JPH01106917A - Method for smoke reduction of engine - Google Patents
Method for smoke reduction of engineInfo
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Landscapes
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野コ
本発明はディーゼルエンジンのスモーク低減方法に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for reducing smoke in a diesel engine.
[従来の技術およびその問題点コ
従来、トンネル等の閉所で稼動するディーゼルエンジン
を搭載した建設機械には、HC,CO等の排ガス中の有
害成分を酸化除去するためにいわゆる触媒マフラが装着
されている。しかしながら、従来の触媒マフラは排ガス
中の黒煙粒子までは除去できず大気中に放出しているの
が実状である。[Conventional technology and its problems] Conventionally, construction machines equipped with diesel engines that operate in closed spaces such as tunnels are equipped with so-called catalytic mufflers to oxidize and remove harmful components in exhaust gas such as HC and CO. ing. However, the reality is that conventional catalyst mufflers cannot remove black smoke particles from exhaust gas and emit them into the atmosphere.
これを防止すべ(フィルタ等で捕捉することは試みられ
てきたが、目詰りを取るためには黒煙粒子を燃焼させる
必要がある。しかしながら、排ガス温度からは必ずしも
十分な燃焼温度が得られないので特別な加熱装置を設け
る必要があり、このため装置が大がかりになりかつコン
トロールも複雑となる。また、排ガスを水中を通して黒
煙を除去する従来技術もあるが、水タンクの容量の問題
や蒸気発生等の問題がある。Attempts have been made to prevent this from occurring (capturing it with filters, etc.), but in order to remove the clogging, it is necessary to burn the black smoke particles. However, it is not always possible to obtain a sufficient combustion temperature from the exhaust gas temperature. Therefore, it is necessary to install a special heating device, which makes the device large-scale and complicated to control.Also, there is a conventional technology that removes black smoke by passing the exhaust gas through water, but there are problems with the capacity of the water tank and steam There are problems such as occurrence.
[問題点を解決するための手段]
本発明は上記従来の欠点を除去すべくなされたものであ
っ七、このため本発明によるスモーク低減方法は、エン
ジンの排気系に、内部通路壁に黒煙の燃焼温度を低下せ
しめる触媒を担持されたハニカム構造のセラミックトラ
ップアッセンブリを含む黒煙粒子捕集用のトラップ装置
を介装し;該トラップ装置の入口部に圧力センサを設け
;エンジンの回転センサからの速度信号よりトラップ装
置の排圧規定範囲をもとめ、該排圧規定範囲と前記圧力
センサからの排圧とを比較し、当該トラップ装置内の排
圧が該排圧規定範囲の規定上限値を越えた際にバタフラ
イバルブを絞り、排圧が規定下限値以下となった場合に
バタフライバルブを全開させることによりトラップ装置
内の黒煙粒子の燃焼速度をコントロールすることを特徴
とする。[Means for Solving the Problems] The present invention has been made to eliminate the above-mentioned drawbacks of the conventional technology.For this reason, the smoke reduction method according to the present invention provides a method for reducing black smoke on the internal passage wall in the exhaust system of the engine. A trap device for collecting black smoke particles is installed, which includes a ceramic trap assembly with a honeycomb structure supporting a catalyst that lowers the combustion temperature of the engine; a pressure sensor is provided at the inlet of the trap device; The specified exhaust pressure range of the trap device is determined from the speed signal of the trap device, the specified exhaust pressure range is compared with the exhaust pressure from the pressure sensor, and the exhaust pressure within the trap device is determined to be within the specified upper limit of the specified exhaust pressure range. The burning speed of black smoke particles in the trap device is controlled by throttling the butterfly valve when the exhaust pressure exceeds the specified lower limit and fully opening the butterfly valve when the exhaust pressure falls below the specified lower limit.
[作 用]
コントローラがその都度のエンジン回転数よりトラップ
装置内の排圧規定範囲を算出する。実稼動中、圧力セン
サからの排圧が上記規定範囲内にある場合はトラップ装
置により捕集された黒煙粒子は排ガスによって燃焼され
る。建設機械の実稼動ではトラップ装置直前の排気温度
が500℃を越える機会は多く、トラップ装置に捕集さ
れた黒煙は触媒の作用で燃焼温度を低下せしめられるた
めに実稼動中に十分燃焼可能である。しかし低速稼動が
続くなどして黒煙粒子がトラップ装置内に蓄積して排圧
が規定上限値を越えると、アクチュエータがバタフライ
バルブを絞り、これによってトラップ装置内の温度を上
昇させ黒煙の燃焼速度を促進させる。圧力センサからの
排圧が規定下限値以下に低下すると、アクチュエータは
バタフライバルブを全開させ、通常運転状態に復帰させ
る。[Function] The controller calculates the exhaust pressure regulation range in the trap device from the engine rotation speed each time. During actual operation, if the exhaust pressure from the pressure sensor is within the above specified range, the black smoke particles collected by the trap device are burned by the exhaust gas. During actual operation of construction machinery, there are many occasions when the exhaust temperature just before the trap device exceeds 500℃, and the black smoke collected in the trap device can be sufficiently combusted during actual operation because the combustion temperature is lowered by the action of the catalyst. It is. However, if black smoke particles accumulate in the trap device due to continued low-speed operation and the exhaust pressure exceeds the specified upper limit, the actuator throttles the butterfly valve, thereby increasing the temperature inside the trap device and burning the black smoke. Promote speed. When the exhaust pressure from the pressure sensor falls below a specified lower limit, the actuator fully opens the butterfly valve to return to normal operating conditions.
これによって、特別な加熱装置を必要とすることなく排
ガスによって黒煙粒子をコントロール可能に燃焼させる
ことができる。またセラミックトラップアッセンブリを
建設機械に組み込んだままトラップ装置を再生すること
ができるので装置のサービス性と耐久性とを向上させる
ことができる。This allows controllable combustion of black smoke particles by exhaust gas without the need for special heating equipment. Furthermore, since the trap device can be regenerated while the ceramic trap assembly is still installed in the construction machine, serviceability and durability of the device can be improved.
[実 施 例コ
以下、本発明の好適な実施例を添付図面に沿って説明す
る。[Embodiments] Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
第1図は、本発明方法を実施するための装置例を示す概
略図で、同図において1は車両エンジン、3は該車両エ
ンジンの吸気系および排気系に接続されたターボチャー
ジャ、5は該エンジンの吸気系に組み込まれたバタフラ
イバルブ、7は該バタフライバルブを開閉制御するアク
チュエータ即ちソレノイドバルブ、9はプレクリーナー
、11はエアフィルター、13はエンジンの排気系に介
装されたトラップ装置、15は該トラップ装置内に組み
込まれた単数または複数(図示例では2個)のセラミッ
クトラップアッセンブリ、17は該トラップ装置の入口
の排気圧を検知する圧力センサ、19は該トラップ装置
の入口の温度を検知する温度センサ、21はエンジンの
回転センサ、23は回転センサ21からの信号にもとづ
きトラップ装置内の排圧規定範囲をもとめ、これと圧力
センサ17からの信号とを比較しまた温度センサ19か
らの信号をあらかじめ設定した上限温度および許容温度
と比較し、これに応じてバタフライバルブ5を開閉する
ようアクチュエータ7を作動するコントローラ、25は
コントローラを自動再生モードと手動再生モードとの間
で切り換えるモード切り換えスイッチ、27はコントロ
ーラが手動再生モードにある際にバタフライバルブを開
閉制御するマニュアル再生スイッチ、29はトラップ装
置の排圧状態および温度状態をオペレータに知らせるイ
ンジケータをそれぞれ示す。FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a device for implementing the method of the present invention, in which 1 is a vehicle engine, 3 is a turbocharger connected to the intake system and exhaust system of the vehicle engine, and 5 is a turbocharger connected to the vehicle engine. A butterfly valve incorporated in the intake system of the engine, 7 an actuator or solenoid valve that controls opening and closing of the butterfly valve, 9 a pre-cleaner, 11 an air filter, 13 a trap device installed in the engine exhaust system, 15 17 is a pressure sensor that detects the exhaust pressure at the inlet of the trap device; 19 is a pressure sensor that detects the temperature at the inlet of the trap device; A temperature sensor 21 detects the exhaust pressure in the trap device based on a signal from the rotation sensor 21, and compares this with a signal from the pressure sensor 17. A controller that compares the signal with a preset upper limit temperature and an allowable temperature and operates the actuator 7 to open and close the butterfly valve 5 accordingly, and 25 is a mode that switches the controller between automatic regeneration mode and manual regeneration mode. A selector switch 27 is a manual regeneration switch that controls opening and closing of the butterfly valve when the controller is in manual regeneration mode, and 29 is an indicator that informs the operator of the exhaust pressure state and temperature state of the trap device.
上記トラップ装置13に組み込まれるセラミックトラッ
プアッセンブリ15は、第2図および第3図に示すよう
に、全体がほぼ円筒状をなしかつ内部に多数の通路をふ
くむセラミック材料よりなるハニカム構造のセラミック
トラップ31を含む。該セラミックトラップ31に用い
るセラミック材料は耐熱性がよく自動車の排ガス浄化用
コンバータ等で実績のあるコージライト系セラミックを
使用するのが望ましい。内部の通路33は入口と出口と
を交互に目封じ材35にて閉じてあり、これにより排ガ
スは通路の多孔質薄壁37を図示矢印のように通過し、
排ガス中の黒煙粒子はこの多孔質薄壁で捕集される。捕
集された黒煙粒子はセラミックトラップを目づまりさせ
るため、この黒煙粒子を燃焼させてセラミックトラップ
を再生させる必要があるが、このためセラミックトラッ
プ内を黒煙粒子の燃焼反応温度まで上昇させねばならな
い。しかしながら、セラミックトラップ内の排ガス温度
をこのように上昇させるにはバーナやヒータ等の他の機
器を使用しなければならず、装置が複雑となりかつ取り
扱いが面倒になる。そこで、本発明ではセラミックトラ
ップ31の多孔質薄壁37に黒煙粒子の燃焼反応温度を
低下させる触媒を担持せしめ、排ガスにて黒煙粒子を燃
焼させるようにした。上記の触媒としては黒煙粒子の燃
焼温度を低下させる一方、イオウ成分の生成を抑制し、
またHCやCO等の有害成分を酸化させる成分をも含む
白金系の触媒であることが望ましい。この触媒を例えば
セラミックトラップの多孔質側壁にコーチングされたア
ルミナによって担持させる。実験によれば触媒の使用に
より黒煙粒子は430℃前後で燃焼することが確認でき
たが、この温度は実機の実稼動ではかなりの頻度で出現
する温度であり、自己再生が十分可能である。As shown in FIGS. 2 and 3, the ceramic trap assembly 15 incorporated in the trap device 13 includes a ceramic trap 31 having a honeycomb structure made of a ceramic material that has a generally cylindrical shape and includes a large number of passages inside. including. As the ceramic material used for the ceramic trap 31, it is desirable to use cordierite ceramic, which has good heat resistance and has a proven track record in converters for purifying automobile exhaust gas. The internal passage 33 has its inlet and outlet alternately closed with plugging material 35, so that the exhaust gas passes through the porous thin wall 37 of the passage as shown by the arrow in the figure.
Black smoke particles in the exhaust gas are collected by this porous thin wall. The collected black smoke particles clog the ceramic trap, so it is necessary to burn the black smoke particles to regenerate the ceramic trap.To do this, the inside of the ceramic trap is raised to the combustion reaction temperature of the black smoke particles. Must be. However, increasing the exhaust gas temperature within the ceramic trap in this manner requires the use of other equipment such as burners and heaters, making the device complex and difficult to handle. Therefore, in the present invention, the porous thin wall 37 of the ceramic trap 31 supports a catalyst that lowers the combustion reaction temperature of the black smoke particles, so that the black smoke particles are combusted by the exhaust gas. The above catalyst lowers the combustion temperature of black smoke particles while suppressing the production of sulfur components.
It is also desirable to use a platinum-based catalyst that also contains components that oxidize harmful components such as HC and CO. The catalyst is supported, for example, by alumina coating on the porous sidewalls of the ceramic trap. According to experiments, it was confirmed that black smoke particles burn at around 430°C when a catalyst is used, but this temperature is a temperature that occurs quite frequently in actual operation of actual equipment, and self-regeneration is fully possible. .
このようなセラミックトラップ31は、第4図に示すよ
うに、周囲を熱膨張シールやワイヤメツシュ等の緩衝材
39で巻きさらにその上を金属の外筒41で覆ってトラ
ップアッセンブリ15とし、このトラップアッセンブリ
15を単数または複数個(図示例では2個)第5図に示
すように、排気装置の入口側マニホールド部分43と出
口側マニホールド部分45のフランジ43a 、 45
a間に挟み込み、必要に応じてスペーサを介してこれを
複数個のボルト、ナツト47で固定する。セラミックト
ラップ31は割れやすく、熱膨張シールやワイヤメツシ
ュ等の緩衝材39で防振的に保持する必要があるが、緩
衝材は使用後に熱膨張しているためセラミックトラップ
31そのものを外筒41より壊さずに取り出すことは困
難である。そこで、トラップアッセンブリ15をユニッ
トとして外筒41ごと交換可能とすることによりサービ
ス性と保守性とを向上させることができる。また、外筒
ごと取り出すことにより機外での再生をも容易に行うこ
とができる。さらに、トラップアッセンブリ15の組み
込み個数を適宜かえることにより小型車両から大型車両
まで容量の異なったシステムに適合させることができる
。なお、第5図において49は入口側マニホールドに固
定された入口バイブ、51は該パイプに固定された排ガ
ス分散板、53はフランジ43a 、 45aに設けら
れた開口、55は出口側マニホールドに設けられた出口
バイブをそれぞれ示す。As shown in FIG. 4, such a ceramic trap 31 is wrapped around it with a buffer material 39 such as a thermal expansion seal or wire mesh, and then covered with a metal outer cylinder 41 to form a trap assembly 15. As shown in FIG. 5, one or more (two in the illustrated example) No. 15 are attached to the flanges 43a, 45 of the inlet-side manifold portion 43 and the outlet-side manifold portion 45 of the exhaust system.
a and fix it with a plurality of bolts and nuts 47 via a spacer if necessary. The ceramic trap 31 is easily broken and needs to be held in a vibration-proof manner with a buffer material 39 such as a thermal expansion seal or wire mesh, but since the buffer material expands thermally after use, the ceramic trap 31 itself cannot be broken from the outer cylinder 41. It is difficult to take it out without losing it. Therefore, serviceability and maintainability can be improved by making the trap assembly 15 as a unit and making the outer cylinder 41 replaceable. Furthermore, by taking out the entire outer cylinder, it can be easily regenerated outside the machine. Furthermore, by appropriately changing the number of trap assemblies 15 installed, it is possible to adapt the system to systems with different capacities, from small vehicles to large vehicles. In addition, in FIG. 5, 49 is an inlet vibrator fixed to the inlet side manifold, 51 is an exhaust gas dispersion plate fixed to the pipe, 53 is an opening provided in the flanges 43a and 45a, and 55 is provided in the outlet side manifold. The exit vibrators are shown respectively.
第6図および第7図は本発明におけるコントロールの内
容をフローチャートによって示す。以下、本発明におけ
る作用をこのコントロールの内容に沿って説明する。FIGS. 6 and 7 show the contents of the controls in the present invention using flowcharts. Hereinafter, the operation of the present invention will be explained along with the contents of this control.
本発明におけるコントロールは第6図に示された再生コ
ントロールと第7図に示されたタイマ割り込みによる温
度コントロールの双方を含む。Controls in the present invention include both the playback control shown in FIG. 6 and the timer interrupt temperature control shown in FIG.
再生コントロールにおいては、まず、建築機械の実稼動
モードにてシステムをスタートさせるとバタフライ弁が
全開し、インジケータランプ緑が点灯する(ステップ1
,2)。この場合トラップ装置入口の排圧Pが、その都
度のエンジン回転速度により算出される規定下限値P、
と比較され、該排圧Pが規定下限値PL以□下であるな
らばバルブ5の全開及びインジケータランプ緑点灯が継
続される(ステップ14)。該排圧Pが規定下限値PL
を越えているならばコントローラ23をモード切り換え
スイッチ25により自動再生モードとしておくと、トラ
ップ装置入口の排圧Pがその都度のエンジン回転速度よ
り算出される規定範囲の規定上限値PHと比較され、該
排圧Pが規定上限値以下であるならばインジケータラン
プ緑が点灯したまま通常運転が行われる(ステップ3,
4)。上記規定上限値PHは、規定下限値P、とともに
、コントローラ23によって一定時間ごとにエンジンの
回転センサ21より読み込まれた回転速度に基づき所定
の算式に従って算出される(第8図参照)。In regeneration control, first, when the system is started in the actual operation mode of the construction machine, the butterfly valve is fully opened and the indicator lamp lights up in green (step 1).
,2). In this case, the exhaust pressure P at the inlet of the trap device is a specified lower limit value P calculated based on the engine rotation speed at each time,
If the exhaust pressure P is less than the specified lower limit value PL, the valve 5 is fully opened and the indicator lamp continues to be lit in green (step 14). The exhaust pressure P is the specified lower limit value PL
If the exhaust pressure P at the trap device inlet is exceeded, the controller 23 is set to automatic regeneration mode by the mode changeover switch 25, and the exhaust pressure P at the trap device inlet is compared with the specified upper limit value PH of the specified range calculated from the engine rotational speed at each time. If the exhaust pressure P is below the specified upper limit value, normal operation is performed with the indicator lamp green lit (step 3,
4). The specified upper limit value PH, together with the specified lower limit value P, is calculated by the controller 23 according to a predetermined formula based on the rotation speed read from the engine rotation sensor 21 at regular intervals (see FIG. 8).
この通常運転の状態では、トラップ装置13により捕集
された黒煙粒子は先に述べた触媒の作用のもとて当該ト
ラップ装置内に導入される排ガスによって燃焼される。In this normal operating state, the black smoke particles collected by the trap device 13 are combusted by the exhaust gas introduced into the trap device under the action of the catalyst described above.
建設機械の実稼動モードでは、トラップ装置直前の排ガ
ス温度が500℃を越える場合が多く、黒煙粒子は排ガ
スによって十分燃焼し、排圧Pも規定上限値P1□をこ
えることはほとんど無い。In the actual operation mode of construction machinery, the exhaust gas temperature immediately before the trap device often exceeds 500° C., the black smoke particles are sufficiently combusted by the exhaust gas, and the exhaust pressure P rarely exceeds the specified upper limit value P1□.
しかしながら、低負荷運転が長く続くなどして、トラッ
プ装置に捕集された黒煙粒子がトラップ装置を目詰まり
させると、排圧Pが上昇してエンジンの性能低下をきた
す。そこで本発明ではかがる場合にトラップ装置内の黒
鉛粒子を強制燃焼させてトラップ装置を再生させるよう
にしである。However, if the trap device is clogged with black smoke particles captured by the trap device due to prolonged low-load operation, the exhaust pressure P increases and engine performance deteriorates. Therefore, in the present invention, the graphite particles in the trap device are forcibly burned to regenerate the trap device when it burns.
すなわち、排圧Pが規定上限値PH(例えば5%程度の
エンジン出力低下を引き起こす排圧に相当)を越えると
、オレンジのインジケータランプが点灯されるとともに
、吸気系に介装されたバタフライバルブ5が軽度の吸気
絞りを行うようにアクチュエータ7が作動される(ステ
ップ5,6゜7)。この自動再生は建設機械の実稼動中
に行われるのでバタフライバルブ5を過度に絞ることは
できない。これによりトラップ装置内の排ガス温度が上
昇せしめられて黒煙粒子が強制燃焼される。That is, when the exhaust pressure P exceeds the specified upper limit PH (corresponding to the exhaust pressure that causes a drop in engine output of about 5%, for example), an orange indicator lamp lights up and the butterfly valve 5 installed in the intake system lights up. The actuator 7 is actuated so that the intake air is slightly throttled (steps 5, 6 and 7). Since this automatic regeneration is performed during actual operation of the construction machine, the butterfly valve 5 cannot be throttled down excessively. As a result, the temperature of the exhaust gas within the trap device is raised, and the black smoke particles are forced to burn.
このようにして強制燃焼とともに排圧Pが徐々に低下し
、その都度のエンジン回転速度より求められる規定下限
値PL以下になるとバタフライバルブが全開され通常運
転に戻される(ステップ8、l)この規定下限値P、は
例えばトラップ装置にほとんど目詰まりが無い場合の排
圧抵抗値とすることができる。もし、強制燃焼の途中で
たとえ排圧Pが規定下限値Pt、以下に下がらない場合
でも通常運転に戻したい時には、自動再生モードを切れ
ばよい(ステップ9,10.1)。In this way, the exhaust pressure P gradually decreases with forced combustion, and when it falls below the specified lower limit value PL determined from the engine speed each time, the butterfly valve is fully opened and normal operation is returned to (Step 8, l). The lower limit value P can be, for example, the exhaust pressure resistance value when the trap device is hardly clogged. Even if the exhaust pressure P does not fall below the specified lower limit value Pt during forced combustion, if you want to return to normal operation, you can turn off the automatic regeneration mode (steps 9 and 10.1).
上記の強制燃焼は建設機械を定位置に停止した状態で行
うこともできる。この場合には、排圧Pが規定下限値P
Lをこえている状態においてコントローラを手動再生モ
ードに切り換え、オペレータが再生開始スイッチ27を
入れることにより行うことができる(ステップ6、11
. 9.10)。す゛なわち、再生開始スイッチ27を
入れるとアクチュエータ7によりバタフライバルブ5が
過度の吸気絞りを行うよう作動される(ステップ12.
15)。The forced combustion described above can also be performed with the construction machine stopped in a fixed position. In this case, the exhaust pressure P is the specified lower limit value P
This can be done by switching the controller to manual regeneration mode in a state where L is exceeded, and the operator turns on the regeneration start switch 27 (steps 6 and 11).
.. 9.10). That is, when the regeneration start switch 27 is turned on, the butterfly valve 5 is operated by the actuator 7 to excessively throttle the intake air (step 12.
15).
これにより排ガス温度がさらに高温に上昇され(例えば
550℃)トラップ装置の再生が短時間で行われる。こ
の強制燃焼は排圧Pが規定下限値P、となるまで続けら
れ、排圧Pが規定下限値PL以下に下がるとバタフライ
バルブが全開されて通常運転に戻される(ステップ8.
1)。また、強制燃焼の途中で通常運転に戻したいとき
には再生スイッチを切ればよい(ステップ9,10.1
)。This raises the exhaust gas temperature to a higher temperature (for example, 550° C.) and regenerates the trap device in a short time. This forced combustion continues until the exhaust pressure P reaches the specified lower limit P, and when the exhaust pressure P falls below the specified lower limit PL, the butterfly valve is fully opened and normal operation is resumed (step 8.
1). Also, if you want to return to normal operation during forced combustion, just turn off the regeneration switch (steps 9 and 10.1).
).
また、排圧Pが規定上限値P、を越えない場合であって
も、随時(例えば定期点検時等)排圧Pが規定下限値P
、となるべく強制燃焼させることができるようになって
いる。すなわちこの場合はコントローラを手動再生モー
ドとし、オペレータが再生スイッチを入れることにより
オレンジのインジケータランプが点灯され(ステップ3
,13゜5)、バタフライバルブが過度の吸気絞りを行
うようアクチュエータ7が作動される(ステップ6゜1
1、12)。この場合再生スイッチを切れば通常速転状
態に戻される(ステップ13.4あるいはステップ11
.4)。In addition, even if the exhaust pressure P does not exceed the specified upper limit P, the exhaust pressure P may be changed from time to time (for example, during periodic inspection) to the specified lower limit P.
, so that it can be forced to burn as much as possible. In other words, in this case, the controller is set to manual regeneration mode, and when the operator turns on the regeneration switch, the orange indicator lamp lights up (step 3).
, 13°5), the actuator 7 is actuated so that the butterfly valve performs excessive intake throttling (step 6°1).
1, 12). In this case, if the regeneration switch is turned off, the normal speed rotation state is returned (step 13.4 or step 11).
.. 4).
第7図は、エンジンの過熱防止のため上記トラップ装置
の再生中にタイマ割り込みによって行われる排ガスの温
度コントロールのフローチャートを示す。すなわち、コ
ントローラ23は一定時間ごとに回転センサ21よりエ
ンジンの回転速度Nを読み込み、この回転速度より規定
上限値PHと規定下限値PLとを算出するとともに、温
度センサ19よりその都度の排ガス温度Tを読み込み、
該排ガス温度Tとあらかじめセットされた上限温度TM
AXとを比較する(ステップ1.2,3.4)。FIG. 7 shows a flowchart of exhaust gas temperature control performed by timer interrupt during regeneration of the trap device to prevent engine overheating. That is, the controller 23 reads the engine rotation speed N from the rotation sensor 21 at regular intervals, calculates the specified upper limit value PH and the specified lower limit value PL from this rotation speed, and calculates the exhaust gas temperature T at each time from the temperature sensor 19. Load,
The exhaust gas temperature T and the preset upper limit temperature TM
AX (steps 1.2, 3.4).
排ガス温度Tが上限温度TMAX以下である場合はコン
トロールが終了する(ステップ5)。しかし排ガス温度
Tが上限温度TMAXを越える場合は(ステップ6)バ
タフライバルブが全開されているか否かによってコント
ロールが異なる。すなわち、バタフライバルブ5が全開
となっている場合はコントロールが終了する(なおこの
場合は車両を停止させるなどの付加的なコントロールを
行う)。またバタフライバルブが全開となっていない場
合はバタフライバルブを全開させ同時にインジケータラ
ンプ赤を点灯させるとともに、再び排ガス温度Tを読み
込み、該排ガス温度Tをあらかじめセットされた許容温
度T (T <ALW ALW
TMAX)と比較する(ステップ7、8. 9.10)
。If the exhaust gas temperature T is below the upper limit temperature TMAX, the control ends (step 5). However, if the exhaust gas temperature T exceeds the upper limit temperature TMAX (step 6), the control differs depending on whether the butterfly valve is fully opened or not. That is, if the butterfly valve 5 is fully open, the control ends (in this case, additional control such as stopping the vehicle is performed). If the butterfly valve is not fully open, the butterfly valve is fully opened and the red indicator lamp lights up at the same time, the exhaust gas temperature T is read again, and the exhaust gas temperature T is set as the preset allowable temperature T (T < ALW ALW TMAX ) (steps 7, 8. 9.10)
.
そして排ガス温度Tが許容”ALW以下となるとコント
ロールが終了する(ステップ5)。When the exhaust gas temperature T becomes lower than the allowable ALW, the control ends (step 5).
なお、上記の実施例においてはとくに自動再生モードと
手動再生モードとを切り換え可能として建設機械の実稼
動状態と停止状態にて再生できるようにしたが、本発明
では自動再生モードのみを使用してもよい。また、上記
の実施例ではとくにバタフライバルブをトラップ装置の
圧力センサと温度センサからの双方からの信号により開
閉制御しているが、本発明においては圧力センサからの
信号のみによって制御を行ってもよい。In the above embodiment, it is possible to switch between the automatic regeneration mode and the manual regeneration mode so that regeneration can be performed both when the construction machine is in actual operation and when it is stopped, but in the present invention, only the automatic regeneration mode is used. Good too. Furthermore, in the above embodiment, the opening and closing of the butterfly valve is controlled by signals from both the pressure sensor and the temperature sensor of the trap device, but in the present invention, the butterfly valve may be controlled by only the signal from the pressure sensor. .
[効 果コ
以上のように、本発明によれば特別な加熱装置を必要す
ることなく排ガスによって黒煙粒子をコントロール可能
に燃焼させることができ、またセラミックトラップアッ
センブリを建設機械に組み込んだままトラップ装置を再
生することができるのでサービス性と耐久性とに優れた
ディーゼルエンジンのスモーク低減方法が提供される。[Effects] As described above, according to the present invention, black smoke particles can be controllably combusted by exhaust gas without the need for a special heating device, and the ceramic trap assembly can be used as a trap while being installed in construction machinery. A method for reducing smoke in a diesel engine is provided that has excellent serviceability and durability because the device can be regenerated.
第1図は本発明方法に使用される装置例を示す概略構成
図、第2図は同装置に使用されるセラミックトラップの
縦断面図、第3図は同セラミックトラップの端面図、第
4図はセラミックトラップアッセンブリの縦断面図、第
5図は同装置に使用されるトラップ装置を一部断面にて
示す拡大図、第6図は上記実施例装置における再生コン
トロールの内容を示すフローチャート、第7図は同実施
例装置の温度コントロールの内容を示すフローチャート
、第8図はエンジン回転数と使用圧力範囲との関係を示
すグラフである。
1・・・エンジン 5・・・バタフライバルブ
7・・・アクチュエータ 13・・・トラップ装置1
5・・・セラミックトラップアッセンブリ= 17−
17・・・圧力センサ 19・・・温度センサ2
1・・・回転センサ 23・・・コントローラ2
5・・・モード切り換えスイッチ
29・・・インジケータ
31・・・セラミックトラップ
33・・・内部通路 37・・・多孔質薄壁3
9・・・緩衝材 41・・・外筒43・・・入口側
マニホールド部分
45・・・出口側マニホールド部分
57・・・フランジ 59・・・ケー゛シング
61、63・・・フランジ 65・・・プレート特
許出願人 新キャタピラ−三菱株式会社= 18
−Fig. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a device used in the method of the present invention, Fig. 2 is a longitudinal sectional view of a ceramic trap used in the device, Fig. 3 is an end view of the ceramic trap, and Fig. 4 5 is a longitudinal sectional view of the ceramic trap assembly, FIG. 5 is an enlarged partial cross-sectional view of the trap device used in the device, FIG. 6 is a flowchart showing the content of regeneration control in the above embodiment device, and FIG. The figure is a flowchart showing the details of temperature control of the device of the same embodiment, and FIG. 8 is a graph showing the relationship between engine speed and operating pressure range. 1... Engine 5... Butterfly valve 7... Actuator 13... Trap device 1
5... Ceramic trap assembly = 17- 17... Pressure sensor 19... Temperature sensor 2
1... Rotation sensor 23... Controller 2
5...Mode changeover switch 29...Indicator 31...Ceramic trap 33...Internal passage 37...Porous thin wall 3
9...Buffer material 41...Outer tube 43...Inlet side manifold part 45...Outlet side manifold part 57...Flange 59...Casing 61, 63...Flange 65...・Plate patent applicant: New Caterpillar - Mitsubishi Corporation = 18
−
Claims (5)
度を低下せしめる触媒を担持されたハニカム構造のセラ
ミックトラップアッセンブリを含む黒煙粒子捕集用のト
ラップ装置を介装し;該トラップ装置の入口部に圧力セ
ンサを設け;エンジンの回転センサからの速度信号より
トラップ装置の排圧規定範囲をもとめ、該排圧規定範囲
と前記圧力センサからの排圧とを比較し、当該トラップ
装置内の排圧が該排圧規定範囲の規定上限値を越えた際
にバタフライバルブを絞り、排圧が規定下限値以下とな
った場合にバタフライバルブを全開させることによりト
ラップ装置内の黒煙粒子の燃焼速度をコントロールする
ことを特徴とするディーゼルエンジンのスモーク低減方
法。(1) A trap device for collecting black smoke particles is installed in the exhaust system of the engine, including a ceramic trap assembly with a honeycomb structure in which a catalyst for lowering the combustion temperature of black smoke is supported on the internal passage wall; A pressure sensor is provided at the inlet of the device; the specified exhaust pressure range of the trap device is determined from the speed signal from the engine rotation sensor, the specified exhaust pressure range is compared with the exhaust pressure from the pressure sensor, and the specified exhaust pressure range of the trap device is determined. When the exhaust pressure inside the trap device exceeds the specified upper limit of the specified exhaust pressure range, the butterfly valve is throttled, and when the exhaust pressure falls below the specified lower limit, the butterfly valve is fully opened to remove black smoke particles inside the trap device. A method for reducing smoke in a diesel engine, characterized by controlling the combustion speed of the engine.
ドと手動再生モードとで切換え可能となし、自動再生モ
ードでは前記バタフライバルブの絞りを軽絞りとなし、
手動再生モードでは前記バタフライバルブの絞りを過度
絞りとすることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
のスモーク低減方法。(2) The opening/closing control of the butterfly valve can be switched between an automatic regeneration mode and a manual regeneration mode, and in the automatic regeneration mode, the throttle of the butterfly valve is set to a light throttle;
2. The smoke reduction method according to claim 1, wherein in the manual regeneration mode, the throttle of the butterfly valve is set to excessive throttle.
該温度センサからの温度とあらかじめ設定した上限温度
とを所定時間ごとに比較して当該トラップ装置内の温度
が上限温度を越えた際にバタフライバルブを全開させる
ようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第1項また
は第2項記載のスモーク低減方法。(3) providing a temperature sensor at the inlet of the trap device;
A patent claim characterized in that the temperature from the temperature sensor and a preset upper limit temperature are compared at predetermined time intervals, and when the temperature inside the trap device exceeds the upper limit temperature, the butterfly valve is fully opened. The smoke reduction method according to item 1 or 2.
した許容温度と比較してトラップ装置内の温度が許容温
度以下に下がるまでバタフライバルブの全開を維持する
ことを特徴とする特許請求の範囲第3項記載のスモーク
低減方法。(4) The temperature signal from the temperature sensor is compared with a preset allowable temperature, and the butterfly valve is kept fully open until the temperature inside the trap device falls below the allowable temperature. Smoke reduction method described in section.
媒を使用する特許請求の範囲第1項記載のスモーク低減
方法。(5) The smoke reduction method according to claim 1, wherein a palladium-based or base metal-based catalyst is used as the catalyst.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26359087A JPH0610410B2 (en) | 1987-10-19 | 1987-10-19 | How to reduce engine smoke |
US07/217,418 US4884398A (en) | 1987-10-19 | 1988-07-08 | Method of and apparatus for reducing engine smoke emissions |
CA000571821A CA1314487C (en) | 1987-10-19 | 1988-07-12 | Method of and apparatus for reducing engine and smoke emissions |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26359087A JPH0610410B2 (en) | 1987-10-19 | 1987-10-19 | How to reduce engine smoke |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH01106917A true JPH01106917A (en) | 1989-04-24 |
JPH0610410B2 JPH0610410B2 (en) | 1994-02-09 |
Family
ID=17391661
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP26359087A Expired - Lifetime JPH0610410B2 (en) | 1987-10-19 | 1987-10-19 | How to reduce engine smoke |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0610410B2 (en) |
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JPH0610410B2 (en) | 1994-02-09 |
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