專利名稱：騎乘型車輛的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及二輪機動車等騎乘型車輛，特別涉及具備以小于理論 空燃比的空燃比(即，富燃側的空燃比)進行燃燒的內燃機的騎乘型 車輛。
背景技術：
為了凈化從機動車輛引擎排出的燃燒氣體(廢氣)，三元催化劑被
廣泛使用。三元催化劑將廢氣中所含的CO (—氧化碳)、HC (烴)和 NOx (氮氧化物)還原或氧化為水和二氧化碳、氮氣。
為了使用三元催化劑高效率地進行還原氧化反應，優(yōu)選以燃料和 空氣進行充分燃燒的空燃比(稱為"理論空燃比")進行燃燒。因此， 提出一種通過氧傳感器檢測廢氣中的氧濃度，基于檢測到的氧濃度， 以使空燃比達到理論空燃比的方式對燃料噴射量進行反饋控制的方 式。
但是，引擎以小于理論空燃比的空燃比(即富燃側的空燃比)進 行燃燒可以得到高輸出，因此，如果以將空燃比恒定為理論空燃比的 方式對燃料噴射量進行控制，則在比四輪機動車排氣量小的二輪機動 車等騎乘型車輛中，不能得到充分高的引擎輸出。另外，為了進行嚴 密的反饋控制，必須以噴射(燃料噴射)方式產生混合氣體，而不是 使用目前在大多數(shù)二輪機動車中使用的汽化器方式，因此，導致制造 成本增加。
專利文獻1中，提出一種以富燃側的空燃比進行燃燒的引擎用廢 氣凈化系統(tǒng)。圖11表示在專利文獻1中公開的廢氣凈化系統(tǒng)200。
如圖11所示，廢氣凈化系統(tǒng)200具備引擎201和連接在引擎201 的排氣口的排氣管207。排氣管207內，設置第1催化劑202A和配置 在第1催化劑202A下游側的第2催化劑202B，并且，在排氣管207 的第1催化劑202A和第2催化劑202B之間部分連接有用于導入二次空氣的二次空氣導入管203。第1催化劑202A和第2催化劑202B， 例如，具有與己知的三元催化劑相同的成分。
該廢氣凈化系統(tǒng)200中，引擎201以富燃側的空燃比進行運轉。 來自引擎201的廢氣，首先接觸第1催化劑202A。富燃側的空燃比條 件下，三元催化劑顯示高NOx凈化率，因此，廢氣中的NOx通過第l 催化劑202A凈化到最終所需要的凈化率。另外，此時廢氣中的CO和 HC的一部分也被凈化。
接著，向通過第1催化劑202A后的廢氣中，混入從二次空氣導入 管203導入的二次空氣，廢氣的空燃比轉換為貧燃側的空燃比。該貧 燃側的空燃比的廢氣通過接觸第2催化劑202B,將廢氣中未凈化的CO 和HC凈化。
艮P，該方式中，首先使廢氣在還原性大氣中和第1催化劑202A接 觸從而主要凈化N0X，此后，在氧化性大氣中使廢氣和第2催化劑202B 接觸從而凈化殘余的CO和HC，由此，能夠以高效率對廢氣中的CO、 HC和N(X進行凈化。
通過專利文獻1的廢氣凈化系統(tǒng)200，能夠使向引擎201供給的混 合氣體的空燃比小于理論空燃比(即設定于富燃側)，因此，能夠提高 排氣量小的騎乘型車輛的引擎輸出，能夠提高駕駛性能。另外，作為 產生混合氣體的方式，以汽化器方式是充分的，從成本的觀點出發(fā)， 比采用噴射方式時有利。
專利文獻l:國際公開第2004/113696號小冊子

發(fā)明內容
但是，本申請發(fā)明人進行詳細的研討時發(fā)現(xiàn)，專利文獻1中公開 的方式中，如后面所詳細說明的，NOx的一部分通過第l催化劑202A 被還原為氨(NH3)，而不是氮氣(N2)。因此，生成的NH3被第2催 化劑202B氧化從而生成NOx。因此，在實際中不能充分提高NOx的凈 化率。這樣的現(xiàn)象，在將從以富燃側的空燃比進行燃燒的引擎中排出 的廢氣，導入二次空氣，并且以2種催化劑(分別配置在二次空氣導 入部分的上游側和下游側的催化劑)進行凈化處理的情況下特異發(fā)生。鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于，提高具備以小于理論空燃比
的空燃比進行燃燒的內燃機的騎乘型車輛中的NOx凈化率。
本發(fā)明的騎乘型車輛，具備以小于理論空燃比的空燃比進行燃燒 的內燃機、設置在用于將燃燒氣體從上述內燃機排出的排氣通路內的 第1催化劑、設置在上述排氣通路內上述第1催化劑下游側的第2催 化劑、和用于向上述排氣通路的上述第1催化劑和上述第2催化劑之 間部分導入二次空氣的二次空氣導入裝置，上述第1催化劑和上述第2 催化劑分別貴金屬成分，上述貴金屬成分中含有鉑、銠、鈀和金的至 少一種，上述第2催化劑還含有分解氨的氨分解成分，上述氨分解成 分含有銥。
優(yōu)選的實施方式中，上述第2催化劑，包括含有上述貴金屬成分 的第1催化劑層，和設置在上述第1催化劑層上且含有上述氨分解成 分的第2催化劑層。
優(yōu)選的實施方式中，上述第2催化劑層，具有10pm以上lOOiam 以下的平均厚度。
優(yōu)選的實施方式中，上述第2催化劑，包括含有上述氨分解成分 的第1區(qū)域，和位于上述第1區(qū)域下游側且含有上述貴金屬成分的第2 區(qū)域。
優(yōu)選的實施方式中，上述第l區(qū)域具有20mm以上的長度。 優(yōu)選的實施方式中，本發(fā)明的騎乘型車輛還具備消音器，上述第l 催化劑和上述第2催化劑配置在上述消音器內。
本發(fā)明的騎乘型車輛，在排氣通路內，具備第1催化劑和設置在 第1催化劑下游側的第2催化劑，在排氣通路的第1催化劑和第2催 化劑之間的部分還具備用于導入二次空氣的二次空氣導入裝置。從以 小于理論空燃比的空燃比進行燃燒的內燃機排出的燃燒氣體(廢氣)， 首先接觸第1催化劑，接著與通過二次空氣導入裝置導入的二次空氣 混合后，接觸第2催化劑。第1催化劑和第2催化劑分別含有含鉑、 銠、鈀和金中至少一種的貴金屬成分，因此，首先，廢氣中的NOx和 一部分CO與HC通過第1催化劑被凈化，接著，殘余的CO和HC通 過第2催化劑被凈化。本發(fā)明的騎乘型車輛的第2催化劑，還含有分 解氨(NH3)的氨分解成分，因此，能夠分解NOx通過第1催化劑的貴金屬成分還原而生成的NH3，能夠抑制在第2催化劑中的NOx的生 成。因此，通過本發(fā)明，能夠提高NOx的凈化率。另外，第2催化劑 的氨分解成分含有銥。通過在氨分解成分中含有銥，在第2催化劑中， 能夠平行而適當?shù)剡M行通過貴金屬成分對CO和HC的凈化及通過氨分 解成分對NH3的凈化。本發(fā)明的騎乘型車輛的內燃機，以小于理論空 燃比的空燃比(即富燃側的空燃比)進行燃燒，因此，能夠得到高輸 出，提高駕駛性能。因此，本發(fā)明的騎乘型車輛，同時具備優(yōu)異的駕 駛性能和環(huán)保性能。
第2催化劑，優(yōu)選包括含有上述貴金屬成分的第1催化劑層和設 置在第1催化劑層上且含有上述氨分解成分的第2催化劑層。通過使 第2催化劑具有這樣的雙層結構，廢氣在到達含有貴金屬成分的第1 催化劑層之前，先通過含有氨分解成分的第2催化劑層。因此，能夠 有效地抑制NH3在第1催化劑層被氧化而導致的NC^的產生，從而能 夠進一步提高NOx的凈化率。
從更有效進行NH3分解的觀點出發(fā)，優(yōu)選第2催化劑層具有10pm 以上100|_im以下的平均厚度。
或者，第2催化劑也可以包括含有上述氨分解成分的第1區(qū)域和 位于排氣通路中第1區(qū)域下游側且含有上述貴金屬成分的第2區(qū)域。 即，也可以在排氣通路內，從上游側順次配置第1區(qū)域和第2區(qū)域。 通過這樣的配置，廢氣在到達含有貴金屬成分的第2區(qū)域之前，先通 過含有氨分解成分的第1區(qū)域。因此，能夠有效地抑制NH3在第2催 化劑層被氧化而導致NOx的產生，從而能夠進一步提高NOx的凈化率。
從更有效進行NH3分解的觀點出發(fā)，優(yōu)選第1區(qū)域的長度(沿排 氣通路內的氣體流動方向的長度)為20mm以上。
另外，本發(fā)明中，通過使第2催化劑含有氨分解成分，能夠在比 以往低的低溫下實現(xiàn)充分高的NOx凈化率。因此，能夠將第l催化劑 和第2催化劑配置在與內燃機比以往離得更遠的位置，從而能夠將第1 催化劑和第2催化劑二者配置在消音器內。通過將第1催化劑和第2 催化劑二者配置在消音器內，能夠防止熱損壞。另外，也能夠獲得外 觀表面的優(yōu)點。通過本發(fā)明，能夠在具備以小于理論空燃比的空燃比進行燃燒的
內燃機的騎乘型車輛中，提高N(X的凈化率。


圖1是模式表示本發(fā)明優(yōu)選的實施方式中騎乘型車輛具備的廢氣 凈化系統(tǒng)構造的圖。
圖2是表示銥的NOx凈化率和NH3凈化率的圖。
圖3是表示本發(fā)明優(yōu)選的實施方式中騎乘型車輛具備的第1催化 劑構造的例子的剖面圖。
圖4 (a)和(b)是表示本發(fā)明優(yōu)選的實施方式中騎乘型車輛具備 的第2催化劑構造的例子的剖面圖。
圖5是表示本發(fā)明優(yōu)選的實施方式中騎乘型車輛具備的第2催化 劑構造的例子的圖。
圖6 (a)和(b)是表示如圖5所示的第2催化劑更具體的構造的 例子的剖面圖。
圖7是表示在EU3模式中的時間(s)和車輛速度(km/h)關系的圖。
圖8 (a) (c)是表示實施例1 3和比較例1 3的廢氣凈化系 統(tǒng)中，CO (—氧化碳)、THC (全烴)和NOx (氮氧化物)的排出量 的圖。
圖9是模式表示本發(fā)明優(yōu)選的實施方式中騎乘型車輛具備的廢氣 凈化系統(tǒng)構造的圖。
圖10是表示具備如圖1或圖9所示的廢氣凈化系統(tǒng)的二輪機動車 例子的圖。
圖11是模式表示以往的廢氣凈化系統(tǒng)構造的圖。
符號說明
1 內燃機
2A 第1催化劑
2B 第2催化劑
3 二次空氣導入裝置3a二次空氣導入管
3b引導閥
4汽化器
5吸氣管
5a吸氣通路
6空氣過濾器
7排氣管
7a排氣通路
8消音器
11、 21載體基材
12、 22、25、 26 催化劑層
23第1催化劑層
24第2催化劑層
Rl第2催化劑的第1區(qū)域
R2第2催化劑的第2區(qū)域
100二輪機動車
具體實施例方式
以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。另外，本發(fā)明不 受以下的實施方式的限定。
圖1中模式表示本實施方式中的騎乘型車輛具備的廢氣凈化系統(tǒng) 的構造。本實施方式中的騎乘型車輛，如圖l所示，具備內燃機l、第
1催化劑2A及第2催化劑2B、和二次空氣導入裝置3。
內燃機(典型的是4沖程汽油機)1，以小于理論空燃比的空燃比 進行燃燒。通過以小于理論空燃比的空燃比，即以富燃側的空燃比進 行燃燒，能夠得到比以理論空燃比進行燃燒時更高的輸出。典型的， 可以以12.5以上、14.5以下的空燃比進行燃燒。從汽化器4通過吸氣 通路5a向內燃機1供給混合氣體。吸氣通路5a是通過連接在內燃機1 的吸氣口的吸氣管5而包圍的空間，在汽化器4的上游側設置有空氣 過濾器6。
9第1催化劑2A設置在用于將燃燒氣體從內燃機1排出的排氣通路 7a內，第2催化劑2B設置在排氣通路7a內的第1催化劑2A下游側。 排氣通路7a是通過連接在內燃機1的排氣口的排氣管7而包圍的空間。
二次空氣導入裝置3向排氣通路7a內第1催化劑2A和第2催化 劑2B之間的部分7a'導入二次空氣。例如，如圖所示，二次空氣導入 裝置3含有連接在排氣管7的二次空氣導入管3a，和設置在二次空氣 導入管3a與空氣過濾器6之間的引導閥3b。引導閥3b作為防止從空 氣過濾器6向二次空氣導入管3a中供給的二次空氣的倒流的止逆閥發(fā) 揮功能。另外，二次空氣導入裝置3可以以能向第1催化劑2A和第2 催化劑2B之間導入二次空氣而構成，二次空氣導入裝置3的構造不限 定于這里所例示的構造。在排氣管7的下游側端部，連接有用于降低 排氣聲音的消音器8。
第1催化劑2A和第2催化劑2B分別含有貴金屬成分。具體地， 貴金屬成分含有鉑(Pt)、銠(Rh)、鈀(Pd)和金(Au)的至少一種。 第1催化劑2A和第2催化劑2B的貴金屬成分，通過將從內燃機1排 出的燃燒氣體(廢氣)中的CO、 HC、 NOx氧化或還原而進行凈化。
本實施方式中的廢氣凈化系統(tǒng)的第2催化劑2B，還含有分解氨的 氨分解成分。具體地，氨分解成分含有銥(Ir)。銥作為單體或化合物 包含于第2催化劑2B中。
本實施方式中的廢氣凈化系統(tǒng)，通過含有具備上述構造的第1催 化劑2A和第2催化劑2B，能夠高效率地將來自以富燃側的空燃比進 行燃燒的內燃機的廢氣凈化。特別是能夠防止來自NH3的NOx的產生， 能夠提高最終的NOx凈化率。以下，對其原因進行具體的說明。
首先，對如圖11所示的以往的廢氣凈化系統(tǒng)200中，不能充分提 高NOx凈化率的原因進行說明。表1中，表示在以往的廢氣凈化系統(tǒng) 200的第1催化劑202A和第2催化劑202B中的反應。
10[表l]
以往的廢氣凈化系統(tǒng)第l催化劑中的反應第2催化劑中的反應主反應CO+H20—C02+H2 (1) —CH2+H20—C02+H2 (2) 2NOx+(2x+3) —2NH3+2xH20 (3)主反應CO+02—C02 (6) —CH2+02—C02+H20 (7) 4NH3+(2x+3)02—4NOx+6H20 (8)
副反應6NOx+4xNH3—(2x+3)N2+6xH20 (4) 2NH3—N2+3H2 (5)在第1催化劑202A中，如式(1)、 (2)和(3)所示，進行CO、 HC和N0X的凈化。具體地，分別如式(1)和式(2)所示，CO和 HC與H20反應生成C02和H2。另外，NOx和H2反應生成NH3和H20。 一部分NOx和通過式(3)的反應生成的NH3反應，如式(4)所示， 被分解為N2和H20，但是，不是所有的NH3能通過該反應被消耗。另 外，僅有微量的NH如式(5)所示被分解。即，在以往的廢氣凈化系 統(tǒng)200中，在上游側的第1催化劑202A中的N(X凈化時生成NH3， 導致其中一部分向第2催化劑202B供給。
在第2催化劑202B中，如式(6)和式(7)所示，進行殘余的 CO、 HC的凈化。具體地，如式(6)和式(7)所示，CO和HC分別 被氧化生成C02或C02和H20。另外，第2催化劑202B中，如式(8) 所示，NH3被氧化生成NOx。
這樣，在以往的廢氣凈化系統(tǒng)200中，第1催化劑202A中，NOx 不僅被還原生成N2，也被還原生成NH3，從而導致NH3在第2催化劑 202B被氧化生成NOx。因此，不能充分提高NOx的凈化率。
接著，對本實施方式中的廢氣凈化系統(tǒng)中，能夠提高NOx凈化率 的原因進行說明。表2中，表示在本實施方式中的廢氣凈化系統(tǒng)的第1 催化劑2A和第2催化劑2B中的反應。
本發(fā)明中的廢氣凈化系統(tǒng)第l催化劑中的反應第2催化劑中的反應主反應CO+H20—C02+H2 (1) —CH2+H20—C02+H2 (2) 2NOx+(2x+3) —2NH3+2xH20 (3)主反應CO+02—C02 (6) —CH2+02—C02+H20 (7) 4NH3+302—2N2+6H20 (9)
副反應6NOx+4xNH3—(2x+3)N2+6xH20 (4) 2NH3—N2+3H2 (5)副反應4NH3+(2x+3)02—4NOx+6H20 (8)
11在第1催化劑2A中，與在以往的廢氣凈化系統(tǒng)中的第1催化劑 202A相同，發(fā)生如式(1)、 (2)和(3)所示的反應，作為主反應， 發(fā)生如式(4)和(5)所示的反應，作為為副反應。即，在進行CO、 HC和NOx凈化的同時，生成NH3，其中一部分向第2催化劑2B供給。
在第2催化劑2B中，如式(6)和式(7)所示，進行殘余的CO、 HC的凈化。另外，本實施方式的第2催化劑2B含有氨分解成分，因 此，生成的NH3通過如式(9)所示的反應被分解。即，在本實施方式 的第2催化劑2B中，發(fā)生如式(9)所示的反應，作為主反應。因此， 如式(8)所示的由于NH3的氧化引起的NOx生成反應減少。從而抑制 N(X的生成。
這樣，在本實施方式的廢氣凈化系統(tǒng)中，通過含有在第2催化劑 2B的氨分解成分將NH3 (通過NOx還原而生成的NH3)分解，因此， 在第2催化劑2B中NOx的生成被抑制，提高NOx的凈化率。
另外，本實施方式中，第2催化劑2B的氨分解成分含有銥。作為 分解氨的催化劑發(fā)揮功能的金屬元素，公知的有釩(V)、鐵(Fe)、銅 (Cu)等，本申請發(fā)明人的研究中發(fā)現(xiàn)，即使將它們作為氨分解成分 使用，也難以同時進行如式(6)和式(7)所示的CO、 HC的凈化， 和如式(9)所示的NH3的分解反應。在第2催化劑2B中，在氧化性 大氣中幾乎同時進行NH3和CO及HC的氧化，因此，如果將上述釩、 鐵、銅作為氨分解成分使用，則NH3被過氧化產生NOx，或者，如果 抑制這樣的Na的產生，則不能充分提高CO和HC的凈化率。相對 于此，通過使氨分解成分含有銥，在第2催化劑2B中，可以平行而適 當?shù)剡M行通過貴金屬成分對CO和HC的凈化及通過氨分解成分對NH3 的凈化。
另外，銥也能夠直接作為凈化NOx的催化劑發(fā)揮功能，但是如圖 2所示，銥的NH3凈化率遠高于NC^的凈化率。因此，與使用銥作為 N(X凈化催化劑相比，如本實施方式所示，首先通過第1催化劑2A的 貴金屬成分凈化NOx，將伴隨該凈化產生的NH3通過第2催化劑2B 的氨分解成分(含有銥)分解，能夠提高廢氣凈化系統(tǒng)整體的NOx凈 化率。接著，參照圖3和圖4，對第1催化劑2A和第2催化劑2B的更 具體的構造的例子進行說明。圖3和圖4是模式表示第1催化劑2A和 第2催化劑2B表面附近的剖面構造的圖。
如圖3所示，第1催化劑2A包括載體基材11和設置在載體基材 11上的催化劑層12。載體基材11是例如由金屬形成的蜂窩狀結構體 (稱為"金屬載體")。催化劑層12含有上述貴金屬成分。催化劑層12 優(yōu)選進一步含有氧化鋁、二氧化鈰和氧化鋯中的至少一種。氧化鋁、 二氧化鈰和氧化鋯作為貴金屬成分的載體和助催化劑適當?shù)匕l(fā)揮功 能。
如圖4 (a)所示，第2催化劑2B包括載體基材21和設置在載體 基材21上的催化劑層22。例如，載體基材21是金屬載體。催化劑層 22同時含有上述貴金屬成分和氨分解成分。即，在催化劑層22中，貴 金屬成分和氨分解成分混合存在。催化劑層12優(yōu)選含有氧化鋁、二氧 化鈰和氧化鋯中的至少一種。氧化鋁、二氧化鈰和氧化鋯作為貴金屬 成分與含有銥的氨分解成分的載體和助催化劑適當?shù)匕l(fā)揮功能。
或者，如圖4 (b)所示，第2催化劑2B包括載體基材21、設置 在載體基材21上的第1催化劑層23、和設置在第1催化劑層23上的 第2催化劑層24。第1催化劑層23含有貴金屬成分，第2催化劑層 24含有氨分解成分。g卩，在載體基材21上，順次積層含有貴金屬成分 的第1催化劑層23和含有氨分解成分的第2催化劑層24。換而言之， 第2催化劑層24配置在第1催化劑層23的外側。第1催化劑層23優(yōu) 選含有氧化鋁、二氧化鈰和氧化鋯中的至少一種。氧化鋁、二氧化鈰 和氧化鋯作為貴金屬成分的載體和助催化劑適當?shù)匕l(fā)揮功能。另外， 第2催化劑層24優(yōu)選進一步含有氧化鋁。氧化鋁作為含有銥的氨分解 成分的載體和助催化劑適當?shù)匕l(fā)揮功能。
從進一步提高NOx凈化率的觀點出發(fā)，與如圖4 (a)所示的結構 相比，第2催化劑2B優(yōu)選具有如圖4 (b)所示的結構。通過使第2 催化劑2B具有如圖4 (b)所示的雙層結構，廢氣在到達含有貴金屬 成分的第1催化劑層23之前通過含有氨分解成分的第2催化劑層24。 因此，能夠有效地抑制在第1催化劑層23中由于NH3被氧化導致的 NOx生成，從而，能夠進一步提高NOx凈化率。另外，如果第2催化劑2B具有如圖4 (a)所示的結構，則可以獲得能夠將第2催化劑2B 的制造工序簡化的優(yōu)點。
另外，第2催化劑2B也可以具有如圖5所示的構造。如圖5所示 的構造中，第2催化劑2B包括含有氨分解成分的第1區(qū)域Rl，和位 于第1區(qū)域R1下游側且含有貴金屬成分的第2區(qū)域R2。 S卩，在排氣 通路7a內，從上游側順次配置第1區(qū)域Rl和第2區(qū)域R2。在第1區(qū) 域R1中，如圖6 (a)所示，在載體基材21上設置有含有氨分解成分 的催化劑層25。在第2區(qū)域R2中，如圖6 (b)所示，在載體基材21 上設有含有貴金屬成分的催化劑層26。通過如圖5所示的配置，廢氣 在到達含有貴金屬成分的第2區(qū)域R2之前，通過含有氨分解成分的第 1區(qū)域Rl。因此，能夠有效地抑制在第2區(qū)域R2中，由于NH3被氧 化導致的NOx生成，從而能夠進一步提高NOx的凈化率。
從提高NOx的凈化率的觀點出發(fā)，優(yōu)選如圖4 (b)所示的構造以 及如圖5所示的構造中的任一個。如果采用如圖4 (b)所示的結構， 則能夠使第1催化劑層23中通過CO、 HC的氧化反應發(fā)出的熱，在第 2催化劑層24中的NH3分解反應中使用，因此，低溫下也能夠高效地 獲得降低NOx的效果。相對于此，如果采用如圖5所示的結構，用于 形成催化劑層的漿料涂布后的干燥和煅燒以一次完成(雙層結構時為2 次)，因此，能夠降低成本。
從更有效地進行NH3的分解的觀點出發(fā)，如圖4 (b)所示的結構 的第2催化劑層24的平均厚度優(yōu)選10,以上、100|Lim以下。另外， 從更有效地進行NH3分解的觀點出發(fā)，如圖5所示的結構的第1區(qū)域 Rl的長度(沿排氣通路7a內的氣體流動方向的長度)優(yōu)選20mm以 上。
接著，實際試制本實施方式中的廢氣凈化系統(tǒng)，對驗證其效果后 的結果進行說明。
通過以下方法，制作3種本實施方式中的廢氣凈化系統(tǒng)(實施例 1 3)，和用于比較的廢氣凈化系統(tǒng)(比較例1 3)。第2催化劑2B 在實施例1中具有如圖4 (b)所示的結構，在實施例2中具有如圖5 所示的結構，在實施例3中具有如圖4 (a)所示的結構。另外，在比 較例1 3中，設置在排氣通路上游側的催化劑(相當于第1催化劑2A)和設置在下游側的催化劑(相當于第2催化劑2B)中的任一個都含有 貴金屬成分。但是，在比較例1中，上游側的催化劑和下游側的催化 劑不含氨分解成分。在比較例2中，下游側的催化劑含有V—Ti02作 為氨分解成分，在比較例3中，下游側的催化劑含有Fe—沸石作為氨 分解成分。
(實施例1) [第1催化劑]
準備直徑45mm、長60mm、孔密度為100cpsi的金屬載體11 ，在 該金屬載體11上通過以100g/L涂布市售的還原催化劑材料(Pt = 1.0wt%， Rh=0.2wt%， Ce02—ZrO2 = 30wt%，其余部分是A1203)形 成催化劑層12，制作第1催化劑2A。第1催化劑2A中的鉑、銠的濃 度是Pt二1.0g/L、 Rh=0.2g/L。
首先，調制第1催化劑層23用的漿料。具體地，首先在200g離 子交換水中加入70gY氧化鋁、30g二氧化鈰一氧化鋯(Ce: Zr=h 1)、 以Pt量換算為0.5g的二硝基二氨鉑、以Pd量換算為1.5g的硝酸鈀， 40。C攪拌2小時(pH值從2.0變化為2.5)。接著，將上述混合物在120 "C干燥12小時后，以60(TC煅燒1小時。接著，將該煅燒物和100g 離子交換水、20g氧化鋁溶膠以及5g硝酸鋁六水合物以球磨機粉碎1 小時(pH值為4.5)，得到第1催化劑層23用的槳料。
接著調制第2催化劑層24用的漿料。具體地，首先在200g離子 交換水中加入100gY氧化鋁、以lr量換算為2.0g的硝酸銥，4(TC攪拌 2小時(pH值從2.5變化為3.5)，使銥吸附在Y氧化鋁上。接著，將上 述混合物在12(TC干燥12小時后，以60(TC煅燒1小時。接著，將該 煅燒物和100g離子交換水、20g氧化鋁溶膠及5g硝酸鋁六水合物以球 磨機粉碎l小時(pH值為4.5)，得到第2催化劑層24用的漿料。
接著，在直徑54mm、長80mm、孔密度為100cpsi的金屬載體21 的表面上涂布第1催化劑層23用的漿料，以120。C進行干燥、600。C進 行煅燒。煅燒后的涂布量為100g/L。由此形成含有0.5g/L鉑、1.5g/L 鈀，具有平均厚度55|im的第1催化劑層23。接著，在第1催化劑層23上涂布第2催化劑層24用的漿料，以 12(TC干燥、60(TC進行煅燒。煅燒后的涂布量為100g/L。由此形成含 有2.0g/L銥，具有平均厚度55pm的第2催化劑層24。由此，制作第 2催化劑2B。第2催化劑2B中的鉑、鈀、銥的濃度分別為Pt=0.5g/L、 Pd=1.5g/L、 Ir二2.0g/L。
在排氣通路7a的上游側和下游側分別安裝如上所述制作的第1催 化劑2A和第2催化劑2B，制作如圖1所示的結構的廢氣凈化系統(tǒng)。 (實施例2)
和實施例1同樣地制作第1催化劑2A。 [第2催化劑]
準備與實施例1的第2催化劑2B用的金屬載體21同樣規(guī)格的金 屬載體21。作為第1區(qū)域R1的催化劑層25用的漿料，調制和實施例 1的第2催化劑層24用的漿料同樣組成的漿料。另外，作為第2區(qū)域 R2的催化劑層26用的漿料，調制和實施例1的第1催化劑層23用漿 料同樣組成的漿料。在從金屬載體21入口 40mm處涂布第1區(qū)域Rl 的催化劑層25用的漿料，在從金屬載體21出口 40mm處涂布第2區(qū) 域R2的催化劑層26用的漿料，進行干燥、煅燒，形成催化劑層25、 26。第1區(qū)域Rl的催化劑層25用和第2區(qū)域R2的催化劑層26用的 漿料，分別以煅燒后的涂布量為200g/L、厚度平均為110pm進行涂布。 由此制作第2催化劑2B。第2催化劑2B中的鉑、鈀、銥的濃度，以 整體計，分別為Pt=0.5g/L、 Pd=1.5g/L、 Ir=2.0g/L。 (實施例3)
和實施例1同樣地制作第1催化劑2A。 [第2催化劑]
準備與實施例1的第2催化劑2B用金屬載體21同樣規(guī)格的金屬 載體21。通過將與實施例1的第1催化劑層23用的漿料相同組成的漿 料和與第2催化劑層24用的漿料相同組成的漿料等量混合，調制催化 劑層22用漿料。在金屬載體21表面上涂布催化劑層22用的漿料，進 行干燥、煅燒，形成催化劑層22。催化劑層22用的漿料，以煅燒后的
16涂布量200g/L進行涂布。由此制作第2催化劑2B。第2催化劑2B中 的鉑、鈀、銥的濃度分別為Pt二0.5g/L、 Pd=1.5g/L、 Ir=2.0g/L。 (比較例1 ) [上游側的催化劑]
通過與實施例1的第1催化劑2A相同的方法，制作設置在排氣通 路上游側的催化劑。 [下游側的催化劑]
除了不形成第2催化劑層24以外，與實施例1的第2催化劑2B 同樣地制作不含銥的催化劑。催化劑中的鉬、鈀的濃度分別Pt^0.5g/L、 Pd=1.5g/L。
使用如上所述制作的2種催化劑，制作廢氣凈化系統(tǒng)。 (比較例2) [上游側的催化劑]
通過與實施例1的第1催化劑2A相同的方法，制作設置在排氣通 路上游側的催化劑。 [下游側的催化劑]
除了在第2催化劑層24中，以V—Ti02取代銥進行含有以外，和 實施例1的第2催化劑2B同樣地制作含有V—Ti02的催化劑。催化劑 中的鉑、鈀、V—Ti02的濃度分別Pt=0.5g/L、 Pd=1.5g/L、 V—Ti02 =100g/L。
使用如上所述制作的2種催化劑，制作廢氣凈化系統(tǒng)。 (比較例3) [上游側的催化劑]
通過與實施例1的第1催化劑2A同樣的方法，制作設置在排氣通 路上游側的催化劑。 [下游側的催化劑]
除了在第2催化劑層24中，以Fe—沸石取代銥進行含有以外，和 實施例1的第2催化劑2B同樣地制作含有Fe—沸石的催化劑。催化 劑中的鉑、鈀、Fe—沸石的濃度分別為Pt=0.5g/L、 Pd=1.5g/L、 Fe— 沸石二100g/L。
使用如上所述制作的2種催化劑，制作廢氣凈化系統(tǒng)。
17(結果驗證)
在排氣量125cc的二輪機動車上安裝實施例1 3和比較例1 3 的廢氣凈化系統(tǒng)，以EU3模式測定CO (—氧化碳)、THC (全烴)和 NOx (氮氧化物)的排出量。在EU3模式中，如圖7所示，使時間經 過以及車輛速度發(fā)生周期性變化而進行測定。另外，在測定時，預先 將排氣溫度設定于85(TC，進行6小時運轉，強制性地使催化劑劣化。 測定結果如圖8 (a) (c)所示。
由圖8 (a)和(b)可以得到，CO排出量和THC排出量，在實施 例1 3和比較例1 3中沒有大的差別。相對于此，由圖8 (c)可以 得到，NOx排出量，在實施例1 3和比較例1 3中有大的差別，與 比較例1 3相比，在實施例1 3中，NOx排出量大大減少。這樣， 通過本實施方式中的廢氣凈化系統(tǒng)，能夠使N(X排出量比以往減少。
另外，由圖8 (c)可以得到，在實施例1禾卩2中，N(X排出量比 實施例3少。由此可以得到，從提高NC^凈化率的觀點出發(fā)，與如圖 4 (a)所示的結構相比，更優(yōu)選如圖4 (b)和圖5所示的結構。另外， 如果綜合考慮如圖8 (a)所示的CO排出量等，實施例1最為優(yōu)選， 如圖4 (b)所示的構造在環(huán)保性能方面最為優(yōu)異。如圖4 (b)所示的 構造比如圖5所示的構造更優(yōu)異的原因在于，如圖4 (b)所示的構造 中，通過在第1催化劑層23的CO、 HC的氧化反應產生的熱，能夠在 第2催化劑層24的NH3分解反應中使用，并且能夠使CO、 HC的氧 化在比如圖5所示的構造更靠近內燃機1的部位(即高溫下)進行。
另外，圖1表示第1催化劑2A和第2催化劑2B配置在消音器8 的上游側的構造，但是如圖9所示，第1催化劑2A和第2催化劑2B 也可以配置在消音器8內。本實施方式的廢氣凈化系統(tǒng)中，通過使第2 催化劑2B含有氨分解成分，能夠在以往低的低溫下實現(xiàn)充分高的NOx 凈化率。即，本實施方式的廢氣凈化系統(tǒng)即使在比以往低的溫度下也 能夠適合地使用。例如，相對于如圖ll所示的以往的廢氣凈化系統(tǒng)能 夠在650 90(TC使用，本實施方式的廢氣凈化系統(tǒng)能夠在550 900°C 使用。
因此，能夠將第1催化劑2A和第2催化劑2B配置在離內燃機1 比以往遠的位置。例如，如圖11所示的以往的廢氣凈化系統(tǒng)中，第l
18催化劑202A配置在離引擎201 150 400mm的位置。相對于此，本實 施方式的廢氣凈化系統(tǒng)中，第1催化劑2A能夠配置在離內燃機1 150 600mm的位置。因此，本實施方式的廢氣凈化系統(tǒng)中，能夠將第1催 化劑2A和第2催化劑2B 二者都配置在消音器8內。
第1催化劑2A和第2催化劑2B的周邊，伴隨凈化反應發(fā)出的反 應熱導致形成高溫。如圖9所示，通過將第1催化劑2A和第2催化劑 2B配置在消音器8內，能夠防止周邊構件軟化和惡化(熱損壞)。另 外，也能夠得到外觀表面的優(yōu)點(提高構思性等)。
如上所述，通過本實施方式中的廢氣凈化系統(tǒng)，能夠以高效率凈 化從以小于理論空燃比的空燃比進行燃燒的內燃機排出的燃燒氣體中 的NOx。
本實施方式中的廢氣凈化系統(tǒng)，NOx凈化性能優(yōu)異，因此，能夠 適當?shù)赜糜诙啓C動車中。圖IO表示具備本實施方式中的廢氣凈化系 統(tǒng)的二輪機動車100。 二輪機動車100具備引擎1和連接在引擎1排氣 口的排氣管7、連接在排氣管7上的消音器8。排氣管7中，設置有圖 中沒有表示的第1催化劑2A、第2催化劑2B， 二輪機動車100還具 備用于向排氣管7內導入二次空氣的二次空氣導入裝置3。
在二輪機動車100中，引擎1以富燃側的空燃比進行運轉，因此， 能夠得到高的引擎輸出，能夠得到高駕駛性能。另外，二輪機動車IOO 具備上述廢氣凈化系統(tǒng)，因此，能夠以高效率凈化來自以富燃側的空 燃比運轉的引擎1的廢氣中含有的N0X。因此，二輪機動車100同時 具備優(yōu)異的駕駛性能和環(huán)保性能。
另外，在圖1和圖9中，對設有汽化器4的構造(汽化器方式) 進行了示例，但二輪機動車100也可以具備噴射器的構造(即，也可 以以噴射器方式產生混合氣體)。
另外，本實施方式中的廢氣凈化系統(tǒng)，不限定于二輪機動車，可 以在騎手跨騎的全部騎乘型車輛中適當?shù)厥褂谩＠?，在輕便車等ATV 中也可以使用。 一般地，騎乘型車輛的排氣量小，因此，優(yōu)選以富燃 側的空燃比運轉內燃機，從而增大搭載本實施方式中的廢氣凈化系統(tǒng) 的意義。通過本發(fā)明，能夠在具備以小于理論空燃比的空燃比進行燃燒的 內燃機的騎乘型車輛中，提高NOx凈化率。本發(fā)明能夠適當?shù)卦趶亩?輪機動車到各種騎乘型車輛中使用。
權利要求
1.一種騎乘型車輛，其特征在于，具備以小于理論空燃比的空燃比進行燃燒的內燃機；設置在用于將燃燒氣體從所述內燃機排出的排氣通路內的第1催化劑；設置在所述排氣通路內所述第1催化劑的下游側的第2催化劑；和向所述排氣通路的所述第1催化劑和所述第2催化劑之間的部分導入二次空氣的二次空氣導入裝置，所述第1催化劑和所述第2催化劑分別含有貴金屬成分，所述貴金屬含有鉑、銠、鈀和金的至少一種，所述第2催化劑還含有分解氨的氨分解成分，所述氨分解成分含有銥。
2. 如權利要求1所述的騎乘型車輛，其特征在于所述第2催化劑包括含有所述貴金屬成分的第1催化劑層，和設置在所述第1催化劑層上且含有所述氨分解成分的第2催化劑層。
3. 如權利要求2所述的騎乘型車輛，其特征在于 所述第2催化劑層具有10pm以上100pm以下的平均厚度。
4. 如權利要求1所述的騎乘型車輛，其特征在于所述第2催化劑包括含有所述氨分解成分的第1區(qū)域，和位于 所述第1區(qū)域的下游側且含有所述貴金屬成分的第2區(qū)域。
5. 如權利要求4所述的騎乘型車輛，其特征在于所述第1區(qū)域具有20mm以上的長度。
6. 如權利要求1 5的任一項所述的騎乘型車輛，其特征在于 還具備消音器，所述第1催化劑和所述第2催化劑配置在所述消音器內。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種NO_x凈化率得到改善的騎乘型車輛。本發(fā)明的騎乘型車輛，具備以小于理論空燃比的空燃比進行燃燒的內燃機1、設置在用于將燃燒氣體從內燃機1排出的排氣通路7a內的第1催化劑2A、設置在排氣通路7a內且位于第1催化劑2A下游側的第2催化劑2B、和用于向排氣通路7a的第1催化劑2A和第2催化劑2B之間的部分導入二次空氣的二次空氣導入裝置3。第1催化劑2A和第2催化劑2B分別含有貴金屬成分，所述貴金屬成分含有鉑、銠、鈀和金的至少一種。第2催化劑2B還含有分解氨的氨分解成分。第2催化劑2B的氨分解成分含有銥。
文檔編號F01N3/34GK101684743SQ200910175089
公開日2010年3月31日 申請日期2009年9月27日 優(yōu)先權日2008年9月26日
發(fā)明者兩角直洋, 伊藤有 申請人:雅馬哈發(fā)動機株式會社