用于内燃机的排气净化系统技术方案

本发明专利技术涉及一种壁流型颗粒过滤器（24）其布置于内燃机的排气通道的内部，其中，在所述内燃机中在过氧下执行燃烧。所述颗粒过滤器承载灰分粒子化试剂。为了从所述颗粒过滤器中去除灰分，临时执行灰分粒子化处理，所述灰分粒子化处理用于使所述颗粒过滤器的状态呈现如下状态：流入所述颗粒过滤器的所述排气的氧浓度降低并且所述颗粒过滤器的温度升高。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于内燃机的排气净化系统
本专利技术涉及一种用于内燃机的排气净化系统。
技术介绍
现有技术中已知压燃式内燃机，其布置有用于捕集排气通道中的排气内的颗粒物质的颗粒过滤器。通过这样做，可以抑制排放到大气中的颗粒物质的量。在这点上，随着发动机运转时间变长，颗粒过滤器上的颗粒物质的量逐渐变大，并且颗粒过滤器的压力损失逐渐变大。结果，发动机输出功率容易下降。因此，通常，燃烧捕集的颗粒物质以从颗粒过滤器中将其去除的PM (颗粒物质)去除处理是临时执行的。在该PM去除处理中，所述颗粒过滤器在保持在氧化气氛中，同时所述颗粒过滤器的温度被升至PM去除温度，例如600°C。为了有效地执行PM去除处理，已经提出了多种改进。例如，为了降低所述PM去除温度，已知一种在其表面上承载有催化剂的颗粒过滤器，所述催化剂由承载了活性金属的固体超强酸组成(见PLT1)。此外，为了从所述颗粒过滤器中有效地去除颗粒物质，已知一种在其表面上保持具有贵金属和固体超强酸的催化剂的颗粒过滤器(见PLT2)。而且，本领域已知这样一种颗粒过滤器:在其上承载了催化剂用以去除颗粒物质的壁流型颗粒过滤器的下游，裂化催化剂被布置以用于裂化排气中未燃烧的碳氢化合物以生成碳原子数较小的碳氢化合物，并且所述裂化催化剂的载体由哈米特酸度函数Htl为-0.56至-12的固体酸形成(见PLT3)。应该注意，所述超强酸的酸强度高于硫酸的酸强度，而所述超强酸的哈米特酸度函数H。为-12以下。引用列表专利文献PLTl:日本专利公开第2006-289175A1号PLT2:日本专利公开第10-033985A1号PLT3:日本专利公开第11-123306A1号
技术实现思路
技术问题在这点上，排气包含称为“灰分”的不燃成分。这种灰分通过所述颗粒过滤器随同颗粒物质一起被捕集。在这点上，即使执行PM去除处理，所述灰分也将不会燃烧或者蒸发，而是保留在所述颗粒过滤器中。由于这个原因，随着发动机运转时间变长，所述颗粒过滤器上的灰分的量将逐渐增大，并且所述颗粒过滤器的压力损失将逐渐变大。结果，即使PM去除处理重复执行，发动机输出功率也容易下降。在上述PLT1、2和3中，根本未考虑这个问题。所以，更没有公开任何解决方案。特别是，在PLT3中，灰分通过壁流型颗粒过滤器捕集，因此布置在所述颗粒过滤器下游的裂化催化剂根本不会接触到灰分。解决问题的技术方案根据本专利技术，提供了一种用于内燃机的排气净化系统，在所述内燃机中燃料在过氧下燃烧，其中用于捕集排气中的颗粒物质的壁流型颗粒过滤器布置于排气通道的内部，并且其中灰分与所述颗粒物质一起被所述颗粒过滤器捕集，所述排气净化系统的特征在于，所述颗粒过滤器承载灰分粒子化试剂，所述灰分粒子化试剂具有如下特性:在流入所述颗粒过滤器的所述排气的氧浓度降低且所述颗粒过滤器的温度升高的状态下，使所述灰分粒子化且保持在所述颗粒过滤器上；以及在氧化气氛下流入所述颗粒过滤器的所述排气包含SOx的状态下，释放所保持的粒子化的灰分，并且所述排气净化系统设置有灰分粒子化装置，所述灰分粒子化装置临时执行灰分粒子化处理，所述灰分粒子化处理使所述颗粒过滤器的状态呈现如下状态:流入所述颗粒过滤器的所述排气的所述氧浓度降低并且所述颗粒过滤器的所述温度升高，从而使灰分从所述颗粒过滤器中去除。优选地，所述灰分粒子化试剂具有高于亚硫酸的酸强度且低于硫酸的酸强度的酸强度。更优选地，所述灰分粒子化试剂的所述酸强度由选自哈米特酸度函数、氢离子指数、酸解离常数和通过使用氨由程序升温脱附法获得的测定值中的一个或多个参数表达。优选地，在标准状态(25°C，I个大气压(IO5Pa))下，所述灰分粒子化试剂具有小于-0.83且大于-12的哈米特酸度函数。优选地，所述灰分粒子化试剂由选自二氧化硅-氧化铝、二氧化硅-二氧化钛、二氧化钛-氧化锆、二氧化硅-氧化锆、二氧化硅-氧化镓、二氧化钛-氧化铝、二氧化硅-氧化钇、氧化铝-氧化锆、二氧化硅-氧化镧、二氧化钛-氧化镉、二氧化钛-氧化亚锡、二氧化钛-氧化锌、氧化锌-二氧化硅和氧化锌-氧化镉中的一种或多种复合氧化物形成。更优选地，所述灰分粒子化试剂由二氧化硅-氧化铝形成。优选地，所述灰分粒子化装置使流入所述颗粒过滤器的所述排气基本为化学计量空燃比或浓的空燃比。优选地，所述灰分粒子化装置使所述颗粒过滤器的所述温度在所述灰分粒子化处理中为大约600°C。[0021 ] 优选地，所述排气净化系统还设置有PM去除装置，所述PM去除装置用于临时执行PM去除处理，所述PM去除处理使所述颗粒过滤器的状态呈现如下状态:所述颗粒过滤器的所述温度在氧化气氛下升高以去除由所述颗粒过滤器捕集的所述颗粒物质，并且在所述PM去除处理之后，所述灰分粒子化装置执行所述灰分粒子化处理。更优选地，所述灰分粒子化装置判断是否应该执行所述灰分粒子化处理，并且在判断出应当执行灰分粒子化处理之后，首先执行PM去除处理，在PM去除处理之后，执行灰分粒子化处理。更优选地，所述灰分粒子化装置基于所述颗粒过滤器上未粒子化的灰分的量，判断是否应该执行灰分粒子化处理。更优选地，在所述排气通道中布置NOx存储还原催化剂，所述NOx存储还原催化剂在当流入的排气的空燃比稀薄时，存储包含在排气中的NOx，且如果流入的排气变为化学计量空燃比或浓的空燃比则释放所存储的NOx，所述排气净化系统设置有SOx增加装置，所述SOx增加装置用于临时执行SOx增加处理，所述SOx增加处理使NOx存储还原催化剂的状态呈如下状态:流入NOx存储还原催化剂中的排气的空燃比浓，且使NOx存储还原催化剂的温度升高至SOx释放温度以使NOx存储还原催化剂释放SOx，并且所述SOx增加装置在PM去除处理之后执行SOx释放处理。更优选地，当应该执行所述灰分粒子化处理和SOx释放处理时，所述SOx增加装置在所述PM去除处理之后执行所述SOx释放处理且所述灰分粒子化装置省略了所述灰分粒子化处理。优选地，所述PM去除装置结束PM去除处理以使颗粒过滤器上剩余有预定的设定残留量的颗粒物质。更优选地，所述灰分粒子化装置判断是否应该执行所述灰分粒子化处理，并且在判断出应当执行灰分粒子化处理之后，首先执行PM去除处理，在PM去除处理之后，执行灰分粒子化处理。更优选地，所述灰分粒子化装置基于所述颗粒过滤器上未粒子化的灰分的量，判断是否应该执行灰分粒子化处理。此外，更优选地，所述颗粒过滤器承载具有氧存储能力的催化剂，并且所述设定残留量被设定为至少用于消耗在灰分粒子化处理开始时存储在催化剂中的基本上所有氧所需的量。更优选地，所述设定残留量被设定为不大于使灰分去除效率为允许下限效率所需的量。优选地，所述灰分粒子化装置以预定的设定间隔重复执行灰分粒子化处理，得到由所述灰分粒子化处理所处理的灰分量，并且基于所得到的处理的灰分量来更新所述设定间隔。更优选地，所述灰分粒子化装置以多个相互不同的间隔执行所述灰分粒子化处理，得到由各灰分粒子化处理所处理的灰分量，并且基于所得到的处理的灰分量来更新所述设定间隔。此外，更优选地，所述排气净化系统设置有PM去除装置，所述PM去除装置用于临时执行PM去除处理，所述PM去除处理使所述颗粒过滤器的状态呈现如下状态:所述颗粒过滤器的所述温度在氧化气氛下升高以去本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于内燃机的排气净化系统，在所述内燃机中燃料在过氧下燃烧，其中用于捕集排气中的颗粒物质的壁流型颗粒过滤器布置于排气通道的内部，并且其中灰分与所述颗粒物质一起被所述颗粒过滤器捕集，所述排气净化系统的特征在于，所述颗粒过滤器承载灰分粒子化试剂，所述灰分粒子化试剂具有如下特性：在流入所述颗粒过滤器的所述排气的氧浓度降低且所述颗粒过滤器的温度升高的状态下，使所述灰分粒子化且保持在所述颗粒过滤器上；以及在氧化气氛下流入所述颗粒过滤器的所述排气包含SOx的状态下，释放所保持的粒子化的灰分，并且所述排气净化系统设置有灰分粒子化装置，所述灰分粒子化装置临时执行灰分粒子化处理，所述灰分粒子化处理使所述颗粒过滤器的状态呈现如下状态：流入所述颗粒过滤器的所述排气的所述氧浓度降低并且所述颗粒过滤器的所述温度升高，从而使灰分从所述颗粒过滤器中去除。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.07.01 JP PCT/JP2011/065648;2011.07.01 JP PCT1.一种用于内燃机的排气净化系统，在所述内燃机中燃料在过氧下燃烧，其中用于捕集排气中的颗粒物质的壁流型颗粒过滤器布置于排气通道的内部，并且其中灰分与所述颗粒物质一起被所述颗粒过滤器捕集，所述排气净化系统的特征在于， 所述颗粒过滤器承载灰分粒子化试剂，所述灰分粒子化试剂具有如下特性:在流入所述颗粒过滤器的所述排气的氧浓度降低且所述颗粒过滤器的温度升高的状态下，使所述灰分粒子化且保持在所述颗粒过滤器上；以及在氧化气氛下流入所述颗粒过滤器的所述排气包含SOx的状态下，释放所保持的粒子化的灰分，并且 所述排气净化系统设置有灰分粒子化装置，所述灰分粒子化装置临时执行灰分粒子化处理，所述灰分粒子化处理使所述颗粒过滤器的状态呈现如下状态:流入所述颗粒过滤器的所述排气的所述氧浓度降低并且所述颗粒过滤器的所述温度升高，从而使灰分从所述颗粒过滤器中去除。2.如权利要求1所述的用于内燃系统的排气净化系统，其特征在于，所述灰分粒子化试剂具有高于亚硫酸的酸强度且低于硫酸的酸强度的酸强度。3.如权利要求2所述的用于内燃系统的排气净化系统，其特征在于，所述灰分粒子化试剂的所述酸强度由选自哈米特酸度函数、氢离子指数、酸解离常数和通过使用氨由程序升温脱附法获得的测定值中的一个或多个参数表达。4.如权利要求1至3中任一项所述的用于内燃系统的排气净化系统，其特征在于，在标准状态(25°C，I个大气压(IO5Pa))下，所述灰分粒子化试剂具有小于-0.83且大于-12的哈米特酸度函数。5.如权利要求1至4中任一项所述的用于内燃系统的排气净化系统，其特征在于，所述灰分粒子化试剂由选自二氧化硅-氧化铝、二氧化硅-二氧化钛、二氧化钛-氧化锆、二氧化硅-氧化锆、二氧化硅-氧化镓、二氧化钛-氧化铝、二氧化硅-氧化钇、氧化铝-氧化错、二氧化娃-氧化镧、二氧化钛-氧化镉、二氧化钛-氧化亚锡、二氧化钛-氧化锌、氧化锌-二氧化硅和氧化锌-氧化镉中的一种或多种复合氧化物形成。6.如权利要求5所述的用于内燃系统的排气净化系统，其特征在于，所述灰分粒子化试剂由二氧化硅-氧化铝形成。7.如权利要求1至6中任一项所述的用于内燃系统的排气净化系统，其特征在于，所述灰分粒子化装置使流入所述颗粒过滤器的所述排气基本为化学计量空燃比或浓的空燃比。8.如权利要求1至7中任一项所述的用于内燃系统的排气净化系统，其特征在于，所述灰分粒子化装置使所述颗粒过滤器的所述温度在所述灰分粒子化处理中为大约600°C。9.如权利要求1至8中任一项所述的用于内燃系统的排气净化系统，其特征在于，所述排气净化系统还设置有PM去除装置，所述PM去除装置用于临时执行PM去除处理，所述PM去除处理使所述颗粒过滤器的状态呈现如下状态:所述颗粒过滤器的所述温度在氧化气氛下升高以去除由所述颗粒过滤器捕集的所述颗粒物质，并且在所述PM去除处理之后，所述灰分粒子...

【专利技术属性】
技术研发人员：大月宽，中山茂树，西冈宽真，押川克彦，塚本佳久，松尾润一，祖父江优一，今井大地，菅原康，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：
国别省市：