JPH01163451A

JPH01163451A - ガス機関の排気浄化装置

Info

Publication number: JPH01163451A
Application number: JP62319698A
Authority: JP
Inventors: Sadao Yamakita; 山北　定男; Sachihiro Natsume; 夏目　祥宏; Fumio Nakano; 文雄中野
Original assignee: Yanmar Diesel Engine Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 1987-12-17
Filing date: 1987-12-17
Publication date: 1989-06-27

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】（産業上の利用分野）本発明はガス機関に採用される排気浄化装置に関し、特
に排気ガス中の窒素酸化物を低減するための浄化装置を
対象としている。

（従来の技術）従来、ガス機関などにおいて排気ガスを浄化するための
方式としては、排気ガスの一部を吸気へ還流させる方式
（ＥＧＲ方式）と、例えば特開昭６１−１３８８４０号
に記載されているように、触媒を利用する方式とがある
。又、上記ＥＧＲ方式及び触媒方式のいずれにおいても
、吸気の空燃比（燃料に対する空気の比率）がそれらを
考慮して設定される。

（発明が解決しようとする問題点）ところが、触媒方式は、基本的に高価かつ耐用年数が短
いという欠点がある。又、触媒の活性範囲を考慮して空
燃比を設定すると、エンジンの出力や回転数の変動幅が
大きくなる場合がある。従って、従来周知の触媒方式で
は、エンジン性能を考慮すると、触媒を最も有効に作用
させる値、すなわち最大限の排気浄化効果を得ることの
できる値に空燃比を設定することは困難であった。

一方、従来のＥＧＲ方式では、空燃比を最適の運転性能
が得られる理論値に対して濃厚側又は稀薄側にずれた値
に設定するようになっている。従って、エンジン運転性
能が低下する。

具体的には、空燃比を稀薄側に設定した場合には、エン
ジン出力が低下するという問題が生じる。

そのために、実際には空燃比を所望値（排気浄化のため
の所望値）よりも小さい値（例えば１．４）までしか増
加させることができない。

又、空燃比を濃厚側に設定すると、燃費が増大するとい
う問題が生じ、又、排気ガス中の一酸化炭素や炭化水素
の量が増えるという問題も生じる。

無論、従来の方式を組み合わせ、空燃比を制御しながら
触媒装置とＥＧＲ装置とを併用すると、排気浄化効果を
高め、しかも、エンジン性能や燃費に関して好ましい値
に空燃比を設定できるとｒ想できるが、その様な方式で
も、触媒装置の耐久性が問題になり、又、装置コストが
非常に高くなる。

（問題点を解決するための手段）上記問題を解決するために、本発明は、ガスエンジンの
吸気装置に空燃比制御装置を設け、該制御装置により制
御される空燃比の目標値を１．０に設定し、ガスエンジ
ンの排気装置と吸気装置にＥＧＲ装置を併設し、ＥＧＲ
装置の排気ガス還流通路の途中に冷却器と除湿器と流量
制御バルブとを設け、上記排気装置に排気ガス浄化用の
触媒装置を設けていないことを特徴としている。

又、実施例の構造では、上記排気ガス還流通路の出口が
、上記吸気装置の燃料・空気混合用ミキサよりも下流側
かつスロットルよりも上流側において、吸気通路に接続
している。

（作用）上記構造によると、空燃比制御装置が空燃比を１．０又
は極力それに近い値に設定するので、エンジンの運転効
率や燃費及び安定性は最高の状態に維持される。

又、排気還流通路に流入した排気ガスは、冷却器と除湿
器により冷却及び乾燥され、排気粒子等の異物を除去し
た低温の乾燥ガスとなって吸気通路へ流入する。この還
流排気ガスは、低温で酸素濃度が低いので、エンジン内
部の燃焼温度が低くなり、そのために、排気ガス中の窒
素酸化物の濃度が低くなる。

第１図において、ガスエンジン本体１の吸気マニフォー
ルド２の入口にはスロットル３を有する吸気通路部分を
介してミキサ４が接続している。

ミキサ４には、空気人口５と燃料人口６とが設けである
。燃料人口６は、途中にガスレギュレータ７を有するメ
インガス通路８を介して、燃料ガスの供給源（図示せず
）に接続している。ガスレギュレータ７よりも下流側に
おいて、メインガス通路８には補助ガス通路９の入口が
接続している。

補助ガス通路９は途中にアクチュエータバルブ１０を備
えており、出口が、スロットル３とミキサ４の間におい
て、吸気通路２２に接続している。

アクチュエータバルブ１０は吸気（混合気）の空燃比を
制御するためのもので、コントローラ１１からの電気信
号により開閉し、それにより、補助ガス通路９における
燃料の流量を制御して混合気の空燃比を制御するように
なっている。具体的には、ミキサ４は稀薄混合気を形成
し、それに対して、アクチュエータバルブ１０により制
御された燃料が補助ガス通路９から付加されるようにな
っている。

上記コントローラ１１は種々のセンサからの信号により
補助ガス通路９の開度を制御する。上記センサは、具体
的には、エンジン本体１に設けられる回転検出センサ１
２、吸気マニフォールド２に設けられる負荷検出センサ
１３、エンジン排気経路に設けられる酸素センサ１４で
ある。

エンジン排気経路にはぐ上流側から順に排気マニフォー
ルド１５、過給機１６、消音器１７が設けてあり、上記
酸素センサ１４は過給機１６と消音器１７をつなぐ排気
通路１８に設けである。この排気通路１８やその他の排
気経路部分には排気浄化用の触媒は設けられていない。

上記エンジンにはＥＧＲ装置２０が設けである。

ＥＧＲ装置２０の還流通路２１は、その入口が、酸素セ
ンサ１４の近傍において排気通路１８に接続しており、
その出口が、スロットル３とミキサ４の間において吸気
通路２２に接続している。還流通路２１には上流側から
順に、冷却器２５、除湿器２６、除塵器２７、加圧ポン
プ２８、アクチュエータバルブ２９が設けである。アク
チュエータバルブ２９には前記コントローラ１１に電気
的に接続しており、コントローラ１１からの信号により
アクチュエータバルブ２９の開度、すなわち排気ガス還
流量が制御される。

上述の構造において、補助ガス通路９やコントローラ１
１は空燃比制御装置を構成しているが、該制御装置によ
り制御される空燃比の目標値は１゜０に設定してあり、
エンジン本体１へ供給される混合気の空燃比は常に１．
０又は極めてそれに値に設定される。従ってエンジンは
出力特性及び燃費特性に優れ、かつ、安定した状態で運
転される。

過給機１６から排気通路１８へ流入した排気ガスの一部
は還流通路２１に流入する。還流通路２１内において排
気ガスは冷却器２５、除湿器２６、除塵器２７を通過す
る間に冷却されて水分及び排煙粒子等が除去され、ポン
プ２８により加圧されて吸気通路２２へ流入する。この
還流排気ガスは低温であり、しかも酸素濃度が低いので
、エンジン内部の燃焼温度が低くなり、そのために、排
気ガス中の窒素酸化物の濃度が低くなる。無論、この還
流排気ガスの流量はコントローラ１１からの信号に基づ
いてアクチュエータバルブ２９により制御される。

（発明の効果）以上説明したように本発明によると、触媒装置を廃止し
たので、装置コストを低減するとともに、耐久性を高め
ることができる。又、空燃比を１゜０に設定するように
したので、エンジン本来の性能を高めることができる。

無論、ＥＧＲ装置２０を使用したので、充分な排気ガス
浄化効果を得ることもできる。このように本発明による
と、安価かつ耐久性に優れ、しかもエンジン性能と排気
浄化性能の両方を含む総合性能に優れた排気浄化装置を
得ることができる。

又、実施例の構造では、還流通路２１の出口がスロット
ル３よりも上流側かっミキサ４よりも下流側において吸
気通路２２に接続しているので、次のような効果も得ら
れる。

すなわち、還流通路２１の出口の位置を、仮に、スロッ
トル３の下流側に設定すると、還流通路２１の出口圧力
と吸気通路２２内の圧力との差（還流通路２２に対する
負圧２２）が特にエンジンの低負荷領域で大きくなり、
吸気通路２２への還流排気ガス流量が多くなり過ぎて失
火等の原因となる可能性がある。又、負荷の増加に対す
る還流流量の増加率が低いので、高負荷領域で充分な量
の排気ガスを還流させることができない場合がある。

又仮に、還流通路２１の出口の位置をミキサ４よりも上
流側に設定すると、還流排気ガスによりミキサ４が汚染
されて故障の原因となる可能性があり、又、還流通路２
１からの供給圧力を大きく設定する必要があるので、大
形の加圧ポンプ２８が必要になる。

これに対し、図示の構造では、その様な不具合を防止で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例のレイアウト図である。１・・・エンジン本体、３・・・スロットル、４・・・
ミキサ、９・・・補助ガス装置、１１・・・コントロー
ラ、２０・・・ＥＧＲ装置、２１・・・排気ガス還流通
路、２２・・・排気通路、２５・・・冷却器、２６・・
・除湿器、２７・・・除塵器、２９・・・アクチュエー
タバルブ（流量制御バルブ）特許出願人　ヤンマーディーゼル株式会社代理人　弁理
士　大食忠孝　　　　：

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ガスエンジンの吸気装置に空燃比制御装置を設け
、該制御装置により制御される空燃比の目標値を１．０
に設定し、ガスエンジンの排気装置と吸気装置にＥＧＲ
装置を併設し、ＥＧＲ装置の排気ガス還流通路の途中に
冷却器と除湿器と流量制御バルブとを設け、上記排気装
置に排気ガス浄化用の触媒装置を設けていないことを特
徴とするガス機関の排気浄化装置。
（２）上記排気ガス還流通路の出口が、上記吸気装置の
燃料・空気混合用ミキサよりも下流側かつスロットルよ
りも上流側において、吸気通路に接続している特許請求
の範囲第１項に記載のガス機関の排気浄化装置。