WO2008123325A1 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

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Kenichi Tsujimoto
Mikio Inoue
Shinya Hirota
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Definitions

  • the present invention relates to an exhaust emission control device for an internal combustion engine.
  • N_ ⁇ x storage air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas when the lean to release the N_ ⁇ x air-fuel ratio of the exhaust gas which is occluded becomes the stoichiometric air-fuel ratio or Li Tutsi for occluding NO x contained in the exhaust gas inflow
  • An internal combustion engine in which a catalyst is disposed in an engine exhaust passage and a small three-way catalyst is disposed in an engine exhaust passage upstream of the N0 x storage catalyst is known (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-0100). 1 7 6).
  • An object of the present invention successfully the NO x storage catalyst NO x released from the medium in the case of supplying a mist-like fuel upstream of the NO x storage catalyst to release the N_ ⁇ x from N_ ⁇ x storage catalyst
  • An object of the present invention is to provide an exhaust emission control device for an internal combustion engine that can be reduced.
  • an N x purification catalyst is disposed in the engine exhaust passage, and an intermediate product generation catalyst capable of storing N o x contained in the exhaust gas in the engine exhaust passage upstream of the N x purification catalyst.
  • the fuel supply valve is arranged in the engine exhaust passage upstream of the intermediate product generation catalyst, and misty fuel is supplied from the fuel supply valve to the intermediate product generation catalyst.
  • N_ ⁇ x - consisting binding molecules of N_ ⁇ x equivalents ratio or more hydrocarbon molecules relative molecular to produce an intermediate product
  • HC and NO x can be easily purified in the NO x purification catalyst by producing an extremely reactive intermediate product composed of a binding molecule of an oxidizing agent and a reducing agent.
  • FIG. 1 is an overall view of a compression ignition type internal combustion engine
  • FIG. 2 is a sectional view of a surface portion of the catalytic carrier of the NO x storage catalyst
  • FIG. 3 shows another embodiment of a portion of a compression ignition type internal combustion engine
  • Fig. 4 is an enlarged view around the small catalyst in Fig. 1
  • Fig. 5 is a diagram showing various modifications.
  • Figure 1 shows an overall view of a compression ignition type internal combustion engine.
  • 1 is an engine body
  • 2 is a combustion chamber of each cylinder
  • 3 is an electronically controlled fuel injection valve for injecting fuel into each combustion chamber
  • 4 is an intake manifold
  • 5 is an exhaust manifold.
  • the intake manifold 4 is connected to the exhaust turbocharger 7 via the intake duct 6.
  • the inlet of the compressor 7a is connected to the air cleaner 9 via the intake air amount detector 8 for detecting the intake air amount.
  • a throttle valve 10 driven by a step motor is arranged in the intake duct 6, and a cooling device for cooling the intake air flowing in the intake duct 6 around the intake duct 6 1 1 Is placed.
  • the engine cooling water is guided into the cooling device 11 and the intake air is cooled by the engine cooling water.
  • the exhaust manifold 5 is connected to the inlet of the exhaust evening bin 7 b of the exhaust evening pot charger 7, and the outlet of the exhaust evening bin 7 b generates an intermediate product capable of storing NO x contained in the exhaust gas.
  • catalyst 1 2 inlet Connected to catalyst 1 2 inlet.
  • the outlet of the intermediate product generation catalyst 12 is connected to the exhaust purification catalyst 14 via the exhaust pipe 13.
  • a fuel supply valve 15 for supplying fuel to the exhaust gas flowing in the exhaust manifold 5 is attached to the exhaust manifold 5.
  • the exhaust manifold 5 and the intake manifold 4 are connected to each other via an exhaust gas recirculation (hereinafter referred to as EGR) passage 16, and an electronically controlled EGR control valve 17 is disposed in the EGR passage 16.
  • EGR exhaust gas recirculation
  • a cooling device 18 for cooling the EGR gas flowing in the EGR passage 16 is disposed around the EGR passage 16.
  • the engine cooling water is guided into the cooling device 18 and the EGR gas is cooled by the engine cooling water.
  • each fuel injection valve 3 is connected to a common rail 20 through a fuel supply pipe 19. Fuel is supplied into the common rail 20 from an electronically controlled fuel pump 21 having a variable discharge amount, and the fuel supplied into the common rail 20 is a fuel injection valve via each fuel supply pipe 19. Supplied to 3.
  • the intermediate product generation catalyst 12 is composed of a catalyst having a function of capturing NO x contained in the exhaust gas.
  • This intermediate product The synthesis catalyst 12 carries a catalyst carrier made of alumina, for example, and NO x contained in the exhaust gas is captured on the surface of the catalyst carrier.
  • N_ ⁇ x storage catalyst able to trap the N_ ⁇ x in the exhaust gas as the intermediate product producing catalyst 1 2 is used in this embodiment of the present invention.
  • a N0 x storage catalyst is used as the NO x purification catalyst. First, the NO x storage catalyst will be explained.
  • N_ ⁇ x storage catalyst has a base body carrying a catalyst carrier comprised of for example alumina
  • FIG 2 (A), (B) is a surface portion component of the cross section of the catalyst carrier 3 0 diagrammatically shows Yes.
  • the noble metal catalyst 31 is dispersedly supported on the surface of the catalyst support 30 and further, N0 x absorption is supported on the surface of the catalyst support 30.
  • a layer of agent 3 2 is formed.
  • platinum Pt is used as the noble metal catalyst 3 1, and the constituents of the NO x absorbent 3 2 are, for example, force R K, sodium Na, cesium C s and the like. At least one selected from alkali metals, alkaline earths such as barium Ba and calcium Ca, and rare earths such as lanthanum La and yttrium Y is used.
  • NO x absorbent 3 2 When the ratio of air and fuel (hydrocarbon) supplied into the engine intake passage, combustion chamber 2 and exhaust passage upstream of the N0 x storage catalyst is called the exhaust gas air-fuel ratio, NO x absorbent 3 2 is exhaust gas. air absorbs NO x when the lean, the oxygen concentration in the exhaust gas performs the absorbing and releasing action of N_ ⁇ x that releases NO x absorbed to decrease the.
  • N0 2 is generated on the surface of platinum P t 3 1 and N0 2 is NO x absorbent 3 2 unless the NO x absorbent capacity of N ⁇ x absorbent 3 2 is saturated. It is absorbed inside and nitrate ion N0 3 -is generated.
  • the fuel is supplied from the fuel supply valve 15 and the intermediate product produced by the NO x storage catalyst 1 2 generating an object, so that reliably purify by Ri NO x to produce the intermediate product. This will be explained next.
  • light oil or heavy fuel mainly composed of light oil is supplied from the fuel supply valve 15 in a mist form, that is, in the form of fine particles.
  • Part of this supplied fuel is oxidized, but the majority is shown in Figure 2 (B). It adheres to the surface of platinum Pt 3 1 and the surface of NO x absorbent 3 2.
  • the supplied fuel adheres to the surface of platinum P t 3 1, the oxygen concentration on the surface of platinum P t 3 1 decreases, so N ⁇ x absorbent 3 2 N ⁇ 3 -is shown in Fig. 2 (B). It is released in the form of N_ ⁇ 2 or NO to.
  • the intermediate product is easy to pole Umate reaction because it is a binding molecule of the N_ ⁇ x is an oxidant and hydrocarbon HC as a reducing agent, thus the intermediate product is incorporated sent to the NO x purification catalyst 1 4 hydrocarbons HC and NO x and immediately reacts with NO x in the binding molecule is reduced to N 2, excess hydrocarbons HC to the reducing of N_ ⁇ x disappears by reacting with oxygen. That is, NO x is well purified by the NO x purification catalyst 14.
  • N_ ⁇ x in purifying catalyst 1 4 N_ ⁇ x air-fuel ratio of the exhaust gas is not absorbed in the intermediate product producing catalyst 1 2 when the lean is occluded.
  • the reaction heat of the intermediate product sent from the intermediate product generation catalyst 12 promotes the release from the NO x purification catalyst 14 and promotes the reduction action.
  • FIG. 3 shows another embodiment of the intermediate product formation catalyst 12.
  • the intermediate product catalyst 1 2 is N 0 x purification catalyst.
  • this intermediate product production catalyst 1 2 is smaller in volume than the N0 x purification catalyst 1 4 and is located in the engine exhaust passage upstream of the medium 1 4, that is, in the exhaust pipe 1 3.
  • Nx x purification catalyst 1 4 Consists of a small catalyst through which a part of the exhaust gas flowing into 4 flows.
  • a fuel supply valve 15 for supplying fuel to the small catalyst 12 is disposed in the engine exhaust passage upstream of the small catalyst 12, that is, in the exhaust pipe 13.
  • FIG. 4 (A) shows an enlarged view around the small catalyst 12 in FIG. 3, and FIG. 4 (B) shows a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 4 (A).
  • the small catalyst 12 has a substrate having a laminated structure of a thin metal flat plate and a thin metal corrugated plate.
  • platinum 31 and N0 x absorbent 3 2 are supported on the catalyst carrier. That is, this compact catalyst 1 2 consists N_ ⁇ x storage catalyst.
  • this small catalyst 12 is smaller in cross section than the entire exhaust gas cross section of exhaust gas toward N0 x purification catalyst 14, that is, smaller than the cross section of exhaust pipe 13. It has a small cross section and has a cylindrical shape extending in the exhaust gas flow direction at the center in the exhaust pipe 13.
  • the small catalyst 12 is disposed in a cylindrical outer frame 40, and this cylindrical outer frame 40 is exhausted by a plurality of stays 41. Supported in tube 13.
  • the fuel supply valve 15 is changed from the fuel supply valve 15 to the small catalyst, that is, the intermediate product production catalyst 12, as indicated by F in FIG. 4 (A).
  • the supply amount of the misty fuel F is set so that the air-fuel ratio of the exhaust gas in the intermediate product generating catalyst 12 becomes 5 or less when the misty fuel is supplied.
  • the small catalyst 1 2 has a large flow path resistance, so the small catalyst 1 2 Therefore, the exhaust gas flow rate in the small catalyst 12 is much slower than the exhaust gas flow rate in the exhaust pipe 13. Release action of such flow velocity of the exhaust gas becomes slow as the small catalyst 1 2 or these N_ ⁇ x, and the reaction of the released N_ ⁇ 2 and hydrocarbons HC are promoted, thus a hydrocarbon HC and N ⁇ The production of intermediate product 33 consisting of molecules bound to x is promoted. As a result, N_ ⁇ x will be better purified in the NO x purification catalyst 1 4.
  • the supply amount of the misty fuel F is set so that the air-fuel ratio of the exhaust gas in the small catalyst 12 is 5 or less, that is, the richness of the exhaust gas in the small catalyst 12 is increased.
  • intermediate consisting of the reaction of releasing action of the NO x from the small catalyst 1 2, and released N_ ⁇ 2 and hydrocarbons HC are further promoted, thus to bond content child of the hydrocarbons HC and NO x
  • the production action of the product 33 is further accelerated.
  • NO x is purified very well by the N0 x purification catalyst 14.
  • the inner wall surface of the exhaust pipe 13 is used so that the nozzle port of the fuel supply valve 15 is not directly exposed to the high-temperature exhaust gas flow. It is arranged in a recess formed on the top.
  • a trough-shaped fuel guide part 42 extending from the peripheral edge of the upstream end face toward the upstream is formed on the upstream end face of the small catalyst 12, and the fuel supply Fuel is injected from the valve 15 toward the fuel guide 4 2.
  • the small catalyst 12 is disposed in one of the pair of flow paths 1 3 a and 1 3 b. Fuel is injected from the fuel supply valve 15 toward the upstream end face of the small catalyst 1 2. Even in this modification, the small catalyst 12 is arranged in a partial region in the cross section of the upstream exhaust flow passage as viewed from the N0 x purification catalyst 14.

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Abstract

内燃機関において機関排気通路内にＮＯx浄化触媒（１４）が配置され、ＮＯx浄化触媒（１４）の上流に排気ガス中に含まれるＮＯxを吸蔵しうる中間生成物生成触媒（１２）が配置される。中間生成物生成触媒（１２）にミスト状の燃料が供給され、中間生成物生成触媒（１２）において捕捉されているＮＯx又は排気ガス中に含まれるＮＯxと供給された燃料から、ＮＯx一分子に対して当量比以上の炭化水素分子とＮＯxとの結合分子からなる中間生成物（３３）が生成される。

Description

明 細 書 内燃機関の排気浄化装置 技術分野
本発明は内燃機関の排気浄化装置に関する。 背景技術
流入する排気ガスの空燃比がリーンのときには排気ガス中に含ま れる N O xを吸蔵し流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比又はリ ツチになると吸蔵した N〇xを放出する N〇x吸蔵触媒を機関排気通 路内に配置し、 この N〇x吸蔵触媒上流の機関排気通路内に小型の 三元触媒を配置した内燃機関が公知である （例えば特開 2 0 0 4— 1 0 8 1 7 6号公報を参照） 。 この内燃機関では N〇x吸蔵触媒の N O x吸蔵能力が飽和に近づく と排気ガスの空燃比が一時的にリ ツ チにされ、 それによつて N〇x吸蔵触媒から N〇xが放出され還元さ れる。
しかしながらこのような内燃機関において N〇x吸蔵触媒から N 〇xを放出させるために N〇x吸蔵触媒の上流にミス ト状の燃料を供 給した場合、 N O x吸蔵触媒から放出された N〇xをうまく還元でき ないという問題がある。 発明の開示
本発明の目的は、 N〇x吸蔵触媒から N〇xを放出させるために N O x吸蔵触媒の上流にミス ト状の燃料を供給した場合に N O x吸蔵触 媒から放出された N O xをうまく還元することのできる内燃機関の 排気浄化装置を提供することにある。 本発明によれば、 機関排気通路内に N〇x浄化触媒を配置し、 N 〇x浄化触媒上流の機関排気通路内に排気ガ 中に含まれる N〇xを 吸蔵しうる中間生成物生成触媒を配置し、 中間生成物生成触媒上流 の機関排気通路内に燃料供給弁を配置してこの燃料供給弁から中間 生成物生成触媒にミス ト状の燃料を供給し、 中間生成物生成触媒に おいて捕捉されている N〇x又は排気ガス中に含まれる N〇xと供給 された燃料から、 N〇x—分子に対して当量比以上の炭化水素分子 と N〇xとの結合分子からなる中間生成物を生成させ、 中間生成物 生成触媒において生成された中間生成物を N〇x浄化触媒に送り込 んで N〇x浄化触媒において浄化するようにした内燃機関の排気浄 化装置が提供される。
本発明ではこのように酸化剤と還元剤との結合分子からなる極め て反応しやすい中間生成物を生成することにより H Cおよび N O x が N〇x浄化触媒において容易に浄化せしめられる。 図面の簡単な説明
図 1は圧縮着火式内燃機関の全体図、 図 2は N O x吸蔵触媒の触 媒担体の表面部分の断面図、 図 3は圧縮着火式内燃機関の一部の別 の実施例を示す図、 図 4は図 1の小型触媒周りの拡大図、 図 5は種 々の変形例を示す図である。 発明を実施するための最良の形態
図 1 に圧縮着火式内燃機関の全体図を示す。
図 1 を参照すると、 1は機関本体、 2は各気筒の燃焼室、 3は各 燃焼室 2内に夫々燃料を噴射するための電子制御式燃料噴射弁、 4 は吸気マニホルド、 5は排気マニホルドを夫々示す。 吸気マ二ホル ド 4は吸気ダク ト 6を介して排気ターボチャージャ 7のコンプレツ サ 7 aの出口に連結され、 コンプレッサ 7 aの入口は吸入空気量を 検出する吸入空気量検出器 8を介してエアクリーナ 9に連結される 。 吸気ダク ト 6内にはステップモー夕により駆動されるスロッ トル 弁 1 0が配置され、 更に吸気ダク ト 6周りには吸気ダク ト 6内を流 れる吸入空気を冷却するための冷却装置 1 1が配置される。 図 1 に 示される実施例では機関冷却水が冷却装置 1 1 内に導かれ、 機関冷 却水によって吸入空気が冷却される。
一方、 排気マニホルド 5は排気夕一ポチャージャ 7の排気夕一ビ ン 7 bの入口に連結され、 排気夕一ビン 7 bの出口は排気ガス中に 含まれる NOxを吸蔵しうる中間生成物生成触媒 1 2の入口に連結 される。 中間生成物生成触媒 1 2の出口は排気管 1 3を介して排気 浄化触媒 1 4に連結される。 また、 排気マニホルド 5には排気マ二 ホルド 5内を流れる排気ガス中に燃料を供給するための燃料供給弁 1 5が取付けられる。
排気マニホルド 5と吸気マニホルド 4とは排気ガス再循環 （以下 、 E G Rと称す） 通路 1 6を介して互いに連結され、 E G R通路 1 6内には電子制御式 E G R制御弁 1 7が配置される。 また、 E G R 通路 1 6周りには E G R通路 1 6内を流れる E G Rガスを冷却する ための冷却装置 1 8が配置される。 図 1 に示される実施例では機関 冷却水が冷却装置 1 8内に導かれ、 機関冷却水によって E G Rガス が冷却される。 一方、 各燃料噴射弁 3は燃料供給管 1 9 を介してコ モンレール 2 0に連結される。 このコモンレール 2 0内へは電子制 御式の吐出量可変な燃料ポンプ 2 1から燃料が供給され、 コモンレ ール 2 0内に供給された燃料は各燃料供給管 1 9を介して燃料噴射 弁 3に供給される。
本発明では中間生成物生成触媒 1 2は排気ガス中に含まれる NO xを捕捉する機能を有する触媒から構成される。 この中間生成物生 成触媒 1 2は例えばアルミナからなる触媒担体を担持しており、 こ の触媒担体の表面上に排気ガス中に含まれる NOxが捕捉される。 本発明による実施例ではこの中間生成物生成触媒 1 2 として排気ガ ス中の N〇xを捕捉しうる N〇x吸蔵触媒が用いられている。 また、 NOx浄化触媒 1 4としても N〇x吸蔵触媒が用いられている。 そこ でまず初めに N O x吸蔵触媒について説明する。
N〇x吸蔵触媒は例えばアルミナからなる触媒担体を担持した基 体を有しており、 図 2 ( A) , (B) はこの触媒担体 3 0の表面部 分の断面を図解的に示している。 図 2 ( A) ， ( B ) に示されるよ うに触媒担体 3 0の表面上には貴金属触媒 3 1が分散して担持され ており、 更に触媒担体 3 0の表面上には N〇x吸収剤 3 2の層が形 成されている。
本発明による実施例では貴金属触媒 3 1 として白金 P tが用いら れており、 NOx吸収剤 3 2を構成する成分としては例えば力リウ ム K：、 ナトリウム N a、 セシウム C s のようなアルカリ金属、 バリ ゥム B a、 カルシウム C aのようなアルカリ土類、 ランタン L a、 イツ トリウム Yのような希土類から選ばれた少なく とも一つが用い られている。
機関吸気通路、 燃焼室 2および N〇x吸蔵触媒上流の排気通路内 に供給された空気および燃料 （炭化水素） の比を排気ガスの空燃比 と称すると、 NOx吸収剤 3 2は排気ガスの空燃比がリーンのとき には NOxを吸収し、 排気ガス中の酸素濃度が低下すると吸収した NOxを放出する N〇xの吸放出作用を行う。
即ち、 NOx吸収剤 3 2 を構成する成分としてバリウム B aを用 いた場合を例にとって説明すると、 排気ガスの空燃比がリーンのと き、 即ち排気ガス中の酸素濃度が高いときには排気ガス中に含まれ る NOは図 2 ( A) に示されるように白金 P t 3 1上において酸化 されて N02となり、 次いで NOx吸収剤 3 2内に吸収されて炭酸バ リウム B a C 03と結合しながら硝酸イオン N〇3—の形で NOx吸収 剤 3 2内に拡散する。 このようにして NOxが NOx吸収剤 3 2内に 吸収される。 排気ガス中の酸素濃度が高い限り白金 P t 3 1 の表面 で N02が生成され、 N〇x吸収剤 3 2の NOx吸収能力が飽和しな い限り N02が NO x吸収剤 3 2内に吸収されて硝酸イオン N03 -が 生成される。
これに対し、 排気ガスの空燃比がリ ッチ或いは理論空燃比にされ ると排気ガス中の酸素濃度が低下するために反応が逆方向 （NO 3一 →N〇2又は NO) に進み、 斯く して N〇x吸収剤 3 2内の硝酸ィォ ンN03—がN02又はN〇の形でN〇X吸収剤 3 2から放出される。 次いで放出された N〇xは排気ガス中に含まれる未燃 H C， C Oに よって還元される。
このように排気ガスの空燃比がリーンであるとき、 即ちリーン空 燃比のもとで燃焼が行われているときには排気ガス中の N〇xが N Ox吸収剤 3 2内に捕捉され、 吸収される。 しかしながらリーン空 燃比のもとでの燃焼が継続して行われるとその間に NOx吸収剤 3 2の NOx吸収能力が飽和してしまい、 斯く して NOx吸収剤 3 2に より NOxを捕捉し吸収できなくなってしまう。 そこで本発明によ る実施例では NOx吸収剤 3 2の吸収能力が飽和する前に燃料供給 弁 1 5から燃料を供給して NOx吸蔵触媒からなる中間生成物生成 触媒 1 2において中間生成物を生成し、 この中間生成物の生成によ り N Oxを確実に浄化するようにしている。 次にこのことについて 説明する。
本発明による実施例では軽油、 又は軽油を主成分とする重質燃料 がミス ト状に、 即ち微粒子の形で燃料供給弁 1 5から供給される。 この供給燃料の一部は酸化せしめられるが大部分は図 2 (B) に示 されるように白金 P t 3 1の表面や NOx吸収剤 3 2の表面に付着 する。 供給燃料が白金 P t 3 1の表面に付着すると白金 P t 3 1 の 表面上における酸素濃度が低下するので N〇x吸収剤 3 2の N〇3- が図 2 ( B ) に示されるように N〇2又は NOの形で放出される。
N〇2が放出されるとそこには白金 P t 3 1 に付着している炭化 水素 H Cが待構えているので放出された N02は炭化水素 H Cとた だちに反応し、 図 2 ( B ) に示されるように炭化水素 H Cと N〇2 、 即ち炭化水素 H Cと N〇xとの結合分子からなる中間生成物 3 3 が生成される。 なお、 供給燃料中の炭化水素 H Cの炭素数はかなり 多く、 従って中間生成物生成触媒 1 2では吸蔵されている N〇xと 供給された燃料から、 NOx 分子に対して当量比以上の炭化水素 分子と N〇xとの結合分子からなる中間生成物が生成される。
中間生成物生成触媒 1 2において生成されたこれらの中間生成物 は NOx浄化触媒 1 4に送り込まれる。 この中間生成物は還元剤で ある炭化水素 H Cと酸化剤である N〇xとの結合分子であるので極 めて反応しやすく、 従って中間生成物が NOx浄化触媒 1 4に送り 込まれると結合分子内の炭化水素 H Cと NOxとがただちに反応し て NOxは N2に還元され、 N〇xの還元に対して余剰の炭化水素 H Cは酸素と反応して消滅する。 即ち、 NOxは NOx浄化触媒 1 4に おいて良好に浄化されることになる。
一方、 N〇x浄化触媒 1 4には排気ガスの空燃比がリーンのとき に中間生成物生成触媒 1 2において吸蔵されなかった N〇xが吸蔵 されている。 この NO ついては中間生成物生成触媒 1 2から送 り込まれてきた中間生成物の反応熱によって NOx浄化触媒 1 4か らの放出が促進され、 還元作用が促進される。
図 3に中間生成物生成触媒 1 2の別の実施例を示す。 図 3に示さ れるようにこの実施例では中間生成物生成触媒 1 2は N〇x浄化触 媒 1 4上流の機関排気通路内、 即ち排気管 1 3内に配置されており 、 図 3からわかるようにこの中間生成物生成触媒 1 2は N〇x浄化 触媒 1 4よりも体積が小さくかつ N〇x浄化触媒 1 4に流入する排 気ガスの一部が流通する小型触媒からなる。 この小型触媒 1 2上流 の機関排気通路内には、 即ち排気管 1 3内には小型触媒 1 2に燃料 を供給するための燃料供給弁 1 5が配置される。
図 4 ( A ) は図 3における小型触媒 1 2周りの拡大図を示してお り、 図 4 ( B ) は図 4 ( A ) において B— B線に沿ってみた断面図 を示している。 図 4 ( A ) ， ( B ) に示される実施例では小型触媒 1 2は金属薄肉平板と金属薄肉波形板との積層構造からなる基体を 有しており、 この基体の表面上に例えばアルミナからなる触媒担体 の層が形成されていると共にこの触媒担体上には図 2 ( A ) に示さ れるように白金 3 1 と N〇x吸収剤 3 2 とが担持されている。 即ち 、 この小型触媒 1 2は N〇x吸蔵触媒からなる。
図 4 ( A ) ， ( B ) からわかるようにこの小型触媒 1 2は N〇x 浄化触媒 1 4に向かう排気ガスの全流路断面よりも小さな断面、 即 ち排気管 1 3の断面よりも小さな断面を有していると共に、 排気管 1 3内の中央において排気ガスの流れ方向に延びる筒状をなしてい る。 なお、 図 4 ( A ) ， ( B ) に示される実施例では小型触媒 1 2 は円筒状外枠 4 0内に配置されており、 この円筒状外枠 4 0は複数 のステー 4 1 によって排気管 1 3内に支持されている。
なお、 図 3および図 4 ( A ) , ( B ) に示される実施例では図 4 ( A ) において Fで示されるように燃料供給弁 1 5から小型触媒、 即ち中間生成物生成触媒 1 2にミス ト状の燃料を供給したときに中 間生成物生成触媒 1 2内における排気ガスの空燃比が 5以下となる ようにミス ト状燃料 Fの供給量が設定されている。
ところで小型触媒 1 2内は流路抵抗が大きいので小型触媒 1 2内 を流れる排気ガス量は少なく、 従って小型触媒 1 2内における排気 ガスの流速は排気管 1 3内を流れる排気ガスの流速に比べてかなり 遅くなる。 このように排気ガスの流速が遅くなると小型触媒 1 2か らの N〇xの放出作用、 および放出された N〇2と炭化水素 H Cとの 反応が促進され、 斯く して炭化水素 H Cと N〇xとの結合分子から なる中間生成物 3 3の生成作用が促進される。 その結果、 N〇xは NOx浄化触媒 1 4において更に良好に浄化されることになる。
また、 小型触媒 1 2内における排気ガスの空燃比が 5以下となる ようにミス ト状燃料 Fの供給量が設定されていると、 即ち小型触媒 1 2内における排気ガスのリッチ度合が高くされると小型触媒 1 2 からの NOxの放出作用、 および放出された N〇2と炭化水素 H Cと の反応が更に促進され、 斯く して炭化水素 H Cと NOxとの結合分 子からなる中間生成物 3 3の生成作用が更に促進される。 その結果 、 NOxは N〇x浄化触媒 1 4において極めて良好に浄化されること になる。
次に図 5を参照しつつ燃料供給弁 1 5の配置、 或いは小型触媒 1 2の配置又は形状に関する種々の変形例について順次説明する。 まず初めに図 5 ( A) から説明するとこの図 5 ( A) に示される 変形例では燃料供給弁 1 5のノズル口が高温の排気ガス流に直接晒 されないように排気管 1 3の内壁面上に形成された凹部内に配置さ れている。
また、 図 5 (B) に示す変形例では小型触媒 1 2の上流側端面上 に上流側端面の周縁部から上流に向けて延びる トラフ状の燃料案内 部 4 2が形成されており、 燃料供給弁 1 5から燃料案内部 4 2に向 けて燃料が噴射される。
一方、 図 5 (C) に示される変形例では NOx浄化触媒 1 4に向 かう排気管 1 3内の排気ガスの流通路が分岐された一対の流通路 1 3 a , 1 3 bから形成されており、 これら一対の流通路 1 3 a， 1 3 bのうちの一方の流通路 1 3 a内に小型触媒 1 2が配置されてい る。 燃料供給弁 1 5からは小型触媒 1 2の上流側端面に向けて燃料 が噴射される。 この変形例でも N〇x浄化触媒 1 4からみれば上流 側の排気流通路の横断面内における一部領域に小型触媒 1 2が配置 されていることになる。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 機関排気通路内に NOx浄化触媒を配置し、 該 NOx浄化触媒 上流の機関排気通路内に排気ガス中に含まれる N〇xを吸蔵しうる 中間生成物生成触媒を配置し、 該中間生成物生成触媒上流の機関排 気通路内に燃料供給弁を配置して該燃料供給弁から中間生成物生成 触媒にミス ト状の燃料を供給し、 中間生成物生成触媒において捕捉 されている N〇x又は排気ガス中に含まれる NOxと供給された燃料 から、 NOx—分子に対して当量比以上の炭化水素分子と NOxとの 結合分子からなる中間生成物を生成させ、 中間生成物生成触媒にお いて生成された該中間生成物を上記 N〇x浄化触媒に送り込んで該 NOx浄化触媒において浄化するようにした内燃機関の排気浄化装 置。
2. 上記中間生成物生成触媒が、 流入する排気ガスの空燃比がリ ーンのときには排気ガス中に含まれる N〇xを吸蔵し流入する排気 ガスの空燃比が理論空燃比又はリ ッチになると吸蔵した N〇xを放 出する N〇x吸蔵触媒からなる請求項 1 に記載の内燃機関の排気浄 化装置。
3. 上記 NOx浄化触媒が、 流入する排気ガスの空燃比がリーン のときには排気ガス中に含まれる NOxを吸蔵し流入する排気ガス の空燃比が理論空燃比又はリ ッチになると吸蔵した NOxを放出す る NOx吸蔵触媒からなる請求項 1 に記載の内燃機関の排気浄化装 置。
4. 上記中間生成物生成触媒は上記 N〇x浄化触媒より も体積が 小さくかつ NOx浄化触媒に流入する排気ガスの一部が流通する小 型触媒からなる請求項 1 に記載の内燃機関の排気浄化装置。
5. 上記小型触媒は NOx浄化触媒に向かう排気ガスの全流路断 面より も小さな断面を有すると共に排気ガスの流れ方向に延びる筒 状をなす請求項 4に記載の内燃機関の排気浄化装置。
6 . 上記燃料供給弁から中間生成物生成触媒にミス ト状の燃料を 供給したときに中間生成物生成触媒内における排気ガスの空燃比が 5以下となるようにミス ト状燃料の供給量が設定されている請求項 4に記載の内燃機関の排気浄化装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2503120A4 (en) * 2011-02-10 2014-08-27 Toyota Motor Co Ltd EXHAUST GAS CLEANING SYSTEM FOR A COMBUSTION ENGINE

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010082493A1 (ja) * 2009-01-16 2010-07-22 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP5263000B2 (ja) * 2009-05-28 2013-08-14 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気通路構造
CA2755977C (en) * 2010-03-15 2014-01-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust purification system of internal combustion engine
WO2011114499A1 (ja) 2010-03-15 2011-09-22 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
WO2011114500A1 (ja) * 2010-03-15 2011-09-22 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
ES2567463T3 (es) * 2010-03-23 2016-04-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Dispositivo de purificación de gases de escape de motor de combustión interna
US9032711B2 (en) 2010-04-01 2015-05-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust purification system of internal combustion engine
JP5333672B2 (ja) * 2010-07-21 2013-11-06 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
CN102985647B (zh) * 2010-07-28 2015-06-03 丰田自动车株式会社 内燃机的排气净化装置
JP5067511B2 (ja) * 2010-08-30 2012-11-07 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
CN103003539B (zh) * 2010-08-30 2015-03-18 丰田自动车株式会社 内燃机的排气净化装置
ES2600959T3 (es) * 2010-09-02 2017-02-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Método de purificación de NOx de un sistema de purificación de gases de escape de un motor de combustión interna
CN102713189B (zh) * 2010-09-02 2014-10-15 丰田自动车株式会社 内燃机的排气净化装置
JP5561059B2 (ja) * 2010-09-17 2014-07-30 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US9034267B2 (en) 2010-10-04 2015-05-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust purification system of internal combustion engine
CN103154455B (zh) * 2010-10-04 2015-07-15 丰田自动车株式会社 内燃机的排气净化装置
EP2617959B1 (en) * 2010-10-18 2019-03-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Nox purification method of an exhaust purification system of an internal combustion engine
WO2012077240A1 (ja) * 2010-12-06 2012-06-14 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
EP2495410B1 (en) * 2010-12-20 2020-02-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purification method for an internal combustion engine
BRPI1014480B1 (pt) 2010-12-24 2022-02-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Sistema de purificação do escapamento de motor de combustão interna
CN102753794B (zh) 2011-02-07 2015-05-13 丰田自动车株式会社 内燃机的排气净化装置
WO2012124173A1 (ja) 2011-03-17 2012-09-20 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
EP2532852B1 (en) 2011-04-15 2016-08-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust purification method of internal combustion engine
US8820054B2 (en) * 2011-07-14 2014-09-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust purification system of internal combustion engine
CN103998731B (zh) 2011-11-07 2016-11-16 丰田自动车株式会社 内燃机的排气净化装置
EP2626529B1 (en) 2011-11-09 2015-10-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust purification device for internal combustion engine
EP2626528B1 (en) 2011-11-30 2016-10-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust purification device for internal combustion engine
JP5273303B1 (ja) 2011-11-30 2013-08-28 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP5392411B1 (ja) 2012-02-07 2014-01-22 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001293374A (ja) * 2000-04-12 2001-10-23 Nissan Motor Co Ltd 排気ガス浄化用触媒及び排気ガス浄化システム
JP2003524107A (ja) * 2000-02-22 2003-08-12 エンゲルハード・コーポレーシヨン ＮＯｘの一時的放出を還元するためのシステム
JP2004108176A (ja) 2002-09-13 2004-04-08 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
JP2006506581A (ja) * 2002-11-15 2006-02-23 カタリティカ エナジー システムズ， インコーポレイテッド 希薄燃焼エンジンからのＮＯｘ排出を低減するための装置および方法
JP2006507926A (ja) * 2002-11-27 2006-03-09 ボルボ テクノロジー コーポレイション Ｎｏｘ化合物の還元のための触媒ユニット

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04243525A (ja) * 1991-01-22 1992-08-31 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
JP3491341B2 (ja) 1994-06-24 2004-01-26 いすゞ自動車株式会社 ディーゼル機関の排気浄化装置
US6038853A (en) * 1996-08-19 2000-03-21 The Regents Of The University Of California Plasma-assisted catalytic storage reduction system
JP3536713B2 (ja) 1999-03-05 2004-06-14 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US6375910B1 (en) 1999-04-02 2002-04-23 Engelhard Corporation Multi-zoned catalytic trap and methods of making and using the same
US6481200B1 (en) * 1999-10-22 2002-11-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Catalyst warming apparatus of internal combustion engine
JP2001283374A (ja) 2000-03-28 2001-10-12 Oki Electric Ind Co Ltd 交通流計測システム
US7082753B2 (en) 2001-12-03 2006-08-01 Catalytica Energy Systems, Inc. System and methods for improved emission control of internal combustion engines using pulsed fuel flow
JP4045803B2 (ja) 2002-01-09 2008-02-13 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化触媒還元方法及び装置
DE10308288B4 (de) 2003-02-26 2006-09-28 Umicore Ag & Co. Kg Verfahren zur Entfernung von Stickoxiden aus dem Abgas eines mager betriebenen Verbrennungsmotors und Abgasreinigungsanlage hierzu
CN1208118C (zh) * 2003-05-27 2005-06-29 清华大学 一种贫燃型车用发动机排气催化净化方法
JP4020054B2 (ja) 2003-09-24 2007-12-12 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化システム
JP4413020B2 (ja) * 2004-01-21 2010-02-10 ヤンマー株式会社 排気ガス浄化装置及びその制御方法
JP4044908B2 (ja) * 2004-03-11 2008-02-06 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
SE527023C2 (sv) * 2004-04-27 2005-12-06 Koenigsegg Automotive Ab Avgasrenare för förbränningsmotorer med förkatalysator, huvudkatalysator samt en förbiledningskanal
DE102004056791B4 (de) * 2004-11-24 2007-04-19 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Abgasanlage
CN101091039B (zh) * 2004-12-23 2010-05-12 乌米科雷股份两合公司 用于监测氮氧化物储存催化剂的氮氧化物储存容量的方法
JP2006207531A (ja) * 2005-01-31 2006-08-10 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 消音器一体型脱硝装置並びに該脱硝装置を備えた内燃機関及び該内燃機関を備えた発電システム
US20060168948A1 (en) 2005-02-02 2006-08-03 Lifeng Xu Alumina-based lean NOx trap system and method of use
JP2006233894A (ja) * 2005-02-25 2006-09-07 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
EP1698766A1 (en) * 2005-03-04 2006-09-06 Ford Global Technologies, LLC, A subsidary of Ford Motor Company Exhaust emission aftertreatment device for reducing nitrogen oxides (NOx) emissions of an internal combustion engine and method for controlling said device
US7644578B2 (en) * 2005-11-07 2010-01-12 Delphi Technologies, Inc. Vehicle exhaust aftertreatment system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003524107A (ja) * 2000-02-22 2003-08-12 エンゲルハード・コーポレーシヨン ＮＯｘの一時的放出を還元するためのシステム
JP2001293374A (ja) * 2000-04-12 2001-10-23 Nissan Motor Co Ltd 排気ガス浄化用触媒及び排気ガス浄化システム
JP2004108176A (ja) 2002-09-13 2004-04-08 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
JP2006506581A (ja) * 2002-11-15 2006-02-23 カタリティカ エナジー システムズ， インコーポレイテッド 希薄燃焼エンジンからのＮＯｘ排出を低減するための装置および方法
JP2006507926A (ja) * 2002-11-27 2006-03-09 ボルボ テクノロジー コーポレイション Ｎｏｘ化合物の還元のための触媒ユニット

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2063078A4 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2503120A4 (en) * 2011-02-10 2014-08-27 Toyota Motor Co Ltd EXHAUST GAS CLEANING SYSTEM FOR A COMBUSTION ENGINE

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