内燃机的排气净化装置的制造方法

文档序号:9308223阅读:489来源:国知局
内燃机的排气净化装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及到一种内燃机的排气净化装置。
【背景技术】
[0002]已知一种内燃机,其在内燃机排气通道内配置排气净化催化剂并且在排气净化催化剂上游的内燃机排气通道内配置碳氢化合物供给阀,当使流入排气净化催化剂的碳氢化合物的浓度以预先规定的范围内的振幅以及预先规定的范围内的周期进行振动时,排气净化催化剂具有将废气中所含有的NOx还原的性质,并且当使碳氢化合物浓度的振动周期长于预先规定的范围时,排气净化催化剂具有使废气中所含有的NOx的吸留量增大的性质,在该内燃机中,可选择性地使用第一 NOJ.化方法与第二 NO ,净化方法,其中,所述第一 NO ,净化方法为,通过从碳氢化合物供给阀以预先规定的喷射周期对碳氢化合物进行喷射,从而对废气中所含有的NO3Ji行净化的方法,所述第二 NOx净化方法为,在被吸留于排气净化催化剂中的NOJg过了容许值时,将流入排气净化催化剂的废气的空燃比设为过浓而使吸留Ν(^λ排气净化催化剂放出的方法(例如参照专利文献I)。
[0003]在该内燃机中,在实施利用第二 ^,净化方法而实现的NO ,净化作用时,在应当从排气净化催化剂放出NOJt,将流入排气净化催化剂的废气的空燃比设为过浓。此时,作为用于将流入排气净化催化剂的废气的空燃比设为过浓的过浓控制,使用在气缸内使过浓空燃比的燃烧气体生成的缸内过浓控制。而且,在该内燃机中,在应当从排气净化催化剂放出SOJt,也将流入排气净化催化剂的废气的空燃比设为过浓。但是,在该内燃机中,此时是使用通过从碳氢化合物供给阀供给碳氢化合物而将废气的空燃比设为过浓的排气过浓控制,还是使用上述的缸内过浓控制并不明确。
[0004]在先技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:TO2011/118044A1

【发明内容】

[0007]发明所要解决的课题
[0008]另外,在使SOx从排气净化催化剂放出时,需要间歇性地将流入排气净化催化剂的废气的空燃比设为过浓而使排气净化催化剂的温度上升至SOx放出温度。另一方面,由于第一 NOx净化方法为即使在排气净化催化剂的温度变高的内燃机高负荷运转时也能够获得较高的NOJ.化率,因此在内燃机高负荷运转时实施利用第一 NO x净化方法实而现的NO x净化作用。但是,在内燃机高负荷运转时容易产生烟,因此,当持续地实施利用第一NOJ.化方法而实现的NOx净化作用时,由碳化微粒等形成的堆积物会逐渐地堆积于排气净化催化剂的上游侧端面上。然而,在如上述这样堆积物堆积于排气净化催化剂的上游侧端面上的情况下,当为了使排气净化催化剂的温度上升至SOx放出温度而从碳氢化合物供给阀喷射碳氢化合物,以将流入排气净化催化剂的废气的空燃比设为过浓时,所喷射的碳氢化合物会附着于堆积物上,从而不会良好地燃烧。其结果为,排气净化催化剂的温度无法上升至SOJ^出温度,因此会产生无法使SOx从排气净化催化剂良好地放出的问题。
[0009]本发明的目的在于,提供一种即使在持续地实施由第一 NOx^化方法实现的NOx^化作用的情况下,也能够使排气净化催化剂的温度良好地上升的内燃机的排气净化装置。
[0010]用于解决课题的方法
[0011]根据本发明,可提供一种如下的内燃机的排气净化装置,S卩,在内燃机排气通道内配置排气净化催化剂并且在排气净化催化剂上游的内燃机排气通道内配置碳氢化合物供给阀,在该排气净化催化剂的废气流通表面上负载有贵金属催化剂并且在贵金属催化剂周围形成有碱性的废气流通表面部分,当使流入排气净化催化剂的碳氢化合物的浓度以预先规定的范围内的振幅以及预先规定的范围内的周期进行振动时,排气净化催化剂具有将废气中所含有的NOx还原的性质,并且当使碳氢化合物浓度的振动周期长于该预先规定的范围时,该排气净化催化剂具有使废气中所含有的NOx的吸留量增大的性质,该内燃机的排气净化装置通过从碳氢化合物供给阀以该预先规定的范围内的周期对碳氢化合物进行喷射,从而对废气中所含有的勵夂进行净化,其中,作为用于将流入排气净化催化剂的废气的空燃比设为过浓的过浓控制,选择性地使用缸内过浓控制和排气过浓控制,所述缸内过浓控制为在气缸内使过浓空燃比的燃烧气体生成的过浓控制,所述排气过浓控制为通过从碳氢化合物供给阀供给碳氢化合物而将废气的空燃比设为过浓的过浓控制,在应当从排气净化催化剂放出SOJt首先通过缸内过浓控制将流入排气净化催化剂的废气的空燃比设为过浓,接下来通过排气过浓控制将流入排气净化催化剂的废气的空燃比设为过浓。
[0012]发明效果
[0013]当缸内过浓控制被实施时,轻质的碳氢化合物将从内燃机被排出,当该轻质的碳氢化合物被送入至排气净化催化剂时,堆积于排气净化催化剂的上游侧端面上的堆积物将通过该轻质的碳氢化合物而良好地燃烧。在本发明中,如上所述,在应当从排气净化催化剂放出SOJt,首先通过缸内过浓控制将流入排气净化催化剂的废气的空燃比设为过浓。因此,此时会使堆积物良好地燃烧,由此会使排气净化催化剂的温度良好地上升。
【附图说明】
[0014]图1为压燃式内燃机的整体图。
[0015]图2为图解性地表示催化剂载体的表面部分的图。
[0016]图3为用于对排气净化催化剂中的氧化反应进行说明的图。
[0017]图4为表示向排气净化催化剂流入的流入废气的空燃比的变化的图。
[0018]图5为表示NOx净化率Rl的图。
[0019]图6A以及图6B为用于对排气净化催化剂中的氧化还原反应进行说明的图。
[0020]图7A以及图7B为用于对排气净化催化剂中的氧化还原反应进行说明的图。
[0021]图8为表示向排气净化催化剂流入的流入废气的空燃比的变化的图。
[0022]图9为表示NOx净化率R2的图。
[0023]图10为表示碳氢化合物的喷射周期ΔT与NOx净化率Rl的关系的图。
[0024]图1lA以及图1lB为表示碳氢化合物的喷射量等的映射图。
[0025]图12为表示^^^放出控制的图。
[0026]图13为表示排出啤量NOXA的映射图的图。
[0027]图14为表示燃料喷射时机的图。
[0028]图15为表示追加的燃料量WR的映射图的图。
[0029]图16为表示NOx净化率Rl以及NO x净化率R2的图。
[0030]图17A以及图17B为用于对排气净化催化剂床层的温度进行说明的图。
[0031 ]图18为表示NOJ.化控制的时序图的图。
[0032]图19为表示SOJ.化控制的时序图的图。
[0033]图20为用于实施NOJ.化的流程图。
[0034]图21为用于实施SOJ^出控制的流程图。
[0035]图22A以及图22B分别为表示可进行缸内过浓控制以及排气过浓控制的内燃机运转区域的图。
【具体实施方式】
[0036]图1图示了压燃式内燃机的整体图。
[0037]当参照图1时,I表示内燃机主体,2表示各气缸的燃烧室,3表示用于向各燃烧室2内分别喷射燃料的电子控制式燃料喷射阀,4表示进气歧管,5表示排气歧管。进气歧管4经由进气导管6而与排气涡轮增压器7的压缩机7a的出口连结,压缩机7a的入口经由进气量检测器8而与空气滤清器9连结。在进气导管6内配置有通过致动器而被驱动的节气阀10,在进气导管6周围配置有用于对在进气导管6内流通的进气进行冷却的冷却装置Ilo在图1所示的实施例中,内燃机冷却水被导入至冷却装置11内,进气通过内燃机冷却水而被冷却。
[0038]另一方面,排气歧管5与排气涡轮增压器7的排气涡轮7b的入口连结,排气涡轮7b的出口经由排气管12而与排气净化催化剂13的入口连结。在本发明实施的实施例中,该排气净化催化剂13由NOx吸留催化剂构成。排气净化催化剂13的出口与颗粒过滤器14连结,在排气净化催化剂13上游的排气管12内配置有碳氢化合物供给阀15,所述碳氢化合物供给阀15用于供给作为压燃式内燃机的燃料而使用的轻油之类的燃料组成的碳氢化合物。在图1所示的实施例中,作为从碳氢化合物供给阀15被供给的碳氢化合物而使用了轻油。另外,本发明也能够应用于以过稀空燃比而实施燃烧的火花点火式内燃机中。在该情况下,从碳氢化合物供给阀15供给作为火花点火式内燃机的燃料而使用的由汽油之类的燃料组成的碳氢化合物。
[0039]另一方面,排气歧管5与进气歧管4经由废气再循环(以下,称为EGR)通道16而相互连结,在EGR通道16内配置有电子控制式EGR控制阀17。此外,在EGR通道16的周围配置有用于对在EGR通道16内流通的EGR气体进行冷却的冷却装置18。在图1所示的实施例中,内燃机冷却水被导入至冷却装置18内,EGR气体通过内燃机冷却水而被冷却。各燃料喷射阀3经由燃料供给管19而与共轨装置20连结,该共轨装置20经由电子控制式的喷出量可变的燃料栗21而与燃料罐22连结。被贮存于燃料罐22内的燃料通过燃料栗21而向共轨装置20被供给,被供给至共轨装置20内的燃料经由各燃料供给管19而向燃料喷射阀3被供给。
[0040]电子控制单元30由数字计算机构成,并具备通过双向性总线31而相互连接的ROM (只读存储器)32、RAM (随机存取存储器)33、CPU (微处理器)34、输入端口 35以及输出端口 36。在排气净化催化剂13的上游配置有用于对流入排气净化催化剂13的废气的温度进行检测的温度传感器23,在排气净化催化剂13的下游配置有用于对从排气净化催化剂13流出的废气的温度进行检测的温度传感器24。该温度传感器23、24以及进气量检测器8的输出信号经由各自所对应的AD转换器37而被输入至输入端口 35。此外,在加速器踏板40上连接有产生与加速器踏板40的踩踏量成比例的输出电压的负荷传感器41,负荷传感器41的输出电压经由对应的AD
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