专利汇可以提供内燃机的排气净化系统和方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且提供了一种用于内燃 发动机 (1)的排气 净化 系统,其包括NOx捕集型催化剂(13)和空/燃比 控制器 (20),该空/燃比控制器(20)用于控制排气净化系统以使当是净化NOx捕集型催化剂捕集的NOx时,在预混合燃烧模式下,排气空/燃比变浓和NOx捕集型催化剂被激活(S13),和使当是净化NOx捕集型催化剂的捕集的NOx时,在扩散燃烧模式下,排气空/燃比变浓和NOx捕集型催化剂不被激活(S15)。也提供一种排气净化方法。,下面是内燃机的排气净化系统和方法专利的具体信息内容。
1、一种用于内燃发动机的排气净化系统,包括:
NOx捕集型催化剂,设置在发动机的排气管道中以当排气的空/ 燃比稀时捕集进入排气中的NOx,和当排气的空/燃比浓时释放捕集的 NOx;和
控制单元,用于根据NOx捕集型催化剂的激活条件控制NOx捕 集型催化剂;
该控制单元包括:
净化时间确定部分,用于确定是否是净化由NOx捕集型催化剂所 捕集的NOx的时间;
催化剂激活确定部分,用于确定NOx捕集型催化剂是否被激活;
燃烧模式转换部分,用于根据发动机的运行状况在扩散模式和预 混合燃烧模式之间转换发动机的燃烧模式;和
空/燃比控制部分,用于控制空/燃比,以使当净化NOx捕集型催 化剂所捕集的NOx时,在预混合燃烧模式下排气空/燃比变浓,和使 NOx捕集型催化剂被激活;以及使当净化NOx捕集型催化剂所捕集 的NOx时,在扩散燃烧模式下排气空/燃比变浓,和NOx捕集型催化 剂不被激活。
2、根据权利要求1的排气净化系统,其中燃烧模式转换部分包括: 燃烧温度控制部分,用于根据发动机的运行状况降低发动机的燃烧温 度;滞燃期控制部分,用于在燃烧温度控制部分工作期间使滞燃期显 著变长,从而获得由预混合模式和扩散燃烧模式中的一种模式所产生 的热产生模式,通过燃烧温度控制部分和滞燃期控制部分获得预混合 燃烧模式。
3、根据权利要求1的排气净化系统,还包括设置在排气管道中的 滤清器,用于清除排气中的微粒(PM),该控制单元还包括:恢复时 间确定部分,用于确定是否是执行滤清器的恢复的时间,其中该控制 单元还包括:空/燃比控制部分,用于控制排气空/燃比以使当是执行滤 清器的恢复时在扩散燃烧模式下排气空/燃比变浓。
4、根据权利要求3的排气净化系统,其中该滤清器具有下列催化 功能中的至少一种催化功能,即当置于稀空气时呈现氧化能力和置于 浓空气时呈现还原能力的催化功能,和当置于稀空气时吸收NOx和当 置于浓空气时还原而由此净化吸收的NOx的催化功能。
5、根据权利要求1的排气净化系统,其中催化剂激活确定部分具 有检测部分,用于检测NOx捕集型催化剂的温度和根据NOx捕集型 催化剂的温度确定是否激活NOx捕集型催化剂。
6、根据权利要求1的排气净化系统,其中催化剂激活确定部分具 有估算部分,用于估算NOx捕集型催化剂的温度和确定是否激活NOx捕集型催化剂。
7、根据权利要求1的排气净化系统,其中当在扩散燃烧模式下排 气空/燃比变浓时,空/燃比控制部分执行预喷射。
8、根据权利要求2的排气净化系统还包括:发动机的进气节气门 和EGR控制阀,当在预混合燃烧模式下排气空/燃比变浓时,空/燃比 控制部分通过进气节气门和EGR控制阀控制排气空/燃比。
9、根据权利要求1的排气净化系统,其中控制单元还包括:S-毒 化恢复时间确定部分,用于确定是否是执行从S-毒化恢复NOx捕集型 催化剂的时间;空/燃比控制部分用于控制排气空/燃比以当是执行从 S-毒化恢复NOx捕集型催化剂的时间,在扩散燃烧模式下使空/燃比变 浓。
10、一种内燃机的排气净化系统,包括:
设置在排气管道中的NOx捕集型催化剂,当排气空/燃比稀时捕 集进入排气中的NOx,当排气空/燃比浓时释放捕集的NOx;
净化时间确定装置,用于确定是否是净化由NOx捕集型催化剂所 捕集的NOx的时间;
催化剂激活确定装置,用于确定NOx捕集型催化剂是否被激活;
燃烧模式转换装置,用于在扩散燃烧和预混合燃烧模式之间转换 发动机的燃烧模式;
用于控制的空/燃比控制装置,以使当是净化NOx捕集型催化剂 所捕集的NOx时,在预混合燃烧模式下,排气空/燃比变浓,和NOx捕集型催化剂被激活;以及使当是净化NOx捕集型催化剂所捕集的 NOx时,在扩散燃烧模式下,排气空/燃比变浓,和NOx捕集型催化 剂不被激活。
11、一种内燃机的排气净化方法,该内燃机具有设置在排气管道 中的NOx捕集型催化剂,以使当排气空/燃比稀时捕集进入排气中的 NOx,和使当排气空/燃比浓时排出捕集的NOx,该排气净化方法包括:
确定是否是净化由NOx捕集型催化剂所捕集的NOx的时间;
确定该NOx捕集型催化剂是否被激活;
根据发动机的运行状况在扩散燃烧模式和预混合燃烧模式之间转 换发动机的燃烧模式;和
控制排气空/燃比,以使当是净化NOx捕集型催化剂捕集的NOx时,在预混合燃烧模式下,排气空/燃比变浓,和NOx捕集型催化剂 被激活;以及使当是净化NOx捕集型催化剂捕集的NOx时,在扩散 燃烧模式下,排气空/燃比变浓,和NOx捕集型催化剂不被激活。
12、根据权利要求11的排气净化方法,其中燃烧模式的转换包括: 根据发动机的运行状况降低发动机的燃烧温度,和在燃烧温度控制部 分工作期间使滞燃期显著变长,以获得由预混合燃烧模式和扩散燃烧 模式中的一种模式所产生的热产生模式,通过降低燃烧温度和使滞燃 期变长获得预混合燃烧。
13、根据权利要求11的排气净化方法,其中该发动机还包括设置 在排气管道中的滤清器以清除排气中的微粒(PM),其中该排气净化 方法还包括:确定是否是执行滤清器的恢复的时间,和控制排气空/燃 比,以使当是执行滤清器的恢复的时间在扩散燃烧模式排气空/燃比变 浓。
14、根据权利要求11的排气净化方法,其中确定NOx捕集型催 化剂是否被激活包括:检测NOx捕集型催化剂的温度和根据NOx捕 集型催化剂的温度确定NOx捕集型催化剂是否被激活。
15、根据权利要求11的排气净化方法,其中确定NOx捕集型催 化剂是否被激活包括:估算NOx捕集型催化剂的温度和根据估算的 NOx捕集型催化剂的温度确定NOx捕集型催化剂是否被激活。
16、根据权利要求11的排气净化方法,其中排气空/燃比的控制 包括:当在扩散燃烧模式下排气空/燃比变浓时执行预喷射。
17、根据权利要求12的排气净化方法,其中该发动机还包括进气 节气门和EGR控制阀,其中排气空/燃比的控制包括:当在预混合燃 烧模式下排气空/燃比变浓时,通过进气节气门和EGR阀控制排气空/ 燃比。
18、根据权利要求11的排气净化方法,其中还包括:确定是否是 执行从S-毒化恢复NOx捕集型催化剂的时间;和控制排气空/燃比, 以使当是执行从S-毒化恢复NOx捕集型催化剂时间时,在扩散燃烧模 式下,排气空/燃比变浓。
19、一种用于内燃发动机的排气净化系统包括:
NOx捕集型催化剂,设置在发动机的排气管道中以当排气的空/ 燃比稀时捕集进入排气中的NOx,和当排气的空/燃比浓时释放捕集的 NOx;和
控制单元,用于根据NOx捕集型催化剂的激活条件控制NOx捕 集型催化剂;
该控制单元包括:
净化时间确定部分,用于确定是否是净化由NOx捕集型催化剂所 捕集的NOx的时间;
催化剂激活确定部分,用于确定NOx捕集型催化剂是否被激活;
燃烧模式转换部分,用于根据发动机的运行状况在扩散模式和预 混合燃烧模式之间转换发动机的燃烧模式;和
空/燃比控制部分,用于控制空/燃比,以使当净化NOx捕集型催 化剂所捕集的NOx时,在预混合燃烧模式下排气空/燃比变浓,和使 NOx捕集型催化剂被激活;以及使当净化NOx捕集型催化剂所捕集 的NOx时,在扩散燃烧模式下排气空/燃比变浓,和NOx捕集型催化 剂不被激活。
20、根据权利要求19的排气净化系统,其中燃烧模式转换部分包 括:燃烧温度控制部分,用于根据发动机的运行状况降低发动机的燃 烧温度;滞燃期控制部分,用于在燃烧温度控制部分工作期间使滞燃 期显著变长,从而获得由预混合模式和扩散燃烧模式中的一种模式所 产生的热产生模式,通过燃烧温度控制部分和滞燃期控制部分可获得 预混合燃烧模式。
21、根据权利要求19或20的排气净化系统,还包括设置在排气 管道中的滤清器,用于清除排气中的微粒(PM),该控制单元还包括: 恢复时间确定部分,用于确定是否是执行滤清器的恢复的时间,其中 该控制单元还包括:空/燃比控制部分,用于控制排气空/燃比以使当是 执行滤清器的恢复时在扩散燃烧模式下排气空/燃比变浓。
22、根据权利要求21的排气净化系统,其中该滤清器具有下列催 化功能中的至少一种催化功能,即当置于稀空气时呈现氧化能力和置 于浓空气时呈现还原能力的催化功能,和当置于稀空气时吸收NOx和 当置于浓空气时还原而由此净化吸收的NOx的催化功能。
23、根据权利要求19-22中的任何一个的排气净化系统,其中激 活条件确定部分具有检测或估算部分,以检测或估算NOx捕集型催化 剂的温度,和根据NOx捕集型催化剂的温度确定催化剂是否被激活。
24、根据权利要求19-23中任何一个的排气净化系统,其中当在 扩散燃烧模式下排气空/燃比变浓时,空/燃比控制部分执行预喷射。
25、根据权利要求20的排气净化系统还包括:发动机的进气节气 门和EGR控制阀,当在预混合燃烧模式下排气空/燃比变浓时,空/燃 比控制部分通过进气节气门和EGR控制阀控制排气空/燃比。
26、根据权利要求19-25的任何一个的排气净化系统,其中控制 单元还包括:S-毒化恢复时间确定部分,用于确定是否是执行从S-毒 化恢复NOx捕集型催化剂的时间;空/燃比控制部分用于控制排气空/ 燃比以当是执行从S-毒化恢复NOx捕集型催化剂的时间,在扩散燃烧 模式下使空/燃比变浓。
27、一种内燃机的排气净化系统,包括:
设置在排气管道中的NOx捕集型催化剂,当排气空/燃比稀时捕 集进入排气中的NOx,当排气空/燃比浓时释放捕集的NOx;
净化时间确定装置,用于确定是否是净化由NOx捕集型催化剂所 捕集的NOx的时间;
催化剂激活确定装置,用于确定NOx捕集型催化剂是否被激活;
燃烧模式转换装置,用于在扩散燃烧和预混合燃烧模式之间转换 发动机的燃烧模式;
用于控制的空/燃比控制装置,以使当是净化NOx捕集型催化剂 所捕集的NOx时,在预混合燃烧模式下,排气空/燃比变浓,和NOx捕集型催化剂被激活;以及使当是净化NOx捕集型催化剂所捕集的 NOx时,在扩散燃烧模式下,排气空/燃比变浓,和NOx捕集型催化 剂不被激活。
28、一种内燃机的排气净化方法,该内燃机具有设置在排气管道 中的NOx捕集型催化剂,以使当排气空/燃比稀时捕集进入排气中的 NOx,和使当排气空/燃比浓时排出捕集的NOx,该排气净化方法包括:
确定是否是净化由NOx捕集型催化剂所捕集的NOx的时间;
确定NOx捕集型催化剂的激活状况;
根据发动机的运行状况在扩散燃烧模式和预混合燃烧模式之间转 换发动机的燃烧模式;和
控制排气空燃比,以使当是净化NOx捕集型催化剂捕集的NOx时,在预混合燃烧模式下,排气空/燃比变浓,和NOx捕集型催化剂 被激活;以及使当是净化NOx捕集型催化剂捕集的NOx时,在扩散 燃烧模式下,排气空/燃比变浓,和NOx捕集型催化剂不被激活。
29、根据权利要求28的排气净化方法,其中燃烧模式的转换包括: 根据发动机的运行状况降低发动机的燃烧温度,和在燃烧温度控制部 分工作期间使滞燃期显著变长,以获得由预混合燃烧模式和扩散燃烧 模式中的一种模式所产生的热产生模式,通过降低燃烧温度和使滞燃 期变长获得预混合燃烧。
30、根据权利要求28或29的排气净化方法,其中该发动机还包 括设置在排气管道中的滤清器以清除排气中的微粒(PM),其中该排 气净化方法还包括:确定是否是执行滤清器的恢复的时间,和控制排 气空/燃比,以使当是执行滤清器的恢复的时间在扩散燃烧模式排气空 /燃比变浓。
31、根据权利要求28-30的任何一个的排气净化方法,其中确定 NOx捕集型催化剂是否被激活包括:检测或估算NOx捕集型催化剂 的温度和根据NOx捕集型催化剂的温度确定NOx捕集型催化剂是否 被激活。
32、根据权利要求28-31的任何一个的排气净化方法,其中排气 空/燃比的控制包括:当在扩散燃烧模式下排气空/燃比变浓时执行预喷 射。
33、根据权利要求29的排气净化方法,其中该发动机还包括:进 气节气门和EGR控制阀,其中排气空/燃比的控制包括:当在预混合 燃烧模式下排气空/燃比变浓时,通过进气节气门和EGR阀控制排气 空/燃比。
34、根据权利要求28-33的任何一个的排气净化方法,其中还包 括:确定是否是执行从S-毒化恢复NOx捕集型催化剂的时间;和控制 排气空/燃比,以使当是执行从S-毒化恢复NOx捕集型催化剂时间时, 在扩散燃烧模式下,排气空/燃比变浓。
在柴油机中,当开始将燃油喷射进气缸时,喷射的燃油被汽化并 且形成混合气。当缸内的温度和压力达到预定值时,存在于缸内的混 合气进行初始燃烧(预混合燃烧)。通过该燃烧,缸内的温度和压力 变高,以使初始燃烧后的喷射燃油被汽化并且与喷射的燃油同时燃烧 (扩散燃烧)。相对于整个燃烧期,由于从开始燃油喷射到发生预混 合燃烧的周期(滞燃期)通常较短,所以扩散燃烧为主燃烧。
与此相反,日本专利2864896公开了一项技术,该技术通过大幅 度增加再循环排气(EGR)率使燃烧温度保持在低温,而同时推迟喷 油正时到上止点后的一个点,由此使滞燃期变长并且使所有的燃油量 在滞燃期内喷射以使预混合燃烧用做主燃烧,从而降低排气中的NOx和烟雾。
与此同时,其中主燃烧为扩散燃烧的燃烧状况(在这里其简单地 被称做扩散燃烧或扩散燃烧模式)和其中主燃烧为预混合燃烧的燃烧 模式(在这里其简单地被称做预混合燃烧或预混合燃烧模式)取决于 驱动状况从一种方式转换为另一种方式(例如,在图8中,具有EGR 的区对应于预燃烧区,不具有EGR的区对应于扩散燃烧区)。
另一方面,日本专利第3079933号公开了一项技术,即在排气管 道具有NOx捕集型催化剂的情况下和在净化捕集的NOx时,柴油机 的燃烧模式从扩散燃烧模式转换为预混合燃烧模式,由此降低过量空 气系数,减少和净化捕集的NOx。
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