專利名稱：內(nèi)燃機(jī)的尿素水供給裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的尿素水供給裝置。
背景技術(shù)：
在為了對(duì)廢氣中的NOx進(jìn)行還原而在內(nèi)燃機(jī)排氣通路內(nèi)供給尿素 水的內(nèi)燃機(jī)中，為了預(yù)先貯存尿素水，具備尿素水罐。由于在該尿素水 罐內(nèi)充滿由尿素水氣化而成的氨氣，所以在為了補(bǔ)充尿素水而將尿素水 罐的補(bǔ)充口的蓋子拿掉時(shí)，氨氣就會(huì)釋放到外部大氣中。
因此，為了阻止這種氨氣被釋放到外部大氣中的情況，公知具備下 述機(jī)構(gòu)的尿素7jc罐在尿素水罐的上部用于將在尿素水罐內(nèi)產(chǎn)生的氨氣 強(qiáng)制性地排出的電動(dòng)扇、用于將由電動(dòng)扇排出的氨氣暫時(shí)吸附的吸附裝 置以及用于使從吸附裝置脫離的氨氧化的氧化催化劑(例如參照特開(kāi) 2005-105915號(hào)7>才艮)。
然而，對(duì)于該尿素水罐，存在產(chǎn)生的氨氣被白白地浪費(fèi)掉的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種使在尿素水罐內(nèi)產(chǎn)生的氨氣用于NOx 的還原的內(nèi)燃機(jī)的尿素水供給裝置。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種內(nèi)燃機(jī)的尿素水供給裝置，其具備配置在 NOx選擇還原催化劑上游的內(nèi)燃機(jī)排氣通路內(nèi)的尿素水供給閥、尿素水 罐以及用于將尿素7jC罐內(nèi)貯存的尿素水送入尿素水供給閥的供給泵，并 且在應(yīng)當(dāng)從尿素水供給閥供給尿素水時(shí)，使供給泵正轉(zhuǎn)，從而將尿素水 罐內(nèi)的尿素水送入尿素水供給閥中，其中，在從供給泵延伸到尿素水供 給閥的尿素水進(jìn)給通路的尿素水供給閥側(cè)的端部，連接有用于送入在尿 素水罐內(nèi)產(chǎn)生的氨氣的氨氣進(jìn)給管，在停止從尿素水供給閥供給尿素水
時(shí)，使供給泵逆轉(zhuǎn)，介由氨氣進(jìn)給管將在尿素水罐內(nèi)產(chǎn)生的氨氣引入到 尿素水進(jìn)給通路內(nèi)，在使供給泵正轉(zhuǎn)時(shí)，使被引入到尿素水進(jìn)給通路內(nèi)的氨氣從尿素水供給閥噴出。


圖l是壓燃式內(nèi)燃機(jī)的整體圖。圖2是用于對(duì)尿素水供給裝置進(jìn)行 運(yùn)轉(zhuǎn)控制的流程圖。圖3是表示壓燃式內(nèi)燃機(jī)的其他實(shí)施例的整體圖。 圖4是表示壓燃式內(nèi)燃機(jī)的另一其他實(shí)施例的整體圖。
具體實(shí)施例方式
圖l表示壓燃式內(nèi)燃機(jī)的整體圖。
參照?qǐng)Dl， l表示內(nèi)燃機(jī)主體，2表示進(jìn)氣歧管，3表示排氣歧管， 4表示尿素水罐。排氣歧管3的出口與氧化催化劑5的入口連接，氧化 催化劑5的出口介由排氣管6與NOx選擇還原催化劑7的入口連接。 在NOx選擇還原催化劑7上游的排氣管6內(nèi)配置有尿素水供給閥8。
在尿素水耀4的上部配置有用于將貯存于尿素水罐4內(nèi)的尿素水送 入尿素水供給閥8的供給泵9，該供給泵9介由在供給泵9和尿素水供 給閥8之間延伸的尿素水進(jìn)給通路10與尿素水供給閥8連接。在圖1 所示的實(shí)施例中，該尿素水進(jìn)給通路IO由導(dǎo)管形成。
如圖1所示，尿素水進(jìn)給通路10的尿素水供給閥8側(cè)的端部連接 有用于送入在尿素7JC罐4內(nèi)產(chǎn)生的氨氣的氨氣進(jìn)給管11,在圖l所示的 實(shí)施例中，該氨氣進(jìn)給管11與尿素水罐4內(nèi)的上部空間連接。此外， 在氨氣進(jìn)給管11的尿素水供給閥8側(cè)的端部配置有僅能從氨氣進(jìn)給管 11向尿素水進(jìn)給通路10內(nèi)流通的止回岡12。
此外，在尿素7jc罐4的上部配置有僅能從外部向尿素7K罐4內(nèi)流通 的止回閥13。尿素水罐4內(nèi)的壓力達(dá)到大氣壓以下時(shí)，外部氣體介由止 回閥13而流入到尿素7jc罐4內(nèi)，這樣就使尿素7jc罐4內(nèi)的壓力大致保 持在大氣壓以上。
電子控制單元20由數(shù)碼計(jì)算機(jī)構(gòu)成，具有經(jīng)雙向性通路21相互連 接的ROM (只讀存儲(chǔ)器)22、 RAM (隨機(jī)存儲(chǔ)器)23、 CPU (微處理 器)24、輸入端子25和輸出端子26。在油門踏板30上連接有用于產(chǎn)生 與油門踏板30的踩踏量L成比例的輸出電壓的負(fù)荷傳感器31,負(fù)荷傳感器31的輸出電壓介由與其對(duì)應(yīng)的AD轉(zhuǎn)換器27被輸入到輸入端子 25。此外，在輸入端子25上連接有曲軸例如每旋轉(zhuǎn)15。產(chǎn)生輸出脈沖的 曲軸轉(zhuǎn)角傳感器32。進(jìn)而，點(diǎn)火開(kāi)關(guān)33的開(kāi)/關(guān)信號(hào)被輸入到輸入端子 25。輸出端子26介由與其對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路28與尿素水供給閥8和供給 泵9連接。
NOx選擇還原催化劑7例如由氨吸附型的Fe沸石構(gòu)成。由尿素水 供給閥8供給的尿素水被NOx選擇還原催化劑7吸附，利用由被吸附 的尿素產(chǎn)生的氨((NH2) 2CO+H20 —2NH3+C02)，使得廢氣中所含的 NOx在NOx選擇還原催化劑7中被還原。氧化催化劑5擔(dān)載有例如鉑 之類的貴金屬催化劑，該氧化催化劑5起到使廢氣中所含的HC氧化的 作用。即，對(duì)于類型為氨吸附型的NOx選擇還原催化劑7而言，在吸 附HC時(shí)，由于氨的吸附量減少，NOx凈化率降低。因此，在圖中所示 的實(shí)施例中，利用氧化催化劑5使HC氧化，由此來(lái)阻止NOx凈化率 降低。
在應(yīng)當(dāng)由尿素水供給閥8供給尿素水時(shí)，供給泵9正轉(zhuǎn)。此時(shí)尿素 水罐4內(nèi)的尿素水介由尿素水進(jìn)給通路10被送入到尿素水供給閥8。此 時(shí)止回閥12閉合著。NOx選擇還原催化劑7的氨吸附量飽和時(shí)，尿素 水的供給停止。
在尿素7jC罐4的上部空間內(nèi)充滿著由尿素水產(chǎn)生的氨氣。在本發(fā)明 中，為了減少該氨氣，在停止由尿素水供給閥8供給尿素水時(shí)，供給泵 9暫時(shí)逆轉(zhuǎn)。供給泵9逆轉(zhuǎn)時(shí)，尿素水進(jìn)給通路IO內(nèi)殘留的尿素水就被 吸回到尿素水罐4內(nèi)，此時(shí)止回閥12打開(kāi)，在尿素水罐4內(nèi)產(chǎn)生的氨 氣介由氨氣進(jìn)給管11被引入到尿素水進(jìn)給通路10內(nèi)。因此尿素水進(jìn)給 通路10內(nèi)就變得充滿氨氣。
接著，在用于由尿素水供給閥8供給尿素水的供給泵9正轉(zhuǎn)時(shí)，最 初從尿素水供給閥8噴出被引入到尿素水進(jìn)給通路10內(nèi)的氨氣，接著 噴出尿素水。這樣，每次當(dāng)再開(kāi)始尿素水的供給時(shí)，在尿素水罐4內(nèi)產(chǎn) 生的氨氣都會(huì)從尿素水供給閥8噴出，因此尿素水罐4內(nèi)產(chǎn)生的氨氣就 會(huì)逐漸減少。
另外，也可以使用電磁閥代替止回閥12，在這種情況下，當(dāng)供給泵9逆轉(zhuǎn)時(shí)，電磁閥開(kāi)啟。即，在氨氣進(jìn)給管ll內(nèi)配置有在供給泵9逆轉(zhuǎn) 時(shí)開(kāi)啟的閥，作為該閥可以^^用止回閥、電磁閥等各種樣式的閥。
此外，在圖l所示的實(shí)施例中，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)停止時(shí)，供給泵9也逆轉(zhuǎn)。 因此，在內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)時(shí)，當(dāng)尿素水供給閥8最初開(kāi)啟時(shí)，就會(huì)從尿素水 供給閥8噴出氨氣。在內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)時(shí)，當(dāng)NOx選擇還原催化劑7的溫 度低時(shí)，即使由尿素水供給閥8供給尿素水，也難以產(chǎn)生氨，這樣就只 能得到低的NOx凈化率。然而，如上所述，在內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)時(shí)，從尿素 水供給閥8噴出氨氣時(shí)，廢氣中的NOx就立即被該氨氣還原，這樣在 內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)時(shí)就能得到高的NOx凈化率。
圖2中示出尿素水供給裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)控制流程。該流程每隔一定的時(shí) 間進(jìn)行。
參照?qǐng)D2，首先最初是在步驟40中，判斷點(diǎn)火開(kāi)關(guān)33是否已從開(kāi) 啟切換到關(guān)閉。點(diǎn)火開(kāi)關(guān)33為開(kāi)啟時(shí)，進(jìn)入到步驟41，對(duì)是否為應(yīng)當(dāng) 供給尿素水的狀態(tài)、即尿素水供給條件是否成立進(jìn)行判斷。當(dāng)尿素7jc供 給條件成立時(shí)，進(jìn)入到步驟42，算出尿素水的供給量，接著在步驟43 中，用于供給尿素水的供給泵9正轉(zhuǎn)。
另一方面，在步驟41中，判斷為尿素水供給條件不成立時(shí)，例如 NOx選擇還原催化劑7的氨吸附量已飽和時(shí)，進(jìn)入到步驟44,判斷尿 素水供給條件是否已由成立切換到不成立。已由成立切換到不成立時(shí)， 進(jìn)入到步驟45，供給閥9暫時(shí)進(jìn)行逆轉(zhuǎn)。而在步驟40中，在判斷點(diǎn)火 開(kāi)關(guān)33已從開(kāi)啟切換到關(guān)閉時(shí)，即，內(nèi)燃機(jī)停止時(shí)，也進(jìn)入到步驟45， 供給閥9暫時(shí)進(jìn)行逆轉(zhuǎn)。
圖3示出了其他的實(shí)施例。在該實(shí)施例中，設(shè)置用于預(yù)先貯存在尿 素水罐4內(nèi)產(chǎn)生的氨氣的氨氣貯存罐14，尿素7jc罐4的上部空間介由僅 能由尿素7K罐4內(nèi)向氨氣貯存罐14流通的止回閥15與氨氣貯存罐14 連接。因此，氨氣貯存罐14內(nèi)充滿著在尿素7jc罐4內(nèi)產(chǎn)生的氨氣。在 該實(shí)施例中，如圖3所示，氨進(jìn)給管11與氨氣貯存罐14連接。
圖4示出另一其他的實(shí)施例。在該實(shí)施例中，設(shè)置有內(nèi)部裝有用于 吸附在尿素7jc罐4內(nèi)產(chǎn)生的氨氣的氨吸附劑16的氨吸附裝置17，氨進(jìn)給管11與氨吸附裝置17連接。如果稍作詳細(xì)說(shuō)明，則在該實(shí)施例中， 例如在由沸石形成的氨吸附劑16兩側(cè)的氨吸附裝置17內(nèi)分別形成有氨 氣室17a和大氣室17b，氨進(jìn)給管11與氨氣室17a連接。
尿素水罐4的上部空間介由僅能從尿素水罐4內(nèi)向氨氣室17a流通 的止回閥18與氨氣室17a連接。因此，在尿素水罐4內(nèi)產(chǎn)生的氨氣流 入到氨氣室17a內(nèi)，氨氣中的氨被氨吸附劑16吸附。另外，在該氨吸 附劑16內(nèi)埋設(shè)有加熱器19。
在該實(shí)施例中，供給閥9逆轉(zhuǎn)時(shí)，大氣室17b內(nèi)的大氣穿過(guò)氨吸附 劑16內(nèi)被引入到氨氣室17a內(nèi)。此時(shí)，氨會(huì)從氨吸附劑16脫離，從氨 吸附劑16脫離的氨氣介由氨進(jìn)給管11被送入到尿素水進(jìn)給通路IO內(nèi)。 在該實(shí)施例中，此時(shí)為了促進(jìn)氨從氨吸附劑16的脫離作用，通過(guò)加熱 器19加熱氨吸附劑16。
權(quán)利要求
1、一種內(nèi)燃機(jī)的尿素水供給裝置，具備配置在NOX選擇還原催化劑上游的內(nèi)燃機(jī)排氣通路內(nèi)的尿素水供給閥、尿素水罐以及用于將尿素水罐內(nèi)貯存的尿素水送入尿素水供給閥的供給泵，在應(yīng)當(dāng)從尿素水供給閥供給尿素水時(shí)，使供給泵正轉(zhuǎn)，從而將尿素水罐內(nèi)的尿素水送入尿素水供給閥，其中，在從供給泵延伸到尿素水供給閥的尿素水進(jìn)給通路的尿素水供給閥側(cè)的端部，連接有用于送入在尿素水罐內(nèi)產(chǎn)生的氨氣的氨氣進(jìn)給管，在停止從尿素水供給閥供給尿素水時(shí)，使供給泵逆轉(zhuǎn)，介由氨氣進(jìn)給管將在尿素水罐內(nèi)產(chǎn)生的氨氣引入到尿素水進(jìn)給通路內(nèi)，在使供給泵正轉(zhuǎn)時(shí)，使被引入到尿素水進(jìn)給通路內(nèi)的氨氣從尿素水供給閥噴出。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的內(nèi)燃機(jī)的尿素水供給裝置，所述氨氣進(jìn) 給管與尿素水罐內(nèi)的上部空間連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的內(nèi)燃機(jī)的尿素水供給裝置，具備用于將在尿素7jC罐內(nèi)產(chǎn)生的氨氣預(yù)先貯存的氨氣貯存罐，所述氨氣進(jìn)給管與該 氨氣貯存罐連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的內(nèi)燃機(jī)的尿素水供給裝置，具備內(nèi)部裝有氨吸附劑的氨吸附裝置，所述氨氣進(jìn)給管與該氨吸附裝置連接，在供 給泵逆轉(zhuǎn)時(shí)，從氨吸附劑脫離的氨介由氨氣進(jìn)給管被送入尿素水進(jìn)給通路內(nèi)，所述氨吸附劑用于吸附尿素7JC罐內(nèi)產(chǎn)生的氨氣。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)燃機(jī)的尿素水供給裝置，具備用于對(duì)氨吸附劑進(jìn)行加熱的加熱器，在氨應(yīng)當(dāng)從氨吸附劑脫離時(shí)，氨吸附劑被加熱器加熱。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的內(nèi)燃機(jī)的尿素水供給裝置，在氨氣進(jìn)給 管內(nèi)配置有在供給泵逆轉(zhuǎn)時(shí)開(kāi)啟的閥。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的內(nèi)燃機(jī)的尿素水供給裝置，在內(nèi)燃機(jī)啟 動(dòng)時(shí)，當(dāng)尿素水供給閥最初開(kāi)啟時(shí)，從尿素7jC供給閥噴出氨氣。
全文摘要
在內(nèi)燃機(jī)中，在應(yīng)當(dāng)從尿素水供給閥(8)供給尿素水時(shí)，供給泵(9)正轉(zhuǎn)，尿素水罐(4)內(nèi)的尿素水介由尿素水進(jìn)給通路(10)被送入尿素水供給閥(8)。在停止由尿素水供給閥(8)供給尿素水時(shí)，供給泵(9)逆轉(zhuǎn)，在尿素水罐(4)內(nèi)產(chǎn)生的氨氣介由氨氣進(jìn)給管(11)被引入到尿素水進(jìn)給通路(10)內(nèi)。接著，使供給泵(9)正轉(zhuǎn)時(shí)，被引入到尿素水進(jìn)給通路(10)內(nèi)的氨氣從尿素水供給閥(8)噴出。
文檔編號(hào)B01D53/94GK101680333SQ200980000447
公開(kāi)日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2009年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月14日
發(fā)明者利岡俊祐, 小田富久, 淺浦慎也, 田內(nèi)豐 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社