專(zhuān)利名稱(chēng)：氨燃燒內(nèi)燃機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氨燃燒內(nèi)燃機(jī)。
背景技術(shù)：
自以往在內(nèi)燃機(jī)中作為燃料主要使用化石燃料?？墒窃撉闆r下當(dāng)使燃料燃燒時(shí)會(huì)發(fā)生推進(jìn)地球溫室化的co2。與此相對(duì)，當(dāng)使氨燃燒時(shí)完全不產(chǎn)生CO2,因此作為燃料使用氨使得不產(chǎn)生CO2的內(nèi)燃機(jī)是公知的(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。可是，氨與化石燃料相比難以燃燒，因此在作為燃料使用氨的情況下，需要用于使氨容易燃燒的一些功夫。于是，在上述的內(nèi)燃機(jī)中，通過(guò)利用排氣熱來(lái)對(duì)氨進(jìn)行改性從而生成包含氫和氮的改性氣體，并且使所生成的改性氣體中的氫貯留于儲(chǔ)氫合金中，向燃燒室
內(nèi)除了供給氨還供給貯留于儲(chǔ)氫合金中的氫，由此即使是作為燃料使用氨的情況也能夠容易地燃燒?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)I特開(kāi)平5-332152號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
可是，若使用儲(chǔ)氫合金則不僅重量變重，還需要進(jìn)行使儲(chǔ)氫合金吸藏氫的控制和使所吸藏的氫從儲(chǔ)氫合金釋放的控制，因此用于處理氫的系統(tǒng)變得復(fù)雜，因此盡可能地不使用儲(chǔ)氫合金是實(shí)情?？墒侨舨皇褂脙?chǔ)氫合金則如內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)時(shí)那樣改性器的溫度低、因此改性器的改性能力低時(shí)，不能夠得到所需要的充分的氫，這樣一來(lái)變得需要一些對(duì)策。因此，本發(fā)明為一種氨燃燒內(nèi)燃機(jī)，作為燃料使用氨，該氨燃燒內(nèi)燃機(jī)具備將氨改性而生成含有氫的改性氣體的改性器，除了氨以外還向燃燒室內(nèi)供給改性氣體，在內(nèi)燃機(jī)排氣通路內(nèi)配置有排氣凈化催化劑，并且在排氣凈化催化劑上游的內(nèi)燃機(jī)排氣通路內(nèi)配置有二次空氣供給裝置，根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)預(yù)先設(shè)定了表示暖機(jī)(預(yù)熱)完成后的供給氨量相對(duì)于總供給燃料量的比例的氨比率，在改性器的改性能力為預(yù)定的改性能力以下時(shí)，使氨比率相比于根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)而被預(yù)先設(shè)定的暖機(jī)完成后的氨比率增大，并且從二次空氣供給裝置向排氣凈化催化劑上游的內(nèi)燃機(jī)排氣通路內(nèi)供給二次空氣。改性器的改性能力為預(yù)定的改性能力以下時(shí)，使氨比率相比于根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)而被預(yù)先設(shè)定的暖機(jī)完成后的氨比率增大，即使是在改性器中未生成充分的氫的情況，也可得到良好的燃燒，此時(shí)從燃燒室排出的未燃氨增加，但該未燃氨被從二次空氣供給裝置供給的二次空氣氧化。


圖I是內(nèi)燃機(jī)的總體圖。圖2是表示氨比率RA的圖。
圖3是表示氨比率RA等的變化的時(shí)間圖。圖4是用于進(jìn)行運(yùn)行控制的流程圖。圖5是表示氨比率RA等的變化的時(shí)間圖。圖6是用于進(jìn)行運(yùn)行控制的流程圖。
圖7是用于進(jìn)行運(yùn)行控制的流程圖。圖8是用于進(jìn)行運(yùn)行控制的流程圖。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)DI, I表不內(nèi)燃機(jī)主體、2表不氣缸體、3表不氣缸蓋、4表不活塞、5表不燃燒室、6表示配置于燃燒室5的頂面中央部，釋放出等離子流的等離子流火花塞、7表示進(jìn)氣閥、8表示進(jìn)氣口、9表示排氣閥、10表示排氣口。進(jìn)氣口 8經(jīng)由進(jìn)氣支管11與平衡罐(surgetank) 12連接，在各進(jìn)氣支管11上配置有用于朝向各自對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣口 8內(nèi)噴射氣態(tài)氨的氨噴射閥13。平衡罐12經(jīng)由進(jìn)氣導(dǎo)管14與空氣濾清器15連接，在進(jìn)氣導(dǎo)管14內(nèi)配置有由促動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的節(jié)流閥(throttle valve) 16和使用了例如熱射線的吸入空氣量檢測(cè)器17。另一方面，排氣口 10經(jīng)由排氣歧管18與具有氧化功能的排氣凈化催化劑19連接。圖I所示的實(shí)施例中，在該排氣凈化催化劑19下游的排氣通路內(nèi)配置有改性器20以及氣化器21。氣化器21經(jīng)由氨流入管22與燃料罐23連接，在該氨流入管22內(nèi)設(shè)置有在內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行時(shí)開(kāi)閥而在內(nèi)燃機(jī)停止時(shí)閉閥的截止閥24以及調(diào)壓閥25。燃料罐23內(nèi)充滿(mǎn)O. SMPa至I. OMPa程度的高壓的液態(tài)氨，燃料罐23內(nèi)的液態(tài)氨經(jīng)由氨流入管22被供給到氣化器21內(nèi)。圖I所示的實(shí)施例中，氣化器21以由排氣加熱的方式形成，因此供給到氣化器21內(nèi)的液態(tài)氨在氣化器21內(nèi)被氣化。在氣化器21內(nèi)氣化的氣態(tài)氨，經(jīng)由氨流出管26被供給到氨氣罐27。氨氣罐27內(nèi)的氣態(tài)氨經(jīng)由氣態(tài)氨供給管28被供給到氨噴射閥13，氣態(tài)氨從氨噴射閥13向?qū)?yīng)的進(jìn)氣口 8內(nèi)噴射。另一方面，氣化器21經(jīng)由氨流出管29與改性器20連接，在該氨流出管29內(nèi)直列地配置有在改性器20進(jìn)行改性作用時(shí)開(kāi)閥的改性器控制閥30和能夠從氣化器21只向改性器20流通的止回閥(逆止閥)31。當(dāng)改性器控制閥30開(kāi)閥，并且改性器20內(nèi)的壓力變得比氣化器21內(nèi)的壓力低時(shí)，氣化器21內(nèi)的氣態(tài)氨經(jīng)由氨流出管29被供給到改性器20內(nèi)。圖I所示的實(shí)施例中，改性器20以由排氣加熱的方式形成，而且，該改性器20具備電加熱器32。另外，在該改性器20內(nèi)配置有用于促進(jìn)氨改性作用的催化劑。在該改性器20中配置有用于檢測(cè)改性器20內(nèi)的溫度的溫度傳感器33。當(dāng)改性器20內(nèi)的溫度變?yōu)檫M(jìn)行氨改性作用的溫度以上、例如數(shù)百度時(shí)，從氣化器21供給到改性器20內(nèi)的氨分解成氫和氮(2NH3 — N2+3H2)、即被改性。其結(jié)果，在改性器20內(nèi)生成含有氫的改性氣體。若氨分解成氫和氮?jiǎng)t摩爾數(shù)變?yōu)?倍，而且也施加了由加熱作用所致的改性氣體的熱膨脹，改性器20內(nèi)的壓力上升。該壓力上升了的改性氣體，經(jīng)由改性氣體供給管34被送入改性氣體貯藏罐35內(nèi)。如圖I所示，在各進(jìn)氣支管11上配置有用于向各自對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣口 8內(nèi)噴射改性氣體的改性氣體噴射閥36，貯藏于改性氣體貯藏罐35內(nèi)的改性氣體向改性氣體噴射閥36供給。改性氣體從各改性氣體噴射閥36向各自對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣口 8內(nèi)噴射。如圖I所示，在排氣凈化催化劑19上游的內(nèi)燃機(jī)排氣通路內(nèi)、即排氣歧管18內(nèi)配置有二次空氣供給裝置37。該二次空氣供給裝置37，包括用于向排氣歧管18內(nèi)供給二次空氣的二次空氣供給閥38和用于向該二次空氣供給閥38供給二次空氣的空氣泵39。而且在排氣歧管18內(nèi)配置有輔助燃料供給閥40，在圖I所示的實(shí)施例中，改性氣體貯藏罐35內(nèi)的改性氣體向輔助燃料供給閥40供給。另外，在排氣歧管18內(nèi)配置有用于檢測(cè)從燃燒室5排出的排氣中的氨濃度的氨濃度傳感器41，在排氣凈化催化劑19上安裝有用于檢測(cè)排氣凈化催化劑19的溫度的溫度傳感器42。電子控制單元50包含數(shù)字計(jì)算機(jī)，具備由雙向總線51相互連接的ROM (只讀存儲(chǔ)器)52、RAM (隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)53、CPU (微處理器)54、輸入端口 55和輸出端口 56。吸入空氣量檢測(cè)器17的輸出信號(hào)、氨濃度傳感器41的輸出信號(hào)以及各溫度傳感器33、42的輸出信號(hào)，經(jīng)由對(duì)應(yīng)的AD轉(zhuǎn)換器57輸入到輸入端口 55。另外，產(chǎn)生與加速踏板60的踩踏量成比例的輸出電壓的負(fù)荷傳感器61與加速踏板60連接,負(fù)荷傳感器61的輸出電壓經(jīng)由 對(duì)應(yīng)的AD轉(zhuǎn)換器57輸入到輸入端口 55。而且，曲軸每旋轉(zhuǎn)例如30°就產(chǎn)生輸出脈沖的曲軸轉(zhuǎn)角傳感器62與輸入端口 55連接。另一方面，輸出端口 56與等離子流火花塞6的點(diǎn)火電路63連接，而且輸出端口 56經(jīng)由對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路58，與氨噴射閥13、節(jié)流閥16的驅(qū)動(dòng)用促動(dòng)器、截止閥24、調(diào)壓閥25、改性器控制閥31、電加熱器32、改性氣體噴射閥36、二次空氣供給閥38、空氣泵39和輔助燃料供給閥40連接。圖2表示暖機(jī)完成后的供給氨量相對(duì)于總供給燃料量的比例的氨比率RA(%)。圖2中的各實(shí)線RApRA2'…RAi表示等氨比率線，隨著從RA1朝向RAi，氨比率變大。再者，在圖2中，縱軸L表不內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷,橫軸N表不內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速。氨與改性氣體相比難以燃燒，因此為了在燃燒室5內(nèi)使氨與改性氣體的混合氣體良好地著火而燃燒，點(diǎn)火時(shí)的混合氣體溫度越低則需要使氨比率越小。因此在本發(fā)明的實(shí)施例中，如圖2所示，內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L越降低，則使氨比率RA越降低，內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速N越高，則使氨比率RA越降低。S卩，內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L越降低，使節(jié)流閥16的開(kāi)度越小，因此內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L越降低，燃燒室5內(nèi)的壓縮端壓力就越低。因此內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L越降低，進(jìn)行點(diǎn)火的壓縮行程末期的燃燒室5內(nèi)的混合氣體的溫度就越低，這樣，如圖2所示，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L降低時(shí)，使氨比率RA降低。另一方面，內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速N越高，越提前點(diǎn)火正時(shí)，因此內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速N越高，進(jìn)行點(diǎn)火時(shí)的燃燒室5內(nèi)的壓力越低。因此內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速N越高，進(jìn)行點(diǎn)火時(shí)的燃燒室5內(nèi)的混合氣體的溫度越低，這樣，如圖2所示，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速N變高時(shí)，使氨比率RA降低。在本發(fā)明的實(shí)施例中，該圖2所示的氨比率RA，預(yù)先存儲(chǔ)于R0M52內(nèi)，在暖機(jī)完成后，作為氨比率，使用該存儲(chǔ)的氨比率RA。接著，參照?qǐng)D3所示的時(shí)間圖對(duì)本發(fā)明的運(yùn)行控制的第I實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。再者，圖3示出從內(nèi)燃機(jī)剛起動(dòng)后開(kāi)始的排氣凈化催化劑19的催化劑溫度TC、改性器20的溫度TB、向燃燒室5內(nèi)供給的燃料的氨比率RA、燃燒室5內(nèi)的空燃比A/F、從二次空氣供給閥38供給的二次空氣量Q以及從輔助燃料供給閥40供給的輔助燃料、即改性氣體的供給量M的變化。再者，在圖3中TCX表示排氣凈化催化劑19的活化溫度。另外，在本發(fā)明中，判斷改性器20是否變得具有預(yù)定的改性能力、例如改性器20是否變得具有可生成預(yù)定的量的氫的改性能力，在本發(fā)明的實(shí)施例中，在改性器20的溫度TB超過(guò)圖3所示的預(yù)定的設(shè)定溫度TBX時(shí)，判斷為改性器20變得具有預(yù)定的改性能力。那么，內(nèi)燃機(jī)剛起動(dòng)后，如圖3所示，催化劑溫度TC低，改性器20的溫度TB也低。即，內(nèi)燃機(jī)剛起動(dòng)后，改性器20的改性能力為預(yù)定的改性能力以下，因此在改性器20中不能生成充分的量的氫。此時(shí)從改性氣體噴射閥36噴射貯藏于改性氣體貯藏罐35內(nèi)的改性氣體，但可貯藏于改性氣體貯藏罐35內(nèi)的改性氣體量也存在限度。即，在內(nèi)燃機(jī)剛起動(dòng)后改性氣體會(huì)不足。另一方面，由圖2可知，可得到良好的燃燒的氨比率RA由內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、即內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L和內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速N決定。可是，在改性氣體不足時(shí)，即使使氨比率為由內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)確定的氨比率RA，也不能確保需要的改性氣體量，因此不能夠進(jìn)行良好的燃燒。因此，在本發(fā)明中，在改性器20的改性能力為預(yù)定的改性能力以下時(shí)，使氨比率 相比于圖3中用虛線表示的根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)而被預(yù)定的暖機(jī)完成后的氨比率RA增大，即相比于圖2的圖所示的氨比率RA增大。當(dāng)氨比率RA增大時(shí)，需要的改性氣體量減少，這樣就能夠充分確保需要的改性氣體量。另一方面，由圖2可知，在氨比率RA增大了時(shí)為了得到良好的燃燒，需要提高內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L。因此，在本發(fā)明的實(shí)施例中，在增大了氨比率RA時(shí)，使內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L增大。該內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L的增大，通過(guò)增大節(jié)流閥16的開(kāi)度來(lái)進(jìn)行。另外，在本發(fā)明的實(shí)施例中，這樣地增大了氨比率RA時(shí)，如圖3中實(shí)線所示，空燃比A/F被設(shè)定為理論空燃比。另一方面，在改性器20的改性能力為預(yù)定的改性能力以下時(shí)，如圖3中虛線所示，也可以使空燃比為濃。此時(shí)，增大氨供給量。另外，此時(shí)，也增大內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷L。另一方面，當(dāng)這樣地增大氨比率RA時(shí)，從燃燒室5排出的未燃氨量增大。因此，在本發(fā)明中，為了使該未燃氨氧化，在增大了氨比率RA時(shí)，從二次空氣供給裝置37向排氣凈化催化劑19上游的內(nèi)燃機(jī)排氣通路內(nèi)供給二次空氣。此時(shí)，排氣凈化催化劑19未活化，但即使排氣凈化催化劑19未活化，若供給二次空氣，則未燃氨也就比較良好地氧化。另一方面，在該第I實(shí)施例中，在改性器20的改性能力變?yōu)轭A(yù)定的改性能力以上時(shí)，使空燃比A/F為稀并且從輔助燃料供給閥40向排氣凈化催化劑19上游的內(nèi)燃機(jī)排氣通路內(nèi)供給輔助燃料直到排氣凈化催化劑19活化為止，即直到排氣凈化催化劑19的溫度TC超過(guò)活化溫度TCX為止。即，此時(shí)，排氣含有過(guò)剩的氧，因此所供給的輔助燃料在排氣凈化催化劑19上被氧化，由于此時(shí)的氧化反應(yīng)熱，排氣凈化催化劑19的溫度上升。圖4表示用于實(shí)行圖3所示的第I實(shí)施例的運(yùn)行控制程序。參照?qǐng)D4，首先起初在步驟70中判別改性器20的溫度TB是否比預(yù)定的設(shè)定溫度TBX低。在TB < TBX時(shí)進(jìn)入到步驟71，將改性器20的電加熱器32通電，由此開(kāi)始改性器20的加熱作用。接著，在步驟72中，算出氨比率RA。該氨比率RA為比圖2所示的暖機(jī)完成后的氨比率大的值。接著，在步驟73中，算出即使是算出的氨比率RA也可得到良好的燃燒的要求負(fù)荷。接著，在步驟74中，控制節(jié)流閥16的開(kāi)度使得內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷滿(mǎn)足該要求負(fù)荷。此時(shí)節(jié)流閥16的開(kāi)度變大，內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷也變大。接著，在步驟75中，算出目標(biāo)空燃比。該目標(biāo)空燃比是理論空燃比或濃空燃比。接著，在步驟76中，由吸入空氣量檢測(cè)器17的輸出信號(hào)算出吸入空氣量。接著，在步驟77中，基于算出的氨比率RA、目標(biāo)空燃比、吸入空氣量算出從氨噴射閥13應(yīng)噴射的氨量以及從改性氣體噴射閥36應(yīng)噴射的改性氣體量，基于這些算出值，氨以及改性氣體各自從氨噴射閥13以及改性氣體噴射閥36噴射。接著，在步驟78中，從二次空氣供給閥38供給二次空氣。另一方面，在步驟70中判別為T(mén)B彡TBX時(shí)，即改性器20開(kāi)始了氫的生成時(shí)，進(jìn)入到步驟79。此時(shí)停止向電加熱器32的通電。在步驟79中，判別催化劑溫度TC是否比活化溫度TCX低。在TC < TCX時(shí)進(jìn)入到步驟80，由圖2所示的圖算出氨比率RA。接著，在步驟81中，算出目標(biāo)空燃比。此時(shí)使目標(biāo)空燃比為稀空燃比。接著，在步驟82中，由吸入空氣量檢測(cè)器17的輸出信號(hào)算出吸入空氣量。接著，在步驟83中，基于算出的氨比率RA、目標(biāo)空燃比、吸入空氣量，算出從氨噴射閥13應(yīng)噴射的氨量以及從改性氣體噴射閥36應(yīng)噴射的改性氣體量，基于這些算出值，氨以及改性氣體各自從氨噴射閥13以及改性氣體噴射閥36噴射。接著，在步驟84中，節(jié)流 閥16的開(kāi)度被控制為與內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷相應(yīng)的節(jié)流閥開(kāi)度。接著，在步驟85中，從輔助燃料供給閥40供給輔助燃料。另一方面，若在步驟79中判別為T(mén)C ^ TCX,即排氣凈化催化劑19活化的話，則進(jìn)入到步驟86，由圖2所示的圖算出氨比率RA。接著，在步驟87中，算出目標(biāo)空燃比。此時(shí)使目標(biāo)空燃比為理論空燃比。接著，在步驟88中，由吸入空氣量檢測(cè)器17的輸出信號(hào)算出吸入空氣量。接著，在步驟89中，基于算出的氨比率RA、目標(biāo)空燃比、吸入空氣量，算出從氨噴射閥13應(yīng)噴射的氨量以及從改性氣體噴射閥36應(yīng)噴射的改性氣體量，基于這些算出值，氨以及改性氣體各自從氨噴射閥13以及改性氣體噴射閥36噴射。接著，在步驟90中，節(jié)流閥16的開(kāi)度被控制為與內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷相應(yīng)的節(jié)流閥開(kāi)度。圖5示出第2實(shí)施例。在該第2實(shí)施例中，與圖3所示的第I實(shí)施例不同之處是在變得TB ^ TBX之后，直到TC ^ TCX的期間，使空燃比A/F為理論空燃比，供給二次空氣。即，在該第2實(shí)施例中，在改性器20的改性能力變?yōu)轭A(yù)定的改性能力以上時(shí)，向排氣凈化催化劑19上游的內(nèi)燃機(jī)排氣通路內(nèi)供給二次空氣以及輔助燃料直到排氣凈化催化劑19活化為止。圖6表示用于實(shí)行該第2實(shí)施例的運(yùn)行控制程序。該圖6所示的運(yùn)行控制程序和圖4所示的運(yùn)行控制程序不同之處只是圖4所示的步驟81和步驟85，因此僅對(duì)這些不同的部分進(jìn)行說(shuō)明。S卩，在圖4的步驟81中，使目標(biāo)空燃比為稀空燃比，與此相對(duì)，在圖6的步驟81中，使目標(biāo)空燃比為理論空燃比。另一方面，在圖6中，代替圖4的步驟85，設(shè)置有兩個(gè)步驟85a、85b。該情況下，在步驟85a中，從二次空氣供給閥38供給二次空氣，在步驟85b中，從輔助燃料供給閥40供給輔助燃料。接著，對(duì)第3實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。在該第3實(shí)施例中，從燃燒室5排出的排氣中的氨濃度由氨濃度傳感器41檢測(cè)，在該氨濃度超過(guò)預(yù)定的容許濃度時(shí)，向內(nèi)燃機(jī)排氣通路內(nèi)供給二次空氣。即，在該第3實(shí)施例中，即使在排氣凈化催化劑19活化了之后，為了使未燃氨
氧化也供給二次空氣。
圖7表示用于實(shí)行該第3實(shí)施例的運(yùn)行控制程序。圖7所示的運(yùn)行控制程序中的步驟70至步驟90，與圖6所示的運(yùn)行控制程序中的步驟70至步驟90完全相同，圖7所示的程序和圖6所示的程序不同之處僅是在圖7中在步驟90之后追加了兩個(gè)步驟91、92。S卩，在圖7所示的程序中，在步驟91中判別從燃燒室5排出的氨濃度D是否比預(yù)定的容許濃度DX高。在D > DX時(shí)進(jìn)入到步驟91，從二次空氣供給閥38供給二次空氣。接著，對(duì)第4實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。在該第4實(shí)施例中，在排氣凈化催化劑19的溫度TC超過(guò)預(yù)定的極限溫度Tmax時(shí)，為了防止排氣凈化催化劑19熱劣化，使空燃比為濃。當(dāng)使空燃比為濃時(shí)，在燃燒室5內(nèi)的未燃燃料量增大，由于為了提高這些未燃燃料的溫度會(huì)消耗燃燒熱，因此排氣溫度降低。這樣就能夠阻止排氣凈化催化劑19熱劣化。但是，當(dāng)使空燃比為濃時(shí)，從燃燒室5內(nèi)排出的未燃氨的量增大，因此為了使這些未燃氨氧化，向內(nèi)燃機(jī)排氣通路內(nèi)供給二次空氣。 圖8表示用于實(shí)行該第4實(shí)施例的運(yùn)行控制程序。圖8所示的運(yùn)行控制程序中的步驟70至步驟90，與圖6所示的運(yùn)行控制程序中的步驟70至步驟90完全相同，圖8所示的程序和圖6所示的程序不同之處僅是在圖8中在步驟90之后追加了三個(gè)步驟93、94、95。S卩，在圖8所示的程序中，在步驟93中判別排氣凈化催化劑19的溫度TC是否超過(guò)了預(yù)定的極限溫度Tmax。在TC > Tmax時(shí)進(jìn)入到步驟94，增加從氨噴射閥13噴射的氨量以及從改性氣體噴射閥36噴射的改性氣體量，使空燃比為濃。接著，在步驟95中，從二次空氣供給閥38供給二次空氣。附圖標(biāo)記說(shuō)明5 燃燒室7 進(jìn)氣閥8 進(jìn)氣口13 氨噴射閥19 排氣凈化催化劑20 改性器21 氣化器23 燃料罐27 氨氣罐35 改性氣體貯藏罐36 改性氣體噴射閥37 二次空氣供給裝置40 輔助燃料供給閥
權(quán)利要求
1.一種氨燃燒內(nèi)燃機(jī)，作為燃料使用氨，該氨燃燒內(nèi)燃機(jī)具備將氨改性而生成含有氫的改性氣體的改性器，除了氨以外還向燃燒室內(nèi)供給改性氣體，在內(nèi)燃機(jī)排氣通路內(nèi)配置有排氣凈化催化劑，并且在該排氣凈化催化劑上游的內(nèi)燃機(jī)排氣通路內(nèi)配置有二次空氣供給裝置，根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)預(yù)先設(shè)定了表示暖機(jī)完成后的供給氨量相對(duì)于總供給燃料量的比例的氨比率，在所述改性器的改性能力為預(yù)定的改性能力以下時(shí)，使氨比率相比于根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)而被預(yù)先設(shè)定的暖機(jī)完成后所述氨比率增大，并且從所述二次空氣供給裝置向排氣凈化催化劑上游的內(nèi)燃機(jī)排氣通路內(nèi)供給二次空氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氨燃燒內(nèi)燃機(jī)，暖機(jī)完成后的氨比率作為內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷和內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速的函數(shù)而被預(yù)先設(shè)定。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氨燃燒內(nèi)燃機(jī)，在所述改性器的改性能力為預(yù)定的改性能力以下時(shí)，使內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷增大，并使氨供給量增大。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氨燃燒內(nèi)燃機(jī)，在所述改性器的改性能力為預(yù)定的改性能力以下時(shí)，使空燃比為濃。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氨燃燒內(nèi)燃機(jī)，在所述改性器的改性能力變?yōu)轭A(yù)定的改性能力以上時(shí)，使空燃比為稀并且向排氣凈化催化劑上游的內(nèi)燃機(jī)排氣通路內(nèi)供給輔助燃料直到排氣凈化催化劑活化為止。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氨燃燒內(nèi)燃機(jī)，在所述改性器的改性能力變?yōu)轭A(yù)定的改性能力以上時(shí)，向排氣凈化催化劑上游的內(nèi)燃機(jī)排氣通路內(nèi)供給二次空氣和輔助燃料直到排氣凈化催化劑活化為止。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氨燃燒內(nèi)燃機(jī)，檢測(cè)從燃燒室排出的排氣中的氨濃度，在該氨濃度超過(guò)預(yù)定的容許濃度時(shí)，向內(nèi)燃機(jī)排氣通路內(nèi)供給二次空氣。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氨燃燒內(nèi)燃機(jī)，在排氣凈化催化劑的溫度超過(guò)預(yù)定的極限溫度時(shí)，使空燃比為濃并且向內(nèi)燃機(jī)排氣通路內(nèi)供給二次空氣。
全文摘要
在燃燒室內(nèi)使氨良好地燃燒。向燃燒室(5)內(nèi)除了供給氨以外還供給在改性器(20)中改性了的改性氣體。在改性器(20)的改性能力為預(yù)定的改性能力以下時(shí)，使氨比率相比于根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)而被預(yù)先設(shè)定的暖機(jī)完成后的氨比率增大，并從二次空氣供給裝置(37)向排氣凈化催化劑(19)上游的內(nèi)燃機(jī)排氣通路內(nèi)供給二次空氣。
文檔編號(hào)F02M25/00GK102906409SQ20118002520
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2011年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月21日
發(fā)明者麻生纊司, 藤原孝彥, 田中比呂志 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社