KR20050113636A - 디젤 엔진 및 이를 위한 촉매 필터 - Google Patents

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Abstract

디젤 엔진은 배기 시스템을 포함하고, 배기 시스템은 5㎛ 내지 40㎛의 평균 세공 직경과 적어도 40%, 예를 들어 50% 내지 70%의 공극률 및 500℃에서 적어도 0.50 J㎝-3K-1의 체적열용량을 가지는 다공성 재료로 만든 미립자 필터를 포함하고, 필터는 일산화탄소, 탄화수소 및 일산화질소를 산화하기 위하여 필터의 전단부 구역에 위치한 디젤 산화 촉매를 포함하고, 엔진은 충분한 질소 산화물 또는 HC를 포함하는 배기가스 및/또는 필터에 미립자 물질을 연소하기 위하여 충분히 고온의 배기가스를 연속적으로 또는 간헐적으로 제공하는, 사용되고 있는, 엔진 관리 수단을 포함한다.

Description

디젤 엔진 및 이를 위한 촉매 필터{DIESEL ENGINE AND A CATALYSED FILTER THEREFOR}
본 발명은 미립자 필터를 포함하는 배기 시스템을 포함하는 디젤 엔진에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 촉매 매연 필터를 포함하는 그러한 엔진에 관한 것이다.
디젤 엔진과 같은 내부 연소 기관으로부터 허용되는 배출물은 정부에 의해 법률로 제정되어 있다. 법정 배기가스 종류 중에는 질소 산화물(NOx), 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC) 및 미립자 물질(PM)이 있다. 이러한 종류들의 허용되는 배출물의 수준은 앞으로 10년 내지 15년 동안 단계적으로 감소될 것이다. 주문자 생산 방식(OEMs)은 엔진 설계 및 배기 가스 후처리의 조합을 통하여 이러한 법정 요구를 만족하기 위하여 노력하고 있다.
디젤 PM에 대한 현재와 미래의 법정 요구를 만족시키기 위하여, 배기가스 후처리에 대하여 제안된 장치가 미립자 필터이다. 본문에서 "필터"는, 배기가스로부터의 고체 미립자를 제거하는 장치 및 배기 시스템을 통하여 미립자의 진행을 의도적으로 지체시키는 장치를 또한 의미한다. 후자의 장치들의 실시예가 EP 1057519 (참고문헌으로 본문에 포함)에 기재되어 있다.
미립자 필터의 하나의 실시예는 필터가 벌집의 형태인 벽-유동(wall-flow) 필터이다. 벌집은 입구 단부와 출구 단부 및 입구 단부부터 출구 단부까지 연장된 복수의 셀을 가지며, 셀은 다공성 벽을 가지고, 여기에서 입구 단부에서 전체 셀의 일부는 그 길이 부분을 따라서 약 5 내지 20mm의 깊이로 구멍이 막혀 있으며, 입구 단부에서 열려있는 셀의 남은 일부는 출구 단부에서 그 길이 부분을 따라서 구멍이 막혀 있다. 따라서, 입구 단부로부터의 벌집의 셀을 통과하는 배기가스 흐름은 셀 벽을 통하여 열린 셀 쪽으로 흘러 들어가고, 출구 단부에 있는 열린 셀을 통하여 필터로부터 빠져 나온다. 셀을 막는 것에 대한 구성은 미국 특허 제 4,329,162호 (참고문헌으로 본문에 포함)에 기재되어 있다. 전형적인 배열은 체크 무늬의 패턴으로, 주어진 막힌 면상에 모든 다른 셀을 가지는 것이다.
엔진/차량이 보통 작동하는 동안 겪는 배기온도 하에서, 전형적으로 300-400℃ 범위에서, PM의 산화에 의하여 필터의 재생을 수동적으로 촉진시키도록 매연의 연소 온도를 낮추기 위하여 그러한 필터를 촉매화하는 것이 공지되어 있다. 촉매의 부재에서, PM은 500℃의 초과하는 온도에서 상당한 비율로 산화될 수 있지만, 이 온도는 실재의 작동 동안 디젤 엔진에서 거의 관찰되지 않는다. 그러한 촉매 필터는 종종 촉매 매연 필터(즉 CSFs)라고 불린다.
수동적 필터 재생이 가지고 있는 일반적인 문제점은, 구동 조건으로 인하여, 배기가스의 온도가 PM이 필터 상에 축적되는 것을 확실하게 방지할 수 있을 만큼 충분히 자주 필터를 촉매화함으로써 촉진되는 낮은 온도조차 획득하는 것이 방지될 수 있다는 것이다. 그러한 구동 조건은 연장된 엔진 공전의 기간 또는 느린 도시의 구동을 포함하며, 이러한 문제점은 특히 경량용 디젤 엔진으로부터의 배기가스에 대하여 심각하다. OEMs에 의해 채택되어 온 이러한 문제점에 대한 한가지 해결책은 보통의 간격에서 또는 예정된 필터 역압이 수동적 재생에 더하여 발견될 때 필터를 재생하는 농동적 기술을 사용하는 것이다. 경량용 디젤 차량에서의 전형적인 배열은 CSF의 상류의 분리된 모노리스 상에 디젤 산화 촉매(DOC)를 배치하는 것, 및 배기가스 내에 타지 않은 연료의 증가된 양을 도입하기 위하여 다양한 엔진 관리 기술에 의하여 실린더 내 연료 연소를 조절하는 것이다. 추가되는 연료는, DOC 상의 PM의 연소를 촉진시키기 위하여 CSF 하류에 온도를 충분히 증가시킴으로써, DOC 상에서 연소된다.
EP-A-0341382 또는 US-A-4,902,487 (둘 모두 참고문헌으로 본문에 포함)은 NO에서 NO2로 변환시키는 산화 촉매에서 여과되지 않은 PM 및 NOx를 포함하고, 산화 촉매 하류의 필터 상에 PM을 모으고, NO2에서 포획된 PM을 연소하는 디젤 배기가스를 처리하는 방법을 기재한다. 이 기술은 존슨 맛쎄이의 CRT(등록상표)로서 상업적으로 입수 가능하다. 이 방법의 이점은 NO2에서의 PM의 연소가 400℃까지의 온도, 즉, 디젤 배기가스를 위한 보통의 작동창에 가장 가까운 온도에서 일어난다. 반면에 산소에서의 PM의 연소는 550-600℃에서 일어난다.
본 출원인의 WO 01/12320 (참고문헌으로 본문에 포함)은 PM을 포함하는 오염원을 제거하기 위하여 배기가스를 처리하는 데 특히 적합한 반응기를 기재하고, 다공성 벽 및 교대로 막힌 단부를 가지는 벽-유동 필터 구조를 포함한다. 그리고, 여기에서 촉매를 소지하는 와시코트(washcoat)는 필터의 상류 단부에서 열린 채널의 상류 단부의 구역을 코팅한다.
이제 디젤 엔진으로부터, 특히 경량용 디젤 엔진으로부터의 더 제한된 배기가스 온도 및 배기가스 온도 변동을 보다 능률적으로 사용하게 만드는 수동적-능동적 필터 재생 체제에서 사용하기 위한 CSF를 고안하였다.
도 1은 착화완료 후 CO 방출에서, CSF가 온도에 이르면, 필터 기판의 열량이 배기가스 온도가 변동하는 동안 CO의 변환을 위한 충분한 열을 보유하는 것을 제시하는 평평한 선을 도시한다.
본 발명의 제 1 태양에 의하면, 디젤 엔진은 배기 시스템을 포함하고, 배기 시스템은 5㎛ 내지 40㎛의 평균 세공 직경과 적어도 40%, 예를 들어 50% 내지 70%의 공극률 및 500℃에서 적어도 0.50 J㎝-3K-1의 체적열용량을 가지는 다공성 재료로 만든 미립자 필터를 포함하고, 필터는 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC) 및 일산화질소(NO)를 산화하기 위하여 필터의 전단부 구역에 위치한 디젤 산화 촉매(DOC)를 포함하고, 엔진은 충분한 질소 산화물(NOx) 또는 HC를 포함하는 배기가스 및/또는 필터에 미립자 물질(PM)을 연소하기 위하여 충분히 고온의 배기가스를 연속적으로 또는 간헐적으로 제공하는, 사용되고 있는, 엔진 관리 수단을 포함한다.
본 발명의 촉매 매연 필터는 다수의 매우 유용한 기능과 결합한다. 즉, 필터는 배기가스로부터의 매연을 수집한다. 필터는 산소에서 수집된 매연의 수동적 산화를 촉진한다. 필터는 EP 0341832에 기재된 방법에 의한 NO2에서 수집된 매연의 수동적 연소를 촉진한다. 그리고, 필터는 비교적 낮은 온도에서 배기가스에 있는 CO 및 HC를 변환한다. 추가적으로, 추가적인 HC의 연소로부터 발열이 필터를 직접적으로 가열하는 데 기여를 하기 때문에, 즉 상류의 DOC와 하류의 CSF 사이에 온도 손실이 없기 때문에, 필터의 전면 상에 DOC를 위치시켜, 필터의 능동적 재생이 촉진된다. 따라서, 재생에 영향을 미치는 필터 온도를 높이는 데 더 적은 연료를 필요로 하기 때문에, 능동적 재생이 보다 능률적이다.
체적열용량이 필터 모노리스에 의해 흡수될 수 있는 열 에너지의 양을 결정하기 때문에, 능동적 재생 시스템을 위한 비교적 높은 체적열용량의 선택은 의외이다. 능동적 재생을 위하여, 낮은 열용량이 모노리스를 가열하기 위한 최소한의 에너지 손실과 함께 필터 온도의 빠른 증가 및 빠른 재생을 가능하게 하기 때문에, 낮은 열용량이 요구되는 것은 일반적으로 이해되는 것이다. 비교적 높은 체적열용량을 가지는 필터의 상류 단부 상에 DOC 성분을 위치시킴으로써, 열이 필터에서 보다 쉽게 유지되었고, 따라서 시스템에서 HC, CO 및 매연의 변환을 증진시키는 것을 발견하였다.
본 발명에 사용하기 위한 적절한 필터 모노리스 재료는 비교적 낮은 압력 강하 및 비교적 높은 여과 효율을 가진다. 숙련된 기술자는 교환 조건이 공극률과 기계적 강도 사이에 존재한다는 것, 즉, 더 작은 세공 크기와 더 낮은 공극률이 높은 공극률의 그것보다 더 강하다는 것을 인식할 것이다. 열적 특성, 열용량 및 열전도성 모두는 공극률이 증가함에 따라 감소한다. 그러나, 본 발명의 필터는 촉매 및 선택적으로 와시코트, 예를 들어 약 50 g/dm3을 소지하기 위하여 의도된 것이기 때문에, 적절한 필터 재료는 일반적으로 45-55% 또는 60%까지의 공극률을 가지고, 필터를 위한 상기 재료는 약 100g/dm3 까지의 높은 와시코트 로딩에서 NOx 저장 성분을 포함한다. 그러한 재료의 바람직한 특징은 그것들이 좋은 세공 상호연결성을 가지고, 가능한 적게 닫힌 "끝이 막힌" 세공을 가지는 것이다. 적절한 평균 세공 직경은 8-25㎛이고, 예컨데 15-20㎛이다. 본문에서 표현되는 공극률 값은 수은 공극률 측정기 또는 전자 현미경에 의해 측정할 수 있다.
일반적으로, 필터 재료는 세라믹 재료를 포함하고, 세라믹 재료는 탄화 규소, 질화 알루미늄, 질화 규소, 티탄산 알루미늄, 소결 금속, 알루미나, 근청석, 멀라이트, 폴루사이트 (예를 들어, WO 02/38513 참조 (참고문헌으로 본문에 포함)), Al2O3/Fe, Al2O3/Ni 또는 B4C/Fe와 같은 서멧(thermet), 또는 이것들의 임의의 둘 이상의 부분을 포함하는 복합물 중 적어도 하나를 포함한다.
본 발명의 필터를 만들기 위한 바람직한 재료는 근청석 (마그네슘 알루미늄 실리케이트), 탄화 규소 및 티탄산 알루미늄이다. 리튬 알루미노실리케이트 세라믹과 같은 대안이 필요한 특성을 가진다면 사용될 수 있음에도 불구하고, 대략의 화확량론 Mg2Al4Si5O18을 가지는 적절한 근청석형 재료는 WO 01/91882 (참고문헌으로 본문에 포함) 및 WO 2004/002508 (참고문헌으로 본문에 포함)에 개시된다. 근청석형 재료는 일반적으로 비교적 낮은 열팽창 계수(CTE)와 탄성(E) 계수가 특징이다.
본 발명에서 사용하기 위한 티탄산 알루미늄은 WO 2004/011124 (참고문헌으로 본문에 포함)에 기재된 60-90% 티탄산 철-알루미늄 고용체 및 10-40% 멀라이트를 포함하거나, WO 03/078352 (참고문헌으로 본문에 포함)에 기재된 티탄산 스트론튬 장석 알루미늄을 포함한다.
본 발명의 특징은 체적열용량이 500℃에서 적어도 0.50 J㎝-3K-1에 있는 것이다. 이것은 적어도 두가지 이유를 위한 것이다. 첫째로, 필터가 온도에 이르면, 배기가스 온도가 일시적인 작동 동안 변동할 때조차 필터는 열을 유지한다. 이러한 이유에 대하여, 일시적인 작동 동안 CO 산화 및 HC 산화에 대한 좋은 결과를 보았다. 이것은 중량용 디젤 엔진에서 보다 일반적으로 더 낮은 저량용 디젤 배기가스를 처리하는 데 특히 유용할 것이다.
둘째로, 비교적 높은 체적열용량은, 발열 에너지가 필터 재료 자체에 의해 흡수되기 때문에, 필터 및/또는 촉매 코팅을 손상하는 배기 연소로부터 열의 위험을 방지하거나 감소시킨다. 체적열용량에 대한 적절한 값은 500℃에서 > 0.67 J㎝-3K-1이지만, 어떤 티탄 알루미늄 주재료는 500℃에서 > 3.0 J㎝-3K- 1와 같은 훨씬 높은 값, WO 2004/011124에서 기재된 재료에 대해서는 500℃에서 3.9 J㎝-3K- 1와 같은 값을 가질 수 있다.
일반적으로, 본 발명에서 사용하기 위한 필터는 벌집의 형태를 가지며, 벌집은 입구 단부와 출구 단부 및 입구 단부부터 출구 단부까지 연장된 복수의 셀을 가지고, 셀은 다공성 벽을 가지며, 여기에서 입구 단부에서 전체 셀의 일부는 그 길이 부분을 따라서 구멍이 막혀 있고, 입구 단부에서 열려있는 셀의 남은 일부는 출구 단부에서 그 길이 부분을 따라서 구멍이 막혀 있어서, 입구 단부로부터의 벌집의 셀을 통과하는 배기가스 흐름은 셀 벽을 통하여 열린 셀 쪽으로 흘러 들어가고, 출구 단부에 있는 열린 셀을 통하여 필터로부터 빠져 나온다.
일반적인 셀의 기하학적 배열은 100/17, 즉, 제곱인치 당 100셀 (cpsi) (31 셀㎝-2) 와 0.017 인치(0.43mm) 벽 두께의 배치, 200/12 (62 셀㎝-2/0.30mm), 200/14 (62 셀㎝-2/0.36mm), 200/19 (62셀㎝-2/0.48mm) 및 300/12 (93셀㎝-2/0.30mm)를 포함한다. 예를 들어, 200/19 배치는 보다 기계적으로 강한 필터 및 증가된 체적열용량을 제공한다. 따라서, 본 발명에 사용하기 위한 셀 밀도는 50 내지 600 cpsi (15.5 셀㎝-2 - 186셀㎝-2)가 될 수 있다.
낮은 CTE 및 낮은 E 계수를 가지는 필터 모노리스는 크래킹이 덜 일어나며, 교체를 덜 필요로 하기 때문에 선호된다. 크래킹은 필터에서 인장 응력이 (필터 재생 동안 편재된 열 방출에 의해 초래되는 높은 열적 기울기의 결과로서) 필터의 인장 강도를 초과할 때 일어날 수 있다. 탄화 규소 재료 (CTE ~ 10-6/℃)에서의 경우에서 처럼, CTE 및 E가 비교적 높다면, 열충격 내구력이 비교적 나빠질 수 있다. 열충격 저항의 측정기준은 열충격 파라미터, 온도 기울기에 의해 부과된 열변형에 대한 기계적 변형 내구력의 비이다. TSP가 높아질수록, 재료의 열충격 능력은 더 좋아진다. 이런 문제점에 대한 가장 일반적인 해결책은 필터의 횡단 범위를 제한하는 것이다. 필터는 둘 이상의 절편이 함께 결합된 둘 이상의 가로의 절편 결합으로 만들어진다. 탄화 규소의 경우에, 결합 재료는 일반적으로 실리카-알루미나 섬유, 실리카 졸, 카르복시메틸 셀룰로오스 또는 탄화 규소 분말을 기초로 한다. 탄화 규소-규소 복합체 재료 (재결정화 탄화 규소 대신에 탄화 규소 입자 사이에 결합제로서 규소 메탈)가 분리되는 대신에, 또는 추가로 사용될 수 있다.
대조하여, 약 10-7/℃의 차수의 비교적 낮은 CTE 재료는 단일 조각 형태, 즉, 분리되지 않은 형태로 사용될 수 있다.
본 발명에 사용하기 위하여 고려될 수 있는 재료의 적절한 CTE 값은 25℃ 내지 800℃에서 -30x10-7/℃ 내지 +30x10-7/℃이고, 예컨데 -20x10-7/℃ 내지 +10x10-7/℃ (25-800℃)이다. 예를 들어, 근청적 재료에 대하여, CTE는 4-13x10-7/℃와 같은 4x10-7/℃ 내지 17x10-7/℃의 범위일 수 있고 (WO 2004/002608 및 WO 01/91882 참조), 반면에 적절한 티탄산 알루미늄 재료는 -10x10-7/℃ 내지 +15x10-7/℃ (25-1000℃), 및 -0.5x10-7/℃ 내지 6x10-7/℃ (25-800℃) (WO 03/078352)의 CTE를 가질 수 있다.
WO 01/91882의 비교적 높은 체적열용량 필터 재료는 필터의 길이를 따라 낮은 압력 강하를 나타내는 미립자 필터와 같은 고온의 용도에 적합하다.
대안으로, 필터 재료는 탄화 규소 및 질화 규소의 혼합물을 포함할 수 있다. 이 구체예에서, 미립자 필터는 이러한 재료가 함께 접합된 블록을 포함할 수 있다.
본 발명에서 사용하기 위한 CO, HC 및 NO를 산화하기 위한 디젤 산화 촉매는 필터의 전단부 구역에 위치하고 있다. 선택되는 구역의 면적은 과도한 실험을 하지 않고 숙련된 기술자에 의해 쉽게 최적화될 수 있다. 한 구체예에서, 직경이 5.66in(144mm)와 길이가 9.75in(248mm)로 측정되고, 제곱인치 당 200셀의 셀밀도 (cpsi) (31 셀㎝-2)와 0.019in(0.48mm) 벽 두께를 가지는 필터에서, DOC 구역은 필터의 입구 단부로부터 3인치(7.62㎝)만큼 연장된다.
DOC는 백금, 팔라듐, 로듐 또는 루테늄 또는 이것들의 둘 이상의 임의의 조합과 같은 하나 이상의 백금족 금속(PGMs)을 포함할 수 있다. 바람직하게는 전체 또는 개별 PGM 로딩이 25 내지 200 g/ft3, 적절하게는 50 내지 150 g/ft3이 될 수 있다. 촉매는 필터 재료 자체 상에 주입되거나, 적절한 미립자가 많은 표면 지역의 내화성 산화물 상에 지지될 수도 있다. 적절한 미립자 내화성 산화물 와시코트 성분은 벌크 산화세슘, 실리카, 알루미나, 티타니아, 지르코니아 및, 실리카-알루미나 또는 세리아-알루미나와 같은 이것들의 임의의 둘 이상의 혼합 산화물 및 복합 산화물을 포함한다. 와시코트가 벌크 산화세슘을 포함하는 곳에서, 그것은 열 내구성, 황 저항성 및/또는 다른 특성을 증진시키기 위하여, 지르코늄, 란탄, 알루미늄, 이트륨, 프라세오디뮴 및 네오디뮴 중 적어도 하나와의 혼합 또는 복합 산화물의 형태에 있다. 특정 구체예에서, 벌크 산화세슘은 5:95 내지 95:5의 세슘 대 지르코늄의 중량비로 지르코늄과 혼합 또는 복합 산화물로 결합된다.
본문에서, "복합 산화물"이란 적어도 두 금속으로 구성된 진짜 혼합 산화물이 아닌 적어도 두 원소의 산화물을 포함하는 주로 무정형의 산화물 재료를 의미한다.
시스템에서 열 이용을 더 극대화하기 위하여, 한 구체예에서, 필터의 상류 단부가 배기 매니폴드 또는 터번으로부터 상류 또는 하류 쪽으로 1미터까지 배치되며, 예컨대 50㎝까지, 예를 들어 20㎝까지 배치된다. 미립자 필터가 엔진 배기 매니폴드의 1미터 내에 배치되는 구성을 본문에서 "가깝게 연결된" 또는 "근접하여 연결된"위치라고 부른다. 본 명세서에 대하여 기능적 용어인 "가깝게 연결"은 "엔진 출구와 필터 입구 사이의 온도 강하를 제한"하는 것으로 정의될 수 있다. 더 긴 연결 거리, 예를 들어 70-100㎝의 거리에 걸친 온도 손실을 제한하기 위하여, 배기관이 공동 축의 구역에서 진공을 가지거나 가지지 않은, 지체시키거나 유사하게 절연되는, 이중 벽 파이프일 수 있다.
특정 구체예에서, 필터는 그것의 길이의 적어도 일부를 따라 미립자 내화성 산화물을 포함하는 와시코트를 포함하는 적어도 하나의 구역을 포함한다.
한 구체예에서, 필터는 동일한 또는 서로 다른 와시코트를 각각이 포함하는 적어도 두 구역을 포함한다. 예를 들어, 적어도 한 구역은 필터의 상류측 상에 위치되고, 적어도 한 구역은 필터의 하류측 상에 위치될 수 있다.
다른 구체예에서, 적어도 하나의 와시코트 구역은 와시코트 두께가 세로로 기울어진 것을 포함한다. 예를 들어, 벽-유동 필터에서, 열린 채널의 상류 단부는 그것의 하류 보다 더 높은 와시코트 로딩을 가진다. 그러한 기울기는 단계적, 즉 계단식 기울기 또는 경사진 기울기가 될 수 있다. 각각의 배열은 기술 분야에 공지된 기술에 의해 생산될 수 있다. 예를 들어, 계단식 기울기는 첫 번째 와시코트 층을 가지는 필터를 만들기 위하여, 적당한 와시코트에 필요한 깊이로 담그고 건조함으로써 만들 수 있다. 그런 후, 첫 번째 층의 일부분만을 덮기 위하여 코팅된 부분을 더욱 적은 깊이로 다시 담근 후, 그 부분을 건조한다. 다시 담그는 과정은 원하는 횟수로, 예를 들어, 원하는 일련의 "계단식" 와시코트 기울기 로딩을 얻기 위하여, 반복될 수 있다.
경사진 기울기를 포함하는 필터는 본 출원인의 WO 99/47260 (참고문헌으로 본문에 포함)에 기재된 것과 같은 모노리스 기판을 자동으로 코팅하기 위한 장치 내에 적절한 필터, 예를 들어, 벽-유동 필터를 도입함으로써 만들 수 있다. 보다 구체적으로는, 모노리스 지지물 코팅 장치는, 의도된 지지물 내에 실질적으로 완전히 유지되는 그러한 미리 결정된 양의 액체 성분을 투입하기 위한 수단, 상기 양의 액체 성분을 수용하기 위하여 지지물의 윗면 상에 위치되는 액체 성분 함유 장치, 및 지지물의 바닥 상에서 작동하고 함유 장치로부터 전체 액체 성분을 재활용 없이 지지물의 적어도 일부 내로 회수할 수 있는 진공 압력 수단을 포함한다.
단계적인 와시코트 구체예의 장점은 세로 방향으로 와시코트 로딩을 조절하여 세로 방향으로 필터 벽을 따라 압력 강하를 변경할 수 있다는 것이다. 즉, 와시코트가 투과성의 기울기를 세우는 것이다. 예를 들어, 하류에서 보다 입구 단부에 더 높은 와시코트 로딩을 특징으로 하는 구체예에서, 더 많은 매연이 입구 채널의 하류 단부 쪽으로 향한다. 이것으로 인하여 입구 채널의 상류 단부를 향하여 편재된 매연 연소의 위험이 DOC 및 존재하는 어떤 다른 촉매의 가속화되는 열적 노화를 바람직하지 않게 야기하는 것을 감소시키거나 방지하며, 따라서 촉매 또는 각각의 촉매의 활동도를 유지하기 때문에, 이로운 것이다.
숙련된 기술자가 인식하고 있는 것과 같이, 사용되고 있는 시스템에서의 역압이 너무 높아서 필터가 재생되기 전에 필터가 매연의 충분한 양을 수집하는 그것의 기능을 수행할 수 없을 정도로 와시코팅 되지 않아야 한다. 사용되고 있는 허용 가능한 역압은 600℃에서 600 Kghr-1의 유속에서 0.8bar 까지이다. 와시코트 로딩은 이러한 발단에 도달하기 전에 능동적 재생을 야기하는 충분한 매연 로딩을 허용하기 위하여 당업자에 의해 적절하게 조절될 수 있다.
다른 구체예에 의하여, 적어도 하나의 와시코트 구역은 와시코트 로딩이 가로로 기울어진 것을 포함한다. 그런 배열은 또한 WO 99/47260의 장치를 이용하여 얻을 수 있다. 예를 들어, 그곳에 기술된 대로, 함유 수단의 기부는 더 쉬운 흐름을 주기 위하여 서로 다른 투과성을 가질 수 있고, 따라서 그 자체의 지역이나 기부에서 더 큰 코팅 퇴적물이 형상화된 함유 수단으로서, 예를 들어 벌집 모노리스를 기계 가공하여, 작동하여, 일정 지역이 기부 아래에 위치한 대응하는 지지물의 일부에 직접 옮겨지는 액체 성분의 더 큰 양을 함유하게 된다.
적절한 미립자 내화성 산화물 와시코트 성분은 DOC 관련하여 상기 언급된 어떤 것도 포함한다.
적절하게는, 와시코트 미립자 크기는 그것이 디젤 PM을 여과하기 위한 원하는 범위의 세공 직경을 막지 않도록 선택된다. 미립자 크기는 제분과 같은 공지된 기술에 의해 조절될 수 있다.
DOC 및 존재하는 어떤 다른 촉매는 필터 재료 자체를 주입함으로써, 예를 들어, 적절한 귀금속염에 필터를 담그고, 건조하고, 그런 후 그 부분을 하소함으로써 필터에 적용될 수 있다. 필터는 원하는 대로 서로 다른 촉매 로딩의 이러한 특징을 가지는 하나 이상의 구역을 포함할 수 있다. 한 구체예에서, 필터는 선택적으로 필터의 하루측 상에 적어도 하나의 촉매 구역을 가지는, 동일한 또는 서로 다른 촉매를 각각이 포함하는 적어도 두 개의 촉매 구역을 포함한다.
한 구체예에서 의하여, 적어도 하나의 촉매 구역은 계단식, 즉 단계적, 또는 경사진 기울기가 될 수 있는 촉매 로딩이 세로로 기울어진 것을 포함한다. 이러한 배열은 가깝게 연결된 배열에서 필터 온도가 입구에서 700℃가 될 수 있지만, 출구에서 1100℃만큼 높다는 것을 발견한 점에서 특히 유리하다. 이러한 온도에서 하류 단부 쪽에 있는 어떤 촉매는 소결 등을 통하여 때가 되면 덜 능동적이 되기 쉽다. 또한, 입구 채널의 하류 단부는, 매연이 채널의 이 부분에서 촉매와 좋은 접촉을 가지기 쉽지 않도록 매개물의 수명 내내 재를 가득 채울 수 있다. 따라서, 기울기의 용도는 금속이 과다하게 되거나 비활성화 될 수 있는 필터 상에 위치하는 것을 방지하는, 백금과 같은 귀금속의 절약을 고려하는 것이다.
비록 필요하지 않음에도, 즉, 촉매 및 와시코트 로딩이 서로에 대하여 독립적일 수 있음에도 불구하고, 적어도 하나의 촉매 구역은 와시코트 구역으로서 필터의 동일한 부분을 덮을 수 있다. 일반적으로, 와시코트 필터는 적절한 금속염에 담겨져서 주입되고, 그 재료는 건조되고 하소된다. 그러나, 한 구체예에서, 촉매는 미립자 지지물 재료에, 예를 들어 적절한 염으로 처음에 주입하고 그 후에 건조하고 하소함으로써 미리 고정될 수 있다. 그런 후, 촉매-적재된 미립자는 적절한 와시코트 조성물에 제형화되어서 상기 설명한 대로 필터에 적용될 수 있다.
물론, 적어도 하나의 촉매 구역이 촉매 로딩이 가로로 기울어진 것을 포함하는, 상기 기재한 와시코트 구체예와 유사한 구체예 또한 가능하다.
필터의 하류 부분에서 촉매의 과잉을 피하는 하나의 방법은 필터의 출구 채널의 하류 단부 상에 촉매를 배치하는 것이다. 그러한 배열은 필터의 무리한 재생 또는 능동적 재생으로부터 발생된 CO를 처리하기 위하여 바람직하다. 촉매가 이러한 위치에서 사용되려면, 열 내구성을 위하여 제형화될 수 있다.
추가로, 또는 대안으로, DOC의 하류 구역에서 사용하기 위한 적어도 하나의 촉매는 용융된 염, 적절하게는 알칼리 금속염, 알카리 토금속염 또는 바나듐, 텅스텐 또는 몰리브덴의 란탄염 또는 오산화 바나듐을 포함하는 매연 연소 촉매가 될 수 있다. 알칼리 토금속 성분은 마그네슘, 칼슘, 스트론튬 밈 바륨 또는 이것들의 임의의 둘 이상의 혼합물을 포함한다. 바나듐산 은 또는 바나듐산 구리와 같은, 구리 및 은 주성분 촉매 또한 사용될 수 있다.
적어도 하나의 촉매는, 적절한 금속염으로 이미 와시코팅된 필터를 주입함으로써, 또는 필터를 와시코팅하기 전에 미립자 지지물에 촉매를 고정시킴으로써, 예를 들어 주입하고, 건조하고, 그런 후 주입된 지지물을 하소함으로써, 상기 언급된 임의의 미립자 내화성 산화물 재료 상에 지지될 수 있다. 후자의 방법은 숙련된 기술자가 어떤 미립자 내화성 산화물이 둘 이상의 서로 다른 미립자 내화성 산화물을 포함하는 와시코트 시스템에서 촉매 금속을 소지해야 하는지를 결정하는 것을 가능하고 한다. 예를 들어, 숙련된 기술자가 벌크 산화세슘 및 지르코니아의 혼합 또는 복합 산화물 상이 아니라 알루미나 상에 백금을 두기를 원한다면, 이것은 백금 지지된 와시코트 성분을 따로따로 준비한 다음 와시코트에서 원하는 비율로 두 성분을 혼합함으로써 행할 수 있다.
본 발명에서 사용하기 위한 추가적인 촉매에서의 PGM 로딩은 0.10 내지 200 g/ft3, 적절하게는 0.25 내지 120 g/ft3, 선택적으로는 1.00 내지 50 g/ft3가 될 수 있다. 필터가 둘 이상의 촉매 구역을 포함하는 곳에서, 각각의 구역은 서로 다른 촉매 로딩을 포함할 수 있다. 적절한 촉매는 백금, 팔라듐, 로듐 및 루테늄, 특히 백금과 같은 PGM을 포함한다. 한 특정 구체예에서, DOC는 100 g/ft3 로딩에서 알루미나 주성분 지지물 상에 Pt를 포함하고, 필터의 잔여는 상기 검토한 이유에서 입구 채널의 대부분의 하류 구역이 10 g/ft3 Pt/알루미나 주성분 지지물을 포함하는 복수의 구역을 포함하는 단계적 촉매 배열을 포함한다.
다른 구체예에서, 필터는 배기가스가 희박할 때, NO2를 흡수하기 위한 촉매를 포함한다. 배기가스로부터 NO2를 흡수하는 촉매는 예를 들어, EP-A-0560991 (참고문헌으로 본문에 포함)으로부터 공지되어 있으며, 칼륨, 세슘과 같은 적어도 하나의 알칼리 금속, 바륨, 스트론튬, 칼슘 또는 마그네슘, 일반적으로 바륨과 같은 알칼리 토금속, 또는 란탄 또는 세슘과 같은 희토류 금속, 또는 이것들의 혼합물을 포함한다. 사용되고 있는 산화물로서 일반적으로 존재하는 화합물은 수산화물, 질산염 또는 탄산염의 형태를 가질 수 있다.
그러한 촉매는 배기가스 조성물이 희박할 때 배기가스에서 NO를 NO2로 산화시키기 위하여 적어도 하나의 PGM, 일반적으로 Pt를 포함할 수 있고, 배기가스 조성물이 농후할 때 NOx를 N2로 환원시키기 위하여 로듐을 포함할 수 있다. DOC는 NO 산화 기능을 수행할 수 있기 때문에, 추가적인 Pt는 불필요하다.
흡수제를 재생하기 위하여 구동 순환 내내 배기가스 온도 및 배기가스 조성물의 자연적인 변동을 이용하는 것이 가능한 것과 동시에, 일반적으로 엔진 관리 수단은 이러한 목적을 위하여 배기가스의 간헐적 농축 및/또는 일반적인 가동 조건에 비하여 더 높은 온도의 배기가스를 제공하는 데 사용된다. 한 구체예에서, 필터에서 PM을 연소하기 위하여 배기가스에 충분한 NOx의 간헐적 공급은 배기가스 재순환(EGR)의 비율의 조절에 의해 제공된다.
엔진은 임의의 디젤 엔진이 될 수 있다. 예를 들어, 그것은 일반적인 레일 분사를 사용하는 직접 분사, 및/또는 터번을 포함할 수 있다.
경량용 디젤 엔진은 유럽 명령 70/220/EEC에 의해, 93/59/EC 및 98/69/EC에 의해 수정된 것으로, 유럽 법령에서 한정된다. USA 여객 차량에서, 6000 lbs 총 차량 중량 등급(GVWR) 미만의 경량용 트럭(LLDT) 및 6000 lbs 초과의 중 경량용 차량(HLDT)은 경량용 차량 범주에 포함된다. 경량용 디젤 엔진으로부터 방출되는 배기가스 온도는 일반적으로 중량용 디젤 엔진의 그것보다 더 낮다 (관계 법령에 의해 정의된 것처럼).
한 구체예에서, 엔진은 예를 들어 'V' 배치로 배열된, 두 개의 배열의 실린더를 포함할 수 있으며, 각각의 배열은 본 발명에서 사용하기 위한 디젤 미립자 필터, 또는 두 개의 매니폴드의 접합부의 필터 하류를 포함하는 배기 매니폴드를 포함한다.
바람직하게는, 임의의 전술한 항에 의한 엔진은 50ppm 황 w/w보다 적은 연료상에서 가동된다.
본 발명이 보다 완전히 이해되도록 하기 위하여, 이하의 실시예는 도 1이 본 발명에 따른 촉매 매연 필터를 설비한 경량용 디젤 차량으로부터의 축적된 배기관 CO 방출을 도시하는 첨부된 도면에 관련하여서만 설명하는 방법으로 제공된다.
유럽 3단계 법령상 요건에 대하여 증명된, 상업적으로 이용가능한, 2.2 리터 16 밸브, 터번차저가 달린, 직접 주입, 일반적인 레일 디젤 차량을 본 발명에 의한, 터번차저 출구로부터 하류로 8인치(203mm)에 촉매 매연 필터(CSF)로 설비하였다. 세라믹 필터 기판은 820 kJKg-1K-1의 체적열용량을 가지는 제곱인치 당 200셀의 셀밀도 (cpsi) (31셀㎝-2) 및 0.019in(0.48mm)을 가지는 5.66in(144mm) 직경 및 9.75in(248mm) 길이이었다. Pt를 두 개의 단계성 배열 구역에서 알루미나 주성분 미립자 지지물과 함께 미리 코팅하였으며, 여기에서 본 발명에 의한 바람직한 범위의 대략 80%의 Pt 로딩 (in g/ft3)을 DOC를 형성하기 위하여 필터의 전면 상에 위치시켰고, 남은 20%를 필터의 여분으로 도처에 균질하게 발랐다.
디젤 연료를 함유한 50ppm 황으로 연료를 공급한 후에, 차량을 주행거리 축적 동력계상에 위치시켰고, AMA 주행거리 축적 순환 동안 운행하였다. 법정 인정된 촉매 내구성 순환인 이 순환은 46 kmhr-1의 평균속도, 113 kmh-1의 최고속도 및 대략 88분의 순환 시간에서 6km 코스의 11바퀴를 포함한다.
촉매 데이터는 0.1Hz에서 연속적으로 로그화하였다. 온도는 촉매에 대한 입구와 후면으로부터의 촉매내로 1in(25mm)에서 기록하였다. 역압 또한 기록하였다. 주행거리 축적의 수동적 재생 상태 동안 CSF 입구 온도는 대략 250℃ 내지 약 최대 350℃으로 분포하였다. 배기관 NOx 방출은 시스템에서 관찰된 온도에서 CSF의 부분적인 수동적 재생을 위하여 허용가능한 충분한 NOx가 있다는 것을 암시한다. 추가로, 차량의 생산 공급된 교정은 통상의 미리 결정된 간격으로 CSF를 재생하였다. 능동적 재생의 기간 동안, 후면 CSF 온도는 700에서 1000℃까지 증가하였다.
0, 5,000, 10,000, 20,000, 40,000, 60,000 및 80,000 km에서 수집된 유로 Ⅲ 방출 및 미립자 데이터를 가지고 총 80,000km의 AMA 예열을 완료하였다 (표 1). 배기관 방출이 전체 80,000 km 내내 내구성이 안정하게 남아있다는 것을 볼 수 있다.
80,000km 주행거리 축적 동안 일정한 간격으로 유로 Ⅲ 테스트 순환을 이용한 축적된 배기관 백 방출
축적된 거리(km) HC (gkm-1) CO (gkm-1) PM (gkm-1)
0 0.053 0.147 0.003
5.000 0.024 0.121 0.001
10,000 0.021 0.109 0.001
20,000 0.015 0.093 0.001
40,000 0.017 0.108 0.005
60,000 0.015 0.113 0.005
80,000 0.016 0.114 0.006
장착된 동일한 사항의 CSF로 설비하였다. 20,000km를 도시 및 고속도리 운행의 혼합을 사용하여 축적하였다. 온도 및 역압을 650-700℃ 사이에서 정점에 달하는 CSF 필터 재생 온도를 가지고 0.1 Hz에서 로그화하였다. 방출 데이터는 AMA 주행거리 축적 동안 수집된 것과 유사한 배기관 방출로, 0, 5,000, 10,000 및 20,000km 주행거리 축적 후에 수집하였다 (표 2).
20,000km 주행거리 축적 동안 일정한 간격으로 유로 Ⅲ 테스트 순환을 이용한 축적된 배기관 백 방출.
축적된 거리(km) HC (gkm-1) CO (gkm-1) PM (gkm-1)
0 0.040 0.172 0.002
5,000 0.047 0.226 0.003
10,000 0.036 0.202 0.004
20,000 0.044 0.253 0.007

Claims (38)

  1. 배기 시스템을 포함하는 디젤 엔진으로서, 배기 시스템은 5㎛ 내지 40㎛의 평균 세공 직경과 적어도 40%의 공극률 및 500℃에서 적어도 0.50 J㎝-3K-1의 체적열용량을 가지는 다공성 재료로 만든 미립자 필터를 포함하고, 필터는 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC) 및 일산화질소(NO)를 산화하기 위하여 필터의 전단부 구역에 위치한 디젤 산화 촉매(DOC)를 포함하고, 엔진은 충분한 질소 산화물(NOx) 또는 HC를 포함하는 배기가스 및/또는 필터에 미립자 물질(PM)을 연소하기 위하여 충분히 고온의 배기가스를 연속적으로 또는 간헐적으로 제공하는, 사용되고 있는, 엔진 관리 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진.
  2. 제 1항에 있어서, 필터의 공극률이 50% 내지 70%인 것을 특징으로 하는 엔진.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 필터의 상류 단부가 배기 매니폴드 또는 터빈으로부터 1m까지, 선택적으로는 50cm까지 배치되는 것을 특징으로 하는 엔진.
  4. 제 1항, 제 2항 또는 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 필터는 벌집의 형태를 가지며, 벌집은 입구 단부와 출구 단부 및 입구 단부부터 출구 단부까지 연장된 복수의 셀을 가지고, 셀은 다공성 벽을 가지며, 여기에서 입구 단부에서 전체 셀의 일부는 그 길이 부분을 따라서 구멍이 막혀 있고, 입구 단부에서 열려있는 셀의 남은 일부는 출구 단부에서 그 길이 부분을 따라서 구멍이 막혀 있어서, 입구 단부로부터의 벌집의 셀을 통과하는 배기가스 흐름은 셀 벽을 통하여 열린 셀 쪽으로 흘러 들어가고, 출구 단부에 있는 열린 셀을 통하여 필터로부터 빠져 나오는 것을 특징으로 하는 엔진.
  5. 제 1항, 제 2항, 제 3항 또는 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 필터 재료는 세라믹 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진.
  6. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서, 필터 재료는 탄화 규소, 질화 알루미늄, 질화 규소, 티탄산 알루미늄, 알루미나, 소결 금속, 근청석, 멀라이트, 폴루사이트, 또는 Al2O3/Fe, Al2O3/Ni 또는 B4C/Fe와 같은 서멧(thermet) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진.
  7. 제 6항에 있어서, 필터 재료는 탄화 규소 및 질화 규소의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진.
  8. 전술한 한 중 어느 한 항에 있어서, 필터는 그것의 길이의 적어도 일부를 따라서 미립자의 내화성 산화물을 포함하는 와시코트(washcoat)를 포함하는 적어도 하나의 구역을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진.
  9. 제 8항에 있어서, 필터는 동일한 또는 서로 다른 와시코트를 각각이 포함하는 적어도 두 개의 구역을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진.
  10. 제 9항에 있어서, 적어도 하나의 구역은 필터의 상류측 상에 있고, 적어도 하나의 구역은 필터의 하류측 상에 있는 것을 특징으로 하는 엔진.
  11. 제 8항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 와시코트 구역은 와시코트 두께가 세로로 기울어진 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진.
  12. 제 8항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 와시코트 구역은 와시코트 두께가 가로로 기울어진 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진.
  13. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서, DOC는 적어도 하나의 PGM을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진.
  14. 제 13항에 있어서, 적어도 하나의 PGM은 백금, 팔라듐, 로듐, 루테늄 및 이것들의 임의의 둘 이상의 혼합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 엔진.
  15. 제 14항에 있어서, 전체 PGM 로딩 또는 존재하는 각각의 PGM의 PGM 로딩이 25 내지 200gft-3, 선택적으로는 50 내지 150gft-3인 것을 특징으로 하는 엔진.
  16. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서, 필터는 동일한 또는 서로 다른 촉매를 각각이 포함하는 적어도 두 개의 촉매를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진.
  17. 제 16항에 있어서, 적어도 하나의 촉매 구역은 필터의 하류측 상에 있는 것을 특징으로 하는 엔진.
  18. 제 13항, 제 14항, 제 15항 또는 제 16항 중 어느 한 항에 있어서, 촉매 구역 또는 각각의 촉매 구역은 촉매 로딩이 세로로 기울어진 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진.
  19. 제 13항 내지 제 18항 중 어느 한 항에 있어서, 촉매 구역 또는 각각의 촉매 구역은 촉매 로딩이 가로로 기울어진 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진.
  20. 제 13항 내지 제 19항 중 어느 한 항에 있어서, 제 8항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 부가될 때, 적어도 하나의 촉매 구격이 와시코트 구역으로서 필터의 동일한 부분을 덮는 것을 특징으로 하는 엔진.
  21. 제 20항에 있어서, 적어도 하나의 촉매가 와시코트에서 미립자 지지물 상에 소지되는 것을 특징으로 하는 엔진.
  22. 제 16항 내지 제 20항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 추가 촉매가 적어도 하나의 백금족 금속(PGM)을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진.
  23. 제 22항에 있어서, 적어도 하나의 PGM은 백금, 팔라듐, 로듐, 루테늄 또는 이것들의 임의의 둘 이상인 것을 특징으로 하는 엔진.
  24. 제 22항 또는 제 23항에 있어서, PGM 로딩이 0.10 내지 200g/ft3, 적절하게는 0.25 내지 120g/ft3, 선택적으로는 1.00 내지 50g/ft3인 것을 특징으로 하는 엔진.
  25. 제 16항 내지 제 20항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 추가 촉매는 용융염, 적절하게는 알칼리 금속염 또는 바나듐, 텅스텐 또는 몰리브덴의 란탄염 또는 오산화 바나듐인 것을 특징으로 하는 엔진.
  26. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서, 필터는 배기가스가 희박할 때, NO2를 흡수하기 위한 촉매를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진.
  27. 제 26항에 있어서, NO2를 흡수하기 위한 촉매가 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 희토류 금속 및 이것들의 혼합물 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진.
  28. 제 27항에 있어서, 적어도 하나의 알칼리 금속은 칼륨 또는 세슘인 것을 특징으로 하는 엔진.
  29. 제 27항에 있어서, 적어도 하나의 알칼리 토금속은 바륨, 스트론튬, 칼슘 또는 마그네슘인 것을 특징으로 하는 엔진.
  30. 제 27항에 있어서, 적어도 하나의 희토류 금속은 란탄 또는 세슘인 것을 특징으로 하는 엔진.
  31. 제 26항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 사용되고 있는 엔진 관리 수단이 배기가스의 산소 농도를 간헐적으로 감소하는, 그리고/또는 NO2 흡수제를 재생하기 위하여 보통의 가동 조건에 비하여 고온의 배기가스를 제공하는 것을 특징으로 하는 엔진.
  32. 제 13항 내지 제 31항 중 어느 한 항에 있어서, 금속 촉매 성분 또는 각각의 금속 촉매 성분이 필터 재료 그 자체에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 엔진.
  33. 제 8항 내지 제 31항 중 어느 한 항에 있어서, 미립자 내화성 산화물이 벌크 산화세슘, 실리카, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 또는 이것들의 임의의 둘 이상의 혼합 산화물 또는 복합 산화물인 것을 특징으로 하는 엔진.
  34. 제 33항에 있어서, 미립자 지지물은 벌크 산화세슘을 포함하고, 지로코늄, 란탄, 알루미늄, 이트륨 및 네오디뮴 중 적어도 하나를 포함하는 혼합 산화물 또는 복합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진.
  35. 제 34항에 있어서, 미립자 지지물은 벌크 산화세슘 및 지르코니아의 혼합 산화물 또는 복합 산화물을 95:5 내지 5:95의 Ce:Zr의 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진.
  36. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서, 필터에서 PM을 연소하기 위한 배기 가스에 충분한 NOx의 간헐적인 공급이 배기 가스 재순환(EGR)의 비율의 조절에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 엔진.
  37. 두 개의 배열의 실린더를 포함하는 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 배열은 전술한 항 중 어느 한 항에 의한 미립자 필터를 포함하는 배기 매니폴드를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진.
  38. 50ppm 황 w/w 보다 적은 연료상에서 가동되는 전술한 항 중 어느 한 항에 의한 엔진.
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