ガソリン車のPM、PN排出規制とGPF触媒の開発事例

GPFで『高いＰＭ捕集性能』と『低い圧力損失』を両立するには？

講師

１．東京工業大学 工学院システム制御系　准教授　博士(工学)　佐藤 進 氏

２．日本ガイシ(株) セラミックス事業本部 技術統括部 設計部　主任　脇田 倫弘 氏

３．日本ガイシ(株) セラミックス事業本部 技術統括部 設計部　主任　脇田 倫弘 氏
三井金属鉱業(株) 触媒事業部　工学博士　中原 祐之輔 氏
４．茨城大学 大学院理工学研究科（工学野） 機械システム工学領域
　教授　博士(工学)　田中 光太郎 氏

受講料

1名につき 60,000円（消費税抜、昼食・資料付）
〔1社2名以上同時申込の場合のみ1名につき55,000円〕

プログラム

【10:00-12:00】 
１．自動車排出ガス規制の国内外の動向と試験法 
東京工業大学　佐藤 進 氏　

【講座の趣旨】
　排ガス試験法に関する基本的な考え方や、試験法が決められた背景、試験法に導入されている計測手法の計測原理について、知識を得ることができます。また排ガス浄化処理技術の最新技術について、情報を得ることができます。そのような話題に関連して、昨今の排ガス不正問題や、RDE試験の研究事例についても紹介いたします。

１．自動車排出ガスに起因する環境問題

２．自動車排出ガス規制の変遷
　2.1 乗用車の燃費・排出ガス試験法
　2.2 重量車の燃費・排出ガス試験法
　2.3 RDE規制
　2.4 排出ガス不正問題

３．排出ガス試験に使用される計測手法
　3.1 排気成分中ガス濃度計測
　3.2 PM・PN計測
　3.3 排出ガス流量計測

４．実路走行時の排出ガス計測、走行抵抗計測研究事例
　4.1 排出ガス流量計測
　4.2 道路勾配計測
　4.3 車両にかかる走行抵抗計測
　4.4 エコドライブ時の実路走行時排出ガス傾向
　4.5 最新ディーゼル乗用車の排出ガス計測

５．最新の排出ガス浄化処理技術
　5.1 排出ガス浄化処理技術の歴史
　5.2 最新の排出ガス浄化処理技術

【質疑応答】

【12:40-14:10】 
２．ガソリンエンジン用PM除去フィルターの開発事例と信頼性評価実績 
日本ガイシ(株)　脇田 倫弘 氏

【習得できる知識】
・自動車用排ガス浄化セラミック製フィルターの基礎知識
・ガソリンエンジン用PM除去フィルター(GPF)の種類と各要求特性
・ガソリンエンジン用PM除去フィルターの開発事例と信頼性評価実績
・将来PN規制とGPFの要求性能 
 
１．自動車向け排ガス浄化セラミック製フィルターとは？
　1.1 セラミック製フィルターの必要性　〜自動車から排出される有害排ガス成分〜
　1.2 セラミック製フィルターの使われ方と主要機能
　　 〜PM(スス）除去性能・低圧力損失性能〜
　1.3 エンジン種毎の求められる性能の違い　〜ガソリンエンジン・ディーゼルエンジン〜
　1.4 セラミック製フィルターの種類と特徴
　　〜Si-SiC製フィルターとコージェライト製フィルター〜
　1.5 セラミック製フィルターの構造名称　〜セルの構造, 素地の設計因子〜

２．GPFの必要性 (Gasoline Particulate Filter)
　2.1 先進国・新興国の大気汚染状況
　2.2 PM・PNについて　〜PN・PMの違い、人体への影響〜
　2.3 PM・PNの各国規制動向　〜欧州・中国・インド・アメリカ〜
　2.4 燃費改善技術動向とPN・PMの関係　〜GDI車両の普及とPN発生量への影響〜
　2.5 PN・PM発生原因と対応策　〜GPF以外の規制対応手段〜
　2.6 RDE(Real Driving. Emissions)のPNへの影響　〜GPF未搭載での規制達成の難しさ〜
　2.7 GPF搭載乗用車台数とGPF総需要

３．GPFの開発事例と実走行での信頼性評価実績
　3.1 GPFの種類と使われ方と採用事例　〜触媒コート型・非コート型〜
　3.2 GPFに求められる製品特性の違い　〜触媒影響・圧力損失性能〜
　3.3 触媒コート型GPFの開発事例　〜触媒影響を加味した素地・構造設〜
　3.4 実車耐久後の製品性能影響　〜PN除去性能・出力・CO2等〜

４．今後の開発方向性
　4.1 将来PN規制動向　〜Sub23μm、CF1.0〜
　4.2 将来規制に向けたGPFの開発動向　〜Sub23μｍ導入時のPN捕集性能〜

【質疑応答】

【14:20-15:20】 
３．三元触媒の浄化機能を付与したGPFの開発事例 
三井金属鉱業(株)　中原 祐之輔 氏　

【講座の趣旨】
　ガソリン車向けにPM(Particulate Matter)の排出規制が付加された規制がERUO、中国で施行され、今までのFlow through 担体に代わりフィルター型担体の導入が進められている。従来の三元特性に加え、PMの捕集性能を有する必要があり、多様な機種への対応また将来導入されるRDE(Real Driving Emissions)を考慮すると高い捕集性能が求められている。また、フィルターになることで圧損が上昇することから、出力への影響が懸念されており、そのフィルターに触媒成分を塗布するとさらに圧損が上昇することから、圧損上昇の抑制が求められている。使用中、アッシュの堆積も生じることから、アッシュ堆積に対する圧損への影響もミニマイズすることが求められている。
　以上の三元特性、捕集性能、圧損抑制、耐アッシュ耐性を満足するために、触媒層の塗布方法、塗布量の検討が行われており、方法によって各特性が大きく影響を受けることが分かってきているが、パラメーターが多く各パラメーターと性能の関係把握することが重要である。今後さらに開発が進むことで、高性能GPF触媒が開発され、触媒のレイアウトの自由度が上がることが期待されている。

【15:30-17:00】 
４．自動車排出粒子の計測技術 
茨城大学　田中 光太郎 氏

【習得できる知識】
　PM, PM計測技術の原理

【講座の趣旨】
　近年，自動車排気に含まれるPM規制は重量規制に加え，粒子数規制も始まり，ますます厳しくなっており，それに伴い，その計測法もさまざまに発展してきた。本講座では，粒子状物質の様々な計測法について紹介する。

１．自動車排出微粒子
　1.1 概要
　1.2 自動車排出微粒子
　1.3 微粒子の生成機構

２．粒子状物質の計測技術
　2.1 粒子サイズの決め方
　2.2 粒子の分級
　2.3 粒径分布関数と表示の仕方
　2.4 粒子状物質の重量計測法
　2.5 粒子状物質の数の計測法
　2.6 希釈装置
　2.7 粒子状物質の直接観察法
　2.8 粒子状物質の成分分析法

３．粒子状物質の測定機器
　3.1 粒径分布計測装置
　3.2 自動車排出ガスの粒子計測装置
　3.3 PMP法による粒子数計測法と装置
　3.4 車載式粒子計測装置
　3.5 センサーによる粒子計測装置

【質疑応答】