BRPI1014237B1

BRPI1014237B1 - método de purificação de gás de escape de motor de combustão interna

Info

Publication number: BRPI1014237B1
Application number: BRPI1014237A
Authority: BR
Inventors: Yoshida Kohei; Inoue Mikio; Bisaiji Yuki
Original assignee: Toyota Motor Co Ltd
Priority date: 2010-04-01
Filing date: 2010-04-01
Publication date: 2020-06-09
Also published as: BRPI1014237A2; JPWO2011125198A1; JP5196027B2; EP2460987A1; CN102859136B; ES2590924T3; US9032711B2; KR20110136811A; CN102859136A; EP2460987A4; US20130011302A1; KR101321294B1; EP2460987B1; WO2011125198A1

Abstract

sistema de purificação de escape de motor de combustão interna. a presente invenção refere-se a um motor de combustão interna, que dentro de uma passagem de escape do motor, uma válvula de alimentação de hidrocarboneto (15) e um catalisador de purificação de escape (13) são dispostos. no catalisador de purificação de escape (13), platina pt (51) é transportada e uma camada básica (53) é formada. a concentração de hidrocarbonetos que flui para dentro do catalisador de purificação de escape (13) é levada e vibrar por uma faixa predeterminada de amplitude e uma faixa predeterminada de período devido ao qual o nox que é contido no gás de escape é reduzido no catalisador de purificação de escape (13), nesse momento, quanto maior a força de oxidação do catalisador de purificação de escape (13), maior a pressão de injeção dos hidrocarbonetos a partir da válvula de alimentação de hidrocarboneto (15).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÉTODO DE PURIFICAÇÃO DE GÁS DE ESCAPE DE MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA.

Campo Técnico

[0001] A presente invenção refere-se a um sistema de purificação de escape de um motor de combustão interna.

Antecedentes da Técnica

[0002] É conhecido na técnica um motor de combustão interna o qual dispõe, em uma passagem de escape do motor, um catalisador de armazenamento de NOx o qual armazena NOx que é contido no gás de escape quando uma relação ar/combustível de gás de escape de entrada é pobre e o qual libera o NOx armazenado quando a relação ar/combustível do gás de escape de entrada se torna rica, o que dispõe, na passagem de escape do motor a montante do catalisador de armazenamento de NOx, um catalisador de oxidação que tem uma função de adsorção, e o qual alimenta hidrocarbonetos pela passagem de escape do motor a montante do catalisador de oxidação para fazer a relação ar/combustível do gás de escape, que flui para o catalisador de armazenamento de NOx, rica quando libera NOx a partir do catalisador de armazenamento de NOx (por exemplo, vide literatura de patente 1).

[0003] Nesse motor de combustão interna, os hidrocarbonetos que são alimentados quando o NOx é liberado a partir do catalisador de armazenamento de NOx são feitos de hidrocarbonetos gasosos no catalisador de oxidação, e os hidrocarbonetos gasosos são alimentados ao catalisador de armazenamento de NOx. Como consequência, o NOx que é liberado a partir do catalisador de armazenamento de NOx é bastante reduzido.

Lista de Citação

Literatura de Patente

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Literatura de Patente 1: Patente Japonesa N°. 3969450 Sumário da Invenção Problema Técnico

[0004] No entanto, há o problema relacionado ao fato de que quando o catalisador de armazenamento de NOx atinge uma temperatura alta, a taxa de purificação de NOx cai.

[0005] Um objetivo da presente invenção é fornecer um sistema de purificação de escape de um motor de combustão interna que pode obter uma taxa de purificação de NOx alta mesmo se a temperatura do catalisador de purificação de escape atinja um nível alto.

Solução do Problema

[0006] De acordo com a presente invenção, um sistema de purificação de escape de um motor de combustão interna é fornecido no qual uma válvula de alimentação de hidrocarboneto para alimentar hidrocarbonetos é disposta dentro de uma passagem de escape do motor, um catalisador de purificação de escape para reagir NOx contido no gás de escape e hidrocarbonetos reformados são dispostos dentro da passagem de escape do motor a jusante da válvula de alimentação de hidrocarboneto, um catalisador de metal precioso é transportado em uma superfície de fluxo de gás de escape do catalisador de purificação de escape e uma parte básica da superfície de fluxo de gás de escape é formada em volta do catalisador de metal precioso, sendo que o catalisador de purificação de escape tem uma propriedade de reduzir o NOx que é contido no gás de escape, se uma quantidade predeterminada de hidrocarbonetos é injetada por um período de alimentação predeterminado a partir da válvula de alimentação de hidrocarboneto e tem uma propriedade de aumentar em quantidade de armazenamento de NOx que é contido no gás de escape, se a medição do período de alimentação dos hidrocarbonetos, a partir do período de alimentaçãopredeterminado, no momento de

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3/33 operação do motor, a quantidade predeterminada de hidrocarbonetos é injetada a partir da válvula de alimentação de hidrocarboneto pelo período de alimentação predeterminado, e nesse momento, uma pressão de alimentação dos hidrocarbonetos, a partir da válvula de alimentação de hidrocarboneto, é aumentada, de acordo com um aumento na força de oxidação do catalisador de purificação de escape.

Efeitos Vantajosos da Invenção

[0007] Mesmo que a temperatura do catalisador de purificação de escape se torne uma temperatura alta, uma alta taxa de purificação de NOx pode ser obtida.

Breve Descrição dos Desenhos

[0008] A figura 1 é uma vista geral de um motor de combustão interna do tipo ignição por compressão.

[0009] A figura 2 é uma vista que mostra esquematicamente uma parte da superfície de um veículo de catalisador.

[00010] A figura 3 é uma vista para explicar uma reação de oxidação em um catalisador de purificação de escape.

[00011] A figura 4 é uma vista que mostra uma mudança de uma relação ar/combustível de gás de escape que flui por um catalisador de purificação de escape.

[00012] A figura 5 é uma vista que mostra uma taxa de purificação de NOx.

[00013] As figuras 6A e 6B são vistas para explicar uma reação de redução de oxidação em um catalisador de purificação de escape.

[00014] As figuras 7A e 7B são vistas para explicar uma reação de redução de oxidação em um catalisador de purificação de escape.

[00015] A figura 8 é uma vista que mostra uma mudança de uma relação ar/combustível de gás de escape que flui por um catalisador de purificação de escape.

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[00016] A figura 9 é uma vista de uma taxa de purificação de NOx.

[00017] A figura 10 é um gráfico de tempo que mostra uma mudança de uma relação ar/combustível de gás de escape que flui por um catalisador de purificação de escape.

[00018] A figura 11 é um gráfico de tempo que mostra uma mudança de uma relação ar/combustível de gás de escape que flui por um catalisador de purificação de escape.

[00019] A figura 12 é uma vista que mostra a relação entre uma força de oxidação de um catalisador de purificação de escape e uma relação ar/combustível X mínima exigida.

[00020] A figura 13 é uma vista que mostra uma relação entre uma concentração de oxigênio em gás de escape e uma amplitude AH de uma concentração de hidrocarboneto com a mesma taxa de purificação de NOx.

[00021] A figura 14 é uma vista que mostra uma relação entre uma amplitude AH de uma concentração de hidrocarboneto e uma taxa de purificação de NOx.

[00022] A figura 15 é uma vista que mostra uma relação de um período de vibração AT de uma concentração de hidrocarboneto e uma taxa de purificação de NOx.

[00023] A figura 16 é um gráfico de tempo que mostra mudanças em uma relação ar/combustível de gás de escape que flui por um catalisador de purificação de escape etc.

[00024] A figura 17 é uma vista que mostra um mapa de um tempo de injeção WT de hidrocarbonetos.

[00025] As figuras 18A e 18B são vistas que mostram relações entre uma pressão de injeção WP e tempo de injeção WT dos hidrocarbonetos.

[00026] As figuras 19A e 19B são vistas que mostram combustível de hidrocarbonetos atomizado.

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[00027] A figura 20 é uma vista que mostra uma relação entre valores de coeficientes de correção KP1 e KT1 e uma temperatura de catalisador TC.

[00028] A figura 21 é uma vista que mostra uma relação entre valores de coeficientes de correção KP2 e KT2 e envenenamento por enxofre ES etc.

[00029] A figura 22 é uma vista que mostra uma relação entre valores de coeficientes de correção KP3 e KT3 e uma quantidade de influxo de ar GA.

[00030] A figura 23 é uma vista que mostra uma relação entre valores de coeficientes de correção KP4 e KT4 e uma quantidade de injeção W.

[00031] A figura 24 é um fluxograma para o controle para a alimentação de hidrocarbonetos.

Descrição das Modalidades

[00032] A figura 1 é uma vista geral de um motor de combustão interna do tipo ignição por compressão.

[00033] Com referência à figura 1, 1 indica um corpo de motor, 2 uma câmara de combustão de cada cilindro, 3 um injetor de combustível controlado eletronicamente para injetar combustível em cada uma das câmaras de combustão 2, 4 um coletor de influxo, e 5 um coletor de escape. O coletor de influxo 4 é conectado através de um duto de influxo 6 até uma saída de um compressor 7a de um turbocompressor de escape 7, enquanto uma entrada do compressor 7a é conectada através de um detector de quantidade de influxo de ar 8 até um limpador de ar 9. Dentro do duto de influxo 6, uma válvula reguladora 10 acionada por um motor de passo é disposta. Adicionalmente, em volta do duto de influxo 6, um dispositivo de resfriamento 11 é disposto para resfriar o influxo de ar que flui através do interior do duto de influxo 6. Na modalidade mostrada na figura 1, a

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6/33 água de resfriamento do motor é guiada até o interior do dispositivo de resfriamento 11 onde a água de resfriamento do motor é usada para resfriar o influxo de ar.

[00034] Por outro lado, o coletor de escape 5 é conectado a uma entrada de uma turbina de escape 7b do turbocompressor de escape

7. A saída da turbina de escape 7b é conectada através de um cano de escape 12 até uma entrada do catalisador de purificação de escape 13, enquanto a saída do catalisador de purificação de escape 13 é conectada a um filtro particulado 14 para reter partícula que é contido no gás de escape. Dentro do cano de escape 12 a montante do catalisador de purificação de escape 13, a válvula de alimentação de hidrocarboneto 15 é disposta para alimentar hidrocarbonetos que compreendem óleo diesel ou outro combustível usado como combustível para um motor de combustão interna do tipo ignição por compressão. Essa válvula de alimentação de hidrocarboneto 15 é alimentada com hidrocarbonetos que são armazenados em um armazenador de hidrocarboneto 16. O armazenador de hidrocarboneto 16 é alimentado com combustível no tanque de combustível 17, isto é, hidrocarbonetos, através de uma bomba de alimentação 18. O armazenador de hidrocarboneto 16 é fornecido com um sensor de pressão 19 para detectar a pressão dos hidrocarbonetos no armazenador de hidrocarboneto 16, isto é, a pressão de injeção dos hidrocarbonetos da válvula de alimentação de hidrocarboneto 15. A pressão de injeção dos hidrocarbonetos é levada a se tornar uma pressão alvo pelo controle da bomba de alimentação 18 com base no sinal de saída de um sensor de pressão 19.

[00035] Na modalidade mostrada na figura 1, o óleo diesel é usado como os hidrocarbonetos que são alimentados a partir da válvula de alimentação de hidrocarboneto 15. Observe que, a presente invenção pode também ser aplicada a um motor de combustão interna do tipo

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7/33 ignição por faísca no qual o combustível é queimado com uma relação ar combustível pobre. Nesse caso, a partir da válvula de alimentação de hidrocarboneto 15, hidrocarbonetos que compreendem gasolina ou outro combustível usado como combustível de um motor de combustão interna do tipo ignição por faísca são alimentados.

[00036] Por outro lado, o coletor de escape 5 e o coletor de influxo 4 são conectados um ao outro através de uma passagem de recirculação do gás de escape (doravante, no presento documento denominado EGR) 20. Dento da passagem de EGR 20, uma válvula de controle de EGR 21 controlada eletronicamente é disposta. Adicionalmente, em volta da passagem de EGR 20, um dispositivo de resfriamento 22 é disposto para o resfriamento do gás de EGR que flui através do interior da passagem de EGR 20. Na modalidade mostrada na figura 1, a água de resfriamento do motor é guiada para o interior do dispositivo de resfriamento 22 onde a água de resfriamento do motor é usada para resfriar o gás de EGR. Por outro lado, cada injetor de combustível 3 é conectado através de um tubo de alimentação de combustível 23 até uma calha comum 24. Essa calha comum 24 é conectada através de uma bomba de combustível de descarga variável controlada eletronicamente 25 até um tanque de combustível 17. O combustível que é armazenado dentro do tanque de combustível 17 é alimentado pela bomba de combustível 25 para o interior da calha comum 24. O combustível que é alimentado dentro da calha comum 24 é alimentado através de cada tubo de alimentação de combustível 23 ao injetor de combustível 3.

[00037] Uma unidade de controle eletrônico 30 é compreendido por um computador digital fornecido com uma ROM (memória somente de leitura) 32, uma RAM (memória de acesso aleatório) 33, uma CPU (microprocessador) 34, uma porta de entrada 35, e uma porta de saída 36, que são conectados um ao outro por um barramento bidirecional

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31. A jusante do catalisador de purificação de escape 13, um sensor de temperatura 26 é anexado para detectar a temperatura do gás de escape. No filtro particulado 14, um sensor de pressão diferencial 27 é anexado para detectar uma pressão diferencial antes e depois do filtro particulado 14. Sinal de saída do sensor de temperatura 26, sensor de pressão diferencial 27, sensor de pressão 19, e detector de quantidade de influxo de ar 8 entram através de conversores DA correspondentes respectivos 37 até a porta de entrada 35. Adicionalmente, o pedal acelerador 40 tem um sensor de carga 41 conectado a ele que gera uma tensão de saída proporcional à quantidade de depressão L do pedal acelerador 40. A tensão de saída do sensor de carga 41 entra através de um conversor DA correspondente 37 até a porta de entrada 35. Adicionalmente, na porta de entrada 35, um sensor de ângulo excêntrico 42 é conectado o qual gera um pulso de saída toda vez que um cambota roda por, por exemplo, 15. Por outro lado, a porta de saída 36 é conectada através de circuitos de acionamento correspondentes 38 a cada injetor de combustível 3, um motor de passo para acionar a válvula reguladora 10, válvula de alimentação de hidrocarboneto 15, bomba de alimentação 18, válvula de controle de EGR 21, e bomba de combustível 25.

[00038] A figura 2 mostra esquematicamente, uma parte da superfície de um veículo de catalisador que é transportado em um substrato do catalisador de purificação de escape 13. Nesse catalisador de purificação de escape 13, como mostrado na figura 2, por exemplo, é fornecido um veículo de catalisador 50 feito de alumina no qual catalisadores de metais preciosos 51 e 52 são transportados. Adicionalmente, nesse veículo de catalisador 50, uma camada básica 53 é formada a qual inclui, pelo menos, um elemento selecionado a partir de potássio K, sódio Na, césio Cs, ou outro tal como metal álcali, bário Ba, cálcio Ca, ou outro como metal álcali terroso, um lantanídeo

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9/33 ou outro metal raro tal como terroso e prata Ag, cobre Cu, ferro Fe, irídio Ir, ou outro metal capaz de doar eléctron ao NOx. O gás de escape flui ao longo do topo do veículo de catalisador 50, assim podese dizer que os catalisadores de metais preciosos 51 e 52 são transportados na superfície de fluxo de gás de escape do catalisador de purificação de escape 13. Ademais, as superfícies da camada básica 53 exibem basicidade, assim a superfície da camada básica 53 é chamada de parte da superfície de fluxo de gás de escape básica 54.

[00039] Por outro lado, na figura 2, o catalisador de metal precioso compreende platina Pt, enquanto o catalisador de metal precioso compreende ródio Rh. Isto é, os catalisadores de metais preciosos 51 e 52 que são transportados no veículo de catalisador 50 compreendem platina Pt e ródio Rh. Observe que, no veículo de catalisador 50 do catalisador de purificação de escape 13, além de platina Pt e ródio Rh, paládio Pd pode ser transportado, adicionalmente, ou, em vez de ródio Rh, paládio Pd pode ser transportado. Isto é, os catalisadores de metais preciosos 51 e 52 que são transportados no veículo de catalisador 50 compreendem platina Pt e, pelo menos, um ródio Rh e paládio Pd.

[00040] Se hidrocarbonetos são injetados a partir da válvula de alimentação de hidrocarboneto 15 no gás de escape, os hidrocarbonetos são reformados pelo catalisador de purificação de escape 13. Na presente invenção, nesse momento, os hidrocarbonetos reformados são usados para remover o NOx no catalisador de purificação de escape 13. A figura 3 mostra, esquematicamente, a ação de reforma realizada no catalisador de purificação de escape 13 nesse momento. Como mostrado na figura 3, os hidrocarbonetos HC que são injetados a partir da válvula de alimentação de hidrocarboneto 15 se tornam hidrocarbonetos HC

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10/33 radicais com um número pequeno de carbono pelo catalisador 51. [00041] A figura 4 mostra o tempo de alimentação de hidrocarbonetos a partir da válvula de alimentação de hidrocarboneto 15 e as mudanças na relação ar/combustível (A/F) do gás de escape que flui pelo catalisador de purificação de escape 13. Observe que, as mudanças na relação ar/combustível (A/F) dependem da mudança na concentração dos hidrocarbonetos no gás de escape que flui pelo catalisador de purificação de escape 13, assim pode-se dizer que a mudança na relação ar/combustível (A/F) mostrada na figura 4 expressa a mudança na concentração dos hidrocarbonetos. Contudo, se a concentração de hidrocarboneto se torna maior, a relação ar/combustível (A/F) se torna menor, então, na figura 4, quanto mais para o lado rico a relação ar/combustível (A/F) chega, maior a concentração de hidrocarboneto.

[00042] A figura 5 mostra a taxa de purificação de NOx pelo catalisador de purificação de escape 13 em relação às temperaturas de catalisador do catalisador de purificação de escape 13 quando faz, periodicamente, a concentração de hidrocarbonetos que flui pelo catalisador de purificação de escape 13 mudar de forma a, como mostrado na figura 4, fazer a relação ar/combustível (A/F) do gás de escape que flui ao catalisador de purificação de escape 13 mudar. Os inventores se envolveram com pesquisas relacionadas à purificação de NOx por um longo tempo. No processo de pesquisa, eles aprenderam que ao fazer a concentração de hidrocarbonetos que flui pelo catalisador de purificação de escape 13 vibrar dentro de uma faixa predeterminada de amplitude e dentro de uma faixa predeterminada de período, como mostrado na figura 5, um taxa de purificação de NOx extremamente alta é obtida mesmo em uma região de 400°C ou uma temperatura mais alta.

[00043] Ademais, nesse momento, uma grande quantidade de

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11/33 redutor intermediário que contém nitrogênio e hidrocarbonetos continua a ser mantida ou adsorvida na superfície da camada básica 53, isto é, na parte da superfície de fluxo de gás de escape básica 54 do catalisador de purificação de escape 13. Aprendeu-se que esse redutor intermediário tem um papel fundamental na obtenção de uma faixa alta de purificação de NOx. Em seguida, isso será explicado com referência às figuras 6A e 6B. Observe que, essas figuras 6A e 6B mostram, esquematicamente, a parte da superfície do veículo de catalisador 50 do catalisador de purificação de escape 13. Essas figuras 6A e 6B mostram a reação que se presume ocorrer quando a concentração de hidrocarbonetos que flui pelo catalisador de purificação de escape 13 é levada a vibrar dentro de uma faixa predeterminada de amplitude e dentro de uma faixa predeterminada de período.

[00044] A figura 6A mostra quando a concentração de hidrocarbonetos que flui pelo catalisador de purificação de escape 13 é baixa, enquanto a figura 6B mostra quando hidrocarbonetos são alimentados a partir da válvula de alimentação de hidrocarboneto 15 e a concentração de hidrocarbonetos que flui pelo catalisador de purificação de escape 13 se torna maior.

[00045] Agora, como ficará compreendido através da figura 4, a relação ar/combustível do gás de escape que flui pelo catalisador de purificação de escape 13 é mantida pobre exceto por um instante, assim o gás de escape que flui pelo catalisador de purificação de escape 13 se torna, normalmente, um estado de excesso de oxigênio. Portanto, o NO que é contido no gás de escape, como mostrado na figura 6A, é oxidado na platina 51 e se torna NO2. Em seguida, esse NO2 é suprido com elétrons da platina 51 e se torna NO2^-. Assim, uma grande quantidade de NO2^- é produzida na platina 51. Esse NO2^- é forte em atividade. Abaixo, esse NO2^- é chamado de NO2* ativo.

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[00046] Por outro lado, se hidrocarbonetos são alimentados a partir da válvula de alimentação de hidrocarboneto 15, como mostrado na figura 3, os hidrocarbonetos são reformados e se tornam radicalizados dentro do catalisador de purificação de escape 13. Como consequência, como mostrado na figura 6B, a concentração de hidrocarboneto em volta do NO2^* ativo se torna maior. Em relação a isso, após o NO2^* ativo ser produzido, se o estado de uma alta concentração de oxigênio em volta do NO2^* ativo continua por um tempo predeterminado ou mais, o NO2^* ativo é oxidado e é absorvido na camada básica 53 na forma de íons de nitrato NO3^-. No entanto, se a concentração de hidrocarboneto em volta do NO2^* ativo aumenta antes desse tempo predeterminado passar, como mostrado na figura 6B, o NO2* ativo reage na platina 51 com os hidrocarbonetos HC radicais pelos quais um redutor intermediário é produzido. Esse redutor intermediário é aderido ou absorvido na superfície da camada básica 53.

[00047] Observe que, nesse momento, o primeiro redutor intermediário produzido é considerado como um composto nitro RNO2. Se esse composto nitro R-NO2 é produzido, o resultado se torna um composto nitrila R-CN, mas esse composto nitrila R-CN somente pode sobreviver por um instante nesse estado, então imediatamente, ele se torna um composto isocianato R-NCO. Esse composto isocianato R-NCO, quando hidrolisado, se torna um composto amina R-NH2. No entanto, nesse caso, o que é hidrolisado é considerado parte do composto isocianato R-NCO. Assim, como mostrado na figura 6B, acredita-se que a maioria do redutor intermediário que é mantida ou adsorvida na superfície da camada básica 53 seja o composto isocianato R-NCO e composto amina R-NH2.

[00048] Por outro lado, como mostrado na figura 6B, se o redutor intermediário produzido é circundado pelos hidrocarbonetos HC, o

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13/33 redutor intermediário é bloqueado pelos hidrocarbonetos HC e a reação não prosseguirá. Nesse caso, se a concentração de hidrocarbonetos que flui pelo catalisador de purificação de escape 13 é reduzida e portanto, a concentração de oxigênio aumenta, os hidrocarbonetos em volta do redutor intermediário serão oxidados. Como consequência, como mostrado na figura 6A, o redutor intermediário e o NO2* ativo irão reagir. Nesse momento, o NO2* ativo reage com o redutor intermediário R-NCO ou R-NH2 para formar N2, CO2, e H2O e consequentemente o NOx é removido.

[00049] Desse modo, no catalisador de purificação de escape 13, ao fazer a concentração de hidrocarbonetos que flui pelo catalisador de purificação de escape 13 aumentar, um redutor intermediário é produzido. Ao fazer a concentração de hidrocarbonetos que flui pelo catalisador de purificação de escape 13 diminuir e aumentar a concentração de oxigênio, o NO2^* ativo reage com o redutor intermediário e o NOx é removido. Isto é, no intuito de fazer com que o catalisador de purificação de escape 13 remova o NOx, a concentração de hidrocarbonetos que flui pelo catalisador de purificação de escape 13 precisa ser mudada periodicamente.

[00050] É claro que, nesse caso, é necessário aumentar a concentração de hidrocarbonetos para uma concentração suficientemente alta para produzir o redutor intermediário e é necessário diminuir a concentração de hidrocarbonetos para uma concentração suficientemente baixa para fazer com que o redutor intermediário produzido reaja com o NO2* ativo. Isto é, a concentração de hidrocarbonetos que flui pelo catalisador de purificação de escape 13 precisa ser levada a vibrar dentro de uma faixa predeterminada de amplitude. Observe que, nesse caso, uma quantidade suficiente de redutor intermediário R-NCO ou R-NH2 precisa ser mantida na camada básica 53, isto é, na parte da superfície de fluxo de gás de escape

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14/33 básica 24, até que o redutor intermediário produzido reaja com o NO2* ativo. Por essa razão, a parte da superfície de fluxo de gás de escape básica 24 é fornecida.

[00051] Por outro lado, se ao medir o período de alimentação de hidrocarbonetos, o tempo em que a concentração de oxigênio se torna maior se torna mais longo no período após os hidrocarbonetos serem alimentados até que os hidrocarbonetos sejam alimentados novamente. Assim, o NO2* ativo é absorvido na camada básica 53 na forma de nitratos sem produzir um redutor intermediário. Para evitar isso, é necessário fazer a concentração de hidrocarbonetos que flui pelo catalisador de purificação de escape 13 vibrar dentro de uma faixa predeterminada de tempo.

[00052] Portanto, em uma modalidade da presente invenção, para fazer o NOx contido no gás de escape e os hidrocarbonetos reformados reagiram e produzirem o redutor intermediário R-NCO ou R-NH2 que contém nitrogênio e hidrocarbonetos, os catalisadores de metais preciosos 51 e 52 são transportados na superfície de fluxo de gás de escape do catalisador de purificação de escape 13. Para reter o redutor intermediário produzido R-NCO ou R-NH2 dentro do catalisador de purificação de escape 13, uma parte da superfície de fluxo de gás de escape básica 54 é formada em volta dos catalisadores de metais preciosos 51 e 52. Devido à ação de redução do redutor intermediário R-NCO ou R-NH2 que é realizada na parte da superfície de fluxo de gás de escape básica 54, o NOx é reduzido. O período de vibração da concentração de hidrocarboneto é vibrado pelo período exigido para a continuação da produção do redutor intermediário R-NCO ou R-NH2. Incidentalmente, no exemplo mostrado na figura 4, o intervalo de injeção é feito em 3 segundos.

[00053] Se o período de vibração da concentração de hidrocarboneto, isto é, o período de alimentação dos hidrocarbonetos

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HC, é mais longo do que a faixa de período predeterminada acima, o redutor intermediário R-NCO ou R-NH2 desaparece da superfície da camada básica 53. Nesse momento, o NO2^* ativo que é produzido na platina Pt 53, como mostrado na figura 7A, se difunde na camada básica 53 na forma de íons de nitrato NO3^- e se torna nitratos. Isto é, nesse momento, o NOx no gás de escape é absorvido na forma de nitratos dentro da camada básica 53.

[00054] Por outro lado, a figura 7B mostra o caso onde, a relação ar/combustível do gás de escape que flui pelo catalisador de purificação de escape 13, é transformada na relação ar/combustível estequiométrica ou rica quando o NOx é absorvido na forma de nitratos dentro da camada básica 53. Nesse caso, a concentração de oxigênio no gás de escape cai, assim a reação procede na direção oposta (NO3>NO_:·.), e consequentemente os nitratos absorvidos na camada básica 53 se tornam íons de nitrato NO3- um por um e, como mostrado na figura 7B, são liberados da camada básica 53 na forma de NO2. Em seguida, o NO2 liberado é reduzido pelos hidrocarbonetos HC e CO contidos no gás de escape.

[00055] A figura 8 mostra o caso de fazer a relação ar/combustível (A/F) do gás de escape que flui pelo catalisador de purificação de escape 13 temporariamente rico um pouco antes da capacidade de absorção de NOx da camada básica 53 se tornar saturada. Observe que, no exemplo mostrado na figura 8, o intervalo de tempo desse controle rico é 1 minuto ou mais. Nesse caso, o NOx que foi absorvido na camada básica 53 quando a relação ar/combustível (A/F) do gás de escape era pobre é liberado de uma vez da camada básica 53 e reduzido quando a relação ar/combustível (A/F) no gás de escape fica rica temporariamente. Assim, nesse caso, a camada básica 53 tem a função de um absorvente para absorver NOx temporariamente.

[00056] Observe que, nesse momento, algumas vezes a camada

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16/33 básica 53 adsorve temporariamente o NOx. Portanto, se usar o termo armazenamento como um termo que inclui tanto absorção e adsorção, nesse momento, a camada básica 53 realiza a função de um agente de armazenamento de NOx para armazenar temporariamente o NOx. Isto é, nesse caso, se a relação de ar e combustível (hidrocarbonetos) que são alimentados na passagem de influxo do motor, câmaras de combustão 2, e passagem de escape a montante do catalisador de purificação de escape 13 é chamada de relação ar/combustível do gás de escape, o catalisador de purificação de escape 13 funciona como um catalisador de armazenamento de NOx que armazena o NOx quando a relação ar/combustível do gás de escape é pobre e libera o NOx armazenado quando a concentração de oxigênio no gás de escape cai.

[00057] A figura 9 mostra a taxa de purificação de NOx ao fazer o catalisador de purificação de escape 13 funcionar como um catalisador de armazenamento de NOx daquela maneira. Observe que, a abscissa da figura 9 mostra a temperatura de catalisador TC do catalisador de purificação de escape 13. Ao fazer o catalisador de purificação de escape 13 funcionar como um catalisador de armazenamento de NOx, como mostrado na figura 9, quando a temperatura de catalisador TC é 300°C a 400°C, uma taxa de purificação de NOx extremamente alta é obtida, mas quando a temperatura de catalisador TC se torna uma temperatura alta de 400°C ou mais, a taxa de purificação de NOx cai.

[00058] Desse modo, quando a temperatura de catalisador TC se torna 400°C ou mais, a taxa de purificação de NOx cai porque se a temperatura de catalisador TC se torna 400°C ou mais, os nitratos quebram pelo calor e são liberados na forma de NO2 a partir do catalisador de purificação de escape 13. Isto é, contanto que o NOx seja armazenado na forma de nitratos, quando a temperatura de catalisador TC é alta, é difícil obter uma alta taxa de purificação de

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NOx. Contudo, no novo método de purificação de NOx mostrado a partir das figuras 6A e 6B, como ficara compreendido a partir das figuras 6A e 6B, nitratos não são formados ou mesmo se formados são extremamente sutis em quantidade, consequentemente, como mostrado na figura 5, mesmo quando a temperatura de catalisador TC é alta, uma alta taxa de purificação de NOx é obtida.

[00059] Portanto, na presente invenção, a válvula de alimentação de hidrocarboneto 15 para alimentar hidrocarbonetos é disposta dentro de uma passagem de escape do motor, um catalisador de purificação de escape 13 para reagir NOx contido no gás de escape e hidrocarbonetos reformados é disposto dentro de uma passagem de escape do motor a jusante da válvula de alimentação de hidrocarboneto 15, e catalisadores de metais preciosos 51 e 52 são transportados na superfície de fluxo de gás de escape do catalisador de purificação de escape 13. Em volta dos catalisadores de metais preciosos 51 e 52, uma parte da superfície de fluxo de gás de escape básica 54 é formada. O catalisador de purificação de escape 13 tem a propriedade de reduzir o NOx que é contido no gás de escape se a válvula de alimentação de hidrocarboneto 15 injeta uma quantidade predeterminada de hidrocarbonetos em um período de alimentação predeterminado e tem a propriedade de ser aumentada em quantidade de armazenamento de NOx que é contido no gás de escape se o período de alimentação dos hidrocarbonetos é mais longo do que o período de alimentação predeterminado. No momento da operação do motor, a válvula de alimentação de hidrocarboneto 15 injeta a quantidade predeterminada de hidrocarbonetos pelo período de alimentação predeterminado. Devido a esse fato, o NOx que é contido no gás de escape é reduzido no catalisador de purificação de escape

13.

[00060] Isto é, pode-se dizer que o método de purificação de NOx

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18/33 que é mostrado na Figura 4 até as Figuras 6A e 6B é um novo método de purificação de NOx projetado para remover NOx sem formar quase nenhum nitrato no caso de usar um catalisador de purificação de escape que transporta um catalisador de metal precioso e forma uma camada básica que pode absorver NOx. Na realidade, ao usar esse novo método de purificação de NOx, os nitratos que são detectados a partir da camada básica 53 se tornam muito menores em quantidade em comparação com o caso de fazer o catalisador de purificação de escape 13 funcionar como um catalisador de armazenamento de NOx. [00061] Em seguida, com referência à figura 10 até a figura 15, o novo método de purificação de NOx que é mostrado na figura 4 até as figuras 6A e 6B serão explicados com um pouco mais de detalhes.

[00062] A figura 10 mostra a mudança ampliada na relação ar/combustível (A/F) mostrada na figura 4. Observe que, como explicado acima, a mudança na relação ar/combustível (A/F) do gás de escape que flui para esse catalisador de purificação de escape 13, simultaneamente, mostra a mudança na concentração dos hidrocarbonetos que fluem para o catalisador de purificação de escape 13. Observe que, na figura 10, AH mostra a amplitude da mudança na concentração de hidrocarbonetos HC que flui para o catalisador de purificação de escape 13, enquanto AT mostra o período de vibração de uma concentração dos hidrocarbonetos que flui para o catalisador de purificação de escape 13.

[00063] Ademais, a figura 10, (A/F)b mostra a relação ar/combustível de base que mostra a relação ar/combustível do gás de combustão para gerar a saída do motor. Em outras palavras, essa relação ar/combustível de base (A/F)b mostra a relação ar/combustível do gás de escape que flui pelo catalisador de purificação de escape 13 ao parar a alimentação de hidrocarbonetos. Por outro lado, na figura 10, X mostra o limite superior da relação ar/combustível (A/F) que é

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19/33 usada para produzir o redutor intermediário sem o NO2* ativo produzido ser armazenado na forma de nitratos dentro da camada básica 53. Para fazer o NO2* ativo e aos hidrocarbonetos modificados reagirem e produzir o redutor intermediário, é necessário fazer a relação ar/combustível (A/F) menor do que o limite superior X dessa relação ar combustível.

[00064] Em outras palavras, na figura 10, X mostra o limite inferior da concentração de hidrocarbonetos exigido para fazer o NO2* ativo e o hidrocarboneto reformado reagiram para produzir um redutor intermediário. Para produzir o redutor intermediário, a concentração de hidrocarbonetos precisa ser aumentada até ser maior do que esse limite inferior X. Nesse caso, se o redutor intermediário é produzido ou não é determinado pela relação da concentração de oxigênio e concentração de hidrocarboneto em volta do NO2* ativo, isto é, a relação ar/combustível (A/F)in. O limite superior X da relação ar/combustível exigido para produzir o redutor intermediário será chamado abaixo de relação ar combustível mínima.

[00065] No exemplo mostrado na figura 10, a relação ar/combustível mínima X exigida é rica, portanto, nesse caso, para formar o redutor intermediário, a relação ar/combustível (A/F) é instantaneamente transformada na relação ar/combustível mínima X exigida ou menos, isto é, é transformada em rica. Em oposição a isso, no exemplo mostrado na figura 11, a relação ar/combustível mínima X exigida se torna pobre. Nesse caso, o redutor intermediário é produzido pela manutenção da relação ar/combustível (A/F) pobre e reduzindo periodicamente a relação ar/combustível (A/F)in.

[00066] Nesse caso, se a relação ar/combustível mínima X exigida se torna rica ou se torna pobre depende da força de oxidação do catalisador de purificação de escape 13. Nesse caso, o catalisador de purificação de escape 13, por exemplo, se torna mais forte em força de

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20/33 oxidação se aumentar a quantidade transportada de metal precioso 51 e se torna mais forte em força de oxidação de a acidez ganhar força. Portanto, a força de oxidação do catalisador de purificação de escape 13 muda devido à quantidade transportada de metal precioso 51 ou à força da acidez.

[00067] Agora, se usar um catalisador de purificação de escape 13 com uma força de oxidação grande, como mostrado na figura 11, manter a relação ar/combustível (A/F) pobre enquanto reduz periodicamente a relação ar/combustível (A/F)in, os hidrocarbonetos acabam se tornando completamente oxidados quando a relação ar/combustível (A/F) é reduzida. Como consequência, o redutor intermediário pode não ser mais produzido. Em oposição a isso, se usar um catalisador de purificação de escape 13 com uma força de oxidação grande, como mostrado na figura 10, fizer a relação ar/combustível (A/F) rica periodicamente, quando a relação ar/combustível (A/F) é transformada em rica, os hidrocarbonetos serão parcialmente oxidados, sem serem completamente oxidados, isto é, os hidrocarbonetos serão modificados, consequentemente o redutor intermediário será produzido. Portanto, ao usar um catalisador de purificação de escape 13 com uma força de oxidação grande, a relação ar/combustível mínima X exigida tem de ser rica.

[00068] Por outro lado, se usar um catalisador de purificação de escape 13 com uma força de oxidação pequena, como mostrado na figura 11, mantiver a relação ar/combustível (A/F) pobre enquanto reduz periodicamente a relação ar/combustível (A/F)in, os hidrocarbonetos serão parcialmente oxidados sem serem completamente oxidados, isto é, os hidrocarbonetos serão reformado e consequentemente o redutor intermediário será produzido. Em oposição a isso, se usar um catalisador de purificação de escape 13 com uma força de oxidação pequena, como mostrado na figura 10,

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21/33 fizer a relação ar/combustível (A/F) rica periodicamente, uma grande quantidade de hidrocarbonetos escaparam do catalisador de purificação de escape 13 sem serem oxidados e, consequentemente, a quantidade de hidrocarbonetos que é consumida causando desperdício aumentará. Portanto, ao usar um catalisador de purificação de escape 13 com uma força de oxidação pequena, a relação ar/combustível mínima X exigida precisa ser pobre.

[00069] Isto é, aprende-se que a relação ar/combustível mínima X exigida, como mostrado na figura 12, é reduzida quanto mais forte a força de oxidação do catalisador de purificação de escape 13. Dessa forma a relação ar/combustível mínima X exigida se torna pobre ou rica devido à força de oxidação do catalisador de purificação de escape 13. Abaixo, ao tomar como exemplo o caso onde a relação ar/combustível mínima X exigida é rica, a amplitude da mudança na concentração de hidrocarbonetos que flui para o catalisador de purificação de escape 13 e o período de vibração de uma concentração de hidrocarbonetos que flui para o catalisador de purificação de escape 13 será explicado.

[00070] Agora, se a relação ar/combustível de base (A/F)b se torna maior, isto é, se a concentração de oxigênio no gás de escape antes dos hidrocarbonetos serem alimentados se torna maior, a quantidade de hidrocarbonetos alimentados exigida para tornar a relação ar/combustível (A/F) na relação ar/combustível mínima X exigida ou menos, aumenta e junto com isso a quantidade de excesso de hidrocarbonetos que não contribuem para a produção do redutor intermediário também cresce. Nesse caso, para remover bem o NOx, como explicado acima, é necessário fazer o excesso de hidrocarbonetos oxidar. Portanto, para remover bem o NOx, quanto maior a quantidade de excesso de hidrocarbonetos, maior a quantidade de oxigênio que é exigida.

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[00071] Nesse caso, se aumenta a concentração de oxigênio no gás de escape, a quantidade de oxigênio pode ser aumentada. Portanto, para remover bem o NOx, quando a concentração de oxigênio no gás de escape antes dos hidrocarbonetos serem alimentados é alta, é necessário aumentar a concentração de oxigênio no gás de escape depois de alimentar os hidrocarbonetos. Isto é, quanto maior a concentração de oxigênio no gás de escape antes dos hidrocarbonetos serem alimentados, maior a amplitude da concentração de hidrocarboneto precisa ser empregada.

[00072] A figura 13 mostra a relação entre a concentração de oxigênio no gás de escape antes dos hidrocarbonetos serem alimentados e a amplitude AH da concentração de hidrocarboneto quando a mesma taxa de purificação de NOx é obtida. Para obter a mesma taxa de purificação de NOx, a partir da figura 13, aprende-se que a concentração de oxigênio mais alta no gás de escape antes dos hidrocarbonetos serem alimentados, maior a amplitude AH da concentração de hidrocarboneto que precisa ser empregada. Isto é, para obter a mesma taxa de purificação de NOx, quanto maior a relação ar/combustível de base (A/F)b, maior a amplitude AT da concentração de hidrocarboneto que precisa ser empregada. Em outras palavras, para remover bem o NOx, quanto menor a relação ar/combustível de base (A/F)b, mais a amplitude AT da concentração de hidrocarboneto pode ser reduzida.

[00073] A esse respeito, a relação ar/combustível de base (A/F)b se torna a menor no momento da aceleração da operação. Nesse momento, se a amplitude AH da concentração de hidrocarboneto é cerca de 200 ppm, é possível remover bem o NOx. A relação ar/combustível de base (A/F)b é normalmente maior do que o tempo de aceleração da operação. Portanto, como mostrado na figura 14, se a amplitude AH da concentração de hidrocarboneto é 200 ppm ou

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23/33 mais, uma taxa de purificação de NOx excelente pode ser obtida.

[00074] Por outro lado, aprende-se que quando a relação ar/combustível de base (A/F)b é a maior, ao fazer a amplitude AH da concentração de hidrocarboneto 10000 ppm ou mais, uma taxa de purificação de NOx excelente é obtida. Adicionalmente, se a amplitude AH da concentração de hidrocarboneto é acima de 10000 ppm, há o perigo de que a relação ar/combustível (A/F) se torne rica. Assim, há o perigo de que o novo método de purificação de NOx que é mostrado na figura 4 até as figuras 6A e 6B não poder mais ser realizado. Portanto, na presente invenção, a faixa de amplitude predeterminada da concentração de hidrocarboneto é entre 200 ppm e 10000 ppm.

[00075] Ademais, se o período de vibração AT da concentração de hidrocarboneto se torna mais longo, a concentração de oxigênio em volta do NO2* ativo se torna maior no momento após os hidrocarbonetos serem alimentados até quando os hidrocarbonetos são alimentados de novo. Nesse caso, se o período de vibração AT da concentração de hidrocarboneto se torna mais longa do que cerca de 5 segundos, o NO2* ativo começa a ser absorvido na forma de nitratos dentro da camada básica 53. Portanto, como mostrado na figura 15, se o período de vibração AT da concentração de hidrocarboneto se torna mais longo do que cerca de 5 segundos, a taxa de purificação de NOx cai. Assim, o período de vibração AT da concentração de hidrocarboneto precisa ser 5 segundos ou menos.

[00076] Por outro lado, se o período de vibração AT da concentração de hidrocarboneto se torna cerca de 0,3 segundos ou menos, os hidrocarbonetos alimentados começam a se acumular na superfície de fluxo de gás de escape do catalisador de purificação de escape 13, e assim, como mostrado na Figura 15, se o período de vibração AT da concentração de hidrocarboneto se torna cerca de 0,3 segundos ou menos, a taxa de purificação de NOx cai. Portanto, na

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24/33 presente invenção, o período de vibração da concentração de hidrocarboneto é entre 0,3 segundos a 5 segundos.

[00077] Agora, na presente invenção, pela mudança da quantidade de injeção e tempo de injeção de hidrocarbonetos a partir da válvula de alimentação de hidrocarboneto 15, a amplitude AH e o período de vibração AT da concentração de hidrocarboneto são controlados para os valores ideais, de acordo com o estado de operação do motor, isto é, de forma que uma boa ação de purificação de NOx seja realizada pelo novo método de purificação de NOx. Nesse caso, nessa modalidade da presente invenção, a quantidade de injeção de hidrocarbonetos é determinada pelo controle da pressão de injeção e do tempo de injeção dos hidrocarbonetos da válvula de alimentação de hidrocarboneto 15.

[00078] A figura 16 mostra a mudança na concentração de hidrocarbonetos que flui para o catalisador de purificação de escape 13, isto é, a mudança na relação ar/combustível (A/F) do gás de escape que flui para o catalisador de purificação de escape 13, e a quantidade de injeção W de hidrocarbonetos em um certo estado de operação motor representativo. O tempo de injeção WT de hidrocarbonetos que permite uma boa ação de purificação de NOx seja garantida pelo novo método de purificação de NOx muda de acordo com o estado de operação do motor. Nessa modalidade, de acordo com a presente invenção, o tempo de injeção de referência WT0 dos hidrocarbonetos, quando a pressão de injeção WP dos hidrocarbonetos é a pressão de injeção de referência WP0, é armazenado como uma função do torque TQ exigido do motor e a velocidade do motor N na forma de um mapa, como mostrado na figura 17 de antemão no ROM 32.

[00079] A figura 18A e a figura 18B mostram relações entre a pressão de injeção WP e o tempo de injeção WT quando a quantidade

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25/33 de injeção de hidrocarbonetos é a mesma. Como será compreendido a partir da figura 18A e da figura 18B, se a pressão de injeção WP se tornar baixa, o tempo de injeção WT se torna longo, enquanto se a pressão de injeção WP se torna alta, o tempo de injeção WT se torna curto. Por outro lado, a figura 19A mostra o combustível atomizado Fa de hidrocarbonetos formado por uma única injeção quando a pressão de injeção WP é baixa, como mostrado na figura 18A, enquanto a figura 19B mostra o combustível atomizado Fb de hidrocarbonetos formado por uma única injeção quando a pressão de injeção WP é alta, como mostrado na figura 18B. Observe que, a figura 19A e a figura 19B mostram casos onde a taxa de fluxo do gás de escape é a mesma. A partir das figuras 19A e 19B, será compreendido que se a pressão de injeção WP se torna alta, o volume ocupado pelo combustível atomizado de torna pequeno e a concentração de hidrocarbonetos no combustível atomizado se torna alta.

[00080] Agora, quando a força de oxidação do catalisador de purificação de escape 13 é grande, se formar combustível atomizado Fa com uma baixa concentração de hidrocarboneto, como mostrado na figura 19A, os hidrocarbonetos acabaram sendo completamente oxidados. Como consequência, o redutor intermediário não ira mais ser capaz de ser produzido. Em oposição a isso, quando a força de oxidação do catalisador de purificação de escape 13 é grande, se formar combustível atomizado Fb com uma alta concentração de hidrocarboneto, como mostrado na Figura 19B, os hidrocarbonetos serão parcialmente oxidados sem serem totalmente oxidados, isto é, os hidrocarbonetos serão reformados e consequentemente o redutor intermediário será produzido. Portanto, quando a força de oxidação do catalisador de purificação de escape 13 é grande, é preferível formar combustível atomizado Fb com uma alta concentração de hidrocarboneto, isto é, para criar a pressão de injeção WP.

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[00081] Por outro lado, quando a força de oxidação do catalisador de purificação de escape 13 é pequena, se formar combustível atomizado Fa com uma baixa concentração de hidrocarboneto, como mostrado na figura 19A, os hidrocarbonetos serão parcialmente oxidados sem serem completamente oxidados, isto é, os hidrocarbonetos serão reformados de modo a formar o redutor intermediário. Em oposição a isso, quando a força de oxidação do catalisador de purificação de escape 13 é pequena, se formar combustível atomizado Fb com uma alta concentração de hidrocarboneto, como mostrado na figura 19B, uma grande quantidade de hidrocarbonetos simplesmente escapará do catalisador de purificação de escape 13 sem ser oxidado e, portanto, uma quantidade de hidrocarbonetos que é consumida de modo a ser desperdiçada irá aumentar. Assim, quando a força de oxidação do catalisador de purificação de escape 13 é pequena, é preferível formar combustível atomizado Fa com uma baixa concentração de hidrocarboneto, isto é, para diminuir a pressão de injeção WP.

[00082] Portanto, na presente invenção, quando o novo método de purificação de NOx está sendo empregado, isto é, quando, no momento da operação do motor, a quantidade predeterminada de hidrocarbonetos é injetada a partir da válvula de alimentação de hidrocarboneto 15 pelo período de alimentação predeterminado, a pressão de injeção WP de hidrocarbonetos a partir da válvula de alimentação de hidrocarboneto 15 é aumentada de acordo com o aumento da força de oxidação do catalisador de purificação de escape 13.

[00083] Com relação a isso, nesse caso, a força de oxidação do catalisador de purificação de escape 13 aumenta com o aumento da temperatura do catalisador de purificação de escape 13. Portanto, nessa modalidade, de acordo com a presente invenção, a pressão de

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27/33 injeção dos hidrocarbonetos é aumentada, de acordo com um aumento na temperatura do catalisador de purificação de escape 13. Particularmente falando, nessa modalidade, de acordo com a presente invenção, a relação entre o coeficiente de correção KP1 para a pressão de injeção de referência WP0 de hidrocarbonetos e a temperatura de catalisador TC do catalisador de purificação de escape 13, mostrada na Figura 20, e a relação entre o coeficiente de correção KT1 para o tempo de injeção de referência WT0 e a temperatura de catalisador TC do catalisador de purificação de escape 13, mostrada na Figura 17 são armazenadas de antemão. Os coeficientes de correção KP1 e KT1 que são encontrados a partir dessas relações são usados para calcular a pressão de injeção real WP e o tempo de injeção real WT.

[00084] Isto é, nessa modalidade, de acordo com a presente invenção, a partir da figura 20, será compreendido que quando a temperatura de catalisador TC é menor do que uma temperatura de referência TC0 pré-determinada, a pressão de injeção real WP é transformada na pressão de injeção de referência WP0 e o tempo de injeção real WT é feito o tempo de injeção de referência WT0, mostrado na figura 17, enquanto quando a temperatura de catalisador TC excede a temperatura de referência TC0 predeterminada , a pressão de injeção real WP é aumentada a partir da pressão de injeção de referência WP0 e o tempo de injeção real WT é feito menor do que o tempo de injeção de referência WT0.

[00085] Ademais, a força de oxidação do catalisador de purificação de escape 13 se torna maior de o envenenamento por enxofre do catalisador de purificação de escape 13 aumenta. Isto é, o gás de escape inclui SOx. Se esse SOx flui pelo catalisador de purificação de escape 13, algumas vezes ele irá ser armazenado na camada básica 53 na forma de sulfatos. Essa ação de armazenamento de SOx ocorre

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28/33 primeiro na extremidade lateral a montante do catalisador de purificação de escape 13, assim, junto com a expiração do tempo, a quantidade de sulfatos que são armazenados na camada básica 53 aumenta gradativamente na extremidade lateral a montante do catalisador de purificação de escape 13.

[00086] Se a quantidade armazenada de sulfatos aumenta, a basicidade da camada básica 53 irá enfraquecer e, como consequência, a capacidade de oxidação do metal precioso 51 na extremidade lateral a montante do catalisador de purificação de escape 13 aumentará. Quando a capacidade de oxidação do metal precioso 51 na extremidade lateral a montante do catalisador de purificação de escape 13 aumenta dessa maneira, para causar a produção do redutor intermediário, é preferível formar combustível atomizado Fb com uma alta concentração de hidrocarboneto, como mostrado na figura 19B, isto é, para criar a pressão de injeção WP.

[00087] Portanto, nessa modalidade, de acordo com a presente invenção, a pressão de injeção WP de hidrocarbonetos é aumentada, de acordo com um aumento no envenenamento por enxofre na extremidade lateral a montante do catalisador de purificação de escape 13. Particularmente falando, nessa modalidade, de acordo com a presente invenção, a relação entre o coeficiente de correção KP2 para a pressão de injeção de referência WPO dos hidrocarbonetos e o envenenamento por enxofre ES do catalisador de purificação de escape 13, como mostrado na figura 21 e a relação entre o coeficiente de correção KT2 para o tempo de injeção de referência WT0 e o envenenamento por enxofre ES do catalisador de purificação de escape 13, mostrado na figura 17, são armazenados de antemão. Os coeficientes de correção KP2 e KT2 que são encontrados a partir dessas relações são usados para calcular a pressão de injeção real WP e o tempo de injeção real WT respectivamente.

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[00088] Isto é, nessa modalidade, a partir da figura 21, será compreendido que quando o envenenamento por enxofre ES é mais baixo do que um envenenamento de referência S0 predeterminado, a pressão de injeção real WP é transformada na pressão de injeção de referência WP0 e o tempo de injeção real WT é feito o tempo de injeção de referência WT0, mostrado na figura 17, enquanto quando o envenenamento por enxofre ES excede o envenenamento por referência S0 predeterminado, a pressão de injeção real WP é aumentada a partir da pressão de injeção de referência WP0 e o tempo de injeção real WT é diminuída sendo menor do que o tempo de injeção de referência WT0.

[00089] Por outro lado, se a taxa de fluxo do gás de escape se torna mais rápida, isto é, se a quantidade de ar influxo aumenta, a concentração de hidrocarbonetos no combustível atomizado dos hidrocarbonetos se tornará mais rarefeita. Nesse momento, é preferível aumentar a concentração de hidrocarbonetos no combustível atomizado dos hidrocarbonetos de forma a produzir bem o redutor intermediário, isto é, para criar a pressão de injeção WP. Portanto, nessas modalidade, de acordo com a presente invenção, a pressão de injeção WP de hidrocarbonetos é aumentada, de acordo com um aumento na quantidade de ar influxo, isto é, de acordo com um aumento na taxa de fluxo do gás de escape que flui através do interior da passagem de escape do motor.

[00090] Particularmente falando, nessa modalidade, de acordo com a presente invenção, a relação entre o coeficiente de correção KP3 para a pressão de injeção de referência WP0 dos hidrocarbonetos e a quantidade de ar influxo GA, como mostrado na figura 22 e a relação entre o coeficiente de correção KT3 para o tempo de injeção de referência WT0 e a quantidade de ar influxo GA, mostrado na figura 17, são armazenadas de antemão. Os coeficientes de correção KP3 e

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KT3 que são encontrados a partir dessas relações são usados para calcular a pressão de injeção real WP e o tempo de injeção real WT, respectivamente.

[00091] Observe que, o tempo de injeção de referência WT0, mostrado na figura 17, mostra um valor quando a quantidade de ar influxo GA é a quantidade de ar de influxo de referência GA0 mostrado na Figura 22, assim, quando a quantidade de ar influxo GA é a quantidade de ar influxo de referência GA0, os valores dos coeficientes de correção KP3 e KT3 se tornam 1,0. Adicionalmente, o valor do coeficiente de correção KP3 se torna maior à medida que a quantidade de ar influxo GA aumenta, enquanto o valor do coeficiente de correção KT3 se torna menor à medida que a quantidade de ar influxo GA aumenta.

[00092] Ademais, por exemplo, no momento da geração do filtro particulado 14, o filtro particulado 14 precisa aumentar em temperatura. Nesse momento, a quantidade de injeção de hidrocarbonetos a partir da válvula de alimentação de hidrocarboneto 15 é aumentada. A esse respeito, quando a quantidade de injeção de hidrocarbonetos é aumentada desse modo, se mantiver a pressão de injeção WP de hidrocarbonetos na pressão de injeção de referência WP0, a concentração de hidrogênio no combustível de hidrocarbonetos atomizado se torna extremamente alta. Como consequência, torna-se difícil fazer com que todos os hidrocarbonetos que são injetados serem parcialmente oxidados. Assim, a situação é causada onde parte dos hidrocarbonetos passa diretamente através do catalisador de purificação de escape 13.

[00093] Portanto, nessa modalidade, de acordo com a presente invenção, a pressão de injeção WP de hidrocarbonetos é aumentada, de acordo com um aumento da quantidade de injeção de hidrocarbonetos a partir da válvula de alimentação de hidrocarboneto

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15. Particularmente falando, nessa modalidade, de acordo com a presente invenção, a relação entre o coeficiente de correção KP4 para a pressão de injeção de referência WP0 dos hidrocarbonetos e a quantidade de injeção de hidrocarbonetos W, como mostrada na figura 23, e a relação entre o coeficiente de correção KT4 para o tempo de injeção de referência WT0 e a quantidade de injeção de hidrocarbonetos W, mostrada na figura 17, são armazenadas de antemão. Os coeficientes de correção KP4 e KT4 que são encontrados a partir dessas relações são usados para calcular a pressão de injeção real WP e o tempo de injeção real WT, respectivamente.

[00094] Isto é, nessa modalidade, de acordo com a presente invenção, a partir da figura 23, será compreendido que quando a quantidade de injeção W é mais baixa do que a quantidade de injeção de referência W0 predeterminada , a pressão de injeção real WP é transformada na pressão de injeção de referência WP0 e o tempo de injeção real WT é feito o tempo de injeção de referência WT0 mostrado na figura 17, enquanto quando a quantidade de injeção W excede a quantidade de injeção de referência W0 predeterminada , a pressão de injeção real WP é levada a cair a partir da pressão de injeção de referência WP0 e o tempo de injeção real WT é feito mais longo do que o tempo de injeção de referência WT0.

[00095] A figura 24 mostra uma rotina de controle da quantidade de alimentação de hidrocarboneto. Essa rotina é executada por interrupção todo tempo predeterminado.

[00096] Com referência à figura 24, primeiro, na etapa 60, o tempo de injeção de referência WT0, de acordo com o estado de operação do motor, é calculado a partir do mapa, mostrado na figura 17. Em seguida, na etapa 61, a pressão de injeção de referência WP0 é lida. Então, na etapa 62, a temperatura de catalisador TC do catalisador de purificação de escape 13 que é detectada pelo sensor de temperatura

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32/33 é usada para calcular os valores dos coeficientes de correção KP1 e KT1 da relação, mostrada na figura 20. Finalmente, na etapa 63, o envenenamento por enxofre ES é calculado.

[00097] Isto é, a quantidade do SOx que é contida no gás de escape é determinada, por consequência, quando o estado de operação do motor é determinado. A quantidade de SOx SOXA que escapa do motor por unidade de tempo é armazenada como uma função do estado de operação do motor de antemão na ROM 32. A quantidade de SOx que é armazenada no catalisador de purificação de escape 13 é considerada proporcional à quantidade de SOx SOXA que escapa pelo motor. Portanto, na etapa 63, ES é adicionado ao produto da quantidade de SOx SOXA e uma constante proporcional C para calcular o envenenamento por enxofre ES. Na etapa 64, esse envenenamento por enxofre ES calculado é usado para calcular os valores dos coeficientes de correção KP2 e KT2 da relação mostrada na figura 21.

[00098] Em seguida, na etapa 65, a quantidade de ar influxo GA que é detectada pelo detector de quantidade de ar influxo 8 é usada para calcular os valores dos coeficientes de correção KP3 e KT3 da relação mostrada na Figura 22. Então, na etapa 65, a quantidade de injeção W é usada como base para calcular os valores dos coeficientes de correção KP4 e KT4 da relação mostrada na figura 23. Em seguida, na etapa 67, a pressão de injeção de referência WP0 é multiplicada pelos valores de todos os coeficientes de correção correspondentes KP1, KP2, KP3, e KP4 para calcular a pressão de injeção final WP, depois a pressão de injeção real é transformada nessa pressão de injeção final WP. Finalmente, na etapa 68, o tempo de injeção de referência WT0 é multiplicado pelos valores de todos os coeficientes de correção correspondentes KT1, KT2, KT3, e KT4 para calcular o tempo de injeção final WT, e então o tempo de injeção real é

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33/33 feito esse tempo de injeção final WT.

[00099] Observe que, como outra modalidade, na passagem de escape do motor a montante do catalisador de purificação de escape 13, um catalisador de oxidação para modificar os hidrocarbonetos pode ser disposto.

Lista de Sinais de Referência

4. coletor de influxo

5. coletor de escape

7.. . turbocompressor de escape

12.. . cano de escape

13. catalisador de purificação de escape

14.. . filtro de partícula

15.. . válvula de alimentação de hidrocarboneto

Claims

1. Método de purificação de gás de escape escapado de um motor de combustão interna, caracterizado pelo fato de que uma válvula de alimentação de hidrocarboneto (15) para alimentar hidrocarbonetos é disposta dentro de uma passagem de escape do motor, um catalisador de purificação de escape (13) para reagir NOx contido no gás de escape e hidrocarbonetos reformados é disposto dentro da passagem de escape do motor a jusante da válvula de alimentação de hidrocarboneto (15), um catalisador de metal precioso (51, 52) que é transportado em uma superfície de fluxo de gás de escape do catalisador de purificação de escape (13) e uma parte de superfície de fluxo de gás de escape básica (54) é formada em volta do catalisador de metal precioso (51, 52), o catalisador de purificação de escape (13) tem uma propriedade de reduzir o NOx que é contido no gás de escape se uma quantidade predeterminada de hidrocarbonetos é injetada por um período de alimentação predeterminado a partir da válvula de alimentação de hidrocarboneto (15) e tem uma propriedade de crescer em quantidade de armazenamento de NOx que é contido no gás de escape se medir o período de alimentação dos hidrocarbonetos a partir de um período de alimentação predeterminado, no momento da operação do motor, a quantidade predeterminada de hidrocarbonetos é injetada a partir da válvula de alimentação de hidrocarboneto (15) pelo período de alimentação predeterminado, e nesse momento, uma pressão de injeção dos hidrocarbonetos a partir da válvula de alimentação de hidrocarboneto (15) é aumentada, de acordo com um aumento na força de oxidação do catalisador de purificação de escape (13), em que o dito catalisador de metal precioso (51, 52) que faz com que o NOx contido no gás de escape e os hidrocarbonetos reformados reajam para produzir um redutor intermediário que contém

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2/3 nitrogênio e hidrocarbonetos, o redutor intermediário produzido é retido na parte da superfície de fluxo de gás de escape básica (54), uma ação redutora do redutor intermediário que ocorre na parte da superfície de fluxo de gás de escape (54) básica reduz o NOx, e o período de alimentação predeterminado dos ditos hidrocarbonetos é o período de alimentação exigido para continuar a produzir o redutor intermediário.

2. Método de purificação de gás escape escapado de um motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pressão de injeção dos ditos hidrocarbonetos é aumentada de acordo com um aumento na temperatura do catalisador de purificação de escape (13).

3. Método de purificação de gás de escape escapado de um motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pressão de injeção dos ditos hidrocarbonetos é aumentada de acordo com um aumento no envenenamento por enxofre em uma extremidade lateral a montante do catalisador de purificação de escape (13).

4. caracterizado pelo fato de de purificação de gás de escape escapado de um motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que a pressão de injeção dos ditos hidrocarbonetos é aumentada de acordo com um aumento na taxa de fluxo de gás de escape que flui através do interior da passagem de escape do motor.

5. Método de purificação de gás de escape escapado de um motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pressão de injeção dos ditos hidrocarbonetos é aumentada de acordo com um aumento na quantidade de injeção de hidrocarbonetos a partir da válvula de alimentação de hidrocarboneto (15).

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6. Método de purificação de gás de escape escapado de um motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito catalisador de metal precioso (51, 52) é compreendido por platina Pt e pelo menos, um ródio Rh e paládio Pd.

7. Método de purificação de gás de escape escapado de um motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que , na superfície de fluxo de gás de escape do dito catalisador de purificação de escape (13), uma camada básica (53) é formada, que inclui um metal álcali, metal álcali terroso ou metal terroso raro que podem doar elétrons ao NOx, e a superfície da dita camada básica (53) forma a dita parte da superfície de fluxo de gás de escape básica (54).