JP2007127064A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】多気筒内燃機関の全気筒を二つの気筒群に分けて、それぞれの排気マニホルドから排気合流部までは気筒群毎に排気通路が設けられ、排気合流部の下流側には主触媒装置が配置された内燃機関の排気浄化装置において、機関始動時の排気エミッションの悪化及び一部気筒運転時の燃料消費の悪化を改善することである。
【解決手段】排気合流部７の上流側の二つの排気通路の一方６ａには第一副触媒装置９ａが配置され、二つの排気通路の他方６ｂには第二副触媒装置９ｂが配置され、第二副触媒装置の触媒担持量は、第一副触媒装置の触媒担持量より少なくされ、機関始動時には、一方の排気通路に対応する気筒群１ａだけを運転する。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。
例えばＶ型内燃機関のような多気筒内燃機関の全気筒を二つの気筒群に分けて、それぞれに排気マニホルドを設ける場合には、各排気マニホルドから排気合流部までは、気筒群毎に排気通路が設けられる。排気合流部の下流側には、主触媒装置が配置され、機関高負荷時の多量の排気ガスを浄化することができる。しかしながら、主触媒装置は、機関本体から遠くに位置するために、排気ガスが温度低下して流入することとなり、機関低負荷時のように元々の排気ガス温度が低いと、かなり低温度の排気ガスが主触媒装置へ流入して触媒活性化程度を悪化させ、排気ガスを十分に浄化することができなくなる。従って、機関低負荷時の排気ガスを浄化するためには、機関本体からそれほど遠くない位置に副触媒装置を配置することが必要となる。
副触媒装置を二つの排気通路の一方だけに配置して、機関低負荷時には、副触媒装置が配置された一方の排気通路に対応する気筒群だけを運転する（一部気筒運転）ことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平７−１３３７１６ 特開２００１−２２７３６９
前述の技術では、機関始動時において全気筒運転が実施されると、副触媒装置が配置されていない他方の排気通路に対応する気筒群から排出される排気ガスは、機関始動時において主触媒装置の触媒が活性化していないために、殆ど浄化されることなく大気中へ放出されてしまう。また、一部気筒運転から全気筒運転へ切り換えられた直後から主触媒装置での排気ガスの浄化を可能とするために、一部気筒運転中において運転気筒の燃焼空燃比をリッチにして、このリッチ空燃比の排気ガス中に含まれる未燃燃料を非運転気筒から排出される空気に含まれる酸素によって主触媒装置で燃焼させることにより主触媒装置を触媒活性化温度に維持することも提案されているが、これでは、一部気筒運転において運転気筒の燃料消費が悪化してしまう。
従って、本発明の目的は、多気筒内燃機関の全気筒を二つの気筒群に分けて、それぞれの排気マニホルドから排気合流部までは気筒群毎に排気通路が設けられ、排気合流部の下流側には主触媒装置が配置された内燃機関の排気浄化装置において、機関始動時の排気エミッションの悪化及び一部気筒運転時の燃料消費の悪化を改善することである。
本発明による請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置は、多気筒内燃機関の全気筒を二つの気筒群に分けて、それぞれの排気マニホルドから排気合流部までは気筒郡毎に排気通路が設けられ、前記排気合流部の下流側には主触媒装置が配置された内燃機関の排気浄化装置において、前記排気合流部の上流側の二つの前記排気通路の一方には第一副触媒装置が配置され、二つの前記排気通路の他方には第二副触媒装置が配置され、前記第二副触媒装置の触媒担持量は、前記第一副触媒装置の触媒担持量より少なくされ、機関始動時には、前記一方の排気通路に対応する気筒群だけを運転することを特徴とする。
本発明による請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置は、多気筒内燃機関の全気筒を二つの気筒群に分けて、それぞれの排気マニホルドから排気合流部までは気筒郡毎に排気通路が設けられ、前記排気合流部の下流側には主触媒装置が配置された内燃機関の排気浄化装置において、前記排気合流部の上流側の二つの前記排気通路の一方には第一副触媒装置が配置され、二つの前記排気通路の他方には第二副触媒装置が配置され、前記第一副触媒装置の熱容量は、前記第二副触媒装置の熱容量より小さくされ、機関始動時には、前記一方の排気通路に対応する気筒群だけを運転することを特徴とする。
本発明による請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置は、多気筒内燃機関の全気筒を二つの気筒群に分けて、それぞれの排気マニホルドから排気合流部までは気筒郡毎に排気通路が設けられ、前記排気合流部の下流側には主触媒装置が配置された内燃機関の排気浄化装置において、前記排気合流部の上流側の二つの前記排気通路の一方には第一副触媒装置が配置され、二つの前記排気通路の他方には第二副触媒装置が配置され、前記第一副触媒装置の触媒は、前記第二副触媒装置の触媒より低温活性とされ、機関始動時には、前記一方の排気通路に対応する気筒群だけを運転することを特徴とする。
本発明による請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置は、多気筒内燃機関の全気筒を二つの気筒群に分けて、それぞれの排気マニホルドから排気合流部までは気筒郡毎に排気通路が設けられ、前記排気合流部の下流側には主触媒装置が配置された内燃機関の排気浄化装置において、前記排気合流部の上流側の二つの前記排気通路の一方には第一副触媒装置が配置され、二つの前記排気通路の他方には第二副触媒装置が配置され、対応する排気マニホルドから前記第一副触媒装置までの排気経路長は、対応する排気マニホルドから前記第二副触媒装置までの排気経路長より短くされ、機関始動時には、前記一方の排気通路に対応する気筒群だけを運転することを特徴とする。
本発明による請求項５に記載の内燃機関の排気浄化装置は、請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記第二副触媒装置は、前記排気合流部の直上流側において前記他方の排気通路に配置されていることを特徴とする。
本発明による請求項６に記載の内燃機関の排気浄化装置は、多気筒内燃機関の全気筒を二つの気筒群に分けて、それぞれの排気マニホルドから排気合流部までは気筒郡毎に排気通路が設けられ、前記排気合流部の下流側には主触媒装置が配置された内燃機関の排気浄化装置において、前記排気合流部の上流側の二つの前記排気通路の一方には第一副触媒装置が配置され、前記排気合流部の直下流側には第二副触媒装置が配置され、機関始動時には、前記一方の排気通路に対応する気筒群だけを運転することを特徴とする。
本発明による請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置によれば、排気合流部の上流側の二つの排気通路の一方には第一副触媒装置が配置され、二つの排気通路の他方には第二副触媒装置が配置され、第二副触媒装置の触媒担持量は、第一副触媒装置の触媒担持量より少なくされ、機関始動時には、一方の排気通路に対応する気筒群だけを運転するようになっている。それにより、機関始動時における一部気筒運転の排気ガスは、機関本体近くの一方の排気通路に配置されているために早期に触媒が活性化すると共に、触媒担持量の多い第一副触媒装置によって良好に浄化され、機関始動時の排気エミッションが悪化することはない。
また、一部気筒運転から全気筒運転へ切り換えられる際には、他方の排気通路に対応する気筒群の運転が開始されるが、機関本体近くの他方の排気通路には第二副触媒装置が配置されており、この時までには機関本体からの排気通路を介する伝熱により第二副触媒装置の温度は機関始動時に比較すれば上昇していているために、運転開始後直ぐに触媒が活性化して排気ガスを浄化することができる。こうして、一部気筒運転において主触媒装置を比較的高温度に維持するために燃焼空燃比をリッチにする必要はなく、一部気筒運転時の燃料消費の悪化を改善することができる。また、他方の排気通路に配置された第二副触媒装置は、未燃燃料等を比較的多く含む機関始動時の排気ガスを浄化する必要はないために、第一副触媒装置に比較して触媒担持量を少なくしており、それにより、第一副触媒装置と同様な高価な副触媒装置を他方の排気通路にも配置する場合に比較して、排気浄化装置のコストアップを抑制することができる。
本発明による請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置によれば、排気合流部の上流側の二つの排気通路の一方には第一副触媒装置が配置され、二つの排気通路の他方には第二副触媒装置が配置され、第一副触媒装置の熱容量は、第二副触媒装置の熱容量より小さくされ、機関始動時には、一方の排気通路に対応する気筒群だけを運転するようになっている。それにより、機関始動時における一部気筒運転の排気ガスは、機関本体近くの一方の排気通路に配置されているだけでなく熱容量を小さくされているためにさらに早期に触媒が活性化する第一副触媒装置によって良好に浄化され、機関始動時の排気エミッションが悪化することはない。
また、一部気筒運転から全気筒運転へ切り換えられる際には、他方の排気通路に対応する気筒群の運転が開始されるが、機関本体近くの他方の排気通路には第二副触媒装置が配置されており、この時までには機関本体からの排気通路を介する伝熱により第二副触媒装置の温度は機関始動時に比較すれば上昇していているために、運転開始後直ぐに触媒が活性化して排気ガスを浄化することができる。こうして、一部気筒運転において主触媒装置を比較的高温度に維持するために燃焼空燃比をリッチにする必要はなく、一部気筒運転時の燃料消費の悪化を改善することができる。また、他方の排気通路に配置された第二副触媒装置は、機関始動時の排気ガスを浄化する必要はないために、高価な材料を使用して第一副触媒装置のように低熱容量化しなくても良く、それにより、第一副触媒装置と同様な高価な副触媒装置を他方の排気通路にも配置する場合に比較して、排気浄化装置のコストアップを抑制することができる。
本発明による請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置によれば、排気合流部の上流側の二つの排気通路の一方には第一副触媒装置が配置され、二つの排気通路の他方には第二副触媒装置が配置され、第一副触媒装置の触媒は、第二副触媒装置の触媒より低温活性とされ、機関始動時には、一方の排気通路に対応する気筒群だけを運転するようになっている。それにより、機関始動時における一部気筒運転の排気ガスは、機関本体近くの一方の排気通路に配置されているだけでなく低温活性の触媒を担持してさらに早期に触媒が活性化する第一副触媒装置によって良好に浄化され、機関始動時の排気エミッションが悪化することはない。
また、一部気筒運転から全気筒運転へ切り換えられる際には、他方の排気通路に対応する気筒群の運転が開始されるが、機関本体近くの他方の排気通路には第二副触媒装置が配置されており、この時までには機関本体からの排気通路を介する伝熱により第二副触媒装置の温度は機関始動時に比較すれば上昇していているために、運転開始後直ぐに触媒が活性化して排気ガスを浄化することができる。こうして、一部気筒運転において主触媒装置を比較的高温度に維持するために燃焼空燃比をリッチにする必要はなく、一部気筒運転時の燃料消費の悪化を改善することができる。また、他方の排気通路に配置された第二副触媒装置は、機関始動時の排気ガスを浄化する必要はないために、第一副触媒装置のように高価な低温活性の触媒を担持しなくても良く、それにより、第一副触媒装置と同様な高価な副触媒装置を他方の排気通路にも配置する場合に比較して、排気浄化装置のコストアップを抑制することができる。
本発明による請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置は、排気合流部の上流側の二つの排気通路の一方には第一副触媒装置が配置され、二つの排気通路の他方には第二副触媒装置が配置され、対応する排気マニホルドから第一副触媒装置までの排気経路長は、対応する排気マニホルドから第二副触媒装置までの排気経路長より短くされ、機関始動時には、一方の排気通路に対応する気筒群だけを運転するようになっている。それにより、機関始動時における一部気筒運転の排気ガスは、機関本体近くの一方の排気通路における排気マニホルドまでの排気経路長が短い位置に配置されて早期に触媒が活性化する第一副触媒装置によって良好に浄化され、機関始動時の排気エミッションが悪化することはない。
また、一部気筒運転から全気筒運転へ切り換えられる際には、他方の排気通路に対応する気筒群の運転が開始されるが、機関本体近くの他方の排気通路には第二副触媒装置が配置されており、この時までには機関本体からの排気通路を介する伝熱により第二副触媒装置の温度は機関始動時に比較すれば上昇していているために、運転開始後直ぐに触媒が活性化して排気ガスを浄化することができる。こうして、一部気筒運転において主触媒装置を比較的高温度に維持するために燃焼空燃比をリッチにする必要はなく、一部気筒運転時の燃料消費の悪化を改善することができる。
また、他方の排気通路に配置された第二副触媒装置の排気マニホルドまでの排気経路長は、一方の排気通路に配置された第一副触媒装置の排気マニホルドまでの排気経路長より長くされている。機関高負荷運転時等において気筒から排出される排気ガス温度が非常に高くなると、排気マニホルドまでの排気経路長が短くされた第一副触媒装置へは非常に高温度のまま排気ガスが流入して第一副触媒装置を溶損させる危険があるために、対応する気筒群の燃焼空燃比をリッチにして気筒から排出される排気ガス温度を低下させる必要がある。これに対して、排気マニホルドまでの排気経路長が長くされた第二副触媒装置へは、ある程度は温度低下した排気ガスしか流入せず、そのままでも溶損の危険が少ないために、対応する気筒群の燃焼空燃比をリッチにする機会を減少することができる。こうして、第一副触媒装置と同様な短い排気経路長として他方の排気通路に第二副触媒装置を配置する場合に比較して、溶損を防止するリッチ化での燃料消費を低減することができる。
本発明による請求項５に記載の内燃機関の排気浄化装置によれば、請求項４の内燃機関の排気浄化装置において、第二副触媒装置は、排気合流部の直上流側において他方の排気通路に配置されている。それにより、請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置と同様な効果が得られると共に、一部気筒運転時において、一方の排気通路を通過する排気ガスの一部が排気合流部を介して第二副触媒装置内へ流入するために、全気筒運転に備えて、第二副触媒装置の温度をさらに高めることができる。
本発明による請求項６に記載の内燃機関の排気浄化装置によれば、排気合流部の上流側の二つの排気通路の一方には第一副触媒装置が配置され、排気合流部の直下流側には第二副触媒装置が配置され、機関始動時には、一方の排気通路に対応する気筒群だけを運転するようになっている。それにより、機関始動時における一部気筒運転の排気ガスは、機関本体近くの一方の排気通路に配置されて早期に触媒が活性化する第一副触媒装置によって良好に浄化され、機関始動時の排気エミッションが悪化することはない。
また、一部気筒運転から全気筒運転へ切り換えられる際には、他方の排気通路に対応する気筒群の運転が開始されるが、一部気筒運転中において、一方の排気通路を通過する排気ガスは排気合流部の直下流側の第二副触媒装置内へも流入して第二副触媒装置の温度を機関始動時に比較すればかなり高めているために、運転開始後直ぐに触媒が活性化して排気ガスを浄化することができる。こうして、一部気筒運転において主触媒装置を比較的高温度に維持するために燃焼空燃比をリッチにする必要はなく、一部気筒運転時の燃料消費の悪化を改善することができる。
また、排気合流部の直下流側には第二副触媒装置が配置されており、第二副触媒装置の排気マニホルドまでの排気経路長は、一方の排気通路に配置された第一副触媒装置の排気マニホルドまでの排気経路長より長くされている。それにより、請求項４又は５に記載の内燃機関の排気浄化装置と同様に、第一副触媒装置と同様な短い排気経路長として他方の排気通路に第二副触媒装置を配置する場合に比較して、溶損を防止するリッチ化での燃料消費を低減することができる。
図１は本発明による内燃機関の排気浄化装置の第一実施形態を示す概略図である。同図において、１ａはＶ型内燃機関の第一バンクであり、１ｂは第二バンクである。２ａは第一バンク１ａの第一吸気マニホルドであり、２ｂは第二バンク１ｂの第二吸気マニホルドである。第一吸気マニホルド２ａには第一吸気通路３ａが接続され、第一吸気マニホルド２ｂには第二吸気通路３ｂが接続される。第一吸気通路３ａ及び第二吸気通路３ｂには、それぞれスロットル弁４ａ，４ｂが配置され、第一バンク１ａ及び第二バンク１ｂの吸気量を互いに独立して制御可能となっている。
５ａは第一バンク１ａの第一排気マニホルドであり、５ｂは第二バンク１ｂの第二排気マニホルドである。第一排気マニホルド５ａには第一排気通路６ａが接続され、第二排気マニホルド５ｂには第二排気通路６ｂが接続される。第一排気通路６ａ及び第二排気通路６ｂは排気合流部７において合流し、排気合流部７の下流側には主触媒装置８が配置されている。
本Ｖ型内燃機関は、主に理論空燃比での運転を実施するものであり、主触媒装置８としては三元触媒装置が選択される。主触媒装置８は、比較的大型化されるが、車両床下に配置されるために車両搭載性の問題はない。こうして、機関高負荷時に各気筒から排出される多量の排気ガスは主触媒装置８によって良好に浄化することができる。しかしながら、機関低負荷時に各気筒から排出される排気ガスは、比較的低温度であり、これが主触媒装置８へ流入する時には、さらに温度低下するために、主触媒装置８を触媒活性化温度に維持することができなくなって、排気ガスの浄化が不十分となる。
そのために、本実施形態では、第一排気通路４ａには三元触媒装置として第一副触媒装置９ａが配置され、第二排気通路４ｂには三元触媒装置として第二副触媒装置９ｂが配置されている。それにより、第一バンク１ａ及び第二バンク１ｂにおいて機関低負荷時の運転が実施されても、比較的低温度の排気ガスはそれほど温度低下することなく第一副触媒装置９ａ及び第二副触媒装置９ｂへ流入するために、それぞれに担持された触媒は活性化温度に維持され、この時の排気ガスを十分に浄化することができる。
本実施形態において、機関始動時、例えば、クランキングの開始から機関回転数がアイドル回転数に安定するまでの間、又は、クランキングの開始から燃料増量のアイドル運転が終了して機関暖機が完了するまでの間は、第一バンク１ａの気筒だけを運転し、第二バンク１ｂの気筒への燃料噴射を停止する一部気筒運転が実施される。それにより、第一副触媒装置９ａは、第一排気マニホルド５ａの直下流側に配置され、第一排気マニホルド５ａから第一副触媒装置９ａまでの排気経路長Ｌ１がかなり短くされているために、第一副触媒装置９ａへは第一バンク１ａの各気筒から排出される排気ガスが殆ど温度低下することなく流入し、第一副触媒装置９ａは早期に触媒活性化温度へ昇温される。こうして、第一副触媒装置９ａによって機関始動時の比較的多量の未燃燃料等を含む排気ガスを良好に浄化することができる。
機関始動時の後に、一部気筒運転から第二バンク１ｂの気筒の運転を開始する全気筒運転へ切り換えられる時には、機関本体近くの第二排気通路６ｂに配置された第二副触媒装置９ｂは、この時までの機関本体からの第二排気通路６ｂを介する伝熱により、機関始動開始時に比較すれば昇温されているために、第二バンク１ｂからの排気ガスが流入すれば直ぐに触媒が活性化して排気ガスを浄化することができる。第二副触媒装置９ｂが昇温され易くするために、本実施形態においては、第二副触媒装置９ｂを第二排気マニホルド５ｂの直下流側に配置し、第二排気マニホルド５ｂから第二副触媒装置９ｂまでの排気経路長Ｌ２を第一副触媒装置９ａと同様にかなり短くしている。
しかしながら、第二副触媒装置９ｂは、機関始動時の比較的多量に未燃燃料等を含む排気ガスを浄化する必要がないために、本実施形態においては、第二副触媒装置９ｂの触媒担持量は、第一副触媒装置９ａの触媒担持量より少なくされており、それにより、第一副触媒装置９ａと同様な高価な副触媒装置を第二排気通路６ｂにも配置する場合に比較して、排気浄化装置のコストアップを抑制している。
また、第二副触媒装置９ｂは機関始動時の排気ガスを浄化する必要がないために、第二副触媒装置９ｂの熱容量は、安価な材料を使用する等して、第一副触媒装置の熱容量より大きくして良く、それにより、第一副触媒装置と同様な高価な副触媒装置を第二排気通路６ｂにも配置する場合に比較して、排気浄化装置のコストアップを抑制することができる。
また、第二副触媒装置９ｂは機関始動時の排気ガスを浄化する必要がないために、第二副触媒装置９ｂに担持させた触媒を、安価なものとして、第一副触媒装置に担持させた触媒より高温活性として良く、それにより、第一副触媒装置と同様な高価な副触媒装置を第二排気通路６ｂにも配置する場合に比較して、排気浄化装置のコストアップを抑制することができる。
図２は本発明による内燃機関の排気浄化装置の第二実施形態を示す概略図である。第一実施形態との違いについてのみ以下に説明する。本実施形態においては、第一排気マニホルド５ａから第一副触媒装置９ａまでの排気経路長Ｌ１は、第二排気マニホルド５ｂから第二副触媒装置９ｂ’までの排気経路長Ｌ２’より短くされ、好ましくは、第二副触媒装置９ｂ’は、排気合流部７の直上流側において第二排気通路６ｂに配置されている。
このような構成においても、一部気筒運転の機関始動時の排気ガスは、第一副触媒装置９ａにより良好に浄化される。また、機関始動時の後に、一部気筒運転から全気筒運転へ切り換えられる時には、機関本体近くの第二排気通路６ｂに配置された第二副触媒装置９ｂは、この時までの機関本体からの第二排気通路６ｂを介する伝熱により、機関始動開始時に比較すれば昇温されているために、第二バンク１ｂからの排気ガスが流入すれば直ぐに触媒が活性化して排気ガスを浄化することができる。さらに、第二副触媒装置９ｂ’が排気合流部７の直上流側に配置されていれば、一部気筒運転時において、第一バンク１ａからの排気ガスの一部が排気合流部７を介して第二副触媒装置９ｂ’へ逆方向に流入するために、全気筒運転に備えて、第二副触媒装置９ｂ’の温度をさらに高めることができる。
ところで、機関高負荷運転時等において気筒から排出される排気ガス温度が非常に高くなると、第一排気マニホルド５ａまでの排気経路長Ｌ１が短くされた第一副触媒装置９ａへは非常に高温度のまま排気ガスが流入して第一副触媒装置９ａを溶損させる危険があるために、第一バンク１ａの各気筒の燃焼空燃比をリッチにして気筒から排出される排気ガス温度を低下させる必要がある。本実施形態においては、第二排気通路６ｂに配置された第二副触媒装置９ｂ’の第二排気マニホルド５ｂまでの排気経路長Ｌ２’は、第一排気通路６ａに配置された第一副触媒装置９ａの第一排気マニホルド５ａまでの排気経路長Ｌ１より長くされているために、第二副触媒装置９ｂ’へは、ある程度温度低下した排気ガスしか流入せず、そのままでも溶損の危険が少ないために、第二バンク１ｂの各気筒の燃焼空燃比をリッチにする機会を減少することができる。こうして、第一副触媒装置９ａと同様な短い排気経路長Ｌ１として第二排気通路６ｂに第二副触媒装置９ｂ’を配置する場合に比較して、溶損を防止するリッチ化での燃料消費を低減することができる。
図３は本発明による内燃機関の排気浄化装置の第三実施形態を示す概略図である。第一実施形態との違いについてのみ以下に説明する。本実施形態においては、排気合流部７の直下流側に第二副触媒装置９ｂ”が配置され、第二副触媒装置９ｂ”の下流側に主触媒装置８が配置されている。
このような構成においても、一部気筒運転の機関始動時の排気ガスは、第一副触媒装置９ａにより良好に浄化される。また、機関始動時の後に、一部気筒運転から全気筒運転へ切り換えられる時には、一部気筒運転中において排気ガスが排気合流部７の直下流側に配置された第二副触媒装置９ｂ”を通過して第二副触媒装置９ｂ”を昇温させているために、第二バンク１ｂからの排気ガスが流入すれば直ぐに触媒が活性化して排気ガスを浄化することができる。
また、第二実施形態において説明したように、機関高負荷時において排気ガスの温度が非常に高温度となる時には、第一副触媒装置９ａの溶損を防止するために、第一バンク１ａの各気筒の燃焼空燃比をリッチにして排気ガス温度を低下することが必要であるが、排気合流部７の直下流側に配置された第二副触媒装置９ｂ”に関しては、第二排気通路６ｂを通過して温度低下した排気ガスしか流入せず、機関高負荷時において排気ガスの温度が非常に高温度となっても溶損の危険が少ないために、第二バンク１ｂの各気筒の燃焼空燃比をリッチにする機会を減少することができる。こうして、第一副触媒装置９ａと同様な短い排気経路長Ｌ１として第二排気通路６ｂに第二副触媒装置９ｂ”を配置する場合に比較して、溶損を防止するリッチ化での燃料消費を低減することができる。
前述した第二及び第三実施形態において、第二副触媒装置９ｂ’，９ｂ”は、第一副触媒装置９ａと同様な触媒担持量を有し、また、同様な熱容量を有し、また、同様な低温で活性する触媒を担持しても良いが、第一副触媒装置９ａより触媒担持量を少なくし、また、熱容量を高くし、また、より高温で活性する触媒を担持するようにしても良い。
前述した実施形態において、主触媒装置８は三元触媒装置としたが、内燃機関がリーンバーン運転を実施するものである場合には、ＮＯX触媒装置としても良い。また、内燃機関は、機関始動時に一部気筒運転を実施するものとしたが、もちろん、機関始動時以外の例えば低負荷時にも一部気筒運転を実施しても良い。この機関始動以外の一部気筒運転は、第二バンク１ｂを運転気筒群としても良い。
内燃機関はＶ型としたが、これは本発明を限定するものではなく、複数気筒が直列配置されるものでも、二つの気筒群に分けられてそれぞれに排気マニホルドが設けられる内燃機関であれば、本発明を適用可能である。また、複数の気筒群が三つ以上に分けられる場合においても、排気合流部の上流側の三つ以上の排気通路を大きく二つに分けて考えて本発明を適用すれば良い。
本発明による内燃機関の排気浄化装置の第一実施形態を示す概略図である。 本発明による内燃機関の排気浄化装置の第二実施形態を示す概略図である。 本発明による内燃機関の排気浄化装置の第三実施形態を示す概略図である。
符号の説明
１ａ 第一バンク
１ｂ 第二バンク
５ａ 第一排気マニホルド
５ｂ 第二排気マニホルド
６ａ 第一排気通路
６ｂ 第二排気通路
７ 排気合流部
８ 主触媒装置
９ａ 第一副触媒装置
９ｂ、９ｂ’、９ｂ” 第二副触媒装置

Claims (6)

  1. 多気筒内燃機関の全気筒を二つの気筒群に分けて、それぞれの排気マニホルドから排気合流部までは気筒郡毎に排気通路が設けられ、前記排気合流部の下流側には主触媒装置が配置された内燃機関の排気浄化装置において、前記排気合流部の上流側の二つの前記排気通路の一方には第一副触媒装置が配置され、二つの前記排気通路の他方には第二副触媒装置が配置され、前記第二副触媒装置の触媒担持量は、前記第一副触媒装置の触媒担持量より少なくされ、機関始動時には、前記一方の排気通路に対応する気筒群だけを運転することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
  2. 多気筒内燃機関の全気筒を二つの気筒群に分けて、それぞれの排気マニホルドから排気合流部までは気筒郡毎に排気通路が設けられ、前記排気合流部の下流側には主触媒装置が配置された内燃機関の排気浄化装置において、前記排気合流部の上流側の二つの前記排気通路の一方には第一副触媒装置が配置され、二つの前記排気通路の他方には第二副触媒装置が配置され、前記第一副触媒装置の熱容量は、前記第二副触媒装置の熱容量より小さくされ、機関始動時には、前記一方の排気通路に対応する気筒群だけを運転することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
  3. 多気筒内燃機関の全気筒を二つの気筒群に分けて、それぞれの排気マニホルドから排気合流部までは気筒郡毎に排気通路が設けられ、前記排気合流部の下流側には主触媒装置が配置された内燃機関の排気浄化装置において、前記排気合流部の上流側の二つの前記排気通路の一方には第一副触媒装置が配置され、二つの前記排気通路の他方には第二副触媒装置が配置され、前記第一副触媒装置の触媒は、前記第二副触媒装置の触媒より低温活性とされ、機関始動時には、前記一方の排気通路に対応する気筒群だけを運転することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
  4. 多気筒内燃機関の全気筒を二つの気筒群に分けて、それぞれの排気マニホルドから排気合流部までは気筒郡毎に排気通路が設けられ、前記排気合流部の下流側には主触媒装置が配置された内燃機関の排気浄化装置において、前記排気合流部の上流側の二つの前記排気通路の一方には第一副触媒装置が配置され、二つの前記排気通路の他方には第二副触媒装置が配置され、対応する排気マニホルドから前記第一副触媒装置までの排気経路長は、対応する排気マニホルドから前記第二副触媒装置までの排気経路長より短くされ、機関始動時には、前記一方の排気通路に対応する気筒群だけを運転することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
  5. 前記第二副触媒装置は、前記排気合流部の直上流側において前記他方の排気通路に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置。
  6. 多気筒内燃機関の全気筒を二つの気筒群に分けて、それぞれの排気マニホルドから排気合流部までは気筒郡毎に排気通路が設けられ、前記排気合流部の下流側には主触媒装置が配置された内燃機関の排気浄化装置において、前記排気合流部の上流側の二つの前記排気通路の一方には第一副触媒装置が配置され、前記排気合流部の直下流側には第二副触媒装置が配置され、機関始動時には、前記一方の排気通路に対応する気筒群だけを運転することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
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