JP2009174342A - Catalytic converter with adsorption member - Google Patents
Catalytic converter with adsorption memberInfo
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Abstract
Description
本発明は、吸着部材付き触媒コンバータに関する。 The present invention relates to a catalytic converter with an adsorbing member.
従来、排気中の炭化水素を吸着・離脱可能な吸着部材と、この吸着部の下流側に連通した状態で配置され、排気を浄化可能な触媒担体とを収容した吸着部材付き触媒コンバータの技術が公知になっている(特許文献1参照)。
しかしながら、従来の発明にあっては、吸着部材の離脱終了後においても排気の一部が吸着部材を通過するため、吸着部材の耐久性が低下してしまうという問題点があった。 However, the conventional invention has a problem that the durability of the adsorbing member is lowered because a part of the exhaust gas passes through the adsorbing member even after the adsorbing member is detached.
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、吸着部材の耐久性を向上できる吸着部材付き触媒コンバータを提供することである。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a catalytic converter with an adsorbing member that can improve the durability of the adsorbing member.
請求項1記載の発明では、排気中の炭化水素を吸着・離脱可能な吸着部材と、この吸着部の下流側に連通した状態で配置され、排気を浄化可能な触媒担体とを収容した本体と、エンジンからの排気を触媒担体に導くメイン管と、上記メイン管の上流側から分岐してエンジンからの排気を吸着部材に導くバイパス管と、上記メイン管とバイパス管における分岐位置の下流側にそれぞれ設けられる弁と、上記両弁の開閉動作を制御可能な制御部を備え、上記制御部は、エンジンの始動時から排気の温度上昇に伴って吸着部材が離脱温度になるまでは、メイン管の弁を閉じる一方、バイパス管の弁を開いた状態とし、上記吸着部材の離脱温度から触媒担体が活性温度になるまでは、メイン管の弁を開く一方、バイパス管の弁を閉じた状態とし、上記触媒担体が活性温度になってから吸着部材が離脱を終了するまでは、両弁を共に開いた状態とし、上記吸着部材が離脱を終了した後は、メイン管の弁を開く一方、バイパス管の弁を閉じた状態とすることを特徴とする。 In the first aspect of the present invention, a main body containing an adsorbing member capable of adsorbing / desorbing hydrocarbons in exhaust gas and a catalyst carrier arranged in communication with the downstream side of the adsorbing portion and capable of purifying exhaust gas; A main pipe that guides exhaust from the engine to the catalyst carrier, a bypass pipe that branches from the upstream side of the main pipe and leads the exhaust from the engine to the adsorbing member, and a downstream side of the branch position of the main pipe and bypass pipe Each of the valves is provided with a control unit capable of controlling the opening / closing operation of both valves, and the control unit is configured to operate the main pipe from when the engine starts until the adsorbing member reaches a separation temperature as the exhaust gas temperature rises. The valve of the bypass pipe is opened while the valve of the bypass pipe is opened, and the valve of the main pipe is opened while the catalyst carrier reaches the activation temperature from the desorption temperature of the adsorption member. ,the above Both the valves are opened until the adsorbing member finishes detachment after the medium carrier reaches the activation temperature. After the adsorbing member finishes detachment, the main pipe valve is opened while the bypass pipe is closed. The valve is in a closed state.
請求項1記載の発明では、制御部は、吸着部材が離脱を終了した後は、メイン管の弁を開く一方、バイパス管の弁を閉じた状態とするため、吸着部材の離脱終了後において、排気がバイパス管を介して吸着部材を通過することがなく、吸着部材の耐久性を向上できる。 In the first aspect of the invention, the control unit opens the valve of the main pipe while closing the valve of the bypass pipe after the adsorption member finishes detachment. Exhaust does not pass through the adsorption member via the bypass pipe, and the durability of the adsorption member can be improved.
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
以下、実施例1を説明する。
図1は実施例1の排気系を示す全体図、図2は実施例1の吸着部材付き触媒コンバータを示す側面図、図3〜6は実施例1の作用を説明する図、図7は実施例1の効果を説明する実験結果を示す図である。
Example 1 will be described below.
1 is an overall view showing an exhaust system of the first embodiment, FIG. 2 is a side view showing a catalytic converter with an adsorbing member of the first embodiment, FIGS. 3 to 6 are diagrams for explaining the operation of the first embodiment, and FIG. It is a figure which shows the experimental result explaining the effect of Example 1. FIG.
先ず、全体構成を説明する。
図1に示すように、実施例1の自動車の排気系は、エンジンa1と、触媒コンバータa2と、吸着部材付き触媒コンバータ1と、センタマフラa3と、リアマフラa4が接続管b1(エキゾーストマニホールド)、b2、b3、b4を介して連結されている。
First, the overall configuration will be described.
As shown in FIG. 1, the exhaust system of the automobile of the first embodiment includes an engine a1, a catalytic converter a2, a
触媒コンバータa2は、公知のものと同様に筒状の本体内に図示を省略する金属触媒担体またはセラミックス製触媒担体が採用される他、エンジンa1側から流入した排気中の有害成分(HC、CO、Nox等)を無害成分(CO2、H2O等)に浄化して下流側へ排出するものである。
そして、この触媒コンバータa2の下流側には、後述する吸着部材付き触媒コンバータ1が設けられている。
The catalytic converter a2 employs a metal catalyst carrier or a ceramic catalyst carrier (not shown) in a cylindrical main body, as well as known ones, and harmful components (HC, CO) in exhaust gas flowing from the engine a1 side. , Nox, etc.) are purified into harmless components (CO 2, H 2 O, etc.) and discharged downstream.
A
図2に示すように、吸着部材付き触媒コンバータ1は、吸着部2及び触媒部3等を有する本体4と、メイン管5と、バイパス管6等が備えられている。
吸着部2は、金属製で円筒状の外筒2aと、この外筒2aに収容された円柱状の吸着部材2bとから構成されている。
なお、吸着部材2bは、公知のものと同様に軸方向へ貫通形成されたセル(図示せず)の表面にゼオライト等の吸着材をコーティングしてなるものが採用されている。
As shown in FIG. 2, the
The
The adsorbing
外筒2aの上流側端部には、金属製で円筒状のシェル7が連通接続され、さらに、このシェル7の上流側端部は、略お碗状のエンドプレート8で閉塞されている。
これにより、本体4内の吸着部材2bの上流側には室R1が形成されている。
外筒2aの下流側端部には、金属製で円筒状のシェル9が連通接続され、さらに、このシェル9の下流側端部には触媒部3の外筒3aが連通接続されている。
A metal-made cylindrical shell 7 is connected to the upstream end of the
Thus, a chamber R1 is formed on the upstream side of the
A metallic cylindrical shell 9 is connected to the downstream end of the
触媒部3は、金属製で円筒状の外筒3aと、この外筒3aに収容された円柱状の触媒担体3bとから構成されている。
触媒担体3bは、前述した触媒コンバータa2の触媒担体と同様に、公知の金属触媒担体またはセラミックス製触媒担体が採用されている。
外筒3aの下流側端部には、下流側へ行くにつれて縮径されたディフューザ10が連通接続されると共に、このディフィーザ10の下流側端部には接続管b3と連通接続するためのフランジ11が固定されている。
これにより、触媒担体3bの上流側には室R2が形成されると共に、ここに、仕切部材12が設けられている。
The
As the
A
Thus, a chamber R2 is formed on the upstream side of the
仕切部材12は、金属製で略漏斗状に形成される他、その傾斜面には複数の連通穴12aが設けられている。
仕切部材12の下流側端部は、触媒担体3bを覆うように臨んだ状態で配置される一方、上流側端部にはメイン管5の下流側端部が連通接続されている。
The
The downstream end of the
メイン管5の上流側端部には、接続管b2と連通接続するためのフランジ13が固定される一方、下流側端部はエンドプレート8及び吸着部材2bの中心部を貫通して仕切部材12の上流側端部に連通接続されている。
A
バイパス管6の上流側端部は、メイン管5の上流側から分岐した状態で連通接続される一方、下流側端部はエンドプレート8から室R1に連通接続されている。
The upstream end of the
さらに、メイン管5とバイパス管6における分岐位置の下流側には、弁V1,V2が設けられると共に、これら両弁V1,V2の開閉動作は制御部14によって制御されている。
なお、実施例1の両弁V1,V2は軽量・安価なバタフライ弁が採用されている。
Further, valves V1 and V2 are provided on the downstream side of the branch positions in the
The both valves V1, V2 of the first embodiment employ light and inexpensive butterfly valves.
また、制御部14は、エンジンコントロールユニット15(ECU15)に電気的に接続されている。
さらに、制御部14は、吸着部材2b及び触媒担体3bの表面温度または下流側雰囲気温度を検出するための温度センサ16,17にも電気的に接続されている。
その他、前述した金属製の構成部材の接合部同士は図示を省略する溶接等により固定されている。
The
Furthermore, the
In addition, the joint portions of the metal component members described above are fixed by welding or the like not shown.
次に、作用を説明する。
このように構成された吸着部材付き触媒コンバータ1では、制御部14がECU15からのエンジンa1の稼働状態と各温度センサ16,17の検出結果に基づいて、エンジンa1の始動開始から下記表1のように各弁V1,V2の開閉動作を制御する。
Next, the operation will be described.
In the
(1)エンジン始動時から吸着部材が離脱温度となるまで
先ず、エンジン始動時から排気の温度が上昇して、吸着部材2bが離脱温度となるまでは、メイン管5の弁V1を閉じる一方、バイパス管6の弁V2を開いた状態とする。
なお、吸着部材2bの離脱温度は一般的に250℃(=温度センサ16の検出結果)以上である。
(1) From the time of engine start until the adsorbing member reaches the separation temperature First, the valve V1 of the
The separation temperature of the
これにより、図3に示すように、排気(図中破線で図示)の全量をバイパス管6から室R1に流入させた後、吸着部材2bを通過させる。
その後、吸着部材2bを通過して室R2に流入した排気を、室R2の仕切部材12の連通穴12aを介して触媒担体3bに通過させた後、下流側へ排出する。
この際、吸着部材2bでは通過する排気中の炭化水素を吸着する。
また、排気の温度は低温であるため、触媒コンバータa2の触媒担体及び触媒担体3bは機能しない(表1参照)。
As a result, as shown in FIG. 3, the entire amount of exhaust gas (shown by broken lines in the figure) is caused to flow from the
After that, the exhaust gas that has passed through the
At this time, the adsorbing
Further, since the temperature of the exhaust gas is low, the catalyst carrier and the
従って、エンジン始動時において、触媒コンバータa2の触媒担体及び触媒担体3bが機能していない間に排気中の炭化水素が大気放出されるのを防止できる。
Therefore, when starting the engine, it is possible to prevent the hydrocarbons in the exhaust from being released into the atmosphere while the catalyst carrier of the catalytic converter a2 and the
(2)吸着部材の離脱温度から触媒担体が活性温度になるまで
次に、吸着部材2bが離脱温度となって触媒担体3bが活性温度になるまでは、メイン管5の弁V1を開く一方、バイパス管6の弁V2を閉じた状態とする。
なお、触媒担体3bの活性温度は一般的に350℃以上(=温度センサ17の検出結果)である。
(2) Until the catalyst carrier reaches the activation temperature from the desorption temperature of the adsorption member Next, while the
The activation temperature of the
これにより、図4に示すように、排気(図中破線で図示)の全量をメイン管5から触媒担体3bに通過させて下流側へ排出する。
この際、触媒コンバータa2の触媒担体は活性温度になっており、排気中の炭化水素は触媒コンバータa2の触媒担体によって浄化できるようになっている(表1参照)。
また、仕切部材12によって排気の一部が吸着部材2b側へ吹き返すのを防止できる。
As a result, as shown in FIG. 4, the entire amount of exhaust gas (shown by broken lines in the figure) is passed from the
At this time, the catalyst carrier of the catalytic converter a2 is at the activation temperature, and the hydrocarbons in the exhaust gas can be purified by the catalyst carrier of the catalytic converter a2 (see Table 1).
Further, the
(3)触媒担体が活性温度になってから吸着部材が離脱を終了するまで
次に、触媒担体3bが活性温度になってから吸着部材2bが離脱を終了するまでは、両弁V1,V2を共に開いた状態とする。
なお、吸着部材2bの離脱終了は、弁V2を開いてから所定時間後とする。あるいは、室R2に炭化水素濃度を測定するセンサを設けて検出したり、公知のようにECU15からの信号を基に吸着部材2bに残留する炭化水素量を推測して判定するようにしても良い。
(3) From the time when the catalyst carrier reaches the activation temperature until the adsorption member finishes detaching Next, from the time when the
Note that the end of removal of the adsorbing
これにより、図5に示すように、バイパス管6とメイン管5の両方に排気を流入させて、触媒担体3bに通過させた後、下流側へ排出する。
この際、吸着部材2bでは吸着していた炭化水素を離脱させて下流側へ排出する。
また、触媒担体3bでは、バイパス管6とメイン管5を介して通過する排気中の前述した炭化水素を含む有害成分を無害成分に浄化した後、下流側へ排出する(表1参照)。
As a result, as shown in FIG. 5, the exhaust gas flows into both the
At this time, the adsorbing
Further, in the
(4)吸着部材が離脱を終了した後
次に、吸着部材2bが離脱を終了した後は、メイン管5の弁V1を開く一方、バイパス管6の弁V2を閉じた状態とする。
(4) After the adsorbing member finishes detaching Next, after the adsorbing
これにより、図6に示すように、排気(図中破線で図示)の全量をメイン管5から触媒担体3bに通過させて下流側へ排出する。
この際、吸着部材2bの炭化水素は完全に離脱した初期状態となる。
また、触媒担体3bでは、バイパス管6とメイン管5を介して通過する排気中の有害成分を無害成分に浄化した後、下流側へ排出する(表1参照)。
As a result, as shown in FIG. 6, the entire amount of exhaust gas (shown by broken lines in the figure) passes through the
At this time, the hydrocarbons of the adsorbing
Further, in the
ここで、従来の発明にあっては、吸着部材2bの離脱終了後においても、排気の一部が吸着部材2bを通過するため、吸着部材2bの耐久性が低下してしまうという問題点があった。
Here, the conventional invention has a problem in that the durability of the adsorbing
これに対し、実施例1では、前述したように、吸着部材2bの離脱終了後は、メイン管5の弁V1を開く一方、バイパス管6の弁V2を閉じた状態とすることで、エンジンa1からの排気の全量をメイン管5に流入させるため、排気がバイパス管6を介して吸着部材2bを通過することがなく、吸着部材2bの耐久性を向上できる。
また、吸着部材2bのゼオライト等のコーティング量や触媒担体3bの触媒量を減らすことができ、単体コストを低く抑えることができる。
また、吸着部材2bの離脱終了後の車両通常走行時において、通気抵抗が比較的大きい吸着部材2bに排気を通過させる必要がなく、排気抵抗を軽減して出力向上に貢献できる。
On the other hand, in the first embodiment, as described above, the valve a1 of the
Moreover, the coating amount of the
Further, when the vehicle normally travels after the end of the separation of the adsorbing
次に、前述した(1)〜(4)の場合における時間(Time)と炭化水素の排出量(HC Emission)の関係図を実験等を通じて得られた結果を図7に示す。
図7に示すように、実施例1の発明品は、上述した(3)で触媒担体3bが活性状態になる前に排出される炭化水素の排出量を低く抑えることができる。
Next, FIG. 7 shows the results obtained through experiments and the like in relation to the time (Time) and the hydrocarbon emission amount (HC Emission) in the cases (1) to (4) described above.
As shown in FIG. 7, the inventive product of Example 1 can suppress the amount of hydrocarbons discharged before the
次に、効果を説明する。
以上、説明したように、実施例1の発明では、制御部14は、吸着部材2bの離脱終了後には、メイン管5の弁V1を開く一方、バイパス管6の弁V2を閉じた状態とすることで、エンジンa1からの排気の全量をメイン管5に流入させるため、吸着部材2bの離脱終了後において、排気がバイパス管6を介して吸着部材2bを通過することがなく、吸着部材2bの耐久性を向上できる。
Next, the effect will be described.
As described above, in the first embodiment, the
以上、実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、実施例1では、吸着部2と触媒部3を別体で構成して連通接続したが、共用の筒状の本体4にこれらを収容することもできる。
Although the embodiments have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and design changes and the like within the scope not departing from the gist of the present invention are included in the present invention.
For example, in the first embodiment, the
また、実施例1では、吸着部材2bや触媒担体3bの温度を温度センサ16,17によって直接検出したが、その他の各種センサを用いて検出したり、ECU15からの情報に基づいて推測しても良い。
In the first embodiment, the temperatures of the adsorbing
a1 エンジン
a2 触媒コンバータ
a3 センタマフラ
a4 リアマフラ
b1、b2、b3、b4 接続管
R1、R2 室
V1、V2 弁
1 吸着部材付き触媒コンバータ
2 吸着部
2a 外筒
2b 吸着部材
3 触媒部
3a 外筒
3b 触媒担体
4 本体
5 メイン管
6 バイパス管
7 シェル
8 エンドプレート
9 シェル
10 ディフィーザ
11 フランジ
12 仕切部材
12a 連通穴
13 フランジ
14 制御部
15 エンジンコントロールユニット(ECU)
16、17 温度センサ
a1 engine a2 catalytic converter a3 center muffler a4 rear muffler b1, b2, b3, b4 connecting pipe R1, R2 chamber V1,
16, 17 Temperature sensor
Claims (1)
エンジンからの排気を触媒担体に導くメイン管と、
前記メイン管の上流側から分岐してエンジンからの排気を吸着部材に導くバイパス管と、
前記メイン管とバイパス管における分岐位置の下流側にそれぞれ設けられる弁と、
前記両弁の開閉動作を制御可能な制御部を備え、
前記制御部は、エンジンの始動時から排気の温度上昇に伴って吸着部材が離脱温度になるまでは、メイン管の弁を閉じる一方、バイパス管の弁を開いた状態とし、
前記吸着部材の離脱温度から触媒担体が活性温度になるまでは、メイン管の弁を開く一方、バイパス管の弁を閉じた状態とし、
前記触媒担体が活性温度になってから吸着部材が離脱を終了するまでは、両弁を共に開いた状態とし、
前記吸着部材が離脱を終了した後は、メイン管の弁を開く一方、バイパス管の弁を閉じた状態とすることを特徴とする吸着部材付き触媒コンバータ。 A main body containing an adsorbing member capable of adsorbing and desorbing hydrocarbons in the exhaust, and a catalyst carrier arranged in communication with the downstream side of the adsorbing portion and capable of purifying exhaust;
A main pipe that guides exhaust from the engine to the catalyst carrier;
A bypass pipe branched from the upstream side of the main pipe to guide exhaust from the engine to the adsorbing member;
A valve provided on each downstream side of the branch position in the main pipe and the bypass pipe;
A control unit capable of controlling the opening and closing operation of both valves;
The control unit closes the main pipe valve and opens the bypass pipe valve until the adsorbing member reaches the separation temperature in accordance with the exhaust gas temperature rise from the start of the engine,
From the desorption temperature of the adsorption member until the catalyst carrier reaches the activation temperature, the valve of the main pipe is opened while the valve of the bypass pipe is closed,
From the time when the catalyst carrier reaches the activation temperature until the adsorbing member finishes detachment, both valves are opened,
The catalytic converter with an adsorbing member is characterized in that after the adsorbing member finishes detachment, the valve of the main pipe is opened while the valve of the bypass pipe is closed.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008011458A JP2009174342A (en) | 2008-01-22 | 2008-01-22 | Catalytic converter with adsorption member |
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Publications (1)
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