JPH01249915A - 内燃機関用触媒装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は内燃機関用触媒装置に係り、特に、機関出力
の低下を招くことなく、排気浄化効率を向上させ得る内
燃機関用触媒装置に関する。

〔従来の技術〕

内燃機関においては、内燃機関からの有害排気を所定の
気体構成、温度条件のもとで、触媒物質の作用によって
無害排気に変換するために、排気管途中に触媒コンバー
タが備えられた触媒装置を設けている。

このような触媒装置としては、例えば特公昭５３−３５
２１０号公報に開示されている。この公報に記載のもの
は、２個以上の直列する触媒層を設け、かつ最後部以外
の触媒層では一部の排気が触媒層に接触しないで通過す
る構成であり、またシリカクロス系の触媒体を設け、こ
れにより、高い浄化率を得ると同時に、触媒活性時の触
媒層温度を低減させるものである。

また、触媒コンバータには、排気流に対して多数の排気
流通孔が形成され、セラミック系からなるセラミック触
媒体を設けたものがある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、車両において、特に過給機付内燃機関を有す
る車両においては、過給機のタービンが排気マニホルド
に取付けられるので、大型の触媒コンバータを取付ける
ための適正な場所力なく、このため内燃機関から遠く離
れた箇所に触媒コンバータを取付けることがある。しか
し、タービンを通過した排気は温度が低下し易く、この
ため触媒コンバータの入口部位における排気の温度が下
がり、触媒コンバータにおける触媒性能、つまり排気浄
化効率が低下するという不都合がある。また、過給機付
内燃機関においては、触媒コンバータの入口部位の排気
温度を上昇させるために、小型のスタータ触媒を取付け
る必要があり、部品点数が増大して高価になるという不
都合があった。

また、触媒コンバータを多段に複数配設した触媒装置に
おいては、最前段である１段目触媒コンバータに上述の
セラミック触媒体を使用すると、排気温度は上昇するが
、排気通路内圧力が上昇し、第８図に示す如く、クロス
触媒体を使用した場合の機関出力（実線で示す）に比し
、破線で示す如く機関出力の低下を招くという不都合が
あった。

従って、セラミック触媒体を各段の触媒コンバータに使
用すると、触媒浄化効率は向上となるが、機関出力の低
下が大きくなるという不都合を招いた。

更に、上述の特公昭５３−３５２１０号公報においては
、小型に構成し得るクロス触媒体の触媒コンバータを２
段に使用すると、排気抵抗は小さくなって排気通路内圧
力が低くなるが、排気浄化効率が悪化するという、相反
する不都合を招いた。

この結果、従来の触媒装置は、自動二輪車の様な排気規
制のゆるい車両ならよいが、自動車の様な排気規制の厳
しい車両には使用することが困難であり、改善が望まれ
ていた。

〔発明の目的〕

そこでこの発明の目的は、上述の不都合を除去すべく、
クロス系触媒コンバータの下流側にセラミック系触媒コ
ンバータを設けることにより、機関出力の低下を招くこ
となく排気浄化効率を向上させ得る内燃機関用触媒装置
を実現するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するためにこの発明は、内燃機関の排気
浄化を果すべく多段に複数の触媒コンバータを直列状態
に配設した内燃機関用触媒装置において、排気と反応し
て排気温度を上昇させるべくクロス触媒体を有するとと
もに排気通路内圧力の上昇を防止すべく排気流通用中空
部が形成されたクロス系触媒コンバータを設け、このク
ロス系触媒コンバータ下流側には排気流に対して多数の
排気流通孔が形成されたセラミック触媒体を有するセラ
ミック系触媒コンバータを設けたことを特徴とする。

〔作用〕

この発明の構成によれば、内燃機関側からの排気は、先
ず、クロス触媒体を設けたクロス系触媒コンバータによ
って温度が上昇し、そして温度上昇した排気はセラミッ
ク触媒体を設けた次段のセラミック系触媒コンバータに
よって効率よく浄化され、しかもクロス系触媒コンバー
タには排気流通用中空部が形成されているので、排気通
路内圧力が上昇することがなく、機関出力の低下を防止
、する。

〔実施例〕

以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的
に説明する。

第１〜７図は、この発明の実施例を示すものである。図
において、２は内燃機関、４は燃料噴射装置、６は制御
部、８は吸気マニホルド、１０は排気マニホルド、１２
は過給機である。前記排気マニホルド１０の終端部は、
取付フランジ１４を介して排気管１６に連設している。

この排気管１６途中には、過給機１２のタービン（図示
せず）に最も近い最前段の１段目触媒コンバータ１８と
、この１段目触媒コンバータ１８下流側に次段の２段目
触媒コンバータ２０と、この２段目触媒コンバータ２０
下流側にメインマフラ２２とが取付けられている。また
、このメインマフラ２２には、テール管２４．２４が連
設されている。

前記１段目触媒コンバータ１８は、第３図に示す如く、
セラミックファイバーを織ったセラミッククロスに貴金
属触媒を担持させたクロス触媒体２６を有し、第４図に
示す如く、複数の通過孔２８を有するパンチングプレー
トからなり軸心Ｃ上に排気流通用中空部３０を形成する
円筒３２にクロス触媒体２６を巻き付け、このクロス触
媒体２６を外筒３４内に保持させ、さらにこの外筒３４
を第１ケース３６に収容して構成されている。

また、例えば前記円筒３２の一端側に第１固定用フラン
ジ３２ａが形成されているとともに、例えば前記外筒３
４の他端側には第２固定用フランジ３４ａが形成されて
いる。前記クロス触媒体２６は、排気と反応して排気温
度を上昇させる機能を有している。

また、前記２段目触媒コンバータ２０は、第５．６図に
示す如く、排気流に対して正方形状の多数の排気流通孔
３８を有する、所謂モノリス型のセラミック系からなる
セラミック触媒体４０を有し、このセラミック触媒体４
０を被包する被包体４２によって保持させ、この被包体
４２を第２ケース４４によって収容して構成されている
。

次に、この実施例の作用を説明する。

内燃機関２から排出される排気は、先ず、１段目触媒コ
ンバータ１８の排気流通用中空部３０内に流入する。そ
して、この排気の大部分はこの排気流通用中空部３０を
経て次段の２段目触媒コンバータ１８側に流去するとと
もに、排気の一部は円筒３２の通過孔２日からクロス触
媒体２６側に流れ、このクロス触媒体２６の貴金属触媒
と反応して温度が上昇する（第７図の２点鎖線で示す）
。

このとき、１段目触媒コンバータ１８に排気流通用中空
部３０が形成されているので、排気抵抗が小さく、排気
通路内圧力が上昇することがなく、排気通路内圧力の上
昇による機関出力の低下を防止することができる。

そして、１段目触媒コンバータ１８を経て排気管１６内
を流去する温度上昇した排気は２段目触媒コンバータ２
０の入口部位において従来の排気の温度よりも高く　（
第７図の２点鎖線で示す）、これによりこの排気は２段
目触媒コンバータ２０のセラミック触媒体４０との反応
が良好になり、１段目触媒コンバータ１８にセラミック
触媒体４０を使用した場合（別表１参照）に比し、排気
浄化効率、つまり浄化性能（浄化率）が向上する（別表
２参照）。

この結果、１段目触媒コンバータ１８にクロス触媒体２
６を使用することにより、排気の温度を上昇させ、２段
目触媒コンバータ２０において排気浄化効率を向上し得
るとともに、１段目触媒コンバータ１８の排気流通用中
空部３０に排気の大部分を流通させることができ、排気
通路圧力が上昇することがなく、機関出力の低下を防止
し得る。

また、この実施例においては、クロス触媒体２６が薄い
布状で形成されているので、触媒容量を少なくすること
ができ、特に過給機付内燃機関においては過給機１２の
タービンが排気マ、ニホルド１０に取付けられるのにも
拘らず、小型の１段目触媒コンバータ１８を過給機１２
側に近づけて取付けることができ、タービンの下流側で
温度上昇を目的とするスタータ触媒を設ける必要がなく
、部品点数を低減し、廉価とし得る。

更に、１段目触媒コンバータ１８の形状を自由に設定し
得るとともに、この１段目触媒コンバータ１８を排気管
１６の屈曲部位等に設置すれば（第１図の２点鎖線で示
す）、排気流の変化等によってさらに排気浄化効率を向
上させることができる。

別表１゜ 別表２゜ 〔発明の効果〕 以上詳細な説明から明らかなようにこの発明によれば、
クロス系触媒コンバータの下流側にセラミック系触媒コ
ンバータを設けることにより、機関出力の低下を招くこ
となく排気浄化効率を向上させ得て、また、小型の触媒
コンバータを内燃機関側に位置させて設置することがで
き、触媒性能を向上させるとともに、取付けを容易に果
し得る。

【図面の簡単な説明】

第１〜７図はこの発明の実施例を示し、第１図は内燃機
関の触媒装置の概略側面図、第２図は触媒装置の概略平
面図、第３図はクロス触媒体の斜視図、第４図は１段目
触媒コンバータの断面図、第５図はセラミック触媒体の
正面図、第６図はセラミック触媒体の斜視図、第７図は
触媒装置における排気温度の変化状態を説明する図であ
る。 第８図はクロス触媒体とセラミック触媒体とを使用した
場合における機関出力の相違を説明する図である。 図において、２は内燃機関、８は吸気マニホルド、１０
は排気マニホルド、１２は過給機、１６は排気管、１８
は１段目触媒コンバータ、２０は２段目触媒コンバータ
、２６はクロス触媒、３０は排気流通用中空部、３８は
排気流通孔、そして４０はセラミック触媒体である。 特許出願人　　　　鈴木自動車工業株式会社代理人　弁
理士　　西　郷　義　美 手続補正書印釦 昭和６３年１２月２ 特許庁長官　吉　１）文　毅　殿 ２、発明の名称 内燃機関用触媒装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　静岡県浜名郡可美村高塚３００番地名　称　（
２０８）鈴木自動車工業株式会社代表者　　鈴　木　　
修 ４、代　理　人　〒１０１　　置　　０３−２９２−４
４１１　　（代表柱　所　　東京都千代田区神田小川町
２丁目８西瑯特許ビル 氏名　（８００５）弁理士西ｔ／ＨＩ３義５、補正命令
の日付　　自発 ６、補正の対象 ７、補正の内容 ７日　　　　明細書第１０真の別表１及び別表２を、以
下の如く補正する。 別表１゜ 別表２゜ 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、内燃機関の排気浄化を果すべく多段に複数の触媒コ
   ンバータを直列状態に配設した内燃機関用触媒装置にお
   いて、排気と反応して排気温度を上昇させるべくクロス
   触媒体を有するとともに排気通路内圧力の上昇を防止す
   べく排気流通用中空部が形成されたクロス系触媒コンバ
   ータを設け、このクロス系触媒コンバータ下流側には排
   気流に対して多数の排気流通孔が形成されたセラミック
   触媒体を有するセラミック系触媒コンバータを設けたこ
   とを特徴とする内燃機関用触媒装置。