內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]一直以來(lái)，作為被設(shè)置于內(nèi)燃機(jī)的排氣通道中的排氣凈化裝置，公開(kāi)了一種在過(guò)濾器上負(fù)載有選擇還原型NOx催化劑(以下，也稱(chēng)為“SCR催化劑”)的裝置(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。過(guò)濾器對(duì)排氣中的顆粒狀物質(zhì)(以下，也稱(chēng)為“PM”)進(jìn)行捕集。SCR催化劑以氨(NH3)為還原劑而對(duì)排氣中的NOx進(jìn)行還原。以下，有時(shí)也將這種負(fù)載有SCR催化劑的過(guò)濾器稱(chēng)為SCRF。
[0003]通過(guò)采用SCRF以作為排氣凈化裝置，從而與將過(guò)濾器和SCR催化劑分別設(shè)置在排氣通道中的情況相比，能夠進(jìn)一步減小排氣凈化裝置的大小。因此，能夠提高排氣凈化裝置的搭載性。此外，通過(guò)采用SCRF，從而能夠在排氣通道中的更上游側(cè)配置SCR催化劑。排氣通道中的SCR催化劑的配置越靠上游側(cè)，則該SCR催化劑越容易通過(guò)排氣的熱量而被加熱。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)SCR催化劑的暖機(jī)性能的提升和SCR催化劑中的Ncy.化率的提升。
[0004]此處，在SCRF中堆積有所捕集的PM。因此，在具備SCRF的排氣凈化系統(tǒng)中執(zhí)行過(guò)濾器再生處理。過(guò)濾器再生處理為使堆積在SCRF中的PM氧化并去除的處理。過(guò)濾器再生處理通過(guò)向被設(shè)置在與SCRF相比靠上游側(cè)的排氣通道中的具有氧化功能的前段催化劑供給燃料而被實(shí)現(xiàn)。當(dāng)在前段催化劑中燃料被氧化時(shí)，流入SCRF的排氣通過(guò)氧化熱而被加熱。因此，能夠使SCRF的溫度上升至促進(jìn)PM的氧化的過(guò)濾器再生溫度。
[0005]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0007]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特表2007-501353號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明所要解決的課題
[0009]在SCRF中供給有氨或氨的前驅(qū)體。而且，在被負(fù)載于SCRF上的SCR催化劑中，以氨為還原劑而對(duì)排氣中的NOx進(jìn)行還原。此處，也存在當(dāng)氨被氧化時(shí)生成情況。由于需要對(duì)這樣的NOx的生成進(jìn)行抑制，因此，難以使SCRF負(fù)載氧化能力較高的催化劑。因此，被負(fù)載于SCRF上的SCR催化劑的氧化能力非常低。
[0010]在執(zhí)行了上述這樣的過(guò)濾器再生處理時(shí)，存在被供給至前段催化劑中的燃料所包含的HC的一部分在該前段催化劑中未被氧化而穿過(guò)該前段催化劑的情況。穿過(guò)了前段催化劑的HC流入SCRF。然而，如上文所述，被負(fù)載于SCRF上的SCR催化劑的氧化能力非常低。因此，當(dāng)HC穿過(guò)前段催化劑時(shí)，該HC也穿過(guò)SCRF。
[0011 ] 此外，當(dāng)通過(guò)執(zhí)行過(guò)濾器再生處理，從而堆積在SCRF上的PM被氧化時(shí)，將生成CO。在SCRF中，該CO也難以被氧化。因此，在過(guò)濾器再生處理的執(zhí)行時(shí)，燃料中所包含的HC以及通過(guò)PM的氧化而生成的CO有可能從SCRF流出。
[0012]另外，在過(guò)濾器再生處理的執(zhí)行時(shí)，SCRF成為高溫。因此，當(dāng)以氨正吸附在SCRF中的SCR催化劑上的狀態(tài)來(lái)執(zhí)行過(guò)濾器再生處理時(shí)，將由于該氨氧化而生成NOx。如采用這種方式，則在該SCRF內(nèi)所生成的勵(lì))(有可能未被還原而從該SCRF流出。
[0013]本發(fā)明為鑒于上述的問(wèn)題而完成的發(fā)明，其目的在于，提供一種在具備SCRF的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)中，能夠?qū)υ谶^(guò)濾器再生處理的執(zhí)行時(shí)HC、CO以及NOx排出到外部的情況進(jìn)行抑制的技術(shù)。
[0014]用于解決課題的方法
[0015]在本發(fā)明中，在與SCRF相比靠下游側(cè)的排氣通道中設(shè)置后段催化劑。后段催化劑具有氧化功能，且具有在預(yù)定的第一溫度區(qū)域內(nèi)促進(jìn)通過(guò)使氨氧化而進(jìn)行的隊(duì)的生成的功能。而且，在執(zhí)行過(guò)濾器再生處理時(shí)，在某段期間內(nèi)將SCRF的溫度調(diào)節(jié)至與過(guò)濾器再生溫度相比較低的預(yù)定的第二溫度區(qū)域內(nèi)且將后段催化劑的溫度調(diào)節(jié)至第一溫度區(qū)域內(nèi)，之后，將SCRF的溫度調(diào)節(jié)為過(guò)濾器再生溫度。
[0016]更詳細(xì)而言，本發(fā)明所涉及的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)具備:前段催化劑，其被設(shè)置于內(nèi)燃機(jī)的排氣通道中，并具有氧化功能；燃料供給裝置，其向所述前段催化劑供給燃料；過(guò)濾器(SCRF)，其被設(shè)置在與所述前段催化劑相比靠下游側(cè)的排氣通道中，并對(duì)排氣中的顆粒狀物質(zhì)進(jìn)行捕集，且負(fù)載有以氨為還原劑而對(duì)排氣中的勵(lì))(進(jìn)行還原的選擇還原型NOx催化劑；氨供給裝置，其向所述過(guò)濾器供給氨或氨的前驅(qū)體；后段催化劑，其被設(shè)置在與所述過(guò)濾器相比靠下游側(cè)的排氣通道中，并具有氧化功能，且具有在預(yù)定的第一溫度區(qū)域內(nèi)促進(jìn)通過(guò)使氨氧化而進(jìn)行的N2的生成的功能；過(guò)濾器再生處理執(zhí)行部，其執(zhí)行如下的過(guò)濾器再生處理，即，通過(guò)從所述燃料供給裝置向所述前段催化劑供給燃料，從而使所述過(guò)濾器的溫度上升至促進(jìn)顆粒狀物質(zhì)的氧化的預(yù)定的過(guò)濾器再生溫度，由此使堆積在所述過(guò)濾器上的顆粒狀物質(zhì)氧化并去除，所述過(guò)濾器再生處理執(zhí)行部在執(zhí)行所述過(guò)濾器再生處理時(shí)，通過(guò)對(duì)流入所述過(guò)濾器的排氣的溫度進(jìn)行控制，從而在某段期間內(nèi)將所述過(guò)濾器的溫度調(diào)節(jié)至預(yù)定的第二溫度區(qū)域內(nèi)且將所述后段催化劑的溫度調(diào)節(jié)至所述第一溫度區(qū)域內(nèi)，之后，將所述過(guò)濾器的溫度調(diào)節(jié)為所述過(guò)濾器再生溫度，其中，所述第二溫度區(qū)域?yàn)?，與所述過(guò)濾器再生溫度相比較低，并且從被負(fù)載的選擇還原型NO5^f化劑脫離且未被氧化而從所述過(guò)濾器流出的氨量增大的第二溫度區(qū)域。
[0017]在本發(fā)明所涉及的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)中，在內(nèi)燃機(jī)的排氣通道中從上游側(cè)起依次設(shè)置有前段催化劑、SCRF以及后段催化劑。而且，從氨供給裝置向SCRF供給氨或氨的前驅(qū)體。在被負(fù)載于SCRF上的SCR催化劑中，以所供給的氨或從所供給的氨的前驅(qū)體生成的氨為還原劑而對(duì)排氣中的NOx進(jìn)行還原。此外，用于去除堆積在SCRF上的PM的過(guò)濾器再生處理通過(guò)從燃料供給裝置向前段催化劑供給燃料而被實(shí)現(xiàn)。
[0018]在本發(fā)明所涉及的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)中，被設(shè)置在與SCRF相比靠下游側(cè)的排氣通道中的后段催化劑具有氧化功能。因此，即使在執(zhí)行了過(guò)濾器再生處理時(shí)HC以及/或者CO從SCRF流出的情況下，也能夠在后段催化劑中對(duì)上述HC以及/或者CO進(jìn)行氧化。因此，能夠?qū)C以及CO向外部的排出進(jìn)行抑制。
[0019]此外，后段催化劑具有如下的功能，S卩，當(dāng)在其溫度處于預(yù)定的第一溫度區(qū)域內(nèi)的情況下供給氨時(shí)，促進(jìn)通過(guò)使所供給的氨氧化而進(jìn)行的隊(duì)的生成的功能。然而，當(dāng)通過(guò)執(zhí)行過(guò)濾器再生處理從而SCRF的溫度上升至過(guò)濾器再生溫度時(shí)，流入后段催化劑的排氣的溫度將變得非常高。其結(jié)果為，后段催化劑的溫度變得與第一溫度區(qū)域相比較高。如采用這種方式，則在后段催化劑中，通過(guò)氨被氧化，與N2相比更易生成N0X。
[0020]因此，在本發(fā)明中，在執(zhí)行過(guò)濾器再生處理的情況下，通過(guò)對(duì)流入SCRF的排氣的溫度進(jìn)行控制，從而在某段期間內(nèi)將SCRF的溫度調(diào)節(jié)至第二溫度區(qū)域內(nèi)且將后段催化劑的溫度調(diào)節(jié)至第一溫度區(qū)域內(nèi)。此處，第二溫度區(qū)域是指，與過(guò)濾器再生溫度相比較低，并且從被負(fù)載于SCRF上的SCR催化劑脫離且未被氧化而從該SCRF流出的氨量增大的溫度區(qū)域。以下，有時(shí)也將如下期間稱(chēng)為氨去除期間，所述期間為將SCRF的溫度調(diào)節(jié)至第二溫度區(qū)域內(nèi)且將后段催化劑的溫度調(diào)節(jié)至第一溫度區(qū)域內(nèi)的期間。
[0021]通過(guò)將SCRF的溫度調(diào)節(jié)至第二溫度區(qū)域內(nèi)，從而能夠使在被負(fù)載于SCRF上的SCR催化劑上所吸附的氨脫離。而且，能夠?qū)⑺撾x的氨在未被氧化的條件下向后段催化劑供給。而且，此時(shí)，通過(guò)將后段催化劑的溫度調(diào)節(jié)至第一溫度區(qū)域內(nèi)，從而能夠在該后段催化劑中使被供給的氨氧化并轉(zhuǎn)化為N2。因此，在氨去除期間內(nèi)，能夠減少被負(fù)載于SCRF上的SCR催化劑中的氨吸附量。此外，能夠?qū)υ诒回?fù)載于SCRF上的SCR催化劑上所吸附的氨被排出到外部、由于該氨被氧化而以NOx的形式被排出到外部的情況進(jìn)行抑制。
[0022]而且，在本發(fā)明中，在經(jīng)過(guò)了氨去除期間之后，S卩，在被負(fù)載于SCRF上的SCR催化劑中的氨吸附量減少了之后，使SCRF的溫度進(jìn)一步上升而調(diào)節(jié)至過(guò)濾器再生溫度。由此，能夠減少在SCRF的溫度被調(diào)節(jié)為過(guò)濾器再生溫度時(shí)由于氨被氧化而生成的NOx的量。其結(jié)果為，能夠抑制叫向外部的排出。
[0023]本發(fā)明所涉及的后段催化劑也可以被構(gòu)成為，包括氧化催化劑和以氨為還原劑而對(duì)排氣中的NOx進(jìn)行還原的SCR催化劑，而且，所述后段催化劑具有在所述第一溫度區(qū)域內(nèi)，通過(guò)使氨氧化從而生成NOx并且以剩余的氨為還原劑而對(duì)所生成的該NOx進(jìn)行還原的功能。通過(guò)采用這種方式，能夠通過(guò)氧化催化劑而對(duì)流入后段催化劑的HC以及CO進(jìn)行氧化。此外，不僅能夠?qū)⒈还┙o至后段