(57)【要約】【課題】  車上におけるアンモニア生成を伴う排気清浄化を提供する。【解決手段】  排気ガス清浄化用の選択的触媒還元システムに使用するための動力源が提供される。動力源は、第１の吸気通路と第１の排気通路とを有する第１のシリンダ群と、第２の吸気通路と第２の排気通路とを有する第２のシリンダ群とを含む。第２の吸気通路は第１の吸気通路から流体的に隔離される。燃料供給装置は、燃料を第１の排気通路内に供給するように構成可能であり、また触媒を燃料供給装置の下流に配置して、第１の排気通路内の排気ストリームの少なくとも一部分をアンモニアに変換することが可能である。【選択図】      図１
2006132528.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガス清浄化用の選択的触媒還元システムに使用するための動力源であって、
第１の吸気通路と第１の排気通路とを有する第１のシリンダ群と、
第１の吸気通路から流体的に隔離される第２の吸気通路と第２の排気通路とを有する第２のシリンダ群と、
燃料を第１の排気通路内に供給するように構成された燃料供給装置と、
第１の排気通路内の排気ストリームの少なくとも一部分をアンモニアに変換するために燃料供給装置の下流に配置された触媒と、
を備える動力源。
【請求項２】
排気ガス清浄化用の選択的触媒還元システムに使用するための動力源であって、
第１のシリンダ群であって、
１個以上のシリンダと、
第１のシリンダ群の１個以上のシリンダと流体連通する第１の吸気通路と、
第１のシリンダ群の１個以上のシリンダと流体連通する第１の排気通路と、
を含む第１のシリンダ群と、
第２のシリンダ群であって、
少なくとも２個のシリンダであって、第２のシリンダ群の単一のシリンダおよび第１のシリンダ群の単一のシリンダが、合致された行程サイクルを有し、また第２のシリンダ群からの他のすべてのシリンダが、ユニークな行程サイクルを有する少なくとも２個のシリンダと、
第２のシリンダ群の少なくとも２個のシリンダと流体連通する第２の吸気通路であって、第１の吸気通路から流体的に隔離される第２の吸気通路と、
第２のシリンダ群の少なくとも２個のシリンダと流体連通する第２の排気通路と、
を含む第２のシリンダ群と、
燃料を第１の排気通路内に供給するように構成された燃料供給装置と、
第１の排気通路内の排気ストリームの少なくとも一部分をアンモニアに変換するために燃料供給装置の下流に配置された触媒と、
を備える動力源。
【請求項３】
排気ガス清浄化用の選択的触媒還元システムに使用するための動力源を操作する方法であって、
空気を第１の吸気通路を通して、１個以上のシリンダを含む第１のシリンダ群に供給するステップと、
第１のシリンダ群の１個以上のシリンダと流体連通する第１の排気通路に、第１の排気ストリームを供給するステップと、
空気を第２の吸気通路を通して、少なくとも２個のシリンダを含む第２のシリンダ群に供給するステップであって、第２の吸気通路が第１の吸気通路から流体的に隔離されるステップと、
第２のシリンダ群の少なくとも２個のシリンダと流体連通する第２の排気通路に、第２の排気ストリームを供給するステップと、
第１の排気通路に動作可能に連結された燃料供給装置から第１の排気ストリームに燃料を供給するステップと、
第１の排気ストリームの少なくとも一部分をアンモニアに変換するステップと、
を含む方法。
【請求項４】
第１のシリンダ群からの単一のシリンダの行程サイクルと第２のシリンダ群からの単一のシリンダの行程サイクルとを合致させるステップと、第２のシリンダ群からの他のすべてのシリンダのユニークな行程サイクルを維持するステップとをさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
空気を強制誘導システムを通して第１および第２の吸気通路の少なくとも１個に供給するステップをさらに含む、請求項３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、一般に、エンジン用の排気ガス清浄化システム、より詳しくは、車上におけるアンモニア生成を伴う選択的触媒還元システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
選択的触媒還元（ＳＣＲ）は、エンジン、工場、および発電所用の化石燃料動力供給システムからの窒素酸化物（ＮＯｘ）エミッションを除去するための方法を提供する。ＳＣＲ中、触媒が排気ガスのアンモニアとＮＯｘとの反応を促進させて、水および窒素ガスを生成し、これによって、排気ガスからＮＯｘを除去する。
【０００３】
ＳＣＲシステムのために使用されるアンモニアは、ＮＯｘ生成システムの作動中に生成し得るか、または噴射が必要となる場合のために蓄積し得る。アンモニアの高い反応性のため、アンモニアの蓄積は危険なことがある。さらに、車上におけるアンモニア生成は高価な場合があり、特別な機器を必要とする可能性がある。
【０００４】
エンジン用の車上におけるアンモニア生成の１つの方法は、２０００年４月１１日にキヌガサ（Ｋｉｎｕｇａｓａ）に交付された米国特許公報（特許文献１）に開示されている。この方法は、排気ガスを清浄化するための多数のシリンダ群の使用を含む。米国特許公報（特許文献１）の方法では、シリンダ群内に噴射される燃料量を制御することによって、一方のシリンダ群の排気ガスをリッチにすることが可能である。次に、このシリンダ群のリッチ排気ガスをアンモニア合成触媒に通過させて、排気ガス中のＮＯｘの一部分をアンモニアに変換し得る。次に、第１のシリンダ群の排気ガスおよびアンモニアが第２のシリンダ群の排気ガスと混合されて、ＳＣＲ触媒に通過させられ、このＳＣＲ触媒において、アンモニアがＮＯｘと反応して、窒素ガスおよび水を生成する。
【０００５】
米国特許公報（特許文献１）の方法は、車上におけるアンモニア生成を利用することにより排気ストリームからＮＯｘを還元し得るが、米国特許公報（特許文献１）の方法はいくつかの不都合を有する。例えば、エンジンは、リッチ燃焼が一方のシリンダ群に生じる場合にそれほど効率的には機能せず、またパワー出力が低下する可能性がある。さらに、米国特許公報（特許文献１）の方法を用いると、制御された十分な吸気を両方のシリンダ群に供給することがより困難である場合があり、また米国特許公報（特許文献１）に記載されているように作動する２個のシリンダ群は、大きなエンジン振動を引き起こすことがある。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６，０４７，５４２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の明細書は、従来技術の課題または不都合の１つ以上を克服することに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の明細書の一形態は、排気ガス清浄化用の選択的触媒還元システムに使用するための動力源を含む。動力源は、第１の吸気通路と第１の排気通路とを有する第１のシリンダ群を含む。動力源はまた、第２の吸気通路と第２の排気通路とを有する第２のシリンダ群を含む。第２の吸気通路は第１の吸気通路から流体的に隔離することが可能であり、また燃料供給装置は、燃料を第１の排気通路内に供給するように構成することが可能である。触媒を燃料供給装置の下流に配置して、第１の排気通路内の排気ストリームの少なくとも一部分をアンモニアに変換し得る。
【０００９】
本発明の明細書の第２の形態は、排気ガス清浄化用の選択的触媒還元システムに使用するための動力源を含む。動力源は、１個以上のシリンダを含む第１のシリンダ群、第１のシリンダ群の１個以上のシリンダと流体連通する第１の吸気通路、および第１のシリンダ群の１個以上のシリンダと流体連通する第１の排気通路を含み得る。動力源はまた、少なくとも２個のシリンダを含む第２のシリンダ群を含むことが可能であり、この場合、第２のシリンダ群の単一のシリンダおよび第１のシリンダ群の単一のシリンダは、合致された行程サイクルを有し、また第２のシリンダ群からの他のすべてのシリンダは、ユニークな行程サイクルを有する。第２の吸気通路は第２のシリンダ群の少なくとも２個のシリンダと流体連通することが可能であり、この場合、第２の吸気通路は第１の吸気通路から流体的に隔離され、また第２の排気通路は第２のシリンダ群の少なくとも２個のシリンダと流体連通し得る。燃料供給装置は、燃料を第１の排気通路内に供給するように構成可能であり、また触媒を燃料供給装置の下流に配置して、第１の排気通路内の排気の少なくとも一部分をアンモニアに変換することが可能である。
【００１０】
本発明の明細書の第３の形態は、排気ガス清浄化用の選択的触媒還元システムに使用するための動力源を操作する方法を含む。本方法は、空気を第１の吸気通路を通して、１個以上のシリンダを含む第１のシリンダ群に供給するステップと、第１のシリンダ群の１個以上のシリンダと流体連通する第１の排気通路に、第１の排気ストリームを供給するステップとを含むことが可能である。空気を第２の吸気通路を通して、少なくとも２個のシリンダを含む第２のシリンダ群に供給し得る。第２の吸気通路は第１の吸気通路から流体的に隔離することが可能である。第２のシリンダ群の少なくとも２個のシリンダと流体連通する第２の排気通路に、第２の排気ストリームを供給し得る。第１の排気通路に動作可能に連結された燃料供給装置から第１の排気ストリームに、燃料を供給することが可能であり、また第１の排気ストリームの少なくとも一部分をアンモニアに変換することが可能である。
【００１１】
本明細書に組み込まれかつその一部を構成する添付図は、本明細書の例示的な実施形態を示しており、記載した説明と共に、開示したシステムの原理を説明するために役立つ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、動力源１２を含む本発明の明細書の作業機械１０の概略図を示している。動力源１２は第１のシリンダ群１４と第２のシリンダ群１６とを含むことが可能である。第１のシリンダ群１４は第１の吸気通路１８と第１の排気通路２０とに流体連通し得る。第２のシリンダ群１６は第２の吸気通路２２と第２の排気通路２４とに流体連通し得る。一実施形態では、第１の吸気通路１８は第２の吸気通路２２から流体的に隔離される。
【００１３】
エンジンシリンダの作動は、空気と、作動中にシリンダ内に噴射される燃料蒸気との比率に依存し得る。空気対燃料蒸気比は、化学量論的空気対燃料蒸気比から導かれるラムダ値としてしばしば表される。化学量論的空気対燃料蒸気比は、燃焼を起こす、化学的に正確な比率である。化学量論的空気対燃料蒸気比は、１．０のラムダ値に等しいと考えてもよい。
【００１４】
エンジンシリンダは、非化学量論的空気対燃料蒸気比で作動し得る。空気対燃料蒸気比がより低いエンジンシリンダは、１．０未満のラムダを有し、リッチと言われる。空気対燃料蒸気比がより高いエンジンシリンダは、１．０よりも大きなラムダを有し、リーンと言われる。
【００１５】
ラムダはシリンダのＮＯｘエミッションおよび燃料効率に影響を及ぼす可能性がある。リーン作動のシリンダは、化学量論的またはリッチ状態下で作動するシリンダと比較して燃料効率を向上させることが可能である。しかし、リーン作動はＮＯｘ生成物を増加させる可能性があるか、または排気ガス中のＮＯｘの除去を困難にする可能性がある。
【００１６】
ＳＣＲシステムは、アンモニアを使用することによって排気ガスのＮＯｘエミッションを減少させるための方法を提供する。本発明の明細書の例示的な実施形態では、第１のシリンダ群１４内のリーン燃焼によって発生されたエンジンのＮＯｘをアンモニアに変換することが可能である。このアンモニアをＳＣＲシステムに使用して、動力源１２内の燃料燃焼の副生成物として生成されたＮＯｘを除去し得る。
【００１７】
一実施形態では、本発明の明細書の動力源１２は、第１のシリンダ群１４からの排気ガスストリームの少なくとも一部分をアンモニアに変換するように構成し得るアンモニア生成触媒２６を含むことが可能である。このアンモニアは、第１のシリンダ群１４からの排気ガスストリーム中のＮＯｘと他の物質との反応によって生成し得る。例えば、ＮＯｘが他の様々な燃焼副生成物と反応して、アンモニアを生成することが可能である。これらの他の燃焼副生成物は、例えば、Ｈ2（水素ガス）、Ｃ3Ｈ6（プロペン）、またはＣＯ（一酸化炭素）を含み得る。  
【００１８】
アンモニア生成触媒２６は様々な材料から製造してもよい。一実施形態では、アンモニア生成触媒２６は、白金、パラジウム、ロジウム、イリジウム、銅、クロム、バナジウム、チタン、鉄、またはセシウムの少なくとも１つを含み得る。これらの材料の組み合わせが使用可能であり、また使用する燃料の種類、所望の空気対燃料蒸気比に基づき、または環境基準に適合させるために、触媒材料を選択することが可能である。
【００１９】
第１のシリンダ群１４のリーン作動は、第１のシリンダ群１４の化学量論的またはリッチ作動と比較してＮＯｘ生成物を増加させ得る。さらに、リッチ状態下において、アンモニア生成触媒２６によるＮＯｘからアンモニアへの変換効率を向上させることが可能である。したがって、アンモニア生成を増加させるために、エンジンシリンダは、ＮＯｘ含有排気ガスを生成するためのリーン状態下で作動可能であり、また燃料をこのＮＯｘ含有排気ガスに供給して、アンモニア生成触媒２６によってアンモニアを生成するために使用できるＮＯｘ含有リッチ排気ガスを生成し得る。
【００２０】
第１のシリンダ群１４は１個以上のシリンダを含むことが可能であり、また第２のシリンダ群１６は少なくとも２個のシリンダを含むことが可能である。例えば、第１のシリンダ群１４は１個から１０個のシリンダを含んでもよく、また第２のシリンダ群１６は２個から１２個のシリンダを含んでもよい。一実施形態では、第１のシリンダ群１４は１個のみのシリンダを含むことが可能であり、また第２のシリンダ群１６は５個のシリンダを含むことが可能である。他の実施形態では、第１のシリンダ群１４は１個のシリンダを含んでもよく、また第２のシリンダ群１６は７個のシリンダを含んでもよい。他の実施形態では、第１のシリンダ群１４は１個のシリンダを含むことが可能であり、また第２のシリンダ群１６は１１個のシリンダを含むことが可能である。第１のシリンダ群１４のシリンダの数および第２のシリンダ群１６のシリンダの数は、動力源１２によって生成されるような所望のパワー出力に基づき選択してもよい。
【００２１】
一実施形態では、第１のシリンダ群１４はその１個以上のシリンダ内のリーン空燃比で作動することが可能である。リーンな空気対燃料蒸気比で作動する第１のシリンダ群１４の１個以上のシリンダは、ＮＯｘを含有するリーン排気ガスストリームを生成し得る。ＮＯｘ含有リーン排気ガスストリームは、第１のシリンダ群１４の１個以上のシリンダと流体連結し得る第１の排気通路２０に流れ込むことが可能である。
【００２２】
ＮＯｘからアンモニアへの変換を優先するリッチ状態を形成するために、燃料を第１の排気通路２０内に供給するように燃料供給装置２８を構成してもよい。一実施形態では、ＮＯｘ含有リーン排気ガスストリームを第１の排気通路２０に送り出すことが可能であり、また燃料を第１の排気通路２０内に供給し、これによって、排気ガスストリームをリッチにするように燃料供給装置２８を構成し得る。一実施形態では、第１の排気通路２０内の排気ガスストリームは、燃料供給装置２８の上流ではリーンであり、燃料供給装置２８の下流ではリッチであり得る。
【００２３】
第１の排気通路２０が燃料供給装置２８の下流の点で第２の排気通路２４と流体連通して、合流排気通路３０を形成することが可能である。合流排気通路３０は、第２のシリンダ群１６によって生成された排気ガスストリームと、第１の排気通路２０のアンモニア生成触媒２６によって生成されたアンモニア含有排気ガスストリームとの混合気を収容し得る。
【００２４】
ＮＯｘ還元触媒３２は合流排気通路３０に配置してもよい。一実施形態では、ＮＯｘ還元触媒３２がアンモニアとＮＯｘとの反応を促進させて、合流排気通路３０内の排気ガスストリームからＮＯｘを少なくとも部分的に除去し得る。例えば、ＮＯｘ還元触媒３２がアンモニアとＮＯｘとの反応を促進させて、反応生成物の中でも特に窒素ガスおよび水を生成することが可能である。
【００２５】
パワー出力を増大しおよび／または第１のシリンダ群１４または第２のシリンダ群１６のシリンダ内の空気対燃料蒸気比を制御するために、動力源１２は強制誘導システムを含み得る。強制誘導システムは、例えば、ターボ過給機および／またはスーパー過給機を含んでもよい。一実施形態では、第１の強制誘導システム３４を第１の吸気通路１８と動作可能に連結することが可能であり、また第２の強制誘導システム３６を第２の吸気通路２２と動作可能に連結することが可能である。
【００２６】
一実施形態では、第１の強制誘導システム３４または第２の強制誘導システム３６はターボ過給機であり得る。ターボ過給機が第１の排気通路２０または第２の排気通路２４内の排気ガスを利用して、圧縮機の動力を生成することが可能であり、またこの圧縮機が、追加の空気を第１の吸気通路１８または第２の吸気通路２２に供給し得る。したがって、第１の強制誘導システム３４または第２の強制誘導システム３６がターボ過給機である場合、図１に示したように、ターボ過給機を排気通路２０、２４および吸気通路１８、２２の両方に動作可能に連結することが可能である。
【００２７】
一実施形態では、第１の強制誘導システム３４はターボ過給機であってもよく、またアンモニア生成触媒２６を第１の強制誘導システム３４の下流に位置決めしてもよい。第１の排気通路２０内の排気ストリームは、第１の強制誘導システム３４の上流よりもその下流の方が低温であり得る。アンモニア生成触媒２６は、第１の強制誘導システム３４の下流のより低温の排気ガスに曝されたときにより効率的に機能することが可能である。
【００２８】
一実施形態では、第１の強制誘導システム３４または第２の強制誘導システム３６はスーパー過給機であり得る。スーパー過給機はその動力を、エンジンに直接連結されるベルトから引き出すことが可能である。さらに、スーパー過給機は排気ストリームと連通する必要はない。したがって、第１の強制誘導システム３４または第２の強制誘導システム３６がスーパー過給機である場合、スーパー過給機を第１の吸気通路１８または第２の吸気通路２２と動作可能に連結し得るが、スーパー過給機は、第１の排気通路２０または第２の排気通路２４と動作可能に連結されない。
【００２９】
代替的実施形態では、第１の吸気通路１８または第２の吸気通路２２は無過給であり得る。無過給の吸気通路は強制誘導システムを含まなくてもよい。代わりに、吸気通路は強制誘導システムを含んでもよいが、要求に基づき、強制誘導システムをオンオフすることが可能である。例えば、空気流の増加が必要とされる場合、第１の強制誘導システム３４または第２の強制誘導システム３６をオンにして、追加の空気を第１の吸気通路１８および／または第２の吸気通路２２に供給してもよい。より低い吸気が必要とされる場合、例えば、僅かな動力が動力源１２から必要とされる場合、第１の吸気通路１８および／または第２の吸気通路２２は無過給であり得る。一実施形態では、第２の吸気通路２２を第２の強制誘導システム３６と動作可能に連結してもよく、また第１の吸気通路１８は無過給であってもよい。
【００３０】
一実施形態では、第２の排気通路２４は酸化触媒３７を含み得る。ＮＯｘは、酸化窒素（ＮＯ）と二酸化窒素（ＮＯ2）とを含む複数の窒素酸化物を含むことが可能であり、またＮＯｘ還元触媒３２は、約１：１のＮＯ：ＮＯ2比で最も有効に機能することが可能である。第２の排気通路２４のＮＯ：ＮＯ2比を制御するように酸化触媒３７を構成し得る。さらに、第２の排気通路２４のＮＯ：ＮＯ2比を制御することによって、合流排気通路３０のＮＯ：ＮＯ2比を制御するように酸化触媒３７を構成することも可能である。
【００３１】
追加の様々な触媒および／またはフィルタは、第１の排気通路２０および／または第２の排気通路２４に含め得る。これらの触媒およびフィルタは、パティキュレートフィルタ、ＮＯｘトラップ、および／または３ウェイ触媒を含んでもよい。一実施形態では、第１の排気通路２０および／または第２の排気通路２４は、例えば、１個以上のディーゼルパティキュレートフィルタを含むことが可能である。
【００３２】
本発明の明細書の一実施形態では、第１のシリンダ群１４の１個以上のシリンダのパワー出力は、第２のシリンダ群１６のシリンダのパワー出力と異なってもよい。アンバランスなシリンダ作動から生じることがある振動の可能性を回避するために、第１のシリンダ群１４の１個以上のシリンダの行程サイクルを第２のシリンダ群１６の１個以上のシリンダの行程サイクルと合致させてもよい。
【００３３】
図２に示した一実施形態では、第１のシリンダ群１４の１個以上のシリンダの行程サイクルを第２のシリンダ群１６の１個以上のシリンダの行程サイクルと合致させることが可能である。本実施形態では、第１のシリンダ群１４は単一のシリンダ３８のみを含み、また第２のシリンダ群１６は、そのシリンダ４０と他のすべてのシリンダ４２、４４、４６、４８とを含む５個のシリンダを含む。さらに、第１のシリンダ群１４の単一のシリンダ３８は、第２のシリンダ群１６のシリンダ４０の行程サイクルと合致される行程サイクルを有する。第２のシリンダ群１６の他のすべてのシリンダ４２、４４、４６、４８は、ユニークな行程サイクルを有し得る。
【００３４】
図３は、吸気通路および排気通路と図２のシリンダとの流体連通を示している。本実施形態では、第１の吸気通路１８および第１の排気通路２０は、第１のシリンダ群１４の単一のシリンダ３８と流体連通し得る。さらに、第２の吸気通路２２は、第２のシリンダ群１６のシリンダ４０、ならびに第２のシリンダ群１６の他のすべてのシリンダ４２、４４、４６、４８と流体連通することが可能であり、また第２の吸気通路２２を第１の吸気通路１８から流体的に隔離してもよい。さらに、第２の排気通路２４は、第２のシリンダ群１６のシリンダ４０、ならびに第２のシリンダ群１６の他のすべてのシリンダ４２、４４、４６、４８と流体連通し得る。
【００３５】
一実施形態では、動力源１２の作動中に、動力源１２のそれぞれのシリンダのパワー出力を制御することが可能である。図４は、動力源１２のシリンダのそれぞれの例示的なパワー出力を示している。本実施形態では、動力源１２のシリンダのそれぞれのパワー出力を相対パワー出力として表し得る。相対パワー出力は、変数、本例では（ｘ）で乗算した数値であり、この場合、動力源１２の合計パワー出力は、変数ｘで乗算したシリンダの数に等しい。したがって、動力源１２が６個のシリンダを含む図４の実施形態では、動力源１２の合計パワー出力を６ｘとして表すことが可能である。
【００３６】
変数ｘは任意のパワー値であり得る。例えば、ｘは、いくらかの馬力（ｈｐ）、ワット、または単位時間当たりのフィートポンドであり得る。例えば、動力源１２のすべてのシリンダ３８、４０、４２、４４、４６、４８の合計パワー出力が３０ｈｐに等しい場合、ｘは５ｈｐに等しい。
【００３７】
図４の１回目に示した一実施形態では、単一のシリンダ３８、第２のシリンダ群１６のシリンダ４０および他のすべてのシリンダ４２、４４、４６、４８を含む動力源１２のシリンダのそれぞれの相対パワー出力は、約１．０ｘである。したがって、動力源１２のすべてのシリンダ３８、４０、４２、４４、４６、４８の合計パワー出力は６ｘに等しい。本実施形態では、動力源１２のパワー出力は動力源１２のシリンダのそれぞれの間に等しく分布される。
【００３８】
図４の２回目に示した一実施形態では、第１のシリンダ群１４の単一のシリンダ３８の相対パワー出力は０．２５ｘに等しく、また第２のシリンダ群１６のシリンダ４０の相対パワー出力は０．７５ｘに等しい。さらに、他のシリンダ４２、４４、４６、４８のすべての相対パワー出力は約１．２５ｘであり、また動力源１２のすべてのシリンダ３８、４０、４２、４４、４６、４８の合計パワー出力は６ｘに等しい。
【００３９】
図４の３回目に示した他の実施形態では、第１のシリンダ群１４の単一のシリンダ３８の相対パワー出力は０．２５ｘに等しく、また第２のシリンダ群１６のシリンダ４０の相対パワー出力は０．９５ｘに等しい。さらに、他のシリンダ４２、４４、４６、４８のすべての相対パワー出力は約１．２ｘであり、また動力源１２のすべてのシリンダ３８、４０、４２、４４、４６、４８の合計パワー出力は６ｘに等しい。
【００４０】
図４の２回目および３回目の実施形態は、動力源１２が、可能な限り最小の振動で作動することを可能にし、一方、動力源１２のシリンダの相対パワー出力を作動中に変更することも可能にし得る。本実施形態では、単一のシリンダ３８およびシリンダ４０の行程サイクルを合致させることにより、これらの２個のシリンダが、第２のシリンダ群１６の他のシリンダ４２、４４、４６、４８の任意の１個と同様の複合パワーおよび力を生成することが可能になり得る。さらに、単一のシリンダ３８とシリンダ４０とによって生成された力は、第２のシリンダ群１６の他のすべてのシリンダ４２、４４、４６、４８のパワーおよび力によってバランスさせることが可能である。
【００４１】
動力源１２のシリンダのそれぞれのパワー出力を制御することにより、アンモニア生成、ＮＯｘエミッション、最大パワー出力、および／または燃料効率に影響が与えられる可能性がある。例えば、パワー出力の増加が必要とされる場合、動力源１２のすべてのシリンダは最大パワーで作動することが可能である。他の実施形態では、第１のシリンダ群１４の１個以上のシリンダの任意のシリンダのパワー出力は、図４の２回目および３回目に示したように、第２のシリンダ群１６のシリンダのそれぞれのパワー出力よりも小さくてもよい。本実施形態では、第１のシリンダ群１４はそれほどパワーを生成しないかもしれないが、第１のシリンダ群１４の作動を制御して、アンモニア生成と第２のシリンダ群１６からのＮＯｘ生成とを調和させることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の明細書は、車上におけるアンモニア生成を伴う動力源を含む排気ガス清浄化システムを提供する。この清浄化システムは、ＮＯｘエミッションを生成するすべてのエンジン型式に有用であり得る。
【００４３】
本発明の明細書の動力源は、アンモニア生成、パワー出力、およびＮＯｘエミッションの制御を改善するための方法を提供する。動力源は、流体的に隔離された吸気通路を有する第１および第２のシリンダ群を含む。流体的に隔離された吸気通路を別々の強制誘導システムに連結して、一方または両方のシリンダ群の吸気を急速に変化させることが可能である。さらに、アンモニア生成を増加させるために、一方のシリンダ群はリーン状態下で作動可能であり、また燃料をＮＯｘ含有排気ガス内に噴射して、ＳＣＲシステムに使用するためのアンモニアに変換可能なＮＯｘ含有リッチ排気を生成し得る。
【００４４】
さらに、本発明の明細書は、個別のエンジンシリンダのパワー出力の差に起因するエンジン振動を低減するための方法を提供する。本方法は、２個以上のシリンダのシリンダ行程サイクルを合致させ、この結果、これらのシリンダが単一のシリンダとして機能し得るようにすることを含む。このようにして行程サイクルを合致させることにより、それぞれのエンジンシリンダのパワー出力および振動をバランスさせることによってエンジン振動を低減することが可能である。本方法はまた、異なる負荷レベルでエンジンを作動しつつ、低いエンジン振動を可能にし得る。
【００４５】
明細書の範囲から逸脱することなく、開示したシステムおよび方法に様々な修正および変更をなし得ることが当業者には明白であろう。開示したシステムおよび方法の他の実施形態は、ここに開示した実施形態の明細書および実施を考慮すれば当業者には明白であろう。明細書および実施例は例示的なものに過ぎないと考えるべきであり、本明細書の真の範囲は、特許請求の範囲およびそれらの等価物によって示されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】開示した例示的な実施形態による動力源の概略図である。
【図２】開示した例示的な実施形態による第１および第２のシリンダ群の概略図である。
【図３】開示した例示的な実施形態による第１および第２のシリンダ群の概略図である。
【図４】例示的な実施形態による別個の３つの回数における図２に示したような多数のシリンダの相対パワー出力のチャートである。
【符号の説明】
【００４７】
１０  作業機械
１２  動力源
１４  第１のシリンダ群
１６  第２のシリンダ群
１８  第１の吸気通路
２０  第１の排気通路
２２  第２の吸気通路
２４  第２の排気通路
２６  アンモニア生成触媒
２８  燃料供給装置
３０  合流排気通路
３２  ＮＯｘ還元触媒
３４  第１の強制誘導システム
３６  第２の強制誘導システム
３７  酸化触媒
３８  単一のシリンダ
４０  シリンダ
４２  シリンダ
４４  シリンダ
４６  シリンダ
４８  シリンダ
【図１】
2006132528.tif 000003
【図２】
2006132528.tif 000004
【図３】
2006132528.tif 000005
【図４】
2006132528.tif 000006