JP3247394B2 - Exhaust gas treatment device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば車両のディー
ゼルエンジンから排出される排気ガスから、特にＮＯ_X
をより効率よく分解低減して外部に排気するための排気
ガス処理装置に関する。The present invention relates, for example from the exhaust gas discharged from a vehicle diesel engine, in particular NO _X
The present invention relates to an exhaust gas treatment apparatus for more efficiently decomposing and reducing and exhausting the same outside.

【０００２】[0002]

【従来の技術】車両のエンジンを駆動することにより排
出される排気ガスの成分は、理論上完全燃焼すれば、単
にＣＯ₂ （二酸化炭素）と、Ｈ₂ Ｏ（水）およびＮ（窒
素）である。ただし、燃料が完全燃焼することは不可能
であって、実際には、さらにＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ
（炭化水素）、およびＮＯ_X （窒素酸化物）が生成され
てしまう。2. Description of the Related Art The components of exhaust gas emitted by driving an engine of a vehicle are simply CO ₂ (carbon dioxide), H ₂ O (water) and N (nitrogen) if they are theoretically completely burned. is there. However, it is impossible for the fuel to completely burn, and in fact, CO (carbon monoxide), HC
(Hydrocarbons) and NO _x (nitrogen oxides).

【０００３】すなわち、燃料ガスをエンジン内で燃焼さ
せるためには、空気中の酸素が必要である。この酸素は
空気中に約４分の１程度含まれていて、残りの約４分の
３の大部分は窒素であり、その他、極く微量の成分があ
る。本来、空気中の窒素と酸素は別々にあって結び付か
ないが、高温の燃焼過程（酸化反応）では窒素が酸化さ
れ、燃焼過程の副産物として上記ＮＯ_X が生成される。[0003] That is, in order to burn fuel gas in an engine, oxygen in the air is required. This oxygen is contained in the air in about one-fourth, and most of the remaining three-fourths is nitrogen, and there are other trace components. Originally, nitrogen and oxygen in the air are separate and do not associate with each other, but in a high-temperature combustion process (oxidation reaction), nitrogen is oxidized, and the above-mentioned NO _X is generated as a by-product of the combustion process.

【０００４】車両のうちでも、特に乗用車に多用される
ガソリンエンジンの場合には、ほとんどその排気系統に
三元触媒が備えられている。この三元触媒は、ＣＯとＨ
Ｃを酸化させるとともに、ＮＯ_X を還元する触媒作用を
なす。比較的簡単で、かつ正確な空燃比制御ができる電
子制御式燃料噴射を用いるか、あるいは気化器方式のも
のでもＯ₂ センサを用いて、空燃比フィードバック制御
により理論空燃比に制御して行う。いずれにしても、ガ
ソリンエンジンにおいては、燃焼した排気ガスは上記触
媒により、ＣＯとＨＣおよびＮＯ_X の成分が同時に浄化
され、高い浄化率が得られる。[0004] Among gasoline engines, particularly in the case of gasoline engines frequently used in passenger cars, most of the exhaust systems are provided with a three-way catalyst. This three-way catalyst comprises CO and H
With the oxidation of C, forming a catalysis of reducing NO _X. Either electronically controlled fuel injection that can perform relatively simple and accurate air-fuel ratio control is used, or even a carburetor-type fuel injection is performed by using an O ₂ sensor to control the stoichiometric air-fuel ratio by air-fuel ratio feedback control. In any case, in the gasoline engine, the combusted exhaust gas by the catalyst, the purifying substances in the CO and HC and NO _X are simultaneously high purification rate is obtained.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、特にバスや
トラックに多用されるディーゼルエンジンの場合には、
上記三元触媒をそのまま用いても効果がない。すなわ
ち、ディーゼルエンジンの特徴として、吸気系から燃焼
用空気を燃焼室に供給して高圧に圧縮する構造であるか
ら、供給酸素量がガソリンエンジンよりも多いことと、
ディーゼルエンジンの燃料として用いられる軽油に含ま
れるＳ（硫黄）分が、ガソリンエンジンのガソリン燃料
よりも多いことが影響する。However, especially in the case of diesel engines frequently used for buses and trucks,
Using the above three-way catalyst as it is has no effect. That is, as a feature of the diesel engine, the structure is such that the combustion air is supplied from the intake system to the combustion chamber and compressed to a high pressure, so that the amount of supplied oxygen is larger than that of the gasoline engine.
This has an effect that the S (sulfur) content contained in the light oil used as the fuel of the diesel engine is larger than the gasoline fuel of the gasoline engine.

【０００６】なお説明すれば、ディーゼルエンジンから
排出される排気ガスの一般的な傾向として、ＣＯ濃度
は、０．３％以下で５００〜２０００ｐｐｍを越えるこ
とのない極めて低い濃度である。ＨＣ濃度も、Ｃ₁ 〜Ｃ
₃ などの成分とＣ₈ 以上の燃料成分が僅かにあり、濃度
としては比較的低い。ただし、ＮＯ_X は濃度として２０
０ｐｐｍを越えることが多く、その量もガソリンエンジ
ンと近くなることがある。特に、直接噴射方式のディー
ゼルエンジンでは、酸素過剰が著しいところから、ＮＯ
_X 濃度が高い値になる傾向にある。[0006] Explaining that, as a general tendency of the exhaust gas discharged from a diesel engine, the CO concentration is extremely low at 0.3% or less and does not exceed 500 to 2000 ppm. HC concentration, C ₁ ~C
There like component and slightly in C ₈ or more fuel components _3, relatively low as the concentration. However, NO _X is 20 as the concentration
It often exceeds 0 ppm, and the amount may be close to that of a gasoline engine. In particular, in a direct injection type diesel engine, NO
_X concentration tends to be high.

【０００７】このようにして、ディーゼルエンジン自体
の構造と、燃料である軽油の特性から、上記ガソリンエ
ンジンに用いられる三元触媒をそのまま転用しても、Ｎ
Ｏ_X低減の効果がほとんどない。As described above, due to the structure of the diesel engine itself and the characteristics of light oil as fuel, even if the three-way catalyst used for the gasoline engine is diverted as it is,
The effect of O _X reduction is almost no.

【０００８】そこで、ＮＯ_X 低減のために排気通路にＮ
Ｏ_X を分解する触媒を設け、さらに同触媒を活性化させ
るためにＨＣ（炭化水素）を吸気通路に供給するものが
知られている。[0008] Therefore, in an exhaust passage for NO _X reduction N
O _X The provided decomposing catalyst, it is known that further supplied to the intake passage HC (hydrocarbon) in order to activate the same catalyst.

【０００９】しかし、このような吸気通路にＨＣを供給
するシステムにおいては、ＨＣが燃焼室内に流入すると
き燃焼室周壁に沿って降下し、また、同周壁は燃焼室内
中央部に比べて比較的低温状態にあるため、流入ＨＣが
完全燃焼し難く、ＨＣは燃焼室周壁に沿って下降すると
ともにピストンリングによって掻き落される。さらに、
燃焼室内に流入したＨＣは、ピストンの圧縮行程時に燃
焼室からクランクケース内へと抜けて、クランクケース
内のブローバイガス量の増大を招く。これらは、いずれ
もクランクケース底部に溜められている潤滑油に混合
し、潤滑油を希釈する、いわゆるダイリューションを生
じる。However, in such a system for supplying HC to the intake passage, when HC flows into the combustion chamber, it descends along the peripheral wall of the combustion chamber, and the peripheral wall is relatively smaller than the central portion of the combustion chamber. Since it is in a low temperature state, it is difficult for the inflow HC to completely burn, and the HC descends along the peripheral wall of the combustion chamber and is scraped off by the piston ring. further,
The HC that has flowed into the combustion chamber escapes from the combustion chamber into the crankcase during the compression stroke of the piston, causing an increase in the amount of blow-by gas in the crankcase. These are mixed with the lubricating oil stored at the bottom of the crankcase to dilute the lubricating oil, which results in so-called dilution.

【００１０】その結果、薄められた潤滑油がエンジン本
体の各摺動部に給油され、この潤滑性を損なう不具合が
生じる。As a result, the diluted lubricating oil is supplied to each sliding portion of the engine body, causing a problem that the lubricity is impaired.

【００１１】本発明は、上述したような事情に鑑みなさ
れたものであり、その目的とするところは、ＨＣの存在
により活性化される触媒を用いることにより、ＮＯ_X を
効率よく分解して低減を図り、併せて、ダイリューショ
ンの発生を抑制してエンジン本体の潤滑性向上を得ら
れ、かつ過剰なＨＣの供給を防止して、大気中にＨＣが
排出されるのを防止する排気ガス処理装置を提供するこ
とにある。[0011] The present invention has been made in view of the circumstances as described above, reduction and has an object by using a catalyst which is activated by the presence of HC, and NO _X efficiently decompose At the same time, it is possible to improve the lubricity of the engine body by suppressing the generation of dilution , and to prevent the supply of excessive HC, and to reduce HC in the atmosphere.
An object of the present invention is to provide an exhaust gas treatment device that prevents the exhaust gas from being exhausted .

【００１２】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、エンジンの排気ガス通路の中途部に設けら
れたＨＣ（炭化水素）を供給するＨＣ供給手段と、前記
排気ガス通路の前記ＨＣ供給手段の下流側に設けられＨ
Ｃを還元剤としてＮＯ_Ｘ （窒素酸化物）を分解する触
媒コンバータと、エンジンの負荷を検出する負荷センサ
と、エンジンの回転数を検出する回転数センサと、負荷
とエンジン回転数に基づいて排気ガス中のＮＯ_Ｘ 量を
算出し、該ＮＯ_Ｘ 量に応じて前記ＨＣ供給手段を制御
するＨＣ供給量制御手段とを有し、前記ＨＣ供給量制御
手段は、前記ＮＯ _Ｘ 量と前記ＨＣとの体積比であるモ
ル比ＨＣ／ＮＯ _Ｘ が、ＨＣ／ＮＯ _Ｘ ≧１となるよう
に前記ＨＣ供給手段を制御することを特徴とする排気ガ
ス処理装置である。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides an HC supply means for supplying HC (hydrocarbon) provided in a middle portion of an exhaust gas passage of an engine; H is provided downstream of the HC supply means.
A catalytic converter that decomposes NO _x (nitrogen oxide) using C as a reducing agent, a load sensor that detects the load of the engine, a rotational speed sensor that detects the rotational speed of the engine, and exhaust based on the load and the engine rotational speed calculating the amount of NO _X in the gas, possess a HC supply amount control means for controlling said HC supply means in accordance with the amount of NO _X, the HC supply amount control
The means is a module that is a volume ratio between the NO _X amount and the HC.
To Le ratio HC / NO _X becomes the HC / NO _X ≧ 1
An exhaust gas treatment apparatus characterized by controlling the HC supply means .

【００１３】[0013]

【作用】ＨＣ供給手段から排気ガス通路に供給されたＨ
Ｃは触媒コンバータに導かれ、上記触媒コンバータは、
上記炭化水素を還元剤として活性化するところとなり、
ＮＯ_X をＮ₂ とＯ₂ とに分解し、ＮＯ_X に対する低減触
媒作用をなす。また、ＨＣ供給手段を排気ガス通路中途
部に設けたので、上記ＨＣ供給手段から供給されるＨＣ
は上記燃焼室に直接導かれず、ＨＣが比較的低温の燃焼
室の周壁に沿って下降し、クランクケース底部に溜めら
れている潤滑油に混入して潤滑油を希釈する、いわゆる
ダイリューションの発生を抑制する。さらに、エンジン
負荷およびエンジン回転数を検出して排気ガス中のＮＯ
_X 量を算出し、このＮＯ _X 量に応じてＨＣ供給量の制御
を行って過剰なＨＣの供給をなくし大気中にＨＣが排出
されるのを防止する。 The H supplied to the exhaust gas passage from the HC supply means.
C is led to a catalytic converter, which is
It becomes a place to activate the hydrocarbon as a reducing agent,
It decomposes NO _X into N ₂ and O ₂ and acts as a catalyst for reducing NO _X. Further, the HC supply means is provided in the middle of the exhaust gas passage.
Since there is provided a section, HC supplied from the HC supply means
Is not directly guided to the combustion chamber, the HC descends along the peripheral wall of the relatively low temperature combustion chamber, and dilutes the lubricating oil by mixing with the lubricating oil stored at the bottom of the crankcase. Suppress the occurrence. In addition, the engine
NO in exhaust gas by detecting load and engine speed
_{The X} amount is calculated, and the HC supply amount is controlled in accordance with the NO _X amount.
To eliminate excess HC supply and discharge HC into the atmosphere
To prevent it from being done.

【００１４】[0014]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面にもとづいて
説明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【００１５】図１において、１はディーゼルエンジンの
エンジン本体を概略的に示す。このエンジン本体１を構
成する燃焼室２には、燃焼用空気を供給する吸気配管な
どからなる吸気系３が連通する。すなわち上記吸気系３
は、燃焼室２上部に設けられ給気弁４で開閉自在な吸気
ポート５に連通する。上記燃焼室２上部には、吸気ポー
ト５とともに、排気弁６によって開閉される排気ポート
７が設けられていて、この排気ポート７に燃焼室２で燃
焼して生成される排気ガスを外部に排出案内する排気ガ
ス通路８が接続される。そしてこの排気ガス通路８の中
途部には、排気ガスの流れに沿って後述する霧化装置９
および触媒コンバータ１０が順次設けられ、これらで排
気ガス処理装置Ｓを構成する。In FIG. 1, reference numeral 1 schematically shows an engine body of a diesel engine. An intake system 3 including an intake pipe for supplying combustion air and the like communicates with a combustion chamber 2 constituting the engine body 1. That is, the intake system 3
Communicates with an intake port 5 provided above the combustion chamber 2 and capable of being opened and closed by an air supply valve 4. An exhaust port 7 opened and closed by an exhaust valve 6 is provided in the upper part of the combustion chamber 2 together with the intake port 5, and exhaust gas generated by burning the combustion chamber 2 to the exhaust port 7 is discharged to the outside. An exhaust gas passage 8 for guiding is connected. In the middle part of the exhaust gas passage 8, an atomizing device 9 described later follows the flow of the exhaust gas.
And a catalytic converter 10 are sequentially provided, and these constitute an exhaust gas treatment device S.

【００１６】上記霧化装置９には、ポンプ１１を介して
ＨＣを集溜するＨＣ溜り部１２に連通するＨＣ供給管１
３が接続される。The atomizing device 9 has an HC supply pipe 1 which communicates with an HC reservoir 12 through a pump 11 to accumulate HC.
3 are connected.

【００１７】上記霧化装置９は、図２に拡大して示すよ
うに、先端に尖鋭状の弁部１４を設けた弁杆１５を備え
ていて、ソレノイド１６を励磁することによって上記弁
部１４は噴射孔１７を開放する。この噴射孔１７には、
ここでは図示しない上記ＨＣ供給管が接続するガイド部
１８が連設されていて、噴射孔１７が開放すれば、ＨＣ
がそのまま吐出される。As shown in FIG. 2, the atomizing device 9 has a valve rod 15 having a sharp valve portion 14 at its tip, and a solenoid 16 is excited to excite the valve portion 14. Opens the injection hole 17. In this injection hole 17,
Here, a guide portion 18 to which the HC supply pipe (not shown) is connected is provided continuously.
Is discharged as it is.

【００１８】再び図１に示すように、上記霧化装置６に
は、ＨＣ溜り部１２からポンプ１１を介してＨＣが圧送
されるところから、上記噴射孔１７を開放することによ
り、ここからＨＣが霧状になって上記排気ガス通路８内
に噴出されることとなる。As shown in FIG. 1 again, the injection hole 17 is opened from the point where HC is pumped from the HC reservoir 12 through the pump 11 to the atomizing device 6, and the HC is then discharged from the part. Is sprayed into the exhaust gas passage 8 in the form of a mist.

【００１９】上記触媒コンバータ１０の主成分は、ゼオ
ライト系触媒である。なお説明すれば、ここでは、たと
えば水素系ゼオライト触媒（Ｈ／ＺＳＭ−５）を採用す
ると最適であり、これをペレット状もしくはモノリス状
にして容器内に収容してなる。この種の触媒の特性は、
ＨＣの供給を受けることによって、このＨＣ成分を還元
剤としてより活性化し、ＮＯ_X （窒素酸化物）をより効
果的にＮ₂ とＯ₂ に分解するとともに、ＨＣをより効果
的にＨ₂ ＯとＣＯ₂ に分解できる。The main component of the catalytic converter 10 is a zeolite-based catalyst. It should be noted that, for the sake of explanation, it is most suitable to employ, for example, a hydrogen-based zeolite catalyst (H / ZSM-5), which is stored in a container in the form of a pellet or a monolith. The properties of this type of catalyst are:
By receiving the supply of HC, this HC component is more activated as a reducing agent, and NO _x (nitrogen oxide) is more effectively decomposed into N ₂ and O ₂ , and HC is more effectively converted into H ₂ O. and it can be decomposed into CO _2.

【００２０】なお上記ゼオライト系触媒は、図３に示す
ような触媒活性域を有する。図の横軸は、ＨＣ／ＮＯ_X
の体積比であるモル比で表し、縦軸は排気ガスの温度で
ある。Ｔ_L は上記触媒の活性下限温度であって、Ｔ_L 以
下の温度では触媒はその作用をなさず、Ｔ_L から所定の
高い温度の範囲で有効な触媒作用をなす。しかも、触媒
活性域はＨＣ／ＮＯ_X が１以上ある場合に限られる。Ａ
曲線はエンジン回転数が低速度、Ｂ曲線は中速度、Ｃ曲
線は高速度で、それぞれ一定の回転速度とし、かつそれ
ぞれの回転速度における負荷を変化させたときの、排気
温度とＨＣ／ＮＯ_X に対する特性変化である。The zeolite-based catalyst has a catalytically active region as shown in FIG. The horizontal axis in the figure is HC / NO _X
The vertical axis indicates the temperature of the exhaust gas. T _L is the lower limit temperature of the activity of the catalyst. At a temperature lower than T _L , the catalyst does not perform its action, and performs an effective catalytic action within a predetermined high temperature range from T _L. Moreover, the catalytic activity zone only if HC / NO _X is 1 or more. A
Curve engine speed low speed, B curve medium speed, C curve at high speed, when respectively a constant rotational speed, and with varying loads at each rotational speed, exhaust gas temperature and HC / NO _X This is a characteristic change with respect to.

【００２１】図から明らかなように、低，中，高速度の
いずれのエンジン回転速度であっても、排気温度がＴ_L
以上の温度範囲では、ほとんどＨＣ／ＮＯ_X が１より小
さくて、上記触媒の活性域に入らない（わずかに、高回
転速度Ａの一部は含まれているが）。また、ＨＣ／ＮＯ
_X が１よりも大きい範囲では、排気温度がＴ_L 以下にな
っていて、触媒活性域に入らない。As is apparent from the figure, the exhaust gas temperature is T _L at any of the low, medium, and high engine speeds.
In the above temperature range, almost smaller than HC / NO _X is 1, entering the active area of the catalyst (slightly, but some of which are included in the high rotational speed A). Also, HC / NO
_{In a} range where _X is larger than 1, the exhaust gas temperature is equal to or lower than T _L and does not enter the catalytically active region.

【００２２】再び図１に示すように、上記燃焼室２に設
けられ燃料を噴出する主燃料噴射ノズル２０には、燃料
噴射ポンプ２１が連通していて、図示しないアクセルペ
タルに連結されるロードレバーに負荷センサ２２が設け
られ、ＥＣＵ２３と電気的に接続される。クランク軸側
には、回転数・クランク角センサ２４が設けられ、上記
ＥＣＵ２３と電気的に接続される。さらに、触媒コンバ
ータ１０の上流側近傍には排気ガスの温度を検出する温
度センサ２５が設けられ、上記ＥＣＵ２３と電気的に接
続される。このＥＣＵ２３は、温度センサ２５からの信
号によって排気温度がＴ_L 以上になったときを判断し、
さらに負荷センサ２２と回転数・クランク角センサ２４
からの信号によって負荷とエンジン回転数とを基に予め
記録されたＮＯ_X 濃度の実験データを読みだし、同ＮＯ
_X のモル数からＨＣ／ＮＯ_X が１より大きくなるように
ＨＣのモル数を算出してＨＣの供給量を設定し、そして
霧化装置９に開弁信号を出す。As shown in FIG. 1 again, a fuel injection pump 21 communicates with a main fuel injection nozzle 20 provided in the combustion chamber 2 for discharging fuel, and a load lever connected to an accelerator petal (not shown). Is provided with a load sensor 22 and is electrically connected to the ECU 23. A rotation speed / crank angle sensor 24 is provided on the crankshaft side, and is electrically connected to the ECU 23. Further, a temperature sensor 25 for detecting the temperature of the exhaust gas is provided near the upstream side of the catalytic converter 10, and is electrically connected to the ECU 23. The ECU 23 determines when the exhaust gas temperature is _{equal to} or higher than _{TL based on} a signal from the temperature sensor 25,
Further, a load sensor 22 and a rotation speed / crank angle sensor 24
Read experimental data prerecorded NO _X concentration based on the load and the engine speed by a signal from the NO
And HC / NO _X from the number of moles of _X calculates the number of moles of HC to be greater than 1 to set the supply amount of HC, and issues an opening signal to the atomizer 9.

【００２３】つぎに、このようにして構成されるディー
ゼルエンジンの排気ガス処理装置Ｓの作用について説明
する。Next, the operation of the exhaust gas treatment device S for a diesel engine configured as described above will be described.

【００２４】上記エンジン本体１の作用は、全く変わら
ない。すなわち、吸気弁４が吸気ポート５を開放したと
き、吸気系３から燃焼室２に燃焼用空気が供給される。
ピストン２ａが上昇して、燃焼室２に供給された空気を
高圧にし、そこに主燃料噴射ノズル２０から燃料である
軽油が噴射され、燃焼室２で爆発燃焼作用が行われる。
燃焼後、排気弁６が排気ポート７を開放し、燃焼室２の
排気ガスは排気ガス通路８に排出される。The operation of the engine body 1 does not change at all. That is, when the intake valve 4 opens the intake port 5, combustion air is supplied from the intake system 3 to the combustion chamber 2.
The piston 2a rises to make the pressure of the air supplied to the combustion chamber 2 high, and light oil, which is fuel, is injected from the main fuel injection nozzle 20 to perform explosive combustion in the combustion chamber 2.
After the combustion, the exhaust valve 6 opens the exhaust port 7, and the exhaust gas in the combustion chamber 2 is discharged to the exhaust gas passage 8.

【００２５】上記排気ガス処理装置Ｓを構成する霧化装
置９は、ＥＣＵ２３からの駆動信号にもとづきＨＣを霧
状にして噴出する。この霧状になったＨＣは、排気ガス
通路８に導かれる排気ガスとともに上記触媒コンバータ
１０に導かれる。そしてこのＨＣによって触媒コンバー
タ１０は活性化され、ＮＯ_Ｘ をＮ_２ とＯ_２ とによ
り効率よく分解して、ＮＯ_Ｘ を低減する。このＨＣの
供給量は上述したように、負荷センサ２２と回転数・ク
ランク角センサ２４の検知信号を受けて、ＨＣ供給量制
御手段としてのＥＣＵ２３が排気ガス中のＮＯ _Ｘ 量を
算出し、このＮＯ _Ｘ 量とＨＣとの体積比であるモル比
ＨＣ／ＮＯ _Ｘ が、ＨＣ／ＮＯ _Ｘ ≧１となるように制
御する。 The atomizing device 9 constituting the exhaust gas processing device S sprays HC in a mist state based on a drive signal from the ECU 23. The atomized HC is guided to the catalytic converter 10 together with the exhaust gas guided to the exhaust gas passage 8. Then, the catalytic converter 10 is activated by the HC to decompose NO _X into N ₂ and O ₂ more efficiently, thereby reducing NO _X. As described above, the supply amount of HC receives the detection signals of the load sensor 22 and the rotation speed / crank angle sensor 24, and the ECU 23 as the HC supply amount control means determines the NO _X amount in the exhaust gas.
Calculated and the molar ratio, which is the volume ratio of this NO _X amount to HC
HC / NO _X is controlled so that HC / NO _X ≧ 1.
I will.

【００２６】なお、上記炭化水素は、炭素と水素との化
合物であって、すべての有機化合物の母体となる化合物
である。この炭化水素は、飽和炭化水素と、不飽和炭化
水素とに分類される。上記飽和炭化水素は、炭素原子ど
うしが全て単結合でつながれている。上記不飽和炭化水
素は、炭素骨格に二重結合や三重結合を含むものであ
る。The above-mentioned hydrocarbon is a compound of carbon and hydrogen, and is a compound which is a base of all organic compounds. This hydrocarbon is classified into a saturated hydrocarbon and an unsaturated hydrocarbon. In the saturated hydrocarbon, all carbon atoms are connected by a single bond. The unsaturated hydrocarbon has a carbon skeleton containing a double bond or a triple bond.

【００２７】そして、吸気通路にＨＣを供給する場合に
は、燃焼室内で燃焼することによって不飽和炭化水素を
生成し、排気ガス中には多くの不飽和炭化水素を含む
が、この実施例では排気ガス通路８に直接ＨＣを供給し
ているため、このような不飽和炭化水素の生成が抑制さ
れ、排気ガス中には飽和炭化水素が多く含まれ、この排
気ガスが触媒コンバータ１０に流入する。When HC is supplied to the intake passage, unsaturated hydrocarbon is generated by burning in the combustion chamber, and a large amount of unsaturated hydrocarbon is contained in the exhaust gas. Since HC is directly supplied to the exhaust gas passage 8, the generation of such unsaturated hydrocarbons is suppressed, and the exhaust gas contains a large amount of saturated hydrocarbons, and this exhaust gas flows into the catalytic converter 10. .

【００２８】このように、飽和炭化水素が多く含まれる
排気ガスが触媒コンバータ１０を通過すると、このゼオ
ライト系触媒の、特に選択された水素系ゼオライト触媒
では、その性質上、飽和炭化水素を還元剤としてより活
性化する。したがって、このような水素系ゼオライト触
媒では、ＮＯ_X をＮ₂ とＯ₂ とにより効率よく分解し
て、ＮＯ_X を低減してから外部に排出させる。同時に、
未燃焼ガスとしてのＨＣをＨ₂ ＯとＣＯ₂ とに効率よく
分解する。As described above, when the exhaust gas containing a large amount of saturated hydrocarbons passes through the catalytic converter 10, in the zeolite-based catalyst, particularly the selected hydrogen-based zeolite catalyst, the saturated hydrocarbons are reduced in nature due to their properties. As more activated. Therefore, in such a hydrogen-based zeolite catalyst, NO _X is efficiently decomposed into N ₂ and O ₂ to reduce NO _X and then discharge it to the outside. at the same time,
HC as an unburned gas is efficiently decomposed into H ₂ O and CO ₂ .

【００２９】上記排気ガス処理装置Ｓでは、霧化装置９
から供給されるＨＣは上記燃焼室２に直接導かれないか
ら、吸気通路にＨＣを供給した場合に生ずるような、流
入されたＨＣが燃焼室２の内周壁に沿って下降するとと
もにピストンリングによってクランクケース内へと掻き
落とされることもなく、さらにピストン圧縮行程時に燃
焼室からクランクケース内へと抜けてクランクケース内
のブローバイガス量の増大を生じることもなく、クラン
クケース底部に溜められている潤滑油にＨＣが混合して
潤滑油が希釈される、いわゆるダイリューションの発生
が抑制されることとなる。In the exhaust gas processing device S, the atomizing device 9
Supplied from the combustion chamber 2 is not directly guided to the combustion chamber 2, so that the inflowing HC descends along the inner peripheral wall of the combustion chamber 2 and occurs by the piston ring, such as occurs when HC is supplied to the intake passage. It is not scraped into the crankcase, and it does not escape from the combustion chamber into the crankcase during the piston compression stroke to increase the amount of blow-by gas in the crankcase. The generation of so-called dilution, in which HC is mixed with the lubricating oil to dilute the lubricating oil, is suppressed.

【００３０】なお上記実施例においては、上記霧化装置
９にポンプ１１を介して専用のＨＣ溜り部１２を連通し
たが、これに限定されるものではなく、たとえば図示し
ない車両の燃料タンクに連通して、ＨＣが主成分である
上記燃料油を直接供給するようにしてもよい。In the above embodiment, the dedicated HC reservoir 12 is connected to the atomizing device 9 via the pump 11, but the present invention is not limited to this. For example, the HC reservoir 12 is connected to a fuel tank of a vehicle (not shown). Then, the fuel oil containing HC as a main component may be directly supplied.

【００３１】[0031]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、排
気ガス通路にＨＣを供給する手段を設け、炭化水素成分
を還元剤として活性化しＮＯ_Ｘ を分解する触媒コンバ
ータを備え、ＨＣ供給量制御手段を備えて、エンジン負
荷およびエンジン回転数の検出から排気ガス中のＮＯ
_Ｘ 量を算出し、このＮＯ _Ｘ 量とＨＣとの体積比であ
るモル比ＨＣ／ＮＯ _Ｘ が、ＨＣ／ＮＯ _Ｘ ≧１となる
ようにＨＣ供給量の制御を行うようにしたから、簡単な
構成で確実にＮＯ_Ｘ を低減し、浄化機能の信頼性向上
を得られ、併せてダイリューションの発生を抑制してエ
ンジン本体における潤滑性の向上を図ることができるな
どの効果を奏する。According to the present invention described above, according to the present invention, provided with means for supplying HC to the exhaust gas passage, comprising a catalytic converter degrades activate hydrocarbon component as a reducing agent NO _X, HC supply amount With control means, engine negative
NO in exhaust gas from detection of load and engine speed
_The amount of _X is calculated and the volume ratio of this amount of NO _X to HC
That the molar ratio HC / NO _X becomes the HC / NO _X ≧ 1
It is so arranged for controlling the HC supply amount so reliably reduce NO _X with a simple structure, to obtain a reliability of the cleaning function, in the engine body by suppressing the occurrence of dilution in conjunction There are effects such as improvement in lubricity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の一実施例に係わる、ディーゼルエンジ
ンにおける排気ガス処理装置の概略構成図。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an exhaust gas treatment device for a diesel engine according to an embodiment of the present invention.

【図２】同実施例における霧化装置の縦断面図。FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the atomizing device in the embodiment.

【図３】同実施例における触媒の特性図。FIG. 3 is a characteristic diagram of a catalyst in the example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

２…燃焼室、３…吸気系、８…排気ガス通路、９…霧化
装置、１０…触媒コンバータ。2 ... combustion chamber, 3 ... intake system, 8 ... exhaust gas passage, 9 ... atomizer, 10 ... catalytic converter.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中山 真治 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動 車工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−197740（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−19317（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−214918（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−54926（ＪＰ，Ｕ) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Shinji Nakayama 5-33-8 Shiba, Minato-ku, Tokyo Mitsubishi Motors Corporation (56) References JP-A-61-197740 (JP, A) JP-A-61-197740 JP-A-4-19317 (JP, A) JP-A-4-214918 (JP, A) JP-A-4-54926 (JP, U)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】エンジンの排気ガス通路の中途部に設けら
れたＨＣ（炭化水素）を供給するＨＣ供給手段と、 前記排気ガス通路の前記ＨＣ供給手段の下流側に設けら
れＨＣを還元剤としてＮＯ_Ｘ （窒素酸化物）を分解す
る触媒コンバータと、 エンジンの負荷を検出する負荷センサと、 エンジンの回転数を検出する回転数センサと、 負荷とエンジン回転数に基づいて排気ガス中のＮＯ_Ｘ
量を算出し、該ＮＯ_Ｘ量に応じて前記ＨＣ供給手段を制
御するＨＣ供給量制御手段とを有し、 前記ＨＣ供給量制御手段は、前記ＮＯ _Ｘ 量と前記ＨＣ
との体積比であるモル比ＨＣ／ＮＯ _Ｘ が、ＨＣ／ＮＯ
_Ｘ ≧１となるように前記ＨＣ供給手段を制御 すること
を特徴とする排気ガス処理装置。1. An HC supply means for supplying HC (hydrocarbon) provided in a middle portion of an exhaust gas passage of an engine, and HC provided as a reducing agent provided downstream of the HC supply means in the exhaust gas passage. A catalytic converter for decomposing NO _x (nitrogen oxide), a load sensor for detecting the load of the engine, a rotational speed sensor for detecting the rotational speed of the engine, and NO _x in the exhaust gas based on the load and the rotational speed of the engine.
To calculate the amount, in accordance with the amount of NO _X possess the HC supply amount control means for controlling said HC supply means, the HC supply amount control means, the amount of NO _X and the HC
The molar ratio HC / NO _X , which is the volume ratio of
An exhaust gas treatment apparatus , wherein the HC supply means is controlled so that _X ≧ 1 .