内燃机的排气净化装置制造方法及图纸

一种内燃机(100)的排气净化装置，在排气通路具备NOx吸藏还原型催化剂(3)。NOx吸藏还原型催化剂(3)具备：基体(5)、配置于基体(5)上的上游侧涂层(61)、和在比上游侧涂层(61)靠排气流通方向的下游的那侧配置的下游侧涂层(62)。在上游侧涂层(61)中含有贵金属催化剂但不含有含Ce氧化物。在下游侧涂层(62)中含有含Ce氧化物和贵金属催化剂。上游侧涂层(61)的长度是相对于上游侧涂层(61)和下游侧涂层(62)的合计长度为5～62.5％的长度，将上游侧涂层(61)除外的其余的涂层部分为下游侧涂层(62)。

Exhaust purification device for internal combustion engine

An exhaust purification device for an internal combustion engine (100) has a NOx absorbing catalyst (3) in the exhaust passage. The NOx absorption still prototype catalyst (3) is equipped with a substrate (5), an upstream side coating (61) disposed on the matrix (5), and a downstream side coating (62) on the downstream side of the exhaust flow direction than the upstream side coating (61). The upstream coating (61) contains noble metal catalysts but does not contain Ce oxides. The downstream coating (62) contains Ce oxides and noble metal catalysts. The length of the upstream side coating (61) is 5 to 62.5% of the length relative to the upstream side coating (61) and the downstream side coating (62), and the rest coating, except the upstream side coating (61), is the downstream side coating (62).

【技术实现步骤摘要】
内燃机的排气净化装置
本专利技术涉及内燃机的排气净化装置。
技术介绍
公知一种内燃机，其具备在排气的空燃比为稀时吸藏排气中的氮氧化物(NOx)、当使排气空燃比为浓时释放所吸藏的NOx并进行还原的NOx吸藏还原型催化剂。在WO2014/123232A中，作为这样的NOx吸藏还原型催化剂，已知：具备在表面形成有涂层的基体，且在涂层中含有被载体担载的贵金属、和氧化铈或铈(Ce)与锶(St)的复合氧化物等的含Ce氧化物的NOx吸藏还原型催化剂。对于该NOx吸藏还原型催化剂而言，在排气的空燃比为稀时，排气中的NOx被含Ce氧化物吸附，当使排气空燃比为浓时，所吸附的NOx从含Ce氧化物释放并被还原。
技术实现思路
但是，近年来，为了以提高燃油经济性为目的的车辆的小型化、轻量化，希望利用一种催化剂来对排气中所含的有害物质NOx和碳化氢(HC)进行净化。而且，由于NOx和HC都对环境给予同样的不良影响，因此希望降低NOx排出量与HC排出量的合计量。另一方面，由于上述的NOx吸藏还原型催化剂含有贵金属，因此通过贵金属来将HC氧化、净化。但是，由于Ce使贵金属的反应性降低，因此当使含Ce氧化物增加时，NOx的吸附量增大，但HC的净化量降低。因此，对于上述那样的NOx吸藏还原型催化剂而言，存在难以凭借一种NOx吸藏还原型催化剂来使NOx吸附量与HC净化量的合计量增加的问题。为了解决上述问题，本专利技术的一个方案涉及的内燃机的排气净化装置，在排气通路具备NOx吸藏还原型催化剂。NOx吸藏还原型催化剂具备在排气流通方向上延伸的基体、和形成于基体上的涂层，涂层具备：在排气流通方向的上游侧配置的上游侧涂层、和在比上游侧涂层靠排气流通方向的下游的那侧配置的下游侧涂层。在上游侧涂层中含有贵金属催化剂但不含有含Ce氧化物。在下游侧涂层中含有含Ce氧化物和贵金属催化剂。上游侧涂层的长度是相对于上游侧涂层和下游侧涂层的合计长度为5～62.5％的长度，将上游侧涂层除外的其余的涂层部分为下游侧涂层。根据本专利技术的该方案涉及的内燃机的排气净化装置，通过从上游侧涂层排除Ce，能够抑制上游侧涂层中的贵金属催化剂的氧化HC的作用的降低。另一方面，将上游侧涂层除外的其余的涂层部分即下游侧涂层的长度，相对于上游侧涂层与下游侧涂层的合计长度为37.5～95％，具有充分的长度，因此在下游侧涂层中，能够利用Ce来充分地吸附NO2。其结果，能够利用一种NOx吸藏还原型催化剂来使NOx吸藏量与HC净化量的合计量增大。附图说明图1是表示本专利技术的内燃机的排气净化装置的概略系统图。图2A是NOx吸藏还原型催化剂的主视图。图2B是NOx吸藏还原型催化剂的截面图。图3是图解性地表示基体表面上的含Ce氧化物的吸附NOx的作用的图。图4是图解性地表示排气的空燃比(A/F)随时间的变化、和被NOx吸藏还原型催化剂吸藏的NOx的量随时间的变化的图。图5是图解性地表示由含Ce氧化物带来的降低贵金属的活性的作用的图。图6A是本专利技术的实施例的NOx吸藏还原型催化剂的主视图。图6B是本专利技术的实施例的NOx吸藏还原型催化剂的截面图。图7是图解性地表示吸藏NOx的作用的图。图8是表示关于实施例1～7、参考例1、2、比较例1～5的Ce含量等的表。图9是表示Ce含量与HC净化率的关系的图。图10是表示Ce含量与NOx吸藏率的关系的图。图11是表示NOx吸藏量与HC净化量的合计量的增量与上游侧涂层的比例的关系的图。具体实施方式图1是表示本专利技术的内燃机100的排气净化装置的概略系统图。内燃机100具备：柴油发动机1、排气歧管2、与排气歧管2连结的NOx吸藏还原型催化剂(NSR)3、和选择还原型催化剂(SCR)4。从柴油发动机1排出的排气经由排气歧管2顺次供给至NOx吸藏还原型催化剂3以及选择还原型催化剂4。这样，本实施方式的内燃机100的排气净化装置具备配置于排气通路的NOx吸藏还原型催化剂3。接着，参照图2A、2B来对NOx吸藏还原型催化剂3的结构进行说明。图2A是从排气流入端观察NOx吸藏还原型催化剂3的主视图，图2B是沿着排气通过方向切断NOx吸藏还原型催化剂3的侧面截面图。NOx吸藏还原型催化剂3，遍及全长地具有一样的截面，并且，呈现在排气流通方向(图2B中的箭头W的朝向)上延伸的圆筒状。该NOx吸藏还原型催化剂3的内部形成有被隔壁围成的多个排气流通路。该排气流通路被形成为：截面为正方形，维持一定的宽度并且直线性地延伸。形成这些排气流通路的基体5是陶瓷制的，由例如堇青石、莫来石、α－氧化铝形成。在该情况下，基体5特别优选是由堇青石形成的。进而，在各隔壁的表面形成有涂层6。图3是图解性地表示在NOx吸藏还原型催化剂3的隔壁上形成的一部分的涂层6内所含的催化剂载体7的表面上的情况的图。如图3所示，在由例如氧化铝(Al2O3)构成的催化剂载体7上，担载有贵金属催化剂8以及用于吸附NOx的含Ce氧化物9。贵金属催化剂8具有将NO氧化使其成为NO2的作用、和将NOx还原的作用，该贵金属催化剂8包含铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)之中的至少一种贵金属。作为含Ce氧化物9，可使用氧化铈、Ce与锶(St)的复合氧化物之中的至少一方。在该情况下，作为含Ce氧化物9，优选氧化铈。该含Ce氧化物9，在较低的温度(低于300℃)的环境中具有优异的NOx吸附能力。接着，参照图3和图4对NOx吸藏还原型催化剂3的净化NOx的作用的概要进行说明。图4是表示在NOx吸藏还原型催化剂3中流动的排气的空燃比(A/F)以及被NOx吸藏还原型催化剂3吸藏的NOx的量(NOx吸藏量)随时间的变化的图。由图4可知，向NOx吸藏还原型催化剂3流入的排气的空燃比通常被维持为稀，因此向NOx吸藏还原型催化剂3流入的排气通常处于氧过剩的状态。此时，排气中所含的NO的一部分在贵金属催化剂8的表面被氧化从而成为NO2。接着，推测该NO2通过构成NO2的O与构成含Ce氧化物9的Ce之间进行化学键合从而被含Ce氧化物9吸附。但是，该NO2，在向NOx吸藏还原型催化剂3流入的排气的温度为较低的温度(大约低于300℃)的期间被含Ce氧化物9吸附。另一方面，当向NOx吸藏还原型催化剂3流入的排气的温度变为较高的温度(大约300℃以上)时，NO2的热运动变大，NO2从含Ce氧化物9中释放。再者，O数比NO2少的NO几乎没有被含Ce氧化物9吸附。即，在向NOx吸藏还原型催化剂3流入的排气的空燃比为稀、NOx吸藏还原型催化剂3的温度为较低的温度时，NO2被含Ce氧化物9吸附。另一方面，在NO2被含Ce氧化物9吸附着时，如图4所示，若使向NOx吸藏还原型催化剂3流入的排气的空燃比为浓，则排气中的氧浓度降低。此时，Ce与O之间的化学键被切断，被含Ce氧化物9吸附的NO2释放出来。接着，所释放的NO2在贵金属催化剂8上被排气中所含的HC和CO还原。那么，如图3所示，在催化剂载体7上担载有含Ce氧化物9和贵金属催化剂8，在排气的空燃比为稀时，排气中所含的HC在贵金属催化剂8的表面与氧进行反应从而被氧化。另一方面，如图4所示，当使排气的空燃比为浓时，HC与吸附于贵金属催化剂8的表面的NO2反应，由此，NO2被还原。这样，NO被贵金属催化剂8氧化成NO2，被氧化而成的NO2被本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃机的排气净化装置，在排气通路具备NOx吸藏还原型催化剂，所述NOx吸藏还原型催化剂具备：在排气流通方向上延伸的基体；和形成于所述基体上的涂层，所述涂层具备：在排气流通方向的上游侧配置的上游侧涂层；和在比所述上游侧涂层靠排气流通方向的下游的那侧配置的下游侧涂层，在所述上游侧涂层中含有贵金属催化剂但不含有含Ce氧化物，在所述下游侧涂层中含有含Ce氧化物和贵金属催化剂，所述上游侧涂层的长度是相对于所述上游侧涂层和所述下游侧涂层的合计长度为5～62.5％的长度，将所述上游侧涂层除外的其余的涂层部分是所述下游侧涂层。

【技术特征摘要】
2016.10.14 JP 2016-2026831.一种内燃机的排气净化装置，在排气通路具备NOx吸藏还原型催化剂，所述NOx吸藏还原型催化剂具备：在排气流通方向上延伸的基体；和形成于所述基体上的涂层，所述涂层具备：在排气流通方向的上游侧配置的上游侧涂层；和在比所述上游侧涂层靠排气流通方向的下游的那侧配置的下游侧涂层，在所述上游侧涂层中含有贵金属催化剂但不含有含Ce氧化物，在所述下游侧涂层中含有含Ce氧化物和贵金属催化剂，所述上游侧涂层的长度是相对于所述上游...

【专利技术属性】
技术研发人员：桦岛信介，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP