JPH0610409B2 - エンジンのスモーク低減装置 - Google Patents
エンジンのスモーク低減装置Info
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- JPH0610409B2 JPH0610409B2 JP26358987A JP26358987A JPH0610409B2 JP H0610409 B2 JPH0610409 B2 JP H0610409B2 JP 26358987 A JP26358987 A JP 26358987A JP 26358987 A JP26358987 A JP 26358987A JP H0610409 B2 JPH0610409 B2 JP H0610409B2
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Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は建設機械用ディーゼルエンジンのスモーク低減
装置に関する。
装置に関する。
従来、トンネル等の閉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。これを防止すべくフィルタ等で捕促する
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。
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。これを防止すべくフィルタ等で捕促する
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。
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建設機械用ディーゼルエン
ジンのスモーク低減装置は、エンジンの排気系に介装さ
れた黒煙粒子補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
信号に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い
かなる運転状態においても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。
って、このため本発明による建設機械用ディーゼルエン
ジンのスモーク低減装置は、エンジンの排気系に介装さ
れた黒煙粒子補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
信号に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い
かなる運転状態においても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。
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。該排圧規定範囲は、
建設機械の実稼動に実質的な影響を及ぼさないエンジン
出力低下の割合（例えば０〜５％程度）に相当するよう
にその上下限が決められる。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５０
０℃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。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装置内の温度を上昇させ黒煙
の燃焼速度を促進させる。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、実稼動に実質的に影響を及ぼすことなく、かつ
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。
装置内の排圧規定範囲を算出する。該排圧規定範囲は、
建設機械の実稼動に実質的な影響を及ぼさないエンジン
出力低下の割合（例えば０〜５％程度）に相当するよう
にその上下限が決められる。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５０
０℃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。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装置内の温度を上昇させ黒煙
の燃焼速度を促進させる。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、実稼動に実質的に影響を及ぼすことなく、かつ
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。
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。
る。
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。
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。
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。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３７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３７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。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。
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。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３７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３７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。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。
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ッシュ等の緩衝材
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，４５ａ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、ナット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ッシユ等
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１
５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パイプ、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，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
た出口パイプをそれぞれ示す。
うに、周囲を熱膨張シールやワイヤメッシュ等の緩衝材
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，４５ａ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、ナット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ッシユ等
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１
５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パイプ、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，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
た出口パイプをそれぞれ示す。
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。
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。
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。
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。
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
Ｌと比較され、該排圧Ｐが規定下限値ＰＬ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定上限値ＰＨと比較され、該排圧
Ｐが規定上限値ＰＨ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ＰＨは、規定下限値ＰＬ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で当該トラップ装
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。
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
Ｌと比較され、該排圧Ｐが規定下限値ＰＬ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定上限値ＰＨと比較され、該排圧
Ｐが規定上限値ＰＨ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ＰＨは、規定下限値ＰＬ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で当該トラップ装
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。
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か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。
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か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。
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。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ＰＬ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）。
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。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ＰＬ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）。
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７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℃）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ＰＬ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）。
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７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℃）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ＰＬ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）。
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
Ｌ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，
１１，１２）。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１
１，４）。
も、随時（例えば定期点検時等）排圧Ｐが規定下限値Ｐ
Ｌ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，
１１，１２）。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１
１，４）。
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ＰＬ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Ｔ
ＭＡＸとを比較する（ステップ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ＴＭＡＸ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
ＴＡＬＷ（ＴＡＬＷ＜ＴＭＡＸ）と比較する（ステップ
７，８，９，１０）。そして排ガス温度Ｔが許容温度Ｔ
ＡＬＷ以下となるとコントロールが終了する（ステップ
５）。
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ＰＬ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Ｔ
ＭＡＸとを比較する（ステップ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ＴＭＡＸ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
ＴＡＬＷ（ＴＡＬＷ＜ＴＭＡＸ）と比較する（ステップ
７，８，９，１０）。そして排ガス温度Ｔが許容温度Ｔ
ＡＬＷ以下となるとコントロールが終了する（ステップ
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。
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。
以上のように、本発明によれば実稼動に実質的に影響を
及ぼすことなく、かつ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。
及ぼすことなく、かつ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。
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、３９……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、６１，６３……フランジ、
６５……プレート
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、３９……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、６１，６３……フランジ、
６５……プレート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 戸澤 祥二 東京都港区北青山１丁目２番３号 新キャ タピラー三菱株式会社内 (72)発明者 佐藤 正法 東京都港区北青山１丁目２番３号 新キャ タピラー三菱株式会社内 (72)発明者 小田部 喜三郎 東京都港区北青山１丁目２番３号 新キャ タピラー三菱株式会社内 (72)発明者 恩田 守 東京都港区北青山１丁目２番３号 新キャ タピラー三菱株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−187512（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−57637（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−32918（ＪＰ，Ａ)
Claims (7)
- 【請求項１】エンジンの排気系に介装された黒煙粒子補
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いかなる運転状態に
おいても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建設機械
用ディーゼルエンジンのスモーク低減装置。 - 【請求項２】前記コントローラおよびアクチュエータに
よる前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。 - 【請求項３】前記トラップ装置の入口部に温度センサが
設けられており、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。 - 【請求項４】前記インジケータがトラップ装置の温度状
態を表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。 - 【請求項５】前記触媒がパラジウム系、ベースメタル系
触媒よりなる特許請求の範囲第１項記載のスモーク低減
装置。 - 【請求項６】前記セラミックトラップアッセンブリがセ
ラミッ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。 - 【請求項７】前記トラップ装置は前記セラミックトラッ
プアッ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。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26358987A JPH0610409B2 (ja) | 1987-10-19 | 1987-10-19 | エンジンのスモーク低減装置 |
| 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 (ja) | 1987-10-19 | 1987-10-19 | エンジンのスモーク低減装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01106916A JPH01106916A (ja) | 1989-04-24 |
| JPH0610409B2 true JPH0610409B2 (ja) | 1994-02-09 |
Family
ID=17391647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26358987A Expired - Lifetime JPH0610409B2 (ja) | 1987-10-19 | 1987-10-19 | エンジンのスモーク低減装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0610409B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4230180A1 (de) * | 1992-09-09 | 1994-03-10 | Eberspaecher J | Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung des Beladungszustands von Partikelfiltern |
| US20070271906A1 (en) * | 2006-03-09 | 2007-11-29 | Berke Paul L | System and method for inhibiting regeneration of a diesel particulate filter |
| JP5662006B2 (ja) * | 2008-03-17 | 2015-01-28 | 株式会社小松製作所 | ディーゼルエンジン微粒子除去フィルターの再生装置および方法 |
| JP6165072B2 (ja) * | 2014-01-31 | 2017-07-19 | ヤンマー株式会社 | エンジン |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58187512A (ja) * | 1982-04-28 | 1983-11-01 | Toyota Motor Corp | デイ−ゼルエンジン用粒子捕集器の再生方法 |
-
1987
- 1987-10-19 JP JP26358987A patent/JPH0610409B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01106916A (ja) | 1989-04-24 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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