JP4577099B2 - Exhaust gas purification device for internal combustion engine - Google Patents

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本発明は内燃機関の排気浄化装置に関する。   The present invention relates to an exhaust emission control device for an internal combustion engine.

触媒上流の排気通路内に還元剤供給装置を配置し、還元剤供給装置から供給された還元剤により触媒において排気浄化するようにした内燃機関の排気浄化装置が公知である(特許文献1参照)。   An exhaust purification device for an internal combustion engine in which a reducing agent supply device is arranged in an exhaust passage upstream of the catalyst and exhaust gas is purified in the catalyst by the reducing agent supplied from the reducing agent supply device is known (see Patent Document 1). .

特開2000−303826号公報JP 2000-303826 A

このような排気浄化装置では、還元剤を有効に利用するために、還元剤を排気通路の断面全体にわたって広く分散させるのが好ましい。この点、還元剤供給装置から触媒までの排気通路空間が大きければ、還元剤を広く分散させることが可能である。   In such an exhaust purification device, in order to effectively use the reducing agent, it is preferable that the reducing agent is widely dispersed over the entire cross section of the exhaust passage. In this respect, if the exhaust passage space from the reducing agent supply device to the catalyst is large, the reducing agent can be widely dispersed.

しかしながら、例えば車両床下においては還元剤供給装置の設置箇所には制限があるので、還元剤供給装置から触媒までの排気通路空間を必ずしも大きくできない。このため、ただ単に還元剤を排気通路内に添加しても還元剤の良好な分散性を確保できないおそれがある。   However, for example, under the vehicle floor, there is a limit to the location where the reducing agent supply device is installed, so the exhaust passage space from the reducing agent supply device to the catalyst cannot always be increased. For this reason, even if a reducing agent is simply added to the exhaust passage, there is a possibility that good dispersibility of the reducing agent cannot be ensured.

そこで本発明は、還元剤の良好な分散性を確保して還元剤を有効に利用できるようにする内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an exhaust purification device for an internal combustion engine that ensures good dispersibility of the reducing agent so that the reducing agent can be used effectively.

前記課題を解決するために1番目の発明によれば、触媒上流の排気通路内に還元剤供給装置を配置し、還元剤供給装置から供給された還元剤により触媒において排気浄化するようにした内燃機関の排気浄化装置において、還元剤供給装置上流の排気通路内に還元剤を一時的に付着保持するための還元剤保持部材を配置し、還元剤供給装置から還元剤を還元剤保持部材に向けて供給し、還元剤が還元剤保持部材に一時的に付着保持された後に還元剤保持部材から離脱して触媒に供給されるようにしている。   In order to solve the above problems, according to a first aspect of the invention, an internal combustion engine in which a reducing agent supply device is disposed in an exhaust passage upstream of the catalyst and exhaust gas is purified in the catalyst by the reducing agent supplied from the reducing agent supply device. In the exhaust emission control device of an engine, a reducing agent holding member for temporarily adhering and holding the reducing agent is disposed in an exhaust passage upstream of the reducing agent supply device, and the reducing agent is directed from the reducing agent supply device to the reducing agent holding member. The reducing agent is temporarily attached and held on the reducing agent holding member, and then separated from the reducing agent holding member and supplied to the catalyst.

また、2番目の発明によれば1番目の発明において、前記還元剤保持部材をハニカム構造体から構成している。   According to a second aspect, in the first aspect, the reducing agent holding member is composed of a honeycomb structure.

また、3番目の発明によれば2番目の発明において、前記還元剤保持部材を排気ガス中の微粒子を捕集するためのパティキュレートフィルタから構成している。   According to a third aspect, in the second aspect, the reducing agent holding member is composed of a particulate filter for collecting fine particles in the exhaust gas.

また、4番目の発明によれば1番目の発明において、前記還元剤保持部材を通気性板状部材から構成している。   According to a fourth aspect, in the first aspect, the reducing agent holding member is composed of a breathable plate member.

また、5番目の発明によれば4番目の発明において、排気ガス中の微粒子を捕集するためのパティキュレートフィルタが前記触媒上流の排気通路内に配置されており、前記還元剤供給装置及び前記板状部材をパティキュレートフィルタと触媒間の排気通路内に配置している。   According to a fifth aspect, in the fourth aspect, a particulate filter for collecting particulates in the exhaust gas is disposed in the exhaust passage upstream of the catalyst, and the reducing agent supply device and the A plate-like member is disposed in the exhaust passage between the particulate filter and the catalyst.

還元剤の良好な分散性を確保して還元剤を有効に利用することができる。   It is possible to effectively use the reducing agent while ensuring good dispersibility of the reducing agent.

図1は本発明を圧縮着火式内燃機関に適用した場合を示している。なお、本発明は火花点火式内燃機関にも適用することもできる。   FIG. 1 shows a case where the present invention is applied to a compression ignition type internal combustion engine. The present invention can also be applied to a spark ignition type internal combustion engine.

図1を参照すると、1は機関本体、2はシリンダブロック、3はシリンダヘッド、4はピストン、5は燃焼室、6は電気制御式燃料噴射弁、7は吸気弁、8は吸気ポート、9は排気弁、10は排気ポートをそれぞれ示す。吸気ポート8は対応する吸気枝管11を介してサージタンク12に連結され、サージタンク12は吸気ダクト13を介して排気ターボチャージャ14のコンプレッサ15に連結される。吸気ダクト13内にはステップモータ16により駆動されるスロットル弁17が配置され、更に吸気ダクト13周りには吸気ダクト13内を流れる吸入空気を冷却するための冷却装置18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18内に導かれ、機関冷却水によって吸入空気が冷却される。外気によって吸気空気が冷却されるようにしてもよい。   Referring to FIG. 1, 1 is an engine body, 2 is a cylinder block, 3 is a cylinder head, 4 is a piston, 5 is a combustion chamber, 6 is an electrically controlled fuel injection valve, 7 is an intake valve, 8 is an intake port, 9 Is an exhaust valve, and 10 is an exhaust port. The intake port 8 is connected to a surge tank 12 via a corresponding intake branch pipe 11, and the surge tank 12 is connected to a compressor 15 of an exhaust turbocharger 14 via an intake duct 13. A throttle valve 17 driven by a step motor 16 is disposed in the intake duct 13, and a cooling device 18 for cooling intake air flowing through the intake duct 13 is disposed around the intake duct 13. In the embodiment shown in FIG. 1, the engine cooling water is guided into the cooling device 18 and the intake air is cooled by the engine cooling water. The intake air may be cooled by outside air.

一方、排気ポート10は排気マニホルド19及び排気管20を介して排気ターボチャージャ14の排気タービン21の入口に連結される。排気タービン21の出口は排気管22を介して触媒コンバータ23の入口に連結され、触媒コンバータ23の出口は排気管24に連結される。   On the other hand, the exhaust port 10 is connected to an inlet of an exhaust turbine 21 of the exhaust turbocharger 14 via an exhaust manifold 19 and an exhaust pipe 20. The outlet of the exhaust turbine 21 is connected to the inlet of the catalytic converter 23 via the exhaust pipe 22, and the outlet of the catalytic converter 23 is connected to the exhaust pipe 24.

図1に示される例では、触媒コンバータ23は例えば単一のケーシング25を具備し、このケーシング25内に排気ガス流れ方向に間隙26を隔てて互いに直列配置された還元剤保持部材27及び触媒28が収容される。また、間隙25内には還元剤供給弁29が配置される。従って、触媒28の上流に還元剤供給弁29が配置され、還元剤供給弁29の上流に還元剤保持部材27が配置される。還元剤供給弁29は還元剤供給管29aを介し電気制御式の吐出量可変な還元剤ポンプ30に連結され、還元剤ポンプ30は例えば液体の還元剤を収容した還元剤タンク31に連結される。還元剤の種類は触媒28の種類や浄化すべき排気ガス成分に応じて定めることができ、例えば軽油(燃料)のような炭化水素や、尿素、アンモニアなどを還元剤として用いることができる。   In the example shown in FIG. 1, the catalytic converter 23 includes, for example, a single casing 25, and the reducing agent holding member 27 and the catalyst 28 are arranged in series in the casing 25 with a gap 26 in the exhaust gas flow direction. Is housed. A reducing agent supply valve 29 is disposed in the gap 25. Therefore, the reducing agent supply valve 29 is disposed upstream of the catalyst 28, and the reducing agent holding member 27 is disposed upstream of the reducing agent supply valve 29. The reducing agent supply valve 29 is connected via a reducing agent supply pipe 29a to an electrically controlled reducing agent pump 30 with variable discharge amount, and the reducing agent pump 30 is connected to a reducing agent tank 31 containing, for example, a liquid reducing agent. . The type of the reducing agent can be determined according to the type of the catalyst 28 and the exhaust gas component to be purified. For example, hydrocarbon such as light oil (fuel), urea, ammonia and the like can be used as the reducing agent.

更に図1を参照すると、排気マニホルド19とサージタンク12とは再循環排気ガス(以下、EGRと称す)通路32を介して互いに連結され、EGR通路32内には電気制御式EGR制御弁33が配置される。また、EGR通路32周りにはEGR通路32内を流れるEGRガスを冷却するための冷却装置34が配置される。   Further, referring to FIG. 1, the exhaust manifold 19 and the surge tank 12 are connected to each other via a recirculated exhaust gas (hereinafter referred to as EGR) passage 32, and an electrically controlled EGR control valve 33 is provided in the EGR passage 32. Be placed. A cooling device 34 for cooling the EGR gas flowing in the EGR passage 32 is disposed around the EGR passage 32.

燃料噴射弁6は燃料供給管6aを介して共通の燃料蓄圧室すなわちコモンレール35に連結され、このコモンレール35は電気制御式の吐出量可変な燃料ポンプ36を介して燃料タンク37に連結される。コモンレール35にはコモンレール35内の燃料圧を検出するための燃料圧センサ38が取り付けられており、燃料圧センサ38の出力信号に基づいてコモンレール35内の燃料圧が目標燃料圧となるように燃料ポンプ36の吐出量が制御される。   The fuel injection valve 6 is connected to a common fuel pressure accumulating chamber, that is, a common rail 35 via a fuel supply pipe 6a. The common rail 35 is connected to a fuel tank 37 via an electrically controlled fuel pump 36 having a variable discharge amount. A fuel pressure sensor 38 for detecting the fuel pressure in the common rail 35 is attached to the common rail 35, and the fuel pressure in the common rail 35 is set to a target fuel pressure based on the output signal of the fuel pressure sensor 38. The discharge amount of the pump 36 is controlled.

電子制御ユニット40はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス41によって互いに接続されたROM(リードオンリメモリ)42、RAM(ランダムアクセスメモリ)43、CPU(マイクロプロセッサ)44、入力ポート45及び出力ポート46を具備する。排気管22には排気管22内の圧力を検出するための圧力センサ49が取り付けられ、アクセルペダル50にはアクセルペダル50の踏み込み量を検出するための負荷センサ51が接続される。燃料圧センサ38、圧力センサ49、及び踏み込み量センサ51の出力電圧は対応するAD変換器47を介して入力ポート45にそれぞれ入力される。さらに、入力ポート45にはクランクシャフトがたとえば10°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ52が接続される。CPU44ではこの出力パルスに基づいて機関回転数が算出される。一方、出力ポート46は対応する駆動回路48を介して燃料噴射弁6、ステップモータ16、還元剤供給弁29、還元剤ポンプ30、EGR制御弁33、及び燃料ポンプ36にそれぞれ接続される。   The electronic control unit 40 is composed of a digital computer, and is connected to each other by a bidirectional bus 41. A ROM (read only memory) 42, a RAM (random access memory) 43, a CPU (microprocessor) 44, an input port 45 and an output port 46 are connected. It comprises. A pressure sensor 49 for detecting the pressure in the exhaust pipe 22 is attached to the exhaust pipe 22, and a load sensor 51 for detecting the depression amount of the accelerator pedal 50 is connected to the accelerator pedal 50. Output voltages of the fuel pressure sensor 38, the pressure sensor 49, and the depression amount sensor 51 are input to the input port 45 via the corresponding AD converters 47, respectively. Further, a crank angle sensor 52 that generates an output pulse every time the crankshaft rotates, for example, 10 ° is connected to the input port 45. The CPU 44 calculates the engine speed based on this output pulse. On the other hand, the output port 46 is connected to the fuel injection valve 6, the step motor 16, the reducing agent supply valve 29, the reducing agent pump 30, the EGR control valve 33, and the fuel pump 36 via corresponding drive circuits 48.

さて、還元剤保持部材27は還元剤供給弁29から供給された還元剤を一時的に付着保持するためのものである。図2(A)に示される例では、還元剤保持部材27は排気ガス中に含まれる主として固体炭素からなる微粒子を捕集するためのパティキュレートフィルタ27aから構成される。このパティキュレートフィルタ27aはハニカム構造をなしており、互いに平行をなして延びる複数個の排気流通路60,61を具備する。これら排気流通路は下流端が栓62により閉塞された排気ガス流入通路60と、上流端が栓63により閉塞された排気ガス流出通路61とにより構成される。従って、排気ガス流入通路60及び排気ガス流出通路61は薄肉の隔壁64を介して交互に配置される。云い換えると排気ガス流入通路60及び排気ガス流出通路61は各排気ガス流入通路60が4つの排気ガス流出通路61によって包囲され、各排気ガス流出通路61が4つの排気ガス流入通路60によって包囲されるように配置される。パティキュレートフィルタ27aはコージェライトのような多孔質材料から形成されており、従って排気ガス流入通路60内に流入した排気ガスは図2(A)において矢印で示されるように周囲の隔壁64内を通って隣接する排気ガス流出通路61内に流出する。   The reducing agent holding member 27 is for temporarily attaching and holding the reducing agent supplied from the reducing agent supply valve 29. In the example shown in FIG. 2A, the reducing agent holding member 27 includes a particulate filter 27a for collecting fine particles mainly made of solid carbon contained in the exhaust gas. The particulate filter 27a has a honeycomb structure and includes a plurality of exhaust flow passages 60 and 61 extending in parallel with each other. These exhaust flow passages include an exhaust gas inflow passage 60 whose downstream end is closed by a plug 62 and an exhaust gas outflow passage 61 whose upstream end is closed by a plug 63. Therefore, the exhaust gas inflow passages 60 and the exhaust gas outflow passages 61 are alternately arranged via the thin partition walls 64. In other words, each of the exhaust gas inflow passages 60 and the exhaust gas outflow passages 61 is surrounded by four exhaust gas outflow passages 61, and each exhaust gas outflow passage 61 is surrounded by four exhaust gas inflow passages 60. Arranged so that. The particulate filter 27a is formed of a porous material such as cordierite. Therefore, the exhaust gas flowing into the exhaust gas inflow passage 60 passes through the surrounding partition wall 64 as shown by an arrow in FIG. It flows out into the adjacent exhaust gas outflow passage 61.

この場合、排気ガス流入通路60側に位置する隔壁64の表面を排気ガス流入面65と称し、排気ガス流出通路61側に位置する隔壁64の表面を排気ガス流出面66と称すると、排気ガスは排気ガス流入面65を通過し次いで排気ガス流出面66を通過する。なお、パティキュレートフィルタ27aに堆積した微粒子を酸化除去するために、例えばパティキュレートフィルタ27aに流入する排気ガスの空燃比をリーンに維持しながらパティキュレートフィルタ27aの温度を高める微粒子除去作用を周期的に行うことができる。なお、パティキュレートフィルタ27aに例えば酸化機能を有する触媒を担持させることもできる。   In this case, the surface of the partition wall 64 positioned on the exhaust gas inflow passage 60 side is referred to as an exhaust gas inflow surface 65, and the surface of the partition wall 64 positioned on the exhaust gas outflow passage 61 side is referred to as an exhaust gas outflow surface 66. Passes through the exhaust gas inflow surface 65 and then through the exhaust gas outflow surface 66. In order to oxidize and remove the particulates deposited on the particulate filter 27a, for example, a particulate removing action for periodically raising the temperature of the particulate filter 27a while maintaining the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the particulate filter 27a lean. Can be done. For example, a catalyst having an oxidation function may be supported on the particulate filter 27a.

一方、触媒28は還元剤供給弁29から供給された還元剤により排気浄化するためのものである。図2(A)に示される例では、この触媒28は選択還元触媒又はNO吸蔵触媒から構成される。選択還元触媒は酸化雰囲気であっても排気ガス中のNOを選択的に還元する。また、NO吸蔵触媒は流入する排気ガスの空燃比がリーンのときに排気ガス中のNOを一時的に蓄え、流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチになると蓄えていたNOを放出、還元する。なお、本明細書では排気通路の或る位置よりも上流の排気通路、燃焼室、及び吸気通路内に供給された空気と燃料及び還元剤との比をその位置における排気ガスの空燃比と称している。 On the other hand, the catalyst 28 is for purifying exhaust gas with the reducing agent supplied from the reducing agent supply valve 29. In the example shown in FIG. 2A, the catalyst 28 is composed of a selective reduction catalyst or a NO X storage catalyst. The selective reduction catalyst selectively reduces NO x in the exhaust gas even in an oxidizing atmosphere. The NO X storage catalyst temporarily stores NO X in the exhaust gas when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean, and stores the NO X stored when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas becomes the stoichiometric air-fuel ratio or rich. X is released and reduced. In this specification, the ratio of the air, fuel, and reducing agent supplied to the exhaust passage upstream of a certain position of the exhaust passage, the combustion chamber, and the intake passage is referred to as the air-fuel ratio of the exhaust gas at that position. ing.

この触媒28はハニカム構造をなす基材に担持されている。この基材は互いに平行をなして延びる複数個の排気流通路を具備し、これら排気流通路は上流端及び下流端が開放されている。また、基材もコージェライトのような多孔質材料から形成されている。   The catalyst 28 is supported on a base material having a honeycomb structure. The substrate includes a plurality of exhaust flow passages extending in parallel to each other, and the exhaust flow passages are open at the upstream end and the downstream end. The substrate is also made of a porous material such as cordierite.

触媒28をNO吸蔵触媒から構成した場合を例にとって説明すると、内燃機関ではリーン運転が継続して行われているのでこのとき排気ガス中のNOはNO吸蔵触媒内に蓄えられる。次いで、蓄えられているNOを放出、還元すべきときになると、NO吸蔵触媒に流入する排気の空燃比が理論空燃比又はリッチになるように還元剤が供給され、その結果NO吸蔵触媒内のNOが放出され、この還元剤でもってNOが還元される。また、NO吸蔵触媒内にはイオウ例えばSOも蓄えられ、このSOを放出すべきときになると、NO吸蔵触媒に流入する排気の空燃比が理論空燃比又はリッチになるように還元剤が供給される。 The case where the catalyst 28 is composed of a NO X storage catalyst will be described as an example. Since the lean operation is continuously performed in the internal combustion engine, NO X in the exhaust gas is stored in the NO X storage catalyst at this time. Then, release the NO X that is stored, at the time to be reduced, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing to the NO X storage catalyst is fed a reducing agent so that the stoichiometric air-fuel ratio or rich, the result the NO X storage NO X in the catalyst is released, and NO X is reduced with this reducing agent. Further, in the NO X storage catalyst is stored is also sulfur e.g. SO X, becomes the when releasing the SO X, reduced as the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing to the NO X storage catalyst is the stoichiometric air-fuel ratio or rich Agent is supplied.

触媒28に還元剤を供給すべきときには還元剤供給弁29から還元剤が供給される。本発明による実施例では、還元剤がパティキュレートフィルタ27aに向かうように還元剤供給弁29の供給軸線が指向されており、また、還元剤がパティキュレートフィルタ27aに到達するように還元剤供給弁29の供給圧が設定されている。従って、図2(B)に示されるように、還元剤供給弁29からパティキュレートフィルタ27aに向けて還元剤Rが噴射され、この還元剤がパティキュレートフィルタ27a、特に排気ガス流出面66に付着保持される。この場合、パティキュレートフィルタ27aの断面ほぼ全体に拡がるように還元剤Rを噴射するのが好ましい。   When the reducing agent is to be supplied to the catalyst 28, the reducing agent is supplied from the reducing agent supply valve 29. In the embodiment according to the present invention, the supply axis of the reducing agent supply valve 29 is directed so that the reducing agent goes to the particulate filter 27a, and the reducing agent supply valve so that the reducing agent reaches the particulate filter 27a. 29 supply pressures are set. Accordingly, as shown in FIG. 2B, the reducing agent R is injected from the reducing agent supply valve 29 toward the particulate filter 27a, and this reducing agent adheres to the particulate filter 27a, particularly the exhaust gas outflow surface 66. Retained. In this case, it is preferable to inject the reducing agent R so as to spread over substantially the entire cross section of the particulate filter 27a.

パティキュレートフィルタ27aに付着保持された還元剤はパティキュレートフィルタ27a自体又は排気ガスの熱によって、或いは排気ガス流れによって、パティキュレートフィルタ27aから離脱され、次いで触媒28に供給される。   The reducing agent adhered and held on the particulate filter 27 a is separated from the particulate filter 27 a by the particulate filter 27 a itself, the heat of the exhaust gas, or by the exhaust gas flow, and then supplied to the catalyst 28.

このように還元剤をパティキュレートフィルタ27aに一時的に保持させた後に触媒28に供給するようにしているので、大きな分散空間を要することなく、還元剤を広く分散させることができる。しかも、還元剤が排気ガス流れに逆行する際にせん断力を受けたりパティキュレートフィルタ27aに衝突されるので、或いは還元剤がパティキュレートフィルタ27a又は排気ガスから熱を受けるので、還元剤の微粒化を促進することができる。従って、触媒28において還元剤を排気浄化のために有効利用できることになる。   Thus, since the reducing agent is temporarily held in the particulate filter 27a and then supplied to the catalyst 28, the reducing agent can be widely dispersed without requiring a large dispersion space. Moreover, since the reducing agent receives a shearing force or collides with the particulate filter 27a when reversing the exhaust gas flow, or the reducing agent receives heat from the particulate filter 27a or the exhaust gas, the atomizing of the reducing agent is performed. Can be promoted. Therefore, the reducing agent can be effectively used in the catalyst 28 for exhaust gas purification.

パティキュレートフィルタ27a上に形成される微粒子堆積層に還元剤を供給すると、還元剤がこの微粒子堆積層に浸み込むことにより還元剤を排気浄化のために有効に利用できないおそれがある。しかしながら、本発明による実施例では、パティキュレートフィルタ27aの排気ガス流出面66に向けて還元剤が供給され、この排気ガス流出面66上には微粒子堆積層がほとんど形成されないので、このような不具合が生じない。   If a reducing agent is supplied to the particulate deposition layer formed on the particulate filter 27a, the reducing agent may penetrate into the particulate deposition layer, so that the reducing agent may not be effectively used for exhaust purification. However, in the embodiment according to the present invention, the reducing agent is supplied toward the exhaust gas outflow surface 66 of the particulate filter 27a, and the particulate deposit layer is hardly formed on the exhaust gas outflow surface 66. Does not occur.

また、上述したパティキュレートフィルタ27aの微粒子除去作用を行うことによって、パティキュレートフィルタ27aに残留している還元剤をも酸化除去することができる。その結果、パティキュレートフィルタ27aに残留した還元剤が変質して固着するのを阻止できる。   In addition, by performing the particulate removing action of the particulate filter 27a described above, the reducing agent remaining on the particulate filter 27a can be oxidized and removed. As a result, it is possible to prevent the reducing agent remaining on the particulate filter 27a from being deteriorated and fixed.

図3及び図4は本発明による別の実施例を示している。   3 and 4 show another embodiment according to the present invention.

図3に示される例では、還元剤保持部材27がハニカム構造体27bから構成される。このハニカム構造体27bは上述した触媒28の基材と同様に、互いに平行をなして延びかつる複数個の排気流通路を具備し、これら排気流通路は上流端及び下流端が開放されている。このハニカム構造体27bはセラミックから形成することもできるし、金属から形成することもできる。   In the example shown in FIG. 3, the reducing agent holding member 27 is composed of a honeycomb structure 27b. Like the base material of the catalyst 28 described above, the honeycomb structure 27b includes a plurality of exhaust flow passages extending in parallel with each other, and the exhaust flow passages are open at the upstream end and the downstream end. . The honeycomb structure 27b can be formed of ceramic or metal.

この場合、ハニカム構造体27bの下流端27bd周りに向けて還元剤Rが噴射され、この還元剤がハニカム構造体27b、特に下流端27bd周りに付着保持される。次いで、還元剤がハニカム構造体27bから離脱されて触媒28に供給される。   In this case, the reducing agent R is sprayed around the downstream end 27bd of the honeycomb structure 27b, and this reducing agent is adhered and held around the honeycomb structure 27b, particularly around the downstream end 27bd. Next, the reducing agent is separated from the honeycomb structure 27 b and supplied to the catalyst 28.

ハニカム構造体27bに別の触媒を担持させることもできる。この場合の追加の触媒として、上述したNO吸蔵触媒、選択還元触媒のほか、酸化機能を有する触媒を用いることができる。或いは、例えば尿素からアンモニアを生成するための加水分解触媒や、還元剤としての炭化水素を一時的に吸着して改質するための吸着改質触媒を用いることもできる。いずれにしても、ハニカム構造体27bに触媒を担持させることにより、還元剤を改質することができ、還元剤を排気浄化のために更に有効利用できる。 Another catalyst may be supported on the honeycomb structure 27b. As an additional catalyst in this case, in addition to the NO X storage catalyst and the selective reduction catalyst described above, a catalyst having an oxidation function can be used. Alternatively, for example, a hydrolysis catalyst for producing ammonia from urea or an adsorption reforming catalyst for temporarily adsorbing and reforming hydrocarbons as a reducing agent can be used. In any case, the reducing agent can be modified by supporting the catalyst on the honeycomb structure 27b, and the reducing agent can be further effectively used for exhaust purification.

更に、図3に示される例では、ハニカム構造体27b上流のケーシング25内にハニカム構造をなす基材に担持された補助触媒70が収容される。この補助触媒70は例えば酸化機能を有する触媒から構成される。   Further, in the example shown in FIG. 3, the auxiliary catalyst 70 supported on the base material forming the honeycomb structure is accommodated in the casing 25 upstream of the honeycomb structure 27b. The auxiliary catalyst 70 is composed of a catalyst having an oxidation function, for example.

一方、図4(A),(B),(C)に示される例では、還元剤保持部材27が通気性板状部材27cから構成される。この通気性板状部材27cは例えばセラミックやフォームフィルタのような多孔質材料から形成される。この場合、通気性板状部材27cの下流側面27cdに向けて還元剤Rが噴射され、この還元剤が通気性板状部材27c、特に下流側面27cdに付着保持される。次いで、還元剤が通気性板状部材27cから離脱されて触媒28に供給される。   On the other hand, in the example shown in FIGS. 4A, 4 </ b> B, and 4 </ b> C, the reducing agent holding member 27 is composed of a breathable plate-like member 27 c. The air-permeable plate-like member 27c is made of a porous material such as ceramic or foam filter. In this case, the reducing agent R is injected toward the downstream side surface 27cd of the air permeable plate member 27c, and this reducing agent is adhered and held on the air permeable plate member 27c, particularly the downstream side surface 27cd. Next, the reducing agent is separated from the gas permeable plate member 27 c and supplied to the catalyst 28.

図4(A),(B)に示される例では、通気性板状部材27cは触媒28上流のケーシング25内に収容される。その上で、図4(A)に示される例では、通気性板状部材27cはケーシング25の断面のほぼ全体にわたって拡がっている。これに対し、図4(B)に示される例では、通気性板状部材27cはケーシング25の断面の一部にわたって拡がっており、還元剤供給弁29から還元剤Rがこの通気性板状部材27cに向けて供給される。   In the example shown in FIGS. 4A and 4B, the air permeable plate member 27 c is accommodated in the casing 25 upstream of the catalyst 28. In addition, in the example shown in FIG. 4A, the air-permeable plate-like member 27 c extends over almost the entire cross section of the casing 25. On the other hand, in the example shown in FIG. 4B, the breathable plate member 27c extends over a part of the cross section of the casing 25, and the reducing agent R is supplied from the reducing agent supply valve 29 to the breathable plate member. It is supplied toward 27c.

一方、図4(C)に示される例では、排気管22は別のケーシング80に連結され、別のケーシング80は排気管81を介してケーシング25に連結される。別のケーシング80内には上述したパティキュレートフィルタ27aと同様の構成のパティキュレートフィルタ82が収容され、ケーシング25内には上述した触媒28が収容される。還元剤保持部材27及び還元剤供給弁29は排気管81内に配置される。このようにすると、パティキュレートフィルタ82の微粒子除去作用を行う際に、還元剤保持部材27によってパティキュレートフィルタ82からの放熱を抑制することができる。また、排気管81の流路断面はケーシング25,80よりも小さく従って排気ガスの線流速が高いので、通気性板状部材27cに付着保持された還元剤を微粒化しつつ離脱させることができる。   On the other hand, in the example shown in FIG. 4C, the exhaust pipe 22 is connected to another casing 80, and the other casing 80 is connected to the casing 25 via the exhaust pipe 81. In another casing 80, a particulate filter 82 having the same configuration as the above-described particulate filter 27a is accommodated, and in the casing 25, the above-described catalyst 28 is accommodated. The reducing agent holding member 27 and the reducing agent supply valve 29 are disposed in the exhaust pipe 81. In this way, when the particulate filter 82 performs the particulate removing action, the reducing agent holding member 27 can suppress heat radiation from the particulate filter 82. Further, since the flow passage cross section of the exhaust pipe 81 is smaller than that of the casings 25 and 80 and therefore the linear flow velocity of the exhaust gas is high, the reducing agent attached and held on the air-permeable plate-like member 27c can be separated and atomized.

図5は通気性板状部材27cのさまざまな実施例を示している。   FIG. 5 shows various embodiments of the breathable plate-like member 27c.

図5(A)に示される例では、通気性板状部材27cは同心円の折り曲げ線90に沿って波状に折り曲げられた不織布91からなる。この不織布91は例えば金属繊維、ガラス繊維などの耐熱繊維から形成することができる。   In the example shown in FIG. 5A, the air-permeable plate-like member 27c is made of a non-woven fabric 91 bent in a wave shape along a concentric folding line 90. The nonwoven fabric 91 can be formed from heat resistant fibers such as metal fibers and glass fibers.

これに対し、図5(B)に示される例では、通気性板状部材27cは複数の孔93が形成された例えば金属などの非通気性板材94から構成されている。また、図5(C)に示される例では、通気性板状部材27cは排気ガス流れ方向に直列に配置された複数の非通気性板材95から構成され、各非通気性板材95には例えば小片を折り込むことによって複数の孔96が形成されている。このようにすると、排気ガス流れの乱れを増大させることができ、従って還元剤の拡散性を高めることができる。   On the other hand, in the example shown in FIG. 5B, the air-permeable plate-like member 27c is composed of a non-air-permeable plate material 94 such as metal in which a plurality of holes 93 are formed. In the example shown in FIG. 5C, the air permeable plate member 27c is composed of a plurality of air permeable plate members 95 arranged in series in the exhaust gas flow direction. A plurality of holes 96 are formed by folding the small pieces. In this way, the turbulence of the exhaust gas flow can be increased, and thus the diffusibility of the reducing agent can be increased.

内燃機関の全体図である。1 is an overall view of an internal combustion engine. 本発明による実施例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the Example by this invention. 本発明による別の実施例を示す図である。It is a figure which shows another Example by this invention. 本発明による別の実施例を示す図である。It is a figure which shows another Example by this invention. 板状部材の別の実施例を示す図である。It is a figure which shows another Example of a plate-shaped member.

符号の説明Explanation of symbols

1 機関本体
23 触媒コンバータ
27 還元剤保持部材
28 触媒
29 還元剤供給弁
1 Engine Body 23 Catalytic Converter 27 Reducing Agent Holding Member 28 Catalyst 29 Reducing Agent Supply Valve

Claims (2)

触媒上流の排気通路内に還元剤供給装置を配置し、還元剤供給装置から供給された還元剤により触媒において排気浄化するようにした内燃機関の排気浄化装置において、還元剤供給装置上流の排気通路内に還元剤を一時的に付着保持するための還元剤保持部材を配置し、還元剤供給装置から還元剤を還元剤保持部材に向けて供給し、還元剤が還元剤保持部材に一時的に付着保持された後に還元剤保持部材から離脱して触媒に供給されるようにした内燃機関の排気浄化装置であって、前記還元剤保持部材をハニカム構造体から構成した内燃機関の排気浄化装置In an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine in which a reducing agent supply device is disposed in an exhaust passage upstream of the catalyst and exhaust gas is purified in the catalyst by the reducing agent supplied from the reducing agent supply device, an exhaust passage upstream of the reducing agent supply device A reducing agent holding member for temporarily adhering and holding the reducing agent is disposed therein, the reducing agent is supplied from the reducing agent supply device toward the reducing agent holding member, and the reducing agent is temporarily attached to the reducing agent holding member. An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine that is detached from a reducing agent holding member and is supplied to a catalyst after being attached and held , wherein the reducing agent holding member is formed of a honeycomb structure . 前記還元剤保持部材を排気ガス中の微粒子を捕集するためのパティキュレートフィルタから構成した請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。 2. The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the reducing agent holding member comprises a particulate filter for collecting particulates in the exhaust gas .
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