還原劑供應(yīng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開設(shè)及還原劑供應(yīng)裝置，其向位于還原催化劑的上游的廢氣通道供入用于 NOy還原的還原劑。 技術(shù)背景
[0002] 專利文獻(xiàn)1 (JP 2000-54833 A)公開了還原劑供應(yīng)裝置，其包括用于產(chǎn)生臭氧的臭 氧發(fā)生器、用于吹送含有臭氧發(fā)生器所產(chǎn)生的臭氧的空氣的空氣累、用于噴射作為還原劑 的燃料的燃料噴射器，W及加熱器。吹送空氣與噴射燃料的混合空氣由加熱器加熱，由此燃 料被空氣中的氧氣氧化，即，燃料被重整。向位于NOy催化劑的上游的廢氣通道供入重整燃 料，W便在NOy催化劑的存在下還原NOy,從而凈化（purify)廢氣中所含的NOy。應(yīng)當(dāng)注意 的是，由于空氣中含有臭氧，燃料的氧化反應(yīng)被加速，從而提高NOy的凈化速率。
[0003] 專利文獻(xiàn)2扣S 2005/0011184 A)中公開了還原劑供應(yīng)裝置，其包括支管，增壓器 壓縮的吸入空氣的一部分流過所述支管。所述支管分得的空氣由氣累吹送，W便與燃料混 合，從而重整燃料。
[0004] 然而，對于根據(jù)專利文獻(xiàn)1的裝置有如下所述的顧慮。當(dāng)廢氣通道內(nèi)的壓力（即， 排氣壓力）例如在高發(fā)動機(jī)載荷運(yùn)行中較高時，由于缺乏空氣累的排出壓力，空氣累可能 無法將混合空氣供入廢氣通道內(nèi)。
[0005] 鑒于上述顧慮，根據(jù)在專利文獻(xiàn)2所公開的裝置，由于由空氣累吹送增壓器壓縮 的空氣，即使當(dāng)排氣壓力高時，混合空氣也可W供入廢氣通道內(nèi)。然而，由于吸入空氣可W 含有例如吹漏氣或內(nèi)部EGR氣體的灰塵，可能會擔(dān)憂由于灰塵而使空氣累發(fā)生故障，因?yàn)?根據(jù)專利文獻(xiàn)2的裝置的空氣累將吸入空氣吹向所述空氣累。尤其是，當(dāng)臭氧與空氣混合， W提高NOy凈化速率時，也可能在臭氧發(fā)生器內(nèi)由于灰塵而發(fā)生故障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本公開的目的是提供還原劑供應(yīng)裝置，其即使在廢氣通道內(nèi)的排氣壓力高時，也 可W用臭氧提高NOy凈化速率，并將還原劑供入廢氣通道內(nèi)，同時抑制空氣累的污染。
[0007] 在本公開的一個方面，還原劑供應(yīng)裝置用于燃料燃燒系統(tǒng)。所述燃料燃燒系統(tǒng)包 括增壓器，其壓縮空氣并將空氣供入內(nèi)燃機(jī)內(nèi)；W及NOy凈化裝置，其設(shè)置在廢氣通道內(nèi)，W 便用還原催化劑凈化所述內(nèi)燃機(jī)的廢氣中含有的NOy。所述還原劑供應(yīng)裝置向位于還原催 化劑的上游的廢氣通道供入還原劑。所述還原劑供應(yīng)裝置包括反應(yīng)容器、臭氧發(fā)生器、空氣 累、含臭氧空氣管、壓縮空氣管、切換裝置和切換控制器。所述反應(yīng)容器在其內(nèi)限定反應(yīng)腔 室，其中通過用空氣中的氧氣氧化，重整所述還原劑。所述臭氧發(fā)生器從空氣中的氧氣產(chǎn)生 臭氧?？諝饫蹖⒖諝夤┤氤粞醢l(fā)生器內(nèi)。含臭氧空氣，其是含有由臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧 的空氣，通過含臭氧空氣管流向反應(yīng)腔室。壓縮空氣的一部分，其是由增壓器壓縮的空氣， 通過壓縮空氣管流向反應(yīng)腔室。切換裝置在將含臭氧空氣供入反應(yīng)腔室內(nèi)的空氣累模式與 將壓縮空氣供入反應(yīng)腔室內(nèi)的增壓模式之間切換?；诖呋瘎囟龋ㄆ錇檫€原催化劑的溫 度）W及廢氣壓力（其為廢氣通道內(nèi)的壓力），切換控制器控制所述切換裝置。
[0008] 根據(jù)本公開的方面，分別設(shè)置用于將含臭氧空氣引入反應(yīng)腔室的含臭氧空氣管W 及用于將壓縮空氣引入反應(yīng)腔室的壓縮空氣管?？諝饫酆统粞醢l(fā)生器被布置在含臭氧空氣 管內(nèi)，與壓縮空氣管分離。因此，可W抑制包含在吸入空氣中的灰塵對空氣累和臭氧發(fā)生器 的污染。
[0009] 此外，在本公開的方面，提供了切換裝置和切換控制器。因此，當(dāng)在廢氣通道內(nèi)的 壓力（即，廢氣壓力）高而使得還原劑不能供入廢氣通道內(nèi)時，切換控制器控制切換裝置， W便切換到增壓模式，將反應(yīng)腔室中重整的還原劑供入廢氣通道內(nèi)。與此相反，當(dāng)廢氣壓力 低而使得可W供應(yīng)還原劑時，并且當(dāng)在還原催化劑的溫度下可W預(yù)期臭氧對NOy凈化速率 有改進(jìn)時，切換控制器控制切換裝置，W便切換到空氣累模式，W便將用含臭氧空氣重整的 還原劑供入廢氣通道內(nèi)。
[0010] 如上所述，根據(jù)本公開的所述方面，可W提高NOy的凈化速率。此外，即使排氣壓 力較高，也可W將還原劑供入廢氣通道內(nèi)，同時抑制空氣累和臭氧發(fā)生器的污染。
【附圖說明】
[0011] 本公開及其額外的目標(biāo)、特征和優(yōu)點(diǎn)可W從下文的說明書、所附的權(quán)利要求書W 及附圖中得到最佳的理解，其中：
[0012] 圖1是應(yīng)用于燃燒系統(tǒng)的還原劑供應(yīng)裝置的示意圖；
[0013] 圖2是與冷焰反應(yīng)和熱焰反應(yīng)的兩步氧化反應(yīng)相關(guān)的圖；
[0014] 圖3是顯示所述冷焰反應(yīng)的反應(yīng)過程的圖；
[0015] 圖4是顯示發(fā)生兩步氧化反應(yīng)的環(huán)境溫度和當(dāng)量比所限定的區(qū)域的圖；
[0016] 圖5是圖1所示的還原劑供應(yīng)裝置的過程的流程圖；并且
[0017] 圖6是圖5中所示的流程圖的子過程（subsequence process)。
[001引發(fā)明詳述
[0019] 本公開的多個實(shí)施方案將在下文中參照附圖進(jìn)行描述。在運(yùn)些實(shí)施方案中，對應(yīng) 于前述實(shí)施方案中描述的事項(xiàng)的部件可W被指定相同的標(biāo)號，并且可W省略對所述部件的 過多解釋。當(dāng)在實(shí)施方案中僅對配置的一部分進(jìn)行說明時，其他前述實(shí)施方案可W適用于 所述配置的其他部分。即使沒有明確說明運(yùn)些部件可被組合，所述部件也可W被組合。實(shí) 施方案可W部分組合，即使沒有明確說明運(yùn)些實(shí)施方案可被組合，只要組合沒有任何害處。
[0020] 如圖1所示的燃燒系統(tǒng)包括內(nèi)燃機(jī)10、增壓器IUNOx凈化裝置12、柴油微粒過濾 器值PF 13) W及還原劑供應(yīng)裝置。所述燃燒系統(tǒng)被安裝在車輛上，并且所述車輛由來自內(nèi) 燃機(jī)10的輸出提供動力。在本實(shí)施方案中，內(nèi)燃機(jī)10是壓縮自點(diǎn)火柴油發(fā)動機(jī)，并且柴油 燃料（輕油），其是控化合物，被用作燃燒的燃料。內(nèi)燃機(jī)10通常在稀薄態(tài)（lean state) 下運(yùn)行。換言之，在內(nèi)燃機(jī)10內(nèi)，燃料在空燃比（即供入燃燒室內(nèi)的空氣與噴射到燃燒室中 的燃料的比率）被設(shè)定為使空氣過剩的狀態(tài)下燃燒（即，稀薄燃燒狀態(tài)（lean combustion state))。
[0021] 增壓器11包括滿輪機(jī)I la、旋轉(zhuǎn)軸I化和壓縮機(jī)11c。滿輪機(jī)Ila被設(shè)置在內(nèi)燃 機(jī)10的廢氣通道IOex內(nèi)，并通過廢氣的動能旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)軸1化將滿輪機(jī)Ila的葉輪連接 至壓縮機(jī)Ilc的葉輪，并將滿輪機(jī)Ila的旋轉(zhuǎn)力傳遞至壓縮機(jī)11c。壓縮機(jī)Ilc被設(shè)置在內(nèi) 燃機(jī)10的進(jìn)氣通道IOin內(nèi)，并在壓縮（即增壓）吸入空氣之后將吸入空氣供入內(nèi)燃機(jī)10 內(nèi)。
[0022] 冷卻器（未示出）被設(shè)置在壓縮機(jī)Ilc下游的進(jìn)氣通道IOin內(nèi)。所述冷卻器冷 卻由壓縮機(jī)Ilc壓縮的吸入空氣（壓縮空氣），并且，在壓縮吸入空氣的流量被節(jié)流閥（未 示出）調(diào)節(jié)之后，通過冷卻器冷卻的壓縮空氣被分配到內(nèi)燃機(jī)10的多個燃燒室內(nèi)。NOy凈 化裝置12被設(shè)置在滿輪機(jī)Ila下游的廢氣通道IOex內(nèi)，并且DPF 13 (柴油微粒過濾器） 被設(shè)置在NOy凈化裝置12下游的廢氣通道IOex內(nèi)。所述DPF 13過濾廢氣中含有的微粒。
[0023] 還原劑供應(yīng)裝置的供應(yīng)通道23被連接到NOx凈化裝置12上游的廢氣通道lOex。 由還原劑供應(yīng)裝置產(chǎn)生的重整燃料作為還原劑通過供應(yīng)通道23被供入廢氣通路IOex內(nèi)。 重整燃料通過部分地將用作還原劑的控（即，燃料）氧化成部分氧化的控，例如醒，來產(chǎn)生， 如下文將參照圖3描述的那樣。
[0024] NOy凈化裝置12包括容納在殼體內(nèi)的蜂窩狀載體。在所述載體的表面上設(shè)置涂層， 并且由所述涂層承載還原劑。NOy凈化裝置12通過NOy與重整燃料在還原催化劑的存在下 的反應(yīng)，即NO/變成Nz的還原過程，來凈化廢氣中所含的NOy。應(yīng)當(dāng)注意的是，盡管除NOy之 夕F，廢氣中也含化（氧氣），但在化的存在下，重整的還原劑選擇性地（優(yōu)先地）與NO X發(fā)生 反應(yīng)。
[00巧]在本實(shí)施方案中，還原催化劑具有吸附NOy的吸附性。更具體地，當(dāng)催化劑溫度低 于可W通過還原催化劑發(fā)生還原反應(yīng)的活化溫度時，還原催化劑表現(xiàn)出吸附廢氣中的NOy 的吸附性。例如，通過載體承載的銀/氧化侶催化劑，NOy凈化裝置12可提供NO y吸附性能。 更具體地，作為還原催化劑的銀被用于涂布載體表面的氧化侶承載。當(dāng)催化劑的溫度等于 或高于所述活化溫度時，吸附在還原催化劑內(nèi)的NOy從還原催化劑解吸附。然后，解吸附的 NOy被重整燃料還原，從而NO y被凈化。
[0026] 然后，下文將對還原劑供應(yīng)裝置進(jìn)行描述。通常，還原劑供應(yīng)裝置產(chǎn)生重整燃料， 并通過供應(yīng)通道23將重整燃料供入廢氣通道IOex內(nèi)。所述還原劑供應(yīng)裝置包括反應(yīng)容器 20、加熱器21、噴射器22、臭氧發(fā)生器30 W及空氣累30p，如下所述。所述還原劑供應(yīng)裝置 還包括供應(yīng)通道23、普通管24、壓縮空氣管25、含臭氧管26 W及電控裝置巧CU 40)，如下 所述。
[0027] 臭氧發(fā)生器30包括其內(nèi)具有流體通道32a的殼體32,并且多對電極31設(shè)置在流 體通道32a的內(nèi)部。電極31具有板形，并被并聯(lián)設(shè)置成彼此面對。接地的一個電極31與 被施加高電壓的另一個電極31交替地排列。對電極31的供電由ECU 40的微機(jī)41控制。 [002引 由空氣累30p吹送的空氣流入臭氧發(fā)生器30的殼體32中?？諝饫?0p由電動 機(jī)驅(qū)動，所述電動機(jī)由微機(jī)41控制。由空氣累30p吹送的空氣流入殼體32內(nèi)的流體通道 32日，并流經(jīng)在電極31之間形成的每個排出通道31日。
[0029] 臭氧發(fā)生器30通過含臭氧空氣管26與普通管24與反應(yīng)容器20連接。目P，含臭氧 空氣管26的上游端部連接到所述臭氧發(fā)生器30的下游部分，并且含臭氧空氣管26的下游 端部連接到普通管24的上游端部。普通管24的下游端部連接到反應(yīng)容器20的入口 20in。 供應(yīng)通道23的上游端部連接到反應(yīng)容器20的出口 20out。供應(yīng)通道23的下游端部連接到 NOx凈化裝置12上游的廢氣通道lOex。
[0030] 電磁止回閥26v附接到含臭氧空氣管26。微機(jī)41控制所述止回閥26v，W選擇性 地打開或關(guān)閉。因此，當(dāng)空氣累3化在工作且運(yùn)行止回閥26v W打開時，已經(jīng)通過排出通道 31a的空氣按此順序流經(jīng)含臭氧空氣管26、普通管24、反應(yīng)容器20 W及供應(yīng)通道23,然后 流入到廢氣通道IOex。
[0031] 壓縮空氣管25的上游端部連接到壓縮機(jī)1 Ic下游的進(jìn)氣通道lOin，并且壓縮空氣 管25的下游端部連接到普通管24的上游端部。總之，普通管24的上游端部分支并連接到 壓縮空氣管25和含臭氧空氣管26運(yùn)兩者。換言之，壓縮空氣管25和含臭氧空氣管26并 聯(lián)連接到普通管24。
[0032] 電磁調(diào)節(jié)閥25v附接到壓縮空氣管25。微機(jī)41控制調(diào)節(jié)閥25v，W選擇性地打開 或關(guān)閉所述壓縮空氣管25。因此，當(dāng)運(yùn)行調(diào)節(jié)閥25v W打開壓縮空氣管25時，流經(jīng)進(jìn)氣通 道IOin的壓縮空氣的一部分按此順序流過壓縮空氣管25、普通管24、反應(yīng)容器20 W及供 應(yīng)通道2