JPH05321647A - 排気ガス浄化装置 - Google Patents

排気ガス浄化装置

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JPH05321647A
JPH05321647A JP12334392A JP12334392A JPH05321647A JP H05321647 A JPH05321647 A JP H05321647A JP 12334392 A JP12334392 A JP 12334392A JP 12334392 A JP12334392 A JP 12334392A JP H05321647 A JPH05321647 A JP H05321647A
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JP
Japan
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passage
adsorption
exhaust gas
catalytic converter
exhaust
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Withdrawn
Application number
JP12334392A
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English (en)
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Shigekazu Yamauchi
重和 山内
Keisuke Tashiro
圭介 田代
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Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
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Publication date
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Priority to JP12334392A priority Critical patent/JPH05321647A/ja
Publication of JPH05321647A publication Critical patent/JPH05321647A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/18Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an adsorber or absorber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/12Hydrocarbons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

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  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内燃機関の冷態始動時の際にも効率良く排
気ガスを浄化する排気ガス浄化装置を提供する。 【構成】 排気通路12に介装された触媒コンバータ1
3の上流側に、冷態時の排ガス中の炭化水素(HC)等
の有害物質を吸着する吸着通路16Aとバイパス通路1
6Bとを有する吸着手段16と、吸着手段16の入口側
に設けられ吸着通路16A又はバイパス通路16Bのい
ずれかに燃焼ガスを導く切換バルブ51と、触媒コンバ
ータ13の入口近傍の排気ガスのガス温を測定する温度
センサ17と、前記吸着手段の上流側に設けて排気通路
12内に二次空気を導入して、前記吸着通路16A内を
パージする二次空気供給通路が設けられてなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の冷態始動時
等の際にも効率よく排気ガスを浄化するようにした排気
ガス浄化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ガソリンや軽油等の化石燃料を使用する
内燃機関から排出される燃焼ガス(以下、これを排気ガ
スと呼称する)中には、炭化水素や窒素酸化物等の有害
物質が含まれていることが多く、この排気ガスをそのま
ま大気中に放出することは種々の点で問題がある。
【0003】このようなことから、炭化水素の燃焼によ
る浄化を促進させたり、窒素酸化物の還元を促進させる
ことにより、これらの有害物質を無害化する三元触媒を
用いた排気ガス浄化装置が開発され、実用に供されてい
ることは周知の通りである。つまり、この三元触媒が担
持された触媒コンバータを内燃機関の排ガス通路の途中
に組み込み、これら有害物質が触媒コンバータを通過す
る間に無害化された状態となり、大気中に放出されるよ
うにしている。
【0004】ところが、従来の触媒コンバータの三元触
媒は、その温度によって有害物質の酸化還元反応を促進
させる触媒能力に極端な相違があり、機関の冷態始動後
の未活性な状態では、炭化水素の浄化を充分促進させる
ことができなかった。
【0005】そこで、三元触媒が担持された触媒コンバ
ータ(以下、主触媒コンバータと呼称する)よりも上流
側の排気通路の途中に、酸化触媒が担持された副触媒コ
ンバータを組み込み、主触媒コンバータの三元触媒が未
活性な状態の場合に、この副触媒コンバータを電気的に
加熱して酸化触媒を活性化させ、炭化水素の浄化を促進
させるようにした排気ガス浄化装置が開発されるに至っ
ている。
【0006】このような副触媒コンバータを組み込んだ
排気ガス浄化装置の概念を図5に示す。同図に示すよう
に、三元触媒を担持する触媒コンバータ1よりも上流側
の排気通路2の途中には、酸化触媒を担持した副触媒コ
ンバータ3が設けられ、この副触媒コンバータ3には図
示しないイグニッションキースイッチの操作に連動する
触媒用スイッチ4を介して電源5が接続している。つま
り、機関6の冷態始動時には触媒用スイッチ4が入って
電源5からの電流が副触媒コンバータ3に流れ、この副
触媒コンバータ3の酸化触媒が活性化温度まで加熱され
た後、機関6が実際に始動して排気通路2内を流れる排
気ガス中に含まれる炭化水素の浄化を行い、主触媒コン
バータ1の三元触媒が活性化温度に達した時点で、触媒
用スイッチ4が切れて副触媒コンバータ3に対する通電
を中止するようにしている。
【0007】このため、電源5により電気的に加熱され
る副触媒コンバータ3の酸化触媒を担持する担体として
は、鉄−クロム−アルミニウム系の耐熱合金等の金属系
のものが主に採用されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】酸化触媒と三元触媒と
を用いた図5に示す排気ガス浄化装置においては、機関
6の冷態始動時に酸化触媒が担持された副触媒コンバー
タ3を加熱する必要があり、従来では酸化触媒を担持す
る担体の電気抵抗による発熱を利用した加熱形式を採用
している。
【0009】そこで、副触媒コンバータ3の酸化触媒を
短時間の内に活性化させる方法として、この酸化触媒を
担持する担体の電気抵抗値を下げるか、或いは副触媒コ
ンバータ3に対する供給電圧を上げる方法の他、副触媒
コンバータ3に対する供給電圧を上げると共に酸化触媒
を担持する担体の電気抵抗値を増大させる方法等が考え
られる。
【0010】しかし、酸化触媒を担持する担体の電気抵
抗値を下げたり、或いは副触媒コンバータ3に対する供
給電圧を上げる方法の場合、副触媒コンバータ3に非常
に大きな電流が流れてしまうため、容量の著しく大きな
電源5を使用する必要が生ずる。
【0011】これに対し、副触媒コンバータ3に対する
供給電圧を上げると共に酸化触媒を担持する担体の電気
抵抗値を増大させる方法の場合、電源5の容量を余り変
えずに効率良く酸化触媒を短時間の内に活性化させるこ
とが可能となるが、担体を構成する従来の鉄−クロム−
アルミニウム系の耐熱合金等は、電気抵抗値が余り高く
ないため、絶対的な発熱量が少なく、必然的に容量の非
常に大きな電源5を使うか、或いは何らかの工夫をして
担体の構造自体に特徴を持たせ、電流が流れる方向に沿
った担体の長さ(以下、これを担体の電流通路長と呼称
する)を長くする必要があり、これに伴って副触媒コン
バータ3が大型化してしまう虞がある。
【0012】なお、担体として電気抵抗値が高い金属材
料を使用することも考えられるが、材料コストや加工性
等の点で現在の担体材料に代わるべきものはなく、現在
の担体材料をそのまま使わざるを得ない。
【0013】本発明は、電源の容量を増大させたり従来
の担体材料を代えることなく、冷態始動時の炭化水素等
の有害物質を効率よく浄化し得る排気ガス浄化装置を提
供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明による排気ガス浄
化装置は、内燃機関の燃焼ガスの排気通路の途中に介装
された触媒コンバータよりも上流側の前記排気通路に介
装され且つ前記燃焼ガスを吸着する吸着部材を有する吸
着通路とバイパス通路とを有する吸着手段と、当該吸着
手段の入口側に設けられ吸着通路又はバイパス通路のい
ずれかに燃焼ガスを導く切換バルブと、前記触媒コンバ
ータの入口部に設けられ前記燃焼ガスのガス温度を測定
する温度センサと、前記排気通路に連通し該排気通路内
に二次空気を供給する二次空気供給手段とを備えたこと
を特徴とする。
【0015】
【作用】機関の冷態始動後、触媒が活性温度に達するま
での間は、排出される炭化水素(HC)等の有害物質を
吸着手段の吸着部材によって吸着する。その後、温度セ
ンサによって触媒コンバータの入口側の燃焼ガスの温度
が所定温度に達したことを確認した後に、二次空気供給
手段から二次空気を導入して前記吸着手段内をパージ
し、吸着した炭化水素(HC)等の有害物質を触媒コン
バータに送って浄化する。その後、切換バルブを切換え
吸着手段内のバイパス通路に排気ガスを導き、吸着部材
の排熱による劣化を防止する。
【0016】
【実施例】以下、本発明の好適な一実施例を図面を参照
して説明する。
【0017】図1に本実施例に係る内燃機関の排気ガス
浄化装置の概略を示す。
【0018】本実施例の排気ガス浄化装置にあっては、
排気通路に介装された触媒コンバータの上流側に、冷態
時の排ガス中の炭化水素(HC)等の有害物質を吸着す
る吸着通路とバイパス通路とを有する吸着手段と、吸着
手段の入口側に設けられ吸着通路又はバイパス通路のい
ずれかに燃焼ガスを導く切換バルブと、触媒コンバータ
の入口近傍の排気ガスのガス温を測定する温度センサ
と、前記吸着手段の上流側に設けて排気通路内に二次空
気を導入して、前記吸着通路内をパージする二次空気供
給手段とが設けられている。
【0019】即ち、図1に示すように、エンジン10の
排気ポート11には排気通路12が接続されており、そ
の中途部には三元触媒が担持された触媒コンバータ13
及び消音器14が各々介装されている。
【0020】当該排気通路12には、その内部を通路長
手方向に2分割し、2つの通路16A,16Bを有する
と共に、その一方の通路16A内を高機能吸着部材15
を有する吸着通路とすると共に、他方を空洞としてバイ
パス通路とした吸着手段16が介装されている。また吸
着手段16の入口側には、切換バルブ51が設けられて
おり、電子制御ユニット(ECU)18からアクチュエ
ータ52に駆動指令が出されアクチュエータ52の駆動
によって切換バルブ51が切換られることで、排気ガス
をいずれかの通路16A,16Bへ導くようにしてい
る。
【0021】また、前記触媒コンバータ13の入口近傍
には入口側の排気ガスのガス温度を測定する温度センサ
17が取付けられており、この温度センサ17には、当
該温度センサ17から出力される検出信号を受ける電子
制御ユニット(以下、「ECU」と記す)18が接続し
ている。
【0022】また、前記吸着手段16の上流側の排気通
路12には二次空気を通路内に供給する二次空気供給通
路19が連通されている。
【0023】一方、エアクリーナ20は吸気管21によ
りサージタンク22を介してエンジン10の吸気ポート
23に連結されており、吸気管21の中途部にはスロッ
トルバルブ24が設けられている。
【0024】前記エアクリーナ20からの一次エアを吸
入し、吸気管21を介してエンジン10の燃焼室25に
導入するエアクリーナ20とは別に、二次エアを吸入す
るエアクリーナ26が設けられている。このエアクリー
ナ26はスイッチングバルブ27及びリードバルブ28
を有する二次空気供給通路19を介して排気通路12に
連結されている。スイッチングバルブ27はECU18
によってON/OFF制御され、所定の条件下で開放し
て二次エアを排気通路12に供給可能とし、リードバル
ブ28は排気通路12側の負圧によって開放されるもの
である。
【0025】而して、エアクリーナ20から吸入された
一次空気は吸気管21及びサージタンク22を介してエ
ンジン10の吸気ポート23に供給される一方、インジ
ェクタ30は燃料タンクからのガソリンを所定量噴射
し、空気とガソリンとの混合気となって燃焼室25内に
供給される。そして、燃焼室25内でピストン31の上
下動により混合気が圧縮され、点火プラグ32が火花を
発生することで爆発、膨張が行われてエンジン10が作
動する。
【0026】このエンジン10の冷態始動時において発
生する排気ガス中の有害物質である炭化水素(HC)
は、図2に示すように、切換バルブ51によってバイパ
ス通路16B側が閉じられているので吸着通路16A内
に排気ガスが流れこの吸着通路16A内の吸着部材15
によって吸着される。すなわち、触媒コンバータ13の
三元触媒が活性温度に達するまでの間に発生する排気ガ
ス中の炭化水素(HC)等の有害物質を吸着部材15に
よって一時的に吸着させておく。
【0027】このようにしてエンジン10の冷態始動時
において排気ガス中に多く含有する炭化水素(HC)を
吸着したゼオライト等の吸着部材15は、排気温度が触
媒が活性化する所定の温度に達した後、二次空気供給通
路19から二次空気を導入させて、パージして、三元触
媒等を担持した触媒コンバータ13に炭化水素(HC)
を送り、ここで浄化する。
【0028】すなわち、触媒コンバータ13の入口近傍
に設けた温度センサ17を用い、排気温度が三元触媒が
活性化する所定温度、例えば300℃に達した時に、検
出信号がECU18に送られ二次空気供給手段のスイッ
チングバルブ27を開き、エアクリーナ26からの二次
空気が二次空気供給通路19を介して排気通路12内に
供給し、供給手段16の吸着通路16A内をパージし、
吸着部材15の再生を行う。このパージ時間は例えば排
ガス温度が300℃の場合、300秒前後とすればよ
く、このパージのコントロールはタイマー等の制御手段
を用いて行うこととした。
【0029】この二次空気の導入によって吸着手段16
内をパージして触媒コンバータ13に送られた炭化水素
(HC)はここで高温になっている三元触媒の触媒の活
性作用によって浄化される。このパージを行った後、図
3に示すように切換バルブ51をアクチュエータ52に
よって作動して吸着通路16Aの入口を閉じて、バイパ
ス通路16B側に排気ガスを流すようにする。一般に吸
着部材は高熱に弱いため、吸着部材を二次空気のパージ
によってリフレッシュした後、バイパス通路16Bのみ
に排気ガスを流すことで、熱劣化を防ぐことができる。
【0030】尚、前述した実施例においては、吸着部材
15のパージを温度センサ17が所定温度に達した後、
直ちに行ったが、例えば図4に示すように、先ず温度セ
ンサ17によって触媒コンバータ13が活性化する所定
温度(例えば300℃)に達した時に、通路切換バルブ
51を作動して吸着通路16A側を閉じて、バイパス通
路16B側に排気ガスを流しておき、その後、触媒コン
バータ13が十分に活性化した際に、吸着通路16A側
の入口近傍に設けた二次空気供給通路19からの二次空
気を導入して吸着通路16B内をパージして吸着部材1
5をリフレッシュすると共に、炭化水素(HC)を触媒
コンバータ13に送って浄化するようにしてもよい。
【0031】この結果、吸着部材15が高温の排気ガス
に長い時間接触することがないので、さらに吸着寿命の
低下を防ぐことが可能となる。
【0032】このように触媒コンバータの三元触媒が未
活性な機関の冷態始動時においては、ゼオライト等の高
機能吸着部材15を有する吸着手段16を設けて有害な
HCを吸着しておき、排ガスが例えば300℃前後の三
元触媒が働く所定温度に達した後、二次空気を供給して
吸着手段内をパージし、燃焼によりリフレッシュすると
同時に炭化水素(HC)を浄化させることが可能とな
り、機関の冷態始動直後においても炭化水素(HC)の
浄化が可能となる。
【0033】さらに吸着手段にはバイパス通路を設けて
高温時の排気ガスを流さないようにして吸着部材の熱に
よる劣化を防止することができ、長期間に亙って安定し
て排気ガスを浄化することが可能となる。
【0034】
【発明の効果】以上、実施例と共に述べたように本発明
に係る排気ガス浄化装置は冷態始動時の触媒コンバータ
の未活性な間に発生する有害物質を高機能吸着部材を有
する吸着手段によって吸着し、所定の活性温度に達した
後には、二次空気を供給してパージし、リフレッシュす
るので、冷態始動時においても常に有害物質が除去さ
れ、排ガスを無害化することとなる。また、パージして
リフレッシュした後にバイパス通路のみに排気ガスを流
すので、吸着部材の排熱による劣化を防止する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例に係る排気ガス浄化装置の概念図であ
る。
【図2】本実施例に係る排気ガス浄化装置の浄化作用を
示す概略図である。
【図3】本実施例に係る排気ガス浄化装置の浄化作用を
示す概略図である。
【図4】他の実施例に係る排気ガス浄化装置の概略図で
ある。
【図5】従来の排気ガス浄化装置の概念図である。
【符号の説明】
10 エンジン 11 排気ポート 12 排気通路 13 触媒コンバータ 15 吸着部材 16 吸着手段 16A 吸着通路 16B バイパス通路 17 温度センサ 18 電子制御ユニット(ECU) 19 二次空気供給通路 26 エアクリーナ 27 スイッチングバルブ 28 リードバルブ 51 切換バルブ 52 アクチュエータ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関の燃焼ガスの排気通路の途中に
    介装された触媒コンバータよりも上流側の前記排気通路
    に介装され且つ前記燃焼ガスを吸着する吸着部材を有す
    る吸着通路とバイパス通路とを有する吸着手段と、当該
    吸着手段の入口側に設けられ吸着通路又はバイパス通路
    のいずれかに燃焼ガスを導く切換バルブと、前記触媒コ
    ンバータの入口部に設けられ前記燃焼ガスのガス温度を
    測定する温度センサと、前記排気通路に連通し該排気通
    路内に二次空気を供給する二次空気供給手段とを備えた
    ことを特徴とする排気ガス浄化装置。
JP12334392A 1992-05-15 1992-05-15 排気ガス浄化装置 Withdrawn JPH05321647A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12334392A JPH05321647A (ja) 1992-05-15 1992-05-15 排気ガス浄化装置

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12334392A JPH05321647A (ja) 1992-05-15 1992-05-15 排気ガス浄化装置

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JPH05321647A true JPH05321647A (ja) 1993-12-07

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ID=14858220

Family Applications (1)

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JP12334392A Withdrawn JPH05321647A (ja) 1992-05-15 1992-05-15 排気ガス浄化装置

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JP (1) JPH05321647A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9080493B2 (en) 2008-09-30 2015-07-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas control apparatus for internal combustion engine

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9080493B2 (en) 2008-09-30 2015-07-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas control apparatus for internal combustion engine

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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990803