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]公知有一种内燃机，在内燃机排气通路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路内配置烃供给阀，在排气净化催化剂的废气流通表面上担载贵金属催化剂并且在贵金属催化剂周围形成碱性的废气流通表面部分，在内燃机运转时从烃供给阀以预先设定的周期喷射烃，由此净化废气中所含的NOx(例如参照专利文献I)。在该内燃机中，即使排气净化催化剂的温度成为高温也能够得到较高的NOJ.化率。
[0003]【专利文献1】W02011 / 114499A1
[0004]在该内燃机中，为了在降低从烃供给阀喷射的烃的消耗量的同时对NOx进行良好净化，可以说优选尽可能收集在内燃机排气通路内从烃供给阀喷射的烃，即尽可能提高废气中的烃的浓度。但是在上述的内燃机中，对这一方面没有进行充分研宄。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于，提供一种能够在降低用于净化NOx的烃的消耗量的同时得到较高NOx净化率的内燃机的排气净化装置。
[0006]根据本发明，提供一种内燃机的排气净化装置，在内燃机排气通路内配置有排气净化催化剂，并且在排气净化催化剂上游的内燃机排气通路内配置有烃供给阀，在排气净化催化剂的废气流通表面上担载有贵金属催化剂，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，排气净化催化剂具有当使流入排气净化催化剂的烃的浓度以预先设定的范围内的振幅以及预先设定的范围内的周期振动时对废气中所含的N0x进行还原的性质，并且具有当使烃浓度的振动周期长于预先设定的范围时废气中所含的NOx的吸留量增大的性质，所述内燃机的排气净化装置在内燃机运转时从烃供给阀以预先设定的周期喷射烃，由此对废气中所含的顯!￡进行净化，在该内燃机的排气净化装置中，从烃供给阀向内燃机排气通路的上游侧喷射烃，在从烃供给阀以所述预先设定的周期喷射烃时，使烃的喷射压在各喷射的喷射期间中从喷射开始时向喷射结束时逐渐降低。
[0007]能够在减少用于净化NOx的烃的消耗量的同时得到较高NOx^化率。
【附图说明】
[0008]图1是压缩点火式内燃机的整体图。
[0009]图2是图解表示催化剂担载体的表面部分的图。
[0010]图3是用于说明排气净化催化剂中的氧化反应的图。
[0011]图4是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。
[0012]图5是表示NOJ.化率的图。
[0013]图6A以及图6B是用于说明排气净化催化剂中的氧化还原反应的图。
[0014]图7是烃喷射控制装置的整体图。
[0015]图8是表示喷射压PX的变化的图。
[0016]图9A以及图9B是用于说明从烃供给阀喷射的烃组的动作的图。
[0017]图1OA以及图1OB是用于说明排气净化催化剂中的氧化还原反应的图。
[0018]图11是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。
[0019]图12是表示NOx净化率的图。
[0020]图13是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时间图。
[0021]图14是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时间图。
[0022]图15是表示排气净化催化剂的氧化能力和要求最小空燃比X之间的关系的图。
[0023]图16是表示得到相同NOx净化率的废气中的氧浓度和烃浓度的振幅ΔΗ之间的关系的图。
[0024]图17是表示烃浓度的振幅Δ H和NOx净化率之间的关系的图。
[0025]图18是表示烃浓度的振动周期Δ T和NOx净化率之间的关系的图。
[0026]图19A、图19B以及图19C是表示喷射压PX和废气的流量GA等之间的关系的图。
[0027]图20A、图20B以及图20C是表示喷射期间WT等的图。
[0028]图21是表示NOx释放控制的图。
[0029]图22是表示排出呢量NOXA的映射的图。
[0030]图23是表示燃料喷射正时的图。
[0031]图24是表示追加的燃料量WR的映射的图。
[0032]图25是表示喷射压PX的变化的图。
[0033]图26是用于说明从烃供给阀喷射的烃组的动作的图。
[0034]图27是表示第INOx净化方法和颗粒过滤器的再生控制的图。
[0035]图28是表示第2N0x净化方法和放控制的图。
[0036]图29是用于进行NOJ.化控制的流程图。
【具体实施方式】
[0037]图1表示压缩点火式内燃机的整体图。
[0038]参照图1可知，I表不内燃机主体，2表不各气缸的燃烧室，3表不用于向各燃烧室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与空气滤清器9连结。进气导管6内配置由致动器驱动的节气门10，在进气导管6周围配置用于对在进气导管6内流动的进气进行冷却的冷却装置11。在图1所示的实施例中内燃机冷却水被导入冷却装置11内，由内燃机冷却水对进气进行冷却。
[0039]另一方面，排气歧管5与排气涡轮增压器7的排气汽轮机7b的入口连结，排气汽轮机7b的出口经由排气管12与排气净化催化剂13的入口连结。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内配置有用于供给由作为压缩点火式内燃机的燃料使用的轻油等燃料构成的烃的烃供给阀15，在本发明中，从该烃供给阀15向排气管12内的上游侧喷射烃。另外，在图1所示的实施例中，作为从烃供给阀15供给的烃使用轻油。另一方面，本发明也能够应用于在稀空燃比的基础上进行燃烧的火花点火式内燃机。此时，从烃供给阀15供给由作为火花点火式内燃机的燃料使用的汽油等燃料构成的烃。
[0040]另一方面，排气歧管5和进气歧管4经由废气再循环(以下称为“EGR”)通路16相互连结。在EGR通路16内配置电子控制式EGR控制阀17，并且在EGR通路16周围配置用于对在EGR通路16内流动的废气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冷却装置18内，由内燃机冷却水对废气进行冷却。另外，各燃料喷射阀3经由燃料供给管19与共轨20连结，该共轨20经由电子控制式的排出量可变的燃料泵21与燃料箱22连结。燃料箱22内贮藏的燃料通过燃料泵21供给至共轨20内，供给至共轨20内的燃料经由各燃料供给管19供给至燃料喷射阀3。
[0041]电子控制单元30由数字计算机构成，具备通过双向性总线31相互连接的ROM(只读存储器)32、RAM (随机存取存储器)33、CPU (微型处理器)34、输入端口 35以及输出端口36。在排气净化催化剂13的下游安装有用于检测排气净化催化剂13的温度的温度传感器23，在颗粒过滤器14安装有用于检测颗粒过滤器14的前后压力差的压力差传感器24。这些温度传感器23、压力差传感器24以及进气检测器8的输出信号经由分别对应的AD转换器37输入至输入端口 35。另外，加速器踏板40连接有产生与加速器踏板40的踏入量L成正比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转换器37输入至输入端口 35。并且输入端口 35连接有曲轴例如每旋转15°就产生输出脉冲的曲轴角传感器42。另一方面，输出端口 36经由对应的驱动电路38与燃料喷射阀3、节气门10驱动用致动器、烃供给阀15、EGR控制阀17以及燃料泵21连接。
[0042]图2图解表示在排气净化催化剂13的基体上担载的催化剂担载体的表面部分。在该排气净化催化剂13上如图2所示，例如在由氧化铝构成的催化剂担载体50上担载有贵金属催化剂51、52，并且在该催化剂担载体50上形成有碱性层53，该碱性层53包含从钾K、钠Na、铯Cs那样的碱金属、钡Ba，钙Ca那样的碱土类金属、镧系元素那样的稀土类以及银Ag、铜Cu、铁Fe、铱Ir那样的能够向^\供给电子的金属中选择的至少一种。由于废气沿催化剂担载体50上流动，因此可以说贵金属催化剂51、52担载于排气净化催化剂13的废气流通表面上。另外，由于碱性层53的表面呈碱性，因此碱性层53的表面被称为碱性的废气流通表面部分54。
[0043]另一方面，在图2中贵金属催化剂51由钼Pt构成，贵金属催化剂52由铭Rh构成。另外此时，任意的贵金属催化剂51、52都可以由铂Pt构成。另外，在排气净化催化剂13的催化剂担载体50上，除了铂Pt以及铑Rh之外还可以担载有钯Pd，或者可以代替铑Rh而担载钯Pd。即，在催化剂担载体50担载的贵金属催化剂51、52由铂Pt、铑Rh以及钯Pd的至少一种构成。