JP2007107495A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust emission control device for an internal combustion engine.
一般に、内燃機関の排気通路内には排気ガスを浄化するための排気浄化触媒が設けられており、排気浄化触媒は排気浄化触媒に流入する排気ガス(以下、「流入排気ガス」と称す)中の有害成分、例えば炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)及び窒素酸化物(NOX)等を酸化又は還元して浄化する。 Generally, an exhaust purification catalyst for purifying exhaust gas is provided in the exhaust passage of the internal combustion engine, and the exhaust purification catalyst is in exhaust gas flowing into the exhaust purification catalyst (hereinafter referred to as “inflow exhaust gas”). Harmful components such as hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO), nitrogen oxides (NO x ) and the like are oxidized or reduced for purification.
斯かる排気浄化触媒による有害成分の浄化能力は、常に一定ではなく流入排気ガス中の鉛成分、リン成分及び硫黄成分等、排気浄化触媒を被毒させる成分(以下、「触媒被毒成分」と称す)が排気浄化触媒に吸蔵されることにより低下せしめられる。このように、排気浄化触媒による浄化能力の低下、すなわち排気浄化触媒の劣化が進むと、流入排気ガス中の有害成分が十分に浄化されなくなり、排気浄化触媒から流出する排気ガス中にも有害成分が含まれてしまう。 The ability to purify harmful components by such an exhaust purification catalyst is not always constant, such as lead components, phosphorus components and sulfur components in the inflowing exhaust gas (hereinafter referred to as “catalyst poisoning components”). Is reduced by being stored in the exhaust purification catalyst. As described above, when the purification capacity of the exhaust purification catalyst is reduced, that is, when the exhaust purification catalyst is deteriorated, harmful components in the inflowing exhaust gas are not sufficiently purified, and harmful components are also contained in the exhaust gas flowing out from the exhaust purification catalyst. Will be included.
このため、特許文献1に記載された排気浄化触媒では、排気浄化触媒の上流側端面に近接して触媒被毒成分を捕集するトラップ層を設けることとしている。このように排気浄化触媒の排気上流側にトラップ層を設けることにより機関本体から排出された排気ガス中の触媒被毒成分はトラップ層に捕集されるため、排気浄化触媒には触媒被毒成分が流入しにくく、よって排気浄化触媒の劣化が低減せしめられる。
For this reason, the exhaust purification catalyst described in
ところで、斯かる排気浄化触媒の浄化能力の低下、すなわち排気浄化触媒の劣化は、排気浄化触媒の上流側端部から徐々に進行する。これは、排気浄化触媒への流入排気ガス中の触媒被毒成分が排気浄化触媒の上流側端部から吸蔵され、上流側端部で吸蔵されなかったもののみがその下流側において吸蔵されるためである。 By the way, the reduction of the purification ability of the exhaust purification catalyst, that is, the deterioration of the exhaust purification catalyst gradually proceeds from the upstream end of the exhaust purification catalyst. This is because catalyst poisoning components in the exhaust gas flowing into the exhaust purification catalyst are occluded from the upstream end of the exhaust purification catalyst, and only those not occluded at the upstream end are occluded on the downstream side. It is.
一方、内燃機関の冷間始動時には排気浄化触媒の温度が低く、機関本体から排出される排気ガスによって排気浄化触媒が昇温せしめられる。斯かる排気浄化触媒の昇温は排気浄化触媒の上流側端部から徐々に下流側に向かって進行する。従って、内燃機関の冷間始動時には排気浄化触媒の上流側端部近傍の部分の温度が高くなり易い。排気浄化触媒がその浄化能力を発揮するためには排気浄化触媒の温度が或る程度高いことが必要であるため、排気浄化触媒の上流側端部近傍の部分以外の部分の温度が高くなるまで主に上流側端部近傍の部分により排気ガスの浄化が行われる。 On the other hand, when the internal combustion engine is cold-started, the temperature of the exhaust purification catalyst is low, and the exhaust purification catalyst is heated by the exhaust gas discharged from the engine body. The temperature rise of the exhaust purification catalyst gradually proceeds from the upstream end of the exhaust purification catalyst toward the downstream side. Therefore, when the internal combustion engine is cold started, the temperature in the vicinity of the upstream end of the exhaust purification catalyst tends to be high. In order for the exhaust purification catalyst to exhibit its purification capability, the temperature of the exhaust purification catalyst needs to be somewhat high, so that the temperature of the portion other than the portion near the upstream end of the exhaust purification catalyst becomes high Exhaust gas purification is mainly performed in the vicinity of the upstream end.
ここで、排気浄化触媒の上流側端部近傍の部分が劣化していると、内燃機関の冷間始動時においてまず上流側端部近傍の部分のみの温度が高くなるにも関わらず劣化により排気ガスが浄化されなくなってしまう。すなわち、排気浄化触媒が劣化すると、特に冷間始動時における排気浄化触媒の浄化性能が低下してしまう。 Here, if the portion in the vicinity of the upstream end of the exhaust purification catalyst has deteriorated, at the time of the cold start of the internal combustion engine, the exhaust gas is exhausted due to deterioration even though the temperature of only the portion in the vicinity of the upstream end is first increased. The gas will not be purified. That is, when the exhaust purification catalyst deteriorates, the purification performance of the exhaust purification catalyst particularly at the time of cold start is lowered.
そこで、本発明の目的は、内燃機関の冷間始動時においても排気浄化触媒の劣化の影響を受けにくくその排気浄化性能が高く維持されるような内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an exhaust purification device for an internal combustion engine that is hardly affected by the deterioration of the exhaust purification catalyst even during a cold start of the internal combustion engine and that maintains its exhaust purification performance at a high level. .
上記課題を解決するために、第1の発明では、機関排気通路内に配置された排気浄化触媒を具備し、該排気浄化触媒には排気ガスがその上流側端部から流入して下流側端部から流出する内燃機関の排気浄化装置において、内燃機関の運転中に上記排気浄化触媒の上流側端部上を移動することにより排気浄化触媒の上流側端部を研削する研削手段を具備する。
第1の発明によれば、排気浄化触媒の上流側端部を研削する研削手段が設けられるため、劣化した排気浄化触媒の上流側端部を徐々に研削することができる。これにより、内燃機関の冷間始動時に特に問題となる排気浄化触媒の上流側端部の劣化が抑制される。
In order to solve the above-mentioned problems, in the first invention, an exhaust purification catalyst is provided in the engine exhaust passage, and exhaust gas flows into the exhaust purification catalyst from its upstream side end, and the downstream side end. In the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine that flows out from the section, there is provided a grinding means for grinding the upstream end portion of the exhaust purification catalyst by moving on the upstream end portion of the exhaust purification catalyst during operation of the internal combustion engine.
According to the first aspect, since the grinding means for grinding the upstream end portion of the exhaust purification catalyst is provided, the upstream end portion of the deteriorated exhaust purification catalyst can be gradually ground. As a result, the deterioration of the upstream end of the exhaust purification catalyst, which is a particular problem during cold start of the internal combustion engine, is suppressed.
第2の発明では、第1の発明において、上記排気浄化触媒はその上流側端部がその下流側端部よりも鉛直方向上方に位置するように配置され、上記研削部材は排気浄化触媒に流入する排気ガスの流れ又は該排気浄化触媒を搭載した車両の振動により排気浄化触媒の上流側端部上を移動する。
第2の発明によれば、研削部材は排気ガスの流れや車両の振動により移動せしめられるため、研削部材を移動させるための動力を別途設ける必要がなくなる。
According to a second aspect, in the first aspect, the exhaust purification catalyst is disposed such that its upstream end is positioned vertically above the downstream end, and the grinding member flows into the exhaust purification catalyst. The exhaust gas moves on the upstream end of the exhaust purification catalyst by the flow of exhaust gas or the vibration of the vehicle on which the exhaust purification catalyst is mounted.
According to the second invention, since the grinding member is moved by the flow of exhaust gas or the vibration of the vehicle, it is not necessary to separately provide power for moving the grinding member.
第3の発明では、第2の発明において、上記研削部材の重量は、上記排気ガスの流れを受けても該研削部材が上記排気浄化触媒の上流側端部から舞い上がらずに該上流側端部に沿って移動するような重量である。 According to a third invention, in the second invention, the weight of the grinding member is such that the grinding member does not fly up from the upstream end of the exhaust purification catalyst even when the exhaust gas flows. It is such a weight that it moves along.
第4の発明では、第3の発明において、上記研削部材の重量は気筒当たりの排気量に応じて定められる。 According to a fourth aspect, in the third aspect, the weight of the grinding member is determined according to the displacement per cylinder.
第5の発明では、第1〜第4のいずれか一つの発明において、上記研削部材は、耐摩耗性が上記排気浄化触媒を構成する材料の耐摩耗性よりも高い材料から構成される。 In a fifth invention, in any one of the first to fourth inventions, the grinding member is made of a material whose wear resistance is higher than the wear resistance of the material constituting the exhaust purification catalyst.
第6の発明では、第1〜第5のいずれか一つの発明において、上記研削部材は該研削部材の外側に向かって突出する突出部を有し、該突出部は尖った先端部を有する。 In a sixth invention, in any one of the first to fifth inventions, the grinding member has a protruding portion that protrudes toward the outside of the grinding member, and the protruding portion has a pointed tip.
第7の発明では、第1〜第6のいずれか一つの発明において、上記排気浄化触媒はハニカム状に形成されており、上記研削部材の大きさは該研削部材が上記排気浄化触媒のハニカムを構成する排気流通路内に完全に侵入することがないような大きさである。 In a seventh invention, in any one of the first to sixth inventions, the exhaust purification catalyst is formed in a honeycomb shape, and the size of the grinding member is the same as that of the exhaust purification catalyst. The size is such that it does not completely enter the exhaust flow passage.
第8の発明では、第1〜第7のいずれか一つの発明において、上記排気浄化触媒の下流側端面から上流側に向かって所定長さの位置で該排気浄化触媒は上流側触媒部分と下流側触媒部分とに分割され、これら上流側触媒部分と下流側触媒部分との間に上記研削部材の耐摩耗性よりも耐摩耗性の高い材料から構成される仕切り部材が設けられる。
ここで、「所定長さ」とは、例えば排気ガス中の有害成分を浄化するのに必要な排気浄化触媒の長さであり、後述する実施形態における「限界長さ」に等しい。
According to an eighth invention, in any one of the first to seventh inventions, the exhaust purification catalyst is located at a position of a predetermined length from the downstream end face of the exhaust purification catalyst toward the upstream side. A partition member made of a material having higher wear resistance than the wear resistance of the grinding member is provided between the upstream catalyst portion and the downstream catalyst portion.
Here, the “predetermined length” is, for example, the length of the exhaust purification catalyst necessary for purifying harmful components in the exhaust gas, and is equal to the “limit length” in an embodiment described later.
第9の発明では、第1〜第8のいずれか一つの発明において、上記排気浄化触媒の上流側端部には上記研削部材を少なくとも部分的に収容可能な凹部が設けられる。 According to a ninth invention, in any one of the first to eighth inventions, a recess capable of at least partially accommodating the grinding member is provided at an upstream end of the exhaust purification catalyst.
本発明によれば、排気浄化触媒の上流側端部を研削する研削手段が設けられることにより冷間始動時に特に問題となる排気浄化触媒の上流側端部の劣化が抑制されるため、冷間始動時においても排気浄化性能が高く維持されるようになる。 According to the present invention, since the grinding means for grinding the upstream end portion of the exhaust purification catalyst is provided, the deterioration of the upstream end portion of the exhaust purification catalyst, which is particularly problematic during cold start, is suppressed. Even at the time of starting, the exhaust purification performance is maintained high.
以下、図面を参照して本発明の排気浄化装置について詳細に説明する。図1は本発明の排気浄化装置が搭載される内燃機関全体を示す図である。 Hereinafter, an exhaust emission control device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a view showing an entire internal combustion engine in which the exhaust emission control device of the present invention is mounted.
図1を参照すると1は機関本体、2はシリンダブロック、3はシリンダブロック2内で往復動するピストン、4はシリンダブロック2上に固定されたシリンダヘッド、5はピストン3とシリンダヘッド4との間に形成された燃焼室、6は吸気弁、7は吸気ポート、8は排気弁、9は排気ポートをそれぞれ示す。図1に示したようにシリンダヘッド4の内壁面の中央部には点火栓10が配置され、シリンダヘッド4内壁面周辺部には燃料噴射弁11が配置される。またピストン3の頂面上には燃料噴射弁11の下方から点火栓10の下方まで延びるキャビティ12が形成されている。
Referring to FIG. 1, 1 is an engine body, 2 is a cylinder block, 3 is a piston that reciprocates in the
各気筒の吸気ポート7はそれぞれ対応する吸気枝管13を介してサージタンク14に連結され、サージタンク14は吸気ダクト15およびエアフロメータ16を介してエアクリーナ(図示せず)に連結される。吸気ダクト15内にはステップモータ17によって駆動されるスロットル弁18が配置される。一方、各気筒の排気ポート9は排気マニホルド19に連結され、この排気マニホルド19は上流側排気浄化触媒20を内蔵したケーシング21に連結される。ケーシング21の出口は排気管22を介して下流側排気浄化触媒23を内蔵したケーシング24に連結される。
The
図2(a)及び(b)は、上流側排気浄化触媒20の正面図及び断面側面図を示している。図2(a)及び(b)に示したように上流側排気浄化触媒20はハニカム構造をなしており、上流端と下流端との間で互いに平行に延びる複数の排気流通路20aを有しており、排気ガスはこれら排気流通路20a間の隔壁20bをほとんど通過することなくこれら排気流通路20aに沿って流れる。すなわち、排気ガスは上流側排気浄化触媒20内を上流側排気浄化触媒20の軸線Aの方向に向かって流れる。
FIGS. 2A and 2B show a front view and a cross-sectional side view of the upstream side
上流側排気浄化触媒20の隔壁20bは、コージェライト等から構成される基体上に多孔質材料であるアルミナ等から構成される担体を担持させて形成される。上流側排気浄化触媒20に流入する排気ガス(以下、「流入排気ガス」と称す)は、排気流通路20aを通過するにあたって、アルミナ等の担体上及び担体内に形成された細孔を通って流れる。担体の表面上及び細孔表面上には触媒貴金属、例えば白金(Pt)等が担持されており、排気ガスが担体の表面上および細孔表面上を通過するときに排気ガス中の有害成分(例えば、炭化水素(HC)及び一酸化炭素(CO)等)が触媒貴金属の酸化作用により酸化、浄化される。
The
上流側排気浄化触媒20が例えば三元触媒として用いられる場合、アルミナ等から構成される担体には白金に加えて、酸素吸蔵剤としてセリウム(Ce)等が担持される。酸素吸蔵剤は、流入排気ガスの空燃比(上流側排気浄化触媒20上流側の排気通路、燃焼室5および吸気通路に供給された空気と燃料との比率)がリーンのときには排気ガス中の酸素を吸蔵し、流入排気ガス中の空燃比がほぼ理論空燃比又はリッチのときには吸蔵している酸素を離脱させる。
When the upstream side
或いは、上流側排気浄化触媒20がNOX吸蔵還元触媒として用いられる場合、担体には白金に加えて、NOX吸蔵剤としてカリウム(K)やバリウム(Ba)等が担持される。NOX吸蔵剤は、流入排気ガスの空燃比がリーンのときには排気ガス中のNOXを吸蔵し、流入排気ガスの空燃比がほぼ理論空燃比またはリッチのときには吸蔵しているNOXを離脱させる。これにより、流入排気ガスの空燃比がリーンであっても排気ガス中に含まれるNOXはNOX吸蔵剤に吸蔵されて上流側排気浄化触媒20から排出される排気ガス中にはNOXがほとんど含まれないものとなると共に、流入排気ガスの空燃比がほぼ理論空燃比またはリッチのときにはNOX吸蔵剤から離脱せしめられたNOXが流入排気ガス中に含まれる炭化水素(HC)及び一酸化炭素(CO)によって還元、浄化される。
Alternatively, when the upstream side
ところで、上流側排気浄化触媒20への流入排気ガス中にはHC、CO及びNOXに加えて、少量ながら鉛成分(Pb)、リン成分(P)及び硫黄成分(S)が含まれている。鉛成分及びリン成分は主に潤滑油中に含まれており、潤滑油の一部が燃焼室5内で燃焼せしめられることによって機関本体1から排出される排気ガス中に含まれることとなる。一方、硫黄成分は微量ながら燃料中に含まれており、燃焼室5内での燃料の燃焼により機関本体1から排出される排気ガス中に含まれることとなる。
By the way, the exhaust gas flowing into the upstream side
流入排気ガス中に含まれるこれら鉛、リン及び硫黄の各成分は上流側排気浄化触媒20による浄化能力を低下させ、上流側排気浄化触媒20を劣化させる。すなわち、流入排気ガス中の鉛及びリンの両成分の一部は担体の細孔表面上等に吸着する。このように鉛及びリンの両成分が担体の細孔表面上に吸着すると、これら鉛・リン成分により担体に担持された触媒貴金属、酸素吸蔵剤やNOX吸蔵剤等が覆われてしまう。また担体の細孔表面上へのこれら鉛・リン成分の吸着が進行すると、担体の細孔がこれら鉛・リン成分によって塞がれてしまう。このように鉛・リン成分により触媒貴金属等が覆われたり細孔が塞がれたりすると、流入排気ガスが担体に担持されている触媒貴金属、酸素吸蔵剤やNOX吸蔵剤等に接触することができなくなり、よって上流側排気浄化触媒20による排気浄化能力が低下せしめられる。また、流入排気ガス中の硫黄成分の一部はNOX吸蔵剤に吸蔵される。NOX吸蔵剤に硫黄成分が吸蔵されるとNOX吸蔵剤のNOX吸蔵能力が低下せしめられ、よって上流側排気浄化触媒20による排気浄化能力が低下せしめられる。
These lead, phosphorus, and sulfur components contained in the inflowing exhaust gas lower the purification ability of the upstream side
図3は、一定期間に亘って上流側排気浄化触媒に排気ガスを流通させた後における上流側排気浄化触媒の上流側端面からの長さ、すなわち上流側排気浄化触媒の軸線Aの方向の位置に応じた上流側排気浄化触媒へのリンの吸着量を示す図である。図3において、x軸は上流側排気浄化触媒の上流側端面(隔壁の上流側端面が位置する平面)からの長さ、y軸は上流側排気浄化触媒の単位長さ当たりのリンの吸着量を示している。 FIG. 3 shows the length from the upstream end face of the upstream side exhaust purification catalyst after the exhaust gas has passed through the upstream side exhaust purification catalyst over a certain period, that is, the position in the direction of the axis A of the upstream side exhaust purification catalyst. It is a figure which shows the adsorption amount of the phosphorus to the upstream side exhaust purification catalyst according to this. In FIG. 3, the x-axis is the length from the upstream end surface of the upstream side exhaust purification catalyst (the plane on which the upstream end surface of the partition wall is located), and the y-axis is the amount of phosphorus adsorbed per unit length of the upstream side exhaust purification catalyst. Is shown.
図3から分かるように、上流側排気浄化触媒に排気ガスを流通させた後には、上流側排気浄化触媒の上流側端部近傍の部分に多量にリンが吸着しており、下流側に向かって徐々に吸着量が減少している。鉛及び硫黄についても同様な傾向があり、よって鉛、リン及び硫黄の全ての成分(以下、「触媒被毒成分」と称す)は上流側排気浄化触媒の上流側端部近傍の部分に多量に吸蔵され、下流側に向かうに従って吸蔵量が少なくなる。斯かる傾向となるのは、流入排気ガス中の触媒被毒成分が排気浄化触媒の上流側から吸蔵されていき、上流側端部で吸蔵されなかったもののみがその下流側において吸蔵されるためである。従って、触媒被毒成分による劣化の程度は上流側排気浄化触媒の上流側において大きく、下流側に向かうに従って小さくなる。 As can be seen from FIG. 3, after the exhaust gas is circulated through the upstream side exhaust purification catalyst, a large amount of phosphorus is adsorbed in the vicinity of the upstream end portion of the upstream side exhaust purification catalyst, and toward the downstream side. The amount of adsorption gradually decreases. There is a similar tendency for lead and sulfur. Therefore, all the components of lead, phosphorus and sulfur (hereinafter referred to as “catalyst poisoning components”) are abundant in the vicinity of the upstream end of the upstream side exhaust purification catalyst. Occluded and the amount of occlusion decreases toward the downstream side. This is because the catalyst poisoning component in the inflowing exhaust gas is occluded from the upstream side of the exhaust purification catalyst, and only what is not occluded at the upstream end is occluded at the downstream side. It is. Therefore, the degree of deterioration due to the catalyst poisoning component is large on the upstream side of the upstream side exhaust purification catalyst, and decreases toward the downstream side.
一方、図1から分かるように、上流側排気浄化触媒20は、排気マニホルド19の直ぐ下流に配置されており、その温度が低いときであっても機関本体1から排出される排気ガスによって昇温され易い。このため、上流側排気浄化触媒20は、主に内燃機関の冷間始動時において排気ガスの浄化を行うことを目的として配置されている。
On the other hand, as can be seen from FIG. 1, the upstream side
しかしながら、内燃機関の冷間始動時には、まず機関本体1から排出された高温の排気ガスによって上流側排気浄化触媒20の上流側端部近傍の部分が昇温され、その後徐々に上流側排気浄化触媒20の下流側の部分が昇温されていく。従って、内燃機関の冷間始動直後に上流側排気浄化触媒20の上流側端部近傍の部分が昇温されてから下流側の部分が昇温されるまで、機関本体1から排出された排気ガスの浄化は基本的に上流側排気浄化触媒20の上流側端部近傍の部分のみによって行われることになる。
However, at the time of cold start of the internal combustion engine, first, the temperature in the vicinity of the upstream end of the upstream side
ここで、上述したように触媒被毒成分による劣化の程度は上流側排気浄化触媒の上流側端部近傍の部分において大きい。従って、上流側排気浄化触媒全体としてはその劣化の程度が小さいときでもその上流側端部近傍の部分の劣化の程度が大きい場合がある。斯かる場合には、上流側排気浄化触媒20の上流側端部近傍の部分による浄化能力が低くなる。このため、内燃機関の冷間始動時に上流側排気浄化触媒20の上流側端部近傍の部分のみが昇温されている期間においては、上流側排気浄化触媒20によって流入排気ガスを十分に浄化することができない。
Here, as described above, the degree of deterioration due to the catalyst poisoning component is large in the vicinity of the upstream end portion of the upstream side exhaust purification catalyst. Therefore, even when the degree of deterioration of the entire upstream side exhaust purification catalyst is small, there is a case where the degree of deterioration in the vicinity of the upstream end is large. In such a case, the purification capability by the portion in the vicinity of the upstream end of the upstream side
そこで、本発明の実施形態では、内燃機関の運転中に排気浄化触媒の上流側端部を研削する研削部材が用いられる。以下、研削部材について詳細に説明する。 Therefore, in the embodiment of the present invention, a grinding member for grinding the upstream end of the exhaust purification catalyst during operation of the internal combustion engine is used. Hereinafter, the grinding member will be described in detail.
図4は、本発明の上流側排気浄化触媒20及び上流側排気浄化触媒20を内蔵するケーシング21の断面図である。本実施形態では、上流側排気浄化触媒20はその上流側端部がその下流側端部よりも鉛直上方に位置するようにほぼ鉛直に配置されている。
FIG. 4 is a sectional view of the upstream side
本実施形態では、上流側排気浄化触媒20の上流側端部上には研削部材30が配置される。研削部材30は、上流側排気浄化触媒20を構成する材料よりも耐摩耗性の高い材料で構成される。本実施形態では、上述したように上流側排気浄化触媒20がコージェライトで形成されており、研削部材30はそれよりも耐摩耗性の高い材料、例えばステンレス(SUS316、SUS310等)で形成される。
In the present embodiment, the grinding
また、本実施形態では、研削部材30の形状は研削部材30の外側に向かって延びる突出部を一つ又は複数有するような形状となっており、これら突出部は尖った先端部を有するように構成される。研削部材30の形状の具体例を図5(a)〜図5(e)に示す。図5(a)に示した例では、研削部材30の形状は立方体又は直方体となっており、図5(b)に示した例では研削部材30の形状は側面が台形状となるように、すなわち切頭角錐状となるように構成されており、図5(c)に示した例では研削部材30の形状は三角柱状となっており、図5(d)に示した例では研削部材30の形状は星形断面の柱状となっており、図5(d)に示した例では研削部材30の形状は円柱状となっておいる。しかしながら、研削部材30の形状は上記図5(a)〜図5(e)の五つの例に限定されるものではなく、外側に向かって延び且つ尖った先端部を有するように構成された突出部を少なくとも一つ有していれば如何なる形状であってもよい。
In this embodiment, the shape of the grinding
さらに、本実施形態では、研削部材30は研削部材30が排気流通路20a内に完全に侵入することのないような大きさ、すなわち排気流通路20aを画成する各セルを通過することができないような大きさとされる。例えば、図5(a)に示した研削部材30の場合には、立方体の各側面の断面は各セルの断面よりも大きいものとされる。
Further, in the present embodiment, the grinding
このように構成された研削部材30は上流側排気浄化触媒20を通過する排気ガスの流れにより又は排気浄化触媒を搭載した車両の振動により上流側排気浄化触媒20の上流側端部上を移動する。この研削部材30の移動に伴って上流側排気浄化触媒20の上流側端部と研削部材30との間には摩擦がおきる。上述したように研削部材30は上流側排気浄化触媒20を構成する材料よりも耐摩耗性の高い材料で構成されるため、上流側排気浄化触媒20の上流側端部と研削部材30と間で摩擦がおきると、研削部材30はほとんど研削されることなく上流側排気浄化触媒20の上流側端部のみが徐々に研削される。特に、研削部材30は先端部の尖った複数の突出部を有するような形状となっているため、上流側排気浄化触媒20の上流側端部を研削し易い。さらに、研削部材30は排気流通路20a内に完全に侵入することのないような大きさとなっているため、研削部材30が排気ガスの流れを受けても上流側排気浄化触媒20の排気流通路20aを通過してしまうことはない。
The grinding
このように、上流側排気浄化触媒20の上流側端部が徐々に研削されることにより、上流側排気浄化触媒20の劣化に伴う内燃機関の冷間始動時における排気ガスの浄化能力の低下を防止することができる。すなわち、上述したように上流側排気浄化触媒20の劣化はその上流側端部近傍の部分において大きいが、本実施形態によれば劣化した上流側排気浄化触媒20の上流側端部近傍の部分は研削部材30により徐々に削り取られていく。このため、上流側排気浄化触媒20が或る程度の期間に亘って使用されても上流側排気浄化触媒20の上流側端部近傍の部分の劣化の程度は比較的小さいままである。上述したように内燃機関の冷間始動時における排気ガスの浄化能力は上流側排気浄化触媒20の上流側端部近傍の部分の劣化の程度に依存するため、上流側排気浄化触媒20の上流側端部近傍の部分の劣化の程度が比較的小さく維持される本発明によれば、内燃機関の冷間始動時における排気ガスの浄化能力は比較的高いまま維持される。
As described above, the upstream end portion of the upstream side
また、本実施形態では、研削部材30の重量は、上流側排気浄化触媒20に流入する排気ガスの流れにより研削部材30が上流側排気浄化触媒20の上流側端部と接触しつつ移動するような重量とされる。すなわち、上流側排気浄化触媒20に流入する排気ガスの一部が上流側排気浄化触媒20の隔壁20bの上流側端面にあたるため上流側排気浄化触媒20の上流側端部上では排気ガスの流れに乱れが生じるが、研削部材30の重量が軽すぎると研削部材30はこの乱れにより上流側排気浄化触媒20の上流側端部から舞い上げられてしまい、上流側端部と接触しつつ移動することができなくなってしまう。逆に、研削部材30の重量が重すぎると、上流側排気浄化触媒20の上流側端部上で生じる排気ガスの流れの乱れによっても上流側排気浄化触媒20の上流側端部上で研削部材30を移動させることができなくなってしまう。ここで、本実施形態では、研削部材30の重量は研削部材30が上流側端部と接触しつつ移動するような重量とされるため、研削部材30が上流側排気浄化触媒20の上流側端部上で生じる乱れによって舞い上げられてしまったり、或いは研削部材30が上流側排気浄化触媒20の上流側端部上でほとんど移動しなくなってしまったりするのが防止される。
In the present embodiment, the weight of the grinding
特に、本実施形態では、研削部材30の重量は各気筒当たりの排気量に応じて設定される。以下、これについて詳細に説明する。
In particular, in this embodiment, the weight of the grinding
図6は、内燃機関が1サイクルする間における上流側排気浄化触媒20を通過する排気ガスの流量(以下、「排気流量」と称す)の時間推移を示す図である。図からわかるように、排気流量は排気弁8の開閉に応じて上下に変動し、いわゆる排気脈動を生じさせる。特に、図6に示した例では、まず1番気筒に対応する排気弁8が開弁することで排気流量が増大し、その後排気弁8が閉弁することで排気流量が減少する。その後、排気弁8が3番気筒、4番気筒、2番気筒の順に開弁することにより同様に排気流量が上下する。
FIG. 6 is a diagram showing a time transition of the flow rate of exhaust gas passing through the upstream side exhaust purification catalyst 20 (hereinafter referred to as “exhaust flow rate”) during one cycle of the internal combustion engine. As can be seen from the figure, the exhaust flow rate fluctuates up and down in accordance with the opening and closing of the
研削部材30は、上流側排気浄化触媒20を通過する排気流量が多いほど上流側排気浄化触媒20の上流側端部上から舞い上がり易いため、上流側排気浄化触媒20を通過する排気流量が最大となっているとき、すなわち最大排気流量(図中の一点鎖線)の排気ガスが通過しているときに最も舞い上がり易い。従って、研削部材30の重量は、最大排気流量の排気ガスが通過しているときにも舞い上がらないような重量である必要があり、最大排気流量に応じて設定される必要がある。
Since the grinding
ここで、最大排気流量は気筒当たりの排気量に応じて変わり、各気筒当たりの排気量が大きくなるほど最大排気流量も多くなる。そこで、本実施形態では、研削部材30の重量を気筒当たりの排気量に応じて設定することとしており、例えば気筒当たりの排気量に比例して設定される。
Here, the maximum exhaust flow rate changes according to the exhaust amount per cylinder, and the maximum exhaust flow rate increases as the exhaust amount per cylinder increases. Therefore, in the present embodiment, the weight of the grinding
例えば、図7(a)に示したように総排気量が1000cm3である4気筒の内燃機関では気筒当たりの排気量が250cm3であり、この場合において研削部材30が上流側排気浄化触媒20の上流側端部と接触しつつ移動するような重量を10gとすると、図7(b)に示したように総排気量が1000cm3である4気筒の内燃機関であってそれぞれ二つの気筒に連通した上流側排気浄化触媒20が二つ設けられている内燃機関についても研削部材30の重量は10gとされる。また、図7(c)に示したように総排気量が2000cm3である4気筒の内燃機関では気筒当たりの排気量が500cm3であり、研削部材30の重量は20gとされる。さらに、図7(d)に示したように総排気量が2000cm3である6気筒の内燃機関では気筒当たりの排気量が333cm3であり、研削部材30の重量は約13.3gとされる。
For example, as shown in FIG. 7A, in a four-cylinder internal combustion engine having a total displacement of 1000 cm 3 , the displacement per cylinder is 250 cm 3. In this case, the grinding
図8は、内燃機関を搭載した車両の走行距離と上流側排気浄化触媒20による排気ガスの浄化能力との関係を示す図である。図中の実線は上流側排気浄化触媒20の完成時又は上流側排気浄化触媒20を車両に組み付けたときから、すなわち初期から上流側排気浄化触媒20の上流側端部上に研削部材30が挿入されている場合を、図中の破線は研削部材30が挿入されていない場合を、図中の一点鎖線は時期Aにおいて研削部材30が挿入された場合をそれぞれ示している。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the travel distance of a vehicle equipped with an internal combustion engine and the exhaust gas purification ability of the upstream side
図からわかるように、初期から研削部材30が挿入されている場合(実線)には、上流側排気浄化触媒20による排気浄化能力は研削部材30が挿入されていない場合(破線)に比べて常に高いものとなっている。これは、上述したように、研削部材30が挿入されていると研削部材30により劣化した上流側排気浄化触媒20の部分が徐々に削り取られるためである。一方、上流側排気浄化触媒20の車両組付け時から或る程度の距離を車両が走行した時期Aに研削部材30を上流側排気浄化触媒20の上流側端部上に挿入すると、劣化した上流側排気浄化触媒20の上流側端部近傍の部分が削り取られるため、図8に一点鎖線で示したように上流側排気浄化触媒20による排気浄化能力が回復せしめられる。しかしながら、時期Aに研削部材30を挿入することにより上流側排気浄化触媒20による排気浄化能力が回復せしめられた場合であっても、上流側排気浄化触媒20による排気浄化能力が図8に示したように初期から研削部材30が挿入されていた場合の排気浄化能力以上にまでは回復しない。従って、時期Aに研削部材30を挿入することとすると、少なくとも時期A以前においては初期から研削部材30を挿入した場合に比べて排気浄化能力が低いと共に、時期A以降も排気浄化能力が初期から研削部材30を挿入した場合の排気浄化能力を超えることがない。よって、本実施形態では、初期から研削部材30を挿入することとしている。
As can be seen from the figure, when the grinding
なお、上記実施形態では、上流側排気浄化触媒20はその上流側端部が鉛直上方に位置するようにほぼ鉛直に配置されているが、上流側排気浄化触媒20は鉛直に配置されていなくてもよい。例えば、上流側排気浄化触媒20はその上流側端部がその下流側端部よりも鉛直方向上方に位置するように、すなわち傾斜して配置されてもよい。ただし、この場合、研削部材30は上流側排気浄化触媒20の上流側端部上の位置のうち最も鉛直方向下方の位置へと転がり落ちる傾向にあるため、上流側排気浄化触媒20を通過する排気ガスの流れにより研削部材30が上流側排気浄化触媒20の上流側端部上を隈なく移動して上流側端部を均等に研削するように研削部材30の重量をより慎重に設定しなければならない。或いは、上流側排気浄化触媒20はその軸線が水平になるように配置されてもよい。この場合、研削部材30の重量の設定をさらに慎重に行わなければならない。
In the above-described embodiment, the upstream side
また、研削部材30の形状は図5に示したような先端部の尖った突出部を有する形状に限られず、如何なる形状であってもよい。従って、例えば、研削部材30の形状は図9(a)に示したような球状であってもよいし、図9(b)に示したような両端が半球状の円柱であってもよい。図9に示したように研削部材30の形状をその外形が滑らかな形状にすると、上流側排気浄化触媒20の上流側端部は図5に示したような先端部の尖った突出部を有する形状の研削部材30を用いた場合に比べて研削されにくくなる。従って、例えば、上流側排気浄化触媒20を構成する材料と研削部材30を構成する材料との関係で上流側排気浄化触媒20の上流側端部が研削され易い場合には研削部材30の形状を図9に示したような形状とし、逆に上流側排気浄化触媒20の上流側端部が研削されにくい場合には研削部材30の形状を図5に示したような形状とすることにより、上流側排気浄化触媒20の上流側端部の研削量を最適に制御することができる。
Further, the shape of the grinding
さらに、上流側排気浄化触媒20の上流側端部上で移動する研削部材30は、上流側排気浄化触媒20を内蔵するケーシング21と接触、摩擦する。このため、ケーシング21を研削部材30の耐摩耗性よりも耐摩耗性の低い材料又は耐摩耗性が同程度の材料で構成すると、研削部材30によりケーシング21の側面が研削されてケーシング21に孔が開いてしまう虞がある。このため、本実施形態では、ケーシング21を研削部材30の耐摩耗性よりも耐摩耗性の高い材料で構成するのが好ましい。或いは、ケーシング21を研削部材30と耐摩耗性が同程度の材料で構成する場合には、図4に示したようにケーシング21の内面上であって上流側排気浄化触媒20の上流側端部よりも上流側の位置に補強部材21aが設けられる。これにより、研削部材30の移動によって補強部材21aが研削されるがケーシング21が研削されることがなくなり、よってケーシング21に孔が開いてしまうことが防止される。
Further, the grinding
なお、上記記載では、上流側排気浄化触媒20に研削部材30を用いた場合について説明したが、同様に下流側排気浄化触媒23に研削部材を用いることも可能である。
In the above description, the case where the grinding
次に、図10〜図12を参照して本発明の第二実施形態の排気浄化装置について説明する。図10は、上流側排気浄化触媒の上流側端面からの長さと当該長さに位置する上流側排気浄化触媒の部分を通過する排気ガス中の炭化水素(HC)の浄化率との関係の例を示す図である。図中の丸印は上流側排気浄化触媒への炭化水素の流入流量が10g/sである場合、図中の四角印は上流側排気浄化触媒への炭化水素の流入流量が20g/sである場合をそれぞれ示している。 Next, an exhaust emission control device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is an example of the relationship between the length from the upstream end face of the upstream side exhaust purification catalyst and the purification rate of hydrocarbons (HC) in the exhaust gas passing through the portion of the upstream side exhaust purification catalyst located at the length. FIG. Circles in the figure indicate that the flow rate of hydrocarbons flowing into the upstream side exhaust purification catalyst is 10 g / s. Squares in the figure indicate that the flow rate of hydrocarbons into the upstream side exhaust purification catalyst is 20 g / s. Each case is shown.
図10からわかるように、上流側排気浄化触媒に流入した排気ガス中のHCは主に上流側排気浄化触媒の上流側端部近傍の部分において浄化される。特に、図10に示した例では、上流側排気浄化触媒に流入した排気ガスが上流側端面からの長さが50mmの位置を通過する時点ではHCは90%近く浄化されており、80mmの位置を通過する時点ではHCは100%近く浄化されている。従って、図10に示した上流側排気浄化触媒については、上流側排気浄化触媒の全長が約80mm以上あれば流入排気ガスを十分に浄化することができ、逆に上流側排気浄化触媒の全長が80mmよりも短いと上流側排気浄化触媒から流出する排気ガス中にHC等が残ってしまうことがわかる。すなわち、上流側排気浄化触媒によって排気ガス中の有害成分を十分に浄化するためには、或る程度の上流側排気浄化触媒の長さが必要であることがわかる。 As can be seen from FIG. 10, HC in the exhaust gas flowing into the upstream side exhaust purification catalyst is mainly purified in the vicinity of the upstream end portion of the upstream side exhaust purification catalyst. In particular, in the example shown in FIG. 10, when the exhaust gas flowing into the upstream side exhaust purification catalyst passes through a position where the length from the upstream end face is 50 mm, HC is purified by nearly 90%, and the position at 80 mm At the time of passing through HC, HC has been purified by nearly 100%. Therefore, the upstream exhaust purification catalyst shown in FIG. 10 can sufficiently purify the inflowing exhaust gas if the upstream exhaust purification catalyst has a total length of about 80 mm or more, and conversely, the upstream exhaust purification catalyst has a full length of It can be seen that if it is shorter than 80 mm, HC or the like remains in the exhaust gas flowing out from the upstream side exhaust purification catalyst. That is, it can be seen that a certain length of the upstream side exhaust purification catalyst is required in order to sufficiently purify harmful components in the exhaust gas by the upstream side exhaust purification catalyst.
そこで、本実施形態では、研削部材30によって上流側排気浄化触媒20の上流側端部を研削したとしても、一定の長さ(以下、「限界長さ」と称す)の上流側排気浄化触媒20の部分が残るようにしている。ここで、限界長さとは、その長さの上流側排気浄化触媒20の部分が残っていれば上流側排気浄化触媒20によって排気ガス中の有害成分を十分に浄化することができるような長さであり、例えば図10のような傾向を示す排気浄化触媒であれば約80mm以上である。
Therefore, in the present embodiment, even if the upstream end of the upstream side
図11は、第二実施形態の本発明の上流側排気浄化触媒及びそのケーシングの断面図である。図11に示したように、本実施形態では、研削部材30に削り取られることなく限界長さの上流側排気浄化触媒20の部分が残るようにすべく、上流側排気浄化触媒20の下流側端面から排気上流側に向かって限界長さLの位置に、仕切り部材35が設けられる。見方を変えると、上流側排気浄化触媒20の下流側端面から上流側に向かって限界長さLの位置で上流側排気浄化触媒20は上流側触媒部分201と下流側触媒部分202とに分割され、これら上流側触媒部分201と下流側触媒部分202との間に仕切り部材35が設けられる。仕切り部材35は、上流側排気浄化触媒20の軸線に対して垂直な平面上で延びる。
FIG. 11 is a sectional view of the upstream side exhaust purification catalyst of the present invention and its casing according to the second embodiment. As shown in FIG. 11, in the present embodiment, the downstream end face of the upstream side
図12(a)は、仕切り部材35の平面図である。図12(a)からわかるように、仕切り部材35は、上流側排気浄化触媒20の外周部とほぼ同一の半径を有する外枠部材36と、この外枠部材36内で互いに垂直に延びる横断部材37とを具備する。図12(a)に示した実施形態では、仕切り部材35は互いに垂直に延びる二本の横断部材37を具備する。仕切り部材35を構成する外枠部材36及び横断部材37は、仕切り部材35が排気抵抗となるのを防止するため上流側排気浄化触媒20の隔壁20bと整列するのが好ましいが、隔壁20bと整列せずに排気流通路20aを横断するように延びてもよい。
FIG. 12A is a plan view of the
仕切り部材35は、耐摩耗性が研削部材30の耐摩耗性よりも高い材料で形成される。これにより、仕切り部材35よりも排気上流側に位置する上流側排気浄化触媒20の部分、すなわち上流側触媒部分201が研削部材30により削り取られて仕切り部材35が研削部材30と接触するようになると、研削部材30は仕切り部材35との間で摩擦が生じることにより研削される。このように研削部材30が仕切り部材35との接触により研削されて排気流通路20a内に完全に侵入できるような大きさまで小さくなると、研削部材30は排気ガスの流れにより排気流通路20a内を通って上流側排気浄化触媒20の下流側へと放出される。このため、上流側排気浄化触媒20は研削部材30によってそれ以上研削されることが防止され、よって限界長さの上流側排気浄化触媒20の部分、すなわち下流側触媒部分202が残る。これにより、上流側排気浄化触媒20は、研削部材30によって研削されても、排気ガス中の有害成分を十分に浄化することができるように維持される。
The
なお、上記実施形態では、仕切り部材35は互いに垂直に延びる二本の横断部材37を具備しているが、仕切り部材35の形状は他の形状であってもよい。例えば、仕切り部材35は、横断部材37を三本以上具備していてもよく、図12(b)に示した例では互いに平行に延びる一組の五本の横断部材37aと、この一組の横断部材37aに対して垂直に延びる別の組の五本の横断部材37bとを有する。
In the above-described embodiment, the
また、仕切り部材35の断面形状は、如何なる形状であってもよいが、図12(a)のラインc−cから見た仕切り部材35の断面図である図12(c)に示したように、排気上流側を向いた複数の角部を有する形状であるのが好ましい。仕切り部材35の断面形状をこのような形状とすることにより、研削部材30が磨耗し易くなり、研削部材30を上流側排気浄化触媒20の上流側端部上から迅速に除去することができるようになる。
Further, the cross-sectional shape of the
さらに、上記実施形態では、仕切り部材35を設けることで研削部材30によって研削されても限界長さの上流側排気浄化触媒20の部分が残るようにしているが、研削部材30によって研削される研削量を調整することで限界長さの上流側排気浄化触媒20の部分が残るようにしてもよい。すなわち、研削部材30の材料及び形状を適切に選択することにより、上流側排気浄化触媒20を搭載した車両が目標走行距離(例えば10万kmや7万km)を走行したときに限界長さの上流側排気浄化触媒20の部分が残るようにしてもよい。
Further, in the above embodiment, the
次に、図13及び図14を参照して本発明の第三実施形態の排気浄化装置について説明する。図13は、第三実施形態の上流側排気浄化触媒40及びそのケーシング21の断面側面図であり、図14は図13のラインXIV−XIVから見た上流側排気浄化触媒40及びケーシング21の断面平面図である。
Next, an exhaust emission control device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 13 is a cross-sectional side view of the upstream side
ところで、新品の上流側排気浄化触媒に研削部材を挿入すると、上流側排気浄化触媒がほとんど劣化していないときから、すなわち十分な排気浄化能力を発揮しているときから上流側排気浄化触媒の上流側端部の研削が開始されてしまう。斯かる事態を回避するためには、新品の上流側排気浄化触媒の使用を開始してから一定の期間に亘って上流側排気浄化触媒の上流側端部が研削部材30によって研削されにくくなるようにする必要がある。
By the way, when a grinding member is inserted into a new upstream exhaust purification catalyst, the upstream exhaust purification catalyst is not deteriorated, that is, when it exhibits sufficient exhaust purification capability, the upstream of the upstream exhaust purification catalyst. Grinding of the side end is started. In order to avoid such a situation, the upstream end of the upstream side exhaust purification catalyst is less likely to be ground by the grinding
そこで、本実施形態の上流側排気浄化触媒40では、図13に示したように、その上流側端部に凹部41を設けることとしている。凹部41は、上流側排気浄化触媒40の軸線A上に配置され、研削部材30を少なくとも部分的に収容可能な大きさである。具体的には、上流側排気浄化触媒40の軸線方向における凹部41の深さDは凹部41内に研削部材30が収容されているときに上流側排気浄化触媒40を通過する排気ガスの流れ又は上流側排気浄化触媒40を搭載した車両の振動により凹部41内から研削部材30が飛び出してしまうことのないような深さとされ、上流側排気浄化触媒40の軸線Aと垂直な方向における凹部41の幅Wはその幅内に研削部材30が完全に収まるような大きさとされる。より具体的には、上記凹部41に対応した深さD及び幅Wの空間が上流側排気浄化触媒40の上流側端部近傍の部分に形成されるように、上流側排気浄化触媒40を構成する隔壁40bの上流側部分が除去されている。
Therefore, in the upstream side
このように構成された上流側排気浄化触媒40では、新品状態から使用開始される際に研削部材30が凹部41内に収容される。凹部41内に収容された研削部材30は排気ガスの流れを受けても凹部41内から飛び出すことができず、よって凹部41内のみで移動する。このため、研削部材30は上流側排気浄化触媒40の上流側端部上を隈なく移動することができず、よって上流側排気浄化触媒40の上流側端部は基本的に研削部材30によって研削されない。ただし、研削部材30は、排気ガスの流れを受けて凹部41内で運動するため、研削部材30と凹部41を画成する隔壁40bとの間では摩擦が起こり、よって凹部41を画成する隔壁40bは徐々に研削される。特に、研削部材30によって、凹部41を画成する隔壁40bのうち凹部41の側面を画成する隔壁(すなわち研削部材30を囲うように位置する隔壁)が徐々に研削される。
In the upstream side
このため、新品状態から使用が開始されると、凹部41の側面を画成する隔壁40bが研削部材30によって徐々に研削され、これにより凹部41が徐々に横方向(すなわち、上流側排気浄化触媒40の軸線Aと垂直な方向)へ広がっていき、凹部41を画成する段が滑らかになっていく。その結果、上流側排気浄化触媒40の上流側端部全体が滑らかになり、研削部材30は上流側排気浄化触媒40の上流側端部全体上を自由に移動することができるようになる。このように、研削部材30が上流側排気浄化触媒40の上流側端部全体上を自由に移動することができるようになってから、研削部材30による上流側排気浄化触媒40の上流側端部全体の研削が開始される。
For this reason, when the use is started from a new state, the
このように、本実施形態では、上流側排気浄化触媒40の上流側端部に凹部41を設けて上流側排気浄化触媒40を新品状態から使用開始する際に研削部材30を凹部41内に収容することにより、研削部材30による上流側排気浄化触媒40の上流側端部全体の研削開始を遅らせることができる。これにより、研削部材30による上流側端部全体の研削は或る程度上流側排気浄化触媒20が劣化してから開始されるため、上流側排気浄化触媒20がほとんど劣化していないときから上流側排気浄化触媒40の上流側端部全体の研削が開始されるのが防止される。
Thus, in the present embodiment, the
なお、上流側排気浄化触媒40の上流側端部近傍の部分の劣化速度は内燃機関や、内燃機関の搭載される車両毎に異なる。従って、本実施形態では、上流側排気浄化触媒40の劣化速度に応じて上流側排気浄化触媒40の上流側端部全体の研削開始時期を調整することとしている。
It should be noted that the deterioration rate of the portion in the vicinity of the upstream end portion of the upstream side
具体的に説明すると、上流側排気浄化触媒40の劣化のうち硫黄による劣化は上流側排気浄化触媒40への流入排気ガスの空燃比をほぼ理論空燃比又はリッチにすると共に上流側排気浄化触媒40の温度を離脱開始温度以上の高温にすることによって或る程度回復せしめられるため、上流側排気浄化触媒40の劣化のうち最も問題となるのは排気ガスに含まれる鉛やリンによる劣化である。上流側排気浄化触媒40の鉛やリンによる劣化は、主に内燃機関の潤滑油が燃焼して排気ガス中にこれら成分が含まれることによって生じる。すなわち、潤滑油の消費に伴って上流側排気浄化触媒40の劣化が促進せしめられる。従って上流側排気浄化触媒40の上流側端部の劣化速度は潤滑油の消費速度に応じて変化し、潤滑油の消費速度が速いほど上流側排気浄化触媒40の上流側端部の劣化速度も速い。
More specifically, the deterioration due to sulfur among the deterioration of the upstream side
一方、新品状態において上流側排気浄化触媒40の凹部41の幅Wが小さいと、上流側排気浄化触媒40の使用開始初期には研削部材30は排気ガスの流れを受けても凹部41内であまり運動することができず、研削部材30による単位時間当たりの隔壁40bの研削量は比較的少ない。また、凹部41を滑らかにするまでに研削部材30によって研削しなければならない隔壁40bの量は多い。このため、新品状態で上流側排気浄化触媒40の使用が開始されてから、研削部材30によって上流側排気浄化触媒40の上流側端部全体の研削が開始されるまでには時間がかかる。逆に、新品状態において上流側排気浄化触媒40の凹部41の幅Wが大きいと、上流側排気浄化触媒40の使用開始初期から研削部材30は排気ガスの流れを受けると凹部41内で大きく運動することができ、よって研削部材30による単位時間当たりの隔壁40bの研削量は比較的多い。また、凹部41を滑らかにするまでに研削部材30によって研削しなければならない隔壁40bの量は少ない。このため、新品状態で上流側排気浄化触媒40の使用が開始されてから、比較的早くに研削部材30によって上流側排気浄化触媒40の上流側端部全体の研削が開始される。
On the other hand, if the width W of the
そこで、本実施形態では、潤滑油の消費速度が速い内燃機関には、上流側排気浄化触媒40の上流側部分の劣化速度が速いため、凹部41の幅Wが大きい排気浄化触媒を用いるようにしている。一方、潤滑油の消費速度が遅い内燃機関に対しては、上流側排気浄化触媒40の上流側部分の劣化速度が遅いため、凹部41の幅Wの小さい排気浄化触媒を用いるようにしている。これにより、上流側排気浄化触媒40の上流側部分が或る程度劣化してから研削部材30により上流側排気浄化触媒40の上流側端部近傍の部分が研削されるようになる。
Therefore, in the present embodiment, an exhaust purification catalyst having a large width W of the
なお、第三実施形態の排気浄化触媒は第二実施形態の排気浄化触媒と組み合わせることも可能である。 The exhaust purification catalyst of the third embodiment can be combined with the exhaust purification catalyst of the second embodiment.
なお、上記説明では、NOXや硫黄成分はNOX吸蔵剤等に吸蔵されるものとして説明しているが、この「吸蔵」という用語は、「吸収」(例えば、硫黄成分であれば硫酸塩等の形で蓄積すること)及び「吸着」(例えば、硫黄成分であればSOXをSO2等の形で吸着すること)の両概念を含むものとして用いられる。また、NOX吸蔵剤等からの「離脱」という用語についても、「吸収」に対応する「放出」及び「吸着」に対応する「脱離」の両概念を含むものとして用いられる。 In the above description, the NO X and sulfur components are described as being stored in the NO X storage agent or the like, but the term “occlusion” is “absorption” (for example, sulfate for a sulfur component). forms that accumulate in) and "adsorption" etc. (e.g., used to include both concepts can) to adsorb in the form of 2 such as SO and SO X if sulfur component. Further, the term “detachment” from the NO X storage agent or the like is also used to include both concepts of “release” corresponding to “absorption” and “desorption” corresponding to “adsorption”.
1 機関本体
19 排気マニホルド
20、40 上流側排気浄化触媒
20a、40a 排気流通路
20b、40b 隔壁
21 ケーシング
22 排気管
23 下流側排気浄化触媒
24 ケーシング
30 研削部材
35 仕切り部材
41 凹部
DESCRIPTION OF
Claims (9)
内燃機関の運転中に上記排気浄化触媒の上流側端部上を移動することにより排気浄化触媒の上流側端部を研削する研削手段を具備する、内燃機関の排気浄化装置。 In an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, comprising an exhaust gas purification catalyst disposed in an engine exhaust passage, wherein exhaust gas flows into the exhaust gas purification catalyst from its upstream end and flows out from its downstream end.
An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, comprising grinding means for grinding the upstream end portion of the exhaust purification catalyst by moving on the upstream end portion of the exhaust purification catalyst during operation of the internal combustion engine.
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JP2005301596A JP2007107495A (en) | 2005-10-17 | 2005-10-17 | Exhaust emission control device for internal combustion engine |
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-
2005
- 2005-10-17 JP JP2005301596A patent/JP2007107495A/en active Pending
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GB2546158A (en) * | 2015-11-30 | 2017-07-12 | Johnson Matthey Plc | Diesel oxidation catalyst having a capture region for exhaust gas impurities |
US10155197B2 (en) | 2015-11-30 | 2018-12-18 | Johnson Matthey Public Limited Company | Diesel oxidation catalyst having a capture region for exhaust gas impurities |
GB2546158B (en) * | 2015-11-30 | 2019-07-17 | Johnson Matthey Plc | Diesel oxidation catalyst having a capture region for exhaust gas impurities |
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