廢氣處理裝置、柴油發(fā)動機(jī)以及廢氣處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種具備多個通過還原劑對廢氣進(jìn)行凈化的NOx還原催化劑的廢氣處 理裝置、柴油發(fā)動機(jī)以及廢氣處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在柴油發(fā)動機(jī)中，為了降低廢氣中所含有的NOx(氮氧化物）的量，例如，在專利文 獻(xiàn)1中記載了通過兩個吸留還原型NOjf化劑對來自柴油發(fā)動機(jī)的廢氣進(jìn)行處理的技術(shù)。
[0003]在先技術(shù)文獻(xiàn)[0004] 專利文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2006-233893號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 發(fā)明要解決的課題
[0007]作為對柴油發(fā)動機(jī)的廢氣進(jìn)行處理的技術(shù)，具有使用選擇催化劑和還原劑對廢氣 中所含有的N0X進(jìn)行還原的、被稱為所謂的尿素SCR(SelectiveCatalyticReduction)的 技術(shù)。在柴油發(fā)動機(jī)的排氣量較小的情況下，能夠通過一個選擇催化劑對廢氣進(jìn)行凈化。然 而，當(dāng)柴油發(fā)動機(jī)的排氣量增大時，就一個N0X還原催化劑而言，對廢氣進(jìn)行處理的能力不 足。因此，使廢氣的通路分支為多個，通過配置在各個通路中的選擇催化劑而對廢氣進(jìn)行處 理。在這樣的處理中，如果向多個選擇催化劑供給的還原劑的量不適當(dāng)，則會發(fā)生勵^勺凈 化變得不充分或?qū)⑽从糜诜磻?yīng)的氨氣排出。
[0008] 在專利文獻(xiàn)1所記載的技術(shù)中，使用與并排設(shè)置有氧化催化劑的顆粒過濾器、負(fù) 載有吸留還原型N0X催化劑的顆粒過濾器、吸留還原型N0X催化劑、選擇還原型勵^崔化劑等 的排氣清潔器相比靠下游處的排氣壓力來求出在各排氣系統(tǒng)中流動的排氣流量。在該技術(shù) 中，各過濾器（相當(dāng)于排氣清潔器）的上游處的排氣壓力由于各過濾器的PM捕集量等的相 對差而存在實際排氣流量（實際吸入空氣量）的運(yùn)算精度降低的可能性，因此將排氣壓力 的計測位置限定于各過濾器的下游（說明書的第0095段）。然而，在排氣清潔器的下游側(cè)， 排氣壓力（廢氣的壓力）及其變化較低，難以確保計測排氣壓力時的精度。因此，難以確保 使用與排氣清潔器相比靠下游處的排氣壓力求出的、在各排氣系統(tǒng)中流動的排氣流量的精 度。其結(jié)果是，在專利文獻(xiàn)1所記載的技術(shù)中，難以對多個催化劑供給適當(dāng)量的還原劑。
[0009] 本發(fā)明的目的在于，在為了對N0X進(jìn)行還原而使用對NO，進(jìn)行還原的多個催化劑 對從柴油發(fā)動機(jī)排出的廢氣進(jìn)行處理的情況下，高精度地向各個催化劑供給適當(dāng)量的還原 劑。
[0010] 用于解決課題的手段
[0011] 根據(jù)本發(fā)明，提供一種廢氣處理裝置，其包括：多個廢氣通路，所述多個廢氣通路 使柴油發(fā)動機(jī)排出的廢氣以分支為多個的方式通過；還原催化劑，所述還原催化劑設(shè)置于 各個所述廢氣通路，并通過還原劑對廢氣中的N0X進(jìn)行還原；NOx檢測傳感器，所述NO，檢測 傳感器配置在比所述催化劑靠廢氣的流動方向的上游側(cè)，并對所述柴油發(fā)動機(jī)排出的廢氣 所含有的N0X的濃度進(jìn)行檢測；壓力傳感器，所述壓力傳感器配置在各個所述還原催化劑 的、廢氣的流動方向的上游側(cè)，并對各個所述廢氣通路內(nèi)的壓力進(jìn)行檢測；控制裝置，所述 控制裝置至少根據(jù)各個所述壓力傳感器的檢測值求出在各個所述廢氣通路中流動的廢氣 的流量，根據(jù)所得到的各個所述廢氣通路中的廢氣的流量以及所述N0X檢測傳感器檢測出 的N0X的濃度求出各個所述廢氣通路中的N0X的流量，并且根據(jù)所得到的各個所述廢氣通路 中的N0X的流量，求出向各個所述還原催化劑供給的還原劑的量。
[0012] 在本發(fā)明中，優(yōu)選為，所述廢氣處理裝置具有求出所述柴油發(fā)動機(jī)排出的廢氣的 總流量的廢氣總流量檢測部，所述控制裝置根據(jù)各個所述壓力傳感器的檢測值，求出在各 個所述廢氣通路中流動的廢氣的流量比，并根據(jù)所得到的所述流量比以及廢氣的所述總流 量求出在各個所述廢氣通路中流動的廢氣的流量。
[0013] 在本發(fā)明中，優(yōu)選為，所述控制裝置根據(jù)所述柴油發(fā)動機(jī)的吸入空氣量和對于所 述柴油發(fā)動機(jī)的燃料噴射量來求出廢氣的所述總流量。
[0014] 在本發(fā)明中，優(yōu)選為，所述廢氣處理裝置具備對在各個所述廢氣通路中流動的廢 氣的溫度進(jìn)行檢測的溫度傳感器，所述控制裝置還使用所述溫度傳感器檢測出的廢氣的溫 度，求出在所述廢氣通路中流動的廢氣的流量。
[0015] 在本發(fā)明中，優(yōu)選為，在各個所述還原催化劑的、廢氣的流動方向的上游側(cè)分別設(shè) 置有過濾器，各個所述壓力傳感器配置在各個所述過濾器與所述還原催化劑之間。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明，提供一種具備上述廢氣處理裝置的柴油發(fā)動機(jī)。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明，提供一種廢氣處理方法，其在使柴油發(fā)動機(jī)排出的廢氣向多個廢氣 通路分支并向多個對NOx進(jìn)行還原的還原催化劑引導(dǎo)、并通過還原劑以及所述還原催化劑 對所述廢氣中的NOx進(jìn)行還原時，包括下述步驟：至少根據(jù)各個所述還原催化劑的、廢氣的 流動方向的上游側(cè)的所述廢氣通路內(nèi)的壓力，求出在各個所述廢氣通路中流動的廢氣的流 量；根據(jù)所得到的各個所述廢氣通路中的廢氣的流量以及比所述還原催化劑靠所述廢氣的 流動方向的上游側(cè)的廢氣所含有的所述NOx的濃度，求出各個所述廢氣通路中的NOx的流 量；根據(jù)所得到的各個所述廢氣通路中的流量求出向各個所述還原催化劑供給的還 原劑的量。
[0018] 在本發(fā)明中，優(yōu)選為，在求出在各個所述廢氣通路中流動的廢氣的流量的步驟中， 根據(jù)各個所述廢氣通路內(nèi)的壓力，求出在各個所述廢氣通路中流動的廢氣的流量比，并根 據(jù)所得到的所述流量比以及廢氣的總流量求出在各個所述廢氣通路中流動的廢氣的流量。
[0019] 在本發(fā)明中，優(yōu)選為，根據(jù)所述柴油發(fā)動機(jī)的吸入空氣量和對于所述柴油發(fā)動機(jī) 的燃料噴射量來求出廢氣的所述總流量。
[0020] 在本發(fā)明中，優(yōu)選為，在求出在各個所述廢氣通路中流動的廢氣的流量的步驟中， 還使用在各個所述廢氣通路中流動的廢氣的溫度，求出在所述廢氣通路中流動的廢氣的流 量。
[0021] 發(fā)明效果
[0022] 在本發(fā)明中，在為了對N0X進(jìn)行還原而使用對NOx進(jìn)行還原的多個催化劑對從柴油 發(fā)動機(jī)排出的廢氣進(jìn)行處理的情況下，能夠高精度地向各個催化劑供給適當(dāng)量的還原劑。
【附圖說明】
[0023] 圖1是表示具備本實施方式所涉及的廢氣處理裝置的柴油發(fā)動機(jī)的概要圖。
[0024] 圖2是表示具備本實施方式的變形例所涉及的廢氣處理裝置的柴油發(fā)動機(jī)的概 要圖。
[0025] 圖3是表示第一還原催化劑中的流量與壓力參數(shù)之間的關(guān)系的圖。
[0026] 圖4是本實施方式所涉及的廢氣處理方法的處理流程圖。
【具體實施方式】
[0027] 參照附圖對用于實施本發(fā)明的方式（實施方式）進(jìn)行詳細(xì)說明。在本實施方式中， 流體的流量、即吸入空氣量以及廢氣的流量等均為質(zhì)量流量。
[0028]〈柴油發(fā)動機(jī)〉
[0029] 圖1是表示具備本實施方式所涉及的廢氣處理裝置的柴油發(fā)動機(jī)的概要圖。柴油 發(fā)動機(jī)10具備廢氣處理裝置20。關(guān)于廢氣處理裝置20后文進(jìn)行敘述。柴油發(fā)動機(jī)10以 及廢氣處理裝置20由控制裝置50控制。柴油發(fā)動機(jī)10具備燃料噴射裝置11和作為吸氣 通路的吸氣管12。另外，廢氣處理裝置20所具備的作為廢氣導(dǎo)入通路的排氣管21安裝于 柴油發(fā)動機(jī)10的排氣口 16。
[0030] 在吸氣管12的入口 121處安裝有用于去除空氣中的灰塵的空氣濾清器13。吸氣 管12的出口 12E安裝于柴油發(fā)動機(jī)10的吸氣口 17。在吸氣管12上安裝有吸入空氣量傳 感器14。吸入空氣量傳感器14對通過吸氣管12而被吸入柴油發(fā)動機(jī)10的空氣AI的流量 (在本實施方式中為質(zhì)量流量）進(jìn)行檢測。吸入空氣量傳感器14與控制裝置50電連接。 通過這樣的結(jié)構(gòu)，控制裝置50獲取吸入空氣量傳感器14的計測值?？刂蒲b置50將吸入空 氣量傳感器14的計測值用于以廢氣處理裝置20的控制為代表的柴油發(fā)動機(jī)10的控制。
[0031] 燃料噴射裝置11向柴油發(fā)動機(jī)10供給燃料。更具體而言，向與柴油發(fā)動機(jī)10所 具有的各個工作缸10C對應(yīng)的燃燒室噴射燃料。在本實施方式中，燃料噴射裝置11為包含 蓄壓室11R和噴射器111的、所謂共軌方式的裝置。燃料噴射裝置11由控制裝置50控制。 具體而言，例如，控制裝置50根據(jù)柴油發(fā)動機(jī)10的轉(zhuǎn)速以及負(fù)載等運(yùn)轉(zhuǎn)條件使適當(dāng)量的燃 料從噴射器111噴射。在本實施方式中，燃料噴射裝置11不限定于共軌方式。
[0032]〈廢氣處理裝置〉
[0033] 廢氣處理裝置20為對從柴油發(fā)動機(jī)10排出的廢氣EX進(jìn)行凈化的裝置，主要降低 廢氣EX中所含有的NOx (氮氧化物）。在本實施方式中，廢氣處理裝置20包括：多個作為廢 氣通路的第一分支管22A以及第二分支管22B、NOx檢測傳感器15、作為對NOx進(jìn)行還原的 還原催化劑（以下，適當(dāng)稱為N0X還原催化劑）的第一催化劑25A以及第二催化劑25B、作 為壓力傳感器的第一壓力傳感器27A以及第二壓力傳感器27B、前述的控制裝置50。在本 實施方式中，前述的排氣管21也包含于廢氣處理裝置20中，然而排氣管21對于廢氣處理 裝置20并不是必需的。
[0034] 在本實施方式中，就廢氣處理裝置20而言，第一分支管22A以及第二分支管22B、 N0X檢測傳感器15、第一催化劑25A以及第二催化劑25B、第一壓力傳感器27A以及第二壓 力傳感器27B、控制裝置50是最小程度的構(gòu)成要素。在本實施方式中，廢氣處理裝置20還 具備：