JP2002081313A - ディーゼルエンジンの排気浄化方法 - Google Patents
ディーゼルエンジンの排気浄化方法Info
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＮＯx浄化率を従来より大幅に向上し得るデ
ィーゼルエンジンの排気浄化方法を提供する。 【解決手段】 排気管７の途中にＮＯx低減触媒（選択
還元型触媒８）を装備したディーゼルエンジン１の排気
浄化方法に関し、排気側から吸気側への排気ガス５の再
循環量を増加する手法と吸入空気量を絞り込む手法のう
ちの少なくとも何れか一方を採用して気筒内の酸素過剰
率を黒煙発生を招かない限界付近まで低減すると共に、
ＮＯx低減触媒より上流側の排気管７内に還元剤を添加
して前記ＮＯx低減触媒の入口における排気ガス５中の
酸素過剰率を１以下まで低減する。
ィーゼルエンジンの排気浄化方法を提供する。 【解決手段】 排気管７の途中にＮＯx低減触媒（選択
還元型触媒８）を装備したディーゼルエンジン１の排気
浄化方法に関し、排気側から吸気側への排気ガス５の再
循環量を増加する手法と吸入空気量を絞り込む手法のう
ちの少なくとも何れか一方を採用して気筒内の酸素過剰
率を黒煙発生を招かない限界付近まで低減すると共に、
ＮＯx低減触媒より上流側の排気管７内に還元剤を添加
して前記ＮＯx低減触媒の入口における排気ガス５中の
酸素過剰率を１以下まで低減する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンの排気浄化方法に関するものである。
ンの排気浄化方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ディーゼルエンジンにおいて
は、排気ガスが流通する排気管の途中に、三元触媒や選
択還元型触媒（ＮＯxに対する反応選択性を上げたも
の）などのＮＯx低減触媒を装備し、これらのＮＯx低減
触媒の上流側に還元剤（軽油など）を添加して該還元剤
を触媒上で排気ガス中のＮＯx（窒素酸化物）と還元反
応させることによりＮＯxの排出濃度を低減し得るよう
にしたものがある。
は、排気ガスが流通する排気管の途中に、三元触媒や選
択還元型触媒（ＮＯxに対する反応選択性を上げたも
の）などのＮＯx低減触媒を装備し、これらのＮＯx低減
触媒の上流側に還元剤（軽油など）を添加して該還元剤
を触媒上で排気ガス中のＮＯx（窒素酸化物）と還元反
応させることによりＮＯxの排出濃度を低減し得るよう
にしたものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般的
に、ディーゼルエンジンの排気ガス中には、ガソリンエ
ンジンの排気ガスなどと比較して比較的多くの酸素が残
存しており、そのような酸素共存下では、ＮＯx低減触
媒上において、還元剤がＮＯxと反応するよりも先に酸
素と反応してしまうことにより還元剤とＮＯxとの還元
反応が阻害され、高いＮＯx浄化率を得ることが難しい
という問題があった。
に、ディーゼルエンジンの排気ガス中には、ガソリンエ
ンジンの排気ガスなどと比較して比較的多くの酸素が残
存しており、そのような酸素共存下では、ＮＯx低減触
媒上において、還元剤がＮＯxと反応するよりも先に酸
素と反応してしまうことにより還元剤とＮＯxとの還元
反応が阻害され、高いＮＯx浄化率を得ることが難しい
という問題があった。
【０００４】本発明は、上述の実情に鑑みてなされたも
のであり、ＮＯx浄化率を従来より大幅に向上し得るデ
ィーゼルエンジンの排気浄化方法を提供することを目的
としている。
のであり、ＮＯx浄化率を従来より大幅に向上し得るデ
ィーゼルエンジンの排気浄化方法を提供することを目的
としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、排気管の途中
にＮＯx低減触媒を装備したディーゼルエンジンの排気
浄化方法において、排気側から吸気側への排気ガスの再
循環量を増加する手法と吸入空気量を絞り込む手法のう
ちの少なくとも何れか一方を採用して気筒内の酸素過剰
率を黒煙発生を招かない限界付近まで低減すると共に、
ＮＯx低減触媒より上流側の排気管内に還元剤を添加し
て前記ＮＯx低減触媒の入口における排気ガス中の酸素
過剰率を１以下まで低減することを特徴とするものであ
る。
にＮＯx低減触媒を装備したディーゼルエンジンの排気
浄化方法において、排気側から吸気側への排気ガスの再
循環量を増加する手法と吸入空気量を絞り込む手法のう
ちの少なくとも何れか一方を採用して気筒内の酸素過剰
率を黒煙発生を招かない限界付近まで低減すると共に、
ＮＯx低減触媒より上流側の排気管内に還元剤を添加し
て前記ＮＯx低減触媒の入口における排気ガス中の酸素
過剰率を１以下まで低減することを特徴とするものであ
る。
【０００６】而して、このようにすれば、気筒内での燃
焼状態を悪化させて黒煙を発生してしまうような不具合
を未然に回避しつつ、ＮＯx低減触媒に導入される排気
ガスの酸素過剰率を１以下に低減することが可能となる
ので、例えばＮＯx低減触媒として三元触媒や選択還元
型触媒を採用した場合に、酸素過剰率１以下の高い還元
性雰囲気下で還元剤のＮＯxに対する反応選択性を高め
て効率良く両者を還元反応させることが可能となる。
焼状態を悪化させて黒煙を発生してしまうような不具合
を未然に回避しつつ、ＮＯx低減触媒に導入される排気
ガスの酸素過剰率を１以下に低減することが可能となる
ので、例えばＮＯx低減触媒として三元触媒や選択還元
型触媒を採用した場合に、酸素過剰率１以下の高い還元
性雰囲気下で還元剤のＮＯxに対する反応選択性を高め
て効率良く両者を還元反応させることが可能となる。
【０００７】ここで、ディーゼルエンジンの負荷が高い
場合には、排気側から吸気側への排気ガスの再循環量を
増加する手法と吸入空気量を絞り込む手法のうちの何れ
を採用しても気筒内の酸素過剰率を黒煙発生を招かない
限界付近まで低減することが可能であるが、この時に両
手法を併用して酸素過剰率を低減するようにしても良
く、ディーゼルエンジンの負荷が低い場合においては、
排気ガスの再循環量を最大に増加しても気筒内の酸素過
剰率が十分に下がりきらないような状況が起こり得るの
で、排気側から吸気側への排気ガスの再循環量を最大に
増加した上で吸入空気量を絞り込むことにより気筒内の
酸素過剰率を黒煙発生を招かない限界付近まで確実に低
減させれば良い。
場合には、排気側から吸気側への排気ガスの再循環量を
増加する手法と吸入空気量を絞り込む手法のうちの何れ
を採用しても気筒内の酸素過剰率を黒煙発生を招かない
限界付近まで低減することが可能であるが、この時に両
手法を併用して酸素過剰率を低減するようにしても良
く、ディーゼルエンジンの負荷が低い場合においては、
排気ガスの再循環量を最大に増加しても気筒内の酸素過
剰率が十分に下がりきらないような状況が起こり得るの
で、排気側から吸気側への排気ガスの再循環量を最大に
増加した上で吸入空気量を絞り込むことにより気筒内の
酸素過剰率を黒煙発生を招かない限界付近まで確実に低
減させれば良い。
【０００８】尚、ＮＯx低減触媒として三元触媒を採用
するにあたり、基本的にディーゼルエンジンでは空気過
剰の状態で燃焼が行われるので、ガソリンエンジンで使
用されているような理論空燃比付近の狭い空燃比の範囲
でのみＨＣ，ＣＯ，ＮＯxの三成分を高い浄化率で同時
に浄化することが可能な三元触媒をディーゼルエンジン
にそのまま適用することは不可能であったが、本発明の
ディーゼルエンジンの排気浄化方法により排気ガスの酸
素過剰率を１以下の理論空燃比相当の値まで低減し、こ
の値を中心とした所定範囲内に酸素過剰率を維持する制
御を行うようにすれば、ディーゼルエンジンでも三元触
媒を採用してＨＣ，ＣＯ，ＮＯxの同時低減化を図るこ
とが可能となる。
するにあたり、基本的にディーゼルエンジンでは空気過
剰の状態で燃焼が行われるので、ガソリンエンジンで使
用されているような理論空燃比付近の狭い空燃比の範囲
でのみＨＣ，ＣＯ，ＮＯxの三成分を高い浄化率で同時
に浄化することが可能な三元触媒をディーゼルエンジン
にそのまま適用することは不可能であったが、本発明の
ディーゼルエンジンの排気浄化方法により排気ガスの酸
素過剰率を１以下の理論空燃比相当の値まで低減し、こ
の値を中心とした所定範囲内に酸素過剰率を維持する制
御を行うようにすれば、ディーゼルエンジンでも三元触
媒を採用してＨＣ，ＣＯ，ＮＯxの同時低減化を図るこ
とが可能となる。
【０００９】また、ＮＯx低減触媒としてＮＯx吸蔵還元
触媒を採用した場合には、該ＮＯx吸蔵還元触媒が十分
な量のＮＯxを吸蔵して能力が低下した時にのみ本発明
を適用すれば良く、このようにすれば、ＮＯx吸蔵還元
触媒を高い還元性雰囲気下で良好にＮＯxを分解放出さ
せて再生させることが可能となる。
触媒を採用した場合には、該ＮＯx吸蔵還元触媒が十分
な量のＮＯxを吸蔵して能力が低下した時にのみ本発明
を適用すれば良く、このようにすれば、ＮＯx吸蔵還元
触媒を高い還元性雰囲気下で良好にＮＯxを分解放出さ
せて再生させることが可能となる。
【００１０】更に、本発明のディーゼルエンジンの排気
浄化方法においては、ＮＯx低減触媒より上流側の排気
管内に還元剤を添加することに換えて、気筒内で燃料を
後噴射するようにしても良く、このようにすれば、主噴
射に続く後噴射により気筒内に投入された燃料が完全燃
焼せずに熱分解されてＨ2，ＣＯ，ＨＣなどの未燃燃料
の熱分解成分となり、この未燃燃料の熱分解成分が還元
剤として機能してＮＯx低減触媒の入口における排気ガ
ス中の酸素過剰率が１以下まで低減されることになる。
浄化方法においては、ＮＯx低減触媒より上流側の排気
管内に還元剤を添加することに換えて、気筒内で燃料を
後噴射するようにしても良く、このようにすれば、主噴
射に続く後噴射により気筒内に投入された燃料が完全燃
焼せずに熱分解されてＨ2，ＣＯ，ＨＣなどの未燃燃料
の熱分解成分となり、この未燃燃料の熱分解成分が還元
剤として機能してＮＯx低減触媒の入口における排気ガ
ス中の酸素過剰率が１以下まで低減されることになる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照しつつ説明する。
参照しつつ説明する。
【００１２】図１は本発明のディーゼルエンジンの排気
浄化方法を実施する形態の一例を示すもので、ここに図
示しているディーゼルエンジン１においては、吸気管２
を通して導いた吸入空気３がインテークマニホールド４
を介し前記ディーゼルエンジン１の各気筒に導入され、
また、該各気筒から排出された排気ガス５がエキゾース
トマニホールド６を介し排気管７へと排出されるように
なっており、該排気管７の途中には、ＮＯx低減触媒を
成す選択還元型触媒８がケーシング９に抱持されて装備
されている。
浄化方法を実施する形態の一例を示すもので、ここに図
示しているディーゼルエンジン１においては、吸気管２
を通して導いた吸入空気３がインテークマニホールド４
を介し前記ディーゼルエンジン１の各気筒に導入され、
また、該各気筒から排出された排気ガス５がエキゾース
トマニホールド６を介し排気管７へと排出されるように
なっており、該排気管７の途中には、ＮＯx低減触媒を
成す選択還元型触媒８がケーシング９に抱持されて装備
されている。
【００１３】また、排気管７における選択還元型触媒８
の入口付近と、所要場所に設けた還元剤タンク１０との
間が還元剤供給管１１により接続されており、該還元剤
供給管１１の途中に装備した供給ポンプ１２の駆動によ
り還元剤タンク１０内の還元剤が噴射ノズル１３を介し
前記選択還元型触媒８の入口付近に添加されるようにな
っている。
の入口付近と、所要場所に設けた還元剤タンク１０との
間が還元剤供給管１１により接続されており、該還元剤
供給管１１の途中に装備した供給ポンプ１２の駆動によ
り還元剤タンク１０内の還元剤が噴射ノズル１３を介し
前記選択還元型触媒８の入口付近に添加されるようにな
っている。
【００１４】更に、ここに図示しているディーゼルエン
ジン１では、水冷式のＥＧＲクーラ１４を装備したＥＧ
Ｒパイプ１５により吸気管２とエキゾーストマニホール
ド６との間が接続されており、このＥＧＲパイプ１５の
入側に備えた常時閉のＥＧＲバルブ１６を吸気行程中に
開け、前記ＥＧＲパイプ１５を通して排気ガス５の一部
を排気側から吸気側へ再循環して吸入空気３と一緒にデ
ィーゼルエンジン１の気筒内に送り込み、該気筒内での
燃焼温度を下げてＮＯxの低減化を図り得るようにして
ある。
ジン１では、水冷式のＥＧＲクーラ１４を装備したＥＧ
Ｒパイプ１５により吸気管２とエキゾーストマニホール
ド６との間が接続されており、このＥＧＲパイプ１５の
入側に備えた常時閉のＥＧＲバルブ１６を吸気行程中に
開け、前記ＥＧＲパイプ１５を通して排気ガス５の一部
を排気側から吸気側へ再循環して吸入空気３と一緒にデ
ィーゼルエンジン１の気筒内に送り込み、該気筒内での
燃焼温度を下げてＮＯxの低減化を図り得るようにして
ある。
【００１５】ここで、吸気管２におけるＥＧＲパイプ１
５の接続位置より上流側には、吸気バルブ１７が装備さ
れており、該吸気バルブ１７により吸入空気量を調節し
得るようにしてある。
５の接続位置より上流側には、吸気バルブ１７が装備さ
れており、該吸気バルブ１７により吸入空気量を調節し
得るようにしてある。
【００１６】尚、図中１８は選択還元型触媒８の入口付
近と出口付近とに夫々設置されたλセンサを示し、これ
らのλセンサ１８，１８により図示しない制御装置にて
排気ガス５中の酸素過剰率を監視しながら各種機器の制
御を実行するようにしてある。
近と出口付近とに夫々設置されたλセンサを示し、これ
らのλセンサ１８，１８により図示しない制御装置にて
排気ガス５中の酸素過剰率を監視しながら各種機器の制
御を実行するようにしてある。
【００１７】而して、このように構成されたディーゼル
エンジン１を運転するに際し、吸気行程中にＥＧＲバル
ブ１６を大きな開度で開けて排気側から吸気側への排気
ガス５の再循環量を増加し、これにより気筒内の酸素過
剰率を黒煙発生を招かない限界付近まで低減すると共
に、供給ポンプ１２を駆動して還元剤を噴射ノズル１３
から前記選択還元型触媒８の入口付近に添加し、これに
より選択還元型触媒８の入口における排気ガス５中の酸
素過剰率を１以下まで低減する。
エンジン１を運転するに際し、吸気行程中にＥＧＲバル
ブ１６を大きな開度で開けて排気側から吸気側への排気
ガス５の再循環量を増加し、これにより気筒内の酸素過
剰率を黒煙発生を招かない限界付近まで低減すると共
に、供給ポンプ１２を駆動して還元剤を噴射ノズル１３
から前記選択還元型触媒８の入口付近に添加し、これに
より選択還元型触媒８の入口における排気ガス５中の酸
素過剰率を１以下まで低減する。
【００１８】即ち、図２に示すように、排気ガス５中の
酸素過剰率（λ）は、負荷が高くなるのに従い低下して
くるが、負荷が低い領域では、酸素過剰率がかなり高い
状態となっているので、負荷が低い領域ほど排気ガス５
の再循環量を増加して図２中に二点鎖線で示す黒煙発生
を招かない限界レベルＡ（λ＝１.５〜１.２程度）まで
酸素過剰率を落とし、ディーゼルエンジン１のどのよう
な運転領域においても常に酸素過剰率を限界レベルＡ付
近に保つようにする。
酸素過剰率（λ）は、負荷が高くなるのに従い低下して
くるが、負荷が低い領域では、酸素過剰率がかなり高い
状態となっているので、負荷が低い領域ほど排気ガス５
の再循環量を増加して図２中に二点鎖線で示す黒煙発生
を招かない限界レベルＡ（λ＝１.５〜１.２程度）まで
酸素過剰率を落とし、ディーゼルエンジン１のどのよう
な運転領域においても常に酸素過剰率を限界レベルＡ付
近に保つようにする。
【００１９】ただし、酸素過剰率の高い低負荷領域にお
いては、ＥＧＲバルブ１６を全開にして排気ガス５の再
循環量を最大に増加しても気筒内の酸素過剰率が十分に
下がりきらないような状況が起こり得るので、そのよう
な場合には、排気側から吸気側への排気ガス５の再循環
量を増加する際に、吸気バルブ１７により適宜に吸入空
気量の絞り込みを併用させて気筒内の酸素過剰率を限界
レベルＡ付近まで確実に低減させるようにする。
いては、ＥＧＲバルブ１６を全開にして排気ガス５の再
循環量を最大に増加しても気筒内の酸素過剰率が十分に
下がりきらないような状況が起こり得るので、そのよう
な場合には、排気側から吸気側への排気ガス５の再循環
量を増加する際に、吸気バルブ１７により適宜に吸入空
気量の絞り込みを併用させて気筒内の酸素過剰率を限界
レベルＡ付近まで確実に低減させるようにする。
【００２０】尚、酸素過剰率の低い高負荷領域において
は、前述した如き排気ガス５の再循環量を増加する手法
により比較的容易に気筒内の酸素過剰率を限界レベルＡ
付近まで低減させることが可能であるが、吸入空気量を
絞り込む手法だけでも気筒内の酸素過剰率を黒煙発生を
招かない限界レベルＡ付近まで低減することが可能であ
り、また、排気ガス５の再循環量を増加する手法と吸入
空気量を絞り込む手法とを併用することも当然にして可
能である。
は、前述した如き排気ガス５の再循環量を増加する手法
により比較的容易に気筒内の酸素過剰率を限界レベルＡ
付近まで低減させることが可能であるが、吸入空気量を
絞り込む手法だけでも気筒内の酸素過剰率を黒煙発生を
招かない限界レベルＡ付近まで低減することが可能であ
り、また、排気ガス５の再循環量を増加する手法と吸入
空気量を絞り込む手法とを併用することも当然にして可
能である。
【００２１】次いで、このように限界レベルＡ付近まで
酸素過剰率を下げられた排気ガス５に対し、選択還元型
触媒８より上流側の排気管７内に還元剤を添加すると、
この還元剤が排気ガス５中の酸素と還元反応することに
より酸素過剰率が更に低下し、図２中に一点鎖線で示す
黒煙発生を招かない無酸素レベルＢ（λ＝１.０〜０.８
程度）まで酸素過剰率を低減することが可能となる。
酸素過剰率を下げられた排気ガス５に対し、選択還元型
触媒８より上流側の排気管７内に還元剤を添加すると、
この還元剤が排気ガス５中の酸素と還元反応することに
より酸素過剰率が更に低下し、図２中に一点鎖線で示す
黒煙発生を招かない無酸素レベルＢ（λ＝１.０〜０.８
程度）まで酸素過剰率を低減することが可能となる。
【００２２】そして、無酸素レベルＢまで酸素過剰率が
低下した排気ガス５が選択還元型触媒８に導入される
と、酸素と反応せずに残った大半の余剰還元剤が酸素過
剰率１以下の高い還元性雰囲気下で選択還元型触媒８の
表面上にてＮＯxと効率良く還元反応し、これによっ
て、排気ガス５中から良好にＮＯxが除去されることに
なる。
低下した排気ガス５が選択還元型触媒８に導入される
と、酸素と反応せずに残った大半の余剰還元剤が酸素過
剰率１以下の高い還元性雰囲気下で選択還元型触媒８の
表面上にてＮＯxと効率良く還元反応し、これによっ
て、排気ガス５中から良好にＮＯxが除去されることに
なる。
【００２３】従って、上記形態例によれば、気筒内での
燃焼状態を悪化させて黒煙を発生してしまうような不具
合を未然に回避しつつ、選択還元型触媒８に導入される
排気ガス５の酸素過剰率を１以下に低減することができ
るので、酸素過剰率１以下の高い還元性雰囲気下で還元
剤のＮＯxに対する反応選択性を高めて効率良く両者を
還元反応させることができ、ＮＯx浄化率を従来より大
幅に向上することができる。
燃焼状態を悪化させて黒煙を発生してしまうような不具
合を未然に回避しつつ、選択還元型触媒８に導入される
排気ガス５の酸素過剰率を１以下に低減することができ
るので、酸素過剰率１以下の高い還元性雰囲気下で還元
剤のＮＯxに対する反応選択性を高めて効率良く両者を
還元反応させることができ、ＮＯx浄化率を従来より大
幅に向上することができる。
【００２４】また、前述した形態例においては、ＮＯx
低減触媒として選択還元型触媒８を採用した場合で説明
したが、ＮＯx低減触媒として三元触媒を採用した場合
も同様にＮＯx浄化率を従来より大幅に向上することが
でき、しかも、この種の三元触媒を採用した場合では、
ＨＣ，ＣＯ，ＮＯxの同時低減が可能となる。
低減触媒として選択還元型触媒８を採用した場合で説明
したが、ＮＯx低減触媒として三元触媒を採用した場合
も同様にＮＯx浄化率を従来より大幅に向上することが
でき、しかも、この種の三元触媒を採用した場合では、
ＨＣ，ＣＯ，ＮＯxの同時低減が可能となる。
【００２５】即ち、基本的にディーゼルエンジン１では
空気過剰の状態で燃焼が行われるので、ガソリンエンジ
ンで使用されているような理論空燃比付近の狭い空燃比
の範囲でのみＨＣ，ＣＯ，ＮＯxの三成分を高い浄化率
で同時に浄化することが可能な三元触媒（図３参照）を
ディーゼルエンジン１にそのまま適用することは不可能
であったが、本形態例に示す如き排気浄化方法により排
気ガス５の酸素過剰率を１以下の理論空燃比相当の値ま
で低減し、この値を中心とした所定範囲内に酸素過剰率
を維持する制御を行うようにすれば、ディーゼルエンジ
ン１でも三元触媒を採用してＨＣ，ＣＯ，ＮＯxの同時
低減化を図ることができる。
空気過剰の状態で燃焼が行われるので、ガソリンエンジ
ンで使用されているような理論空燃比付近の狭い空燃比
の範囲でのみＨＣ，ＣＯ，ＮＯxの三成分を高い浄化率
で同時に浄化することが可能な三元触媒（図３参照）を
ディーゼルエンジン１にそのまま適用することは不可能
であったが、本形態例に示す如き排気浄化方法により排
気ガス５の酸素過剰率を１以下の理論空燃比相当の値ま
で低減し、この値を中心とした所定範囲内に酸素過剰率
を維持する制御を行うようにすれば、ディーゼルエンジ
ン１でも三元触媒を採用してＨＣ，ＣＯ，ＮＯxの同時
低減化を図ることができる。
【００２６】更に、ＮＯx低減触媒として、排気ガス５
中の酸素過剰率が高い時にＮＯxを酸化して硝酸塩の状
態で一時的に吸蔵し且つ排気ガス５中の酸素過剰率が低
い時に還元剤の介在によりＮＯxを分解放出して還元浄
化する性質を備えたＮＯx吸蔵還元触媒を採用した場合
には、該ＮＯx吸蔵還元触媒が十分な量のＮＯxを吸蔵し
て能力が低下した時にのみ本発明の排気浄化方法を適用
すれば良く、そのようにすれば、ＮＯx吸蔵還元触媒を
高い還元性雰囲気下で良好にＮＯxを分解放出させて再
生させることができるので、この種のＮＯx吸蔵還元触
媒の連続使用を可能ならしめて該ＮＯx吸蔵還元触媒の
実用化を図り、通常運転時に排気ガス５中の酸素過剰率
が高くなるように希薄燃焼運転を行うなどして高いＮＯ
x浄化率を実現することができる。
中の酸素過剰率が高い時にＮＯxを酸化して硝酸塩の状
態で一時的に吸蔵し且つ排気ガス５中の酸素過剰率が低
い時に還元剤の介在によりＮＯxを分解放出して還元浄
化する性質を備えたＮＯx吸蔵還元触媒を採用した場合
には、該ＮＯx吸蔵還元触媒が十分な量のＮＯxを吸蔵し
て能力が低下した時にのみ本発明の排気浄化方法を適用
すれば良く、そのようにすれば、ＮＯx吸蔵還元触媒を
高い還元性雰囲気下で良好にＮＯxを分解放出させて再
生させることができるので、この種のＮＯx吸蔵還元触
媒の連続使用を可能ならしめて該ＮＯx吸蔵還元触媒の
実用化を図り、通常運転時に排気ガス５中の酸素過剰率
が高くなるように希薄燃焼運転を行うなどして高いＮＯ
x浄化率を実現することができる。
【００２７】また、以上に述べた形態例においては、還
元剤を噴射ノズル１３から選択還元型触媒８の入口付近
に添加して該入口付近の排気ガス５中の酸素過剰率を１
以下まで低減するようにしているが、このような手法に
換えて、燃料噴射装置１９を電子制御することにより気
筒内で燃料を後噴射（主噴射の後に若干タイミングを遅
らせて行うポスト噴射）するようにしても良く、このよ
うにすれば、後噴射により気筒内に投入された燃料が完
全燃焼せずに熱分解されてＨ2，ＣＯ，ＨＣなどの未燃
燃料の熱分解成分となり、この未燃燃料の熱分解成分が
還元剤として機能してＮＯx低減触媒の入口における排
気ガス中の酸素過剰率が１以下まで低減されることにな
るので、先に説明した形態例の場合と同様の作用効果を
奏し得る。
元剤を噴射ノズル１３から選択還元型触媒８の入口付近
に添加して該入口付近の排気ガス５中の酸素過剰率を１
以下まで低減するようにしているが、このような手法に
換えて、燃料噴射装置１９を電子制御することにより気
筒内で燃料を後噴射（主噴射の後に若干タイミングを遅
らせて行うポスト噴射）するようにしても良く、このよ
うにすれば、後噴射により気筒内に投入された燃料が完
全燃焼せずに熱分解されてＨ2，ＣＯ，ＨＣなどの未燃
燃料の熱分解成分となり、この未燃燃料の熱分解成分が
還元剤として機能してＮＯx低減触媒の入口における排
気ガス中の酸素過剰率が１以下まで低減されることにな
るので、先に説明した形態例の場合と同様の作用効果を
奏し得る。
【００２８】尚、本発明のディーゼルエンジンの排気浄
化方法は、上述の形態例にのみ限定されるものではな
く、ＮＯx低減触媒がパティキュレートフィルタに一体
的に担持されたものであっても良いこと、また、図示で
はＮＡエンジンの場合で示してあるが、ＴＩエンジンに
も同様に適用し得ること、その他、本発明の要旨を逸脱
しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論で
ある。
化方法は、上述の形態例にのみ限定されるものではな
く、ＮＯx低減触媒がパティキュレートフィルタに一体
的に担持されたものであっても良いこと、また、図示で
はＮＡエンジンの場合で示してあるが、ＴＩエンジンに
も同様に適用し得ること、その他、本発明の要旨を逸脱
しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論で
ある。
【００２９】
【発明の効果】上記した本発明のディーゼルエンジンの
排気浄化方法によれば、下記の如き種々の優れた効果を
奏し得る。
排気浄化方法によれば、下記の如き種々の優れた効果を
奏し得る。
【００３０】（Ｉ）気筒内での燃焼状態を悪化させて黒
煙を発生してしまうような不具合を未然に回避しつつ、
ＮＯx低減触媒に導入される排気ガスの酸素過剰率を１
以下に低減することができるので、例えばＮＯx低減触
媒として選択還元型触媒を採用した場合に、酸素過剰率
１以下の高い還元性雰囲気下で還元剤のＮＯxに対する
反応選択性を高めて効率良く両者を還元反応させること
ができ、ＮＯx浄化率を従来より大幅に向上することが
できる。
煙を発生してしまうような不具合を未然に回避しつつ、
ＮＯx低減触媒に導入される排気ガスの酸素過剰率を１
以下に低減することができるので、例えばＮＯx低減触
媒として選択還元型触媒を採用した場合に、酸素過剰率
１以下の高い還元性雰囲気下で還元剤のＮＯxに対する
反応選択性を高めて効率良く両者を還元反応させること
ができ、ＮＯx浄化率を従来より大幅に向上することが
できる。
【００３１】（ＩＩ）ＮＯx低減触媒として三元触媒を
採用した場合には、ガソリンエンジンで使用されている
ような理論空燃比付近の狭い空燃比の範囲でのみＨＣ，
ＣＯ，ＮＯxの三成分を同時浄化することが可能な三元
触媒をディーゼルエンジンに採用することが可能とな
り、ディーゼルエンジンでの三元触媒によるＨＣ，Ｃ
Ｏ，ＮＯxの同時低減化を実現することができる。
採用した場合には、ガソリンエンジンで使用されている
ような理論空燃比付近の狭い空燃比の範囲でのみＨＣ，
ＣＯ，ＮＯxの三成分を同時浄化することが可能な三元
触媒をディーゼルエンジンに採用することが可能とな
り、ディーゼルエンジンでの三元触媒によるＨＣ，Ｃ
Ｏ，ＮＯxの同時低減化を実現することができる。
【００３２】（ＩＩＩ）ＮＯx低減触媒としてＮＯx吸蔵
還元触媒を採用した場合には、該ＮＯx吸蔵還元触媒が
十分な量のＮＯxを吸蔵して能力が低下した時にのみ、
ＮＯx吸蔵還元触媒に導入される排気ガス中の酸素過剰
率を１以下に低減することによって、ＮＯx吸蔵還元触
媒を高い還元性雰囲気下で良好にＮＯxを分解放出させ
て再生させることができるので、この種のＮＯx吸蔵還
元触媒の連続使用を可能ならしめて該ＮＯx吸蔵還元触
媒の実用化を図り、通常運転時に排気ガス中の酸素過剰
率が高くなるように希薄燃焼運転を行うなどして高いＮ
Ｏx浄化率を実現することができる。
還元触媒を採用した場合には、該ＮＯx吸蔵還元触媒が
十分な量のＮＯxを吸蔵して能力が低下した時にのみ、
ＮＯx吸蔵還元触媒に導入される排気ガス中の酸素過剰
率を１以下に低減することによって、ＮＯx吸蔵還元触
媒を高い還元性雰囲気下で良好にＮＯxを分解放出させ
て再生させることができるので、この種のＮＯx吸蔵還
元触媒の連続使用を可能ならしめて該ＮＯx吸蔵還元触
媒の実用化を図り、通常運転時に排気ガス中の酸素過剰
率が高くなるように希薄燃焼運転を行うなどして高いＮ
Ｏx浄化率を実現することができる。
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す概略図であ
る。
る。
【図２】排気ガス中の酸素過剰率と負荷との関係を示す
グラフである。
グラフである。
【図３】三元触媒の浄化率と空燃比との関係を示すグラ
フである。
フである。
１ ディーゼルエンジン ５ 排気ガス ７ 排気管 ８ 選択還元型触媒（ＮＯx低減触媒） １１ 還元剤供給管 １５ ＥＧＲパイプ １６ ＥＧＲバルブ １７ 吸気バルブ １８ λセンサ １９ 燃料噴射装置
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ０２Ｄ 41/38 Ｆ０２Ｄ 41/38 Ｂ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｈ ３０１Ｋ ３０１Ｎ ３０１Ｔ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５７０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５７０Ｆ ５７０Ｇ ５７０Ｊ (72)発明者 細谷 満 東京都日野市日野台３丁目１番地１ 日野 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G062 AA01 BA00 BA02 BA05 BA06 CA07 CA08 DA01 ED08 GA15 GA17 3G084 AA01 BA05 BA20 BA24 DA10 EB12 FA07 FA10 FA29 FA37 3G091 AA11 AA18 AB03 AB04 AB06 AB13 BA14 CA16 CB03 CB07 EA34 FA13 FA14 HA36 HA37 HA42 HB05 3G092 AA02 AA17 AB03 BA01 DC01 DC09 DC15 EA01 EA02 EA05 EA06 EC01 FA17 HA01Z HA06Z HD06Z HD07Z 3G301 HA02 HA13 JA21 JA24 JA25 LA01 LB11 MA01 ND01 PD08Z
Claims (2)
- 【請求項１】 排気管の途中にＮＯx低減触媒を装備し
たディーゼルエンジンの排気浄化方法において、排気側
から吸気側への排気ガスの再循環量を増加する手法と吸
入空気量を絞り込む手法のうちの少なくとも何れか一方
を採用して気筒内の酸素過剰率を黒煙発生を招かない限
界付近まで低減すると共に、ＮＯx低減触媒より上流側
の排気管内に還元剤を添加して前記ＮＯx低減触媒の入
口における排気ガス中の酸素過剰率を１以下まで低減す
ることを特徴とするディーゼルエンジンの排気浄化方
法。 - 【請求項２】 排気管の途中にＮＯx低減触媒を装備し
たディーゼルエンジンの排気浄化方法において、排気側
から吸気側への排気ガスの再循環量を増加する手法と吸
入空気量を絞り込む手法のうちの少なくとも何れか一方
を採用して気筒内の酸素過剰率を黒煙発生を招かない限
界付近まで低減すると共に、気筒内で燃料を後噴射して
前記ＮＯx低減触媒の入口における排気ガス中の酸素過
剰率を１以下まで低減することを特徴とするディーゼル
エンジンの排気浄化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001052210A JP2002081313A (ja) | 2000-06-29 | 2001-02-27 | ディーゼルエンジンの排気浄化方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000196800 | 2000-06-29 | ||
| JP2000-196800 | 2000-06-29 | ||
| JP2001052210A JP2002081313A (ja) | 2000-06-29 | 2001-02-27 | ディーゼルエンジンの排気浄化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002081313A true JP2002081313A (ja) | 2002-03-22 |
Family
ID=26595004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001052210A Pending JP2002081313A (ja) | 2000-06-29 | 2001-02-27 | ディーゼルエンジンの排気浄化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002081313A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010534781A (ja) * | 2007-10-17 | 2010-11-11 | デルファイ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド | 内燃機関システム |
| JP2011241746A (ja) * | 2010-05-18 | 2011-12-01 | Hino Motors Ltd | 排気浄化装置 |
| US8381513B2 (en) | 2007-06-05 | 2013-02-26 | Delphi Technologies Holding S.Arl | Internal combustion engine system |
-
2001
- 2001-02-27 JP JP2001052210A patent/JP2002081313A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8381513B2 (en) | 2007-06-05 | 2013-02-26 | Delphi Technologies Holding S.Arl | Internal combustion engine system |
| JP2010534781A (ja) * | 2007-10-17 | 2010-11-11 | デルファイ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド | 内燃機関システム |
| JP2011241746A (ja) * | 2010-05-18 | 2011-12-01 | Hino Motors Ltd | 排気浄化装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040331 |
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| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060530 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060829 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061025 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070403 |