[發明專利]內燃機的排氣凈化裝置

無效

• 申請號: 200980100234.0
• 申請日: 2009-05-15
• 公開（公告）號: CN101999035A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發明（設計）人: 大坪康彥
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: F01N3/24
• 分類號: F01N3/24;F01N3/20
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 蔣亭;苗堃

技術領域

本發明涉及一種內燃機的排氣凈化裝置。

背景技術

在柴油發動機或汽油發動機等內燃機的廢氣中，例如含有一氧化碳(CO)、未燃燃料(HC)、氮氧化物(NO_X)或顆粒物質(PM：ParticulateMatter)等成分。在內燃機中，為了將這些成分凈化而安裝有排氣凈化裝置。

為了將廢氣中所含的顆粒物質從廢氣中除去，在內燃機的內燃機排氣通道中配置顆粒過濾器。顆粒物質被顆粒過濾器捕集而堆積。在所堆積的顆粒物質的量超過容許量時，就會進行從顆粒過濾器中除去顆粒物質的再生。在將顆粒過濾器再生時，通過在空氣過量的氣氛中使溫度上升來使顆粒物質燃燒。

在日本特開2004-52611號公報中，公開有如下的內燃機的排氣凈化裝置，即，4個氣缸被分為氣缸組A及氣缸組B，針對各個氣缸組，配置有氧化催化劑及NO_X捕集催化劑。在排氣通道的匯流部的下游側，配置有微粒捕集器。該公報中公開，在NO_X捕集催化劑再生時，在一個氣缸組中，進行后補噴射(Post?Injection)而將廢氣的空燃比設為濃，另一個氣缸組的廢氣的空燃比設為稀。公開了在NO_X捕集催化劑再生時，流入微粒捕集器的廢氣的空燃比變為稀，微粒被燃燒。

氧化催化劑具有未燃燃料等的氧化反應活化的活化溫度。在內燃機主體起動等時，需要將氧化催化劑升溫到活化溫度以上。氧化催化劑可以利用廢氣加熱。從內燃機主體中排出的廢氣的熱被內燃機排氣通道的構成部件吸收。此外，廢氣的熱向大氣中放出。因此，在氧化催化劑配置于遠離內燃機主體的位置的情況下，在內燃機起動等時，氧化催化劑的升溫很費時間。

如上述的日本特開2004-52611號公報中所公開的那樣，通過將氧化催化劑配置于內燃機的內燃機主體附近，則即使在內燃機主體或內燃機排氣通道的構成部件的溫度低時，也可以在短時間內將氧化催化劑升溫到活化溫度以上。其結果是，可以迅速地開始廢氣中所含的未燃燃料等的氧化。

但是，在安裝于排氣凈化裝置中的排氣處理裝置中，為了達成規定的目的，有時會升溫到比正常運轉狀態的溫度高的溫度。在應當升溫的排氣處理裝置的上游側配置有氧化催化劑的情況下，利用氧化催化劑的氧化反應熱將廢氣升溫。利用升溫了的廢氣可以將排氣處理裝置加熱。

例如，在內燃機排氣通道中配置有顆粒過濾器的情況下，在顆粒過濾器再生時需要升溫。在顆粒過濾器的上游側配置有氧化催化劑的情況下，向氧化催化劑供給未燃燃料而利用氧化反應熱將廢氣升溫。可以利用高溫的廢氣將顆粒過濾器升溫。

在氧化催化劑配置于內燃機主體附近的情況下，有時會有氧化催化劑與顆粒過濾器的距離變長的情況。用氧化催化劑升溫的廢氣在到達顆粒過濾器之前溫度降低。因此，在利用配置于內燃機主體附近的氧化催化劑使廢氣的溫度上升的情況下，需要將氧化催化劑出口的廢氣的溫度設為比顆粒過濾器的再生溫度高的溫度。

但是，氧化催化劑一旦溫度升高則熱劣化就會增大。因此，在利用氧化催化劑的氧化反應熱將配置于下游的排氣處理裝置升溫的情況下，氧化催化劑的熱劣化量變大。氧化催化劑因發生熱劣化而例如氧化速度降低或活化溫度升高。因此，優選氧化催化劑的熱劣化小。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種抑制配置于內燃機排氣通道中的氧化催化劑的熱劣化的內燃機的排氣凈化裝置。

本發明的第一方式的內燃機的排氣凈化裝置具備：配置于內燃機排氣通道內的第一氧化催化劑、配置于第一氧化催化劑下游的內燃機排氣通道內的混合器、以及配置于混合器下游的內燃機排氣通道內的第二氧化催化劑。在應當將第二氧化催化劑升溫時，進行交替地重復從內燃機主體中排出的廢氣的空燃比變為濃的期間和變為稀的期間的重復控制，以使得從內燃機主體中排出的空燃比為濃的廢氣中所含的未燃燃料的一部分及從內燃機主體中排出的空燃比為稀的廢氣，在穿過第一氧化催化劑后通過混合器相互混合，混合了的廢氣在第二氧化催化劑中產生氧化反應。利用該構成，可以抑制配置于內燃機排氣通道中的氧化催化劑的熱劣化。

上述發明中，混合器可以包含增壓器的渦輪。

上述發明中，重復控制優選控制從內燃機主體中排出的廢氣的空燃比為濃的期間的持續時間和廢氣的空燃比、以及從內燃機主體中排出的廢氣的空燃比為稀的期間的持續時間和廢氣的空燃比，以使得從混合器中排出的廢氣的空燃比變為稀。利用該構成，可以抑制未燃燃料穿過第二氧化催化劑的情況。