JPH05214926A - エンジン排ガス中のＮＯｘ低減装置 - Google Patents
エンジン排ガス中のＮＯｘ低減装置Info
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- JPH05214926A JPH05214926A JP4047928A JP4792892A JPH05214926A JP H05214926 A JPH05214926 A JP H05214926A JP 4047928 A JP4047928 A JP 4047928A JP 4792892 A JP4792892 A JP 4792892A JP H05214926 A JPH05214926 A JP H05214926A
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Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 エンジンの排気温度が低い場合において
も、高い効率で排ガスに含まれるＮＯｘを低減する。 【構成】 エンジン１０の排気管１２に設けられたＮ
Ｏｘ触媒１４と、このＮＯｘ触媒１４の排ガス上流側に
設けられＮＯｘ触媒に向けて炭化水素系液体２７を噴射
可能な第１噴射ノズル２１と、この噴射ノズル２１に前
記液体２７を供給する炭化水素系液体供給手段２６とを
備える。更に噴射ノズル２１の排ガス上流側に設けられ
た酸化触媒１３と、この酸化触媒１３の排ガス上流側に
設けられ酸化触媒に向けて液体供給手段２６により前記
液体２７を噴射可能な第２噴射ノズル２２と、第１及び
第２噴射ノズル２１及び２２への前記液体２７の供給割
合を調整可能な切換弁２４と、エンジン１０の運転状態
に応じてこの切換弁２４を切換えるコントローラ４０と
を備える。
も、高い効率で排ガスに含まれるＮＯｘを低減する。 【構成】 エンジン１０の排気管１２に設けられたＮ
Ｏｘ触媒１４と、このＮＯｘ触媒１４の排ガス上流側に
設けられＮＯｘ触媒に向けて炭化水素系液体２７を噴射
可能な第１噴射ノズル２１と、この噴射ノズル２１に前
記液体２７を供給する炭化水素系液体供給手段２６とを
備える。更に噴射ノズル２１の排ガス上流側に設けられ
た酸化触媒１３と、この酸化触媒１３の排ガス上流側に
設けられ酸化触媒に向けて液体供給手段２６により前記
液体２７を噴射可能な第２噴射ノズル２２と、第１及び
第２噴射ノズル２１及び２２への前記液体２７の供給割
合を調整可能な切換弁２４と、エンジン１０の運転状態
に応じてこの切換弁２４を切換えるコントローラ４０と
を備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの排ガスに含
まれる窒素酸化物（以下、ＮＯｘという）を低減する装
置に関するものである。
まれる窒素酸化物（以下、ＮＯｘという）を低減する装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種のＮＯｘ低減装置として、ガソリ
ンエンジンではロジウム、白金、パラジウムの三元触媒
を用いて排ガスに含まれるＮＯｘの８０％程度を除去し
ている。しかしこの三元触媒は希薄燃焼方式の場合、即
ち空燃比を高めて酸素を共存させた場合にはＮＯｘを殆
ど除去できない。またディーゼルエンジンでは主として
燃料噴射方式を改良するか、或いは燃費を落とす等の方
策によりＮＯｘの排出を抑制している。最近、上記ＮＯ
ｘの低減法の欠点を改善した銅イオン交換ゼオライト触
媒によるＮＯｘの低減技術が提案されている（岩本正
和；自動車技術, Vol.45, No.11,1991）。このＮＯｘの
低減技術によれば、銅イオン交換ゼオライト触媒上で酸
素と炭化水素が共存すると、主として３００〜５００℃
の温度範囲でＮＯの選択還元が高効率で触媒的に進行
し、ディーゼルエンジン、希薄燃焼方式ガソリンエンジ
ン等の排ガス浄化が可能になる。
ンエンジンではロジウム、白金、パラジウムの三元触媒
を用いて排ガスに含まれるＮＯｘの８０％程度を除去し
ている。しかしこの三元触媒は希薄燃焼方式の場合、即
ち空燃比を高めて酸素を共存させた場合にはＮＯｘを殆
ど除去できない。またディーゼルエンジンでは主として
燃料噴射方式を改良するか、或いは燃費を落とす等の方
策によりＮＯｘの排出を抑制している。最近、上記ＮＯ
ｘの低減法の欠点を改善した銅イオン交換ゼオライト触
媒によるＮＯｘの低減技術が提案されている（岩本正
和；自動車技術, Vol.45, No.11,1991）。このＮＯｘの
低減技術によれば、銅イオン交換ゼオライト触媒上で酸
素と炭化水素が共存すると、主として３００〜５００℃
の温度範囲でＮＯの選択還元が高効率で触媒的に進行
し、ディーゼルエンジン、希薄燃焼方式ガソリンエンジ
ン等の排ガス浄化が可能になる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のＮＯｘ
を低減する触媒は勿論のこと、上記銅イオン交換ゼオラ
イト触媒によるＮＯｘの低減技術によっても、エンジン
の始動時又は軽負荷時等の排気温度が３００℃未満と低
いときには、ＮＯｘのＮ2への転化が不十分で、排ガス
中のＮＯｘを効率良く低減できない不具合があった。本
発明の目的は、エンジンの排気温度が低い場合において
も、高い効率で排ガスに含まれるＮＯｘを低減し得るエ
ンジン排ガス中のＮＯｘ低減装置を提供することにあ
る。
を低減する触媒は勿論のこと、上記銅イオン交換ゼオラ
イト触媒によるＮＯｘの低減技術によっても、エンジン
の始動時又は軽負荷時等の排気温度が３００℃未満と低
いときには、ＮＯｘのＮ2への転化が不十分で、排ガス
中のＮＯｘを効率良く低減できない不具合があった。本
発明の目的は、エンジンの排気温度が低い場合において
も、高い効率で排ガスに含まれるＮＯｘを低減し得るエ
ンジン排ガス中のＮＯｘ低減装置を提供することにあ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の構成を実施例に対応する図１に基づいて説明
する。本発明のＮＯｘ低減装置は、エンジン１０の排気
管１２に設けられたＮＯｘ触媒１４と、このＮＯｘ触媒
１４の排ガス上流側に設けられＮＯｘ触媒１４に向けて
炭化水素系液体２７を噴射可能な第１噴射ノズル２１
と、この第１噴射ノズル２１に前記液体２７を供給する
炭化水素系液体供給手段２６とを備える。そしてその特
徴ある構成は、第１噴射ノズル２１の排ガス上流側に設
けられた酸化触媒１３と、この酸化触媒１３の排ガス上
流側に設けられ酸化触媒１３に向けて液体供給手段２６
により前記液体２７を噴射可能な第２噴射ノズル２２
と、第１噴射ノズル２１及び第２噴射ノズル２２への前
記液体２７の供給割合を調整可能な切換弁２４と、エン
ジン１０の運転状態に応じて前記切換弁２４を切換える
コントローラ４０とを備えたことにある。なお、酸化触
媒１３よりエンジン側の排気管１２内にヒータ３１を備
え、コントローラ４０がエンジン１０の運転状態に応じ
てヒータ３１を発熱制御することが好ましい。
の本発明の構成を実施例に対応する図１に基づいて説明
する。本発明のＮＯｘ低減装置は、エンジン１０の排気
管１２に設けられたＮＯｘ触媒１４と、このＮＯｘ触媒
１４の排ガス上流側に設けられＮＯｘ触媒１４に向けて
炭化水素系液体２７を噴射可能な第１噴射ノズル２１
と、この第１噴射ノズル２１に前記液体２７を供給する
炭化水素系液体供給手段２６とを備える。そしてその特
徴ある構成は、第１噴射ノズル２１の排ガス上流側に設
けられた酸化触媒１３と、この酸化触媒１３の排ガス上
流側に設けられ酸化触媒１３に向けて液体供給手段２６
により前記液体２７を噴射可能な第２噴射ノズル２２
と、第１噴射ノズル２１及び第２噴射ノズル２２への前
記液体２７の供給割合を調整可能な切換弁２４と、エン
ジン１０の運転状態に応じて前記切換弁２４を切換える
コントローラ４０とを備えたことにある。なお、酸化触
媒１３よりエンジン側の排気管１２内にヒータ３１を備
え、コントローラ４０がエンジン１０の運転状態に応じ
てヒータ３１を発熱制御することが好ましい。
【０００５】
【作用】排気温度の低いエンジンの運転状態になると、
コントローラ４０は切換弁２４を切換えて第２噴射ノズ
ル２２から酸化触媒１３に炭化水素系液体２７を噴射す
る。排ガスに含まれるＨＣ濃度がこの液体２７の噴霧に
より高まって酸化触媒上での酸化反応が高まり、その反
応熱により酸化触媒１３を通過した排ガスの温度が上昇
する。昇温した排ガス中のＮＯｘがＮＯｘ触媒１４に接
触し、そこで第１噴射ノズル２１から噴射された液体２
７が還元剤となって作用すると、排気温度が高まってい
るため、排ガス中のＮＯｘはＮ2に高い効率で転化す
る。
コントローラ４０は切換弁２４を切換えて第２噴射ノズ
ル２２から酸化触媒１３に炭化水素系液体２７を噴射す
る。排ガスに含まれるＨＣ濃度がこの液体２７の噴霧に
より高まって酸化触媒上での酸化反応が高まり、その反
応熱により酸化触媒１３を通過した排ガスの温度が上昇
する。昇温した排ガス中のＮＯｘがＮＯｘ触媒１４に接
触し、そこで第１噴射ノズル２１から噴射された液体２
７が還元剤となって作用すると、排気温度が高まってい
るため、排ガス中のＮＯｘはＮ2に高い効率で転化す
る。
【０００６】
【実施例】次に本発明の一実施例を図面に基づいて詳し
く説明する。図１に示すように、ディーゼルエンジン１
０の排気マニホルド１１には排気管１２が接続される。
この排気管１２の途中にはエンジン側から酸化触媒１３
とＮＯｘ触媒１４がこの順に収容された触媒コンバータ
１６が設けられる。１７はマフラーである。この例で
は、酸化触媒１３はアルミナに白金を担持させて構成さ
れ、ＮＯｘ触媒１４は銅イオン交換ゼオライト（Ｃｕ−
ＺＳＭ−５）により構成される。この銅イオン交換ゼオ
ライトはゼオライトが含んでいるナトリウムイオンを銅
イオンに置き換えた物質であって、酸素を吸込みにくい
うえ、吸着してもすぐに放出してしまう性質を有する。
このＮＯｘ触媒１４の排ガス上流側には第１噴射ノズル
２１がＮＯｘ触媒１４に向けて設けられ、酸化触媒１３
の排ガス上流側には第２噴射ノズル２２が酸化触媒１３
に向けて設けられる。
く説明する。図１に示すように、ディーゼルエンジン１
０の排気マニホルド１１には排気管１２が接続される。
この排気管１２の途中にはエンジン側から酸化触媒１３
とＮＯｘ触媒１４がこの順に収容された触媒コンバータ
１６が設けられる。１７はマフラーである。この例で
は、酸化触媒１３はアルミナに白金を担持させて構成さ
れ、ＮＯｘ触媒１４は銅イオン交換ゼオライト（Ｃｕ−
ＺＳＭ−５）により構成される。この銅イオン交換ゼオ
ライトはゼオライトが含んでいるナトリウムイオンを銅
イオンに置き換えた物質であって、酸素を吸込みにくい
うえ、吸着してもすぐに放出してしまう性質を有する。
このＮＯｘ触媒１４の排ガス上流側には第１噴射ノズル
２１がＮＯｘ触媒１４に向けて設けられ、酸化触媒１３
の排ガス上流側には第２噴射ノズル２２が酸化触媒１３
に向けて設けられる。
【０００７】第１噴射ノズル２１には供給管２３が接続
され、この供給管２３は切換弁２４及びポンプ２６を介
して炭化水素系液体２７が入ったタンク２８に配管され
る。この例では炭化水素系液体２７は軽油である。第２
噴射ノズル２２には供給管２９が接続され、この供給管
２９は切換弁２４に接続される。切換弁２４はポンプ２
６から圧送された液体２７の第１噴射ノズル２１及び第
２噴射ノズル２２への供給割合を調整可能な電磁弁であ
る。また酸化触媒１３の排ガス上流側の排気管１２内に
は電熱ヒータ３１が設けられる。切換弁２４、ポンプ２
６及びヒータ３１にはコントローラ４０の制御出力が接
続され、このコントローラ４０の制御入力にはエンジン
１０の回転速度を検出する回転センサ３２と、エンジン
の負荷を検出する噴射ポンプ３３のロードレバー位置セ
ンサ３４と、触媒コンバータ１６のＮＯｘ触媒１４に流
入する排気温度を検出する温度センサ３６とが接続され
る。コントローラ４０は図示しないメモリを備える。こ
のメモリにはエンジンの回転速度、負荷及び排気温度に
応じて噴射ノズル２１及び２２からＮＯｘ触媒１４及び
酸化触媒１３に供給すべき炭化水素系液体２７の量が予
め記憶されている。
され、この供給管２３は切換弁２４及びポンプ２６を介
して炭化水素系液体２７が入ったタンク２８に配管され
る。この例では炭化水素系液体２７は軽油である。第２
噴射ノズル２２には供給管２９が接続され、この供給管
２９は切換弁２４に接続される。切換弁２４はポンプ２
６から圧送された液体２７の第１噴射ノズル２１及び第
２噴射ノズル２２への供給割合を調整可能な電磁弁であ
る。また酸化触媒１３の排ガス上流側の排気管１２内に
は電熱ヒータ３１が設けられる。切換弁２４、ポンプ２
６及びヒータ３１にはコントローラ４０の制御出力が接
続され、このコントローラ４０の制御入力にはエンジン
１０の回転速度を検出する回転センサ３２と、エンジン
の負荷を検出する噴射ポンプ３３のロードレバー位置セ
ンサ３４と、触媒コンバータ１６のＮＯｘ触媒１４に流
入する排気温度を検出する温度センサ３６とが接続され
る。コントローラ４０は図示しないメモリを備える。こ
のメモリにはエンジンの回転速度、負荷及び排気温度に
応じて噴射ノズル２１及び２２からＮＯｘ触媒１４及び
酸化触媒１３に供給すべき炭化水素系液体２７の量が予
め記憶されている。
【０００８】このような構成のＮＯｘ低減装置の動作を
説明する。先ず、エンジン１０が軽負荷で、かつ低速域
の運転状態のときには、排気マニホルド１１から排出さ
れる排気温度は３００℃未満であるため、コントローラ
４０は切換弁２４を切換えてポンプ２６により圧送され
た液体２７を第１噴射ノズル２１と第２噴射ノズル２２
の双方より所定量ずつ噴射する。第２噴射ノズル２２か
らの噴射量は酸化触媒１３においてＨＣ濃度を増加させ
るためであるので、第１噴射ノズル２１からの噴射量と
比べて微量である。なお、寒冷地のエンジン始動時のよ
うに、排気マニホルド１１から排出される排気温度が極
めて低いときには、コントローラ４０は電熱ヒータ３１
に通電し、触媒コンバータ１６に流入する前の排ガスを
予熱する。液体２７が噴射された酸化触媒１３では、排
ガスに含まれるＨＣ濃度がこの液体２７の噴霧により高
まるため、このＨＣをはじめとしてＣＯの酸化反応が促
進され、Ｈ2ＯやＣＯ2に転化される。酸化触媒１３の反
応熱により酸化触媒１３を通過した排ガスの温度が上昇
する。これによりＮＯｘ触媒１４の流入前の排気温度は
３００〜５００℃の範囲に入り、ＮＯｘ触媒１４におい
て排ガスに含まれているＮＯｘをＮ2に目標値通りに転
化することができる。温度センサ３６が排気温度の高ま
りを検出すると、コントローラ４０は第２噴射ノズル２
２からの液体の噴射を止める。
説明する。先ず、エンジン１０が軽負荷で、かつ低速域
の運転状態のときには、排気マニホルド１１から排出さ
れる排気温度は３００℃未満であるため、コントローラ
４０は切換弁２４を切換えてポンプ２６により圧送され
た液体２７を第１噴射ノズル２１と第２噴射ノズル２２
の双方より所定量ずつ噴射する。第２噴射ノズル２２か
らの噴射量は酸化触媒１３においてＨＣ濃度を増加させ
るためであるので、第１噴射ノズル２１からの噴射量と
比べて微量である。なお、寒冷地のエンジン始動時のよ
うに、排気マニホルド１１から排出される排気温度が極
めて低いときには、コントローラ４０は電熱ヒータ３１
に通電し、触媒コンバータ１６に流入する前の排ガスを
予熱する。液体２７が噴射された酸化触媒１３では、排
ガスに含まれるＨＣ濃度がこの液体２７の噴霧により高
まるため、このＨＣをはじめとしてＣＯの酸化反応が促
進され、Ｈ2ＯやＣＯ2に転化される。酸化触媒１３の反
応熱により酸化触媒１３を通過した排ガスの温度が上昇
する。これによりＮＯｘ触媒１４の流入前の排気温度は
３００〜５００℃の範囲に入り、ＮＯｘ触媒１４におい
て排ガスに含まれているＮＯｘをＮ2に目標値通りに転
化することができる。温度センサ３６が排気温度の高ま
りを検出すると、コントローラ４０は第２噴射ノズル２
２からの液体の噴射を止める。
【０００９】また、エンジン１０が中負荷又は高負荷
で、かつ中高速域の運転状態のときには、コントローラ
４０は切換弁２４を切換えてポンプ２６により圧送され
た液体２７を第１噴射ノズル２１のみから所定量噴射す
る。この運転状態ではエンジンの排気温度は酸化触媒１
３の反応熱も加わって、３００〜５００℃の範囲に入っ
ているので、ＮＯｘ触媒１４におけるＮＯからのＮ2へ
の転化率は高い。
で、かつ中高速域の運転状態のときには、コントローラ
４０は切換弁２４を切換えてポンプ２６により圧送され
た液体２７を第１噴射ノズル２１のみから所定量噴射す
る。この運転状態ではエンジンの排気温度は酸化触媒１
３の反応熱も加わって、３００〜５００℃の範囲に入っ
ているので、ＮＯｘ触媒１４におけるＮＯからのＮ2へ
の転化率は高い。
【００１０】なお、上記例では炭化水素系液体として軽
油を用いたが、本発明はこれに限るものではない。ま
た、寒冷地でのエンジンの運転がない場合には、ヒータ
を特別に設けなくてもよい。
油を用いたが、本発明はこれに限るものではない。ま
た、寒冷地でのエンジンの運転がない場合には、ヒータ
を特別に設けなくてもよい。
【００１１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、Ｎ
Ｏｘ触媒の排ガス上流側に酸化触媒とこの酸化触媒の酸
化反応を促進させる手段を設け、排気温度が低いときに
は酸化反応を促進させて、この酸化反応熱によりＮＯｘ
触媒流入前の排気温度を高めることにより、エンジンの
排気温度が低い場合においても、高い効率で排ガスに含
まれるＮＯｘを低減することができる。特に、本発明で
は、ＮＯｘのみならず、酸化触媒においてＨＣ及びＣＯ
をも低減でき、排ガス中の有害ガス三成分を清浄化する
ことができる。
Ｏｘ触媒の排ガス上流側に酸化触媒とこの酸化触媒の酸
化反応を促進させる手段を設け、排気温度が低いときに
は酸化反応を促進させて、この酸化反応熱によりＮＯｘ
触媒流入前の排気温度を高めることにより、エンジンの
排気温度が低い場合においても、高い効率で排ガスに含
まれるＮＯｘを低減することができる。特に、本発明で
は、ＮＯｘのみならず、酸化触媒においてＨＣ及びＣＯ
をも低減でき、排ガス中の有害ガス三成分を清浄化する
ことができる。
【図１】本発明の一実施例のＮＯｘ低減装置の構成図。
１０ エンジン １２ 排気管 １３ 酸化触媒 １４ ＮＯｘ触媒 ２１ 第１噴射ノズル ２２ 第２噴射ノズル ２４ 切換弁 ２６ ポンプ（炭化水素系液体供給手段） ２７ 炭化水素系液体 ３１ ヒータ ４０ コントローラ
Claims (2)
- 【請求項１】 エンジン(10)の排気管(12)に設けられた
ＮＯｘ触媒(14)と、 前記ＮＯｘ触媒(14)の排ガス上流側に設けられ前記ＮＯ
ｘ触媒(14)に向けて炭化水素系液体(27)を噴射可能な第
１噴射ノズル(21)と、 前記第１噴射ノズル(21)に前記液体(27)を供給する炭化
水素系液体供給手段(26)とを備えたエンジン排ガス中の
ＮＯｘ低減装置において、 前記第１噴射ノズル(21)の排ガス上流側に設けられた酸
化触媒(13)と、 前記酸化触媒(13)の排ガス上流側に設けられ前記酸化触
媒(13)に向けて前記液体供給手段(26)により前記液体(2
7）を噴射可能な第２噴射ノズル(22)と、 前記第１噴射ノズル(21)及び前記第２噴射ノズル(22)へ
の前記液体(27)の供給割合を調整可能な切換弁(24)と、 前記エンジン(10)の運転状態に応じて前記切換弁(24)を
切換えるコントローラ(40)とを備えたことを特徴とする
エンジン排ガス中のＮＯｘ低減装置。 - 【請求項２】 酸化触媒(13)よりエンジン側の排気管(1
2)内にヒータ(31)を備え、コントローラ(40)がエンジン
(10)の運転状態に応じて前記ヒータ(31)を発熱制御する
請求項１記載のエンジン排ガス中のＮＯｘ低減装置。
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|---|---|---|---|
| JP4792892A JP2793415B2 (ja) | 1992-02-04 | 1992-02-04 | エンジン排ガス中のＮＯｘ低減装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4792892A JP2793415B2 (ja) | 1992-02-04 | 1992-02-04 | エンジン排ガス中のＮＯｘ低減装置 |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH05214926A true JPH05214926A (ja) | 1993-08-24 |
| JP2793415B2 JP2793415B2 (ja) | 1998-09-03 |
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ID=12789033
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP4792892A Expired - Fee Related JP2793415B2 (ja) | 1992-02-04 | 1992-02-04 | エンジン排ガス中のＮＯｘ低減装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2793415B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996016255A1 (en) * | 1994-11-18 | 1996-05-30 | Komatsu Ltd. | Exhaust denitration device for diesel engine |
| JP2012012944A (ja) * | 2010-06-29 | 2012-01-19 | Hino Motors Ltd | 排ガス浄化装置 |
| JP2013083269A (ja) * | 2006-10-11 | 2013-05-09 | Tenneco Automotive Operating Co Inc | ディーゼル排出物質を減少させるための方法 |
-
1992
- 1992-02-04 JP JP4792892A patent/JP2793415B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996016255A1 (en) * | 1994-11-18 | 1996-05-30 | Komatsu Ltd. | Exhaust denitration device for diesel engine |
| GB2308820A (en) * | 1994-11-18 | 1997-07-09 | Komatsu Mfg Co Ltd | Exhaust denitration device for diesel engine |
| GB2308820B (en) * | 1994-11-18 | 1998-08-26 | Komatsu Mfg Co Ltd | Exhaust denitration for diesel engines |
| US6006515A (en) * | 1994-11-18 | 1999-12-28 | Komatsu Ltd. | Exhaust denitration device for diesel engine |
| JP2013083269A (ja) * | 2006-10-11 | 2013-05-09 | Tenneco Automotive Operating Co Inc | ディーゼル排出物質を減少させるための方法 |
| JP2012012944A (ja) * | 2010-06-29 | 2012-01-19 | Hino Motors Ltd | 排ガス浄化装置 |
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| Publication number | Publication date |
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| JP2793415B2 (ja) | 1998-09-03 |
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