JP4428455B2 - 内燃機関の排気浄化システム - Google Patents
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Description
すなわち、内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化装置と、
前記排気浄化装置より上流側の排気通路に設けられ、該排気通路を流れる排気の全量ではなくその一部が通過するように形成された前段触媒と、
前記前段触媒よりも上流側に設けられ、該前段触媒に流入する排気に還元剤を添加する還元剤添加手段と、
排気通路の断面を、前記前段触媒の下流端から該前段触媒と前記排気浄化装置との間の所定位置までの区間にわたり、前記前段触媒から流出した排気である触媒流出排気を通過させる触媒側通路と該前段触媒を迂回した排気である触媒迂回排気を通過させる迂回側通
路とに区画する区画部材と、
を備えることを特徴とする。
本発明を実施するための実施例1について説明する。図1は本実施例におけるエンジン
1と、その排気系の概略構成を示した図である。また、図2は、図1の部分拡大図である。図1に示すエンジン1は、4サイクル・ディーゼルエンジンである。エンジン1には、略円形断面を有する排気管3が接続されている。本実施例においては排気管3が本発明における排気通路に相当する。
添加手段に相当する。
れている。このECU10は、エンジン1の制御に係る各種演算処理を実行するCPU、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたROM、CPUの演算結果等が一時記憶されるRAM、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等を備えて構成される。燃料添加弁5は電気配線を介してECU10と接続されており、該ECU10によって制御される。つまり、上記NOx還元処理、SOx被毒回復処理、昇温処理などを行う際には、ECU10によって燃料添加弁5からの燃料の添加が行われる。
実施例において位置Xは、図示のように排気管3における小径触媒7(詳しくは、小径触媒7の下流端面7c)より下流側であって且つNOx触媒4よりも上流側の位置に設定される。本実施例においては位置Xと遮蔽管8との夫々が本発明における所定位置と区画部材とに相当する。
流出排気は触媒迂回排気に比べて流速が低く、かつ高温である。つまり、排気管3における断面中央側と外周側とでは、排気の流速差および温度差が顕著になる。これによれば、触媒流出排気と触媒迂回排気とが合流する界面周辺には渦流が形成され、触媒流出排気と触媒迂回排気との混合が促進される。本実施例では、従来のように燃料濃度に偏りのある触媒流出排気を触媒迂回排気と混合させるのではなく、第一混合促進部において燃料の濃度分布が一様となった後の触媒流出排気を触媒迂回排気と混合させることができる。そのため、これらの排気が混合されて形成される排気(以下、「混合排気」という)においても、燃料濃度をより均一にすることができる。
る。逆に位置Xを排気管3のより上流側へと変更すると、第一混合促進部の形成区間が短くなり、第二混合促進部および第三混合促進部の形成区間が長くなる。そのため、遮蔽管8の下流端が配置される位置に相当する位置Xは、NOx触媒4に流入する排気、つまり混合排気に含まれる燃料の濃度分布がより均一となるように、予め実験等によって適切な位置を求めておくと良い。
次に、本発明を実施するための実施例2について説明する。本実施例において適用対象となるエンジン1やその他ハードウェアの基本構成について図1乃至3と共通する部分は、同一符号を付すことで説明を割愛する。図5は、本実施例におけるエンジン1の排気系の部分拡大図である。本実施例におけるエンジン1の排気系は、テーパ部3dの軸線L1が、小径触媒7の軸線L2に対して傾斜している。なお、テーパ部3dよりも上流側に配置する排気管3の軸線、遮蔽管8の軸線は小径触媒7の軸線L2と同軸であるが、これは本実施例において本質的なものではない。
次に、本実施例にかかる実施形態の変形例について説明する。図6は、本変形例におけるエンジン1の排気系の部分拡大図である。この図において、図5にかかる構成との相違点は、第二混合促進部と第三混合促進部とが共通していることにある。すなわち、本変形例におけるテーパ部3dは、遮蔽管8の下流端が位置する部分(位置X)からNOx触媒4の上流端面4aにかけて、下流側に向かってテーパ状に形成されている。これによれば、図5に示した構成と同様の作用効果を奏しつつ、エンジン1の排気系をよりコンパクトにすることができる。つまり、よりコンパクトなスペースにおいて、混合排気中に含まれる添加燃料の混合を実現することができる。
3・・・排気管
3a・・内管
3b・・迂回通路
3c・・迂回側通路
3d・・テーパ部
4・・・吸蔵還元型NOx触媒
5・・・燃料添加弁
7・・・小径触媒
7a・・触媒内部通路
8・・・遮蔽管
8a・・触媒側通路
10・・ECU
Claims (3)
- 内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化装置と、
前記排気浄化装置より上流側の排気通路に設けられ、該排気通路を流れる排気の全量ではなく、その一部が通過するように形成された前段触媒と、
前記前段触媒よりも上流側に設けられ、該前段触媒に流入する排気に還元剤を添加する還元剤添加手段と、
排気通路の断面を、前記前段触媒の下流端から該前段触媒と前記排気浄化装置との間の所定位置までの区間にわたり、前記前段触媒から流出した排気である触媒流出排気を通過させる触媒側通路と該前段触媒を迂回した排気である触媒迂回排気を通過させる迂回側通路とに区画する区画部材と、
を備え、
前記排気浄化装置の上流端には、前記区画部材が配置される部分と比較して排気通路の断面積が拡大する拡大部が接続され、
前記拡大部の軸線は前記前段触媒の軸線に対して傾斜していることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。 - 前記区画部材の上流端から下流端にかけて、前記触媒側通路の流路断面積が一定であることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排気浄化システム。
- 前記拡大部は前記区画部材の下流端と前記排気浄化装置の上流端との間の位置から該排気浄化装置の上流端にかけて形成されており、
前記区画部材の下流端から前記拡大部の上流端にかけて、排気通路の流路断面積が一定であることを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の排気浄化システム。
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