JPH08270439A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
内燃機関の排気浄化装置Info
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- JPH08270439A JPH08270439A JP7071448A JP7144895A JPH08270439A JP H08270439 A JPH08270439 A JP H08270439A JP 7071448 A JP7071448 A JP 7071448A JP 7144895 A JP7144895 A JP 7144895A JP H08270439 A JPH08270439 A JP H08270439A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
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- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＨＣの存在下において排気ガス中のＮＯｘを
浄化するＮＯｘ浄化用触媒３と、このＮＯｘ浄化用触媒
３の下流側に配置されていて、三元触媒に該三元触媒を
加熱可能な電気ヒータが併設されてなるヒータ付触媒５
（ＥＨＣ）とを備えた排気浄化装置において、冷機時に
排気ガス中のＨＣが多量にＥＨＣ５に流入しないように
し、ＨＣの付着に起因するＥＨＣ５のコーキングや異常
燃焼が防止できるようにする。 【構成】 ＮＯｘ浄化用触媒３及びＥＨＣ５間に、低温
度域では排気ガス中のＨＣを吸着する一方、高温度域で
は上記吸着したＨＣを放出するＨＣ吸着用触媒４を配置
する。
浄化するＮＯｘ浄化用触媒３と、このＮＯｘ浄化用触媒
３の下流側に配置されていて、三元触媒に該三元触媒を
加熱可能な電気ヒータが併設されてなるヒータ付触媒５
（ＥＨＣ）とを備えた排気浄化装置において、冷機時に
排気ガス中のＨＣが多量にＥＨＣ５に流入しないように
し、ＨＣの付着に起因するＥＨＣ５のコーキングや異常
燃焼が防止できるようにする。 【構成】 ＮＯｘ浄化用触媒３及びＥＨＣ５間に、低温
度域では排気ガス中のＨＣを吸着する一方、高温度域で
は上記吸着したＨＣを放出するＨＣ吸着用触媒４を配置
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車のリーンバーン
エンジン等、リーンな空燃比の混合気で主に運転される
内燃機関の排気浄化装置に関し、特にヒータ付触媒を備
えた場合の該ヒータ付触媒でのＨＣ（炭化水素）による
コーキング及び異常燃焼を防止する対策に関する。
エンジン等、リーンな空燃比の混合気で主に運転される
内燃機関の排気浄化装置に関し、特にヒータ付触媒を備
えた場合の該ヒータ付触媒でのＨＣ（炭化水素）による
コーキング及び異常燃焼を防止する対策に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、例えば特開平５−１３３２２
２号公報に記載されているように、三元触媒に該三元触
媒を加熱可能な電気ヒータが併設されてなるヒータ付触
媒（以下、ＥＨＣという）を用い、これを内燃機関の排
気系に配置した排気浄化装置は知られている。
２号公報に記載されているように、三元触媒に該三元触
媒を加熱可能な電気ヒータが併設されてなるヒータ付触
媒（以下、ＥＨＣという）を用い、これを内燃機関の排
気系に配置した排気浄化装置は知られている。
【０００３】このものでは、遷移金属ゼオライト（例え
ば銅イオン交換ゼオライト）がＨＣの存在下で排気ガス
中のＮＯｘ（窒素酸化物）に対する浄化能だけでなく、
低温度域で排気ガス中のＨＣを吸着する一方、高温度域
で該吸着したＨＣを放出するＨＣに対する吸着能を持っ
ていることを利用していて、このＮＯｘ浄化用触媒の下
流側に上記ＥＨＣを配置することで、冷機時のエンジン
の始動直後には排気ガス中のＨＣをＮＯｘ浄化用触媒に
吸着させてＨＣの外部への排出を抑える一方、ＮＯｘ浄
化用触媒が排気ガスにより徐々に昇温されてＨＣを放出
するようになるまでの間に上記ＥＨＣが自身の三元触媒
を十分に加熱してＨＣの浄化が行えるようにしている。
ば銅イオン交換ゼオライト）がＨＣの存在下で排気ガス
中のＮＯｘ（窒素酸化物）に対する浄化能だけでなく、
低温度域で排気ガス中のＨＣを吸着する一方、高温度域
で該吸着したＨＣを放出するＨＣに対する吸着能を持っ
ていることを利用していて、このＮＯｘ浄化用触媒の下
流側に上記ＥＨＣを配置することで、冷機時のエンジン
の始動直後には排気ガス中のＨＣをＮＯｘ浄化用触媒に
吸着させてＨＣの外部への排出を抑える一方、ＮＯｘ浄
化用触媒が排気ガスにより徐々に昇温されてＨＣを放出
するようになるまでの間に上記ＥＨＣが自身の三元触媒
を十分に加熱してＨＣの浄化が行えるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、内燃機関の
冷機時に、混合気の空燃比がリッチである場合や、内燃
機関がリーンバーン用のものである場合等では、上記Ｅ
ＨＣの上流側にタール状のカーボンスラッジが付着し易
く、このことで、ＥＨＣにコーキングが発生したり、上
記スラッジが異常燃焼を起こしたりする虞れがある。
冷機時に、混合気の空燃比がリッチである場合や、内燃
機関がリーンバーン用のものである場合等では、上記Ｅ
ＨＣの上流側にタール状のカーボンスラッジが付着し易
く、このことで、ＥＨＣにコーキングが発生したり、上
記スラッジが異常燃焼を起こしたりする虞れがある。
【０００５】具体的に説明すると、冷機時の空燃比がリ
ッチであると、混合気の燃焼温度が十分に高くならない
ことから、混合気中のＨＣのうち、高級ＨＣやアロマ分
等の高沸点ＨＣの一部が未燃焼となり易く、そのような
未燃焼状態の高沸点ＨＣのエンジンからの排出量が増加
するようになる。一方、リーンバーンエンジンの場合に
は、リーンな空燃比の混合気を効率よく燃焼させるため
に、例えば燃焼室の２つの吸気ポートのうちの１つのみ
に混合気を供給する等して、シリンダ壁面に沿ってタン
ブルやスワールを発生させるようにしているが、その際
に、上記高沸点ＨＣの一部がシリンダ壁面に付着して未
燃焼になり易く、やはり、高沸点ＨＣの排出量が増加す
ることとなる。そして、その高沸点ＨＣがスラッジとな
ってＥＨＣに付着するのである。
ッチであると、混合気の燃焼温度が十分に高くならない
ことから、混合気中のＨＣのうち、高級ＨＣやアロマ分
等の高沸点ＨＣの一部が未燃焼となり易く、そのような
未燃焼状態の高沸点ＨＣのエンジンからの排出量が増加
するようになる。一方、リーンバーンエンジンの場合に
は、リーンな空燃比の混合気を効率よく燃焼させるため
に、例えば燃焼室の２つの吸気ポートのうちの１つのみ
に混合気を供給する等して、シリンダ壁面に沿ってタン
ブルやスワールを発生させるようにしているが、その際
に、上記高沸点ＨＣの一部がシリンダ壁面に付着して未
燃焼になり易く、やはり、高沸点ＨＣの排出量が増加す
ることとなる。そして、その高沸点ＨＣがスラッジとな
ってＥＨＣに付着するのである。
【０００６】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、ＥＨＣを用いた排気浄化装置に改良
を加えることで、冷機時における排気ガス中のＨＣが多
量にＥＨＣに流入しないようにし、ＨＣからなるスラッ
ジの付着に起因するＥＨＣでのコーキングや異常燃焼が
防止できるようにすることにある。
あり、その目的は、ＥＨＣを用いた排気浄化装置に改良
を加えることで、冷機時における排気ガス中のＨＣが多
量にＥＨＣに流入しないようにし、ＨＣからなるスラッ
ジの付着に起因するＥＨＣでのコーキングや異常燃焼が
防止できるようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明では、ＥＨＣの上流側にＨＣ吸着用
触媒を配置し、ＥＨＣの排気浄化用触媒が活性温度に達
するまでの間は排気ガス中のＨＣを上記ＨＣ吸着用触媒
に吸着させておくようにした。また、その際に、上記Ｈ
Ｃ吸着用触媒は、ＮＯｘ浄化用触媒の下流側に限定して
配置することとし、これにより、ＨＣ存在下において排
気ガス中のＮＯｘを浄化するＮＯｘ浄化用触媒の機能が
損なわれないようにした。
に、請求項１の発明では、ＥＨＣの上流側にＨＣ吸着用
触媒を配置し、ＥＨＣの排気浄化用触媒が活性温度に達
するまでの間は排気ガス中のＨＣを上記ＨＣ吸着用触媒
に吸着させておくようにした。また、その際に、上記Ｈ
Ｃ吸着用触媒は、ＮＯｘ浄化用触媒の下流側に限定して
配置することとし、これにより、ＨＣ存在下において排
気ガス中のＮＯｘを浄化するＮＯｘ浄化用触媒の機能が
損なわれないようにした。
【０００８】具体的には、本発明では、内燃機関の排気
系に配置されていて、ＨＣの存在下において排気ガス中
のＮＯｘを浄化するＮＯｘ浄化用触媒と、このＮＯｘ浄
化用触媒の下流側に配置されていて、理論空燃比運転領
域での排気ガスに対する三元能を少なくとも有する排気
浄化用触媒に、該排気浄化用触媒を加熱可能なヒータが
併設されてなるヒータ付触媒とを備えた排気浄化装置が
前提である。
系に配置されていて、ＨＣの存在下において排気ガス中
のＮＯｘを浄化するＮＯｘ浄化用触媒と、このＮＯｘ浄
化用触媒の下流側に配置されていて、理論空燃比運転領
域での排気ガスに対する三元能を少なくとも有する排気
浄化用触媒に、該排気浄化用触媒を加熱可能なヒータが
併設されてなるヒータ付触媒とを備えた排気浄化装置が
前提である。
【０００９】そして、上記ＮＯｘ浄化用触媒及びＥＨＣ
間に、低温度域では排気ガス中のＨＣを吸着する一方、
高温度域では上記吸着したＨＣを放出するＨＣ吸着用触
媒が配置されているものとする。
間に、低温度域では排気ガス中のＨＣを吸着する一方、
高温度域では上記吸着したＨＣを放出するＨＣ吸着用触
媒が配置されているものとする。
【００１０】請求項２の発明では、上記請求項１の発明
において、内燃機関は、燃焼室毎に複数の吸気ポートを
有し、かつ該複数の吸気ポートのうちの１つの吸気ポー
トのみに混合気が供給されるように構成されているもの
とする。
において、内燃機関は、燃焼室毎に複数の吸気ポートを
有し、かつ該複数の吸気ポートのうちの１つの吸気ポー
トのみに混合気が供給されるように構成されているもの
とする。
【００１１】請求項３の発明では、上記請求項１の発明
において、ＥＨＣの排気浄化用触媒は三元触媒により構
成されているものとする。
において、ＥＨＣの排気浄化用触媒は三元触媒により構
成されているものとする。
【００１２】請求項４の発明では、上記請求項１の発明
において、ＨＣ吸着用触媒は、高沸点ＨＣに対する吸着
能を有するものとする。例えば、高沸点ＨＣのうちのア
ロマ分に対し良好なＨＣ吸着用触媒としては、細孔径の
大きいＦＡＵ型ゼオライトが一例として挙げられるが、
その場合でも、排気ガス中のＨＣに占めるアロマ分の割
合は一般に３０〜４０％を超えることはないので、ＨＣ
吸着用触媒の全てをＦＡＵ型ゼオライトで構成する必要
はない。
において、ＨＣ吸着用触媒は、高沸点ＨＣに対する吸着
能を有するものとする。例えば、高沸点ＨＣのうちのア
ロマ分に対し良好なＨＣ吸着用触媒としては、細孔径の
大きいＦＡＵ型ゼオライトが一例として挙げられるが、
その場合でも、排気ガス中のＨＣに占めるアロマ分の割
合は一般に３０〜４０％を超えることはないので、ＨＣ
吸着用触媒の全てをＦＡＵ型ゼオライトで構成する必要
はない。
【００１３】
【作用】以上の構成により、請求項１の発明では、内燃
機関の冷機時に内燃機関から排出された排気ガス中のＮ
Ｏｘは、ＨＣの存在下においてＮＯｘ浄化用触媒により
浄化される。そして、ＥＨＣの排気浄化用触媒が活性温
度に昇温すると、その排気浄化用触媒により、排気ガス
中の少なくともＨＣ及びＣＯが浄化されるようになる。
機関の冷機時に内燃機関から排出された排気ガス中のＮ
Ｏｘは、ＨＣの存在下においてＮＯｘ浄化用触媒により
浄化される。そして、ＥＨＣの排気浄化用触媒が活性温
度に昇温すると、その排気浄化用触媒により、排気ガス
中の少なくともＨＣ及びＣＯが浄化されるようになる。
【００１４】一方、上記ＥＨＣの排気浄化用触媒が活性
温度に昇温されるまでの間、つまり、ＨＣ吸着用触媒が
低温度域にあるときには、排気ガス中のＨＣは該ＨＣ吸
着用触媒に吸着される。したがって、ＥＨＣへのＨＣの
流入が防止される。そして、排気ガス温度が高くなった
段階、つまり、上記ＨＣ吸着用触媒が高温度域に達した
ときには、該ＨＣ吸着用触媒は、吸着していたＨＣを放
出するようになる。このとき、上記ＥＨＣでは、既に活
性温度に昇温しているので、ＨＣ吸着用触媒から放出さ
れたものを含め、排気ガス中のＨＣはＥＨＣにより十分
に浄化される。よって、ＥＨＣにおいて、ＨＣの付着に
起因するコーキングや異常燃焼の発生が抑えられる。
温度に昇温されるまでの間、つまり、ＨＣ吸着用触媒が
低温度域にあるときには、排気ガス中のＨＣは該ＨＣ吸
着用触媒に吸着される。したがって、ＥＨＣへのＨＣの
流入が防止される。そして、排気ガス温度が高くなった
段階、つまり、上記ＨＣ吸着用触媒が高温度域に達した
ときには、該ＨＣ吸着用触媒は、吸着していたＨＣを放
出するようになる。このとき、上記ＥＨＣでは、既に活
性温度に昇温しているので、ＨＣ吸着用触媒から放出さ
れたものを含め、排気ガス中のＨＣはＥＨＣにより十分
に浄化される。よって、ＥＨＣにおいて、ＨＣの付着に
起因するコーキングや異常燃焼の発生が抑えられる。
【００１５】請求項２の発明では、上記内燃機関におい
て、燃焼室の１つの吸気ポートのみに供給された混合気
は、燃焼室内に吸入されてタンブルないしスワールを形
成する。その際に、シリンダ壁面に沿って流れる混合気
の燃料の一部は該シリンダ壁面に付着する。したがっ
て、内燃機関の燃焼工程では、燃焼効率は十分に高まる
一方、シリンダ壁面に付着した一部の燃料については燃
焼温度が十分に高まらず、いわば未燃焼状態で排出され
易い。特に、高級ＨＣやアロマ等の高沸点ＨＣの排出量
が増加し易い。よって、上記請求項１の発明での作用が
具体的に営まれる。
て、燃焼室の１つの吸気ポートのみに供給された混合気
は、燃焼室内に吸入されてタンブルないしスワールを形
成する。その際に、シリンダ壁面に沿って流れる混合気
の燃料の一部は該シリンダ壁面に付着する。したがっ
て、内燃機関の燃焼工程では、燃焼効率は十分に高まる
一方、シリンダ壁面に付着した一部の燃料については燃
焼温度が十分に高まらず、いわば未燃焼状態で排出され
易い。特に、高級ＨＣやアロマ等の高沸点ＨＣの排出量
が増加し易い。よって、上記請求項１の発明での作用が
具体的に営まれる。
【００１６】請求項３の発明では、上記ＥＨＣの排気浄
化用触媒が活性温度に昇温すると、排気ガス中のＨＣ及
びＣＯのみならず、ＮＯｘについても該排気浄化用触媒
により浄化されるようになる。つまり、排気ガス中のＮ
Ｏｘは、ＮＯｘ浄化用触媒とＥＨＣの排気浄化用触媒と
の２つで浄化されることとなるので、リーンな混合気に
よる内燃機関の排気浄化装置においても、ＮＯｘは十分
に浄化されるようになる。
化用触媒が活性温度に昇温すると、排気ガス中のＨＣ及
びＣＯのみならず、ＮＯｘについても該排気浄化用触媒
により浄化されるようになる。つまり、排気ガス中のＮ
Ｏｘは、ＮＯｘ浄化用触媒とＥＨＣの排気浄化用触媒と
の２つで浄化されることとなるので、リーンな混合気に
よる内燃機関の排気浄化装置においても、ＮＯｘは十分
に浄化されるようになる。
【００１７】請求項４の発明では、上記ＥＨＣの排気浄
化用触媒が活性温度に昇温されるまでの間、排気ガス中
のＨＣのうち、特に高沸点のＨＣがＨＣ吸着用触媒に吸
着される。したがって、上記請求項１の発明において、
特に高沸点ＨＣのＥＨＣへの流入が防止される。
化用触媒が活性温度に昇温されるまでの間、排気ガス中
のＨＣのうち、特に高沸点のＨＣがＨＣ吸着用触媒に吸
着される。したがって、上記請求項１の発明において、
特に高沸点ＨＣのＥＨＣへの流入が防止される。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の実施例に係る内燃機関の排気
浄化装置を図面に基づいて説明する。
浄化装置を図面に基づいて説明する。
【００１９】上記排気浄化装置は、図１に示すように、
内燃機関としての自動車エンジン１の排気系である排気
通路２の上流側に配置されていて、ＨＣの存在下におい
て排気ガス中のＮＯｘを浄化するようになされたＮＯｘ
浄化用触媒３と、下流側に配置されていて、排気浄化用
触媒としての三元触媒に該三元触媒を加熱可能な電気ヒ
ータが併設されてなるＥＨＣ５とを備えている。
内燃機関としての自動車エンジン１の排気系である排気
通路２の上流側に配置されていて、ＨＣの存在下におい
て排気ガス中のＮＯｘを浄化するようになされたＮＯｘ
浄化用触媒３と、下流側に配置されていて、排気浄化用
触媒としての三元触媒に該三元触媒を加熱可能な電気ヒ
ータが併設されてなるＥＨＣ５とを備えている。
【００２０】上記自動車エンジン１は、例えば直列４気
筒のリーンバーンエンジンであり、各燃焼室毎に２つの
吸気ポートを有していてその一方の吸気ポートのみに混
合気がインジェクションされるようになっている。そし
て、その混合気は、燃焼室内でタンブルないしスワール
を形成するようになされ、このことで、リーンな混合気
であっても十分に燃焼するようになされている。
筒のリーンバーンエンジンであり、各燃焼室毎に２つの
吸気ポートを有していてその一方の吸気ポートのみに混
合気がインジェクションされるようになっている。そし
て、その混合気は、燃焼室内でタンブルないしスワール
を形成するようになされ、このことで、リーンな混合気
であっても十分に燃焼するようになされている。
【００２１】上記ＮＯｘ浄化用触媒３の一例としては、
母材としてのＭＦＩ型のゼオライトに活性種としてのＰ
ｔ（白金）及びＲｈ（ロジウム）がＰｔ：Ｒｈ＝７．
５：１の比率で担持されてなる触媒パウダーを、コージ
ェライト製のハニカム担体に該担体１リットル当たり
４．５ｇの割合となるように担持させてなるものが挙げ
られる。
母材としてのＭＦＩ型のゼオライトに活性種としてのＰ
ｔ（白金）及びＲｈ（ロジウム）がＰｔ：Ｒｈ＝７．
５：１の比率で担持されてなる触媒パウダーを、コージ
ェライト製のハニカム担体に該担体１リットル当たり
４．５ｇの割合となるように担持させてなるものが挙げ
られる。
【００２２】上記ＥＨＣ５の電気ヒータは、２５℃の雰
囲気下における冷機時のエンジン１の始動時点から例え
ば４０秒後に排気ガスを３００℃に加熱するようになさ
れている。一方、ＥＨＣ５の三元触媒の一例としては、
母材としてのアルミナ（酸化アルミニウム）及びセリア
（酸化セリウム）に活性種としてのＰｔ及びＲｈが担持
されてなる触媒パウダーと、Ｌａ（ランタン）及びＺｒ
（ジルコニウム）とをコージェライト製のハニカム担体
に担持させてなるものが挙げられる。尚、その場合に、
アルミナ及びセリアの比率は６：４、Ｐｔ及びＲｈはＰ
ｔ：Ｒｈ＝５：１の比率、上記触媒パウダーは担体１リ
ットル当たり１．６ｇの割合、Ｌａ及びＺｒはそれぞれ
担体に対し３ｗｔ％の割合である。また、上記ハニカム
担体の一例としては、４００セル／ｉｎｃｈ2 のものが
挙げられ、その容量としては１．０リットル程度が好ま
しい。
囲気下における冷機時のエンジン１の始動時点から例え
ば４０秒後に排気ガスを３００℃に加熱するようになさ
れている。一方、ＥＨＣ５の三元触媒の一例としては、
母材としてのアルミナ（酸化アルミニウム）及びセリア
（酸化セリウム）に活性種としてのＰｔ及びＲｈが担持
されてなる触媒パウダーと、Ｌａ（ランタン）及びＺｒ
（ジルコニウム）とをコージェライト製のハニカム担体
に担持させてなるものが挙げられる。尚、その場合に、
アルミナ及びセリアの比率は６：４、Ｐｔ及びＲｈはＰ
ｔ：Ｒｈ＝５：１の比率、上記触媒パウダーは担体１リ
ットル当たり１．６ｇの割合、Ｌａ及びＺｒはそれぞれ
担体に対し３ｗｔ％の割合である。また、上記ハニカム
担体の一例としては、４００セル／ｉｎｃｈ2 のものが
挙げられ、その容量としては１．０リットル程度が好ま
しい。
【００２３】そして、本発明の特徴として、上記ＮＯｘ
浄化用触媒３及びＥＨＣ５間に、低温度域では排気ガス
中のＨＣを吸着する一方、高温度域では上記吸着したＨ
Ｃを放出するＨＣ吸着用触媒４が配置されている。
浄化用触媒３及びＥＨＣ５間に、低温度域では排気ガス
中のＨＣを吸着する一方、高温度域では上記吸着したＨ
Ｃを放出するＨＣ吸着用触媒４が配置されている。
【００２４】具体的には、上記ＨＣ吸着用触媒４は、例
えばＦＡＵ型のゼオライトにより構成されていて、２０
０〜２５０℃よりも低い温度域においてＨＣを吸着する
一方、それよりも高い温度になったときに上記吸着した
ＨＣを放出するようになされている。
えばＦＡＵ型のゼオライトにより構成されていて、２０
０〜２５０℃よりも低い温度域においてＨＣを吸着する
一方、それよりも高い温度になったときに上記吸着した
ＨＣを放出するようになされている。
【００２５】ここで、上記排気浄化装置の作動について
説明する。冷機時のエンジン１は、図２に示すように、
混合気の空燃比が理論空燃比λ＝１ないしリッチの状態
で、油温及び水温が所定の温度に上昇するまで運転され
る。このとき、排気ガス中のＨＣはＨＣ吸着用触媒４に
吸着され、その入口ガス温度が２００℃程度になるまで
保持される。
説明する。冷機時のエンジン１は、図２に示すように、
混合気の空燃比が理論空燃比λ＝１ないしリッチの状態
で、油温及び水温が所定の温度に上昇するまで運転され
る。このとき、排気ガス中のＨＣはＨＣ吸着用触媒４に
吸着され、その入口ガス温度が２００℃程度になるまで
保持される。
【００２６】一方、ＥＨＣ５は、エンジン１の始動と同
時にヒータに通電されて三元触媒（ＴＷＣ）の加熱を開
始し、該三元触媒は約４０秒程度で３００℃に昇温す
る。そして、この三元触媒により排気ガス中のＨＣ、Ｃ
Ｏ及びＮＯｘの浄化を始める。したがって、入口ガス温
度が２００℃程度に達してＨＣ吸着用触媒４から放出さ
れたＨＣは、上記ＥＨＣ５の三元触媒により浄化され
る。そして、排気ガス温度がＮＯｘ浄化用触媒３の活性
温度以上に昇温した後、排気ガス中のＮＯｘについて
は、図３に示すように、特に空燃比がリーンの運転領域
では主にＮＯｘ浄化用触媒３により浄化され、理論空燃
比λ＝１の運転領域ではＥＨＣ５の三元触媒によっても
ＮＯｘの浄化が行われる。
時にヒータに通電されて三元触媒（ＴＷＣ）の加熱を開
始し、該三元触媒は約４０秒程度で３００℃に昇温す
る。そして、この三元触媒により排気ガス中のＨＣ、Ｃ
Ｏ及びＮＯｘの浄化を始める。したがって、入口ガス温
度が２００℃程度に達してＨＣ吸着用触媒４から放出さ
れたＨＣは、上記ＥＨＣ５の三元触媒により浄化され
る。そして、排気ガス温度がＮＯｘ浄化用触媒３の活性
温度以上に昇温した後、排気ガス中のＮＯｘについて
は、図３に示すように、特に空燃比がリーンの運転領域
では主にＮＯｘ浄化用触媒３により浄化され、理論空燃
比λ＝１の運転領域ではＥＨＣ５の三元触媒によっても
ＮＯｘの浄化が行われる。
【００２７】尚、上記ＨＣ吸着用触媒４は、その入口ガ
ス温度が２００℃以上になると、ＨＣを吸着する機能は
殆どなくなるが、ＨＣのうちの高沸点ＨＣに対しては、
クラッキング作用等によりその一部を低級のＨＣに分解
することができるので、その分だけＥＨＣ５の三元触媒
によるＨＣの浄化が効率よく行われるようになる。
ス温度が２００℃以上になると、ＨＣを吸着する機能は
殆どなくなるが、ＨＣのうちの高沸点ＨＣに対しては、
クラッキング作用等によりその一部を低級のＨＣに分解
することができるので、その分だけＥＨＣ５の三元触媒
によるＨＣの浄化が効率よく行われるようになる。
【００２８】したがって、本実施例によれば、ＥＨＣ５
の三元触媒が活性温度に達するまでの間は、ＨＣ吸着用
触媒４により排気ガス中のＨＣが吸着されるので、上記
ＥＨＣ５にＨＣが付着するのを防止することができる。
そして、排気ガス温度が２００℃以上に上昇して上記Ｈ
Ｃ吸着用触媒４に吸着されていたＨＣが放出されるとき
には、排気ガス自体の温度が三元触媒の活性温度に達し
ていなくても、上記ＥＨＣ５の三元触媒はヒータ加熱に
より既に活性温度に十分に達しているので、この三元触
媒により排気ガス中のＨＣが浄化され、そのＨＣがＥＨ
Ｃ５に付着することはない。よって、排気ガス中のＨＣ
のＥＨＣ５への付着を冷機時から引き続いて防止するこ
とができるので、ＨＣの付着に起因するＥＨＣ５のコー
キングや異常燃焼を防止することができる。
の三元触媒が活性温度に達するまでの間は、ＨＣ吸着用
触媒４により排気ガス中のＨＣが吸着されるので、上記
ＥＨＣ５にＨＣが付着するのを防止することができる。
そして、排気ガス温度が２００℃以上に上昇して上記Ｈ
Ｃ吸着用触媒４に吸着されていたＨＣが放出されるとき
には、排気ガス自体の温度が三元触媒の活性温度に達し
ていなくても、上記ＥＨＣ５の三元触媒はヒータ加熱に
より既に活性温度に十分に達しているので、この三元触
媒により排気ガス中のＨＣが浄化され、そのＨＣがＥＨ
Ｃ５に付着することはない。よって、排気ガス中のＨＣ
のＥＨＣ５への付着を冷機時から引き続いて防止するこ
とができるので、ＨＣの付着に起因するＥＨＣ５のコー
キングや異常燃焼を防止することができる。
【００２９】その際に、上記ＨＣ吸着用触媒４がＮＯｘ
浄化用触媒３の下流側に位置しているので、ＨＣ吸着用
触媒４にＨＣが吸着されることに起因して、ＮＯｘ浄化
用触媒３へのＨＣの供給に支障が生じることはなく、Ｈ
Ｃを還元剤として用いてのＮＯｘ浄化用触媒３によるＮ
Ｏｘの浄化作用を確保することができる。
浄化用触媒３の下流側に位置しているので、ＨＣ吸着用
触媒４にＨＣが吸着されることに起因して、ＮＯｘ浄化
用触媒３へのＨＣの供給に支障が生じることはなく、Ｈ
Ｃを還元剤として用いてのＮＯｘ浄化用触媒３によるＮ
Ｏｘの浄化作用を確保することができる。
【００３０】−実験例− ここで、上記本発明例の排気浄化装置を用いて、排気ガ
ス中のＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘの各浄化率の測定を行った
実験について説明する。
ス中のＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘの各浄化率の測定を行った
実験について説明する。
【００３１】その際に、比較のために、本発明例の場合
と同じ三元触媒のみで浄化装置を構成した比較例１と、
三元触媒の機能を有するＥＨＣのみで浄化装置を構成し
た比較例２と、ＥＨＣの上流側にＨＣ吸着用触媒を配置
して浄化装置を構成した比較例３及び４とを用意し、こ
れらについても同じ実験を行った。尚、比較例３のＨＣ
吸着用触媒にはＭＦＩ型ゼオライトを、また比較例４の
ＨＣ吸着用触媒には、本発明例の場合と同じＦＡＵ型ゼ
オライトをそれぞれ使用した。
と同じ三元触媒のみで浄化装置を構成した比較例１と、
三元触媒の機能を有するＥＨＣのみで浄化装置を構成し
た比較例２と、ＥＨＣの上流側にＨＣ吸着用触媒を配置
して浄化装置を構成した比較例３及び４とを用意し、こ
れらについても同じ実験を行った。尚、比較例３のＨＣ
吸着用触媒にはＭＦＩ型ゼオライトを、また比較例４の
ＨＣ吸着用触媒には、本発明例の場合と同じＦＡＵ型ゼ
オライトをそれぞれ使用した。
【００３２】実験は、室温が２５℃に保持された室内に
一昼夜放置した後、エンジンを始動してその排気ガス中
のＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘの各浄化率を測定するＦＴＰモ
ード（米国のエミッションテストモード）により行っ
た。そして、エンジン始動直後の最初の排気ガスでの浄
化率（Ｙ１浄化率）と、ＦＴＰモードを通じてのトータ
ルの浄化率とをそれぞれ調べた。以上の結果を、次の表
１に併せて示す。
一昼夜放置した後、エンジンを始動してその排気ガス中
のＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘの各浄化率を測定するＦＴＰモ
ード（米国のエミッションテストモード）により行っ
た。そして、エンジン始動直後の最初の排気ガスでの浄
化率（Ｙ１浄化率）と、ＦＴＰモードを通じてのトータ
ルの浄化率とをそれぞれ調べた。以上の結果を、次の表
１に併せて示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】先ず、比較例１及び２を対比すると、比較
例２では、始動直後から高い浄化率を示しているが、比
較例１及び２間でのＨＣ及びＮＯｘに対する各浄化率で
みると、ＨＣ浄化率の伸びに比べてＮＯｘ浄化率の伸び
がやや低下しているのが判る。つまり、Ｙ１浄化率の場
合では、ＨＣ浄化率が５０％から８５％に伸びているの
に対し、ＮＯｘ浄化率の方は、５５％から８０％までし
か伸びていない。また、トータル浄化率においては、Ｈ
Ｃ浄化率が８４％から９３％に伸びているのに対し、Ｎ
Ｏｘ浄化率の方は、８８％から９０％までしか伸びてい
ない。これは、ＥＨＣだけでは、リーン運転領域でのＮ
Ｏｘ浄化が十分に行われないことを示している。
例２では、始動直後から高い浄化率を示しているが、比
較例１及び２間でのＨＣ及びＮＯｘに対する各浄化率で
みると、ＨＣ浄化率の伸びに比べてＮＯｘ浄化率の伸び
がやや低下しているのが判る。つまり、Ｙ１浄化率の場
合では、ＨＣ浄化率が５０％から８５％に伸びているの
に対し、ＮＯｘ浄化率の方は、５５％から８０％までし
か伸びていない。また、トータル浄化率においては、Ｈ
Ｃ浄化率が８４％から９３％に伸びているのに対し、Ｎ
Ｏｘ浄化率の方は、８８％から９０％までしか伸びてい
ない。これは、ＥＨＣだけでは、リーン運転領域でのＮ
Ｏｘ浄化が十分に行われないことを示している。
【００３５】次に、上記比較例２〜４を対比すると、比
較例２よりも比較例３の方が、また比較例３よりも比較
例４の方が、それぞれＨＣ浄化率で向上している。これ
は、冷機時のＨＣがＨＣ吸着用触媒に吸着されたことに
よる効果であると考えられる。そして、比較例４でさら
に向上しているのは、ＨＣ吸着用触媒に用いたゼオライ
トが、アロマ分を良好に吸着できる大きさの細孔径（ベ
ンゼン環の大きさに相当する７〜９オングストローム）
を有するＦＡＵ型であることによるものと考えられる。
以上のようなＨＣに対する全運転領域での高い浄化能に
対し、ＮＯｘについては全運転領域において十分に浄化
されているとはいえない。つまり、リーン運転領域での
浄化が不十分である。
較例２よりも比較例３の方が、また比較例３よりも比較
例４の方が、それぞれＨＣ浄化率で向上している。これ
は、冷機時のＨＣがＨＣ吸着用触媒に吸着されたことに
よる効果であると考えられる。そして、比較例４でさら
に向上しているのは、ＨＣ吸着用触媒に用いたゼオライ
トが、アロマ分を良好に吸着できる大きさの細孔径（ベ
ンゼン環の大きさに相当する７〜９オングストローム）
を有するＦＡＵ型であることによるものと考えられる。
以上のようなＨＣに対する全運転領域での高い浄化能に
対し、ＮＯｘについては全運転領域において十分に浄化
されているとはいえない。つまり、リーン運転領域での
浄化が不十分である。
【００３６】そして、上記比較例４及び本発明例を比較
すると、本発明例では、ＮＯｘに対し、Ｙ１浄化率例３
では８６％から９２％に、またトータル浄化率では９０
％から９５％にそれぞれ向上している。一方、ＨＣにつ
いては、Ｙ１浄化率では９０％を、またトータル浄化率
では９７％をそれぞれ維持している。つまり、ＮＯｘ浄
化用触媒をＨＣ吸着用触媒の上流側に配置したことで、
理論空燃比及びリーンの各運転領域を通じてＮＯｘ浄化
率が向上したものと考えられる。その上、ＣＯに対して
も、Ｙ１浄化率では５３％から５６％に、またトータル
浄化率では８４％から８６％にそれぞれ向上している。
すると、本発明例では、ＮＯｘに対し、Ｙ１浄化率例３
では８６％から９２％に、またトータル浄化率では９０
％から９５％にそれぞれ向上している。一方、ＨＣにつ
いては、Ｙ１浄化率では９０％を、またトータル浄化率
では９７％をそれぞれ維持している。つまり、ＮＯｘ浄
化用触媒をＨＣ吸着用触媒の上流側に配置したことで、
理論空燃比及びリーンの各運転領域を通じてＮＯｘ浄化
率が向上したものと考えられる。その上、ＣＯに対して
も、Ｙ１浄化率では５３％から５６％に、またトータル
浄化率では８４％から８６％にそれぞれ向上している。
【００３７】以上のようなテストを繰り返して行った後
に、比較例２〜４及び本発明例の各ＥＨＣを目視したと
ころ、比較例２ではＥＨＣの入口側にタール状のカーボ
ンの付着していることが観察された。これに対し、比較
例３、比較例４及び本発明例では、良好な外観を呈して
いた。
に、比較例２〜４及び本発明例の各ＥＨＣを目視したと
ころ、比較例２ではＥＨＣの入口側にタール状のカーボ
ンの付着していることが観察された。これに対し、比較
例３、比較例４及び本発明例では、良好な外観を呈して
いた。
【００３８】これらのことから、本発明例にものは、排
気ガス中のＨＣ、特に高沸点ＨＣの付着によるＥＨＣの
コーキング及び異常燃焼が生じ難く、かつＨＣ、ＣＯ及
びＮＯｘに対し、特にＮＯｘに対し理論空燃比及びリー
ンの各運転領域を通じて高い浄化能を有するものである
ことが判る。
気ガス中のＨＣ、特に高沸点ＨＣの付着によるＥＨＣの
コーキング及び異常燃焼が生じ難く、かつＨＣ、ＣＯ及
びＮＯｘに対し、特にＮＯｘに対し理論空燃比及びリー
ンの各運転領域を通じて高い浄化能を有するものである
ことが判る。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、ＨＣの存在下においてＮＯｘを浄化するＮＯｘ
浄化用触媒と、このＮＯｘ浄化用触媒の下流側に配置さ
れ、少なくとも三元能を有する排気浄化用触媒に、該排
気浄化用触媒を加熱可能なヒータが併設されてなるＥＨ
Ｃとを備えた排気浄化装置において、上記ＮＯｘ浄化用
触媒及びＥＨＣ間に、低温度域では排気ガス中のＨＣを
吸着する一方、高温度域では上記吸着したＨＣを放出す
るＨＣ吸着用触媒を配置するようにしたので、上記ＥＨ
Ｃの排気浄化用触媒が活性温度に昇温されるまでは排気
ガス中のＨＣをＨＣ吸着用触媒に吸着してＥＨＣへのＨ
Ｃの流入を防止できる一方、排気ガス温度が高くなって
ＨＣ吸着用触媒がＨＣを放出するようになったときに
は、そのＨＣをＥＨＣの排気浄化用触媒により浄化する
ことができる結果、ＨＣがＥＨＣに付着するのを防止す
ることができ、よって、ＨＣの付着に起因するＥＨＣの
コーキングや異常燃焼の発生を抑えることができる。
よれば、ＨＣの存在下においてＮＯｘを浄化するＮＯｘ
浄化用触媒と、このＮＯｘ浄化用触媒の下流側に配置さ
れ、少なくとも三元能を有する排気浄化用触媒に、該排
気浄化用触媒を加熱可能なヒータが併設されてなるＥＨ
Ｃとを備えた排気浄化装置において、上記ＮＯｘ浄化用
触媒及びＥＨＣ間に、低温度域では排気ガス中のＨＣを
吸着する一方、高温度域では上記吸着したＨＣを放出す
るＨＣ吸着用触媒を配置するようにしたので、上記ＥＨ
Ｃの排気浄化用触媒が活性温度に昇温されるまでは排気
ガス中のＨＣをＨＣ吸着用触媒に吸着してＥＨＣへのＨ
Ｃの流入を防止できる一方、排気ガス温度が高くなって
ＨＣ吸着用触媒がＨＣを放出するようになったときに
は、そのＨＣをＥＨＣの排気浄化用触媒により浄化する
ことができる結果、ＨＣがＥＨＣに付着するのを防止す
ることができ、よって、ＨＣの付着に起因するＥＨＣの
コーキングや異常燃焼の発生を抑えることができる。
【００４０】請求項２の発明によれば、上記内燃機関
を、燃焼室毎に複数の吸気ポートを有し、かつ１つの吸
気ポートのみに混合気が供給されるように構成されてい
るものとしたので、ＥＨＣに付着し易い高級ＨＣやアロ
マ等の高沸点ＨＣの排出量が増加することとなり、よっ
て、上記請求項１の発明による効果を顕著に得ることが
できる。
を、燃焼室毎に複数の吸気ポートを有し、かつ１つの吸
気ポートのみに混合気が供給されるように構成されてい
るものとしたので、ＥＨＣに付着し易い高級ＨＣやアロ
マ等の高沸点ＨＣの排出量が増加することとなり、よっ
て、上記請求項１の発明による効果を顕著に得ることが
できる。
【００４１】請求項３の発明によれば、上記ＥＨＣの排
気浄化用触媒を三元触媒により構成するようにしたの
で、排気ガス中のＮＯｘをＮＯｘ浄化用触媒及びＥＨＣ
の２つで浄化することとなり、リーンな運転領域におい
てＮＯｘを十分に浄化することができる。
気浄化用触媒を三元触媒により構成するようにしたの
で、排気ガス中のＮＯｘをＮＯｘ浄化用触媒及びＥＨＣ
の２つで浄化することとなり、リーンな運転領域におい
てＮＯｘを十分に浄化することができる。
【００４２】請求項４の発明によれば、上記ＨＣ吸着用
触媒を、高沸点ＨＣに対する吸着能力を有するものとし
たので、上記請求項１の発明において、特に高沸点ＨＣ
のＥＨＣへの付着を防止することができる。
触媒を、高沸点ＨＣに対する吸着能力を有するものとし
たので、上記請求項１の発明において、特に高沸点ＨＣ
のＥＨＣへの付着を防止することができる。
【図１】本発明の実施例に係る排気浄化装置を示す原理
図である。
図である。
【図２】冷機時における作動状態及び温度変化を併せて
示すタイミングチャート図である。
示すタイミングチャート図である。
【図３】暖機完了後における作動状態及び温度変化を併
せて示すタイミングチャート図である。
せて示すタイミングチャート図である。
１ エンジン（内燃機関） ２ 排気通路（排気系） ３ ＮＯｘ浄化用触媒 ４ ＨＣ吸着用触媒 ５ ＥＨＣ（ヒータ付触媒）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１ Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１Ｄ Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１ Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１Ｔ Ｆ０２Ｍ 69/00 ３６０ Ｆ０２Ｍ 69/00 ３６０Ａ
Claims (4)
- 【請求項１】 内燃機関の排気系に配置され、ＨＣの存
在下において排気ガス中のＮＯｘを浄化するＮＯｘ浄化
用触媒と、 上記ＮＯｘ浄化用触媒の下流側に配置され、理論空燃比
運転領域での排気ガスに対する三元能を少なくとも有す
る排気浄化用触媒に該排気浄化用触媒を加熱可能なヒー
タが併設されてなるヒータ付触媒とを備えた排気浄化装
置において、 上記ＮＯｘ浄化用触媒及びヒータ付触媒間に、低温度域
では排気ガス中のＨＣを吸着する一方、高温度域では上
記吸着したＨＣを放出するＨＣ吸着用触媒が配置されて
いることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置
において、 内燃機関は、燃焼室毎に複数の吸気ポートを有し、かつ
該複数の吸気ポートのうちの１つの吸気ポートのみに混
合気が供給されるように構成されていることを特徴とす
る内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置
において、 ヒータ付触媒の排気浄化用触媒は三元触媒により構成さ
れていることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項４】 請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置
において、 ＨＣ吸着用触媒は、高沸点ＨＣに対する吸着能を有する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7071448A JPH08270439A (ja) | 1995-03-29 | 1995-03-29 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7071448A JPH08270439A (ja) | 1995-03-29 | 1995-03-29 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08270439A true JPH08270439A (ja) | 1996-10-15 |
Family
ID=13460856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7071448A Pending JPH08270439A (ja) | 1995-03-29 | 1995-03-29 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08270439A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100300179B1 (ko) * | 1999-04-01 | 2001-09-22 | 이계안 | 가솔린 엔진의 질소산화물 저감 촉매 시스템 |
| WO2009133771A1 (ja) * | 2008-04-30 | 2009-11-05 | いすゞ自動車株式会社 | 排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システム |
| CN102817674A (zh) * | 2011-06-06 | 2012-12-12 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 电加热的碳氢化合物（hc）吸附剂 |
| CN114033536A (zh) * | 2021-11-29 | 2022-02-11 | 东风汽车有限公司东风日产乘用车公司 | 三元催化器加热控制方法、装置、设备及存储介质 |
-
1995
- 1995-03-29 JP JP7071448A patent/JPH08270439A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100300179B1 (ko) * | 1999-04-01 | 2001-09-22 | 이계안 | 가솔린 엔진의 질소산화물 저감 촉매 시스템 |
| WO2009133771A1 (ja) * | 2008-04-30 | 2009-11-05 | いすゞ自動車株式会社 | 排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システム |
| JP2009270446A (ja) * | 2008-04-30 | 2009-11-19 | Isuzu Motors Ltd | 排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システム |
| US8671661B2 (en) | 2008-04-30 | 2014-03-18 | Isuzu Motors Limited | Exhaust gas purification method and exhaust gas purification system |
| CN102817674A (zh) * | 2011-06-06 | 2012-12-12 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 电加热的碳氢化合物（hc）吸附剂 |
| CN114033536A (zh) * | 2021-11-29 | 2022-02-11 | 东风汽车有限公司东风日产乘用车公司 | 三元催化器加热控制方法、装置、设备及存储介质 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050329 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050530 |
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|
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