DE602004001844T2

DE602004001844T2 - System zur Begrenzung der Abgasemissionen eines Dieselmotors

Info

Publication number: DE602004001844T2
Application number: DE602004001844T
Authority: DE
Inventors: Kimihiro Tokushima; Kouta Onodera; Masahiro Kikuchi; Kazuhide Terada; Seiichi Hosogai
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2003-12-26
Filing date: 2004-12-21
Publication date: 2006-12-07
Also published as: JP2005186002A; DE602004001844T8; EP1547682A1; DE602004001844D1; EP1547682B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dieselmotor-Abgasemissionssteuer/regelsystem.
STAND DER TECHNIK
Herkömmlicherweise ist als ein Abgasemissionssteuer/regelsystem zur Reinigung von in den Abgasen eines Dieselmotors enthaltenem NOx ein System bekannt, welches einen NOx-selektiven Katalysator vom Reduktionstyp verwendet. Dieser Katalysator ist ein Gemisch aus Pt-Partikeln und einem Zeolith, welcher als ein Reduktionsmittel wirkende Kohlenwasserstoffe (KW) adsorbieren kann, aber weist ein Problem darin auf, dass der NOx-Reinigungstemperaturbereich extrem klein ist. Dies ist auf eine Korrelation zwischen der durchschnittlichen Partikelgröße der Pt-Partikel und der Maximaltemperatur, bei der die Reinigung von NOx durchgeführt wird, zurückzuführen, wobei je kleiner die durchschnittliche Partikelgröße der Pt-Partikel ist, desto niedriger die Maximaltemperatur ist, bei der die Reinigung von NOx durchgeführt wird, und je größer die durchschnittliche Partikelgröße der Pt-Partikel ist, desto größer die Maximaltemperatur ist, bei der die Reinigung von NOx stattfindet.
Um den NOx-Reinigungstemperaturbereich zu erweitern, wurde in der JP-A-9-103651, die dem Oberbegriff von Anspruch 1 entspricht, ein Abgasemissionssteuer/regelsystem offenbart, bei dem die durchschnittliche Partikelgröße von auf der stromaufwärts liegenden Seite eines Abgasrohrs angeordneten Pt-Partikeln kleiner gewählt ist als die durchschnittliche Partikelgröße von auf der stromabwärts liegenden Seite angeordneten Pt-Partikeln.
Jedoch ist in diesem System die Fähigkeit zur Reinigung von NOx in einem Bereich niedriger Abgastemperatur gering, was zu einem Problem führt, dass NOx nicht über den gesamten Bereich der Abgastemperatur hinweg ausreichend gereinigt werden kann.
Die JP-A-11 138 007 offenbart eine Struktur eines ersten Katalysators und eines zweiten Katalysators, die beide Pt-Partikel und einen Zeolith enthalten, wobei der erste Katalysator zusätzlich mit CeO₂ versehen ist, um die NOx-Umwandlungsrate zu erhöhen, ohne die maximale NOx-Umwandlungstemperatur wesentlich zu verringern.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Abgasemissionssteuer/regelsystem bereitzustellen, welches über den gesamten Abgastemperaturbereich hinweg in ausreichendem Maß NOx reinigen kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein Dieselmotor-Abgasemissionssteuer/regelsystem gemäß Anspruch 1 vorgesehen. Das System umfasst in einem Abgasrohr eines Dieselmotors einen ersten Reiniger und einen zweiten Reiniger, die aufeinander folgend von der Seite des Dieselmotors her angebracht sind, wobei der erste Reiniger Pt-Partikel umfasst, welche eine durchschnittliche Partikelgröße von d₁ ≤ 10 nm aufweisen, CeO₂ und einen Zeolith, und der zweite Reiniger umfasst Pt-Partikel, welche eine durchschnittliche Partikelgröße von d₂ ≥ 15 nm aufweisen, und einen Zeolith.
Mit dieser Anordnung adsorbiert in einem Bereich niedriger Abgastemperatur der Zeolith des ersten Reinigers die als Reduktionsmittel wirkenden KW, und die Pt-Partikel mit einer kleinen durchschnittlichen Partikelgröße dienen als Katalysator, wodurch eine reduzierende Reinigung von NOx durchge führt wird. Da ferner CeO₂ die Wirkung des Adsorbierens von NOx aufweist, wird die Menge von in die Atmosphäre abgegebenem NOx verringert. Andererseits wird in einem Bereich hoher Abgastemperatur aufgrunddessen, dass hauptsächlich der Zeolith des zweiten Reinigers KW adsorbiert und die Partikel, die eine große durchschnittliche Partikelgröße aufweisen, als Katalysator wirken, eine reduzierende Reinigung von NOx ausgeführt. Das am CeO₂ adsorbierte NOx wird bei ungefähr 200°C oder höher freigegeben, und das auf diese Weise freigegebene NOx wird hauptsächlich im zweiten Reiniger einer reduzierenden Reinigung unterzogen, und zwar in derselben Weise, wie oben genannt.
Wie oben beschrieben wurde, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, ein Abgasemissionssteuer/regelsystem für einen Dieselmotor bereitzustellen, welches über den gesamten Temperaturbereich des Abgases hinweg in ausreichender Weise NOx reinigen kann.
Die oben genannte Aufgabe, andere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich aus einer Erläuterung einer bevorzugten Ausführungsform, die im Folgenden im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gegeben wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines NOx-Reinigungssystems.
2 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Versuchssystems eines NOx-Reinigungssystems.
3 ist eine Querschnittsansicht eines wesentlichen Teils von Beispiel (1) eines ersten Reinigers.
4 ist eine Querschnittsansicht eines wesentlichen Teils von Beispiel (1) eines zweiten Reinigers.
5 ist eine Querschnittsansicht eines wesentlichen Teils von Beispiel (2) des ersten Reinigers.
6 ist eine Querschnittsansicht eines wesentlichen Teils von Beispiel (3) des ersten Reinigers.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ein in 1 gezeigtes Abgasemissionssteuer/regelsystem 1 umfasst in einem Abgasrohr 3 eines Dieselmotors 2 zwei erste Reiniger 4 und einen zweiten Reiniger 5, die aufeinander folgend von der Seite des Dieselmotors 2 angebracht sind. Einer der ersten Reiniger 4 ist unmittelbar unter dem Dieselmotor 2 angeordnet, und der andere erste Reiniger 4 und der zweite Reiniger 5 sind unterhalb eines Fahrzeugbodens angeordnet. Ein beliebiger der beiden ersten Reiniger 4 kann weggelassen werden.
Jeder erste Reiniger 4 umfasst Pt-Partikel mit einer durchschnittlichen Partikelgröße d₁ von ≤ 10 nm, CeO₂ und einen Zeolith (Zeo). Es ist nicht wünschenswert, dass die durchschnittliche Partikelgröße d₁ der Pt-Partikel größer als 10 nm ist, da die Maximaltemperatur, bei der die Reinigung von NOx durchgeführt wird, sich in Richtung eines Bereichs höherer Abgastemperatur verschiebt, wohingegen der untere Grenzwert für die durchschnittliche Partikelgröße d₁ der Pt-Partikel vorzugsweise 3 nm beträgt. Wenn d₁ < 3 nm ist, tendiert der NOx-Reinigungstemperaturbereich dazu schmal zu werden.
Die Pt-Partikel sind auf einem SiO₂-Al₂O₃-Träger gelagert. Beispiele des verwendeten Zeoliths umfassen β-Zeolith, ZSM-5-Zeolith, Y-Zeolith und Mordenit. Als eine andere Komponente wird TiO₂ zum Zwecke der Verbesserung der Beständigkeit gegenüber Sulfat verwendet, sofern notwendig.
Diese Komponenten sind in der Form von Schichten zusammen mit einem Bindemittel an einer inneren Fläche jeder Zelle eines wabenförmigen Keramikträgers angebracht, wobei sie auf diese Weise einen Washcoat bilden. Beispiele des Bindemittels umfassen Aluminiumoxid und Siliziumdioxid.
Der Gehalt jeder Komponente des Washcoats ist wie folgt gewählt.
Menge von hinzugefügtem Pt a: 2,5 g/l ≤ a ≤ 4 g/l, es ist nicht wünschenswert, wenn a < 2,5 g/l ist, da die Anzahl von aktiven Stellen sich verringert und eine ausreichende NOx-Reinigungsfähigkeit nicht erreicht werden kann, wohingegen es nicht wünschenswert ist, wenn a > 4 g/l ist, da die NOx-Reinigungsfähigkeit in Sättigung geht.
SiO₂-Al₂O₃-Gehalt b: 50 g/l ≤ b ≤ 90 g/l, wenn b < 50 g/l ist, wird die Kontaktfläche mit dem Abgas klein, wohingegen wenn b > 90 g/l wird, aufgrund von Verdünnung der Pt-Konzentration sich die NOx-Reinigungsrate verringert.
CeO₂-Gehalt c: 15 g/l ≤ c ≤ 25 g/l, wenn c < 15 g/l wird, ist aufgrund von Verringerung der Menge von adsorbiertem NOx die Reinigung von NOx im Bereich niedriger Abgastemperatur nicht ausreichend, wohingegen dann, wenn c > 25 g/l wird, die NOx-Reinigungsrate dazu tendiert, sich zu verringern.
Zeolith-Gehalt d: 35 g/l ≤ d ≤ 65 g/l, es ist nicht wünschenswert, wenn d < 35 g/l wird, da die Adsorption von KW, die zur Reinigung von NOx notwendig sind, nicht effizient ausgeführt werden kann, wohingegen es nicht wünschenswert ist, wenn d > 65 g/l wird, da die Pt-Konzentration verdünnt wird. Wenn eine Mehrzahl von Zeolithen verwendet wird, wird der Gehalt jedes Zeoliths in dem obigen Bereich gewählt.
TiO₂-Gehalt e: 3,5 g/l ≤ e ≤ 6,5 g/l, es ist nicht wünschenswert, wenn d < 3,5 g/l wird, da ein Effekt der Unterdrückung von Schwefel nicht erreicht werden kann und daher die NOx-Reinigungsfähigkeit verschlechtert wird, wohingegen es nicht wünschenswert ist, wenn e > 6,5 g/l wird, da der Effekt der Unterdrückung von Schwefel in Sättigung geht.
Der zweite Reiniger 5 umfasst Pt-Partikel mit einer durchschnittlichen Partikelgröße d₂ ≥ 15 nm und einen Zeolith (Zeo). Es ist nicht wünschenswert, wenn die durchschnittliche Partikelgröße d₂ der Pt-Partikel < 15 nm wird, da die Maximaltemperatur, bei der die Reinigung von NOx durchgeführt wird, sich in Richtung zum Bereich niedriger Abgastemperaturen verschiebt. Es ist bevorzugt, dass der obere Grenzwert der durchschnittlichen Partikelgröße d₂ der Pt-Partikel 30 nm beträgt. Wenn d₂ > 30 nm ist, tendiert die NOx-Reinigungsrate dazu, sich zu verringern, einhergehend mit einer Verringerung der spezifischen Oberfläche der Pt-Partikel.
Die Pt-Partikel sind auf einem SiO₂-Al₂O₃-Träger gelagert. Beispiele des verwendeten Zeoliths umfassen β-Zeolith, ZSM-5-Zeolith, Y-Zeolith und Mordenit. Als andere Komponente wird TiO₂ zum Zwecke der Verbesserung der Beständigkeit gegenüber Sulfat verwendet, sofern notwendig. Diese Komponenten sind in der Form von Schichten gemeinsam mit einem Bindemittel auf einer inneren Fläche jeder Zelle eines wabenförmigen Keramikträgers aufgetragen, wobei sie auf diese Weise einen Washcoat bilden. Beispiele des Bindemittels umfassen Aluminiumoxid und Siliziumdioxid.
Der Gehalt jeder Komponente des Washcoats ist wie folgt gewählt.
Menge von hinzugefügtem Pt a: 1,3 g/l ≤ a ≤ 2,5 g/l, es ist nicht wünschenswert, wenn a < 1,3 g/l wird, da die Anzahl von aktiven Stellen sich verringert und eine ausreichende NOx-Reinigungsfähigkeit nicht erreicht werden kann, wohingegen es nicht wünschenswert ist, wenn a > 2,5 g/l wird, da die NOx-Reinigungsfähigkeit in Sättigung geht.
SiO₂-Al₂O₂-Gehalt b: 40 g/l ≤ b ≤ 65 g/l, wenn b < 40 g/l wird, wird die Kon taktfläche mit Abgas klein, wohingegen dann, wenn b > 65 g/l wird, aufgrund von Verdünnung der Pt-Konzentration sich die NOx-Reinigungsrate verringert.
Zeolith-Gehalt d: 55 g/l ≤ d ≤ 85 g/l, es ist nicht wünschenswert, wenn d < 55 g/l wird, weil die Adsorption von KW, welche zur Reinigung von NOx notwendig sind, nicht effizient ausgeführt werden kann, wohingegen es nicht wünschenswert ist, wenn d > 85 g/l wird, da die Pt-Konzentration verdünnt wird.
TiO₂-Gehalt e: 3,5 g/l ≤ e ≤ 6,5 g/l, es ist nicht wünschenswert, wenn d < 3,5 g/l wird, da der Effekt der Unterdrückung von Schwefel nicht erreicht werden kann und die NOx-Reinigungsfähigkeit verschlechtert wird, wohingegen es nicht wünschenswert ist, wenn e > 6,5 g/l wird, da der Effekt der Unterdrückung von Schwefel in Sättigung geht.
Spezifische Beispiele werden im Folgenden erläutert.
Wie in 2 gezeigt ist, ist ein Versuchssystem eines NOx-Reinigungssystems 1 mit einer Modellgaszufuhrquelle 6 ausgestattet, welche dem Dieselmotor 2 entspricht. Ein erster Reiniger 4 oder ein erster Vergleichsreiniger ist auf der Seite stromaufwärts eines sich von der Modellgaszufuhrquelle 6 erstreckenden Abgasrohrs 3 angebracht. Ein zweiter Reiniger 5 oder ein zweiter Vergleichsreiniger ist auf der Seite stromabwärts angebracht. Ein NOx-Messinstrument 7 ist mit dem Ausgang des Abgasrohrs 3 verbunden.
Unter der Annahme des Falls von Abgas eines Dieselmotors wurde das folgende Modellgas hergestellt. Modellgas: NO 160 mm, KW 420 ppm C, CO 1100 ppm, CO₂ 3,6 %, O₂ 15 %, H₂O 35 %, Ausgleich N₂.
(Beispiel 1)
Wie in 3 gezeigt ist, besaß im Beispiel (1) des ersten Reinigers 4 die innere Fläche jeder Zelle 9 eines wabenförmigen Trägers 8 einen Washcoat 10 mit einer Einzelschichtstruktur. Die durchschnittliche Partikelgröße d₁ von Pt-Partikeln war 10 nm, und jede Komponente des Washcoats 10 und deren Gehalt waren wie folgt. Menge von hinzugefügtem Pt a: 3,2 g/l, SiO₂-Al₂O₃-Gehalt b: 71,8 g/l, CeO₂-Gehalt c: 20 g/l, β-Zeolith-Gehalt d: 50 g/l, ZSM-5-Zeolith-Gehalt d: 50 g/l, TiO₂-Gehalt e: 5 g/l.
Zum Vergleich wurde ein erster Vergleichsreiniger hergestellt, welcher dieselbe Anordnung wie derjenige von Beispiel (1) des ersten Reinigers 4 aufwies, außer dass er kein CeO₂ enthielt.
Wie in 4 gezeigt ist, besaß im Beispiel (1) des zweiten Reinigers 5 die innere Fläche jeder Zelle 12 eines wabenförmigen Trägers 11 einen Washcoat 13 mit einer Einzelschichtstruktur. Die durchschnittliche Partikelgröße d₂ von Pt-Partikeln war 15 nm, und jede Komponente des Washcoats 13 und deren Gehalt waren wie folgt. Menge von hinzugefügtem Pt a: 1,9 g/l, SiO₂-Al₂O₃-Gehalt b: 53,1 g/l, β-Zeolith-Gehalt d: 70 g/l, TiO₂-Gehalt e: 5 g/l.
Zum Vergleich wurde ein zweiter Vergleichsreiniger hergestellt, welcher dieselbe Anordnung wie derjenige vom Beispiel (1) des zweiten Reinigers 5 hatte, außer dass die durchschnittliche Partikelgröße d₂ von Pt-Partikeln bei 10 nm gewählt wurde.
Wie in Tabelle 1 gezeigt ist, war Beispiel A des Versuchs-NOx-Steuer/Regelsystems 1 eine Kombination von Beispiel (1) des ersten Reinigers 4 und Beispiel (1) des zweiten Reinigers 5, Beispiel B war eine Kombination des ersten und zweiten Vergleichsreinigers, und Beispiel C war eine Kombination von Beispiel (1) des ersten Reinigers 4 und des zweiten Vergleichsreinigers. In Beispiel A bis Beispiel C wurde während einer Erhöhung der Temperatur des Modellgases in der Modellgaszufuhrquelle 6 mit einer Temperaturanstiegsrate von 20°C/min von Raumtemperatur auf 300°C das Modellgas durch das Abgasrohr 3 mit einer Volumengeschwindigkeit SV von 50.000/h geführt und die durchschnittliche NOx-Reinigungsrate des Modellgases bei Temperaturen von 50°C bis 300°C wurde durch das NOx-Messinstrument 7 gemessen.
Tabelle 1
Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, zeigten in Beispiel A im Bereich niedriger Abgastemperatur die Pt-Partikel von Beispiel (1) des ersten Reinigers 4 katalytische Aktivität, um das NOx zu reinigen, und das CeO₂-adsorbierte NOx, wohingegen im Bereich hoher Abgastemperatur die Pt-Partikel von Beispiel (1) des zweiten Reinigers 5 katalytische Aktivität aufwiesen, um das NOx im Abgas und das vom CeO₂ freigegebene NOx zu reinigen, wodurch eine hohe durchschnittliche NOx-Reinigungsrate erreicht wurde.
Da in Beispiel B das NOx im Bereich niedriger Abgastemperatur überhaupt nicht adsorbiert werden konnte und die Reinigung von NOx im Bereich hoher Abgastemperatur unzureichend war, war die NOx-Reinigungsrate niedriger als diejenige von Beispiel A. Obwohl in Beispiel C die Reinigung des NOx im Bereich niedriger Abgastemperatur gut war, war die Reinigung von NOx im Bereich hoher Abgastemperatur unzureichend, und daher war die durchschnittliche NOx-Reinigungsrate niedriger als diejenige von Beispiel A.
(Beispiel II)
Beispiel (2) des ersten Reinigers 4, das in 5 gezeigt ist, wies einen Washcoat 10 mit einer Zwei-Schicht-Struktur auf der inneren Fläche jeder Zelle 9 des wabenförmigen Trägers 8 auf. Die durchschnittliche Partikelgröße d, der Pt-Partikel war 10 nm, und jede Komponente und der Gehalt derselben in einer ersten Schicht 14, welche sich auf der inneren Seite des Washcoats 10 befand, war wie folgt. Menge von hinzugefügtem Pt a: 3,2 g/l, SiO₂-Al₂O₃-Gehalt b: 71,8 g/l, β-Zeolith-Gehalt d: 50 g/l, TiO₂-Gehalt e: 5 g/l. Jede Komponente und deren Inhalt in einer zweiten Schicht 15, die sich auf der äußeren Seite des Washcoats 10 befand, war wie folgt. CeO₂-Gehalt c: 20 g/l, ZSM-5-Zeolith-Inhalt d: 50 g/l.
Beispiel (3) des ersten Reinigers 4, das in 6 gezeigt ist, hatte eine Anordnung, bei der die erste Schicht 14 von Beispiel (2) außen und die zweite Schicht 15 innen angeordnet war.
Das heißt, im in 3 gezeigten Beispiel (1) des ersten Reinigers 4 befand sich das CeO₂ in einem gemischten Zustand, im 5 gezeigten Beispiel (2) des ersten Reinigers 4 befand sich das CeO₂ außen und im in 6 gezeigten Beispiel (3) des ersten Reinigers 4 befand sich das CeO₂ innen.
Wie in Tabelle 2 gezeigt ist, war Beispiel D des Versuchs-NOx-Steuer/Regelsystems 1 eine Kombination von Beispiel (2) des ersten Reinigers 4 und Beispiel (1) des zweiten Reinigers 5, und Beispiel E war eine Kombination von Beispiel (3) des ersten Reinigers 4 und Beispiel (1) des zweiten Reinigers 5. In Beispiel D und Beispiel E wurde während eines Anstiegs der Temperatur des Modellgases in der Modellgaszufuhrquelle 6 mit einer Temperaturanstiegsrate von 20°C/min von Raumtemperatur auf 300°C das Modellgas durch das Abgasrohr 3 mit einer Volumengeschwindigkeit SV von 50.000/h hindurchgeführt, und die durchschnittliche NOx-Reinigungsrate des Modellgases bei Temperaturen von 50°C bis 300°C wurde durch das NOx-Messinstrument 7 gemessen. Tabelle 2 zeigt Daten, die sich auf Beispiel A beziehen, für Vergleichszwecke.
Tabelle 2
Aus Tabelle 2 stellte sich heraus, dass dann, wenn CeO₂ innen angeordnet wird, wie in 6 gezeigt ist, die durchschnittliche NOx-Reinigungsrate die höchste war. Es wird vermutet, dass von dem CeO₂ freigegebenes NOx durch die außen angeordneten Pt-Partikel und das β-Zeolith in Zusammenwirkung gereinigt wird.
(Beispiel III)
Beispiel (4) des ersten Reinigers 4 wurde in derselben Weise hergestellt wie im Fall von Beispiel (3) des ersten Reinigers 4, das heißt einer Weise, bei der CeO₂ innen angeordnet wurde, außer dass die durchschnittliche Partikelgröße d₁ der Pt-Partikel im Beispiel (3) des ersten Reinigers 4, welches in 6 gezeigt ist, zu 5 nm geändert wurde. In ähnlicher Weise wurde Beispiel (5) des ersten Reinigers 4 in derselben Weise wie im Fall von Beispiel (3) des ersten Reinigers 4 hergestellt, außer dass die durchschnittliche Partikelgröße d₁ der Pt-Partikel zu 3 nm geändert wurde.
Beispiel (2) des zweiten Reinigers 5 wurde in derselben Weise hergestellt wie im Fall des Beispiels (1) des zweiten Reinigers 5, außer dass die durchschnittliche Partikelgröße d₂ der Pt-Partikel in Beispiel (1) des zweiten Reinigers 5, das in 4 gezeigt ist, zu 20 nm geändert wurde. In ähnlicher Weise wurde Beispiel (3) des zweiten Reinigers 5 in derselben Weise hergestellt wie im Fall von Beispiel (1) des zweiten Reinigers 5, außer dass die durchschnittliche Partikelgröße d₂ der Pt-Partikel zu 30 nm geändert wurde. In ähnlicher Weise wurde Beispiel (4) des zweiten Reinigers 5 in derselben Weise hergestellt wie im Fall von Beispiel (1) des zweiten Reinigers 5, außer dass die durchschnittliche Partikelgröße d₂ der Pt-Partikel zu 50 nm geändert wurde.
Wie in Tabelle 3 gezeigt ist, war Beispiel F des Versuchs-NOx-Steuer/Regelsystems 1 eine Kombination von Beispiel (4) des ersten Reinigers 4 und Beispiel (1) des zweiten Reinigers 5, Beispiel G war eine Kombination von Beispiel (5) des ersten Reinigers 4 und Beispiel (1) des zweiten Reinigers 5, Beispiel H war eine Kombination von Beispiel (3) des ersten Reinigers 4 und Beispiel (2) des zweiten Reinigers 5, Beispiel I war eine Kombination von Beispiel (3) des ersten Reinigers 4 und Beispiel (3) des zweiten Reinigers 5, und Beispiel J war eine Kombination von Beispiel (3) des ersten Reinigers 4 und Beispiel (4) des zweiten Reinigers 5.
In Beispiel F bis Beispiel J wurde während Erhöhung der Temperatur des Modellgases in der Modellgaszufuhrquelle 6 mit einer Temperaturanstiegsrate von 20°C/min von Raumtemperatur auf 300°C das Modellgas durch das Abgasrohr 3 mit einer Volumengeschwindigkeit SV von 50.000/h hindurch geführt, und die durchschnittliche NOx-Reinigungsrate des Modellgases bei Temperaturen von 50°C bis 300°C wurde durch das NOx-Messinstrument 7 gemessen. Tabelle 3 umfasst die Daten, welche sich auf Beispiel E für Vergleichszwecke beziehen.
Tabelle 3
Aus Tabelle 3 ist ersichtlich, dass zur Verbesserung der durchschnittlichen NOx-Reinigungsrate die durchschnittliche Partikelgröße d₁ der Pt-Partikel im ersten Reiniger 4 vorzugsweise 3 nm ≤ d₁ ≤ 10 nm beträgt und die durchschnittliche Partikelgröße d₂ der Pt-Partikel im zweiten Reiniger 5 vorzugsweise 15 nm ≤ d₂ ≤ 30 nm beträgt. Im ersten Reiniger 4 wird dann, wenn die durchschnittliche Partikelgröße d₁ der Pt-Partikel zu klein wird, der NOx-Rei nigungstemperaturbereich klein, wohingegen im zweiten Reiniger 5 dann, wenn die durchschnittliche Partikelgröße d₂ der Pt-Partikel zu groß ist, die durchschnittliche NOx-Reinigungsrate sich verringert, einhergehend mit einer Verringerung der spezifischen Oberfläche.
(Beispiel IV)
Beispiel (6) des ersten Reinigers 4 wurde in derselben Weise hergestellt wie im Fall von Beispiel (4) des ersten Reinigers 4, das in 6 gezeigt ist, d. h. eines, in dem CeO₂ innen angeordnet war und der CeO₂-Gehalt c auf 20 g/l eingestellt war, außer dass gegenüber Beispiel (4) des ersten Reinigers 4 der CeO₂-Gehalt c auf 10 g/l geändert wurde. In ähnlicher Weise wurde Beispiel (7) des ersten Reinigers 4 in derselben Weise hergestellt wie im Fall von Beispiel (4) des ersten Reinigers 4, außer dass der CeO₂-Gehalt c auf 15 g/l geändert wurde. In ähnlicher Weise wurde Beispiel (8) des ersten Reinigers 4 in derselben Weise hergestellt wie im Fall von Beispiel (4) des ersten Reinigers 4, außer dass der CeO₂-Inhalt c zu 25 g/l geändert wurde. In ähnlicher Weise wurde Beispiel (9) des ersten Reinigers 4 in derselben Weise hergestellt wie im Fall von Beispiel (4) des ersten Reinigers 4, außer dass der CeO₂-Gehalt c auf 30 g/l geändert wurde.
Wie in Tabelle 4 gezeigt ist, war ein Beispiel K des Versuchs-NOx-Steuer/Regelsystems 1 eine Kombination von Beispiel (6) des ersten Reinigers 4 und Beispiel (1) des zweiten Reinigers 5, Beispiel L war eine Kombination von Beispiel (7) des ersten Reinigers 4 und Beispiel (1) des zweiten Reinigers 5, Beispiel M war eine Kombination von Beispiel (8) des ersten Reinigers 4 und Beispiel (1) des zweiten Reinigers 5, und Beispiel N war eine Kombination von Beispiel (9) des ersten Reinigers 4 und Beispiel (1) des zweiten Reinigers 5.
In Beispiel K bis Beispiel N wurde, während die Temperatur des Modellgases in der Modellgaszufuhrquelle 6 mit einer Temperaturanstiegsrate von 20°C/min von Raumtemperatur auf 300°C anstieg, das Modellgas durch das Abgasrohr 3 mit einer Volumengeschwindigkeit SV von 50.000/h hindurchgeführt, und die durchschnittliche NOx-Reinigungsrate des Modellgases bei Temperaturen von 50°C bis 300°C wurde durch das NOx-Messinstrument 7 gemessen. Tabelle 4 enthält Daten, die sich zu Vergleichszwecken auf das Beispiel F beziehen.
Tabelle 4
Aus Tabelle 4 ist ersichtlich, dass zur Verbesserung der durchschnittlichen NOx-Reinigungsrate der CeO₂-Inhalt c vorzugsweise 15 g/l ≤ c ≤ 25 g/l beträgt. Wenn der CeO₂-Inhalt zu gering ist, ist die Menge von adsorbiertem NOx gering und die Reinigung von NOx im Bereich niedriger Abgastemperatur unzureichend, wenn er zu groß ist, tendiert die durchschnittliche NOx-Reinigungsrate dazu sich zu verringern.
Ein Dieselmotor-Abgasemissionssteuer/regelsystem umfasst in einem Abgasrohr 3 eines Dieselmotors 2 einen ersten Reiniger 4 und einen zweiten Reiniger 5, die von der Seite des Dieselmotors 2 her aufeinander folgend angebracht sind. Der erste Reiniger 4 enthält Pt-Partikel mit einer durchschnittlichen Partikelgröße d₁ ≤ 10 nm, CeO₂ und einen Zeolith. Der zweite Reiniger 5 enthält Pt-Partikel mit einer durchschnittliche Partikelgröße d₂ ≥ 15 nm und einen Zeolith. Daher ist es möglich, NOx über den gesamten Abgastemperaturbereich hinweg ausreichend zu reinigen.

Claims

Dieselmotor-Abgasemissionssteuer/regelsystem, umfassend in einem Abgasrohr (3) eines Dieselmotors (2): einen ersten Reiniger (4), umfassend Pt-Partikel mit einer durchschnittlichen Partikelgröße d₁ ≤ 10 nm und einen Zeolith, und einen zweiten Reiniger (5), umfassend Pt-Partikel mit einer durchschnittlichen Partikelgröße d₂ ≥ 15 nm und einen Zeolith, wobei der erste Reiniger (4) und der zweite Reiniger (5) von der Seite des Dieselmotors (2) her aufeinander folgend angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Reiniger (4) CeO₂ umfasst, wobei der erste Reiniger (4) als ein Washcoat (10) auf einer Fläche eines Trägers ausgebildet ist, wobei der Washcoat eine Zweischichtstruktur aufweist, wobei das CeO₂ in der inneren Schicht angeordnet ist.
Dieselmotor-Abgasemissionssteuer/regelsystem nach Anspruch 1, wobei der erste Reiniger (4) und/oder der zweite Reiniger (5) TiO₂ umfasst.