JP2001050034A - ディーゼルエンジンの排気浄化方法 - Google Patents
ディーゼルエンジンの排気浄化方法Info
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Abstract
的にNOx吸蔵化合物からNOxを放出させるように制御
し、NOx吸蔵化合物をNOx還元触媒に併用して成る排
気浄化装置の実用化を図る。 【解決手段】 NOx吸蔵化合物4により排気ガス2中
のNOxを酸化して硝酸塩の状態で一時的に吸蔵し、適
宜に吸入空気量を理論空燃比より減らした運転状態とし
て排気ガス2中にH2,CO,HCのうちの一種類以上
を添加することにより前記NOx吸蔵化合物4からNOx
を分解放出させて該NOx吸蔵化合物4の再生を図り、
その放出したNOxをNOx還元触媒5上で前記H2,C
O,HCのうちの一種類以上と反応させて還元浄化す
る。
Description
ンの排気浄化方法に関するものである。
は、排気ガスが流通する排気管の途中に、白金,ロジウ
ム,イリジウム,銀,銅,コバルト,鉄等から選ばれた
少なくとも一つをアルミナ等の担体上に担持させて成る
NOx還元触媒を装備し、該NOx還元触媒の上流側に必
要量の還元剤を添加して該還元剤をNOx還元触媒上で
排気ガス中のNOx(窒素酸化物)と還元反応させるこ
とによりNOxの排出濃度を低減し得るようにしたもの
がある。
媒においては、比較的高温域で活性を有するようになっ
ているため、低温域では十分なNOx低減効果が得られ
ないという不具合があり、このような不具合を解消する
目的で、低温域にて排気ガス中のNOxを酸化して硝酸
塩の状態で一時的に吸蔵し且つNOx還元触媒が活性を
有する高温域で硝酸塩を熱分解してNOxを放出する性
質を有するNOx吸蔵化合物を併用した排気浄化装置が
考えられている。
金に対し銀,マグネシウム,バリウム,ジルコニウム,
イットリウム,ランタノイド系の硝酸塩・炭酸塩・酸化
物のうちの一種類以上を混合してアルミナ等の担体上に
担持させたものを採用すれば良い。
述べた如き排気浄化装置にあっては、NOx吸蔵化合物
がNOxを分解放出する温度域とNOx還元触媒の活性温
度域とを、双方の組成に基づく化学的な性質だけに依存
して正確にマッチングさせることが困難であり、このよ
うなNOx吸蔵化合物をNOx還元触媒に併用した排気浄
化装置の開発は未だ実用化に至っていない。
のであり、NOx還元触媒の活性温度域に合わせて積極
的にNOx吸蔵化合物からNOxを放出させるように制御
し、NOx吸蔵化合物をNOx還元触媒に併用して成る排
気浄化装置の実用化を図ることを目的としている。
合物により排気ガス中のNOxを酸化して硝酸塩の状態
で一時的に吸蔵し、適宜に吸入空気量を理論空燃比より
減らした運転状態として排気ガス中にH2,CO,HC
のうちの一種類以上を添加することにより前記NOx吸
蔵化合物からNOxを分解放出させて該NOx吸蔵化合物
の再生を図り、その放出したNOxをNOx還元触媒上で
前記H2,CO,HCのうちの一種類以上と反応させて
還元浄化することを特徴とするディーゼルエンジンの排
気浄化方法、に係るものである。
x還元触媒が活性温度域となっていない場合にNOx吸蔵
化合物により排気ガス中のNOxを酸化して硝酸塩の状
態で吸蔵させるようし、十分な量のNOxを硝酸塩の状
態で吸蔵してNOx吸蔵化合物の吸蔵能力が低下してき
た際に、NOx還元触媒が活性温度域にある条件で吸入
空気量を理論空燃比より減らした運転状態として酸素濃
度の低い還元性雰囲気をつくり、その雰囲気下で還元力
の強いH2,CO,HCのうちの一種類以上を添加する
ことにより、NOx吸蔵化合物からNOxを積極的に分解
放出させて該NOx吸蔵化合物の再生を図り、その放出
したNOxを活性状態のNOx還元触媒上で前記H2,C
O,HCのうちの一種類以上と反応させて、N2+H
2O,N2+CO 2+H2O,N2+CO2の何れかの状態に
良好に還元浄化させることが可能となる。
論空燃比より減らした運転状態で燃料を主噴射以外のタ
イミングで噴射させ、その噴射した燃料を燃焼させずに
熱分解させることでH2,CO,HCを生成して排気ガ
ス中に添加することが好ましく、このようにすれば、格
別な添加手段を新たに設けなくても、運転状態を適切に
制御することにより燃料を熱分解してH2,CO,HC
の全てを生成することが可能となり、特にNOxをNOx
吸蔵化合物から脱離させる効果の高いH2を添加できる
という点で有効である。
x吸蔵化合物に対し還元剤を追加導入するようにしても
良く、更には、NOx還元触媒に対しても還元剤を追加
導入することが可能である。
運転状態とする具体的な手法としては、例えば、NOx
の低減を目的として装備された排気ガス再循環装置を利
用し、この排気ガス再循環装置により排気ガスを再循環
して吸入空気量を減らすようにすれば良い。
参照しつつ説明する。
もので、本形態例の排気浄化装置においては、ディーゼ
ルエンジン1からの排気ガス2が流通する排気管3の途
中に、NOx吸蔵化合物4とNOx還元触媒5とが排気ガ
ス2の流れ方向に順次直列に配置されており、NOx還
元触媒5の上流に配置されているNOx吸蔵化合物4
は、主にNOx還元触媒5の活性温度域から外れた温度
域で排気ガス2中のNOxを酸化して硝酸塩の状態で一
時的に吸蔵するようになっている。
5は、例えばフロースルー方式のハニカム構造などとし
て形成されるが、その製作にあたっては、押し出し成形
によりハニカム型に成形したり、ハニカム担体にコーテ
ィングしたりして製作することが可能であり、更には、
図示の如き別体のNOx吸蔵化合物4とNOx還元触媒5
とを直列に配置することに換えて、ハニカム担体にNO
x還元触媒をコーティングし且つその上層にNOx吸蔵化
合物を更にコーティングした一体型の多層触媒とするこ
とも可能である。
ジン1では、排気ガス再循環装置を成すEGRパイプ6
により排気管3と吸気管7との間が接続されており、こ
のEGRパイプ6の途中に備えた常時閉のEGRバルブ
8を吸気行程中に開け、前記EGRパイプ6を通して排
気ガス2の一部を吸入空気9と一緒に再循環して気筒内
に送り込み、該気筒内での燃焼温度を下げてNOxの低
減化を図るようにしてある。
気筒に対し図示しない燃料タンクからの燃料(軽油)を
噴射する燃料ポンプを示す。
温度域となっていない場合に、NOx吸蔵化合物4によ
り排気ガス2中のNOxが酸化されて硝酸塩の状態で吸
蔵されることになるが、十分な量のNOxを吸蔵してN
Ox吸蔵化合物4の吸蔵能力が低下してきた際には、N
Ox還元触媒5が活性温度域となるのを待ってEGRバ
ルブ8を開け、これにより排気ガス2を再循環して吸入
空気量を理論空燃比より減らした運転状態として酸素濃
度の低い還元性雰囲気をつくり、斯かる運転状態を維持
して燃料ポンプ10により燃料を主噴射以外のタイミン
グで噴射させる。
を主噴射以外のタイミングで噴射させると、気筒内が酸
素濃度の低い還元性雰囲気となっていることにより、噴
射された燃料が燃焼せずに熱分解してH2,CO,HC
が生成され、これらの還元力の強いH2,CO,HC
が、酸素濃度の低い還元性雰囲気下で排気ガス2中に添
加されることにより、NOx吸蔵化合物4からNOxが積
極的に分解放出されて該NOx吸蔵化合物4が再生さ
れ、更には、その放出されたNOxが活性状態のNOx還
元触媒5上で前記H2,CO,HCと反応して、N2+H
2O,N2+CO2+H 2O,N2+CO2の何れかの状態に
良好に還元浄化されることになる。
触媒5の活性温度域に合わせて積極的にNOx吸蔵化合
物4からNOxを放出させるように制御することができ
るので、NOx吸蔵化合物4をNOx還元触媒5に併用し
て成る排気浄化装置の実用化を図ることができる。
論空燃比より減らした運転状態で燃料を主噴射以外のタ
イミングで噴射させ、その噴射した燃料を燃焼させずに
熱分解させることでH2,CO,HCを生成して排気ガ
ス2中に添加するようにしているので、格別な添加手段
を新たに設けなくても、運転状態を適切に制御するだけ
で燃料を熱分解させてH2,CO,HCの全てを生成す
ることができ、特にNOxをNOx吸蔵化合物4から脱離
させる効果の高いH2を添加できてNOx吸蔵化合物4か
らのNOxの分解放出をより確実に行わせることができ
る。
のであり、NOx吸蔵化合物4の上流側の排気管3と還
元剤タンク11との間を還元剤供給管12により接続
し、該還元剤供給管12の途中に設けた還元剤供給ポン
プ13の駆動により還元剤タンク11内の還元剤14
(軽油など)をノズル15を介しNOx吸蔵化合物4の
上流側に添加し得るようにしたものであり、このように
すれば、燃料の熱分解によるH2,CO,HCの添加が
不十分であったような場合に、排気管3におけるNOx
吸蔵化合物4に対し還元剤14を追加導入してNOxの
分解放出を促進することが可能となる。
Ox吸蔵化合物4とNOx還元触媒5とを直列に配置して
ある場合には、還元剤供給管12を途中で分岐した枝管
12’をNOx還元触媒5の直前に接続し、枝管12’
の途中に備えた開閉バルブ16を介しNOx還元触媒5
の直前に還元剤14をノズル17から追加導入してNO
xの還元浄化を促進するようにしても良い。
化方法は、上述の形態例にのみ限定されるものではな
く、主噴射以外のタイミングで噴射した燃料を熱分解し
てH2,CO,HCを生成する以外に、H2,CO,HC
のうちの一種類以上を、独立した添加系統を新たに設け
て添加するようにしても良いこと、また、吸入空気量を
理論空燃比より減らした運転状態とする具体的な手法と
しては、図示の如き従来周知のEGRパイプから成る排
気ガス再循環装置を利用する以外に、バルブタイミング
の可変手段により吸気行程で排気弁を開けて排気ガスを
気筒内に呼び戻すようにした排気ガス再循環装置を用い
たり、吸入空気量を直接制限するような手段を講じたり
しても良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範
囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
排気浄化方法によれば、下記の如き種々の優れた効果を
奏し得る。
せて積極的にNOx吸蔵化合物からNOxを放出させるよ
うに制御することができるので、NOx吸蔵化合物をN
Ox還元触媒に併用して成る排気浄化装置の実用化を図
ることができる。
した運転状態で燃料を主噴射以外のタイミングで噴射さ
せ、その噴射した燃料を燃焼させずに熱分解させること
でH 2,CO,HCを生成して排気ガス中に添加するよ
うにすれば、格別な添加手段を新たに設けなくても、運
転状態を適切に制御するだけで燃料を熱分解させて
H 2,CO,HCの全てを生成することができ、特にN
OxをNOx吸蔵化合物から脱離させる効果の高いH2を
添加できてNOx吸蔵化合物からのNOxの分解放出をよ
り確実に行わせることができる。
る。
Claims (5)
- 【請求項1】 NOx吸蔵化合物により排気ガス中のN
Oxを酸化して硝酸塩の状態で一時的に吸蔵し、適宜に
吸入空気量を理論空燃比より減らした運転状態として排
気ガス中にH2,CO,HCのうちの一種類以上を添加
することにより前記NOx吸蔵化合物からNOxを分解放
出させて該NOx吸蔵化合物の再生を図り、その放出し
たNOxをNOx還元触媒上で前記H2,CO,HCのう
ちの一種類以上と反応させて還元浄化することを特徴と
するディーゼルエンジンの排気浄化方法。 - 【請求項2】 吸入空気量を理論空燃比より減らした運
転状態で燃料を主噴射以外のタイミングで噴射させ、そ
の噴射した燃料を燃焼させずに熱分解させることで
H2,CO,HCを生成して排気ガス中に添加すること
を特徴とする請求項1に記載のディーゼルエンジンの排
気浄化方法。 - 【請求項3】 排気管におけるNOx吸蔵化合物に対し
還元剤を追加導入することを特徴とする請求項1又は2
に記載のディーゼルエンジンの排気浄化方法。 - 【請求項4】 NOx還元触媒に対しても還元剤を追加
導入することを特徴とする請求項3に記載のディーゼル
エンジンの排気浄化方法。 - 【請求項5】 排気ガス再循環装置により排気ガスを再
循環して吸入空気量を減らすことを特徴とする請求項
1、2、3又は4に記載のディーゼルエンジンの排気浄
化方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21961799A JP3905998B2 (ja) | 1999-08-03 | 1999-08-03 | ディーゼルエンジンの排気浄化方法 |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2001050034A true JP2001050034A (ja) | 2001-02-23 |
JP3905998B2 JP3905998B2 (ja) | 2007-04-18 |
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Family Applications (1)
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003286827A (ja) * | 2002-03-28 | 2003-10-10 | Nissan Diesel Motor Co Ltd | 内燃機関の排気浄化装置 |
US6874316B2 (en) | 2002-04-25 | 2005-04-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Device for purifying the exhaust gas of an internal combustion engine |
US10392984B2 (en) | 2014-07-18 | 2019-08-27 | Isuzu Motors Limited | NOx reduction control method for exhaust gas aftertreatment device |
-
1999
- 1999-08-03 JP JP21961799A patent/JP3905998B2/ja not_active Expired - Fee Related
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US6874316B2 (en) | 2002-04-25 | 2005-04-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Device for purifying the exhaust gas of an internal combustion engine |
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