JPH0763126A - Egr付ディ−ゼルエンジン - Google Patents

Egr付ディ−ゼルエンジン

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Publication number
JPH0763126A
JPH0763126A JP5232317A JP23231793A JPH0763126A JP H0763126 A JPH0763126 A JP H0763126A JP 5232317 A JP5232317 A JP 5232317A JP 23231793 A JP23231793 A JP 23231793A JP H0763126 A JPH0763126 A JP H0763126A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
egr
exhaust gas
engine
turbocharger
filter
Prior art date
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Pending
Application number
JP5232317A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideo Kawamura
英男 河村
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.)
Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd filed Critical Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Priority to JP5232317A priority Critical patent/JPH0763126A/ja
Publication of JPH0763126A publication Critical patent/JPH0763126A/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
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/35Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with means for cleaning or treating the recirculated gases, e.g. catalysts, condensate traps, particle filters or heaters
    • 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

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】ディ−ゼルエンジンの排出するNOxや粒状物
質の低減のため、副室、EGR、NOx除去用の触媒を
有するパティキュレ−トフィルタを設けて排気ガスの清
浄化を図る。 【構成】副室2を設けたピストン12を備えたエンジン
1にタ−ボチャ−ジャ5を取付けるとともに、EGR流
路70、および吸気管3とタ−ボチャ−ジャ5の排ガス
流路51との間にバイパス流路9を架設する。そして粒
状物質の捕集用の主フィルタ6には触媒作用のある素材
を含有させ、温度センサ61により温度を監視してバイ
パス流路9からの圧気や主フィルタ6への通電の制御に
より触媒作用の最適温度を保持させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はディ−ゼルエンジンの排
気に含まれる窒素酸化物や粒状物質を減少させて清浄化
を図るEGR付ディ−ゼルエンジンに関する。
【0002】
【従来の技術】ディ−ゼルエンジンは断熱圧縮による高
温度の空気中に燃料が噴射されて燃焼が行われるヘトロ
ジニアス燃焼のため、COとHCとの排出が少ない反
面、窒素酸化物(NOx)とパティキュレ−トの排出量
が多い。そしてディ−ゼルエンジンにタ−ボチャ−ジャ
を取付けた場合には、供給される空気量が多いため、排
気煙が比較的に少量であり、排気煙は減少するが、NO
xの発生を低減させる技術は完成していない。
【0003】一方、最近ではゼオライトやアルミナを触
媒に使用してNOxに反応させ、低減させようとする技
術が進捗している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述の触媒によりNO
xを低減する技術は、その反応の温度が極めて敏感であ
り、ディ−ゼルエンジンの燃焼では排気ガスの温度が1
00℃〜700℃と大幅に変化するので、最適な触媒反
応温度を保持するのは難しいという問題がある。
【0005】本発明はこのような従来の問題を解決しよ
うとするもので、その目的はディ−ゼルエンジンに副燃
焼室、タ−ボチャ−ジャやEGR機構を取付け、触媒を
使用して適切な反応温度を保持させるとともにパティキ
ュレ−ト用フィルタをも配置することにより排出ガス中
の公害物質を低減して清浄化を図ろうとするEGR付デ
ィ−ゼルエンジンを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明によれば、燃料の予燃焼を行う副燃焼室と、
排気ガスにより駆動されてエンジンの吸気を圧縮するタ
−ボチャ−ジャと、エンジンの吸気の一部を該タ−ボチ
ャ−ジャの排ガス流に合流させるバイパス流路およびそ
の制御弁と、前記のタ−ボチャ−ジャの後流に配置され
窒素酸化物を触媒作用により除去する素材を含みパティ
キュレ−ト焼却用の通電端子を備えた主フィルタと、該
主フィルタの内部温度の監視により前記の触媒作用の適
正温度を保持する制御手段と、エンジンの排気の一部を
還流させるEGR流路およびその流路弁と、該EGR流
路に配置され加熱用の通電端子を有するパティキュレ−
ト濾過用の副フィルタとを備えたEGR付ディ−ゼルエ
ンジンが提供される。
【0007】
【作用】ディ−ゼルエンジンに副燃焼室、タ−ボチャ−
ジャ、排気を還流させるEGR機構を取付ける他、パテ
ィキュレ−ト用のフィルタに触媒作用のある素材を含有
させたので、排気ガス中のNOxの成分やパティキュレ
−トが低減されて、排気ガスの清浄化が図れる。
【0008】
【実施例】つぎに本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。図1は本発明にかかるEGR付ディ−
ゼルエンジンの一実施例を示す構成ブロック図である。
【0009】同図における1はエンジンで、シリンダ1
1とピストン12を備え、該ピストン12の頂部には燃
料の予燃焼を行う副燃焼室(副室)2が備えられてい
る。そして副室2はシリンダ11の上部から垂下する噴
射ノズル13の外径に対し所定の穴径を有する開口21
と、副室2の側壁上方からシリンダ11の内壁方向に貫
設された複数本の放射状の連絡孔22とを有し、これら
により主燃焼室と連通している。
【0010】シリンダヘッド14には吸気弁30を有す
る吸気ポ−ト31と、排気弁40を有する排気ポ−ト4
1とが設けられ、吸気ポ−ト31に連通する吸気管3
と、排気ポ−ト41に連通する排気管4との間には過給
機構となるタ−ボチャ−ジャ5が配置されており、該タ
−ボチャ−ジャ5の排ガス路51にはNOxに対して触
媒作用のあるゼオライトやアルミナを含んだ主フィルタ
6が接続され、排ガス中のNOxやパティキュレ−トが
低減されるように構成されている。なお、61は温度セ
ンサで主フィルタ6の内部温度を検出するもの、62は
加熱端子で導電性のあるフィルタ素子に加熱用の電力を
供給する端子であり、ともに制御装置8に結線されてい
る。また、触媒作用の促進のため主フィルタ6への排ガ
ス路51に燃料の一部を供給するため、噴射ノズル63
と燃料ポンプ64とを取付け、制御装置8の指令により
燃料ポンプ65からの燃料を主フィルタ6に供給するよ
うに構成されている。
【0011】7は副フィルタで、排気管4から吸気管3
に至る排気還流路となるEGR流路70の途中に設けら
れ、その流路を通ずる排気ガスを濾過するもので、加熱
用の通電端子71が備えられており、該フィルタの上流
にはアクチュエ−タ73を有する流路弁72が取付けら
れている。
【0012】9はバイパス流路でエンジン1の吸気ポ−
ト31からタ−ボチャ−ジャ5の排ガス路51に至る流
路で、アクチュエ−タ92に操作される制御弁91が取
付けられ、エンジン1の重負荷時に制御弁91が開放さ
れると、吸気ポ−ト側の空気が排ガス路51に導かれて
排ガス温度が低下するように構成されている。なお、該
アクチュエ−タ92や前記のアクチュエ−タ73への操
作指令と、副フィルタ7の通電端子71への通電指令は
制御装置8から発せられるものである。
【0013】つぎにこのように構成された本実施例の作
動を説明する。まず、噴射ノズル13から副室2に噴射
された燃料の噴霧は、ピストン12の圧縮による高温度
の圧気により着火されて火炎となり、複数本の連絡孔2
2からシリンダ側壁の隅々に達して空気と混合して爆発
的に燃焼する。
【0014】ついで燃焼後のガスは排気管4を介してタ
−ボチャ−ジャ5に導かれ、そのエネルギ−により空気
を圧縮し、吸気管3を通じて吸気ポ−ト31に圧送する
が、一方、タ−ボチャ−ジャ5からの排ガスは排ガス流
路51を介し主フィルタ6に送出され、排ガス中のパテ
ィキュレ−トが濾過されて大気に放出される。
【0015】この間、エンジン1が軽負荷の場合はEG
R流路70の流路弁72は開放され、該流路を通ずる還
流ガスのため燃焼ガスのNOxが低減されて主フィルタ
6に至り、パティキュレ−トが濾過されるとともにフィ
ルタ素子の有する触媒作用によって更にNOxの低減が
図れることになる。なお、この場合には軽負荷にて排ガ
ス温度が低いため、主フィルタ6の温度センサ61から
の温度信号をチェックし、フィルタ素子の温度が320
℃±50℃になるように加熱端子62への通電制御が行
われ、触媒作用の最適温度に保持されることになる。
【0016】ついでエンジン負荷が大きくなると、吸気
ポ−ト31からタ−ボチャ−ジャ出口に至るバイパス流
路9の制御弁91が開放され、高負荷にて活発なタ−ボ
チャ−ジャ5の過給気の一部が主フィルタ6に導入され
る。このため、高負荷時の高温度の排ガスにより熱せら
れている主フィルタ6のフィルタ温度が低下し、制御弁
91の開度の制御により触媒作用に適する温度に調節さ
せてNOxの低減が行われる。なお。この場合にはEG
R流路70の副フィルタ7はガス温度が高く、その量が
少ないので、該フィルタの加熱は容易であり、通電端子
71への通電により堆積したカ−ボンの焼却が行えると
ともに、この焼却によりCO2 の濃度が増加してEGR
によるNOxの減少が図れることになる。
【0017】
【発明の効果】上述の実施例のように本発明によれば、
ディ−ゼルエンジンの排気ガス中のNOxの低減につい
ては、ピストン頂部に副室を設けた燃焼方式とするとと
もに排気ガスを還流させるEGR機構とし、さらに触媒
作用のあるゼオライトやアルミナを主フィルタに含ませ
てエンジン負荷の大小に拘らず適切な温度に保持させる
ので排ガス中のNOxの排出量が大幅に低減となり、ま
た、パティキュレ−トについては排気流の終段の主フィ
ルタにより捕集され、大気への放出が減少するという効
果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す構成ブロック図であ
る。
【符号の説明】
1…エンジン 2…副燃焼室 3…吸気管 5…タ−ボチャ−ジャ 6…主フィルタ 7…副フィルタ 8…制御装置 9…バイパス流路 61…温度センサ 70…EGR流路 72…流路弁 91…制御弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F01N 3/02 301 Z 341 C P E F 3/20 ZAB L 3/24 ZAB E L S T

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】燃料の予燃焼を行う副燃焼室と、排気ガス
    により駆動されてエンジンの吸気を圧縮するタ−ボチャ
    −ジャと、エンジンの吸気の一部を該タ−ボチャ−ジャ
    の排ガス流に合流させるバイパス流路およびその制御弁
    と、前記のタ−ボチャ−ジャの後流に配置され窒素酸化
    物を触媒作用により除去する素材を含みパティキュレ−
    ト焼却用の通電端子を備えた主フィルタと、該主フィル
    タの内部温度の監視により前記の触媒作用の適正温度を
    保持する制御手段と、エンジンの排気の一部を還流させ
    るEGR流路およびその流路弁と、該EGR流路に配置
    され加熱用の通電端子を有するパティキュレ−ト濾過用
    の副フィルタとを備えたことを特徴とするEGR付ディ
    −ゼルエンジン。
  2. 【請求項2】前記の制御手段はエンジン負荷に応じ、前
    記のバイパス流路の制御弁およびEGR流路の流路弁の
    開閉制御と、主フィルタおよび副フィルタへの通電制御
    とを行うことを特徴とする請求項1記載のEGR付ディ
    −ゼルエンジン。
  3. 【請求項3】前記の触媒作用を有する素材としてゼオラ
    イト、アルミナの少なくとも1種類以上を用いたことを
    特徴とする請求項1記載のEGR付ディ−ゼルエンジ
    ン。
JP5232317A 1993-08-25 1993-08-25 Egr付ディ−ゼルエンジン Pending JPH0763126A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1054228A (ja) * 1996-08-08 1998-02-24 Mitsubishi Motors Corp ディーゼルエンジンの排気浄化装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH1054228A (ja) * 1996-08-08 1998-02-24 Mitsubishi Motors Corp ディーゼルエンジンの排気浄化装置

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