JP5675818B2 - 排ガス制御の改善 - Google Patents
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Description
実施例1:HCトラップの製造
ベータゼオライトスラリーおよびZSM−5ゼオライトスラリーを、コロイドシリカとベータ:ZSM−5:シリカの重量比が1:1:1となるように混合することにより、炭化水素トラップウォッシュコートを製造した。次に、追加の水および流動性改質剤を前記ウォッシュコートに添加してウォッシュコートAを製造した。ウォッシュコートAをUS7147892号(Aderhold等、2006年)に記載された方法を用いて、400/6のセル密度および4.16×4.5"の寸法を有するセラミックハニカム基材にコーティングした。次に、そのコーティングを100℃で乾燥させた後、空気中にて500℃で焼成してHCトラップAを製造した。前記焼成されたHCトラップAのウォッシュコート担持量は3g/in3であった。
ウォッシュコートAに高表面積の非ドープセリアを添加してウォッシュコートBを製造した。ウォッシュコートBを、実施例1に記載されているように、セラミック基材上にコーティングしてHCトラップBを製造した。得られる焼成HCトラップBのセリア担持量は0.6g/in3であった。
ウォッシュコートAに硝酸銀を添加してウォッシュコートCを製造した。ウォッシュコートCを、実施例1に記載されているように、セラミック基材上にコーティングしてHCトラップCを製造した。得られる焼成HCトラップCの銀担持量は250g/ft3であった。
硝酸銀をウォッシュコートBに添加してウォッシュコートDを製造した。ウォッシュコートDを、実施例1に記載されているように、セラミック基材上にコーティングしてHCトラップDを製造した。得られる焼成HCトラップDの銀担持量は250g/ft3であった。
高温排ガスへの露出後、炭化水素トラップの性能を確認するために、炭化水素トラップを水熱雰囲気でエージングさせた。この雰囲気は、10%のH2O、2%のO2および残量の窒素から構成された。エージングは、800または900℃で5時間行った。
自動車の冷間始動中に、炭化水素貯蔵効率を測定した。HCトラップA〜Dを自動車の排気装置に配置し、そのエンジンを冷間(すなわち、21.5〜24.5℃の温度範囲のエンジンオイルおよびエンジン冷却剤を使用)始動した。エンジンを20秒間空回転しながら、HCトラップの入口および出口での排ガスの炭化水素の濃度を測定することにより、炭化水素貯蔵効率を計算した。銀の存在は、HC捕集性能を有意に改善する(表1)。
気体化学量論状態をリーン(lean)からリッチ(rich)に転換して発生するCO2の量を測定することにより、酸素貯蔵を測定した。このテストは、テストされる炭化水素トラップの有用な酸素貯蔵に対する値を提供する。このような測定は、バイパス装置内の炭化水素トラップが一般的に作動することが予想された温度である200、250、300および350℃で行った。このような測定は、HCトラップから採取した1×3"部分(core)に対して行った。
HCトラップCの水熱エージングは、OSCの測定可能な減少につながると同時に、そのHCトラップの炭化水素捕集効率は、自動車が関連する排出法規を満足させるのに十分でなくなる水準まで減少する。
Claims (13)
- スパーク点火エンジンにより発生する排ガスを処理するための装置であって、
a)炭化水素トラップ(HCトラップ)と、
前記HCトラップが、少なくとも1つの炭化水素吸収物質と、前記炭化水素吸収物質の作動温度未満の温度で酸素貯蔵能力の少なくとも一部分を失うように選択された犠牲酸素貯蔵成分(OSC)とを含んでなり、
b)三元触媒(TWC)と、
c)排ガス流を導くフロースルー導管と、
前記フロースルー導管が、前記スパーク点火エンジンおよびTWCと流体疏通するものであり、
d)バイパス導管とを備えてなり、
前記バイパス導管が、前記フロースルー導管およびHCトラップと流体疏通する入口と、前記HCトラップおよびフロースルー導管と流体疏通する出口とを備えてなり、
前記入口が、前記HCトラップおよびTWCの上流側に配置されてなり、
前記出口が、前記HCトラップの下流および前記TWCの上流に配置されてなる、装置であって、
前記HCトラップの酸素貯蔵能力を測定するためのセンサと、電子制御モジュールとをさらに備えてなり、
前記電子制御モジュールが、酸素貯蔵能力を示す前記センサから信号を受信した際、前記炭化水素吸収物質が分解される温度に前記犠牲OSCが露出したか否かを判断可能なものである、装置。 - 前記少なくとも1つの炭化水素吸収物質が、MFI、BEA、FAU、MOR、FER、ERI、LTLおよびCHA、並びにこれらの中の2種以上の混合物からなる骨格タイプコードから選択される炭化水素吸収モレキュラーシーブである、請求項1に記載の装置。
- 前記炭化水素吸収モレキュラーシーブが、アルミノシリケートゼオライトまたはSAPOである、請求項2に記載の装置。
- 前記犠牲OSCが、800℃未満の作動温度で分解されるものである、請求項1に記載の装置。
- 前記HCトラップが、銀を含むものである、請求項4に記載の装置。
- 前記犠牲OSCが、セリウム源を含むものである、請求項5に記載の装置。
- 前記セリウム源が、可溶性Ce塩、バルクセリア(CeO2)またはセリア−ジルコニアから選択されるものである、請求項6に記載の装置。
- 前記犠牲OSCが、マンガン−チタニアを含むものである、請求項1〜5のいずれか1項に記載の装置。
- 前記犠牲OSCが、マンガン−アルミネートを含むものである、請求項1〜5のいずれか1項に記載の装置。
- 前記犠牲OSCが、300℃未満で未使用の触媒で検出可能なOSC活性を提供するものである、請求項1〜5のいずれか1項に記載の装置。
- 前記排ガスがHCトラップの最大作動温度程度の温度を有する際、前記HCトラップが、排ガス流に対してイン−ラインにスイッチ可能なものであり、
前記排ガスがHCトラップの最大作動温度未満の温度を有する際、前記HCトラップが、排ガス流に対してオフ−ラインにスイッチ可能なものである、請求項1に記載の装置。 - 前記入口の下流側および前記HCトラップの上流側に配置された第2TWCをさらに備えてなる、請求項1に記載の装置。
- HCトラップのオン−ボード診断(OBD)のための方法であって、
酸素貯蔵能力が800℃以下の温度で低下する犠牲OSCを、HCトラップ物質に包含し、
前記HCトラップ物質の酸素貯蔵能力を測定することにより、HCトラップ物質が分解されてHCトラップすることが効果的でなくなる温度に前記HCトラップが露出したか否かを判断することを含んでなる、方法。
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