。另外，当被负载于SCRF7中的催化剂的氧化能力较高时，在该SCRF7中容易使氨被氧化从而生成NOx。为了对这样的生成进行抑制，而使SCR催化剂7a的氧化能力变得非常低。
[0035]在本实施例中，氨添加阀6相当于本发明所涉及的氨供给装置。然而，本发明所涉及的氨供给装置也可以是将氨以液体或固体的形式来进行供给的装置。此外，本发明所涉及的氨供给装置也可以是对氨的前驱体进行供给的装置。例如，在本实施例中，也可以取代氨添加阀6而设置向排气中添加尿素水溶液的尿素添加阀。这种情况下，尿素作为氨的前驱体而向SCRF7被供给。而且，尿素通过加水分解而生成氨。
[0036]后段催化剂8为用于对排气中的HC、CO以及氨进行去除的催化剂。在后文中对后段催化剂8的结构进行叙述。
[0037]第一排气温度传感器12及第二排气温度传感器13为，对排气的温度进行检测的传感器。在内燃机I上同时设置有电子控制单元(E⑶)10。E⑶10上电连接有空气流量计11、第一排气温度传感器12以及第二排气温度传感器13等各种传感器。而且，各种传感器的输出信号被输入至E⑶10。E⑶10基于空气流量计11的输出值而对排气通道3中的排气的流量进行推断。此外，ECUlO基于第一排气温度传感器12的输出值而对SCRF7的温度进行推断，并基于第二排气温度传感器13的输出值而对后段催化剂8进行推断。
[0038]并且，E⑶10上电连接有燃料添加阀4以及氨添加阀6。而且，这些装置由E⑶10控制。
[0039]例如，E⑶10通过对燃料添加阀4进行控制从而执行过滤器的再生处理。过滤器的再生处理为，用于对堆积在SCRF7中的PM进行去除的处理。当燃料从燃料添加阀4而被添加且该燃料向前段催化剂5被供给时，通过该燃料被氧化而产生氧化热。通过该氧化热而使流入SCRF7中的排气被加热。由此，SCRF7的温度会上升。而且，通过对来自燃料添加阀4的燃料添加量进行控制而使SCRF7的温度上升至能够进行PM的氧化的预定的PM氧化温度(例如，600?650°C )。其结果为，堆积在SCRF7中的PM被氧化并被去除。
[0040]另外，尽管在未执行上述那样的过滤器再生处理时，但当由于内燃机I的运转状态成为高负载运转等原因而使流入SCRF7中的排气的温度上升时，也存在SCRF7的温度上升至PM氧化温度的情况。在这种情况下，堆积在SCRF7中的PM也会被氧化。
[0041][后段催化剂的概要结构]
[0042]在此，基于图2A、2B对本实施例所涉及的后段催化剂8的概要结构进行说明。图2A为表示本实施例所涉及的后段催化剂8的概要结构的图。图2B为表示本实施例所涉及的后段催化剂8中的氨去除用催化剂81的概要结构的图。另外，在图2A、2B中，空心箭头标记表示排气的流动方向。
[0043]本实施例所涉及的后段催化剂8由氨