JP4936008B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
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Description
当該NOxトラップ触媒のNOx吸蔵量やDPFのPM捕集量には限界があり、吸蔵されたNOxを放出還元させる所謂NOxパージや、DPFに捕集されたPMを焼却除去する所謂強制再生を行う必要がある。
また、当該酸化触媒への燃料の供給には、当該酸化触媒の排気上流側に燃料添加インジェクタを設けて、当該燃料添加インジェクタより燃料を噴射する構成がある。
そこで、当該還元型NOx触媒の上流に尿素添加インジェクタを設けて、当該尿素添加インジェクタより尿素水を噴射する構成もある。
例えば、排気浄化用触媒の排気上流側にある屈曲部の曲がり方向外側に、燃料添加インジェクタを付設するとともに、当該燃料添加インジェクタのノズル先端部から屈曲部下流の排気管に沿う方向に向け噴射空間を形成し、当該噴射空間を介して屈曲部下流の排気管内の流路に燃料を噴射する構成が開示されている(特許文献1参照)。
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、触媒へ添加剤を供給する添加剤噴射弁において、位置決めにおける精度を高くする必要なく容易な作業で適正な位置に組み付けることができ、排気浄化装置の機能性を十分に確保することのできる内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。
つまり、固定部材は付勢手段により付勢されて添加剤噴射弁を挟持することで、当該添加剤噴射弁と確実に当接して、当該添加剤噴射弁を軸周りの所定の向きで確実に固定することができる。
このことから、触媒へ添加剤を供給する添加剤噴射弁において、位置決めにおける精度を高くする必要なく容易な作業で適正な位置に組み付けることができ、排気浄化装置の機能性を十分に確保することができる。
このように、固定部材は枢支部分を支点に一側端部で添加剤噴射弁を挟持する構成であることで、当該一側端部を互いに離間させることができ、取り付け及び取り外しの作業を容易に行うことができ、作業性を向上させることができる。
このように、添加剤噴射弁の挟持面が固定部材の一側端部により挟持されることで、添加剤噴射弁の軸周りにおける向きにずれがある場合でも、一側端部に作用する付勢力により当該挟持面と一側端部とが全面で当接するよう当該軸周りにおける向きが修正される。
請求項3の内燃機関の排気浄化装置によれば、付勢手段を、端部が一対の挟持片のそれぞれの一側端部に接続されたC字状の弾性部材としている。
これにより、簡易な構成で一対の挟持片の一側端部を付勢することができる。
図1乃至8を参照すると、図1には本発明の実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成図、図2には図1の要部拡大斜視図、図3には図1の要部拡大断面図、図4には図3のA−A線に沿う断面図、図5には固定部材の斜視図、図6には図3のB−B線に沿う断面図、図7には燃料添加インジェクタ組付状態時の上面視図、図8には固定部材取付前の上面視図がそれぞれ示されており、以下これらの図に基づき説明する。
当該エンジン1の側面には排気マニホールド2の一端が接続されており、当該排気マニホールド2の他端には過給機4が接続されている。
当該過給機4は、ターボチャージャであり、図示しない吸気通路にコンプレッサが設けられ、排気通路にはタービンが設けられている。
当該排気管10内には排気上流側から順に、酸化触媒12、NOxトラップ触媒14、パティキュレートフィルタ(以下、DPFという)16が設けられている。
詳しくは、排気管10は過給機4との接続部分からエンジン1の横方向に延び、途中下方に屈曲された屈曲部10aが形成されている。
NOxトラップ触媒14及びDPF16は、横方向に延びた排気下流側部分の排気管10内に設けられている。NOxトラップ触媒14は、排気中のNOxを吸蔵し、H2やHCやCO等の添加剤が供給されNOxトラップ触媒上で還元雰囲気が形成されたときに吸蔵したNOxを放出還元する所謂NOxパージが行われるものである。DPF16は、排気中のPMを捕集し、昇温されることで捕集したPMが焼却除去される所謂強制再生が行われるものである。
詳しくは図2乃至4に示すように、支持部材22は、下端が排気管10の屈曲部10aの上面部分に当接し、当該下端から排気管外側方向、即ち上方向に向かって延びている。
また、当該支持部材22には、噴射空間24の壁面上端から当該支持部材22の上面に貫通した嵌合孔26が穿設されている。
燃料添加インジェクタ20は、軸方向一側を下方として設けられており、円筒状の本体部30、当該本体部30の下端から下方に突出したノズル部32、及び当該本体部30の軸方向中央部に形成された鍔部34から構成されている。
また、当該燃料添加インジェクタ20の鍔部34は、本体部30に一体に外嵌された環状をなしている。そして、当該鍔部34の軸方向上側であって、上面視において一側及び他側の両部分には、それぞれ本体部近傍に位置し軸直方向に垂直な弦から外側に切り欠かれた切欠部34a、34bが形成されている。なお、当該切欠部34a、34bの底面は、燃料添加インジェクタ20が支持部材22の嵌合部26に嵌合されているときに、当該支持部材22の上面と連続するよう形成されている。また、当該切欠部34a、34bの壁面(挟持面)は、上記二又の燃料噴射36a、36bの方向と対応して形成されている。
固定部材40は、図3乃至8に示すように、一対の挟持片42、44及び弾性部材46(付勢手段)から構成されている。
詳しくは、一対の挟持片42、44はそれぞれ一方向に長い形状をなし、略平行に対向している。そして、それぞれの挟持片42、44の長手方向略中央位置において、互いに接近する方向(以下、接近方向という)に膨出した枢支部48a、48b、50において枢支されている。
また、当該枢支部48a、48b、50は、それぞれ端部分が上面視半円形状をなしており、一対の挟持片42、44は当該枢支部48a、48b、50の端部形状に沿うように相互に回動可能である。
当該一対の挟持片42、44において、枢支部48a、48b、50より一側は僅かに下方に傾斜して延びている。そして、一側端部58、60においては、下面が側面視曲面状をなしており、支持部材20上面及び燃料添加インジェクタ20の切欠部34a、34bの底面と当接されている。
一方、弾性部材46は、C字状のリングばねであり、一対の挟持片42、44の他側端部66、68の長孔70、72を貫通し、一端が一方の挟持片42の一側端部58に接続され、他端が他方の挟持片44の一側端部60に接続されている。そして、当該弾性部材46は、一対の挟持片42、44の一側端部58、60を接近方向に付勢するものである。
図8に示すように、燃料添加インジェクタ20の組み付けの際には、まず燃料添加インジェクタ20を支持部材22の嵌合孔26に嵌合する。このとき、燃料添加インジェクタ20の軸周りにおける向きは、切欠部34a、34bの壁部の方向が支持部材22に対して膨出部22aが形成されている方向と同方向となるよう合わせる。
また、一側端部58、60の下面は、支持部材22の上面及び切欠部34a、34bの底面と当接する。そして、当該一側端部58、60の下面は側面視曲面状をなしていることから支持部材22の上面及び切欠部34a、34bの底面と片当たりすることなく、確実に下方に押圧するよう当接される。
一方、固定部材40の取り外し時においては、ボルト80を外し、固定部材40の一側端部58、60を治具等で離間させて固定部材40を離脱させる。
以上のように、固定部材40は一対の挟持片42、44とリングばねの弾性部材46からなる簡単な構成でありつつ、当該弾性部材46による付勢力により燃料添加インジェクタ20を挟持し、当該燃料添加インジェクタ20を確実に固定させることができる。
また、固定部材40は、燃料添加インジェクタ20を挟持する一側端部58、60を離間させることができることで、取り付け及び取り外しの作業を容易に行うことができ、作業性を向上させることができる。
以上で本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。
また、上記実施形態では、排気管10内に酸化触媒12、NOxトラップ触媒14、DPF16を備えた排気浄化装置であるが、燃料を添加する触媒を備えた排気浄化装置であればよく、例えば、酸化触媒の排気下流側にNOxトラップ触媒及びDPFのいずれか一方のみを備えた構成であっても構わない。
さらに、上記実施形態では添加剤として燃料で説明したが、触媒に供給するものであれば何でもよく、例えば還元剤としてのガソリン、エタノール、尿素、アンモニアなどでもよい。また、還元剤以外の物質でもよく、例えば触媒冷却のための空気,窒素,二酸化炭素などや,パティキュレートフィルタに捕集した煤の燃焼除去を促進させるための空気やセリアなどでもよい。
また、上記実施形態では、燃料添加インジェクタにおける挟持面である切欠部の壁面及び当該挟持面を挟持する一対の挟持片の一側端部の側面はそれぞれ平面をなしているが、このような形状に限られるものではなく、燃料添加インジェクタの挟持面及び一対の挟持片の一側端部の側面が、燃料添加インジェクタの位置決め可能に、それぞれ対応する形状をなしていればよい。
また、上記実施形態では、付勢手段としてC字状のリングばねを使用しているが、付勢手段はこれに限られるものではなく、例えば枢支部の一側または他側において、一対の枢支部に間を連結するコイルばねを設けても構わない。つまり、枢支部の一側に当該コイルばねを設けた場合には当該コイルばねの引っ張りにより、一方枢支部の他側にコイルばねを設けた場合にはばねの弾性により一側端部を付勢するものである。
10 排気管
10a 屈曲部
12 酸化触媒
20 燃料添加インジェクタ(添加剤噴射弁)
22 支持部材
34 鍔部
34a、34b 切欠部
40 固定部材
42、44 挟持片
46 弾性部材(付勢手段)
58、60一側端部
80 ボルト
Claims (3)
- 内燃機関の排気管内に設けられた触媒と、
前記排気管に設けられ前記触媒に供給する添加剤を噴射する添加剤噴射弁と、
一側端部が付勢手段により付勢されて前記添加剤噴射弁を挟持し、該一側端部と離間した位置で互いに回動自在に枢支された一対の挟持片から構成され、該添加剤噴射弁の軸周りにおける所定の向きで該添加剤噴射弁を固定する固定部材と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 前記添加剤噴射弁は、側面に該添加剤噴射弁の軸直方向に垂直をなし且つ平行な2つの挟持面を有しており、
前記固定部材は、前記一対の挟持片の各一側端部が前記挟持面と当接して挟持することを特徴とする請求項1記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 前記付勢手段は、端部が前記一対の挟持片のそれぞれの一側端部に接続されたC字状の弾性部材であることを特徴とする請求項1または2記載の内燃機関の排気浄化装置。
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