比”，則排氣凈化催化劑13充當(dāng)NOx存儲(chǔ)催化劑，其在排氣的空-燃比為貧時(shí)存儲(chǔ)NOx并在排氣中的氧濃度下降時(shí)釋放所存儲(chǔ)的NOx。
[0067]圖9的實(shí)線示出了在使得排氣凈化催化劑13以此方式充當(dāng)NOx存儲(chǔ)催化劑時(shí)的NOx凈化率R2。注意，圖9的橫坐標(biāo)示出了排氣凈化催化劑13的催化劑溫度TC。在使得排氣凈化催化劑13充當(dāng)NOx存儲(chǔ)催化劑時(shí)，如圖9中所示，當(dāng)催化劑溫度TC為250°C至300°C時(shí)，獲得極其高的NOx凈化率，但當(dāng)催化劑溫度TC變?yōu)?50°C或更高的高溫時(shí)，NOx凈化率R2下降。
[0068]以此方式，當(dāng)催化劑溫度TC變?yōu)?50°C或更高時(shí)，NOx凈化率R2下降，因?yàn)槿绻呋瘎囟萒C變?yōu)?50°C或更高，則NOx較不易于存儲(chǔ)，并且硝酸鹽因熱而分解并以N02的形式自排氣凈化催化劑13釋放。即，只要以硝酸鹽的形式存儲(chǔ)ΝΟχ，則當(dāng)催化劑溫度TC高時(shí)，難以獲得高的ΝΟχ凈化率R2。然而，在圖4至圖6Α和6Β示出的新的ΝΟχ凈化方法中，以硝酸鹽的形式存儲(chǔ)的ΝΟχ的量小，并因此如圖5中所示，甚至在催化劑溫度TC高時(shí)，也獲得了高的ΝΟχ凈化率R1
[0069]在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案中，為了能夠通過(guò)使用此新的ΝΟχ凈化方法來(lái)凈化NOx，在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣通道中布置用于進(jìn)給烴的烴進(jìn)給閥15，在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣通道中烴進(jìn)給閥15的下游布置排氣凈化催化劑13，在排氣凈化催化劑13的排氣流動(dòng)面上負(fù)載貴金屬催化劑51，在貴金屬催化劑51周圍形成堿性層53，所述排氣凈化催化劑13具有如果在預(yù)定的周期范圍內(nèi)自烴進(jìn)給閥15注射烴則將通過(guò)保持在堿性層53上的還原性中間體還原排氣中所含ΝΟχ的性質(zhì)并且具有如果使得自烴進(jìn)給閥15注射烴的周期長(zhǎng)于此預(yù)定范圍則將增大排氣中所含ΝΟχ的存儲(chǔ)量的性質(zhì)，并且在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，在預(yù)定的周期范圍內(nèi)自烴進(jìn)給閥15注射烴以由此還原排氣凈化催化劑13中的排氣中所含的ΝΟχ。
[0070]即，圖4至圖6Α和6Β所示的ΝΟχ凈化方法可以說(shuō)是一種新的ΝΟχ凈化方法，其設(shè)計(jì)為在使用負(fù)載貴金屬催化劑并形成可吸收ΝΟχ的堿性層的排氣凈化催化劑的情況下移除ΝΟχ而不形成如此多的硝酸鹽。實(shí)際上，在使用此新的ΝΟχ凈化方法時(shí)，與其中使排氣凈化催化劑13充當(dāng)ΝΟχ存儲(chǔ)催化劑的情況相比，自堿性層53檢測(cè)到的硝酸鹽的量較小。注意，此新的ΝΟχ凈化方法將在下文稱為“第一ΝΟχ移除方法”。
[0071]下面，如前面所提到，如果烴自烴進(jìn)給閥15的注射周期ΔΤ變得更長(zhǎng)，則其中在注射烴之后到下一次注射烴時(shí)的時(shí)間段中活性Ν0/周圍的氧濃度變得更高的時(shí)間段變得更長(zhǎng)。在這種情況下，在圖1中所示的實(shí)施方案中，如果烴的注射周期AT變得長(zhǎng)于約5秒，則活性ΝΟχ*開始以硝酸鹽的形式被吸收在堿性層53內(nèi)部。因此，如圖10中所示，如果烴濃度的振動(dòng)周期A T變得長(zhǎng)于約5秒，則ΝΟχ凈化率R1下降。因此，必須使烴的注射周期△ Τ為5秒或更少。
[0072]另一方面，在本發(fā)明的實(shí)施方案中，如果烴的注射周期△Τ變?yōu)榧s0.3秒或更少，則注射的烴開始積聚在排氣凈化催化劑13的排氣流動(dòng)面上，因此，如圖10中所示，如果烴的注射周期AT變?yōu)榧s0.3秒或更少，則ΝΟχ凈化率R1下降。因此，在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案中，使烴的注射周期為0.3秒至5秒。
[0073]此外，在根據(jù)本發(fā)明的第一ΝΟχ移除方法中，排氣中所含的ΝΟχ將被保持在堿性層53上的還原性中間體所還原。因此，當(dāng)排氣中所含ΝΟχ的量增大時(shí)，有必要增大生成的還原性中間體的量。為了增大生成的還原性中間體的量，有必要增大每單位時(shí)間自烴進(jìn)給閥15進(jìn)給的烴的量。為此，有必要增大烴自烴進(jìn)給閥15的注射量或縮短烴自烴進(jìn)給閥15的注射周期A T。在這種情況下，如果過(guò)度地增大烴自烴進(jìn)給閥15的注射量，則逃逸通過(guò)排氣凈化催化劑13的烴的量結(jié)果會(huì)增大，因而即便增大烴自烴進(jìn)給閥15的注射量，也存在極限。因此，不能使烴自烴進(jìn)給閥15的注射量來(lái)大大改變之。因此，在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，如圖10B中所示，排氣中所含的ΝΟχ的量(mg/s)增大越多，則使烴自烴進(jìn)給閥15的注射周期ΔΤ越短并因此使每單位時(shí)間進(jìn)給的烴的量增大越多。
[0074]在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，為確保通過(guò)第一ΝΟχ移除方法的良好ΝΟχ移除動(dòng)作，提前找出烴自烴進(jìn)給閥15的最佳注射量和注射周期。在這種情況下，在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，在通過(guò)第一ΝΟχ移除方法進(jìn)行ΝΟχ移除動(dòng)作時(shí)，將烴的最佳注射量WT作為自燃料注射器3注射的量Q和發(fā)動(dòng)機(jī)速度N的函數(shù)以如圖11A中所示的圖的形式提前存儲(chǔ)在ROM32中。此外，也將此時(shí)烴的最佳注射周期△ T作為自燃料注射器3注射的量Q和發(fā)動(dòng)機(jī)速度N的函數(shù)以如圖11B中所示的圖的形式提前存儲(chǔ)在ROM 32中。
[0075]圖11C示意性地示出了存儲(chǔ)在圖11B的圖中的注射周期Δ T的值。注意，圖11C中的曲線指示等價(jià)注射周期線，并且在圖11C中，注射周期Δ T按Δ ΤΙ、Δ T2、……Δ Τη的順序變短。在這點(diǎn)上，排氣中所含NOx的量(mg/s)增大越多，則自燃料注射器3注射的量Q增大越多，即發(fā)動(dòng)機(jī)載荷增大越多，則發(fā)動(dòng)機(jī)速度N增高越多。因此，如自圖11C應(yīng)理解，自燃料注射器3注射的量Q增大越多則使注射周期△ T越短并且發(fā)動(dòng)機(jī)速度N越高則使注射周期△ T越短。[0076 ]接下來(lái)，參照?qǐng)D12至圖15，將具體解釋在使排氣凈化催化劑13充當(dāng)NOx存儲(chǔ)催化劑時(shí)的NOx凈化方法。在以此方式使排氣凈化催化劑13充當(dāng)NOx存儲(chǔ)催化劑的情況下的NOx凈化方法將在下文稱為“第二NOx移除方法”。
[0077]在此第二NOx移除方法中，如圖12中所示，當(dāng)存儲(chǔ)在堿性層53中的NOx的存儲(chǔ)NOx量Σ Ν0Χ超過(guò)預(yù)定的容許量MAX時(shí)，使流入排氣凈化催化劑13中的排氣的空-燃比(A/F )流\臨時(shí)性地為富。如果使排氣的空-燃比(A/F)為富，則當(dāng)排氣的空-燃比(A/F)流入為貧時(shí)存儲(chǔ)在堿性層53中的NOx將立即全部自堿性層53釋放并還原。由于這，NOx得以移除。
[0078]存儲(chǔ)NOx量ΣΝ0Χ由例如自發(fā)動(dòng)機(jī)排放的NOx的量計(jì)算。在根據(jù)本發(fā)明的此實(shí)施方案中，將每單位時(shí)間自發(fā)動(dòng)機(jī)排放的NOx的排放NOx量Ν0ΧΑ作為注射量Q和發(fā)動(dòng)機(jī)速度N的函數(shù)以如圖13中所示的圖的形式提前存儲(chǔ)在ROM 32中。存儲(chǔ)NOx量Σ Ν0Χ自此排放NOx量Ν0ΧΑ計(jì)算。在這種情況下，如前面所解釋的，使排氣的空-燃比(A/F)流人為富的周期常常為1分鐘或更長(zhǎng)。
[0079]在此第二NOx移除方法中，如圖14中所示，通過(guò)除了燃燒用燃料Q外還自燃料注射器3向每一個(gè)燃燒室2中注射額外的燃料WR，使流入排氣凈化催化劑13中的排氣的空-燃比(A/F)m為富的。注意，在圖14中，橫坐標(biāo)指示曲柄角。此額外的燃料WR在其將燃燒但不作為發(fā)動(dòng)機(jī)輸出出現(xiàn)的時(shí)機(jī)下注射，即，在壓縮上止點(diǎn)后ATDC90。略前。將此燃料量WR作為注射量Q和發(fā)動(dòng)機(jī)速度N的函數(shù)以如圖15中所示的圖的形式提前存儲(chǔ)在ROM 32中。當(dāng)然，在這種情況下，還可以使烴自烴進(jìn)給閥15的注射量增大來(lái)使排氣的空-燃比(A/F)m為富的。
[0080]那么，如在比較圖5中所示通過(guò)第一NOx移除方法的NOx移除率R1與圖9中所示通過(guò)第二NOx移除方法的NOx移除率R2的情況下將理解的，當(dāng)催化劑溫度TC較低時(shí)，通過(guò)第二NOx移除方法的NOx移除率R2變高，而如果催化劑溫度TC變高，則通過(guò)第一NOx移除方法的NOx移除率R1變高。因此，在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)催化劑溫度TC低時(shí)，使用第二 NOx移除方法，而如果催化劑溫度TC高，則使用第一 NOx移除方法。
[0081 ]在這點(diǎn)上，如上面所解釋的，當(dāng)在使用第一NOx移除方法時(shí)，排氣中所含NOx將由保持在堿性層53上的還原性中間體所還原，且生成此還原性中間體所需的量的烴自烴進(jìn)給閥15進(jìn)給。另一方面，當(dāng)在使用第二NOx移除方法時(shí)，通過(guò)使流入排氣凈化催化劑13中的排氣的空-燃比為富的使存儲(chǔ)的NOx自排氣凈化催化劑13釋放并還原。在這點(diǎn)上，為以此方式使曾經(jīng)存儲(chǔ)在排氣凈化催化劑13中的NOx自排氣凈化催化劑13釋放并還原，大量的還原劑成為必要。
[0082]因此，在第二 NOx移除方法中使存儲(chǔ)的NOx自排氣凈化催化劑13釋放并使之還原所需的還原劑的量(即，使排氣的空-燃比為富所需的燃料的量)比在第一NOx移除方法中生成還原性中間體所需的烴的量(即，還原劑的量)要大。即，與使用第一ΝΟχ移除方法的情況相比，在使用第二ΝΟχ移除方法的情況下移除ΝΟχ所需的還原劑的量較大。因此，優(yōu)選盡可能使用第一 ΝΟχ移除方法。
[0083]在這點(diǎn)上，如上面所解釋的，在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)催化劑溫度TC低時(shí)，使用第二ΝΟχ移除方法，而當(dāng)催化劑溫度TC高時(shí)，使用第一ΝΟχ移除方法。因此，在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，如果催化劑溫度TC變高，則ΝΟχ移除方法將自第二ΝΟχ移除方法向第一 ΝΟχ移除方法切換。在這種情況下，如上面所解釋的，優(yōu)選盡可能使用第一 ΝΟχ移除方法，因而當(dāng)ΝΟχ移除方法自第二 ΝΟχ移除方法向第一 ΝΟχ移除方法切換時(shí)排氣凈化催化劑的溫度優(yōu)選盡可能低。然而，已認(rèn)識(shí)到使用第一 ΝΟχ移除方法給出良好ΝΟχ凈化率的排氣凈化催化劑的容許下限溫度受排氣中所含ΝΟχ的量的影響并且排氣中所含ΝΟχ的量增大越多則此容許下限溫度變得越低。接下來(lái)，將在參照?qǐng)D16的同時(shí)解釋排氣凈化催化劑13的此容許下限溫度。
[0084]在圖16中，實(shí)線ST示出了排氣凈化催化劑13的容許下限溫度。注意，在圖16中，縱坐標(biāo)示出了排氣凈化催化劑13的溫度TC，而橫坐標(biāo)示出了排氣中所含的每單位時(shí)間ΝΟχ的量(mg/s)。即，如上面所解釋的，在第一ΝΟχ移除方法中，排氣中所含ΝΟχ由保持在堿性層53上的還原性中間體所還原。因此，當(dāng)排氣中所含ΝΟχ的量增大時(shí)，有必要增大生成的還原性中間體的量。為增大生成的還原性中間體的量，有必要增大每單位時(shí)間自烴進(jìn)給閥15進(jìn)給的烴的量。為此，有必要增大烴自烴進(jìn)給閥15的注射量或縮短烴自烴進(jìn)給閥15的注射周期△Τ。因此，在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，如圖10Β中所示，排氣中所含ΝΟχ的量(mg/s