JP4269919B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
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Description
貴金属触媒の酸化・還元能力が高いと、貴金属触媒の温度がNO酸化開始温度よりも低い場合に、すなわち貴金属触媒を担持しているNOX吸蔵手段の温度がNO酸化開始温度よりも低い場合に、貴金属触媒によりNOX吸蔵手段に流入する排気ガス中のNO2がNOに還元されてしまう。NOX吸蔵剤はNO2のみしか吸蔵することができないため、このように還元されたNOを吸蔵できず、よってNOX吸蔵手段のNOX浄化能力が低下してしまう。第1の発明によれば、単位体積当たりの貴金属触媒の担持量が少ない少量担持領域が設けられる。貴金属触媒の担持量が少ないと、NOX吸蔵剤の塩基性が強いことにより貴金属触媒の活性が弱められ、よって酸化・還元能力が低いものとされる。このため少量担持領域では貴金属触媒の温度がNO酸化開始温度よりも低い場合において貴金属触媒によるNO2からNOへの還元が抑制され、NOX吸蔵剤へNO2を吸蔵させることができるため、NOX吸蔵手段のNOX浄化能力の低下を抑制することができる。また、排気ガスは多量担持領域上を通過する前に少量担持領域上を通過するため、排気ガスが少量担持領域上を通過する前に多量担持領域でNO2がNOに還元されてしまうことが防止される。
また、少量担持領域においては、貴金属触媒の温度、すなわちNOX吸蔵手段の温度がNO酸化開始温度以上であってNOX吸蔵手段に流入する排気ガスの空燃比がほぼ理論空燃比またはリッチのときに、NOX吸蔵剤から放出されるNOXをN2に還元させる還元能力が高くなく、少量担持領域の排気下流にNOXが流れてしまう。しかし、第1の発明によれば、少量担持領域上を通過したNOXを含んだ排気ガスは多量担持領域上を通過するため、この多量担持領域において少量担持領域で還元されなかったNOXをN2に還元することができる。
第6の発明によれば、少量担持領域では貴金属触媒の温度がNO酸化開始温度よりも低い場合において貴金属触媒によるNO2からNOへの還元が抑制される。このため、貴金属触媒の温度がNO酸化開始温度よりも低い場合にNO2をNOへ還元してしまう多量担持領域上を排気ガスが通過する前に少量担持領域上を通過することにより、少量担持領域のNOX吸蔵剤にNO2を吸蔵させることができるため、NOX吸蔵手段のNOX浄化能力の低下を抑制することができる。
第6の発明によれば、貴金属触媒の温度がNO酸化開始温度よりも低い場合においてもNOX吸蔵手段のNOX浄化能力の低下を抑制することができ、良好に流入排気ガス中のNOXを浄化することができる。
4…吸気マニホルド
5…排気マニホルド
7…排気ターボチャージャ
11…NOX触媒
13…還元剤供給弁
20…温度センサ
Claims (6)
- 機関排気通路内にNOX吸蔵剤と貴金属触媒とを担持するNOX吸蔵手段を具備し、上記NOX吸蔵剤は、貴金属触媒の温度がNO酸化開始温度以上である場合にNOX吸蔵手段に流入する排気ガスの空燃比がリーンであるときには排気ガス中のNOXを吸蔵し、NOX吸蔵手段に流入する排気ガスの空燃比がほぼ理論空燃比またはリッチのときにはNOX吸蔵剤に吸蔵されているNOXを放出し、上記NOX吸蔵手段が、少量担持領域と多量担持領域とを有し、上記少量担持領域における単位体積当たりの貴金属触媒の担持量が上記多量担持領域における単位体積当たりの貴金属触媒の担持量よりも少ない内燃機関の排気浄化装置において、
上記少量担持領域および多量担持量域領域は上記NOX吸蔵手段に流入する排気ガスが上記少量担持領域上を通過してから上記多量担持領域上を通過するように設けられ、
上記少量担持領域における単位体積当たりの貴金属触媒の担持量が、少なくとも貴金属触媒の温度がNO酸化開始温度以上であるときの貴金属触媒の酸化・還元能力を考慮したときに最適になるように設定される量よりも少ない、内燃機関の排気浄化装置。 - 上記NOX吸蔵手段はNOX吸蔵剤と貴金属触媒とを担持する一つのNOX触媒を具備し、上記少量担持領域および多量担持領域は上記一つのNOX触媒内に設けられる請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 上記少量担持領域が上記NOX触媒の上流側部分に設けられ、上記多量担持領域が上記上流側部分よりも排気下流に位置する上記NOX触媒の下流側部分に設けられる請求項2に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 上記NOX触媒は、排気ガスが流入する流入通路と排気ガスが流出する流出通路とを具備し、これら流入通路と流出通路との間には隔壁が設けられると共に上記流入通路に流入した排気ガスは隔壁を通って上記流出通路へ流れるようになっており、上記少量担持領域は上記隔壁の表面上であって流入通路側に設けられ、上記多量担持領域は上記隔壁の表面上であって流出通路側に設けられる請求項2に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 上記NOX吸蔵手段は機関排気通路内に直列的に配置された二つのNOX触媒を具備し、各NOX触媒はNOX吸蔵剤と貴金属触媒とを担持し、上流側に配置された上記NOX触媒に上記少量担持領域が設けられると共に下流側に配置された上記NOX触媒に上記多量担持領域が設けられる請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 貴金属触媒とNOX吸蔵剤とを具備するNOX吸蔵手段であって、単位体積当たりの貴金属触媒の担持量が少ない少量担持領域と、単位体積当たりの貴金属触媒の担持量が多い多量担持領域とを有するNOX吸蔵手段を用いて、排気ガス中に含まれるNOXを浄化する内燃機関の排気浄化方法において、
貴金属触媒の温度がNO酸化開始温度よりも低い場合には、NOX吸蔵手段に流入した排気ガスが上記多量担持領域上を通過する前に上記少量担持領域上を通過するようにし、該少量担持領域のNOX吸蔵剤にNO2を吸蔵させ、
上記少量担持領域における単位体積当たりの貴金属触媒の担持量が、少なくとも貴金属触媒の温度がNO酸化開始温度以上であるときの貴金属触媒の酸化・還元能力を考慮したときに最適になるように設定される量よりも少ない、内燃機関の排気浄化方法。
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