[發(fā)明專利]內(nèi)燃機(jī)的排氣裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080065310.1
• 申請(qǐng)日: 2010-03-12
• 公開（公告）號(hào): CN102791973A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 篠田祥尚;星幸一;佐野啟介
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 豐田自動(dòng)車株式會(huì)社
• 主分類號(hào): F01N3/08
• 分類號(hào): F01N3/08;F02D19/06
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 苗堃;金世煜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及凈化內(nèi)燃機(jī)（engine）的排氣的技術(shù)。

背景技術(shù)

一直以來，存在將天然氣與水蒸氣一同在催化劑的存在下進(jìn)行重整的技術(shù)。例如，專利文獻(xiàn)1中公開了使甲烷（CH₄）與水蒸氣（H₂O）反應(yīng)而轉(zhuǎn)化為由一氧化碳（CO）和氫（H₂）構(gòu)成的重整燃料的技術(shù)。另外，專利文獻(xiàn)2中公開了在內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)時(shí)，內(nèi)燃機(jī)的溫度低于規(guī)定的閾值時(shí)，向內(nèi)燃機(jī)供給氣體燃料的技術(shù)。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2005-030243號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2008-169704號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)專利文獻(xiàn)1的技術(shù)，可以將CH₄向重整燃料轉(zhuǎn)化。但是，專利文獻(xiàn)1的情況下，需要另外供給水蒸氣。另外，專利文獻(xiàn)1中對(duì)于將CH₄進(jìn)行重整而減少排放方面沒有任何公開和啟示。

本發(fā)明是為了解決上述課題而進(jìn)行，目的在于提供能夠?qū)H₄進(jìn)行重整而減少排放的內(nèi)燃機(jī)的排氣裝置。

在本發(fā)明的一個(gè)觀點(diǎn)中，內(nèi)燃機(jī)的排氣裝置具備：與內(nèi)燃機(jī)連通的排氣通路，設(shè)在上述排氣通路上、將CH₄進(jìn)行重整而生成還原劑的重整催化劑，和設(shè)在上述重整催化劑的下游側(cè)的上述排氣通路上、利用上述還原劑凈化NOx的NOx凈化催化劑。

上述內(nèi)燃機(jī)的排氣裝置搭載于車輛，且具備排氣通路、重整催化劑和NOx凈化催化劑。排氣通路與內(nèi)燃機(jī)連通。重整催化劑設(shè)在比NOx凈化催化劑更上游的排氣通路上，將CH₄進(jìn)行重整而生成還原劑。NOx凈化催化劑通過由重整催化劑生成的還原劑來凈化NOx。像這樣，內(nèi)燃機(jī)的排氣裝置減少廢氣中的CH₄的同時(shí)，利用將CH₄進(jìn)行重整而生成的還原劑降低NOx。因此，內(nèi)燃機(jī)的排氣裝置可以減少排放。

在上述內(nèi)燃機(jī)的排氣裝置的一個(gè)方式中，上述內(nèi)燃機(jī)使用CNG（壓縮天然氣（Compressed?Natural?Gas））作為燃料。一般，將CNG作為燃料時(shí)，二氧化碳（CO₂）、黑煙等的排出量少。另一方面，此時(shí)，CH4的排出量變得比較多。因此，在該方式中，內(nèi)燃機(jī)的排氣裝置可以基于從內(nèi)燃機(jī)排出的CH₄生成還原劑而凈化NOx，因此與其他燃料相比能夠減少排放。

在上述內(nèi)燃機(jī)的排氣裝置的另一方式中，上述內(nèi)燃機(jī)能夠?qū)–NG的多種燃料切換而運(yùn)轉(zhuǎn)，還具備控制單元，該控制單元在上述重整催化劑的溫度為規(guī)定值以上時(shí)向上述內(nèi)燃機(jī)供給CNG。在該方式中，內(nèi)燃機(jī)的排氣裝置還具備控制單元。另外，內(nèi)燃機(jī)是能夠?qū)–NG的多種燃料切換而運(yùn)轉(zhuǎn)的雙燃料內(nèi)燃機(jī)。控制單元例如為ECU（電子控制單元（Electronic?Control?Unit）），重整催化劑的溫度為規(guī)定值以上時(shí)，向內(nèi)燃機(jī)供給CNG。一般，重整催化劑的溫度低時(shí)，由重整催化劑將CH₄進(jìn)行重整的轉(zhuǎn)化率變低。因而，在該狀態(tài)下，內(nèi)燃機(jī)的排氣裝置通過只限于能夠進(jìn)行CH₄的重整的情況下進(jìn)行CNG運(yùn)轉(zhuǎn)，從而能夠減少排放。

在上述內(nèi)燃機(jī)的排氣裝置的另一方式中，上述重整催化劑將CH₄和H₂O進(jìn)行重整而生成上述還原劑，上述規(guī)定值基于從上述內(nèi)燃機(jī)排出的氣體的CH₄濃度和H₂O濃度來決定。在該方式中，重整催化劑將CH₄和H₂O進(jìn)行重整。另一方面，根據(jù)從內(nèi)燃機(jī)供給的廢氣中的CH₄濃度和H₂O濃度，將CH₄和H₂O進(jìn)行重整的轉(zhuǎn)化率的目標(biāo)值不同。因此，在該方式中，內(nèi)燃機(jī)的排氣裝置通過基于CH₄濃度和H₂O濃度來決定上述規(guī)定值，從而能夠擴(kuò)大使用了CNG的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域，能夠減少排放。