JPS637251B2 - - Google Patents
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- JPS637251B2 JPS637251B2 JP670781A JP670781A JPS637251B2 JP S637251 B2 JPS637251 B2 JP S637251B2 JP 670781 A JP670781 A JP 670781A JP 670781 A JP670781 A JP 670781A JP S637251 B2 JPS637251 B2 JP S637251B2
- Authority
- JP
- Japan
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- exhaust gas
- filter
- amount
- egr
- burner
- Prior art date
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
- F02M26/14—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system
- F02M26/15—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system in relation to engine exhaust purifying apparatus
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
- F02M26/17—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the intake system
- F02M26/21—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the intake system with EGR valves located at or near the connection to the intake system
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は内燃機関の排気ガス中に含まれる微粒
子を除去し、微粒子が大気中に放出されるのを防
止するための微粒子浄化装置に関するもので、特
にデイーゼル機関に適用して有効な微粒子浄化装
置を提供するものである。
子を除去し、微粒子が大気中に放出されるのを防
止するための微粒子浄化装置に関するもので、特
にデイーゼル機関に適用して有効な微粒子浄化装
置を提供するものである。
デイーゼル機関は熱効率がよいことから、車両
用機関として広く用いられるようになつてきた。
しかし一方においてデイーゼル機関はガソリン機
関に比較して多量の微粒子、いわゆるスモークを
排出する。この微粒子の主成分は、未燃のカーボ
ン粒子であつて、その表面に未燃焼炭化水素、硫
黄酸化物、窒素酸化物等の人体に有害な化合物を
吸着保持していることと、粒子径が数ミクロン以
下と非常に小さいため、大気中に放出された場
合、長期間にわたり空気中に浮遊し、肺の奥深く
まで吸入されやすい。従つてデイーゼル機関搭載
の車両が増加するにつれて、排出微粒子による人
体への悪影響が懸念され始めている。それに国に
よつてはデイーゼル機関搭載車の微粒子排出量を
一定値以下に規制しようとする動きがある。この
ような状況から、微粒子浄化装置の開発が強く望
まれている。
用機関として広く用いられるようになつてきた。
しかし一方においてデイーゼル機関はガソリン機
関に比較して多量の微粒子、いわゆるスモークを
排出する。この微粒子の主成分は、未燃のカーボ
ン粒子であつて、その表面に未燃焼炭化水素、硫
黄酸化物、窒素酸化物等の人体に有害な化合物を
吸着保持していることと、粒子径が数ミクロン以
下と非常に小さいため、大気中に放出された場
合、長期間にわたり空気中に浮遊し、肺の奥深く
まで吸入されやすい。従つてデイーゼル機関搭載
の車両が増加するにつれて、排出微粒子による人
体への悪影響が懸念され始めている。それに国に
よつてはデイーゼル機関搭載車の微粒子排出量を
一定値以下に規制しようとする動きがある。この
ような状況から、微粒子浄化装置の開発が強く望
まれている。
従来、この種の装置としては、機関の排気系に
耐熱性を有するフイルタ部材、例えば多孔質セラ
ミツクスあるいはメタルフアイバを設置し、該フ
イルタ部材に微粒子を付着捕集する装置が案出さ
れてきた。しかしながら、これ等の装置ではフイ
ルタ表面への粒子の堆積が進むにつれてフイルタ
の通気抵抗が増大し、また粒子のかたまりがフイ
ルタ表面から脱落し始めるため、適当な周期で捕
集された粒子を加熱し焼却除去してフイルタを再
生させる手段がとられている。フイルタ再生のた
めの加熱手段としてはガスバーナ等のバーナが用
いられる。そしてこのバーナにより加熱する場
合、加熱時に加熱温度より低温の排気ガスが流通
すると加熱効率が悪く多量の熱量を必要とする。
そこで熱量を低くするために２組のフイルタを設
置し、その上流側または下流側に流路切換バルブ
を設け、フイルタ再生時には加熱側のフイルタへ
の排気ガスの流入を阻止し、他のフイルタへ排気
ガスを流入させ、これを交互に行なう手段が案出
された。しかしながらこの手段ではフイルタを２
組設置するため装置全体が非常に大型化するとい
う欠点を有している。特に、排気ガスの一部を吸
気系へ還流させて排気ガス中の窒素酸化物
（NOX）を低減せしめる排気ガス再循環装置を備
えた内燃機関では、再循環、いわゆるEGRを行
なうことによつて通常の２倍程度に排気ガス中の
微粒子が増加することが知られている。従つて
EGR装置を備えた機関では大きなフイルタ容量
を必要とし、このフイルタを２組設けるとなると
増々装置は大型化する。
耐熱性を有するフイルタ部材、例えば多孔質セラ
ミツクスあるいはメタルフアイバを設置し、該フ
イルタ部材に微粒子を付着捕集する装置が案出さ
れてきた。しかしながら、これ等の装置ではフイ
ルタ表面への粒子の堆積が進むにつれてフイルタ
の通気抵抗が増大し、また粒子のかたまりがフイ
ルタ表面から脱落し始めるため、適当な周期で捕
集された粒子を加熱し焼却除去してフイルタを再
生させる手段がとられている。フイルタ再生のた
めの加熱手段としてはガスバーナ等のバーナが用
いられる。そしてこのバーナにより加熱する場
合、加熱時に加熱温度より低温の排気ガスが流通
すると加熱効率が悪く多量の熱量を必要とする。
そこで熱量を低くするために２組のフイルタを設
置し、その上流側または下流側に流路切換バルブ
を設け、フイルタ再生時には加熱側のフイルタへ
の排気ガスの流入を阻止し、他のフイルタへ排気
ガスを流入させ、これを交互に行なう手段が案出
された。しかしながらこの手段ではフイルタを２
組設置するため装置全体が非常に大型化するとい
う欠点を有している。特に、排気ガスの一部を吸
気系へ還流させて排気ガス中の窒素酸化物
（NOX）を低減せしめる排気ガス再循環装置を備
えた内燃機関では、再循環、いわゆるEGRを行
なうことによつて通常の２倍程度に排気ガス中の
微粒子が増加することが知られている。従つて
EGR装置を備えた機関では大きなフイルタ容量
を必要とし、このフイルタを２組設けるとなると
増々装置は大型化する。
そこで本発明はEGR装置を備えた内燃機関に
おいて、コンパクトで車両搭載性がよく微粒子排
出量を低くし得る装置を提供することを目的とす
るもので、本発明の微粒子浄化装置は、排気管に
設置したフイルタと、該フイルタを通過せずに排
気ガスを排出するバイパス流路と、フイルタおよ
びパイパス流路へ選択的に排気ガスの流通を切換
える切換バルブと、フイルタにより捕集された微
粒子を燃焼せしめるバーナと、切換バルブ、バー
ナおよびEGR量を調節する調節バルブ（EGRバ
ルブ）等の制御をする制御機構を備えており、フ
イルタ再生時には、排気ガスをバイパス流路へ流
通させるとともにバーナを作動せしめ、フイルタ
を加熱してフイルタ上の微粒子を焼却除去し、か
つEGR量を通常時よりも低くすることにより
NOXの排出量をほとんど増加せしめることなく
微粒子排出量を低減せしめるものである。
おいて、コンパクトで車両搭載性がよく微粒子排
出量を低くし得る装置を提供することを目的とす
るもので、本発明の微粒子浄化装置は、排気管に
設置したフイルタと、該フイルタを通過せずに排
気ガスを排出するバイパス流路と、フイルタおよ
びパイパス流路へ選択的に排気ガスの流通を切換
える切換バルブと、フイルタにより捕集された微
粒子を燃焼せしめるバーナと、切換バルブ、バー
ナおよびEGR量を調節する調節バルブ（EGRバ
ルブ）等の制御をする制御機構を備えており、フ
イルタ再生時には、排気ガスをバイパス流路へ流
通させるとともにバーナを作動せしめ、フイルタ
を加熱してフイルタ上の微粒子を焼却除去し、か
つEGR量を通常時よりも低くすることにより
NOXの排出量をほとんど増加せしめることなく
微粒子排出量を低減せしめるものである。
以下、本発明を図示の実施例により説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図で、１
は車両のデイーゼルエンジン本体であつて、空気
がエアクリーナ２、吸気管３、吸気マニホールド
４を経て吸入されるとともに燃料噴射ポンプ５よ
り燃料が噴射される。排気ガスは排気マニホール
ド６を経て排気管７より排出される。
は車両のデイーゼルエンジン本体であつて、空気
がエアクリーナ２、吸気管３、吸気マニホールド
４を経て吸入されるとともに燃料噴射ポンプ５よ
り燃料が噴射される。排気ガスは排気マニホール
ド６を経て排気管７より排出される。
排気管７は第１の排気管７ａと第２の排気管７
ｂに分岐し再び合流するように構成してあり、第
１の排気管７ａには排気ガス中の微粒子を捕集す
るためのフイルタ部材８が設置してある。フイル
タ部材８は例えば多孔質のセラミツクス、メタル
フアイバー等よりなる。第１および第２の排気管
７ａ，７ｂの分岐部には排気ガスの流路切換バル
ブ９が設けてある。また、上記フイルタ部材８の
上流にはこれに近接してバーナ１０が設けてあ
る。このバーナ１０では燃料供給装置および空気
供給装置（いずれも図示せず）よりそれぞれ燃料
および空気が供給されて混合気がつくられ、燃焼
される。
ｂに分岐し再び合流するように構成してあり、第
１の排気管７ａには排気ガス中の微粒子を捕集す
るためのフイルタ部材８が設置してある。フイル
タ部材８は例えば多孔質のセラミツクス、メタル
フアイバー等よりなる。第１および第２の排気管
７ａ，７ｂの分岐部には排気ガスの流路切換バル
ブ９が設けてある。また、上記フイルタ部材８の
上流にはこれに近接してバーナ１０が設けてあ
る。このバーナ１０では燃料供給装置および空気
供給装置（いずれも図示せず）よりそれぞれ燃料
および空気が供給されて混合気がつくられ、燃焼
される。
上記第１および第２の排気管７ａ，７ｂの合流
部には排気ガス再循環用の管路１１（以下、
EGRパイプという）の一端が接続され、他端は
上記吸気管３に接続されている。そしてEGRパ
イプ１１の途中には吸気管３へ還流される排気ガ
スの流量を調節するバルブ１２（以下、EGRバ
ルブという）が設けてある。
部には排気ガス再循環用の管路１１（以下、
EGRパイプという）の一端が接続され、他端は
上記吸気管３に接続されている。そしてEGRパ
イプ１１の途中には吸気管３へ還流される排気ガ
スの流量を調節するバルブ１２（以下、EGRバ
ルブという）が設けてある。
１３は制御装置であつて、上記切換バルブ９を
駆動するアクチユエータ１４、EGRバルブ１２、
バーナ１０等を制御する作用をなす。吸気マニホ
ールド４には真空ポンプ１５が設置してあり、こ
れはEGRバルブ１２を作動させる負圧を発生す
る。上記燃料噴射ポンプ５は噴射量調整ラツク
（図示せず）を有しており、ラツク位置を示す電
気信号が伝送線１６により制御装置１３に送られ
る。本体１には機関の回転数を検出する装置１７
が設けてあり、回転速度が電気信号により制御装
置１３に送られる。上記真空ポンプ１５とEGR
バルブ１２とを連通するパルプ１８には真空ポン
プ１５からEGRバルブ１２へ供給される負圧を
調整する電磁バルブ１９が設けてあり、この電磁
バルブ１９は制御装置１３から発信されるパルス
信号により開閉される。上記パイプ１８には一端
が大気に連通する絞り流路２０が設けてあり、
EGRバルブ１２の負圧室１２ａの負圧を除々に
逃す作用をなす。
駆動するアクチユエータ１４、EGRバルブ１２、
バーナ１０等を制御する作用をなす。吸気マニホ
ールド４には真空ポンプ１５が設置してあり、こ
れはEGRバルブ１２を作動させる負圧を発生す
る。上記燃料噴射ポンプ５は噴射量調整ラツク
（図示せず）を有しており、ラツク位置を示す電
気信号が伝送線１６により制御装置１３に送られ
る。本体１には機関の回転数を検出する装置１７
が設けてあり、回転速度が電気信号により制御装
置１３に送られる。上記真空ポンプ１５とEGR
バルブ１２とを連通するパルプ１８には真空ポン
プ１５からEGRバルブ１２へ供給される負圧を
調整する電磁バルブ１９が設けてあり、この電磁
バルブ１９は制御装置１３から発信されるパルス
信号により開閉される。上記パイプ１８には一端
が大気に連通する絞り流路２０が設けてあり、
EGRバルブ１２の負圧室１２ａの負圧を除々に
逃す作用をなす。
次に、本実施例の作動について説明すれば、通
常時、切換バルブ９は第１の排気管７ａを開路し
ており、排気ガス全量がフイルタ部材８を流通
し、排気ガス中の微粒子が捕集される。また、排
気ガスの一部はEGRパイプ１１よりEGRバルブ
１２にて調量されて吸気管３に再循環し、これに
よりNOX排出が低減される。
常時、切換バルブ９は第１の排気管７ａを開路し
ており、排気ガス全量がフイルタ部材８を流通
し、排気ガス中の微粒子が捕集される。また、排
気ガスの一部はEGRパイプ１１よりEGRバルブ
１２にて調量されて吸気管３に再循環し、これに
よりNOX排出が低減される。
車両の走行距離あるいは燃料消費量が所定値に
達すると、制御装置１３からの信号により切換バ
ルブ９が回動してバイパス流路をなす第２の排気
管７ｂが開路され排気ガスが流入する。これと同
時にバーナ１０が燃焼を開始し、フイルタ部材８
が加熱され、捕集されている微粒子は焼却除去さ
れる。
達すると、制御装置１３からの信号により切換バ
ルブ９が回動してバイパス流路をなす第２の排気
管７ｂが開路され排気ガスが流入する。これと同
時にバーナ１０が燃焼を開始し、フイルタ部材８
が加熱され、捕集されている微粒子は焼却除去さ
れる。
ところで、微粒子の焼却除去によるフイルタ再
生中は排気ガス中の微粒子は除去されることなく
排気ガスとともに第２の排気管７ｂより排出され
ることになる。特にEGR装置を備えたデイーゼ
ル内燃機関では、これを備えていないものに比し
て２倍程度の微粒子排出量となる。そこでフイル
タ再生中における微粒子排出量抑制のために排気
ガス再循環量（以下EGR量という）を低下させ
る制御について説明する。
生中は排気ガス中の微粒子は除去されることなく
排気ガスとともに第２の排気管７ｂより排出され
ることになる。特にEGR装置を備えたデイーゼ
ル内燃機関では、これを備えていないものに比し
て２倍程度の微粒子排出量となる。そこでフイル
タ再生中における微粒子排出量抑制のために排気
ガス再循環量（以下EGR量という）を低下させ
る制御について説明する。
デイーゼル内燃機関のEGR量制御手段として
は、通常、マツプ式制御が用いられている。マツ
プ式制御は、機関の回転数、ならびに負荷すなわ
ち噴射ポンプのラツク位置の２つをパラメータと
して、これ等のあらゆる組合せに対するEGRバ
ルブの開弁度を予め定めてこれを電気的に制御装
置に記憶させ、実際の走行時にはエンジン回転
数、ラツク位置を常時検出し、これ等により決ま
る開弁度にEGR弁を開閉制御するものである。
は、通常、マツプ式制御が用いられている。マツ
プ式制御は、機関の回転数、ならびに負荷すなわ
ち噴射ポンプのラツク位置の２つをパラメータと
して、これ等のあらゆる組合せに対するEGRバ
ルブの開弁度を予め定めてこれを電気的に制御装
置に記憶させ、実際の走行時にはエンジン回転
数、ラツク位置を常時検出し、これ等により決ま
る開弁度にEGR弁を開閉制御するものである。
本発明の上記実施例においては、EGRバルブ
開度は、制御装置１３より電磁バルブ１９に周期
的に送られる電気パルスのパルス幅を調整するこ
とにより制御される。すなわち、パルス幅が長く
なればEGRバルブ負圧室１２ａの負圧が高くな
りバルブのリフト量が増大し、EGR量が増大す
る。従つて、エンジン回転数とラツク位置に対応
する電気パルス幅を予め電気的に記憶させること
により適正なEGR量の制御が可能となる。以下
の説明において、上記のエンジン状態と電気パル
ス幅の関係をマツプと称する。
開度は、制御装置１３より電磁バルブ１９に周期
的に送られる電気パルスのパルス幅を調整するこ
とにより制御される。すなわち、パルス幅が長く
なればEGRバルブ負圧室１２ａの負圧が高くな
りバルブのリフト量が増大し、EGR量が増大す
る。従つて、エンジン回転数とラツク位置に対応
する電気パルス幅を予め電気的に記憶させること
により適正なEGR量の制御が可能となる。以下
の説明において、上記のエンジン状態と電気パル
ス幅の関係をマツプと称する。
フイルタ再生時にEGR量を低下させるには、
通常状態でのEGR量を定めるマツプＡと、EGR
量を低減させるマツプＢを用意し、フイルタ再生
時にはマツプＢにて制御を行なうことにより
EGR量を適正に低下せしめる。必要によつては
フイルタ再生時にEGRを行なわない場合もあり
得る。なお、フイルタ再生時にEGR量を減少さ
せると微粒子の排出量は低下するが、NOXの排
出量は増加する。EGR量の減少を具体的にどの
程度にするかは個々のエンジンの特性により決め
られる。
通常状態でのEGR量を定めるマツプＡと、EGR
量を低減させるマツプＢを用意し、フイルタ再生
時にはマツプＢにて制御を行なうことにより
EGR量を適正に低下せしめる。必要によつては
フイルタ再生時にEGRを行なわない場合もあり
得る。なお、フイルタ再生時にEGR量を減少さ
せると微粒子の排出量は低下するが、NOXの排
出量は増加する。EGR量の減少を具体的にどの
程度にするかは個々のエンジンの特性により決め
られる。
第２図は装置の作動を示すタイムチヤートであ
つて、排気ガスの流れがフイルタ部材８を設けた
第１の排気管７ａからバイパス流路の第２の排気
管７ｂに切換えられると同時にバーナ１０の燃焼
作用がなされ、またEGR量制御がマツプＡによ
る制御からマツプＢによる制御に切換えられる。
そしてバーナ１０はフイルタ部材８に捕集された
微粒子を燃焼除去するに必要な熱量を供給した後
その作動を停止し、上記熱量により微粒子が燃焼
除去されるに必要な時間経過時に排気ガスの流路
がフイルタ部材８側に切換えられるとともに
EGR量制御はマツプＢからマツプＡに切換えら
れる。
つて、排気ガスの流れがフイルタ部材８を設けた
第１の排気管７ａからバイパス流路の第２の排気
管７ｂに切換えられると同時にバーナ１０の燃焼
作用がなされ、またEGR量制御がマツプＡによ
る制御からマツプＢによる制御に切換えられる。
そしてバーナ１０はフイルタ部材８に捕集された
微粒子を燃焼除去するに必要な熱量を供給した後
その作動を停止し、上記熱量により微粒子が燃焼
除去されるに必要な時間経過時に排気ガスの流路
がフイルタ部材８側に切換えられるとともに
EGR量制御はマツプＢからマツプＡに切換えら
れる。
第３図はEGR量とNOX排出量ならびに微粒子
排出量の関係を示すもので、通常のEGR、すな
わちマツプＡによるEGR量の制御を行なつた状
態で排気ガスを上記第２の排気管７ｂによりバイ
パスさせると多量の微粒子が黒煙となつて排出さ
れるのであるが、フイルタ再生時にマツプＢによ
る制御、特に図示の領域Ｃのような範囲に切換え
るとNOX排出量を大きく増加させることなく、
微粒子排出量を低減することができる。ここで、
NOX排出量が全体としてどの程度増加するかは
次の見積りで推定することができる。
排出量の関係を示すもので、通常のEGR、すな
わちマツプＡによるEGR量の制御を行なつた状
態で排気ガスを上記第２の排気管７ｂによりバイ
パスさせると多量の微粒子が黒煙となつて排出さ
れるのであるが、フイルタ再生時にマツプＢによ
る制御、特に図示の領域Ｃのような範囲に切換え
るとNOX排出量を大きく増加させることなく、
微粒子排出量を低減することができる。ここで、
NOX排出量が全体としてどの程度増加するかは
次の見積りで推定することができる。
本発明による微粒子浄化装置はほぼ200Km〜300
Km走行ごとに、例えば毎時60Kmで３時間〜５時間
走行ごとにフイルタ再生作動を行ない再生時間は
約３分〜４分である。そしてフイルタ再生時に
NOXの排出量が通常時の２倍となつたと仮定し
ても総排出量としてのNOX排出量の増加は1.3％
〜2.2％程度であつて、フイルタ再生作動の環境
に与える影響はほとんど無視し得る程度におさえ
ることができる。また通常時のNOX排出量を
EGR量の調整により２％程度低減すれば、フイ
ルタ再生時のNOX排出量増大分を総排出量とし
てはほぼ完全になくすることができる。
Km走行ごとに、例えば毎時60Kmで３時間〜５時間
走行ごとにフイルタ再生作動を行ない再生時間は
約３分〜４分である。そしてフイルタ再生時に
NOXの排出量が通常時の２倍となつたと仮定し
ても総排出量としてのNOX排出量の増加は1.3％
〜2.2％程度であつて、フイルタ再生作動の環境
に与える影響はほとんど無視し得る程度におさえ
ることができる。また通常時のNOX排出量を
EGR量の調整により２％程度低減すれば、フイ
ルタ再生時のNOX排出量増大分を総排出量とし
てはほぼ完全になくすることができる。
以上述べたように本発明においては、フイルタ
再生時には排気ガスをフイルタ部材を通さずに排
出する。このためフイルタ再生時間は可及的に短
かいことが微粒子排出量を少なくする上で好まし
い。そこで本発明は更に短時間でフイルタ再生を
可能にする手段を提供する。
再生時には排気ガスをフイルタ部材を通さずに排
出する。このためフイルタ再生時間は可及的に短
かいことが微粒子排出量を少なくする上で好まし
い。そこで本発明は更に短時間でフイルタ再生を
可能にする手段を提供する。
フイルタ部材に捕集される微粒子は大部分がカ
ーボン微粒子であるために、約600℃の加熱でこ
れを焼却除去できる。一方、バーナの燃焼ガス温
度はバーナの出口で約1400℃、フイルタ入口部で
約1000℃程度であり、必要な加熱温度より可成り
高い。また、バーナ燃焼ガスの流量は発熱量毎時
3000キロカロリーの場合、常温換算で毎分約65
、毎時10000キロカロリーの場合、同様に毎分
220程度である。このようにバーナ燃焼ガスは
必要なフイルタ加熱温度より高く、また流量は少
ない。その結果、フイルタ部材の下流側まで加熱
するには可成りの時間を要し、フイルタ温度は
800℃〜1000℃といつた必要以上の高い温度とな
る。
ーボン微粒子であるために、約600℃の加熱でこ
れを焼却除去できる。一方、バーナの燃焼ガス温
度はバーナの出口で約1400℃、フイルタ入口部で
約1000℃程度であり、必要な加熱温度より可成り
高い。また、バーナ燃焼ガスの流量は発熱量毎時
3000キロカロリーの場合、常温換算で毎分約65
、毎時10000キロカロリーの場合、同様に毎分
220程度である。このようにバーナ燃焼ガスは
必要なフイルタ加熱温度より高く、また流量は少
ない。その結果、フイルタ部材の下流側まで加熱
するには可成りの時間を要し、フイルタ温度は
800℃〜1000℃といつた必要以上の高い温度とな
る。
そこで本発明は、バーナの燃焼ガスに排気ガス
を適当量混入せしめてフイルタ部材に流れるバー
ナ燃焼ガスの温度を低下させ、かつ流量を増加さ
せることにより、フイルタ部材を必要以上に加熱
することなく、かつ迅速にフイルタ部材を再生せ
しめるものである。
を適当量混入せしめてフイルタ部材に流れるバー
ナ燃焼ガスの温度を低下させ、かつ流量を増加さ
せることにより、フイルタ部材を必要以上に加熱
することなく、かつ迅速にフイルタ部材を再生せ
しめるものである。
この排気ガス混入手段の実施例を第４図および
第５図に示す。第４図の実施例では、上記第１お
よび第２の排気管７ａ，７ｂへのガス流路の切換
えをなす切換バルブ９に小径の多数の穴９ａが設
けてあり、この穴によりフイルタ再生時における
排気ガスの供給を行なう。穴径は0.5mm〜3.0mm程
度でよい。第５図の実施例では、切換バルブ９と
排気管７の一部をなす切換バルブハウジングとの
間に間隙２１が設けてある。しかして上記の穴９
ａあるいは間隙２１よりフイルタ再生時に排気ガ
スの適当量がバーナ燃焼ガスに補給されて燃焼ガ
ス量が増加し、フイルタ部材全体を600℃以上に
迅速に加熱でき、フイルタ再生時間を短縮するこ
とができる。
第５図に示す。第４図の実施例では、上記第１お
よび第２の排気管７ａ，７ｂへのガス流路の切換
えをなす切換バルブ９に小径の多数の穴９ａが設
けてあり、この穴によりフイルタ再生時における
排気ガスの供給を行なう。穴径は0.5mm〜3.0mm程
度でよい。第５図の実施例では、切換バルブ９と
排気管７の一部をなす切換バルブハウジングとの
間に間隙２１が設けてある。しかして上記の穴９
ａあるいは間隙２１よりフイルタ再生時に排気ガ
スの適当量がバーナ燃焼ガスに補給されて燃焼ガ
ス量が増加し、フイルタ部材全体を600℃以上に
迅速に加熱でき、フイルタ再生時間を短縮するこ
とができる。
次に本発明の微粒子浄化装置を内燃機関の排気
マニホールドに組込んだ実施例を説明する。
マニホールドに組込んだ実施例を説明する。
第６図および第７図の実施例において、収納容
器２２の上部には機関の各気筒に対応する排気ガ
ス入口２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが形成さ
れている。容器内には隔壁２３により上下に仕切
られており、上室は排気集合部を形成する。隔壁
２３には上下の両室を連通する連絡孔２４が設け
てある。下室にはフイルタ部材８ａ，８ｂが並設
してあり、フイルタ部材８ａと容器内壁との間に
は空間２５が形成され、フイルタ部材８ｂと容器
壁との間には上記連絡孔２４と連通するガス流路
切換部をなす空間２６が形成されており、上記空
間２５は図示しない流路を介し開口２７によりガ
ス流路切換部２６と連通している。またガス流路
切換部２６の底部にはバーナ１０が設置してお
り、また側壁には排気管７が接続されている。排
気管７は分岐部２８においてEGRパイプ（図示
せず）に接続される。上記ガス流路切換部２６に
は上記連絡孔２４をフイルタ部材８ａ，８ｂ側ま
たは排気管７側のいずれかへ選択的に連通せしめ
る作動をなす切換バルブ９が設置してある。
器２２の上部には機関の各気筒に対応する排気ガ
ス入口２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが形成さ
れている。容器内には隔壁２３により上下に仕切
られており、上室は排気集合部を形成する。隔壁
２３には上下の両室を連通する連絡孔２４が設け
てある。下室にはフイルタ部材８ａ，８ｂが並設
してあり、フイルタ部材８ａと容器内壁との間に
は空間２５が形成され、フイルタ部材８ｂと容器
壁との間には上記連絡孔２４と連通するガス流路
切換部をなす空間２６が形成されており、上記空
間２５は図示しない流路を介し開口２７によりガ
ス流路切換部２６と連通している。またガス流路
切換部２６の底部にはバーナ１０が設置してお
り、また側壁には排気管７が接続されている。排
気管７は分岐部２８においてEGRパイプ（図示
せず）に接続される。上記ガス流路切換部２６に
は上記連絡孔２４をフイルタ部材８ａ，８ｂ側ま
たは排気管７側のいずれかへ選択的に連通せしめ
る作動をなす切換バルブ９が設置してある。
第６図はフイルタ部材に排気ガスを流す通常時
の状態を示すもので、排気ガスは白い矢印で示す
ように連絡孔２４からフイルタ部材８ａ，８ｂを
通り、該部材により微粒子が捕集された排気ガス
は図示しない流路および開口２７を経て排気管７
より排出される。またその一部はEGR量装置へ
循環する。
の状態を示すもので、排気ガスは白い矢印で示す
ように連絡孔２４からフイルタ部材８ａ，８ｂを
通り、該部材により微粒子が捕集された排気ガス
は図示しない流路および開口２７を経て排気管７
より排出される。またその一部はEGR量装置へ
循環する。
第７図はフイルタ再生時の状態を示すもので、
切換バルブ９が切換えられて排気ガスは連絡孔２
４から流路切換部２６を経て排気管７へと流れ
る。このとき、バーナ１０が作動し、燃焼ガスを
供給してフイルタ部材８ａ，８ｂを加熱し、これ
によりフイルタ部材８ａ，８ｂに捕集されている
微粒子は燃焼除去される。なお、このフイルタ再
生時にはEGR量制御はマツプＢに切換えられる。
切換バルブ９が切換えられて排気ガスは連絡孔２
４から流路切換部２６を経て排気管７へと流れ
る。このとき、バーナ１０が作動し、燃焼ガスを
供給してフイルタ部材８ａ，８ｂを加熱し、これ
によりフイルタ部材８ａ，８ｂに捕集されている
微粒子は燃焼除去される。なお、このフイルタ再
生時にはEGR量制御はマツプＢに切換えられる。
次に第８図は別の実施例を示すもので、上記第
６図、第７図に示す実施例では、EGRパイプへ
の排気ガスの取出口２８は、排気ガスとフイルタ
部材８ａ，８ｂを加熱したバーナ燃焼ガスとが合
流する部分に設けてあるのに対して、本実施例で
は、フイルタ部材８ａ，８ｂを加熱したバーナ燃
焼ガスの出口部たる空間２５にEGRパイプ１１
が接続されている。他の構造は上記実施例と実質
的に同一である。
６図、第７図に示す実施例では、EGRパイプへ
の排気ガスの取出口２８は、排気ガスとフイルタ
部材８ａ，８ｂを加熱したバーナ燃焼ガスとが合
流する部分に設けてあるのに対して、本実施例で
は、フイルタ部材８ａ，８ｂを加熱したバーナ燃
焼ガスの出口部たる空間２５にEGRパイプ１１
が接続されている。他の構造は上記実施例と実質
的に同一である。
すなわち、本実施例はフイルタ再生時のEGR
ガスとしてその大部分がバーナ燃焼ガスを用いる
ことができる。バーナ燃焼ガスは、機関排気ガス
に比べガス中の二酸化炭素濃度が高く、EGRガ
スとして用いるときは少量で効果的にNOXを低
減することができる。また同時にEGRガスが少
量ですむので微粒子排出量の増加も少くすること
ができる効果もある。
ガスとしてその大部分がバーナ燃焼ガスを用いる
ことができる。バーナ燃焼ガスは、機関排気ガス
に比べガス中の二酸化炭素濃度が高く、EGRガ
スとして用いるときは少量で効果的にNOXを低
減することができる。また同時にEGRガスが少
量ですむので微粒子排出量の増加も少くすること
ができる効果もある。
以上説明したように、本発明においては、フイ
ルタ部材に捕集された微粒子を燃焼除去するフイ
ルタ再生時に、EGR量を通常時よりも少く制御
することによりフイルタ再生時の微粒子排出量の
増加を回壁することができる。またフイルタ再生
時にバーナ燃焼ガスに適当量の排気ガスを補給す
ることによりフイルタ再生制御を短縮することが
できる。またEGRガスとしてバーナ燃焼ガスを
用いることにより、微粒子排出量およびNOX排
出量の大幅な増大を回避することができる。
ルタ部材に捕集された微粒子を燃焼除去するフイ
ルタ再生時に、EGR量を通常時よりも少く制御
することによりフイルタ再生時の微粒子排出量の
増加を回壁することができる。またフイルタ再生
時にバーナ燃焼ガスに適当量の排気ガスを補給す
ることによりフイルタ再生制御を短縮することが
できる。またEGRガスとしてバーナ燃焼ガスを
用いることにより、微粒子排出量およびNOX排
出量の大幅な増大を回避することができる。
しかして本発明は内燃機関、特にデイーゼル内
燃機関における黒煙排出防止に極めて有効かつ実
用的な手段を提供するものである。
燃機関における黒煙排出防止に極めて有効かつ実
用的な手段を提供するものである。
第１図は本発明による微粒子浄化装置を用いた
内燃機関の全体構成図、第２図は装置作動のタイ
ムチヤートを示す図、第３図はEGR量と微粒子
排出量およびNOX排出量の関係を示す図、第４
図および第５図はそれぞれ本発明装置のガス流路
切換バルブの実施例を示す図、第６図ないし第８
図はそれぞれ本発明装置実施例の要部を示す断面
図である。 １……内燃機関本体、６……排気マニホール
ド、７……排気管、７ｂ……バイパス流路、８，
８ａ，８ｂ……フイルタ部材、９……ガス流路切
換バルブ、１０……バーナ、１１……排気ガス再
循環パイプ、１３……装置作動制御装置。
内燃機関の全体構成図、第２図は装置作動のタイ
ムチヤートを示す図、第３図はEGR量と微粒子
排出量およびNOX排出量の関係を示す図、第４
図および第５図はそれぞれ本発明装置のガス流路
切換バルブの実施例を示す図、第６図ないし第８
図はそれぞれ本発明装置実施例の要部を示す断面
図である。 １……内燃機関本体、６……排気マニホール
ド、７……排気管、７ｂ……バイパス流路、８，
８ａ，８ｂ……フイルタ部材、９……ガス流路切
換バルブ、１０……バーナ、１１……排気ガス再
循環パイプ、１３……装置作動制御装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 排気ガスの一部を吸気系へ還流せしめる排気
ガス再循環装置を備え、排気管には排気ガス中の
カーボンを主成分とする微粒子を捕集する微粒子
捕集フイルタと、該フイルタに捕集された微粒子
を加熱して燃焼除去しフイルタを再生させるバー
ナを設置した内燃機関のカーボン微粒子浄化装置
において、排気管に上記フイルタを通過せずに排
気ガスを排出するバイパス流路を設けるととも
に、上記フイルタの上流側および下流側のいずれ
かに排気ガスの経路を切換えるための流路切換バ
ルブを設け、通常時には排気ガスをフイルタに流
通させフイルタによる微粒子捕集量が所定値に達
したときには排気ガス流路を上記バイパス流路に
切換えるべく切換バルブを作動させるとともに上
記バーナを作動させ、かつ排気ガス再循環量を通
常時よりも少量に制御する制御機構を具備せしめ
たことを特徴とする内燃機関のカボン微粒子浄化
装置。 ２ 上記流路切換バルブに微少量の排気ガスが流
通する間隙を設けた特許請求の範囲第１項記載の
内燃機関のカーボン微粒子浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP670781A JPS57119121A (en) | 1981-01-19 | 1981-01-19 | Carbon fine particle purifier of internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP670781A JPS57119121A (en) | 1981-01-19 | 1981-01-19 | Carbon fine particle purifier of internal combustion engine |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62047300A Division JPS639619A (ja) | 1987-03-02 | 1987-03-02 | 内燃機関のカ−ボン微粒子浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57119121A JPS57119121A (en) | 1982-07-24 |
| JPS637251B2 true JPS637251B2 (ja) | 1988-02-16 |
Family
ID=11645766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP670781A Granted JPS57119121A (en) | 1981-01-19 | 1981-01-19 | Carbon fine particle purifier of internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57119121A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6050209A (ja) * | 1983-08-29 | 1985-03-19 | Mitsubishi Motors Corp | ディ−ゼルエンジンの排ガス再循環装置 |
| JPH0617644B2 (ja) * | 1984-03-02 | 1994-03-09 | 三菱自動車工業株式会社 | デイ−ゼルパテイキユレ−ト捕集部材保護装置 |
| JPH0324819Y2 (ja) * | 1985-02-22 | 1991-05-30 | ||
| JPH0424096Y2 (ja) * | 1985-10-30 | 1992-06-05 |
-
1981
- 1981-01-19 JP JP670781A patent/JPS57119121A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57119121A (en) | 1982-07-24 |
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