JP2009275668A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】機関排気通路内にNO2生成触媒13を配置し、NO2生成触媒13上流の機関排気通路内に小型アンモニア生成触媒14と、小型アンモニア生成触媒14に燃料を供給するための燃料供給弁15とを配置する。小型アンモニア生成触媒14内を流れる排気ガスの空燃比が小型アンモニア生成触媒14内においてNOxをアンモニアまで還元させることのできるリッチ度合のリッチ空燃比となり、かつNO2生成触媒13に流入する排気ガスの空燃比がリーン空燃比となるのに必要な量の燃料を燃料供給弁15から供給するようにしている。
【選択図】図2
Description
図1を参照すると、1は機関本体、2は各気筒の燃焼室、3は各燃焼室2内に夫々燃料を噴射するための電子制御式燃料噴射弁、4は吸気マニホルド、5は排気マニホルドを夫々示す。吸気マニホルド4は吸気ダクト6を介して排気ターボチャージャ7のコンプレッサ7aの出口に連結され、コンプレッサ7aの入口は吸入空気量検出器8を介してエアクリーナ9に連結される。吸気ダクト6内にはステップモータにより駆動されるスロットル弁10が配置され、更に吸気ダクト6周りには吸気ダクト6内を流れる吸入空気を冷却するための冷却装置11が配置される。図1に示される実施例では機関冷却水が冷却装置11内に導かれ、機関冷却水によって吸入空気が冷却される。
まず初めに図5(A)から説明するとこの図5(A)に示される変形例では燃料供給弁15のノズル口が高温の排気ガス流に直接晒されないように排気管12の内壁面上に形成された凹部内に配置されている。また、図5(B)に示す変形例では小型アンモニア生成触媒14の上流側端面上に上流側端面の周縁部から上流に向けて延びるトラフ状の燃料案内部27が形成されており、燃料供給弁15から燃料案内部27に向けて燃料が噴射される。一方、図5(C)に示される変形例では小型アンモニア生成触媒14は排気管12内の周辺部に配置されている。
NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O
従って上式から、排気ガス中のNOとNO2との比率が1:1のときに反応速度が最も速くなり、斯くしてNOx浄化率が最も高くなることがわかる。
6NO2+8NH3→7N2+12H2O
排気ガス中のNOが過剰の場合には例えばNOの過剰分は反応速度の遅い次式に従って反応が行われる。
6NO+4NH3→5N2+6H2O
このように反応速度が遅くなるとNOx浄化率が低下する。
5 排気マニホルド
7 排気ターボチャージャ
12,16 排気管
13 NO2生成触媒
14 小型アンモニア生成触媒
15 燃料供給弁
17 排気浄化触媒
Claims (11)
- 機関排気通路内にNO2の増大により浄化性能の高められる排気浄化触媒を配置し、排気浄化触媒上流の機関排気通路内にNO2生成用のNO2生成触媒を配置し、NO2生成触媒上流の機関排気通路内にNO2生成触媒に流入する排気ガスの一部が流入する小型アンモニア生成触媒を配置し、小型アンモニア生成触媒上流の機関排気通路内に小型アンモニア生成触媒へ炭化水素からなる燃料を供給するための燃料供給弁を配置し、小型アンモニア生成触媒内を流れる排気ガスの空燃比が小型アンモニア生成触媒内においてNOxをアンモニアまで還元させることのできるリッチ度合のリッチ空燃比となり、かつNO2生成触媒に流入する排気ガスの空燃比がリーン空燃比となるのに必要な量の燃料を燃料供給弁から供給し、小型アンモニア生成触媒において生成されたアンモニアをNO2生成触媒内に流入させ、NO2生成触媒において排気ガス中に含まれるNOをNO2に酸化するようにした内燃機関の排気浄化装置。
- 小型アンモニア生成触媒内においてNOxをアンモニアまで還元させることのできるリッチ度合の空燃比が12.0以下である請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 上記小型アンモニア生成触媒はNOx生成触媒に向かう排気ガスの全流路断面よりも小さな断面を有すると共に排気ガスの流れ方向に延びる筒状をなす請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 上記小型アンモニア生成触媒はNOx生成触媒に向かう排気ガスが流通する排気管内の中央に配置されている請求項3に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 上記小型アンモニア生成触媒はNOx生成触媒に向かう排気ガスが流通する排気管内の周辺部に配置されている請求項3に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 上記小型アンモニア生成触媒の上流側端面上に該上流側端面の周縁部から上流に向けて延びる燃料案内部が形成されており、燃料供給弁から該燃料案内部に向けて燃料が噴射される請求項3に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 上記小型アンモニア生成触媒が酸化触媒からなる請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 上記小型アンモニア生成触媒がNOx吸着触媒からなる請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 上記NO2生成触媒が酸化触媒からなる請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 上記排気浄化触媒は、流入する排気ガスの空燃比がリーンのときには排気ガス中に含まれるNOxを吸蔵し流入する排気ガスの空燃比がリッチになると吸蔵したNOxを放出するNOx吸蔵触媒から構成されている請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 上記排気浄化触媒がアンモニアの存在のもとで排気ガス中のNOxを還元することのできるNOx選択還元触媒から構成されており、該NOx選択還元触媒に尿素水を供給するための尿素水供給弁を具備している請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。
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