ブックタイトルマツダ技報　2015 No.32

概要

マツダ技報　2015 No.32

マツダ技報No.32(2015)論文・解説43SKYACTIV-D用PM酸化触媒の高性能化技術Advanced PM Oxidation Catalyst Technologyfor SKYACTIV-D馬場誉士*1原田浩一郎*2滝沢知也*3Takashi Baba Koichiro Harada Tomoya Takizawa山田啓司*4*5重津雅彦*6高見明秀Hiroshi YamadaMasahiko ShigetsuAkihide Takami要約小型乗用車用ディーゼルエンジンの排出ガス中に含まれるパティキュレートマター(PM)の除去には,触媒担持型ディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF)がコスト・搭載性の観点から有効であり,近年のPM排出規制値の対応のためには必須の技術となっている。触媒担持型DPFによるPMの酸化除去において,自動再生における燃費悪化の抑制のために,PM酸化速度向上による再生時間の短縮が求められる。マツダではこれまで,酸素交換反応により脱離する酸化活性の高い酸素によってPMを酸化する高酸素イオン伝導材料に着目し,速やかなPMの酸化除去を実現してきた。今回,高酸素イオン伝導材料のPM酸化反応に関与する電子の伝導性を高めることと,PMが主に反応する材料表面に貴金属を局部的に集中させる技術により,優れたPM酸化性能を有する触媒材料を開発した。SummaryTo reduce PM emissions from light diesel passenger cars, the use of catalyzed diesel particulate filters(DPF) is effective in terms of cost and mountability, and these filters are becoming increasingly importantto meet PM emissions regulations. During the oxidation of trapped PM using the catalyzed DPF, it isnecessary to shorten the duration for fuel injection by improving the PM oxidation rate so as to reducefuel consumption. Mazda has been putting the focus on high-oxygen ion conducting materials, which havehigh oxygen exchange property and facilitate active PM oxidation, and achieved speedy PM reduction.This time, a new catalyst material having superior PM oxidation performance has been developed byraising electronic conductivity involved in PM oxidation reaction of high oxygen ion conducting materialsand by using a technique to increase the concentration of precious metals locally on the material surfacewhere PM is mainly oxidized.1.はじめにディーゼルエンジンは,ガソリンエンジンと比較して,熱効率が高く,CO2の排出が少ないことから,温室効果ガスの低減に有効である。また,優れた運動性能を有しており,欧州を中心に広く普及している。しかし,ディーゼルエンジンにおいては,排出ガス中に含まれる粒子状物質(Particulate Matter:PM)の低減が大きな課題となる。このPMの低減のために,小型乗用車用ディーゼルエンジンでは,搭載性及びコストの観点から,触媒担持型DPFが採用されている。ところが,小型乗用車用ディーゼルエンジンの排気ガス温度は,高負荷運転時を除いて,捕集したPMを自己燃焼で酸化除去するのに十分な温度が得られない。そのため,DPF上に捕集されたPMの量が一定量を超えた際には,排気ガス温度を上昇させる再生処理を行う必要がある。再生処理における排気ガス温度の上昇には,メイン噴射による燃焼行程後の追加の噴射(ポスト噴射)が必要となり,燃費の悪化につながる。再生時間が長いとポスト噴射量が増えるため,熱効率に優れるというディーゼルエンジンのメリットを減少させてしまう。そのために,DPFに担持されるPM酸化触媒には,捕集したPMを速やかに酸化除去することが求められる。マツダではこれまで,触媒表面だけでなく,触媒内部の酸素を活性酸素として利用できる高酸素イオン伝導材料に*1~6技術研究所Technical Research Center-246-