酸化触媒(DOC)とは!?DPFとの関連を徹底解説!! | DPFドットコム

酸化触媒(DOC)とは!?DPFとの関連を徹底解説!!

酸化触媒(DOC)とは!?DPFとの関連を徹底解説!!

酸化触媒のお話

 酸化触媒(DOC)はDPF(DPD・DPR)アセンブリ(パーツ単体では無い、構成部品)の前段についている、ハニカム構造の触媒です。 

酸化触媒表面

「DPFという“フィルター”がススを濾過しているのに、何故その手前に触媒が必要なの?」
そう思われた方もいるかもしれません。

 この酸化触媒は主に白金やパラジウムなどの貴金属が中に入っており、その触媒作用により排ガスの浄化を行っています。白金などの数ナノメートルの微粒子が付着したアルミナなどが格子状のハニカム構造体(セラミック)にしっかりと塗布し、中で焼き付いています。

酸化触媒の中身

 図のように表面積を上げる構造にすることで、効率よく排気ガスと触媒を接触させ、浄化能力を高めているのです。

 では、ディーゼル車の黒煙が、酸化触媒の働きによってどういった仕組みで【浄化】されるのでしょうか。

 大きく分けて2つの仕組みになります。代表的なものを説明します。

●HC(炭化水素)やNO(一酸化窒素)などの処理
●再生用燃料(軽油)の燃焼および温度上昇

1.DPF再生に入っていない時のHC、NO燃焼

 炭化水素は簡単に表現すると炭素(C)や水素(H)を基本とする有機化合物の総称です。

 ディーゼル車からの排出が問題になっているスス(スート,PM,粒子状物質)もこの炭化水素なのです。

 DPFが再生モード(走行中の自動再生)に入っていないとき、ススは全く処理されないかというと、そうではありません。

 酸化触媒(白金やパラジウム)の力を借りて、ススは通常の再生温度(約600℃)よりも低い温度で酸化・燃焼され続けているのです。

4HC(スス)+O2(酸素)=4CO2(二酸化炭素)+2H2O(水)←簡略な化学式

ところが、この燃焼は全体から見ればごく一部であり、到底エンジンからのススの全てを焼き切る能力はありません。

取りこぼしたススはDPFで捕らえ、自動再生や手動再生で処理するのです。

 

酸化触媒ではNO(一酸化窒素)がNO2(二酸化窒素)になる以下の反応も触媒しています。

2NO(一酸化窒素)+O2(酸素)=2NO2(二酸化窒素)

2.DPF再生のための軽油燃焼

DPFの仕組み

 DPFに捕集されたススの堆積量が一定を超えると、差圧センサーが詰りを感知し、自動再生に入ります。(温度など、自動再生に入るための要件は複数あります。)

 自動再生時のインジェクターの噴射パターンの中にはポスト噴射があります。

 これはエンジン出力に直接関係なく、エンジンルームからの排気ガス中に燃料を混入させ、DPFに燃料を送り込むための噴射です。

 酸化触媒前で200℃程度だった「燃料・排気混合気体」は酸化触媒に触れることで、酸化・燃焼され、酸化触媒出口で約600℃の高温ガスになります。

 この高温のガスをDPFに吹き付けることでDPFに溜まったススが燃焼されるのです。

「ススの焼却のために温度を一気に上昇させる」

これが酸化触媒の主たる役割になります。
※因みにDPF内でのスス燃焼には、

C(炭素)+O2(酸素)=CO2(二酸化炭素)

 上記のようなススの燃焼反応のほかに、

C(炭素)+2NO2(二酸化窒素)=NO(一酸化窒素)+CO2(二酸化炭素)

のようなNOxが処理され、ススを焼切る反応も起こります。

反応から酸素を供給するNOxを生成するのも酸化触媒の役目になります。

 以上、酸化触媒について、説明いたしました。

 DPFもススを捕獲する能力を持つ素晴らしいフィルタでありますが、酸化触媒についてもこれなくして自動再生や手動再生はできないといえるほど、ススの燃焼させるためにに非常に重要な部品なのです。

 また、構造的に非常にデリケートな部品であるため、十分慎重に取り扱う必要があります。

 当社は酸化触媒も優しく丁寧に洗浄しております。
 酸化触媒のみの洗浄も、ぜひ当社へ一度お問い合わせください!

 

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