專利名稱：內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置。
技術(shù)背景
在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和汽油發(fā)動(dòng)機(jī)等內(nèi)燃機(jī)的排氣(廢氣)中，含有例如一氧化碳(CO)、 未燃燃料(HC)、氮氧化物(NOx)或粒子狀物質(zhì)(PM=Particulate Matter)等的成分。內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置為了凈化這些成分具備排氣處理裝置。
排氣中所含有的成分之中，氮氧化物由還原氮氧化物的排氣處理裝置凈化。粒子狀物質(zhì)由捕集粒子狀物質(zhì)的排氣處理裝置除去。另一方面，一氧化碳和未燃燃料由用于氧化這些物質(zhì)的排氣處理裝置凈化。例如，在內(nèi)燃機(jī)排氣通路中配置有氧化催化劑或三元催化劑。
在國際公開第00/27508號(hào)小冊子中公開了一種排氣凈化方法，該方法通過使降低了 HC濃度的排氣與在氧吸藏材料中擔(dān)載了銠和鈀的至少一種的氧化還原催化劑接觸， 來從低溫區(qū)域到高溫區(qū)域高度地抑制HC的排出。
另外，日本特開平7-166852號(hào)公報(bào)中公開了具備沸石和主要轉(zhuǎn)化器，沸石具有大于5.6λ的最大孔開口部，含有選自銅等的離子的非骨架結(jié)構(gòu)陽離子的排氣凈化系統(tǒng)。公開了 在該排氣凈化系統(tǒng)中將從發(fā)動(dòng)機(jī)排出的排氣中所含有的未燃燒的烴、尤其是低分子量的鏈烯烴有效地轉(zhuǎn)化。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1 國際公開第00/27508號(hào)小冊子
專利文獻(xiàn)2 日本特開平7-166852號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容
上述的國際公開第00/27508號(hào)小冊子中公開了 在通常運(yùn)行時(shí)，燃料燃燒時(shí)的空燃比被控制成為理論空燃比的內(nèi)燃機(jī)。為了氧化未燃燃料等的應(yīng)該氧化的物質(zhì)，排氣凈化裝置包含三元催化劑。三元催化劑是同時(shí)地進(jìn)行氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的催化劑，三元催化劑能夠在排氣的空燃比為理論空燃比的附近時(shí)以高的凈化率將未燃燃料、一氧化碳和氮氧化物凈化。
該公報(bào)所公開的排氣凈化裝置，包含具有氧吸藏釋放材料的三元催化劑和HC吸附材料。通過HC吸附材料對未燃燃料的吸附作用和釋放作用、以及氧吸藏釋放材料對氧的吸藏作用和釋放作用，三元催化劑的表面總是保持在理論空燃比的附近。因此公開了能夠維持高的凈化率。
內(nèi)燃機(jī)包含在通常運(yùn)行時(shí)將燃燒室中的燃燒時(shí)的空燃比控制為稀薄的裝置。該內(nèi)燃機(jī)，在通常運(yùn)行時(shí)流入到排氣凈化裝置中的排氣的空燃比為稀薄。一氧化碳在氧化催化劑中被氧化轉(zhuǎn)換成二氧化碳。然而，在排氣中，一氧化碳和未燃燃料共存，有時(shí)未燃燃料阻礙一氧化碳的氧化。
近年，對二氧化碳的排放量的要求正在變得嚴(yán)格。為了降低二氧化碳的排放量，在研究減少燃料的燃燒量。然而，若減少燃料的燃燒量則排氣的溫度變低。若排氣的溫度變低則催化劑溫度降低，存在一氧化碳的凈化效率降低的問題。
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠從低溫區(qū)域就得到高的一氧化碳凈化率的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置。
本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，是被控制使得在內(nèi)燃機(jī)主體輸出轉(zhuǎn)矩的通常運(yùn)行時(shí)燃燒時(shí)的空燃比為稀薄的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，具備當(dāng)?shù)陀谖慈既剂系尼尫艤囟葧r(shí)，吸附排氣中所含有的未燃燃料，當(dāng)變?yōu)楦哂谖慈既剂系尼尫艤囟葧r(shí)，釋放未燃燃料的吸附部；和具有氧化排氣中所含有的一氧化碳的金屬催化劑粒子的氧化部。吸附部包含實(shí)質(zhì)地吸附排氣中所含有的低級烯烴的沸石。吸附部和氧化部以排氣在與吸附部接觸后與氧化部接觸的方式配置。
在上述發(fā)明中，可以吸附部和氧化部層疊在基材的表面，氧化部配置在相比于吸附部離內(nèi)燃機(jī)排氣通路較遠(yuǎn)的一側(cè)。
在上述發(fā)明中，可以吸附部和氧化部沿著排氣的流動(dòng)方向配置，氧化部在排氣的流動(dòng)方向上配置在吸附部的下游側(cè)。
在上述發(fā)明中，優(yōu)選吸附部包含吸附高級烴的高級烴吸附部和吸附低級烯烴的低級烯烴吸附部，高級烴吸附部和低級烯烴吸附部以排氣在與高級烴吸附部接觸后與低級烯烴吸附部接觸的方式配置。
在上述發(fā)明中，優(yōu)選高級烴吸附部包含β沸石，低級烯烴吸附部包含對金屬進(jìn)行了離子交換的沸石。
在上述發(fā)明中，氧化部的金屬粒子可以以鉬為主體而構(gòu)成。
在上述發(fā)明中，氧化部的金屬粒子可以大致全部由鉬形成。
在上述發(fā)明中，優(yōu)選實(shí)質(zhì)地吸附低級烯烴的沸石含有對鐵進(jìn)行了離子交換的 ZSM5和離子交換了銀的ZSM5之中的至少一方。
在上述發(fā)明中，氧化部的金屬催化劑粒子，可以由具有氧吸藏能力的金屬粒子以外的金屬粒子構(gòu)成。
根據(jù)本發(fā)明，可以提供用于從低溫區(qū)域就得到高的一氧化碳凈化率的排氣凈化裝置。


圖1是實(shí)施方式中的內(nèi)燃機(jī)的概略圖。
圖2是實(shí)施方式中的第1排氣處理裝置的概略剖面圖。
圖3是實(shí)施方式中的第1排氣處理裝置的放大概略剖面圖。
圖4是表示氧化催化劑的溫度與一氧化碳凈化率的關(guān)系的曲線圖。
圖5是實(shí)施例1的排氣處理裝置和比較例的排氣處理裝置的將一氧化碳50%進(jìn)行凈化的溫度的圖。
圖6是實(shí)施方式中的比較例1的排氣處理裝置的放大概略剖面圖。
圖7是實(shí)施方式中的比較例2的排氣處理裝置的放大概略剖面圖。
圖8是實(shí)施方式中的比較例3的排氣處理裝置的放大概略剖面圖。
圖9是實(shí)施方式中的第2排氣處理裝置的放大概略剖面圖。
圖10是實(shí)施例1的排氣處理裝置和實(shí)施例2的排氣處理裝置與比較例的排氣處理裝置的一氧化碳排出量的圖。
圖11是實(shí)施方式中的比較例4的排氣處理裝置的放大概略剖面圖。
圖12是表示實(shí)施方式中的沸石的種類與一氧化碳排出量的關(guān)系的圖。
圖13是實(shí)施例3的排氣處理裝置和比較例的排氣處理裝置的將一氧化碳50%進(jìn)行凈化的溫度的圖。
圖14是實(shí)施方式中的第4排氣處理裝置的放大概略剖面圖。
圖15是實(shí)施方式中的第5排氣處理裝置的放大概略剖面圖。
圖16是實(shí)施例4和實(shí)施例5的排氣處理裝置與比較例的排氣處理裝置的一氧化碳排出量的圖。
圖17是實(shí)施方式中的比較例6的排氣處理裝置的放大概略剖面圖。
圖18是實(shí)施方式中的第6排氣凈化裝置的概略剖面圖。
具體實(shí)施方式
參照圖1 圖18，對實(shí)施方式中的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置進(jìn)行說明。本實(shí)施方式中的內(nèi)燃機(jī)配置在車輛上。在本實(shí)施方式中舉出壓縮點(diǎn)火式的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為例進(jìn)行說明。
圖1表示本實(shí)施方式中的內(nèi)燃機(jī)的整體圖。內(nèi)燃機(jī)具有內(nèi)燃機(jī)主體1。另外，內(nèi)燃機(jī)具有凈化排氣的排氣凈化裝置。內(nèi)燃機(jī)主體1包括作為各氣缸的燃燒室2、用于向各個(gè)燃燒室2噴射燃料的電子控制式的燃料噴射閥3、吸氣歧管4和排氣歧管5。
吸氣歧管4通過吸氣導(dǎo)管6與排氣渦輪增壓機(jī)7的壓縮機(jī)7a的出口連接。壓縮機(jī)7a的入口通過吸入空氣量檢測器8與空氣凈化器9連接。在吸氣導(dǎo)管6內(nèi)配置有由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的節(jié)氣門10。而且，在吸氣導(dǎo)管6上配置有用于冷卻在吸氣導(dǎo)管6內(nèi)流動(dòng)的吸入空氣的冷卻裝置11。圖1所示的實(shí)施例中，內(nèi)燃機(jī)冷卻水被導(dǎo)入到冷卻裝置11內(nèi)，吸入空氣由內(nèi)燃機(jī)冷卻水冷卻。
排氣歧管5與排氣渦輪增壓機(jī)7的排氣渦輪7b的入口連接。本實(shí)施方式中的排氣凈化裝置，具有用于氧化未燃燃料和一氧化碳等的應(yīng)該氧化的物質(zhì)的排氣處理裝置13。 排氣處理裝置13通過排氣管12與排氣渦輪7b的出口連接。在排氣處理裝置13的下游的內(nèi)燃機(jī)排氣通路內(nèi)配置有用于捕集排氣中的粒子狀物質(zhì)的微粒過濾器16。排氣如箭頭100 所示沿著內(nèi)燃機(jī)排氣通路流動(dòng)。
在排氣歧管5與吸氣歧管4之間，為了進(jìn)行排氣再循環(huán)(EGR)而配置有EGR通路 18。在EGR通路配置有電子控制式的EGR控制閥19。另外，在EGR通路18配置有用于冷卻在EGR通路18內(nèi)流動(dòng)的EGR氣體的冷卻裝置20。在圖1所示的實(shí)施例中，內(nèi)燃機(jī)冷卻水被導(dǎo)入到冷卻裝置20內(nèi)。EGR氣體被內(nèi)燃機(jī)冷卻水冷卻。
各個(gè)燃料噴射閥3通過燃料供給管21與共軌22連接。共軌22通過電子控制式的噴出量可變的燃料泵23與燃料箱M連接。貯藏在燃料箱M內(nèi)的燃料通過燃料泵23向共軌22內(nèi)供給。供給到共軌22內(nèi)的燃料經(jīng)由各個(gè)燃料供給管21供給至燃料噴射閥3。
電子控制單元30包括數(shù)字計(jì)算機(jī)。本實(shí)施方式中的電子控制單元30，作為排氣凈化裝置的控制裝置發(fā)揮功能。電子控制單元30包括由雙向性總線31相互連接的ROM(只讀存儲(chǔ)器)32、RAM (隨機(jī)存儲(chǔ)器)33、CPU (微處理器)34、輸入端口 35和輸出端口 36。
ROM 32是讀取專用的存儲(chǔ)裝置。ROM 32內(nèi)預(yù)先存儲(chǔ)有用于進(jìn)行控制的必需的圖等的信息。CPU 34能夠進(jìn)行任意的運(yùn)算和判別。RAM 33是能夠讀寫的存儲(chǔ)裝置。RAM33能夠保存運(yùn)行過程等的信息或暫時(shí)地保存運(yùn)算結(jié)果。
在排氣處理裝置13的下游配置有用于檢測排氣處理裝置13的溫度的溫度傳感器 27。在微粒過濾器16的下游配置有用于檢測微粒過濾器16的溫度的溫度傳感器沈。在微粒過濾器16上安裝有用于檢測微粒過濾器16的前后壓差的壓差傳感器28。這些溫度傳感器沈、27、壓差傳感器28和吸入空氣量檢測器8的輸出功率信號(hào)，通過分別對應(yīng)的AD變換器37輸入到輸入端口 ；35。
在油門踏極40上連接有發(fā)生與油門踏板40的踏下量成比例的輸出電壓的負(fù)荷傳感器41。負(fù)荷傳感器41的輸出電壓通過對應(yīng)的AD變換器37輸入至輸入端口 35。而且， 在輸入端口 35上連接有每當(dāng)曲軸旋轉(zhuǎn)例如15°就發(fā)生輸出脈沖的曲軸轉(zhuǎn)角傳感器42。通過曲軸轉(zhuǎn)角傳感器42的輸出，能夠檢測內(nèi)燃機(jī)主體1的轉(zhuǎn)速。
另一方面，輸出端口 36通過相對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路38與燃料噴射閥3、節(jié)氣門10的驅(qū)動(dòng)用步進(jìn)電機(jī)、EGR控制閥19和燃料泵23連接。這樣地，燃料噴射閥3和節(jié)氣門10等由電子控制單元30控制。
微粒過濾器16是除去排氣中所含有的碳微粒子、硫酸鹽等的離子系微粒子等的粒子狀物質(zhì)(微粒)的過濾器。微粒過濾器，例如具有蜂窩結(jié)構(gòu)，具有沿氣體的流動(dòng)方向延伸的多個(gè)流路。在多個(gè)流路中，交替地形成被封閉了下游端的流路和被封閉了上游端的流路。流路的隔壁由堇青石之類的多孔質(zhì)材料形成。在排氣通過該隔壁時(shí)捕捉微粒。逐漸地堆積在微粒過濾器16上的粒子狀物質(zhì)，通過在空氣過剩的氣氛中將溫度升到例如600°C左右來被氧化從而被除去。
本實(shí)施方式中的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，除了排氣處理裝置13以外，還具備微粒過濾器16,伯.不限定于該方式，也可以除了排氣處理裝置13以外還配置有其他的排氣處理裝置。例如，排氣凈化裝置也可以具備凈化排氣中所含有的NOx的NOx吸藏還原催化劑 (NSR)。NOx吸藏還原催化劑可以配置在例如排氣處理裝置13與微粒過濾器16之間。
NOx吸藏還原催化劑，暫時(shí)地吸藏從內(nèi)燃機(jī)主體排出的排氣中所含有的NOx，在釋放吸藏了的NOx時(shí)轉(zhuǎn)換成隊(duì)。NOx吸藏還原催化劑基本上擔(dān)載有例如含有氧化鋁的催化劑載體。在催化劑載體的表面上分散地?fù)?dān)載有由貴金屬形成的催化劑粒子。另外，在催化劑載體的表面上形成有NOx吸收劑的層。作為催化劑粒子，可以使用例如鉬(Pt)。作為構(gòu)成 NOx吸收劑的成分，可以使用例如鋇(Ba)之類的堿土金屬類。
在本發(fā)明中，將供給到內(nèi)燃機(jī)吸氣通路、燃燒室或內(nèi)燃機(jī)排氣通路內(nèi)的排氣的空氣和燃料(烴)的比稱作排氣的空燃比(A/F)。在排氣的空燃比為稀薄時(shí)(大于理論空燃比時(shí))，排氣中所含有的NO被氧化，被NOx吸收劑吸藏。與此相反，在排氣的空燃比為濃時(shí)， 或變成理論空燃比時(shí)，釋放由NOx吸收劑吸藏的N0X。所釋放的NOx被排氣中所含有的未燃燃料和一氧化碳等還原成N2。
圖2表示本實(shí)施方式中的第1排氣處理裝置的放大概略圖。本實(shí)施方式中的第1 排氣處理裝置13，具有沿著排氣的流動(dòng)方向的多個(gè)通路。第1排氣處理裝置13在排氣流動(dòng)方向的途中被分割。第1排氣處理裝置13包括用于吸附未燃燃料的上游側(cè)部分13a和用于氧化未燃燃料和一氧化碳的下游側(cè)部分13b。
圖3表示本實(shí)施方式中的第1排氣處理裝置的放大概略剖面圖。圖3是上游側(cè)部分13a與下游側(cè)部分13b的邊界的部分的放大概略剖面圖。上游側(cè)部分13a和下游側(cè)部分 13b的每一個(gè)都具備基材55。本實(shí)施方式中的基材55具有多個(gè)流路，形成為蜂窩結(jié)構(gòu)?；?5，由例如堇青石或SiC等的整塊基材形成。
在上游側(cè)部分13a的基材55的表面形成有吸附部51。吸附部51形成為基材55 的多個(gè)流路。吸附部51沿著內(nèi)燃機(jī)排氣通路形成為層狀。吸附部51具有吸附未燃燃料的功能。第1排氣處理裝置中的吸附部51包含載體60和β沸石粒子61。載體60含有例如氧化鋁(Al2O3)等的多孔質(zhì)氧化物粉末。載體60和β沸石粒子，例如通過粘合劑被基材 55支撐。
在下游側(cè)部分13b的基材55的表面形成有氧化部52。氧化部52形成為基材55 的多個(gè)流路，氧化部52沿著內(nèi)燃機(jī)排氣通路形成為層狀。氧化部52具有氧化未燃燃料和一氧化碳等的功能。第1排氣處理裝置13的氧化部52包含載體60和催化劑粒子62。載體60利用粘合劑固定在基材55上。催化劑粒子62被擔(dān)載在載體60上。催化劑粒子62是用于氧化排氣中所含有的應(yīng)該氧化的物質(zhì)的金屬粒子。本實(shí)施方式中的催化劑粒子62由貴金屬形成。作為催化劑粒子62，可以使用鉬系金屬(PGM=Platinum group metals)。催化劑粒子62，例如可以使用鉬(Pt)、鈀(Pb)和銠(1 )之中的至少一種貴金屬。
在本實(shí)施方式的第1排氣處理裝置中，在上游側(cè)的基材55上配置有吸附部51，在下游側(cè)的基材陽上配置有氧化部52。第1排氣處理裝置13，基材55被分割而形成了上游側(cè)部分和下游側(cè)部分，但不限定于該形態(tài)，基材也可以一體地形成。即，也可以在一個(gè)基材的表面上，沿著排氣的流動(dòng)方向在上游側(cè)形成吸附部，在下游側(cè)形成氧化部。
排氣中所含有的未燃燃料(HC)，包括作為具有雙鍵的鏈狀烴的烯烴、作為不具有不飽和鍵的鏈狀烴的烷烴和作為具有苯核的芳香族烴的芳烴。排氣含有碳原子數(shù)多的高級烴。高級烴包括高級烯烴、高級烷烴和芳烴等。烯烴包括低級烯烴和碳原子數(shù)比低級烯烴多的高級烯烴。低級烯烴，是例如碳原子數(shù)小于5的烴。優(yōu)選低級烯烴含有碳原子數(shù)為2 或3的烴，即乙烯和丙烯。
本實(shí)施方式中的氧化應(yīng)該氧化的物質(zhì)的排氣處理裝置13，在排氣為低溫時(shí)由吸附部吸附未燃燃料。例如，在排氣處理裝置13的溫度小于未燃燃料的釋放溫度的場合，吸附未燃燃料。當(dāng)排氣的溫度上升時(shí)，從吸附部51釋放未燃燃料。例如，當(dāng)排氣處理裝置13的溫度變?yōu)槲慈既剂系尼尫艤囟纫陨蠒r(shí)，釋放未燃燃料。被釋放的未燃燃料，通過在氧化部52 被氧化而被凈化。流入到排氣處理裝置內(nèi)的一氧化碳在氧化部52被氧化。這樣地，通過排氣中所含有的一氧化碳或未燃烴被氧化而轉(zhuǎn)換成水和二氧化碳。
參照圖3，排氣流入到排氣處理裝置時(shí)與吸附部51接觸。在排氣為低溫的場合，排氣中所含有的未燃燃料被吸附部51吸附。能夠從排氣中除去未燃燃料的至少一部分。接著，排氣與氧化部52接觸。在氧化部52能夠?qū)⒁谎趸佳趸?br> 然而，在氧化催化劑中，有時(shí)排氣含有的未燃燃料阻礙一氧化碳的氧化。例如，由于未燃燃料吸附在催化劑粒子的表面上而中毒。該結(jié)果有時(shí)阻礙一氧化碳的氧化。
圖4表示氧化催化劑的溫度與一氧化碳的凈化率的關(guān)系的曲線圖。在圖4所示的試驗(yàn)中，使用了含有二氧化鈰-氧化鋯固溶體和鉬的催化劑粒子的氧化催化劑。另外，使流入到氧化催化劑內(nèi)的排氣的空燃比為稀薄。在試驗(yàn)中，對于排氣中含有未燃燃料HC的場合、和不含有未燃燃料HC的場合進(jìn)行了試驗(yàn)。橫坐標(biāo)表示氧化催化劑的溫度，縱坐標(biāo)表示一氧化碳的凈化率。
可知氧化催化劑的溫度越上升，則一氧化碳的凈化率越提高。在將含有未燃燃料的場合與不含有未燃燃料的場合進(jìn)行了比較時(shí)，可知在大致全體的溫度區(qū)域中，與含有未燃燃料的場合相比，不含有未燃燃料的場合一氧化碳的凈化率高。另外可知為了得到一個(gè)的一氧化碳的凈化率所需要的氧化催化劑的溫度，與含有未燃燃料的場合相比，不含有未燃燃料的場合的溫度低。由該試驗(yàn)結(jié)果可知通過在排氣與氧化部接觸前除去未燃燃料的至少一部分，一氧化碳的凈化率提高。
本實(shí)施方式中的第1排氣處理裝置，在上游側(cè)配置吸附部51，在下游側(cè)配置氧化部52。吸附部51和氧化部52，以排氣在與吸附部51接觸后，再與氧化部52接觸的方式配置。流入到吸附部51內(nèi)的排氣被除去未燃燃料的至少一部分。因此，能夠減小流入到氧化部52內(nèi)的未燃燃料的濃度。在氧化部52，能夠有效地使一氧化碳氧化。尤其是在排氣處理裝置13為低溫的場合，能夠抑制未燃燃料在氧化部52蓄積產(chǎn)生中毒。
從燃燒室2排出的排氣中殘留碳原子數(shù)多的高級烷烴。在烯烴中，與碳原子數(shù)多的高級烯烴一同地，較多地含有碳原子數(shù)少的低級烯烴。
排氣中所含有的未燃燃料之中的低級烯烴，具有阻礙一氧化碳的氧化的影響強(qiáng)的特性。本實(shí)施方式中的排氣處理裝置的吸附部，包含實(shí)質(zhì)地吸附低級烯烴的沸石。即，吸附部包含以規(guī)定的效率以上吸附低級烯烴的沸石，使得在氧化部實(shí)質(zhì)上不阻礙一氧化碳的氧化。第1排氣處理裝置的吸附部包含β沸石。本實(shí)施方式中的排氣凈化裝置，能夠在吸附部從排氣中有效地除去低級烯烴。該結(jié)果能夠在氧化部以高的凈化率凈化一氧化碳。
作為實(shí)質(zhì)地吸附低級烯烴的沸石，除了 β沸石以外，還可以使用通過離子交換擔(dān)載了金屬的沸石。尤其是，對鐵進(jìn)行了離子交換的ZSM5或離子交換了銀的ZSM5吸附低級烯烴的吸附效率優(yōu)異。因此，優(yōu)選吸附部包含對鐵進(jìn)行了離子交換的ZSM5和離子交換了銀的ZSM5之中的至少一方。
圖5表示本實(shí)施方式中的實(shí)施例1與比較例的一氧化碳的50%凈化溫度的圖?？v坐標(biāo)是排氣中所含有的一氧化碳的凈化率變成50%的溫度。以下所述的實(shí)施例和比較例中，各自的對應(yīng)的部分的體積或重量相同。排氣處理裝置以基材的總體積相同(IL)的方式形成，以配置于基材的表面的涂層的重量相同(150g)的方式形成，以催化劑粒子的重量相同(1.8g)的方式形成。
實(shí)施例1相當(dāng)于本實(shí)施方式中的第1排氣處理裝置。參照圖3，在實(shí)施例1中，作為上游側(cè)部分13a的基材55和下游側(cè)部分13b的基材55，使用了堇青石基材(0. 5L)。吸附部51具備含有β沸石粒子61(60g)和氧化鋁載體60(15g)的涂層。氧化部52具備含有氧化鋁載體60 (75g)的涂層。催化劑粒子62含有鉬(1. 2g)和鈀(0. 6g)。實(shí)施例1的催化劑粒子62以鉬的量比鈀的量多的方式形成。
圖6表示本實(shí)施方式中的比較例1的排氣處理裝置的放大概略剖面圖。在比較例 1的排氣處理裝置中，在基材55的表面配置有載體60。在載體60中擔(dān)載有貴金屬催化劑粒子62。比較例1的基材55不被分割而一體地形成。在比較例1中，作為基材55使用了堇青石基材(1L)。在基材55的表面形成有含有氧化鋁載體60 (150g)的涂層。在載體60中擔(dān)載有由鉬(1.2g)和鈀(0.6g)形成的催化劑粒子62。
圖7表示本實(shí)施方式中的比較例2的排氣處理裝置的放大概略剖面圖。在比較例 2的排氣處理裝置中，在基材55的表面形成有由氧化鋁形成的載體60和包含β沸石粒子 61的涂層。在載體60和β沸石粒子61的層中配置有催化劑粒子62。在比較例2中，作為基材陽使用了堇青石基材(IL)。由氧化鋁載體60(90g)和β沸石粒子61(60g)形成了涂層，作為催化劑粒子62，配置了鉬(1. 2g)和鈀(0. 5g)。
圖8表示本實(shí)施方式中的比較例3和排氣處理裝置的放大概略剖面圖。在比較例 3中，基材55被分割。排氣處理裝置包含吸附部51和氧化部52。各吸附部51和氧化部52 與本實(shí)施方式中的第1處理裝置同樣。在比較例3中，在排氣的流動(dòng)方向上，氧化部52被配置在上游側(cè)，吸附部51被配置在下游側(cè)，在比較例3中，與實(shí)施例1比較，氧化部和吸附部的順序相反。
在比較例3中，作為吸附部51的基材55和氧化部52的基材55，使用了堇青石基材(0.5L)。在氧化部52，形成有氧化鋁載體60 (75g)的涂層。在載體60中擔(dān)載有由鉬 (1. 2g)和鈀(0.6g)形成的催化劑粒子62。在吸附部51，形成有氧化鋁載體60 (15g)和β 沸石粒子61(60g)的涂層。
參照圖5，對具備這些的實(shí)施例1的排氣處理裝置以及比較例1 比較例3的排氣處理裝置的內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)。在該試驗(yàn)中，使用發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)裝置。在圖5所示的試驗(yàn)中，在輸出轉(zhuǎn)矩為一定的正常運(yùn)行下進(jìn)行試驗(yàn)。
實(shí)施例1的排氣處理裝置，與比較例1 比較例3的排氣處理裝置相比較，可知一氧化碳的50%凈化溫度最低。即可知在排氣為低溫時(shí)，能夠發(fā)揮優(yōu)異的一氧化碳凈化能力。 另外可知，實(shí)施例1的排氣處理裝置與比較例1 比較例3的排氣處理裝置相比，一氧化碳凈化能力優(yōu)異。
圖6所示的比較例1，是在由氧化鋁形成的涂層中配置有催化劑粒子62的排氣處理裝置。圖7所示的比較例2，在涂層中進(jìn)一步含有β沸石粒子61。將比較例2與實(shí)施例 1比較可知，即使在涂層中配置了 β沸石粒子61的場合，通過分離含有催化劑粒子62的層和含有β沸石粒子61的層，一氧化碳凈化能力也提高。尤其是將圖8所示的比較例3與圖3所示的實(shí)施例1相比較可知，通過將氧化部52配置在吸附部51的下游側(cè)，一氧化碳凈化能力提高。
這樣，在本實(shí)施方式的第1排氣處理裝置中，通過在吸附部51配置β沸石，在吸附部51的下游側(cè)配置氧化部52，能夠得到優(yōu)異的一氧化碳凈化能力。另外，能夠從排氣處理裝置的低溫區(qū)域就得到優(yōu)異的一氧化碳凈化能力。例如，在內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)后的暖機(jī)運(yùn)行期間能夠高效率地凈化一氧化碳。另外，氧化部即使低于活化溫度也能夠高效率地凈化一氧化碳。另外，即使在流入到排氣處理裝置中的排氣的溫度低的內(nèi)燃機(jī)中，也能夠高效率地凈化一氧化碳。
本實(shí)施方式的排氣凈化裝置，為了高效率地氧化一氧化碳，可以使氧化部的溫度迅速地上升。例如，即使是在內(nèi)燃機(jī)的暖機(jī)運(yùn)行的期間，也可以使氧化部的溫度以短時(shí)間上升到活化溫度。該結(jié)果能夠早期地以高的效率凈化未燃燃料。另外，在氧化部的下游配置有應(yīng)早期地升溫的排氣處理裝置的場合，能夠以短時(shí)間進(jìn)行升溫。例如，在氧化部的下游配置有NOx吸藏還原催化劑的場合，能夠以短時(shí)間將NOx吸藏還原催化劑升溫到活化溫度以上。
圖9表示本實(shí)施方式的第2排氣處理裝置的放大概略剖面圖。第2排氣處理裝置 13具備由堇青石等形成的基材55。第2排氣處理裝置的基材55在排氣的流動(dòng)方向的途中不被分割而一體地形成。
第2排氣處理裝置13具備吸附部51和氧化部52。吸附部51和氧化部52的每一個(gè)都形成為層狀，形成了涂層。吸附部51和氧化部52層疊在基材55的表面。氧化部52 配置在相比于吸附部51離內(nèi)燃機(jī)排氣通路較遠(yuǎn)的一側(cè)。在圖9所示的例中，在基材55的表面配置氧化部52，在氧化部52的表面配置吸附部51。吸附部51包含載體60和β沸石粒子61。氧化部52包含載體60和催化劑粒子62。
通過呈層狀地形成吸附部51和氧化部52，并層疊使得相比于氧化部52，吸附部51 接近于內(nèi)燃機(jī)排氣通路，能夠使排氣在與吸附部51接觸后，與氧化部52接觸。能夠由吸附部51除去排氣中所含有的未燃燃料的至少一部分。減少了未燃燃料的排氣流入到氧化部 52。因此，在氧化部52能夠高效率地氧化一氧化碳。另外，通過吸附部含有實(shí)質(zhì)地吸附低級烯烴的沸石，能夠高效率地氧化一氧化碳。
圖10表示本實(shí)施方式中的實(shí)施例2與比較例的一氧化碳排出量的圖。圖10表示在發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)裝置中進(jìn)行了模擬實(shí)際的運(yùn)行狀態(tài)的過渡試驗(yàn)的結(jié)果。即，一邊變更行駛方式和輸出轉(zhuǎn)矩等一邊進(jìn)行試驗(yàn)。圖10表示流入到排氣處理裝置中的一氧化碳的量與從排氣處理裝置排出的一氧化碳的量。實(shí)施例2相當(dāng)于第2排氣處理裝置。另外，圖10記載了相當(dāng)于第1排氣處理裝置的實(shí)施例1的試驗(yàn)結(jié)果和圖7所示的比較例2的試驗(yàn)結(jié)果。
參照圖9，在實(shí)施例2中，作為基材55使用堇青石基材(IL)。氧化部52包含氧化鋁載體60 (75g)。在載體60中擔(dān)載有作為催化劑粒子62的鉬(1. 2g)和鈀(0. 6g)。在氧化部52的表面配置氧化鋁載體60 (15g)和β沸石粒子61 (60g)，形成了吸附部51。
圖11表示本實(shí)施方式中的比較例4的排氣處理裝置的概略剖面圖。在比較例4 中，在基材55的表面配置了吸附部51。在吸附部51的表面配置了氧化部52。S卩，與第2 排氣處理裝置相比較，吸附部51與氧化部52的位置相反。排氣在與氧化部52接觸后與吸附部51接觸。
在比較例4中，作為基材55使用堇青石基材(IL)。在基材55的表面，由氧化鋁載體60(15g)和β沸石粒子61(60g)形成吸附部51。在吸附部51的表面，配置氧化鋁載體 60(75g)從而形成氧化部52。在載體60中擔(dān)載有由鉬(1. 2g)和鈀(0. 6g)形成的催化劑粒子62。
參照圖10可知，即使是相當(dāng)于第2排氣處理裝置的實(shí)施例2，與在混合了載體60 和β沸石粒子61的涂層中配置了催化劑粒子62的比較例2(參照圖7)的排氣處理裝置相比，一氧化碳的排出量小。
另外可知，實(shí)施例2的排氣處理裝置，與在接近于內(nèi)燃機(jī)排氣通路的一側(cè)配置了氧化部52的比較例4(參照圖11)的排氣處理裝置相比，凈化一氧化碳的能力優(yōu)異。即可知，在相比于吸附部離內(nèi)燃機(jī)排氣通路較遠(yuǎn)的一側(cè)配置了氧化部的排氣處理裝置優(yōu)異。這樣，即使是第2排氣處理裝置，通過以排氣在與吸附部接觸后與氧化部接觸的方式配置氧化部和吸附部，能夠有效地凈化一氧化碳。
另外可知，實(shí)施例2的排氣處理裝置比實(shí)施例1的排氣處理裝置優(yōu)異。即，通過在基材的表面依次地層疊氧化部和吸附部，能夠更高效地凈化一氧化碳。
然而，排氣處理裝置中包含的吸附部，為了吸附未燃燃料HC，優(yōu)選含有沸石。接著， 改變沸石的種類進(jìn)行了一氧化碳凈化能力的試驗(yàn)。作為排氣處理裝置，使用本實(shí)施方式的第2排氣處理裝置(參照圖9)進(jìn)行試驗(yàn)。
圖12是表示吸附部中包含的沸石的種類與一氧化碳排出量的關(guān)系的圖。作為沸石，除了 β沸石以外，還使用ZSM5和絲光沸石(MOR)進(jìn)行了試驗(yàn)?？芍ㄟ^使用沸石之中的β沸石，一氧化碳的排出量變少。即，通過使用β沸石作為吸附部中所包含的沸石，能夠高效率地吸附未燃燃料，能夠進(jìn)一步減少一氧化碳的排出量。
接著，對本實(shí)施方式中的第3排氣處理裝置進(jìn)行說明。在上述的排氣處理裝置中， 氧化部中包含的催化劑粒子含有鉬和鈀，但不限定于該形態(tài)，催化劑粒子可以含有具有氧化能力的任意的金屬。
本實(shí)施方式中的第3排氣處理裝置，催化劑粒子的大致全部由鉬形成，如圖4所示，本實(shí)施方式中的排氣處理裝置，即使催化劑粒子的大致全部由鉬形成，也能夠高效率地凈化一氧化碳。
圖13表示本實(shí)施方式中的實(shí)施例3與比較例的一氧化碳的50%凈化溫度的圖。 實(shí)施例3相當(dāng)于第3排氣處理裝置。實(shí)施例3的排氣處理裝置的構(gòu)成，與本實(shí)施方式中的第2排氣處理裝置同樣(參照圖9)，實(shí)施例3的排氣處理裝置中，催化劑粒子62大致全部由鉬形成。
在實(shí)施例3中，通過在作為基材55的堇青石基材(IL)的表面配置氧化鋁(75g)載體60來形成氧化部52。使載體60中擔(dān)載了鉬(1.8g)的催化劑粒子62。在氧化部52的表面形成了包含氧化鋁載體60 (15g)和β沸石(60g)的吸附部51。
另外，作為比較例5的排氣處理裝置，采用與比較例1的排氣處理裝置同樣的構(gòu)成 (參照圖6)，在作為基材55的堇青石基材(IL)的表面配置氧化鋁載體60 (150g)。在載體 60中擔(dān)載了鉬(1. Sg)的催化劑粒子62。
參照圖13，即使在由鉬形成配置于氧化部的大致全體的催化劑粒子的場合，與比較例5的排氣處理裝置相比，實(shí)施例3的排氣處理裝置的一氧化碳的50%凈化溫度變低， 即可知，與比較例5的排氣處理裝置相比，實(shí)施例3的排氣處理裝置的一氧化碳凈化能力優(yōu)異，尤其是可知實(shí)施例3的排氣處理裝置即使在低溫區(qū)域一氧化碳凈化能力也優(yōu)異。
這樣，本實(shí)施方式中的排氣處理裝置，可以采用大致全體由鉬形成的催化劑粒子。 另外，作為催化劑粒子可以采用以鉬為主體的貴金屬。例如，作為貴金屬催化劑粒子，含有鉬、鈀和銠等的場合，與鈀和銠等的鉬以外總量相比，可以增多鉬的量。另外，例如可以使鈀和銠等的鉬以外的總量為鉬量的二分之一以下。
此外，本實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)，在通常運(yùn)行時(shí)將燃燒時(shí)的空燃比控制為稀薄。從燃燒室排出的排氣的空燃比為稀薄。排氣中含有過剩的氧。本實(shí)施方式的氧化部，不具備氧吸藏物質(zhì)。氧化部的金屬催化劑粒子由具有氧吸藏能力的金屬粒子以外的金屬粒子構(gòu)成。
排氣處理裝置不限定于不含有氧吸藏能力的形態(tài)。也可以含有氧吸藏物質(zhì)，氧吸藏物質(zhì)可以例舉氧化鈰CeO2等的具有吸藏氧的能力的助催化劑，例如，氧吸藏物質(zhì)包含鈰與鋯的氧化物的復(fù)合體。氧吸藏物質(zhì)有時(shí)能夠抑制其他的催化劑粒子的劣化。這樣的場合， 排氣處理裝置也可以含有氧吸藏物質(zhì)。
圖14表示本實(shí)施方式中的第4排氣處理裝置。在第4排氣處理裝置中，在基材55的表面層疊有氧化部52和吸附部51。氧化部52包含擔(dān)載有催化劑粒子62的載體60。第 4排氣處理裝置中的吸附部51，除了載體60和β沸石粒子61以外，還包含對金屬進(jìn)行了離子交換的沸石粒子63。作為對金屬進(jìn)行了離子交換的沸石粒子63，可以例舉離子交換了鐵或銀的沸石粒子。在吸附部51中大致均勻地配置有載體60、β沸石粒子61和對金屬進(jìn)行了離子交換的沸石粒子63。
低級烯烴阻礙一氧化碳的氧化反應(yīng)的影響強(qiáng)。例如，丙烯等阻礙一氧化碳的氧化反應(yīng)的影響強(qiáng)。另一方面，對金屬進(jìn)行了離子交換的沸石，具有對低級烯烴的吸附效率高的特性。通過在吸附部51中配置對金屬進(jìn)行了離子交換的沸石粒子63，能夠更有效地吸附低級烯烴。因此，在氧化部能夠提高一氧化碳凈化效率。這樣地，可以混合吸附低級烯烴的能力高的沸石來形成吸附部。
圖15表示本實(shí)施方式中的第5排氣處理裝置的放大概略剖面圖。圖5排氣處理裝置，在基材55的表面配置有氧化部52。氧化部52包含擔(dān)載有催化劑粒子62的載體60。 在氧化部52的表面形成有吸附部51。
第5排氣處理裝置中的吸附部51具有多個(gè)部分。吸附部51包含吸附高級烴的高級烴吸附部51a和吸附低級烯烴的低級烯烴吸附部51b。在氧化部52的表面配置有低級烯烴吸附部51b。在低級烯烴吸附部51b的表面配置有高級烴吸附部51a。
第5排氣處理裝置，以排氣在與高級烴吸附部51a接觸后與低級烯烴吸附部51b 接觸的方式形成。高級烴吸附部51a包含氧化鋁載體60和β沸石粒子61。低級烯烴吸附部51b包含氧化鋁載體60和對金屬進(jìn)行了離子交換的沸石粒子63。
如上所述，對金屬進(jìn)行了離子交換的沸石，對低級烯烴的吸附效率優(yōu)異。然而，高級烴與對金屬進(jìn)行了離子交換的沸石接觸時(shí)，高級烴被吸附。此時(shí)，用于吸附低級烯烴的吸附位點(diǎn)被堵塞。例如，用于吸附丙烯或乙烯等的酸點(diǎn)被堵塞。該結(jié)果，對低級烯烴的吸附效率惡化。
在第5排氣處理裝置中，可以在高級烴吸附部51a預(yù)先除去分子量大的高級烴。其后，可以在低級烯烴吸附部51除去低級烯烴。因此，可以在低級烯烴吸附部51b高效率地吸附低級烯烴?？梢詼p少到達(dá)氧化部52的低級烯烴的量。該結(jié)果，能夠進(jìn)一步提高一氧化碳凈化能力。
高級烴吸附部，優(yōu)選包含能夠高效率地吸附高級烴的沸石。例如，高級烴吸附部優(yōu)選包含β沸石。低級烯烴吸附部，優(yōu)選包含能夠高效地吸附低級烯烴的沸石。低級烯烴吸附部，優(yōu)選包含通過離子交換擔(dān)載了金屬的沸石。例如，優(yōu)選包含對鐵進(jìn)行了離子交換的 ZSM5和離子交換了銀的ZSM5之中的至少一方。
圖16表示本實(shí)施方式中的實(shí)施例4和實(shí)施例5與比較例的一氧化碳排出量的圖。 實(shí)施例4相當(dāng)于本實(shí)施方式中的第4排氣處理裝置。實(shí)施例5相當(dāng)于本實(shí)施方式中的第5 排氣處理裝置。圖16表示在發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)中進(jìn)行了過渡試驗(yàn)的結(jié)果。
參照圖14，在實(shí)施例4的排氣處理裝置中，使用作為基材55的堇青石基材(IL)。 氧化部52包含氧化鋁載體60 (75g)。在載體60中擔(dān)載有含有鉬(1. 2g)和鈀(0. 6g)的催化劑粒子62。吸附部51包含氧化鋁載體60 (15g)、作為對金屬進(jìn)行了離子交換的沸石粒子 63的離子交換了鐵G重量％ )的ZSM5 (30g)的粒子、以及β沸石粒子61 (30g)。
參照圖15，在實(shí)施例5的排氣處理裝置中，使用作為基材55的堇青石基材(IL)。氧化部52包含氧化鋁載體60 (75g)、和由鉬(1. 2g)和鈀(0. 6g)形成的催化劑粒子62。在氧化部52的表面配置有低級烯烴吸附部51b和高級烴吸附部51a。低級烯烴吸附部51b包含氧化鋁載體60 (7. 5g)和作為對金屬進(jìn)行了離子交換的沸石粒子63的離子交換了鐵G 重量％)的ZSM5(30g)的粒子。高級烴吸附部51a包含氧化鋁(7. 5g)載體60和β沸石粒子 61(30g)。
圖17表示本實(shí)施方式中的比較例6的排氣處理裝置的概略剖面圖。在比較例6 中，在氧化部52的表面配置有吸附部51。吸附部51包含高級烴吸附部51a和低級烯烴吸附部51b。高級烴吸附部51a包含氧化鋁載體60和β沸石粒子61。低級烯烴吸附部51b 包含氧化鋁載體60、和作為對金屬進(jìn)行了離子交換的沸石粒子63的對鐵進(jìn)行了離子交換的ZSM5的粒子。
比較例6的排氣處理裝置，與實(shí)施例5的排氣處理裝置相比較，高級烴吸附部51a 與低級烯烴吸附部51b的層疊的順序相反。在比較例6中，在與內(nèi)燃機(jī)排氣通路接觸的表面?zhèn)龋渲糜械图壪N吸附部51b，在其下層配置有高級烴吸附部51a。
在比較例6中，使用作為基材55的堇青石基材(IL)。氧化部52包含氧化鋁載體 60(75g)、和由鉬(1. 2g)和鈀(0. 6g)形成的催化劑粒子62。在氧化部52的表面配置有高級烴吸附部51a和低級烯烴吸附部51b。高級烴吸附部51a包含氧化鋁(7. 5g)載體60和 β沸石粒子61(30g)。低級烯烴吸附部51b包含氧化鋁載體60(7. 5g)、和作為對金屬進(jìn)行了離子交換的沸石粒子63的離子交換了鐵G重量％ )的ZSM5(30g)的粒子。
參照圖16，實(shí)施例4的排氣處理裝置和實(shí)施例5的排氣處理裝置，與比較例2(參照圖7)的均勻地配置有載體60和β沸石粒子61的排氣處理裝置相比較，一氧化碳的排出量變少。
此外，與實(shí)施例4的排氣處理裝置相比，實(shí)施例5的排氣處理裝置的一氧化碳的排出量變少。通過作為吸附部形成高級烴吸附部和低級烯烴吸附部，能夠高效率地凈化一氧化碳。
另外，在將比較列6的排氣處理裝置與實(shí)施例5的排氣處理裝置相比較的場合，實(shí)施例5的排氣處理裝置的一氧化碳的排出量變少。在吸附部包含高級烴吸附部和低級烯烴吸附部的場合，優(yōu)選高級烴吸附部配置在接近于內(nèi)燃機(jī)排氣通路的一側(cè)。這樣地，對于吸附部，通過以排氣與高級烴吸附部接觸后與低級烯烴吸附部接觸的方式配置高級烴吸附部和低級烯烴吸附部，能夠更高效率地減少一氧化碳的排出量。
在以上的第3排氣處理裝置 第5排氣處理裝置中，舉出在基材的表面層疊了吸附部和氧化部的排氣處理裝置為例進(jìn)行了說明，但不限定于該形態(tài)，可以適用于如第1排氣處理裝置那樣沿著排氣的流動(dòng)方向配置吸附部和氧化部的排氣處理裝置。例如，在第1 排氣處理裝置中，可以由以鉬為主體的貴金屬形成氧化部52的催化劑粒子62。另外，在第 1排氣處理裝置中，可以使對金屬進(jìn)行了離子交換的沸石混合在吸附部51中。
圖18表示本實(shí)施方式中的第6排氣處理裝置的概略剖面圖。第6排氣處理裝置 13，采用了第5排氣處理裝置中的吸附部中的高級烴吸附部和低級烯吸附部的結(jié)構(gòu)。沿著排氣的流動(dòng)方向配置了吸附部和氧化部。在吸附部，在上游側(cè)配置有高級烴吸附部，在下游側(cè)配置有低級烯烴吸附部。排氣處理裝置13具備包含吸附部的上游側(cè)部分13a和包含氧化部的下游側(cè)部分13b。上游側(cè)部分13a包含具有高級烴吸附部的第1部分1 和具有低級烯烴吸附部的第2部分14b。排氣與高級烴吸附部接觸后與低級烯烴吸附部接觸。之后排氣流入到氧化部。通過該構(gòu)成能夠進(jìn)一步提高一氧化碳凈化效率。
在本實(shí)施方式的排氣處理裝置中，優(yōu)選吸附部中所包含的沸石的酸點(diǎn)多，因此優(yōu)選SiO2Ai2O3的摩爾比小。另一方面，在內(nèi)燃機(jī)排氣通路中，排氣的溫度有時(shí)達(dá)到例如超過 700°C的高溫。排氣處理裝置需要抗這樣的高溫的耐熱性。另外，排氣中含有通過燃燒產(chǎn)生的水蒸氣，存在不耐使用環(huán)境而破損的可能性?？紤]排氣處理裝置的耐久性，優(yōu)選SiO2/ Al2O3的摩爾比為例如20以上。
在本實(shí)施方式中，例舉出吸附部與氧化部相鄰的排氣處理裝置，但不限定于該形態(tài)，吸附部與氧化部相互分離也可以。另外，也可以在吸附部與氧化部之間配置其他的構(gòu)件。例如，也可以在內(nèi)燃機(jī)排氣通路內(nèi)，在包含吸附部的排氣處理裝置的下游配置有包含氧化部的排氣處理裝置。
在本實(shí)施方式中，在吸附部中未配置具有氧化功能的催化劑粒子，但不限定于此， 也可以在吸附部中配置具有氧化功能的催化劑粒子。
在本實(shí)施方式中，舉出柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為例進(jìn)行了說明，但不限定于該形態(tài)，可以將本發(fā)明適用于被控制使得在內(nèi)燃機(jī)主體輸出轉(zhuǎn)矩的通常運(yùn)行時(shí)燃燒時(shí)的空燃比為稀薄的內(nèi)燃機(jī)。例如，在為汽油發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，可以將本發(fā)明適用于以大的燃燒空燃比進(jìn)行控制的稀燃發(fā)動(dòng)機(jī)以及進(jìn)行成層燃燒的發(fā)動(dòng)機(jī)等。另外，還可以將本發(fā)明適用于在氧過剩氣氛下氧化一氧化碳的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置。
上述的各實(shí)施方式可以適當(dāng)組合。在上述各圖中對于相同或相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)注了相同的標(biāo)記。再者，上述的實(shí)施方式是例舉，并不限定發(fā)明。另外，在實(shí)施方式中，可以進(jìn)行包含于發(fā)明的保護(hù)范圍中的變更。
附圖標(biāo)記說明
1-內(nèi)燃機(jī)主體、2-燃燒室、12-排氣管、13-排氣處理裝置、13a-上游側(cè)部分、 13b-下游側(cè)部分、14a-第1部分、14b-第2部分、30-電子控制單元、51-吸附部、51a_高級烴吸附部、51b-低級烯烴吸附部、52-氧化部、55-基材、60-載體、61-β沸石粒子、62-催化劑粒子、63-沸石粒子。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，是被控制使得在內(nèi)燃機(jī)主體輸出轉(zhuǎn)矩的通常運(yùn)行時(shí)， 燃燒時(shí)的空燃比為稀薄的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，其特征在于，具備當(dāng)?shù)陀谖慈既剂系尼尫艤囟葧r(shí)，吸附排氣中所含有的未燃燃料，當(dāng)變?yōu)槲慈既剂系尼尫艤囟纫陨蠒r(shí)，釋放未燃燃料的吸附部；和具有氧化排氣中所含有的一氧化碳的金屬催化劑粒子的氧化部，吸附部含有實(shí)質(zhì)地吸附排氣中所含有的低級烯烴的沸石，吸附部和氧化部以排氣在與吸附部接觸后與氧化部接觸的方式配置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，其特征在于，吸附部和氧化部層疊在基材的表面，氧化部配置在與吸附部相比離內(nèi)燃機(jī)排氣通路較遠(yuǎn)的一側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，其特征在于，吸附部和氧化部沿著排氣的流動(dòng)方向配置，氧化部在排氣的流動(dòng)方向上配置于吸附部的下游側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，其特征在于，吸附部含有吸附高級烴的高級烴吸附部和吸附低級烯烴的低級烯烴吸附部，高級烴吸附部和低級烯烴吸附部以排氣在與高級烴吸附部接觸后與低級烯烴吸附部接觸的方式配置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，其特征在于，高級烴吸附部含有β沸石，低級烯烴吸附部含有對金屬進(jìn)行了離子交換的沸石。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，其特征在于，氧化部的金屬粒子以鉬為主體而構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，其特征在于，氧化部的金屬粒子大致全部由鉬形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，其特征在于，實(shí)質(zhì)地吸附低級烯烴的沸石，包含對鐵進(jìn)行了離子交換的ZSM5和對銀進(jìn)行了離子交換的ZSM5之中的至少一方。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，其特征在于，氧化部的金屬催化劑粒子由具有氧吸藏能力的金屬粒子以外的金屬粒子構(gòu)成。
全文摘要
一種內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，是進(jìn)行控制使得在通常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)燃燒空燃比為稀薄，具備吸附排氣中所含有的未燃燃料的吸附部(51)和具有氧化一氧化碳的金屬的催化劑粒子(62)的氧化部52。吸附部(51)含有實(shí)質(zhì)地吸附排氣中所含有的低級烯烴的沸石(61)。吸附部(51)和氧化部(52)以排氣在與吸附部(51)接觸后與氧化部(52)接觸的方式配置。
文檔編號(hào)F01N3/28GK102482975SQ20098016107
公開日2012年5月30日 申請日期2009年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月1日
發(fā)明者今井大地, 大月寬, 押川克彥, 淺沼孝充, 祖父江優(yōu)一, 菅原康 申請人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社