[发明专利]内燃机的排气气体净化系统和内燃机的排气气体净化方法

说明书

在内燃机(10)的排气通道(15)中，从上游侧起依次包括碳氢化合物供应部件(32)、氧化催化剂或NOx降低催化剂等上游侧催化剂单元(31a)、和具有碳氢化合物吸附功能的带有催化剂的微粒子捕获过滤器(31b)；搭载引擎(10)的车辆在排气气体(G)的温度(Tg1)为预先设定的设定排气气体温度(T0)以下的状态下持续行驶预先设定的设定时间(ta)后加速时，若排气气体温度(Tg)成为预先设定的第1设定温度(T1)以上则开始对排气气体(G)中供应碳氢化合物，在达到预先设定的结束条件时结束碳氢化合物的供应。由此，在车辆从排气气体(G)的温度(Tg1)较低的低速低负载运转状态下的稳定行驶起被加速，NOx产生量临时增加时，降低从内燃机(10)排出的NOx。

技术领域

本发明涉及利用带有催化剂的微粒子捕获过滤器的碳氢化合物吸附功能来降低从内燃机排出的NOx的内燃机的排气气体净化系统以及内燃机的排气气体净化方法。

背景技术

在柴油引擎和稀薄燃烧汽油引擎等内燃机中，为了降低排气气体中的NOx，在排气通道中设置排气气体净化装置来净化排气气体，该排气气体净化装置包括NOx吸收还原型催化剂或选择还原型催化剂(SCR催化剂)等NOx降低催化剂，并且包括用于捕获排气气体中的PM(微粒子状物质)的微粒子捕获过滤器。

关于该NOx的净化，存在由于从低速低负载状态的加速使得NOx量临时增加的问题。换言之，搭载了内燃机的车辆在内燃机为低速低负载的运转状态下持续行驶，排气气体净化系统的NOx降低催化剂成为活性化温度以下的状态，若从该状态起车辆被加速，则由于该加速而使得燃料喷射量增多、气缸内的燃烧温度上升，因此来自气缸的NOx排放量随着加速而临时增加。但是，由于这些NOx降低催化剂没有活性化，因此产生的NOx很多会没有被净化地直接从NOx降低催化剂通过。

在市区行驶的卡车等，由于怠速等排气气体的温度低、NOx降低催化剂难以活性化的低速低负载运转持续的情况较多，因此该问题的解决成为尤其重要的课题。

但是，在这样的后文也称作后处理系统的排气气体净化系统中，若想要通过NOx降低催化剂侧的结构的改进或催化剂性能的提高来提高NOx净化率，则会产生用于还原NOx的还原剂喷射装置和催化剂结构复杂化的问题，而且由于对NOx进行还原的催化剂使用昂贵的贵金属，因此若想通过增加贵金属的使用量来提高NOx净化率，则会存在成本上升的问题。

另一方面，在内燃机的排气气体的净化处理中，例如，在日本申请特开2009-2179号公报以及日本申请特开2001-241321号公报所记载的这样，已知一种利用沸石类吸附催化剂在低温时对排气气体中的碳氢化合物(HC)进行物理吸附，在高温时将吸附的碳氢化合物释放的碳氢化合物吸附催化剂。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本申请特开2009-2179号公报

专利文献2:日本申请特开2001-241321号公报

发明内容

本发明人针对搭载了内燃机的车辆，在从排气气体的温度低的低速低负载运转状态下的稳定行驶开始加速车辆而使NOx生成量临时增加时的对策研究中，得到以下见解：在现有技术的排气气体净化系统中，通过改进设计或控制，使微粒子捕获过滤器承载强化了HC吸附功能的催化剂组分(例如，多使用铈土、沸石等具有HC吸附功能的吸附材料)的催化剂，能够利用其在微粒子捕获过滤器中将在排气气体净化系统的后方排放的NOx的量降低20％程度；并且通过实验，根据带有催化剂的微粒子捕获过滤器前后的排气气体的成分测定结果，得到了该见解正确的验证。

此外，同时也得到了如下的见解：关于此时的控制中的碳氢化合物的添加所引起的燃料消耗量的恶化，由于该控制中的碳氢化合物的添加仅限于车辆加速时，所以燃料消耗量的恶化也仅被略微抑制。