内燃机的废气净化装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种内燃机的废气净化装置，其具备与以往相比虽然Rh的用量少、但可得到较高的废气净化率的催化剂转换器。本发明专利技术涉及一种发动机(1)的废气净化装置(3)，其具备设置于发动机(1)的排气管(13)上的用于净化废气的催化剂转换器，所述催化剂转换器包含上游侧催化剂转换器(31)、和设置于上游侧催化剂转换器(31)的下游侧的下游侧催化剂转换器(33)，上游侧催化剂转换器(31)具备支持体(315)、和负载于支持体(315)上的包含具有储藏和放出氧的功能的OSC材料、A12O3和Pd的第1催化剂(310)，所述第1催化剂(310)具备设置于支持体(315)上、仅OSC材料负载有Pd的第1下层催化剂(311)；和设置于第1下层催化剂(311)上、OSC材料和A12O3分别负载有Pd的第1上层催化剂(312)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及内燃机的废气净化装置。详细而言，涉及具备用于净化内燃机废气的催化剂转换器的废气净化装置
技术介绍
以往，在内燃机的废气系统中设置了废气净化装置，其具备用于净化废气的催化剂转换器。催化剂转换器具备对废气中所含的一氧化碳(在下文中，称作“CO”)、非甲烷烃(在下文中，称作“NMOG(Non Methane Organic Gas) ”)和氮氧化物(在下文中，称作“NOx”)进行净化的废气净化催化剂。现有一般的催化剂转换器由支持体、和负载于该支持体上的废气净化催化剂形成。更详细而言，现有一般的催化剂转换器通过在由陶瓷或金属形成的在内部具备多个孔道的蜂窝结构的支持体上负载包含钼(在下文中，称作“Pt”)、钯(在下文中，称作“Pd”)和铑(在下文中，称作“Rh”)等贵金属的废气净化催化剂而形成(例如，参见专利文献I)。然而，已知Pt、Pd和Rh等贵金属非常昂贵。因此，从削减废气净化催化剂的成本的方面考虑，要求尽可能减少其用量。这里，图12是示出Pt、Pd和Rh的每年的价格走势的图。如图12所示，这些贵金属中Rh不仅平均价格最高，而且价格的变化幅度大，因此强烈要求降低其用量。因此，本申请人提出了不降低废气净化率而减少Rh的用量的技术(例如，参见专利文献2)。该专利文献2的技术中，使净化废气的催化剂转换器为上游催化剂转换器和下游催化剂转换器的双级构成，与上游催化剂转换器相比在下游催化剂转换器中设置更多Rh。废气中所含的磷、硫所导致的Rh的中毒越在上游侧越明显，成为使Rh的净化性能降低的原因，但利用该技术，通过减少上游侧的Rh用量，能够抑制Rh的中毒、能够降低Rh的用量。另外，专利文献2的技术中，使上游催化剂转换器内的废气净化催化剂为3层结构，除最表层以外配置Rh。越是表层侧上述Rh的中毒越明显，但利用该技术，通过在除最表层以外配置Rh，能够抑制Rh的中毒、能够降低Rh的用量。另外，专利文献2的技术中，与下游催化剂转换器相比在上游催化剂转换器中配置更多的储氧材料(在下文中，称作“OSC(Oxygen Storage Component)材料”)。OSC材料具有在氧化气氛下储藏氧、在还原气氛下放出氧的特性，利用该技术，通过在上游侧配置较多的OSC材料，能够使流入下游催化剂转换器中的废气的空燃比稳定并控制在化学计量附近，下游催化剂转换器的废气净化率提高。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2007-278100号公报专利文献2 :国际公开第2010/61804号
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，专利文献2的技术中，例如使上游催化剂转换器内的Rh用量为零时，存在排气尾管排出物(排放到大气的有害物质)增加的问题。即，专利文献2的技术中，在不降低废气净化率的情况下减少Rh的用量是有限的。本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种内燃机的废气净化装置，其具备与以往相比虽然Rh的用量少、但可得到较高的废气净化率的催化剂转换器。用于解决问题的手段为了达到上述目的，本专利技术提供一种内燃机的废气净化装置(例如，后述的废气净化装置3)，其具备设置于内燃机(例如，后述的发动机I)的废气通路(例如，后述的排气管13)中的用于净化该内燃机的废气的催化剂转换器，所述催化剂转换器包含上游侧催化剂转换器(例如，后述的上游侧催化剂转换器31)、和设置于该上游侧催化剂转换器的下游侧的下游侧催化剂转换器(例如，后述的下游侧催化剂转换器33)。本专利技术的内燃机的废气净化装置中，特征在于，所述上游侧催化剂转换器具备支持体(例如，后述的支持体315)、和负载于该支持体上的包含具有储藏和放出氧的功能的OSC材料、Al2O3和Pd的第I催化剂(例如，后述的第I催化剂310)，所述第I催化剂具备设置于所述支持体上、仅OSC材料负载有Pd的第I下层催化剂(例如，后述的第I下层催化剂311);和设置于该第I下层催化剂上、OSC材料和Al2O3分别负载有Pd的第I上层催化剂(例如，后述的第I上层催化剂312)。本专利技术中，利用第I催化剂构成上游侧催化剂转换器所具备的废气净化催化剂，该第I催化剂包含具有储藏和放出氧的功能的OSC材料、Al2O3和Pd。另外，利用设置于支持体上、仅OSC材料负载有Pd的第I下层催化剂和设置于该第I下层催化剂上、OSC材料和Al2O3分别负载有Pd的第I上层催化剂构成该第I催化剂。即，仅使用Pd作为贵金属来构成上游侧催化剂转换器所具备的废气净化催化剂。已知Pd与Rh相比储藏和放出氧的能力较差，根据本专利技术，由于使第I下层催化剂中的Pd仅负载于OSC材料上，因而能够最大限度地发挥OSC材料的储藏和放出氧的能力。因此，能够使流入下游侧催化剂转换器中的废气的空燃比稳定并控制在化学计量附近，能够提高下游侧催化剂转换器的废气净化率。另外，已知Pd与Rh相比低温时的废气净化性能较差，根据本专利技术，由于使第I上层催化剂中的Pd分别负载于OSC材料和Al2O3上，因而能够提高Pd的分散性，即使在低温时也能够发挥较高的废气净化性能。因此，特别能够提高刚起动后等的低温时的上游侧催化剂转换器的废气净化率。因此，利用本专利技术的废气净化装置，尽管与以往相比Rh的用量少，但也可以得到较高的废气净化率。这种情况下，所述第I上层催化剂中的Pd含量优选少于所述第I下层催化剂中的Pd含量。本专利技术中，将第I上层催化剂中的Pd含量设定为少于第I下层催化剂中的Pd含量。已知Pd比Rh更容易因磷、硫而引起中毒，越是表层侧中毒越明显。因此根据该发、明，由于较少地设定第I上层催化剂中的Pd含量，因而能够抑制Pd的中毒，能够抑制废气净化率的降低。这种情况下，所述第I上层催化剂和所述第I下层催化剂优选均含有Ba。本专利技术中，使第I上层催化剂和第I下层催化剂中分别含有Ba。已知Ba具有抑制OSC材料和Al2O3的磷中毒的效果。因此根据该专利技术，由于使第I上层催化剂和第I下层催化剂中分别含有Ba，因而能够抑制第I上层催化剂和第I下层催化剂中的OSC材料和Al2O3的磷中毒，能够抑制废气净化率的降低。这种情况下，所述第I上层催化剂中的OSC材料含量和Al2O3含量的总量优选少于所述第I下层催化剂中的OSC材料含量和Al2O3含量的总量。 本专利技术中，将第I上层催化剂中的OSC材料含量和Al2O3含量的总量设定为少于第I下层催化剂中的OSC材料含量和Al2O3含量的总量。由此，第I上层催化剂的热容量减小，第I上层催化剂的升温性能提高。因此，第I上层催化剂的起燃性能提高，能够进一步提高低温时的废气净化性能。这种情况下，所述第I下层催化剂中的OSC材料含量与Al2O3含量的比例优选大于所述第I上层催化剂中的OSC材料含量与Al2O3含量的比例。 本专利技术中，将第I下层催化剂中的OSC材料含量与Al2O3含量的比例设定为大于第I上层催化剂中的OSC材料含量与Al2O3含量的比例。由此，在第I下层催化剂中配置了较多的OSC材料，因而能够进一步提高第I下层催化剂的储藏和放出氧的能力。因此，能够使流入下游侧催化剂转换器中的废气的空燃比更稳定并控制在化学计量附近，能够进一步提高下游侧催化剂转换器的废气净化率。这种情况下，优选的是，所述下游侧催化剂转换器具备支持体(例如，后述的支持体335)、和负载于该本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.02.25 JP 2011-0402661.一种内燃机的废气浄化装置，该废气浄化装置具备设置于内燃机的废气通路上的用于净化该内燃机的废气的催化剂转换器，所述催化剂转换器包含上游侧催化剂转换器、和设置于该上游侧催化剂转换器的下游侧的下游侧催化剂转换器，其特征在干， 所述上游侧催化剂转换器具备支持体、和负载于该支持体上的包含OSC材料、Al2O3和Pd的第I催化剂，该OSC材料具有储藏和放出氧的功能， 所述第I催化剂具备设置于所述支持体上、仅OSC材料负载有Pd的第I下层催化剂；和设置于该第I下层催化剂上、OSC材料和Al2O3分别负载有Pd的第I上层催化剂。2.如权利要求I所述的内燃机的废气浄化装置，其特征在于，所述第I上层催化剂中的Pd含量少于所述第I下层催化剂中的Pd含量。3.如权利要求I或2所述的内燃机的废气浄化装置，其特征在于，所述第I上层催化剂和所述第I下层催化剂均含有Ba。4.如权利要求I 3任一项所述的内燃机的废气浄化装置，其特征在于，所述第I上层催化剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：西智弘，黑木圭，铃木纪彦，片山研治，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：