專利名稱：內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知在內(nèi)燃機(jī)排氣通路內(nèi)配置了 NOx吸藏催化劑的內(nèi)燃機(jī)，所述 NOx吸藏催化劑在流入的排氣(廢氣)的空燃比稀薄時吸藏排氣中所含有 的NOx，當(dāng)流入的排氣的空燃比變?yōu)槔碚摽杖急然驖鈺r放出所吸藏的NOx。 在該內(nèi)燃機(jī)中，在稀薄空燃比下進(jìn)行燃燒時發(fā)生的NOx被NOx吸藏催化劑 吸藏。另一方面，當(dāng)NOx吸藏催化劑的吸藏NOx能力接近于飽和時，排氣 的空燃比達(dá)到濃，由此NOx從NOx吸藏催化劑中放出并被還原。
然而，燃料和潤滑油內(nèi)含有硫，因此在排氣中含有SOx。該SOx與NOx 一起被NOx吸藏催化劑吸藏。但是，該SOx在排氣的空燃比單單為濃時并 不從NOx吸藏催化劑中放出，因此被NOx吸藏催化劑吸藏的SOx的量逐漸 增大。其結(jié)果能夠吸藏的NOx量逐漸減少。
因此，眾所周知為了阻止SOx被送入NOx吸藏催化劑中，而在NOx 吸藏催化劑上游的內(nèi)燃機(jī)排氣通路內(nèi)配置了 SOx吸收劑的內(nèi)燃機(jī)(參照日 本特開2000-179327號公報)。對于該內(nèi)燃機(jī)而言，排氣中所含有的Sox 被SOx吸收劑吸收，這樣一來就可阻止SOx流入NOx吸藏催化劑中。其結(jié) 果，能夠通過SOx的吸藏來阻止NOx的吸藏能力降低。
然而，在使用這樣的SOx吸收劑的場合，當(dāng)SOx吸收劑的吸收SOx能 力飽和時，SOx就流入NOx吸藏催化劑中，可是，對于該SOx吸收劑而言， 當(dāng)使SOx吸收劑的溫度上升并且使流入到SOx吸收劑中的排氣的空燃比為濃時，能夠使所吸收的SOx從SOx吸收劑放出，這樣一來就能夠再生SOx 吸收劑。然而，當(dāng)這樣地從SOx吸收劑中放出SOx時，所放出的S(X被 NOx吸藏催化劑吸藏。因此，該內(nèi)燃機(jī)具有對NOx吸藏催化劑迂回的旁通 通路，在使SOx從SOx吸收劑中放出時，使所放出的SOx通過旁通通路排
出到大氣中。
然而，即使這樣地在sox吸收劑再生時使從sox吸收劑放出的sox通
過旁通通路排出到大氣中，實際上仍有一部分SOx泄漏，流入到NOx吸藏 催化劑內(nèi)。其結(jié)果，存在被NOx吸藏催化劑吸藏的SOx量逐漸增大的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供能夠阻止SOx流入NOx吸藏催化劑內(nèi)的內(nèi)燃 機(jī)的排氣凈化裝置。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，其在內(nèi)燃機(jī)排氣通路 內(nèi)配置能夠捕獲在排氣中所含有的SOx的主SOx捕集催化劑，將主SOx捕
集催化劑下游的排氣通路分支成主排氣通路和對主排氣通路迂回的旁通通 路，在主排氣通路內(nèi)配置在流入的排氣的空燃比為稀薄時吸藏排氣中所含
有的NOx、在流入的排氣的空燃比變?yōu)槔碚摽杖急然驖鈺r放出所吸藏的 NOx的NOx吸藏催化劑，同時在NOx吸藏催化劑上游的主排氣通路內(nèi)配置 輔助SOx捕集催化劑，通常使排氣在主排氣通路內(nèi)流通，在應(yīng)該對主SC^ 捕集催化劑進(jìn)行再生時使排氣在旁通通路內(nèi)流通。
在本發(fā)明中，在為了再生SOx捕集催化劑而使排氣在旁通通路內(nèi)流通 時，即使從主SOx捕集催化劑放出的SOx泄漏到主排氣通路內(nèi)，該泄漏的 SOx也被輔助捕集催化劑捕獲，這樣就能夠阻止SOx流入到NOx吸藏催化 劑內(nèi)。


圖l是壓縮點火式內(nèi)燃機(jī)的整體圖；圖2是NOx吸藏催化劑的催化劑
5載體的表面部分的剖面圖；圖3是SOx捕集催化劑的基體表面部分的剖面 圖；圖4是表示吸藏SOx量2SOX與應(yīng)該進(jìn)行升溫控制的吸藏S(X量SO (n)的關(guān)系等的圖；圖5是表示吸藏SOx量2:SOX等的變化的時間圖； 圖6是用于進(jìn)行排氣凈化控制的流程圖；圖7是表示壓縮點火式內(nèi)燃機(jī)的 另一實施例的整體圖；圖8是表示壓縮點火式內(nèi)燃機(jī)的又一實施例的整體 圖。
具體實施例方式
圖l表示壓縮點火式內(nèi)燃機(jī)的整體圖。
參照圖l,其中的標(biāo)號分別表示如下1-內(nèi)燃機(jī)主體、2-各氣缸的燃燒 室、3-用于向各燃燒室2內(nèi)分別噴射燃料的電子控制式燃料噴射閥、4-吸 氣岐管、5-排氣岐管。吸氣岐管4通過吸氣導(dǎo)管6與排氣渦輪增壓器7的 壓縮機(jī)7a的出口連接，壓縮機(jī)7a的入口與空氣濾清器8連接。在吸氣導(dǎo) 管6內(nèi)配置有由步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動的節(jié)氣門9，而且在吸氣導(dǎo)管6周圍配置 有用于冷卻在吸氣導(dǎo)管6內(nèi)流動的吸入空氣的冷卻裝置10。圖1所示的實 施例中，內(nèi)燃機(jī)冷卻水被導(dǎo)入到冷卻裝置10內(nèi)，吸入空氣由內(nèi)燃機(jī)冷卻水 冷卻。
另 一方面，排氣岐管5與排氣渦輪增壓器7的排氣渦輪7b的入口連接， 排氣渦輪7b的出口與主SOx捕集催化劑ll的入口連接。在SOx捕集催化 劑11的出口連接有排氣管12，該排氣管12內(nèi)的排氣通路分支成主排氣通 路13和對該主排氣通路13迂回的旁通通路14。在主排氣通路13內(nèi)配置 有NOx吸藏催化劑15,并且在該NOx吸藏催化劑15上游的主排氣通路13 內(nèi)配置有輔助SOx捕集催化劑16。
如圖1所示，在NOx吸藏催化劑15下游的主排氣通路13內(nèi)配置有通 過促動器(actuator) 17進(jìn)行開閉控制的第l排氣控制閥18，在旁通通路 14內(nèi)配置有通過促動器19進(jìn)行開閉控制的第2排氣控制閥20。通常，如 圖1所示，使第1排氣控制閥18全開的同時，使第2排氣控制閥20全閉，因此通常排氣在主排氣通路13內(nèi)流通。另外，在排氣岐管5上安裝有用于 向在排氣岐管5內(nèi)流動的排氣中供給例如含有烴的還原劑的還原劑供給閥 21。
排氣岐管5和吸氣岐管4通過排氣再循環(huán)(以下稱為EGR)通路22 互相連接，在EGR通路22內(nèi)配置有電子控制式EGR控制閥23。另外， 在EGR通路22周圍配置有用于冷卻在EGR通路22內(nèi)流動的EGR氣體 的冷卻裝置24。圖l所示的實施例中，內(nèi)燃機(jī)冷卻水被導(dǎo)入到冷卻裝置24 內(nèi)，EGR氣體被內(nèi)燃機(jī)冷卻水冷卻。另一方面，各燃料噴射閥3通過燃料 供給管25與共軌(Common Rail) 26連接。由電子控制式的噴出量可變 的燃料泵27向該共軌26內(nèi)供給燃料，供給到共軌26內(nèi)的燃料經(jīng)由各燃料 供給管25供給至燃料噴射閥3。
電子控制單元30包括數(shù)字計算機(jī)，具備利用雙向性總線31相互連接 的ROM (只讀存儲器)32、 RAM (隨機(jī)存儲器)33、 CPU (微處理器) 34、輸入端口 35和輸出端口 36。如圖l所示，在油門踏板40上連接有發(fā) 生與油門踏板40的踏進(jìn)量成比例的輸出電壓的負(fù)荷傳感器41，負(fù)荷傳感 器41的輸出電壓通過相對應(yīng)的AD轉(zhuǎn)換器輸入至輸入端口 35。此外，在 輸入端口 35上連接有每當(dāng)曲軸旋轉(zhuǎn)例如15。就發(fā)生輸出脈沖的曲軸轉(zhuǎn)角傳 感器42。另一方面，輸出端口 36通過相對應(yīng)的驅(qū)動電路38與燃料噴射閥 3、節(jié)氣門9的驅(qū)動用步進(jìn)電動機(jī)、用于分別驅(qū)動第l排氣控制閥18和第 2排氣控制閥20的促動器17、 18、還原劑供給閥21、 EGR控制閥23和 燃料泵27連接。
首先，對圖1所示的NOx吸藏催化劑15進(jìn)行說明。該NOx吸藏催化 劑15具有例如包含氧化鋁的催化劑載體，圖2圖解示出該催化劑載體45 的表面部分的剖面。如圖2所示，在該催化劑載體45的表面上分敉地?fù)?dān)載 有貴金屬催化劑46，而且在催化劑載體45的表面上形成有NOx吸收劑47 的層。
在本發(fā)明的實施例中，作為貴金屬催化劑46可使用鉑(Pt),作為構(gòu)
7成NOx吸收劑47的成分，可使用例如選自鉀(K)、鈉(Na)、銫(Cs ) 之類的堿金屬、鋇(Ba)、鈣(Ca)之類的堿土類、鑭(Ca)、釔(Y) 之類的稀土類中的至少一種。
當(dāng)將供給到內(nèi)燃機(jī)吸氣通路、燃燒室2和NOx吸藏催化劑15上游的 排氣通路內(nèi)的空氣與燃料(烴)的比稱為排氣的空燃比時，NOx吸收劑47 發(fā)揮在排氣的空燃比為稀薄時吸收NOx，當(dāng)排氣中的氧濃度降低時放出所 吸收的NOx的吸收放出NOx的作用。
即，以使用鋇(Ba)作為構(gòu)成NOx吸收劑47的成分的情況為例進(jìn)行 說明。在排氣的空燃比為稀薄時，即排氣中的氧濃度高時，排氣中含有的 NO如圖2所示在柏(Pt) 46上被氧化變成N02，接著^皮吸收到NOx吸收 劑47內(nèi)， 一邊與氧化鋇(BaO)結(jié)合一邊以硝酸離子(N(V)的形式擴(kuò)散 到NOx吸收劑47內(nèi)。這樣NOx就被吸收到NOx吸收劑47內(nèi)。只要排氣 中的氧濃度高，就可在鉑(Pt) 46的表面生成N02，只要NOx吸收劑47 的吸收NOx能力不飽和，N02就被吸收到NOx吸收劑47內(nèi)生成硝酸離子 (N(V)。
與此相對，當(dāng)通過由還原劑供給閥21供給還原劑而使排氣的空燃比為 濃或理論空燃比時，排氣中的氧濃度降低，因此反應(yīng)向反向(N(V—N02) 地進(jìn)行，這樣NOx吸收劑47內(nèi)的硝酸離子(N03-)就以N02的形式從NOx 吸收劑47中放出。接著，所放出的NOx被排氣中含有的未燃HC、 CO還 原。
這樣，排氣的空燃比為稀薄時，即在稀薄空燃比下進(jìn)行燃燒時，排氣 中的NOx被吸收到NOx吸收劑47內(nèi)，然而，在稀薄空燃比下的燃燒繼續(xù) 進(jìn)行時，在該期間NOx吸收劑47的吸收NOx能力飽和，這樣就不能夠利 用NOx吸收劑47吸收NOx。因此，在本發(fā)明的實施例中，在NOx吸收劑 47的吸收能力飽和之前通過由還原劑供給閥21供給還原劑而使排氣的空 燃比暫時為濃，由此使NOx從NOx吸收劑47中放出。
具體地講，在本發(fā)明的實施例中，NOx吸藏催化劑15每單位時間所吸藏的NOx量NOXA，作為要求扭矩TQ和內(nèi)燃機(jī)旋轉(zhuǎn)數(shù)N的函數(shù)，以圖4 (A)所示的圖的形式預(yù)先存儲在ROM32內(nèi)，通過累計該NOx量NOXA 就可算出被NOx吸藏催化劑15吸藏的NOx量SNOX。在本發(fā)明的實施例 中，如圖5所示，每當(dāng)該NOx量SNOX達(dá)到容許值NX時，就使流入到 NOx吸藏催化劑15中的排氣的空燃比A/F暫地為濃，由此NOx從NOx吸 藏催化劑15中放出。
然而，在排氣中含有SOx即S02，該S02流入到NOx吸藏催化劑15 中時，該S02在鉑Pt 46上被氧化變成S03。接著，該S03被吸收到NOx 吸收劑47內(nèi)， 一邊與氧化鋇(BaO)結(jié)合， 一邊以硫酸離子(SO,)的 形式擴(kuò)散到NOx吸收劑47內(nèi)，生成穩(wěn)定的橋u酸鹽BaS04。然而，NO、吸 收劑47具有強(qiáng)的堿性，因此該硫酸鹽BaS04難以穩(wěn)定地分解，當(dāng)使排氣 的空燃比只為濃時，硫酸鹽BaS04不分解而原樣地殘留下來。因此，在 NOx吸收劑47內(nèi)隨著時間的經(jīng)過硫酸鹽BaS04增多，這樣一來，隨著時 間的經(jīng)過NOx吸收劑47可吸收的NOx量降低。
因此，在本發(fā)明中，在NOx吸藏催化劑15的上游配置主SO、捕集催 化劑11,利用該主SOx捕集催化劑ll捕獲排氣中含有的SOx，由此使SOx 不流入NOx吸藏催化劑15中。接著對該主SOx捕集催化劑11進(jìn)行說明。
該主SOx捕集催化劑11例如包含蜂窩結(jié)構(gòu)的整體催化劑，具有在主 SOx捕集催化劑11的軸線方向筆直地延伸的多個排氣流通孔。圖3圖解示 出該主SOx捕集催化劑11的基體50的表面部分的剖面。如圖3所示，在 催化劑載體50的表面上形成有涂層51，在該涂層51的表面上分散保持有 貴金屬催化劑52。
在本發(fā)明的實施例中，作為貴金屬催化劑52可使用鉑，作為構(gòu)成涂層 51的成分可使用例如選自鉀(K)、鈉(Na)、銫(Cs)之類的堿金屬、 鋇(Ba)、鉤(Ca)之類的堿土類、锎(La)、釔(Y)之類的稀土類中 的至少一種。即，主SOx捕集催化劑11的涂層51呈強(qiáng)堿性。
再者，排氣中含有的SOx即S02如圖3所示在鉑Pt 52上被氧化，接
9著被捕獲到涂層51內(nèi)。即S02以硫酸離子(SO,)的形式擴(kuò)散到涂層51 內(nèi)，形成硫酸鹽。再者，如上所述涂層51呈強(qiáng)堿性，因此如圖3所示排氣 中含有的S02的一部分直接被捕獲到涂層51內(nèi)。
圖3中，涂層51內(nèi)的濃淡表示被捕獲的SOx的濃度。由圖3可知，涂 層51內(nèi)的SOx濃度，在涂層51的表面附近最高，隨著向內(nèi)部深入逐漸變 低。涂層51的表面附近的SOx濃度增高時，涂層51的表面的堿性減弱， SOx的捕獲能力減弱。在此，將排氣中含有的SOx之中被主SOx捕集催化 劑ll捕獲的SOx的比例稱為SOx捕集率時，若涂層51的表面的堿性減弱 則與之相伴SOx捕集率會降低。在本發(fā)明的實施例中，在SOx捕集率低于 預(yù)先設(shè)定的捕集率時，在排氣的空燃比為稀薄的狀態(tài)下進(jìn)行使主SOx捕集 催化劑11的溫度上升的升溫控制，由此使SOx捕集率恢復(fù)。
即，當(dāng)在排氣的空燃比為稀薄的狀態(tài)下使主SOx捕集催化劑11的溫度 上升時，集中地存在于涂層51內(nèi)的表面附近的SOx向涂層51的內(nèi)部擴(kuò)散 使得涂層51內(nèi)的SOx濃度變得均勻。即，在涂層51內(nèi)生成的硝酸鹽由集 中在涂層51的表面附近的不穩(wěn)定的狀態(tài)，變成遍及涂層51內(nèi)整體均勻分 散的穩(wěn)定的狀態(tài)。當(dāng)存在于涂層51內(nèi)的表面附近的SOx向涂層51的內(nèi)部 擴(kuò)散時，涂層51的表面附近的SOx濃度降低，這樣一來當(dāng)主SOx捕集催 化劑11的升溫控制完成時SOx捕集率就得到恢復(fù)。
在進(jìn)行主SOx捕集催化劑11的升溫控制時，若使主SOx捕集催化劑 11的溫度大致為450。C左右，則能夠使存在于涂層51的表面附近的SOx 擴(kuò)散到涂層51內(nèi)，若使主SOx捕集催化劑11的溫度上升到60(TC左右， 則能夠使涂層51內(nèi)的SOx濃度相當(dāng)?shù)鼐鶆蚧?。因此，在進(jìn)行主SOx捕集 催化劑11的升溫控制時，優(yōu)選在排氣的空燃比為稀薄的狀態(tài)下使主SOx 捕集催化劑11的溫度升溫到600。C左右。
以下對該主SOx捕集催化劑11升溫控制的一個實施例進(jìn)行具體說明。
在該實施例中，推定被主SOx捕集催化劑11捕獲的SOx量，在被主 SOx捕集催化劑11捕獲的SOx量超過預(yù)先設(shè)定的量時，判斷為SOx捕集率
10比預(yù)先設(shè)定的捕集率低，此時為了恢復(fù)SOx捕采率，在排氣的空燃比為稀 薄的狀態(tài)下進(jìn)行使主SOx捕集催化劑11的溫度上升的升溫控制。
即，在燃料中以某個比例含有硫，因此排氣中含有的SOx量，即被主 SOx捕集催化劑11捕獲的SOx量與燃料噴射量成比例。燃料噴射量是要求 扭矩和內(nèi)燃機(jī)旋轉(zhuǎn)數(shù)的函數(shù)，因此被主SOx捕集催化劑11捕獲的SOx量 也成為要求扭矩和內(nèi)燃機(jī)旋轉(zhuǎn)數(shù)的系數(shù)。在該實施例中，主SOx捕集催化 劑11每單位時間捕獲的SOx量SOXA，作為要求扭矩TQ和內(nèi)燃機(jī)旋轉(zhuǎn)數(shù) N的函數(shù)以圖4(B)所示的圖的形式存儲在ROM32內(nèi)。
另外，該實施例中，如圖4 (C)所示預(yù)先存儲了 SOx量i:SOX與應(yīng) 該對主SOx捕集催化劑11進(jìn)行升溫處理時的預(yù)先設(shè)定的SOx量SO (n) 的關(guān)系，SOx量i:SOX超過預(yù)先設(shè)定的SO (n) (n=l， 2， 3， ) 時，進(jìn)行主SOx捕集催化劑11的升溫處理。再者，在圖4(C)中n表示 是笫幾次的升溫處理。由圖4(C)可知，隨著用于恢復(fù)SOx捕集率的升溫 處理次數(shù)n增大，預(yù)先設(shè)定的量SO (n)增大，處理次數(shù)n越增大，該預(yù) 先設(shè)定的量SO (n)的增大比例越減小。即，SO (3)相對于SO (2)的 增大比例，比SO (2)相對于SO (1)的增大比例減少。
即，如圖5所示，在該實施例中，當(dāng)SOx量i:SOx達(dá)到SO (n)時， 使主SOx捕集催化劑11的溫度T上升到600。C左右，在排氣的空燃比為稀 薄的狀態(tài)下維持在600。C左右。再者，該實施例中，在升溫控制時由烴供 給閥21供給經(jīng)，主SOx捕集催化劑11的溫度通過該烴的氧化反應(yīng)熱而上 升。
另一方面，這樣地使主SOx捕集催化劑ll升溫時，若使排氣的空燃比 為濃，則SOx從主SOx捕集催化劑11中放出。因此在該實施例中，在升 溫控制時使排氣的空燃比維持為稀薄。但是，當(dāng)涂層51的表面附近的SOx 濃度變高時，即使將排氣的空燃比維持為稀薄，在主SOx捕集催化劑11 的溫度上升時SOx也會從主SOx捕集催化劑11放出。所以此時關(guān)閉第1 排氣控制閥18，同時打開第2排氣控制閥20使得SOx不流入NOx吸藏催化劑15中。即，如圖5所示，在進(jìn)行主SOx捕集催化劑11的升溫控制時， 排氣通路由主排氣通路13切換成旁通通路14。
然而，即使關(guān)閉第l排氣制閥18，實際上排氣也從第l排氣控制閥13 的周圍通過從而泄漏。因此即使關(guān)閉第l排氣控制閥18的同時，打開第2 排氣控制閥20,也仍有少量的排氣在主排氣通路13內(nèi)流動，這樣一來從 主SOx捕集催化劑11排出的SOx就流入到NOx吸藏催化劑15內(nèi)。
于是，在本發(fā)明中，為了阻止SOx流入到NOx吸藏催化劑15內(nèi)，如 圖1所示，在NOx吸藏催化劑15上游的主排氣通路13內(nèi)配置了輔助SOx 捕集催化劑16。該輔助SOx捕集催化劑16具有與主SOx捕集催化劑11同 樣的結(jié)構(gòu)，即使是該輔助SOx捕集催化劑16，也如圖3所示，在催化劑載 體50的表面上形成有涂層51，在該涂層51的表面上^:擔(dān)載有貴金屬催 化劑52。
此外，即使是該輔助SOx捕集催化劑16，作為貴金屬催化劑52也可 使用鉑，作為構(gòu)成涂層51的成分也可以使用例如選自鉀(K)、鈉(Na)、 銫(Cs)之類的堿金屬、鋇(Ba) 、 4丐(Ca)之類的堿土類、鑭(La)、 釔(Y)之類的稀土類中的至少一種。
再者，該輔助SOx捕集催化劑16，不象主SOx捕集催化劑16那樣進(jìn) 行再生，使該輔助SOx捕集催化劑16永久地進(jìn)行捕獲SOx的作用。因此 在本發(fā)明的實施例中，輔助SOx捕集催化劑16的涂層51的堿性強(qiáng)于主SOx 捕集催化劑11的涂層51的堿性，因此輔助SOx捕集催化劑16與主SOx 捕集催化劑ll相比，對SOx的保持力更高一些。
接著， 一邊參照圖6 —邊對排氣凈化控制過程進(jìn)行說明。
參照圖6,首先在步驟60中由圖4 (A)所示的圖算出NOJ及藏催化 劑15每單位時間吸藏的NOx量NOXA。接著，在步驟61中，該NOXA 被累加成被NOx吸藏催化劑15吸藏的NOx量SNOX。接著，在步驟62 中，判斷吸藏NOx量SNOX是否超過了容許值NX。當(dāng)2NOX > NX時就 進(jìn)入步驟63，進(jìn)行利用由還原劑供給閥21供給的還原劑使流入到NOx吸藏催化劑15中的排氣的空燃比暫時從稀薄切換成濃的濃處理，SNOX被 凈化。
此時，如圖1所示第1排氣控制閥18打開，關(guān)閉第2排氣控制閥20。 即，排氣在主排氣通路13內(nèi)流通。另外，由圖5可知，此時，由于主SOx 捕集催化劑11不升溫，因此通常不會從主SOx捕集催化劑11排出SOx， 即使此時從主SOx捕集催化劑11中放出SOx，該SOx也被捕獲到輔助SOx 捕集催化劑11內(nèi)。因此，在控制NOx放出時SOx不會流入到NOx吸藏催 化劑15內(nèi)。
接著，在步驟64中，由圖4 (B)所示的圖算出主SOx捕集催化劑11 每單位時間吸藏的SOx量SOXA。接著，在步驟65中，該SOXA與被主 SOx捕集催化劑ll捕獲的SOx量i:SOX相加。接著，在步驟66中，判斷 SOx量i:EOX是否達(dá)到了圖4 (C)表示的預(yù)先設(shè)定的量SO (n) (n=l， 2， 3， ■ ■)。當(dāng)SOx量2:SOX達(dá)到了預(yù)先設(shè)定的量SO (n)時就進(jìn)入 步驟67，如圖5所示排氣流路由主排氣通路13切換成旁通通路14，接著， 在步驟68中，在排氣的空燃比為稀薄的狀態(tài)下進(jìn)行將主SOx捕集催化劑 11的溫度維持在600。C左右的再生控制。當(dāng)再生處理完成時SSOX被凈化， 排氣流路再此切換成主排氣通路13。
另夕卜，在應(yīng)該再生主SOx捕集催化劑11時也可使排氣的空燃比如圖5 中虛線所示那樣為濃。此時，如前所述從主SOx捕集催化劑11中放出大量 的SOx，該放出的大量的SOx被送入旁通通路14內(nèi)。此時SOx流入到主排 氣通路13內(nèi)的場合，該流入的SOx也會被輔助SOx捕集催化劑16捕獲。
圖7表示壓縮點火式內(nèi)燃機(jī)的另一實施例。在該實施例中，主SOx捕 集催化劑70包括直列(串聯(lián))配置的SOx捕集催化劑71和顆粒過濾器72。 在該實施例中，在為了再生顆粒過濾器72而在排氣的空燃比為稀薄的狀態(tài) 下將顆粒過濾器72升溫時，SOx捕集催化劑71也^皮再生。再者，還能夠 使顆粒過濾器72上擔(dān)載NOx吸藏催化劑。
圖8表示壓縮點火式內(nèi)燃機(jī)的又一實施例。在該實施例中，主SOx捕集催化劑73包含NOx吸藏催化劑，在應(yīng)該再生該NOx吸藏催化劑73時使 NOx吸藏催化劑73的溫度上升到600。C以上，同時使流入到NOx吸藏催化 劑73中的排氣的空燃比為濃。此時，SOx從NOx吸藏催化劑73中放出。
權(quán)利要求
1、一種內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，其在內(nèi)燃機(jī)排氣通路內(nèi)配置能夠捕獲排氣中所含有的SOx的主SOx捕集催化劑，將該主SOx捕集催化劑下游的排氣通路分支成主排氣通路和對主排氣通路迂回的旁通通路，在該主排氣通路內(nèi)配置在流入的排氣的空燃比為稀薄時吸藏排氣中所含有的NOx、在流入的排氣的空燃比變?yōu)槔碚摽杖急然驖鈺r放出所吸藏的NOx的NOx吸藏催化劑的同時，在該NOx吸藏催化劑上游的主排氣通路內(nèi)配置輔助SOx捕集催化劑，通常使排氣在主排氣通路內(nèi)流通，在應(yīng)該對主SOx捕集催化劑進(jìn)行再生時使排氣在旁通通路內(nèi)流通。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，其中，輔助SOx 捕集催化劑與主SOx捕集催化劑相比，對SOx的保持力更高。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，其中，輔助SOx 捕集催化劑包含在基體上形成的涂層和維持于涂層上的貴金屬催化劑，在 涂層內(nèi)分散含有堿金屬、堿土類金屬或稀土類金屬。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，其中，所述主SOx 捕集催化劑，具有在排氣的空燃比為稀薄的狀態(tài)下，若主SOx捕集催化劑 的溫度上升則所捕獲的SOx逐漸擴(kuò)散到主NOx捕集催化劑內(nèi)部的性質(zhì)，同 時具有當(dāng)流入到主SOx捕集催化劑中的排氣的空燃比變?yōu)闈鈺r，如果主 SOx捕集催化劑的溫度為SOx放出溫度以上，則放出所捕獲的SOx的性質(zhì)； 在主SOx捕集催化劑的SOx捕集率低于預(yù)先設(shè)定的捕集率時，主捕集催化 劑被再生。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，其中，在應(yīng)該對主 捕集催化劑進(jìn)行再生時，不使流入到主SOx捕集催化劑中的排氣的空燃比 為濃，而是在維持為稀薄的狀態(tài)下使主SOx捕集催化劑的溫度上升。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，其中，在應(yīng)該對主 捕集催化劑進(jìn)行再生時，使流入到主SOx捕集催化劑中的排氣的空燃比為 濃。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，其中，主SOx捕集 催化劑包含直列配置的SOx捕集催化劑和顆粒過濾器。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，其中，主SOx捕集 催化劑包含NOx吸藏催化劑。
全文摘要
本發(fā)明在內(nèi)燃機(jī)中的內(nèi)燃機(jī)排氣通路內(nèi)配置有能夠捕獲排氣中所含有的SO_x的主SO_x捕集催化劑(11)，主SO_x捕集催化劑(11)下游的排氣通路被分支成主排氣通路(13)和對主排氣通路(13)迂回的旁通通路(14)。在主排氣通路(13)內(nèi)配置有NO_x吸藏催化劑(15)，同時在NO_x吸藏催化劑(15)上游的主排氣通路(13)內(nèi)配置有輔助SO_x捕集催化劑(16)。通常使排氣在主排氣通路(13)內(nèi)流通，在應(yīng)該對主SO_x捕集催化劑(11)進(jìn)行再生時，使排氣在旁通通路(14)內(nèi)流通。
文檔編號F01N3/20GK101542082SQ20088000043
公開日2009年9月23日 申請日期2008年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月23日
發(fā)明者廣田信也, 辻本健一 申請人:豐田自動車株式會社