CN101680333A - 内燃机的尿素水供给装置 - Google Patents

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Abstract

在内燃机中，在应当从尿素水供给阀(8)供给尿素水时，供给泵(9)正转，尿素水罐(4)内的尿素水介由尿素水进给通路(10)被送入尿素水供给阀(8)。在停止由尿素水供给阀(8)供给尿素水时，供给泵(9)逆转，在尿素水罐(4)内产生的氨气介由氨气进给管(11)被引入到尿素水进给通路(10)内。接着，使供给泵(9)正转时，被引入到尿素水进给通路(10)内的氨气从尿素水供给阀(8)喷出。

Description

内燃机的尿素水供给装置
技术领域
本发明涉及内燃机的尿素水供给装置。
背景技术
在为了对废气中的NOx进行还原而在内燃机排气通路内供给尿素水的内燃机中，为了预先贮存尿素水，具备尿素水罐。由于在该尿素水罐内充满由尿素水气化而成的氨气，所以在为了补充尿素水而将尿素水罐的补充口的盖子拿掉时，氨气就会释放到外部大气中。
因此，为了阻止这种氨气被释放到外部大气中的情况，公知具备下述机构的尿素水罐：在尿素水罐的上部用于将在尿素水罐内产生的氨气强制性地排出的电动扇、用于将由电动扇排出的氨气暂时吸附的吸附装置以及用于使从吸附装置脱离的氨氧化的氧化催化剂(例如参照特开2005-105915号公报)。
然而，对于该尿素水罐，存在产生的氨气被白白地浪费掉的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种使在尿素水罐内产生的氨气用于NOx的还原的内燃机的尿素水供给装置。
根据本发明，提供一种内燃机的尿素水供给装置，其具备配置在NOX选择还原催化剂上游的内燃机排气通路内的尿素水供给阀、尿素水罐以及用于将尿素水罐内贮存的尿素水送入尿素水供给阀的供给泵，并且在应当从尿素水供给阀供给尿素水时，使供给泵正转，从而将尿素水罐内的尿素水送入尿素水供给阀中，其中，在从供给泵延伸到尿素水供给阀的尿素水进给通路的尿素水供给阀侧的端部，连接有用于送入在尿素水罐内产生的氨气的氨气进给管，在停止从尿素水供给阀供给尿素水时，使供给泵逆转，介由氨气进给管将在尿素水罐内产生的氨气引入到尿素水进给通路内，在使供给泵正转时，使被引入到尿素水进给通路内的氨气从尿素水供给阀喷出。
附图说明
图1是压燃式内燃机的整体图。图2是用于对尿素水供给装置进行运转控制的流程图。图3是表示压燃式内燃机的其他实施例的整体图。图4是表示压燃式内燃机的另一其他实施例的整体图。
具体实施方式
图1表示压燃式内燃机的整体图。
参照图1，1表示内燃机主体，2表示进气歧管，3表示排气歧管，4表示尿素水罐。排气歧管3的出口与氧化催化剂5的入口连接，氧化催化剂5的出口介由排气管6与NOX选择还原催化剂7的入口连接。在NOX选择还原催化剂7上游的排气管6内配置有尿素水供给阀8。
在尿素水罐4的上部配置有用于将贮存于尿素水罐4内的尿素水送入尿素水供给阀8的供给泵9，该供给泵9介由在供给泵9和尿素水供给阀8之间延伸的尿素水进给通路10与尿素水供给阀8连接。在图1所示的实施例中，该尿素水进给通路10由导管形成。
如图1所示，尿素水进给通路10的尿素水供给阀8侧的端部连接有用于送入在尿素水罐4内产生的氨气的氨气进给管11，在图1所示的实施例中，该氨气进给管11与尿素水罐4内的上部空间连接。此外，在氨气进给管11的尿素水供给阀8侧的端部配置有仅能从氨气进给管11向尿素水进给通路10内流通的止回阀12。
此外，在尿素水罐4的上部配置有仅能从外部向尿素水罐4内流通的止回阀13。尿素水罐4内的压力达到大气压以下时，外部气体介由止回阀13而流入到尿素水罐4内，这样就使尿素水罐4内的压力大致保持在大气压以上。
电子控制单元20由数码计算机构成，具有经双向性通路21相互连接的ROM(只读存储器)22、RAM(随机存储器)23、CPU(微处理器)24、输入端子25和输出端子26。在油门踏板30上连接有用于产生与油门踏板30的踩踏量L成比例的输出电压的负荷传感器31，负荷传感器31的输出电压介由与其对应的AD转换器27被输入到输入端子25。此外，在输入端子25上连接有曲轴例如每旋转15°产生输出脉冲的曲轴转角传感器32。进而，点火开关33的开/关信号被输入到输入端子25。输出端子26介由与其对应的驱动电路28与尿素水供给阀8和供给泵9连接。
NOX选择还原催化剂7例如由氨吸附型的Fe沸石构成。由尿素水供给阀8供给的尿素水被NOX选择还原催化剂7吸附，利用由被吸附的尿素产生的氨((NH2)2CO+H2O→2NH3+CO2)，使得废气中所含的NOX在NOX选择还原催化剂7中被还原。氧化催化剂5担载有例如铂之类的贵金属催化剂，该氧化催化剂5起到使废气中所含的HC氧化的作用。即，对于类型为氨吸附型的NOX选择还原催化剂7而言，在吸附HC时，由于氨的吸附量减少，NOX净化率降低。因此，在图中所示的实施例中，利用氧化催化剂5使HC氧化，由此来阻止NOX净化率降低。
在应当由尿素水供给阀8供给尿素水时，供给泵9正转。此时尿素水罐4内的尿素水介由尿素水进给通路10被送入到尿素水供给阀8。此时止回阀12闭合着。NOX选择还原催化剂7的氨吸附量饱和时，尿素水的供给停止。
在尿素水罐4的上部空间内充满着由尿素水产生的氨气。在本发明中，为了减少该氨气，在停止由尿素水供给阀8供给尿素水时，供给泵9暂时逆转。供给泵9逆转时，尿素水进给通路10内残留的尿素水就被吸回到尿素水罐4内，此时止回阀12打开，在尿素水罐4内产生的氨气介由氨气进给管11被引入到尿素水进给通路10内。因此尿素水进给通路10内就变得充满氨气。
接着，在用于由尿素水供给阀8供给尿素水的供给泵9正转时，最初从尿素水供给阀8喷出被引入到尿素水进给通路10内的氨气，接着喷出尿素水。这样，每次当再开始尿素水的供给时，在尿素水罐4内产生的氨气都会从尿素水供给阀8喷出，因此尿素水罐4内产生的氨气就会逐渐减少。
另外，也可以使用电磁阀代替止回阀12，在这种情况下，当供给泵9逆转时，电磁阀开启。即，在氨气进给管11内配置有在供给泵9逆转时开启的阀，作为该阀可以使用止回阀、电磁阀等各种样式的阀。
此外，在图1所示的实施例中，当内燃机停止时，供给泵9也逆转。因此，在内燃机启动时，当尿素水供给阀8最初开启时，就会从尿素水供给阀8喷出氨气。在内燃机启动时，当NOX选择还原催化剂7的温度低时，即使由尿素水供给阀8供给尿素水，也难以产生氨，这样就只能得到低的NOX净化率。然而，如上所述，在内燃机启动时，从尿素水供给阀8喷出氨气时，废气中的NOX就立即被该氨气还原，这样在内燃机启动时就能得到高的NOX净化率。
图2中示出尿素水供给装置的运转控制流程。该流程每隔一定的时间进行。
参照图2，首先最初是在步骤40中，判断点火开关33是否已从开启切换到关闭。点火开关33为开启时，进入到步骤41，对是否为应当供给尿素水的状态、即尿素水供给条件是否成立进行判断。当尿素水供给条件成立时，进入到步骤42，算出尿素水的供给量，接着在步骤43中，用于供给尿素水的供给泵9正转。
另一方面，在步骤41中，判断为尿素水供给条件不成立时，例如NOX选择还原催化剂7的氨吸附量已饱和时，进入到步骤44，判断尿素水供给条件是否已由成立切换到不成立。已由成立切换到不成立时，进入到步骤45，供给阀9暂时进行逆转。而在步骤40中，在判断点火开关33已从开启切换到关闭时，即，内燃机停止时，也进入到步骤45，供给阀9暂时进行逆转。
图3示出了其他的实施例。在该实施例中，设置用于预先贮存在尿素水罐4内产生的氨气的氨气贮存罐14，尿素水罐4的上部空间介由仅能由尿素水罐4内向氨气贮存罐14流通的止回阀15与氨气贮存罐14连接。因此，氨气贮存罐14内充满着在尿素水罐4内产生的氨气。在该实施例中，如图3所示，氨进给管11与氨气贮存罐14连接。
图4示出另一其他的实施例。在该实施例中，设置有内部装有用于吸附在尿素水罐4内产生的氨气的氨吸附剂16的氨吸附装置17，氨进给管11与氨吸附装置17连接。如果稍作详细说明，则在该实施例中，例如在由沸石形成的氨吸附剂16两侧的氨吸附装置17内分别形成有氨气室17a和大气室17b，氨进给管11与氨气室17a连接。
尿素水罐4的上部空间介由仅能从尿素水罐4内向氨气室17a流通的止回阀18与氨气室17a连接。因此，在尿素水罐4内产生的氨气流入到氨气室17a内，氨气中的氨被氨吸附剂16吸附。另外，在该氨吸附剂16内埋设有加热器19。
在该实施例中，供给阀9逆转时，大气室17b内的大气穿过氨吸附剂16内被引入到氨气室17a内。此时，氨会从氨吸附剂16脱离，从氨吸附剂16脱离的氨气介由氨进给管11被送入到尿素水进给通路10内。在该实施例中，此时为了促进氨从氨吸附剂16的脱离作用，通过加热器19加热氨吸附剂16。

Claims (7)

1、一种内燃机的尿素水供给装置，具备配置在NOX选择还原催化剂上游的内燃机排气通路内的尿素水供给阀、尿素水罐以及用于将尿素水罐内贮存的尿素水送入尿素水供给阀的供给泵，在应当从尿素水供给阀供给尿素水时，使供给泵正转，从而将尿素水罐内的尿素水送入尿素水供给阀，其中，在从供给泵延伸到尿素水供给阀的尿素水进给通路的尿素水供给阀侧的端部，连接有用于送入在尿素水罐内产生的氨气的氨气进给管，在停止从尿素水供给阀供给尿素水时，使供给泵逆转，介由氨气进给管将在尿素水罐内产生的氨气引入到尿素水进给通路内，在使供给泵正转时，使被引入到尿素水进给通路内的氨气从尿素水供给阀喷出。
2、根据权利要求1所述的内燃机的尿素水供给装置，所述氨气进给管与尿素水罐内的上部空间连接。
3、根据权利要求1所述的内燃机的尿素水供给装置，具备用于将在尿素水罐内产生的氨气预先贮存的氨气贮存罐，所述氨气进给管与该氨气贮存罐连接。
4、根据权利要求1所述的内燃机的尿素水供给装置，具备内部装有氨吸附剂的氨吸附装置，所述氨气进给管与该氨吸附装置连接，在供给泵逆转时，从氨吸附剂脱离的氨介由氨气进给管被送入尿素水进给通路内，所述氨吸附剂用于吸附尿素水罐内产生的氨气。
5、根据权利要求4所述的内燃机的尿素水供给装置，具备用于对氨吸附剂进行加热的加热器，在氨应当从氨吸附剂脱离时，氨吸附剂被加热器加热。
6、根据权利要求1所述的内燃机的尿素水供给装置，在氨气进给管内配置有在供给泵逆转时开启的阀。
7、根据权利要求1所述的内燃机的尿素水供给装置，在内燃机启动时，当尿素水供给阀最初开启时，从尿素水供给阀喷出氨气。
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