JP2002129951A - 自動車用排気浄化システム - Google Patents
自動車用排気浄化システムInfo
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 低背圧化、高転化率化、低コスト化を達成で
きる自動車用排気浄化システムを提供する。 【解決手段】 マニホールド触媒コンバータ１が壁厚３
０μｍ、セル数６００、容量０．７Ｌのメタル担体に貴
金属を担持した三元触媒を備え、床下触媒コンバータ２
が壁厚５０μｍ、セル数４００、容量１．３Ｌのメタル
担体にアルカリ金属ないしアルカリ土類金属を担持した
ＮＯｘ吸蔵触媒および貴金属を担持した三元触媒からな
る上流側触媒と壁厚５０μｍ、セル数２００、容量０．
６５Ｌのメタル担体にゼオライトを担持したＨＣ吸着触
媒および貴金属を担持した三元触媒からなる下流側触媒
を備え、上流側触媒がＮＯｘ吸蔵触媒と三元触媒の複合
体、下流側触媒がＨＣ吸着触媒と三元触媒の二層塗布構
造体からなる構成。
きる自動車用排気浄化システムを提供する。 【解決手段】 マニホールド触媒コンバータ１が壁厚３
０μｍ、セル数６００、容量０．７Ｌのメタル担体に貴
金属を担持した三元触媒を備え、床下触媒コンバータ２
が壁厚５０μｍ、セル数４００、容量１．３Ｌのメタル
担体にアルカリ金属ないしアルカリ土類金属を担持した
ＮＯｘ吸蔵触媒および貴金属を担持した三元触媒からな
る上流側触媒と壁厚５０μｍ、セル数２００、容量０．
６５Ｌのメタル担体にゼオライトを担持したＨＣ吸着触
媒および貴金属を担持した三元触媒からなる下流側触媒
を備え、上流側触媒がＮＯｘ吸蔵触媒と三元触媒の複合
体、下流側触媒がＨＣ吸着触媒と三元触媒の二層塗布構
造体からなる構成。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガソリンエンジン
の低背圧、低コスト、高転化率を同時に達成できる自動
車用排気浄化システムに関し、特に燃料直接噴射式高排
気量のガソリンエンジンに好適な自動車用排気浄化シス
テムに関する。
の低背圧、低コスト、高転化率を同時に達成できる自動
車用排気浄化システムに関し、特に燃料直接噴射式高排
気量のガソリンエンジンに好適な自動車用排気浄化シス
テムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ガソリンエンジンの排気ガスを触
媒方式で浄化する場合、エキゾーストマニホールドの近
辺あるいは車体床下に触媒コンバータを配置して行われ
る。この排気ガスの規制値は年々厳しくなっているが、
近年採用されることが多くなっている高排気量、燃料直
接噴射方式のエンジンにおいては、その排気ガスの成分
が、浄化が必要とされるＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭
化水素）、ＮＯｘ（窒素酸化物）などに顕著化している
ことから、酸化触媒（ＣＯ、ＨＣ）、還元触媒（ＮＯ
ｘ）、三元触媒（ＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ）など機能別触媒
を連設して浄化するシステムが採用されている。
媒方式で浄化する場合、エキゾーストマニホールドの近
辺あるいは車体床下に触媒コンバータを配置して行われ
る。この排気ガスの規制値は年々厳しくなっているが、
近年採用されることが多くなっている高排気量、燃料直
接噴射方式のエンジンにおいては、その排気ガスの成分
が、浄化が必要とされるＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭
化水素）、ＮＯｘ（窒素酸化物）などに顕著化している
ことから、酸化触媒（ＣＯ、ＨＣ）、還元触媒（ＮＯ
ｘ）、三元触媒（ＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ）など機能別触媒
を連設して浄化するシステムが採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘを含む排ガスを、酸化触媒、
還元触媒、三元触媒など機能別触媒をそのまま連設して
浄化するシステムであると、低背圧化、高転化率化、低
コスト化を阻害するという問題があった。
ようにＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘを含む排ガスを、酸化触媒、
還元触媒、三元触媒など機能別触媒をそのまま連設して
浄化するシステムであると、低背圧化、高転化率化、低
コスト化を阻害するという問題があった。
【０００４】本発明が解決しようとする課題は、ＣＯ、
ＨＣ、ＮＯｘなどの排ガス成分の浄化において３形式の
機能別触媒が連係して補完し合って総合的に過不足の無
い浄化を行うようにすることにより、無駄を省き低背圧
化、高転化率化、低コスト化を達成した排気浄化システ
ムを提供し、特にガソリン直接噴射式の高排気量エンジ
ンに適した自動車用排気浄化システムを提供することに
ある。
ＨＣ、ＮＯｘなどの排ガス成分の浄化において３形式の
機能別触媒が連係して補完し合って総合的に過不足の無
い浄化を行うようにすることにより、無駄を省き低背圧
化、高転化率化、低コスト化を達成した排気浄化システ
ムを提供し、特にガソリン直接噴射式の高排気量エンジ
ンに適した自動車用排気浄化システムを提供することに
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明請求項１記載の自動車用排気浄化システムに
あっては、メタル担体を備えたマニホールド触媒コンバ
ータと床下触媒コンバータとを連設した自動車用ガソリ
ンエンジンの排気ガスの浄化システムであって、前記マ
ニホールド触媒コンバータは、壁厚３０μｍ、セル数６
００のメタル担体に貴金属を担持した三元触媒からなる
単相コアを備え、前記床下触媒コンバータは、壁厚５０
μｍ、セル数４００のメタル担体にアルカリ金属ないし
アルカリ土類金属を担持したＮＯｘ吸蔵触媒および貴金
属を担持した三元触媒からなる上流側コアと、壁厚５０
μｍ、セル数２００のメタル担体にゼオライトを担持し
たＨＣ吸着触媒および貴金属を担持した三元触媒からな
る下流側コアを備えたことを特徴とする。
に、本発明請求項１記載の自動車用排気浄化システムに
あっては、メタル担体を備えたマニホールド触媒コンバ
ータと床下触媒コンバータとを連設した自動車用ガソリ
ンエンジンの排気ガスの浄化システムであって、前記マ
ニホールド触媒コンバータは、壁厚３０μｍ、セル数６
００のメタル担体に貴金属を担持した三元触媒からなる
単相コアを備え、前記床下触媒コンバータは、壁厚５０
μｍ、セル数４００のメタル担体にアルカリ金属ないし
アルカリ土類金属を担持したＮＯｘ吸蔵触媒および貴金
属を担持した三元触媒からなる上流側コアと、壁厚５０
μｍ、セル数２００のメタル担体にゼオライトを担持し
たＨＣ吸着触媒および貴金属を担持した三元触媒からな
る下流側コアを備えたことを特徴とする。
【０００６】請求項２記載の自動車用排気浄化システム
にあっては、請求項１記載の自動車用排気浄化システム
において、前記自動車用ガソリンエンジンは、燃料直接
噴射式エンジンであることを特徴とする。
にあっては、請求項１記載の自動車用排気浄化システム
において、前記自動車用ガソリンエンジンは、燃料直接
噴射式エンジンであることを特徴とする。
【０００７】請求項３記載の自動車用排気浄化システム
にあっては、請求項１または請求項２に記載の自動車用
排気浄化システムにおいて、前記マニホールド触媒コン
バータの単相コアの担体容量は０．７Ｌであり、前記床
下触媒コンバータの上流側コアの担体容量は１．３Ｌ、
下流側コアの担体容量は０．６５Ｌであると共に、エン
ジンは排気量が４．５ＬのＶ型８気筒であることを特徴
とする。
にあっては、請求項１または請求項２に記載の自動車用
排気浄化システムにおいて、前記マニホールド触媒コン
バータの単相コアの担体容量は０．７Ｌであり、前記床
下触媒コンバータの上流側コアの担体容量は１．３Ｌ、
下流側コアの担体容量は０．６５Ｌであると共に、エン
ジンは排気量が４．５ＬのＶ型８気筒であることを特徴
とする。
【０００８】請求項４記載の自動車用排気浄化システム
にあっては、請求項１ないし請求項３のうちいずれかの
項に記載の自動車用排気浄化システムにおいて、床下触
媒コンバータは上流側コアと下流側コアとを所望の間隔
を介して一つのケース内に配置してあることを特徴とす
る。
にあっては、請求項１ないし請求項３のうちいずれかの
項に記載の自動車用排気浄化システムにおいて、床下触
媒コンバータは上流側コアと下流側コアとを所望の間隔
を介して一つのケース内に配置してあることを特徴とす
る。
【０００９】
【作用および効果】本発明のマニホールド触媒コンバー
タをまとめると第１表のようになる。
タをまとめると第１表のようになる。
【００１０】
【表１】
【００１１】また、床下触媒コンバータをまとめると第
２表のようになる。
２表のようになる。
【００１２】
【表２】
【００１３】表に示すように、本発明の自動車用排気浄
化システムでは、マニホールド触媒コンバータが、三元
触媒により、ＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘを浄化する。この場
合、単相コアのセル数が６００と密となっていることか
ら、排ガスの接触が十分に行われると共に、３０μｍの
薄壁となっていることから昇温速度を早め、担持した触
媒の早期活性化が得られる。
化システムでは、マニホールド触媒コンバータが、三元
触媒により、ＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘを浄化する。この場
合、単相コアのセル数が６００と密となっていることか
ら、排ガスの接触が十分に行われると共に、３０μｍの
薄壁となっていることから昇温速度を早め、担持した触
媒の早期活性化が得られる。
【００１４】床下触媒コンバータは、ＮＯｘ吸蔵触媒と
三元触媒とを混在させた複合型の上流側コアと、ＨＣ吸
着触媒の上に三元触媒を塗布した二層型の下流側コアと
を所望の間隔を介して一つのケースに収納した構造とな
っており、下流側での昇温、反応も効率よく行う。上流
側コアは、昇温性能を特に必要としないことから壁厚５
０μｍ、セル数４００の標準品でコストの安い担体を使
用できる。燃料直接噴射式エンジンの場合、リーン（ガ
ソリン希薄状態）領域が拡大しているため、このリーン
時にＮＯｘを吸着し、ストイキ時（理論空燃比時）にＮ
Ｏｘを脱離して下流側の三元触媒でＮＯｘを還元し浄化
する。
三元触媒とを混在させた複合型の上流側コアと、ＨＣ吸
着触媒の上に三元触媒を塗布した二層型の下流側コアと
を所望の間隔を介して一つのケースに収納した構造とな
っており、下流側での昇温、反応も効率よく行う。上流
側コアは、昇温性能を特に必要としないことから壁厚５
０μｍ、セル数４００の標準品でコストの安い担体を使
用できる。燃料直接噴射式エンジンの場合、リーン（ガ
ソリン希薄状態）領域が拡大しているため、このリーン
時にＮＯｘを吸着し、ストイキ時（理論空燃比時）にＮ
Ｏｘを脱離して下流側の三元触媒でＮＯｘを還元し浄化
する。
【００１５】また、下流側コアは、セル数を２００とす
ることにより、ＨＣ吸着触媒表面に三元触媒を塗布した
二層構造で塗膜が厚くなるのを可能とし、壁厚を５０μ
ｍとすることにより、担体強度を確保した。この下流側
において、ガソリンリッチ時はＨＣ吸着をし、ストイキ
時にＮＯｘ吸蔵触媒から脱離されたＮＯｘを、ＨＣ吸着
触媒から放出されたＨＣで酸化還元反応をし浄化する。
従って、本発明の自動車用排気浄化システムにあって
は、上記のように構造的、反応作用的に効率の良いシス
テム構成としたため、低背圧化、高転化率化、低コスト
化を達成することができた。
ることにより、ＨＣ吸着触媒表面に三元触媒を塗布した
二層構造で塗膜が厚くなるのを可能とし、壁厚を５０μ
ｍとすることにより、担体強度を確保した。この下流側
において、ガソリンリッチ時はＨＣ吸着をし、ストイキ
時にＮＯｘ吸蔵触媒から脱離されたＮＯｘを、ＨＣ吸着
触媒から放出されたＨＣで酸化還元反応をし浄化する。
従って、本発明の自動車用排気浄化システムにあって
は、上記のように構造的、反応作用的に効率の良いシス
テム構成としたため、低背圧化、高転化率化、低コスト
化を達成することができた。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
により説明する。図１は実施の形態のＶ型８気筒燃料直
接噴射式ガソリンエンジンの自動車用排気浄化システム
を示す説明図、図２は同マニホールド触媒コンバータを
示す断面図、図３は同床下触媒コンバータを示す断面図
であり、図に示すように、自動車用排気浄化システム
は、エンジンＥの片バンク毎にマニホールド触媒コンバ
ータ１と床下触媒コンバータ２をそれぞれ備えている。
前記ガソリンエンジンは、本実施の形態では排気量４．
５Ｌとなっている。
により説明する。図１は実施の形態のＶ型８気筒燃料直
接噴射式ガソリンエンジンの自動車用排気浄化システム
を示す説明図、図２は同マニホールド触媒コンバータを
示す断面図、図３は同床下触媒コンバータを示す断面図
であり、図に示すように、自動車用排気浄化システム
は、エンジンＥの片バンク毎にマニホールド触媒コンバ
ータ１と床下触媒コンバータ２をそれぞれ備えている。
前記ガソリンエンジンは、本実施の形態では排気量４．
５Ｌとなっている。
【００１７】まず、マニホールド触媒コンバータ１を説
明する。このマニホールド触媒コンバータ１は、エキゾ
ーストマニホールド３の終端に直接連設されたもので、
保温用カバーが被着され、ケース４内部には三元触媒か
らなる単相コア５が収納されている。前記単相コア５
は、後述するメタル担体６の表面にウォッシュコートと
称するγ−アルミナからなる基材を塗布し、それにＰ
ｔ、Ｒｈ、Ｐｄなどの貴金属を担持したいわゆる三元触
媒から形成されている。また、前記メタル担体６は、材
質２０Ｃｒ−５Ａｌフェライト型ＳＵＳ合金により、ハ
ニカム型、壁厚３０μｍ、６００セル、容量０．７Ｌに
形成したものである。尚、前記メタル担体６を構成する
ハニカムは、平箔と波箔とを巻回することにより形成さ
れる。
明する。このマニホールド触媒コンバータ１は、エキゾ
ーストマニホールド３の終端に直接連設されたもので、
保温用カバーが被着され、ケース４内部には三元触媒か
らなる単相コア５が収納されている。前記単相コア５
は、後述するメタル担体６の表面にウォッシュコートと
称するγ−アルミナからなる基材を塗布し、それにＰ
ｔ、Ｒｈ、Ｐｄなどの貴金属を担持したいわゆる三元触
媒から形成されている。また、前記メタル担体６は、材
質２０Ｃｒ−５Ａｌフェライト型ＳＵＳ合金により、ハ
ニカム型、壁厚３０μｍ、６００セル、容量０．７Ｌに
形成したものである。尚、前記メタル担体６を構成する
ハニカムは、平箔と波箔とを巻回することにより形成さ
れる。
【００１８】次に、床下触媒コンバータ２を説明する。
この床下触媒コンバータ２は、ケース７内に上流側コア
８と下流側コア９とが軸方向に間隔１１を介して同軸状
に配置されている。これらのコア８、９をこのように配
置することにより、セル密度が異なるコア間を排気ガス
が背圧を上げることなく流下するようになっている。
尚、この条件を満たすために、本実施の形態では、前記
間隔１１は、この間隔１１と前記セル数のコア８または
９の端面表面積との比が５．０３×１０-4となるような
数値が採用されている。この比の許容範囲としては、
３．３５×１０-4〜６．７１×１０-4となっている。こ
の比は、この床下触媒コンバータ２の許容背圧値との関
係で実験により決められたもので、前記コア８、９の端
面表面積が大きくなると間隔１１も広くなる。前記上流
側コア８は、メタル担体１０の表面にウォッシュコート
と称するγ−アルミナからなる基材を塗布し、それにＰ
ｔ、Ｒｈ、Ｐｄなどの貴金属からなる三元触媒と、セシ
ウム、カリウムなどのアルカリ金属ないしバリウムなど
のアルカリ土類金属のうち、少なくとも一種からなるＮ
Ｏｘ吸蔵触媒とを混在させた複合構造となっている。ま
た、前記メタル担体１０は、材質２０Ｃｒ−５Ａｌフェ
ライト型ＳＵＳ合金により、ハニカム型、壁厚５０μ
ｍ、４００セル、容量１．３Ｌが使用されている。この
場合、ＮＯｘはリーン燃焼時に発生するので、昇温性能
は特に必要とするものでなく、このため一般標準品を採
用してコストダウンを図っている。
この床下触媒コンバータ２は、ケース７内に上流側コア
８と下流側コア９とが軸方向に間隔１１を介して同軸状
に配置されている。これらのコア８、９をこのように配
置することにより、セル密度が異なるコア間を排気ガス
が背圧を上げることなく流下するようになっている。
尚、この条件を満たすために、本実施の形態では、前記
間隔１１は、この間隔１１と前記セル数のコア８または
９の端面表面積との比が５．０３×１０-4となるような
数値が採用されている。この比の許容範囲としては、
３．３５×１０-4〜６．７１×１０-4となっている。こ
の比は、この床下触媒コンバータ２の許容背圧値との関
係で実験により決められたもので、前記コア８、９の端
面表面積が大きくなると間隔１１も広くなる。前記上流
側コア８は、メタル担体１０の表面にウォッシュコート
と称するγ−アルミナからなる基材を塗布し、それにＰ
ｔ、Ｒｈ、Ｐｄなどの貴金属からなる三元触媒と、セシ
ウム、カリウムなどのアルカリ金属ないしバリウムなど
のアルカリ土類金属のうち、少なくとも一種からなるＮ
Ｏｘ吸蔵触媒とを混在させた複合構造となっている。ま
た、前記メタル担体１０は、材質２０Ｃｒ−５Ａｌフェ
ライト型ＳＵＳ合金により、ハニカム型、壁厚５０μ
ｍ、４００セル、容量１．３Ｌが使用されている。この
場合、ＮＯｘはリーン燃焼時に発生するので、昇温性能
は特に必要とするものでなく、このため一般標準品を採
用してコストダウンを図っている。
【００１９】前記下流側コア９は、メタル担体１２の表
面にゼオライトを塗布してＨＣ吸着触媒層を形成し、更
にその上にＰｔ、Ｒｈ、Ｐｄなどの貴金属からなる三元
触媒を塗布した二層構造となっている。また、前記メタ
ル担体１２は、材質２０Ｃｒ−５Ａｌフェライト型ＳＵ
Ｓ合金により、ハニカム型、壁厚５０μｍ、２００セ
ル、容量０．６５Ｌに形成したものである。
面にゼオライトを塗布してＨＣ吸着触媒層を形成し、更
にその上にＰｔ、Ｒｈ、Ｐｄなどの貴金属からなる三元
触媒を塗布した二層構造となっている。また、前記メタ
ル担体１２は、材質２０Ｃｒ−５Ａｌフェライト型ＳＵ
Ｓ合金により、ハニカム型、壁厚５０μｍ、２００セ
ル、容量０．６５Ｌに形成したものである。
【００２０】次に、実施の形態の作用を説明する。ま
ず、マニホールド触媒コンバータ１は三元触媒が用いら
れ、エンジンから排出された排気ガスのＣＯ、ＨＣ、Ｎ
Ｏｘを酸化還元反応により浄化する。その反応は次式の
ようになされる。 ２ＣＯ＋Ｏ2 →２ＣＯ2 ４ＨＣ＋５Ｏ2 →２Ｈ2 Ｏ＋４ＣＯ2 ＨＣ＋ＮＯｘ→Ｈ2 Ｏ＋Ｎ2 ＋ＣＯ2 床下触媒コンバータ２は、三元触媒とＮＯｘ吸蔵触媒と
の複合構造の上流側コア８およびＨＣ吸着触媒と三元触
媒との二層構造の下流側コア９からなり、マニホールド
触媒コンバータ１で未浄化の排気ガスを浄化する。
ず、マニホールド触媒コンバータ１は三元触媒が用いら
れ、エンジンから排出された排気ガスのＣＯ、ＨＣ、Ｎ
Ｏｘを酸化還元反応により浄化する。その反応は次式の
ようになされる。 ２ＣＯ＋Ｏ2 →２ＣＯ2 ４ＨＣ＋５Ｏ2 →２Ｈ2 Ｏ＋４ＣＯ2 ＨＣ＋ＮＯｘ→Ｈ2 Ｏ＋Ｎ2 ＋ＣＯ2 床下触媒コンバータ２は、三元触媒とＮＯｘ吸蔵触媒と
の複合構造の上流側コア８およびＨＣ吸着触媒と三元触
媒との二層構造の下流側コア９からなり、マニホールド
触媒コンバータ１で未浄化の排気ガスを浄化する。
【００２１】自動車の使用状態による前記各々の触媒を
備えたコアの作用は、以下のように行われる。 （１）点火し易いようにガソリンリッチにしたエンジン
始動時：主に未燃焼ＨＣが発生する領域であり、単相コ
ア５の三元触媒にて浄化しきれずに残存したＨＣは、下
流側コア９のＨＣ吸着触媒に吸着される。また、排気ガ
スは、壁厚３０μｍ、容量０．７Ｌという、あまり熱容
量が大きくないと共にセル数６００という排気ガスとの
接触機会が大きい単相コア５を速やかに加熱して昇温さ
せるので、この単相コア５は、短時間に触媒活性を発揮
する。更に、単相コア５は、容量を０．７Ｌとすること
で、ＨＣが完全に浄化されずに残存するようにし、この
ＨＣが後流の上流側コア８でのＮＯｘとＨＣとの酸化還
元反応に供するようにしている。
備えたコアの作用は、以下のように行われる。 （１）点火し易いようにガソリンリッチにしたエンジン
始動時：主に未燃焼ＨＣが発生する領域であり、単相コ
ア５の三元触媒にて浄化しきれずに残存したＨＣは、下
流側コア９のＨＣ吸着触媒に吸着される。また、排気ガ
スは、壁厚３０μｍ、容量０．７Ｌという、あまり熱容
量が大きくないと共にセル数６００という排気ガスとの
接触機会が大きい単相コア５を速やかに加熱して昇温さ
せるので、この単相コア５は、短時間に触媒活性を発揮
する。更に、単相コア５は、容量を０．７Ｌとすること
で、ＨＣが完全に浄化されずに残存するようにし、この
ＨＣが後流の上流側コア８でのＮＯｘとＨＣとの酸化還
元反応に供するようにしている。
【００２２】（２）ストイキ時（理論空燃比状態）：Ｃ
Ｏ、ＨＣ、ＮＯｘは、酸化・還元反応で最もバランス良
く効率的に浄化される。、、の反応がバランス良
く行われる。同時に、後述するように、リーン時に吸蔵
されたＮＯｘが放出され、三元触媒により浄化される。
また、前記ＨＣ吸着触媒に吸着されたＨＣが放出され、
三元触媒により浄化される。
Ｏ、ＨＣ、ＮＯｘは、酸化・還元反応で最もバランス良
く効率的に浄化される。、、の反応がバランス良
く行われる。同時に、後述するように、リーン時に吸蔵
されたＮＯｘが放出され、三元触媒により浄化される。
また、前記ＨＣ吸着触媒に吸着されたＨＣが放出され、
三元触媒により浄化される。
【００２３】（３）リーン時（希薄燃焼状態）：主にＮ
Ｏｘが発生する領域であり、単相コア５の三元触媒で浄
化されきれずに残存したＮＯｘはＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵
される。ＣＯ、ＨＣは、三元触媒により酸化反応で浄化
される。また、これらストイキ時およびリーン時は、排
気ガス量も多量であるが、排気ガスが所望の背圧下で流
下するように、単相コア５は壁厚３０μｍ、セル数６０
０、容量０．７Ｌ、上流側コア８は壁厚５０μｍ、セル
数４００、容量１．３Ｌ、および下流側コア９は壁厚５
０μｍ、セル数２００、容量０．６５Ｌと設計されてい
るので、無用な背圧の増加はない。更に、上流側コア８
と下流側コア９とは、セル密度が異なっているが、これ
ら両コア８、９は所望の間隔１１を介して設置されてい
るので、壁端に直接排気ガスが衝突することによる背圧
の増加は防止されている。その上、上流側コア８は、壁
厚５０μｍ、セル数４００で容量１．３Ｌと三者のコア
中最大の容量であるが、前記両コア８、９間の間隔１１
で排気ガスが一気に解放されると共に均一化され、か
つ、壁厚５０μｍ、セル数２００で容量０．６５Ｌとい
う抵抗の少ない下流側コア９を流下するので、これによ
っても最大容量の上流側コア８での背圧増加は、可及的
に防止されている。
Ｏｘが発生する領域であり、単相コア５の三元触媒で浄
化されきれずに残存したＮＯｘはＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵
される。ＣＯ、ＨＣは、三元触媒により酸化反応で浄化
される。また、これらストイキ時およびリーン時は、排
気ガス量も多量であるが、排気ガスが所望の背圧下で流
下するように、単相コア５は壁厚３０μｍ、セル数６０
０、容量０．７Ｌ、上流側コア８は壁厚５０μｍ、セル
数４００、容量１．３Ｌ、および下流側コア９は壁厚５
０μｍ、セル数２００、容量０．６５Ｌと設計されてい
るので、無用な背圧の増加はない。更に、上流側コア８
と下流側コア９とは、セル密度が異なっているが、これ
ら両コア８、９は所望の間隔１１を介して設置されてい
るので、壁端に直接排気ガスが衝突することによる背圧
の増加は防止されている。その上、上流側コア８は、壁
厚５０μｍ、セル数４００で容量１．３Ｌと三者のコア
中最大の容量であるが、前記両コア８、９間の間隔１１
で排気ガスが一気に解放されると共に均一化され、か
つ、壁厚５０μｍ、セル数２００で容量０．６５Ｌとい
う抵抗の少ない下流側コア９を流下するので、これによ
っても最大容量の上流側コア８での背圧増加は、可及的
に防止されている。
【００２４】さらにまた、下流側のメタル担体１２は、
セル数を２００とすることにより、ＨＣ吸着触媒表面に
三元触媒を塗布した二層構造で塗膜が厚くなるのを可能
とし、壁厚を５０μｍとすることにより、セル拡大して
も十分な強度を確保できている。以上のように各部無駄
が無く効率的に作用するシステム構成とすることによ
り、自動車用排気浄化システムの低背圧化、高転化率
化、低コスト化を達成することができた。
セル数を２００とすることにより、ＨＣ吸着触媒表面に
三元触媒を塗布した二層構造で塗膜が厚くなるのを可能
とし、壁厚を５０μｍとすることにより、セル拡大して
も十分な強度を確保できている。以上のように各部無駄
が無く効率的に作用するシステム構成とすることによ
り、自動車用排気浄化システムの低背圧化、高転化率
化、低コスト化を達成することができた。
【００２５】以上、本発明の実施の形態を説明してきた
が、本発明の具体的な構成は上記実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計
変更などがあっても本発明に含まれる。例えばメタル担
体の材質、容量などの具体的数値はエンジン排気量など
のエンジン仕様に応じて任意に変更できる。
が、本発明の具体的な構成は上記実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計
変更などがあっても本発明に含まれる。例えばメタル担
体の材質、容量などの具体的数値はエンジン排気量など
のエンジン仕様に応じて任意に変更できる。
【図１】本発明実施の形態の自動車用排気浄化システム
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図２】実施の形態の自動車用排気浄化システムにおけ
るマニホールド触媒コンバータを示す断面図である。
るマニホールド触媒コンバータを示す断面図である。
【図３】実施の形態の自動車用排気浄化システムにおけ
る床下触媒コンバータを示す断面図である。
る床下触媒コンバータを示す断面図である。
Ｅ エンジン １ マニホールド触媒コンバータ ２ 床下触媒コンバータ ３ エキゾーストマニホールド ４ マニホールド触媒コンバータのケース ５ マニホールド触媒コンバータのコア ６ マニホールド触媒コンバータのメタル担体 ７ 床下触媒コンバータのケース ８ 床下触媒コンバータの上流側コア ９ 床下触媒コンバータの下流側コア １０ 上流側コアのメタル担体 １１ 上流側コアと下流側コアとの軸方向間隔 １２ 下流側コアのメタル担体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０１Ｊ 23/40 Ｂ０１Ｊ 29/068 Ａ 23/58 35/04 ３０１Ｋ 29/068 Ｆ０１Ｎ 3/08 Ａ 35/04 ３０１ 3/10 Ａ Ｆ０１Ｎ 3/08 Ｂ０１Ｄ 53/36 ＺＡＢ 3/10 １０２Ｈ １０４Ａ Ｆターム(参考） 3G091 AA02 AA12 AA17 AA24 AA28 AA29 AB03 AB06 AB09 AB10 BA01 BA03 BA14 BA15 BA19 BA38 CB02 FA02 FA04 FB02 FB10 FB11 FB12 FC07 GA06 GA19 GB01X GB05W GB06W GB07W GB09X GB09Y HA03 HA11 HA12 HA47 4D048 AA06 AA13 AA18 AB05 BA01Y BA02Y BA11X BA14X BA15X BA30X BA31X BA33X BA39X BB02 CA01 CC32 CC38 CC46 EA04 EA08 4G069 AA03 BA07A BA07B BA17 BA18 BC01A BC03A BC03B BC06A BC06B BC08A BC13A BC13B BC69A BC71A BC71B BC72A BC72B BC75A BC75B CA03 CA09 EA18 EA20 EB12X EB12Y EB14X EB14Y EB15X EB15Y EE09 ZA01A ZA01B ZF05A ZF05B
Claims (4)
- 【請求項１】 メタル担体を備えたマニホールド触媒コ
ンバータと床下触媒コンバータとを連設した自動車用ガ
ソリンエンジンの排気ガスの浄化システムであって、 前記マニホールド触媒コンバータは、壁厚３０μｍ、セ
ル数６００のメタル担体に貴金属を担持した三元触媒か
らなる単相コアを備え、 前記床下触媒コンバータは、壁厚５０μｍ、セル数４０
０のメタル担体にアルカリ金属ないしアルカリ土類金属
を担持したＮＯｘ吸蔵触媒および貴金属を担持した三元
触媒からなる上流側コアと、壁厚５０μｍ、セル数２０
０のメタル担体にゼオライトを担持したＨＣ吸着触媒お
よび貴金属を担持した三元触媒からなる下流側コアを備
えたことを特徴とする自動車用排気浄化システム。 - 【請求項２】 前記自動車用ガソリンエンジンは、燃料
直接噴射式エンジンであることを特徴とする請求項１記
載の自動車用排気浄化システム。 - 【請求項３】 前記マニホールド触媒コンバータの単相
コアの担体容量は０．７Ｌであり、前記床下触媒コンバ
ータの上流側コアの担体容量は１．３Ｌ、下流側コアの
担体容量は０．６５Ｌであると共に、エンジンは排気量
が４．５ＬのＶ型８気筒であることを特徴とする請求項
１または請求項２記載の自動車用排気浄化システム。 - 【請求項４】 床下触媒コンバータは上流側コアと下流
側コアとを所望の間隔を介して一つのケース内に配置し
てあることを特徴とする請求項１ないし請求項３のうち
いずれかの項に記載の自動車用排気浄化システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000324363A JP2002129951A (ja) | 2000-10-24 | 2000-10-24 | 自動車用排気浄化システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000324363A JP2002129951A (ja) | 2000-10-24 | 2000-10-24 | 自動車用排気浄化システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002129951A true JP2002129951A (ja) | 2002-05-09 |
Family
ID=18801909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000324363A Withdrawn JP2002129951A (ja) | 2000-10-24 | 2000-10-24 | 自動車用排気浄化システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002129951A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005533213A (ja) * | 2002-07-15 | 2005-11-04 | フォルクスワーゲン・アクチェンゲゼルシャフト | 直噴ガソリンエンジン及び触媒系を備えた内燃機関設備 |
| JP2006291812A (ja) * | 2005-04-08 | 2006-10-26 | Mitsubishi Motors Corp | 排気ガス浄化装置 |
| JP2006348767A (ja) * | 2005-06-13 | 2006-12-28 | Mitsubishi Motors Corp | 内燃機関の排気浄化装置 |
| US7163661B2 (en) | 2001-06-18 | 2007-01-16 | Nissan Motor Co., Ltd. | Exhaust gas purifying system |
| US7640728B2 (en) | 2004-11-02 | 2010-01-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification apparatus and exhaust gas purification method for internal combustion engine |
| JP2012026420A (ja) * | 2010-07-28 | 2012-02-09 | Suzuki Motor Corp | 排気ガス浄化装置 |
| WO2015049110A1 (en) * | 2013-10-03 | 2015-04-09 | Umicore Ag & Co. Kg | Exhaust aftertreatment system |
| EP3489477A1 (en) * | 2017-11-22 | 2019-05-29 | Jumbomaw Technology Co., Ltd. | Two-sectioned back-pressured catalytic converter |
-
2000
- 2000-10-24 JP JP2000324363A patent/JP2002129951A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7163661B2 (en) | 2001-06-18 | 2007-01-16 | Nissan Motor Co., Ltd. | Exhaust gas purifying system |
| JP2005533213A (ja) * | 2002-07-15 | 2005-11-04 | フォルクスワーゲン・アクチェンゲゼルシャフト | 直噴ガソリンエンジン及び触媒系を備えた内燃機関設備 |
| JP4694836B2 (ja) * | 2002-07-15 | 2011-06-08 | フォルクスワーゲン・アクチェンゲゼルシャフト | 直噴ガソリンエンジン及び触媒系を備えた内燃機関設備 |
| US7640728B2 (en) | 2004-11-02 | 2010-01-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification apparatus and exhaust gas purification method for internal combustion engine |
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| JP2006348767A (ja) * | 2005-06-13 | 2006-12-28 | Mitsubishi Motors Corp | 内燃機関の排気浄化装置 |
| JP2012026420A (ja) * | 2010-07-28 | 2012-02-09 | Suzuki Motor Corp | 排気ガス浄化装置 |
| WO2015049110A1 (en) * | 2013-10-03 | 2015-04-09 | Umicore Ag & Co. Kg | Exhaust aftertreatment system |
| US10323593B2 (en) | 2013-10-03 | 2019-06-18 | Umicore Ag & Co. Kg | Exhaust aftertreatment system |
| EP3489477A1 (en) * | 2017-11-22 | 2019-05-29 | Jumbomaw Technology Co., Ltd. | Two-sectioned back-pressured catalytic converter |
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