JPH0544582A - デイーゼルエンジンの排気浄化装置 - Google Patents

デイーゼルエンジンの排気浄化装置

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Publication number
JPH0544582A
JPH0544582A JP3207023A JP20702391A JPH0544582A JP H0544582 A JPH0544582 A JP H0544582A JP 3207023 A JP3207023 A JP 3207023A JP 20702391 A JP20702391 A JP 20702391A JP H0544582 A JPH0544582 A JP H0544582A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust
passage
filter
exhaust gas
outer peripheral
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3207023A
Other languages
English (en)
Inventor
Shunichi Aoyama
俊一 青山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP3207023A priority Critical patent/JPH0544582A/ja
Publication of JPH0544582A publication Critical patent/JPH0544582A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

Landscapes

  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パーティキュレートの堆積量を一定値以内に
保つ。 【構成】 エンジンの排気マニホールド27に内部空間
を中央通路32と壁面に沿う外周通路33に画成するパ
ーティキュレート捕集用のフィルタ31を収装し、排気
ポート26に通づる排気ブランチ30を前記中央通路3
2に、排気マニホールド27下流側の排気通路28を前
記外周通路33にそれぞれ開口すると共に、前記中央通
路32にエンジンの排気を吸気系に還流する排気還流通
路37を開口する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ディーゼルエンジン
の排気浄化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ディーゼルエンジンの排気浄化装
置として、図12、図13に示すように排気マニホール
ド1下流の排気通路2にヒータ3付きのパーティキュレ
ート捕集用フィルタ4を設置したものがある。
【0003】これは、排気中のパーティキュレートをフ
ィルタ4にて捕集すると共に、排気温度の上昇する運転
域にヒータ3を作動して、フィルタ4に堆積したパーテ
ィキュレートを燃焼除去し、フィルタ4を再生するよう
になっている。また、その再生時にフィルタ4をバイパ
スする通路5の弁6を開いて温度上昇等を抑えるように
なっている(実開昭63ー104619号公報等参
照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような装
置は、排気温度が低くヒータ3を作動してもパーティキ
ュレートの燃焼が難しい運転域、例えばアイドル、40
km/hのような低速、低負荷の走行条件が続くと、そ
の間中フィルタ4の再生が行われないため、フィルタ4
に堆積するパーティキュレートの量が増え過ぎてしま
う。
【0005】このため、その後のフィルタ4再生時に燃
焼量が増大してフィルタ4等が過熱する心配があり、し
たがって堆積量が増え過ぎた場合、バイパス通路5の弁
6を開いてパーティキュレートの捕集を中止せざるを得
ないという問題がある。
【0006】この発明は、フィルタが捕集した一定量以
上のパーティキュレートをエンジンの排気還流通路(E
GR通路)に吸入させることで、上記問題点を解決する
ことを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、エンジン
の排気マニホールドに内部空間を中央通路と壁面に沿う
外周通路に画成するパーティキュレート捕集用のフィル
タを収装し、排気ポートに通づる排気ブランチを前記中
央通路に、排気マニホールド下流側の排気通路を前記外
周通路にそれぞれ開口すると共に、前記中央通路にエン
ジンの排気を吸気系に還流する排気還流通路を開口す
る。
【0008】また第2の発明は、エンジンの排気マニホ
ールドに内部空間を中央通路と壁面に沿う外周通路に画
成するパーティキュレート捕集用のフィルタを収装し、
排気ポートに通づる排気ブランチを前記外周通路に、排
気マニホールド下流側の排気通路を前記中央通路にそれ
ぞれ開口すると共に、前記外周通路にエンジンの排気を
吸気系に還流する排気還流通路を開口する。
【0009】
【作用】エンジンの排気は、排気ブランチから入り、排
気マニホールド内のフィルタの内側の中央通路(第1の
発明)または外側の外周通路(第2の発明)からフィル
タを通過後、下流側の排気通路に流出すると共に、排気
還流時は、排気の一部がフィルタを通らずにそのままフ
ィルタの内側の中央通路または外側の外周通路から開口
する排気還流通路に吸入され、エンジンに還流される。
【0010】このため、排気還流域において、エンジン
から排出されるパーティキュレートは所定分がフィルタ
に捕集され、残りが排気還流によってエンジンに導入さ
れるが、この際フィルタの堆積量が増加してくると、捕
集、堆積したパーティキュレートがフィルタに沿う排気
還流通路への排気の吸入によってフィルタから脱離し、
一定の堆積量で平衡するようになる。
【0011】一方、排気還流を行わない高負荷域では、
パーティキュレートは排気還流通路に吸入されないもの
の、フィルタ部での排気温度が高く、このためパーティ
キュレートはフィルタ内で燃焼を始めることから、この
場合堆積量は減少するようになる。
【0012】したがって、常にパーティキュレートの堆
積量を一定値以内に保つことができる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0014】図1〜図3は4気筒のディーゼルエンジン
に適用したもので、20はエンジン本体、21は吸気
管、22は吸気マニホールド、23は吸気ポート、24
は吸気弁、25は排気弁、26は排気ポート、27は排
気マニホールド、28は排気管である。
【0015】排気マニホールド27は、筒状の集合管2
9の側面に各排気ポート26に接続する排気ブランチ3
0が形成され、集合管29内にパーティキュレート捕集
用のフィルタ31が収装される。
【0016】フィルタ31は、多孔質のセラミックフォ
ーム等からなり、集合管29に同じく筒状に形成され、
集合管29内をフィルタ31の筒内側の中央通路32
と、筒外側の集合管29の壁面に沿う外周通路33に画
成して設置される。
【0017】そして、各排気ブランチ30は、集合管2
9の側壁およびフィルタ31の側部を貫通してフィルタ
31内側の中央通路32に開口され、排気マニホールド
27の下流側の排気通路(排気管28)は、集合管29
の側部にてフィルタ31外側の外周通路33に開口され
る。
【0018】排気管28の開口位置は、排気ブランチ3
0の開口方向に対してずらすと良い。
【0019】排気ブランチ30の端面には、シリンダヘ
ッド34への取付け用のフランジ35が一体形成されて
いる。
【0020】一方、フィルタ31の片側の端部にはプラ
グ36が嵌着され、他側の端部には集合管29の端部を
貫通して排気還流通路(EGR通路)37が、フィルタ
31内側の中央通路32に開口接続される。
【0021】EGR通路37は、フィルタ31の内周面
に沿うように拡開、開口され、EGR通路37の他側
は、EGR弁38を介して前記吸気管21に接続され、
吸気管21には、EGR通路37の接続部よりも上流に
て吸気絞り弁39が介装される。
【0022】EGR弁38、吸気絞り弁39のダイヤフ
ラム装置40,41には、バキュームポンプ42からそ
れぞれ圧力調整弁43,44を介して負圧が導入され、
圧力調整弁43,44は制御装置45からの信号に応じ
て作動制御される。
【0023】そして、制御装置45は、燃料噴射ポンプ
46に設けたアクセルレバー開度センサ47および回転
数センサ48からの信号に応じて、部分負荷域にEGR
弁38を開き、吸気絞り弁39を半開にして排気還流を
行うように、また排気還流を行わない高負荷域にEGR
弁38を閉じ、吸気絞り弁39を全開するように圧力調
整弁43,44を制御する。
【0024】このように構成にしたので、エンジンから
排出されるパーティキュレートは、排気マニホールド2
7の集合管29内のフィルタ31に、排気還流時は所定
量が捕集され、排気還流を行わないときは全量が捕集さ
れるものの、そのフィルタ31の堆積量が一定量(限界
値)を越えることはない。
【0025】即ち、エンジンからの排気は、排気ブラン
チ30から集合管29内のフィルタ31の内側の中央通
路32に入り、フィルタ31を通過後、その外周通路3
3から下流側の排気管28に流出する一方、排気還流時
はフィルタ31の内側の中央通路32に入った排気の一
部が、その中央通路32からEGR通路37に吸入さ
れ、エンジンに還流される。
【0026】このため、排気還流時は図4、図5のよう
にパーティキュレートの所定量がフィルタ31に捕集さ
れ、残りがEGR通路37をへてエンジンに導入される
と共に、この際フィルタ31に捕集、堆積したパーティ
キュレートが、フィルタ31に沿うEGR通路37への
排気の吸入によってフィルタ31から脱離され、その割
合はフィルタ31の堆積量が大きいときほど増加する。
【0027】これにより、フィルタ31のパーティキュ
レートが一定の堆積量で平衡するようになる。図6にパ
ーティキュレートの捕集を開始したときからのフィルタ
31の堆積量の実験結果を示すと、その堆積量は徐々に
増えていくが、一定のレベル以上に増加することはな
く、その分排気還流によってエンジンに導入されるので
ある。
【0028】一方、排気還流を行わないときは、図7、
図8のようにフィルタ31でのパーティキュレートの捕
集量は排出量に伴って増加するが、排気還流を行わない
高負荷域には、排気マニホールド27内のフィルタ31
部で排気温度が高く、このため捕集パーティキュレート
はフィルタ31内で燃焼を始めるようになる。
【0029】パーティキュレートは、図9のように排気
温度が高くなるにつれ良く燃焼し、除去されるのであ
る。即ち、高負荷域にはフィルタ31の堆積量は減少す
る。
【0030】また、排気還流時にフィルタ31に堆積し
たパーティキュレートは、もちろん高負荷域に入ると、
燃焼し、除去される。
【0031】このように、常にフィルタ31のパーティ
キュレートの堆積量を一定値以内に保つことができ、し
たがってパーティキュレートの燃焼が行われない低速、
低負荷の走行が続いても、そのパーティキュレートの堆
積量が限界値を越えることがなく、これにより高負荷域
にパーティキュレートの燃焼が行われたときに、フィル
タ31の過熱を的確に防止できる。
【0032】他方、高負荷域に入ると、フィルタ31に
堆積したパーティキュレートは燃焼、除去されるため、
フィルタ31の再生が容易であり、浄化装置としての実
用性、信頼性が大幅に向上する。
【0033】なお、通常の運転は排気還流域が大半であ
り、この場合パーティキュレートは結果的にすべてエン
ジンに再吸入されるため、シリンダボア摩耗等の問題が
懸念されるが、近年のエンジンの燃焼改善等によりカー
ボン等の量は減少しており、影響はない。
【0034】図10、図11は、排気マニホールド50
の集合管51内に前述の実施例と同様にフィルタ52が
設置されると共に、各排気ブランチ53が集合管51の
側部からフィルタ52の外側の外周通路54に、下流側
の排気通路(排気管55)が集合管51の端部を貫通し
てフィルタ52の内側の中央通路56に、そしてEGR
通路57が集合管51の側部この場合下面側にてフィル
タ52の外側の外周通路54に、それぞれ開口されたも
のである。
【0035】排気は、排気ブランチ53から集合管51
内のフィルタ52の外側の外周通路54に入り、フィル
タ52を通過してその内側の中央通路56から排気管5
5に流出する一方、排気還流時は外側の外周通路54に
入った排気の一部が、その外周通路54からEGR通路
57に吸入され、エンジンに導かれるようになってい
る。
【0036】フィルタ52に堆積するパーティキュレー
トは一定値以内に保たれるが、これはフィルタ52部で
の排気の流れが前述の実施例と逆であり、排気がフィル
タ52の外周側から通過するため、前述の実施例に比し
てフィルタ52の有効面積を大きくすることができる。
【0037】
【発明の効果】以上のように各発明によれば、排気マニ
ホールドにパーティキュレート捕集用のフィルタを収装
し、排気還流通路を開口すると共に、フィルタに捕集、
堆積したパーティキュレートを排気還流通路への排気の
吸入によってフィルタから脱離させる構成としたので、
常にフィルタのパーティキュレートの堆積量が一定値以
内に保たれ、フィルタの再生を容易に行えると共に、再
生時にフィルタが過熱するようなことはなく、浄化装置
としての高い信頼性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】全体の概略構成図である。
【図2】マニホールド部分の横断面図である。
【図3】マニホールド部分の縦断面図である。
【図4】排気還流時の状態を示す横断面図である。
【図5】排気還流時の状態を示す縦断面図である。
【図6】排気還流時のフィルタ堆積量を示すグラフであ
る。
【図7】非排気還流時の状態を示す横断面図である。
【図8】非排気還流時の状態を示す縦断面図である。
【図9】負荷に対するパーティキュレートの排出量、燃
焼量、フィルタ部の排温の変化を示すグラフである。
【図10】他の発明のマニホールド部分の横断面図であ
る。
【図11】同じくマニホールド部分の縦断面図である。
【図12】従来の全体構成図である。
【図13】同じくフィルタ部分の断面図である。
【符号の説明】
26 排気ポート 27 排気マニホールド 28 排気管 29 集合管 30 排気ブランチ 31 フィルタ 32 中央通路 33 外周通路 37 排気還流通路 38 EGR弁 39 吸気絞り弁 50 排気マニホールド 51 集合管 52 フィルタ 53 排気ブランチ 54 外周通路 55 排気管 56 中央通路 57 排気還流通路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンの排気マニホールドに内部空間
    を中央通路と壁面に沿う外周通路に画成するパーティキ
    ュレート捕集用のフィルタを収装し、排気ポートに通づ
    る排気ブランチを前記中央通路に、排気マニホールド下
    流側の排気通路を前記外周通路にそれぞれ開口すると共
    に、前記中央通路にエンジンの排気を吸気系に還流する
    排気還流通路を開口したことを特徴とするディーゼルエ
    ンジンの排気浄化装置。
  2. 【請求項2】 エンジンの排気マニホールドに内部空間
    を中央通路と壁面に沿う外周通路に画成するパーティキ
    ュレート捕集用のフィルタを収装し、排気ポートに通づ
    る排気ブランチを前記外周通路に、排気マニホールド下
    流側の排気通路を前記中央通路にそれぞれ開口すると共
    に、前記外周通路にエンジンの排気を吸気系に還流する
    排気還流通路を開口したことを特徴とするディーゼルエ
    ンジンの排気浄化装置。
JP3207023A 1991-08-19 1991-08-19 デイーゼルエンジンの排気浄化装置 Pending JPH0544582A (ja)

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