内燃机的排气净化装置的制造方法_3

文档序号:9308223阅读:来源:国知局
原。因此,在该情况下,碱性层53起到了用于临时吸收NOx的吸收剂的作用。
[0058]另外,此时也存在碱性层53临时吸附啤的情况,因此,如果作为包括吸收以及吸附双方的用语而使用吸留这一用语时,则此时碱性层53起到用于临时吸留啤的NO x吸留剂的作用。即,在该情况下,当将向内燃机进气通道、燃烧室2以及排气净化催化剂13上游的排气通道内被供给的空气以及燃料(碳氢化合物)之比称为废气的空燃比时,排气净化催化剂13作为在废气的空燃比为过稀时对NO3Ji行吸留,而在废气中的氧浓度降低时将所吸留的NOJf出的NO x吸留催化剂而发挥作用。
[0059]图9表示以这样的方式使排气净化催化剂13作为NOx吸留催化剂而发挥作用时的NOx净化率R2。另外,图9的横轴表示排气净化催化剂13的催化剂温度TC。在以这样的方式使排气净化催化剂13作为NOx吸留催化剂而发挥作用的情况下,如图9中实线所示那样,在催化剂温度TC为250°C至300°C时将获得极高的NOx净化率,但当催化剂温度TC变成350°C以上的高温时,NOx净化率R2将降低。
[0060]像这样在催化剂温度TC成为350°C以上时NOx净化率R2降低的原因在于,当催化剂温度TC达到350°C以上时,NOx将不易被吸留,并且硝酸盐会被热分解而以NO 2的形式从排气净化催化剂13放出。S卩,只要以硝酸盐的形式对行吸留,便难以在催化剂温度TC较高时获得较高的NOx净化率R2。然而,在从图4至图6B所示的新的NO x净化方法中,从图6A、6B可知,不会生成硝酸盐或者即使生成硝酸盐也是极微量,这样一来便如图5所示那样,即使在催化剂温度TC较高时也能够获得较高的NOx净化率Rl。
[0061 ] 在本发明的实施例中,为了能够使用该新的NOx净化方法而对NO x进行净化,将用于供给碳氢化合物的碳氢化合物供给阀15配置在内燃机排气通道内,并在碳氢化合物供给阀15下游的内燃机排气通道内配置排气净化催化剂13,且在排气净化催化剂13的废气流通表面上负载有贵金属催化剂51并且在贵金属催化剂51周围形成有碱性的废气流通表面部分54,当使流入排气净化催化剂13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13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,排气净化催化剂13具有使废气中所含有的NOx的吸留量增大的性质,在内燃机运转时从碳氢化合物供给阀15以预先规定的喷射周期对碳氢化合物进行喷射,由此在排气净化催化剂13中对废气中所含有的NOx进行还原。
[0062]S卩,可以说图4至图6B所示的NOx净化方法为,在使用了负载贵金属催化剂且形成有可吸收碱性层的排气净化催化剂的情况下,在几乎不会形成硝酸盐的条件下对NO x进行净化的新的NOx净化方法。实际上,在使用了该新的NO x净化方法的情况下,与使排气净化催化剂13作为NOxK留催化剂而发挥作用的情况相比,从碱性层53检测到的硝酸盐为极微量。另外,在下文中将该新的NOx净化方法称为第一 NO ^争化方法。
[0063]另外,如前文所述,当从碳氢化合物供给阀15喷射碳氢化合物的喷射周期△T延长时,在喷射了碳氢化合物之后至下一次喷射碳氢化合物的期间,活性NO/周围的氧浓度升高所需的期间会延长。在该情况下,在图1所示的实施例中,当碳氢化合物的喷射周期Δ T长于5秒左右时,活性NO/将开始以硝酸盐的形式被吸收到碱性层53内,因此如图10所示,当碳氢化合物浓度的振动周期A T长于5秒左右时,NOx净化率Rl会降低。因此,在如图1所示的实施例中,需要将碳氢化合物的喷射周期AT设为5秒以下。
[0064]另一方面,在本发明的实施例中,当碳氢化合物的喷射周期AT成为大致0.3秒以下时,被喷射出的碳氢化合物将开始在排气净化催化剂13的废气流通表面上堆积,因此如图10所示,当碳氢化合物的喷射周期A T成为大致0.3秒以下时,NOx净化率Rl会降低。因此在本发明的实施例中,碳氢化合物的喷射周期被设为0.3秒至5秒之间。
[0065]另外,在本发明的实施例中,在实施利用第一NOx净化方法而实现的NO ,净化作用时,以如下方式进行控制,即,通过使从碳氢化合物供给阀15喷射的碳氢化合物喷射量以及喷射时机进行变化从而使向排气净化催化剂13流入的流入废气的空燃比(A/F)in以及喷射周期A T成为对应于内燃机的运转状态的最佳值。在该情况下,在本发明的实施例中,实施利用第一 NOx净化方法而实现的NOx净化作用时的最佳的碳氢化合物喷射量WT作为从燃料喷射阀3喷射的喷射量Q以及内燃机转速N的函数而以如图1lA所示的映射图的形式被预先存储于R0M32内,此外,此时的最佳的碳氢化合物的喷射周期AT也作为从燃料喷射阀3喷射的喷射量Q以及内燃机转速N的函数而以如图1lB所示的映射图的形式被预先存储于R0M32内。
[0066]接下来,参照图12至图15对使排气净化催化剂13作为NOx吸留催化剂而发挥作用的情况下的NOx净化方法具体地进行说明。在下文中,将像这样使排气净化催化剂13作为NOx吸留催化剂而发挥作用的情况下的NO x净化方法称为第二 NO x净化方法。
[0067]在该第二 ^.净化方法中,如图12所示,在被吸留于碱性层53中的吸留N0.量ΣΝ0Χ超过了预先规定的第一容许量MAX时,将流入排气净化催化剂13的废气的空燃比(A/F) in临时设为过浓。当将废气的空燃比(A/F) in设为过浓时,在废气的空燃比(A/F) in为过稀时被吸留于碱性层53内的NOx会从碱性层53 —次性地被放出并被还原。由此,NOx被净化。
[0068]吸留啤量ΣΝ0Χ例如根据从内燃机被排出的NO3^而被计算出。在本发明的实施例中,每单位时间从内燃机被排出的排出^^^量NOXA作为从燃料喷射阀3喷射的喷射量Q以及内燃机转速N的函数而以图13所示的映射图的形式被预先存储在R0M32内,根据该排出NO3J; NOXA来对吸留NO:!量Σ NOX进行计算。在该情况下,如前文所述那样,废气的空燃比(A/F) in被设为过浓的周期通常为I分钟以上。
[0069]在该第二啤净化方法中,如图14所示,通过在从燃料喷射阀3向燃烧室2内喷射燃烧用燃料Q的基础上,再喷射追加的燃料WR,从而将流入排气净化催化剂13的废气的空燃比(A/F)in设为过浓。另外,图14的横轴表示曲轴转角。该追加的燃料WR虽然进行燃烧,但不会在作为内燃机输出而体现的时机即压缩上止点后ATDC90。的稍前的时刻被喷射出。该燃料量WR作为从燃料喷射阀3喷射的喷射量Q以及内燃机转速N的函数而以如图15所示的映射图的形式被预先存储在R0M32内。如此,在实施第二 NOx*化方法的情况下,在应当将流入排气净化催化剂13的废气的空燃比设为过浓时,通过向燃烧室2内供给追加的燃料WR从而将从燃烧室2排出的废气的空燃比设为过浓。
[0070]在该情况下,如上所述,使被供给到燃烧室2内的追加的燃料WR在燃烧室2内燃烧,因此在燃烧室2内,此时会生成过浓空燃比的燃烧气体。在本发明中,将像这样通过在气缸内生成过浓空燃比的燃烧气体而将流入排气净化催化剂13的废气的空燃比设为过浓的过浓控制称为缸内过浓控制。另一方面,也能够通过从碳氢化合物供给阀15向废气中供给碳氢化合物而将流入排气净化催化剂13的废气的空燃比设为过浓。在本发明中,将像这样通过从碳氢化合物供给阀15供给碳氢化合物而将流入排气净化催化剂13的废气的空燃比设为过浓的过浓控制称为排气过浓控制。在本发明的实施例中,作为用于将流入排气净化催化剂13的废气的空燃比设为过浓的过浓控制而选择性地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与通过从碳氢化合物供给阀15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。
[0071]在图16中,将实施通过第一 ^,净化方法而实现的NO x净化作用时的NO x净化率Rl与实施通过第二 NOx净化方法而实现的NO x净化作用时的NO x净化率R2 —起进行了图示。另外,在图16中,Tm表示NOx净化率Rl与NO x净化率R2成为相等时的排气净化催化剂13的温度TCl。在本发明的实施例中,在催化剂温度TC低于Tm时,实施通过可获得更高的NOx净化率R2的第二 NO x净化方法而实现的NO ,净化作用,在催化剂温度TC高于Tm时,实施通过可获得更高的NOx净化率Rl的第一 NO x净化方法而实现的NO ,净化作用。
[0072]另外,在排气净化催化剂13中除了啤之外还吸留有废气中所含有的S0X。在该情况下,当向排气净化催化剂13吸留的留量增大时,NOx净化率Rl以及NOx净化率R2均会降低。即,在实施利用第一 NOx净化方法而实现的NOx净化作用的情况下,当SO ,的吸留量增大时,排气净化催化剂13的废气流通表面部分54的碱性会减弱,从而变得无法保持良好地生成还原性中间体。其结果为,NOx净化率Rl会降低。另一方面,在实施通过第二NOx净化方法而实现的NO x净化作用的情况下,当吸留量增大时,排气净化催化剂13可吸留的NOx量会减少。其结果为,NOx净化率R2会降低。因此,在留量增大时需要使SOx从排气净化催化剂13放出。
[0073]在该情况下,当使排气净化催化剂13的温度TC上升至600°C以上的SOx放出温度,并在将排气净化催化剂13的温度TC维持为600°C以上的30:(放出温度的状态下将流入排气净化催化剂13的废气的空燃比设为过浓时,能够使SOx从排气净化催化剂13放出。因此,在本发明的实施例中,在被吸留于排气净化催化剂13中的SOx吸留量超过了预先规定的容许值SMAX时,将流入排气净化催化剂13的废气的空燃比间歇性地设为过浓,从而使排气净化催化剂13的温度TC上升至SOx放出温度。另外,由于在燃料内以固定的比例而含有硫,因此能够根据所供给的燃料量的累加值而计算出被吸留于排气净化催化剂13中的50:(量。
[0074]另外,如图16所示,即使在排气净化催化剂13的
当前第3页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1