內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]已知一種如下的技術(shù)，即，通過在內(nèi)燃機(jī)的排氣的溫度較低時，將氨與NOx進(jìn)行反應(yīng)而生成的硝酸錢保持在選擇還原型NOx催化劑(以下，也稱為SCR(Selective CatalyticReduct1n)催化劑)中，從而對NOx向大氣中被排出的情況進(jìn)行抑制。(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。
[0003]然而，在SCR催化劑的溫度或排氣的溫度較低時，也存在難以向SCR催化劑供給氨的情況。在該情況下，無法使SCR催化劑所吸附的氨量增加。另一方面，由于在硝酸銨被生成時氨被消耗，因此SCR催化劑所吸附的氨量會減少。而且，在SCR催化劑的溫度充分上升而活化之時，若SCR催化劑所吸附的氨量較少，則用于對N0X?行還原的氨有可能會不足。此外，當(dāng)硝酸銨的生成量較多時，即使SCR催化劑的溫度上升，到該硝酸銨被去除為止也會花費很多時間。而且，即使將SCR催化劑的溫度上升至對NO )(進(jìn)行還原所需的足夠的溫度，但在存在硝酸銨的各處也將變得無法對氨進(jìn)行吸附。因此，對N0X?行凈化會變得困難。故此，雖然在生成硝酸銨時能夠?qū)α鞒鲞M(jìn)行抑制，但是有可能在此后SCR催化劑的溫度充分上升了的情況下因氨的不充足而使NOx流出，從而作為整體而使流出量增多。
[0004]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開2006-320854號公報
[0007]專利文獻(xiàn)2:日本特開2012-031787號公報
[0008]專利文獻(xiàn)3:日本特開2004-346794號公報
[0009]專利文獻(xiàn)4:日本特開2011-102573號公報
[0010]專利文獻(xiàn)5:日本特開2010-101237號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]發(fā)明所要解決的課題
[0012]本發(fā)明為鑒于上述問題點而完成的發(fā)明，其目的在于，降低向大氣中排放的NOx量。
[0013]用于解決課題的方法
[0014]為了達(dá)成上述課題，本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置具備:選擇還原型N0x催化劑，其被設(shè)置于內(nèi)燃機(jī)的排氣通道中，并將氨作為還原劑而對NOx進(jìn)行還原；供給裝置，其向所述選擇還原型NOx催化劑供給氨；溫度檢測裝置，其對所述選擇還原型NO x催化劑的溫度進(jìn)行測定或推斷；硝酸銨量檢測裝置，其對在所述選擇還原型NOx催化劑中所生成的硝酸銨的量進(jìn)行測定或推斷，在所述內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置中還具備控制裝置，所述控制裝置通過從所述內(nèi)燃機(jī)的啟動時所述選擇還原型NO5^f化劑所吸附的氨量中減去所述選擇還原型NOx催化劑中所生成的硝酸銨的量，從而對當(dāng)前時間點處所述選擇還原型NO x催化劑所吸附的氨量進(jìn)行計算，并且在根據(jù)當(dāng)前時間點處所述選擇還原型NOx催化劑所吸附的氨量而推斷出的NOx凈化率小于閾值的情況下，與所述NO 一爭化率在閾值以上的情況相比而使流入所述選擇還原型NOx催化劑中的NO 2的量減少。
[0015]當(dāng)SCR催化劑的溫度以某種程度而升高時，氨與NO2進(jìn)行反應(yīng)而生成硝酸銨。由于該硝酸銨停留在SCR催化劑中，因此能夠通過將NO2轉(zhuǎn)化為硝酸銨并預(yù)先貯藏于SCR催化劑中，從而抑制NOx向大氣中的排出。此外，由于氨與NO2開始進(jìn)行反應(yīng)的溫度低于NO被還原的溫度，因此即使在較低的溫度下也能夠抑制NOx向大氣中的排出。
[0016]但是，雖然能夠在生成硝酸銨時對叫的流出進(jìn)行抑制，但是在此后SCR催化劑的溫度充分升高時會有氨不充足的情況。對此，由于在NOx凈化率成為小于閾值之前氨的吸附量減少了的情況下，只需對硝酸銨的生成進(jìn)行抑制，就能夠在SCR催化劑的溫度變?yōu)樽銐蚋邥r迅速地對NOx進(jìn)行凈化，因此能夠提高作為整體而言的NO 一爭化率。另外，閾值能夠設(shè)為，成為容許范圍的下限值的NOx凈化率或有可能成為容許范圍的下限值的NOx*化率。
[0017]另外，在減少流入SCR催化劑中的NO2的量的方法中，包括通過控制單元而不使NO 2量增多的方法或雖然通過控制單元而使NO2量增多但是使其程度減小的方法。而且，也可以通過使勵沖的NO 2的比例降低，從而使NO 2的量減少。
[0018]所述控制裝置也可以通過從所述內(nèi)燃機(jī)的啟動時所述選擇還原型NOx催化劑所吸附的氨量中減去所述選擇還原型NOx催化劑中為了生成硝酸銨所消耗的氨的量，從而對當(dāng)前時間點處所述選擇還原型NOx催化劑所吸附的氨量進(jìn)行計算。
[0019]在本發(fā)明中，所述控制裝置能夠通過使流入所述選擇還原型NO5^f化劑的NOx*的勵2的比例提高，從而使流入所述選擇還原型NO x催化劑中的NO 2的量增多，并通過使流入所述選擇還原型NO5^f化劑的勵)(中的NO2的比例降低，從而使流入所述選擇還原型勵^崔化劑中的NO2的量減少。
[0020]在此，NOx主要由NO和NO2組成。即，通過使NO x中的NO 2的比例提高，從而使NO x中的NO的比例降低。此外，即便使NO與NO2的比例變化，NO5^量本身也不會變化。而且，SCR催化劑中NO被還原的溫度高于由NO2生成硝酸銨的溫度。因此，能夠通過在SCR催化劑的溫度較低時，使顯2的比例提高，從而抑制NO XJA SCR催化劑中流出。另一方面，在根據(jù)SCR催化劑所吸附的氨量而推斷出的NOx凈化率小于閾值的情況下，能夠通過使NO 2的比例降低，從而抑制硝酸銨的生成。由此，能夠抑制NCVf化率的降低。
[0021]在本發(fā)明中，所述控制裝置在根據(jù)當(dāng)前時間點處所述選擇還原型NOx催化劑所吸附的氨量而推斷出的NOx凈化率小于閾值的情況下，與所述NOx凈化率在閾值以上的情況相比而在所述選擇還原型NOx催化劑的溫度在氨與NO2進(jìn)行反應(yīng)的預(yù)定溫度以上的情況下，實施使流入所述選擇還原型NOx催化劑中的NO2的量的減少。
[0022]在此，如果SCR催化劑的溫度在預(yù)定溫度以上，則氨會與NO2進(jìn)行反應(yīng)而生成硝酸銨。由于在處于該溫度的情況下，且NOx凈化率小于閾值的情況下，如果減少流入SCR催化劑中的NO2的量，則能夠使硝酸銨的生成量減少，因此能夠抑制NO x凈化率降低。另一方面，如果SCR催化劑的溫度小于預(yù)定值，則由于氨與NO2不進(jìn)行反應(yīng)，因此也不會生成硝酸銨，故此，無需使流入SCR催化劑中NO2的量減少。另外，預(yù)定溫度可以設(shè)為氨與顯2進(jìn)行反應(yīng)而開始生成硝酸銨的最低溫度，也可以設(shè)為所生成的硝酸銨量相對于流入SCR催化劑中的NO2量之比成為最高時的溫度。此外，也可以設(shè)為，根據(jù)SCR催化劑的溫度上升而所生成的硝酸銨量相對于流入SCR催化劑中N02量之比進(jìn)行變化的范圍之中的任意的溫度。
[0023]在本發(fā)明中，所述控制裝置在根據(jù)當(dāng)前時間點處所述選擇還原型NOx催化劑所吸附的氨量而推斷出的NOx凈化率小于閾值的情況下，與所述NOx凈化率在閾值以上的情況相比而在所述選擇還原型NOx催化劑的溫度小于能夠?qū)O進(jìn)行還原的溫度的情況下，能夠?qū)嵤┦沽魅胨鲞x擇還原型NO5^f化劑中NO2的量的減少。
[0024]在此，只要SCR催化劑的溫度升高至能夠?qū)O進(jìn)行還原的溫度，則即使不生成硝酸銨也能夠?qū)O以及NO2進(jìn)行還原。因此，無需生成硝酸銨。此外，由于當(dāng)SCR催化劑的溫度升高時將會變得無法生成硝酸銨，因此無需使流入SCR催化劑中的NO2的量增多。而且，由于通過使流入SCR催化劑中的NO2的量降低而使NO的量增加，從而能夠促進(jìn)NO和NO 2與氨進(jìn)行反應(yīng)，因此能夠使NOx凈化率提高。
[0025]在本發(fā)明中還具備催化劑，所述催化劑在與所述選擇還原型NO5^f化劑相比靠上游處具有氧化功能，所述控制裝置能夠通過使流入具有所述氧化功能的催化劑中的未燃燒燃料量增多，從而使流入所述選擇還原型NO5^f化劑中NO 2的量減少。
[0026]在NO穿過具有氧化功能的催化劑時，NO通過排氣中所含有的氧而被氧化從而成為N02。但是，如果此時排氣中含有未燃燒燃料，則排氣中的氧會因未燃燒燃料的氧化而被消耗。而且，即使以NO的狀態(tài)流入SCR催化劑中，也不會與氨進(jìn)行反應(yīng)而穿過SCR催化劑。因此，通過使排氣中的未燃燒燃料量降低，從而能夠抑制排氣中的氧被未燃燒燃料消耗的情況。B卩，由于能夠促進(jìn)NO的氧化，因此能夠使流入SCR催化劑中的NO2的量增加。另一方面，在根據(jù)SCR催化劑所吸附的氨量而推斷出的NOx凈化率小于閾值的情況下，能夠通過減少量從而抑制硝酸銨的生成。S卩，由于通過使流入具有氧化功能的催化劑中的未燃燒燃料量增多而抑制NO的氧化，因此能夠減少NO2的量。
[0027]在本發(fā)明中還具備催化劑和氧供給裝置，所述催化劑在與所述選擇還原型NO5^f化劑相比靠上游處具有氧化功能，所述氧供給裝置向與具有所述氧化功能的催化劑相比靠上游的排氣中供給氧，所述控制裝置能夠通過使由所述氧供給裝置向與具有所述氧化功能的催化劑相比靠上游的排氣中所供給的氧的量減少，從而使流入所述選擇還原型N0x催化劑中的NO2的量減少。
[0028]由于當(dāng)向具有氧化功能的催化劑供給氧時，NO在具有氧化功能的催化劑中較容易被氧化，因此能夠使流入SCR催化劑中的NO2的量增加。另一方面，能夠通過在根據(jù)SCR催化劑所吸附的氨量而推斷出的NOx凈化率小于閾值的情況下使勵2的量減少，從而對硝酸銨的生成進(jìn)行抑制。即，由于通過使流入具有氧化功能的催化劑中的氧的量減少而抑制NO的氧化，因此能夠減少NO2的量。
[0029]在本發(fā)明中還可具備催化劑和熱量供給單元，所述催化劑在與所述選擇還原型NOx催化劑相比靠上游處具有氧化功能，所述熱量供給單元向具有所述氧化功能的催化劑供給熱量，所述控制裝置通過所述熱量供給單元向具有所述氧化功能的催化劑供給熱量，直至所述選擇還原型NO5^f化劑的溫度成為所述預(yù)定溫度以上為止。
[0030]由于通過使具有氧化功能的催化劑的溫度迅速上升而能夠迅速地對NO進(jìn)行氧化，因此能夠提前地使流入SCR催化劑中的NO2的量增加。
[0031]發(fā)明效果
[0032]根據(jù)本發(fā)明，能夠降低向大氣中排放的NOx量。
【附圖說明】
[0033]圖1為表示實施例1所涉及的內(nèi)燃機(jī)的概要結(jié)構(gòu)的圖。
[0034]圖2為表示一般情況下的SCR催化劑的溫度與NOx凈化率的關(guān)系的圖。
[0035]圖3為表示SCR催化劑的溫度與NO以及勵2的凈化率的關(guān)系圖。
[0036]圖4為表示NO凈化率、勵2凈化率、NO 2比例的推移的時序圖。
[0037]圖5為表示SCR催化劑的溫度、從內(nèi)燃機(jī)被排出的HC量、CO量、與SCR催化劑相比靠下游側(cè)的勵^農(nóng)度(也可以作為勵)(量)、與SCR催化劑相比靠下游側(cè)的NO濃度(也可以作為NO量)的推移的時序圖。
[0038]圖6為表示對硝酸銨生成量進(jìn)行計算的流程的流程圖。
[0039]圖7為表示SCR催化劑的溫度與硝酸銨生成率的關(guān)系的圖。
[0040]圖8為表示SCR催化劑的溫度與硝酸銨的分解量的關(guān)系的圖。
[0041]圖9為表示對硝酸銨生成量進(jìn)行計算的另外的流程的流程圖。
[0042]圖10為表示SCR催化劑6的溫度與硝酸銨可生成量GPGNA的關(guān)系的圖。
[0043]圖11為表示氨吸附量(NH3吸附量)與SCR催化劑中的NO x凈化率的關(guān)系的圖。
[0044]圖12為表示SCR