JPS6046247B2 - 内燃機関の排出ガスを浄化する方法及び装置 - Google Patents

内燃機関の排出ガスを浄化する方法及び装置

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JPS6046247B2
JPS6046247B2 JP52015239A JP1523977A JPS6046247B2 JP S6046247 B2 JPS6046247 B2 JP S6046247B2 JP 52015239 A JP52015239 A JP 52015239A JP 1523977 A JP1523977 A JP 1523977A JP S6046247 B2 JPS6046247 B2 JP S6046247B2
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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は内燃機関からの排出ガスを浄化する方．法及び
その装置に関する。
一般に、内燃機関からの排出ガス中に含まれる窒素酸化
物（ＮＯｘ）及び可燃性炭素質物質である一酸化炭素（
ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等を触媒を用いて除去しよう
とする場合、排ガス中に酸化．性成分が多い条件下では
ＣＯ，ＨＣを除去するには好適であるが、かかる条件下
ではＮＯｘの還元能力は著しく減少し、逆に還元性成分
が多い条件下では、ＮＯｘを除去するには好適であるが
ＣＯ，ＨＣの酸化能力は著しく減少する。
従つて同一の触媒（を用いてＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を同
時に効率よく処理するための方法及び装置の開発が望ま
れており、従来既に３成分同時処理触媒（以下３ウェイ
触媒という）の他、数多くの方法及び装置が提案されて
いる。これらの提案に共通している点は、触媒を通る排
出ガスの酸化性成分と還元性成分との割合を制御するた
めの装置が必要であるということである。
この排出ガス中に含まれる酸化性成分と還元性成分との
割合を示す化学量論的尺度として１／Ｒ値なるものを次
のように定義し、本明書中では１／Ｒ値をもつて論する
こととする。１／Ｒ＝０Ｒ／００ ノ ここで、 ００：還元性成分が全てＨ２ＯとＣＯ２になるに必 要
な酸素量、０Ｒ：酸化性成分中の供給可能な酸素量 そして、１／Ｒく１、すなわち還元性成分が酸−化性成
分に比べて過剰に存在する状態をリッチと呼び、逆に１
／Ｒ〉１、すなわち酸化性成分が還元性成分に比べて過
剰に存在する状態をリーンと呼ぶことにする。
前記の３ウェイ触媒を用いるシステムにおいては、１／
Ｒ値を１付近に制御するために、排出ガスの通る通路に
酸素センサを配置し、酸素センサから得られる信号を吸
気系にフィードバックして内燃機関に供給する混合気の
空燃比を制御するか、あるいは内燃機関の排出ガスへの
空気導入量を制御している。
たとえば、排気ガスの１／Ｒ値が基準値より小となつて
リッチになれば、吸気の空燃比を大きくさせるか、ある
いは排出ガスへの空気導入量を増加させることにより、
１／Ｒ値を増加させ、逆に排出ガスがリーンになれば、
吸気の空燃比を小にさせるか、あるいは排出ガスへの空
気導入量を減少させることによつて、１／Ｒを減少させ
ている。これによつて、１／Ｒ値によつて夫々異なる浄
化割合を示すＮＯｘ，ＣＯ，ＨＣを、３者共に良好なる
浄化割合が得られる領域に１／Ｒ値を制御していた。す
なわち、従来の提案においては、１／Ｒ値が基準値より
外れることは好ましくなく、それ故に基準値に一定に制
御することが非常に重要な要素となつていたのである。
（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、１／
Ｒ値を一定に制御することはきわめて困難であり、酸素
センサの信頼性がいま１つ不足する中で、いたずらにシ
ステム構成が複雑化するという問題があつた。
か）る現状に鑑み、最近排出ガスの１／Ｒ値をリッチと
リーン間で交番的に振動させて、３ウェイ触媒の浄化効
率を高めようとする試みがなされてきた。
しかしながら、この場合でも、触媒の性能をいかんなく
発揮させるために空燃比Ａ／Ｆをより精度良く制御する
必要があり、また触媒の選択もきわめて重要な要素とな
ることが分つてきた。そして触媒の選択を誤ると、期待
する浄化効率が得られないこととなるが、現状、信頼性
に足”る触媒が得られていない状況にある。本発明は、
排出ガスの１／Ｒ値をリッチとりーンの間で変動させた
後特定の触媒に通すことにより排出ガスのＨＣ，ＣＯ，
ＮＯｘ等の有害成分の浄化を図ることのできる新規な内
燃機関の排出ガスを浄化する方法及び装置を提供するこ
とを目的とするものである。
（問題点を解決するための手段） そして上記問題点は内燃機関からの排出ガスを、その１
／Ｒ値が必要時に５秒間に少なくとも１度リッチとリー
ンの間で繰返し又は断続的に変動するように制御して後
、無機質多孔性物質にロジウム及び少なくとも１種以上
のロジウム以外の白金族金属並びに少なくとも１種以上
の０２ストレージ効果を有する成分を含有する触媒に通
じて内燃機関からの排出ガス中に含まれるＨＣ，ＣＯ，
ＮＯｘ等を浄化することを特徴とする内燃機関の排出ガ
スを浄化する方法およびその装置によつて解決される。
（作 用）上記構成において、排出ガスのリッチとリー
ンの繰返しによつて、特に触媒中の０２ストレージ効果
を有する成分が０２の脱着を繰返し、これによつてＨＣ
，ＣＯ，ＮＯｘの浄化効率が可及的に高められる。
またエンジンの負荷変動に対しても空燃比Ａ／Ｆを高精
度に制御することによつて、これら所望の浄化動率を達
成できる。（実施例） 以下に、本発明の内燃機関の排出ガスを浄化する方法及
び装置の望ましい実施例を、図に従つて説明する。
本発明の内燃機関からの排出ガスを浄化する方法は、ま
ず、内燃機関からの排出ガスの１／Ｒ値を５秒間に少な
くとも１度リッチとリーンの状態で繰返し又は断続的に
変動するように制御する。
ここで、リッチとリーンの間を変動させる方法には、内
燃機関からの排出ガス中に酸化性成分、たとえば空気、
を５秒間に少なくとも１度繰返し又は断続的に導入して
変動させる第１の方法と、内燃機関に供給する混合気の
空燃比を変動させもつて排出ガスをリッチとリーンとの
間で５秒間に少なくとも１度繰返し又は断続的に変動さ
せる第２の方法との２つの方法がある。この２方法にお
いては、触媒に供給される排出ガスの変動１／Ｒ値の平
均値がリーン（１／Ｒ〉１．０）となるときにとくに効
果がある。したがつて、特に前者の方法によるときは、
導入される酸化性成分、導入された時の排出ガスの１／
Ｒ値の平均値がリーンとなるに十分な量の導入が要求さ
れる。このように１／Ｒ値を制御された排出ガスは、無
機質多孔性物質に、ロジウム（Ｒｈ）、及びロジウム以
外の他の白金族金属（白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ
）、イリジウム（Ｉｒ）、オスミウム（０ｓ）、ルテニ
ウム（Ｒｕ））のうち少なくとも１種の成分、並びに少
なくとも１種の０２ストレージ効果を有する成分を含有
させた触媒に通され、もつて排出ガス中のＨＣ，ＣＯ，
ＮＯｘ等の有害成分が除去される。
ここで０２ストレージ効果を有する成分とは、少なくと
も２種以上の安定な酸化物が存在する成分である。たと
えばモリブデン（ＭＯ）について説明すると、ＭＯは酸
化物としてＭＯＯ，ＭＯ２Ｏ３，ＭＯＯ２，ＭＯ２Ｏ，
，ＭＯＯ３が比較的安定な形で存在するので、モリブデ
ンは０２ストレージ効果を有する成分の１つである。排
出ガスがリッチとリーンの間で繰返し又は断続的に変動
しているとき、リッチ状態では高酸化物のＭＯの酸化物
が還元されて０２を放出し、（たとえばＭＯＯ３→ムＭ
Ｏ２Ｏ５＋炉２）、逆にリーンの状態では、低酸化物の
ＭＯの酸化物か酸化されて０２を取込む、（たとえばＭ
ＯＯ＋！卜ＪＭＯ２Ｏ３）という現象が起 ４
２２り、リッチとリーンの繰返しによつて、この０２の
脱着が繰返される。
この現象を０２ストレージ効果と呼んでいる。この０２
ストレージ効果を有する成分としては遷移族金属類に多
く見られ、その中でもとくに、セリウム（Ｃｅ）、鉄（
Ｆｅ）、モリブデン（ＭＯ）が有用である。次に叙上の
方法を実現するための内燃機関の排出ガスを浄化する装
置について述べる。
まず、前述の第１の方法に係る装置は、内燃機関からの
排出ガス通路に、無機質多孔質担体にロジウム及び少な
くとも１種以上のロジウム以外の白金属金族並びに少な
くとも１種以上の０２ストレージ効果を有する成分を含
有する触媒を配置し、かつ該触媒の上流側の排気系に、
排出ガスに酸化性成分、たとえば空気、を導入して前記
触媒に供給される排出ガスが必要時に強制的に５秒間に
少なくとも１度リッチとリーンの状態を繰返し又は断続
的に変動するように制御する機構を有する酸化性成分導
入系を設けて構成される。
そして、この第１の方法に係る装置を、第１図に示すよ
う、酸化性成分の導入を内燃機関のクランク回転を利用
した装置（第１実施例とする）と、第２図に示すように
、酸化性成分の導入を内燃機関の吸気弁と排気弁の弁重
なり時に排気系に生じる負圧を利用して行なう装置（第
２実施例とする）とに分けて説明する。第１図に示した
第１実施例において、内燃機関１０１のクランク回転は
、ｖベルトを介してエア・ポンプ１０２に伝達され、エ
ア・ポンプ１０２を回転させる。
エア●ポンプ１０２の回転によりエア・クリーナのダス
ト・ホーン１０３よりバイブ１０４を介して空気がエア
・ポンプ１０２に吸引され、エア・ポンプ１０２のアウ
ト・ベントよりバイブ１０５を介してエア・スイッチン
グφバルブ１０６に空気が導入される。エア・スイッチ
ング・バルブ１０６に導入された空気は、バルブ１０６
ａが開いた状態（図示の状態）では、バイブ１０７を介
しインジェクション・ノズル１０８よりエキゾスト・マ
ニホルド１０９に噴出される。バルブ１０６ａが閉じた
状態ではエア・スイッチング・バルブ１０６に導入され
た空気はバイブ１１０を介しエア・クリーナ１０３の吸
引口に循環される。エア・スイッチング・バルブ１０６
の開閉に所定の変動性を与えるために、バルブ作動源で
あるインテーク・マニホルド１１１より取出した負圧流
路１１２に、発振器１１３のパルス信号で作動する３方
弁から成る電磁弁１１４を設けてある。
電磁弁１１４は、内燃機関１０１の回転時に生じる吸気
負圧により、エア・スイッチング・バルブ１０６の圧力
室１０６ｂが減圧状態になり、スプリング１０６ｃが収
縮し、バルブ１０６ａは下方に押し下げられる。これに
よつて、エア・ポンプ１０２より押し出された空気は、
バイブ１１０を介しエアクリーナ１０３に循環されるが
、発振器１１３の波高値電ＥＥＤＣｌ２Ｖで電磁弁１１
４は通電状態になり、エア●スイッチング●バルブ１０
６とインテーク・マニホルド１１１との負圧流路１１２
は遮断され、圧力室１０６ｂと通するバイブ１１２は電
磁弁１１４を介して大気と通する。したがつて、圧力室
１０６ｂの減圧状態は解か“れ、スプリング１０６ｃの
弾性力によりバルブ１０６ａは上方に押し上げられ、エ
ア・ポンプ１０２から押し出された空気はバイブ１０５
、バイブ１０７を介し、インジェクション・ノズル１０
８からエキゾスト・マニホルド１０９に噴出される。発
振器１１３は、水温の信号１１５と、内燃機関回転数の
信号１１６と、吸気負圧の信号１１７との論理回路１１
８により、適切な、かつ５秒間に少なくとも１度の周期
をもつ波高値電圧信号を発するようにしてあり、これに
よつて所定の周期でエア・スイッチング・バルブ１０６
のバルブ１０６ａが上下作動し、所定の周期で継続的に
又は断続的にエキゾスト・マニホルド１０９に空気が噴
射される。
この空気の噴射時の排出ガスの空燃−比Ａ／Ｆは７一た
だし、Ｇａ：エンジン吸入空気重量、 Ｇａ゛：噴射空気重量、 Ｇｆ：エンジン吸入燃料重量、 となり、噴射しない状態に比してリーンとなる。
そして、噴射の変動に応じて排出ガスの空燃比が一定周
期で変動し、従つて排出ガスの１／Ｒ値も所定の周期で
変動する。内燃機関１０１の排気系には前述の空気噴出
湯所より下流に触媒コンバータ１１９が設けてあるが、
その触媒１１９の構成部分は方法の説明におい述べたも
のと同様であるので説明を省略する。
また、この触媒を用いる場合、排出ガスの１／Ｒ値の変
動の平均値はリーン（１／Ｒ〉１。０）であることが効
果的であることも方法の説明で述べたと同様である。
第１図に示した装置を用いて、第１表に示した各種触媒
各２５ｅについて各１０（ト）間の耐久試験を行なつた
。
なお、第１表に示した各種触媒は、市販の２〜４Ｗ＄Ｌ
の球状活性アルミナ担体Ａ（ローヌ、プーラン社製、ア
ルミナ純度９９％以上、嵩密度約０．６７）に各種成分
を含ませたものである。
又、この時の耐久試験条件を第２表に示した。これらの
触媒について、耐久試験開始前及び耐久試験終了後に第
１図に示した装置を用いて第２表に示した条件で排出ガ
スの浄化テストを行なつた。
結果を第３表に示した。但し、浄化率は次式により定め
た。
ここでＣ１：触媒通過前のガスに含まれる対象
成分の濃度、 ＣＯ：触媒通過後のガスに含まれる対
象 成分の濃度、第３表に示した結果より、ロジ
ウム（Ｒｈ）並びにロジウム以外の白金族金属として白
金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）を含む触媒１Ａ〜１Ｅ
は耐久試験前及び耐久試験後でもＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘの
各浄化率共８０％以上と高い性能を示しており、特に、
、０２ストレージ効果を有する成分としてのＣｅ，Ｆｅ
，ＭＯを含有させた触媒は耐久試験後でも高い浄化率を
示していた。
しかしながら、ロジウム（Ｒｈ）又はロジウム以外の白
金族金属の何れか一方が欠けると、ＣＯ，ＨＣ９ＮＯｘ
の各浄化率ともに、耐久試験後で高い浄化性能を期待す
ることができないことが分かつた。それ故、これらの結
果より、本発明装置に使用できる触媒としては、ロジウ
ム（Ｒｈ）並びにロジウム以外の白金族金属を含む触媒
てあり、好ましくは０２ストレージ効果を示す金属を含
むものが適当てあり、これらの触媒と組合せることによ
つて本発明は完成されるものてある。
次に、酸化性成分の導入を内燃機関の吸気弁と排気弁の
弁重なり時の排気系に生じる負圧を利用する場合を第２
実施例として、第２図に従つて述べる。
第２図において、内燃機関２０１の排気系には、触媒コ
ンバータ２０２が配設してある。
その触媒２０２の構成成分は方法で述べたものと同様で
ある。内燃機関２０１の排気系の触媒２０２の上流、た
とえばエキゾスト・マニホルド２０３には、エアサクシ
ョン・バルブ２０４を通して大気からの空気が導入可能
にしてある。内燃機関回転時には、エキゾスト・マニホ
ルド２０３内にはインテーク・バルブ２０５とエキゾス
ト・バルブ２０６の弁重なり時に負圧が生じるが、この
負圧はインジェクション・ノズル２０７とバイブ２０８
を介してエア・サクション・バルブ２０４に伝達される
ようにしてある。エア・サクション・バルブ２０４の吸
入側はエア・クリーナ２０９に接続されていて大気圧状
態を維持していることから、エア・サクション・バルブ
２０４のバルブは開き、エアクリーナ２０９からバイブ
２１０、エア・コントロール・バルブ２１１を経由した
空気はバイブ２０８、インジェクション●ノズル２０７
よりエキゾスト・マニホルド２０３内に噴出される。な
お、弁重なり時以外の作動域では、エキゾスト・マニホ
ルド２０３内は全て正圧であることから、エア●サクシ
ョン●バルブ２０４のバルブは閉じており、空気の導入
は全て遮断される。以上に上記装置の基本構成とその基
本動作について述べたが、制御について、弁重なり時を
主にして説明する。弁重なり時のエア・サクション・バ
ルブ２０４のバルブ振動数は、内燃機関爆発回数と相関
関係にあり、したがつて内燃機関回転数の上昇と共にバ
ルブの振動数が上ることから内燃機関回転数の上昇時に
抑制を主とする制御が必要となる。エア●サクション●
バルブ２０４のバルブ振動数の制御はエア・サクション
・バルブ２０４の入口流路の流路断面のコントロール、
つまり通気抵抗を増減させることによつて行なわれる。
このために、エア・サクション・バルブ２０４の．空気
導入流路に２つの圧力室２１１ａ，２１１ｂをもつエア
●コントロール●バルブ２１１を配し、この２つの圧力
室２１１ａ，２１１ｂは内燃機関２０１のインテーク・
マニホルド２１２の吸気負圧によつて、その圧力を増減
されるようにし″てあり、圧力室２１１ａ，２１１ｂの
圧力差は内燃機関吸気圧と大気圧との圧力差となるよう
にしてある。更に具体的には、インテーク●マニホルド
２１２よりバイブ２１３を介し導いた吸気負圧通路を２
つの流路に分岐し、３方弁から成る電磁弁２１４，２１
５を介して夫々の圧力室２１１ａ，２１１ｂに導いてあ
る。２つの電磁弁２１４，２１５の作動状態は、一方の
電磁弁２１４が通電されて“ＯＮ゛のとき、他方の電磁
弁２１５が゜゜０ＦＦ゛になるようにリレー回路２１６
で制御されている。
すなわち、リレー回路２１６は電磁弁２１４，２１５を
相反するように制御する。リレー回路２１６の作動電圧
は６ＶＤＣもしくは゛１２ＶＤＣとし、発振回路２１７
より、５秒間に少なくとも１度継続して又は断続的に変
動する矩形波信号を与えてリレーを作動させる。ここで
、発振回路２１７は、水温の信号２１８、内燃機関回転
数信号２１９、吸気圧信号２２０の論理回路２２１から
の信号によつて、適切なかつ５秒間に少なくとも１度の
信号をリレー回路２１６に与えるように構成してある。
ここで、発振回路２１７の矩形波電圧又は波高値電圧が
６ＶＤＣもしくは１２ＶＤＣの時、リレー回路２１６が
作動し、電磁弁２１５が６゜０Ｎ゛の状態になり、イン
テーク・マニホルド２１２より導いた吸気圧負圧は、バ
イブ２１３，２２２を介し第２圧力室２１１ｂに導かれ
る。なお、電磁弁２１５が“゜０Ｎ゛状態になると同時
に、電磁弁２１４の通電状態は開放され、インテーク・
マニホルド２１２よりバイブ２１３，２２３を介しエア
・コントロール・バルブ２１１の第１圧力室２１１ａに
導かれている吸気負圧は、電磁弁２１４で遮断され、第
１圧力室２１１ａはバイブ２２３、電磁弁２１牡バイブ
２２４を介し大気に開放され、従つて第１圧力室２１１
ａは大気圧状態となる。リレー回路２１６の作動による
吸気負圧流路の変化によりエア・コントロール・バルブ
２１１はダイヤフラム２１１ｃが下方に押し下げられる
ことにより、ロッド２１１ｄを介してテーパ・バルブ２
１１ｅが下方に押し下げられ、空気流路断面は増大し、
同時にエア・サクション・バルブ２０４の通気抵抗が下
り、バルブの開閉動作が始まることにより、インジェク
ション・ノズル２０７より空気がエキゾスト・マニホル
ド２０３内に噴出される。ここで噴出空気の周波数Ｍは
、Ｎ＝Ｖｆ●Ｇｆ Ｖ２ｌ５・Ｔ Ｇｆ＝１／Ｖ４４．ｌ ただし、Ｖｆ：バルブ振動数 Ｇｆ：発振周波数 Ｖ２ｌ５・Ｔ：電磁弁２１５の通電時間 ■２
１４・Ｔ：電磁弁２１４の通電時間となり、Ｇｆにより
噴出空気の周波数が設定されると共に、排出ガスの空燃
比も周期性をもつてリッチとリーン間に振らすことがで
きる。
第２図に示した装置を用いて、第４表に示した条件で、
排出ガスの浄化テストを行なつた。
なお、触媒には、第１表の触媒１Ｄを２．５ｅ使用した
。この時の触媒コンバータ前５『での排出ガス温度は５
００〜５５０℃であつた。周波数２Ｈｚの時の結果を第
５図に示した。この結果を従来装置と比較するために第
２図に示した装置において空気の排出ガスへの導入装置
を第４図に示した如く取外して従来装置に相当する装置
を再現した。
この装置において吸気の空燃比Ａ／Ｆを変化させて、触
媒１Ｄ２．５ｅを用い第５表に示した条件で排出ガスの
浄化テストを行なつた。この結果を第５図に合せて示し
た。
また、上記の従来装置において、触媒へ供給された排出
ガスの平均空燃比Ａ／Ｆを１４．８としたときの結果を
第６図に示した。
なお、本試験においては、リッチとリーンの繰返しが行
なわれていることを確認するために、触媒床前１００Ｔ
ｎＩｎのところに０２センサを取付け、その起電力の変
動を利用して確認した。
第５図に示した、第２図の装置の試験結果では、空燃比
Ａ／Ｆノが１４．０ではリーンは認められず、１４．２
ではリッチとリーンの繰返しが認められた。なお空燃比
Ａ／Ｆが１４．６５と１４．７０の間に１／Ｒ値＝１．
０が来ることを計算値並びに０２センサの出力より確認
した。第５図に示した結果より、第２図の装置を用い．
た本発明方法の場合、リッチ側でのＣＯ，ＨＣ浄化率及
びリーン側でのＮＯｘ浄化率が、従来法である第４図装
置による場合に比べて良くなつていることが分る。その
結果、従来法において、ＮＯｘ，ＨＣ，ＣＯ浄化率をた
とえば全て７０％以上必・要とする空燃比Ａ／Ｆの巾は
、第５図の線分Ａｂで示され、空燃比の巾で０．３２で
あるが、本発明方法の場合は線分Ｃｄで示され、空燃比
の巾で約０．６６となる。
それ故、本発明では、排出ガスの有効浄化減が従来法に
比べて約２倍と広くなり、ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘを同時に
浄化するための排出ガスの空燃比制御が容易にできるも
のである。又、第６図に示した結果より、本発明による
方法では、従来法に比べて、排出ガス中への空気噴出周
波数が２Ｈｚ以上、（５秒間に少なくとも１度）では、
ＮＯｘ浄化率が非常によいことが分かる。
又、第７図は、本発明方法の効果を見るために、第２図
の装置を用いて試験した空燃比とＣＯ，ＮＯｘの浄化率
との関係を示す。
この図より、ＣＯ，ＮＯｘとも浄化率が増加しているこ
とが分る。以上の結果より、本発明法は従来法に比べて
、ＮＯｘ，ＣＯ，ＨＣの浄化性能が従来法に比べて優れ
ていることが分かる。
次に、本発明に係る第２の方法に係る装置を第３実施例
として以下に説明する。
第２の方法は、内燃機関に供給する混合気をリッチとリ
ーン間に変動させる方法である。第３実施例に係る本発
明装置は、基本的には、内燃機関からの排出ガス通路に
無機質多孔性担体にロジウム及び少なくとも１種以上の
ロジウム以外の白金族金属並びに少なくとも１種以上の
０２ストレージ効果を有する成分を含有する触媒を配置
し、かつ、前記触媒に供給される排出ガスが運転条件に
応じて５秒間になくとも１度リッチとリーレの状態を繰
返し又は断続的に変動するように、内燃機関へ供給する
混合気の空燃比を、リッチとリーンの状態を強制的に５
秒間に少なくとも１度繰返し又は断続的に変動するよう
に制御する機構を有する空燃比制御装置を吸気系に設け
たものである。
第３図は、この空燃比制御装置を吸気系の気化器に設け
た場合を示したものである。第３図Ａに示したバレル気
化器において、−ファースト・メーン・ブリーダ３０１
に、第３図Ｂ（第３図Ａのファースト●メーン●ブリー
ダの拡大図）に示した針弁付電磁弁３０２のエア・ブリ
ーダを設ける。高亀荷低速回転時に、ファースト・スロ
ットル・バルブ３０３は全開であり、セカンド●スーロ
ツトル●バルブ３０−４は全閉である。−この楊合、パ
ワー・ピストン３０５に作用する負圧は小さいので、パ
ワー・バルブ３０６は開いている。この状態において、
ファースト●メーン・ジェット３０７を通つた燃料とパ
ワー・ジェット３０８を通つた燃料が合流し、ファース
ト・メーン・エア・ブリーダ３０１から入る空気と混合
して、ファースト・メーン・ノズル３０９から噴出する
。そこで、ファースト・メーン・エア・ブリーダ３０１
に針弁付電磁弁３０２のエアブリーダを付加し、水温の
信号３１０、エンジン回転−数からの信号３１１、吸気
負圧からの信号３１２を受けて、水温４５℃以上、速度
４０−／Ｈｒ以下、油温４５゜Ｃ以上でのみ出力を発生
するようにした論理回路３１３より１２ＶＤＣ接点出力
を発生して発振回路３１４を作動させる。発振回路３１
４から９の出力信号はエア・ブリーダ３０１からの吸引
空気量を一定周期で遮断することにより、ファースト・
メーン・ノズル３０９から噴出する燃料と空気の混合比
をリッチとリーン間に一定周期で変化させることができ
る。低負荷中速回転時は、セカンド・スロットル・バル
ブ３０４は全閉であるが、ファースト・スロットル・バ
ルブ３０３は負荷に応じて開かれる。
この状態では、−パワー・ピストン３０５に作用する負
圧は高負荷低速回転時よりも大きく、パワー・バルブ３
０６は閉じている。燃料は、ファースト・メーン・ジェ
ット３０７で計量された後、ファースト●メーン●エア
●プリーダ３０１から入る空気と混合する。そこで、フ
ァースト・メーン・エア・ブリーダ３０１に第３図Ｂに
示す如く、針弁付電磁弁３０２を設け、水温４５℃以上
、車速４０ｈ／Ｈｒ以下、油温４５℃以上でのみ論理回
路３１３より１２■ｘ又は６ＶＤＣの接点出力を発生“
し、発振回路３１４を作動させる。この信号によつてエ
ア・ブリーダ３０１の針弁を上下動させ、ブリード・エ
アを一定周期で遮断することにより、ファースト・メー
ン・ノズル３０９から噴出する燃料を変動させて、吸気
の混合比をリッチとリーン間−に変動させることができ
る。この変動された空燃比を有する吸気を内燃機関に送
つて爆発、燃焼させることにより、排出ガスの１／Ｒ値
が変動する。
そして前記の触媒に通すことによつて排出ガスの浄化を
行なうが、この場合の触媒に関しては前述の方法の説明
において詳述したのでその説明を省略する。又、浄化の
効果もその１／Ｒ値の変動に応じて前記の第１、第２実
施例において述べた効果に準じる効果が得られる。（発
明の効果） 本発明に係る内燃機関の排出ガスを浄化する方法及び装
置によるときは、前述の構成、作用の説明から明きらか
な如く、次に掲げる種々の効果を有する。
（イ）排出ガスの１／Ｒ値をリッチとリーン間で変動さ
せて所定の触媒に通すことにより、効果的に排出ガスの
浄化を行なうことができる。
（ロ）この場合触媒として、無機質多孔性物質にロジウ
ム及び少なくとも１種以上のロジウム以外の白金族金属
を含有した触媒を用いることによつて優れた浄化性能を
得るが、これに０２ストレージ効果を有する成分を含有
させることにより極めて優れた浄化性能を得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明方法を適用した第１実施例の装置の系統
図、第２図は本発明方法を適用した第２実施例の装置の
系統図、第３図Ａは本発明方法を適用した第３実施例の
装置の系統図、第３図Ｂは第３図Ａのファースト●メー
ン●ブリーダの拡大図、第４図は、第２図の装置におい
て酸化性成分を取り除いた、従来装置に相当する装置の
主要部系統図、第５図は、本発明方法の効果を見るため
に、第２図の装置と第４図の装置を用いて試験した結果
を示す、空燃比とＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘの浄化率との関係
図、第６図は、本発明方法の効果を見るために、第２図
の装置と第４図の装置を用いて試験した結果を示す、空
気導入周波数とＮＯｘ浄化率との関係図、第７図は、本
発明方法の効果を見るために、第２図の装置を用いて試
験した結果を示す空燃比とＣＯ，ＮＯｘの浄化率との関
係図である。 図中の記号の意味は次の通りである。 １０１・・・・・・内燃機関、１０２・・・・・・エア
・ポンプ、１０３・・・・・・エアクリーナ、１０６・
・・・・エア・スイッチング●バルブ、１０８・・・・
・・インジェクション●ノズル、１０９・・・・・・エ
キゾスト・マニホルド、１１１・・・・インテーク●マ
ニホルド、１１２・・・・・・負圧流路、１１３・・・
・・・発振器、１１４・・・・・・電磁弁、２０１・・
・・・内燃機関、２０２・・・・・・触媒、２０３・・
・・・・エキゾスト・マニホルド、２０４・・・・・エ
ア・サクシヨング●バルブ、２０５・・・・・・インテ
ーク●バルブ、２０６・・・・・エキゾスト●バルブ、
２０７・・・インジェクション●ノズル、２０９・・・
・・・エア・クリーナ、２１１・・・・●エア●コント
ロール●バルブ、２１２・・・・・・インテーク・マニ
ホルド、２１４，２１５・・・・・・電磁弁、２１６・
・・・・・リレー回路、２１７・・・・・発振回路、２
２１・・・・・・論理回路、３０１・・・・・・ファー
スト・メーン・ブリーダ、３０２・・・・針弁付電磁弁
、３０３・・・・・ファースト・スロットル●バルブ、
３０４・・・・・・セカンド・スロット７ル●バルブ、
３０６１１●パワー●バルブ、３０９・・ファースト・
メーン・ノズル、３１３・・・・・・論理回路、３１４
・・・・・発振回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関からの排出ガスを、その１／Ｒ値が必要時
    に５秒間に少なくとも１度リッチとリーンの間で繰返し
    又は断続的に変動するように制御すると共に該１／Ｒ値
    の平均値がリーン（１／Ｒ＞１．０）となるように制御
    して後、無機質多孔性物質にロジウム及び少なくとも１
    種以上のロジウム以外の白金族金属並びに少なくとも１
    種以上のＯ＿２ストレージ効果を有する成分を含有する
    触媒に通じて内燃機関からの排出ガス中に含まれるＨＣ
    、ＣＯ、ＮＯｘ等を浄化することを特徴とする内燃機関
    の排出ガスを浄化する方法。 ２ 前記Ｏ＿２ストレージ効果を有する成分が、セリウ
    ムＣｅ、鉄ＦｅまたはモリブデンＭｏであることを特徴
    とする特許請求の範囲第１項に記載の内燃機関の排出ガ
    スを浄化する方法。 ３ 内燃機関からの排出ガス通路に無機質多孔性担体に
    ロジウム及び少なくとも１種以上のロジウム以外の白金
    族金属並びに少なくとも１種以上のＯ＿２ストレージ効
    果を有する成分を含有する触媒を配置し、かつ、排出ガ
    スに酸化成分を導入して前記触媒に供給される排出ガス
    の１／Ｒ値が、必要時に強制的に５秒間に少なくとも１
    度リッチとリーンの状態を繰返し又は断続的に変動する
    ように制御すると共に該１／Ｒ値の平均値がリーン（１
    ／Ｒ＞１）となるように制御する機構を有する酸化性成
    分導入系を前記触媒の上流側の排気系に設けたことを特
    徴とする内燃機関の排出ガスを浄化する装置。 ４ 前記Ｏ＿２ストレージ効果を有する成分として、セ
    リウムＣｅ、鉄Ｆｅ、モリブデンＭｏの少なくとも１種
    以上用いたことを特徴とする特許請求の範囲第３項に記
    載の内燃機関の排出ガスを浄化する装置。 ５ 前記酸化性成分導入系が、内燃機関のクランク回転
    を動力源としてエアポンプを駆動し空気を導入するよう
    に構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第３
    項又は第４項に記載の内燃機関の排出ガスを浄化する装
    置。 ６ 前記酸化性成分導入系が、内燃機関の吸気弁と排気
    弁の弁重なり時に排気系に生じる大気圧に対する負圧を
    利用して空気を導入するよう構成されていることを特徴
    とする特許請求の範囲第３項又は第４項に記載の内燃機
    関の排出ガスを浄化する装置。 ７ 内燃機関からの排出ガス通路に無機質多孔性担体に
    ロジウム及び少なくとも１種以上のロジウム以外の白金
    族金属並びに少なくとも１種以上のＯ＿２ストレージ効
    果を有する成分を含有する触媒を配置し、かつ、前記触
    媒に供給される排出ガスの１／Ｒ値が運転条件に応じて
    ５秒間に少なくとも１度リッチとリーンの状態を繰返し
    又は断続的に変動すると共に該１／Ｒ値の平均値がリー
    ン（１／Ｒ＞１）となるように、内燃機関に供給する混
    合気の空燃比を、リッチとリーンの状態を強制的に５秒
    間に少なくとも１度繰返し又は断続的に変動するように
    制御する機構を有する空燃比制御装置を吸気系に設けた
    ことを特徴とする内燃機関の排出ガスを浄化する装置。 ８ 前記空燃比制御装置が気化器であることを特徴とす
    る特許請求の範囲第７項記載の内燃機関の排出ガスを浄
    化する装置。９ 前記Ｏ＿２ストレージ効果を有する成
    分として、セリウムＣｅ、鉄Ｆｅ、モリブデンＭｏの少
    なくとも１種以上を用いたことを特徴とする特許請求の
    範囲第７項又は第８項に記載の内燃機関の排出ガスを浄
    化する装置。
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