JPH01106916A - Smoke reduction apparatus of engine - Google Patents
Smoke reduction apparatus of engineInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明はディーゼルエンジンのスモーク低減装置に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a smoke reduction device for a diesel engine.
［従来の技術およびその問題点コ
従来、トンネル等の開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 machinery equipped with a diesel engine that operates in open spaces such as tunnels is equipped with a so-called catalytic muffler to oxidize and remove harmful components in the 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.
これを防止すべく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過熱装置を設ける必
要があり、このため装置が大がかりとなりかつコントロ
ールが複雑となる。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。In order to prevent this, attempts have been made to capture it with filters, etc., but in order to remove the clogging, it is necessary to burn the black smoke particles. However, since a sufficient combustion temperature cannot necessarily be obtained from the exhaust gas, a special superheating device must be provided, which makes the device large-scale and complicated to control. Furthermore, there is a conventional technique in which black smoke is removed by passing exhaust gas through water, but there are problems such as the capacity of the water tank and the generation of steam.
［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
って、このため本発明によるスモーク低減装置は、エン
ジンの排気系に介装された黒煙粒子捕集用のトラップ装
置であって、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トラップ装置と；該トラップ装置の
入口部に設けられた圧力センサと；エンジンの回転セン
サと；エンジンの吸気系に設けられたバタフライバルブ
と；回転センサからの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
排圧とを比較してトラップ装置内の排圧が該排圧規定範
囲内に保たれるように前記バタフライバルブの開閉制御
を行うコントローラおよびアクチュエータと；トラップ
装置の排圧状態を表示するインジケータとからなること
を特徴とする。[Means for Solving the Problems] The present invention has been made to eliminate the above-mentioned conventional drawbacks, and for this reason, the smoke reduction device according to the present invention reduces the amount of black smoke particles interposed in the exhaust system of an engine. A trap device for collection, the trap device including a ceramic trap assembly having a honeycomb structure in which a catalyst for lowering the combustion temperature of black smoke is supported on an internal passage wall; a pressure provided at an inlet portion of the trap device; A sensor; an engine rotation sensor; a butterfly valve provided in the intake system of the engine; a specified exhaust pressure range of the trap device is determined from a signal from the rotation sensor, and the specified exhaust pressure range and the exhaust pressure from the pressure sensor are determined. a controller and an actuator that control the opening and closing of the butterfly valve so that the exhaust pressure in the trap device is maintained within the specified exhaust pressure range; and an indicator that displays the exhaust pressure state of the trap device. It is characterized by
［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実稼動中に十分燃焼可能である
。[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 immediately before the trap device exceeds 500° C., and the black smoke collected by the trap device can be sufficiently combusted during actual operation due to the action of the catalyst.
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、インジケー
タがこれを表示し、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＝ ５−
装置内の温度を上昇させ黒煙の燃焼速度を促進させる。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 indicator will display this and the actuator will throttle the butterfly valve, thereby trap = 5- device This increases the internal temperature and accelerates the burning rate of black smoke.
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。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。When the exhaust pressure from the pressure sensor drops below the specified lower limit,
The actuator fully opens the butterfly valve and returns to normal operating conditions. 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］
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。[Examples] Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
第１図は、本発明の一実施例を示す概略構成図で、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
らかじめ設定した許容温度上限値と比較し、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 configuration diagram showing one embodiment 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 an intake air of the engine. Butterfly valve built into the system, 7
1 is an actuator that controls opening and closing of the butterfly valve, that is, a solenoid valve; 9 is a pre-cleaner; 11 is an air filter; 13 is a trap device installed in the exhaust system of the engine; and 15 is one or more trap devices incorporated in the trap device. 17 is a pressure sensor that detects the exhaust pressure at the inlet of the trap device; 19 is a temperature sensor that detects the temperature at the inlet of the trap device; 21 is an engine rotation sensor;
23 determines the exhaust pressure regulation range in the trap device based on the signal from the rotation sensor 21, compares this with the signal from the pressure sensor 17, and compares the signal from the temperature sensor 19 with a preset allowable temperature upper limit value. The actuator 7 opens and closes the butterfly valve 5 accordingly.
25 is a mode changeover switch that switches the controller between automatic regeneration mode and manual regeneration mode, 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 a trap device. Indicators are shown to notify the operator of the exhaust pressure and temperature conditions of the vehicle.
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内部通路
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。As shown in FIGS. 2 and 3, the ceramic trap assembly 15 incorporated in the trap device 13 is a ceramic trap with a honeycomb structure made of a ceramic material that has a generally cylindrical shape and includes a large number of internal passages. Contains 31.
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３
７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３
７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。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 inlet and outlet of the internal passage 33 are alternately closed with plugging material 35, so that the exhaust gas is discharged through the porous thin wall 3 of the passage.
7 as shown by the arrow in the figure, and the 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 3 of the ceramic trap 31 is
7 was loaded with a catalyst that lowers the combustion reaction temperature of black smoke particles, and the black smoke particles were combusted with exhaust gas.
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。The above catalyst is preferably a platinum-based catalyst that lowers the combustion temperature of black smoke particles, suppresses the production of sulfur components, and 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, black smoke particles are reduced to 430 by using a catalyst.
It was confirmed that the fuel burns at around ℃, which 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、図示のように、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。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, as shown in the figure, the trap assembly 15 is made into a unit and the outer cylinder 41 can be replaced together, thereby improving serviceability and maintainability. 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, and 53 is a flange 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。The opening provided in 45a and 55 each indicate an outlet vibe provided in the outlet side manifold.
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、本発明装置の
作用をこのコントロールの内容とともに説明する。FIGS. 6 and 7 show the contents of the controls in the present invention using flowcharts. The operation of the device of the present invention will be explained below along with the contents of this control.
本発明装置のコントロールは第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。The controls for the apparatus of the present invention include both the regeneration 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、建設機械の実稼動
モードにて装置をスタートさせるとバタフライバルブ５
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Ｐ、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＝ １１−
定上限値Ｐ と比較され、該排圧Ｐが規定上限値ＰＬ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
ＰＩＩ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）。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。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ＰＨをこえることはほとんど無い。In regeneration control, first, when the equipment is started in the actual operation mode of the construction machine, the butterfly valve 5
is fully opened and the green indicator lamp lights up (step 1.2). In this case, the exhaust pressure P at the trap device inlet is the specified lower limit value P calculated based on the engine rotational speed at each time.
, and if the exhaust pressure P is below the specified lower limit P, 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 controller is set to automatic regeneration mode using the mode changeover switch 25, the exhaust pressure P at the inlet of the trap device is calculated from the engine rotational speed at each time. The exhaust pressure P is compared, and if the exhaust pressure P is less than the specified upper limit value PL, normal operation is performed with the green indicator lamp lit (steps 3 and 4). The specified upper limit value PII, together with the specified lower limit value P,
It is calculated according to a predetermined formula based on the rotation speed read from the engine rotation sensor 21 at regular intervals (see FIG. 8). 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. In the production mode of construction equipment,
The exhaust gas temperature immediately before the trap device often exceeds 500℃, and the black smoke particles are sufficiently combusted by the exhaust gas, reducing the exhaust pressure P.
It almost never exceeds the specified upper limit PH.
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
煙粒子を強制燃焼させてトラップ装置を再生させるよう
にしている。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, when the trap device burns, the black smoke particles in the trap device are forcibly combusted to regenerate the trap device.
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が除々に低下し
、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Ｐ、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８．１）。この規定下限値ＰＬ
は例えばトラップ装置に実質的な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ＰＬ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 along with the forced combustion, and when the exhaust pressure P falls below the prescribed lower limit value P determined from the respective engine speed, the butterfly valve is fully opened and normal operation is returned (step 8.1). This specified lower limit value PL
can be, for example, the exhaust pressure resistance value when there is no substantial clogging in the trap device. Even if the exhaust pressure P does not fall below the specified lower limit value PL during forced combustion, if you want to return to normal operation, you can turn off the automatic regeneration mode (steps 9 and 10.1).
当該実施例装置においては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ＰＬ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フにより
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）。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°Ｃ） 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）。In the device of this embodiment, the forced combustion described above can also be performed with the construction machine stopped at a fixed position. In this case, this can be done by switching the controller to manual regeneration mode while the exhaust pressure P exceeds the specified lower limit PL, and turning on the regeneration start switch 27 by the operator (steps 6, 11.9.10). ). That is, when the regeneration start switch 27 is turned on, the butterfly valve 5 is operated by the actuator tough to excessively throttle the intake air (step 12.15). 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 causes exhaust pressure P
This continues until the exhaust pressure P reaches the specified lower limit value P, and when the exhaust pressure P falls below the specified lower limit value PL, the butterfly valve is fully opened and normal operation is returned to (step 8.1). Also, if you want to return to normal operation during forced combustion, you can simply turn off the regeneration switch (steps 9 and 10.1).
また、排圧Ｐが規定上限値ＰＨ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運転状
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 PH, 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 operating state is returned (steps 13 and 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Ｐ、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”
ＭＡＸ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 P from this rotation speed, and also calculates the exhaust gas temperature at each time from the temperature sensor 19. Load T,
The exhaust gas temperature T and the preset upper limit temperature
MAX (step 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” ＭＡＸ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”ＡＬＷ （ＴＡＬＷ ＜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 MAX (Step 6)
Control differs depending on whether the butterfly valve is fully open 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, the red indicator lamp is lit at the same time, the exhaust gas temperature T is read again, and the exhaust gas temperature T is set to the preset allowable temperature "ALW (TALW <TMAX)". (Steps 7, 8, 9, 10).
そして排ガス温度Ｔが許容温度ＴＡＬＷ以下となるとコ
ントロールが終了する（ステップ５）。Then, when the exhaust gas temperature T becomes lower than the allowable temperature TALW, 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、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のでサービス性と耐久性に優れたデ
ィーゼルエンジンのスモーク低減装置を提供することが
できる。[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 installed in a construction machine. Since the trap device can be regenerated, it is possible to provide a diesel engine smoke reduction device with excellent serviceability and durability.
第１図は本発明装置の一実施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１５
・・・セラミックトラップアッセンブリ１７・・・圧力
センサ １９・・・温度センサ２１・・・回転セ
ンサ ２３・・・コントローラ２５・・・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、４５・・・
マニホールド部分
５７・・・フランジ ５９・・・ケーシング６
１、６３・・・フランジ ６５・・・プレート＝
１８−
ｉｎｎ−FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of the device of the present invention, and FIG.
The figure is a longitudinal sectional view of the ceramic trap used in the device, FIG. 3 is an end view of the ceramic trap, FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the ceramic trap assembly, and FIG. 5 is the trap device used in the device. FIG. 6 is a flowchart showing the content of regeneration control in the above embodiment device, FIG. 7 is a flowchart showing the temperature control content of the same embodiment device, and FIG. 8 is an enlarged view showing the engine rotation. It is a graph showing the relationship between the number and the working pressure range. 1...Engine 5...Butterfly valve 7
... Actuator 13 ... Trap device 15
... Ceramic trap assembly 17 ... Pressure sensor 19 ... Temperature sensor 21 ... Rotation sensor 23 ... Controller 25 ... Mode changeover switch 29 ... Indicator 31 ... Ceramic trap 33 ...・Internal passage 37...Porous thin wall 3
9... Cushioning material 41... Outer cylinder 43, 45...
Manifold part 57...Flange 59...Casing 6
1, 63...Flange 65...Plate=
18-inn-
Claims (7)
トラップ装置であって、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トラップ装置と；該トラ
ップ装置の入口部に設けられた圧力センサと；エンジン
の回転センサと；エンジンの吸気系に設けられたバタフ
ライバルブと；回転センサからの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て当該トラップ装置内の排圧
が該排圧規定範囲内に保たれるように前記バタフライバ
ルブの開閉制御を行うコントローラおよびアクチュエー
タと；トラップ装置の排圧状態を表示するインジケータ
とからなるディーゼルエンジンのスモーク低減装置。(1) A trap device for collecting black smoke particles installed in the exhaust system of an engine, which includes a ceramic trap assembly with a honeycomb structure in which a catalyst that lowers the combustion temperature of black smoke is supported on the internal passage wall. a trap device; a pressure sensor provided at the inlet of the trap device; an engine rotation sensor; a butterfly valve provided in the engine intake system; a controller that compares the specified exhaust pressure range with the exhaust pressure from the pressure sensor and controls the opening and closing of the butterfly valve so that the exhaust pressure in the trap device is maintained within the specified exhaust pressure range; A diesel engine smoke reduction device comprising an actuator and an indicator that displays the exhaust pressure state of a trap device.
記バタフライバルブの開閉制御が自動再生モードと手動
再生モードとでなし得るように切り換え可能となってい
る特許請求の範囲第１項記載のスモーク低減装置。(2) The smoke reduction device according to claim 1, wherein the control of opening and closing of the butterfly valve by the controller and actuator is switchable between an automatic regeneration mode and a manual regeneration mode.
れており、前記コントローラおよびアクチュエータが所
定時間ごとに該温度センサからの温度と予め設定した許
容温度とを比較して当該トラップ装置内の温度が許容温
度以下に保たれるように前記バタフライバルブの開閉制
御を行うようにした特許請求の範囲第１項または第２項
記載のスモーク低減装置。(3) A temperature sensor is provided at the entrance of the trap device, and the controller and actuator compare the temperature from the temperature sensor with a preset allowable temperature at predetermined intervals to determine the temperature inside the trap device. 3. The smoke reduction device according to claim 1, wherein the butterfly valve is controlled to open and close so that the butterfly valve is maintained at a permissible temperature or below.
示するようになっている特許請求の範囲第３項記載のス
モーク低減装置。(4) The smoke reduction device according to claim 3, wherein the indicator is adapted to display the temperature state of the trap device.
りなる特許請求の範囲第１項記載のスモーク低減装置。(5) The smoke reduction device according to claim 1, wherein the catalyst is a palladium-based or base metal-based catalyst.
クトラップの周囲を緩衝材にて覆いさらにその上を金属
製の筒体で覆ってある特許請求の範囲第１項記載のスモ
ーク低減装置。(6) The smoke reduction device according to claim 1, wherein the ceramic trap assembly has a buffer material surrounding the ceramic trap and a metal cylinder covering the buffer material.
センブリを単数個または複数個排気装置の入口側マニホ
ールド部分と出口側マニホールド部分との間に着脱自在
に取り付けてある特許請求の範囲第６項記載のスモーク
低減装置。(7) The smoke reduction according to claim 6, wherein the trap device has one or more ceramic trap assemblies removably attached between an inlet side manifold portion and an outlet side manifold portion of the exhaust device. Device.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26358987A JPH0610409B2 (en) | 1987-10-19 | 1987-10-19 | Engine smoke reduction device |
| 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 |
|---|---|---|---|
| JP26358987A JPH0610409B2 (en) | 1987-10-19 | 1987-10-19 | Engine smoke reduction device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01106916A true JPH01106916A (en) | 1989-04-24 |
| JPH0610409B2 JPH0610409B2 (en) | 1994-02-09 |
Family
ID=17391647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26358987A Expired - Lifetime JPH0610409B2 (en) | 1987-10-19 | 1987-10-19 | Engine smoke reduction device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0610409B2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0791227A (en) * | 1992-09-09 | 1995-04-04 | J Eberspaecher | Method and device for determining load state of particle filter |
| JP2009529618A (en) * | 2006-03-09 | 2009-08-20 | インターナショナル エンジン インテレクチュアル プロパティー カンパニー リミテッド ライアビリティ カンパニー | System and method for prohibiting regeneration of diesel particulate filter |
| JP2014029156A (en) * | 2008-03-17 | 2014-02-13 | Komatsu Ltd | Regenerating device and method of diesel engine fine particle removing filter |
| JP2015143510A (en) * | 2014-01-31 | 2015-08-06 | ヤンマー株式会社 | Catalyst storage case, exhaust duct and engine |
Citations (1)
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| JPS58187512A (en) * | 1982-04-28 | 1983-11-01 | Toyota Motor Corp | Method to regenerate particle collector for diesel engine |
-
1987
- 1987-10-19 JP JP26358987A patent/JPH0610409B2/en not_active Expired - Lifetime
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| WO2015115144A1 (en) * | 2014-01-31 | 2015-08-06 | ヤンマー株式会社 | Catalyst case, exhaust duct, and engine |
| US10113467B2 (en) | 2014-01-31 | 2018-10-30 | Yanmar Co., Ltd. | Catalyst storage case, exhaust duct, and engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0610409B2 (en) | 1994-02-09 |
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