JP2007315274A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の排気通路に設けられ添加剤が供給される触媒を備える排気浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust emission control device including a catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine and supplied with an additive.
ディーゼルエンジンの排気中にはパティキュレートマター(以下、PMという)が多く含まれており、当該PMの大気中への排出を防止するためにディーゼルエンジンの排気通路には当該PMを捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ(以下、DPFという)が設けられている。
ただし、当該DPFのPM捕集量には限界があるため、一般には当該DPFより排気上流側に酸化触媒を設け、当該酸化触媒へ未燃の燃料(HC)等の添加剤を供給し酸化反応を生じさせ、この酸化反応熱により排気温度を上昇させることでDPFに捕集されたPMを焼却除去する、所謂強制再生が定期的に実行される。
Diesel engine exhaust contains a lot of particulate matter (hereinafter referred to as PM), and diesel that collects the PM in the exhaust passage of the diesel engine in order to prevent the exhaust of the PM into the atmosphere. A particulate filter (hereinafter referred to as DPF) is provided.
However, since there is a limit to the amount of PM collected by the DPF, an oxidation catalyst is generally provided upstream of the DPF and an additive such as unburned fuel (HC) is supplied to the oxidation catalyst. And the so-called forced regeneration, in which the PM trapped in the DPF is incinerated and removed by raising the exhaust gas temperature by the oxidation reaction heat, is periodically executed.
また、ディーゼルエンジンや筒内噴射型ガソリンエンジン等で希薄な(リーン)空燃比での運転を行うと、排気中に多くのNOxが含まれることとなるため、一般にこのようなエンジンの排気通路には、NOxを吸蔵するNOx吸蔵触媒が設けられている。
ただし、当該NOx吸蔵触媒のNOx吸蔵量についても限界があり、このようなエンジンでは、当該NOx吸蔵触媒へ未燃の燃料(HC)や尿素水(NH3)等の添加剤を供給することで吸蔵されたNOxを放出還元する、所謂NOxパージが定期的に実行される。
In addition, when operating with a lean (lean) air-fuel ratio in a diesel engine or an in-cylinder gasoline engine, etc., a large amount of NOx is contained in the exhaust gas. Is provided with a NOx storage catalyst for storing NOx.
However, the NOx occlusion amount of the NOx occlusion catalyst has a limit, and in such an engine, an additive such as unburned fuel (HC) or urea water (NH 3 ) is supplied to the NOx occlusion catalyst. A so-called NOx purge, in which the stored NOx is released and reduced, is periodically performed.
そして、上記のように添加剤が供給される酸化触媒やNOx吸蔵触媒の構造は、担体上に触媒機能を有する触媒金属が担持された触媒層が設けられて構成されている(特許文献1参照)。
しかしながら、ディーゼルエンジンや、筒内噴射型ガソリンエンジンのリーン空燃比運転時等は、排気温度が低くなるという傾向がある。このように排気温度の低い状態で酸化触媒やNOx吸蔵触媒に添加剤を供給すると、当該添加剤の気化が十分に行われずに液滴状の添加剤が触媒表面に多く付着することとなる。
排気温度や触媒温度が十分に高い場合には、触媒表面に付着した液滴状の添加剤も気化されていくが、排気温度や触媒温度が低い場合には、添加剤の付着速度が添加剤の気化速度を上回り、付着量が増大していってしまう。
However, during a lean air-fuel ratio operation of a diesel engine or a direct injection gasoline engine, the exhaust temperature tends to be low. When the additive is supplied to the oxidation catalyst or the NOx storage catalyst in a state where the exhaust temperature is low in this way, the additive is not sufficiently vaporized and a large amount of droplet-like additive adheres to the catalyst surface.
When the exhaust temperature and catalyst temperature are sufficiently high, the droplet-like additive adhering to the catalyst surface is also vaporized. However, when the exhaust temperature and catalyst temperature are low, the additive deposition rate is low. The vaporization rate is exceeded and the amount of adhesion increases.
そして、上記特許文献1に開示された技術のように触媒層が上下2層に設けられ、それぞれの層に異なる触媒金属を担持させる構成であっても、触媒層表面に液滴状の添加剤が付着していくと、当該添加剤に被覆された部分の触媒金属の触媒機能は低下し、これにより触媒機能の低下や停止(失活)を招くおそれがある。
また、一般的に触媒層が2層に構成されている触媒では、表層触媒層に触媒金属が多く担持されており、このような構成であると液滴状の添加剤付着による影響が大きくなるという問題がある。
Even when the catalyst layers are provided in two upper and lower layers as in the technique disclosed in
In general, in a catalyst having two catalyst layers, a large amount of catalyst metal is supported on the surface catalyst layer. With such a configuration, the influence of adhesion of droplet-like additive is increased. There is a problem.
また、上記特許文献1のように、2層の触媒層にそれぞれ異なる触媒金属を担持させる構成であると、構造が複雑となりコストが増加するという問題がある。
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、コストの増加を招くことなく、触媒に添加剤が付着することによる触媒機能の低下を防止し、耐失活性を向上させることのできる内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。
Further, as in the above-mentioned
The present invention has been made to solve such problems, and the object of the present invention is to prevent a decrease in catalyst function due to adhesion of an additive to the catalyst without causing an increase in cost, and to improve resistance. An object of the present invention is to provide an exhaust emission control device for an internal combustion engine that can improve deactivation.
上記した目的を達成するために、請求項1の内燃機関の排気浄化装置では、内燃機関の排気通路に設けられ、少なくとも酸化機能を有する触媒と、該触媒へ、該触媒により酸化される添加剤を供給する添加剤供給手段とを備え、前記触媒は、担体上に内層触媒層及び表層触媒層の2層の触媒層が設けられ、該内層触媒層及び該表層触媒層には同一種の触媒金属が担持され、該内層触媒層の触媒金属担持密度は前記表層触媒層の触媒金属担持密度よりも高いことを特徴としている。
In order to achieve the above object, in the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to
つまり、内燃機関の排気通路に設けられ添加剤が添加される触媒において、担体上に内層触媒層と表層触媒層からなる2層の触媒層を設け、当該内層触媒層及び表層触媒層に同一種の触媒金属を担持するとともに、内層触媒層の触媒金属担持密度を表層触媒層の触媒金属担持密度よりも高くする。
当該構成により、当該触媒に添加剤が添加された際に、表層触媒層によって触媒の表面に付着した液滴状の添加剤の気化を行い、内層触媒層によって気化した添加剤の酸化を積極的に行う。
In other words, in a catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine to which an additive is added, two catalyst layers comprising an inner layer catalyst layer and a surface layer catalyst layer are provided on the carrier, and the same type is provided in the inner layer catalyst layer and the surface layer catalyst layer. The catalyst metal support density of the inner catalyst layer is made higher than the catalyst metal support density of the surface catalyst layer.
With this configuration, when an additive is added to the catalyst, the surface layer catalyst layer vaporizes the droplet-like additive attached to the surface of the catalyst, and actively oxidizes the additive vaporized by the inner catalyst layer. To do.
請求項2の内燃機関の排気浄化装置では、請求項1において、前記触媒は酸化触媒であり、前記排気管の該酸化触媒の排気下流側には、排気中のパティキュレートマターを捕集するパティキュレートフィルタを有し、前記添加剤供給手段は所定時期に前記酸化触媒に添加剤を供給することを特徴としている。
つまり、前段に酸化触媒、後段にパティキュレートフィルタを備えた排気浄化装置であって、前記添加剤供給手段により所定時期に酸化触媒へ添加剤を供給することで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マターの強制再生を行う。
The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the catalyst is an oxidation catalyst, and a particulate matter that collects particulate matter in the exhaust is disposed downstream of the oxidation catalyst in the exhaust pipe. It has a curate filter, and the additive supply means supplies the additive to the oxidation catalyst at a predetermined time.
In other words, the exhaust gas purification apparatus is provided with an oxidation catalyst in the front stage and a particulate filter in the rear stage, and the particulate matter collected by the particulate filter is supplied by supplying the additive to the oxidation catalyst at a predetermined time by the additive supply means. Force regeneration of curated matter.
請求項3の内燃機関の排気浄化装置では、請求項1において、前記触媒は、排気中のパティキュレートマターを捕集するディーゼルパティキュレートフィルタを担体とし、該担体上に前記内層触媒層及び表層触媒層からなる2層の触媒層が設けられたパティキュレートフィルタと一体の酸化触媒であり、前記添加剤供給手段は所定の時期に前記酸化触媒に添加剤を供給することを特徴としている。 The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 3, wherein the catalyst is a diesel particulate filter that collects particulate matter in exhaust gas as a carrier, and the inner catalyst layer and the surface catalyst on the carrier. It is an oxidation catalyst integrated with a particulate filter provided with two catalyst layers, and the additive supply means supplies the additive to the oxidation catalyst at a predetermined time.
つまり、パティキュレートフィルタ一体に構成された酸化触媒を有する排気浄化装置であって、前記添加剤供給手段により所定時期に酸化触媒へ添加剤を供給することで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マターの強制再生を行う。
請求項4の内燃機関の排気浄化装置では、請求項1乃至3のいずれかにおいて、前記触媒は、排ガス中のNOxを吸蔵するとともに、該吸蔵したNOxを還元雰囲気中で放出還元するNOx吸蔵触媒であり、前記添加剤供給手段は所定の時期に前記NOx吸蔵触媒に添加剤を供給することで還元雰囲気とすることを特徴としている。
That is, an exhaust emission control device having an oxidation catalyst integrated with a particulate filter, wherein the particulate matter collected by the particulate filter by supplying the additive to the oxidation catalyst at a predetermined time by the additive supply means Force regeneration of the matter.
5. The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to
つまり、NOx吸蔵触媒を備える排気浄化装置であって、前記添加剤供給手段により所定時期にNOx吸蔵触媒へ添加剤を供給することで還元雰囲気としNOx吸蔵触媒に吸蔵されたNOxの放出還元、即ちNOxパージを行う。
請求項5の内燃機関の排気浄化装置では、請求項1乃至4のいずれかにおいて、前記内燃機関はディーゼルエンジンであり、前記添加剤は軽油であることを特徴としている。
In other words, the exhaust gas purification apparatus includes a NOx storage catalyst, wherein the additive supply means supplies the additive to the NOx storage catalyst at a predetermined time, thereby reducing the NOx stored in the NOx storage catalyst into a reducing atmosphere. Perform NOx purge.
The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 5 is characterized in that in any one of
上記手段を用いる本発明の請求項1の内燃機関の排気浄化装置によれば、液滴状の添加剤が触媒の表面、即ち表層触媒層表面に付着した場合であっても表層触媒層の触媒金属担持密度は比較的低いため触媒機能の低下を少なくすることができる。
一方、液滴状の添加剤付着による影響を受けにくい内層触媒層の触媒金属担持密度は比較的高いため酸化反応性は高く維持され、当該内層触媒層において積極的に酸化反応を生じさせることで表層触媒層も加熱し、表層触媒層の触媒機能を活性化させるとともに付着した液滴状の添加剤の気化を促進させることができる。
According to the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine of the first aspect of the present invention using the above means, even if the droplet-like additive adheres to the surface of the catalyst, that is, the surface of the surface catalyst layer, the catalyst of the surface catalyst layer Since the metal loading density is relatively low, a decrease in catalyst function can be reduced.
On the other hand, since the catalyst metal loading density of the inner catalyst layer, which is not easily affected by adhesion of droplet-like additives, is relatively high, the oxidation reactivity is maintained high, and the inner catalyst layer actively generates an oxidation reaction. The surface catalyst layer can also be heated to activate the catalyst function of the surface catalyst layer and promote vaporization of the adhering droplet-like additive.
これにより、液滴状の添加剤の付着速度よりも当該添加剤の気化速度を速め、液滴状の添加剤の付着による触媒機能の低下を防止し、耐失活性を向上させることができる。
また、内層触媒及び表層触媒層に担持されている触媒金属は同一種であるため、製造が容易であり、コストの増加を防止することができる。
請求項2の内燃機関の排気浄化装置によれば、前段に酸化触媒、後段にパティキュレートフィルタを備えた排気浄化装置において、添加剤供給による強制再生において、液滴状の添加剤が酸化触媒に付着することで生じる触媒機能の低下を防止し、耐失活性を向上させることができる。
As a result, the vaporization rate of the additive can be made faster than the deposition rate of the droplet additive, the catalyst function can be prevented from being lowered due to the deposition of the droplet additive, and the deactivation activity can be improved.
Moreover, since the catalyst metals carried on the inner layer catalyst and the surface layer catalyst layer are the same type, the production is easy and the increase in cost can be prevented.
According to the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, in the exhaust gas purification apparatus provided with the oxidation catalyst in the front stage and the particulate filter in the rear stage, the droplet-like additive becomes the oxidation catalyst in the forced regeneration by the additive supply. It is possible to prevent a decrease in catalyst function caused by the adhesion and improve the resistance to deactivation.
請求項3の内燃機関の排気浄化装置によれば、パティキュレートフィルタと一体に構成された酸化触媒を有する排気浄化装置において、添加剤供給による強制再生において、液滴状の添加剤が酸化触媒に付着することで生じる触媒機能の低下を防止し、耐失活性を向上させることができる。
請求項4の内燃機関の排気浄化装置によれば、NOx吸蔵触媒を備えた排気浄化装置において、添加剤供給によるNOxパージにおいて、液滴状の添加剤がNOx触媒に付着することで生じる触媒機能の低下を防止し、耐失活性を向上させることができる。
According to the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine of claim 3, in the exhaust gas purification apparatus having an oxidation catalyst integrated with the particulate filter, the droplet-like additive is converted into the oxidation catalyst in the forced regeneration by the additive supply. It is possible to prevent a decrease in catalyst function caused by the adhesion and improve the resistance to deactivation.
According to the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine of
請求項5の内燃機関の排気浄化装置によれば、比較的気化のしにくい軽油を燃料とするディーゼルエンジンにおいて、当該軽油を添加剤としても用いる場合であっても、触媒に付着した液滴状の軽油を良好に気化することができ、耐失活性を向上させることができる。 According to the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine of claim 5, in the diesel engine using light oil that is relatively hard to vaporize as a fuel, even when the light oil is used as an additive, the droplets adhered to the catalyst The gas oil can be vaporized well, and the deactivation activity can be improved.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
まず、第1実施例について説明する。
図1を参照すると、本発明の第1実施例に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成図が示されており、図2を参照すると本発明の第1実施例に係る内燃機関の排気浄化装置における酸化触媒の部分拡大断面図が示されており、以下同図に基づき説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the first embodiment will be described.
Referring to FIG. 1, there is shown a schematic configuration diagram of an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention. With reference to FIG. 2, exhaust gas purification of an internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention. The partial expanded sectional view of the oxidation catalyst in the apparatus is shown, and it demonstrates based on the same figure below.
図1に示すエンジン1は直列4気筒ディーゼルエンジンである。当該エンジン1には各気筒2共通の高圧蓄圧室(以下コモンレールという)4が設けられている。
当該コモンレール4は、車両に搭載された燃料タンク6と接続されており、当該燃料タンク6内に貯留されている燃料としての軽油(HC)が加圧されて供給されている。
また、コモンレール4は、各気筒2に設けられたインジェクタ8と接続されており、当該インジェクタ8はコモンレール4より供給される高圧燃料を気筒2内に噴射する機能を有している。
The
The
The
また、エンジン1の吸気側には吸気マニホールド10を介して吸気管12が接続されており、エンジン1の排気側には排気マニホールド14を介して排気管16が接続されている。
当該排気管16には、上記燃料タンク6と接続され排気管16内において軽油(添加剤)を噴射可能な軽油添加インジェクタ20が設けられている。
An
The
また、当該排気管16には、軽油添加インジェクタ20より排気下流側に、排気中のHCやCO等を酸化させる機能を有する酸化触媒30(触媒)が設けられている。
さらに、排気管16には、酸化触媒30より排気下流側に、排気中のパティキュレートマター(以下、PMという)を捕集する機能を有するディーゼルパティキュレートフィルタ40(以下、DPFという)が設けられている。
The
Further, the
これら軽油添加インジェクタ20、酸化触媒30及びDPF40より排気浄化装置42が構成されている。
以下、当該第1実施例に係る排気浄化装置の酸化触媒30の構造について詳しく説明する。
図2に示すように、当該酸化触媒30はハニカム型のコージライト担体32上に触媒層34が設けられている。
The light
Hereinafter, the structure of the
As shown in FIG. 2, the
触媒層34は、直接担体32上に設けられた内層触媒層36と、当該内層触媒層36上に設けられた表層触媒層38とからなる2層構造をなしている。
当該2層の触媒層36、38にはそれぞれウォッシュコートに白金(Pt)、パラジウム(Pd)の貴金属類(以下PGMという)が担持されている。
さらに詳しくは、内層触媒層36にはウォッシュコート量100g/Lに対してPGM量が3g/L、即ちPGM密度0.03含まれて構成されており、表層触媒層38にはウォッシュコート量100g/Lに対してPGM量が1g/L、即ちPGM密度0.01含まれて構成されている。
The
The two catalyst layers 36 and 38 carry platinum (Pt) and palladium (Pd) noble metals (hereinafter referred to as PGM) on the washcoat, respectively.
More specifically, the
つまり、内層触媒層36は表層触媒層38よりも多くの量のPGMが担持されている。
以下、このように構成された第1実施例に係る内燃機関の排気浄化装置の作用を説明する。
エンジン1の運転時、エンジン1の各気筒より排出される排気は排気マニホールド14を介して排気管16へと流入し、排気浄化装置42内に流入する。
That is, the
Hereinafter, an operation of the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the first embodiment configured as described above will be described.
During operation of the
排気浄化装置42に流入した排気は、DPF40によりPMが捕集された後、大気中へと排出される。
ただし、当該DPF40のPM捕集量には限界があるため、当該PM捕集量が所定の量に達する所定時期には軽油添加インジェクタ20より軽油が噴射され、DPF40の排気上流側にある酸化触媒30に当該軽油が供給される。
The exhaust gas flowing into the exhaust
However, since there is a limit to the amount of PM collected by the
そして、軽油が添加された酸化触媒30では酸化反応が生じ、この酸化反応熱によって排気温度を上昇させ、DPF40に捕集されたPMを焼却除去する。
このように当該エンジン1では所定時期に軽油添加インジェクタ20より軽油を噴射することで所謂強制再生を行う。
しかし、排気の温度が比較的低温である場合には、軽油添加インジェクタ20より噴射される軽油の一部は十分に気化されず、図2に示すように液滴状の軽油50が酸化触媒30の表面に付着する。
Then, an oxidation reaction occurs in the
Thus, the
However, when the temperature of the exhaust gas is relatively low, a part of the light oil injected from the light
付着した液滴状の軽油50は酸化触媒30の表面を被覆し、当該被覆された部分の表層触媒層38のPGMの触媒機能を低下させるが、当該表層触媒層38のPGM密度は比較的低いため当該触媒機能の低下は少なくなる。一方、内層触媒層36においては液滴状の軽油50付着による影響は受けず、気化した軽油成分の酸化を行う。
ここで当該第1実施例における内層触媒層36は担持されているPGM密度が表層触媒層38よりも高いため、当該内層触媒層36での酸化反応は比較的促進される。
The adhering droplet-shaped
Here, since the PGM density supported on the
そして、当該内層触媒層36の酸化反応が促進されることで当該酸化反応熱により表層触媒層38も加熱され、当該表層触媒層38の活性が向上するとともに、表層触媒層38に付着した液滴状の軽油50の蒸発が促進される。
こうして、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置では、液滴状の軽油50の付着速度よりも当該軽油50の気化速度の方を速くすることができ、これにより触媒表面に液滴状の軽油50が付着することによる触媒機能の低下を防止し、耐失活性を向上させることができる。
Then, by promoting the oxidation reaction of the inner
In this way, in the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the vaporization rate of the
次に第2実施例について説明する。
図3を参照すると、本発明の第2実施例に係る内燃機関の排気浄化装置における酸化触媒の部分拡大断面図が示されており、以下同図に基づき説明する。なお、当該第2実施例の構成は、酸化触媒60以外は上記第1実施例と同一であるため、ここでは、第1実施例と異なる酸化触媒60の構成についてのみ説明する。
Next, a second embodiment will be described.
Referring to FIG. 3, there is shown a partially enlarged sectional view of an oxidation catalyst in an exhaust purification system for an internal combustion engine according to a second embodiment of the present invention, which will be described below with reference to FIG. Since the configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment except for the
当該第2実施例における酸化触媒60は、上記第1実施例と同様にハニカム型のコージライト担体62上に内層触媒層66及び表層触媒層68の2層からなる触媒層64が設けられて構成されている。
当該2層の触媒層66、68にはそれぞれウォッシュコートに白金(Pt)、パラジウム(Pd)のPGMが担持されている。
The
Each of the two catalyst layers 66 and 68 has platinum (Pt) and palladium (Pd) PGM supported on the washcoat.
さらに詳しくは、内層触媒層66にはウォッシュコート量100g/Lに対してPGM量が4g/L、即ちPGM密度0.04含まれて構成されており、表層触媒層68にはPGMは含まれておらず、100g/Lのウォッシュコートのみで構成されている。
つまり、当該第2実施例における酸化触媒60は、上記第1実施例における酸化触媒30と全体としては同じウォッシュコート量及びPGM量であるが、第2実施例の方が表層触媒層68に対して内層触媒層66に担持されているPGM量、即ちPGM密度の割合が大きい。
More specifically, the
That is, the
このように構成された第2実施例の酸化触媒60では、表層触媒層68に液滴状の軽油50が付着したとしても、表層触媒層68にはPGMは担持されていないので当該液滴状の軽油50による触媒機能の低下はほとんどない。
一方、内層触媒層66のPGM密度は上記第1実施例よりも増加しているので、内層触媒層66での酸化反応はより促進される。これにより表層触媒層68の加熱もより促進され、一層良好に耐失活性の向上を図ることができる。
In the
On the other hand, since the PGM density of the
次に第3実施例について説明する。
図4を参照すると、本発明の第3実施例に係る内燃機関の排気浄化装置における酸化触媒の部分拡大断面図が示されており、以下同図に基づき説明する。なお、当該第3実施例についても上記第2実施例同様、酸化触媒70以外は上記第1実施例と同一であるため、第3実施例における酸化触媒70の構成についてのみ説明する。
Next, a third embodiment will be described.
Referring to FIG. 4, there is shown a partially enlarged sectional view of an oxidation catalyst in an exhaust purification system for an internal combustion engine according to a third embodiment of the present invention, which will be described below with reference to FIG. Since the third embodiment is the same as the first embodiment except for the
当該第3実施例における酸化触媒70もハニカム型のコージライト担体72上に内層触媒層76及び表層触媒層78の2層からなる触媒層74が設けられて構成されている。
当該2層の触媒層76、78にはそれぞれウォッシュコートに白金(Pt)、パラジウム(Pd)のPGMが担持されている。
さらに詳しくは、内層触媒層76にはウォッシュコート量100g/Lに対してPGM量が3g/L、即ちPGM密度0.03含まれて構成されており、表層触媒層78にはウォッシュコート量140g/Lに対してPGM量が1g/L、即ちPGM密度0.007含まれて構成されている。
The
The two catalyst layers 76 and 78 carry PGM of platinum (Pt) and palladium (Pd) on the washcoat, respectively.
More specifically, the
つまり、当該第3実施例における酸化触媒70は、上記第1実施例及び第2実施例における酸化触媒40、60と全体としてのPGM量は同じであり、表層触媒層78のウォッシュコート量が増加した構成をなしている。
このように構成された第3実施例の酸化触媒70では、上記第1実施例と同様の効果を奏する上、表層触媒層78のウォッシュコート量を増加させたことで、当該表層触媒層78の保温性が向上し、表層触媒層78に付着した液滴状の軽油50の気化速度をより速めることができ、より一層耐失活性を向上させることができる。
That is, the
In the
次に第4実施例について説明する。
図5を参照すると、本発明の第4実施例に係る内燃機関の排気浄化装置における酸化触媒の部分拡大断面図が示されており、以下同図に基づき説明する。なお、当該第4実施例についても、酸化触媒80以外は上記第1実施例と同一であるため、第4実施例における酸化触媒80の構成についてのみ説明する。
Next, a fourth embodiment will be described.
Referring to FIG. 5, there is shown a partially enlarged sectional view of an oxidation catalyst in an exhaust purification system for an internal combustion engine according to a fourth embodiment of the present invention, which will be described below with reference to FIG. Since the fourth embodiment is the same as the first embodiment except for the
当該第4実施例における酸化触媒80もハニカム型のコージライト担体82上に内層触媒層86及び表層触媒層88の2層からなる触媒層84が設けられて構成されている。
当該2層の触媒層86、88にはそれぞれウォッシュコートに白金(Pt)、パラジウム(Pd)のPGMが担持されている。
さらに詳しくは、内層触媒層86にはウォッシュコート量140g/Lに対してPGM量が4g/L、即ちPGM密度0.0028含まれて構成されており、表層触媒層88にはPGMは含まれておらず、100g/Lのウォッシュコートのみで構成されている。
The
Each of the two catalyst layers 86 and 88 has platinum (Pt) and palladium (Pd) PGM supported on the washcoat.
More specifically, the
つまり、当該第4実施例における酸化触媒80は、上記第1実施例乃至第3実施例における酸化触媒40、60、70と全体のPGM量は同じであり、内層触媒層86のウォッシュコート量を増加した構成をなしている。
また、上記第2実施例と同様に表層触媒層88内にはPGMが担持されていないので当該液滴状の軽油50による触媒機能の低下はほとんどない。
That is, the
In addition, since PGM is not supported in the surface catalyst layer 88 as in the second embodiment, the catalytic function is hardly deteriorated by the droplet-like
したがって、上記第1実施例と同様の効果を奏する上、内層触媒層86のウォッシュコート量を増加させたことで、当該内層触媒層86の保温性が向上する上、内層触媒層86のPGM担持量も比較的多いことから酸化反応も促進される。これにより表層触媒層88の加熱はさらに促進され、より一層良好に耐失活性の向上を図ることができる。
以上で本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。
Therefore, the same effect as in the first embodiment is achieved, and the amount of washcoat of the
Although the description of the embodiment of the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is finished above, the embodiment is not limited to the above embodiment.
例えば、上記実施形態では、酸化触媒の2層それぞれの触媒層に白金(Pt)、パラジウム(Pd)の同一種のPGMが担持されているが、2層とも同一種の触媒金属を担持するのであればその他の触媒金属、例えばロジウム(Rh)等を担持させても構わない。
また、上記実施形態では、排気浄化装置は酸化触媒とDPFより構成されているが、これに限られるものではない。
For example, in the above embodiment, the same type of PGM of platinum (Pt) and palladium (Pd) is supported on each of the two catalyst layers of the oxidation catalyst, but both layers support the same type of catalyst metal. If there is, other catalyst metals such as rhodium (Rh) may be supported.
Moreover, in the said embodiment, although the exhaust gas purification apparatus is comprised from the oxidation catalyst and DPF, it is not restricted to this.
例えば、DPFを担体とし、当該担体上に2層の触媒層を設けたDPF一体型の酸化触媒を備えた構成であっても構わない。
または、軽油添加インジェクタの排気下流側に上記実施形態の酸化触媒と同様に2層の触媒層からなり、内層触媒層の触媒金属担持密度が表層触媒層の触媒金属担持密度よりも高く構成されたNOx吸蔵触媒を設けても構わない。なお、このようにNOx吸蔵触媒を設ける場合には軽油添加インジェクタの代わりに、ガソリンや尿素水等の添加剤を噴射するインジェクタを設けても構わない。
For example, a configuration in which a DPF integrated oxidation catalyst in which DPF is used as a carrier and two catalyst layers are provided on the carrier may be used.
Alternatively, it is composed of two catalyst layers on the exhaust gas downstream side of the light oil addition injector, like the oxidation catalyst of the above embodiment, and the catalyst metal support density of the inner catalyst layer is higher than the catalyst metal support density of the surface catalyst layer. A NOx storage catalyst may be provided. In the case where the NOx storage catalyst is provided as described above, an injector for injecting an additive such as gasoline or urea water may be provided instead of the light oil addition injector.
また、上記実施形態ではエンジンはディーゼルエンジンであるが、例えば筒内噴射型のガソリンエンジンであっても構わない。そして、この場合には上記のNOx吸蔵触媒を設けることが好ましい。 Moreover, in the said embodiment, although an engine is a diesel engine, it may be a cylinder injection type gasoline engine, for example. In this case, the NOx storage catalyst is preferably provided.
1 エンジン(内燃機関)
16 排気管
20 軽油添加インジェクタ(添加剤供給手段)
30、60、70、80 酸化触媒(触媒)
32、62、72、82 担体
34、64、74、84 触媒層
36、66、76、86 内層触媒層
38、68、78、88 表層触媒層
40 DPF(ディーゼルパティキュレートフィルタ)
50 軽油(添加剤)
1 engine (internal combustion engine)
16
30, 60, 70, 80 Oxidation catalyst (catalyst)
32, 62, 72, 82
50 Light oil (additive)
Claims (5)
該触媒へ、該触媒により酸化される添加剤を供給する添加剤供給手段とを備え、
前記触媒は、担体上に内層触媒層及び表層触媒層の2層の触媒層が設けられ、
該内層触媒層及び該表層触媒層には同一種の触媒金属が担持され、該内層触媒層の触媒金属担持密度は前記表層触媒層の触媒金属担持密度よりも高いことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 A catalyst provided in an exhaust passage of the internal combustion engine and having at least an oxidation function;
An additive supply means for supplying an additive oxidized by the catalyst to the catalyst;
The catalyst is provided with two catalyst layers, an inner catalyst layer and a surface catalyst layer, on a support,
The internal catalyst layer and the surface catalyst layer support the same type of catalyst metal, and the internal catalyst layer has a catalyst metal support density higher than the catalyst metal support density of the surface catalyst layer. Exhaust purification device.
前記排気管の該酸化触媒の排気下流側には、排気中のパティキュレートマターを捕集するパティキュレートフィルタを有し、
前記添加剤供給手段は所定時期に前記酸化触媒に添加剤を供給することを特徴とする請求項1記載の内燃機関の排気浄化装置。 The catalyst is an oxidation catalyst;
On the exhaust gas downstream side of the oxidation catalyst of the exhaust pipe, there is a particulate filter that collects particulate matter in the exhaust gas,
2. The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the additive supply means supplies the additive to the oxidation catalyst at a predetermined time.
前記添加剤供給手段は所定の時期に前記酸化触媒に添加剤を供給することを特徴とする請求項1記載の内燃機関の排気浄化装置。 The catalyst is integrated with a particulate filter in which a diesel particulate filter that collects particulate matter in exhaust gas is used as a carrier, and the two catalyst layers comprising the inner catalyst layer and the surface catalyst layer are provided on the carrier. Oxidation catalyst,
2. The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the additive supply means supplies the additive to the oxidation catalyst at a predetermined time.
前記添加剤供給手段は所定の時期に前記NOx吸蔵触媒に添加剤を供給することで還元雰囲気とすることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか記載の内燃機関の排気浄化装置。 The catalyst is a NOx occlusion catalyst that occludes NOx in exhaust gas and releases and reduces the occluded NOx in a reducing atmosphere.
The exhaust purification device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the additive supply means creates a reducing atmosphere by supplying the additive to the NOx storage catalyst at a predetermined time.
前記添加剤は軽油であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか記載の内燃機関の排気浄化装置。 The internal combustion engine is a diesel engine;
The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the additive is light oil.
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