內燃機的排氣凈化裝置具備凈化NOX的排氣凈化催化劑和后處理裝置。排氣凈化催化劑具有使烴的濃度以預先設定的范圍內的振幅和預先設定的范圍內的周期振動時還原NOX的性質，還具有將烴氧化的功能。排氣凈化裝置對排氣凈化催化劑供給烴，并進行使后處理裝置升溫的升溫控制。排氣凈化催化劑具有比預先設定的NOX的凈化率高的高凈化率范圍。在升溫控制中，設定烴的總供給量，在高凈化率范圍中烴的供給周期短的一側的端部的區域內設定烴的供給周期。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及內燃機的排氣凈化裝置。
技術介紹
柴油發動機、汽油發動機等內燃機的排氣含有例如一氧化碳(CO)、未燃燃料(HC)、氮氧化物(NOx)或粒子狀物質(PM:Particulate Matter)等成分。為了凈化這些成分，內燃機安裝有排氣凈化裝置。作為除去氮氧化物的方法之一，已知在內燃機排氣通路配置NOx吸留催化劑。另外，作為除去粒子狀物質的方法，已知在內燃機排氣通路配置顆粒過濾器。在日本特開2009-257209號公報中，公開了在排氣通路具備NOx吸留催化劑和PM過濾器，在NOx吸留催化劑與PM過濾器之間的中間部配置有內燃機的排氣凈化系統，在該內燃機的排氣凈化系統中依次配置有用于向PM過濾器供給燃料的第二燃料添加閥、混合器和氧化催化劑。PM過濾器的再生時，通過從第二燃料添加閥供給的燃料在氧化催化劑中被氧化而使排氣的溫度上升，進而PM過濾器的溫度也上升。并且，公開了對NOx吸留催化劑的NOx還原處理與對PM過濾器的PM再生處理周期性地重合時，在從第二燃料添加閥添加燃料之前，將混合器附近的排氣的溫度上升至從第二燃料添加閥添加的燃料在混合器中可靠地氣化的溫度。專利文獻1:日本特開2009-257209號公報
技術實現思路
排氣中所含的NOx可以通過重復進行NOx的吸留和NOx的釋放以及還原的NOx吸留催化劑來進行凈化。在現有技術中，通過將流入NOx吸留催化劑的排氣的空燃比長時間維持在稀，可以在叫吸收劑的內部使NOx以硝酸根離子的形態吸收，可以從排氣中除去N0X。通過使排氣的空燃比為理論空燃比或為濃而使吸收在NOx吸收劑內部的NOx從吸收劑的內部被釋放。從吸收劑的內部被釋放的NOx通過排氣中所含的烴等還原劑而還原成氮。通過像這樣將排氣的空燃比長時間維持在稀后使排氣的空燃比為濃的控制來凈化NOx時，存在NOx吸留催化劑變為高溫時NOx凈化率下降的問題。另外，捕集在顆粒過濾器中的粒子狀物質可以通過使顆粒過濾器的溫度上升而除去。在該顆粒過濾器的再生中，可以通過對配置在顆粒過濾器的上游側且能夠進行燃料等烴的氧化的催化劑供給燃料等烴，進行顆粒過濾器的升溫。然而，設定了用于使顆粒過濾器升溫的燃料的總供給量、燃料的供給間隔時，I次的燃料的供給量變多，有可能在能夠氧化燃料的催化劑中產生燃料的損失。即，燃料穿過催化劑，其結果，有可能釋放到大氣中。本專利技術的目的是提供一種內燃機的排氣凈化裝置，該內燃機的排氣凈化裝置具備凈化NOx的排氣凈化催化劑、和達到預先設定的狀態時進行升溫的后處理裝置，即便是排氣凈化催化劑為高溫，也可以得到高NOx凈化率，進而抑制在使后處理裝置升溫時烴的穿過。本專利技術的內燃機的排氣凈化裝置在內燃機排氣通路內配置有排氣凈化催化劑，該排氣凈化催化劑用于使排氣中所含的NOx與經重整的烴反應，在該排氣凈化催化劑的排氣流通表面上擔載有貴金屬催化劑，并且在該貴金屬催化劑周圍形成有堿性的排氣流通表面部分，排氣凈化催化劑具有當使流入排氣凈化催化劑的烴的濃度以預先設定的范圍內的振幅以及預先設定的范圍內的周期振動時將排氣中所含的NOx還原的性質，并且具有當使該烴濃度的振動周期比該預先設定的范圍長時排氣中所含的NOx的吸留量增大的性質。排氣凈化裝置具備配置在比排氣凈化催化劑靠下游的內燃機排氣通路、在達到預先設定的狀態時進行升溫的后處理裝置，并形成為進行升溫控制，所述升溫控制是利用在排氣凈化催化劑中產生的烴的氧化熱使排氣的溫度上升，使后處理裝置的溫度上升。在使流入排氣凈化催化劑的烴的濃度以預先設定的范圍內的振幅以及預先設定的范圍內的周期振動的控制中，在預先設定的期間中供給預先設定的烴的總供給量時，排氣凈化催化劑具有使烴的供給周期變長時NOx的凈化率上升的上升范圍以及比預先設定的NOx的凈化率高的高凈化率范圍。所述內燃機的排氣凈化裝置在升溫控制中，設定后處理裝置的升溫所需的烴的總供給量，在高凈化率范圍中烴的供給周期短的一側的端部的區域內設定烴的供給周期以及每次的烴的供給量，以設定的烴的供給周期以及每次的烴的供給量來進行烴的供給。在上述專利技術中，優選在升溫控制中，以特定供給周期以及特定供給量來進行烴的供給，所述特定供給周期為高凈化率范圍中最短的烴的供給周期，所述特定供給量為與特定供給周期對應的每次的烴的供給量。在上述專利技術中，優選在升溫控制中，以預先設定的間隔檢測內燃機的運轉狀態，基于檢測出的內燃機的運轉狀態設定烴的供給周期以及每次的烴的供給量，變更烴的供給周期以及每次的烴的供給量。在上述專利技術中，后處理裝置可以包括顆粒過濾器，升溫控制可以包括為了氧化堆積于顆粒過濾器的粒子狀物質而使溫度上升的控制。在上述專利技術中，在排氣凈化催化劑內，通過使排氣中所含的NOx與經重整的烴反應而生成含有氮和烴的還原性中間體，烴濃度的振動周期可以是持續生成還原性中間體所需的周期。在上述專利技術中，貴金屬催化劑可以由銠Rh和鈀Pd中的至少一者以及鉬Pt構成。在上述專利技術中，排氣凈化催化劑可以包含堿性層，該堿性層形成于排氣流通表面上，且含有堿金屬或堿土類金屬或稀土類或能夠向NOx供給電子的金屬，堿性層的表面可以形成堿性的排氣流通表面部分。根據本專利技術可以提供具備凈化NOx的排氣凈化催化劑、和達到預先設定的狀態時進行升溫的后處理裝置，即便是排氣凈化催化劑為高溫，也可以得到高NOx凈化率，進而抑制在使后處理裝置升溫時烴穿過的內燃機的排氣凈化裝置。附圖說明圖1是實施方式中的壓燃式內燃機的整體圖。圖2是圖示性地表示催化劑載體的表面部分的圖。圖3是用于說明排氣凈化催化劑中的氧化反應的圖。圖4是表示在第一 NOx凈化方法中流入排氣凈化催化劑的排氣的空燃比的變化的圖。圖5是表示第一 NOx凈化方法的NOx凈化率的圖。圖6A和圖6B是用于說明第一 NOx凈化方法中利用排氣凈化催化劑進行的氧化還原反應的圖。圖7A和圖7B是用于說明第二 NOx凈化方法中利用排氣凈化催化劑進行的氧化還原反應的圖。圖8是表示在第二 NOx凈化方法中流入排氣凈化催化劑的排氣的空燃比的變化的圖。圖9是表示第二 NOx凈化方法的NOx凈化率的圖。圖10是表示在第一 NOx凈化方法中流入排氣凈化催化劑的排氣的空燃比的變化的時間圖。圖11是表示在第一 NOx凈化方法中流入排氣凈化催化劑的排氣的空燃比的變化的另一時間圖。圖12是表示在第一 NOx凈化方法中排氣凈化催化劑的氧化力與要求最小空燃比X的關系的圖。圖13是表示在第一 NOx凈化方法中能夠得到相同NOx凈化率的排氣中的氧濃度與烴濃度的振幅Λ H的關系的圖。圖14是表示在第一 NOx凈化方法中烴濃度的振幅ΛΗ與NOx凈化率的關系的圖。圖15是表示在第一 NOx凈化方法中烴濃度的振動周期Λ T與NOx凈化率的關系的圖。圖16是表示在第二 NOx凈化方法中流入排氣凈化催化劑的排氣的空燃比的變化等的圖。圖17是表示NOx排出量NOXA的映射的圖。圖18是表示在第二 NOx凈化方法中燃燒室中的燃料噴射時期的圖。圖19是表示在第二 NOx凈化方法中烴供給量WR的映射的圖。圖20是表示在第一 NOx凈化方法中來自烴供給閥的烴的噴射模式與流入排氣凈化催化劑的排氣的烴濃度的變化等的圖。圖21是說明在第一 NOx凈化方法中內燃機的運轉狀態發生了變化時的烴的噴射模式與烴濃度的變化本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】1.一種內燃機的排氣凈化裝置，其特征在于，在內燃機排氣通路內配置排氣凈化催化齊U，該排氣凈化催化劑用于使排氣中所含的NOx與經重整的烴反應，在該排氣凈化催化劑的排氣流通表面上擔載有貴金屬催化劑，并且在該貴金屬催化劑周圍形成有堿性的排氣流通表面部分； 該排氣凈化催化劑具有當使流入排氣凈化催化劑的烴的濃度以預先設定的范圍內的振幅以及預先設定的范圍內的周期振動時將排氣中所含的NOx還原的性質，并且具有當使該烴濃度的振動周期比該預先設定的范圍長時排氣中所含的NOx的吸留量增大的性質； 所述內燃機的排氣凈化裝置具備配置在比排氣凈化催化劑靠下游的內燃機排氣通路、在達到預先設定的狀態時進行升溫的后處理裝置，并形成為進行升溫控制，所述升溫控制是利用在排氣凈化催化劑中產生的烴的氧化熱使排氣的溫度上升，使后處理裝置的溫度上升; 在使流入排氣凈化催化劑的烴的濃度以預先設定的范圍內的振幅以及預先設定的范圍內的周期振動的控制中，在預先設定的期間中供給預先設定的烴的總供給量時，排氣凈化催化劑具有使烴的供給周期變長時NOx的凈化率上升的上升范圍以及比預先設定的NOx的凈化率高的高凈化率范圍； 所述內燃機的排氣凈化裝置在升溫控制中，設定后處理裝置的升溫所需的烴的總供給量，在高凈化率范圍中烴的供給周期短的一側的端部的區域內設定烴的供給周期以及每次的烴的供給量，以設定的烴的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：井上三樹男，吉田耕平，美才治悠樹，
申請(專利權)人：豐田自動車株式會社，
類型：
國別省市：
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