JP2003293739A

JP2003293739A - 内燃機関のＮＯｘ浄化装置

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Publication number: JP2003293739A
Application number: JP2002099825A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Hiranuma; 智平沼; Yoshihisa Takeda; 好央武田; Takeshi Hashizume; 剛橋詰; Kenji Kawai; 健二河合; Sei Kawatani; 聖川谷; Shinichi Saito; 真一斎藤; Reiko Domeki; 礼子百目木; 嘉則 ▲高▼橋; Yoshinori Takahashi; Ritsuko Shinozaki; 律子篠▲崎▼
Original assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Current assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Priority date: 2002-04-02
Filing date: 2002-04-02
Publication date: 2003-10-15

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、尿素水溶液を含む排気ガスが排気
路のＳＣＲ触媒より上流側を流動中に加水分解してＮＯ
ｘ浄化に必要な量のアンモニアを生成することができる
内燃機関のＮＯｘ浄化装置を提供することにある。【解決手段】エンジン１の排気系２に設けられアンモ
ニアを還元剤として排気ガス中のＮＯｘを選択還元する
ＳＣＲ触媒（ＮＯｘ触媒）、ＮＯｘ触媒上流の排気系に
設けられ排気ガス中に尿素水溶液を噴霧供給する尿素供
給手段１６、尿素供給手段１６の下流で且つＳＣＲ触媒
の上流の排気系に設けられた本体部３３と同本体部内に
設けられ排気音低減機能を有し排気ガス及び尿素水溶液
の滞留時間を増大する反応促進部（通路部Ｅ１及び膨張
室ｒ１，ｒ２）と、本体部３３内に設けられた加水分解
触媒ｃとを有するマフラー１５（アンモニア生成促進手
段）を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気ガ
ス中のＮＯｘを浄化するＮＯｘ浄化装置、特に、排気系
に設けた還元触媒の上流側に排気ガス還元剤を供給する
尿素供給手段を配した内燃機関のＮＯｘ浄化装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関が排出する排気ガス中のＮＯｘ
はＮＯｘ浄化装置により浄化されているが、特に、ディ
ーゼルエンジンではその排気系に選択還元型触媒（以
下、ＳＣＲ触媒という）を配し、その排気路上流にアン
モニア添加を行い、高浄化率でＮＯｘを還元処理できる
アンモニア添加式ＮＯｘ浄化装置が知られている。この
アンモニア添加式のＮＯｘ浄化装置には、還元剤として
のアンモニアガスを直接排気路に供給するものが知られ
ており、その一例が実開平２−１１５９１２号公報に開
示される。

【０００３】この公報に開示のＮＯｘ浄化装置はＳＣＲ
触媒の上流に排気ガス流の反射、絞り及び膨張を行い排
気音を低減するブリマフラーを配置すると共にＳＣＲ触
媒の下流にメインマフラーを配置している。ここでは排
気ガスとアンモニアガスとのミキシングを促進してＳＣ
Ｒ触媒に流入させるため、排気中に含まれる窒素酸化物
のアンモニアによる還元作用が促進された上でＮＯｘ除
去作用が発揮される。

【０００４】しかしながら、アンモニアガスは毒性及び
臭気等の課題があり車両搭載上厳しい制約があることか
ら、化学的に極めて安定な尿素を尿素水溶液（ユリア
水）としてタンクに収容して搭載することが好ましい。
そこで、尿素水溶液を噴霧供給する尿素供給手段をＳＣ
Ｒ触媒の上流側に配備したＮＯｘ浄化装置が提案されて
おり、その一例が特開２００１−２０７２４号公報に開
示されている。この尿素供給手段は排気系に還元剤であ
る尿素水溶液を搬送用のエア流に乗せて供給している。
排気路に噴霧された尿素水は下記の式（１）のように加
水分解及び熱分解して、アンモニア（ＮＨ３）を放出す
る。

【０００５】（ＮＨ_２）２ＣＯ＋Ｈ_２Ｏ→２ＮＨ_３＋ＣＯ_２・・・・（１）加水分解して発生したアンモニア（ＮＨ３）はＳＣＲ触
媒に還元剤として供給され、これによりＳＣＲ触媒が酸
素過剰雰囲気下においてＮＯｘを浄化できるようにして
いる。

【０００６】更に、ＳＣＲ触媒上におけるアンモニア
（ＮＨ３）と窒素酸化物との間の脱硝反応は次の
（２）、（３）式の反応がそれぞれ行われることが知ら
れている。

【０００７】４ＮＨ_３＋４ＮＯ＋Ｏ_２→４Ｎ_２＋６Ｈ_２Ｏ・・・・（２）２ＮＨ_３＋ＮＯ＋ＮＯ_２→２Ｎ_２＋３Ｈ_２Ｏ・・・・・（３）

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、尿素水溶液
が排気路に噴霧供給されると、尿素水溶液を含む排気ガ
スは排気路のＳＣＲ触媒より上流側を流動中に、速やか
に加水分解してアンモニア（ＮＨ３）を生成し、同アン
モニアがＳＣＲ触媒に還元剤として供給されることとな
る。

【０００９】ところが、尿素水溶液をＳＣＲ触媒上流の
排気ガス中に噴霧した場合、尿素水溶液を加水分解して
アンモニアを生成するには所要の反応時間を要し、即
ち、低負荷低回転以外の機関運転領域のような排ガス流
量が多い（排気ガス流動速度が速い）ときには加水分解
が不十分となり易く、ＮＯｘ浄化に必要な十分な量のア
ンモニアを生成することができない。ここで、実開平２
−１１５９１２号公報に開示のプリマフラーを用い、そ
の上流にアンモニアガスでなく尿素水溶液を噴霧し、尿
素水溶液を含む排気ガス流の反射、絞り及び膨張を行
い、尿素水溶液を加水分解してアンモニアを生成するよ
うな構成を採ったとしても、十分な量のアンモニアを得
ることができず、改善が求められている。

【００１０】更に、同公報の技術では、ＳＣＲ触媒の下
流にメインマフラーを配置しているため、触媒装置及び
マフラーを含む排気系の容積が増大してしまい車両への
搭載性が悪いものとなっている。本発明は、以上のよう
な課題に基づき、尿素水溶液を含む排気ガスが排気路の
ＳＣＲ触媒より上流側を流動中に速やかに加水分解して
ＮＯｘ浄化に必要な十分な量のアンモニアを生成するこ
とができる内燃機関のＮＯｘ浄化装置を提供することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、内燃
機関の排気系に設けられアンモニアを還元剤として排気
ガス中のＮＯｘを選択還元するＮＯｘ触媒、前記ＮＯｘ
触媒上流の前記排気系に設けられ排気ガス中に尿素水溶
液を噴霧供給する尿素供給手段、前記尿素供給手段の下
流で且つ前記ＮＯｘ触媒の上流の前記排気系に設けられ
た本体部と同本体部内に設けられ排気音低減機能を有し
排気ガス及び尿素水溶液の滞留時間を増大する反応促進
部と、前記本体部内に設けられた加水分解触媒とをから
なるアンモニア生成促進手段を備えたことを特徴とす
る。このように、本体部内の反応促進部に排気ガス流が
流入すると、同排気ガス流及び排気ガス中の尿素水溶液
の滞留時間を増大すると共に、本体部内に設けられた加
水分解触媒との接触機会が増えてアンモニア生成時間を
確保できることとなり、尿素水溶液からアンモニアヘの
加水分解反応を促進できるため、ＮＯｘ還元に必要な適
切な量のアンモニアをＮＯｘ触媒に供給することがで
き、ＮＯｘ浄化効率の低下を未然に防止することができ
る。

【００１２】好ましくは、請求項１に記載の内燃機関の
ＮＯｘ浄化装置において、前記アンモニア生成促進手段
は、前記本体部又は前記本体部内に形成された通路部の
排気ガスとの接触部分に前記加水分解機能を有する触媒
金属を担持しても良い。この場合、本体部又は通路部の
排気ガスとの接触部分に触媒金属が担持されるので排気
ガス中の尿素水溶液の加水分解触媒との接触機会がより
増加してアンモニアヘの加水分解を促進でき、ＮＯｘ浄
化効率の低下を未然に防止することができる。好ましく
は、講求項１に記載の内燃機関のＮＯｘ浄化装置におい
て、前記アンモニア生成促進手段は、前記本体部内に形
成された通路部内に前記加水分解触媒を充填しても良
い。この場合、本体部内の通路部の加水分解触媒が排気
ガス中の尿素水溶液と確実に接触でき、ＮＯｘ浄化効率
の低下を未然に防止することができる。

【００１３】好ましくは、請求項１に記載の内燃機関の
ＮＯｘ浄化装置において、前記アンモニア生成促進手段
は、前記本体部に排気ガスを導入する上流排気管と、前
記本体部内で上流排気管により案内された排気ガス流を
反転する中間排気管と、前記中間排気管により案内され
た排気ガス流を前記本体部から排出する下流排気管とに
より構成される通路部を含んでも良い。この場合、本体
部内の通路部が上流排気管と中間排気管と下流排気管と
で構成されるので、排気ガス中の尿素水溶液の加水分解
触媒との接触機会が増えてアンモニア生成時間を確保で
き、ＮＯｘ浄化効率の低下を未然に防止することができ
る。

【００１４】請求項２の発明は、請求項１に記載の内燃
機関のＮＯｘ浄化装置において、前記アンモニア生成促
進手段が、排気ガス流を絞り且つ反転する通路部と、膨
張室とを有する排気音を低減するマフラーとして構成さ
れ、更に、前記ＮＯｘ触媒を通過して浄化された排気ガ
スが前記ＮＯｘ触媒から直接大気開放されるように構成
されていることを特徴とする。この場合、アンモニア生
成促進手段が、排気音を低滅するマフラーとして構成さ
れ、更に、ＮＯｘ触媒を通過して浄化された排気ガスが
ＮＯｘ触媒から直接大気開放されるようにして、マフラ
ーにアンモニア生成促進機能を付加したことにより、触
媒装置及びマフラーを含む排気系の容積増大を回避して
車両への搭載性を向上することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態として
の内燃機関のＮＯｘ浄化装置を図１、図２を参照して説
明する。ここでの内燃機関のＮＯｘ浄化装置（以後単に
ＮＯｘ浄化装置と記す）は、図示しない車両に搭載され
た多気筒ディーゼルエンジン（以後単にエンジンと記
す）１の排気系２に装着される。ここでエンジン１は燃
料噴射系を備え、同燃料噴射系は図示しない燃焼室にイ
ンジェクタ５により燃料噴射を行う燃料噴射部３と同部
３に燃料を供給する燃料供給部４と、これらを制御する
燃圧制御部６０１及び噴射制御部６０２としてのエンジ
ンＥＣＵ６を備える。

【００１６】ここで燃料供給部４はエンジン駆動の高圧
燃料ポンプ７の高圧燃料を燃圧調整部８で定圧化した上
でコモンレール９に供給する。燃圧調整部８はエンジン
ＥＣＵ６に接続され、燃圧制御部６０１の出力Ｄｐに応
じてコモンレール９内の圧力が所定圧力となるよう吐出
量を調整可能である。燃料噴射部３はコモンレール９に
電磁バルブＶｐを介して連結されたインジェクタ５によ
り高圧燃料噴射を行う。電磁バルブＶｐはエンジンＥＣ
Ｕ６に接続され、エンジンＥＣＵ６の噴射制御部６０２
の出力Ｄｊ信号に応じて燃料噴射量、噴射時期を調整可
能である。なお、電磁バルブＶｐとエンジンＥＣＵ６の
接続回線は１つのみ図示した。

【００１７】ここで噴射制御部６０２はエンジン回転数
Ｎｅとアクセルペダル踏込量θａに応じた基本燃料噴射
量ＩＮＪｂを求め、運転条件に応じた、たとえば水温や
大気圧の各補正値ｄｔ，ｄｐを加えて燃料噴射量Ｕｆ
（＝ＩＮＪｂ＋ｄｔ＋ｄｐ）を導出する。更に噴射時期
は、周知の基本進角値に運転条件に応じた補正を加えて
導出される。その上で、演算された噴射時期及び燃料噴
射量Ｕｆ相当の出力Ｄｊ（Ｕｆ）信号を図示しない燃料
噴射用ドライバにセットし、燃料噴射部の電磁バルブＶ
ｐに出力し、インジェクタ５の燃料噴射を制御する。

【００１８】エンジン１の排気系２はエンジン本体の排
気多岐管１１及び排気多岐管１１から延出する前後排気
管１２ｆ，１２ｒを備え、同排気管の途中にＮＯｘ浄化
装置１３を備える。ＮＯｘ浄化装置１３は後排気管１２
ｒの途中に装着されたＮＯｘ触媒コンバータ１４と、そ
の上流に配備され消音機能に加えてアンモニア生成促進
手段として機能するマフラー１５と、マフラー１５の上
流の前排気管１２ｆに配備され尿素水溶液（以後単に尿
素水と記す）を供給する尿素供給手段としての尿素水供
給装置１６とを備える。

【００１９】ＮＯｘ触媒コンバータ１４はケーシング１
７内に図示しないハニカム構造のセラミック製の触媒担
体１８を金属網を束ねたシール材１９を介してずれなく
支持しており、同担体１８にＳＣＲ触媒として機能する
ための触媒金属（例えばバナジウム）が担持される。Ｓ
ＣＲ触媒は尿素水供給装置１６から排気路Ｅに噴霧され
た尿素水がマフラー１５内を流動中に加水分解して生成
したアンモニア（ＮＨ３）を還元剤として排気ガス中の
ＮＯｘを選択還元可能である。ここでＳＣＲ触媒はアン
モニア供給量や排気ガスの雰囲気温度の高低に応じ、即
ち、上述した式（２）、（３）の反応を行い、ＮＯｘの
脱硝反応を促進することができる。なお、マフラー１５
を流動中の尿素水の加水分解反応等に関しては後述す
る。

【００２０】ＮＯｘ触媒コンバータ１４には触媒温度Ｔ
ｅｘを出力する触媒温度センサ２１が配備され、これら
の検出信号はＮＯｘ浄化装置１３の制御部を成す排気系
ＥＣＵ２３に出力される。なお、排気多岐管１１から延
出する前排気管１２ｆの上流側近傍にはＮＯｘ濃度セン
サ２０が配備され、同センサのＮＯｘ濃度Ｓｎｏｘが排
気系ＥＣＵ２３に出力される。ＮＯｘ触媒コンバータ１
４の排気路Ｅ上流側にはマフラー１５とその上流側の尿
素水供給装置１６が順次配備される。

【００２１】尿素水供給装置１６はマフラー１５の排気
路Ｅ上流側位置に向けて尿素水を噴霧する添加ノズル２
４と、添加ノズル２４に接続された噴射管２５と、噴射
管２５の上流端の高圧エアタンク２６と、同タンク近傍
に設けた高圧エア制御バルブ２７と、高圧エア制御バル
ブ２７より下流位置で開口する尿素水パイプ２８と、尿
素水パイプ２８に尿素水を供給する尿素水タンク２９
と、尿素水を供給する尿素水供給部３２と、これらの制
御手段を成す排気系ＥＣＵ２３とを備える。

【００２２】排気系ＥＣＵ２３は通信回線を介しエンジ
ンＥＣＵ６よりエンジン運転情報を取込み、これら各デ
ータに基き尿素水供給量設定手段Ａ１及び尿素水供給制
御手段Ａ２として機能する。

【００２３】ここで尿素水供給量設定手段Ａ１は、温度
センサ２１からの触媒温度Ｔｅｘに応じてアンモニアス
リップしない範囲のアンモニアの吸着量Ｓ_ＮＨ３を図４
のアンモニア吸着量Ｓ_ＮＨ３マップを用いて導出し、更
に、触媒温度Ｔｅｘに応じたＮＯｘ浄化率ηｂを図３の
浄化率マップを用いて導出する。次いで、排気ガス流量
ＵｅｘとＮＯｘ濃度Ｓｎｏｘからエンジン１から排出さ
れるＮＯｘ排出量Ｕｎｏｘ（＝Ｕｅｘ×Ｓｎｏｘ）を導
出する。更に、ＮＯｘ浄化率ηｂと実ＮＯｘ排出量Ｕｎ
ｏｘとからアンモニアの消費量ｆ（ηｂ×Ｕｎｏｘ）を
導出する。

【００２４】その上で、記憶済みの前回の目標吸着量Ｓ
_ＮＨ３（ｎ−１）から消費量ｆ（ηｂ×Ｕｎｏｘ）を減
算した値β（＝Ｓ_ＮＨ３（ｎ−１）−ｆ（ηｂ×Ｕｎｏ
ｘ））に今回の添加量Ｄ_ＮＨ３を加算した値（図４参
照）が、今回の目標吸着量Ｓ_Ｎ _Ｈ３（ｎ）と一致するよ
うに添加量Ｄ_ＮＨ３を求める（式（４）を参照）。Ｓ_ＮＨ３（ｎ）＝Ｓ_ＮＨ３（ｎ−１）＋Ｄ_ＮＨ３−ｆ（ηｂ×Ｕｎｏｘ）・・・・（４）尿素水供給制御手段Ａ２は、尿素水供給量設定手段Ａ１
により設定された添加量Ｄ_ＮＨ３となるように尿素水供
給装置１６の尿素水供給部３２を制御する。

【００２５】図２に示すように、消音機能に加えてアン
モニア生成促進手段として機能するマフラー１５は、ケ
ーシングを成す本体部３３と、同本体部３３内に設けら
れ排気音低減機能を奏し排気ガスを絞り且つ排気ガス流
を反転して排気ガス及び尿素水溶液の滞留時間を増大す
る通路部Ｅ１及び膨張室ｒ１，ｒ２（反応促進部）と、
本体部３３内に設けられた加水分解触媒ｃとを有する。

【００２６】本体部３３は密閉空間を有した略箱型のケ
ーシングを成すよう形成され、密閉空間の長手方向（図
２では左右方向）の前後２箇所に所定間隔を介して縦向
きの前後枠材３４，３５を一体的に取付けており、この
前後枠材３４，３５により密閉空間を前後膨張室ｒ１，
ｒ２及び中間室ｒ３の３室に分割している。しかも、前
後枠材３４，３５はその上下方向に通路部Ｅ１を成す上
流排気管３６と中間排気管３７と下流排気管３８を上下
に並列状に配備し、これらを一体的に取付けている。

【００２７】上流排気管３６は本体部３３より前端を突
出し、同部に前排気管１２ａに連結されるジョイント部
３６１を形成し、後開口３６２を後膨張室ｒ２に連通さ
せる。中間排気管３７は前後開口３７１、３７２を前後
膨張室ｒ１，ｒ２にそれぞれ連通させる。下流排気管３
８は前開口３８１が前膨張室ｒ１に連通し、後端を本体
部３３より後方に突出し、同部に後排気管１２ｒと結合
されるジョイント部３８２を形成している。

【００２８】なお、符号ｈは貫通孔を示し、これにより
排気ガスの膨張、絞りの程度を適宜に調整している。更
に、上流、中間、下流排気管３６、３７、３８の各中間部
にも貫通孔ｈ１が形成され、これら貫通孔ｈ１が中間室
ｒ３と通路部Ｅ１側を連通し、排気脈動を低減するよう
機能している。ここで、通路部Ｅ１を成す上流排気管３
６と中間排気管３７と下流排気管３８の各排気ガスとの
接触部分を成す内壁面ｆｐには加水分解機能を有する加
水分解触媒ｃが一様に担持されている。同じく、前後膨
張室ｒ１，ｒ２の排気ガスとの接触部分を成す内壁面ｆ
ｗにも加水分解触媒ｃが担持される。

【００２９】ここで加水分解触媒ｃはアンモニア生成を
促す作用を持つ触媒であれば良く、ここでは、ゼオライ
トが使用されたが、これに代えて、アルカリ金属系（Ｎ
ａ，Ｋ等）の触媒を使用できる。このような、ＮＯｘ浄
化装置１３を搭載した図示しない車両のエンジン１の駆
動時において、エンジンＥＣＵ６は運転域に応じた制御
を実行し、得られた燃圧制御部６０１の出力Ｄｐで燃圧
調整部８を駆動し、コモンレール９に所定圧の燃料を供
給し、噴射制御部６０２の出力Ｄｊで電磁バルブＶｐを
駆動し、燃料噴射量、噴射時期を調整する。

【００３０】一方、排気系ＥＣＵ２３は、エンジンキー
のオンと同時に触媒温度Ｔｅｘ、ＮＯｘ濃度Ｓｎｏｘ、
前回吸着量Ｓ_ＮＨ３（ｎ−１）、その他のデータを取込
む。更に、排気系ＥＣＵ２３はこれら各データに基き尿
素水供給量設定手段Ａ１として機能する。即ち、前回の
目標吸着量Ｓ_ＮＨ３（ｎ−１）から消費量ｆ（ηｂ×Ｕ
ｎｏｘ）を減算した値β（＝Ｓ_ＮＨ３（ｎ−１）−ｆ
（ηｂ×Ｕｎｏｘ））に今回の添加量Ｄ_ＮＨ３を加算し
た値（図４参照）が、今回の目標吸着量Ｓ_ＮＨ３（ｎ）
と一致するように添加量Ｄ_ＮＨ３を式（４）で求める。

【００３１】更に、排気系ＥＣＵ２３の尿素水供給制御
手段Ａ２は、高圧エア制御バルブ２７を開いて搬送用エ
アを噴射管２５に流す。その上で、添加量Ｄ_ＮＨ３とな
るように尿素水供給装置１６の尿素水供給部３２を制御
する。これにより、排気路Ｅのマフラー１５の上流の排
気路Ｅに尿素水がエアアシストで供給され、排気ガスと
共にマフラー１５の通路部Ｅ１に流入する。この場合、
本体部３３の内壁面ｆｗ及び通路部Ｅ１の内壁面ｆｐに
は加水分解触媒ｃが担持され、ここにマフラー内で絞り
且つ反転されて流動中の排気ガスが頻繁に接触できる。

【００３２】このため、マフラー１５通過中に、排気ガ
ス中の尿素水の加水分解触媒ｃとの接触機会を十分に確
保でき、アンモニア（ＮＨ３）生成のための上述の式
（１）に沿った加水分解が促進される。このため、たと
え排気ガス流量が多い運転域であってもアンモニアが十
分に生成され、ＳＣＲ触媒にアンモニアを十分に供給で
き、ＮＯｘ浄化効率の低下を未然に防止することができ
る。

【００３３】図１のマフラー１５では、特に、本体部３３
内の通路部Ｅ１が上流排気管３６と中間排気管３７と下
流排気管３８とで構成され、前後膨張室ｒ１，ｒ２で排
気ガスが絞り且つ反転されて本体部３３内に設けられた
加水分解触媒ｃと排気ガス中の尿素水の接触機会が十分
に増えて、即ち、アンモニア生成のための加水分解が促
進される時間が増える。このため、マフラー１５におい
てアンモニアを十分に生成できる。

【００３４】更に、図１、図２のマフラー１５を通過し
た後の排気ガスは、下流側のＮＯｘ触媒コンバータ１４
内のＳＣＲ触媒に達し、同部の触媒担体１８にアンモニ
アを十分に供給できる。このため、ＳＣＲ触媒を通過す
る排気ガス中のＮＯｘが上述の式（２）、（３）に沿っ
た脱硝反応を促進させて、無害化して大気中に放出で
き、ＮＯｘ浄化効率の低下を未然に防止することができ
る。

【００３５】更に、図１のＮＯｘ浄化装置では、アンモニ
ア生成促進手段としての機能と排気音を低滅する消音器
としての機能を兼ね備えたマフラー１５を用いたので、
ＮＯｘ触媒コンバータ１４及びマフラー１５を含む排気
系２の容積増大を回避して車両への搭載性を向上するこ
とができる。上述のところにおいて、図１のＮＯｘ浄化
装置１３のマフラー１５は本体部内に通路部Ｅ１を成す
上流排気管３６と中間排気管３７と下流排気管３８を配
備し、これらの内壁面に加水分解触媒ｃが担持されてい
たが、このマフラー１５に代えて、図５に示すような、
マフラー１５ａを用いても良い。

【００３６】マフラー１５ａは図２のマフラー１５と比
較し、上流排気管３６と中間排気管３７と下流排気管３
８の内部に三次元構造体であるワイヤメッシュ４０を触
媒担体として充填し、これに加水分解触媒ｃを担持する
という構成を採る点以外は同様の構成を採ることより重
複説明を略す。なお、符号ｄは各排気管内に充填された
ワイヤメッシュ４０のずれを規制する係止片を示す。こ
のようなマフラー１５ａは図１のマフラー１５と同様に
消音機能とアンモニア生成促進機能を有する。特に、前
排気管１２ａ側の尿素水供給装置１６からの尿素水が排
気ガスと共に流入すると、三次元構造体であるワイヤメ
ッシュ４０の隙間を排気ガスと共に尿素水が通過する。
この際に尿素水は触媒担体であるワイヤメッシュ４０の
加水分解触媒ｃに接触し、十分に式（１）に沿っての加
水分解反応を促進し、アンモニアを生成することができ
る。

【００３７】ここでの触媒担体であるワイヤメッシュ４
０は三次元構造体であり、通路部Ｅ１の内壁面ｆｐに加
水分解触媒ｃを平面的に担持した場合に比べ、ワイヤメ
ッシュ４０の隙間を通過する尿素水の加水分解触媒ｃと
の接触機会がより増加することとなり、アンモニアヘの
加水分解を十分に促進できる。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、本発明は、本体部内の反
応促進部に排気ガス流が流入すると、同排気ガス流及び
排気ガス中の尿素水溶液の滞留時間を増大すると共に本
体部内に設けられた加水分解触媒との接触機会が増えて
アンモニア生成時間を確保できることとなり、尿素水溶
液からアンモニアヘの加水分解反応を促進できるため、
ＮＯｘ還元に必要な適切な量のアンモニアをＮＯｘ触媒
に供給することができ、ＮＯｘ浄化効率の低下を未然に
防止することができる。

【００３９】請求項２の発明は、アンモニア生成促進手
段が、排気ガス流を絞り且つ反転する通路部と、膨張室
とを有する排気音を低滅するマフラーとして構成され、
更に、ＮＯｘ触媒を通過して浄化された排気ガスがＮＯ
ｘ触媒から直接大気開放されるようにして、マフラーに
アンモニア生成促進機能を付加したことにより、触媒装
置及びマフラーを含む排気系の容積増大を回避して車両
への搭載性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としてのＮＯｘ浄化装置と
同装置が装着されたエンジンの概略構成図である。

【図２】図１のＮＯｘ浄化装置で用いるマフラーの拡大
断面図である。

【図３】図１のＮＯｘ浄化装置の排気系ＥＣＵが用いる
排気ガス流速と排気ガス温度に応じたＮＯｘ浄化率マッ
プの特性説明図である。

【図４】図１のＮＯｘ浄化装置の排気系ＥＣＵが用いる
排気ガス−アンモニア吸着量マップの特性説明図であ
る。

【図５】図１のＮＯｘ浄化装置で用いるマフラーの変形
例の拡大断面図である。

【図６】ＳＣＲ触媒の触媒温度−アンモニア吸着量の特
性線図である。

【符号の説明】

１エンジン２排気系１５、１５ａマフラー（アンモニア生成促進手段）１６尿素供給手段１８触媒担体２１温度センサ（触媒温度検出手段）３３本体部３６上流排気管３７中間排気管３８下流排気管４１アンモニア生成促進装置ｃ加水分解触媒ｅ通路部ｒ１，ｒ２膨張室Ａ１尿素水供給量設定手段Ａ２尿素水供給制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者橋詰剛東京都港区芝五丁目33番８号・三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者河合健二東京都港区芝五丁目33番８号・三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者川谷聖東京都港区芝五丁目33番８号・三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者斎藤真一東京都港区芝五丁目33番８号・三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者百目木礼子東京都港区芝五丁目33番８号・三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者 ▲高▼橋嘉則東京都港区芝五丁目33番８号・三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者篠▲崎▼ 律子東京都港区芝五丁目33番８号・三菱自動車工業株式会社内Ｆターム(参考） 3G091 AA02 AA18 AA28 AB01 AB05 BA14 CA13 CA17 CB08 DA01 DA02 DB06 DB10 EA01 EA07 EA14 EA16 EA18 EA33 FB10 GA04 GA06 GA20 HA04 HA05 HA08 HA36 HA39 4D048 AA06 AB02 AC03 AC04 BA10X BA23X BB02 CC24 CC25 CC44 CC61 CD10 DA01 DA02 DA08 DA10 DA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の排気系に設けられアンモニアを
還元剤として排気ガス中のＮＯｘを選択還元するＮＯｘ
触媒、前記ＮＯｘ触媒上流の前記排気系に設けられ排気ガス中
に尿素水溶液を噴霧供給する尿素供給手段、前記尿素供給手段の下流で且つ前記ＮＯｘ触媒の上流の
前記排気系に設けられた本体部と同本体部内に設けられ
排気音低減機能を有し排気ガス及び尿素水溶液の滞留時
間を増大する反応促進部と、前記本体部内に設けられた
加水分解触媒とをからなるアンモニア生成促進手段、を備えたことを特徴とする内燃機関のＮＯｘ浄化装置。
【請求項２】前記アンモニア生成促進手段が、排気ガス
流を絞り且つ反転する通路部と、膨張室とを有する排気
音を低減するマフラーとして構成され、更に、前記ＮＯ
ｘ触媒を通過して浄化された排気ガスが前記ＮＯｘ触媒
から直接大気開放されるように構成されていることを特
徴とする請求項１に記載の内燃機関のＮＯｘ浄化装置。