JPH0985054A - 排気ガス浄化装置 - Google Patents
排気ガス浄化装置Info
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Abstract
と、エンジン回転数が上昇して排気ガス量が増大するの
で、該排気ガス量の増大に伴う触媒のHC浄化率の低下
を少なくする。 【解決手段】エンジンの排気通路に電気ヒータ付き第1
触媒を設けるとともに、該第1触媒よりも下流側の排気
通路に第2触媒を設け、該第2触媒の活性種の主成分を
SV値の変動に伴う浄化特性の変動が小さいPdとし、
副成分をRhとする。
Description
浄化装置に関する。
エンジンの排気通路に排気ガス中のHC(炭化水素)、
NOx(窒素酸化物)及びCO(一酸化炭素)を同時に
浄化する三元触媒を設けたものは一般に知られている。
例えば、特開平4−22707号公報には、メタル担体
上にPt、Pd及びRhを担持させるとともに、該メタ
ル担体の前側においてPt、Pd及びRhの上にCu/
ゼオライト構造のウォッシュコート層を形成したものが
記載されている。このものはPt、Pd及びRhによっ
て三元触媒機能を得るとともに、前側のCu/ゼオライ
ト層によって空燃比リーン時のNOxの浄化率を高めよ
うとするものである。
主成分とする三元触媒は、空間速度(以下、必要に応じ
て、これをSV値という)が100000h-1以下であ
るときは排気ガス温度が低くとも比較的高いHC浄化率
を示すが、該SV値がそれよりも高くなると、期待する
低温活性が得られず、HC浄化率が低くなるという問題
がある。従って、エンジン冷間時のHC浄化率を高める
べく、電気ヒータ付きの触媒を別途設け、該電気ヒータ
をエンジンによって駆動される発電機で作動させるよう
にした場合、該電気ヒータの作動に必要な電力の確保の
ためにエンジン回転数が高くなって排気ガス量が増大
し、期待するほどにはHC浄化率が高くならない。
対して種々の実験・研究を行なった結果、活性種Ptは
上記SV値の高低によって浄化特性が大きく変化するも
のの、活性種Pdは上記SV値の高低にあまり影響され
ないこと、従って、活性種の主成分をPdとする触媒と
上記電気ヒータ付き触媒とを組み合わせれば、この電気
ヒータの作動によって排気ガス流量が多くなっても、つ
まりはSV値が高くなってもHC浄化率が大きく低下す
ることがないことを見出だし、本発明を完成するに至っ
たものである。以下、特許請求の範囲の各請求項に係る
発明について具体的に説明する。
ジンの排気通路に該エンジンによって駆動される発電機
から電気の供給を受ける電気ヒータ付きの第1触媒が設
けられているとともに、該第1触媒よりも下流側の排気
通路に、Pdを主成分として含有しRhを副成分として
含有する第2触媒が設けられていることを特徴とする排
気ガス浄化装置である。
は触媒低温時における排気ガス中の主としてHC及びC
Oの浄化に寄与し、活性種Rhは排気ガス中のNOxの
分解及び触媒の耐熱性向上に寄与する。しかして、エン
ジン始動時や外気温が低い時のように触媒温度が低いと
きに、第1触媒の電気ヒータを作動させると、エンジン
回転数が上昇して排気ガス量が増大しSV値が高くな
る。しかし、上記第2触媒の活性種PdはSV値の高低
の影響をそれほど受けないから、電気ヒータを作動させ
たにも拘らずHC浄化率が大きく低下してしまうことが
ない。
請求項1に記載されている排気ガス浄化装置において、
上記第2触媒がさらにPtを副成分として含有すること
を特徴とする。
含むから触媒温度が高いときのHC浄化率の向上に有利
になる。
請求項1に記載されている排気ガス浄化装置において、
上記第2触媒のPd担持量とRh担持量との重量比Pd
/Rhが5≦Pd/Rh≦30であることを特徴とす
る。
が相対的に少なければ高SV値時に高いHC浄化率を確
保することが難しくなり、また、その量が高くなり過ぎ
てもHC浄化率の大きな向上は望めない。そのために、
当該発明では上記重量比Pd/Rhを上記範囲に定めて
いるものである。
請求項2に記載されている排気ガス浄化装置において、
上記第2触媒のPt担持量及びRh担持量の合計とPd
担持量との重量比Pd/(Pt+Rh)が15/4≦P
d/(Pt+Rh)≧51/4であることを特徴とす
る。
Rhの3種を含む場合のこれら活性種の重量比を規定し
たものであり、上記請求項3に係る発明と同様の趣旨か
らPd/(Pt+Rh)を上記範囲に定めているもので
ある。
請求項1乃至請求項4のいずれか一に記載されている排
気ガス浄化装置において、上記第2触媒における空間速
度が200000h-1以下であることを特徴とする。
ては、200000h-1という高いSV値であっても所
期の効果を奏する。
触媒の下流側に第2触媒を設けた排気ガス浄化装置にお
いて、該第2触媒の活性種の主成分をPdとしたから、
エンジン冷間時など触媒温度が低いときに電気ヒータの
作動によってエンジン回転数が上昇し、排気ガス量が増
大してSV値が高くなっても、所期の高いHC浄化率を
確保することができる。
の排気ガス浄化装置において、1はエンジンの排気管、
2は自動車のアンダーフロア(車室床下)において排気
管1に接続された触媒コンバータであり、該触媒コンバ
ータ2に電気ヒータ付きの第1触媒3、電気ヒータを備
えない第2触媒4及び第3触媒5,5が上流側から順に
収容されている。
担体(メタル担体)に、Pt及びRhを担持したアルミ
ナ層が形成されてなるものであり、この触媒本体にエン
ジンによって駆動される発電機から電気の供給を受ける
電気ヒータが付設されている。上記触媒本体は、担体の
容量が0.04L、活性種Pt及びRhの担持量の重量
比がPt:Rh=5:1であり、PtとRhとを合わせ
た担持量が1.6g/L(担体1Lあたり1.6g)で
ある。
ニカム状モノリス担体に、Pd、Pt及びRhを担持し
たアルミナ層が形成されてなるものである。この担体の
容量は0.4L、活性種Pd、Pt及びRhの担持量の
重量比がPd:Pt:Rh=26:3:1であり、これ
らの活性種を合わせた担持量が8.0g/Lである。
のハニカム状モノリス担体に、Pt及びRhを担持した
アルミナ層が形成されてなるものである。この担体の容
量は当該2つの触媒5,5を合わせて2.3L、活性種
Pt及びRhの担持量の重量比がPt:Rh=5:1で
あり、これらの活性種を合わせた担持量が1.6g/L
である。
500ccのV型6気筒エンジンの排気通路に上記排気
ガス浄化装置を接続し、自動車をY1モードで運転し、
SV=100000h-1のときのHC浄化率と、SV=
200000h-1(上記第2触媒4として容量0.2L
のものを用いることによって、SV=200000h-1
とした)のときのHC浄化率とを測定した。また、比較
のために、上記第2触媒4の活性種をPt及びRhと
し、その重量比をPt:Rh=5:1、Pt及びRhを
合わせた担持量を1.6g/Lとする他は上記実施例と
同じ構成とした排気ガス浄化装置について、同様の測定
を行なった。結果は表1に示されている。
ときとSV=200000h-1のときのHC浄化率の差
が小さいのに対し、比較例ではその差が大きい。これか
ら、第2触媒4においてPdを主活性種として採用する
と、SV値の影響をあまり受けず、高いHC浄化率が得
られることがわかる。
2触媒4の最適な活性種の組み合わせを検討するため
に、次の例1〜例3の触媒を準備し、SV=50000
〜300000h-1の範囲でのT50(浄化率が50%
に達するようになる触媒温度)を測定することによっ
て、触媒の低温度域におけるHC浄化特性を評価した。
結果は表2及び図2に示されている。同表において、低
下率はSV=53000h-1でのT50を基準として他
のSV値でのT50がどれほど低くなったかを表わす。
3の触媒に比べてT50の低下率が小さい。また、T5
0は例2の触媒が最も低く、これに例1及び例3の各触
媒が続いている。この点は図2をみればさらに明らかで
あり、例3の触媒ではSV値の上昇に従ってT50が比
例的に上昇しているのに対し、例1及び例2の各触媒で
はSV=203000h-1まではT50の上昇が緩やか
であり、その後にT50が大きく上昇している。この結
果から、Pdを主活性種とするとSVの高低によるT5
0の変動が小さくなること、Pdを活性種とし且つPd
−Pt−Rhの3成分系とするとSV値が相当高い領域
まで低いT50を実現することができることがわかる。
400について>上記例2触媒(Pd-Pt-Rh系)につい
て、C200、C300及びC400(それぞれ触媒温
度200℃、300℃及び400℃のときのHC浄化
率)を測定し、上記例3触媒についてC300及びC4
00を測定した。結果は図3に示されている。
低SV値から高SV値の全範囲にわたって例3触媒より
もHC浄化率が高く、且つ高SVになるほど両者の差が
大きくなっている。また、C400という高温において
も、SV値が高くなると、例2触媒のHC浄化率と例3
触媒のHC浄化率とに差が出ている。この結果から、例
2触媒のように活性種の主成分をPdとすると、高SV
値において高いHC浄化率が得られること、特に触媒温
度が低いときのHC浄化率の向上に有効であることがわ
かる。
記第2触媒として上記例1の触媒を用いる場合のPd担
持量とRh担持量との好ましい重量比を検討した。すな
わち、PdとRhとを合わせた担持量を2.0g/Lに
固定し、その重量比を種々に変えてSV=50000〜
300000h-1の範囲でのT50を測定した。結果は
図4に示されている。
なるに従ってT50が低くなり、また、SV値の上昇に
伴うT50の上昇度が緩やかになっている。そして、同
図から、当該重量比の範囲を2≦Pd/Rh≦30とす
ることが高SV値でのHCの浄化に有効であること、5
≦Pd/Rh≦30がさらに好適であることがわかる。
記第2触媒として上記例2の触媒を用いる場合のPd、
Pt及びRhの各担持量の好ましい重量比を検討した。
すなわち、これら3種の活性種を合わせた担持量を8.
0g/Lに固定し、且つPt担持量とRh担持量との重
量比をPt/Rh=3に固定し、Pd担持量とPt及び
Rhを合わせた担持量との重量比Pd/(Pt+Rh)
を種々に変えてSV=50000〜300000h-1の
範囲でのT50を測定した。結果は図5に示されてい
る。
h)が大きくなるに従ってT50が低くなり、また、S
V値200000h-1強までは該SV値の上昇に伴うT
50の上昇度が緩やかになっている。そして、同図か
ら、当該重量比の範囲を8/4≦Pd/(Pt+Rh)
≦51/4とすることが高SV値でのHCの浄化に有効
であること、15/4≦Pd/(Pt+Rh)≦51/
4がさらに好適であることがわかる。
(T50)のSV特性を示すグラフ図
(C200,C300,C400)のSV特性を示すグ
ラフ図
媒のHC浄化性能のSV特性を示すグラフ図
−Pt−Rh系触媒のHC浄化性能のSV特性を示すグ
ラフ図
Claims (5)
- 【請求項1】 エンジンの排気通路に該エンジンによっ
て駆動される発電機から電気の供給を受ける電気ヒータ
付きの第1触媒が設けられているとともに、該第1触媒
よりも下流側の排気通路に、Pdを主成分として含有し
Rhを副成分として含有する第2触媒が設けられている
ことを特徴とする排気ガス浄化装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載されている排気ガス浄化
装置において、 上記第2触媒がさらにPtを副成分として含有すること
を特徴とする排気ガス浄化装置。 - 【請求項3】 請求項1に記載されている排気ガス浄化
装置において、 上記第2触媒のPd担持量とRh担持量との重量比Pd
/Rhが5≦Pd/Rh≦30であることを特徴とする
排気ガス浄化装置。 - 【請求項4】 請求項2に記載されている排気ガス浄化
装置において、 上記第2触媒のPt担持量及びRh担持量の合計とPd
担持量との重量比Pd/(Pt+Rh)が15/4≦P
d/(Pt+Rh)≧51/4であることを特徴とする
排気ガス浄化装置。 - 【請求項5】 請求項1乃至請求項4のいずれか一に記
載されている排気ガス浄化装置において、 上記第2触媒における空間速度が200000h-1以下
であることを特徴とする排気ガス浄化装置。
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JP24300395A JP3777632B2 (ja) | 1995-09-21 | 1995-09-21 | 排気ガス浄化装置 |
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JP24300395A JP3777632B2 (ja) | 1995-09-21 | 1995-09-21 | 排気ガス浄化装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0985054A true JPH0985054A (ja) | 1997-03-31 |
JP3777632B2 JP3777632B2 (ja) | 2006-05-24 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3777632B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6182443B1 (en) * | 1999-02-09 | 2001-02-06 | Ford Global Technologies, Inc. | Method for converting exhaust gases from a diesel engine using nitrogen oxide absorbent |
JP2004275842A (ja) * | 2003-03-13 | 2004-10-07 | Cataler Corp | 排ガス浄化用触媒 |
JP2010089004A (ja) * | 2008-10-07 | 2010-04-22 | Mitsubishi Motors Corp | 排気浄化触媒 |
JP2017052500A (ja) * | 2015-09-11 | 2017-03-16 | マツダ株式会社 | 発電機駆動用エンジン搭載の自動車 |
JP2017081501A (ja) * | 2015-10-30 | 2017-05-18 | マツダ株式会社 | 発電機駆動用エンジン搭載の自動車 |
-
1995
- 1995-09-21 JP JP24300395A patent/JP3777632B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6182443B1 (en) * | 1999-02-09 | 2001-02-06 | Ford Global Technologies, Inc. | Method for converting exhaust gases from a diesel engine using nitrogen oxide absorbent |
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JP2010089004A (ja) * | 2008-10-07 | 2010-04-22 | Mitsubishi Motors Corp | 排気浄化触媒 |
JP2017052500A (ja) * | 2015-09-11 | 2017-03-16 | マツダ株式会社 | 発電機駆動用エンジン搭載の自動車 |
US9970364B2 (en) | 2015-09-11 | 2018-05-15 | Mazda Motor Corporation | Vehicle including internal combustion engine for driving generator |
JP2017081501A (ja) * | 2015-10-30 | 2017-05-18 | マツダ株式会社 | 発電機駆動用エンジン搭載の自動車 |
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