(57)【要約】【課題】排気ガス浄化装置において、より早い活性化とそれによる浄化性向上、及び出力を確保できるスムーズな排気性と浄化性の確保の両立を図ること、周知の触媒の中でもより最適な組み合せにより冷機始動時の浄化性と高負荷時の浄化性を高いレベルで両立可能とすることにある。【解決手段】上流側触媒（２６）の担体（２８）を、セル密度を６００ＣＰＳＩかつ単位セル（Ｓ１）の形状を六角形とし、下流側触媒（２７）の担体（３１）を、上流側触媒（２６）の担体（２８）よりも小径としつつ、セル密度を６００ＣＰＳＩかつ単位セル（Ｓ２）の形状を四角形としている。【選択図】図１
2012026420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気装置に複数の触媒を縦列に配置した排気ガス浄化装置であって、上流側触媒を前記内燃機関のエキゾーストマニホルドに繋がる排気管の最上流位置とし、下流側触媒を前記上流側触媒から離間した前記排気管の下流位置とする排気ガス浄化装置において、前記上流側触媒の触媒担体を、セル密度を６００ＣＰＳＩかつ単位セル形状を六角形とし、前記下流側触媒の触媒担体を、前記上流側触媒の触媒担体よりも小径としつつ、セル密度を６００ＣＰＳＩかつ単位セル形状を四角形とすることを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項２】
前記上流側触媒の触媒担体の六角形の単位セルを構成する壁厚を、同じセル密度の前記下流側触媒の触媒担体の四角形の単位セルを構成する壁厚よりも薄く形成したことを特徴とする請求項１に記載の排気ガス浄化装置。
【請求項３】
前記下流側触媒の収納ケースを前記下流側触媒の触媒担体よりも長く形成し、前記下流側触媒の収納ケース内では前記下流側触媒の触媒担体を上流側に詰めることにより下流側に容積室を形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の排気ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、排気ガス浄化装置に係り、特に複数の触媒を縦列に配置した排気ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される内燃機関には、複数の触媒（触媒コンバータ）を縦列に配置した排気ガス浄化装置を設けているものがある。
この排気ガス浄化装置の触媒の触媒担体に用いられる貴金属として、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、プラチナ（白金：Ｐｔ）を組み合わせて使用することが一般的に行われている。また、トリメタルは、これらパラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、プラチナ（白金：Ｐｔ）の３つを含むものである。
単位セルの断面形状が、三角形、四角形、あるいは六角形のように多角形となり、また、これらの単位セルを格子状に並べたその単位断面積（ＳＩ：スクエア・インチ）当たりのセル密度（ＣＰＳＩ：セル・パー・スクエア・インチ）が３００、４００、６００、８００等と異なっており、それらの組み合せだけでも多種の触媒担体があることが知られている。また、排気系全体としても配置の組み合せ等を工夫して、浄化能力向上について必要な性能を確保している。
即ち、排気ガス浄化装置においては、触媒を縦列に複数設け、内燃機関の（特にエキゾーストマニホルド）の直下流に上流側触媒を配設し、そこから距離を採った排気管途中に下流側触媒を配設している。
このような触媒の配置では、内燃機関から排気された比較的高温の排気ガスを利用して、上流側触媒を比較的早期に活性化することによって、内燃機関の始動直後の排気ガスの有害成分をより早い段階から浄化することができるものである。
また、下流側触媒によって、特に、高負荷時等に、上流側触媒にて浄化しきれなかった排気ガスを浄化することにより、トータルの浄化性能を確保している。
これにより、内燃機関の運転状態と照らしてみて、冷機始動の直後から触媒活性化を図る状態と、高速走行中の高負荷状態で出力を確保する状態では、互いに全く異なる状態となっており、それらの性能を共に満足するようにしている。
冷機始動時の内燃機関の排気ガス制御では、点火時期を遅角して、排気ガスの温度を高めて、触媒の早期活性化を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３５０７０号公報
【特許文献２】特開２００２−１０６３３３号公報
【特許文献３】特許第２８００１８１号公報
【０００４】
特許文献１に係る触媒装置は、夫々多数のセルを有する上流側の第１触媒と下流側の第２触媒とを設けた構造において、第１触媒の触媒担体のセルを断面四角形状とする一方、第２触媒の触媒担体のセルを断面六角形状とし、また、第１触媒の触媒担体のセル密度を第２触媒の触媒担体のセル密度よりも高くしたものである。
特許文献２に係るエンジンの排気浄化装置は、浄化対象成分の浄化が必要とされる状況下では、排気ガスの大部分を、触媒材料との接触度合いが小さい第１の部分を流通させ、上流側触媒での還元剤の浄化を抑制して、下流側触媒に十分な還元剤を供給するものである。
特許文献３に係る内燃機関用触媒装置は、上流側にスタータ触媒コンバータの機能を有する金属系の触媒コンバータを配置し、下流側にはセラミック系の触媒コンバータを配置したものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来、排気ガス浄化装置においては、排気系全体としての浄化能力向上について、その要求がさらに高まっており、内燃機関の冷機始動の直後から触媒活性化を図る状態と、高速走行中の高負荷状態で出力を確保する状態との、互いに全く異なる状態、それぞれにおいて、より高い次元で両立することが必要となっている。
つまり、より早い活性化とそれによる浄化性向上、機関出力を確保できるスムーズな排気性と浄化性の確保が、共に必要となる。
そして、それらの両立を図るために、特性の異なる触媒を組み合わせるとしても、その選定は非常に難しいものである。
即ち、同等の外寸を持つ触媒担体として比較した場合、セル密度が大きくなる程、触媒担体の内部の表面積が増え、単位断面積当たりの最大浄化能力は高くなる一方で、個々の単位セルにおける通路断面積は小さくなり、通気抵抗が増大する傾向にある。
また、同等の外寸を持つ触媒担体として比較した場合、セル密度が同じでも、単位セルの断面形状の多角形が円形に近づくように多角となる程、個々の単位セルにおける実質的な通路程は大きくなって通気抵抗は小さくなる一方で、触媒担体の内部の表面積が減って、単位断面積当たりの最大浄化能力は低くなる傾向がある。
一方、一般的に、単位セルの形状が六角形となる格子、いわゆる、ハニカム構造では、軽量かつ高剛性と知られているが、それに伴う表面積の減少は、触媒担体では表面積低下による浄化能力低下に結びつくため、そのトレードオフの関係からバランスが難しい。
また、小排気量の内燃機関では、１回の燃焼で発生できる熱量が比較的小さく、触媒担体の熱容量が大きいと、活性化までの時間が長くなり易くなる。早期活性化のために触媒担体の熱容量を抑制することの必要性は、小排気量の方が相対的に高くなっていた。
また、単純に触媒担体のセル密度を高めれば、活性時の最大浄化能力は高まる一方で、構造的に、触媒担体の熱容量を増大させてしまうので、活性化するまでの浄化性を高めることが難しくなるという不都合があった。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、より早い活性化とそれによる浄化性向上、及び機関出力を確保できるスムーズな排気性と浄化性の確保の両立を図ること、周知の触媒担体の中でもより最適な組み合せにより冷機始動時の浄化性と高負荷時の浄化性を高いレベルで両立可能となるような排気ガス浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、内燃機関の排気装置に複数の触媒を縦列に配置した排気ガス浄化装置であって、上流側触媒を前記内燃機関のエキゾーストマニホルドに繋がる排気管の最上流位置とし、下流側触媒を前記上流側触媒から離間した前記排気管の下流位置とする排気ガス浄化装置において、前記上流側触媒の触媒担体を、セル密度を６００ＣＰＳＩかつ単位セル形状を六角形とし、前記下流側触媒の触媒担体を、前記上流側触媒の触媒担体よりも小径としつつ、セル密度を６００ＣＰＳＩかつ単位セル形状を四角形とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の排気ガス浄化装置は、より早い活性化とそれによる浄化性向上、及び機関出力を確保できるスムーズな排気性と浄化性の確保の両立を図り、周知の触媒担体の中でもより最適な組み合せにより冷機始動時の浄化性と高負荷時の浄化性を高いレベルで両立可能とする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は排気ガス浄化装置を搭載した車両の側面図である。（実施例）
【図２】図２（Ａ）は上流側触媒の触媒担体の断面図である。図２（Ｂ）は上流側触媒の触媒担体の六角形のセル形状の拡大断面図である。（実施例）
【図３】図３（Ａ）は下流側触媒の触媒担体の断面図である。図３（Ｂ）は下流側触媒の触媒担体の四角形のセル形状の拡大断面図である。（実施例）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
この発明は、より早い活性化とそれによる浄化性向上、及び機関出力を確保できるスムーズな排気性と浄化性の確保の両立を図ること、周知の触媒担体の中でもより最適な組み合せにより冷機始動時の浄化性と高負荷時の浄化性を高いレベルで両立可能とする目的を、上流側触媒の触媒担体を、セル密度を６００ＣＰＳＩかつ単位セル形状を六角形とし、下流側触媒の触媒担体を、上流側触媒の触媒担体よりも小径としつつ、セル密度を６００ＣＰＳＩかつ単位セル形状を四角形として実現するものである。
【実施例】
【００１１】
図１〜図３は、この発明の実施例を示すものである。
図１において、１は車両、２はフロアパネル、３は車両１の前部に搭載された過給機付きで多気筒の内燃機関である。この内燃機関３は、シリンダブロック４とシリンダヘッド５とヘッドカバー６とを備え、クランク軸方向が車両幅方向（車両左右方向）に向かって配置される。
シリンダブロック４には、シリンダ７内で往復動可能にピストン８が設けられている。
シリンダヘッド５には、車両後方側の吸気ポート９と車両前方側の排気ポート１０とが燃焼室１１に連通して形成されている。
また、シリンダヘッド５には、吸気カム軸１２と排気カム軸１３とが配置されているとともに、吸気カム軸１２によって動作されて吸気ポート９を開閉する吸気弁１４と排気カム軸１３によって動作されて排気ポート１０を開閉する排気弁１５とが設けられている。
内燃機関３には、車両後方側の吸気装置１６と、車両前方側の排気装置１７とが設けられる。
吸気装置１６は、吸気ポート９に連通してシリンダヘッド５の後部に取り付けられるインテークマニホルド１８を備える。このインテークマニホルド１８には、吸気ポート９に燃料を噴射する燃料噴射弁１９が取り付けられている。
排気装置１７は、排気ポート１０に連通してシリンダヘッド５の前部に取り付けられるエキゾーストマニホルド２０と、このエキゾーストマニホルド２０に繋がる排気管２１と、この排気管２１の下流端側に設けられたマフラ２２とを備える。
エキゾーストマニホルド２０には、下流端で過給機２３のタービン２４が配置されている。
【００１２】
また、排気装置１７には、フロアパネル２のセンタトンネル部の下方で、かつ過給機２３とマフラ２２との間に、排気ガス浄化装置２５が設けられる。
この排気ガス浄化装置２５は、複数の触媒（触媒コンバータ）として、上流側触媒（フロント触媒）２６と下流側触媒（リア触媒）２７とを縦列に配置した構造である。
上流側触媒２６は、内燃機関３のエキゾーストマニホルド２０に繋がる排気管２１の最上流位置に配置され、上流側触媒担体２８を上流側サポータ２９で保持し、さらに、この上流側サポータ２９を上流側収納ケース（容器）３０に収納して構成される。
下流側触媒２７は、上流側触媒２６から離間した排気管２１の下流位置に配置され、下流側触媒担体３１を下流側サポータ３２で保持し、さらに、この下流側サポータ３２を下流側収納ケース（容器）３３に収納して構成される。
排気管２１は、上流側収納ケース３０の下流端に接続した上流側排気管３４と、マフラ２２を備えた下流側排気管３５とにより構成される。上流側排気管３４の下流端と下流側収納ケース３３の上流端とは、上流側連結部３６で連結されている。下流側収納ケース３３の下流端と下流側排気管３５の上流端とは、下流側連結部３７で連結されている。
【００１３】
上流側触媒２６の上流側触媒担体２８は、図１、図２に示すように、所定の外径Ｄ１でかつ所定の長さＬ１で形成され、また、セル密度を６００ＣＰＳＩ（ＣＰＳＩ：セル・パー・スクエア・インチ）かつ単位セル（Ｓ１）の形状を六角形としている。この六角形の単位セル（Ｓ１）のセルピッチは、図２（Ｂ）に示すように、ＣＰ１である。この上流側触媒担体２８は、例えば、セラミック系の材料として、パラジウム（Ｐｄ）／ロジウム（Ｒｈ）触媒、トリメタル触媒、プラチナ（白金：Ｐｔ）／ロジウム（Ｒｈ）触媒、又はゼオライトをコーティングしたＨＣトラップタイプの触媒等を用いて形成され、過給機２３の直後に配置されることで、内燃機関３の冷機始動時の触媒活性を向上させる。なお、上流側触媒担体２８としては、入口部と出口部との貴金属種・量又はコーティング成分を塗り分けたゾーンコーティング触媒にすることも可能である。
また、下流側触媒２７の下流側触媒担体３１は、図１、図３に示すように、上流側触媒担体２８の外径Ｄ１よりも小径の外径Ｄ２でかつ所定の長さＬ２に形成されつつ、セル密度を６００ＣＰＳＩかつ単位セル（Ｓ２）の形状を四角形としている。この四角形の単位セル（Ｓ２）のセルピッチは、図３（Ｂ）に示すように、上記のＣＰ１よりも小さいＣＰ２である。この下流側触媒担体３１は、高速走行等の機関負荷条件（例えば、７０Ｋｍ／ｈ以上）で、上流側触媒担体２８が排気ガスの全てを浄化できなかった場合においても、車両全体として排気ガスを浄化するものである。また、この下流側触媒担体３１は、例えば、セラミック系の材料として、パラジウム（Ｐｄ）／ロジウム（Ｒｈ）触媒、トリメタル触媒、プラチナ（白金：Ｐｔ）／ロジウム（Ｒｈ）触媒、又はゼオライトをコーティングしたＨＣトラップタイプの触媒等を用いて形成され、あるいは、入口部と出口部との貴金属種・量又はコーティング成分を塗り分けたゾーンコーティング触媒とすることも可能である。更に、下流側触媒担体３１の外径Ｄ２は、上流側触媒担体２８の外径Ｄ１の略半分である。また、下流側触媒担体３１の長さＬ２は、上流側触媒担体２８の長さＬ１よりも短く設定されている。
このような上流側触媒担体２８及び下流側触媒担体３１の構造により、上流側触媒２６の上流側触媒担体２８の熱容量を下げて、早期活性化を可能とすることにより、有効に排気ガスを浄化する時間を長くし、トータルの冷機浄化性能を向上させることできる。また、下流側触媒２７の下流側触媒担体３１を小径として、熱容量を下げて、熱引けを防止（温まったら温度が下がりにくい）し、小型の触媒担体でも十分な排気ガス浄化性能を確保させることができる。更に、セル密度を比較的高くしているので、単位セル形状の違いによって排気ガスの有効通路径が異なっていても、触媒浄化能力を高く確保できる。
【００１４】
また、図２（Ｂ）、図３（Ｂ）に示すように、上流側触媒２６の上流側触媒担体２８の六角形の単位セルＳ１を構成する壁Ｗ１の壁厚（リブ厚）ＷＴ１は、同じセル密度の下流側触媒２７の下流側触媒担体３１の四角形の単位セルＳ２を構成する壁Ｗ２の壁厚（リブ厚）ＷＴ２よりも薄く形成されている。
これにより、より温度の上昇勾配を高めて、早期活性化を可能とするだけでなく、通路の有効径を僅かながら大きくすることができ、また、触媒断面全域にわたって、スムーズなガス流れを確保することによって、排気の圧力損失を下げ、機関出力低下を防止できる。また、下流側触媒２７の下流側触媒担体３１を小径とし、さらに薄壁としないことで、熱引けを防止し、小型の触媒担体でも十分な排気ガス浄化性能を確保させることができる。
【００１５】
更に、図１に示すように、下流側触媒２６の下流側収納ケース３０は、下流側触媒担体３１の長さＬ２よりも長い長さＬ３に形成されている。そして、下流側収納ケース３０内では、下流側触媒担体３１を上流側に詰めることにより、下流側触媒担体３１の下流側に所要空間の容積室３８が形成される。
これにより、排気の膨張を下流側触媒担体３１よりも後（下流側）とすることができ、下流側触媒担体３１を活性状態に早くしたり、熱引けを起こさないように高温に保ったりすることができ、しかも、若干絞った直後に排気を膨張させるため、消音効率も高くすることが可能となる。
【００１６】
以下に、この実施例に係る発明について、さらに具体的に説明する。
上流側触媒２６は、エキゾーストマニホルド２０に繋がる排気管２１の最上流位置、つまり、排気ガスの流れに沿って見ても、空間的に見ても、エキゾーストマニホルド２０の直下流に、あるいは、エキゾーストマニホルド２０に直接に取り付けた過給機２３の直下流に設けられている。そして、上流側触媒２６は、多気筒用の内燃機関３の場合に、各気筒からの排気ガスが集合する位置であって、冷機状態からの始動の後、早期活性化を優先した位置に配置されている。この上流側触媒２６の配置では、機関出力の確保のためには、スムーズな流れを確保するように、通気抵抗を少なくすることが望ましい。
そして、上流側触媒２６の上流側触媒担体２８を、セラミック製６００−六角セル触媒、つまり、セル密度を比較的に高密度な６００（ＣＰＳＩ）とし、かつ単位セル（Ｓ１）の形状を六角形としている。この六角形の単位セル（Ｓ１）の形状は、四角形の単位セル（Ｓ２）の形状よりも円形に近い多角形なので、自ずと排気ガスが通過する通路の有効径を大きくすることが可能となる。これにより、構造変更による壁肉量の総量削減によって、上流側触媒担体２８の熱容量を下げて、温度の上昇勾配を高めて、早期活性化を可能とすることにより、有効に浄化する時間を長くし、トータルの冷機浄化性能を向上させる。
また、図２（Ｂ）、図３（Ｂ）に示すように、内燃機関３の直下にある上流側触媒担体２８を下流側触媒担体３１と比べて大径とし、さらに単位セル（Ｓ１）に区画する壁Ｗ１を、薄壁（例えば、単位セル（Ｓ２）を区画する壁Ｗ２の１割程度の差）としている。この薄壁の壁Ｗ１によって、温度の上昇勾配を高めて、早期活性化を可能とするだけでなく、通路の有効径を僅かながら大きくすることができ、断面全域にわたって、スムーズな排気ガスの流れを確保することにより、排気ガスの圧力損失を下げ、機関出力の低下を防止できる。これにより、時間当りに多量（高圧）の排気ガスが排出される高回転高負荷時には、排気ガスをスムーズに排出することができる。
更に、活性化による反応熱を生じるようになり、それを早期に利用できるようになるとともに、圧力損失を少なく抑えているので、流速を高く保ったまま比較的高温の排気ガスを下流側触媒担体３１に供給でき、下流側の早期活性化を果たすことができる。
【００１７】
一方、下流側触媒２７は、図１に示すように、上流側触媒２６から十分な距離を採った下流位置であり、車両１のフロアパネル２のセンタトンネル部の下方に配設されている。
この下流側触媒２７の下流側触媒担体３１を、上流側触媒担体２８よりも小径のセラミック製６００−四角セル触媒として、すなわち、セル密度を６００（ＣＰＳＩ）、かつ単位セル形状を四角形として、かつその直径を小径として、暖機後の高負荷領域の浄化性能を確保している。また、下流側触媒担体３１を小径とし、薄壁としなかったことで、熱引けを防止（温まったら温度が下がりにくい）し、小型の下流側触媒担体３１でも十分な浄化性能を確保できる。更に、セル密度を６００（ＣＰＳＩ）とすることで、表面積を増やし、高い浄化性能の確保を果たすことができる。
この四角形の単位セル（Ｓ２）は、同寸で同じセル密度、かつ同じ壁厚の六角形の単位セル（Ｓ１）と比較して、表面積が広くなり、下流側触媒担体３１の外寸を小さくすることにより、総面積や熱容量を下げていることになる。単位セル（Ｓ２）の総数が上流側触媒担体２８よりも少ないことになるので、相対的に、単位セル当りに流れる排気ガス量が増えることになり、単位セル当りに受ける熱量も増えることになり、熱引けの防止効果を高めることができる。
【００１８】
また、上流側触媒担体２８と下流側触媒担体３１とは、以下のような関係がある。
上流側触媒担体２８が、セル密度が同じ下流側触媒担体３１よりも大径であり、有効通路径が大きく、薄壁である。これは、上流側触媒担体２８が、セル密度が同じ下流側触媒担体３１よりも大径であることによって、各単位セルの平均排気ガス流量を下げつつ、各単位セルの有効通路径が大きいことによって通気抵抗を減らし、圧力損失を減らし、さらに、薄壁であることによって温度上昇を高めている。
逆に、下流側触媒担体３１が、セル密度が同じ上流側触媒担体２８よりも小径であり、有効通路径が小さく、厚壁の壁Ｗ２である。これは、下流側触媒担体３１が、セル密度が同じ上流側触媒担体２８よりも小径であることによって、各単位セルの平均排気ガス流量を上げつつ、各単位セルの有効通路径が小さくても表面積を確保することにより、浄化性能を確保し、また、厚壁の壁Ｗ２であることによって熱引き防止性を高めている。熱容量の抑制の仕方は、上流側触媒担体２８と下流側触媒担体３１とでは異なっている。仮に、上流側触媒担体２８と下流側触媒担体３１とで、セル密度だけでなく、熱容量が同じであるとしても、同様のことである。
【００１９】
また、下流側触媒２７は、排気管２１の延出方向に沿って円筒状の下流側収納ケース３３を十分に長く形成し、下流側触媒担体３１をこの下流側収納ケース３３の前方に詰めて収容して、下流側触媒担体３１の下流側に容積室３８を形成する。円筒状の下流側収納ケース３３は、例えば、下流側触媒担体３１の寸法の２倍程度として、十分に長く形成し、その胴体部分の外径が略一様として、前後のテーパ形状（拡径部３３Ａ、縮径部３３Ｂ）によって排気管２１と同径となっている。
下流側触媒２７の小型化は、容積室３８の容積確保に優位となる。ここでは、容積室３８は、下流側触媒担体３１の体積と同程度としている。また、実質的に最初となる排気ガスの膨張を、下流側触媒担体３１よりも後、すなわち、多段触媒による一連の浄化作用が済んだ後、とすることにより、特に、下流側触媒担体３１を活性状態に早くしたり、熱引けを起こさないように、下流側触媒担体３１を高温に保ったりすることができる。
また、容積室３８は、拡張型消音器（サブチャンバ）として機能し、小径の下流側触媒担体３１で、若干絞った直後に  膨張させるため、消音効率も高くなる。また、下流側触媒担体３１の背圧が下がるので、下流側触媒担体３１の小径化によって全体的な断面積を若干絞っていても、圧力勾配が大きくなり、排気効率が確保できる。
【００２０】
更に、上流側触媒担体２８と下流側触媒担体３１とにおいて、単位セル（Ｓ１）の断面形状の六角形と単位セル（Ｓ２）の断面形状の四角形とを比較すると、互いに６００セル（ＣＰＳＩ）なので、１セル当りの単位面積が同一である。
断面で１セル分を考える場合、どちらも壁と空間（通路）だけで構成されているので、幾何学的に、壁同士だけ比較すれば十分である。そして、セルの壁は隣り合うセルで共有しているので、１セルに対し壁は半分となる。六角形は６辺であるので、その半分の３辺分と考えればよく、四角形は４辺あり、その半分の２辺分となる。同じ面積の六角形と四角形の辺の長さの比は、大体の計算で、六角形の３辺：四角形の２辺＝１．８６：２となり、六角形の方が壁の長さが短いことが解る。そして、寸法が同じ触媒担体ならば、総延長の長さとして同様である。
そして、両者を比較して、壁の長さが短いということが意味するのは、もし、壁厚が同じならば、熱容量が小さくなるということである。熱容量の小ささが、排気ガスから受ける同じ熱量に対して上昇する温度の増大を生み、冷機始動時の早期活性化につながる。
しかし、それと同時に、壁の長さが短いということには、壁の表面積も狭くなるということがある。壁の表面積が狭くなれば、最大浄化能力の低下を意味し、好ましくない。例えば、浄化能力を対等にするために、外寸を変更した場合には、触媒担体を収納する収納ケースの大型化を招来してしまう不具合がある。
単位セルＳ１が六角形の上流側触媒担体２８では、壁厚（リブ厚さ）ＷＴ１を、単位セルＳ２が四角形の壁厚（リブ厚さ）ＷＴ２に比べて、薄くなるように設定している。換言すれば、比表面積が同程度の四角形セルの触媒担体と比べて壁厚を薄くしている。これにより、壁厚が薄くなる分だけ繋ぎとしての壁の長さが若干長くなり、壁の表面積を若干広げることができる。
そして、壁の表面積が広くなれば、浄化能力が改善することを意味し、さらに、熱容量がより小さくなって、早期活性化につなげることができる。また、同時に、相対的に通路の断面積が広くなり、相当する有効径も大きくなるので、通気抵抗も低減でき、高負荷時の排気効率にも優れている。
【００２１】
更に、上流側触媒担体２８の触媒容量、外寸から求めた体積を、内燃機関３の総排気量と同程度か、それより若干小さく設定している。
また、小排気量の車両、特に軽自動車のように特定の小排気量の車両は、「触媒容量／エンジン排気量」が相対的に大きくなる傾向があり、大排気量の車両と比べ、触媒容量の絶対値は小さいものである。一方、小排気量の車両は、同じ走行抵抗同士の比較では、機関回転数が高くなり、また、決められた走行パターンを再現する際の内燃機関の運転域が広く必要になるものである。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
この発明に係る排気ガス浄化装置を、各種車両に適用可能である。
【符号の説明】
【００２３】
１  車両
２  フロアパネル
３  内燃機関
１７  排気装置
２０  エキゾーストマニホルド
２１  排気管
２２  マフラ
２３  過給機
２５  排気ガス浄化装置
２６  上流側触媒
２７  下流側触媒
２８  上流側触媒担体
３０  上流側収納ケース
３１  下流側触媒担体
３３  下流側収納ケース
３８  容積室
【図１】
2012026420.tif 000003
【図２】
2012026420.tif 000004
【図３】
2012026420.tif 000005