压缩点火式内燃机的排气净化装置制造方法及图纸

技术编号:4468000 阅读:185 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
在内燃机上,在内燃机排气通路内配置NO↓[X]选择还原催化剂(15),在NO↓[X]选择还原催化剂(15)上游的内燃机排气通路内配置氧化催化剂(12)。在内燃机起动时,由HC供给阀(28)向氧化催化剂(12)供给HC,利用HC的氧化反应热使NO↓[X]选择还原催化剂(15)升温。此时,使NO↓[X]选择还原催化剂(15)的温度上升到HC从NO↓[X]选择还原催化剂(15)脱离的HC脱离温度范围。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及压缩点火式内燃机的排气净化装置
技术介绍
已公知一种内燃机,其在内燃机排气通路内配置NOx选择还原催化剂, 在NOx选择还原催化剂上游的内燃机排气通路内配置氧化催化剂,向NOx 选择还原催化剂供给尿素,利用由尿素产生的氨选择性地还原排气中含有 的NOx(例如参照特开2005-23921号公报)。在该内燃机中,氨吸着于NOx 选择还原催化剂,吸着的氨与排气中含有的NOx反应,使NOx被还原。可是,在该内燃机中,在内燃机起动时向氧化催化剂供给HC,利用 HC的氧化反应热使NOx选择还原催化剂升温的情况下,若为了将NOx选择 还原催化剂早期地暖机而供给大量的HC,则在氧化催化剂中未被氧化掉的 HC流入NOx选择还原催化剂,并附着于NOx选择还原催化剂。可是,如果 HC附着于NOx选择还原催化剂,则氨不能吸着于NOx选择还原催化剂,这 样一来就产生NOx净化率降低的问题。与此相对,若减少HC的供给量以避免HC附着于NOx选择还原催化剂, 即避免NOx选择还原催化剂遭受HC中毒的话,则NOx选择还原催化剂升温 需要时间,这样一来在该情况下会产生NOx净化率降低的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于,提供在内燃机起动时可得到良好的NOx净化率的 压缩点火式内燃机的排气净化装置。根据本专利技术,提供一种压缩点火式内燃机的排气净化装置,其在内燃机排气通路内配置NOx选择还原催化剂,在NOx选择还原催化剂上游的内 燃机排气通路内配置氧化催化剂,向NOx选择还原催化剂供给尿素,利用 由该尿素产生的氨选择性地还原排气中含有的NOx,其中,在内燃机起动 时向氧化催化剂供给HC,利用HC的氧化反应热使NOx选择还原催化剂升 温,此时,使NOx逸择还原催化剂的温度上升到HC从NOx选择还原催化剂 脱离的HC脱离温度范围。通过这样地使NOx选择还原催化剂的温度上升到HC脱离温度范围,可 消除NOx选择还原催化剂的HC中毒,这样一来可得到良好的NOx净化率。附图说明图l是压缩点火式内燃机的总体图;图2是表示压缩点火式内燃机的另 一实施例的总体图;图3是表示氧化速度和脱离速度的图;图4是表示暖机 控制的时间图;图5是用于进行暖机控制的流程图。具体实施例方式图1示出压缩点火式内燃机的总体图。参照图l,各标号分别表示如下1-内燃机主体、2-各气缸的燃烧室、 3-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-吸气歧 管、5-排气歧管。吸气歧管4借助于吸气导管6与排气涡轮增压器7的压缩机 7a的出口连结,压缩机7a的入口借助于吸入空气量检测器8与空气滤清器9 连结。在吸气导管6内配置由步进电动机驱动的节气门10,而且在吸气导管 6周围配置用于将在吸气导管6内流动的吸入空气冷却的冷却装置ll。在图1 所示的实施例中,内燃机冷却水被导入冷却装置ll内,由内燃机冷却水将 吸入空气冷却。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的出口与氧化催化剂12的入口连结。在该氧化催化剂12的下游, 与氧化催化剂12相邻地配置用于捕集排气中含有的粒子状物质的微粒过滤 器13,该;徵粒过滤器13的出口,借助于排气管14与NOx选择还原催化剂15的入口连结。氧化催化剂16与该NOx选择还原催化剂15的出口连结。在NOx选择还原催化剂15上游的排气管14内配置尿素水供给阀17,该 尿素水供给阀17借助于供给管18、供给泵19与尿素水罐20连结。贮藏于尿 素水罐20内的尿素水,利用供给泵19从尿素水供给阀17喷射到在排气管14 内流动的排气中,利用由尿素产生的氨((NH2 )2CO + H20—2NH3 + C02) 将排气中含有的NOx在NOx选择还原催化剂15中还原。排气歧管5和吸气歧管4,借助于排气再循环(以下称为EGR)通路21 相互连结,在EGR通路21内配置电子控制式EGR控制阀22。另夕卜,在EGR 通路21周围配置用于将在EGR通路21内流动的EGR气体冷却的冷却装置 23。在图l所示的实施例中,内燃机冷却水被导入冷却装置23内,由内燃机 冷却水将EGR气体冷却。另一方面,各燃料喷射岡3借助于燃料供给管24 与共轨25连结,该共轨25借助于电子控制式的喷出量可变的燃料泵26与燃 料箱27连结。贮藏于燃料箱27内的燃料,利用燃料泵26供给到共轨25内, 供给到共轨25内的燃料,借助于各燃料供给管24供给到燃料喷射阀3。另夕卜, 在排气歧管5上配置用于向排气歧管5内供给氢、即供给HC的HC供给阀28 。 在图l所示的实施例中,该HC包括轻油。电子控制单元30包括数字计算机,具备由双向性总线31相互连接的 ROM (只读存储器)32、 RAM (随机读取存储器)33、 CPU (微处理器) 34、输入端口35以及输出端口36。在氧化催化剂12上安装有用于检测氧化 催化剂12的床温的温度传感器45,在NOx选择还原催化剂15上安装有用于 检测NOx选择还原催化剂15的床温的温度传感器46。这些温度传感器45、 46和吸入空气量检测器8的输出信号通过各自对应的AD转换器37输入到输 入端口35。另外,在油门踏板40上连接产生与油门踏板40的踏下量L成比例的输 出电压的负荷传感器41 ,负荷传感器41的输出电压通过对应的AD转换器37 输入到输入端口35。而且,在输入端口35上连接每当曲轴旋转例如15。就产 生输出脉沖的曲轴转角传感器42。另一方面,输出端口36借助于对应的驱 动电路38与燃料喷射阀3、节气门10的驱动用步进电动机、尿素水供给阀17、燃料泵26以及HC供给阀28连接。氧化催化剂12担载了例如铂之类的贵金属催化剂,该氧化催化剂12起 到将排气中含有的NO转化为N02的作用和使排气中含有的HC氧化的作 用。即,N02的氧化性比NO强,因此若使NO转化成N02,则在微粒过滤 器13上捕获的粒子状物质的氧化反应得到促进,并且,在NOx选择还原催 化剂15中的由氨带来的还原作用得到促进。另一方面,NOx选择还原催化 剂15,如上述那样附着HC时,氨的吸着量减少,因此NOx净化率降低。因 此,通过这样地利用氧化催化剂12将HC氧化,来避免在NOx选择还原催化 剂15上附着HC,即避免NOx选择还原催化剂15产生HC中毒。作为微粒过滤器13,可以使用没有担载催化剂的微粒过滤器,也可以 使用担载了例如铂之类的贵金属催化剂的微粒过滤器。另一方面,NOx选 择还原催化剂15,由在低温下具有高的NOx净化率的氨吸着型的Fe沸石构 成。另外,氧化催化剂16,担载了例如由铂制成的贵金属催化剂,该氧化 催化剂16起到将从NOx选择还原催化剂15漏出的氨氧化的作用。图2示出压缩点火式内燃机的另一实施例。在该实施例中,微粒过滤器 13配置于氧化催化剂16的下游,因此在该实施例中,氧化催化剂12的出口 借助于排气管14与NOx选择还原催化剂15的入口连结。若NOx选择还原催化剂15的温度未上升某种程度,则不进行NOx的选 择还原作用,即未活化,因此在内燃机起动时必须尽可能快地将NOx选择 还原催化剂15活化。因此,在本专利技术中,在内燃机起动时向氧化催化剂12 供给HC,利用HC的氧化反应热使NOx选择还原催化剂15本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压缩点火式内燃机的排气净化装置,其在内燃机排气通路内配置NO↓[X]选择还原催化剂,在该NO↓[X]选择还原催化剂上游的内燃机排气通路内配置氧化催化剂,向该NO↓[X]选择还原催化剂供给尿素,利用由该尿素产生的氨选择性地还原排气中含有的NO↓[X],其中,在内燃机起动时向所述氧化催化剂供给HC,利用HC的氧化反应热使NO↓[X]选择还原催化剂升温,此时使NO↓[X]选择还原催化剂的温度上升到HC从NO↓[X]选择还原催化剂脱离的HC脱离温度范围。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:利冈俊祐小田富久伊藤丈和伊藤和浩田内丰
申请(专利权)人:丰田自动车株式会社
类型:发明
国别省市:JP[日本]

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