在燃烧室内使氨良好地燃烧。向燃烧室（5）内除了供给氨以外还供给在改性器（20）中改性了的改性气体。在改性器（20）的改性能力为预定的改性能力以下时，使氨比率相比于根据内燃机的运行状态而被预先设定的暖机完成后的氨比率增大，并从二次空气供给装置（37）向排气净化催化剂（19）上游的内燃机排气通路内供给二次空气。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及氨燃烧内燃机。
技术介绍
自以往在内燃机中作为燃料主要使用化石燃料。可是该情况下当使燃料燃烧时会发生推进地球温室化的co2。与此相对，当使氨燃烧时完全不产生CO2,因此作为燃料使用氨使得不产生CO2的内燃机是公知的(参照专利文献I)。可是，氨与化石燃料相比难以燃烧，因此在作为燃料使用氨的情况下，需要用于使氨容易燃烧的一些功夫。于是，在上述的内燃机中，通过利用排气热来对氨进行改性从而生成包含氢和氮的改性气体，并且使所生成的改性气体中的氢贮留于储氢合金中，向燃烧室内除了供给氨还供给贮留于储氢合金中的氢，由此即使是作为燃料使用氨的情况也能够容易地燃烧。现有技术文献专利文献专利文献I特开平5-332152号公报
技术实现思路
可是，若使用储氢合金则不仅重量变重，还需要进行使储氢合金吸藏氢的控制和使所吸藏的氢从储氢合金释放的控制，因此用于处理氢的系统变得复杂，因此尽可能地不使用储氢合金是实情。可是若不使用储氢合金则如内燃机起动时那样改性器的温度低、因此改性器的改性能力低时，不能够得到所需要的充分的氢，这样一来变得需要一些对策。因此，本专利技术为一种氨燃烧内燃机，作为燃料使用氨，该氨燃烧内燃机具备将氨改性而生成含有氢的改性气体的改性器，除了氨以外还向燃烧室内供给改性气体，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二次空气供给装置，根据内燃机的运行状态预先设定了表示暖机(预热)完成后的供给氨量相对于总供给燃料量的比例的氨比率，在改性器的改性能力为预定的改性能力以下时，使氨比率相比于根据内燃机的运行状态而被预先设定的暖机完成后的氨比率增大，并且从二次空气供给装置向排气净化催化剂上游的内燃机排气通路内供给二次空气。改性器的改性能力为预定的改性能力以下时，使氨比率相比于根据内燃机的运行状态而被预先设定的暖机完成后的氨比率增大，即使是在改性器中未生成充分的氢的情况，也可得到良好的燃烧，此时从燃烧室排出的未燃氨增加，但该未燃氨被从二次空气供给装置供给的二次空气氧化。附图说明图I是内燃机的总体图。图2是表示氨比率RA的图。图3是表示氨比率RA等的变化的时间图。图4是用于进行运行控制的流程图。图5是表示氨比率RA等的变化的时间图。图6是用于进行运行控制的流程图。图7是用于进行运行控制的流程图。图8是用于进行运行控制的流程图。具体实施例方式参照图I, I表不内燃机主体、2表不气缸体、3表不气缸盖、4表不活塞、5表不燃烧室、6表示配置于燃烧室5的顶面中央部，释放出等离子流的等离子流火花塞、7表示进气阀、8表示进气口、9表示排气阀、10表示排气口。进气口 8经由进气支管11与平衡罐(surgetank) 12连接，在各进气支管11上配置有用于朝向各自对应的进气口 8内喷射气态氨的氨喷射阀13。平衡罐12经由进气导管14与空气滤清器15连接，在进气导管14内配置有由促动器驱动的节流阀(throttle valve) 16和使用了例如热射线的吸入空气量检测器17。另一方面，排气口 10经由排气歧管18与具有氧化功能的排气净化催化剂19连接。图I所示的实施例中，在该排气净化催化剂19下游的排气通路内配置有改性器20以及气化器21。气化器21经由氨流入管22与燃料罐23连接，在该氨流入管22内设置有在内燃机运行时开阀而在内燃机停止时闭阀的截止阀24以及调压阀25。燃料罐23内充满O. SMPa至I. OMPa程度的高压的液态氨，燃料罐23内的液态氨经由氨流入管22被供给到气化器21内。图I所示的实施例中，气化器21以由排气加热的方式形成，因此供给到气化器21内的液态氨在气化器21内被气化。在气化器21内气化的气态氨，经由氨流出管26被供给到氨气罐27。氨气罐27内的气态氨经由气态氨供给管28被供给到氨喷射阀13，气态氨从氨喷射阀13向对应的进气口 8内喷射。另一方面，气化器21经由氨流出管29与改性器20连接，在该氨流出管29内直列地配置有在改性器20进行改性作用时开阀的改性器控制阀30和能够从气化器21只向改性器20流通的止回阀(逆止阀)31。当改性器控制阀30开阀，并且改性器20内的压力变得比气化器21内的压力低时，气化器21内的气态氨经由氨流出管29被供给到改性器20内。图I所示的实施例中，改性器20以由排气加热的方式形成，而且，该改性器20具备电加热器32。另外，在该改性器20内配置有用于促进氨改性作用的催化剂。在该改性器20中配置有用于检测改性器20内的温度的温度传感器33。当改性器20内的温度变为进行氨改性作用的温度以上、例如数百度时，从气化器21供给到改性器20内的氨分解成氢和氮(2NH3 — N2+3H2)、即被改性。其结果，在改性器20内生成含有氢的改性气体。若氨分解成氢和氮则摩尔数变为2倍，而且也施加了由加热作用所致的改性气体的热膨胀，改性器20内的压力上升。该压力上升了的改性气体，经由改性气体供给管34被送入改性气体贮藏罐35内。如图I所示，在各进气支管11上配置有用于向各自对应的进气口 8内喷射改性气体的改性气体喷射阀36，贮藏于改性气体贮藏罐35内的改性气体向改性气体喷射阀36供给。改性气体从各改性气体喷射阀36向各自对应的进气口 8内喷射。如图I所示，在排气净化催化剂19上游的内燃机排气通路内、即排气歧管18内配置有二次空气供给装置37。该二次空气供给装置37，包括用于向排气歧管18内供给二次空气的二次空气供给阀38和用于向该二次空气供给阀38供给二次空气的空气泵39。而且在排气歧管18内配置有辅助燃料供给阀40，在图I所示的实施例中，改性气体贮藏罐35内的改性气体向辅助燃料供给阀40供给。另外，在排气歧管18内配置有用于检测从燃烧室5排出的排气中的氨浓度的氨浓度传感器41，在排气净化催化剂19上安装有用于检测排气净化催化剂19的温度的温度传感器42。电子控制单元50包含数字计算机，具备由双向总线51相互连接的ROM (只读存储器)52、RAM (随机存取存储器)53、CPU (微处理器)54、输入端口 55和输出端口 56。吸入空气量检测器17的输出信号、氨浓度传感器41的输出信号以及各温度传感器33、42的输出信号，经由对应的AD转换器57输入到输入端口 55。另外，产生与加速踏板60的踩踏量成比例的输出电压的负荷传感器61与加速踏板60连接,负荷传感器61的输出电压经由 对应的AD转换器57输入到输入端口 55。而且，曲轴每旋转例如30°就产生输出脉冲的曲轴转角传感器62与输入端口 55连接。另一方面，输出端口 56与等离子流火花塞6的点火电路63连接，而且输出端口 56经由对应的驱动电路58，与氨喷射阀13、节流阀16的驱动用促动器、截止阀24、调压阀25、改性器控制阀31、电加热器32、改性气体喷射阀36、二次空气供给阀38、空气泵39和辅助燃料供给阀40连接。图2表示暖机完成后的供给氨量相对于总供给燃料量的比例的氨比率RA(%)。图2中的各实线RApRA2'…RAi表示等氨比率线，随着从RA1朝向RAi，氨比率变大。再者，在图2中，纵轴L表不内燃机负荷,横轴N表不内燃机转速。氨与改性气体相比难以燃烧，因此为了在燃烧室5内使氨与改性气体的混合本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.05.21 US 12/785,0341.一种氨燃烧内燃机，作为燃料使用氨，该氨燃烧内燃机具备将氨改性而生成含有氢的改性气体的改性器，除了氨以外还向燃烧室内供给改性气体，在内燃机排气通路内配置有排气净化催化剂，并且在该排气净化催化剂上游的内燃机排气通路内配置有二次空气供给装置，根据内燃机的运行状态预先设定了表示暖机完成后的供给氨量相对于总供给燃料量的比例的氨比率，在所述改性器的改性能力为预定的改性能力以下时，使氨比率相比于根据内燃机的运行状态而被预先设定的暖机完成后所述氨比率增大，并且从所述二次空气供给装置向排气净化催化剂上游的内燃机排气通路内供给二次空气。2.根据权利要求I所述的氨燃烧内燃机，暖机完成后的氨比率作为内燃机负荷和内燃机转速的函数而被预先设定。3.根据权利要求I所述的氨燃烧内燃机，在所述改性器的改性...
【专利技术属性】
技术研发人员：麻生纩司，藤原孝彦，田中比吕志，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：
国别省市：
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