[發明專利]發動機的排氣脫氮裝置

無效

• 申請號: 02102316.6
• 申請日: 2002-01-15
• 公開（公告）號: CN1368597A
• 公開（公告）日: 2002-09-11
• 發明（設計）人: 西山利彥;若本晃太郎
• 申請（專利權）人: 株式會社小松制作所
• 主分類號: F02D41/04
• 分類號: F02D41/04
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 汪惠民

技術領域

本發明涉及一種發動機的排氣脫氮裝置，特別是涉及一種柴油發動機的排氣脫氮裝置。

背景技術

至今，對柴油發動機的排氣脫氮裝置提出了各種方案，日本特開7-279718號公報上發表的柴油發動機的排氣脫氮裝置就是其中的一例。

根據日本特開7-279718號公報，在發動機的排氣通路中設置NOx吸收劑，同時設有具有控制流動排氣量的EGR控制閥的排氣再循環(EGR)流路。NOx吸收劑在通常狀態下吸收NOx，當燃燒室內的空燃比為富的時候釋放NOx，通過CO和CH還原NOx。當使燃燒室內的空燃比為富的時候，打開EGR控制閥并使排氣進行再循環，減少吸入空氣量并增加噴射的燃料，使空燃比變為富狀態。同時為了不使發動機的輸出轉矩有變化還要進一步增加燃料噴射量。

但是，在上述結構中，由于在通常運轉時關閉EGR控制閥，至使排出的氣體中含有大量的NOx，所以，必須增加NOx吸收劑，對于大型發動機由于占地面積大會造成結構上的問題，而且還會提高成本。另外，如果在高負載時增加燃料量，就會使筒內壓力和排氣溫度上升，以至降低發動機的可靠性和耐久性。

本發明著眼于上述問題點，其目的在于提供一種能夠使NOx吸收催化劑小型化、不會降低發動機的可靠性和耐久性并可降低成本的發動機的排氣脫氮裝置。

發明內容

為了達到上述目的，本發明的發動機的排氣脫氮裝置，是具有NOx吸收催化劑和向吸入氣體中混入排出氣體的排氣再循環流路的發動機的排氣脫氮裝置；所述NOx吸收催化劑，是在發動機的排氣管路中，當流入排氣的空燃比為貧狀態時吸收NOx，而當流入排氣的空燃比為富狀態時釋放NOx；

并設有排氣再循環量控制機構，所述排氣再循環量控制機構，當所吸收的NOx的儲存量在規定值以下時，使規定量的降低NOx用排氣進行再循環，而當所吸收的NOx的儲存量超過規定值釋放NOx時，使規定量以上的排氣進行再循環以便使空燃比變為富狀態。

根據這個結構，由于當發動機的排氣空燃比為貧狀態時能使規定量(例如，是排氣量的10％～15％)的排氣進行再循環，所以，能夠在通常的稀薄燃燒狀態下降低排氣中的NOx。而且，由于設置了排氣再循環量控制機構，所以，能夠調節到使釋放為最佳的排氣再循環量，并可使NOx吸收催化劑小型化，實現縮小場地面積和發動機的小型化。

另外，在發動機的排氣脫氮裝置中，排氣再循環量控制機構，當使流入NOx吸收催化劑中的排氣的空燃比變為富狀態時，可將流動的排氣再循環量調節到其空氣過剩率在1.0至1.3之間。

根據這個結構，設有能夠把排氣再循環量的空氣過剩率控制在1.0～1.3左右的排氣再循環量控制機構。因此，能夠使排氣空燃比變為富狀態，進行NOx的釋放和還原，不必噴出大量的還原劑燃料，所以能防止燃料消費率的增長。另外，將空氣過剩率在空燃比是理論混合比時定為“1”。而所謂的富狀態，是指空燃比接近理論混合比的狀態，所謂的貧狀態，相當于比富狀態的空燃比大的狀態，根據發動機的種類其空氣過剩率是不同的。在調節所述排氣再循環量時，把排氣中的氧氣濃度換算為氧氣濃度約占20％的空氣，將換算的空氣作為吸氣量的一部分并加入新的氣體作為全空氣量。

另外，在發動機的排氣脫氮裝置中，排氣再循環量控制機構，具有設置在發動機吸氣管的管路中并開閉自如的吸氣節流閥及設置在發動機排氣管的管路中并開閉自如的排氣節流閥中的至少一個節流閥，和控制裝置；

控制裝置，當使排氣的空燃比變為富狀態時，輸出使吸氣節流閥及排氣節流閥中的任意一個節流閥的開度變小的控制信號。

根據這個結構，通過使設置在排氣管路或吸氣管路中的節流閥的開度變小，能夠容易地使供氣氣壓比排氣氣壓大幅度降低。這樣，可使大量的排氣進行再循環以變使排氣的空燃比變為富狀態，既構造簡單，又減小了占地面積還可降低成本。

另外，在發動機的排氣脫氮裝置中，排氣再循環流路，具有第1排氣再循環流路，和與第1排氣再循環流路并排設置的至少一個第2排氣再循環流路；

排氣再循環量控制機構，具有設置在第2排氣再循環流路中并開閉自如的第2再循環流路調節閥，和檢測NOx量的NOx量檢測裝置，和根據從NOx量檢測裝置輸出的NOx量計算NOx吸收催化劑的NOx儲存量并判斷所計算的NOx儲存量是否在規定值以下的控制裝置；

控制裝置，當算出的NOx儲存量超過規定值時，輸出打開第2再循環流路調節閥的控制信號，使發動機的排氣的空燃比變為富狀態。