JP2007291980A - 排気浄化装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】排気温度の低い運転状態が長く続くような運行形態の車両であっても、パティキュレートとNOxとの同時低減を実現し得るようにする。
【解決手段】各流路12の入口側を目封じしている栓体13を入側端面から所要長さだけ流路12奥側へ入り込んだ位置に配置し且つ少なくとも入口側の栓体13の配置位置から入側端面までの前方部分に酸化触媒11aを担持せしめた奥栓式のパティキュレートフィルタ11を排気管9の途中に介装し、そのパティキュレートフィルタ11の前段に低排気温度条件で排気ガス7中のNOxと炭化水素を同時吸着し且つその吸着したNOx中のNO2を前記炭化水素の酸化生成物である亜酸化炭化水素と反応させて還元浄化するNOx吸着触媒16を装備する。
【選択図】図1
【解決手段】各流路12の入口側を目封じしている栓体13を入側端面から所要長さだけ流路12奥側へ入り込んだ位置に配置し且つ少なくとも入口側の栓体13の配置位置から入側端面までの前方部分に酸化触媒11aを担持せしめた奥栓式のパティキュレートフィルタ11を排気管9の途中に介装し、そのパティキュレートフィルタ11の前段に低排気温度条件で排気ガス7中のNOxと炭化水素を同時吸着し且つその吸着したNOx中のNO2を前記炭化水素の酸化生成物である亜酸化炭化水素と反応させて還元浄化するNOx吸着触媒16を装備する。
【選択図】図1
Description
本発明は、排気浄化装置に関するものである。
ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレート(Particulate Matter:粒子状物質)は、炭素質から成る煤と、高沸点炭化水素成分から成るSOF分(Soluble Organic Fraction:可溶性有機成分)とを主成分とし、更に微量のサルフェート(ミスト状硫酸成分)を含んだ組成を成すものであるが、この種のパティキュレートの低減対策としては、排気ガスが流通する排気管の途中に、パティキュレートフィルタを装備することが従来より行われている。
この種のパティキュレートフィルタは、コージェライト等のセラミックから成る多孔質のハニカム構造を成し、格子状に区画された各流路の入口が交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路については、その出口が目封じされるようになっており、各流路を区画する多孔質薄壁を透過した排気ガスのみが下流側へ排出される一方、排気ガス中のパティキュレートが多孔質薄壁の内側表面に捕集されるようになっている。
ただし、ディーゼルエンジンの排気浄化を図る場合、前述のように排気ガス中のパティキュレートを除去するだけでは十分ではなく、排気ガス中に含まれるNOx(窒素酸化物)についても除去する必要があるので、パティキュレートフィルタとNOx吸蔵還元触媒とを併用してパティキュレートとNOxの同時低減化を図ることが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
ここで、NOx吸蔵還元触媒とは、排気空燃比がリーンの時に排気ガス中のNOxを酸化して硝酸塩の状態で一時的に吸蔵し、排気ガス中のO2濃度が低下した時に未燃の炭化水素やCO等の介在によりNOxを分解放出して還元浄化する性質を備えたものであり、一般的には、Li,Na,K等のアルカリ金属や、Ba等のアルカリ土類金属をNOx吸蔵材としてPt等の貴金属原料と共にシリカ等の多孔質材を担持せしめたものが知られている。
斯かるNOx吸蔵還元触媒においては、NOxの吸蔵量が増大して飽和量に達してしまうと、それ以上のNOxを吸蔵できなくなるため、定期的にNOx吸蔵還元触媒に流入する排気ガスのO2濃度を低下させてNOxを分解放出させる必要があり、例えば、NOx吸蔵還元触媒をディーゼルエンジンに適用する場合には、機関をリッチ空燃比で運転することが困難であるため、NOx吸蔵還元触媒の上流側の排気管内にインジェクタ等を介し燃料(炭化水素)を還元剤として直接添加するようにしている。
他方、パティキュレートフィルタに捕集されたパティキュレート(主として煤分)は、NOxがNOx吸蔵還元触媒に吸蔵される際や吸蔵NOxが還元される際に生ずる活性酸素により酸化浄化(燃焼除去)されることになる。
特開2004−176636号公報
しかしながら、この種のNOx吸蔵還元触媒においては、必要な触媒活性が得られる活性温度域があり、この活性温度域の下限温度(約150℃程度)を下まわるような低い排気温度での運転状態(一般的に低負荷運転領域に排気温度が低い領域が拡がっている)が続くと、NOx吸蔵還元触媒によるNOx低減効果が殆ど得られないという問題があり、例えば、都市部の路線バス等のように渋滞路ばかりを走行するようなアイドリング主体の運行形態の車両では、必要な下限温度以上での運転が長く継続しないため、いくらパティキュレートフィルタにNOx吸蔵還元触媒を併用しても、パティキュレートとNOxの同時低減化を図ることが難しかった。
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、排気温度の低い運転状態が長く続くような運行形態の車両であっても、パティキュレートとNOxとの同時低減を実現し得るようにした排気浄化装置を提供することを目的としている。
本発明は、各流路の入口側を目封じしている栓体を入側端面から所要長さだけ流路奥側へ入り込んだ位置に配置し且つ少なくとも入口側の栓体の配置位置から入側端面までの前方部分に酸化触媒を担持せしめた奥栓式のパティキュレートフィルタを排気管の途中に介装し、そのパティキュレートフィルタの前段に低排気温度条件で排気ガス中のNOxと炭化水素を同時吸着し且つその吸着したNOx中のNO2を前記炭化水素の酸化生成物である亜酸化炭化水素と反応させて還元浄化するNOx吸着触媒を装備したことを特徴とする排気浄化装置、に係るものである。
而して、このようにすれば、排気温度が低い運転状態で排気ガス中のNOxと炭化水素がNOx吸着触媒に同時吸着され、その吸着された炭化水素が低排気温度条件下で緩慢に排気ガス中の酸素と反応して亜酸化炭化水素となり(排気温度が高い条件下では炭化水素が燃焼してしまう)、前記NOx吸着触媒に吸着されているNOx中のNO2が前記亜酸化炭化水素と反応して還元浄化される。
また、吸着中に炭化水素の亜酸化炭化水素への酸化反応熱に助勢されてNOからNO2への酸化反応も局部的に促されるため、吸着中に新たにNOからNO2となったものも亜酸化炭化水素と反応して還元浄化されることになり、NOx吸着触媒に吸着されたNOxのうちの約30%程度が還元浄化されて低減される。
即ち、排気温度が低い運転状態にあっては、炭化水素の濃度が相対的に高い状態となっているため、NOx吸着触媒にはNOxだけでなく炭化水素も一緒に吸着されることになり、しかも、排気ガスの流量やNOx濃度が共に低い状態となっているため、前述の如き緩慢な反応を主体としたNOxの還元浄化作用でも有効なNOx低減効果が得られることになる。
他方、亜酸化炭化水素により還元浄化されないままNOx吸着触媒に残るNOxは、停止状態から加速発進するような排気温度の高い運転状態を迎えることで放出されることになるが、その一部が直後のパティキュレートフィルタの前方部分における酸化触媒で酸化されてNO2となるので、ここで新たに生成されたNO2が前記NOx吸着触媒から残余のNOxと共に放出された亜酸化炭化水素と更に反応して還元浄化される。
また、酸化触媒の直後のパティキュレートフィルタにおいては、排気温度条件と無関係にパティキレートが捕集されていくため、パティキュレートとNOxの同時低減化が図られることになる。
更に、本発明においては、NOx吸着触媒に三元触媒を粒状に散在せしめたり、NOx吸着触媒の出側端面付近の所要範囲に三元触媒を担持せしめたり、パティキュレートフィルタの入側端面付近の所要範囲に三元触媒を担持せしめたりすることが好ましい。
このようにすれば、排気温度の高い運転状態を迎えることでNOx吸着触媒から放出された残余のNOxが、一緒に放出された炭化水素や排気ガス中のCOと反応し、NOxの酸素が炭化水素やCOの酸化に使用されてNOxが窒素に還元され、炭化水素とCOは酸化反応により無害な水と炭酸ガスとなる。
尚、この種の三元触媒は、少なくともλ1.1以下程度の空気過剰率の極めて低い雰囲気下でないと有効に機能しないため、一般的にはガソリンエンジン(ガソリンエンジンの排気ガスは空気過剰率が低い)にしか適用されてこなかった。
しかしながら、仮に排気ガスの発生源である内燃機関がディーゼルエンジン(ディーゼルエンジンの排気ガスは空気過剰率が高い)であったとしても、近年におけるディーゼルエンジンは厳しい排気ガス規制に対応するべく多量の排気ガス再循環(EGR:Exhaust Gas Recirculation)を行うようになってきており、ディーゼルエンジンの排気ガスの空気過剰率はガソリンエンジンに近づいてきているのが実情である。
しかも、ここで想定されているような停止状態から加速発進して排気温度の高い運転状態を迎えるケースでは、EGR過多の状況に近づいて低λ状態になり易いため、ディーゼルエンジンにも適用し得る余地が十分にあり、例えば、必要に応じて三元触媒にセリア等のO2ストレージ剤を一緒に担持させてλ1.0近くまで局所的に導くようにすれば、より確実に三元触媒を機能させることが可能となる。
尚、NOx吸着触媒に対し三元触媒の担持を部分的に留めているのは、NOx吸着触媒の広範な領域に三元触媒を担持させた場合に、NOx吸着触媒の吸着性能が低下してしまうことを考慮しているからであり、パティキュレートフィルタの前方部分に対し三元触媒の担持を部分的に留めているのは、パティキュレートフィルタの前方部分の広範な領域に三元触媒を担持させた場合に、炭化水素の酸化反応を助勢する酸化触媒の性能が低下してしまうことを考慮しているからである。
また、本発明においては、排気ガス中に燃料を添加する燃料添加手段を備えることが好ましく、このようにすれば、燃料添加手段により排気ガス中に添加した燃料が直後のパティキュレートフィルタの前方部分における酸化触媒を通過する間に酸化反応し、その反応熱がパティキュレートフィルタの後方部分に対し排気ガスを介さずに直接的に伝わり、パティキュレートフィルタの触媒床温度が効率良く上げられてパティキュレートが燃やし尽くされ、パティキュレートフィルタの再生化が図られることになる。
上記した本発明の排気浄化装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
(I)本発明の請求項1に記載の発明によれば、低排気温度条件で排気ガス中のNOxと炭化水素をNOx吸着触媒に同時吸着し且つその吸着したNOx中のNO2を前記炭化水素の酸化生成物である亜酸化炭化水素と反応させて還元浄化することができ、しかも、還元浄化されずにNOx吸着触媒に残ったNOxを排気温度の高い運転状態を迎えた時に放出させて一部を直後のパティキュレートフィルタの前方部分における酸化触媒でNO2とし、この新たに生成されたNO2を亜酸化炭化水素と更に反応させて還元浄化することもできるので、排気温度の低い運転状態が長く続くような運行形態の車両であっても、排気温度条件と無関係にパティキレートを捕集することが可能なパティキュレートフィルタと前記NOx吸着触媒とを併用することでパティキュレートとNOxとの同時低減を実現することができる。
(II)本発明の請求項2、3、4に記載の発明によれば、排気温度の高い運転状態を迎えることでNOx吸着触媒から放出された残余のNOxを、一緒に放出された炭化水素や排気ガス中のCOと反応させて還元浄化することができ、これにより炭化水素とCOも無害な水と炭酸ガスに酸化浄化することもできる。
(III)本発明の請求項5に記載の発明によれば、燃料添加手段により排気ガス中に燃料を添加して直後のパティキュレートフィルタの前方部分における酸化触媒で酸化反応させ、その反応熱をパティキュレートフィルタの後方部分に直接的に伝えて触媒床温度を効率良く上げ、パティキュレートフィルタの後方部分に捕集されたパティキュレートを燃やし尽くすことができるので、パティキュレートフィルタの確実な再生化を図ることができる。
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
図1〜図4は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図1中における1はターボチャージャ2を搭載したディーゼルエンジンを示しており、エアクリーナ3から導いた吸気4が吸気管5を介し前記ターボチャージャ2のコンプレッサ2aへと送られ、該コンプレッサ2aで加圧された吸気4が更にインタクーラ6へと送られて冷却され、該インタクーラ6から図示しないインテークマニホールドへと吸気4が導かれてディーゼルエンジン1の各シリンダに導入されるようにしてある。
また、このディーゼルエンジン1の各シリンダから排出された排気ガス7が排気マニホールド8を介し前記ターボチャージャ2のタービン2bへと送られ、該タービン2bを駆動した排気ガス7が排気管9を介し車外へ排出されるようにしてある。
そして、この排気ガス7が流通する排気管9の途中に介装されたフィルタケース10内には、前方部分に酸化触媒11aを一体構成した奥栓式のパティキュレートフィルタ11が収容されており、その構造を模式的に示した図2により詳述すると、このパティキュレートフィルタ11は、セラミックから成る多孔質のハニカム構造となっており、格子状に区画された各流路12の入口が栓体13により交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路12については、その出口が栓体14により目封じされるようになっており、各流路12を区画する多孔質薄壁15を透過してパティキュレートを捕集された排気ガス7のみが下流側へ排出されるようにしてあるが、入口側の栓体13が入側端面から所要長さだけ流路12奥側へ入り込んだ位置に配置され、その入口側の栓体13の配置位置から入側端面までの前方部分に、炭化水素の酸化反応を助勢する機能を高めた酸化触媒11a(図3参照)が担持されており、入口側の栓体13の配置位置から出側端面までの後方部分には、捕集済みパティキュレートの酸化反応を助勢する機能を高めた酸化触媒11b(図3参照)が担持されるようになっている。
尚、一般的には、前方部分の酸化触媒11aの方が後方部分の酸化触媒11bよりもPtやPd等の活性種の量を多くしたものとなるのが通常であるが、パティキュレートフィルタ11全体に一様の酸化触媒を担持させるようにしても良い。
また、図1に示されている通り、フィルタケース10内におけるパティキュレートフィルタ11の前段には、低排気温度条件で排気ガス7中のNOxと炭化水素を同時吸着し且つその吸着したNOx中のNO2を前記炭化水素の酸化生成物である亜酸化炭化水素と反応させて還元浄化するNOx吸着触媒16が装備されている。
尚、ここで言うNOx吸着触媒16とは、先の背景技術の説明で述べたところのNOx吸蔵還元触媒(排気空燃比がリーンの時に排気ガス7中のNOxを酸化して硝酸塩の状態で一時的に吸蔵し且つ排気ガス7中のO2濃度が低下した時に未燃の炭化水素やCO等の介在によりNOxを分解放出して還元浄化する性質を持つもの)とは全く異なるものであり(特許文献1で述べられている「NOx吸着触媒」の実体はNOx吸蔵還元触媒である)、図4に一部を切り欠いて概略的に示す如く、排気ガス7中のNOxや炭化水素を物理的に吸着する能力に優れたゼオライトから成るフロースルー型のハニカム構造となっている。
ゼオライトはアルミノケイ酸塩質の多孔性結晶材料であり、結晶中に均一な分子レベルの細孔を規則正しく配向して備えていることを特徴とし、この細孔を通じて各種の分子を空洞又は孔路内に吸着する性質を備えており、このような性質以外にも、細孔が均一であることに基づく分子ふるい作用を持つ性質(細孔の孔径より小さい分子しか吸着しない)、結晶構造中のカチオンの作用により極性物質を強く吸着する性質、触媒作用を持つ性質も兼ね備えている。
また、この種のゼオライトは、その骨格構造の型に基づき多種類に分類されるが、低排気温度条件下で細孔内へNOxと炭化水素を吸着する能力と、吸着した炭化水素を低排気温度条件下で緩慢に排気ガス中の酸素と反応させて亜酸化炭化水素とする能力と、高耐熱性、高耐久性とに優れたものを適宜に選定すれば良く、同様の性質を備えたゼオライト類縁化合物の中から選定することも可能である。
更に、特に本形態例においては、このようなNOx吸着触媒16に、三元触媒17を粒状に散在せしめると共に、NOx吸着触媒16の出側端面付近の所要範囲に三元触媒17を担持せしめた構成を採用している。
ここで、NOx吸着触媒16に対し三元触媒17の担持を部分的に留めているのは、NOx吸着触媒16の広範な領域に三元触媒17を担持させた場合に、NOx吸着触媒16の吸着性能が低下してしまうことを考慮しているからである。
また、本形態例では、パティキュレートフィルタ11の強制再生を行う必要が生じた際に、ディーゼルエンジン1の各シリンダに燃料を噴射する燃料噴射装置18(図1参照)の燃料噴射制御が通常モードから再生モードに切り替わり、圧縮上死点(クランク角0゜)付近で行われる燃料のメイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い非着火のタイミング(開始時期がクランク角90゜〜120゜の範囲)でポスト噴射が実行されるようになっている。
つまり、このようにメイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い非着火のタイミングでポスト噴射が行われると、このポスト噴射により排気ガス7中に未燃の燃料(主として炭化水素)が添加されることになり、この未燃の燃料により生じた炭化水素(HCガス)が排気ガス7と共にディーゼルエンジン1から排出されることになる。
尚、この際に、メイン噴射の燃料の一部をメイン噴射直後の燃焼可能なタイミングでアフタ噴射として振り分け、若干遅めのタイミングで燃焼せしめることによりディーゼルエンジン1の熱効率を下げ、燃料の発熱量のうちの動力に利用されない熱量を増やして排気温度を積極的に上げるようにしても良い。
また、本形態例においては、排気温度の低い運転状態が長く続くような運行形態の車両を対象とし、低排気温度条件下でのパティキュレートとNOxの同時低減化を図ることを中心に説明しているため、中・高負荷の排気温度の高い運転状態におけるNOx対策についての詳細な説明を割愛しているが、中・高負荷の排気温度の高い運転状態にあっては、排気側から排気ガス7の一部を抜き出して吸気側へと戻し、その吸気側に戻された排気ガス7で各シリンダ内での燃料の燃焼を抑制させて燃焼温度を下げることによりNOx(窒素酸化物)の発生を低減するようにした、いわゆる排気ガス再循環(EGR:Exhaust Gas Recirculation)を実行してNOxの低減化を図るようにすれば良い。
而して、このように排気浄化装置を構成すれば、排気温度が低い運転状態で排気ガス7中のNOxと炭化水素がNOx吸着触媒16に同時吸着され、その吸着された炭化水素が低排気温度条件下で緩慢に排気ガス7中の酸素と反応して亜酸化炭化水素となり(排気温度が高い条件下では炭化水素が燃焼してしまう)、前記NOx吸着触媒16に吸着されているNOx中のNO2が前記亜酸化炭化水素と反応して還元浄化される。
また、吸着中に炭化水素の亜酸化炭化水素への酸化反応熱に助勢されてNOからNO2への酸化反応も局部的に促されるため、吸着中に新たにNOからNO2となったものも亜酸化炭化水素と反応して還元浄化されることになり、NOx吸着触媒16に吸着されたNOxのうちの約30%程度が還元浄化されて低減される。
即ち、排気温度が低い運転状態にあっては、炭化水素の濃度が相対的に高い状態となっているため、NOx吸着触媒16にはNOxだけでなく炭化水素も一緒に吸着されることになり、しかも、排気ガス7の流量やNOx濃度が共に低い状態となっているため、前述の如き緩慢な反応を主体としたNOxの還元浄化作用でも有効なNOx低減効果が得られることになる。
他方、亜酸化炭化水素により還元浄化されないままNOx吸着触媒16に残るNOxは、停止状態から加速発進するような排気温度の高い運転状態を迎えることで放出されることになるが、そのNOx吸着触媒16から放出された残余のNOxが、一緒に放出された炭化水素や排気ガス7中のCOと三元触媒17を介して反応し、NOxの酸素が炭化水素やCOの酸化に使用されてNOxが窒素に還元され、炭化水素とCOは酸化反応により無害な水と炭酸ガスとなる。
尚、この種の三元触媒17は、少なくともλ1.1以下程度の空気過剰率の極めて低い雰囲気下でないと有効に機能しないため、一般的にはガソリンエンジン(ガソリンエンジンの排気ガス7は空気過剰率が低い)にしか適用されてこなかったが、本形態例のように、排気ガス7の発生源である内燃機関がディーゼルエンジン1(ディーゼルエンジン1の排気ガス7は空気過剰率が高い)であったとしても、近年におけるディーゼルエンジン1は厳しい排気ガス7規制に対応するべく多量の排気ガス再循環(EGR:Exhaust Gas Recirculation)を行うようになってきているため、ディーゼルエンジン1の排気ガス7の空気過剰率はガソリンエンジンに近づいてきている。
しかも、ここで想定されているような停止状態から加速発進して排気温度の高い運転状態を迎えるケースでは、EGR過多の状況に近づいて低λ状態になり易いため、ディーゼルエンジン1にも適用し得る余地が十分にあり、例えば、必要に応じて三元触媒17にセリア等のO2ストレージ剤を一緒に担持させてλ1.0近くまで局所的に導くようにすれば、より確実に三元触媒17を機能させることが可能となる。
また、排気温度の高い運転状態でNOx吸着触媒16から放出されたNOxの一部が直後のパティキュレートフィルタ11の前方部分における酸化触媒11aで酸化されてNO2となるので、ここで新たに生成されたNO2が前記NOx吸着触媒16から残余のNOxと共に放出された亜酸化炭化水素と更に反応して還元浄化される反応も併存することになる。
更に、直後のパティキュレートフィルタ11においては、排気温度条件と無関係にパティキレートが捕集されていくため、パティキュレートとNOxの同時低減化が図られることになる。
そして、パティキュレートフィルタ11の強制再生を行う必要が生じた際には、燃料噴射装置18の燃料噴射制御を通常モードから再生モードに切り替え、ポスト噴射を実行することで燃料添加を行えば良く、このようにすれば、排気ガス7中に添加された燃料が直後のパティキュレートフィルタ11の前方部分における酸化触媒11aを通過する間に酸化反応し、その反応熱がパティキュレートフィルタ11の後方部分に対し排気ガス7を介さずに直接的に伝わり、パティキュレートフィルタ11の触媒床温度が効率良く上げられてパティキュレートが燃やし尽くされ、パティキュレートフィルタ11の再生化が図られることになる。
従って、上記形態例によれば、低排気温度条件で排気ガス7中のNOxと炭化水素をNOx吸着触媒16に同時吸着し且つその吸着したNOx中のNO2を前記炭化水素の酸化生成物である亜酸化炭化水素と反応させて還元浄化することができ、しかも、還元浄化されずにNOx吸着触媒16に残ったNOxを排気温度の高い運転状態を迎えた時に放出させ、一緒に放出された炭化水素や排気ガス中のCOと三元触媒を介し反応させて還元浄化し且つ炭化水素とCOも無害な水と炭酸ガスに酸化浄化することができ、更には、NOx吸着触媒16から放出されたNOxの一部を直後のパティキュレートフィルタ11の前方部分における酸化触媒11aでNO2とし、この新たに生成されたNO2を亜酸化炭化水素と更に反応させて還元浄化することもできるので、排気温度の低い運転状態が長く続くような運行形態の車両であっても、排気温度条件と無関係にパティキレートを捕集することが可能なパティキュレートフィルタ11と前記NOx吸着触媒16とを併用することでパティキュレートとNOxとの同時低減を実現することができる。
また、燃料噴射装置18によるポスト噴射で排気ガス7中に燃料を添加して直後のパティキュレートフィルタ11の前方部分における酸化触媒11aで酸化反応させ、その反応熱をパティキュレートフィルタ11の後方部分に直接的に伝えて触媒床温度を効率良く上げ、パティキュレートフィルタ11の後方部分に捕集されたパティキュレートを燃やし尽くすことができるので、パティキュレートフィルタ11の確実な再生化を図ることができる。
図5は本発明の別の形態例を示すもので、パティキュレートフィルタ11の入側端面付近の所要範囲に三元触媒17を担持せしめた場合を例示しており、このようにした場合でも、排気温度の高い運転状態を迎えることでNOx吸着触媒16から放出された残余のNOxを、一緒に放出された炭化水素や排気ガス中のCOと三元触媒17を介して反応させ、NOxの酸素を炭化水素やCOの酸化に使用してNOxを窒素に還元浄化すると共に、炭化水素とCOを無害な水と炭酸ガスとに酸化浄化することができる。
ここで、パティキュレートフィルタ11の前方部分に対し三元触媒17の担持を部分的に留めているのは、パティキュレートフィルタ11の前方部分の広範な領域に三元触媒17を担持させた場合に、炭化水素の酸化反応を助勢する酸化触媒11aの性能が低下してしまうことを考慮しているからである。
また、本形態例において、パティキュレートフィルタ11の入側端面付近の所要範囲に三元触媒17を担持せしめるにあたり、先の図1〜図4の形態例でNOx吸着触媒16に粒状に散在していた三元触媒17や、NOx吸着触媒16の出側端面付近の所要範囲に担持されていた三元触媒17を不要とすることもできるが、これらを適宜に組み合わせてNOx吸着触媒16側とパティキュレートフィルタ11側の両方に三元触媒17を併用することも可能である。
尚、本発明の排気浄化装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、先の形態例においては、排気ガス中に燃料を添加する燃料添加手段として、燃料のメイン噴射に続いて非着火のタイミングでポスト噴射を追加することで排気ガス中に燃料を添加する場合を例示しているが、メイン噴射自体の噴射時期を通常より遅らせることで排気ガス中に燃料の未燃分を多く残して燃料添加とすることも可能であり、また、排気管の上流側にインジェクタを別途装備して排気管内に燃料を直噴することも可能であること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
9 排気管
11 パティキュレートフィルタ
11a 酸化触媒
12 流路
13 入口側の栓体
16 NOx吸着触媒
17 三元触媒
18 燃料噴射装置(燃料添加手段)
11 パティキュレートフィルタ
11a 酸化触媒
12 流路
13 入口側の栓体
16 NOx吸着触媒
17 三元触媒
18 燃料噴射装置(燃料添加手段)
Claims (5)
- 各流路の入口側を目封じしている栓体を入側端面から所要長さだけ流路奥側へ入り込んだ位置に配置し且つ少なくとも入口側の栓体の配置位置から入側端面までの前方部分に酸化触媒を担持せしめた奥栓式のパティキュレートフィルタを排気管の途中に介装し、そのパティキュレートフィルタの前段に低排気温度条件で排気ガス中のNOxと炭化水素を同時吸着し且つその吸着したNOx中のNO2を前記炭化水素の酸化生成物である亜酸化炭化水素と反応させて還元浄化するNOx吸着触媒を装備したことを特徴とする排気浄化装置。
- NOx吸着触媒に三元触媒を粒状に散在せしめたことを特徴とする請求項1に記載の排気浄化装置。
- NOx吸着触媒の出側端面付近の所要範囲に三元触媒を担持せしめたことを特徴とする請求項1又は2に記載の排気浄化装置。
- パティキュレートフィルタの入側端面付近の所要範囲に三元触媒を担持せしめたことを特徴とする請求項1、2又は3に記載の排気浄化装置。
- 排気ガス中に燃料を添加する燃料添加手段を備えたことを特徴とする請求項1、2、3又は4に記載の排気浄化装置。
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