JP5894104B2 - エンジンの排気処理装置 - Google Patents
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Description
排気通路に配置された酸化触媒と、可燃性ガス生成器と、可燃性ガス供給通路とが設けられ、酸化触媒よりも排気通路の上流側で、可燃性ガス供給通路の下流側に、放熱口が開口され、この放熱口で排気通路と可燃性ガス供給通路とが連通され、可燃性ガス供給通路に電熱着火装置が配置され、電熱着火装置で着火された可燃性ガスの火炎燃焼の熱が排気通路に供給され、排気通路の排気が昇温されるように構成されている、エンジンの排気処理装置。
電熱着火装置を冷却する手段がないため、排気の熱や可燃性ガスの燃焼熱が電熱着火装置に蓄熱され、電熱着火装置が熱損傷を起こすおそれがあった。
図3に例示するように、排気通路(1)に配置された酸化触媒(2)と、可燃性ガス生成器(3)と、可燃性ガス供給通路(4)とが設けられ、酸化触媒(2)よりも排気通路(1)の上流側で、可燃性ガス供給通路(4)の下流側に、放熱口(5)が開口され、この放熱口(5)で排気通路(1)と可燃性ガス供給通路(4)とが連通され、可燃性ガス供給通路(4)に電熱着火装置(6)が配置され、電熱着火装置(6)で着火された可燃性ガス(7)の火炎燃焼の熱が排気通路(1)に供給され、排気通路(1)の排気(8)が昇温されるように構成された、エンジンの排気処理装置において、
図2(A)〜(D)に例示するように、排気処理装置の壁(9)の外側に突出された電熱着火装置(6)の外側突出部(10)に放熱板(11)が取り付けられ、
図2(C)に例示するように、放熱板(11)はU字状またはコの字状に折り曲げられ、電熱着火装置(6)の外側突出部(10)が放熱板(11)に囲まれ、放熱板(11)の通風入口(15)が冷却風路(12)の上流寄りに設けられ、放熱板(11)の遮風壁(16)が冷却風路(12)の下流寄りに設けられている、ことを特徴とするエンジンの排気処理装置。
請求項1に係る発明は、次の効果を奏する。
《効果》 電熱着火装置の熱損傷が抑制される。
図2(A)〜(D)に例示するように、排気処理装置の壁(9)の外側に突出された電熱着火装置(6)の外側突出部(10)に放熱板(11)が取り付けられているので、電熱着火装置(6)に伝導された排気(8)の熱や可燃性ガス(7)の燃焼熱が、放熱板(11)を介して放熱され、電熱着火装置(6)の熱損傷が抑制される。
《効果》 電熱着火装置の熱損傷が抑制される。
図2(C)に例示するように、放熱板(11)はU字状またはコの字状に折り曲げられ、電熱着火装置(6)の外側突出部(10)が放熱板(11)に囲まれ、放熱板(11)の通風入口(15)が冷却風路(12)の上流寄りに設けられ、放熱板(11)の遮風壁(16)が冷却風路(12)の下流寄りに設けられているので、冷却風(13)が放熱板(11)の通風入口(15)から放熱板(11)内に流入し、冷却風(13)の一部は、電熱着火装置(6)の外側突出部(10)の上流側面に衝突して、上流側面(10a)を冷却し、外側突出部(10)の両側を通過した冷却風(13)は、外側突出部(10)の両側面(10b)(10b)を冷却し、放熱板(11)の遮風壁(16)に衝突し、反転して外側突出部(10)の下流側面(10c)に衝突し、下流側面(10c)を冷却する。このため、電熱着火装置(6)の外側突出部(10)が強力に冷却され、電熱着火装置(6)の熱損傷が抑制される。
(請求項2に係る発明)
請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 電熱着火装置の熱損傷が抑制される。
図2(A)(C)に例示するように、遮風壁(16)から冷却風路(12)の上流側に延びる放熱板(11)の両側壁(17)(17)に排風口(18)(18)が設けられているので、電熱着火装置(6)の外側突出部(10)を冷却した冷却風(13)は、排熱風(13a)となって排風口(18)(18)から流出する。このため、排熱風(13a)が放熱板(11)内で滞留せず、電熱着火装置(6)の外側突出部(10)が強力に冷却され、電熱着火装置(6)の熱損傷が抑制される。
(請求項3に係る発明)
請求項3に係る発明は、請求項1または請求項2に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 給電コードの熱損傷も抑制
図2(A)(D)に例示するように、電熱着火装置(6)の外側突出部(10)に設けられた電力入力端子(19)に給電コード(20)の接続端子(21)が接続され、この給電コード(20)の接続端子(21)も電熱着火装置(6)の外側突出部(10)とともに放熱板(11)に囲まれているので、放熱板(11)内に流入した冷却風(13)で給電コード(20)の接続端子(21)も冷却され、給電コード(20)の熱損傷も抑制される。
請求項4に係る発明は、請求項1から請求項3のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 電熱着火装置の熱損傷が抑制される。
図2(A)に例示するように、冷却風路(12)を通過する冷却風(13)が通風隙間(14)に流入し、電熱着火装置(6)の差し込み部(22)の一部に吹き当たるように構成されているので、電熱着火装置(6)に伝導された排気(8)の熱や可燃性ガス(7)の燃焼熱が、通風隙間(14)を通過する冷却風(13)に放熱され、電熱着火装置(6)の熱損傷が抑制される。
請求項5に係る発明は、請求項1から請求項4のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 電熱着火装置の熱損傷が抑制される。
図2(A)(C)に例示するように、放熱板(11)が冷却風路(12)に配置され、冷却風路(12)を通過する冷却風(13)が放熱板(11)に吹き当たるように構成されているので、電熱着火装置(6)に伝導された排気(8)の熱や可燃性ガス(7)の燃焼熱が、放熱板(11)を介して冷却風(13)に放熱され、電熱着火装置(6)の熱損傷が抑制される。
図中の符号(1a)は排気通路(1)の中心軸線である。
PMは排気に含まれる粒子状物質の略称である。
PM堆積量推定装置(29)は、差圧センサ(30)で検出されたDPF(25)の入口と出口の差圧に基づき、実験的に求められたデータのマップにより、PMの堆積量を推定し、PMの堆積量の推定値が所定のDPF再生値に至ると、エンジンECU(28)のDPF再生制御装置(50)がDPF再生処理の指令を行なう。PMの堆積量は、燃料の消費量の積算値等に基づいて推定することもできる。
図3中の符号(45)は燃料タンク、(46)は燃料ポンプ、(47)はブロワ、(48)はバッテリ、(49)はDOC入口排気温度センサ、(51)はDPF入口排気温度センサ、(52)はDPF入口排気圧センサ、(53)はDPF出口排気温度センサである。
可燃性ガス放出口(26)は、放熱口(5)と同じものである。
このため、電熱着火装置(6)に伝導された排気(8)の熱や可燃性ガス(7)の燃焼熱が、放熱板(11)を介して冷却風(13)に放熱され、電熱着火装置(6)の熱損傷が抑制される。特に、熱影響を受けやすい電熱着火装置(6)内のOリング(24)等シール材の熱損傷が抑制され、シール性の低下による外部からの水や塵埃の侵入を防止することができる。
図2(A)に示すように、冷却風路(12)を通過する冷却風(13)が通風隙間(14)に流入し、電熱着火装置(6)の差し込み部(22)の一部に吹き当たるように構成されている。
冷却風路(12)は、図4に示すエンジン冷却ファン(44)で起風された冷却風(13)の風路である。冷却風路(12)は、電動ファンで起風された冷却風の風路であってもよい。
図2(A)(C)に示すように、遮風壁(16)から冷却風路(12)の上流側に延びる放熱板(11)の両側壁(17)(17)に排風口(18)(18)が設けられている。
図2(A)(B)(D)に示すように、放熱板(11)はクランプ部(42)を備え、クランプ部(42)が電熱着火装置(6)の外側突出部(10)に外嵌され、締結具(43)で締め付けられることにより、放熱板(11)が電熱着火装置(6)に取り付けられている。
排風口(18)(18)は、電熱着火装置(6)の外側突出部(10)の長手方向に沿う2個1列のものが、両側壁(17)(17)にそれぞれ2列配置されている。
この接続端子(21)の把持部(21a)は通風入口(15)に挿通されており、電力入力端子(19)に対する接続端子(21)の着脱作業が放熱板(11)に邪魔されず、容易になる。
このエンジンは、シリンダブロック(54)の上部にシリンダヘッド(55)が組み付けられ、シリンダブロック(54)の前部に伝動ケース(56)が組み付けられ、シリンダヘッド(55)の上部にシリンダヘッドカバー(57)が組み付けられ、シリンダヘッド(55)の横一側に吸気マニホルド(58)が組み付けられ、横他側に排気マニホルド(59)が組み付けられている。
排気マニホルド(59)の上部に過給機(40)が組み付けられ、過給機(40)のエアコンプレッサ(61)に過給パイプ(62)を介して吸気マニホルド(58)が接続されている。
伝動ケース(56)の前部にはエンジン冷却ファン(44)が配置され、シリンダヘッドカバー(57)の両側に冷却風路(12)(12)が形成されている。
図1〜図3に示すように、電熱着火装置(6)は、排気処理装置(23)の下側の壁(9)から上向きに差し込み、電熱着火装置(6)の外側突出部(10)と放熱板(11)を図4に示す冷却風路(12)に配置すればよい。
図4、図5には、電熱着火装置(6)が排気処理装置(23)の横側の壁(9)から斜め下向きに差し込まれ、電熱着火装置(6)の外側突出部(10)と放熱板(11)が、冷却風路(12)に配置された例を示している。
DPF(25)の再生処理時に、排気(8)の温度が所定の基準温度未満の場合には、制御装置が低温時ガス着火処理を実行し、この低温時ガス着火処理では、電熱着火装置(6)で可燃性ガス(7)に着火して、可燃性ガス(7)の火炎燃焼の熱を排気通路(1)に供給する。制御装置はエンジンECU(28)である。
酸化触媒(2)に所定量のPMが堆積すると、制御手段が酸化触媒(2)の再生処理を実施し、この酸化触媒(2)の再生処理では、可燃性ガス生成器(3)で可燃性ガス(7)を生成させ、電熱着火装置(6)で可燃性ガス(7)に着火して、可燃性ガス(7)の火炎燃焼の熱を排気通路(1)に供給し、酸化触媒(2)の入口排気温度が低温時ガス着火処理の場合よりも高くなるようにして、酸化触媒(2)に堆積したPMを焼却除去する。
また、酸化触媒(2)の再生時にも、同様の電熱着火装置(6)の電圧管理を行う。制御装置には、エンジン回転速度センサ(図外)と電熱着火装置(6)の周辺温度の検出センサ(図外)と酸化触媒(2)の上流側排気圧センサ(図外)を連携させておく。これにより、エンジン回転速度と電熱着火装置(6)の周辺温度と酸化触媒(2)のPM堆積量を検出することができる。
(2) 酸化触媒
(3) 可燃性ガス生成器
(4) 可燃性ガス供給通路
(5) 放熱口
(6) 電熱着火装置
(7) 可燃性ガス
(8) 排気
(9) 排気処理装置の壁
(10) 外側突出部
(11) 放熱板
(12) 冷却風路
(13) 冷却風
(14) 通風隙間
(15) 通風入口
(16) 遮風壁
(17) 両側壁
(18) 排風口
(19) 電力入力端子
(20) 給電コード
(21) 接続端子
(22) 差込部
(23) 排気処理装置
Claims (5)
- 排気通路(1)に配置された酸化触媒(2)と、可燃性ガス生成器(3)と、可燃性ガス供給通路(4)とが設けられ、酸化触媒(2)よりも排気通路(1)の上流側で、可燃性ガス供給通路(4)の下流側に、放熱口(5)が開口され、この放熱口(5)で排気通路(1)と可燃性ガス供給通路(4)とが連通され、可燃性ガス供給通路(4)に電熱着火装置(6)が配置され、電熱着火装置(6)で着火された可燃性ガス(7)の火炎燃焼の熱が排気通路(1)に供給され、排気通路(1)の排気(8)が昇温されるように構成されている、エンジンの排気処理装置において、
排気処理装置の壁(9)の外側に突出された電熱着火装置(6)の外側突出部(10)に放熱板(11)が取り付けられ、
放熱板(11)はU字状またはコの字状に折り曲げられ、電熱着火装置(6)の外側突出部(10)が放熱板(11)に囲まれ、放熱板(11)の通風入口(15)が冷却風路(12)の上流寄りに設けられ、放熱板(11)の遮風壁(16)が冷却風路(12)の下流寄りに設けられている、ことを特徴とするエンジンの排気処理装置。 - 請求項1に記載されたエンジンの排気処理装置において、
遮風壁(16)から冷却風路(12)の上流側に延びる放熱板(11)の両側壁(17)(17)に排風口(18)(18)が設けられている、ことを特徴とするエンジンの排気処理装置。 - 請求項1または請求項2に記載されたエンジンの排気処理装置において、
電熱着火装置(6)の外側突出部(10)に設けられた電力入力端子(19)に給電コード(20)の接続端子(21)が接続され、この給電コード(20)の接続端子(21)も電熱着火装置(6)の外側突出部(10)とともに放熱板(11)に囲まれている、ことを特徴とするエンジンの排気処理装置。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載されたエンジンの排気処理装置において、
電熱着火装置(6)が差し込まれた排気処理装置(23)の壁(9)に通風隙間(14)が形成され、排気処理装置(23)の壁(9)に差し込まれた電熱着火装置(6)の差し込み部(22)の一部が通風隙間(14)内に露出され、通風隙間(14)が冷却風路(12)に配置され、
冷却風路(12)を通過する冷却風(13)が通風隙間(14)に流入し、電熱着火装置(6)の差し込み部(22)の一部に吹き当たるように構成されている、ことを特徴とするエンジンの排気処理装置。 - 請求項1から請求項4のいずれかに記載されたエンジンの排気処理装置において、
放熱板(11)が冷却風路(12)に配置され、冷却風路(12)を通過する冷却風(13)が放熱板(11)に吹き当たるように構成されている、ことを特徴とするエンジンの排気処理装置。
Priority Applications (4)
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