Система управления выбросами и способ управления выбросами для двигателя внутреннего сгорания

Система управления выбросами и способ управления выбросами для двигателя внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Изобретение относится к системе управления выбросами и способу управления выбросами для двигателя внутреннего сгорания.

2. Описание предшествующего уровня техники

[0002] Известна система управления выбросами для двигателя внутреннего сгорания, которая включает в себя катализаторное устройство с накоплением и восстановлением NOx. Этот тип катализаторного устройства накапливает оксиды азота (NOx), содержащиеся в выхлопных газах, когда сожженный газ, который был сожжен при обедненном воздушно-топливном отношении, поступает в устройство, и освобождает накопленные NOx, когда сгоревший газ, который был сожжен при богатом воздушно-топливном отношении, которое богаче, чем стехиометрическое воздушно-топливное отношение, поступает в устройство. Кроме того, когда углеводороды (НС) подают в этот тип катализаторного устройства, когда освобождается NOx, катализаторное устройство восстанавливает и удаляет освобождаемые NOx с использованием углеводорода в качестве восстановителя. Таким образом, в системе управления выбросами, включающей в себя катализаторное устройство с накоплением и восстановлением NOx, накапливание NOx при бедном воздушно-топливном отношении, а также освобождение и восстановление NOx при богатом воздушно-топливном отношении поочередно повторяются, при этом выброс NOx в окружающую атмосферу ограничивается.

[0003] В японском патенте No. 4893876 описана система управления выбросами для двигателя внутреннего сгорания, которая обеспечивает непрерывную доочистку NOx при бедном воздушно-топливном отношении, путем периодического добавления топлива в выхлопные газы для непрерывной доочистки, при этом концентрация НС в выхлопных газах, поступающих в катализаторное устройство с накоплением и восстановлением NOx, колеблется с амплитудой в заданном диапазоне и периодом в заданном диапазоне.

[0004] В катализаторном устройстве с накоплением и восстановлением NOx, сера, содержащаяся в выхлопных газах, накапливается вместе с NOx. Поскольку сера, накопленная в катализаторном устройстве, не может быть освобождена при температурных условиях, при которых обычно освобождают NOx, количество серы, накопленной в катализаторном устройстве (количество накопленной серы) постепенно увеличивается, когда доочистка NOx просто продолжается путем повторения накапливания и освобождения/восстановления NOx, как описано выше. При этом сера, сохраняемая таким образом, влияет на способность катализаторного устройства накапливать NOx, и вызывает снижение характеристик доочистки NOx. Поэтому в системе управления выбросами, включающей в себя катализаторное устройство, как описано выше, когда количество накопленной серы несколько увеличивается, управление регенерацией выполняется так, чтобы освободить накопленную серу и регенерировать катализаторное устройство. Управление регенерацией осуществляется путем поочередного выполнения процесса повышения температуры для повышения температуры катализаторного устройства до температуры, при которой сера может быть освобождена, путем сжигания негоревшего топлива, подаваемого в выхлопные газы, через дожигающий впрыск или тому подобное, в катализаторном устройстве, и процесс освобождения для освобождения от серы путем создания богатого воздушно-топливного отношения.

[0005] Так как температура, при которой сера может освобождаться, выше, чем область температуры, при которой NOx могут накапливаться, NOx не могут накапливаться во время процесса повышения температуры при управлении регенерацией. С другой стороны, непрерывная доочистка NOx при бедном воздушно-топливном отношении посредством добавки топлива, как описано выше, может производиться в области высокой температуры; поэтому, когда процесс повышения температуры выполняется посредством добавки топлива для непрерывной доочистки, доочистка NOx может продолжаться даже во время процесса повышения температуры.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0006] Тем не менее, необходимо выполнять добавление топлива с достаточно длительными интервалами, с тем, чтобы осуществлять непрерывную доочистку NOx при бедном воздушно-топливном отношении, и впускной торцевой участок катализаторного устройства, на который непосредственно дуют выхлопные газы, охлаждается в период между добавлениями. Поэтому в ходе процесса повышения температуры посредством добавки топлива для непрерывной доочистки, температура впускного торцевого участка катализаторного устройства может подняться недостаточно, что может привести к недостаточной регенерации.

[0007] Данным изобретением предложены система управления выбросами и способ управления выбросами для двигателя внутреннего сгорания, которые могут эффективно восстановить способность катализаторного устройства преобразовывать и удалять оксиды азота, свойства которого ухудшились из-за загрязнения серой, при этом ограничивая выбросы оксидов азота во время управления регенерацией.

[0008] Согласно объекту изобретения предложена система управления выбросами для двигателя внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания включает в себя цилиндр и выпускной канал. Выхлопные газы, выпущенные из цилиндра, поступают в выпускной канал. Система управления выбросами содержит: клапан впрыска топлива, сконфигурированный с возможностью осуществления дожигающего впрыска, при этом дожигающий впрыск представляет собой впрыск топлива в цилиндр после такта расширения в двигателе внутреннего сгорания; клапан добавления топлива, расположенный в выпускном канале, при этом клапан добавления топлива сконфигурирован с возможностью добавления негоревшего топлива в выхлопные газы; катализаторное устройство, расположенное ниже по потоку от клапана добавления топлива в выпускном канале, при этом катализаторное устройство сконфигурировано с возможностью восстановления оксидов азота в выхлопных газах посредством реакции оксидов азота с реформированными углеводородами, причем катализаторное устройство включает в себя катализатор с благородным металлом, нанесенным на контактную поверхность, которая контактирует с выхлопными газами, и притом катализаторное устройство включает в себя контактирующую с выхлопными газами поверхность вокруг катализатора с благородным металлом, при этом контактирующая с выхлопными газами поверхность представляет собой базовую поверхность, причем катализаторное устройство имеет свойство восстановления оксидов азота в выхлопных газах путем колебаний концентрации углеводородов в выхлопных газах, текущих в катализаторное устройство, с амплитудой в первом заданном диапазоне и периодом во втором заданном диапазоне, который длиннее, чем период поступления выхлопных газов в выпускной канал на холостом ходу двигателя внутреннего сгорания, а также имеет свойство увеличения количества накопленных оксидов азота путем увеличения периода колебаний концентрации углеводородов выхлопных газов по сравнению со вторым заданным диапазоном, и электронный блок управления. Электронный блок управления, сконфигурирован для: выполнения управления регенерацией, при этом катализаторное устройство восстанавливается от загрязнения, когда количество серы, накопленной катализаторным устройством, равно или больше, чем заранее заданное количество серы для определения начала управления регенерацией; поочередного и периодического выполнения процесса повышения температуры и процесса освобождения при управлении регенерацией, при этом процесс повышения температуры представляет собой процесс, при котором температура катализаторного устройства поднимается до температуры, требуемой для освобождения от серы, накопленной катализаторным устройством, а процесс освобождения представляет собой процесс, при котором воздушно-топливное отношение воздушно-топливной смеси, сжигаемой в цилиндре, поддерживается равным величине, требуемой для освобождения от серы, накопленной катализаторным устройством; выполнения управления регенерацией посредством управления в первом режиме управления и управления во втором режиме управления, при этом первый режим управления представляет собой режим, в котором процесс повышения температуры и процесс освобождения поочередно повторяются, в этом режиме процесс повышения температуры выполняется посредством выполнения дожигающего впрыска клапаном впрыска топлива, а второй режим управления представляет собой режим, в котором процесс повышения температуры и процесс освобождения поочередно повторяются, в этом режиме процесс повышения температуры выполняется путем выполнения добавления негоревшего топлива клапаном добавления топлива, при этом концентрация углеводородов в выхлопных газах, текущих в катализаторное устройство, колеблется с амплитудой в первом заданном диапазоне и периодом во втором заданном диапазоне; и выполнения управления во втором режиме управления после выполнения управления в первом режиме управления, в промежутке времени от начала до завершения управления регенерацией.

[0009] При управлении в первом режиме управления, процесс повышения температуры выполняется путем выполнения дожигающего впрыска клапаном впрыска топлива. В это время, выхлопные газы, содержащие компоненты негоревшего топлива, выпускаются в выпускной канал каждый раз, когда каждый цилиндр двигателя внутреннего сгорания входит в такт выхлопа; поэтому компоненты негоревшего топлива попадают в катализаторное устройство с относительно коротким циклом или с относительно короткими интервалами, и температура впускного торцевого участка катализаторного устройства, в который выхлопные газы втекают непосредственно, вероятно, увеличится. Тем не менее, так как для освобождения от серы необходимо увеличить температуру катализатора, чтобы она была выше, чем температура диапазона, в котором могут накапливаться оксиды азота, оксиды азота (NOx) не могут накапливаться во время процесса повышения температуры при управлении в первом режиме управления и выброс NOx в окружающую атмосферу не может быть ограничен. Во время управления в первом режиме управления, сера, освобожденная из впускного торцевого участка катализаторного устройства, переносится выхлопными газами на выпускной участок катализаторного устройства. Поэтому регенерация от загрязнения серой начинается со стороны впускного торца катализаторного устройства и выполняется с задержкой во времени в направлении выпускного торца.

[0010] С другой стороны, при управлении во втором режиме управления, выполняется процесса повышения температуры, при этом NOx в выхлопных газах поддерживаются в состоянии, в котором они могут быть восстановлены, путем выполнения добавления негоревшего топлива клапаном добавления топлива, при этом концентрация НС в выхлопных газах, поступающих в катализаторное устройство, колеблется с амплитудой в заданном диапазоне и периодом в заданном диапазоне. Так как восстановление NOx в это время можно проводить даже в области высоких температур, выброс NOx в окружающую атмосферу также может быть ограничен во время процесса повышения температуры. Тем не менее, необходимо добавлять негоревшее топливо с некоторыми интервалами, с тем, чтобы поддерживать NOx в состоянии, когда они могут быть восстановлены, и впускной торцевой участок катализаторного устройства, в который выхлопные газы втекают непосредственно, охлаждается в период между добавлениями, что затрудняет повышение температуры. Поэтому при управлении во втором режиме управления, впускной торцевой участок катализаторного устройства может не регенерировать в достаточной степени от загрязнения серой, и способность катализаторного устройства к удалению/восстановлению NOx может недостаточно восстанавливаться при управлении регенерацией. Соответственно, когда управление регенерацией выполняется только посредством управления во втором режиме управления, количество выбросов NOx во время управления регенерацией может быть уменьшено, однако количество выбросов NOx после управления регенерацией может увеличиться по сравнению со случаем, когда управление регенерацией выполняется только посредством управления в первом режиме управления.

[0011] В этом отношении в системе управления выбросами для двигателя внутреннего сгорания, как описано выше, во время управления регенерацией выполняется управление во втором режиме управления, после выполнения управления в первом режиме управления во время управления регенерацией. В этом случае, после того, как сера, накопленная во впускном торцевом участке катализаторного устройства, с учетом того, что этот участок с меньшей вероятностью или вряд ли будет регенерирован при управлении во втором режиме управления, освобождается при управлении в первом режиме управления, сера в остающейся части с выпускной стороны катализаторного устройства освобождается при управлении во втором режиме управления, при этом катализаторное устройство в целом может быть предпочтительно восстановлено от загрязнения серой. Кроме того, поскольку NOx могут быть восстановлены и удалены во время управления во втором режиме управления, количество выбросов NOx во время управления регенерацией может быть уменьшено по сравнению со случаем, когда управление выполняется только в первом режиме управления. Соответственно, в системе управления выбросами двигателя внутреннего сгорания, как описано выше, можно предпочтительно восстановить способность катализаторного устройства к преобразованию/удалению NOx, которая уменьшилась из-за загрязнения серой, при этом ограничивается выброс NOx во время управления регенерацией.

[0012] Поскольку трудно регенерировать впускной торцевой участок катализаторного устройства от загрязнения серой при управлении во втором режиме управления, как описано выше, предпочтительно переключить управление во второй режим управления в то время, когда восстановление от загрязнения во впускном торцевом участке катализаторного устройства было достаточно выполнено при управлении в первом режиме управления. В то же время, прогресс регенерации можно оценить из величины уменьшения количества накопленной серы, при измерении от начала управления регенерацией. В системе управления выбросами электронный блок управления может быть сконфигурирован для выполнения переключения из управления в первом режиме управления на управление во втором режиме управления, когда количество накопленной серы снижается до заранее заданного количества серы для определения переключения режимов во время управления регенерацией, причем это заранее заданное количество серы для определения переключения режимов представляет собой величину, меньшую, чем упомянутое количество серы для определения начала управления регенерацией.

[0013] В качестве другого объекта изобретения предложен способ управления выбросами для двигателя внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания включает в себя систему управления выбросами, цилиндр и выпускной канал. Выхлопные газы, выпущенные из цилиндра, текут в выпускной канал. Система управления выбросами включает в себя клапан впрыска топлива, сконфигурированный с возможностью осуществления дожигающего впрыска, при этом дожигающий впрыск представляет собой впрыск топлива в цилиндр после такта расширения в двигателе внутреннего сгорания, клапан добавления топлива, расположенный в выпускном канале, при этом клапан добавления топлива сконфигурирован с возможностью добавления негоревшего топлива в выхлопные газы, катализаторное устройство, расположенное ниже по потоку от клапана добавления топлива в выпускном канале, при этом катализаторное устройство сконфигурировано с возможностью восстановления оксидов азота в выхлопных газах посредством реакции оксидов азота с реформированными углеводородами, причем катализаторное устройство включает в себя катализатор с благородным металлом, нанесенным на контактную поверхность, которая контактирует с выхлопными газами, и катализаторное устройство включает в себя контактирующую с выхлопными газами поверхность вокруг катализатора с благородным металлом, при этом контактирующая с выхлопными газами представляет собой базовую поверхность, причем катализаторное устройство имеет свойство восстановления оксидов азота в выхлопных газах путем колебания концентрации углеводородов в выхлопных газах, текущих в катализаторное устройство, с амплитудой в первом заданном диапазоне, и периодом во втором заданном диапазоне, который длиннее, чем период поступления выхлопных газов в выпускной канал на холостом ходу двигателя внутреннего сгорания, а также свойство увеличения количества накопленных оксидов азота путем увеличения периода колебаний концентрации углеводородов выхлопных газов по сравнению со вторым заданным диапазоном. Способ управления выхлопами включает в себя выполнение управления регенерацией, при этом катализаторное устройство восстанавливается от загрязнения, когда количество серы, накопленной катализаторным устройством, равно или больше, чем заранее заданное количество серы для определения начала управления регенерацией; поочередное и периодическое выполнение процесса повышения температуры и процесса освобождения при управлении регенерацией, при этом процесс повышения температуры представляет собой процесс, при котором температура катализаторного устройства поднимается до температуры, требуемой для освобождения от серы, накопленной катализаторным устройством, а процесс освобождения представляет собой процесс, при котором воздушно-топливное отношение воздушно-топливной смеси, сжигаемой в цилиндре, поддерживается равным величине, требуемой для освобождения от серы, накопленной катализаторным устройством; выполнение управления регенерацией посредством управления в первом режиме управления и управления во втором режиме управления, при этом первый режим управления представляет собой режим, в котором процесс повышения температуры и процесс освобождения поочередно повторяются, в этом режиме процесс повышения температуры выполняется посредством выполнения дожигающего впрыска клапаном впрыска топлива, а второй режим управления представляет собой режим, в котором процесс повышения температуры и процесс освобождения поочередно повторяются, в этом режиме процесс повышения температуры выполняется путем выполнения добавления негоревшего топлива клапаном добавления топлива, при этом концентрация углеводородов в выхлопных газах, текущих в катализаторное устройство, колеблется с амплитудой в первом заданном диапазоне и периодом во втором заданном диапазоне; и выполнение управления во втором режиме управления после выполнения управления в первом режиме управления, в промежутке времени от начала до завершения управления регенерацией.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0014] Признаки, преимущества, а также техническая и промышленная значимость примеров осуществления настоящего изобретения будут описаны ниже со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых одинаковые ссылочные позиции обозначают одинаковые элементы, и на которых:

Фиг. 1 представляет собой схематичный вид, схематически показывающий конфигурацию одного из примеров осуществления системы управления выбросами двигателя внутреннего сгорания;

Фиг. 2 представляет собой поперечное сечение, показывающее в увеличенном масштабе поперечную структуру вокруг поверхности выпускного канала в подложке катализаторного устройства, входящего в систему управления выбросами в соответствии с этим примером осуществления;

Фиг. 3 представляет собой временную диаграмму, показывающую модель добавления негоревшего топлива в выхлопные газы клапаном добавления топлива во время доочистки NOx первым способом доочистки NOx, и изменения в воздушно-топливном отношении в выхлопных газах, вызванных добавлением;

Фиг. 4 представляет собой диаграмму, обозначающую соотношение между степенью преобразования NOx во время доочистки NOx первым способом доочистки NOx и температурой катализатора;

Фиг. 5 представляет собой схематичный вид, схематически показывающий состояние поверхностного участка подложки катализатора, когда концентрация НС в выхлопных газах, поступающих в катализаторное устройство, является низкой;

Фиг. 6 представляет собой схематичный вид, схематически показывающий механизм преобразования НС в катализаторном устройстве;

Фиг. 7 представляет собой схематичный вид, схематически показывающий состояние участка поверхности подложки катализатора, когда концентрация НС в выхлопных газах, поступающих в катализаторное устройство, является высокой;

Фиг. 8 представляет собой временную диаграмму, показывающую один пример модели изменения воздушно-топливного отношения в выхлопных газах во время доочистки NOx первым способом доочистки NOx;

Фиг. 9 представляет собой диаграмму, обозначающую соотношение между окислительной способностью катализаторного устройства и требуемым минимальным воздушно-топливным отношением;

Фиг. 10 представляет собой временную диаграмму, показывающую один пример модели изменения воздушно-топливного отношения в выхлопных газах во время доочистки NOx первым способом доочистки NOx, в случае, когда требуемое минимальное воздушно-топливное отношение беднее, чем стехиометрическое воздушно-топливное отношение;

Фиг. 11 представляет собой диаграмму, обозначающую соотношение между концентрацией кислорода в выхлопных газах до добавления негоревшего топлива клапаном добавления топлива, и амплитудой колебаний концентрации НС, при которой получают заданную степень преобразования NOx;

Фиг. 12 представляет собой диаграмму, обозначающую соотношение между амплитудой колебаний концентрации НС в то время, когда базовое воздушно-топливное отношение является наименьшим отношением, и ее значением в то время, когда базовое воздушно-топливное отношение является наибольшим отношением, и степенью преобразования NOx катализаторного устройства;

Фиг. 13 представляет собой диаграмму, обозначающую соотношение между периодом колебаний концентрации НС в выхлопных газах, поступающих в катализаторное устройство, и степенью преобразования NOx катализаторного устройства;

Фиг. 14 представляет собой схематичный вид, схематически показывающий состояние участка поверхности подложки катализатора, когда период колебаний концентрации НС в выхлопных газах, поступающих в катализаторное устройство, делается длиннее, чем заданный диапазон;

Фиг. 15 представляет собой схематичный вид, схематически показывающий состояние участка поверхности подложки катализатора, когда воздушно-топливное отношение в выхлопных газах делается богатым в состоянии, когда NOx поглощаются в виде нитрата, в базовом слое;

Фиг. 16 представляет собой временную диаграмму, показывающую один пример модели изменения воздушно-топливного отношения в выхлопных газах, когда NOx преобразуются и удаляются вторым способом доочистки NOx;

Фиг. 17 представляет собой диаграмму, показывающую соотношение между температурой катализатора и степенью преобразования NOx катализаторного устройства, когда NOx преобразуются и удаляются вторым способом доочистки NOx;

Фиг. 18 представляет собой временную диаграмму, показывающую один пример модели, в которой топливо впрыскивается клапаном впрыска топлива, когда процесс повышения температуры выполняется первым способом повышения температуры;

Фиг. 19 представляет собой временную диаграмму, показывающую модель добавления клапаном добавления топлива во время доочистки NOx первым способом доочистки NOx, и изменения в воздушно-топливном отношении в выхлопных газах согласно модели;

Фиг. 20 представляет собой временную диаграмму, показывающую модель добавления клапаном добавления топлива во время процесса повышения температуры вторым способом повышения температуры, и изменения в воздушно-топливном отношении в выхлопных газах согласно модели;

Фиг. 21 представляет собой временную диаграмму, показывающую изменения количества накопленной серы катализаторного устройства и степень преобразования NOx со временем в каждом из следующих случаев: случае, когда управление регенерацией выполняется только в первом режиме управления, случае, когда управление регенерацией выполняется только во втором режиме управления, и случае этого примера осуществления изобретения;

Фиг. 22 представляет собой блок-схему процедуры определения, выполняемой в системе управления выбросами согласно примеру осуществления изобретения;

Фиг. 23 представляет собой график, показывающий соотношение между количеством впрыснутого топлива и числом оборотов двигателя, а также степенью загрязнения блока;

Фиг. 24 представляет собой график, показывающий соотношение между количеством накопленной серы количеством серы, освобожденной из блока;

Фиг. 25 представляет собой блок-схему процедуры управления регенерацией, выполняемой в системе управления выбросами согласно примеру осуществления изобретения;

Фиг. 26 представляет собой временную диаграмму, показывающую изменения количества накопленной серы катализаторного устройства и степени преобразования NOx со временем при управлении регенерацией в системе управления выбросами согласно примеру осуществления изобретения; и

Фиг. 27 представляет собой график, показывающий количество накопленной серы для каждого участка катализаторного устройства в каждый из следующих моментов времени: в начале управления регенерацией, во время переключения режима управления и при завершении управления регенерацией.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0015] Далее один из примеров осуществления системы управления выбросами двигателя внутреннего сгорания будет подробно описан со ссылкой на фиг. 1 - фиг. 27. Сначала будет описана конфигурация системы управления выбросами двигателя внутреннего сгорания этого примера осуществления изобретения. Система управления выбросами этого примера осуществления изобретения используется в дизельном двигателе, установленном на транспортном средстве, включающем в себя нагнетатель выхлопных газов турбинного типа.

[0016] Как показано на фиг. 1, дизельный двигатель, в котором используется система управления выбросами этого примера осуществления изобретения, имеет множество цилиндров 11, в которых сжигаются воздушно-топливные смеси. В то время как на фиг. 1 показан дизельный двигатель с четырьмя цилиндрами 11, количество цилиндров 11 не ограничивается этим примером. Дизельный двигатель включает в себя корпус 12 двигателя, в котором установлены соответствующие цилиндры 11, впускной канал 13, через который течет воздух, втягиваемый в каждый цилиндр 11, выпускной канал 14, через который вытекают выхлопные газы, выбрасываемые из каждого цилиндра 11, и канал 15 рециркуляции выхлопных газов (канал 15 РВГ), через который выхлопные газы рециркулируют из выпускного канала 14 во впускной канал 13. Дизельный двигатель дополнительно включает в себя нагнетатель 18 выхлопных турбинного типа, имеющий компрессор 16, расположенный во впускном канале 13, и турбину 17, расположенную в выпускном канале 14. Турбина 17 вращается потоком выхлопных газов, поступающих в выпускной канал 14, и приводит в действие компрессор 16. Далее компрессор 16 сжимает и выбрасывает втянутый воздух в соответствии с режимом движения.

[0017] Каждый из цилиндров 11 корпуса 12 двигателя снабжен клапаном 19 впрыска топлива, который впрыскивает топливо в цилиндр 11. Клапан 19 впрыска топлива каждого цилиндра 11 соединен с аккумуляторной системой 20 подачи топлива (коммон рейл). Система 20 подачи топлива соединена с топливным баком 22 через топливный насос 21 с электронным управлением, способный менять производительность. Топливный насос 21 втягивает и под давлением нагнетает топливо в топливный бак 22 и подает топливо в систему 20 подачи топлива. Затем топливо, поданное в систему 20 подачи топлива, распределяется и подается на соответствующие клапаны 19 впрыска топлива.

[0018] На участке впускного канала 13, расположенном с входной стороны компрессора 16, находится очиститель 23 воздуха, который отфильтровывает посторонние частицы во всасываемом воздухе, и анемометр 24 для определения расхода потока всасываемого воздуха (количества GA всасываемого воздуха), поступающего во впускной канал 13. Также, на участке впускного канала 13, расположенном с выпускной стороны компрессора 16, находится промежуточный охладитель 25, который охлаждает всасываемый воздух, чья температура была повышена благодаря сжатию компрессором 16, и дроссельный клапан 26 в качестве клапана для корректировки количества GA всасываемого воздуха. Впускной канал 13 подсоединен к соответствующим цилиндрам 11 и во впускном коллекторе 27 соединен с корпусом 12 двигателя.

[0019] Выпускной канал 14 включает в себя выпускной коллектор 28, соединенный с корпусом 12 двигателя, при этом выхлопные газы, выбрасываемые из соответствующих цилиндров И, соединяются вместе в выпускном коллекторе 28. Вышеупомянутая турбина 17 находится в расположенном с выпускной стороны выпускного коллектора 28 участке выпускного канала 14.

[0020] Система управления выбросами дизельного двигателя, как описано выше, включает в себя клапан 29 добавления топлива, который добавляет негоревшее топливо в выхлопные газы, поступающие в выпускной канал 14, катализаторное устройство 30 для преобразования и удаления оксидов азота (NOx) в выхлопных газах и фильтр 31 ТЧ, который улавливает твердые частицы (ТЧ) в выхлопных газах. Клапан 29 добавления топлива установлен в участке выпускного канала 14, расположенного с выпускной стороны турбины 17, а катализаторное устройство 30 установлено в участке выпускного канала 14, расположенном с выпускной стороны клапана 29 добавления топлива. Фильтр 31 ТЧ установлен в участке выпускного канала 14, расположенном с выпускной стороны катализаторного устройства 30. Кроме того, в выпускном канале 14 установлен датчик 32 температуры выхлопных газов для определения температуры (температуры Т1 выхлопных газов после дожигания) выхлопных газов непосредственно после их прохождения через катализаторное устройство 30, а также датчик 33 перепада давления для определения перепада давления выхлопных газов до и после их прохождения через фильтр 31 ТЧ. Также, в выпускном коллекторе 28 выпускного канала 14 установлен датчик 34 воздушно-топливного отношения для определения воздушно-топливного отношения в воздушно-топливных смесях, сжигаемых в соответствующих цилиндрах 11.

[0021] В дизельном двигателе имеется канал 15 РВГ для соединения выпускного коллектора 28 с впускным коллектором 27. В канале 15 РВГ расположен охладитель 35 РВГ, который охлаждает выхлопные газы (газ РВГ), рециркулирующие через канал 15 РВГ из выпускного канала 14 во впускной канал 13, а также клапан 36 РВГ, который корректирует расход потока газа РВГ.

[0022] Кроме того, система управления выбросами этого примера осуществления изобретения включает в себя электронный блок 37 управления. Электронный блок 37 управления включает в себя центральный процессор, который выполняет различные расчеты для управления системы управления выбросами, постоянное запоминающее устройство, в котором хранятся программы и данные, используемые для управления, оперативная память, в которой временно хранятся результаты вычисления центрального процессора и результаты определения датчиков, входной порт и выходной порт. Входной порт электронного блока 37 управления принимает выходные сигналы вышеописанных анемометра 24, датчика 32 температуры выхлопных газов, датчика 33 перепада давления и датчика 34 воздушно-топливного отношения. Также, входной порт электронного блока 37 управления принимает выходные сигналы датчика 38 положения педали акселератора для определения величины нажатия на педаль акселератора водителем и датчика 39 угла поворота коленвала, который выдает импульсный сигнал в соответствии с вращением коленчатого вала в качестве выходного вала дизельного двигателя. С другой стороны, приводные цепи клапанов 19 впрыска топлива, топливный насос 21, дроссельный клапан 26, клапан 29 добавления топлива и клапан 36 РВГ соединены с выходным портом электронного блока 37 управления. Электронный блок 37 управления получает путем вычисления число оборотов NE двигателя, исходя из выходного сигнала датчика 39 угла поворота коленвала, и коэффициент KL нагрузки двигателя на основе выходного сигнала датчика 38 положения педали акселератора и т.д.

[0023] Также, электронный блок 37 управления получает значение температуры катализаторного устройства 30 (температуры ТС катализатора), исходя из температуры Т1 выхлопных газов после дожигания, определенной датчиком 32 температуры выхлопных газов. Более конкретно, величину уменьшения температуры выхлопных газов от момента времени, когда выхлопные газы проходят катализаторное устройство 30, до момента времени, когда они достигают места, где установлен датчик 32 температуры выхлопных газов, получают на основе температуры наружного воздуха и скорости движения транспортного средства, на котором установлен дизельный двигатель, а температуру ТС катализатора вычисляют как величину, полученную путем прибавления величины уменьшения к температуре Т1 выхлопных газов после дожигания.

[0024] Далее будет подробно описано катализаторное устройство 30, расположенное в вышеописанной системе управления выбросами. Катализаторное устройство 30 включает в себя основание, включающее в себя канал выхлопных газов, через который текут выхлопные газы, и подложка катализатора, покрывающее поверхность канала выхлопных газов.

[0025] На фиг. 2 показана в увеличенном масштабе конструкция в поперечном разрезе основания катализаторного устройства 30 в непосредственной близости от поверхности канала для выхлопных газов. Как показано на фиг. 2, частицы 41, 42 катализатора, состоящие из благородных металлов, нанесены на подложку 40 катализатора, покрывающую поверхность канала для выхлопных газов. В этом примере осуществления изобретения в качестве частиц 41, 42 катализатора, состоящих из благородного металла, на подложку 40 катализатора нанесены частицы 41 из платины (Pt) и частицы 42 из родия (Rh). В этой связи частицы катализатора, состоящие из палладия (Pd), могут быть использованы в качестве частиц катализатора, состоящих из благородного металла, нанесенного на подложку 40 катализатора, и частицы катализатора из палладия также могут быть нанесены в дополнение к частицам 41, 42 катализатора, состоящим из платины и родия, или частицы катализатора, состоящие из палладия, могут быть нанесены вместо частиц 42 катализатора из родия.

[0026] С одной стороны, подложка 40 катализатора выполнена, например, из оксида алюминия, и базовый слой 43 сформирован на ее поверхности. Базовый слой 43 содержит, по меньшей мере, один элемент, выбранный из щелочных металлов, таких как калий (K), натрий (Na), и цезий (Cs), щелочноземельных металлов, таких как барий (Ва) и кальций (Са), редкоземельных элементов, таких, как лантаноиды, и таких металлов, как серебро (Ag), медь (Cu), железо (Fe) и иридий (Ir), которые могут снабжать электронами NOx.

[0027] В катализаторном устройстве 30 выхлопные газы текут вдоль поверхности подложки 40 катализатора, покрывающей поверхность канала выхлопных газов; таким образом, частицы 41, 42 катализатора нанесены на контактирующую с потоком поверхность катализаторного устройства 30. Также, поверхность базового слоя 43, служащего в качестве основы, образует контактирующий с выхлопными газами участок 44 поверхности. Контактирующий с выхлопными газами участок 44 поверхности представляет собой базовую поверхность.

[0028] Катализаторное устройство 30, описанное выше, способно преобразовывать NOx, содержащиеся в выхлопных газах, с использованием двух следующих способов. Согласно первому способу доочистки NOx, NOx в выхлопных газах преобразуются и удаляются путем колебаний концентрации углеводородов (НС) в выхлопных газах, поступающих в катализаторное устройство 30, с амплитудой в заданном диапазоне и периодом в заданном диапазоне, путем добавления негоревшего топлива в выхлопные газы клапаном 29 добавления топлива. Согласно второму способу доочистки NOx, NOx преобразуются