Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Reduktionsmittelzufuhrvorrichtung zur Zufuhr eines Reduktionsmittels, welches für die NOx-Reduktion verwendet wird.The present disclosure relates to a reducing agent supply device for supplying a reducing agent used for NOx reduction.
Im Allgemeinen werden NOx (Sauerstoffoxide), welche in Abgas einer internen Verbrennungsmaschine enthalten sind, in einer Reaktion des NOx mit einem Reduktionsmittel in der Anwesenheit des Katalysators gereinigt beziehungsweise aufbereitet. Beispielsweise offenbart eine Patentliteratur ( JP 2009-162173 A ) eine Reduktionsmittelzufuhrvorrichtung, welche Kraftstoff (Kohlenwasserstoff) für die Verbrennung einer internen Verbrennungsmaschine als ein Reduktionsmittel verwendet. Die Vorrichtung der Patentliteratur vernebelt den Kraftstoff in flüssiger Form und reformiert den vernebelten Kraftstoff während eines Durch-Strömen zwischen Elektroden, welche sich elektrisch entladen. Der reformierte Kraftstoff in flüssiger Form wird in eine Abgaspassage zugeführt.In general, NOx (oxygen oxides) contained in exhaust gas of an internal combustion engine is purified in a reaction of NOx with a reducing agent in the presence of the catalyst. For example, a patent literature ( JP 2009-162173 A ) a reducing agent supply device using fuel (hydrocarbon) for combustion of an internal combustion engine as a reducing agent. The apparatus of the patent literature atomizes the fuel in liquid form and reforms the atomized fuel while passing between electrodes which discharge electrically. The reformed fuel in liquid form is supplied into an exhaust passage.
Gemäß der Studie durch die Erfinder der vorliegenden Offenbarung jedoch kann in der oben beschriebenen Vorrichtung der vernebelte flüssige Kraftstoff an den Elektroden anhaften, welches Nachteile wie untenstehend beschrieben vorsieht. Sobald der flüssige Kraftstoff an den Elektroden anhaftet, kann der flüssige Kraftstoff verdampft werden und in die Abgaspassage zu einem unerwünschten Timing beziehungsweise Zeitpunkt zugeführt werden. Als ein Ergebnis kann es schwer sein, das Zufuhrtiming des Reduktionsmittels in die Abgaspassage zu steuern.However, according to the study by the inventors of the present disclosure, in the apparatus described above, the atomized liquid fuel may adhere to the electrodes, which provides disadvantages as described below. Once the liquid fuel adheres to the electrodes, the liquid fuel may be vaporized and fed into the exhaust passage at an undesirable timing. As a result, it may be hard to control the supply timing of the reducing agent into the exhaust passage.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Reduktionsmittelzufuhrvorrichtung vorzusehen, welche einen Zufuhrzeitpunkt beziehungsweise ein Zufuhrtiming eines Reduktionsmittels genau steuern kann.It is an object of the present disclosure to provide a reducing agent supply device which can accurately control a supply timing of a reducing agent.
In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Reduktionsmittelzufuhrvorrichtung für ein Kraftstoffverbrennungssystem, welches eine NOx-Reinigungsvorrichtung beziehungsweise NOx-Aufbereitungsvorrichtung mit einem Reduktionskatalysator aufweist, welcher in einer Abgaspassage angeordnet ist, um NOx, welches in Abgas einer internen Verbrennungsmaschine enthalten ist, zu reinigen beziehungsweise aufzubereiten. Die Reduktionsmittelzufuhrvorrichtung führt ein Reduktionsmittel in die Abgaspassage an einer Position stromaufwärts des Reduktionskatalysators zu. Die Reduktionsmittelzufuhrvorrichtung weist einen Injektor und einen Heizer auf. Der Injektor hat ein Injektionsloch beziehungsweise Einspritzloch, welches ein Reduktionsmittel in flüssiger Form vernebelt beziehungsweise atomisiert und versprüht. Der Heizer hat eine Heizoberfläche, welche dem Einspritzloch zugewandt ist. Der Heizer erwärmt und verdampft das Reduktionsmittel in flüssiger Form, welches von dem Einspritzloch auf die Heizoberfläche gesprüht wird. Der Injektor ist derart angeordnet, dass eine Mittellinie einer Sprühbahn des Reduktionsmittels, welches von dem Einspritzloch gesprüht wird, und die Heizoberfläche einen Kreuzungswinkel bilden, welcher geringer als 90 Grad ist.In one aspect of the present disclosure, a reducing agent supply device for a fuel combustion system that includes a NOx purifying device having a reduction catalyst disposed in an exhaust passage to purify NOx contained in exhaust of an internal combustion engine , The reducing agent supply device supplies a reducing agent into the exhaust gas passage at a position upstream of the reducing catalyst. The reducing agent supply device has an injector and a heater. The injector has an injection hole or injection hole, which atomizes or atomizes and sprays a reducing agent in liquid form. The heater has a heating surface facing the injection hole. The heater heats and vaporizes the reducing agent in liquid form, which is sprayed from the injection hole to the heating surface. The injector is arranged such that a center line of a spray path of the reducing agent sprayed from the injection hole and the heating surface form a crossing angle which is less than 90 degrees.
Um das Zufuhrtiming des Reduktionsmittels genau zu steuern, kann es vorgeschlagen werden, dass der flüssige Kraftstoff durch einen Heizer erwärmt und verdampft wird, bevor er zwischen den Elektroden hindurchtritt. Da es jedoch Zeit dauern kann, um den flüssigen Kraftstoff zu erwärmen und zu verdampfen, kann ein Zufuhrtiming des reformierten Kraftstoffs in eine Abgaspassage relativ zu einem Einspritztiming des flüssigen Kraftstoffs von einem Injektor verspätet sein, das heißt, eine Antwortverzögerung von dem Einspritztiming zu dem Zufuhrtiming kann auftreten. Um die Antwortverzögerung zu verringern, gibt es eine Notwendigkeit, den flüssigen Kraftstoff, welcher von dem Injektor eingespritzt wird, schnell zu verdampfen.In order to accurately control the supply timing of the reducing agent, it may be suggested that the liquid fuel be heated by a heater and vaporized before passing between the electrodes. However, since it may take time to heat and evaporate the liquid fuel, a supply timing of the reformed fuel into an exhaust passage relative to an injection timing of the liquid fuel from an injector may be late, that is, a response delay from the injection timing to the delivery timing can occur. In order to reduce the response delay, there is a need to rapidly vaporize the liquid fuel injected from the injector.
Weiterhin kann es auch in einer Vorrichtung, in welcher Kraftstoff nicht durch einen elektrischen Entladeprozess reformiert wird, einen Fall geben, in dem flüssiger Kraftstoff in eine Abgaspassage zugeführt wird nachdem er durch einen Heizer erwärmt und verdampft wird. In solch einem Fall kann die oben beschriebene Antwortverzögerung auch auftreten, wo es Zeit in Anspruch nimmt, dass der Heizer den flüssigen Kraftstoff verdampft.Further, even in a device in which fuel is not reformed by an electric discharge process, there may be a case where liquid fuel is supplied into an exhaust gas passage after being heated and vaporized by a heater. In such a case, the response delay described above may also occur where it takes time for the heater to vaporize the liquid fuel.
Hinsichtlich des Obigen bilden gemäß dem Aspekt der vorliegenden Offenbarung die Mittellinie der Sprühbahn des Reduktionsmittels, welches von dem Einspritzloch gesprüht wird, und die Heizoberfläche den Kreuzungswinkel, welcher geringer ist als 90 Grad (das heißt einen spitzen Winkel). Demnach erreicht der gesprühte Kraftstoff die Heizoberfläche unter einer Neigung. Als ein Ergebnis wird ein Anhaftbereich beziehungsweise eine Anhaftfläche des Reduktionsmittels groß verglichen zu einem Fall, in welchem der Kreuzungswinkel ein rechter Winkel ist (das heißt 90 Grad), wodurch eine Erwärmung des Reduktionsmittels durch die Heizoberfläche beschleunigt wird. Demzufolge kann das Reduktionsmittel in flüssiger Form schnell verdampft werden und demnach kann die Antwortverzögerung zwischen dem Einspritztiming des Reduktionsmittels in flüssiger Form von dem Injektor und dem Zufuhrtiming des Reduktionsmittels in die Abgaspassage nach dem Verdampftwerden durch den Heizer unterdrückt werden.In view of the above, according to the aspect of the present disclosure, the center line of the spray path of the reducing agent sprayed from the injection hole and the heating surface form the crossing angle which is less than 90 degrees (that is, an acute angle). Thus, the sprayed fuel reaches the heating surface at an inclination. As a result, an adhesion area of the reducing agent is greatly compared with a case in which the crossing angle is a right angle (that is, 90 degrees), thereby accelerating heating of the reducing agent by the heating surface. As a result, the reducing agent in liquid form can be rapidly evaporated, and accordingly, the response delay between the injection timing of the reducing agent in liquid form from the injector and the supply timing of the reducing agent into the exhaust gas passage after being vaporized by the heater can be suppressed.
Die Offenbarung zusammen mit zusätzlichen Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen davon wird am besten aus der folgenden Beschreibung, den anhängenden Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen verstanden werden, in welchen:The disclosure, along with additional objects, features and advantages thereof, will be best understood from the following description the appended claims and the appended drawings, in which:
1 eine schematische Ansicht einer Reduktionsmittelzufuhrvorrichtung, welche auf ein Verbrennungssystem gemäß einer ersten Ausführungsform angewandt wird, ist; 1 a schematic view of a reducing agent supply device, which is applied to a combustion system according to a first embodiment is;
2 eine Querschnittsansicht ist, welche schematisch die Reduktionsmittelzufuhrvorrichtung, welche in 1 veranschaulicht ist, veranschaulicht; 2 FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing the reducing agent supply device used in FIG 1 illustrated;
3 eine Querschnittsansicht ist, aufgenommen entlang einer Linie III-III in 2; 3 is a cross-sectional view taken along a line III-III in 2 ;
4 eine Querschnittsansicht eines Kraftstoffinjektors gemäß der ersten Ausführungsform ist; 4 Fig. 10 is a cross-sectional view of a fuel injector according to the first embodiment;
5 eine schematische Ansicht eines Kreuzungswinkels zwischen einer Mittellinie einer Sprühbahn von Kraftstoff und einer Heizoberfläche gemäß der ersten Ausführungsform ist; 5 Fig. 12 is a schematic view of a crossing angle between a center line of a spray path of fuel and a heating surface according to the first embodiment;
6 eine schematische Ansicht von besprühten Bereichen von Kraftstoff auf der Heizoberfläche gemäß der ersten Ausführungsform ist; 6 Fig. 12 is a schematic view of sprayed areas of fuel on the heating surface according to the first embodiment;
7 eine schematische Ansicht eines Mechanismus zum Erzeugen eines reformierten HC gemäß der ersten Ausführungsform ist; 7 Fig. 12 is a schematic view of a mechanism for generating a reformed HC according to the first embodiment;
8 eine schematische Ansicht eines Mechanismus zum Erzeugen von Ozon gemäß der ersten Ausführungsform ist; 8th Fig. 12 is a schematic view of a mechanism for generating ozone according to the first embodiment;
9 ein Flussdiagramm ist, welches einen Vorgang zum Umschalten einer Erzeugung von Ozon und einer Erzeugung des reformierten HC, gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht; 9 FIG. 12 is a flowchart illustrating a process for switching generation of ozone and generation of the reformed HC according to the first embodiment; FIG.
10 ein Flussdiagramm ist, welches einen Vorgang zum Steuern einer Kraftstoffzufuhrmenge und einer Heizertemperatur gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht; 10 FIG. 10 is a flowchart illustrating a process for controlling a fuel supply amount and a heater temperature according to the first embodiment; FIG.
11 eine Querschnittsansicht eines elektrischen Heizers gemäß einer zweiten Ausführungsform ist; 11 a cross-sectional view of an electric heater according to a second embodiment;
12 eine Querschnittsansicht eines elektrischen Heizers gemäß einer dritten Ausführungsform ist; und 12 Fig. 12 is a cross-sectional view of an electric heater according to a third embodiment; and
13 eine Querschnittsansicht eines elektrischen Heizers gemäß einer vierten Ausführungsform ist. 13 is a cross-sectional view of an electric heater according to a fourth embodiment.
Hierin nachstehend wird eine Mehrzahl von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden. In jeder Ausführungsform sind dieselben Bezugszeichen entsprechenden Konfigurationselementen zugewiesen, und es gibt einen Fall, in welchem duplizierte Beschreibungen ausgelassen sind. In jeder Ausführungsform ist, wenn nur ein Teil einer Konfiguration einer Ausführungsform beschrieben ist, eine entsprechende Konfiguration einer anderen Ausführungsform, welche vorangehend beschrieben ist, auf den anderen Teil der Konfiguration der Ausführungsform anwendbar. Insofern als es keine Probleme mit einer Kombination der Konfigurationen gibt, können die Konfigurationen nicht nur zusammen wie in jeder Ausführungsform erläutert kombiniert werden, sondern es können auch die Konfigurationen der Mehrzahl von Ausführungsformen teilweise zusammen kombiniert werden, auch wenn die teilweisen Kombinationen der Konfigurationen nicht erläutert sind.Hereinafter, a plurality of embodiments of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. In each embodiment, the same reference numerals are assigned to corresponding configuration items, and there is a case where duplicated descriptions are omitted. In each embodiment, when only a part of a configuration of one embodiment is described, a corresponding configuration of another embodiment described above is applicable to the other part of the configuration of the embodiment. Inasmuch as there are no problems with a combination of the configurations, not only can the configurations be combined together as explained in each embodiment, but also the configurations of the plurality of embodiments can be partially combined together, even though the partial combinations of the configurations are not explained are.
(Erste Ausführungsform)First Embodiment
Ein Verbrennungssystem, wie es in 1 veranschaulicht ist, weist eine interne Verbrennungsmaschine 10, einen Lader 11, einen Dieselpartikelfilter (DPF = Diesel Particular Filter) 14, eine NOx-Reinigungsvorrichtung beziehungsweise -Aufbereitungsvorrichtung 15, eine Reduktionsmittel-Reinigungsvorrichtung beziehungsweise -Aufbereitungsvorrichtung (DOC) 16 und eine Reduktionsmittelzufuhrvorrichtung auf. Das Verbrennungssystem ist an einem Fahrzeug angebracht und das Fahrzeug wird durch eine Ausgabe von der internen Verbrennungsmaschine 10 angetrieben. In der vorliegenden Ausführungsform ist die interne Verbrennungsmaschine 10 eine Kompressions-Selbstzünde-Dieselmaschine, welche Dieselkraftstoff für die Verbrennung verwendet.A combustion system, as in 1 has an internal combustion engine 10 , a loader 11 , a Diesel Particulate Filter (DPF) 14 , an NOx purification device 15 , a reducing agent cleaning device (DOC) 16 and a reducing agent supply device. The combustion system is mounted on a vehicle and the vehicle is powered by an output from the internal combustion engine 10 driven. In the present embodiment, the internal combustion engine 10 a compression auto-ignition diesel engine that uses diesel fuel for combustion.
Der Lader 11 weist eine Turbine 11a, eine sich drehende Welle 11b und einen Kompressor 11c auf. Die Turbine 11a ist in einer Abgaspassage 10ex der internen Verbrennungsmaschine 10 angeordnet und dreht sich durch die kinetische Energie von Abgas. Die sich drehende Welle beziehungsweise Drehwelle 11b verbindet ein Flügelrad der Turbine 11a mit einem Flügelrad des Kompressors 11c und überträgt eine Drehkraft der Turbine 11a auf den Kompressor 11c. Der Kompressor 11c ist in einer Ansaugpassage 10in der internen Verbrennungsmaschine 10 angeordnet und führt Ansaugluft nach dem Komprimieren (das heißt Aufladen) der Ansaugluft der internen Verbrennungsmaschine 10 zu.The loader 11 has a turbine 11a , a rotating shaft 11b and a compressor 11c on. The turbine 11a is in an exhaust passage 10ex the internal combustion engine 10 arranged and turns by the kinetic energy of exhaust gas. The rotating shaft or rotating shaft 11b connects an impeller of the turbine 11a with an impeller of the compressor 11c and transmits a torque of the turbine 11a on the compressor 11c , The compressor 11c is in a suction passage 10in the internal combustion engine 10 and introduces intake air after compressing (ie, charging) the intake air of the internal combustion engine 10 to.
Ein Kühler 12 ist in der Ansaugpassage 10in stromabwärts des Kompressors 11c angeordnet. Der Kühler 12 kühlt Ansaugluft, welche durch den Kompressor 11c komprimiert ist, und die komprimierte Ansaugluft, welche durch den Kühler 12 gekühlt ist, wird in mehrere Verbrennungskammern der internen Verbrennungsmaschine 10 durch einen Ansaugkrümmer beziehungsweise eine Ansaugleitung verteilt, nachdem eine Flussmenge beziehungsweise Strömungsmenge der komprimierten Ansaugluft durch ein Drosselventil 13 angepasst ist.A cooler 12 is in the intake passage 10in downstream of the compressor 11c arranged. The cooler 12 Cools intake air, which passes through the compressor 11c is compressed, and the compressed intake air passing through the radiator 12 Is cooled, is in several combustion chambers of the internal combustion engine 10 through an intake manifold or a suction line distributed after a flow amount or flow amount of the compressed intake air through a throttle valve 13 is adjusted.
Das Abgas, welches aus den Verbrennungskammern abgeführt wird, wird in einem Abgaskrümmer 10m gesammelt. Eine EGR-Leitung 10egr ist mit dem Abgaskrümmer 10m verbunden, durch welche ein Teil des Abgases in die Einlasspassage 10in als EGR-Gas (Abgasrezirkuliergas) rezirkuliert wird. Durch ein Mischen des EGR-Gases mit Ansaugluft wird eine Verbrennungstemperatur innerhalb der Verbrennungskammern verringert, was zu einer Abnahme von NOx führt. Ein EGR-Kühler 17 und ein EGR-Ventil 18 sind in der EGR-Leitung 10egr angeordnet. Der EGR-Kühler 17 kühlt das EGR-Gas, um die Verbrennungstemperatur weiter zu kühlen, wodurch die Reduktion des NOx begünstigt wird. Das EGR-Ventil 18 wird durch die ECU 80 gesteuert um eine Strömungsmenge des EGR-Gases gemäß einer Betriebsbedingung der internen Verbrennungsmaschine anzupassen.The exhaust gas, which is discharged from the combustion chambers, is in an exhaust manifold 10m collected. An EGR line 10egr is with the exhaust manifold 10m connected, through which a part of the exhaust gas into the intake passage 10in as EGR gas (Abgasrezirkuliergas) is recirculated. By mixing the EGR gas with intake air, a combustion temperature within the combustion chambers is reduced, resulting in a decrease in NOx. An EGR cooler 17 and an EGR valve 18 are in the EGR leadership 10egr arranged. The EGR cooler 17 Cools the EGR gas to further cool the combustion temperature, thereby promoting the reduction of NOx. The EGR valve 18 is through the ECU 80 controlled to adjust a flow amount of the EGR gas according to an operating condition of the internal combustion engine.
Der DPF 14 (DPF = Diesel Particulate Filter = Dieselpartikelfilter), die NOx-Reinigungsvorrichtung 15 und der DOC 16 (DOC = Diesel Oxidation Catalyst = Dieseloxidationskatalysator) sind in dieser Reihenfolge in der Abgaspassage 10ex stromabwärts der Turbine 11a angeordnet. Der DPF 14 sammelt Partikel, welche im Abgas enthalten sind. Eine Zufuhrpassage 24 der Reduktionsmittelzufuhrvorrichtung ist mit der Abgaspassage 10ex stromabwärts des DPF 14 und stromaufwärts der NOx-Reinigungsvorrichtung 15 verbunden. Ein reformiertes Reduktionsmittel, welches durch die Reduktionsmittelzufuhrvorrichtung erzeugt wird, wird in die Abgaspassage 10ex durch die Zufuhrpassage 24 zugeführt. Das reformierte Reduktionsmittel wird durch ein teilweises Oxidieren von Kohlenwasserstoff (das heißt Kraftstoff), welcher als ein Reduktionsmittel verwendet wird, in teilweise oxidierten Kohlenwasserstoff erzeugt, wie später unter Bezugnahme auf 7 beschrieben werden wird.The DPF 14 (DPF = Diesel Particulate Filter = Diesel Particulate Filter), the NOx purifier 15 and the DOC 16 (DOC = Diesel Oxidation Catalyst = Diesel Oxidation Catalyst) are in this order in the exhaust passage 10ex downstream of the turbine 11a arranged. The DPF 14 collects particles that are contained in the exhaust gas. A feed passage 24 the reducing agent supply device is with the exhaust gas passage 10ex downstream of the DPF 14 and upstream of the NOx purification device 15 connected. A reformed reducing agent, which is generated by the reducing agent supply device, becomes the exhaust gas passage 10ex through the feed passage 24 fed. The reformed reducing agent is produced by partially oxidizing hydrocarbon (ie, fuel), which is used as a reducing agent, into partially oxidized hydrocarbon, as described later with reference to FIG 7 will be described.
Die NOx-Reinigungsvorrichtung 15 weist einen Bienenwabenträger 15b zum Tragen eines Reduktionskatalysators und ein Gehäuse 15a, welches den Träger 15b darin einhaust, auf. Die NOx-Reinigungsvorrichtung 15 reinigt bzw. bereitet NOx, welches in Abgas enthalten ist, durch eine Reaktion von NOx mit dem reformierten Reduktionsmittel in der Anwesenheit des Reduktionskatalysators auf, das heißt Reduktionsvorgang von NOx zu N2. Es sollte festgehalten werden, dass, obwohl O2 im Abgas zusätzlich zu NOx auch enthalten ist, das reformierte Reduktionsmittel selektiv (vorzugsweise) mit NOx in der Anwesenheit von O2 reagiert.The NOx purification device 15 has a honeycomb carrier 15b for supporting a reduction catalyst and a housing 15a which is the carrier 15b in it, on. The NOx purification device 15 purifies NOx contained in exhaust gas by reacting NOx with the reformed reducing agent in the presence of the reducing catalyst, that is, reducing NOx to N 2 . It should be noted that although O 2 is also contained in the exhaust gas in addition to NOx, the reformed reducing agent selectively (preferably) reacts with NOx in the presence of O 2 .
In der vorliegenden Ausführungsform hat der Reduktionskatalysator eine Adsorptivität, um NOx zu adsorbieren. Genauer demonstriert der Reduktionskatalysator die Adsorptivität zum Adsorbieren von NOx in Abgas, wenn eine Katalysatortemperatur niedriger als eine Aktivierungstemperatur ist, bei welcher die Reduktionsreaktion durch den Reduktionskatalysator auftreten kann. Weiterhin wird, wenn die Katalysatortemperatur höher ist als die Aktivierungstemperatur NOx, welches durch den Reduktionskatalysator adsorbiert ist, durch das reformierte Reduktionsmittel reduziert und wird dann von dem Reduktionskatalysator freigegeben. Beispielsweise kann die NOx-Reinigungsvorrichtung 15 eine NOx-Adsorbtionsleistungsfähigkeit mit einem Silber-/Aluminiumoxid-Katalysator vorsehen, welcher durch den Träger 15b getragen wird.In the present embodiment, the reduction catalyst has adsorptivity to adsorb NOx. More specifically, the reduction catalyst demonstrates the adsorptivity for adsorbing NOx into exhaust gas when a catalyst temperature is lower than an activation temperature at which the reduction reaction by the reduction catalyst may occur. Further, when the catalyst temperature is higher than the activation temperature NOx adsorbed by the reduction catalyst, reduced by the reformed reducing agent, and then released from the reduction catalyst. For example, the NOx purification device 15 provide a NOx Adsorbtionsleistungsfähigkeit with a silver / alumina catalyst, which by the carrier 15b will be carried.
Der DOC 16 hat ein Gehäuse, welches einen Träger, welcher einen Oxidationskatalysator trägt, einhaust. Der DOC 16 oxidiert das Reduktionsmittel, welches aus der NOx-Reinigungsvorrichtung 15 geströmt wird, ohne für die NOx-Reduktion verwendet zu werden, in der Anwesenheit eines Oxidationskatalysators. Demnach kann verhindert werden, dass das Reduktionsmittel in die Atmosphäre durch einen Auslass der Abgaspassage 10ex freigesetzt wird. Es sollte festgehalten werden, dass eine Aktivierungstemperatur des Oxidationskatalysators (beispielsweise 200 Grad Celsius) niedriger ist als die Aktivierungstemperatur (beispielsweise 250 Grad Celsius) des Reduktionskatalysators.The DOC 16 has a housing which houses a support carrying an oxidation catalyst. The DOC 16 oxidizes the reducing agent, which from the NOx purification device 15 is flowed, without being used for the NOx reduction, in the presence of an oxidation catalyst. Thus, the reducing agent can be prevented from being released into the atmosphere through an outlet of the exhaust gas passage 10ex is released. It should be noted that an activation temperature of the oxidation catalyst (eg, 200 degrees Celsius) is lower than the activation temperature (eg, 250 degrees Celsius) of the reduction catalyst.
Als Nächstes wird wie Reduktionsmittelzufuhrvorrichtung untenstehend unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben werden. Allgemein erzeugt die Reduktionsmittelzufuhrvorrichtung das reformierte Reduktionsmittel und führt das reformierte Reduktionsmittel in die Abgaspassage 10ex durch die Zufuhrpassage 24 zu.Next, as with the reducing agent supply device, referring to FIGS 1 and 2 to be discribed. Generally, the reductant supply device generates the reformed reductant and introduces the reformed reductant into the exhaust passage 10ex through the feed passage 24 to.
Die Reduktionsmittelzufuhrvorrichtung ist außerhalb der Abgaspassage 10ex angeordnet und weist einen Entladereaktor 20, eine Luftpumpe 32p, einen Injektor 33, einen elektrischen Heizer 34 und eine elektrische Steuereinheit (ECU = Electric Control Unit = elektrische Steuereinheit) 80 auf. Eine elektrische Zufuhr (Leistungszufuhr) zu dem Entladereaktor 20, der Luftpumpe 32p, dem Injektor 33 und dem elektrischen Heizer 34 wird durch einen Mikrocomputer 81 der ECU 80 gesteuert.The reductant supply device is outside the exhaust passage 10ex arranged and has a discharge reactor 20 , an air pump 32p , an injector 33 , an electric heater 34 and an electric control unit (ECU = Electric Control Unit) 80 on. An electrical supply (power supply) to the discharge reactor 20 , the air pump 32p , the injector 33 and the electric heater 34 is through a microcomputer 81 the ECU 80 controlled.
Der Entladereaktor 20 weist ein Gehäuse 22 auf, welches eine Fluidpassage 22a darin hat, auf, und eine Mehrzahl von Paaren von Elektroden 21 ist innerhalb der Fluidpassage 22a angeordnet. Jede der Elektroden 21 hat eine Plattenform und ist entgegengesetzt zueinander parallel (einander parallel zugewandt). Eine Elektrode 21, welche auf Masse gelegt ist, und die andere Elektrode 21, welche mit Hochspannung versorgt wird, wenn elektrische Leistung dem Entladereaktor 20 zugeführt wird, sind alternierend angeordnet.The unloading reactor 20 has a housing 22 on which a fluid passage 22a It has, and a plurality of pairs of electrodes 21 is inside the fluid passage 22a arranged. Each of the electrodes 21 has a plate shape and is opposite to each other in parallel (facing each other in parallel). An electrode 21 , which is grounded, and the other electrode 21 which with High voltage is supplied when electrical power to the discharge reactor 20 is supplied, are arranged alternately.
Ein Verbindungselement 30 ist an einer stromaufwärtigen Seite des Entladereaktors 20 angebracht. Das Verbindungselement 30 hat einen Innenraum 30a darin, und ein Mischbehälter 31 ist innerhalb des Innenraums 30a angeordnet. Der Mischbehälter 31 ist in eine zylindrische Form gebildet und hat eine Mischkammer 31a darin. Der Mischbehälter 31 hat Endöffnungen an sowohl einer stromaufwärtigen als auch einer stromabwärtigen Seite. Die Endöffnung des Mischbehälters 31 an der stromabwärtigen Seite ist mit der Fluidpassage 22a des Gehäuses 22 verbunden. Ein zylindrischer Abschnitt 30b, welcher eine Öffnung hat, ist in dem Verbindungselement 30 gebildet, und die Endöffnung des Mischbehälters 31 an der stromaufwärtigen Seite ist der Öffnung des zylindrischen Abschnitts 30b mit einer gegebenen Spalttoleranz beziehungsweise einem gegebenen Spaltfreiraum C, die/der in eine ringförmige Form gebildet ist, zugewandt.A connecting element 30 is on an upstream side of the discharge reactor 20 appropriate. The connecting element 30 has an interior 30a in it, and a mixing container 31 is inside the interior 30a arranged. The mixing container 31 is formed in a cylindrical shape and has a mixing chamber 31a in this. The mixing container 31 has end openings at both an upstream and a downstream side. The end opening of the mixing container 31 on the downstream side is with the fluid passage 22a of the housing 22 connected. A cylindrical section 30b which has an opening is in the connecting element 30 formed, and the end opening of the mixing vessel 31 on the upstream side is the opening of the cylindrical portion 30b with a given gap tolerance or a given gap clearance C, which is formed in an annular shape facing.
Demnach kommuniziert die Mischkammer 31a mit dem Innenraum 30a durch den Spaltfreiraum CL zwischen dem Mischbehälter 31 und dem zylindrischen Abschnitt 30b. Genauer existiert der Innenraum 30a um die Mischkammer 31a herum, welche mit der Fluidpassage 22a kommuniziert. Demnach strömt Luft innerhalb des Innenraums 30a in die Mischkammer 31a durch den Spaltfreiraum CL und strömt dann durch die Fluidpassage 22a und die Zufuhrpassage 24.Accordingly, the mixing chamber communicates 31a with the interior 30a through the gap clearance CL between the mixing container 31 and the cylindrical section 30b , Exactly the interior exists 30a around the mixing chamber 31a around, which with the fluid passage 22a communicated. Accordingly, air flows inside the interior 30a into the mixing chamber 31a through the gap clearance CL and then flows through the fluid passage 22a and the feed passage 24 ,
Ein Halteelement 35 ist an einer stromaufwärtigen Seite des Verbindungselements 30 angebracht, und das Halteelement 35 hält ein Verdampfungsgehäuse 36, den Injektor 33 und den elektrischen Heizer 34, wie untenstehend beschrieben. Eine Luftpassage 35a ist in einem unteren Abschnitt des Halteelements 35 gebildet. Luft, welche durch die Luftpumpe 32p zugeführt wird, strömt in die Luftpassage 35a durch einen Blasschlauch beziehungsweise Blasrohr 32. Die Luftpumpe 32p bläst atmosphärische Luft mit einer atmosphärischen Temperatur und einem atmosphärischen Druck, welche um die Reduktionsmittelzufuhrvorrichtung herum existieren. Da Luft Sauerstoffmoleküle aufweist, führt die Luftpumpe 32p Sauerstoffgas, welches wenigstens Sauerstoff aufweist, in die Mischkammer 31a zu. Wie obenstehend beschrieben, strömt die Luft, welche durch die Luftpumpe 32p zugeführt wird, in das Blasrohr 32 durch die Luftpassage 35a, den Innenraum 30a und den Spaltfreiraum CL in dieser Reihenfolge und strömt dann in die Mischkammer 31a.A holding element 35 is on an upstream side of the connecting element 30 attached, and the holding element 35 holds an evaporation housing 36 , the injector 33 and the electric heater 34 as described below. An air passage 35a is in a lower portion of the retaining element 35 educated. Air passing through the air pump 32p is fed, flows into the air passage 35a through a blow hose or blowpipe 32 , The air pump 32p Atmospheric air at atmospheric temperature and atmospheric pressure, which exist around the reductant supply device, blows. Since air contains oxygen molecules, the air pump leads 32p Oxygen gas having at least oxygen into the mixing chamber 31a to. As described above, the air flowing through the air pump flows 32p is fed into the blowpipe 32 through the air passage 35a , the interior 30a and the gap clearance CL in this order, and then flows into the mixing chamber 31a ,
Wie in 3 gezeigt ist, hat das Verdampfungsgehäuse 36 eine Verdampfungskammer 36a darin, welche einen runden beziehungsweise kreisrunden Querschnitt hat. Eine Heizoberfläche 34a des elektrischen Heizers 34 ist innerhalb der Verdampfungskammer 36a angeordnet. Der elektrische Heizer 34 weist ein Heizelement 34b und eine Wärmetransferabdeckung 340 auf. Das Heizelement 34b erzeugt Wärme, wenn elektrische Leistung an das Heizelement 34b angelegt ist. Die Wärmetransferabdeckung 340 haust das Heizelement 34b darin ein. Es sollte festgehalten werden, dass eine Umfangsoberfläche der Wärmetransferabdeckung 340 der Heizoberfläche 34a, wie sie obenstehend beschrieben ist, entspricht, und eine Temperatur der Heizoberfläche 34a zunimmt, wenn die Wärmetransferabdeckung 340 durch das Heizelement 34b erwärmt wird.As in 3 is shown, has the evaporation housing 36 an evaporation chamber 36a in which has a round or circular cross-section. A heating surface 34a of the electric heater 34 is inside the evaporation chamber 36a arranged. The electric heater 34 has a heating element 34b and a heat transfer cover 340 on. The heating element 34b generates heat when electrical power to the heating element 34b is created. The heat transfer cover 340 pets the heating element 34b in it. It should be noted that a peripheral surface of the heat transfer cover 340 the heating surface 34a , as described above, and a temperature of the heating surface 34a increases when the heat transfer cover 340 through the heating element 34b is heated.
Die Wärmetransferabdeckung 340 und das Heizelement 34b sind in das Halteelement 35 in einer Einführrichtung A (einer lateralen Richtung in 2) durch ein Durchgangsloch 35c, welches in dem Halteelement 35 gebildet ist, eingeführt. Die Wärmetransferabdeckung 340 erstreckt sich in die Einführrichtung A und ist in eine zylindrische Form mit einer Bodenoberfläche gebildet. Die Einführrichtung A entspricht im Wesentlichen einer horizontalen Richtung, wenn die Reduktionsmittelzufuhrvorrichtung an einem Fahrzeug angebracht ist. In anderen Worten gesagt erstreckt sich eine Mittellinie Ch der Wärmetransferabdeckung 340 in der horizontalen Richtung (es sei Bezug genommen auf 1). Eine Länge der Wärmetransferabdeckung 340 in der Einführrichtung A, das heißt einer longitudinalen Richtung der Wärmetransferabdeckung 340 ist länger als diejenige in einer Richtung rechtwinklig zu der Einführrichtung A.The heat transfer cover 340 and the heating element 34b are in the holding element 35 in an insertion direction A (a lateral direction in FIG 2 ) through a through hole 35c , which in the holding element 35 is formed, introduced. The heat transfer cover 340 extends in the insertion direction A and is formed into a cylindrical shape having a bottom surface. The insertion direction A substantially corresponds to a horizontal direction when the reducing agent supply device is mounted on a vehicle. In other words, a center line Ch of the heat transfer cover extends 340 in the horizontal direction (refer to FIG 1 ). A length of the heat transfer cover 340 in the insertion direction A, that is, a longitudinal direction of the heat transfer cover 340 is longer than that in a direction perpendicular to the insertion direction A.
Ein Öffnungsabschnitt 36c ist an einer oberen Seite des Verdampfungsgehäuses 36 gebildet in der Injektor 33 ist über dem Öffnungsabschnitt 36c angeordnet. Der Injektor 33 weist eine Injektionsplatte beziehungsweise Einspritzplatte 33a auf, welche eine Mehrzahl von Einspritzlöchern D1, D2, D3 und D4 hat (es sei Bezug genommen auf die 3 und 4). Die Einspritzlöcher D1 bis D4 sind in der Mittellinie Ch der Wärmetransferabdeckung 340 angeordnet, um kollektiv beziehungsweise gemeinsam Kraftstoff entlang der Mittellinie Ch (das heißt der Einführrichtung A) zu sprühen, wie später beschrieben wird.An opening section 36c is on an upper side of the evaporation housing 36 formed in the injector 33 is over the opening section 36c arranged. The injector 33 has an injection plate or injection plate 33a which has a plurality of injection holes D1, D2, D3 and D4 (refer to FIGS 3 and 4 ). The injection holes D1 to D4 are in the center line Ch of the heat transfer cover 340 arranged to collectively fuel along the center line Ch (that is, the insertion direction A) to be sprayed, as will be described later.
Wie in 1 gezeigt ist, ist der Injektor 33 in das Halteelement 35 in einer Einführrichtung B durch das Durchgangsloch 35b eingeführt und wird durch das Durchgangsloch 35b gehalten. Der Injektor 33 hat eine gestreckte Form, welche sich in der Einführrichtung B erstreckt. Die Einführrichtung B entspricht einer Richtung einer Mittellinie Ci des Injektors 33, und die Einführrichtung B ist relativ zu der horizontalen Richtung abgewinkelt, wenn die Reduktionsmittelzufuhrvorrichtung an einem Fahrzeug angebracht ist. Das heißt, dass die Mittellinie Ch des elektrischen Heizers 34 und die Mittellinie Ci des Injektors 33 einander diagonal kreuzen.As in 1 shown is the injector 33 in the holding element 35 in an insertion direction B through the through hole 35b introduced and is through the through hole 35b held. The injector 33 has a stretched shape which extends in the insertion direction B. The insertion direction B corresponds to a direction of a center line Ci of the injector 33 and the insertion direction B is angled relative to the horizontal direction when the reductant supply device is mounted on a vehicle. That is, the center line Ch of the electric heater 34 and the center line Ci of the injector 33 Cross each other diagonally.
Wie in 4 gezeigt ist, erstreckt sich jedes Einspritzloch D1, D2, D3, D4 linear. Ein Querschnitt des Einspritzlochs D1, D2, D3, D4 hat eine kreisrunde Form und das Einspritzloch D1, D2, D3, D4 hat eine konstante Querschnittsfläche. Jede Mittellinie C1, C2, C3, C4 des Einspritzlochs D1, D2, D3, D4 ist relativ zu der Mittellinie Ci des Injektors 33 abgewinkelt. Kraftstoff in flüssiger Form (flüssiger Kraftstoff) wird durch jedes Einspritzloch D1, D2, D3, D4 gesprüht (vernebelt) und der gesprühte flüssige Kraftstoff verteilt sich in einer im Wesentlichen konusförmigen Form. In anderen Worten gesagt hat eine Sprühbahn des gesprühten flüssigen Kraftstoffs eine im Wesentlichen konusförmige Form, welche sich in einer Richtung weg von jedem Injektionsloch D1, D2, D3, D4 ausbreitet. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht eine Mittellinie der Sprühbahn des gesprühten flüssigen Kraftstoffs der Mittellinie C1, C2, C3, C4 jedes Einspritzlochs D1, D2, D3, D4. As in 4 is shown, each injection hole D1, D2, D3, D4 extends linearly. A cross section of the injection hole D1, D2, D3, D4 has a circular shape and the injection hole D1, D2, D3, D4 has a constant cross-sectional area. Each center line C1, C2, C3, C4 of the injection hole D1, D2, D3, D4 is relative to the center line Ci of the injector 33 angled. Liquid fuel (liquid fuel) is sprayed (atomized) through each injection hole D1, D2, D3, D4, and the sprayed liquid fuel is distributed in a substantially cone-shaped form. In other words, a spray path of the sprayed liquid fuel has a substantially cone-shaped shape that propagates in a direction away from each injection hole D1, D2, D3, D4. In the present embodiment, a center line of the spraying path of the sprayed liquid fuel corresponds to the center line C1, C2, C3, C4 of each injection hole D1, D2, D3, D4.
Der gesprühte flüssige Kraftstoff von den Einspritzlöchern D1 bis D4 tritt in die Verdampfungskammer 36a durch den Öffnungsabschnitt 36c ein und wird gegen die Heizoberfläche 34a gesprüht. Ein Kreuzungswinkel θ1, θ2, θ3, θ4, welcher zwischen der Mittellinie C1, C2, C3, C4 und der Heizoberfläche 34a gebildet ist, ist ein spitzer Winkel weniger als 90°. Genauer ist der Kreuzungswinkel θ1, θ2, θ3, θ4 als ein Winkel zwischen der Mittellinie C1, C2, C3, C4 und einer virtuellen horizontalen Oberfläche VS der Heizoberfläche 34a definiert, welche virtuell einen obersten Abschnitt der Heizoberfläche 34a berührt (es sei Bezug genommen auf 3).The sprayed liquid fuel from the injection holes D1 to D4 enters the evaporation chamber 36a through the opening section 36c one and gets against the heating surface 34a sprayed. A crossing angle θ1, θ2, θ3, θ4, which exists between the center line C1, C2, C3, C4 and the heating surface 34a is formed, an acute angle is less than 90 °. Specifically, the crossing angle θ1, θ2, θ3, θ4 is an angle between the center line C1, C2, C3, C4 and a virtual horizontal surface VS of the heating surface 34a which defines virtually a topmost portion of the heating surface 34a touched (it was referred to 3 ).
Wie in 5 gezeigt ist, ist jedes Einspritzloch D1, D2, D3, D4 an einer stromaufwärtigen Seite der Heizoberfläche 34a in der Einführrichtung A (das heißt der linken Seite in 5) positioniert. In anderen Worten gesagt sind die Einspritzlöcher D1 bis D4 nahe zu einem Basisende 34c der Heizoberfläche 34a positioniert, welche mit einem Heizerkörper verbunden ist (das heißt weg von einem Spitzenende 34d der Heizoberfläche 34a). Das Einspritzloch D1, welches an der obersten Strömungsseite des Injektors 33 in der Einführrichtung A positioniert ist (das heißt der am weitesten links befindlichen Seite in 5), sieht den Kreuzungswinkel θ1 vor, welcher einen maximalen Wert hat, und die Kreuzungswinkel θ2, θ3, θ4, welche jeweils den Einspritzlöchern D2, D3, D4 entsprechen, nehmen in dieser Reihenfolge in der Einführrichtung A ab. Die Einspritzlöcher D1 bis D4 sind über der Heizoberfläche 34a hinsichtlich der Schwerkraft angeordnet.As in 5 is shown, each injection hole D1, D2, D3, D4 is on an upstream side of the heating surface 34a in the insertion direction A (that is, the left side in FIG 5 ). In other words, the injection holes D1 to D4 are close to a base end 34c the heating surface 34a positioned, which is connected to a heater body (that is away from a tip end 34d the heating surface 34a ). The injection hole D1, which at the top stream side of the injector 33 is positioned in the insertion direction A (that is, the leftmost side in FIG 5 ), provides the crossing angle θ1 having a maximum value, and the crossing angles θ2, θ3, θ4 respectively corresponding to the injection holes D2, D3, D4 decrease in the insertion direction A in this order. The injection holes D1 to D4 are above the heating surface 34a arranged in terms of gravity.
Da der Kreuzungswinkel θ1, θ2, θ3, θ4 ein spitzer Winkel ist, erreicht der gesprühte flüssige Kraftstoff diagonal die Heizoberfläche 34a. Demnach hat, wie in 6 gezeigt ist, ein besprühter Bereich A1, A2, A3, A4 der Heizoberfläche 34a, auf welchen der flüssige Kraftstoff von jedem Einspritzloch D1, D2, D3, D4 gesprüht wird, eine elliptische Form mit einer längeren Achse entlang der Einführrichtung A. Die längere Achse des besprühten Bereichs A1, welche dem Kreuzungswinkel θ1 entspricht, ist die kürzeste Achse, und die längere Achse des besprühten Bereichs A2, A3, A4, welche jeweils dem Kreuzungswinkel θ2, θ3, θ4 entsprechen, nehmen in dieser Reihenfolge in der Einführrichtung A zu. In anderen Worten gesagt nimmt die längere Achse des besprühten Bereichs A1, A2, A3, A4 zu, wenn der Kreuzungswinkel θ1, θ2, θ3, θ4 abnimmt. Indes kann, wenn ein Durchmesser des Einspritzlochs D1, D2, D3, D4 zunimmt oder ein Abstand zwischen dem Einspritzloch D1, D2, D3, D4 und der Heizoberfläche 34a zunimmt, eine Fläche des besprühten Bereichs A1, A2, A3, A4 auch über einen Bereich der Heizoberfläche 34a hinaus zunehmen. Hinsichtlich dessen werden der Durchmesser des Einspritzlochs D1, D2, D3, D4 und der Abstand zwischen dem Einspritzloch D1, D2, D3, D4 und der Heizoberfläche 34a derart eingestellt, dass der besprühte Bereich A1, A2, A3, A4 innerhalb der Heizoberfläche 34a ist.Since the crossing angle θ1, θ2, θ3, θ4 is an acute angle, the sprayed liquid fuel diagonally reaches the heating surface 34a , Accordingly, as in 6 a sprayed area A1, A2, A3, A4 of the heating surface is shown 34a on which the liquid fuel is sprayed from each injection hole D1, D2, D3, D4 has an elliptic shape with a longer axis along the insertion direction A. The longer axis of the sprayed area A1 corresponding to the crossing angle θ1 is the shortest axis; and the longer axis of the sprayed area A2, A3, A4, which respectively correspond to the crossing angle θ2, θ3, θ4, increase in this direction in the insertion direction A. In other words, the longer axis of the sprayed area A1, A2, A3, A4 increases as the crossing angle θ1, θ2, θ3, θ4 decreases. Meanwhile, when a diameter of the injection hole D1, D2, D3, D4 increases or a distance between the injection hole D1, D2, D3, D4 and the heating surface 34a increases, a surface of the sprayed area A1, A2, A3, A4 also over a range of the heating surface 34a to increase. In view of this, the diameter of the injection hole D1, D2, D3, D4 and the distance between the injection hole D1, D2, D3, D4 and the heating surface become 34a set such that the sprayed area A1, A2, A3, A4 within the heating surface 34a is.
Der flüssige Kraftstoff, welcher in die Verdampfungskammer 36a strömt, wird durch den elektrischen Heizer 34 erwärmt und verdampft. Die Heizoberfläche 34a erwärmt den verdampften Kraftstoff weiter, um sich thermisch in Kohlenwasserstoff mit einer geringeren Kohlenstoffanzahl zu zersetzen, das heißt es tritt Cracking beziehungsweise Aufbrechen auf. Der Mikrocomputer 81 steuert die elektrische Zufuhr beziehungsweise elektrische Versorgung zu dem elektrischen Heizer 34 derart, dass Kraftstoff durch die Heizoberfläche 34a auf eine Temperatur erwärmt wird, bei welcher Dieselkraftstoff gecrackt werden kann (beispielsweise 350 bis 500 Grad Celsius). Da der Kraftstoff nach dem Cracking einen niedrigeren Siedepunkt hat, ist es relativ schwierig, den Kraftstoff in flüssige Form zu kondensieren. Der Kraftstoff, welcher verdampft und gecrackt ist, strömt von dem Verdampfungsgehäuse 36 durch mehrere Einspritzanschlüsse 36b aus, welche an einer Spitzen-Endoberfläche des Verdampfungsgehäuses 36 gebildet sind. Der verdampfte Kraftstoff von dem Einspritzanschluss 36b wird mit Luft, welche in die Mischkammer 31a durch den Spaltfreiraum CL eingeführt wird, gemischt und strömt dann in den Entladereaktor 20.The liquid fuel which enters the evaporation chamber 36a flows through the electric heater 34 heated and evaporated. The heating surface 34a further heats the vaporized fuel to thermally decompose into hydrocarbon having a smaller carbon number, that is, cracking occurs. The microcomputer 81 controls the electrical supply or electrical supply to the electric heater 34 such that fuel through the heating surface 34a is heated to a temperature at which diesel fuel can be cracked (for example, 350 to 500 degrees Celsius). Since the fuel has a lower boiling point after cracking, it is relatively difficult to condense the fuel into liquid form. The fuel, which is vaporized and cracked, flows from the vaporization housing 36 through several injection ports 36b off, which at a tip end surface of the evaporation housing 36 are formed. The vaporized fuel from the injection port 36b is mixed with air, which enters the mixing chamber 31a is introduced through the gap clearance CL, and then flows into the discharge reactor 20 ,
Der Injektor 33 und der elektrische Heizer 34 sind an dem Verdampfungsgehäuse 36 mit einem Dichtelement (nicht gezeigt) dazwischenliegend angeordnet. Demnach ist die Verdampfungskammer 36a mit Ausnahme der Einspritzanschlüsse 36b vollständig abgedichtet, wodurch ein Druck innerhalb der Verdampfungskammer 36a zunimmt, wenn der Kraftstoff verdampft wird. Der verdampfte Kraftstoff innerhalb der Verdampfungskammer 36a strömt in die Mischkammer 31a durch die Einspritzanschlüsse 36b bei dem hohen Druck innerhalb der Verdampfungskammer 36a aus.The injector 33 and the electric heater 34 are on the evaporation housing 36 with a sealing element (not shown) arranged therebetween. Accordingly, the evaporation chamber 36a with the exception of the injection ports 36b completely sealed, creating a pressure inside the evaporation chamber 36a increases when the fuel is evaporated. The vaporized fuel within the vaporization chamber 36a flows into the mixing chamber 31a through the injection ports 36b at the high pressure within the vaporization chamber 36a out.
Der flüssige Kraftstoff innerhalb des Kraftstofftanks 33t wird in den Injektor 33 durch eine Pumpe 33p zugeführt und wird dann durch die Einspritzlöcher D1 bis D4 des Injektors 33 eingespritzt, während ein Druck des flüssigen Kraftstoffs verringert wird. Als ein Ergebnis wird der flüssige Kraftstoff in die Verdampfungskammer 36a in vernebelter Form zugeführt. Der Injektor 33 kann eines von Beispielen eines ”Verneblers” sein, welcher Kraftstoff in flüssiger Form vernebelt. Der Injektor 33 kann Kraftstoff in vernebelter Form mit einem Durchmesser beispielsweise gleich oder geringer als 60 μm einspritzen. The liquid fuel inside the fuel tank 33t gets into the injector 33 through a pump 33p is fed and then through the injection holes D1 to D4 of the injector 33 injected while a pressure of the liquid fuel is reduced. As a result, the liquid fuel in the evaporation chamber 36a supplied in atomized form. The injector 33 may be one of examples of a "nebuliser" which nebulizes fuel in liquid form. The injector 33 may inject fuel in atomized form with a diameter, for example equal to or less than 60 microns.
Der Kraftstoff innerhalb des Kraftstofftanks 33t wird ebenso als Kraftstoff für die Verbrennung wie obenstehend angegeben, verwendet. Das heißt, dass der Kraftstoff in dem Kraftstofftank 33t allgemein für die Verbrennung der internen Verbrennungsmaschine 10 verwendet wird und als Reduktionsmittel verwendet wird. Der Injektor 33 hat ein Einspritzventil und das Ventil wird durch eine elektromagnetische Kraft durch ein elektromagnetisches Solenoid betätigt. Der Mikrocomputer 81 steuert die elektrische Leistungszufuhr zu dem elektromagnetischen Solenoid.The fuel inside the fuel tank 33t is also used as fuel for combustion as stated above. That is, the fuel in the fuel tank 33t generally for the combustion of the internal combustion engine 10 is used and used as a reducing agent. The injector 33 has an injection valve and the valve is actuated by an electromagnetic force by an electromagnetic solenoid. The microcomputer 81 controls the electric power supply to the electromagnetic solenoid.
Wenn eine Einspritzmenge des flüssigen Kraftstoffs in das Verdampfungsgehäuse 36 pro Einheitszeit größer ist als eine Verdampfungsmenge des flüssigen Kraftstoffs pro Einheitszeit, fällt der flüssige Kraftstoff auf der Heizoberfläche von dem besprühten Bereich A1, A2, A3, A4 durch die Schwerkraft ab. Als ein Ergebnis wird der flüssige Kraftstoff innerhalb des Verdampfungsgehäuses 36 gespeichert. In diesem Fall dient die Verdampfungskammer 36 als ein Speichertank beziehungsweise Vorratstank zum vorübergehenden Speichern des flüssigen Kraftstoffs bis der flüssige Kraftstoff verdampft wird. Die Kraftstoffeinspritzmenge durch die Einspritzlöcher D1 bis D4 wird jedoch derart gesteuert, dass eine Flüssigkeitsoberfläche des flüssigen Kraftstoffs, welcher innerhalb des Verdampfungsgehäuses 36 gespeichert ist, den Öffnungsabschnitt 36c nicht erreicht.When an injection amount of the liquid fuel in the evaporation housing 36 per unit time is greater than an evaporation amount of the liquid fuel per unit time, the liquid fuel on the heating surface of the sprayed area A1, A2, A3, A4 falls by gravity. As a result, the liquid fuel inside the evaporation housing 36 saved. In this case, the evaporation chamber is used 36 as a storage tank for temporarily storing the liquid fuel until the liquid fuel is vaporized. However, the fuel injection amount through the injection holes D1 to D4 is controlled such that a liquid surface of the liquid fuel flowing inside the evaporation case 36 is stored, the opening section 36c not reached.
Der verdampfte Kraftstoff wird mit Luft innerhalb der Mischkammer 31a gemischt und das gemischte Gas strömt durch eine Entladepassage 21a zwischen den Elektroden 21 des Entladereaktors 20 und wird dann in die Abgaspassage 10ex durch die Zufuhrpassage 24 zugeführt. Der Entladereaktor 20 erzeugt ein reformiertes Reduktionsmittel durch Oxidieren des Kraftstoffs (Kohlenwasserstoff), welcher innerhalb des gemischten Gases enthalten ist. Als Nächstes wird der Reaktionsvorgang der Erzeugung des reformierten Reduktionsmittels unter Bezugnahme auf 7 beschrieben werden.The vaporized fuel is mixed with air inside the mixing chamber 31a mixed and the mixed gas flows through a discharge passage 21a between the electrodes 21 of the unloading reactor 20 and then into the exhaust passage 10ex through the feed passage 24 fed. The unloading reactor 20 generates a reformed reducing agent by oxidizing the fuel (hydrocarbon) contained within the mixed gas. Next, the reaction process of producing the reformed reducing agent will be described with reference to FIG 7 to be discribed.
Wie durch (1) in 7 angezeigt ist, kollidiert ein Elektron, welches von der Elektrode 21 emittiert wird, mit Sauerstoffgas (einem Sauerstoffmolekül), das in dem gemischten Gas enthalten ist, und dann wird das Sauerstoffmolekül in aktiven Sauerstoff ionisiert (siehe (2) in 7). Als Nächstes reagiert der aktive Sauerstoff mit Kraftstoff in Gasform (das heißt Kohlenwasserstoff), welcher in dem gemischten Gas enthalten ist, und oxidiert den Kohlenwasserstoff teilweise (siehe (3) in 7). Als ein Ergebnis wird ein reformiertes Reduktionsmittel erzeugt (siehe (4) in 7). Eines von Beispielen des reformierten Reduktionsmittels kann ein teilweises Oxid sein, welches durch ein Oxidieren eines Teils von Kohlenwasserstoff mit einer Hydroxylgruppe (OH) oder einer Aldehydgruppe (CHO) erzeugt wird.As by ( 1 ) in 7 is displayed, an electron collides with the electrode 21 is emitted with oxygen gas (an oxygen molecule) contained in the mixed gas, and then the oxygen molecule is ionized into active oxygen (see ( 2 ) in 7 ). Next, the active oxygen reacts with fuel in gaseous form (ie, hydrocarbon) contained in the mixed gas and partially oxidizes the hydrocarbon (see ( 3 ) in 7 ). As a result, a reformed reducing agent is produced (see ( 4 ) in 7 ). One of examples of the reformed reducing agent may be a partial oxide produced by oxidizing a part of hydrocarbon having a hydroxyl group (OH) or an aldehyde group (CHO).
Der Entladereaktor 20 erzeugt aktiv Ozon, wie in 8 gezeigt ist, wenn der Injektor 33 eine Zufuhr von Kraftstoff in den Entladereaktor 20 stoppt. Das heißt, dass ein Elektron, welches von der Elektrode 21 emittiert wird, mit Sauerstoffgas (Sauerstoffmolekül), welches in den Entladereaktor 20 zugeführt wird, kollidiert (siehe (1) in 8). Demnach wird das Sauerstoffmolekül in aktiven Sauerstoff ionisiert (siehe (2) in 8). Und dann wird der aktive Sauerstoff mit den Sauerstoffmolekülen, welche in den Entladereaktor 20 geblasen werden, oxidiert (siehe (5) in 8).The unloading reactor 20 actively generates ozone, as in 8th shown when the injector 33 a supply of fuel into the discharge reactor 20 stops. That is, an electron, which comes from the electrode 21 is emitted, with oxygen gas (oxygen molecule), which in the discharge reactor 20 is fed collides (see ( 1 ) in 8th ). Accordingly, the oxygen molecule is ionized into active oxygen (see ( 2 ) in 8th ). And then the active oxygen with the oxygen molecules, which is in the discharge reactor 20 be blown, oxidized (see ( 5 ) in 8th ).
In Kürze ändert, wenn und elektrische Leistung den Elektroden 21 zugeführt wird und das Sauerstoffgas in den Entladereaktor 20 zugeführt wird, der Entladereaktor 20 Sauerstoffgas in einen Plasmazustand durch einen Glimmentladevorgang und die Sauerstoffmoleküle werden in den aktiven Sauerstoff ionisiert. Unter einer solchen Situation erzeugt, wenn Kraftstoff aus dem Verdampfungsgehäuse 36 durch die Einspritzanschlüsse 36b ausströmt, der Entladereaktor 20 ein reformiertes Reduktionsmittel durch ein teilweises Oxidieren des Kraftstoffs mit dem aktiven Sauerstoff. Wohingegen der Entladereaktor 20, wenn gestoppt ist dass Kraftstoff aus dem Verdampfungsgehäuse 36 durch die Einspritzanschlüsse 36b ausströmt, Ozon aus dem Sauerstoffgas mit dem aktiven Sauerstoff erzeugt. Das reformierte Reduktionsmittel (Aldehyd) oder das Ozon, welche innerhalb des Entladereaktors 20 erzeugt werden, strömen durch die Entladepassage 21a zwischen dem Paar der Elektroden 21 aufgrund des Blasdrucks durch die Luftpumpe 32p und werden dann in die Abgaspassage 10ex durch die Zufuhrpassage 24 zugeführt.Coming soon, if and electric power changes the electrodes 21 is fed and the oxygen gas in the discharge reactor 20 is fed, the discharge reactor 20 Oxygen gas in a plasma state by a glow discharge process and the oxygen molecules are ionized into the active oxygen. Under such a situation, when fuel is evacuated from the evaporator housing 36 through the injection ports 36b emanates, the discharge reactor 20 a reformed reducing agent by partially oxidizing the fuel with the active oxygen. Whereas the unloading reactor 20 when stopped is that fuel from the evaporator housing 36 through the injection ports 36b emanates, ozone generated from the oxygen gas with the active oxygen. The reformed reducing agent (aldehyde) or ozone, which is inside the discharge reactor 20 are generated, flow through the discharge passage 21a between the pair of electrodes 21 due to the blowing pressure through the air pump 32p and then into the exhaust passage 10ex through the feed passage 24 fed.
Der Mikrocomputer 81 der ECU 80 weist eine Speichereinheit auf, um Programme zu speichern, und eine zentrale Verarbeitungseinheit, welche eine arithmetische Verarbeitung gemäß den Programmen, welche in der Speichereinheit gespeichert sind, ausführt. Die ECU 80 steuert den Betrieb der internen Verbrennungsmaschine 10 basierend auf Erfassungswerten von Sensoren. Die Sensoren können einen Gaspedalsensor (nicht gezeigt), einen Maschinengeschwindigkeitssensor (nicht gezeigt), einen Drosselklappenöffnungssensor (nicht gezeigt), einen Ansaugluftdrucksensor (nicht gezeigt), einen Ansaugmengensensor 95, einen Abgastemperatursensor 96 oder dergleichen aufweisen.The microcomputer 81 the ECU 80 has a storage unit to store programs, and a central processing unit that performs arithmetic processing in accordance with the programs stored in the storage unit. The ECU 80 controls the operation of the internal combustion engine 10 based on detection values of sensors. The sensors may include an accelerator pedal sensor (not shown), a An engine speed sensor (not shown), a throttle opening sensor (not shown), an intake air pressure sensor (not shown), an intake amount sensor 95 , an exhaust gas temperature sensor 96 or the like.
Der Gaspedalsensor erfasst einen Niederdrückbetrag eines Gaspedals eines Fahrzeugs durch einen Fahrzeugführer. Der Maschinengeschwindigkeitssensor erfasst eine Drehgeschwindigkeit einer Ausgangswelle der internen Verbrennungsmaschine 10. Der Drosselklappenöffnungssensor erfasst einen Öffnungsbetrag des Drosselventils 13. Der Ansaugluftdrucksensor erfasst einen Druck der Ansaugpassage 10in an einer Position stromabwärts des Drosselventils 13. Der Ansaugmengensensor 95 erfasst eine Massenströmungsrate beziehungsweise Massenflussrate von Ansaugluft.The accelerator pedal sensor detects a depression amount of an accelerator pedal of a vehicle by a driver. The engine speed sensor detects a rotational speed of an output shaft of the internal combustion engine 10 , The throttle opening sensor detects an opening amount of the throttle valve 13 , The intake air pressure sensor detects a pressure of the intake passage 10in at a position downstream of the throttle valve 13 , The intake quantity sensor 95 detects a mass flow rate or mass flow rate of intake air.
Die ECU 80 steuert allgemein eine Menge und ein Injektionstiming von Kraftstoff für die Verbrennung, welcher von einem Kraftstoffinjektionsventil (nicht gezeigt) eingespritzt wird, gemäß einer Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle 10a und einer Maschinenlast der internen Verbrennungsmaschine 10. Weiterhin steuert die ECU 80 den Betrieb der Reduktionsmittelzufuhrvorrichtung basierend auf einer Abgastemperatur, welche durch den Abgastemperatursensor 96 erfasst wird. In anderen Worten gesagt schaltet der Mikrocomputer 81 zwischen der Erzeugung des reformierten Reduktionsmittels und der Erzeugung von Ozon durch ein wiederholtes Ausführen eines Vorgangs (das heißt eines Programms), wie in den 9 und 10 gezeigt ist, zu einer vorbestimmten Zeitdauer um. Der Vorgang startet, wenn ein Zündschalter angeschaltet wird und wird konstant ausgeführt, während die interne Verbrennungsmaschine 10 läuft.The ECU 80 In general, controls an amount and an injection timing of fuel for combustion, which is injected from a fuel injection valve (not shown), according to a rotational speed of the output shaft 10a and an engine load of the internal combustion engine 10 , Furthermore, the ECU controls 80 the operation of the reducing agent supply device based on an exhaust gas temperature, which by the exhaust gas temperature sensor 96 is detected. In other words, the microcomputer turns off 81 between the generation of the reformed reducing agent and the generation of ozone by repeatedly performing an operation (that is, a program) as in FIGS 9 and 10 is shown at a predetermined time. The process starts when an ignition switch is turned on and is kept running while the internal combustion engine is running 10 running.
Bei Schritt 10 der 9 betreibt der Mikrocomputer 81 die Luftpumpe 32p. Bei Schritt 11 wird elektrische Leistung an die Elektroden 21 angelegt und der Entladereaktor 20 startet, sich elektrisch zu entladen. Bei Schritt 12 wird bestimmt, ob eine Temperatur (aktuelle Temperatur) des Reduktionskatalysators (NOx-Katalysatortemperatur) der NOx-Reinigungsvorrichtung 15 niedriger ist als eine Aktivierungstemperatur des Reduktionskatalysators. Die NOx-Katalysatortemperatur wird abgeschätzt unter Verwendung einer Abgastemperatur, welche durch den Abgastemperatursensor 96 erfasst wird. Es sollte festgehalten werden, dass die Aktivierungstemperatur des Reduktionskatalysators eine Temperatur ist, bei welcher das reformierte Reduktionsmittel NOx durch den Reduktionsvorgang reinigen beziehungsweise aufbereiten kann.At step 10 of the 9 operates the microcomputer 81 the air pump 32p , At step 11 will electrical power to the electrodes 21 created and the unloading reactor 20 starts to discharge electrically. At step 12 It is determined whether a temperature (actual temperature) of the reduction catalyst (NOx catalyst temperature) of the NOx purification device 15 is lower than an activation temperature of the reduction catalyst. The NOx catalyst temperature is estimated using an exhaust temperature determined by the exhaust temperature sensor 96 is detected. It should be noted that the activation temperature of the reduction catalyst is a temperature at which the reformed reducing agent can purify NOx by the reduction process.
Wenn bestimmt wird, dass die NOx-Katalysatortemperatur niedriger ist als die Aktivierungstemperatur, wird ein Ozonerzeugungsflag bei Schritt 13 auf AN gesetzt. Das Ozonerzeugungsflag befiehlt, dass Ozon erzeugt wird, wie in 8 gezeigt ist. Im Gegensatz dazu wird, wenn bestimmt wird, dass die NOx-Katalysatortemperatur niedriger als die Aktivierungstemperatur ist, ein Reformierflag bei Schritt 14 auf AN gesetzt. Das Reformierflag befiehlt, dass das reformierte Reduktionsmittel erzeugt wird, wie in 7 gezeigt ist.When it is determined that the NOx catalyst temperature is lower than the activation temperature, an ozone generation flag at step 13 set to ON. The ozone generating flag commands ozone to be generated as in 8th is shown. In contrast, when it is determined that the NOx catalyst temperature is lower than the activation temperature, a reforming flag at step 14 set to ON. The reforming flag commands that the reformed reducing agent be generated as in 7 is shown.
Als Nächstes wird bestimmt, ob das Reformierflag bei Schritt 20 in 10 auf AN gesetzt ist. Wenn das Reformierflag nicht auf AN gesetzt ist, wird die elektrische Leistungsversorgung zu dem elektrischen Heizer 34 bei Schritt 21 gestoppt und der Injektor 33 wird gesteuert, um die Kraftstoffzufuhr bei Schritt 22 zu stoppen. Der Mikrocomputer 81, welcher Schritt 22 ausführt, kann eines von Beispielen einer ”Ozonsteuersektion” sein.Next, it is determined whether the reforming flag at step 20 in 10 is ON. When the reforming flag is not ON, the electric power supply becomes the electric heater 34 at step 21 stopped and the injector 33 is controlled to fuel the fuel at step 22 to stop. The microcomputer 81 which step 22 may be one of examples of an "ozone control section".
Indes wird, wenn das Reformierflag auf AN gesetzt ist, bei Schritt 23 eine benötigte Menge des reformierten Reduktionsmittels (benötigte Reduktionsmittelmenge) berechnet, welche für einen Reduziervorgang an der NOx-Reinigungsvorrichtung 15 pro Einheitszeit benötigt wird. Der Mikrocomputer 81, welcher Schritt 23 ausführt, kann eines von Beispielen einer ”Berechnungssektion für eine benötigte Menge” sein. Als Nächstes wird ein spezifisches Beispiel zum Berechnen der benötigten Reduktionsmittelmenge untenstehend beschrieben werden.Meanwhile, when the reforming flag is ON, at step 23 calculated a required amount of the reformed reducing agent (required amount of reducing agent), which for a reduction operation on the NOx purification device 15 per unit time is needed. The microcomputer 81 which step 23 may be one of examples of a "required quantity calculation section". Next, a specific example for calculating the required amount of reducing agent will be described below.
Anfänglich werden ein NOx-Konzentration in Abgas und eine Abgasmenge basierend auf einem Betriebszustand der internen Verbrennungsmaschine 10 wie beispielsweise einer Maschinenlast der internen Verbrennungsmaschine 10, einer Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle 10a, einer Einspritzmenge von Kraftstoff für die Verbrennung oder dergleichen berechnet. Als Nächstes wird eine NOx-Menge, welche in Abgas enthalten ist (NOx-Abgasmenge) basierend auf der NOx-Konzentration und der Abgasmenge, welche berechnet werden, berechnet. Weiterhin werden eine NOx-Menge, welche in der NOx-Reinigungsvorrichtung 15 adsorbiert ist (adsorbierte Nox-Menge), basierend auf der NOx-Abgasmenge, welche berechnet wird, eine reformierte Reduktionsmittelmenge, welche in die NOx-Reinigungsvorrichtung 15 zugeführt wird, und eine aufgezeichnete Historie der NOx-Katalysatortemperatur berechnet. Als Nächstes wird eine NOx-Gesamtmenge durch ein Addieren der adsorbierten NOx-Menge, welche berechnet wird, und der NOx-Abgasmenge zu dieser Zeit berechnet. Letztendlich wird eine benötigte Menge des reformierten Reduktionsmittels, welche nötig ist, um die NOx-Gesamtmenge zu reinigen, als die benötigte Reduktionsmittelmenge berechnet.Initially, a NOx concentration in exhaust gas and an exhaust gas amount based on an operating state of the internal combustion engine become 10 such as a machine load of the internal combustion engine 10 , a rotational speed of the output shaft 10a , an injection amount of fuel for combustion or the like. Next, an amount of NOx contained in exhaust gas (NOx exhaust gas amount) is calculated based on the NOx concentration and the exhaust gas amount that are calculated. Furthermore, an amount of NOx, which in the NOx purification device 15 is adsorbed (adsorbed NOx amount), based on the amount of NOx exhaust gas that is calculated, a reformed amount of reducing agent, which is in the NOx purification device 15 and a recorded history of the NOx catalyst temperature is calculated. Next, a total amount of NOx is calculated by adding the amount of adsorbed NOx that is calculated and the amount of NOx exhaust gas at that time. Finally, a required amount of the reformed reducing agent necessary to purify the total amount of NOx is calculated as the required amount of reducing agent.
Nachdem die benötigte Reduktionsmittelmenge bei Schritt 23 wie obenstehend berechnet ist, wird eine Zielheizertemperatur basierend auf dem benötigten Reduktionsmittel bei Schritt 24 berechnet. Genauer wird die Zielheizertemperatur derart eingestellt, dass die Zielheizertemperatur zunimmt, wenn die benötigte Reduktionsmittelmenge zunimmt. Eine untere Schranke beziehungsweise Grenze für die Zielheizertemperatur wird jedoch derart eingestellt, dass die Zielheizertemperatur nicht niedriger als eine Crack-Ermöglichungs-Temperatur ist, bei welcher ein Cracking auftreten kann.After the required amount of reducing agent in step 23 As calculated above, a target heater temperature based on the required reducing agent in step 24 calculated. More specifically, the target heater temperature is adjusted such that the target heater temperature increases as the amount of reducing agent required increases. However, a lower limit for the target heater temperature is set such that the target heater temperature is not lower than a crack enable temperature at which cracking may occur.
Nachdem die Zielheizertemperatur bei Schritt 24 berechnet ist, wird die elektrische Leistungszufuhr zu dem elektrischen Heizer 34 bei Schritt 25 derart gesteuert, dass eine Temperatur der Heizoberfläche 34a (Heizertemperatur) die Zielheizertemperatur wird. Beispielsweise wird die elektrische Leistungsversorgung durch ein Anpassen einer relativen Einschaltdauer beziehungsweise eines Tastverhältnisses einer Pulsbreite der Spannung, welche an den elektrischen Heizer 34 angelegt ist, gesteuert. Wenn Kraftstoff verdampft wird, wird verdampfte latente Wärme von der Heizoberfläche 34a freigesetzt. Demnach wird elektrische Leistung dem elektrischen Heizer 34 unter Berücksichtigung einer Abnahme in der Temperatur durch die verdampfte latente Wärme derart zugeführt, dass die Heizertemperatur die Zielheizertemperatur erreicht. Als Nächstes wird bei Schritt 26 eine Öffnungszeit des Injektors 33 gesteuert, um eine Kraftstoffeinspritzung derart auszuführen, dass eine Kraftstoffzufuhrmenge pro Einheitszeit die benötigte Reduktionsmittelmenge wird. Der Mikrocomputer 81, welcher Schritt 26 ausführt, kann eines von Beispielen einer ”Reformiersteuersektion” sein.After the target heater temperature at step 24 is calculated, the electric power supply to the electric heater 34 at step 25 controlled such that a temperature of the heating surface 34a (Heater temperature) becomes the target heater temperature. For example, the electric power supply is adjusted by adjusting a duty ratio of a pulse width of the voltage applied to the electric heater 34 is created, controlled. When fuel is evaporated, vaporized latent heat is released from the heating surface 34a released. Thus, electric power becomes the electric heater 34 in consideration of a decrease in temperature by the evaporated latent heat so supplied that the heater temperature reaches the target heater temperature. Next will be at step 26 an opening time of the injector 33 controlled to perform a fuel injection such that a fuel supply amount per unit time becomes the required amount of reducing agent. The microcomputer 81 which step 26 may be one of examples of a "reforming control" section.
Gemäß der Reduktionsmittelzuführvorrichtung der ersten Ausführungsform wird Kraftstoff in flüssiger Form durch den elektrischen Heizer 34 verdampft und dann in den Entladereaktor 20 zugeführt. Demnach kann der Kraftstoff reformiert werden, während unterdrückt wird, dass der Kraftstoff an den Elektroden 21 anhaftet. Zusätzlich bildet die Mittellinie C1, C2, C3, C4 der Sprühbahn des Kraftstoffes, welcher durch das Einspritzloch D1, D2, D3, D4 eingespritzt wird, und die Heizoberfläche 34a des elektrischen Heizers 34 den Kreuzungswinkel θ1, θ2, θ3, θ4, geringer als 90° (das heißt einen spitzen Winkel). Demnach nimmt eine besprühte Fläche des Kraftstoffs auf der Heizoberfläche 34a zu, verglichen zu dem Fall, in welchem der Kreuzungswinkel ein rechter Winkel ist. Beispielsweise hätte der besprühte Bereich A1, A2, A3, A4 eine kreisförmige Form, wenn der Kreuzungswinkel θ1, θ2, θ3, θ4 ein rechter Winkel ist. Indes hat der besprühte Bereich A1, A2, A3, A4 die elliptische Form, welche sich entlang einer Einspritzrichtung des Kraftstoffes ausdehnt durch ein Einstellen des Kreuzungswinkels θ1, θ2, θ3, θ4 auf einen spitzen Winkel. Demnach wird das Erwärmen des Reduktionsmittels durch die Heizoberfläche 34a in der vorliegenden Ausführungsform beschleunigt, wodurch das Reduktionsmittel in flüssiger Form schnell verdampft werden kann. Demnach ist es möglich, zu unterdrücken, dass der Kraftstoff an den Elektroden 21 anhaftet, während der Kraftstoff reformiert wird, und demnach kann die Antwortverzögerung von dem Einspritztiming des Kraftstoffs in den Entladereaktor 20 zum Zufuhrtiming des Kraftstoffs (des reformierten Reduktionsmittels) in die Abgaspassage 10ex verkürzt werden.According to the reducing agent supply device of the first embodiment, fuel in liquid form is passed through the electric heater 34 evaporated and then into the discharge reactor 20 fed. Thus, the fuel can be reformed while suppressing the fuel at the electrodes 21 adheres. In addition, the center line C1, C2, C3, C4 forms the spray path of the fuel injected through the injection hole D1, D2, D3, D4 and the heating surface 34a of the electric heater 34 the crossing angle θ1, θ2, θ3, θ4, less than 90 ° (that is, an acute angle). Thus, a sprayed area of the fuel on the heating surface increases 34a compared to the case where the crossing angle is a right angle. For example, the sprayed area A1, A2, A3, A4 would have a circular shape if the crossing angle θ1, θ2, θ3, θ4 is a right angle. Meanwhile, the sprayed area A1, A2, A3, A4 has the elliptical shape expanding along an injection direction of the fuel by setting the crossing angle θ1, θ2, θ3, θ4 at an acute angle. Thus, the heating of the reducing agent by the heating surface 34a accelerated in the present embodiment, whereby the reducing agent can be rapidly evaporated in liquid form. Accordingly, it is possible to suppress the fuel at the electrodes 21 is adhered while the fuel is being reformed, and thus the response delay may be from the injection timing of the fuel into the discharge reactor 20 for feeding timing of the fuel (the reformed reducing agent) into the exhaust gas passage 10ex be shortened.
Weiterhin ist der elektrische Heizer 34 in das Durchgangsloch 35c, welches in dem Halteelement 35 gebildet ist, eingeführt, und die Heizoberfläche 34a erstreckt sich in der Einführungsrichtung A des elektrischen Heizers 34. Demnach ist es notwendig, einen Raum zwischen dem elektrischen Heizer 34 und dem Halteelement 35 um das Durchgangsloch 35c herum abzudichten. Während es für das Durchgangsloch 35c bevorzugenswert sein mag, einen kleinen Öffnungsbereich beziehungsweise eine kleine Öffnungsfläche zum Verkürzen einer Dichtlänge zu haben, kann es für den elektrischen Heizer 34 vorzuziehen sein, die Heizoberfläche 34a mit einer großen Fläche für die schnelle Verdampfung zu haben.Furthermore, the electric heater 34 in the through hole 35c , which in the holding element 35 is formed, inserted, and the heating surface 34a extends in the insertion direction A of the electric heater 34 , Accordingly, it is necessary to have a space between the electric heater 34 and the holding element 35 around the through hole 35c seal around. While it is for the through hole 35c may be preferable to have a small opening area or a small opening area for shortening a sealing length, it may be for the electric heater 34 be preferable to the heating surface 34a to have a large area for rapid evaporation.
In Hinsicht darauf hat die Heizoberfläche 34a gemäß der ersten Ausführungsform die Form, welche sich in der Einführrichtung A erstreckt. Demnach kann die Fläche der Heizoberfläche 34a vergrößert werden, ohne die Öffnungsfläche beziehungsweise den Öffnungsbereich des Durchgangslochs 35c zu vergrößern. Weiterhin ist der Injektor 33 derart angeordnet, dass die Mittellinie C1, C2, C3, C4 relativ zu der Einführrichtung A abgewinkelt ist. Demnach entspricht eine Ausdehnungsrichtung der besprühten Fläche des Kraftstoffs der Einführrichtung A, das heißt der Erstreckungsrichtung der Heizoberfläche 34a. Demnach nimmt ein Bereich der Heizoberfläche 34a, an welchem der gesprühte Kraftstoff nicht anhaftet, ab und demnach kann die Heizoberfläche 34a, welche sich in der Einführrichtung A erstreckt, effektiv zum Verdampfen des Kraftstoffs verwendet werden.In terms of this, the heating surface has 34a According to the first embodiment, the shape which extends in the insertion direction A. Accordingly, the area of the heating surface 34a be enlarged, without the opening area or the opening area of the through hole 35c to enlarge. Furthermore, the injector 33 arranged such that the center line C1, C2, C3, C4 is angled relative to the insertion direction A. Accordingly, an extension direction of the sprayed surface of the fuel corresponds to the insertion direction A, that is, the extending direction of the heating surface 34a , Accordingly, an area of the heating surface increases 34a to which the sprayed fuel does not adhere, and hence the heating surface 34a which are in the insertion direction A, effectively used to vaporize the fuel.
Weiterhin hat der Injektor 33 eine Mehrzahl der Einspritzlöcher D1 bis D4, welche entlang der Einführrichtung A des elektrischen Heizers 34 angeordnet sind. Demnach kann, obwohl die Sprühbahn des Kraftstoffs die konische Form durch ein Bilden des Einspritzloches D1, D2, D3, D4 in die kreisförmige Form hat, die besprühte Fläche A1, A2, A3, A4 in der Einführrichtung A vergrößert werden. Demnach wird ein Bohrvorgang zum Bilden von Einspritzlöchern, welche eine nicht kreisförmige Form haben, nicht benötigt. Weiterhin kann, da der Bereich der Heizoberfläche 34a, an welchem der gesprühte Kraftstoff nicht anhaftet, aufgrund der vergrößerten besprühten Fläche A1, A2, A3, A4 abnimmt, die Heizoberfläche 34a, welche sich in der Einführrichtung A erstreckt, effektiv zum Verdampfen des Kraftstoffs verwendet werden.Furthermore, the injector has 33 a plurality of the injection holes D1 to D4, which are along the insertion direction A of the electric heater 34 are arranged. Thus, although the spray path of the fuel has the conical shape by forming the injection hole D1, D2, D3, D4 in the circular shape, the sprayed area A1, A2, A3, A4 in the insertion direction A can be increased. Thus, a drilling operation for forming injection holes having a non-circular shape is not needed. Furthermore, since the area of the heating surface 34a to which the sprayed fuel does not adhere decreases due to the increased sprayed area A1, A2, A3, A4, the heating surface 34a which extends in the insertion direction A can be used effectively for vaporizing the fuel.
Wenn flüssiger Kraftstoff, welcher von dem Injektor 33 eingespritzt wird, an den Elektroden 21 anhaftet, kann es schwierig sein, den reformierten Kraftstoff in die Abgaspassage 10ex zu einem erwünschten Timing beziehungsweise Zeitpunkt zuzuführen. Beispielsweise kann aufgrund der Anhaftung von flüssigem Kraftstoff an den Elektroden 21 eine Verzögerung bei der Zufuhr des reformierten Reduktionsmittels auftreten, oder das reformierte Reduktionsmittel kann unerwarteterweise in die Abgaspassage 10ex zugeführt werden. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform jedoch erwärmt und verdampft der elektrische Heizer 34 den flüssigen Kraftstoff, welcher von dem Injektor 33 eingespritzt wird. Demnach kann eine Anhaftung von flüssigem Kraftstoff an den Elektroden 21 unterdrückt werden, wodurch Nachteile, welche obenstehend beschrieben sind, vermeidbar sein können.When liquid fuel coming from the injector 33 is injected at the electrodes 21 attached, it can be difficult to reform the fuel into the exhaust passage 10ex at a desired timing or time. For example, due to the attachment of liquid fuel to the electrodes 21 a delay in the supply of the reformed reducing agent may occur, or the reformed reducing agent may unexpectedly enter the exhaust passage 10ex be supplied. However, according to the present embodiment, the electric heater heats and vaporizes 34 the liquid fuel coming from the injector 33 is injected. Thus, an adhesion of liquid fuel to the electrodes 21 can be suppressed, whereby disadvantages, which are described above, can be avoided.
Weiterhin weist die Reduktionsmittelzufuhrvorrichtung den Entladereaktor 20 auf, welcher Sauerstoffgas in aktiven Sauerstoff durch den elektrischen Entladevorgang ionisiert, und den Injektor 33, welcher Kraftstoff in den Entladereaktor 20 zuführt. Der Mikrocomputer 81 dient als die Ozonsteuersektion bei Schritt 22 in 10 und die Reformiersteuersektion bei Schritt 26 in 10. Demnach wird Ozon erzeugt, wenn die Ozonsteuersektion den Injektor 33 steuert, um die Kraftstoffzufuhr in den Entladereaktor 20 zu stoppen, während das reformierte Reduktionsmittel erzeugt wird, wenn die Reformiersteuersektion den Injektor 33 steuert, um Kraftstoff in den Entladereaktor 20 zuzuführen, wo der Kraftstoff durch den aktiven Sauerstoff oxidiert (reformiert) wird. Demzufolge kann der Entladereaktor sowohl das Reduktionsmittel reformieren als auch das Ozon erzeugen.Furthermore, the reducing agent supply device has the discharge reactor 20 which ionizes oxygen gas into active oxygen by the electric discharge, and the injector 33 , which fuel in the discharge reactor 20 supplies. The microcomputer 81 serves as the ozone control section at step 22 in 10 and the reforming control section at step 26 in 10 , Thus, ozone is generated when the ozone control section is the injector 33 controls the fuel supply to the unloading reactor 20 to stop while the reformed reducing agent is generated when the reforming control section the injector 33 controls to fuel in the unloading reactor 20 where the fuel is oxidized (reformed) by the active oxygen. As a result, the discharge reactor can both reform the reducing agent and generate the ozone.
Wenn der Betrieb zu der Ozonerzeugung von der Erzeugung von reformiertem Reduktionsmittel mit Kraftstoff in flüssiger Form, welcher an die Elektroden 21 anhaftet, geändert wird, kann der anhaftende Kraftstoff verdampft werden und in Gasform innerhalb der Entladepassage 21a existieren, auch nach dem Stoppen der Kraftstoffzufuhr. Als ein Ergebnis kann der Kraftstoff in Gasform mit dem aktiven Sauerstoff reagieren, welcher durch die elektrische Entladung erzeugt wird, und demnach kann das reformierte Reduktionsmittel erzeugt werden, was zu einer Verringerung der Erzeugung von Ozon führt. In der vorliegenden Ausführungsform jedoch kann, da das Anhaften des Kraftstoffs an den Elektroden 21 wie obenstehend beschrieben unterdrückt werden kann, die Erzeugung des reformierten Reduktionsmittels während der Ozonerzeugung unterdrückt werden.When the operation for ozone generation from the production of reformed reducing agent with fuel in liquid form, which to the electrodes 21 is attached, the adhering fuel may be vaporized and in gaseous form within the discharge passage 21a exist even after stopping the fuel supply. As a result, the fuel can react in gas form with the active oxygen generated by the electric discharge, and thus the reformed reducing agent can be generated, resulting in a reduction of the generation of ozone. However, in the present embodiment, since the adhesion of the fuel to the electrodes 21 As described above, the generation of the reformed reducing agent during ozone generation can be suppressed.
Weiterhin hat der Reduktionskatalysator in der vorliegenden Ausführungsform eine Adsorptivität, um NOx zu adsorbieren. Demnach wird, wenn Ozon, welches in dem Entladereaktor 20 erzeugt wird, in die Abgaspassage 10ex zugeführt wird, NO, welches in Abgas enthalten ist, in NO2 oxidiert, welches leicht durch den Reduktionskatalysator adsorbiert wird. Demnach kann das Ozon, welches in dem Entladereaktor 20 erzeugt wird, zum Verbessern der Adsorptivität des Reduktionskatalysators verwendet werden, um NOx zu adsorbieren.Further, the reduction catalyst in the present embodiment has adsorptivity to adsorb NOx. Thus, when ozone is present in the discharge reactor 20 is generated in the exhaust passage 10ex NO, which is contained in exhaust gas, is oxidized into NO 2 , which is easily adsorbed by the reduction catalyst. Thus, the ozone which is in the discharge reactor 20 is used to improve the adsorptivity of the reduction catalyst to adsorb NOx.
Weiterhin wird in der vorliegenden Ausführungsform Ozon erzeugt, wenn eine Temperatur des Reduktionskatalysators niedriger als die Aktivierungstemperatur ist, und das reformierte Reduktionsmittel wird erzeugt, wenn eine Temperatur des Reduktionskatalysators gleich oder höher als die Aktivierungstemperatur ist. Demnach wird unterbunden, dass das reformierte Reduktionsmittel in die Abgaspassage 10ex zugeführt wird, wenn eine Temperatur des Reduktionskatalysators bei einer niedrigen Temperatur ist, bei welcher der Reduktionskatalysator Nox nicht reduzieren kann. Weiterhin wird unter der niedrigen Temperatur des Reduktionskatalysators Ozon in die Abgaspassage 10ex zugeführt, um NO in NO2 zu oxidieren, welches leicht durch den Reduktionskatalysator adsorbiert wird. Demnach kann unterdrückt werden, dass NOx aus der NOx-Reinigungsvorrichtung 15 ausströmt, ohne bei einer niedrigen Temperatur gereinigt zu werden.Further, in the present embodiment, ozone is generated when a temperature of the reduction catalyst is lower than the activation temperature, and the reformed reducing agent is generated when a temperature of the reduction catalyst is equal to or higher than the activation temperature. Accordingly, it is prevented that the reformed reducing agent in the exhaust passage 10ex is supplied when a temperature of the reduction catalyst is at a low temperature at which the reduction catalyst Nox can not reduce. Further, under the low temperature of the reduction catalyst, ozone becomes in the exhaust gas passage 10ex to oxidize NO into NO 2 , which is readily adsorbed by the reduction catalyst. Thus, it can be suppressed that NOx from the NOx purification device 15 flows out without being cleaned at a low temperature.
Im Allgemeinen kann Ozon leicht zersetzt werden, wenn eine Temperatur von Ozon zunimmt. In der vorliegenden Ausführungsform jedoch wird Ozon in die Abgaspassage 10ex nur bei der niedrigen Temperatur wie obenstehend beschrieben zugeführt und nicht bei einer Temperatur höher als der niedrigen Temperatur zugeführt. Demnach kann unterdrückt werden, dass Ozon, welches in die Abgaspassage 10ex zugeführt wird, thermisch durch Wärme beziehungsweise Hitze von Abgas in der Abgaspassage 10ex zersetzt wird.In general, ozone can be easily decomposed when a temperature of ozone increases. However, in the present embodiment, ozone becomes the exhaust gas passage 10ex supplied only at the low temperature as described above and not supplied at a temperature higher than the low temperature. Thus it can be suppressed that ozone, which enters the exhaust passage 10ex is supplied thermally by heat or heat of exhaust gas in the exhaust passage 10ex is decomposed.
Weiterhin wird in der vorliegenden Ausführungsform atmosphärische Luft als Sauerstoffgas verwendet, welches wenigstens Sauerstoff aufweist, und die atmosphärische Luft wird in den Entladereaktor 20 durch die Luftpumpe 32p zugeführt. Demnach kann Sauerstoffgas, welches eine höhere Sauerstoffkonzentration hat, in den Entladereaktor 20 zugeführt werden verglichen mit dem Fall, beispielsweise, in dem Abgas der internen Verbrennungsmaschine 10 als Sauerstoffgas verwendet wird.Furthermore, in the present embodiment, atmospheric air is used as the oxygen gas having at least oxygen, and the atmospheric air is discharged into the discharge reactor 20 through the air pump 32p fed. Thus, oxygen gas having a higher oxygen concentration can be introduced into the discharge reactor 20 compared with the case, for example, in the exhaust gas of the internal combustion engine 10 is used as oxygen gas.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird Kraftstoff in den Entladereaktor 20 zugeführt, nachdem er durch den elektrischen Heizer 34 gecrackt ist, und der Kraftstoff wird teilweise mit Sauerstoffgas oxidiert, welches durch den Entladereaktor 20 ionisiert ist, wodurch das reformierte Reduktionsmittel erzeugt wird. Demnach wird, da ein Siedepunkt abnimmt, wenn das Cracking voranschreitet, unterdrückt, dass verdampfter Kraftstoff in flüssige Form von der Gasform zurückkehrt, auch wenn der verdampfte Kraftstoff durch das Sauerstoffgas gekühlt wird. Als ein Ergebnis kann unterdrückt werden, dass der verdampfte Kraftstoff kondensiert und an den Elektroden 21 anhaftet.According to the present embodiment, fuel is introduced into the discharge reactor 20 fed after passing through the electric heater 34 is cracked, and the fuel is partially oxidized with oxygen gas, which by the Entladereaktor 20 is ionized, whereby the reformed reducing agent is generated. Thus, as a boiling point decreases as cracking progresses, vaporized fuel in liquid form is suppressed from returning to the gaseous form even though the evaporated fuel is cooled by the oxygen gas. As a result, it can be suppressed that the vaporized fuel condenses and the electrodes 21 adheres.
Weiterhin weist die Reduktionsmittelzufuhrvorrichtung den Injektor 33 auf, welcher Kraftstoff in flüssiger Form vernebelt und dem elektrischen Heizer 34 zuführt. Demnach kann die Zeit, welche zum Verdampfen und zum Cracken von Kraftstoff in flüssiger Form durch den elektrischen Heizer 34 benötigt wird, verkürzt werden. Demzufolge kann das reformierte Reduktionsmittel unmittelbar der Abgaspassage 10ex zugeführt werden.Furthermore, the reducing agent supply device has the injector 33 on which fuel is atomized in liquid form and the electric heater 34 supplies. Thus, the time taken to evaporate and crack fuel in liquid form by the electric heater 34 is needed, be shortened. As a result, the reformed reductant can immediately pass the exhaust passage 10ex be supplied.
(Zweite Ausführungsform)Second Embodiment
In der oben beschriebenen Ausführungsform, wie sie in 3 gezeigt ist, hat der elektrische Heizer 34 die Wärmetransferabdeckung 340 mit einer zylindrischen Form. Demnach hat ein Abschnitt der Heizoberfläche 34a, auf welchen Kraftstoff gesprüht wird (das heißt die besprühten Bereiche A1 bis A4) eine kreisförmige Bogenform, welche nach oben hin hervorsteht. Indes hat in der zweiten Ausführungsform, wie sie in 11 gezeigt ist, eine Wärmetransferabdeckung 341 eines elektrischen Heizers 34p eine Quadratpol-Form (square pole shape) und ein Einführloch für das Heizelement 34b ist innerhalb der Wärmetransferabdeckung 341 gebildet. Die Heizoberfläche 34a hat eine Oberfläche (obere Oberfläche) 341, welche den Einspritzlöchern D1 bis D4 zugewandt ist und die besprühten Bereiche A1 bis A4, auf welche Kraftstoff in flüssiger Form gesprüht wird, haben eine flache Form, welche sich in der horizontalen Richtung erstreckt. Es sollte angemerkt werden, dass ein Pfeil in 11 die vertikale Richtung anzeigt, wenn die Reduktionsmittelzufuhrvorrichtung an einem Fahrzeug angebracht ist.In the embodiment described above, as in 3 shown has the electric heater 34 the heat transfer cover 340 with a cylindrical shape. Thus, a section of the heating surface 34a on which fuel is sprayed (that is, the sprayed areas A1 to A4), a circular arc shape protruding upward. However, in the second embodiment, as in 11 shown is a heat transfer cover 341 an electric heater 34p a square pole shape and an insertion hole for the heating element 34b is inside the heat transfer cover 341 educated. The heating surface 34a has a surface (upper surface) 341 which faces the injection holes D1 to D4 and the sprayed portions A1 to A4 to which fuel in liquid form is sprayed have a flat shape extending in the horizontal direction. It should be noted that an arrow in 11 indicates the vertical direction when the reductant supply device is mounted on a vehicle.
In der oben beschriebenen Ausführungsform, wie sie in 3 gezeigt ist, kann, da die Heizoberfläche 34a die kreisförmige Bogenform hat, welche nach oben hervorsteht, der flüssige Kraftstoff, welcher an der Heizoberfläche 34a anhaftet, entlang der Heizoberfläche 34a in der Umfangsrichtung strömen und von der Heizoberfläche 34a durch Schwerkraft abfallen. Gemäß der zweiten Ausführungsform, wie sie in 11 gezeigt ist, hat jedoch die Oberfläche 341a, welche die besprühten Bereiche A1 bis A4 hat, eine flache Form, welche sich in der horizontalen Richtung erstreckt. Demnach kann unterdrückt werden, dass der flüssige Kraftstoff, welcher an der Oberfläche 341a anhaftet, entlang der Oberfläche 341a in einer Kurzlängenrichtung (das heißt einer lateralen Richtung in 11) der Heizoberfläche 34a strömt und von der Oberfläche 341a durch Schwerkraft abfällt. Demnach kann die Verdampfung des flüssigen Kraftstoffes beschleunigt werden.In the embodiment described above, as in 3 can be shown, since the heating surface 34a the circular arc shape projecting upwards has the liquid fuel flowing on the heating surface 34a adheres, along the heating surface 34a in the circumferential direction and from the heating surface 34a fall off by gravity. According to the second embodiment, as in 11 is shown, however, has the surface 341a having the sprayed areas A1 to A4, a flat shape extending in the horizontal direction. Thus, it can be suppressed that the liquid fuel flowing on the surface 341a adheres, along the surface 341a in a short-length direction (that is, a lateral direction in FIG 11 ) of the heating surface 34a flows and from the surface 341a falls by gravity. Accordingly, the evaporation of the liquid fuel can be accelerated.
(Dritte Ausführungsform)Third Embodiment
12 veranschaulicht eine Wärmetransferabdeckung 342 eines elektrischen Heizers 34q gemäß der dritten Ausführungsform. Ein ausgesparter Abschnitt 342a ist an einem Abschnitt der Heizoberfläche 34a gebildet, welcher die besprühten Bereiche A1 bis A4 hat. Es sollte angemerkt werden, dass ein Pfeil in 12 die vertikale Richtung anzeigt, wenn die Reduktionsmittelzufuhrvorrichtung an einem Fahrzeug angebracht ist. 12 illustrates a heat transfer cover 342 an electric heater 34q according to the third embodiment. A recessed section 342a is at a section of the heating surface 34a formed, which has the sprayed areas A1 to A4. It should be noted that an arrow in 12 indicates the vertical direction when the reductant supply device is mounted on a vehicle.
Gemäß der dritten Ausführungsform kann, da der ausgesparte Abschnitt 342a an der Heizoberfläche 34a gebildet ist, unterdrückt werden, dass Kraftstoff, welcher an den besprühten Bereichen A1 bis A4 anhaftet, entlang der Heizoberfläche 34a in einer Kurzlängenrichtung (das heißt einer lateralen Richtung in 12) der Heizoberfläche 34a strömt beziehungsweise fließt und von der Heizoberfläche 34a durch Schwerkraft abfällt. Demnach kann die Verdampfung des flüssigen Kraftstoffes beschleunigt werden.According to the third embodiment, since the recessed portion 342a on the heating surface 34a is formed, are suppressed that fuel, which adheres to the sprayed areas A1 to A4, along the heating surface 34a in a short-length direction (that is, a lateral direction in FIG 12 ) of the heating surface 34a flows or flows and from the heating surface 34a falls by gravity. Accordingly, the evaporation of the liquid fuel can be accelerated.
(Vierte Ausführungsform)Fourth Embodiment
13 veranschaulicht eine Wärmetransferabdeckung 343 eines elektrischen Heizers 34r gemäß der vierten Ausführungsform. Eine Mehrzahl von ausgesparten Abschnitten 343a sind an einem Abschnitt der Heizoberfläche 34a gebildet, welche die besprühten Bereiche A1 bis A4 hat derart, dass die Heizoberfläche 34a in eine ausgespart-hervorstehende-Form gebildet ist. Es sollte festgehalten werden, dass ein Pfeil in 13 die vertikale Richtung anzeigt, wenn die Reduktionsmittelzufuhrvorrichtung an einem Fahrzeug angebracht ist. 13 illustrates a heat transfer cover 343 an electric heater 34r according to the fourth embodiment. A plurality of recessed sections 343a are on a section of the heating surface 34a formed, which has the sprayed areas A1 to A4 such that the heating surface 34a is formed in a recessed-protruding shape. It should be noted that an arrow in 13 indicates the vertical direction when the reductant supply device is mounted on a vehicle.
Gemäß der vierten Ausführungsform kann, da die ausgesparten Abschnitte 343a an einem Abschnitt der Heizoberfläche 34a gebildet sind, unterdrückt werden, dass Kraftstoff, welcher an den besprühten Bereichen A1 bis A4 anhaftet, entlang der Heizoberfläche 34a in einer Kurzlängenrichtung (das heißt einer lateralen Richtung in 13) der Heizoberfläche 34a fließt beziehungsweise strömt und von der Heizoberfläche 34a durch Schwerkraft abfällt. Weiterhin kann, da eine Oberflächenfläche der Heizoberfläche 34a durch ein Bilden der Mehrzahl von ausgesparten Abschnitten 343a erhöht wird, die Verdampfung des flüssigen Kraftstoffs weiterhin beschleunigt werden.According to the fourth embodiment, since the recessed portions 343a on a section of the heating surface 34a are formed, are suppressed that fuel, which adheres to the sprayed areas A1 to A4, along the heating surface 34a in a short-length direction (that is, a lateral direction in FIG 13 ) of the heating surface 34a flows or flows and from the heating surface 34a falls by gravity. Furthermore, since a surface area of the heating surface 34a by forming the plurality of recessed sections 343a is increased, the evaporation of the liquid fuel continues to be accelerated.
(Andere Ausführungsformen) Other Embodiments
In der oben beschriebenen Ausführungsform, wie sie in 3 gezeigt ist, können, obwohl die mehreren Einspritzlöcher D1 bis D4 derart angeordnet sind, sodass sie eine einzelne Linie bilden, die mehreren Einspritzlöcher angeordnet sein, sodass sie mehrere Linien bilden, oder ein einzelnes Einspritzloch kann in dem Injektor 33 gebildet sein. Es ist nicht notwendigerweise auf die Konfiguration beschränkt, dass all die Kreuzungswinkel θ1 bis θ4 spitze Winkel sind, solange wenigstens ein Kreuzungswinkel ein spitzer Winkel ist. Obwohl die Heizoberfläche 34a derart gebildet ist, dass der Kraftstoff innerhalb der Heizoberfläche 34a in der Ausführungsform, wie sie in 6 gezeigt ist, versprüht wird, kann die Heizoberfläche 34a derart gebildet sein, dass der Kraftstoff über die Heizoberfläche 34a hinaus gesprüht wird.In the embodiment described above, as in 3 As shown, although the plurality of injection holes D1 to D4 are arranged to form a single line, the plurality of injection holes may be arranged to form a plurality of lines, or a single injection hole may be formed in the injector 33 be formed. It is not necessarily limited to the configuration that all the crossing angles θ1 to θ4 are acute angles as long as at least one crossing angle is an acute angle. Although the heating surface 34a is formed such that the fuel within the heating surface 34a in the embodiment as shown in 6 shown is sprayed, the heating surface can 34a be formed such that the fuel over the heating surface 34a is sprayed out.
In der oben beschriebenen Ausführungsform, wie sie in 5 gezeigt ist, ist der Injektor 33 nahe zu dem Basisende 34c der Heizoberfläche 34a in der Einführrichtung A (das heißt der linken Seite in 5) positioniert, und die Mittellinie C1, C2, C3, C4 ist relativ zu der Heizoberfläche 34a in Richtung des Spitzenendes 34d der Heizoberfläche 34a abgewinkelt. Der Injektor 33 kann jedoch nahe zu dem Spitzenende 34d der Heizoberfläche 34a in der Einführrichtung A (das heißt der rechten Seite in 5) positioniert sein, und die Mittellinie C1, C2, C3, C4 kann relativ zu der Heizoberfläche 34a in Richtung des Basisendes 34c der Heizoberfläche 34a abgewinkelt sein. Weiterhin kann, obwohl die Heizoberfläche 34a sich in der Einführrichtung in der oben beschriebenen Ausführungsform, wie sie in 5 gezeigt ist, erstreckt, die Heizoberfläche 34a eine Form haben, welche sich nicht in einer Richtung erstreckt.In the embodiment described above, as in 5 shown is the injector 33 close to the base end 34c the heating surface 34a in the insertion direction A (that is, the left side in FIG 5 ), and the center line C1, C2, C3, C4 is relative to the heating surface 34a towards the top end 34d the heating surface 34a angled. The injector 33 however, can be close to the top end 34d the heating surface 34a in the insertion direction A (that is, the right side in FIG 5 ), and the center line C1, C2, C3, C4 may be relative to the heating surface 34a towards the base end 34c the heating surface 34a be angled. Furthermore, although the heating surface 34a in the direction of insertion in the embodiment described above, as shown in FIG 5 is shown extends the heating surface 34a have a shape that does not extend in one direction.
In der oben beschriebenen Ausführungsform, wie sie in 4 gezeigt ist, hat das Einspritzloch D1, D2, D3, D4 eine Form, welche sich linear erstreckt und hat einen kreisförmigen Querschnitt. Das Einspritzloch kann jedoch eine verjüngte beziehungsweise kegelförmige innere Wand haben, welche sich in Richtung einer stromabwärtigen Seite einer Einspritzrichtung erstreckt. Weiterhin kann der Querschnitt des Einspritzloches eine Form haben anders als die kreisförmige Form wie beispielsweise eine elliptische Form. Wenn das Einspritzloch den elliptischen Querschnitt hat, kann eine längere Achse der elliptischen Form vorzugsweise mit der Erstreckungsrichtung der Heizoberfläche 34a ausgerichtet sein.In the embodiment described above, as in 4 is shown, the injection hole D1, D2, D3, D4 has a shape which extends linearly and has a circular cross section. However, the injection hole may have a tapered inner wall extending toward a downstream side of an injection direction. Furthermore, the cross section of the injection hole may have a shape other than the circular shape such as an elliptical shape. When the injection hole has the elliptic cross section, a longer axis of the elliptical shape may preferably be in the extending direction of the heating surface 34a be aligned.
In der oben beschriebenen Ausführungsform, wie sie in 2 gezeigt ist, sind das Verdampfungsgehäuse 36 und das Halteelement 35 getrennt gebildet, und das Verdampfungsgehäuse 36 ist innerhalb des Halteelements 35 installiert. Das Verdampfungsgehäuse und das Halteelement können jedoch integral aus Harz gebildet sein.In the embodiment described above, as in 2 is shown, are the evaporation housing 36 and the holding element 35 formed separately, and the evaporation housing 36 is inside the retaining element 35 Installed. However, the evaporation case and the holding member may be integrally formed of resin.
In der oben beschriebenen Ausführungsform, wie sie in 1 gezeigt ist, wird die Luftpumpe 32p als der Sauerstoffzuführer verwendet, welcher Sauerstoff in den Entladereaktor 20 zuführt, und die Luftpumpe 32p führt atmosphärische Luft zu. Alternativ kann ein Teil von Ansaugluft der internen Verbrennungsmaschine 10 in den Entladereaktor 20 zugeführt werden und die Luftpumpe 32p kann beseitigt werden. In diesem Fall kann Ansaugluft bei einer hohen Temperatur von der Ansaugpassage 10in an einer Position stromabwärts des Kompressors 11c und stromaufwärts des Kühlers 12 abzweigen. Oder Ansaugluft bei einer niedrigen Temperatur kann von der Ansaugpassage 10in an einer Position stromabwärts von sowohl dem Kompressor 11c als auch dem Kühler 12 abzweigen. Weiterhin kann ein Heizer zum Erwärmen von Luft, welche in den Entladereaktor 20 zuzuführen ist, vorgesehen sein, um zu unterdrücken, dass verdampfter Kraftstoff durch Luft gekühlt wird.In the embodiment described above, as in 1 shown is the air pump 32p as the oxygen supply uses which oxygen in the discharge reactor 20 feeds, and the air pump 32p leads to atmospheric air. Alternatively, a part of intake air of the internal combustion engine 10 in the unloading reactor 20 be fed and the air pump 32p can be eliminated. In this case, intake air may be at a high temperature from the intake passage 10in at a position downstream of the compressor 11c and upstream of the radiator 12 branch. Or intake air at a low temperature may be from the intake passage 10in at a position downstream of both the compressor 11c as well as the radiator 12 branch. Furthermore, a heater for heating air, which in the discharge reactor 20 be provided to suppress that vaporized fuel is cooled by air.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen, wie sie in 1 gezeigt sind, wird der Injektor 33 als der Vernebler verwendet, welcher Kraftstoff in flüssiger Form vernebelt und den vernebelten Kohlenwasserstoff in den Heizer zuführt. Eine vibrierende Vorrichtung jedoch, welche Kraftstoff in flüssiger Form durch ein Vibrieren des Kraftstoffs vernebelt, kann als der Vernebler verwendet werden. Die vibrierende Vorrichtung kann eine vibrierende Platte haben, welche bei einer hohen Frequenz vibriert, und Kraftstoff wird auf der vibrierenden Platte vibriert.In the embodiments described above, as in 1 are shown, the injector 33 is used as the nebulizer, which nebulizes fuel in liquid form and supplies the aerosolized hydrocarbon to the heater. However, a vibrating device which nebulizes fuel in liquid form by vibrating the fuel may be used as the nebulizer. The vibrating device may have a vibrating plate that vibrates at a high frequency, and fuel is vibrated on the vibrating plate.
In der oben beschriebenen Ausführungsform, wie sie in 1 beschrieben ist, wird der elektrische Heizer 34 als der Heizer verwendet, welcher Kraftstoff in flüssiger Form erwärmt und verdampft. Ein Wärmetauscher jedoch, welcher Abgaswärme der internen Verbrennungsmaschine 10 verwendet, kann als der Heizer verwendet werden.In the embodiment described above, as in 1 is described, the electric heater 34 as the heater, which heats and vaporizes fuel in liquid form. A heat exchanger, however, which exhaust heat of the internal combustion engine 10 used, can be used as the heater.
Wenn die Reduktionsmittelzufuhrvorrichtung in einem vollständigen Stoppzustand ist, in welchem die Erzeugung von sowohl dem Ozon als auch dem reformierten Reduktionsmittel (reformierten Kraftstoff) gestoppt ist, kann die elektrische Entladung durch den Entladereaktor 20 ebenso gestoppt werden, um einen unnötigen Leistungsverbrauch zu verringern. Die Reduktionsmittelzufuhrvorrichtung kann in dem vollständigen Stoppzustand sein, wenn beispielsweise die NOx-Katalysatortemperatur niedriger als die Aktivierungstemperatur ist und die adsorbierte NOx-Menge die Sättigungsmenge erreicht oder wenn die NOx-Katalysatortemperatur hoch über eine maximale Temperatur hinaus wird, bei welcher der Reduktionskatalysator NOx reduzieren kann. Weiterhin kann, wenn die Reduktionsmittelzufuhrvorrichtung in dem vollständigen Stoppzustand ist, die Luftpumpe 32p gestoppt werden, um den elektrischen Verbrauch zu verringern.When the reducing agent supply device is in a complete stop state in which the generation of both the ozone and the reformed reducing agent (reformed fuel) is stopped, the electric discharge through the discharge reactor 20 also be stopped to reduce unnecessary power consumption. The reducing agent supply device may be in the complete stop state, for example, when the NOx catalyst temperature is lower than the activation temperature and the adsorbed NOx amount reaches the saturation amount or when the NOx catalyst temperature becomes high beyond a maximum temperature at which the reduction catalyst can reduce NOx , Furthermore, when the reducing agent supply device in the full stop state is, the air pump 32p be stopped to reduce the electrical consumption.
In der oben beschriebenen Ausführungsform, wie sie in 1 gezeigt ist, wird der Reduktionskatalysator, welcher NOx physikalisch adsorbiert (das heißt Physisorption) in der NOx-Reinigungsvorrichtung 15 verwendet, ein Reduktionsmittel jedoch, welches NOx chemisch adsorbiert (das heißt Chemisorption) kann verwendet werden.In the embodiment described above, as in 1 is shown, the reduction catalyst which physically adsorbs NOx (that is, physisorption) in the NOx purification device 15 however, a reducing agent which chemisorbs NOx chemically (that is, chemisorption) can be used.
Die NOx-Reinigungsvorrichtung 15 kann NOx adsorbieren, wenn ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der internen Verbrennungsmaschine 10 magerer ist als ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis (das heißt wenn die Maschine 10 in einer mageren Verbrennung ist) und kann NOx reduzieren, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der internen Verbrennungsmaschine 10 nicht magerer ist als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis (das heißt . wenn die Maschine 10 in einer nicht-mageren Verbrennung ist). In diesem Fall wird Ozon bei der mageren Verbrennung erzeugt und das reformierte Reduktionsmittel wird bei der nicht-mageren Verbrennung erzeugt. Eines von Beispielen eines Katalysators, welcher NOx bei der mageren Verbrennung adsorbiert, kann ein Chemisorptions-Reduktionskatalysator sein, welcher aus Platin und Barium, welche durch einen Träger getragen werden, gefertigt ist.The NOx purification device 15 can adsorb NOx when an air-fuel ratio in the internal combustion engine 10 leaner than a stoichiometric air-fuel ratio (that is, when the engine 10 in a lean burn) and can reduce NOx when the air-fuel ratio in the internal combustion engine 10 not leaner than the stoichiometric air-fuel ratio (that is, when the engine 10 is in a non-lean burn). In this case, ozone is generated in the lean combustion, and the reformed reducing agent is generated in the non-lean combustion. One of examples of a catalyst which adsorbs NOx in the lean combustion may be a chemisorption reduction catalyst made of platinum and barium carried by a carrier.
Die Reduktionsmittelzufuhrvorrichtung kann auf ein Verbrennungssystem angewandt werden, welches die NOx-Reinigungsvorrichtung 15 ohne Adsorptionsfunktion hat (das heißt Physisorptions- und Chemisorptionsfunktionen). In diesem Fall kann Ozon, welches innerhalb des Entladereaktors 20 erzeugt wird, zum Regenerieren des DPF 14 verwendet werden. Genauer wird NO, welches in dem Abgas enthalten ist, in NO2 oxidiert durch ein Zuführen von Ozon in die Abgaspassage 10ex stromaufwärts des DPF 14, und das oxidierte NO2 wird in den DPF 14 eingeführt. Demzufolge werden Kohlenstoffkomponenten beziehungsweise Kohlenstoffbestandteile von Partikeln, welche innerhalb des DPF 14 gesammelt und angesammelt werden, mit NO2 oxidiert, und demnach werden die Partikel innerhalb des DPF 14 gereinigt, und demnach wird der DPF 14 regeneriert.The reducing agent supply device may be applied to a combustion system including the NOx purification device 15 without adsorption function (that is, physisorption and chemisorption functions). In this case, ozone, which is inside the discharge reactor 20 is generated to regenerate the DPF 14 be used. More specifically, NO contained in the exhaust gas is oxidized into NO 2 by supplying ozone into the exhaust gas passage 10ex upstream of the DPF 14 , and the oxidized NO 2 gets into the DPF 14 introduced. As a result, carbon components or carbon components of particles which are within the DPF 14 are collected and accumulated, oxidized with NO 2 , and thus the particles become within the DPF 14 cleaned, and thus the DPF 14 regenerated.
In der oben beschriebenen Ausführungsform wird die NOx-Katalysatortemperatur, welche bei Schritt 12 in 9 verwendet wird, basierend auf der Abgastemperatur abgeschätzt, welche durch den Abgastemperatursensor 96 erfasst wird. Ein Temperatursensor jedoch kann an der NOx-Reinigungsvorrichtung 15 angebracht sein und der Temperatursensor kann die NOx-Katalysatortemperatur direkt erfassen. Oder es kann die NOx-Katalysatortemperatur basierend auf einer Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle 10a und einer Maschinenlast der internen Verbrennungsmaschine 10 abgeschätzt werden.In the embodiment described above, the NOx catalyst temperature which is determined at step 12 in 9 is estimated based on the exhaust gas temperature determined by the exhaust gas temperature sensor 96 is detected. However, a temperature sensor may be attached to the NOx purifier 15 be attached and the temperature sensor can detect the NOx catalyst temperature directly. Or it may be the NOx catalyst temperature based on a rotational speed of the output shaft 10a and an engine load of the internal combustion engine 10 be estimated.
In den Ausführungsformen, wie sie in 1 gezeigt sind, hat der Entladereaktor 20 die Elektroden 21, von welchen jede eine Plattenform hat und einander parallel entgegengesetzt sind. Der Entladereaktor 20 jedoch kann eine nadelförmige Elektrode (Pinelektrode beziehungsweise Stiftelektrode) haben, welche in einer nadelförmigen Art und Weise hervorsteht, und eine ringförmige Elektrode, welche die nadelförmige Elektrode ringförmig umgibt.In the embodiments as they are in 1 shown has the discharge reactor 20 the electrodes 21 each of which has a plate shape and are opposed to each other in parallel. The unloading reactor 20 however, it may have an acicular electrode (pin electrode) projecting in a needle-like manner and an annular electrode annularly surrounding the needle-shaped electrode.
In der oben beschriebenen Ausführungsform, wie sie in 1 gezeigt ist, ist der Entladereaktor 20 stromabwärts des elektrischen Heizers 34 angeordnet, der Entladereaktor 20 kann jedoch stromaufwärts des elektrischen Heizers 34 angeordnet sein. Weiterhin kann der Entladereaktor 20 ausgelassen werden.In the embodiment described above, as in 1 is shown is the discharge reactor 20 downstream of the electric heater 34 arranged, the unloading reactor 20 however, may be upstream of the electric heater 34 be arranged. Furthermore, the discharge reactor 20 be left out.
In der oben beschriebenen Ausführungsform, wie sie in 1 gezeigt ist, wird die Reduktionsmittelzufuhrvorrichtung auf das Verbrennungssystem angewandt, welches in einem Fahrzeug installiert ist. Die Reduktionsmittelzufuhrvorrichtung kann jedoch auf ein stationäres Verbrennungssystem angewandt werden. Weiterhin wird in der oben beschriebenen Ausführungsform, wie sie in 1 gezeigt ist, die Reduktionsmittelzufuhrvorrichtung auf eine Kompression-Selbstzünde-Dieselmaschine angewandt und Diesel für die Verbrennung wird als das Reduktionsmittel verwendet. Die Reduktionsmittelzufuhrvorrichtung jedoch kann auf eine Selbstzünde-Benzinmaschine angewandt werden und Benzin für die Verbrennung kann ebenso für das Reduktionsmittel verwendet werden.In the embodiment described above, as in 1 is shown, the reducing agent supply device is applied to the combustion system which is installed in a vehicle. However, the reductant delivery device may be applied to a stationary combustion system. Furthermore, in the embodiment described above, as shown in FIG 1 1, the reducing agent supply device is applied to a compression self-ignition diesel engine, and diesel for combustion is used as the reducing agent. However, the reducing agent supply device may be applied to a self-igniting gasoline engine, and gasoline for combustion may also be used for the reducing agent.
Mittel beziehungsweise Einrichtungen und Funktionen, welche durch die ECU vorgesehen sind, können beispielsweise durch nur Software, nur Hardware oder eine Kombination davon vorgesehen sein Die ECU kann beispielsweise durch eine analoge Schaltung gebildet sein.Means and functions provided by the ECU may be provided by, for example, software only, hardware only, or a combination thereof. The ECU may be formed by, for example, an analog circuit.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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JP 2009-162173 A [0002] JP 2009-162173 A [0002]