Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Wirkstoffzufuhrvorrichtung zum Zuführen eines Reduktionsmittels, welches für eine NOx-Reduktion verwendet wird.The present disclosure relates to an active ingredient supply device for supplying a reducing agent used for NOx reduction.
Im Allgemeinen werden NOx (Stickstoffoxide), welche in Abgas einer internen Verbrennungsmaschine enthalten sind, in einer Reaktion des NOx mit einem Reduktionsmittel in der Anwesenheit des Katalysators gereinigt beziehungsweise aufbereitet. Beispielsweise offenbart eine Patentliteratur ( JP 2009-162173 A ) eine Wirkstoffzufuhrvorrichtung, welche ein reformiertes Reduktionsmittel an einer Position stromaufwärts eines Katalysators zuführt. Die Vorrichtung der Patentliteratur vernebelt beziehungsweise atomisiert das Reduktionsmittel in flüssiger Form unter Verwendung statischer Elektrizität und reformiert dann das vernebelte Reduktionsmittel während eines Durch-Strömens zwischen Elektroden, welche sich elektrisch entladen.In general, NOx (nitrogen oxides) contained in exhaust gas of an internal combustion engine is purified in a reaction of NOx with a reducing agent in the presence of the catalyst. For example, a patent literature ( JP 2009-162173 A ) An active ingredient supply device which supplies a reformed reducing agent at a position upstream of a catalyst. The apparatus of the patent literature atomizes the reducing agent in liquid form using static electricity and then reforms the atomized reducing agent while passing between electrodes which discharge electrically.
Gemäß der Studie durch die Erfinder der vorliegenden Offenbarung jedoch hat die oben beschriebene Vorrichtung der Patentliteratur einen relativ komplexen Mechanismus zum Zerstäuben beziehungsweise Vernebeln des Reduktionsmittels und das vernebelte Reduktionsmittel kann an einer Luftpassage, den Elektroden oder dergleichen kondensiert und angehaftet werden. Mit der Anhaftung des Reduktionsmittels kann ein Timing beziehungsweise ein Zeitpunkt zu welcher das Reduktionsmittel, welches an den Elektroden anhaftet, verdampft wird, nicht wie vorgesehen gesteuert werden, und demnach kann das reformierte Reduktionsmittel dem Katalysator zu einem erwünschten Zeitpunkt nicht zugeführt werden.However, according to the study by the inventors of the present disclosure, the above-described apparatus of the patent literature has a relatively complex mechanism for atomizing the reducing agent and the atomized reducing agent may be condensed and adhered to an air passage, the electrodes or the like. With the adhesion of the reducing agent, a timing at which the reducing agent adhering to the electrodes is vaporized can not be controlled as intended, and thus the reformed reducing agent can not be supplied to the catalyst at a desired timing.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Wirkstoffzufuhrvorrichtung vorzusehen, welche in der Lage ist, leicht und ausreichend ein Reduktionsmittel zu verdampfen und eine Anhaftung des Reduktionsmittels an Elektroden zu unterdrücken.It is an object of the present disclosure to provide a drug delivery device which is capable of readily and sufficiently evaporating a reducing agent and suppressing adhesion of the reducing agent to electrodes.
In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Wirkstoffzufuhrvorrichtung für ein Kraftstoffverbrennungssystem, welches eine Nox-Reinigungsvorrichtung beziehungsweise -Aufbereitungsvorrichtung mit einem Reduktionskatalysator aufweist, welcher in einer Abgaspassage angeordnet ist, um NOx, welches im Abgas einer internen Verbrennungsmaschine enthalten ist, zu reinigen. Die Wirkstoffzufuhrvorrichtung führt einen Wirkstoff in die Abgaspassage an einer Position stromaufwäarts des Reduktionskatalysators zu. Die Wirkstoffzufuhrvorrichtung weist einen Heizer auf, welcher Kohlenwasserstoff in flüssiger Form, welcher dem Heizer zugeführt wird, erwärmt und verdampft. Der Heizer crackt beziehungsweise bricht den Kohlenwasserstoff auf, um eine Kohlenstoffanzahl des Kohlenwasserstoffs zu verringern. Der Heizer weist eine Verdampfungsoberfläche auf, welche den Kohlenwasserstoff in flüssiger Form erwärmt und verdampft und eine Cracking-Heizoberfläche, welche den Kohlenwasserstoff, welcher durch die Verdampfungsoberfläche verdampft ist, weiter erwärmt, um den Kohlenstoff zu cracken beziehungsweise aufzubrechen. Ein reformiertes Reduktionsmittel wird als der Wirkstoff aus dem Kohlenwasserstoff, welcher durch den Heizer gecrackt wird, erzeugt.In one aspect of the present disclosure, a fuel supply system fuel supply apparatus which includes a NOx catalyst having a reduction catalyst disposed in an exhaust passage to purify NOx contained in exhaust gas of an internal combustion engine. The drug delivery device delivers an agent into the exhaust passage at a position upstream of the reduction catalyst. The drug delivery device comprises a heater which heats and vaporizes hydrocarbon in liquid form which is supplied to the heater. The heater cracks or breaks the hydrocarbon to reduce a carbon number of the hydrocarbon. The heater has an evaporation surface which heats and vaporizes the hydrocarbon in liquid form, and a cracking heating surface which further heats the hydrocarbon vaporized by the evaporation surface to crack the carbon. A reformed reducing agent is generated as the active ingredient from the hydrocarbon cracked by the heater.
Gemäß dem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird zugeführter Kohlenwasserstoff gecrackt, nachdem er verdampft wird, und ein Siedepunkt des zugeführten Kohlenwasserstoffs wird durch den Cracking-Vorgang erniedrigt. Aus diesem Grund wird der zugeführte Kohlenwasserstoff ausreichend verdampft, wodurch unterdrückt wird, dass der zugeführte Kohlenwasserstoff kondensiert und an den Elektroden, Passagen oder dergleichen anhaftet. Demnach ist es möglich, relativ leicht solch eine Situation zu vermeiden, in welcher das reformierte Reduktionsmittel in eine Abgaspassage zu einem erwünschten Timing beziehungsweise Zeitpunkt nicht zugeführt werden kann.According to the aspect of the present disclosure, supplied hydrocarbon is cracked after being vaporized, and a boiling point of the supplied hydrocarbon is lowered by the cracking process. For this reason, the supplied hydrocarbon is sufficiently vaporized, thereby suppressing that the supplied hydrocarbon condenses and adheres to the electrodes, passages or the like. Accordingly, it is possible to relatively easily avoid such a situation in which the reformed reducing agent can not be supplied into an exhaust passage at a desired timing.
Die Offenbarung zusammen mit zusätzlichen Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen davon wird am Besten aus der folgenden Beschreibung, den angehängten Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen verstanden werden, in welchen:The disclosure, together with additional objects, features and advantages thereof, will be best understood from the following description, the appended claims and the accompanying drawings, in which:
1 eine schematische Ansicht einer Wirkstoffzufuhrvorrichtung ist, welche auf ein Verbrennungssystem gemäß einer ersten Ausführungsform angewandt ist; 1 Fig. 10 is a schematic view of an active agent delivery device applied to a combustion system according to a first embodiment;
2 eine schematische Ansicht eines Heizers gemäß der ersten Ausführungsform ist; 2 Fig. 12 is a schematic view of a heater according to the first embodiment;
3 ein Diagramm ist, welches ein Filmsieden beziehungsweise Filmverdampfen, das auf einer Heizoberfläche des Heizers gemäß der ersten Ausführungsform erzeugt wird, veranschaulicht; 3 FIG. 12 is a diagram illustrating film boiling generated on a heating surface of the heater according to the first embodiment; FIG.
4 eine schematische Ansicht eines Mechanismus zum Erzeugen eines reformierten HC gemäß der ersten Ausführungsform ist; 4 Fig. 12 is a schematic view of a mechanism for generating a reformed HC according to the first embodiment;
5 eine schematische Ansicht eines Mechanismus zum Erzeugen von Ozon gemäß der ersten Ausführungsform ist; 5 Fig. 12 is a schematic view of a mechanism for generating ozone according to the first embodiment;
6 eine Querschnittsansicht eines Entladereaktors gemäß der ersten Ausführungsform ist; 6 Fig. 15 is a cross-sectional view of a discharge reactor according to the first embodiment;
7 ein Flusdiagramm ist, welches einen Vorgang zum Umschalten der Erzeugung von Ozon und des reformierten HC gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht; 7 Fig. 10 is a flowchart showing a process for switching the generation of ozone and the reformed HC according to the first embodiment;
8 ein Flussdiagramm ist, welches einen Vorgang zum Steuern einer Kraftstoffzufuhrmenge und einer Heizertemperatur gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht; 8th FIG. 10 is a flowchart illustrating a process for controlling a fuel supply amount and a heater temperature according to the first embodiment; FIG.
9 eine schematische Ansicht eines Heizers gemäß einer zweiten Ausführungsform ist; 9 a schematic view of a heater according to a second embodiment;
10 eine schematische Ansicht eines Heizers gemäß einer dritten Ausführungsform ist; 10 a schematic view of a heater according to a third embodiment;
11 eine schematische Ansicht eines Heizers gemäß einer vierten Ausführungsform ist; 11 Fig. 12 is a schematic view of a heater according to a fourth embodiment;
12 eine schematische Ansicht eines Heizers gemäß einer fünften Ausführungsform ist; 12 Fig. 12 is a schematic view of a heater according to a fifth embodiment;
13 ein Diagramm ist, welches Vorteile veranschaulicht, welche durch ein Unterdrücken des Filmsiedens erhalten werden; und 13 Fig. 12 is a diagram illustrating advantages obtained by suppressing the film boiling; and
14 eine schematische Ansicht einer Wirkstoffzufuhrvorrichtung ist, welche auf ein Verbrennungssystem gemäß einer sechsten Ausführungsform angewandt wird. 14 Fig. 12 is a schematic view of a drug delivery device applied to a combustion system according to a sixth embodiment.
Hierin nachstehend wird eine Mehrzahl von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden. In jeder Ausführungsform sind dieselben Bezugszeichen entsprechenden Konfigurationselementen zugewiesen und es gibt einen Fall, in welchem duplizierte Beschreibungen ausgelassen sind. In jeder Ausführungsform ist, wenn nur ein Teil einer Konfiguration einer Ausführungsform beschrieben ist, eine entsprechende Konfiguration einer anderen Ausführungsform, welche vorangehend beschrieben ist, auf den anderen Teil der Konfiguration der Ausführungsform anwendbar. Insofern als es keine Probleme mit einer Kombination der Konfigurationen gibt, können die Konfigurationen nicht nur zusammen wie in jeder Ausführungsform erläutert kombiniert werden, sondern es können auch die Konfigurationen der Mehrzahl von Ausführungsformen teilweise zusammen kombiniert werden, auch wenn die teilweisen Kombinationen der Konfigurationen nicht erläutert sind.Hereinafter, a plurality of embodiments of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. In each embodiment, the same reference numerals are assigned to corresponding configuration items, and there is a case where duplicated descriptions are omitted. In each embodiment, when only a part of a configuration of one embodiment is described, a corresponding configuration of another embodiment described above is applicable to the other part of the configuration of the embodiment. Inasmuch as there are no problems with a combination of the configurations, not only can the configurations be combined together as explained in each embodiment, but also the configurations of the plurality of embodiments can be partially combined together, even though the partial combinations of the configurations are not explained are.
(Erste Ausführungsform)First Embodiment
Ein Verbrennungssystem, wie es in 1 veranschaulicht ist, weist eine interne Verbrennungsmaschine 10, einen Lader 11, einen Dieselpartikelfilter (DPF = Diesel Particular Filter) 14, eine NOx-Reinigungsvorrichtung beziehungsweise -Aufbereitungsvorrichtung 15, eine Reduktionsmittel-Reinigungsvorrichtung beziehungsweise -Aufbereitungsvorrichtung 15 (DOC) 16 und eine Wirkstoffzufuhrvorrichtung auf. Das Verbrennungssystem ist an einem Fahrzeug angebracht und das Fahrzeug wird durch eine Ausgabe von der internen Verbrennungsmaschine 10 angetrieben. In der vorliegenden Ausführungsform ist die interne Verbrennungsmaschine 10 eine Kompressions-Selbstzünde-Dieselmaschine, welche Dieselkraftstoff für die Verbrennung verwendet.A combustion system, as in 1 has an internal combustion engine 10 , a loader 11 , a Diesel Particulate Filter (DPF) 14 , an NOx purification device 15 , a reducing agent purifying apparatus 15 (DOC) 16 and an agent delivery device. The combustion system is mounted on a vehicle and the vehicle is powered by an output from the internal combustion engine 10 driven. In the present embodiment, the internal combustion engine 10 a compression auto-ignition diesel engine that uses diesel fuel for combustion.
Der Lader 11 weist eine Turbine 11a, eine sich drehende Welle 11b und einen Kompressor 11c auf. Die Turbine 11a ist in einer Abgaspassage 10ex der internen Verbrennungsmaschine 10 angeordnet und dreht sich durch die kinetische Energie von Abgas. Die sich drehende Welle beziehungsweise Drehwelle 11b verbindet ein Flügelrad der Turbine 11a mit einem Flügelrad des Kompressors 11c und überträgt eine Drehkraft der Turbine 11a auf den Kompressor 11c. Der Kompressor 11c ist in einer Ansaugpassage 10in der internen Verbrennungsmaschine 10 angeordnet und führt Ansaugluft nach dem Komprimieren (das heißt Aufladen) der Ansaugluft der internen Verbrennungsmaschine 10 zu.The loader 11 has a turbine 11a , a rotating shaft 11b and a compressor 11c on. The turbine 11a is in an exhaust passage 10ex the internal combustion engine 10 arranged and turns by the kinetic energy of exhaust gas. The rotating shaft or rotating shaft 11b connects an impeller of the turbine 11a with an impeller of the compressor 11c and transmits a torque of the turbine 11a on the compressor 11c , The compressor 11c is in a suction passage 10in the internal combustion engine 10 and introduces intake air after compressing (ie, charging) the intake air of the internal combustion engine 10 to.
Ein Kühler 12 ist in der Ansaugpassage 10in stromabwärts des Kompressors 11c angeordnet. Der Kühler 12 kühlt Ansaugluft, welche durch den Kompressor 11c komprimiert ist, und die komprimierte Ansaugluft, welche durch den Kühler 12 gekühlt ist, wird in mehrere Verbrennungskammern der internen Verbrennungsmaschine 10 durch einen Ansaugkrümmer beziehungsweise eine Ansaugleitung verteilt, nachdem eine Flussmenge beziehungsweise Strömungsmenge der komprimierten Ansaugluft durch ein Drosselventil 13 angepasst ist.A cooler 12 is in the intake passage 10in downstream of the compressor 11c arranged. The cooler 12 Cools intake air, which passes through the compressor 11c is compressed, and the compressed intake air passing through the radiator 12 Is cooled, is in several combustion chambers of the internal combustion engine 10 distributed by an intake manifold or a suction pipe, after a flow amount or flow amount of the compressed intake air through a throttle valve 13 is adjusted.
Der DPF 14 (DPF = Diesel Particulate Filter = Dieselpartikelfilter), die NOx-Reinigungsvorrichtung 15 und der DOC 16 (DOC = Diesel Oxidation Catalyst = Dieseloxidationskatalysator) sind in dieser Reihenfolge in der Abgaspassage 10ex stromabwärts der Turbine 11a angeordnet. Der DPF 14 sammelt Partikel, welche im Abgas enthalten sind. Eine Zufuhrpassage 24 der Wirkstoffzufuhrvorrichtung ist mit der Abgaspassage 10ex stromabwärts des DPF 14 und stromaufwärts der NOx-Reinigungsvorrichtung 15 verbunden. Ein reformiertes Reduktionsmittel, welches durch die Wirkstoffzufuhrvorrichtung erzeugt wird, wird in die Abgaspassage 10ex durch die Zufuhrpassage 24 zugeführt. Das reformierte Reduktionsmittel wird durch ein teilweises Oxidieren von Kohlenwasserstoff (das heißt Kraftstoff), welcher als ein Reduktionsmittel verwendet wird, in teilweise oxidierten Kohlenwasserstoff erzeugt, wie später unter Bezugnahme auf 4 beschrieben werden wird.The DPF 14 (DPF = Diesel Particulate Filter = Diesel Particulate Filter), the NOx purifier 15 and the DOC 16 (DOC = Diesel Oxidation Catalyst = Diesel Oxidation Catalyst) are in this order in the exhaust passage 10ex downstream of the turbine 11a arranged. The DPF 14 collects particles that are contained in the exhaust gas. A feed passage 24 the drug delivery device is with the exhaust passage 10ex downstream of the DPF 14 and upstream of the NOx purification device 15 connected. A reformed reducing agent generated by the drug delivery device becomes the exhaust passage 10ex through the feed passage 24 fed. The reformed reducing agent is generated by partially oxidizing hydrocarbon (that is, fuel) used as a reducing agent into partially oxidized hydrocarbon, as described later with reference to FIG 4 will be described.
Die NOx-Reinigungsvorrichtung 15 weist einen Bienenwabenträger 15b zum Tragen eines Reduktionskatalysators und ein Gehäuse 15a, welches den Träger 15b darin einhaust, auf. Die NOx-Reinigungsvorrichtung 15 reinigt bez bereitet NOx, welches in Abgas enthalten ist, durch eine Reaktion von NOx mit dem reformierten Reduktionsmittel in der Anwesenheit des Reduktionskatalysators auf, das heißt ein Reduktionsvorgang von NOx zu N2. Es sollte festgehalten werden, dass, obwohl O2 im Abgas zusätzlich zu NOx auch enthalten ist, das reformierte Reduktionsmittel selektiv (vorzugsweise) mit NOx in der Anwesenheit von O2 reagiert.The NOx purification device 15 has a honeycomb carrier 15b for supporting a reduction catalyst and a housing 15a which the carrier 15b in it, on. The NOx purification device 15 purifies squared NOx which is contained in exhaust gas by a reaction of NOx with the reformed reducing agent in the presence of the reduction catalyst, that is, a reduction process of NOx to N 2 . It should be noted that although O 2 is also contained in the exhaust gas in addition to NOx, the reformed reducing agent selectively (preferably) reacts with NOx in the presence of O 2 .
In der vorliegenden Ausführungsform hat der Reduktionskatalysator eine Adsorptivität, um NOx zu adsorbieren. Genauer demonstriert der Reduktionskatalysator die Adsorptivität zum Adsorbieren von NOx in Abgas, wenn eine Katalysatortemperatur niedriger als eine Aktivierungstemperatur ist, bei welcher die Reduktionsreaktion durch den Reduktionskatalysator auftreten kann. Weiterhin wird, wenn die Katalysatortemperatur höher als die Aktivierungstemperatur ist, NOx, welches durch den Reduktionskatalysator adsorbiert ist, durch das reformierte Reduktionsmittel reduziert und wird dann von dem Reduktionskatalysator freigegeben. Beispielsweise kann die NOx-Reinigungsvorrichtung 15 eine NOx-Adsorbtionsleistungsfähigkeit mit einem Silber/Aluminiumoxid-Katalysator vorsehen, welcher durch den Träger 15b getragen wird.In the present embodiment, the reduction catalyst has adsorptivity to adsorb NOx. More specifically, the reduction catalyst demonstrates the adsorptivity for adsorbing NOx into exhaust gas when a catalyst temperature is lower than an activation temperature at which the reduction reaction by the reduction catalyst may occur. Further, when the catalyst temperature is higher than the activation temperature, NOx adsorbed by the reduction catalyst is reduced by the reformed reducing agent and is then released from the reduction catalyst. For example, the NOx purification device 15 provide a NOx Adsorbtionsleistungsfähigkeit with a silver / alumina catalyst, which by the carrier 15b will be carried.
Der DOC 16 hat ein Gehäuse, welches einen Träger, welcher einen Oxidationskatalysator trägt, einhaust. Der DOC 16 oxidiert das Reduktionsmittel, welches von der NOx-Reinigungsvorrichtung 15 ausströmt ohne für die NOx-Reduktion verwendet zu werden, in der Anwesenheit eines Oxidationskatalysators. Demnach kann verhindert werden, dass das Reduktionsmittel in die Atmosphäre durch einen Auslass der Abgaspassage 10ex freigesetzt wird. Es sollte festgehalten werden, dass eine Aktivierungstemperatur des Oxidationskatalysators (beispielsweise 200 Grad Celsius) niedriger ist als die Aktivierungstemperatur (beispielsweise 250 Grad Celsius) des Reduktionskatalysators.The DOC 16 has a housing which houses a support carrying an oxidation catalyst. The DOC 16 oxidizes the reducing agent released by the NOx purification device 15 flows out without being used for NOx reduction in the presence of an oxidation catalyst. Thus, the reducing agent can be prevented from being released into the atmosphere through an outlet of the exhaust gas passage 10ex is released. It should be noted that an activation temperature of the oxidation catalyst (eg, 200 degrees Celsius) is lower than the activation temperature (eg, 250 degrees Celsius) of the reduction catalyst.
Als Nächstes wird die Wirkstoffzufuhrvorrichtung untenstehend beschrieben werden. Allgemein erzeugt die Wirkstoffzufuhrvorrichtung das reformierte Reduktionsmittel und führt das reformierte Reduktionsmittel in die Abgaspassage 10ex durch die Zuführpassage 24 zu. Die Wirkstoffzufuhrvorrichtung weist einen Entladereaktor 20, eine Luftpumpe 31, einen Kraftstoffinjektor 33 und einen elektrischen Heizer (Heizer) 34 auf. Der Entladereaktor 20 weist eine Mehrzahl eines Paars von Elektroden 21 auf. Eines der Paare der Elektroden 21 ist auf Masse gelegt beziehungsweise geerdet und das andere ist mit einer Hochspannung versorgt, wenn elektrische Leistung dem Entladereaktor 20 zugeführt wird. Jede der Elektroden 21 hat eine Plattenform und ist einander parallel zugewandt. Ein Mikrocomputer 81 einer elektrischen Steuereinheit (ECU = Electric Control Unit = Elektrische Steuereinheit) 80 steuert die elektrische Leistungszufuhr zu den Elektroden 21.Next, the drug delivery device will be described below. Generally, the drug delivery device generates the reformed reductant and introduces the reformed reductant into the exhaust passage 10ex through the Zuführpassage 24 to. The drug delivery device has a discharge reactor 20 , an air pump 31 , a fuel injector 33 and an electric heater (heater) 34 on. The unloading reactor 20 has a plurality of a pair of electrodes 21 on. One of the pairs of electrodes 21 is grounded or earthed and the other is supplied with a high voltage when electrical power is supplied to the discharge reactor 20 is supplied. Each of the electrodes 21 has a plate shape and faces each other in parallel. A microcomputer 81 an electrical control unit (ECU = Electric Control Unit = Electric Control Unit) 80 controls the electrical power supply to the electrodes 21 ,
Ein Mischgehäuse 30 ist stromaufwärts des Entladereaktors 20 angeordnet und eine Mischkammer 30a ist innerhalb des Mischgehäuses 30 begrenzt beziehungsweise definiert. Die Luftpumpe 31 bläst Luft durch ein Blasrohr 32 in die Mischkammer 30a. Die Luftpumpe wird durch einen Elektromotor, welcher durch den Mikrocomputer 81 gesteuert wird, angetrieben. Die Luftpumpe 31 blast atmosphärische Luft beziehungsweise Außenluft mit einer atmosphärischen Temperatur beziehungsweise Außentemperatur und einem atmosphärischen Druck beziehungsweise Außendruck, welcher um die Wirkstoffzufuhrvorrichtung existiert. Da Luft Sauerstoffmoleküle aufweist, führt die Luftpumpe 31 Gas einschließlich Sauerstoff in die Mischkammer 30a zu. Hierin nachstehend wird auf solches Gas, welches wenigstens Sauerstoff aufweist, als Sauerstoffgas Bezug genommen. Die Luftpumpe 31 kann eines von Beispielen von ”einem Sauerstoffzuführer” sein, welcher Sauerstoffgas in den Entladereaktor 20 zuführt.A mixed housing 30 is upstream of the discharge reactor 20 arranged and a mixing chamber 30a is inside the mixing housing 30 limited or defined. The air pump 31 blows air through a blowpipe 32 into the mixing chamber 30a , The air pump is powered by an electric motor, which is controlled by the microcomputer 81 is driven, driven. The air pump 31 Atmospheric air or outside air at an atmospheric temperature or outside temperature and an atmospheric pressure or external pressure exist, which exists around the drug delivery device. Since air contains oxygen molecules, the air pump leads 31 Gas including oxygen in the mixing chamber 30a to. Hereinafter, such gas having at least oxygen is referred to as oxygen gas. The air pump 31 may be one of examples of "an oxygen supply", which oxygen gas in the discharge reactor 20 supplies.
Eine Pumpe 33p führt Kraftstoff in flüssiger Form (flüssigen Kraftstoff) innerhalb eines Kraftstofftanks 33t in den Kraftstoffinjektor 33 zu, und der flüssige Kraftstoff wird in die Mischkammer 30a durch Einspritzlöcher beziehungsweise Injektionslöcher des Kraftstoffinjektors 33 eingespritzt. Der Kraftstoff innerhalb des Kraftstofftanks 33t wird auch als Kraftstoff zur Verbrennung wie obenstehend erläutert verwendet. Das heißt, dass der Kraftstoff in dem Kraftstofftank 33t allgemein für eine Verbrennung der internen Verbrennungsmaschine 10 und als ein Reduktionsmittel verwendet wird. Der Kraftstoffinjektor 33 hat ein Einspritzventil beziehungsweise Injektionsventil und das Ventil wird durch eine elektromagnetische Kraft durch ein elektromagnetisches Solenoid betätigt, und der Mikrocomputer 81 steuert die elektrische Leistungszufuhr zu dem elektromagnetischen Solenoid. Der Kraftstoffinjektor 33 kann eines von Beispielen von einem ”Kohlenwasserstoffzuführer” sein, welcher dem elektrischen Heizer 34 Kohlenwasserstoff durch ein Einspritzen von Kraftstoff einspritzt.A pump 33p carries fuel in liquid form (liquid fuel) inside a fuel tank 33t in the fuel injector 33 too, and the liquid fuel gets into the mixing chamber 30a through injection holes or injection holes of the fuel injector 33 injected. The fuel inside the fuel tank 33t is also used as fuel for combustion as explained above. That is, the fuel in the fuel tank 33t generally for combustion of the internal combustion engine 10 and used as a reducing agent. The fuel injector 33 has an injection valve and the valve is actuated by an electromagnetic force by an electromagnetic solenoid, and the microcomputer 81 controls the electric power supply to the electromagnetic solenoid. The fuel injector 33 may be one of examples of a "hydrocarbon feed" which is the electric heater 34 Hydrocarbon injected by injecting fuel.
Der flüssige Kraftstoff, der durch die Pumpe 33p mit Druck beaufschlagt wird, wird in den Kraftstoffinjektor 33 zugeführt und wird durch die Einspritzlöcher eingespritzt, während ein Druck des flüssigen Kraftstoffes verringert wird. Wenn er durch die Einspritzlöcher eingespritzt wird, wird der flüssige Kraftstoff zerstäubt, und der optimierte Kraftstoff wird dem elektrischen Heizer 34 zugeführt. Der Kraftstoffinjektor 33 kann demnach eines von Beispielen eines ”Atomisierers beziehungsweise Zerstäubers” sein, welcher Kraftstoff in flüssiger Form dem elektrischen Heizer 34 zuführt, während er den Kraftstoff zerstäubt, und er kann den zerstäubten Kraftstoff, der einen Durchmesser von 60 μm oder weniger hat, einspritzen.The liquid fuel flowing through the pump 33p is pressurized into the fuel injector 33 is supplied and injected through the injection holes, while a pressure of the liquid fuel is reduced. When injected through the injection holes, the liquid fuel is atomized and the optimized fuel becomes the electric heater 34 fed. The fuel injector 33 may therefore be one of examples of an "atomizer", which fuel in liquid form the electric heater 34 feeds while keeping the fuel atomizes and injects the atomized fuel having a diameter of 60 μm or less.
Das Mischgehäuse 30 ist mit einem Verdampfungsgehäuse 35 durch eine Kraftstoffzufuhrpassage 35a verbunden. Der Kraftstoffinjektor 33 und der elektrische Heizer 34 sind an dem Verdampfungsgehäuse 35 angebracht. Wie in 2 gezeigt ist, weist der elektrische Heizer 34 ein Heizelement 341, welches Wärme erzeugt, wenn es mit Energie versorgt wird, und ein Schutzelement 342 auf, welches das Heizelement 341 bedeckt, um das Heizelement 341 von der Umgebung isolierend zu schützen. Ein Abschnitt des Schutzelements 342 in dem elektrischen Heizer 34 ist innerhalb einer Verdampfungskammer 35b angeordnet, welche innerhalb des Verdampfungsgehäuses 35 gebildet ist. Der Kraftstoffinjektor 33 spritzt den flüssigen Kraftstoff in die Verdampfungskammer 35b ein. Der flüssige Kraftstoff, welcher vernebelt wird, wenn er eingespritzt wird, wird durch den elektrischen Heizer 34 erwärmt.The mixing housing 30 is with an evaporation housing 35 through a fuel supply passage 35a connected. The fuel injector 33 and the electric heater 34 are on the evaporation housing 35 appropriate. As in 2 is shown, the electric heater 34 a heating element 341 which generates heat when energized and a protective element 342 on which the heating element 341 covered to the heating element 341 isolated from the environment to protect. A section of the protective element 342 in the electric heater 34 is inside an evaporation chamber 35b arranged, which within the evaporation housing 35 is formed. The fuel injector 33 injects the liquid fuel into the evaporation chamber 35b one. The liquid fuel which is atomized as it is injected is through the electric heater 34 heated.
Eine Oberfläche des Schutzelements 342 dient als Heizoberfläche, welche Kraftstoff erwärmt. Das Schutzelement 342, welches sich vertikal erstreckt, und ein unterer Abschnitt der Heizoberfläche dienen als eine Verdampfungsheizoberfläche 343, welche den eingespritzten flüssigen Kraftstoff (verdampften Kraftstoff) erwärmt und verdampft. Ein oberer Abschnitt der Heizoberfläche (das Schutzelement 342) dient als Cracking-Heizoberfläche 344, wie untenstehend beschrieben werden wird. Ebenso erwärmt die Cracking-Heizoberfläche 344 den Kraftstoff, welcher durch die Verdampfungsheizoberfläche 343 verdampft ist, um den verdampften Kraftstoff thermisch in Kohlenwasserstoff, welcher eine kleinere Kohlenstoffanzahl hat, zu zersetzen. Diese thermische Zersetzung wird ”Cracking” beziehungsweise „Aufbrechen” genannt und der gecrackte beziehungsweise aufgebrochene Kraftstoff hat einen niedrigen Siedepunkt verglichen zu einem ungecrackten Kraftstoff.A surface of the protective element 342 serves as a heating surface, which heats fuel. The protective element 342 which extends vertically and a lower portion of the heating surface serve as an evaporation heating surface 343 which heats and vaporizes the injected liquid fuel (vaporized fuel). An upper portion of the heating surface (the protective element 342 ) serves as a cracking heating surface 344 as will be described below. Likewise, the cracking heating surface heats up 344 the fuel passing through the evaporation heating surface 343 is evaporated to thermally decompose the vaporized fuel in hydrocarbon, which has a smaller carbon number. This thermal decomposition is called "cracking" and the cracked fuel has a low boiling point compared to a non-cracked fuel.
Die Verdampfungsheizoberfläche 343 und die Cracking-Heizoberfläche 344 verwenden die gleiche Wärmequelle (Heizelement 341) gemeinsam. Elektrische Leistung zu dem Heizelement 341 wird durch den Mikrocomputer 81 gesteuert. Der Mikrocomputer 81 steuert das Heizelement 341, sodass Kraftstoff auf eine Temperatur (350 Grad Celsius bis 500 Grad Celsius) erwärmt wird, bei welcher Leichtöl gecrackt werden kann. Als ein Ergebnis wird Kraftstoff innerhalb der Mischkammer 30a verdampft und gecrackt. Da eine crackbare Temperatur, bei welcher das Cracken auftreten kann, höher ist als eine Verdampfungstemperatur, wird das Heizelement 341 gesteuert, um gleich oder höher als die crackbare Temperatur zu sein. Als ein Ergebnis überschreitet die Verdampfungsheizoberfläche 343 demzufolge die Verdampfungstemperatur.The evaporation heating surface 343 and the cracking heating surface 344 use the same heat source (heating element 341 ) together. Electrical power to the heating element 341 is through the microcomputer 81 controlled. The microcomputer 81 controls the heating element 341 so that fuel is heated to a temperature (350 degrees Celsius to 500 degrees Celsius) at which light oil can be cracked. As a result, fuel inside the mixing chamber 30a vaporized and cracked. Since a crackable temperature at which cracking can occur is higher than an evaporation temperature, the heating element becomes 341 controlled to be equal to or higher than the crackable temperature. As a result, the evaporation heating surface exceeds 343 consequently the evaporation temperature.
Wenn eine Einspritzmenge des flüssigen Kraftstoffs, welche in das Verdampfungsgehäuse 35 pro Einheitszeit eingespritzt wird, größer ist als eine Verdampfungsmenge des flüssigen Kraftstoffs, welcher pro Einheitszeit verdampft wird, wird der flüssige Kraftstoff innerhalb des Verdampfungsgehäuses 35 wie in 3 veranschaulicht gespeichert. In diesem Fall dient das Verdampfungsgehäuse 35 als ein Speichertank, welcher vorübergehend den flüssigen Kraftstoff speichert, bis der flüssige Kraftstoff verdampft ist. Ein Symbol L in der Figur repräsentiert eine Flüssigkeitsoberfläche des flüssigen Kraftstoffs, welcher in dem Verdampfungsgehäuse 35 gespeichert wird. Kraftstoff in Gasform, welcher von der Flüssigkeitsoberfläche L verdampft ist, wird weiter durch die Cracking-Heizoberfläche 344 erwärmt, welche über der Flüssigkeitsoberfläche L platziert ist, und dann wird der verdampfte Kraftstoff gecrackt.When an injection amount of the liquid fuel, which is in the evaporation housing 35 per unit time is greater than an evaporation amount of the liquid fuel which is evaporated per unit time, the liquid fuel within the evaporation housing 35 as in 3 illustrated saved. In this case, the evaporation housing is used 35 as a storage tank, which temporarily stores the liquid fuel until the liquid fuel has evaporated. A symbol L in the figure represents a liquid surface of the liquid fuel contained in the evaporation casing 35 is stored. Fuel in gaseous form, which has evaporated from the liquid surface L, continues through the cracking heating surface 344 heated, which is placed above the liquid surface L, and then the vaporized fuel is cracked.
Der Kraftstoffinjektor 33 sprüht den flüssigen Kraftstoff auf die Verdampfungsheizoberfläche 343. Der Kraftstoffinjektor 33 ist relativ zu dem Schutzelement 342 abgewinkelt, das sich in der vertikalen Richtung erstreckt, und sprüht den flüssigen Kraftstoff von einer Position über der Verdampfungsheizoberfläche 343. Wenn der flüssige Kraftstoff innerhalb des Verdampfungsgehäuses 35 gespeichert wird, wird der Kraftstoff, welcher von dem Kraftstoffinjektor 33 eingespritzt wird, auf die Flüssigkeitsoberfläche L gesprüht.The fuel injector 33 sprays the liquid fuel onto the evaporation heating surface 343 , The fuel injector 33 is relative to the protective element 342 angled extending in the vertical direction and spraying the liquid fuel from a position above the evaporation heating surface 343 , When the liquid fuel inside the vaporization housing 35 is stored, the fuel, which from the fuel injector 33 is injected onto the liquid surface L sprayed.
In der Mischkammer 30a wird der Kraftstoff, welcher durch den elektrischen Heizer 34 verdampft und gecrackt wird, mit Luft, welche Sauerstoffgas, welches durch die Luftpumpe 31 zugeführt wird, aufweist, gemischt. Die Gasmischung strömt durch eine Entladepassage 21a, welche zwischen dem Paar der Elektroden 21 des Entladereaktors 20 wie untenstehend beschrieben definiert beziehungsweise begrenzt ist. Dann wird das gemischte Gas in die Abgaspassage 10ex durch die Zufuhrpassage 24 zugeführt. Der Entladereaktor 20 oxidiert Kohlenwasserstoff, welcher innerhalb der Gasmischung enthalten ist, durch einen Entladevorgang, um das reformierte Reduktionsmittel als einen Wirkstoff zu erzeugen. Als Nächstes wird der Reaktionsvorgang der Erzeugung des reformierten Reduktionsmittels unter Bezugnahme auf 4 beschrieben werden.In the mixing chamber 30a becomes the fuel passing through the electric heater 34 vaporized and cracked, with air, which oxygen gas, which passes through the air pump 31 is supplied, has, mixed. The gas mixture flows through a discharge passage 21a which is between the pair of electrodes 21 of the unloading reactor 20 is defined or limited as described below. Then, the mixed gas in the exhaust passage 10ex through the feed passage 24 fed. The unloading reactor 20 oxidizes hydrocarbon contained within the gas mixture by a discharge process to produce the reformed reducing agent as an active ingredient. Next, the reaction process of producing the reformed reducing agent will be described with reference to FIG 4 to be discribed.
Wie durch (1) in 4 angezeigt ist, kollidiert ein Elektron, welches von der Elektrode 21 emittiert wird, mit Sauerstoffgas (einem Sauerstoffmolekül), und dann wird das Sauerstoffmolekül in aktiven Sauerstoff ionisiert (siehe (2) in 4). Als Nächstes reagiert der aktive Sauerstoff mit Kraftstoff in Gasform (das heißt Kohlenwasserstoff), welcher in dem gemischten Gas enthalten ist, und oxidiert den Kohlenwasserstoff teilweise (siehe (3) in 4). Als ein Ergebnis wird ein reformiertes Reduktionsmittel erzeugt (siehe (4) in 4). Eines von Beispielen des reformierten Reduktionsmittels kann ein teilweises Oxid sein, welches durch ein Oxidieren eines Teils von Kohlenwasserstoff mit einer Hydroxylgruppe (OH) oder einer Aldehydgruppe (CHO) erzeugt wird.As indicated by (1) in 4 is displayed, an electron collides with the electrode 21 is emitted with oxygen gas (an oxygen molecule), and then the oxygen molecule is ionized into active oxygen (see (2) in FIG 4 ). Next, the active oxygen reacts with fuel in gaseous form (that is, hydrocarbon) contained in the mixed gas and oxidizes the gas Hydrocarbon partially (see (3) in 4 ). As a result, a reformed reducing agent is produced (see (4) in 4 ). One of examples of the reformed reducing agent may be a partial oxide produced by oxidizing a part of hydrocarbon having a hydroxyl group (OH) or an aldehyde group (CHO).
Der Entladereaktor 20 erzeugt aktiv Ozon, wie in 5 gezeigt ist, wenn der Kraftstoffinjektor 33 ein Zuführen von Kraftstoff in den Entladereaktor 20 stoppt. Das heißt, dass ein Elektron, welches von der Elektrode 21 emittiert wird, mit Sauerstoffgas (Sauerstoffmolekül), welches durch die Luftpumpe 31 zugeführt wird, kollidiert (siehe (1) in 5). Demnach wird das Sauerstoffmolekül in aktiven Sauerstoff ionisiert (siehe (2) in 5). Und dann wird der aktive Sauerstoff mit den Sauerstoffmolekülen, welche durch die Luftpumpe 31 zugeführt werden, oxidiert (siehe (5) in 5).The unloading reactor 20 actively generates ozone, as in 5 shown when the fuel injector 33 supplying fuel to the discharge reactor 20 stops. That is, an electron, which comes from the electrode 21 is emitted with oxygen gas (oxygen molecule), which passes through the air pump 31 is fed, collide (see (1) in 5 ). Thus, the oxygen molecule is ionized into active oxygen (see (2) in 5 ). And then the active oxygen gets in contact with the oxygen molecules passing through the air pump 31 are oxidized (see (5) in 5 ).
In Kürze ändert, wenn die Luftpumpe 31 arbeitet und elektrische Leistung den Elektroden 21 zugeführt wird, der Entladereaktor 20 Sauerstoffgas in einen Plasmazustand durch einen Glimmentladevorgang und die Sauerstoffmoleküle werden in den aktiven Sauerstoff ionisiert. Unter einer solchen Situation erzeugt, wenn Kraftstoff dem Entladereaktor 20 zugeführt wird, der Entladereaktor 20 ein reformiertes Reduktionsmittel durch ein teilweises Oxidieren des Kraftstoffs mit dem aktiven Sauerstoff. Wohingegen der Entladereaktor 20, wenn die Kraftstoffzufuhr in den Entladereaktor 20 gestoppt ist, Ozon als Wirkstoff aus dem Sauerstoffgas mit dem aktiven Sauerstoff erzeugt. Das reformierte Reduktionsmittel oder das Ozon, welche innerhalb des Entladereaktors 20 erzeugt werden, werden durch die Entladepassage 21a zwischen dem Paar der Elektroden 21 aufgrund des Blasdrucks durch die Luftpumpe 31 ausgeströmt und werden dann in die Abgaspassage 10ex durch die Zufuhrpassage 24 zugeführt.Coming soon changes when the air pump 31 works and electrical power to the electrodes 21 is fed, the discharge reactor 20 Oxygen gas in a plasma state by a glow discharge process and the oxygen molecules are ionized into the active oxygen. Under such a situation, when fuel generates the discharge reactor 20 is fed, the discharge reactor 20 a reformed reducing agent by partially oxidizing the fuel with the active oxygen. Whereas the unloading reactor 20 when the fuel supply to the discharge reactor 20 Stopped, ozone as an active ingredient is generated from the oxygen gas with the active oxygen. The reformed reducing agent or ozone, which within the discharge reactor 20 be generated by the discharge passage 21a between the pair of electrodes 21 due to the blowing pressure through the air pump 31 emanate and then into the exhaust passage 10ex through the feed passage 24 fed.
Der Entladereaktor 20 weist ein Gehäuse 22 auf, welches eine Fluidpassage 22a darin hat, und die Elektroden 21 sind innerhalb der Fluidpassage 22a (es sei Bezug genommen auf 1) angeordnet. 6 ist ein Diagramm, das die Anordnung der Elektroden innerhalb des Gehäuses 22 veranschaulicht. Die Elektrode 21 weist ein Isoliersubstrat 21b, eine Metallplatte 21c und einen Isolierfilm beziehungsweise eine Isolierschicht 21d auf. Die Elektroden 21 sind in einer geschichteten Art und Weise mit Abstandshaltern 23 angeordnet. Jede Elektrode 21, welche eine Plattenform hat, ist einander parallel zugewandt. Der Abstandshalter 23 bildet einen Abstand zwischen dem Paar von Elektroden 21, wodurch er die Entladepassage 21a zwischen dem Paar der Elektroden 21 definiert beziehungsweise begrenzt.The unloading reactor 20 has a housing 22 on which a fluid passage 22a in it, and the electrodes 21 are inside the fluid passage 22a (It was referred to 1 ) arranged. 6 is a diagram showing the arrangement of the electrodes inside the housing 22 illustrated. The electrode 21 has an insulating substrate 21b , a metal plate 21c and an insulating film and an insulating layer, respectively 21d on. The electrodes 21 are in a layered fashion with spacers 23 arranged. Each electrode 21 , which has a plate shape, facing each other in parallel. The spacer 23 forms a gap between the pair of electrodes 21 , causing him the discharge passage 21a between the pair of electrodes 21 defined or limited.
Das Isoliersubstrat 21b ist aus einer Keramik gefertigt und stützt die Metallplatte 21c ab. Wenn eine Hochspannung an die Metallplatte 21c angelegt wird, entladen sich die Elektroden 21 elektrisch in der Entladepassage 21a. Der Entladereaktor 20 hat eine Mehrzahl des Paars von Elektroden 21, und das reformierte Reduktionsmittel oder das Ozon, wie obenstehend unter Bezugnahme auf die 4 und 5 beschrieben, wird in jeder Entladepassage 21a erzeugt. Die Isolierschicht 21d bedeckt eine Oberfläche der Metallplatte 21c von der Entladepassage 21a derart, dass die Metallplatte 21c nicht zu der Entladepassage 21a freiliegend ist.The insulating substrate 21b is made of a ceramic and supports the metal plate 21c from. When a high voltage to the metal plate 21c is applied, the electrodes discharge 21 electrically in the discharge passage 21a , The unloading reactor 20 has a plurality of the pair of electrodes 21 , and the reformed reducing agent or ozone as described above with reference to FIGS 4 and 5 is described in each discharge passage 21a generated. The insulating layer 21d covers a surface of the metal plate 21c from the discharge passage 21a such that the metal plate 21c not to the discharge passage 21a is exposed.
Der Mikrocomputer 81 der ECU 80 weist eine Speichereinheit auf, um Programme zu speichern, und eine zentrale Verarbeitungseinheit, welche eine arithmetische Verarbeitung gemäß den Programmen, welche in der Speichereinheit gespeichert sind, ausführt. Die ECU 80 steuert den Betrieb der internen Verbrennungsmaschine 10 basierend auf Erfassungswerten von Sensoren. Die Sensoren können einen Gaspedalsensor 91, einen Maschinengeschwindigkeitssensor 92, einen Drosselklappenöffnungssensor 93, einen Ansaugluftdrucksensor 94, einen Ansaugmengensensor 95, einen Abgastemperatursensor 96 oder dergleichen aufweisen.The microcomputer 81 the ECU 80 has a storage unit to store programs, and a central processing unit that performs arithmetic processing in accordance with the programs stored in the storage unit. The ECU 80 controls the operation of the internal combustion engine 10 based on detection values of sensors. The sensors can be an accelerator pedal sensor 91 , a machine speed sensor 92 , a throttle opening sensor 93 , an intake air pressure sensor 94 , an intake quantity sensor 95 , an exhaust gas temperature sensor 96 or the like.
Der Gaspedalsensor 91 erfasst einen Niederdrückbetrag eines Gaspedals eines Fahrzeugs durch einen Fahrzeugführer. Der Maschinengeschwindigkeitssensor 92 erfasst eine Drehgeschwindigkeit einer Ausgangswelle 10a der internen Verbrennungsmaschine 10. Der Drosselklappenöffnungssensor 93 erfasst einen Öffnungsbetrag des Drosselventils 13. Der Ansaugluftdrucksensor 94 erfasst einen Druck der Ansaugpassage 10in an einer Position stromabwärts des Drosselventils 13. Der Ansaugmengensensor 95 erfasst eine Massenströmungsrate beziehungsweise Massenflussrate von Ansaugluft.The accelerator pedal sensor 91 detects a depression amount of an accelerator pedal of a vehicle by a driver. The machine speed sensor 92 detects a rotational speed of an output shaft 10a the internal combustion engine 10 , The throttle opening sensor 93 detects an opening amount of the throttle valve 13 , The intake air pressure sensor 94 detects a pressure of the intake passage 10in at a position downstream of the throttle valve 13 , The intake quantity sensor 95 detects a mass flow rate or mass flow rate of intake air.
Die ECU 80 steuert allgemein eine Menge und ein Injektionstiming von Kraftstoff für die Verbrennung, welcher von einem Kraftstoffinjektionsventil (nicht gezeigt) eingespritzt wird, gemäß einer Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle 10a und einer Maschinenlast der internen Verbrennungsmaschine 10. Weiterhin steuert die ECU 80 den Betrieb der Wirkstoffzufuhrvorrichtung basierend auf einer Abgastemperatur, welche durch den Abgastemperatursensor 96 erfasst wird. In anderen Worten gesagt schaltet der Mikrocomputer 81 zwischen der Erzeugung des reformierten Reduktionsmittels und der Erzeugung des Ozons um durch ein wiederholtes Ausführen eines Vorgangs (d. h. eines Programms), wie in 4 gezeigt ist, zu einer vorbestimmten Zeitdauer. Der Vorgang startet, wenn ein Zündschalter angeschaltet wird und wird konstant ausgeführt, während die interne Verbrennungsmaschine 10 läuft.The ECU 80 In general, controls an amount and an injection timing of fuel for combustion, which is injected from a fuel injection valve (not shown), according to a rotational speed of the output shaft 10a and an engine load of the internal combustion engine 10 , Furthermore, the ECU controls 80 the operation of the drug delivery device based on an exhaust gas temperature, which by the exhaust gas temperature sensor 96 is detected. In other words, the microcomputer turns off 81 between the generation of the reformed reducing agent and the generation of the ozone by repeating an operation (ie, a program) as in 4 is shown at a predetermined time. The process starts when an ignition switch is turned on and is kept running while the internal combustion engine is running 10 running.
Bei Schritt 10 der 7 betätigt der Mikrocomputer 81 die Luftpumpe 31. Bei Schritt 11 wird elektrische Leistung an die Elektroden 21 angelegt und der Entladereaktor 20 startet, sich elektrisch zu entladen. Bei Schritt 12 wird bestimmt, ob eine Temperatur des Reduktionskatalysators (NOx-Katalysatortemperatur) der NOx-Reinigungsvorrichtung 15 niedriger ist als eine Aktivierungstemperatur des Reduktionskatalysators. Die NOx-Katalysatortemperatur wird unter Verwendung einer Abgastemperatur, welche durch den Abgastemperatursensor 96 erfasst wird, abgeschätzt. Es sollte festgehalten werden, dass die Aktivierungstemperatur des Reduktionskatalysators eine Temperatur ist, bei welcher das reformierte Reduktionsmittel NOx durch den Reduktionsvorgang reinigen kann. At step 10 of the 7 the microcomputer operates 81 the air pump 31 , At step 11 will electrical power to the electrodes 21 created and the unloading reactor 20 starts to discharge electrically. At step 12 It is determined whether a temperature of the reduction catalyst (NOx catalyst temperature) of the NOx purification device 15 is lower than an activation temperature of the reduction catalyst. The NOx catalyst temperature is determined using an exhaust temperature determined by the exhaust temperature sensor 96 recorded, estimated. It should be noted that the activation temperature of the reduction catalyst is a temperature at which the reformed reducing agent can purify NOx by the reduction process.
Wenn bestimmt wird, dass die NOx-Katalysatortemperatur niedriger als die Aktivierungstemperatur ist, wird ein Ozonerzeugungsflag bei Schritt 13 auf AN gesetzt. Das Ozonerzeugungsflag befiehlt, dass Ozon erzeugt wird, wie in 5 gezeigt ist. Im Gegensatz dazu wird, wenn bestimmt wird, dass die NOx-Katalysatortemperatur nicht niedriger als die Aktivierungstemperatur ist, ein Reformierflag bei Schritt 14 auf AN gesetzt. Das Reformierflag befiehlt, dass das reformierte Reduktionsmittel erzeugt wird, wie in 4 gezeigt ist.When it is determined that the NOx catalyst temperature is lower than the activation temperature, an ozone generation flag at step 13 set to ON. The ozone generating flag commands ozone to be generated as in 5 is shown. In contrast, when it is determined that the NOx catalyst temperature is not lower than the activation temperature, a reforming flag at step 14 set to ON. The reforming flag commands that the reformed reducing agent be generated as in 4 is shown.
Als Nächstes wird bei Schritt 20 in 8 bestimmt, ob das Reformierflag auf AN gesetzt ist. Wenn das Reformierflag nicht auf AN gesetzt ist, wird die elektrische Leistungszufuhr zu dem elektrischen Heizer 34 bei Schritt 21 gestoppt und der Kraftstoffinjektor 33 wird gesteuert, um die Kraftstoffzufuhr bei Schritt 22 zu stoppen. Der Mikrocomputer 81, welcher Schritt 22 ausführt, kann eines von Beispielen einer ”Ozonsteuersektion” sein.Next will be at step 20 in 8th determines whether the reforming flag is ON. When the reforming flag is not ON, the electric power supply becomes the electric heater 34 at step 21 stopped and the fuel injector 33 is controlled to fuel the fuel at step 22 to stop. The microcomputer 81 which step 22 may be one of examples of an "ozone control section".
Wohingegen, wenn das Reformierflag auf AN gesetzt ist, eine benötigte Menge des reformierten Reduktionsmittels (benötigte Reduktionsmittelmenge), welche für einen Reduktionsvorgang bei der NOx-Reinigungsvorrchtung 15 pro Einheitszeit benötigt wird, bei Schritt 23 berechnet wird. Der Mikrocomputer 81, welcher Schritt 23 ausführt, kann eines von Beispielen einer ”Berechnungssektion für eine benötigte Menge” sein. Als Nächstes wird ein spezifisches Beispiel zum Berechnen der benötigten Reduktionsmittelmenge untenstehend beschrieben werden.Whereas, when the reforming flag is ON, a required amount of the reformed reducing agent (required reducing agent amount) necessary for a reduction process in the NOx purification device 15 per unit time is needed, at step 23 is calculated. The microcomputer 81 which step 23 may be one of examples of a "required quantity calculation section". Next, a specific example for calculating the required amount of reducing agent will be described below.
Anfänglich werden eine NOx-Konzentration in Abgas und eine Abgasmenge basierend auf einer Betriebsbedingung der internen Verbrennungsmaschine 10, wie beispielsweise einer Maschinenlast der internen Verbrennungsmaschine 10, einer Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle, einer Einspritzmenge des Kraftstoffs zur Verbrennung oder dergleichen berechnet. Als Nächstes wird eine NOx-Menge, welche in Abgas enthalten ist (NOx-Abgasmenge) basierend auf der NOx-Konzentration und der Abgasmenge berechnet, welche berechnet werden. Weiterhin wird eine NOx-Menge, welche in der NOx-Reinigungsvorrichtung 15 adsorbiert wird (adsorbierte NOx-Menge), basierend auf der NOx-Abgasmenge, welche berechnet ist, einer Menge des reformierten Reduktionsmittels, welche in die NOx-Reinigungsvorrichtung 15 zugeführt wird, und einer aufgezeichneten Geschichte beziehungsweise Historie der NOx-Katalysatortemperatur berechnet. Als Nächstes wird eine NOx-Gesamtmenge durch ein Addieren der adsorbierten NOx-Menge, welche berechnet ist, und der NOx-Abgasmenge zu dieser Zeit berechnet. Letztendlich wird eine benötigte Menge des reformierten Reduktionsmittels, welches notwendig ist, um die NOx-Gesamtmenge zu reinigen, als die benötigte Reduktionsmittelmenge berechnet.Initially, an NOx concentration in exhaust gas and an exhaust gas amount based on an operating condition of the internal combustion engine become 10 , such as an engine load of the internal combustion engine 10 , a rotational speed of the output shaft, an injection amount of the fuel for combustion, or the like. Next, an amount of NOx contained in exhaust gas (NOx exhaust amount) is calculated based on the NOx concentration and the exhaust gas amount that are calculated. Furthermore, an amount of NOx, which in the NOx purification device 15 is adsorbed (adsorbed amount of NOx), based on the amount of NOx exhaust gas, which is calculated, an amount of the reformed reducing agent, which in the NOx purification device 15 and a recorded history of the NOx catalyst temperature is calculated. Next, a total amount of NOx is calculated by adding the amount of adsorbed NOx that is calculated and the amount of NOx exhaust gas at that time. Finally, a required amount of the reformed reducing agent necessary to purify the total amount of NOx is calculated as the required amount of reducing agent.
Nachdem die benötigte Reduktionsmittelmenge bei Schritt 23 wie obenstehend beschrieben ist, berechnet ist, wird eine Zielheizertemperatur basierend auf der benötigten Reduktionsmittelmenge, die bei Schritt 24 berechnet wird, berechnet. Besonders nimmt die Zielheizertemperatur zu, wenn die benötigte Reduktionsmittelmenge zunimmt. Eine untere Grenze jedoch für die Zielheizertemperatur wird auf die crackbare Temperatur oder höher eingestellt.After the required amount of reducing agent in step 23 As described above, a target heater temperature based on the required amount of reducing agent, which is determined at step 24 is calculated, calculated. In particular, the target heater temperature increases as the amount of reducing agent required increases. However, a lower limit for the target heater temperature is set to the crackable temperature or higher.
Nachdem die Zielheizertemperatur bei Schritt 24 berechnet ist, wird die elektrische Leistungszufuhr zu dem elektrischen Heizer 34 bei Schritt 25 derart gesteuert, dass eine Temperatur des elektrischen Heizers 34 (Heizertemperatur) die Zielheizertemperatur wird. Beispielsweise wird die elektrische Leistungszufuhr durch ein Anpassen einer relativen Einschaltdauer einer Pulsbreite der Spannung, welche an den elektrischen Heizer 34 angelegt wird, gesteuert. Wenn Kraftstoff verdampft wird, wird latente Verdampfungswärme von der Verdampfungsheizoberfläche 343 freigegeben. Demnach wird die elektrische Leistung dem elektrischen Heizer 34 unter Berücksichtigung einer Abnahme in der Temperatur durch die latente Verdampfungswärme derart zur Verfügung gestellt, dass die Heizertemperatur die Zielheizertemperatur erreicht. Als Nächstes wird bei Schritt 26 eine Öffnungszeit des Kraftstoffinjektors 33 gesteuert, sodass eine Kraftstoffzufuhrmenge pro Einheitszeit eine benötigte Reduktionsmittelmenge wird. Der Mikrocomputer 81, welcher Schritt 26 ausführt, kann eines von Beispielen einer ”Reformiersteuersektion” sein.After the target heater temperature at step 24 is calculated, the electric power supply to the electric heater 34 at step 25 so controlled that a temperature of the electric heater 34 (Heater temperature) becomes the target heater temperature. For example, the electric power supply is adjusted by adjusting a duty ratio of a pulse width of the voltage applied to the electric heater 34 is created, controlled. When fuel is evaporated, latent heat of vaporization from the evaporative heating surface 343 Approved. Thus, the electric power becomes the electric heater 34 provided a decrease in temperature is provided by the latent heat of vaporization such that the heater temperature reaches the target heater temperature. Next will be at step 26 an opening time of the fuel injector 33 controlled, so that a fuel supply amount per unit time is a required amount of reducing agent. The microcomputer 81 which step 26 may be one of examples of a "reforming control" section.
Gemäß der Wirkstoffzufuhrvorrichtung der ersten Ausführungsform weist die Wirkstoffzufuhrvorrichtung den Entladereaktor 20, welcher Sauerstoffgas durch den elektrischen Entladeprozess durch die Elektroden 21 ionisiert, und den elektrischen Heizer 34 auf, welcher Kraftstoff in flüssiger Form erwärmt und crackt, um die Kohlenstoffanzahl des Kraftstoffs zu verringern. Der Kraftstoff wird in den Entladereaktor 20 zugeführt, nachdem er durch den elektrischen Heizer 34 gecrackt ist, um den Kraftstoff mit dem Sauerstoffgas, welches durch die Elektroden 21 ionisiert wird, zu oxidieren, wodurch das reformierte Reduktionsmittel erzeugt wird.According to the drug delivery device of the first embodiment, the drug delivery device comprises the discharge reactor 20 , which oxygen gas through the electrical discharge process through the electrodes 21 ionized, and the electric heater 34 which heats and cracks fuel in liquid form to reduce the carbon number of the fuel. The fuel gets into the Entladereaktor 20 fed after passing through the electric heater 34 is cracked to the fuel with the oxygen gas passing through the electrodes 21 is oxidized to produce the reformed reducing agent.
Da der Kraftstoff mit einer niedrigen Kohlenstoffanzahl einen niedrigen Siedepunkt hat, wird unterdrückt, dass verdampfter Kraftstoff in die flüssige Form aus der Gasform zurückkehrt, wenn der verdampfte Kraftstoff durch Sauerstoffgas gekühlt wird. Demnach ist es möglich, solch eine Situation zu vermeiden, in welcher Kraftstoff in Gasform, welcher von der Kraftzufuhrpassage 35a zugeführt wird, in flüssige Form kondensiert und an den Elektroden 21 anhaftet. Demnach kann unterdrückt werden, dass das reformierte Reduktionsmittel unerwarteterweise in die Abgaspassage 10ex bei einer niedrigen Abgastemperatur zugeführt wird, und die Verzögerung des Zufuhrtimings des reformierten Reduktionsmittels kann unterdrückt werden. In anderen Worten gesagt kann das Zufuhrtiming des reformierten Reduktionsmittels genau gesteuert werden, wie es beabsichtigt ist.Since the fuel having a low carbon number has a low boiling point, it is suppressed that vaporized fuel returns to the liquid form from the gaseous form when the vaporized fuel is cooled by oxygen gas. Accordingly, it is possible to avoid such a situation in which fuel in gaseous form, that of the power supply passage 35a is fed, condensed in liquid form and at the electrodes 21 adheres. Thus, it can be suppressed that the reformed reducing agent unexpectedly enters the exhaust gas passage 10ex is supplied at a low exhaust gas temperature, and the delay of the feed timing of the reformed reducing agent can be suppressed. In other words, the feed timing of the reformed reducing agent can be accurately controlled as intended.
Weiterhin weist in der vorliegenden Ausführungsform der elektrische Heizer 34 die Verdampfungsheizoberfläche 343 auf, welche den flüssigen Kraftstoff erwärmt und verdampft, und die Cracking-Heizoberfläche 344, welche den verdampften Kraftstoff weiter erwärmt, um den verdampften Kraftstoff zu cracken. Da die Verdampfungsheizoberfläche 343 zum Verdampfen und die Cracking-Heizoberfläche 344 zum Cracking getrennt vorgesehen sind, kann die Wärmelast der Cracking-Heizoberfläche 344 verringert werden verglichen mit einem Fall, in welchem die Verdampfungsheizoberfläche 343 nicht vorgesehen wäre.Furthermore, in the present embodiment, the electric heater 34 the evaporation heating surface 343 which heats and vaporizes the liquid fuel and the cracking heating surface 344 which further heats the vaporized fuel to crack the vaporized fuel. As the evaporation heating surface 343 for evaporation and the cracking heating surface 344 are provided separately for cracking, the heat load of the cracking heating surface 344 can be reduced as compared with a case where the evaporation heating surface 343 would not be provided.
Weiterhin verwenden in der vorliegenden Ausführungsform die Verdampfungsheizoberfläche 343 und die Cracking-Heizoberfläche 344 dieselbe Wärmequelle (das Heizelement 341) gemeinsam, und eine Temperatur des Heizelements 341 wird eingestellt, um gleich zu oder höher als die crackbare Temperatur zu sein. Aus diesem Grunde können die Verdampfung und das Cracking von Kraftstoff durch dieselbe Wärmequelle ausgeführt werden und demnach kann die Größe des elektrischen Heizers 34 verringert werden.Furthermore, in the present embodiment, the evaporation heating surface is used 343 and the cracking heating surface 344 the same heat source (the heating element 341 ) together, and a temperature of the heating element 341 is set to be equal to or higher than the crackable temperature. For this reason, the evaporation and cracking of fuel can be performed by the same heat source, and thus the size of the electric heater can be made 34 be reduced.
Nun wird ein Filmsieden beziehungsweise Filmverdampfen, welches in einem Abschnitt der Verdampfungsheizoberfläche 343 wahrscheinlich auftritt, welche in den flüssigen Kraftstoff eingetaucht ist, unter Bezugnahme auf 3 beschrieben werden. Der gespeicherte flüssige Kraftstoff wird von der Flüssigkeitsoberfläche L verdampft und vaporisiert, bis der flüssige Kraftstoff eine bestimmte Temperatur erreicht. Wenn der flüssige Kraftstoff die bestimmte Temperatur erreicht, tritt ein Blasensieden beziehungsweise eine Blasenverdampfung auf. In der Blasenverdampfung wird Kraftstoff verdampft L in Luftblasen von Orten anders als der Flüssigkeitsoberfläche. In einem Beispiel, welches in 3 veranschaulicht ist, tritt, da ein Abschnitt des gespeicherten flüssigen Kraftstoffs in Kontakt mit der Verdampfungsheizoberfläche 343 die höchste Temperatur erhält, die Blasenverdampfung zuerst in diesem Abschnitt auf. Danach nimmt, wenn der flüssige Kraftstoff weiter erwärmt wird, die Anzahl von Luftblasen zu, und die jeweiligen Luftblasen verbinden sich miteinander. Dann wird, wie durch eine ein-gepunktete Linie in 3 angezeigt wird, eine Membran M von Kraftstoff in Gasform an der Verdampfungsheizoberfläche 343 gebildet. Ein Zustand, in welchem der Kraftstoff in eine Membranform auf diesem Wege gekocht wird, wird ”Filmverdampfung” beziehungsweise ”Filmsieden” genannt.Now, a film boiling or film evaporation, which is in a portion of the evaporation heating surface 343 is likely to occur, which is immersed in the liquid fuel, with reference to 3 to be discribed. The stored liquid fuel is vaporized from the liquid surface L and vaporized until the liquid fuel reaches a certain temperature. When the liquid fuel reaches the predetermined temperature, nucleate boiling or bubble evaporation occurs. In bubble evaporation, fuel is vaporized L in air bubbles from locations other than the liquid surface. In an example, which is in 3 as a portion of the stored liquid fuel contacts the evaporation heating surface 343 the highest temperature gets the bubble evaporation first in this section. Thereafter, as the liquid fuel is further heated, the number of air bubbles increases, and the respective air bubbles are combined with each other. Then, as indicated by a one-dotted line in 3 is displayed, a membrane M of fuel in gaseous form at the evaporation heating surface 343 educated. A state in which the fuel is boiled into a membrane mold in this way is called "film evaporation" or "film boiling".
Wenn die Membran M des Kraftstoffs in Gasform auf der Verdampfungsheizoberfläche 343 gebildet wird, wird unterbunden, dass die Verdampfungsheizoberfläche 343 in Kontakt mit dem flüssigen Kraftstoff gelangt, und die Wärmefortpflanzung von der Verdampfungsheizoberfläche 343 zu dem flüssigen Kraftstoff wird verschlechtert. Das heißt, wenn die Membran M des Kraftstoffs in Gasform nicht gebildet wird, wird der flüssige Kraftstoff durch Wärmeleitung von der Verdampfungsheizoberfläche 343 (das heißt direktes Erwärmen) erwärmt. Im Gegensatz dazu wird, wenn die Membran M des Kraftstoffs in Gasform gebildet wird, da der flüssige Kraftstoff durch eine thermische Strahlung von der Verdampfungsheizoberfläche 343 (das heißt indirektes Erwärmen) erwärmt wird, ein Temperaturanstieg des flüssigen Kraftstoffs unterdrückt.When the membrane M of the fuel is in gaseous form on the evaporation heating surface 343 is formed, it is prevented that the evaporation heating surface 343 comes in contact with the liquid fuel, and the heat propagation from the evaporation heating surface 343 to the liquid fuel is deteriorated. That is, when the membrane M of the fuel in gas form is not formed, the liquid fuel becomes by heat conduction from the evaporation heating surface 343 (ie, direct heating). In contrast, when the membrane M of the fuel is formed in gaseous form, since the liquid fuel by a thermal radiation from the Verdampfungsheizoberfläche 343 (That is, indirect heating) is heated, a rise in temperature of the liquid fuel suppressed.
In Hinsicht auf das Obige ist in der vorliegenden Ausführungsform der Kraftstoffinjektor 33 angeordnet, um den flüssigen Kraftstoff in Richtung der Verdampfungsheizoberfläche 343 einzuspritzen. Aus diesem Grund kollidiert der eingespritzte Kraftstoff mit der Membran M des Kraftstoffs in Gasform und die Membran M wird zerstört. Der eingespritzt Kraftstoff kollidiert auch mit der Flüssigkeitsoberfläche L, was den gespeicherten Kraftstoff aufrührt, wodurch die Membran M durch den aufgerührten Kraftstoff zerstört wird. Demnach kann ein Kontakt des gespeicherten flüssigen Kraftstoffs mit der Verdampfungsheizoberfläche 343 beschleunigt werden, und demnach kann die Verringerung der Verdampfungsmenge aufgrund des Auftretens des Filmsiedens unterdrückt werden.In view of the above, in the present embodiment, the fuel injector 33 arranged to move the liquid fuel toward the evaporation heating surface 343 inject. For this reason, the injected fuel collides with the membrane M of the fuel in gaseous form and the membrane M is destroyed. The injected fuel also collides with the liquid surface L, which agitates the stored fuel, thereby destroying the membrane M by the agitated fuel. Thus, contact of the stored liquid fuel with the evaporative heating surface may occur 343 can be accelerated, and thus the reduction of the evaporation amount due to the occurrence of the film boiling can be suppressed.
Weiterhin sind in der vorliegenden Ausführungsform die Elektroden 21 von Plattenformen, welche angeordnet sind, um einander zugewandt zu sein, und die Entladepassage 21a, durch welche das Sauerstoffgas strömt, ist zwischen dem Paar der Elektroden 21 gebildet. Wenn die Elektroden 21 des Entladereaktors 20 von einer parallelen Plattenstruktur sind, kann die elektrische Entladung mit solch einer beschränkten Fläche der Elektrode 21 effizient ausgeführt werden. Als eine Gegenleistung wird die Oberfläche, an welcher der Kraftstoff anhaftet, erweitert. Darüber hinaus kann es wahrscheinlich sein, dass der Kraftstoff, welcher an einem Abschnitt der Elektroden 21, welcher das Ende der Entladepassage 21a bildet, anhaftet, an dem Abschnitt aufgrund einer Oberflächenspannung verbleibt. Aus diesem Grund wird der oben beschriebene Effekt, dass die Anhaftung an die Elektroden 21 unterdrückt wird, weiterhin effektiv gezeigt, wenn die Elektroden 21 eine Plattenform haben.Furthermore, in the present embodiment, the electrodes 21 plate shapes arranged to face each other and the discharge passage 21a through which the oxygen gas flows is between the pair of electrodes 21 educated. When the electrodes 21 of the unloading reactor 20 of a parallel plate structure, the electric discharge can be with such a limited area of the electrode 21 be carried out efficiently. In return, the surface to which the fuel adheres is widened. In addition, it may be likely that the fuel is attached to a portion of the electrodes 21 , which is the end of the discharge passage 21a forms, adheres to the portion due to a surface tension remains. For this reason, the effect described above is that the adhesion to the electrodes 21 is suppressed, further effectively shown when the electrodes 21 have a plate shape.
Weiterhin weist die Wirkstoffzufuhrvorrichtung den Entladereaktor 20, welcher Sauerstoffgas in aktiven Sauerstoff durch den elektrischen Entladeprozess ionisiert, und den Kraftstoffinjektor 33 auf, welcher Kraftstoff in den Entladereaktor 20 zuführt. Der Mikrocomputer 81 dient als die Ozonsteuersektion bei Schritt 22 in 8 und die Reformiersteuersektion bei Schritt 26 in 8. Demnach wird Ozon erzeugt, wenn die Ozonsteuersektion den Kraftstoffinjektor 33 steuert, um eine Zufuhr von Kraftstoff in den Entladereaktor 20 zu stoppen, während das reformierte Reduktionsmittel erzeugt wird, wenn die Reformiersteuersektion den Kraftstoffinjektor 33 steuert, um Kraftstoff in den Entladereaktor 20 zuzuführen, wo der Kraftstoff durch den aktiven Sauerstoff oxidiert (reformiert) wird. Demzufolge kann der Entladereaktor 20 sowohl das Reduktionsmittel reformieren als auch das Ozon erzeugen.Furthermore, the drug delivery device has the discharge reactor 20 which ionizes oxygen gas into active oxygen through the electrical discharge process, and the fuel injector 33 on which fuel in the discharge reactor 20 supplies. The microcomputer 81 serves as the ozone control section at step 22 in 8th and the reforming control section at step 26 in 8th , Thus, ozone is generated when the ozone control section is the fuel injector 33 controls a supply of fuel to the discharge reactor 20 to stop while the reformed reducing agent is generated when the reforming control section the fuel injector 33 controls to fuel in the unloading reactor 20 where the fuel is oxidized (reformed) by the active oxygen. As a result, the discharge reactor 20 both reforming the reductant and producing the ozone.
Wenn der Betrieb zu der Ozonerzeugung von der Erzeugung des reformierten Reduktionsmittels mit Kraftstoff in flüssiger Form, welcher an den Elektroden 21 anhaftet, geändert wird, kann der anhaftende Kraftstoff verdampft werden und in Gasform innerhalb der Entladepassage 21a existieren unabhängig von einem Stopp der Kraftstoffzufuhr. Als ein Ergebnis kann der Kraftstoff in Gasform mit dem aktiven Sauerstoff, welcher durch die elektrische Entladung erzeugt wird, reagieren, und demnach kann das reformierte Reduktionsmittel erzeugt werden, was zu einer Verringerung der Erzeugung von Ozon führt. In der vorliegenden Ausführungsform jedoch kann, da die Kraftstoffanhaftung an den Elektroden 21 wie obenstehend beschrieben unterdrückt werden kann, die Erzeugung des reformierten Reduktionsmittels während der Ozonerzeugung unterdrückt werden.When the operation for the ozone generation from the generation of the reformed reducing agent with fuel in liquid form, which at the electrodes 21 is attached, the adhering fuel may be vaporized and in gaseous form within the discharge passage 21a exist independently of a stop of the fuel supply. As a result, the fuel in gas form can react with the active oxygen generated by the electric discharge, and thus the reformed reducing agent can be generated, resulting in a reduction of the generation of ozone. In the present embodiment, however, since the fuel adhesion to the electrodes 21 As described above, the generation of the reformed reducing agent during ozone generation can be suppressed.
Weiterhin weist die Wirkstoffzufuhrvorrichtung den Kraftstoffinjektor 33 auf, welcher Kraftstoff in flüssiger Form dem elektrischen Heizer 34 zuführt, nachdem er den Kraftstoff vernebelt. Demnach kann die Zeit, welche zum Verdampfen und zum Cracken des vernebelten Kraftstoffs durch den elektrischen Heizer 34 benötigt wird, verkürzt werden. Demzufolge kann das reformierte Reduktionsmittel unmittelbar in die Abgaspassage 10ex zugeführt werden.Furthermore, the drug delivery device, the fuel injector 33 on which fuel in liquid form the electric heater 34 after mistifying the fuel. Thus, the time spent evaporating and cracking the atomized fuel by the electric heater 34 is needed, be shortened. As a result, the reformed reductant can flow directly into the exhaust passage 10ex be supplied.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die benötigte Reduktionsmittelmenge bei Schritt 23 in 8 berechnet und dann werden die Heizertemperatur und die Kraftstoffeinspritzmenge gemäß der benötigten Reduktionsmittelmenge gesteuert. Demnach kann, wenn die benötigte Reduktionsmittelmenge groß ist, eine Zufuhrmenge des Reduktionsmittels durch nicht nur ein Erhöhen der Kraftstoffeinspritzmenge, sondern auch ein Erhöhen der Heizertemperatur erhöht werden. Indes kann, wenn die benötigte Reduktionsmittelmenge klein ist, der elektrische Verbrauch bei dem elektrischen Heizer 34 durch ein Verringern der Kraftstoffeinspritzmenge und der Heizertemperatur verringert werden.In the present embodiment, the required amount of reducing agent at step 23 in 8th and then the heater temperature and the fuel injection amount are controlled in accordance with the required amount of reducing agent. Thus, if the required amount of reducing agent is large, a supply amount of the reducing agent can be increased by not only increasing the fuel injection amount but also increasing the heater temperature. However, when the required amount of reducing agent is small, the electric consumption in the electric heater 34 can be reduced by decreasing the fuel injection amount and the heater temperature.
Weiterhin hat der Reduktionskatalysator in der vorliegenden Ausführungsform eine Adsorptivität, um NOx zu adsorbieren. Demnach wird, wenn Ozon, welches in dem Entladereaktor 20 erzeugt wird, in die Abgaspassage 10ex zugeführt wird, NO, welches in Abgas enthalten ist, in NO2 oxidiert, welches leicht durch den Reduktionskatalysator adsorbiert wird. Demnach kann das Ozon, welches in dem Entladereaktor 20 erzeugt wird, zum Verbessern der Adsorptivität des Reduktionskatalysators verwendet werden, um NOx zu adsorbieren.Further, the reduction catalyst in the present embodiment has adsorptivity to adsorb NOx. Thus, when ozone is present in the discharge reactor 20 is generated in the exhaust passage 10ex NO, which is contained in exhaust gas, is oxidized into NO 2 , which is easily adsorbed by the reduction catalyst. Thus, the ozone which is in the discharge reactor 20 is used to improve the adsorptivity of the reduction catalyst to adsorb NOx.
Weiterhin wird in der vorliegenden Ausführungsform Ozon erzeugt, wenn eine Temperatur des Reduktionskatalysators niedriger als die Aktivierungstemperatur ist, und das reformierte Reduktionsmittel wird erzeugt, wenn eine Temperatur des Reduktionskatalysators gleich oder höher als die Aktivierungstemperatur ist. Demnach wird unterbunden, dass das reformierte Reduktionsmittel in die Abgaspassage 10ex zugeführt wird, wenn eine Temperatur des Reduktionskatalysators bei einer niedrigen Temperatur ist, bei welcher der Reduktionskatalysator NOx nicht reduzieren kann. Weiterhin wird unter der niedrigen Temperatur des Reduktionskatalysators Ozon in die Abgaspassage 10ex zugeführt, um NO in NO2 zu oxidieren, welches leicht durch den Reduktionskatalysator adsorbiert wird. Demnach kann unterdrückt werden, dass NOx aus der NOx-Reinigungsvorrichtung 15 ausströmt, ohne bei einer niedrigen Temperatur gereinigt zu werden.Further, in the present embodiment, ozone is generated when a temperature of the reduction catalyst is lower than the activation temperature, and the reformed reducing agent is generated when a temperature of the reduction catalyst is equal to or higher than the activation temperature. Accordingly, it is prevented that the reformed reducing agent in the exhaust passage 10ex is supplied when a temperature of the reduction catalyst is at a low temperature at which the reduction catalyst can not reduce NOx. Further, under the low temperature of the reduction catalyst, ozone becomes in the exhaust gas passage 10ex to oxidize NO into NO 2 , which is readily adsorbed by the reduction catalyst. Thus, it can be suppressed that NOx from the NOx purification device 15 flows out without being cleaned at a low temperature.
(Zweite Ausführungsform)Second Embodiment
In der Ausführungsform, welche in 9 veranschaulicht ist, sind Siebelemente beziehungsweise Maschenelemente 345 und 346 an der Verdampfungsheizoberfläche 343 und der Cracking-Heizoberfläche 344 jeweils angebaut. Das Siebelement 345, welches an der Verdampfungsheizoberfläche 343 angebaut ist, fungiert, um flüssigen Kraftstoff, welcher in dem Verdampfungsgehäuse 35 gespeichert ist, anzuziehen, um den flüssigen Kraftstoff in Anhaftung an die Verdampfungsoberfläche 343 durch eine Kapillartätigkeit zu bringen, wodurch das Siebelement 345 ein ”Kapillarelement” vorsehen kann. Gemäß der obigen Konfiguration wird, da der flüssige Kraftstoff gezwungenermaßen an der Verdampfungsheizoberfläche 343 anhaftet, die Bildung der Membran M wie in 3 veranschaulicht, unterdrückt. Demnach kann eine Abnahme in der Verdampfungsmenge aufgrund des Auftretens des Filmsiedens unterdrückt werden.In the embodiment which is in 9 are illustrated, sieve elements or mesh elements 345 and 346 at the evaporation heating surface 343 and the cracking heating surface 344 each grown. The sieve element 345 which is at the evaporation heating surface 343 is grown, acts to liquid fuel, which is in the evaporation housing 35 saved is to attract to the liquid fuel in adhesion to the evaporation surface 343 through a Kapillartätigkeit, whereby the sieve element 345 a "capillary" can provide. According to the above configuration, since the liquid fuel is forced to the evaporation heating surface 343 adheres to the formation of the membrane M as in 3 illustrated, suppressed. Thus, a decrease in the evaporation amount due to the occurrence of film boiling can be suppressed.
Das Siebelement 346, welches an der Cracking-Heizoberfläche 344 angebaut ist, fungiert, um eine Fläche der Cracking-Heizoberfläche 344 zu vergrößern, um den verdampften Kraftstoff zu erwärmen und kann ein ”Heizflächenvergrößerungselement” vorsehen. Gemäß dieser Konfiguration wird, da das Siebelement 346, welches durch die Cracking-Heizoberfläche 344 erwärmt wird, Kraftstoff in Gasform erwärmt, der Kraftstoff durch sowohl die Cracking-Heizoberfläche 344 als auch das Siebelement 346 erwärmt. In anderen Worten gesagt erhöht das Siebelement 346 die Kontaktfläche zwischen der Cracking-Heizoberfläche 344 und dem verdampften Kraftstoff. Demnach wird es erleichtert, dass der Kraftstoff in Gasform durch die Cracking-Heizoberfläche 344 erwärmt wird, wodurch das Cracking des Kraftstoffs erleichtert wird.The sieve element 346 which is at the cracking heating surface 344 is grown, acts as an area of cracking heating surface 344 to increase to heat the vaporized fuel and may provide a "Heizflächenvergrößerungselement". According to this configuration, since the sieve element 346 which is caused by the cracking heating surface 344 is heated, fuel heated in gaseous form, the fuel through both the cracking heating surface 344 as well as the sieve element 346 heated. In other words, the sieve increases 346 the contact area between the cracking heating surface 344 and the vaporized fuel. Thus, it is facilitated that the fuel in gaseous form through the cracking heating surface 344 is heated, whereby the cracking of the fuel is facilitated.
(Dritte Ausführungsform)Third Embodiment
In den oben beschriebenen Ausführungsformen, welche in den 2 und 9 veranschaulicht sind, ist der elektrische Heizer 34 derart installiert, dass die Heizoberfläche des elektrischen Heizers 34 sich in einer vertikalen Richtung erstreckt. Im Gegensatz dazu ist in der dritten Ausführungsform, wie sie in 10 veranschaulicht ist, der elektrische Heizer 34 derart installiert, dass die Heizoberfläche sich in einer horizontalen Richtung erstreckt. Der Kraftstoffinjektor 33 und der elektrische Heizer 34 sind derart angeordnet, dass flüssiger Kraftstoff, welcher von dem Kraftstoffinjektor 33 eingespritzt wird, direkt an der Verdampfungsheizoberfläche 343 anhaftet und nicht direkt an der Cracking-Heizoberfläche 344 anhaftet.In the embodiments described above, which are incorporated in the 2 and 9 are illustrated is the electric heater 34 installed such that the heating surface of the electric heater 34 extends in a vertical direction. In contrast, in the third embodiment, as in 10 illustrated is the electric heater 34 installed so that the heating surface extends in a horizontal direction. The fuel injector 33 and the electric heater 34 are arranged such that liquid fuel, which from the fuel injector 33 is injected directly at the evaporation heating surface 343 attached and not directly to the cracking heating surface 344 adheres.
(Vierte Ausführungsform)Fourth Embodiment
In den oben beschriebenen Ausführungsformen, wie sie in den 2, 9 und 10 veranschaulicht sind, verwenden die Verdampfungsheizoberfläche 343 und die Cracking-Heizoberfläche 344 dieselbe Wärmequelle (Heizelement 341) gemeinsam. Im Gegensatz hierzu sind in der vierten Ausführungsform, wie sie in 11 veranschaulicht ist, ein erster elektrischer Heizer 34A zum Verdampfen und ein zweiter elektrischer Heizer 34B zum Cracken getrennt vorgesehen.In the embodiments described above, as described in the 2 . 9 and 10 are illustrated, use the evaporation heating surface 343 and the cracking heating surface 344 the same heat source (heating element 341 ) together. In contrast, in the fourth embodiment, as shown in FIG 11 Illustrated is a first electrical heater 34A for evaporation and a second electric heater 34B provided separately for cracking.
Die jeweiligen elektrischen Heizer 34A und 34B weisen Heizelemente 341A, 341B und Schutzelemente 342A, 342B auf. Die Schutzelemente 342A, 342B bedecken jeweils die Heizelemente 341A und 341B und schützen isolierend die Heizelement 341A und 341B von der Umwelt beziehungsweise von außen. Eine Oberfläche des Schutzelements 342A fungiert als die Heizoberfläche zur Verdampfung und eine Oberfläche des Schutzelements 342B fungiert als die Heizoberfläche zum Cracken. Ein erstes Gehäuse 351 ist mit dem Kraftstoffinjektor 33 und dem ersten elektrischen Heizer 34A ausgestattet, und ein zweites Gehäuse 352 ist mit dem zweiten elektrischen Heizer 34B ausgestattet. Das erste Gehäuse 351 und das zweite Gehäuse 352 sind miteinander durch eine Verbindungsleitung 353 verbunden.The respective electric heater 34A and 34B have heating elements 341A . 341B and protective elements 342A . 342B on. The protective elements 342A . 342B each cover the heating elements 341A and 341B and insulate the heating element 341A and 341B from the environment or from outside. A surface of the protective element 342A acts as the heating surface for evaporation and a surface of the protective element 342B acts as the heating surface for cracking. A first housing 351 is with the fuel injector 33 and the first electric heater 34A equipped, and a second housing 352 is with the second electric heater 34B fitted. The first case 351 and the second housing 352 are connected to each other by a connecting line 353 connected.
In einem ersten Raum 351a innerhalb des ersten Gehäuses 351 wird eingespritzter flüssiger Kraftstoff durch den ersten elektrischen Heizer 34A erwärmt und verdampft. Der verdampfte Kraftstoff strömt in einen zweiten Raum 352a innerhalb des zweiten Gehäuses 352 durch die Verbindungsleitung 353 und wird durch den zweiten elektrischen Heizer 34B erwärmt und gecrackt. Der gecrackte Kraftstoff in Gasform strömt in die Mischkammer 30a durch die Kraftstoffzufuhrpassage 35a.In a first room 351a within the first housing 351 is injected liquid fuel through the first electric heater 34A heated and evaporated. The vaporized fuel flows into a second space 352a within the second housing 352 through the connection line 353 and gets through the second electric heater 34B heated and cracked. The cracked fuel in gaseous form flows into the mixing chamber 30a through the fuel supply passage 35a ,
(Fünfte Ausführungsform)Fifth Embodiment
In den oben beschriebenen Ausführungsformen, welche in den 2, 9, 10 und 11 veranschaulicht sind, wird flüssiger Kraftstoff durch die Einspritzlöcher des Kraftstoffinjektors 33 eingespritzt und vernebelt. Im Gegensatz hierzu ist in der fünften Ausführungsform, wie sie in 12 veranschaulicht ist, der Kraftstoffinjektor 33 durch ein elektromagnetisches Ventil 33A ersetzt. Wenn das elektromagnetische Ventil 33A durch den Mikrocomputer 81 gesteuert wird, um sich zu öffnen, strömt Kraftstoff, welcher von der Pumpe 33p zugeführt wird, in das Verdampfungsgehäuse 35 von dem elektromagnetischen Ventil 33A aus, ohne vernebelt zu werden, und wird vorübergehend innerhalb des Verdampfungsgehäuses 35 gespeichert. Danach wird der gespeicherte flüssige Kraftstoff durch die Verdampfungsheizoberfläche 343 erwärmt, auf der Flüssigkeitsoberfläche L verdampft und danach weiterhin durch die Cracking-Heizoberfläche 344 erwärmt und gecrackt.In the embodiments described above, which are incorporated in the 2 . 9 . 10 and 11 are illustrated, liquid fuel through the injection holes of the fuel injector 33 injected and atomised. In contrast, in the fifth embodiment, as shown in FIG 12 Illustrated is the fuel injector 33 through an electromagnetic valve 33A replaced. When the electromagnetic valve 33A through the microcomputer 81 is controlled to open, fuel, which flows from the pump 33p is fed into the evaporation housing 35 from the electromagnetic valve 33A from being nebulised and temporarily within the evaporator housing 35 saved. Thereafter, the stored liquid fuel passes through the evaporation heating surface 343 heated, evaporated on the liquid surface L and then continue through the cracking heating surface 344 heated and cracked.
Gemäß dem Ventilsystem jedoch, welches das elektromagnetische Ventil 33A in der vorliegenden Ausführungsform verwendet, kann das oben erwähnte Filmsieden unausreichend unterdrückt werden verglichen damit, wenn das Injektorsystem den Kraftstoffinjektor 33 verwendet. 13 veranschaulicht experimentelle Ergebnisse, welche Effekte der Filmsiede-Unterdrückung durch den Injektortyp zeigen, in welchen Symbol L1 in der Figur ein experimentelles Ergebnis des Injektorsystems repräsentiert, wohingegen Symbol L2 ein experimentelles Ergebnis des Ventilsystems repräsentiert. In diesen Experimenten steigt die Heizertemperatur kontinuierlich von einem Siedepunkt Ta an, um die crackbare Temperatur Tb zu überschreiten, und eine Beziehung zwischen der Verdampfungsmenge pro Einheitszeit und der Heizertemperatur wird gemessen.According to the valve system, however, which is the electromagnetic valve 33A used in the present embodiment, the above-mentioned film boiling can be insufficiently suppressed compared with when the injector system, the fuel injector 33 used. 13 Fig. 12 illustrates experimental results showing effects of injector-type film boiling suppression, in which symbol L1 in the figure experimental result of the injector system, whereas symbol L2 represents an experimental result of the valve system. In these experiments, the heater temperature continuously rises from a boiling point Ta to exceed the crackable temperature Tb, and a relationship between the evaporation amount per unit time and the heater temperature is measured.
Wie in der Figur veranschaulicht ist, nimmt, bis die Heizertemperatur von dem Siedepunkt Ta ansteigt und eine bestimmte Temperatur Tc erreicht, die Verdampfungsmenge in derselben Art und Weise in sowohl dem Injektorsystem als auch dem Ventilsystem zu. Im Falle des Ventilsystems jedoch wird zu einem Zeitpunkt beziehungsweise Timing wenn die Heizertemperatur die bestimmte Temperatur Tc erreicht das Filmsieden erzeugt und die Verdampfungsmenge nimmt schnell ab. Im Gegensatz dazu wird in dem Fall des Injektorsystems auch wenn die Heizertemperatur über die crackbare Temperatur Tb zunimmt, das Filmsieden nicht unmittelbar erzeugt und die Verdampfungsmenge nimmt zu. Demnach wird, wenn das Injektorsystem verwendet wird, um zu unterbinden, das Filmsieden erzeugt wird, auch wenn die Heizertemperatur an die crackbare Temperatur Tb angepasst wird, das Filmsieden nicht erzeugt.As illustrated in the figure, until the heater temperature rises from the boiling point Ta and reaches a certain temperature Tc, the evaporation amount increases in the same manner in both the injector system and the valve system. However, in the case of the valve system, at a timing when the heater temperature reaches the certain temperature Tc, the film boiling is generated, and the evaporation amount rapidly decreases. In contrast, in the case of the injector system, even if the heater temperature increases above the crackable temperature Tb, the film boiling is not generated immediately, and the evaporation amount increases. Thus, when the injector system is used to inhibit film boiling, even if the heater temperature is adjusted to the crackable temperature Tb, film boiling is not generated.
(Sechste Ausführungsform)Sixth Embodiment
In der oben beschriebenen Ausführungsform ist der Entladereaktor 20 stromabwärts des elektrischen Heizers 34 in einer Luftströmungsrichtung angeordnet. Alternativ ist in der sechsten Ausführungsform, wie sie in 14 gezeigt ist, der Entladereaktor 20 stromaufwärts des elektrischen Heizers 34 in der Luftströmungsrichtung angeordnet. Luft wird durch die Luftpumpe 31 geblasen und strömt in den Entladereaktor 20. Wenn der Entladereaktor 20 sich elektrisch zwischen den Elektroden 21 entlädt, wird Ozon aus dem Sauerstoff in der Luft erzeugt. Das Ozon, wie es erzeugt wird, wird in die Zufuhrpassage 24 zusammen mit der Luft zugeführt.In the embodiment described above, the discharge reactor 20 downstream of the electric heater 34 arranged in an air flow direction. Alternatively, in the sixth embodiment, as shown in FIG 14 shown is the discharge reactor 20 upstream of the electric heater 34 arranged in the air flow direction. Air is through the air pump 31 blown and flows into the unloading reactor 20 , When the unloading reactor 20 electrically between the electrodes 21 discharges, ozone is generated from the oxygen in the air. The ozone, as it is generated, gets into the feed passage 24 fed together with the air.
Es sollte festgehalten werden, dass die Konfigurationen des Entladereaktors 20, des Verdampfungsgehäuses 35, des Kraftstoffinjektors 33 und des elektrischen Heizers 34 gemäß der sechsten Ausführungsform dieselben sind wie in der ersten Ausführungsform. Weiterhin ist auch die Steuerung des Kraftstoffinjektors 33 und des elektrischen Heizers 34 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ebenso dieselbe in der ersten Ausführungsform. Demnach wird flüssiger Kraftstoff, welcher von dem Kraftstoffinjektor 33 eingespritzt wird, innerhalb der Verdampfungskammer 35b verdampft und gecrackt.It should be noted that the configurations of the discharge reactor 20 , the evaporation housing 35 , the fuel injector 33 and the electric heater 34 According to the sixth embodiment, they are the same as in the first embodiment. Furthermore, the control of the fuel injector is also 33 and the electric heater 34 Also according to the present embodiment, the same in the first embodiment. Accordingly, liquid fuel, which from the fuel injector 33 is injected within the evaporation chamber 35b vaporized and cracked.
In der ersten Ausführungsform wird gecrackter Kraftstoff in den Entladereaktor 20 zugeführt und sie reformiert den gecrackten Kraftstoff innerhalb des Entladereaktors 20 durch ein teilweises Oxidieren des Kraftstoffs, wie obenstehend beschrieben ist. Im Gegensatz hierzu wird in der vorliegenden Ausführungsform Kraftstoff hauptsächlich innerhalb der Zufuhrpassage 24 durch ein teilweises Oxidieren des Kraftstoffs reformiert. Das heißt, der Kraftstoff, welcher innerhalb einer Verdampfungskammer 35b verdampft und gecrackt wird, strömt von der Kraftzufuhrpassage 35a aus und dann wird der Kraftstoff mit der Luft, welche durch die Luftpumpe 31 zugeführt wird, innerhalb der Zufuhrpassage 24 gemischt. Demnach wird der Kraftstoff teilweise mit Sauerstoff oxidiert (reformiert), welcher in der Luft enthalten ist. Der reformierte Kraftstoff (das heißt ein Reduktionsmittel) wird in die Abgaspassage 10ex durch die Zufuhrpassage 24 zugeführt. Das Ozon, welches innerhalb des Entladereaktors 20 erzeugt wird, ist in der Luft, welche durch die Luftpumpe 31 zugeführt wird, enthalten, und demnach wird der teilweise Oxidationsvorgang durch das Ozon beschleunigt.In the first embodiment, cracked fuel is introduced into the discharge reactor 20 and reforms the cracked fuel within the discharge reactor 20 by partially oxidizing the fuel as described above. In contrast, in the present embodiment, fuel mainly becomes in the supply passage 24 reformed by partially oxidizing the fuel. That is, the fuel which is within an evaporation chamber 35b vaporized and cracked flows from the power supply passage 35a off and then the fuel is mixed with the air passing through the air pump 31 is fed, within the supply passage 24 mixed. Thus, the fuel is partially oxidized (reformed) with oxygen contained in the air. The reformed fuel (that is, a reducing agent) becomes the exhaust gas passage 10ex through the feed passage 24 fed. The ozone, which is inside the discharge reactor 20 is generated in the air, which is through the air pump 31 is supplied, and thus the partial oxidation process is accelerated by the ozone.
Wie obenstehend beschrieben ist, weist die vorliegende Ausführungsform den elektrischen Heizer 34 (Heizer) auf, welcher zugeführten Kohlenwasserstoff in flüssiger Form erwärmt und den zugeführten Kohlenwasserstoff crackt, um die Kohlenstoffanzahl des Kohlenwasserstoffs zu verringern. Der Heizer weist die Verdampfungsheizoberfläche 343, welche den Kohlenwasserstoff in flüssiger Form erwärmt und verdampft, und die Cracking-Heizoberfläche 344 auf, welche den Kohlenwasserstoff, welcher durch die Verdampfungsheizoberfläche 343 verdampft ist, weiter erwärmt, um den Kohlenwasserstoff zu cracken. Und dann wird das reformierte Reduktionsmittel als ein Wirkstoff aus dem Kohlenwasserstoff, welcher durch den Heizer gecrackt wird, erzeugt.As described above, the present embodiment has the electric heater 34 (Heater), which heats supplied hydrocarbon in liquid form and cracks the supplied hydrocarbon to reduce the carbon number of the hydrocarbon. The heater has the evaporation heating surface 343 which heats and vaporizes the hydrocarbon in liquid form and the cracking heating surface 344 on which the hydrocarbon passing through the evaporation heating surface 343 evaporated, further heated to crack the hydrocarbon. And then the reformed reducing agent is generated as an active ingredient from the hydrocarbon cracked by the heater.
Demnach wird der Siedepunkt von Kraftstoff durch den Crackvorgang erniedrigt und demnach kann unterdrückt werden, dass der Kraftstoff in die flüssige Form zurückkehrt, wenn der Kraftstoff durch Luft, welche durch die Luftpumpe 31 zugeführt wird, gekühlt wird. Das heißt, dass unterdrückt werden kann, dass Kraftstoff in Gasform, welcher von der Kraftzufuhrpassage 35a zugeführt wird, kondensiert und an einer Innenwand der Zufuhrpassage 24 anhaftet. Demzufolge kann es solch eine Situation vermeiden, in welcher Kraftstoff, welcher an der Zufuhrpassage 24 anhaftet, unerwarteterweise in die Abgaspassage 10ex zu einem unerwünschten Timing beziehungsweise Zeitpunkt zugeführt wird.Thus, the boiling point of fuel is lowered by the cracking process, and thus, it can be suppressed that the fuel returns to the liquid form when the fuel passes through air passing through the air pump 31 is supplied, is cooled. That is, it can be suppressed that the fuel in the gas form, that of the power supply passage 35a is fed, condensed and on an inner wall of the feed passage 24 adheres. As a result, it can avoid such a situation in which fuel flowing at the supply passage 24 clings, unexpectedly into the exhaust passage 10ex is supplied to an undesirable timing or time.
(Andere Ausführungsformen)Other Embodiments
Die Kraftstoffeinspritzmenge wird vorzugsweise derart gesteuert, dass die Cracking-Heizoberfläche 344 nicht in den zugeführten Kraftstoff, welcher in der Verdampfungskammer 35b bei Schritt 26 in 8 gespeichert wird, eingetaucht ist. Als ein Ergebnis kann eine solche Situation vermieden werden, in welcher Kraftstoff, welcher innerhalb des Verdampfungsgehäuses 35 verdampft wird, durch die Kraftzufuhrpassage 35a ausströmen würde, ohne gecrackt zu werden.The fuel injection amount is preferably controlled such that the cracking heating surface 344 not in the supplied fuel, which in the evaporation chamber 35b at step 26 in 8th is stored immersed. As a result, such a situation can be avoided in which fuel, which within the evaporation housing 35 is vaporized by the power supply passage 35a would leak without being cracked.
In der oben beschriebenen Ausführungsform, wie sie in 1 gezeigt ist, wird der elektrische Heizer 34 als der Heizer verwendet, welcher Kohlenwasserstoff in flüssiger Form erwärmt und verdampft, ein Wärmetauscher jedoch, welcher Abgaswärme der internen Verbrennungsmaschine 10 verwendet, kann als der Heizer verwendet werden. Weiterhin wird in der oben beschriebenen Ausführungsform, wie sie in 1 gezeigt ist, Kraftstoff in flüssiger Form in die Mischkammer 30a durch den Kraftstoffinjektor 33 zugeführt. Kraftstoff in Gasform jedoch kann in die Mischkammer 30a zugeführt werden, nachdem Kraftstoff in flüssiger Form an einem Ort anders als der Mischkammer 30a verdampft worden ist.In the embodiment described above, as in 1 is shown, the electric heater 34 used as the heater, which heats and vaporizes hydrocarbon in liquid form, but a heat exchanger, which exhaust heat of the internal combustion engine 10 used, can be used as the heater. Furthermore, in the embodiment described above, as shown in FIG 1 shown is fuel in liquid form in the mixing chamber 30a through the fuel injector 33 fed. However, fuel in gaseous form can enter the mixing chamber 30a be supplied after fuel in liquid form in a place other than the mixing chamber 30a has been evaporated.
In der oben beschriebenen Ausführungsform, wie sie in 1 gezeigt ist, erstreckt sich, wenn die Wirkstoffzufuhrvorrichtung in einem Fahrzeug installiert ist, die Elektrode 21 in einer horizontalen Richtung. Die Elektrode 21 kann jedoch relativ zu der horizontalen Richtung abgewinkelt sein derart, dass der Kraftstoff in flüssiger Form, welcher an der Elektrode 21 anhaftet, leicht von der Elektrode 21 durch die Schwerkraft abfällt. Weiterhin kann die Elektrode 21 derart angeordnet sein, dass die Oberfläche der Elektrode 21 sich in einer vertikalen Richtung erstreckt.In the embodiment described above, as in 1 is shown, when the drug delivery device is installed in a vehicle, the electrode extends 21 in a horizontal direction. The electrode 21 However, it may be angled relative to the horizontal direction such that the fuel in liquid form attached to the electrode 21 adheres, slightly from the electrode 21 falls by gravity. Furthermore, the electrode 21 be arranged such that the surface of the electrode 21 extends in a vertical direction.
In der oben beschriebenen Ausführungsform, wie sie in 1 gezeigt ist, wird der Kraftstoffinjektor 33 als der Vernebler verwendet, welcher Kohlenwasserstoff in flüssiger Form vernebelt und den vernebelten Kohlenwasserstoff in den Heizer zuführt. Es kann jedoch eine vibrierende Vorrichtung, welche Kraftstoff in flüssiger Form durch ein Vibrieren des Kraftstoffs vernebelt, als der Vernebler verwendet werden. Die vibrierende Vorrichtung kann eine vibrierende Platte habe, welche bei einer hohen Frequenz vibriert und Kraftstoff wird auf der vibrierenden Platte vibriert.In the embodiment described above, as in 1 is shown, the fuel injector 33 is used as the nebulizer which nebulizes hydrocarbon in liquid form and supplies the aerosolized hydrocarbon to the heater. However, a vibrating device which nebulizes fuel in liquid form by vibrating the fuel may be used as the nebulizer. The vibrating device may have a vibrating plate vibrating at a high frequency and fuel is vibrated on the vibrating plate.
In der oben beschriebenen Ausführungsform, wie sie in 1 gezeigt ist, wird die Luftpumpe 31 als der Sauerstoffzuführer verwendet, welcher Sauerstoffgas in den Entladereaktor 20 zuführt, und die Luftpumpe 31 führt atmosphärische Luft als das Sauerstoffgas zu. Alternativ kann ein Teil der Ansaugluft der internen Verbrennungsmaschine 10 in den Entladereaktor 20 als das Sauerstoffgas zugeführt werden. In diesem Fall kann Ansaugluft von der Ansaugpassage 10in, welche stromabwärts des Kompressors 11c positioniert ist, abzweigen, an einer Position stromaufwärts des Kühlers 12 oder an einer Position stromabwärts des Kühlers 12.In the embodiment described above, as in 1 shown is the air pump 31 used as the oxygen supply, which oxygen gas in the discharge reactor 20 feeds, and the air pump 31 introduces atmospheric air as the oxygen gas. Alternatively, a part of the intake air of the internal combustion engine 10 in the unloading reactor 20 as the oxygen gas are supplied. In this case, intake air from the intake passage 10in which is downstream of the compressor 11c is positioned, branch off, at a position upstream of the radiator 12 or at a position downstream of the radiator 12 ,
Weiterhin kann die Wirkstoffzufuhrvorrichtung einen Hochdruckmodus aufweisen, in welchem Ansaugluft bei hohem Druck vor dem Gekühltwerden durch den Kühler 12 von der Ansaugpassage 10in an der Position stromaufwärts des Kühlers 12 abzweigt, und einen Niederdruckmodus, in welchem Ansaugluft bei einem niedrigen Druck nach einem Gekühltwerden durch den Kühler 12 von der Ansaugpassage 10in an der Position stromabwärts des Kühlers 12 abzweigt, und sie kann einen Betriebsmodus zwischen dem Hochdruckmodus und dem Niederdruckmodus umschalten. In diesem Fall kann, wenn Ozon erzeugt wird, der Niederdruckmodus ausgeführt werden, um zu unterdrücken, dass das erzeugte Ozon durch Wärme der Ansaugluft zerstört wird. Indes kann, wenn das reformierte Reduktionsmittel erzeugt wird, der Hochdruckmodus ausgeführt werden, um zu unterdrücken, dass Kraftstoff, welcher durch den elektrischen Heizer 34 erwärmt wurde, mit Ansaugluft innerhalb der Mischkammer 30a gekühlt wird.Furthermore, the drug delivery device may have a high pressure mode in which intake air at high pressure is cooled by the radiator 12 from the intake passage 10in at the position upstream of the radiator 12 branches off, and a low pressure mode, in which intake air at a low pressure after being cooled by the radiator 12 from the intake passage 10in at the position downstream of the radiator 12 it can switch an operating mode between the high pressure mode and the low pressure mode. In this case, when ozone is generated, the low pressure mode may be executed to suppress that the generated ozone is destroyed by heat of the intake air. Meanwhile, when the reformed reducing agent is generated, the high pressure mode may be performed to suppress the fuel passing through the electric heater 34 was heated, with intake air inside the mixing chamber 30a is cooled.
Wenn die Wirkstoffzufuhrvorrichtung in einem vollständigen Stoppzustand ist, in welchem die Erzeugung sowohl des Ozons als auch des reformierten Reduktionsmittels gestoppt ist, kann die elektrische Entladung an dem Entladereaktor 20 ebenso gestoppt werden, um einen Leistungsverbrauch zu verringern. Die Wirkstoffzufuhrvorrichtung kann in dem vollständigen Stoppzustand sein, wenn beispielsweise die NOx-Katalysatortemperatur niedriger als die Aktivierungstemperatur ist und die adsorbierte NOx-Menge die Sättigungsmenge erreicht, oder wenn die NOx-Katalysatortemperatur hoch wird über eine maximale Temperatur hinaus, bei welcher der Reduktionskatalysator NOx reduzieren kann. Weiterhin kann der Betrieb der Luftpumpe 31 (das heißt Zufuhr von Sauerstoffgas) in dem vollständigen Stoppzustand ebenso gestoppt werden, um die elektrische Leistungsaufnahme zu verringern.When the drug delivery device is in a complete stop state in which the generation of both the ozone and the reformed reductant is stopped, the electrical discharge at the discharge reactor can 20 also be stopped to reduce power consumption. The drug delivery device may be in the full stop state, for example, when the NOx catalyst temperature is lower than the activation temperature and the adsorbed NOx amount reaches the saturation amount, or when the NOx catalyst temperature becomes high beyond a maximum temperature at which the reduction catalyst reduces NOx can. Furthermore, the operation of the air pump 31 (ie, supply of oxygen gas) in the complete stop state may also be stopped to reduce the electric power consumption.
In der oben beschriebenen Ausführungsform wird, wie in 1 gezeigt ist, der Reduktionskatalysator, welcher NOx physikalisch adsorbiert (das heißt Physisorption) in der NOx-Reinigungsvorrichtung 15 verwendet, es kann jedoch ein Reduktionsmittel verwendet werden, welches NOx chemisch adsorbiert (das heißt Chemisorption).In the embodiment described above, as in FIG 1 13, the reduction catalyst that physically adsorbs NOx (ie, physisorption) in the NOx purification device is shown 15 however, a reducing agent which chemisorbs NOx chemically (that is, chemisorption) may be used.
Die NOx-Reinigungsvorrichtung 15 kann NOx adsorbieren, wenn ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der internen Verbrennungsmaschine 10 magerer ist als ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis (das heißt wenn die Maschine 10 in einer mageren Verbrennung ist) und kann NOx reduzieren, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der internen Verbrennungsmaschine 10 nicht magerer ist als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis (das heißt wenn die Maschine 10 in einer nicht-mageren Verbrennung ist). In diesem Fall wird Ozon bei der mageren Verbrennung erzeugt und das reformierte Reduktionsmittel wird bei der nicht-mageren Verbrennung erzeugt. Eines von Beispielen eines Katalysators, welcher NOx bei der mageren Verbrennung adsorbiert, kann ein Chemisorptions-Reduktionskatalysator sein, welcher aus Platin und Barium, welches durch einen Träger getragen wird, gefertigt ist.The NOx purification device 15 can adsorb NOx when an air-fuel ratio in the internal combustion engine 10 leaner than a stoichiometric air-fuel ratio (that is, when the engine 10 in a lean burn) and can reduce NOx when the air-fuel ratio in the internal combustion engine 10 is no leaner than the stoichiometric air-fuel ratio (that is, when the engine 10 is in a non-lean burn). In this case, ozone is produced during lean combustion and the reformed one Reducing agent is generated in the non-lean combustion. One of examples of a catalyst that adsorbs NOx in the lean combustion may be a chemisorption reduction catalyst made of platinum and barium carried by a carrier.
Die Wirkstoffzufuhrvorrichtung kann auf ein Verbrennungssystem angewandt werden, welches die NOx-Reinigungsvorrichtung 15 ohne Adsorptionsfunktion hat (das heißt Physisorptions- und Chemisorptionsfunktionen). In diesem Fall kann Ozon, welches innerhalb des Entladereaktors 20 erzeugt wird, zum Regenerieren des DPF 14 verwendet werden. Genauer wird NO, welches in dem Abgas enthalten ist, in NO2 oxidiert durch ein Zuführen von Ozon in die Abgaspassage 10ex stromaufwärts des DPF 14, und das oxidierte NO2 wird in den DPF 14 eingeführt. Demzufolge werden Kohlenstoffkomponenten beziehungsweise Kohlenstoffbestandteile von Partikeln, welche innerhalb des DPF 14 gesammelt und angesammelt werden, mit NO2 oxidiert, und demnach werden die Partikel innerhalb des DPF 14 gereinigt, und demnach wird der DPF 14 regeneriert.The drug delivery device may be applied to a combustion system including the NOx purification device 15 without adsorption function (that is, physisorption and chemisorption functions). In this case, ozone, which is inside the discharge reactor 20 is generated to regenerate the DPF 14 be used. More specifically, NO contained in the exhaust gas is oxidized into NO 2 by supplying ozone into the exhaust gas passage 10ex upstream of the DPF 14 , and the oxidized NO 2 gets into the DPF 14 introduced. As a result, carbon components or carbon components of particles which are within the DPF 14 are collected and accumulated, oxidized with NO 2 , and thus the particles become within the DPF 14 cleaned, and thus the DPF 14 regenerated.
In der ersten Ausführungsform wird die NOx-Katalysatortemperatur, welche bei Schritt 12 in der 7 verwendet wird, basierend auf der Abgastemperatur abgeschätzt, welche durch den Abgastemperatursensor 96 erfasst wird. Ein Temperatursensor jedoch kann an der NOx-Reinigungsvorrichtung 15 angebracht sein, und der Temperatursensor kann die NOx-Katalysatortemperatur direkt erfassen. Oder es kann die NOx-Katalysatortemperatur basierend auf einer Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle 10a und einer Maschinenlast der internen Verbrennungsmaschine 10 abgeschätzt werden.In the first embodiment, the NOx catalyst temperature, which at step 12 in the 7 is estimated based on the exhaust gas temperature determined by the exhaust gas temperature sensor 96 is detected. However, a temperature sensor may be attached to the NOx purifier 15 be attached, and the temperature sensor can directly detect the NOx catalyst temperature. Or it may be the NOx catalyst temperature based on a rotational speed of the output shaft 10a and an engine load of the internal combustion engine 10 be estimated.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen, wie sie in 1 gezeigt ist, hat der Entladereaktor 20 die Elektroden 21, von welchen jede eine Plattenform hat und einander parallel zugewandt sind. Der Entladereaktor 20 jedoch kann eine nadelförmige Elektrode (Pinelektrode beziehungsweise Stiftelektrode) haben, welche in einer nadelförmigen Art und Weise hervorsteht, und eine ringförmige Elektrode, welche ringförmig die nadelförmige Elektrode umgibt.In the embodiments described above, as in 1 shown has the unloading reactor 20 the electrodes 21 each of which has a plate shape and face each other in parallel. The unloading reactor 20 however, it may have an acicular electrode (pin electrode) protruding in a needle-like manner and an annular electrode annularly surrounding the needle-shaped electrode.
In der oben beschriebenen Ausführungsform, wie sie in 1 gezeigt ist, wird die Wirkstoffzufuhrvorrichtung auf das Verbrennungssystem angewandt, welches in einem Fahrzeug installiert ist. Die Wirkstoffzufuhrvorrichtung kann jedoch auf ein stationäres Verbrennungssystem angewandt werden. Weiterhin wird in der oben beschriebenen Ausführungsform, wie sie in 1 gezeigt ist, die Wirkstoffzufuhrvorrichtung auf eine Kompressions-Selbstzünde-Dieselmaschine angewandt und Diesel für die Verbrennung wird als das Reduktionsmittel verwendet. Die Wirkstoffzufuhrvorrichtung jedoch kann auf eine Selbstzünde-Benzinmaschine angewandt werden und Benzin für die Verbrennung kann ebenso für das Reduktionsmittel verwendet werden.In the embodiment described above, as in 1 is shown, the drug delivery device is applied to the combustion system which is installed in a vehicle. However, the drug delivery device can be applied to a stationary combustion system. Furthermore, in the embodiment described above, as shown in FIG 1 1, the drug delivery device is applied to a compression self-ignition diesel engine, and diesel for combustion is used as the reducing agent. However, the drug delivery device may be applied to a self-ignition gasoline engine, and gasoline for combustion may also be used for the reducing agent.
In der oben beschriebenen Ausführungsform in 14 weist die Wirkstoffzufuhrvorrichtung den Entladereaktor 20 auf, die vorliegende Offenbarung kann jedoch auf eine Vorrichtung angewandt werden, welche den Entladereaktor 20 nicht hat. In diesem Fall ist es, obwohl die teilweise Oxidation durch Ozon nicht beschleunigt werden kann, möglich, gecrackten Kraftstoff in Gasform mit Sauerstoff in Luft teilweise zu oxidieren (reformieren), und demnach kann der reformierte Kraftstoff in die Abgaspassage 10ex zugeführt werden.In the embodiment described above in FIG 14 the drug delivery device has the discharge reactor 20 however, the present disclosure may be applied to an apparatus which includes the discharge reactor 20 does not have. In this case, although the partial oxidation by ozone can not be accelerated, it is possible to partially oxidize (reform) cracked fuel in gaseous form with oxygen in air, and accordingly, the reformed fuel may enter the exhaust gas passage 10ex be supplied.
In der oben beschriebenen Ausführungsform, wie sie in 14 gezeigt ist, werden Kraftstoff in Gasform, welcher innerhalb des Verdampfungsgehäuses 35 gecrackt wird, und Ozon, welches innerhalb des Entladereaktors 20 erzeugt wird, miteinander innerhalb der Zufuhrpassage 24 gemischt. In anderen Worten gesagt werden eine gashaltige Kraftstoffzufuhrpassage und eine Ozonzufuhrpassage mit der Zufuhrpassage 24 parallel verbunden. Ozon jedoch kann in das Verdampfungsgehäuse 35 zugeführt werden, um mit Kraftstoff in Gasform innerhalb des Verdampfungsgehäuses 35 gemischt zu werden, und dann kann die Mischung in die Zufuhrpassage 24 zugeführt werden. In anderen Worten gesagt kann der Entladereaktor 20 stromaufwärts des Verdampfungsgehäuses 35 angeordnet sein, und die Ozonzufuhrpassage, die gashaltige Kraftzufuhrpassage und die Zufuhrpassage 24 können miteinander in Serie in dieser Reihenfolge verbunden sein.In the embodiment described above, as in 14 are shown fuel in gaseous form, which is within the evaporation housing 35 is cracked, and ozone, which within the discharge reactor 20 is generated with each other within the feed passage 24 mixed. In other words, a gas-containing fuel supply passage and an ozone supply passage with the supply passage 24 connected in parallel. Ozone, however, can enter the evaporation enclosure 35 be supplied to with fuel in gaseous form within the evaporation housing 35 to be mixed, and then the mixture can into the feed passage 24 be supplied. In other words, the discharge reactor can 20 upstream of the evaporation housing 35 be arranged, and the ozone supply passage, the gas-containing power supply passage and the supply passage 24 can be connected to each other in series in this order.
Mittel beziehungsweise Einrichtungen und Funktionen, welche durch die ECU vorgesehen sind, können beispielsweise durch nur Software, nur Hardware oder eine Kombination davon. vorgesehen sein Die ECU kann beispielsweise durch eine analoge Schaltung gebildet sein.Means and functions provided by the ECU may be, for example, software only, hardware only, or a combination thereof. The ECU can be formed, for example, by an analog circuit.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
-
JP 2009-162173 A [0002] JP 2009-162173 A [0002]
