JP4351091B2 - 排気ガス浄化システム - Google Patents
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Description
前記排気通路における上流側に配置されて排気ガス中のNOX を還元反応させるNOX 還元触媒,前記NOX 還元触媒の下流側に順次配置されて排気ガス中の粒子状物質を酸化反応させる2種類の酸化触媒,前記排気通路における前記NOX 還元触媒の上流に配置されてNOX と反応させる炭化水素系燃料を前記排気通路に噴射する噴射弁,並びに排気ガス温度,排気ガス流量及びNOX 濃度の情報に応答して前記噴射弁の噴射量を制御するコントローラを有し,
前記NO X 還元触媒は,セラミックス製又は金属製ハニカム構造体,或いはセラミックス製繊維又は金属製ワイヤをランダムに重ねたり編んだりして構成され,前記NO X 還元触媒には,前記炭化水素系燃料によるNO X 選択還元を行うため少なくとも銀及び/又はコバルトの触媒が担持されているか,或いはZn−Ga−Al−Oのスピネル構造を有する触媒が担持されており,
前記2種類の酸化触媒は,少なくとも未燃燃料やSOFの粒子状物質を酸化反応させるセラミックス製又は金属製ハニカム構造体と,少なくともスートの粒子状物質を捕集して酸化反応させるセラミックス製繊維又は金属製ワイヤをランダムに重ねたり編んだりしたフイルタ触媒とから構成され,前記ハニカム構造体は前記フイルタ触媒の上流に配置されており,前記ハニカム構造体には白金,パラジウム,マンガン,銅及びニッケルの少なくとも1種の酸化触媒が担持され,前記フイルタ触媒にはカリウム,リチウム,ナトリウム等のアルカリ金属類及びその化合物の少なくとも1種の酸化触媒が担持されており,
前記フイルタ触媒は,前記排気ガスの多数の出口を周壁に備えた出口通路を構成する中央筒体,前記中央筒体の前記出口間で外周側にそれぞれ配設された多数の板状フイルタから成るフイルタ部材,及び前記フイルタ部材の上流側と下流側とに配設され前記排気ガスを前記上流側から前記下流側へガイドするため前記中央筒体にそれぞれ支持されたガイド仕切板から構成され,
前記コントローラは,前記排気ガス流量を前記排気通路に設けられた絞り又はノズルの部位で得られた圧力差と温度センサによる前記排気ガス温度とから求め,前記排気ガス流量に前記NO X 濃度を乗じてNO X 排出質量を求め,前記NO X 排出質量に対応した予め決められた所定の流量の前記炭化水素系燃料を前記噴射弁から噴射する制御をすることを特徴とする排気ガス浄化システムに関する。
2 金属製ハニカム
4 入口部
5 差圧計
14 酸化触媒
15 酸化反応器
16 ノズル
18 排気通路
19,24 温度センサ
20 NOX 還元触媒
21,34,35 フイルタ触媒
22 噴射弁
23,44 NOX 濃度センサ
25 燃料ポンプ
26 燃料噴射量センサ
27 圧力センサ
28 燃料タンク
30 コントローラ
33 回転センサ
Claims (9)
- エンジンから排気通路を通じて排出される排気ガスに含まれる有害物質を反応除去して前記排気ガスを浄化する排気ガス浄化システムにおいて,
前記排気通路における上流側に配置されて排気ガス中のNOX を還元反応させるNOX 還元触媒,前記NOX 還元触媒の下流側に順次配置されて排気ガス中の粒子状物質を酸化反応させる2種類の酸化触媒,前記排気通路における前記NOX 還元触媒の上流に配置されてNOX と反応させる炭化水素系燃料を前記排気通路に噴射する噴射弁,並びに排気ガス温度,排気ガス流量及びNOX 濃度の情報に応答して前記噴射弁の噴射量を制御するコントローラを有し,
前記NO X 還元触媒は,セラミックス製又は金属製ハニカム構造体,或いはセラミックス製繊維又は金属製ワイヤをランダムに重ねたり編んだりして構成され,前記NO X 還元触媒には,前記炭化水素系燃料によるNO X 選択還元を行うため少なくとも銀及び/又はコバルトの触媒が担持されているか,或いはZn−Ga−Al−Oのスピネル構造を有する触媒が担持されており,
前記2種類の酸化触媒は,少なくとも未燃燃料やSOFの粒子状物質を酸化反応させるセラミックス製又は金属製ハニカム構造体と,少なくともスートの粒子状物質を捕集して酸化反応させるセラミックス製繊維又は金属製ワイヤをランダムに重ねたり編んだりしたフイルタ触媒とから構成され,前記ハニカム構造体は前記フイルタ触媒の上流に配置されており,前記ハニカム構造体には白金,パラジウム,マンガン,銅及びニッケルの少なくとも1種の酸化触媒が担持され,前記フイルタ触媒にはカリウム,リチウム,ナトリウム等のアルカリ金属類及びその化合物の少なくとも1種の酸化触媒が担持されており,
前記フイルタ触媒は,前記排気ガスの多数の出口を周壁に備えた出口通路を構成する中央筒体,前記中央筒体の前記出口間で外周側にそれぞれ配設された多数の板状フイルタから成るフイルタ部材,及び前記フイルタ部材の上流側と下流側とに配設され前記排気ガスを前記上流側から前記下流側へガイドするため前記中央筒体にそれぞれ支持されたガイド仕切板から構成され,
前記コントローラは,前記排気ガス流量を前記排気通路に設けられた絞り又はノズルの部位で得られた圧力差と温度センサによる前記排気ガス温度とから求め,前記排気ガス流量に前記NO X 濃度を乗じてNO X 排出質量を求め,前記NO X 排出質量に対応した予め決められた所定の流量の前記炭化水素系燃料を前記噴射弁から噴射する制御をすることを特徴とする排気ガス浄化システム。 - 前記NOX 濃度の情報は,前記排気通路に配置されたNOX 濃度センサにより検出されたNOX 濃度,又はエンジン回転速度と負荷とを基にして予測されたNOX 排出量によるNOX 濃度としたことを特徴とする請求項1に記載の排気ガス浄化システム。
- 前記コントローラは,前記NOX 還元触媒の上流と下流の前記排気通路にそれぞれ配置されたNOX 濃度センサによるNOX 濃度によって得られたNOX 低減量に応答して前記噴射弁からの前記炭化水素系燃料の噴射量を制御することを特徴とする請求項1又は2に記載の排気ガス浄化システム。
- 前記コントローラは,温度センサで測定された前記排気ガス温度が予め決められた所定の排気ガス温度以上である状態が予め決められた所定の時間以上経過したことに応答して前記噴射弁から前記炭化水素系燃料を噴射し,前記噴射弁からの前記炭化水素系燃料の噴射は,前記所定の排気ガス温度以下に低下して前記所定の時間経過後に停止させる制御をすることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の排気ガス浄化システム。
- 前記コントローラは,前記エンジンが自然吸気タイプである場合に,回転速度と排気量とから吸入空気量を算出し,前記吸入空気量に前記NOX 濃度を乗じて算出されたNOX 排出質量に対して,前記噴射弁から前記炭化水素系燃料を予め決められた所定の割合の噴射量だけ噴射させる制御をすることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の排気ガス浄化システム。
- 前記コントローラは,前記エンジンが過給機付きタイプである場合に,回転速度及び前記過給機の下流の吸気温度及び/又は排気ガス圧力と排気量とから吸入空気量を算出し,前記吸入空気量に前記NOX 濃度を乗じて算出されたNOX 排出質量に対して,前記噴射弁から前記炭化水素系燃料を予め決められた所定の割合の噴射量だけ噴射させる制御をすることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の排気ガス浄化システム。
- 前記コントローラは,前記排気ガス温度に応答して前記NOX 排出質量に対する前記噴射弁から噴射される前記炭化水素系燃料の質量の比率を制御することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の排気ガス浄化システム。
- 前記コントローラは,最上流又は少なくとも前記フイルタ触媒の上流に設けられた圧力センサによる排気ガス圧,圧力差及び前記排気ガス温度から算出された前記排気ガス流量から詰まり状態を判定し,予め決められた温度域で前記噴射弁から前記炭化水素系燃料を噴射し,触媒領域の温度又は前記排気ガス温度を上昇させる制御をすることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の排気ガス浄化システム。
- 前記コントローラは,前記触媒の上下流で設けられた温度センサによる温度差と前記噴射弁からの前記炭化水素系燃料の噴射量とから燃焼状態を確認し,燃焼状態でないことを確認すると,前記噴射弁からの前記炭化水素系燃料の噴射を停止させる制御をすることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の排気ガス浄化システム。
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