JP2002047957A - Internal combustion engine - Google Patents

Internal combustion engine

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JP2002047957A
JP2002047957A JP2000314029A JP2000314029A JP2002047957A JP 2002047957 A JP2002047957 A JP 2002047957A JP 2000314029 A JP2000314029 A JP 2000314029A JP 2000314029 A JP2000314029 A JP 2000314029A JP 2002047957 A JP2002047957 A JP 2002047957A
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JP
Japan
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sulfur component
exhaust gas
solidifying agent
internal combustion
combustion engine
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Pending
Application number
JP2000314029A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Kato
健治 加藤
Takaaki Ito
隆晟 伊藤
Shinji Tsuji
慎二 辻
Tatsuji Mizuno
達司 水野
Masahiko Takeuchi
雅彦 竹内
Yoshitsugu Ogura
義次 小倉
Tetsuo Kawamura
哲雄 河村
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an internal combustion engine capable of suppressing SOx poisoning phenomenon of exhaust gas purifying catalyst of NOx storage reduction type and improving a purification rate of exhaust gas further. SOLUTION: This internal combustion engine 1 burning air-fuel mixture in which air and fuel are mixed in a cylinder 3 to obtain an output is provided with the exhaust gas purifying catalyst 39 of NOx storage reduction type for purifying exhaust gas exhausted from the cylinder 3 after the combustion of the air-fuel mixture and sulfur component solidifying means 16, 41, 42 for solidifying sulfur component which becomes the cause for generating sulfur oxide after the combustion in the internal combustion engine. The sulfur component solidifying means 16, 41, 42 solidify 70% or more of sulfur component that exhaust gas contains before exhaust gas flows into the exhaust gas purifying catalyst 39.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、NOx吸蔵還元型の
排気浄化触媒のSOx被毒による排気浄化率の低下を抑止
し、排気ガスの浄化率をより一層高くすることのできる
内燃機関の排気浄化方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas for an internal combustion engine capable of suppressing a decrease in an exhaust gas purification rate due to SOx poisoning of a NOx storage reduction type exhaust gas purification catalyst and further increasing the exhaust gas purification rate. It relates to a purification method.

【0002】[0002]

【従来の技術】内燃機関の排気ガスは、三元触媒などの
排気浄化触媒によって浄化された後に大気に放出され
る。そして、このような排気浄化触媒の一つとして、排
気ガス中に酸素O2が過剰にあるときは窒素酸化物NOxを
吸蔵し、排気ガス中の酸素O2が少ないときに吸蔵した窒
素酸化物をNOx放出して還元させる(このとき排気ガス
中の一酸化炭素COや炭化水素HCは酸化される)、NOx吸
蔵還元型の排気浄化触媒も用いられるようになってきて
いる。
2. Description of the Related Art The exhaust gas of an internal combustion engine is released to the atmosphere after being purified by an exhaust purification catalyst such as a three-way catalyst. Then, as one of such an exhaust gas purifying catalyst, oxygen O 2 is occluded nitrogen oxides NOx when in excess, nitrogen oxides occluded when less oxygen O 2 in the exhaust gas in the exhaust gas NOx is released and reduced (at this time, carbon monoxide CO and hydrocarbons HC in the exhaust gas are oxidized), and an NOx storage reduction type exhaust purification catalyst has been used.

【0003】このような排気浄化触媒を用いることによ
って、リーン運転時の排気ガス中の窒素酸化物NOxを吸
蔵し、ストイキ又はリッチ運転時に吸蔵した窒素酸化物
NOxを放出・還元することによって、排気浄化率をより
一層向上させることができる。このようなNOx吸蔵還元
型の排気浄化触媒は、通常のエンジンよりもリーン運転
を積極的に行うリーンバーンエンジンの排気浄化率を向
上させるのに有用で、燃費改善との両立にも寄与してい
る。
[0003] By using such an exhaust purification catalyst, nitrogen oxides NOx in exhaust gas during lean operation are stored, and nitrogen oxides stored during stoichiometric or rich operation are stored.
By releasing and reducing NOx, the exhaust gas purification rate can be further improved. Such NOx storage-reduction type exhaust purification catalysts are useful for improving the exhaust purification rate of lean burn engines that perform lean operation more aggressively than ordinary engines, and also contribute to improving fuel economy. I have.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらのNOx
吸蔵還元型の排気浄化触媒は、窒素酸化物NOxよりも硫
黄酸化物SOxをより安定的に吸蔵してしまうという性質
を有している。排気ガス中の硫黄酸化物SOxは、燃料中
やエンジンオイル中に含まれる硫黄成分が、内燃機関の
燃焼によって酸化されることによって生じる。燃料中や
エンジンオイル中に含まれる硫黄成分は微量であるが、
NOx吸蔵還元型の排気浄化触媒に安定的に吸蔵されてし
まうために吸蔵量は徐々に蓄積されて増加する。NOx吸
蔵還元型の排気浄化触媒に硫黄酸化物SOxが多量に吸蔵
されてしまうと、窒素酸化物NOxの吸蔵と放出・還元と
を適正に行えなくなってしまう。これが、いわゆる、NO
x吸蔵還元型の排気浄化触媒における「SOx被毒」現象で
ある。
However, these NOx
The storage reduction type exhaust purification catalyst has the property of storing sulfur oxides SOx more stably than nitrogen oxides NOx. Sulfur oxide SOx in exhaust gas is generated by oxidizing a sulfur component contained in fuel or engine oil by combustion of an internal combustion engine. Although the sulfur component contained in fuel and engine oil is very small,
Since the NOx storage-reduction type exhaust purification catalyst is stably stored, the amount of storage is gradually accumulated and increased. If a large amount of sulfur oxide SOx is stored in the NOx storage reduction type exhaust purification catalyst, it becomes impossible to properly store, release, and reduce nitrogen oxide NOx. This is the so-called NO
This is the "SOx poisoning" phenomenon in x-reduction-type exhaust purification catalysts.

【0005】従来のNOx吸蔵還元型の排気浄化触媒にお
いては、新品時には吸蔵能力のほとんどが窒素酸化物NO
xの吸蔵に用いられるが、SOx被毒を受けると吸蔵能力の
僅かしか窒素酸化物NOxの吸蔵に用いられなくなってし
まう。このSOx被毒現象を抑止することができれば、窒
素酸化物NOxの吸蔵可能量や放出可能量を大きくとるこ
とができ、NOx吸蔵還元型の排気浄化触媒の排気浄化性
能を大幅に向上させることができる。なお、このような
NOx吸蔵還元触媒のSOx被毒を抑止するものとして、特開
2000-27712号公報に記載のものなども知られているが、
まだその効果は充分でなく、発明者らは更なる排気ガス
の浄化性能向上を目指して本発明を達成した。
[0005] In a conventional NOx storage reduction type exhaust purification catalyst, most of the storage capacity is nitrogen oxide NOx when it is new.
Although it is used for occlusion of x, when it is subjected to SOx poisoning, only a small amount of occlusion capacity is used for occlusion of nitrogen oxides NOx. If this SOx poisoning phenomenon can be suppressed, the storable and desorbable amounts of nitrogen oxide NOx can be increased, and the exhaust purification performance of the NOx storage-reduction type exhaust purification catalyst can be significantly improved. it can. In addition, such
Japanese Patent Application Laid-Open
Although those described in 2000-27712 publication are also known,
The effect is not yet sufficient, and the inventors have achieved the present invention with the aim of further improving exhaust gas purification performance.

【0006】従って、本発明の目的は、NOx吸蔵還元型
の排気浄化触媒のSOx被毒現象を抑止し、排気ガスの浄
化率をより一層向上させることのできる内燃機関の排気
浄化方法を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of purifying exhaust gas of an internal combustion engine which can suppress the SOx poisoning phenomenon of a NOx storage reduction type exhaust gas purification catalyst and further improve the purification rate of exhaust gas. It is in.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の内燃機
関は、空気と燃料とが混合された混合気をシリンダ内で
燃焼させて出力を得る内燃機関であって、混合気の燃焼
後にシリンダから排出される排気ガスを浄化するNOx吸
蔵還元型の排気浄化触媒と、内燃機関の燃焼後に硫黄酸
化物を生成させる原因となる硫黄成分を固形化させる硫
黄成分固形化手段とを備えており、硫黄成分固形化手段
は、排気ガスが排気浄化触媒に流入する以前に、排気ガ
ス中に含まれる硫黄成分のうちの70%以上を固形化させ
ることを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an internal combustion engine which obtains an output by burning an air-fuel mixture in a cylinder to obtain an output. It is provided with a NOx storage reduction type exhaust purification catalyst that purifies exhaust gas discharged from a cylinder, and a sulfur component solidification unit that solidifies a sulfur component that causes sulfur oxide to be generated after combustion of the internal combustion engine. The sulfur component solidifying means solidifies 70% or more of the sulfur component contained in the exhaust gas before the exhaust gas flows into the exhaust purification catalyst.

【0008】請求項2に記載の内燃機関は、請求項1に
記載の発明において、硫黄成分固形化手段は、シリンダ
から排出される排気ガス中の硫黄成分のうちの70%以上
が固形化されているようにすることを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the sulfur component solidifying means solidifies at least 70% of the sulfur component in the exhaust gas discharged from the cylinder. It is characterized by having it.

【0009】なお、内燃機関の燃焼後に硫黄酸化物のう
ちで固形化されたものの割合、即ち、硫黄成分の固形化
率は以下に説明する実験から求める。硫黄分を重量比で
500ppm含有する燃料中に固形化剤を投入したものを試験
燃料として用い、エンジン回転数が2000rpm、負荷が60N
mの条件でエンジンを運転したときの排気ガス中のSOx濃
度を測定し、固形化剤を投入しない通常の燃料で運転し
たときの排気ガス中のSOx濃度からの減少分を硫黄成分
の固形化率として算出する。
[0009] The ratio of solidified sulfur oxides after combustion of the internal combustion engine, that is, the solidification rate of the sulfur component, is determined from experiments described below. Sulfur content by weight
A fuel containing 500 ppm containing a solidifying agent was used as a test fuel, and the engine speed was 2,000 rpm and the load was 60 N.
Measure the SOx concentration in the exhaust gas when operating the engine under the conditions of m, and solidify the sulfur component from the decrease in the SOx concentration in the exhaust gas when operating with normal fuel without adding a solidifying agent. Calculate as rate.

【0010】請求項3に記載の内燃機関は、請求項1又
は2に記載の発明において、硫黄成分固形化手段は、硫
黄成分固形化剤を添加することによって排気ガス中の硫
黄成分を固形化させることを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, in the internal combustion engine according to the first or second aspect, the sulfur component solidifying means solidifies the sulfur component in the exhaust gas by adding a sulfur component solidifying agent. It is characterized by having

【0011】請求項4に記載の内燃機関は、請求項3に
記載の発明において、硫黄成分固形化手段は、固形化す
る硫黄成分の1.5倍モル以上の硫黄成分固形化剤を添加
することを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the invention, the sulfur component solidifying means includes adding a sulfur component solidifying agent of 1.5 times or more mol of the sulfur component to be solidified. Features.

【0012】請求項5に記載の内燃機関は、請求項3に
記載の発明において、硫黄成分固形化手段は、排気ガス
中の硫黄成分の固形化率が70%〜95%となるように硫黄成
分固形化剤を添加することを特徴としている。
According to a fifth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the sulfur component solidifying means includes a sulfur component solidifying means for reducing the sulfur component in the exhaust gas to 70% to 95%. It is characterized by adding a component solidifying agent.

【0013】請求項6に記載の内燃機関は、請求項3に
記載の発明において、硫黄成分固形化剤が、アルカリ金
属元素又はアルカリ土類金属元素と、硫黄成分を酸化さ
せる酸化機能を有する元素とを含有していることを特徴
としている。
According to a sixth aspect of the present invention, in the internal combustion engine according to the third aspect, the sulfur component solidifying agent is an element having an oxidizing function of oxidizing a sulfur component with an alkali metal element or an alkaline earth metal element. And is characterized by containing.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明の内燃機関の一実施形態に
ついて、以下に説明する。本実施形態の内燃機関(エン
ジン)1を図1に示す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the internal combustion engine of the present invention will be described below. FIG. 1 shows an internal combustion engine (engine) 1 of the present embodiment.

【0015】以下に説明するエンジン1は、多気筒エン
ジンであるが、ここではそのうちの一気筒のみを断面図
として示す。エンジン1は、燃料を直接シリンダ3内に
噴射する筒内噴射型エンジンであり、リーンバーン(希
薄燃焼)エンジンである。エンジン1は、点火プラグ2
によって各シリンダ3内の混合気に対して点火を行うこ
とによって駆動力を発生する。エンジン1の燃焼に際し
て、外部から吸入した空気は吸気通路4を通り、インジ
ェクタ5から噴射された燃料と混合されて混合気とな
る。シリンダ3の内部と吸気通路4との間は、吸気バル
ブ6によって開閉される。シリンダ3の内部で燃焼され
た混合気は、排気ガスとして排気通路7に排気される。
シリンダ3の内部と排気通路7との間は、排気バルブ8
によって開閉される。
The engine 1 described below is a multi-cylinder engine. Here, only one cylinder is shown as a sectional view. The engine 1 is an in-cylinder injection engine that injects fuel directly into the cylinder 3, and is a lean burn (lean burn) engine. The engine 1 has a spark plug 2
Thus, a driving force is generated by igniting the air-fuel mixture in each cylinder 3. At the time of combustion of the engine 1, air taken in from the outside passes through the intake passage 4 and is mixed with fuel injected from the injector 5 to form an air-fuel mixture. The interior of the cylinder 3 and the intake passage 4 are opened and closed by an intake valve 6. The air-fuel mixture burned inside the cylinder 3 is exhausted to the exhaust passage 7 as exhaust gas.
An exhaust valve 8 is provided between the inside of the cylinder 3 and the exhaust passage 7.
Is opened and closed by

【0016】吸気通路4上には、シリンダ3内に吸入さ
れる吸入空気量を調節するスロットルバルブ9が配設さ
れている。このスロットルバルブ9には、その開度を検
出するスロットルポジションセンサ10が接続されてい
る。スロットルバルブ9に付随して、アクセルペダル1
1の踏み込み位置を検出するアクセルポジションセンサ
12や、スロットルバルブ9を駆動するスロットルモー
タ13なども配設されている。また、図1に示されてい
ないが、吸気通路4上には吸入空気の温度を検出する吸
気温センサも取り付けられている。
A throttle valve 9 for adjusting the amount of intake air to be taken into the cylinder 3 is provided on the intake passage 4. The throttle valve 9 is connected to a throttle position sensor 10 for detecting the opening degree. Accelerator pedal 1 attached to throttle valve 9
An accelerator position sensor 12 for detecting the depression position of the throttle valve 1 and a throttle motor 13 for driving the throttle valve 9 are also provided. Although not shown in FIG. 1, an intake air temperature sensor for detecting the temperature of intake air is also provided on the intake passage 4.

【0017】また、スロットルバルブ9の下流側には、
サージタンク14が形成されており、サージタンク14
の内部に、バキュームセンサ15及びコールドスタート
インジェクタ17が配設されている。バキュームセンサ
15は、吸気通路4内の圧力(吸気管圧力)を検出す
る。コールドスタートインジェクタ17は、エンジン1
の冷間始動性を向上させるためのもので、冷間始動時に
サージタンク14内に燃料を拡散噴霧させて均質な混合
気を形成させるものである。
On the downstream side of the throttle valve 9,
A surge tank 14 is formed.
, A vacuum sensor 15 and a cold start injector 17 are provided. The vacuum sensor 15 detects the pressure in the intake passage 4 (intake pipe pressure). The cold start injector 17 is connected to the engine 1
The fuel is diffused and sprayed into the surge tank 14 at the time of a cold start to form a homogeneous air-fuel mixture.

【0018】サージタンク14のさらに下流側には、ス
ワールコントロールバルブ18が配設されている。スワ
ールコントロールバルブ18は、希薄燃焼(成層燃焼)
時にシリンダ3の内部に安定したスワールを発生させる
ためのものである。スワールコントロールバルブ18に
付随して、スワールコントロールバルブ18の開度を検
出するSCVポジションセンサ19やスワールコントロー
ルバルブ18を駆動するDCモータ20なども配設されて
いる。
A swirl control valve 18 is provided further downstream of the surge tank 14. The swirl control valve 18 is used for lean combustion (stratified combustion).
This is for generating a stable swirl inside the cylinder 3 at times. Along with the swirl control valve 18, an SCV position sensor 19 for detecting the opening of the swirl control valve 18, a DC motor 20 for driving the swirl control valve 18, and the like are also provided.

【0019】また、本実施形態のエンジン1における吸
気バルブ6は、その開閉タイミングを可変バルブタイミ
ング機構21によって可変制御することができる。吸気
バルブ6の開閉状況は、吸気バルブ6を開閉させるカム
が形成されているカムシャフトの回転位置を検出するカ
ムポジションセンサ22によって検出できる。さらに、
エンジン1のクランクシャフト近傍には、クランクシャ
フトの回転位置を検出するクランクポジションセンサ2
3が取り付けられている。クランクポジションセンサ2
3の出力からは、シリンダ3内のピストン24の位置
や、エンジン回転数を求めることもできる。エンジン1
には、エンジン1のノッキングを検出するノックセンサ
25や冷却水温度を検出する水温センサ26も取り付け
られている。
The opening and closing timing of the intake valve 6 in the engine 1 of the present embodiment can be variably controlled by a variable valve timing mechanism 21. The open / close state of the intake valve 6 can be detected by a cam position sensor 22 that detects the rotational position of a camshaft on which a cam for opening and closing the intake valve 6 is formed. further,
Near the crankshaft of the engine 1 is a crank position sensor 2 for detecting the rotational position of the crankshaft.
3 is attached. Crank position sensor 2
From the output of 3, the position of the piston 24 in the cylinder 3 and the engine speed can also be obtained. Engine 1
A knock sensor 25 for detecting the knocking of the engine 1 and a water temperature sensor 26 for detecting the temperature of the cooling water are also attached.

【0020】一方、排気通路7上には、エンジン1本体
に近い側に、、通常の三元触媒である始動時触媒27が
配設されている。始動時触媒27は、エンジン1の燃焼
室(シリンダ3)に近いので排気ガスによって昇温され
やすく、エンジン始動直後に、より早期に触媒活性温度
にまで上昇して排気ガス中の有害物質を浄化するように
配設されている。このエンジン1は四気筒であり、二気
筒毎に一つずつ、計二つの始動時触媒27が取り付けら
れている。各始動時触媒27には、それぞれ排気温セン
サ28が取り付けられており、排気温センサ28は排気
ガスの温度を検出している。
On the other hand, on the exhaust passage 7, on the side close to the body of the engine 1, a start-up catalyst 27 which is a normal three-way catalyst is disposed. Since the start-up catalyst 27 is close to the combustion chamber (cylinder 3) of the engine 1, the temperature is easily raised by the exhaust gas. It is arranged to be. The engine 1 is a four-cylinder engine, and is provided with two start-up catalysts 27, one for each two cylinders. An exhaust gas temperature sensor 28 is attached to each starting catalyst 27, and the exhaust gas temperature sensor 28 detects the temperature of the exhaust gas.

【0021】始動時触媒27の下流側では排気管が一つ
にまとめられてNOx吸蔵還元型の排気浄化触媒39が配
設されている。このNOx吸蔵還元型の排気浄化触媒39
については、追って詳しく説明する。排気浄化触媒39
の上流側には、排気浄化触媒39に流入する排気ガスの
排気空燃比を検出する空燃比センサ40が取り付けられ
ている。空燃比センサ40としては、排気空燃比をリッ
チ域からリーン域にかけてリニアに検出し得るリニア空
燃比センサや、排気空燃比がリッチ域にあるかリーン域
にあるかをオン−オフ的に検出するO2センサ(酸素セン
サ)などが用いられる。
On the downstream side of the start-up catalyst 27, an exhaust pipe is integrated and an NOx storage reduction type exhaust purification catalyst 39 is provided. This NOx storage reduction type exhaust purification catalyst 39
Will be described in detail later. Exhaust purification catalyst 39
An air-fuel ratio sensor 40 for detecting the exhaust air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the exhaust purification catalyst 39 is mounted on the upstream side of the exhaust gas purification catalyst 39. As the air-fuel ratio sensor 40, a linear air-fuel ratio sensor capable of linearly detecting the exhaust air-fuel ratio from a rich region to a lean region, and an on-off detection of whether the exhaust air-fuel ratio is in a rich region or a lean region. An O 2 sensor (oxygen sensor) or the like is used.

【0022】さらに、排気通路7から吸気通路4にかけ
て、排気ガスを還流させる外部EGR(Exhaust Gas Recirc
ulation)通路43が形成されている。外部EGR通路43
の吸気通路4側はサージタンク14に接続され、排気通
路7側は始動時触媒27の上流側に接続されている。外
部EGR通路43上には、還流させる排気ガス量を調節す
るEGRバルブ44が配設されている。EGR機構は、吸気通
路4内の吸気管負圧を利用して排気ガスの一部を吸気通
路4に戻し、NOx生成抑制効果や燃費向上効果を得るも
のである。なお、吸気バルブ6の開閉タイミングを制御
することで同様の効果を得る内部EGR制御も併用され得
る。
Further, an external EGR (Exhaust Gas Recirculation) for recirculating exhaust gas from the exhaust passage 7 to the intake passage 4 is provided.
ulation) passage 43 is formed. External EGR passage 43
The intake passage 4 is connected to the surge tank 14, and the exhaust passage 7 is connected to the upstream side of the starting catalyst 27. An EGR valve 44 for adjusting the amount of exhaust gas to be recirculated is provided on the external EGR passage 43. The EGR mechanism uses the negative pressure of the intake pipe in the intake passage 4 to return a part of the exhaust gas to the intake passage 4, thereby obtaining an effect of suppressing NOx generation and improving fuel efficiency. It should be noted that internal EGR control for obtaining the same effect by controlling the opening / closing timing of the intake valve 6 may be used together.

【0023】エンジン1のインジェクタ5には、燃料タ
ンク29に貯蔵された燃料が送出用の低圧フューエルポ
ンプ30によって送出され、これがフューエルフィルタ
31を経過して高圧フューエルポンプ32によって高圧
化された後に供給される。このエンジン1は希薄燃焼可
能なものであり、良好な希薄燃焼(成層燃焼)を行わせ
るために圧縮行程中のシリンダ3内に燃料を直接噴射し
て成層燃焼に適した状態を形成させなくてはならず、そ
のために燃料を高圧にしてからインジェクタ5によって
噴射する。
The fuel stored in the fuel tank 29 is delivered to the injector 5 of the engine 1 by a low-pressure fuel pump 30 for delivery, passes through a fuel filter 31, and is supplied after being pressurized by a high-pressure fuel pump 32. Is done. The engine 1 is capable of lean burn, and in order to perform good lean burn (stratified combustion), fuel is not directly injected into the cylinder 3 during the compression stroke to form a state suitable for stratified combustion. Therefore, the fuel is injected by the injector 5 after the pressure is increased.

【0024】インジェクタ5に付随して、精密な制御を
行うために燃料の圧力を検出する燃圧センサ33も配設
されている。高圧フューエルポンプ32は、エンジン1
の動力、即ち、排気バルブ8側のカムシャフトの回転を
利用して燃料を高圧化している。なお、コールドスター
トインジェクタ17に対しては、低圧フューエルポンプ
30によって送出された燃料がそのまま供給される。
A fuel pressure sensor 33 for detecting the pressure of the fuel for precise control is provided in association with the injector 5. The high-pressure fuel pump 32 is connected to the engine 1
, That is, the rotation of the camshaft on the exhaust valve 8 side to increase the pressure of the fuel. The fuel delivered by the low-pressure fuel pump 30 is supplied to the cold start injector 17 as it is.

【0025】燃料タンク29に付随して、燃料タンク2
9内で蒸発した燃料を捕集するチャコールキャニスタ3
4が配設されている。チャコールキャニスタ34は、内
部に活性炭フィルタを有しており、この活性炭フィルタ
で蒸発燃料を捕集する。そして、捕集された燃料は、パ
ージコントロールバルブ35によってパージ量を制御さ
れつつ、吸気通路4にパージされてシリンダ3内で燃焼
される。なお、燃料タンク29には、燃料噴射されなか
った残りの燃料を燃料タンクに戻すリターンパイプ36
も取り付けられている。
Along with the fuel tank 29, the fuel tank 2
Charcoal canister 3 for collecting fuel evaporated in 9
4 are provided. The charcoal canister 34 has an activated carbon filter inside, and the activated carbon filter collects evaporated fuel. The collected fuel is purged into the intake passage 4 and burned in the cylinder 3 while the purge amount is controlled by the purge control valve 35. The fuel tank 29 has a return pipe 36 for returning the remaining fuel not injected into the fuel tank.
Is also attached.

【0026】上述した点火プラグ2、インジェクタ5、
スロットルポジションセンサ10、アクセルポジション
センサ12、スロットルモータ13、バキュームセンサ
15、コールドスタートインジェクタ17、DCモータ2
0、可変バルブタイミング機構21のアクチュエータ、
カムポジションセンサ22、クランクポジションセンサ
23、ノックセンサ25、水温センサ26、排気温セン
サ28、パージコントロールバルブ35、空燃比センサ
40、EGRバルブ44、吸気温センサやその他のアクチ
ュエータ類・センサ類は、エンジン1を総合的に制御す
る電子制御ユニット(ECU)37と接続されている。
The above-described spark plug 2, injector 5,
Throttle position sensor 10, accelerator position sensor 12, throttle motor 13, vacuum sensor 15, cold start injector 17, DC motor 2
0, the actuator of the variable valve timing mechanism 21;
The cam position sensor 22, crank position sensor 23, knock sensor 25, water temperature sensor 26, exhaust temperature sensor 28, purge control valve 35, air-fuel ratio sensor 40, EGR valve 44, intake temperature sensor, and other actuators and sensors It is connected to an electronic control unit (ECU) 37 that comprehensively controls the engine 1.

【0027】なお、図1に示されるシステムでは、EC
U37とインジェクタ5との間に電子制御ドライブユニ
ット(EDU)38が設けられている。EDU38は、E
CU37からの駆動電流を増幅して、高電圧・大電流に
よってインジェクタ5を駆動するためのものである。こ
れらのアクチュエータ類・センサ類は、ECU37から
の信号に基づいて制御され、あるいは、検出結果をEC
U37に対して送出している。ECU37は、内部に演
算を行うCPUや演算結果などの各種情報量を記憶する
RAM、バッテリによってその記憶内容が保持されるバ
ックアップRAM、各制御プログラムを格納したROM
等を有している。ECU37は、吸気通路内圧力や空燃
比などの各種情報量に基づいてエンジン1を制御する。
Note that, in the system shown in FIG.
An electronic control drive unit (EDU) 38 is provided between the U37 and the injector 5. EDU38 is E
The drive current from the CU 37 is amplified to drive the injector 5 with a high voltage and a large current. These actuators and sensors are controlled based on a signal from the ECU 37, or the detection result is obtained by an EC.
It is sent to U37. The ECU 37 includes a CPU for performing calculations therein, a RAM for storing various amounts of information such as calculation results, a backup RAM for storing the stored contents by a battery, and a ROM for storing each control program.
Etc. The ECU 37 controls the engine 1 based on various information amounts such as the intake passage pressure and the air-fuel ratio.

【0028】NOx吸蔵還元型の排気浄化触媒39につい
て説明する。
The NOx storage reduction type exhaust purification catalyst 39 will be described.

【0029】排気浄化触媒39は、表面にアルミナの薄
膜層がコーティングされた担体上に、白金やパラジウム
やロジウムなどの貴金属の他にアルミナコーティング層
上に、アルカリ金属(K,Na,Li,Csなど)、ア
ルカリ土類金属(Ba,Caなど)又は希土類元素(L
a,Yなど)などをもさらに担持させ、エンジンがリー
ン空燃比で運転されたときに排気ガス中に含まれるNOx
を吸蔵させることができるようにしたものである。この
ため、排気浄化触媒39は、通常の三元触媒としての機
能、即ち、理論空燃比近傍で燃焼されたときの排気ガス
内のHC,CO,NOxを浄化する機能に加えて、リーン空燃比
で排気ガス中に含まれるNOxを吸蔵することができる。
The exhaust gas purifying catalyst 39 is provided on a carrier having a surface coated with a thin film of alumina, a noble metal such as platinum, palladium or rhodium, or an alkali coating (K, Na, Li, Cs) on an alumina coating layer. ), Alkaline earth metals (Ba, Ca, etc.) or rare earth elements (L
a, Y, etc.) and the NOx contained in the exhaust gas when the engine is operated at a lean air-fuel ratio.
Can be occluded. For this reason, the exhaust purification catalyst 39 has a function as a normal three-way catalyst, that is, a function to purify HC, CO, and NOx in exhaust gas when burned in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio. Can store NOx contained in the exhaust gas.

【0030】排気浄化触媒39に吸蔵されたNOxは、リ
ッチ空燃比あるいは理論空燃比(ストイキ空燃比)で燃
焼されたときに放出され、排気ガス中のHC,COによって
還元されて浄化される(このときHC,COは同時に酸化さ
れて浄化される)。このため、排気浄化触媒39のNOx
吸蔵量が一杯に近づいたと判断されたときは、リッチ空
燃比で短時間エンジンを運転して吸蔵されたNOxを還元
させる、いわゆるリッチスパイク運転が強制的に行われ
る場合もある。
The NOx stored in the exhaust purification catalyst 39 is released when burned at a rich air-fuel ratio or a stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometric air-fuel ratio), and is reduced and purified by HC and CO in the exhaust gas ( At this time, HC and CO are simultaneously oxidized and purified. Therefore, the NOx of the exhaust purification catalyst 39
When it is determined that the occluded amount is almost full, a so-called rich spike operation, in which the stored NOx is reduced by operating the engine for a short time at the rich air-fuel ratio, may be forcibly performed.

【0031】排気浄化触媒39は、上述したように、NO
xよりもSOxを安定的に吸蔵してしまうという性質を有し
ており、これによってSOx被毒現象が生じる。本実施形
態では、このようなSOxの原因となる硫黄成分を固形化
してしまい、排気ガス中のSOx濃度を低減し、NOx吸蔵還
元型の排気浄化触媒39に吸蔵されるSOxの量を減ら
す。この結果、排気浄化触媒39のNOx吸蔵還元に用い
られる容量(NOx吸蔵可能量)が拡大し、排気ガス中のN
Oxの浄化率を向上させることができる。
As described above, the exhaust gas purifying catalyst 39 has NO
It has the property of storing SOx more stably than x, which causes SOx poisoning. In the present embodiment, such a sulfur component causing SOx is solidified, the SOx concentration in the exhaust gas is reduced, and the amount of SOx stored in the NOx storage reduction type exhaust purification catalyst 39 is reduced. As a result, the capacity (NOx storable amount) of the exhaust purification catalyst 39 used for NOx occluding and reducing is increased, and N2 in the exhaust gas is reduced.
The purification rate of Ox can be improved.

【0032】例えば、運転状態によっては、上述したリ
ッチスパイク運転ができない場合もあるので、排気浄化
触媒39のNOx吸蔵可能量は大きい方が良く、吸蔵可能
量が大きければ、NOxを吸蔵しきれないで下流側にNOxを
流出させてしまうことを回避することができる。本実施
形態の内燃機関は、硫黄成分を固形化するために硫黄成
分固形化剤を用いる。
For example, the above-described rich spike operation may not be performed depending on the operation state. Therefore, it is better that the NOx storable amount of the exhaust purification catalyst 39 is large, and if the storable amount is large, NOx cannot be completely absorbed. Thus, it is possible to prevent NOx from flowing downstream. The internal combustion engine of the present embodiment uses a sulfur component solidifying agent to solidify the sulfur component.

【0033】硫黄成分固形化剤(以下、単に「固形化
剤」とも言う)を用いて排気ガス中の硫黄成分を固形化
するが、その固形化は、排気浄化触媒39に流入する以
前に固形化すればよい。この場合、硫黄成分固形化剤の
添加は、シリンダ3よりも上流側の吸入空気中に添加し
ても良いし、シリンダ3内で添加しても良いし、シリン
ダ3から排出された排気ガスに対して添加しても良い。
また、燃料(ガソリン)に予め添加されても良いし、燃
料タンクへ添加しても良い。
The sulfur component in the exhaust gas is solidified by using a sulfur component solidifying agent (hereinafter, also simply referred to as “solidifying agent”). It should just be. In this case, the sulfur component solidifying agent may be added to the intake air upstream of the cylinder 3, may be added in the cylinder 3, or may be added to the exhaust gas discharged from the cylinder 3. You may add to it.
Further, it may be added to fuel (gasoline) in advance, or may be added to a fuel tank.

【0034】本実施形態の固形化剤は、硫黄成分を酸化
させる機能を有する金属元素(以下、単に「酸化機能を
有する金属元素」とも言う)と、塩基性の金属元素とを
含んでいる。この両成分を有していることによって、硫
黄成分を効果的に固形化することができる。ここで、酸
化機能を有する金属元素は、遷移元素であると効果的で
ある。さらに、塩基性の金属元素としては、アルカリ金
属元素又はアルカリ土類金属元素であることが好まし
く、特に、カリウムの原子番号以上の原子番号を持つア
ルカリ金属であることが特に好ましい。
The solidifying agent of the present embodiment contains a metal element having a function of oxidizing a sulfur component (hereinafter, also simply referred to as “metal element having an oxidation function”) and a basic metal element. By having both components, the sulfur component can be effectively solidified. Here, it is effective that the metal element having an oxidation function is a transition element. Further, the basic metal element is preferably an alkali metal element or an alkaline earth metal element, and particularly preferably an alkali metal having an atomic number higher than that of potassium.

【0035】酸化機能を有する金属元素としては、具体
的には、Pt,Pd,Rh,Fe,Ce,In,Ag,
Au,Irがある。このうち、In以外のものが遷移元
素である。一方、塩基性の金属元素としては、具体的に
は、Li,Na,K,Rb,Cs,Fr,Be,Mg,
Ca,Sr,Ba,Ra,Al,Zn,Zr,Laがあ
る。このうち、アルカリ金属は、Li,Na,K,R
b,Cs,Frであり、このうち、カリウムの原子番号
以上の原子番号を持つものは、K,Rb,Cs,Frで
ある。アルカリ土類金属は、Be,Mg,Ca,Sr,
Ba,Raである。
Specific examples of the metal element having an oxidation function include Pt, Pd, Rh, Fe, Ce, In, Ag,
There are Au and Ir. Among them, those other than In are transition elements. On the other hand, as the basic metal element, specifically, Li, Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg,
There are Ca, Sr, Ba, Ra, Al, Zn, Zr, and La. Of these, alkali metals are Li, Na, K, R
b, Cs, and Fr. Among them, those having an atomic number equal to or greater than that of potassium are K, Rb, Cs, and Fr. Alkaline earth metals are Be, Mg, Ca, Sr,
Ba and Ra.

【0036】硫黄成分の固形化は、以下のように行われ
ると思われる(ここで、酸化機能を有する金属元素をM
1とし、塩基性の金属元素をM2とする)。エンジン1の
燃焼によって、SO2やSO3が生成される。そして、こ
れらが、 SO2−(M1)→SO3→M2SO3→M2SO4 … のように反応する。
It is considered that the solidification of the sulfur component is performed as follows (where the metal element having an oxidizing function is M
1, and the basic metal element and M 2). SO 2 and SO 3 are generated by the combustion of the engine 1. These react as follows: SO 2 − (M 1 ) → SO 3 → M 2 SO 3 → M 2 SO 4 .

【0037】上述したように、固形化剤に酸化機能を有
する金属元素を含有させることによって、硫黄成分の酸
化反応が進みやすくなる。即ち、上記に示されるよう
に、SO2がSO3になりやすくなり、硫黄の固形化率を
向上させることができる。そして、酸化された硫黄酸化
物は、塩基性の金属元素によって、亜硫酸塩や硫酸塩と
して固形化される。
As described above, by adding a metal element having an oxidizing function to the solidifying agent, the oxidation reaction of the sulfur component is facilitated. That is, as described above, SO 2 is likely to become SO 3 , and the solidification rate of sulfur can be improved. Then, the oxidized sulfur oxide is solidified as a sulfite or a sulfate by the basic metal element.

【0038】このとき、塩基性の金属元素として、カリ
ウムの原子番号以上の原子番号を持つアルカリ金属を用
いることによって、硫黄成分の固形化率を向上させるこ
とができる。これは、カリウムの原子番号以上の原子番
号を持つアルカリ金属は塩基性が強いので硫黄成分と結
び付きやすく、上述した以外に、 SO2→M2SO2−(M1)→M2SO3→M2SO4… のような反応が起き、結果として硫黄成分の固形化率が
向上するものと考えられる。(上記では、酸化機能を
有する金属元素M1は、亜硫酸ガスSO2と塩基性の金属
元素M2との化合物M2SO2を酸化させると考えられ
る。)
At this time, by using an alkali metal having an atomic number equal to or greater than that of potassium as the basic metal element, the solidification rate of the sulfur component can be improved. This is because an alkali metal having an atomic number higher than that of potassium has a strong basicity and is easily associated with a sulfur component. In addition to the above, SO 2 → M 2 SO 2 − (M 1 ) → M 2 SO 3 → It is considered that a reaction such as M 2 SO 4 occurs, and as a result, the solidification rate of the sulfur component is improved. (In the above description, the metal element M 1 having an oxidizing function is considered to oxidize a compound M 2 SO 2 of sulfur dioxide gas SO 2 and a basic metal element M 2. )

【0039】通常、エンジン1などの内燃機関の燃焼時
のような燃焼時の高温下では、SO 2は、一旦SO3に酸
化されるが、化学平衡的にSO3ガスよりも亜硫酸ガス
SO2状態となるため、上述したの反応も起きない
と、硫黄の固形化率向上は望めない。なお、SOxとして
は、SOなどもあり得るが、これは酸化されることによ
ってSO2やSO3となるので、その後は上述したように
固形化される。
Normally, during combustion of an internal combustion engine such as the engine 1
Under high temperature during combustion such as TwoIs once SOThreeAcid
But chemically equilibrated with SOThreeSulfurous gas rather than gas
SOTwoThe above-mentioned reaction does not occur because it is in the state
Therefore, an improvement in the solidification rate of sulfur cannot be expected. In addition, as SOx
Can be SO etc., but this is due to oxidation
Tte SOTwoAnd SOThreeThen, as described above,
It is solidified.

【0040】本実施形態においては、上述した手法によ
って硫黄成分を固形化するが、燃焼後に硫黄酸化物を生
成させる要因となる硫黄成分の70%以上を固形化させ
る。なお、この硫黄成分の固形化は、どの時点で行われ
ても良い。可能なのであれば、シリンダ3で燃料が燃焼
される以前に、燃料やエンジンオイル中の硫黄成分を固
形化することによって、排気ガス中の硫黄成分の70%以
上を固形化させても良い。また、シリンダ3内での燃料
の燃焼とほぼ同時に硫黄成分を固形化しても良いし、シ
リンダ3から排出された排気ガスに対して硫黄成分の固
形化処理を施しても良い。
In the present embodiment, the sulfur component is solidified by the above-described method, but 70% or more of the sulfur component that causes the formation of sulfur oxides after combustion is solidified. The solidification of the sulfur component may be performed at any time. If possible, 70% or more of the sulfur component in the exhaust gas may be solidified by solidifying the sulfur component in the fuel and engine oil before the fuel is burned in the cylinder 3. Further, the sulfur component may be solidified almost simultaneously with the combustion of the fuel in the cylinder 3, or the exhaust gas discharged from the cylinder 3 may be subjected to a solidification process of the sulfur component.

【0041】排気ガス中に含まれる硫黄成分の固形化率
が、70%未満であると、排気ガス中の残りの30%以上のガ
ス状のSOxによって、NOx吸蔵還元型の排気浄化触媒のSO
x被毒がこれまでとあまり大差のないものとなってしま
う。これは、上述したように、排気ガス中のSOxの比率
が低くても、SOxは排気浄化触媒39には安定的に吸蔵
され得るので、これが蓄積すると従来と同様にNOxの吸
蔵する余裕がなくなってしまうからである。
When the solidification rate of the sulfur component contained in the exhaust gas is less than 70%, the remaining 30% or more of the gaseous SOx in the exhaust gas causes the SOx of the NOx storage reduction type exhaust purification catalyst to be reduced.
x Poisoning will not be much different from before. This is because, as described above, even if the ratio of SOx in the exhaust gas is low, SOx can be stably occluded in the exhaust purification catalyst 39, and if this accumulates, there is no room for occlusion of NOx as in the conventional case. It is because.

【0042】そして、この硫黄成分の固形化は、少なく
とも排気ガスが排気浄化触媒39に流入する以前に行え
ば、排気浄化触媒39のSOx被毒を予防し得る。また、
この硫黄成分の固形化が、シリンダ3から排気ガスが排
出される以前に終了されるようにすることは、エンジン
1の燃焼を硫黄成分の固形化に有効に利用できる。
If the solidification of the sulfur component is performed at least before the exhaust gas flows into the exhaust purification catalyst 39, SOx poisoning of the exhaust purification catalyst 39 can be prevented. Also,
If the solidification of the sulfur component is terminated before the exhaust gas is discharged from the cylinder 3, the combustion of the engine 1 can be effectively used for solidification of the sulfur component.

【0043】また、上述した硫黄成分の固形化率は、70
%以上であっても、95%以下とされることが好ましい。硫
黄成分の固形化によって、当然、固形物が生成されるた
め、固形化が吸気通路4上やシリンダ3内で行われれ
ば、この固形分がノッキングや燃焼不良の原因となり得
たり、燃焼室付近にデポジットとして付着することが懸
念される。また、始動時触媒27や排気浄化触媒39の
目詰まりの原因とならないとも限らない。固形化率が10
0%に近づくにつれて、排気浄化触媒39のSOx被毒の改
善効果幅は徐々に小さくなることも予測され得る。この
結果、固形化率に対応するSOx被毒改善効果と上述した
懸念され得る影響とを考慮すると、固形化率は95%以下
としておくことが好ましい。
The solidification rate of the above-mentioned sulfur component is 70%.
Even if it is at least 95%, it is preferable to be at most 95%. Since the solidification of the sulfur component naturally produces a solid, if the solidification is performed on the intake passage 4 or in the cylinder 3, the solid may cause knocking or poor combustion, or the vicinity of the combustion chamber. There is a concern that it will adhere as a deposit to In addition, the starting catalyst 27 and the exhaust purification catalyst 39 do not necessarily cause clogging. Solidification rate of 10
It can be predicted that the SOx poisoning improvement effect width of the exhaust purification catalyst 39 gradually decreases as the value approaches 0%. As a result, in consideration of the SOx poisoning improvement effect corresponding to the solidification rate and the above-mentioned possible effects, it is preferable to set the solidification rate to 95% or less.

【0044】さらに、固形化率70%以上を得るために
は、固形化剤のモル数を、固形化しようとしている硫黄
成分のモル数の1.5倍以上、即ち、固形化剤を硫黄成分
の1.5倍モル以上添加することが好ましい。なお、ここ
に言う固形化剤のモル数とは、上述した固形化剤の場
合、硫黄成分と直接反応し得る塩基性金属のモル数とな
る。また、このモル数は、塩を形成したときに過不足な
く反応する量を1倍モルとして計算する。
Further, in order to obtain a solidification rate of 70% or more, the number of moles of the solidifying agent is 1.5 times or more the number of moles of the sulfur component to be solidified, that is, the solidifying agent is 1.5 times the sulfur component. It is preferable to add at least twice the molar amount. In addition, in the case of the above-mentioned solidifying agent, the number of moles of the solidifying agent is the number of moles of a basic metal that can directly react with the sulfur component. In addition, the number of moles is calculated by assuming that the amount of reacting when forming a salt without excess or shortage is 1 mole.

【0045】例えば、エンジン1の燃焼後に硫黄酸化物
を生成させる原因となる硫黄成分が1モルあったとした
場合、これを上述した手法によって固形化(塩基性金属
としてKを例にする)すると、固形化された物質は、K2
SO4となる。つまり、硫黄成分1モルにつき、Kが2モ
ル必要となる。即ち、この場合、固形化剤(塩基性金
属)1.5倍モルとは、固形化剤中にKが1.5×2=3モルと
いうことである。
For example, when it is assumed that one mole of a sulfur component causes a sulfur oxide to be generated after combustion of the engine 1, this is solidified by the above-described method (K is used as a basic metal). The solidified substance is K 2
SO 4 That is, 2 moles of K are required for 1 mole of the sulfur component. That is, in this case, 1.5 times mol of the solidifying agent (basic metal) means that 1.5 × 2 = 3 mols of K in the solidifying agent.

【0046】固形化剤は、硫黄成分(SO2やSO3など
のSOx)を固形化する過程において、一旦NOxとも反応し
得る(ただし、硫酸塩よりも硝酸塩の方が分解温度が低
いため、硝酸塩は最終的には分解されると思われる)。
このため、固形化剤を硫黄成分と当量(1倍モル)添加
しただけでは、全ての硫黄成分を固形化するのに不足が
生じ得る。そこで、硫黄成分の固形化率を向上させるに
は、当量以上の固形化剤を添加することが好ましい。固
形化剤とSOx,NOxの反応生成物は硫酸塩、硝酸塩である
が、硝酸イオンは一価、硫酸イオンは二価であり、燃焼
時のNOx生成率にもよるが、通常、NOx発生量はSOx発生
量以上であるため、少なくとも固形化剤(塩基性金属元
素)のモル数は、硫黄成分の1.5倍モル(硫黄成分との
反応に対して1倍モル必要で、さらに、この半分が窒素
成分との反応のためにさらに必要)以上添加することが
好ましい。
In the process of solidifying a sulfur component (SOx such as SO 2 or SO 3 ), the solidifying agent can once react with NOx (however, since nitrate has a lower decomposition temperature than sulfate, The nitrate will eventually degrade).
For this reason, simply adding the solidifying agent in an amount equivalent to the sulfur component (1 mole) may cause a shortage in solidifying all the sulfur components. Therefore, in order to improve the solidification rate of the sulfur component, it is preferable to add an equivalent or more of a solidifying agent. The reaction product of the solidifying agent with SOx and NOx is sulfate and nitrate. The nitrate ion is monovalent and the sulfate ion is divalent. Depending on the NOx generation rate during combustion, the amount of NOx generated is usually Is the SOx generation amount or more, so the mole number of the solidifying agent (basic metal element) is at least 1.5 times the mole of the sulfur component (1 mole is necessary for the reaction with the sulfur component, and half of this It is preferable to add more than necessary) for the reaction with the nitrogen component.

【0047】ここで、固形化剤の添加量を変化させた場
合の硫黄成分の固形化率の変化を示すグラフを〔表1〕
に示す。
Here, a graph showing the change in the solidification rate of the sulfur component when the addition amount of the solidifying agent is changed is shown in Table 1 below.
Shown in

【表1】 [Table 1]

【0048】〔表1〕に示されるグラフの縦軸は硫黄成
分の固形化率である。〔表1〕に示されるグラフの横軸
は、固定化剤の倍モル数であり、その値が1.5であると
きには、硫黄成分の1.5倍モルの固形化剤が添加された
ことを示している。〔表1〕から分かるように、固形化
剤の添加量が1.5倍モル近くあれば、硫黄成分の固形化
率を70%以上にすることができる。
The vertical axis of the graph shown in Table 1 is the solidification rate of the sulfur component. The horizontal axis of the graph shown in [Table 1] is the number of moles of the immobilizing agent, and when the value is 1.5, it indicates that the solidifying agent of 1.5 times the sulfur component was added. . As can be seen from Table 1, when the amount of the solidifying agent added is close to 1.5 moles, the solidification rate of the sulfur component can be increased to 70% or more.

【0049】なお、固形化剤は、酸化機能を有する金属
元素や塩基性を有する金属元素をイオンとして含んでい
ても良いし、可溶性の化合物として含んでいても良い。
固形化剤は、固体でも液体でも、あるいは、気体でも良
く、上述した可溶性の化合物も溶剤に溶かしたものや、
燃料となるガソリンを溶剤として溶ける固体など、様々
な形態で提供され得る。
The solidifying agent may contain a metal element having an oxidizing function or a basic metal element as an ion, or may contain a soluble compound.
The solidifying agent may be a solid or a liquid, or may be a gas, and the above-mentioned soluble compound dissolved in a solvent,
It can be provided in various forms such as a solid that dissolves gasoline as a solvent as a solvent.

【0050】例えば、塩基性金属の化合物であるクエン
酸カリウムやナフテン酸カルシウムをエタノールに溶か
して溶液中でイオンとし、これを燃料であるガソリンに
添加することが考えられる。あるいは、塩基性金属の化
合物である炭酸カリウムや炭酸ナトリウムや水酸化カル
シウムを水で溶かして水溶液中でイオンとし、これを吸
気通路やシリンダ、排気通路上に噴霧して添加すること
も考えられる。
For example, it is conceivable to dissolve potassium citrate or calcium naphthenate, which is a compound of a basic metal, in ethanol to form ions in a solution, and to add these ions to gasoline as a fuel. Alternatively, it is conceivable to dissolve potassium carbonate, sodium carbonate, or calcium hydroxide, which is a compound of a basic metal, with water to form ions in an aqueous solution, and to spray and add the ions onto an intake passage, a cylinder, or an exhaust passage.

【0051】上述したように、排気ガス中に含まれる硫
黄成分の大部分を固形化させてしまうことによって、NO
x吸蔵還元型の排気浄化触媒39にSOxが吸蔵され難くな
るため、その分、排気浄化触媒39の吸蔵能力をNOxの
吸蔵に用いることができ、NOxの浄化率を向上させるこ
とができる。
As described above, by solidifying most of the sulfur components contained in the exhaust gas, NO
Since it becomes difficult for SOx to be stored in the x-storage-reduction type exhaust purification catalyst 39, the storage capacity of the exhaust purification catalyst 39 can be used for storing NOx, and the purification rate of NOx can be improved.

【0052】固形化剤を添加するには、上述したよう
に、いくつかの方法が考えられる。まず、上述した硫黄
成分固形化剤を燃料に混合させておく場合について簡単
に説明する。上述した図1の内燃機関は、この場合の構
成を示してある。この場合、吸排気系及び燃料系を含む
エンジン1全体が固形化剤を固形化させる硫黄成分固形
化手段として機能している。ここでは、塩基性のアルカ
リ金属元素としてカリウムを用いており、クエン酸カリ
ウムをエタノールに溶かした溶液を固定化剤として使用
する。この固定化剤には、酸化機能を有する遷移金属元
素として、Ceをオクチル酸セリウムとしてさらに含有
させている。
As described above, there are several methods for adding the solidifying agent. First, the case where the above-described sulfur component solidifying agent is mixed with fuel will be briefly described. The above-described internal combustion engine shown in FIG. 1 shows the configuration in this case. In this case, the entire engine 1 including the intake / exhaust system and the fuel system functions as a sulfur component solidifying means for solidifying the solidifying agent. Here, potassium is used as a basic alkali metal element, and a solution in which potassium citrate is dissolved in ethanol is used as a fixing agent. This fixing agent further contains Ce as a transition metal element having an oxidizing function as cerium octylate.

【0053】この固形化剤を燃料タンク29内に投入し
た。固形化剤の投入は、ガソリンタンクに燃料を一杯ま
で補充した直後などに行えば、燃料であるガソリンとの
混合比を所定の混合比にしやすく都合がよい。このよう
に、燃料であるガソリンに固形化剤を添加すれば、燃料
をシリンダ3内に噴射して燃焼させることによって、上
述した硫黄成分を固形化する反応が起こり、排気ガス中
の硫黄成分(その元は燃料中、又は、エンジンオイル中
の硫黄成分)が固形化され、排気浄化触媒39に吸蔵さ
れなくなる。
The solidifying agent was charged into the fuel tank 29. If the solidifying agent is added immediately after the gasoline tank is replenished with fuel, the mixing ratio with gasoline, which is the fuel, can be easily set to a predetermined mixing ratio, which is convenient. As described above, when the solidifying agent is added to gasoline as the fuel, the fuel is injected into the cylinder 3 and burned, whereby the above-described reaction of solidifying the sulfur component occurs, and the sulfur component in the exhaust gas ( Originally, the fuel or the sulfur component in the engine oil) is solidified and is no longer stored in the exhaust purification catalyst 39.

【0054】次に、上述した硫黄成分固形化剤を吸気通
路4上に噴霧させることによって添加する場合について
簡単に説明する。この場合のエンジン1及びその周辺の
構成を図2に示す。なお、上述した図1に示されるもの
と同一又は同等の構成部位に関しては同一の符号を付
し、その詳しい説明は省略する。ここでは、塩基性のア
ルカリ金属元素としてカリウムを用いており、水酸化カ
リウム水溶液を固定化剤として使用する。この固定化剤
には、酸化機能を有する遷移金属元素として、Ceをオ
クチル酸セリウムとしてさらに含有させている。
Next, the case where the above-mentioned sulfur component solidifying agent is added by spraying onto the intake passage 4 will be briefly described. FIG. 2 shows the configuration of the engine 1 and its periphery in this case. Note that the same or equivalent components as those shown in FIG. 1 described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. Here, potassium is used as a basic alkali metal element, and an aqueous solution of potassium hydroxide is used as a fixing agent. This fixing agent further contains Ce as a transition metal element having an oxidizing function as cerium octylate.

【0055】そして、この固形化剤を溜めておく固形化
剤タンク41が、エンジン1に付随して配設されてい
る。固形化剤タンク41からサージタンク14まで配管
が配されており、この配管の先端には、サージタンク1
4内に向けて固形化剤を噴霧する噴霧ノズル16が接続
されている。また、この配管の途中には、固形化剤を噴
霧するための噴霧ポンプ42が配設されている。噴霧ポ
ンプ42は、バッテリの電力あるいは、エンジン1の出
力の一部によって駆動される。さらに、噴霧ノズル16
は、上述したECU37に接続されており、ECU37
によって固形化剤の噴霧タイミングや噴霧量が制御され
る。
A solidifying agent tank 41 for storing the solidifying agent is provided in association with the engine 1. A pipe is provided from the solidifying agent tank 41 to the surge tank 14, and a surge tank 1 is provided at a tip of the pipe.
A spray nozzle 16 for spraying the solidifying agent toward the inside of the nozzle 4 is connected. A spray pump 42 for spraying the solidifying agent is provided in the middle of the pipe. The spray pump 42 is driven by the electric power of the battery or a part of the output of the engine 1. Further, the spray nozzle 16
Is connected to the ECU 37 described above.
The spray timing and spray amount of the solidifying agent are controlled by this.

【0056】噴霧ノズル16を用いて、吸入空気に対し
て固形化剤を噴霧すると、これがそのままシリンダ3内
に吸気されてインジェクタ5から噴射された燃料と共に
燃焼される。この結果、上述した硫黄成分を固形化する
反応が起こり、排気ガス中の硫黄成分(その元は燃料
中、又は、エンジンオイル中の硫黄成分)が固形化さ
れ、排気浄化触媒39に吸蔵されなくなる。この場合、
吸排気系及び燃料系を含むエンジン1全体と、固形化剤
を供給する噴霧ノズル16、固形化剤タンク41、噴霧
ポンプ42などが固形化剤を固形化させる硫黄成分固形
化手段として機能している。
When the solidifying agent is sprayed on the intake air using the spray nozzle 16, the solidifying agent is directly sucked into the cylinder 3 and burned together with the fuel injected from the injector 5. As a result, the above-mentioned reaction for solidifying the sulfur component occurs, and the sulfur component in the exhaust gas (originally in the fuel or in the engine oil) is solidified and is not stored in the exhaust purification catalyst 39. . in this case,
The entire engine 1 including the intake / exhaust system and the fuel system, the spray nozzle 16 for supplying the solidifying agent, the solidifying agent tank 41, the spray pump 42, etc. function as a sulfur component solidifying means for solidifying the solidifying agent. I have.

【0057】次に、上述した硫黄成分固形化剤をシリン
ダ3内に噴霧させることによって添加する場合について
簡単に説明する。この場合のエンジン1及びその周辺の
構成を図3に示す。なお、上述した図1及び図2に示さ
れるものと同一又は同等の構成部位に関しては同一の符
号を付し、その詳しい説明は省略する。ここでも、塩基
性のアルカリ金属元素としてカリウムを用いており、水
酸化カリウム水溶液を固定化剤として使用する。この固
定化剤には、酸化機能を有する遷移金属元素として、C
eをオクチル酸セリウムとしてさらに含有させている。
Next, the case where the above-mentioned sulfur component solidifying agent is added by spraying into the cylinder 3 will be briefly described. FIG. 3 shows the configuration of the engine 1 and its periphery in this case. The same or similar components as those shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. Again, potassium is used as the basic alkali metal element, and an aqueous solution of potassium hydroxide is used as the fixing agent. This immobilizing agent includes C as a transition metal element having an oxidizing function.
e is further contained as cerium octylate.

【0058】そして、この固形化剤を溜めておく固形化
剤タンク41が、エンジン1に付随して配設されてい
る。固形化剤タンク41からシリンダ3まで配管が配さ
れており、この配管の先端には、シリンダ3の内部に向
けて固形化剤を噴霧する噴霧ノズル16が接続されてい
る。また、この配管の途中には、固形化剤を噴霧するた
めの噴霧ポンプ42が配設されている。噴霧ポンプ42
は、バッテリの電力あるいは、エンジン1の出力の一部
によって駆動される。さらに、噴霧ノズル16は、上述
したECU37に接続されており、ECU37によって
固形化剤の噴霧タイミングや噴霧量が制御される。
Further, a solidifying agent tank 41 for storing the solidifying agent is provided in association with the engine 1. A pipe is provided from the solidifying agent tank 41 to the cylinder 3, and a spray nozzle 16 for spraying the solidifying agent toward the inside of the cylinder 3 is connected to a tip of the pipe. A spray pump 42 for spraying the solidifying agent is provided in the middle of the pipe. Spray pump 42
Is driven by the power of the battery or a part of the output of the engine 1. Further, the spray nozzle 16 is connected to the above-mentioned ECU 37, and the spray timing and the spray amount of the solidifying agent are controlled by the ECU 37.

【0059】噴霧ノズル16を用いて、シリンダ3内に
固形化剤を噴霧すると、上述した硫黄成分を固形化する
反応が起こり、排気ガス中の硫黄成分(その元は燃料
中、又は、エンジンオイル中の硫黄成分)が固形化さ
れ、排気浄化触媒39に吸蔵されなくなる。この場合
も、吸排気系及び燃料系を含むエンジン1全体と、固形
化剤を供給する噴霧ノズル16、固形化剤タンク41、
噴霧ポンプ42などが固形化剤を固形化させる硫黄成分
固形化手段として機能している。
When the solidifying agent is sprayed into the cylinder 3 using the spray nozzle 16, the above-described reaction for solidifying the sulfur component occurs, and the sulfur component in the exhaust gas (originally in the fuel or engine oil) The sulfur component therein is solidified and no longer stored in the exhaust purification catalyst 39. Also in this case, the entire engine 1 including the intake / exhaust system and the fuel system, the spray nozzle 16 for supplying the solidifying agent, the solidifying agent tank 41,
The spray pump 42 and the like function as a sulfur component solidifying means for solidifying the solidifying agent.

【0060】次に、上述した硫黄成分固形化剤を排気通
路7上に噴霧させることによって添加する場合について
簡単に説明する。この場合のエンジン1及びその周辺の
構成を図4に示す。なお、上述した図1〜図3に示され
るものと同一又は同等の構成部位に関しては同一の符号
を付し、その詳しい説明は省略する。ここでも、塩基性
のアルカリ金属元素としてカリウムを用いており、水酸
化カリウム水溶液を固定化剤として使用する。この固定
化剤には、酸化機能を有する遷移金属元素として、Ce
をオクチル酸セリウムとしてさらに含有させている。
Next, the case where the above-mentioned sulfur component solidifying agent is added by spraying onto the exhaust passage 7 will be briefly described. FIG. 4 shows the configuration of the engine 1 and its surroundings in this case. The same or similar components as those shown in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. Again, potassium is used as the basic alkali metal element, and an aqueous solution of potassium hydroxide is used as the fixing agent. This fixing agent includes Ce as a transition metal element having an oxidizing function.
As cerium octylate.

【0061】そして、この固形化剤を溜めておく固形化
剤タンク41が、エンジン1に付随して配設されてい
る。固形化剤タンク41から排気通路7まで配管が配さ
れており、この配管の先端には、排気浄化触媒39の上
流側の排気通路7上に固形化剤を噴霧する噴霧ノズル1
6が接続されている。また、この配管の途中には、固形
化剤を噴霧するための噴霧ポンプ42が配設されてい
る。噴霧ポンプ42は、バッテリの電力あるいは、エン
ジン1の出力の一部によって駆動される。さらに、噴霧
ノズル16は、上述したECU37に接続されており、
ECU37によって固形化剤の噴霧タイミングや噴霧量
が制御される。
The solidifying agent tank 41 for storing the solidifying agent is provided in association with the engine 1. A pipe is provided from the solidifying agent tank 41 to the exhaust passage 7, and a spray nozzle 1 for spraying the solidifying agent onto the exhaust passage 7 on the upstream side of the exhaust purification catalyst 39 is provided at a tip of the pipe.
6 are connected. A spray pump 42 for spraying the solidifying agent is provided in the middle of the pipe. The spray pump 42 is driven by the electric power of the battery or a part of the output of the engine 1. Further, the spray nozzle 16 is connected to the ECU 37 described above,
The spray timing and spray amount of the solidifying agent are controlled by the ECU 37.

【0062】噴霧ノズル16を用いて、排気通路上7上
に固形化剤を噴霧すると、固形化剤は硫黄成分を含む排
気ガスと混ざり合い、上述した硫黄成分を固形化する反
応が起こる。この反応時には、排気ガスの持つ熱が反応
を促進させ得る。この反応によって、排気ガス中の硫黄
成分(その元は燃料中、又は、エンジンオイル中の硫黄
成分)が固形化され、排気浄化触媒39に吸蔵されなく
なる。この場合も、吸排気系及び燃料系を含むエンジン
1全体と、固形化剤を供給する噴霧ノズル16、固形化
剤タンク41、噴霧ポンプ42などが固形化剤を固形化
させる硫黄成分固形化手段として機能している。
When the solidifying agent is sprayed onto the exhaust passage 7 using the spray nozzle 16, the solidifying agent mixes with the exhaust gas containing the sulfur component, and the above-described reaction for solidifying the sulfur component occurs. During this reaction, the heat of the exhaust gas can accelerate the reaction. By this reaction, the sulfur component in the exhaust gas (originally in the fuel or in the engine oil) is solidified and is not stored in the exhaust purification catalyst 39. Also in this case, the entirety of the engine 1 including the intake / exhaust system and the fuel system, the spray nozzle 16 for supplying the solidifying agent, the solidifying agent tank 41, the spray pump 42, and the like solidify the sulfur component solidifying means for solidifying the solidifying agent. Functioning as

【0063】次に、上述した硫黄成分固形化剤を外部EG
R通路43上に噴霧させることによって添加する場合に
ついて簡単に説明する。この場合のエンジン1及びその
周辺の構成を図5に示す。なお、上述した図1〜図4に
示されるものと同一又は同等の構成部位に関しては同一
の符号を付し、その詳しい説明は省略する。ここでも、
塩基性のアルカリ金属元素としてカリウムを用いてお
り、水酸化カリウム水溶液を固定化剤として使用する。
この固定化剤には、酸化機能を有する遷移金属元素とし
て、Ceをオクチル酸セリウムとしてさらに含有させて
いる。
Next, the above-mentioned sulfur component solidifying agent was added to the external EG.
The case of adding by spraying on the R passage 43 will be briefly described. FIG. 5 shows the configuration of the engine 1 and its periphery in this case. The same or equivalent components as those shown in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. even here,
Potassium is used as a basic alkali metal element, and an aqueous solution of potassium hydroxide is used as a fixing agent.
This fixing agent further contains Ce as a transition metal element having an oxidizing function as cerium octylate.

【0064】そして、この固形化剤を溜めておく固形化
剤タンク41が、エンジン1に付随して配設されてい
る。固形化剤タンク41から外部EGR通路43上まで配
管が配されており、この配管の先端には、外部EGR通路
43上の内部に固形化剤を噴霧する噴霧ノズル16が接
続されている。また、この配管の途中には、固形化剤を
噴霧するための噴霧ポンプ42が配設されている。噴霧
ポンプ42は、バッテリの電力あるいは、エンジン1の
出力の一部によって駆動される。さらに、噴霧ノズル1
6は、上述したECU37に接続されており、ECU3
7によって固形化剤の噴霧タイミングや噴霧量が制御さ
れる。
A solidifying agent tank 41 for storing the solidifying agent is provided in association with the engine 1. A pipe is arranged from the solidifying agent tank 41 to above the external EGR passage 43, and a spray nozzle 16 for spraying the solidifying agent into the inside of the external EGR passage 43 is connected to a tip of the pipe. A spray pump 42 for spraying the solidifying agent is provided in the middle of the pipe. The spray pump 42 is driven by the electric power of the battery or a part of the output of the engine 1. Further, the spray nozzle 1
6 is connected to the ECU 37 described above,
7 controls the spray timing and spray amount of the solidifying agent.

【0065】噴霧ノズル16を用いて、外部EGR通路4
3上に固形化剤を噴霧すると、固形化剤は硫黄成分を含
む排気ガスと混ざり合い、さらに、吸気通路4上で吸入
空気と混ざり合い、これがそのままシリンダ3内に吸気
されてインジェクタ5から噴射された燃料と共に燃焼さ
れる。この結果、上述した硫黄成分を固形化する反応が
起こる。この反応によって、排気ガス中の硫黄成分(そ
の元は燃料中、又は、エンジンオイル中の硫黄成分)が
固形化され、排気浄化触媒39に吸蔵されなくなる。こ
の場合も、吸排気系及び燃料系を含むエンジン1全体
と、固形化剤を供給する噴霧ノズル16、固形化剤タン
ク41、噴霧ポンプ42などが固形化剤を固形化させる
硫黄成分固形化手段として機能している。
Using the spray nozzle 16, the external EGR passage 4
When the solidifying agent is sprayed on the exhaust gas 3, the solidifying agent mixes with the exhaust gas containing the sulfur component, and further mixes with the intake air on the intake passage 4, which is directly sucked into the cylinder 3 and injected from the injector 5. The fuel is burned together with the fuel. As a result, the above-described reaction for solidifying the sulfur component occurs. By this reaction, the sulfur component in the exhaust gas (originally in the fuel or in the engine oil) is solidified and is not stored in the exhaust purification catalyst 39. Also in this case, the entirety of the engine 1 including the intake / exhaust system and the fuel system, the spray nozzle 16 for supplying the solidifying agent, the solidifying agent tank 41, the spray pump 42, and the like solidify the sulfur component solidifying means for solidifying the solidifying agent. Functioning as

【0066】[0066]

【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、内燃機
関の燃焼後に硫黄酸化物を生成させる原因となる硫黄成
分を、排気通路上に設置されたNOx吸蔵還元型の排気浄
化触媒に排気ガスが流入する以前に固形化させるので、
NOx吸蔵還元型の排気浄化触媒のSOx被毒を抑止し、排気
ガスの浄化をより一層向上させることができる。そし
て、重要なこととして、上述した硫黄成分の70%以上を
固形化させる。この固形化率が70%以上であることによ
って、NOx吸蔵還元型の排気浄化触媒のSOx被毒抑制効果
が充分に得られるようになり、浄化性能の向上を確実に
実現することができる。
According to the first aspect of the present invention, the sulfur component that causes the generation of sulfur oxides after combustion of the internal combustion engine is transferred to the NOx storage reduction type exhaust purification catalyst installed on the exhaust passage. Because it solidifies before exhaust gas flows in,
SOx poisoning of the NOx storage reduction type exhaust purification catalyst can be suppressed, and purification of exhaust gas can be further improved. Importantly, 70% or more of the above-mentioned sulfur component is solidified. When the solidification rate is 70% or more, the SOx poisoning suppressing effect of the NOx storage reduction type exhaust purification catalyst can be sufficiently obtained, and the improvement of the purification performance can be surely realized.

【0067】請求項2に記載の発明によれば、硫黄成分
固形化手段が、シリンダから排出される排気ガス中の硫
黄成分のうちの70%以上が固形化されているようにす
る。この場合は、シリンダ内での燃焼、あるいは燃焼直
後の高温高圧下で硫黄成分の固形化を効果的に促進する
ことができ、固形化率を向上させるのに都合がよい。
According to the second aspect of the present invention, the sulfur component solidifying means ensures that 70% or more of the sulfur component in the exhaust gas discharged from the cylinder is solidified. In this case, it is possible to effectively promote the solidification of the sulfur component under high temperature and high pressure immediately after combustion in the cylinder or immediately after the combustion, which is convenient for improving the solidification rate.

【0068】請求項3に記載の発明によれば、硫黄成分
固形化手段が硫黄成分固形化剤を添加することによって
硫黄成分を固形化させるので、装置を簡便に構成するこ
とができる。吸気から排気行程の途中で硫黄成分固形化
剤を添加するのみで、内燃機関は通常通り運転される。
硫黄成分の固形化のためには、硫黄成分固形化剤を添加
するための機構は必要であるが、反応のためのスペース
や装置を特別に設ける必要がない。
According to the third aspect of the present invention, since the sulfur component solidifying means solidifies the sulfur component by adding the sulfur component solidifying agent, the apparatus can be simply configured. The internal combustion engine operates normally only by adding the sulfur component solidifying agent in the middle of the intake stroke to the exhaust stroke.
In order to solidify the sulfur component, a mechanism for adding the sulfur component solidifying agent is required, but there is no need to provide a special space or apparatus for the reaction.

【0069】請求項4に記載の発明によれば、固形化す
る硫黄成分の1.5倍モル以上の硫黄成分固形化剤を添加
することによって、硫黄成分の固形化時に硫黄成分固形
化剤がNOxとも反応する分を補償し、硫黄成分の固形化
率を飛躍的に向上させることができる。硫黄成分の固形
化率が向上すれば、NOx吸蔵還元型の排気浄化触媒のNOx
吸蔵能力も向上し、排気浄化性能を向上させることがで
きる。
According to the fourth aspect of the present invention, when the sulfur component solidifying agent is added at least 1.5 times the mole of the sulfur component to be solidified, the sulfur component solidifying agent is converted into NOx when the sulfur component is solidified. It is possible to compensate for the reacting amount and to dramatically improve the solidification rate of the sulfur component. If the solidification rate of the sulfur component improves, the NOx in the NOx storage reduction type exhaust purification catalyst
The storage capacity is also improved, and the exhaust gas purification performance can be improved.

【0070】請求項5に記載の発明によれば、硫黄成分
固形化手段が排気ガス中の硫黄成分の固形化率が70%〜9
5%となるように硫黄成分固形化剤を添加する。固形化率
を70%以上とする効果は既に述べたとおりである。硫黄
成分の固形化によって生成された固形物がノッキングや
燃焼不良の原因となる、燃焼室付近にデポジットとして
付着する、排気浄化触媒の目詰まりの原因となるなどが
懸念される。固形化率に対応するSOx被毒改善効果と上
述した懸念され得る影響とを考慮して、固形化率を95%
以下として固形物の生成量を低減することによって、固
形化されて生成物による弊害と排気浄化性能向上とを高
次元にバランスさせることができる。
According to the fifth aspect of the present invention, the means for solidifying the sulfur component has a solidification ratio of the sulfur component in the exhaust gas of 70% to 9%.
A sulfur component solidifying agent is added so as to be 5%. The effect of setting the solidification rate to 70% or more is as described above. There is a concern that the solid matter generated by solidification of the sulfur component may cause knocking or combustion failure, adhere as a deposit near the combustion chamber, or cause clogging of the exhaust purification catalyst. Considering the SOx poisoning improvement effect corresponding to the solidification rate and the effects that may be of concern described above, the solidification rate is 95%
By reducing the amount of solids produced as described below, it is possible to achieve a high-dimensional balance between the harmful effects of the solidified products and the improvement in exhaust gas purification performance.

【0071】請求項6に記載の発明によれば、アルカリ
金属元素又はアルカリ土類金属元素である塩基性の金属
元素は、硫黄成分と反応して塩(固形物)を形成しやす
いので、硫黄成分の固形化率を向上させることができ
る。この結果、NOx吸蔵還元型の排気浄化触媒のNOx吸蔵
能力を向上させ、排気浄化性能を向上させることができ
る。
According to the sixth aspect of the present invention, a basic metal element, which is an alkali metal element or an alkaline earth metal element, easily reacts with a sulfur component to form a salt (solid). The solidification rate of the component can be improved. As a result, the NOx storage capacity of the NOx storage reduction type exhaust purification catalyst can be improved, and the exhaust purification performance can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の内燃機関の第一実施形態を示す構成図
である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of an internal combustion engine of the present invention.

【図2】本発明の内燃機関の第二実施形態を示す構成図
である。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a second embodiment of the internal combustion engine of the present invention.

【図3】本発明の内燃機関の第三実施形態を示す構成図
である。
FIG. 3 is a configuration diagram showing a third embodiment of the internal combustion engine of the present invention.

【図4】本発明の内燃機関の第四実施形態を示す構成図
である。
FIG. 4 is a configuration diagram showing a fourth embodiment of the internal combustion engine of the present invention.

【図5】本発明の内燃機関の第五実施形態を示す構成図
である。
FIG. 5 is a configuration diagram showing a fifth embodiment of the internal combustion engine of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…エンジン(内燃機関)、3…シリンダ、4…吸気通
路、7…排気通路、8…排気バルブ、16…噴霧ノズ
ル、27…始動時触媒、29…燃料タンク、39…排気
浄化触媒(NOx吸蔵還元型)、41…固形化剤タンク、
42…噴霧ポンプ、43…外部EGR通路。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine (internal combustion engine), 3 ... Cylinder, 4 ... Intake passage, 7 ... Exhaust passage, 8 ... Exhaust valve, 16 ... Spray nozzle, 27 ... Start catalyst, 29 ... Fuel tank, 39 ... Exhaust purification catalyst (NOx Storage reduction type), 41 ... solidifying agent tank,
42: spray pump, 43: external EGR passage.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02M 25/00 F02M 25/00 H (72)発明者 辻 慎二 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 水野 達司 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 竹内 雅彦 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 小倉 義次 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 河村 哲雄 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 Fターム(参考) 3G091 AA02 AA11 AA12 AA17 AA24 AA28 AB03 AB06 AB09 BA11 BA14 BA15 BA19 CA15 CB02 CB03 CB07 CB08 DA01 DA02 DA04 DB10 EA00 EA01 EA06 EA07 EA12 EA15 EA16 EA17 EA31 EA34 FB10 FB11 FB12 FC02 GA06 GB01X GB02W GB02Y GB03W GB03Y GB04W GB04Y GB05W GB05Y GB06W GB07W GB10X GB16X HA11 HA12 HA18 HA36 HA37 HB02 HB05 HB08 3G092 AA01 AA06 AA09 AA10 AA13 AA17 AA19 BA04 BB01 BB08 DA03 DC03 DC06 DC09 DE01S DE03S DE19S DF03 DG08 FA15 FA18 FA20 HA04Z HA05Z HA06X HB03X HC05Z HD01Z HD05Z HD07Z HE01Z HE03Z HE08Z HF08Z 3G301 HA01 HA04 HA06 HA13 HA14 HA15 HA17 HA19 JA21 LA03 LA05 LA07 LB03 LB04 LB06 LC03 MA01 MA11 PA07Z PA10Z PA11A PB08A PC08Z PD03Z PD04Z PD11Z PE01Z PE03Z PE08Z PE10Z PF03Z──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F02M 25/00 F02M 25/00 H (72) Inventor Shinji Tsuji 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor (72) Inventor Tatsumi Mizuno 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation (72) Inventor Masahiko Takeuchi 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation (72) Inventor Yoshitsugu Ogura 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation (72) Inventor Tetsuo Kawamura 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Corporation F term (reference) 3G091 AA02 AA11 AA12 AA17 AA24 AA28 AB03 AB06 AB09 BA11 BA14 BA15 BA19 CA15 CB02 CB03 CB07 CB08 DA01 DA02 DA04 DB10 EA00 EA01 EA06 EA07 EA12 EA15 EA16 EA17 EA31 EA34 F B10 FB11 FB12 FC02 GA06 GB01X GB02W GB02Y GB03W GB03Y GB04W GB04Y GB05W GB05Y GB06W GB07W GB10X GB16X HA11 HA12 HA18 HA36 HA37 HB02 HB05 HB08 3G092 AA01 AA06 AA09 AA10 AA13 DEA03 A0319A04 DC04 HA05Z HA06X HB03X HC05Z HD01Z HD05Z HD07Z HE01Z HE03Z HE08Z HF08Z 3G301 HA01 HA04 HA06 HA13 HA14 HA15 HA17 HA19 JA21 LA03 LA05 LA07 LB03 LB04 LB06 LC03 MA01 MA11 PA07Z PA10Z PA11A PB08A PC08Z PD03Z PDZZ PDZZ PDZZ

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 空気と燃料とが混合された混合気をシリ
ンダ内で燃焼させて出力を得る内燃機関であって、 混合気の燃焼後にシリンダから排出される排気ガスを浄
化するNOx吸蔵還元型の排気浄化触媒と、前記内燃機関
の燃焼後に硫黄酸化物を生成させる原因となる硫黄成分
を固形化させる硫黄成分固形化手段とを備えており、 前記硫黄成分固形化手段は、排気ガスが前記排気浄化触
媒に流入する以前に、排気ガス中に含まれる硫黄成分の
うちの70%以上を固形化させることを特徴とする内燃機
関。
1. An internal combustion engine that obtains an output by burning a mixture of air and fuel in a cylinder, wherein the NOx storage reduction type purifies exhaust gas discharged from the cylinder after the combustion of the mixture. Exhaust purifying catalyst, and sulfur component solidifying means for solidifying a sulfur component that causes the formation of sulfur oxides after combustion of the internal combustion engine, wherein the sulfur component solidifying means, An internal combustion engine wherein 70% or more of a sulfur component contained in exhaust gas is solidified before flowing into an exhaust purification catalyst.
【請求項2】 前記硫黄成分固形化手段は、前記シリン
ダから排出される排気ガス中の硫黄成分のうちの70%以
上が固形化されているようにすることを特徴とする請求
項1に記載の内燃機関。
2. The apparatus according to claim 1, wherein the sulfur component solidifying means is configured to solidify at least 70% of a sulfur component in exhaust gas discharged from the cylinder. Internal combustion engine.
【請求項3】 前記硫黄成分固形化手段は、硫黄成分固
形化剤を添加することによって排気ガス中の硫黄成分を
固形化させることを特徴とする請求項1又は2に記載の
内燃機関。
3. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the sulfur component solidifying means solidifies the sulfur component in the exhaust gas by adding a sulfur component solidifying agent.
【請求項4】 前記硫黄成分固形化手段は、固形化する
硫黄成分の1.5倍モル以上の前記硫黄成分固形化剤を添
加することを特徴とする請求項3に記載の内燃機関。
4. The internal combustion engine according to claim 3, wherein said sulfur component solidifying means adds 1.5 times or more moles of said sulfur component solidifying agent to the sulfur component to be solidified.
【請求項5】 前記硫黄成分固形化手段は、排気ガス中
の硫黄成分の固形化率が70%〜95%となるように前記硫黄
成分固形化剤を添加することを特徴とする請求項3に記
載の内燃機関。
5. The sulfur component solidifying means adds the sulfur component solidifying agent such that the solidification rate of the sulfur component in the exhaust gas is 70% to 95%. An internal combustion engine according to claim 1.
【請求項6】 前記硫黄成分固形化剤が、アルカリ金属
元素又はアルカリ土類金属元素と、硫黄成分を酸化させ
る酸化機能を有する元素とを含有していることを特徴と
する請求項3に記載の内燃機関。
6. The method according to claim 3, wherein the sulfur component solidifying agent contains an alkali metal element or an alkaline earth metal element and an element having an oxidation function of oxidizing the sulfur component. Internal combustion engine.
JP2000314029A 2000-05-26 2000-10-13 Internal combustion engine Pending JP2002047957A (en)

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