JP2019157738A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
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Abstract
Description
NOx吸着材と、
排気流れ方向における前記NOx吸着材の下流側に配置された選択還元型第1NOx触媒と、
前記第1NOx触媒の下流側に配置された酸化触媒と、
前記酸化触媒の下流側に配置されたフィルタと、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置が提供される。
図1に、本実施形態に係る内燃機関を概略的に示す。内燃機関(エンジン)1は車両用であり、多気筒の圧縮着火式内燃機関すなわちディーゼルエンジンである。但し本実施形態は、燃料と空気の混合比率である空気過剰率λが1より大きい、酸素過多の状態で運転されるエンジンを対象としている。よってエンジンは、所謂リーンバーン方式の火花点火式内燃機関すなわちガソリンエンジンであってもよい。エンジンの用途、シリンダ配置形式、気筒数等は任意である。
選択還元型NOx触媒(以下、SCR(Selective Catalytic Reduction)という)は、排気ガス中の窒素酸化物NOxを化学反応により還元除去するための触媒である。SCRは、還元剤が添加されているときにNOxを連続的に還元し得る。そのため排気流れ方向におけるSCRの上流側には、還元剤としての尿素水を排気通路2内に添加する添加弁が設けられる。
NOx吸着材(以下、PNA(Passive NOx Adsorbers)という)は、排気ガス中の窒素酸化物NOxを物理的に吸着することにより除去するためのものである。PNAは、遷移元素と希土類元素の複合酸化物、または遷移元素の酸化物と希土類元素の酸化物との混合物をコージェライト製ハニカムにコーティングしたもの、あるいは多孔質のゼオライトにより形成されたフロースルー型担体等が例示できる。
フィルタ(以下、DPF(Diesel Particulate Filter)という)は、排気中に含まれる粒子状物質(PM: Particulate Matter)を捕集して除去するためのものである。DPFは、ハニカム形状の耐熱性基材の両端開口を互い違いに市松状に閉塞した所謂ウォールフロータイプのもの、あるいは網の目構造のフォーム形状のものなど、PMを物理的に捕集するあらゆるタイプのフィルタを用いることができる。本実施形態ではウォールフロータイプのものを用いる。
酸化触媒(以下、DOC(Diesel Oxidation Catalyst)という)は、排気ガス中の未燃成分(炭化水素HCおよび一酸化炭素CO)を酸化して浄化するためのものである。DOCは、基材表面上のコート材にPt等の貴金属を多数分散配置させてなる。DOCは、排気ガス中のHC,COの酸化反応時に生じた熱で排気ガスを加熱、昇温する機能を有する。またDOCは、排気中のNOをNO2に酸化する機能をも有する。DOCの下流側にDPFがある場合、NO2が持つ高い酸化能により、DPFに捕集されたPMを効率よく酸化除去できる。
アンモニアスリップ触媒(以下、ASC(Ammonia Slip Catalyst)という)は、SCR内でNOxの還元に使用されずSCRの下流側に排出された余剰のアンモニアを酸化して浄化するための触媒である。アンモニアが大気中に放出されると異臭等の原因になるので、これを防止すべく、余剰アンモニアをASCにより処理する。
図3に、第2実施形態の排気浄化装置3を示す。便宜上、第2実施形態の排気浄化装置3を符号3Bで表す。
図4に、第3実施形態の排気浄化装置3を示す。便宜上、第3実施形態の排気浄化装置3を符号3Cで表す。
図5に、第4実施形態の排気浄化装置3を示す。便宜上、第4実施形態の排気浄化装置3を符号3Dで表す。
図6に、第5実施形態の排気浄化装置3を示す。便宜上、第3実施形態の排気浄化装置3を符号3Eで表す。
図7に、第6実施形態の排気浄化装置3を示す。便宜上、第6実施形態の排気浄化装置3を符号3Fで表す。
2 排気通路
3,3A,3B,3C,3D,3E,3F 排気浄化装置
11 NOx吸着材(PNA)
12 選択還元型第1NOx触媒(第1SCR)
13 酸化触媒(DOC)
14 フィルタ(DPF)
16 第1アンモニアスリップ触媒(第1ASC)
17 フィルタ付き選択還元型第2NOx触媒(SCRF)
19 選択還元型第2NOx触媒(第2SCR)
20 第2アンモニアスリップ触媒(第2ASC)
21 ヒータ付きNOx吸着材(PNA+EH)
Claims (5)
- NOx吸着材と、
排気流れ方向における前記NOx吸着材の下流側に配置された選択還元型第1NOx触媒と、
前記第1NOx触媒の下流側に配置された酸化触媒と、
前記酸化触媒の下流側に配置されたフィルタと、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 前記第1NOx触媒の下流側かつ前記酸化触媒の上流側に配置された第1アンモニアスリップ触媒をさらに備える
請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 前記フィルタと一体化され、または前記フィルタの下流側に配置された選択還元型第2NOx触媒をさらに備える
請求項1または2に記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 前記第2NOx触媒の下流側に配置された第2アンモニアスリップ触媒をさらに備える
請求項3に記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 前記NOx吸着材が電気ヒータを有する
請求項1〜4のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
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