JPH03225012A - ディーゼルエンジン用排気トラップ再生装置 - Google Patents

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〕 本発明はディーゼルエンジンの排気浄化装置に用いられ
る排気微粒子捕集トラップの再生装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のディーゼルエンジン用排気浄化装置では第６図に
示すターボ過給機付エンジンの場合、排気管５１に連結
した排気トラップ５２が装着されており、前記排気トラ
ップ５２の内部にはエンジンから排出される有害排気ガ
スと黒煙（パーティキユレート）とを浄化する機能をも
た触媒としてプラチナ、ロジューム、バラジューム等を
セラミック製ハニカムに被覆したものが使用されている
。有害排気ガスとしてＣ０９ＨＣ等はプラチナ、ロジュ
ーム、パラジューム等の金属触媒で酸化し、無害化して
外気に排出すると共にセラミック製ハニカムのフィルタ
で黒煙を捕集し、黒煙の外気排出の防止をはかっている
。しかし、セラミック製ハニカムは、頻繁に始動したり
、連続して軽負荷運転を行う時は排気ガス温度が低く、
捕集した黒煙を燃焼出来ないために長期間運転している
と目詰り状態となり、排気ガスの放出を妨げ、排気圧力
、排気温度が上昇し、吸、排気弁やピストンの焼損や排
気トラップの過熱による焼損を発生する。

従って、上述の不具合を防止するため、排気トラップ再
生装置が配設されている。これらについて従来の実施例
を説明する。第６図の排気トラップ５２の入口側の管路
に排気圧力センサ１９と排気温度センサ２０を設け、排
気トラ。

プ５２の目詰り状況を検出する。これらの検出信号が信
号回路５３．５４により制御部のコントローラ５５に入
力され、該コントローラ５５で判別の演算処理を行い信
号回路５６を経てアクチエータ５７にＩ制御信号が送ら
れ、アクチエータ５７により吸入管内の吸気開閉弁５８
を作動させる構成となっている。

排気トラップ再生時には前記吸気開閉弁５８により吸入
空気量を軽度に絞り、吸入空気量を低減し空気過剰率を
大幅に下げて燃焼不良状態にして、排出ガスの排気温度
、排気出力を上昇させて、排気トラップ５５内のセラミ
ック製ハニカムの目詰りした黒煙を１時的に（２０〜３
０分間位）焼却し、外気に排出して再生する。

又、図示しないが、自動車用エンジンの排気浄化装置と
して、特開昭５６−１１５８０９号公報に示されたもの
がある。これは排気トラップに捕集した黒煙を焼却する
トラップ再生バーナが排気トラップ内に備えられ、排気
トラップの前後差圧から排気トラップの目詰りした黒煙
・を焼却して再生を行うものが使用されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来の排気トラップ再生装置
にあっては、第６図の吸入空気量を絞る方式で、特に過
給機付エンジンにおいては、吸入空気を２０〜３０分間
絞り続けると、過給機のプロワ側のプロワ−インペラの
裏面の圧力が低下し、軸受を軸支すると共に潤滑油室を
形成するセンターハウジング側との圧力が逆転し、セン
ターハウジング内の潤滑油がブロワ側に吸引され、ブロ
ワ側への油洩れの不具合が発生する問題がある。又、自
動車用に使用されている再生用バーナー装置方式におい
てはバーナーの燃焼装置とバーナー用制御装置等がコス
ト高となると共にバーナーのノズル部分が通常運転時に
高温の排気ガス中に設置されているので、耐久性、信頼
性に欠け、定期的メインテンスが必要となる等の問題が
ある。

従って本発明はこのような問題を解決する目的としてな
されたもので、一般にディーゼルエンジンではエンジン
の吸入空気温度と排気温度の関係は吸入空気温度の上昇
とそれに対応する排気温度の上昇比率は概ね１：１．２
であることが解っており、本発明では排気トラップ再生
時のみ吸入空気温度を上昇させ、排気ガス温度を上昇す
ることによって、排気トラップ再生手段とする目的とし
てなされたものである。

〔！１題を解決するための手段〕 上記の目的を達成するために、第１の本発明ではエンジ
ンから排出された排気ガス熱で吸入空気温度を加熱する
手段を設け、具体的には排気トラップケースの外周に暖
気室を形成し、該暖気室の大気に開口する吸気入口管を
設け、前記暖気室と空気焼浄器の吸入管を連通ずる暖気
吸入管を設け、該暖気吸入管には暖気開閉弁と前記空気
焼浄器の吸入管内に吸気開閉弁を備えて、排気トラップ
再生時に強制的に前記暖気開閉弁と吸気開閉弁を開閉す
る手段として、排気トラップの入口側圧力と温度と検出
する圧力センサと温度センサからの信号に基いて前記暖
気開閉弁と吸気開閉弁の制御を行うｌｌａＩ手段を設け
るようにした。

更に第２の発明として吸気管の外周に暖気室を形成し、
該暖気室と排気トラップの上流側の排気管とを連通する
排気導入管を設け、該排気導入管内に排気開閉弁を備え
、これを排気トラップ再生時に強制的に前記排気開閉弁
を開閉する手段として排気トラップの入口側圧力と温度
を検出する圧力センサと温度センサからの信号に基いて
前記排気開閉弁の制御を行う制御手段を設けるようにし
た。

〔作　用〕

上述したように排気トラップケースの外周に排気ガス熱
による暖気室を備え、又は吸気管の外周に排気ガスを導
入する暖気室を備えているので排気トラップ再生時にエ
ンジン内に高温度に加熱された吸入空気が導入されるの
で、エンジン内の燃焼も高温度になり、それに従い排気
ガス温度も比例して上昇する。この高温度の排気ガスに
より排気トラップのセラミック製ノ＼ニカムの目詰りし
た黒煙を再燃焼させて焼却し排出することにより排気ト
ラップの再生が可能になる。

〔実施例〕

次に本発明を図に示す二つの実施例に基き説明する。第
１図は排気ターボ過給機付ディーゼルエンジンの実施例
を示し、エンジン本体１には排気マニホールド２、吸気
マニホールド３があり、排気ターボ過給機４と連結して
いる。排気ターボ過給機は排気側は排気管５、吸入空気
側は吸気管６、空気清浄器７に連接されている。

排気管の下流側には排気トラップ８に連接し、排気ガス
は排気トラップ８の出口側の排気管９から外気に排出さ
れる。前記排気トラップ８と吸入空気を暖気する暖気室
の構成につき第２図Ａ、Ｂに示す、第２図Ａに示す排気
トラップケース８ａの内部にはセラミック製ハニカムの
担体８ｂが介装されている。この担体８ｂはハニカムの
穴のうち１部については人口（１８ｃを明けて、出口側
８ｄを塞ぎ、他部については入口側を寒いで、出口側を
明けてあり、排気が大の壁部を通過する際に、これに排
気微粒子を補集するものである。排気トラップケース８
ａの外周部には暖気室９が排気トラップケース８ａとの
接合部を溶接構成にて形成されており、暖気室９の内部
には第２図Ｂに示す放熱板１０が排気トラップ８の外周
壁土に長手方向に放射状に多数配設されて、暖気室９の
暖気効果を高める働きをしている。

暖気室９を形成する暖気室ケース１１には吸気入口管１
２と暖気配送管１３が開口して固設されている。暖気配
送管１３は第１図に示す通り空気清浄器７の吸入管１４
に連接しており、排気トラップ再生時は暖気された吸入
空気がエンジン内に吸入される構成となっている。一方
、暖気配送管１３内には暖気開閉弁１５と、吸入管１４
の暖気配送管１３の接合部の上流部に吸気開閉弁１６が
配設されており、排気トラップ再生時には暖気開閉弁１
５が開口し、吸気開閉弁１６が閉塞し暖気室９で暖気さ
れた吸入空気が空気清浄器７１、排気ターボ過給機４を
経て工ンジン内に高温度になった空気が吸入されるため
、燃焼温度を上昇させ且つ排気ガス温度がより高温度と
なり排気トラップ内のセラミック製ハニカ五部に堆積さ
れた黒煙を燃焼させる。

上述した排気トラップ８再生時の暖気開閉弁１５、吸気
開閉弁１６の作動方法につき説明する。排気トラップ８
と連接する排気管５に排気圧力を検出する排気圧力セン
サ１７と排気温度を検出する排気温度センサ１８を配設
し、両センサのいづれかで検出された排気圧力又は排気
温度の検出信号は制御部のコントローラ１９に信号回路
２０、又は２１を経て入力される。その入力された検出
信号によりコントローラ１９より指令回路２２又は２３
を経てアクチエータ２４又は２５に指令し、暖気開閉弁
１５及び吸気開閉弁１６の弁体の開閉を行う構成となっ
ている。更にこれらの１１１ｍ装置の機能を第３図にて
基本構成機能ブロワ図にて説明する。排気温度センサ又
は排気圧力センサからの検出信号がｗＡａ１部３０に読
み込まれ、読み込み手段３１を経て暖気開閉弁１５と吸
気開閉弁１６の制御弁の開閉判別手段３２により演算処
理されてｔ＋１ｇｌ弁の開閉可否の判別を行い、その結
果を制御弁ｗｉｔ信号発生手段３３から制御弁３５（第
１図ではアクチエータ２４，２５）に作動の指令信号を
出し、制御弁を作動させる。同時に１４御部３０の内部
にタイマ手段３６が内臓されており、予め設定された作
動時間が＠御されている。

上述の作動を作動フローチャートとに第４図に示し説明
する。

ディーゼルエンジンが運転開始し、排気トラップ再生装
置が機能し得る運転状況になり、ステップＰ＋　、Ｐｇ
又はＰｓ、Ｐａで排気圧力又は排気温度のセンサから検
出信号を読み込むと共に予め設定されたｔｓｍ弁作動設
定値と対比し、判別を行い、設定値と相違している時は
スタート時点に戻る。これらの作動と判別を繰り返し、
排気圧力又は排気温度が設定値に達するとステップＰ、
に移行し、再生作動のすべての条件が満足しているか否
かを判別し、その条件が満足しておれば、制御弁作動指
令に基き、ステップＰ、で制御弁開閉作動が行われる。

同時に制御弁作動時間がタイマにより設定されておりス
テップＰ、でａｍ弁の作動設定時間の経過を計数し、設
定時間に達したら、ステップＰ、で制御弁を通常状態に
復帰する指令が出され、制御機能が通常処理に復帰する
。更に、他の実施例として第５図に示し説明する。

本発明は上述の実施例と同様に排気ガス熱で吸入空気温
度を加熱し暖気する手段として排気トラップ４０と接続
する排気管５に暖気配送管４１が固設されており、この
暖気配送管４１は空気清浄器７と排気ターボ過給機４と
連通している吸気管６に形成された暖気室４２に開口し
て吸気室６に形成された暖気室４２に開口して固設され
ている。

前記暖気配送管４１内には暖気開閉弁４３が設けられ、
第１図に示し説明したと同様に排気管５に排気圧力と排
気温度を検出する排気圧力センサ１７と排気温度センサ
１８が配設されており、これらの検出信号はａａｉ部の
コントローラ４４に入力され、演算処理が行われアクチ
エータ４４に作動の指令信号が送られ、暖気開閉弁４３
を作動し、第１図に示した発明と同様に排気トラップの
再生処理が行われる。

上記の通り排気トラップ再生装置は制御され、機能する
が、必要に応じて排気圧力、排気温度。

タイマ作動時間を任意に設定することが出来る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、エンジンの吸入空
気温度を高温度に上昇して供給することにより燃焼温度
を上昇させ、吸入空気温度の上昇値にほぼ比例して排気
ガス温度を容易に上昇することが可能となり、排気トラ
ップのセラミック製ハニカムに堆積した黒煙を燃焼し、
外気に排出することが可能となる。又、一方で従来技術
での問題の排気ターボ過給機のブロワ側からの油洩れの
発生が防止され且つ本発明の装置が容易に低コストで製
作が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のｓｇａ装置を示す図、第２
図Ａ、・Ｂは本発明の排気トラップに固設された暖気室
の詳細図、第３Ｖ！Ｊは基本構成機能ブロック図、第４
ｖ！Ｊは作動フａ−チャート、１４５図は他の実施例の
制御装置を示す図、第６図は従来の排気トラップ再生ｖ
ＬＷの制御装置を示す図。 ｌ・・・・・・・・・・エンジン本体 ２・・・・・・・・・・排気マニホールド３・・・・・
・・・・・吸気マニホールド４・・・・・・・・・・排
気ターボ過給機８．４０・・・・・・・排気トラップ ９．４２・・・・・・・暖気室 １５．４３・・・・・・暖気開閉弁 １６・・・・・・・・・吸気開閉弁 Ｉ７・・・・・・・・・排気圧力センサＩ８・・・・・
・・・・排気温度センサ１９．４４・・・・・・コント
ローラ ２４．２５．４５・・・アクチエータ 第 図（Ａ） 第 図（Ｂ）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）排気通路に設けられた排気中の微粒子を捕集する
   排気トラップを備えるエンジンにおいて、排気ガスによ
   り加熱される暖気室を備え、該暖気室にて吸入空気を暖
   気してエンジン内に高温空気を供給する手段を設けた事
   を特徴とするディーゼルエンジン用排気トラップ再生装
   置。
2. （２）請求項１項記載において、排気トラップケースの
   外周を包囲する暖気室を形成し、該暖気室の外周部に大
   気に開口する吸気入口管と該吸気入口管に対向する外周
   部にエンジンの空気焼浄器の吸入管とを連通する暖気吸
   入管の開口部を設けると共に前記暖気吸入管内に暖気開
   閉弁と、前記空気焼浄器の吸入管の暖気吸入管との接口
   部の上流側に吸気開閉弁とを備え、かつ、排気トラップ
   再生時には強制的に前記暖気開閉弁の弁体を開閉する手
   段と、前記吸気開閉弁の弁体と開閉する手段とを設けた
   事を特徴とるす請求１項記載のディーゼルエンジン用排
   気トラップ再生装置。
3. （３）請求項２項記載の暖気開閉弁と吸気開閉弁におい
   て排気トラップの入口側圧力又は入口側温度を検出する
   圧力センサと温度センサからの信号に基いて、前記暖気
   開閉弁の弁体と吸気開閉弁の弁体の開閉手段の判別と作
   動を行わせる制御手段を設けることを特徴とする請求項
   １、２項記載のディーゼルエンジン用排気トラップ再生
   装置。
4. （４）請求項１項記載において、吸気管の外周を包囲す
   る暖気室を成形し、該暖気室と排気トラップの上流側の
   排気管とを連通する排気導入管を設け、該排気導入管内
   に排気開閉弁を備え、かつ、排気トラップ再生時には強
   調的に前記排気開閉弁を開閉する手段を設けたことを特
   徴とする請求項１項記載のディーゼルエンジン用排気ト
   ラップ再生装置。
5. （５）請求項４項記載の排気開閉弁において、排気トラ
   ップの入口側圧力又は入口側温度を検出する圧力センサ
   と温度センサからの信号に基づいて、前記排気開閉弁の
   弁体を開閉する手段の判別と作動を行わせる制御手段を
   設けることを特徴とする請求項１、４項記載のディーゼ
   ルエンジン用排気トラップ再生装置。