JPS5982515A - デイ−ゼルエンジンの排気ガス浄化装置 - Google Patents

デイ−ゼルエンジンの排気ガス浄化装置

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JPS5982515A
JPS5982515A JP57191165A JP19116582A JPS5982515A JP S5982515 A JPS5982515 A JP S5982515A JP 57191165 A JP57191165 A JP 57191165A JP 19116582 A JP19116582 A JP 19116582A JP S5982515 A JPS5982515 A JP S5982515A
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JP
Japan
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filter member
exhaust
cylinder
passage
exhaust gas
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Pending
Application number
JP57191165A
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English (en)
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Takeshi Matsuoka
松岡 孟
Yoshitaka Nomoto
義隆 野元
Okifumi Kageyama
陰山 興史
Kenji Okubo
健治 大久保
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
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Publication of JPS5982515A publication Critical patent/JPS5982515A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
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    • F01N3/032Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters having means for by-passing filters, e.g. when clogged or during cold engine start during filter regeneration only

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ディーゼルエンジンにおける排気ガス浄化装
置の改良に関するものである。
従来より、ディーゼルエンジンにおいて、例工ば特開昭
5乙−/、2グ乙/!?号公報に示されるように、排気
ガス中のカーボン粒子等の微粒子成分の大気放出を阻止
するために、この微粒子成分を捕集するフィルタ一部材
を排気通路に配設するとともに、該フィルタ一部材の上
流側にヒータを設け、さらに、燃料噴射ポンプによる燃
f1噴射時期を遅らせて排気温度を上昇し、上記フィル
タ一部材を予熱してからフィルタ一部材に捕集した一粒
子成分をヒータによって燃焼除去するようにしたディー
ゼルエンジンの排気ガス浄化装置が提案されているが、
ヒータの使用は燃費性を低下する不具合を有する。
本発明はかかる点に鑑み、排気ガス中の微粒子成分を捕
集するフィルタ一部材を排気通路に設けたものにおいて
、少なくとも一つの2筒の燃料噴射率を低下する噴射率
低下装置と、フィルタ一部材の目詰り時もしくは所定間
隔ことに、上記噴射率低下装置を作動させる制御装置と
を設けてなるディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置を
提供し、ヒータ等の熱源を有することな(フィルタ一部
材の′温度を有効に上列して(1σ実にフィルタ一部材
の目詰りを解消せんとするものである。
以下、不発りJの実施例を図面に沿って脱811する。
〈実施例/〉 第1図において−1は多気筒(り気筒)のディーゼルエ
ンジン%3は該エンジン1の客気fmIA〜1Dからの
排気ガスを導出する排気通路である。
上記排気通路6には、排気ガス中のカーボン粒子等の微
粒子成分を捕集するフィルタ一部材5に酸化触媒かコー
ティングされてなる反応器4が配設されている。
上記反応器4のフィルタ一部材5はJセラミック等の多
孔質材料によりハニカム状に形成され、排気の流れに沿
う各細孔は一つおきにその端部が閉塞されており、一端
部の開口細孔から流入した排気ゲスは通気性の多孔質隔
壁を通って他端部の開口細孔から流出するものであって
、隔壁通過時に排気ガス中のカーボン粒子等の微粒子を
捕集するよう構成され、このフィルタ一部材5の表面に
は貴金属あるいは卑金属による酸化触媒がコーティング
されている。
上記排気通路3は、反応器4の上流側部分が、特定気筒
’IA(第1気筒)の排気ガスを常時フィルタ一部材5
に導(勇/排気通路6aと、残気筒1B〜1p(第、2
〜グ気筒)の排気ガスをフィルタ一部材5に導く@ノ排
気通路6bとにより構成され、第1および第2排気通路
3a+ 3bは反応器4の上流で合流している。
また、6は上記第2排気通路6bから分岐し前記フィル
タ一部材5をバイパスして形成さイtたバイパス通路で
、この第2排気通路6bとバイアN6ス通路6との分岐
部には、残気筒1B〜1Dからの排気ガスを該バイパス
通路乙に34’−、Z人するかもしくは反応器4に導入
するかを切換る切換弁7が配設され、該切換弁7はアク
チュエータ8によって操作され、アクチュエータ8の作
動時にバイノくス通路6を開(ように構成されている。
一方、9は、各気筒1A〜1Dに配設された燃料噴射ノ
ズル10a〜10dに燃料通路11a〜11dを介して
燃料を所定のタイミングで供給する燃料噴射ポンプで、
上記特定気筒1A用の燃料噴射ノズル10aには燃料噴
射率を低下させる噴射率低下装置12(第、2図参照)
が付設されている。
さらに、16は、切換弁7および噴射率低下装置12の
作動を制御する制御装置であり、該制御装置16には、
入力信号として、フィルタ一部材5より上流の排気通路
乙の排気圧力を検出する排圧センサー14の検出信号が
入力され、上記検出信号に応じて制御を行うものである
・。
上記制御装置1ろは、排圧センサー14の検出信号を入
力し、排圧が所定値より高くなった状態を目詰り発生時
と判断し、反応器4において微粒子成分の燃焼を行うべ
くフィルタ一部材5の温度を上昇させるものである。
上記制御装置16は、目詰り時に、切換弁7のアクチュ
エータ8を作動させてバイパス通路6を開いて残気筒1
B〜1Dの排気ガスをバイパス通路乙に導き、フィルタ
一部材5には第1排気通路6aの排気ガスのみを導入す
るとともにS特定気筒1Aにおける燃料噴射ノズル10
aの噴射率低下装置12を作動させて特定気筒1Aの燃
料噴射率を低下させるように駆動信号を出力する。
第2図は上記噴射率低下装置12の構造例を示すもので
あり、特定気筒1A用の燃料噴射ノズル10aのニード
ル弁15のリフト量を調整して噴射率を低下するように
構成されている。
すなわち、上記ニードル弁15はホルダ16内に摺動i
iJ能に収容され、曲記燃刺噴射ポンプ9からの燃料通
路11aに連通して、ノズル本体17からホルダ16内
を通って先端の噴射孔16aに連通ずる高圧通路18を
開閉するものである。このニードル弁15はリテーナ1
9を介して作用する押えスプリング20によって閉弁方
向に何勢される一方、その段部15aに高圧通路18の
圧力が作用し、該ニードル弁15が開弁方向に付勢され
てリフト作動する。
上記構造の燃料噴射ノズル1[1aに対し、噴射率低下
装置12は制御装置13からの制御信号に応じて作動す
るロータリバルブ21を有し、このロータリバルブ21
は目詰り時に調整室22と高圧通路18を連通し、通常
の燃料噴射時に調整室22と低圧通路26とを連通ずる
ように切換え作動されるものである。
前記調整室22にはロッド24の一端が臨み、ロッド2
4の他端は前記リテーナ19上面に当接し、該ロッド2
4の一端に作用する圧力によってニードル弁15のリフ
ト量を変更するように設けられている。すなわち、通常
は、調整室22は低圧通路26と連通してロッド24の
上端には圧力が作用しておらず、一方、ロータリバルブ
21の作動により、上記調整室22が高圧通路18と連
通ずると、ロッド24上端に高圧力が作用し、この」二
端に作用する押圧力が押えスプリング20の(d勢力に
加えて、ニードル弁15を閉弁方向に付勢するように作
用し、そのリフト量を減少して燃料噴射率を低下するよ
うに作動する。
上記実施例の作用を説明すれは、反応器4のフィルタ一
部材5の目詰り発生時においては、この目詰りを排圧セ
ンサー14により検出した制御装置16は、切換弁7の
作動により特定気筒1Aの排気ガスのみをフィルタ一部
材5に導くとともに、噴射率低下装置12の作動により
この特定気筒1Aに対する燃料噴射率を低下させる。そ
の結果、特定気筒1Aでは燃焼が長びき排気ガス温度が
上昇すると同時に、HC,CO等の未燃焼成分の排田量
が増大する。
よって、反応器4においては、排気温度の上昇によりフ
ィルタ一部材5が昇温し、該フィルタ一部材5に付着し
ている微粒子成分の燃焼除去を行う。また、未燃焼成分
す増大により触媒の酸化反応が高まり、その反応熱によ
ってさらにフィルタ一部材5の温度が上昇し、確実に微
粒子成分を焼失する。
その際、残気筒1B〜1Dの排気ガスをバイパスしてい
ることにより、フィルタ一部材5を流れる排気ガス流量
は少な(、フィルタ一部材5の温度上昇が有効に行われ
る。
このようにしてフィルタ一部材5の目詰りがなくなり、
排圧が低下すると、噴射率低下装置12の作動を停止し
燃料噴射率を通常の状態に増大する一方、切換弁7によ
りバイパス通路6を閉じて残気筒1B〜1Dの排気ガス
をフィルタ一部材5に導入し、再び、微粒子成分の捕集
を行い、目詰り状態となったら前記と同様に目詰り解消
を行う。
〈実施例!〉 本例は第3図に示し、前例においては特定気筒I A 
(第1気筒)のみの燃料噴射率を低下するようにしたの
に対し、本例は全気筒1A〜1Dの燃料噴射率を低下す
るようにしたものである。
多気筒ディーゼルエンジン1の各気筒1A〜1Dからの
排気ガスは集合排気通路乙によって導出され、この排気
通路乙には前例と同様のフィルタ一部材5を備えた反応
器4が介設され、排気ガス中の微粒子成分の捕集を行う
一方、各気筒1A〜1Dに配設された燃料噴射ノズル1
0a〜10dに燃料通路11a 〜11dを介して燃料
を供給する燃料噴射ポ:ノプ9に、全気筒1A〜1Dの
燃料噴射率を低下させる噴射率低下装置25(第グ図参
照)が付設されている。
この燃料噴射ポンプ9に設けられた噴射率低下装置25
は、111例と同様に排圧センサー14の検出信号が入
力される制御装置16からの制御信号によって駆動され
る。
第グ図は、上記噴射率低下装置25の構造例を示すもの
であり、分配型燃料噴射ポンプ9のカムディスク26に
連接されたプランジャ27の回転および往復運動により
ポンプ室28内の燃料を燃料通路11を介して各気筒1
A〜1Dに供給するものであり、上記プランジャ27が
回転摺動する圧力室29に連通して調圧室60が形成さ
れ、この調圧室3[+1とはピストン61と該ピストン
61を付勢する圧縮スプリング32とが配設されている
。また、上記圧力室29と調圧室30とを連通ずる通路
に、この通路を前記制御装置16からの制御信号に応じ
て開閉作動し、目詰り時に開くロータリバルブ36が介
装され、噴射圧力を低下させて噴射率を低下するように
構成されている。
すなわち、通常は1.圧力室29と調圧室60との連通
はロータリバルブ63によって遮断されており、所定の
噴射圧力で燃料が吐出される。一方、制御信号に基づく
ロータリバルブ63の作動により上記圧力室29と調圧
室30とが連通ずると。
調圧室29の圧力上昇に伴ってピストン61は後退しそ
の噴射圧力が低下し、燃料噴射量は同一にしてその噴射
時間が長(なって燃料噴射率が低下するように作動する
本発明は上記両実施例の構造に限定されるものではなく
種々の変形例を包含している。すなわち、フィルタ一部
材5としては、多孔質セラミックに代えて金属ワイヤメ
ツシュを用いてもよい。また、触媒としてはフィルタ一
部材5に一体的にコーティングしたもののほか、フィル
タ一部材5の上流側に金属線状に形成した触媒を配設す
るようにしてもよいが、この触媒は必須のものでなく、
これを付設すると未燃焼成分との酸化反応により、フィ
ルタ一温度の上昇がより確実に行えるものである。
また、目詰り状態の検出は上記排圧センサー14による
もののほか、フィルタ一部材5に電極を設けてカーボン
粒子等の付着に起因する抵抗値変化から検出するように
してもよい。さらに、実際のフィルタ一部材5の目詰り
状態を検出することな(、運転時間もしくは走行距離の
積算により所゛定間隔ごとに、目詰り解消作動を行うよ
うにしてもよい。
さらに、特定気筒1Aもしくは全気筒1A〜1) Dの燃料噴射率を低下させる噴射率低下装置12゜25
としては、上記実施例のほか適宜設計変更可能である。
一方、フィルタ一部材5の温度もしくは排気温度を検出
する温度センサーを設け、制御装置16はこの温度セン
サーの検出温度が所定値以上のときにのみ、目詰り解消
を行うようにしてもよい。
さらに、上記目詰り解消時には特定気筒1Aもしくは全
気筒1A〜1Dの燃料噴射率を低下させることによって
、若干の出力低下を米すが、こゎに対応して例えば残気
筒1B〜1Dの燃料噴射量の増加、噴射タイミングのア
ドバンス等を行っテ出力回復を行ってもよく、また、ト
ルク変動による振動発生に対しては、公知の自動フライ
ホイールによりフライホイール質量を増大して、振動抑
制を行うようにしてもよい。
以上説明したように、本発明によれば、フィルタ一部材
の目詰り時もしくは所定間隔ごとに、特定気筒もしくは
金気筒の燃料噴射率を低下させて排気温度が上昇した排
気ガスをフィルタ一部材に導入するようにしたことによ
り、有効にフィルタ一部材の温度を上昇し、微粒子成分
を確実に燃焼除去することができ、良好な熱費性を維持
して長期間にわたって微粒子成分の排出を抑制すること
ができる利点を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例/における排気ガス浄化装置を
有するディーゼルエンジンの概略構成図、第2図は燃料
噴射ノズルに付設した噴射率低下装置の構造例を示す断
面図、第3図は本発明の実施例2における排気ガス浄化
装置を有するディーゼルエンジンの概略構成図、第7図
は燃料噴射ポンプに付設した噴射率低下装置の構造例を
示す断面図である。 1・・・・・・ディーゼルエンジン、6・・・・・・排
気通路。 4・・・・・・反応器、5・・・・・・フィルタ一部材
、9・・・・・・燃料噴射ポンプ、12.25・・・・
・・噴射率低下装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (+)  排気ガス中の微粒子成分を捕集するフィルタ
    一部材を排気通路に設けたディーゼルエンジンの排気ガ
    ス浄化装置において、少なくとも一つの気筒の燃料噴射
    率を低下する噴射率低下装置と、フィルタ一部材の目詰
    り時もしくは所定間隔ごとに、上記噴射率低下装置を作
    動させる制御装置とを設けたことを特徴とするディーゼ
    ルエンジンの排気ガス浄化装置。
JP57191165A 1982-10-29 1982-10-29 デイ−ゼルエンジンの排気ガス浄化装置 Pending JPS5982515A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4709547A (en) * 1986-02-19 1987-12-01 Fev Motorentechnik Gmbh & Co. Kg Process for the regeneration of engine emission particulates deposited in a particulate trap
US5036668A (en) * 1990-07-03 1991-08-06 Allied-Signal Inc. Engine intake temperature control system
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