JPH0137138Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、デイーゼルエンジンの排気ガス中
に含まれているパーテイキユレイトを再燃焼する
ための装置に関する。

良く知られているように、デイーゼルエンジン
の排気ガス中には、炭化物およびHCを主成分と
するパーテイキユレイト（微粒子）が含まれてい
る。このパーテイキユレイトは、ほぼ500℃で自
発火燃焼し、無害な成分となるので、排気ガス温
度が500℃〜750℃程度になる高速高負荷運転時に
は、再燃焼されて無害化される。しかしながら、
通常の市街地走行では、このような高速高負荷運
転が行なわれることはほとんどなく、このため排
気ガス温度も120℃〜400℃程度にまでしか上がら
ず、パーテイキユレイトは再燃焼されずに有害成
分としてそのまま大気中に放出される。

このようなパーテイキユレイトによる大気汚染
を防止するために、デイーゼルエンジンの排気系
には、パーテイキユレイト捕集用の耐熱性フイル
タが備えられている。このフイルタは、セラミツ
ク製のハニカム構造体、セラミツクコーテイング
されたワイヤメツシユまたはガラスフアイバ織物
等でできている。このフイルタは、パーテイキユ
レイトを捕集するためのものであるから、当然の
ことながら目詰まりを起こす。したがつてこのフ
イルタを定期的にまたは目詰まりを起こしたとき
に、浄化または清掃する必要がある。

このフイルタの浄化は、一般のデイーゼルエン
ジンにおいてはフイルタに付着したパーテイキユ
レイトを再燃焼させることにより行なわれる。こ
の再燃焼は、排気ガスの温度を上げたり、電気ヒ
ータまたは燃焼式バーナ等により、適宜２次空気
または燃料を追加しながら行なわれる。しかしな
がら、従来のパーテイキユレイト再燃焼装置にお
いては、フイルタ内の温度分布が不均一になつ
て、局部的な高温によりフイルタが溶損したり、
亀裂を起こしたりすることがある。

この考案の目的は、したがつてフイルタ内の均
一な温度状態のもとでパーテイキユレイトの再燃
焼を図ることのできる改良されたパーテイキユレ
イト再燃焼装置を提供することにある。

以下、この考案の一実施例を添付図面を参照し
て説明する。第１図において、デイーゼルエンジ
ン１の吸気管２内には、吸気負圧または吸気流量
を検知するためのセンサ３が配置されており、排
気管４内には、排気管内圧力を検出するためのセ
ンサ５および排気ガス温度を検出するためのセン
サ６が、それぞれ配置されている。また排気管４
の途中には、パーテイキユレイト捕集用フイルタ
７が設けられ、その入口側内には、燃焼ガス噴射
パイプ８の噴射口がフイルタ７に向けて配置され
ている。噴射パイプ８は、燃焼ガス発生器９に接
続され、燃焼ガス発生器９内には、酸化触媒１
０、酸化触媒１０の温度を検出するためのセンサ
１１、酸化触媒１０を温めるための電気ヒータ１
２がそれぞれ配置されている。燃焼ガス発生器９
は、モータ１３に駆動されるエアポンプ１４に接
続され、その内部には、さらに電磁弁１５を介し
て燃料噴射ポンプ１６（これはエンジン１の燃料
噴射ポンプと兼用している）に接続される燃料噴
射パイプ１７の噴射口が酸化触媒１０に向けて配
置されている。電気ヒータ１２は、電源１８およ
びリレー１９を介して制御部すなわちコントロー
ルユニツト２０の出力部に接続されている。モー
タ１３および電磁バルブ１５もコントロールユニ
ツト２０の出力部に接続され、各種のセンサ３，
５，６，１１はその入力部に接続されている。

次にこの装置の作用について説明する。燃焼さ
れずに捕集フイルタ７に捕集されたパーテイキユ
レイトの量が多くなると、フイルタ７が目詰まり
を起こして排気管４内の圧力が高くなる。排気管
４内の圧力は、エンジンが高速回転して吸気負圧
または吸気流量が多くなつても上昇するので、予
め目詰まりを起こしてないときの排気管内圧力と
吸気流量または吸気負圧（またはエンジン回転速
度）との第２図に示すような相関関係をコントロ
ールユニツト２０に記憶させておく。こうするこ
とにより、ある吸気流量のときの排気管内圧力
が、目詰まりを起こしてないときよりも高くなつ
たときには、フイルタ７がパーテイキユレイトに
よつて目詰まりを起こしていると判断することが
できる。この作用をセンサ２および５からの信号
によつて、まずコントロールユニツト２０におい
て行なう。次に、目詰まりを起こしていても、排
気ガス温度がパーテイキユレイトを燃焼するため
に十分な高さの温度であるならば、何の手当ても
せずにその温度の排気ガスによつてパーテイキユ
レイトの燃焼が行なわれる。温度が低い場合に
は、これをパーテイキユレイトの再燃焼に最適な
温度にまで高めてやる必要がある。この温度検知
のための手段がセンサ６である。

パーテイキユレイトの再燃焼に最適な温度を得
るためには、フイルタ４内にパイプ８を通じて供
給する燃焼ガスの温度を制御する必要がある。こ
のためには、モータ１３およびエアポンプ１４に
よつて燃焼ガス発生器９に供給される空気の量、
および燃料噴射ポンプ１６および電磁弁１５を通
じて供給される燃料の量を制御する必要がある。
しかしながら、単に排気ガス温度からだけの制御
では不十分である。何故なら、同じ排気ガス温度
であつても、エンジン回転速度が高くて吸気流量
が多い場合には、パーテイキユレイトを再燃焼す
るためにはそれだけ多くの燃料を必要とし、アイ
ドリング時のように吸気流量が少ない場合には少
ない燃料で十分だからである。したがつて、コン
トロールユニツト２０には、排気ガス温度がどの
程度で吸気流量がどの程度のときに、どの程度の
空気および燃料を燃焼ガス発生器９に送ればよい
かをを計算する機能が備えられている。

燃焼ガスス発生器９への空気および燃料の供給
時期は、燃焼ガス発生器内に設けられたセンサ１
１からの触媒温度信号によつて制御される。排気
管内圧力信号によつて目詰まりが判定されると、
コントロールユニツト２０からの信号によつてリ
レー１９が作動し、触媒１０内の電気ヒータ１２
が通電されて触媒１０を加熱する。触媒１０がそ
の酸化作用を行ないうるに十分な高さの温度にな
ると、センサ１１からの信号によつてリレー１９
が消磁されるとともに、モータ１３および電磁弁
１５が、コントロールユニツト２０において算出
された空気の量および燃料の量に見合う量を燃焼
ガス発生器９に供給すべく作動する。このように
して温度制御され、かつ触媒１０によつてHCが
取除かれて、清浄に浄化された均一な燃焼ガス
は、パイプ８を通じてフイルタ７内に噴射され、
フイルタ７に補集されたパーテイキユレイトを最
適条件で再燃焼して排出される。この再燃焼によ
つて排気管内圧力が規定値まで低下すると、この
再燃焼装置の作動は停止する。

以上のように、この考案のパーテイキユレイト
再燃焼装置によれば、フイルタに捕集されたパー
テイキユレイトの再燃焼を、温度制御され、かつ
酸化触媒により清浄に浄化された均一な燃焼ガス
を用いて行なうので、フイルタ内を均一に効率良
く加熱することができ、フイルタ内の局部的な高
温加熱によるフイルタの損傷を有効に防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の一実施例を示す制御回路
図、第２図は、排気管内圧力と吸気流量との関係
を示すグラフである。 １…デイーゼルエンジン、２…吸気管、３，
５，６，１１…センサ、４…排気管、７…パーテ
イキユレイト捕集用フイルタ、９…燃焼ガス発生
器、１０…酸化触媒、１２…電気ヒータ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 デイーゼルエンジンの吸気負圧または吸気流量
   を検出するためのセンサと、 前記エンジンの排気管内圧力を検出するための
   センサと、 前記エンジンの排気ガス温度を検出するための
   センサと、 前記エンジンの排気管途中に設けられたパーテ
   イキユレイト捕集用フイルタと、 前記フイルタの入口側内に噴射口を設けられた
   燃焼ガス噴射パイプと、 前記噴射パイプに接続されてこれに燃焼ガスを
   送るための燃焼ガス発生器と、該燃焼ガス発生器
   内に設けられ、酸化作用を司る酸化触媒と、該酸
   化触媒を加熱する電気ヒータと、 前記燃焼ガス発生器に空気を送るための手段
   と、 前記燃焼ガス発生器に燃料を送るための手段
   と、 前記排気管内圧力および排気ガス温度がある値
   になつたときに、前記フイルタ内の温度を高めて
   前記フイルタに捕集されたパーテイキユレイトを
   再燃焼させるために、前記排気ガス温度および前
   記吸気負圧または吸気流量に応じた温度の燃焼ガ
   スを前記フイルタに供給するための制御手段とを
   備えたパーテイキユレイト再燃焼装置。