CN102016245A - 废气净化装置 - Google Patents

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Abstract

一种废气净化装置，其设于发动机上，能够以简单的构成高效地执行利用化学反应使过滤装置的PM捕集能力恢复的过滤器再生控制。本发明的废气净化装置具备：配置于发动机(5)的排气路径的废气净化用的微粒过滤器(50)、由发动机(5)的动力驱动的作业部用液压泵(101)、可检测微粒过滤器(50)的堵塞状态的压力传感器(68)、用于使作业部用液压泵(101)的动作量强制增大的压力调节阀(104)及切换电磁阀(106)。通过基于压力传感器(68)的检测信息的压力调节阀(104)的压力调节使作业部用液压泵(101)的喷出压力增大，由此执行使发动机负荷增大的过滤器再生控制。

Description

废气净化装置
技术领域
本发明涉及柴油发动机那样的内燃机，涉及用于对废气进行净化处理的废气净化装置。
背景技术
目前，内燃机、特别是柴油发动机中，为进行废气净化，使用微粒过滤器(以下称作过滤器)捕集废气中的粒子状物质(以下称作PM)等。该情况下，当由过滤器捕集的PM超过规定量时，过滤器内的流通阻力增大，导致发动机输出降低，因此也要进行除去堆积于过滤器的PM，使过滤器的PM捕集能力恢复(使过滤器再生)。
作为这种再生方式之一例，有化学反应型再生方式。化学反应型再生方式是指，通过发动机的排气路径中处于过滤器的上游侧的氧化催化剂将废气中的NO(一氧化氮)氧化成不稳定的NO2(二氧化氮)，使用NO2返回NO时放出的O(氧)将PM氧化除去。通过利用这种氧化催化剂的氧化作用，可以进行发动机驱动中的过滤器再生。
但是，化学反应型再生方式，若废气温度不为可再生温度(例如约300℃)以上，则不能进行上述的化学反应。即，当持续废气温度不足可再生温度的状态时，PM大量堆积于过滤器内，其结果会引起过滤器堵塞，因此，在PM堆积量达到规定量的情况下，需要将废气温度提高到可再生温度以上。
这一点上，在专利文献1中公开了，在发动机的排气路径中带氧化催化剂的过滤器的上游侧设置电热式的加热器，利用加热器加热使导向带氧化催化剂的过滤器的废气温度上升。
专利文献1：(日本)特开2001-280121号公报
但是，在专利文献1的构成中，由于需要用于进行废气升温的专用的加热器，所以存在零件数量增多，成为成本上升的一个原因的问题。另外，加热器进行的废气的加热不得不是局部的，不能均匀地加热废气，因此，不仅不能将废气均匀地净化，而且与加热器接近的带氧化催化剂的过滤器的温度也不均匀，也存在带氧化催化剂的过滤器上可能产生裂纹等损伤的问题。
发明内容
于是，本发明的技术课题在于，提供消除了这些问题的废气净化装置。
第一方面提供一种废气净化装置，其构成为具备：配置于发动机的排气路径的废气净化用的过滤装置、由所述发动机的动力驱动的液压负荷机构、可检测所述过滤装置的堵塞状态的堵塞检测装置、用于使所述液压负荷机构的动作量强制增大的强制动作阀装置，利用基于所述堵塞检测装置的检测信息的所述强制动作阀装置的动作，使所述液压负荷机构的动作量增大，由此维持发动机转速，同时使发动机负荷增大，使所述过滤装置再生。
第二方面在第一方面的基础上，提供废气净化装置，其中，所述强制动作阀装置是在作为所述液压负荷机构的作业部用液压泵和处于所述作业部用液压泵的下游侧的作业部液压回路之间设置的压力调节阀，所述压力调节阀的构成为，将所述作业部液压回路侧的压力流量保持在一定，能够使所述作业部用液压泵侧的压力增大。
第三方面在第二方面的基础上，提供废气净化装置，其中，所述压力调节阀的构成为，以在发动机负荷在预先设定的基准负荷值以下的情况下使所述作业部用液压泵侧的压力增大规定压力的量的方式动作。
第四方面在第三方面的基础上，提供废气净化装置，其中，在发动机负荷超过所述基准负荷值的情况下，解除所述压力调节阀进行的所述作业部用液压泵侧的压力增大。
根据本发明，具备配置于发动机的排气路径的废气净化用的过滤装置、由所述发动机的动力驱动的液压负荷机构、可检测所述过滤装置的堵塞状态的堵塞检测装置、使所述液压负荷机构的动作量强制增大的强制动作阀装置，通过基于所述堵塞检测装置的检测信息的所述强制动作阀装置的动作，使所述液压负荷机构的动作量增大，由此维持发动机转速，同时使发动机负荷增大，使所述过滤装置再生，因此，例如即使现时刻的发动机的驱动状态为不能将PM氧化除去而堆积于所述过滤装置的状态，也能够强制地使废气温度上升，将PM氧化除去，实现不拘泥于所述发动机的驱动状态(转速或负荷的状态)而能够可靠地恢复所述过滤装置的PM捕集能力的效果。
附图说明
图1是第一实施方式的拖拉机的侧面图；
图2是拖拉机的平面图；
图3是表示发动机及废气净化装置的关系的功能框图；
图4是拖拉机的作业部液压回路图；
图5是微粒过滤器的放大侧面剖面图；
图6是电子调节器控制器的功能框图；
图7是表示发动机负荷和发动机转速的关系的说明图；
图8是过滤器再生控制的流程图；
图9是表示强制动作阀装置的周边构造的其它例的功能框图；
图10是表示强制动作阀装置的第二实施方式的功能框图；
图11是表示第二实施方式的强制动作阀装置的周边构造的其它例的功能框图。
符号说明
5发动机
30节流阀杆
44燃料喷射泵
50作为过滤装置的微粒过滤器
53氧化催化剂
54过滤器主体
68作为堵塞检测装置的压力传感器
80作为控制装置的控制器
87电子调节器
88发动机旋转传感器
89齿条位置传感器
101作为液压负荷机构的作业部用液压泵
104压力调节阀
106切换电磁阀
具体实施方式
下面，基于将具体化了本发明的实施方式适用于拖拉机的发动机的情况的附图(图1～图11)进行说明。另外，图2中为了方便而省略了驾驶室的图示。
(1).拖拉机的概要
首先，参照图1及图2对拖拉机1的概要进行说明。
第一实施方式的拖拉机1的行驶机体2通过作为行驶部的左右一对前车轮3和相同的左右一对后车轮4支持。通过由搭载于行驶机体2的前部的柴油式发动机5驱动后车轮4及前车轮3，使拖拉机1前后行驶。发动机5由发动机罩6覆盖。在发动机5的下面侧设有用于贮存对发动机5内的曲轴(图示省略)等进行润滑的润滑油的油盘10。
在行驶机体2的上面设有驾驶室7，在该驾驶室7的内部配置有操纵座席8、和通过进行转向而使前车轮3的操纵方向左右动作的操纵转向盘(圆转向盘)9。在驾驶室7的底部的下侧设有向发动机5供给燃料的燃料罐11。
驾驶室7内的操纵转向盘9设于在操纵座席8的前方立设的转向柱25上。在转向柱25的右侧配置有设定保持发动机5的输出转速的节流阀杆30、和用于对行驶机体2进行制动操作的左右一对制动踏板31。在转向柱25的左侧配置有用于将行驶机体2的行进方向按前进和后退切换操作的前后行切换杆32、用于使主离合器(图示省略)进行切断动作的离合器踏板33。在转向柱25的背面侧配置有用于将左右制动踏板31保持在踏入位置的驻车制动杆34。
在驾驶室7内的地板28中的转向柱25的右侧配置有加速踏板35，该加速踏板35将由节流阀杆30设定的发动机转速作为最低转速，用于在其以上的范围使发动机转速增减速。
在操纵座席8的左侧配置有用于将来自后述的变速箱17的输出范围切换为低速和高速的副变速杆40、和用于对后述的PTO轴23的驱动速度进行切换操作的PTO变速杆36。在操纵座席8的右侧配置有变速操作用的主变速杆38、和用于手动变更调节后述的回转式耕耘机15的高度位置的作业部定位杆39。在操纵座席8的下方配置有差速器踏板37，该差速器踏板37用于执行等速旋转驱动左右的后车轮4的操作。
另一方面，行驶机体2由具有前减震器12及前车轴壳13的发动机构架14、和通过螺栓拆装自如地固定于发动机构架14的后部的左右的机体构架16构成。在机体构架16的后部搭载有对来自发动机5的旋转动力适宜变速并传递给前后四轮3、3、4、4的变速箱17。后车轮4经由以从变速箱17的外侧面向外突出的方式安装的后车轴壳18被安装于变速箱17。左右的后车轮4的上方由固定于机体构架16的挡泥板19覆盖。
在变速箱17的后部上面可拆装地安装有用于使作为作业部的回转式耕耘机15进行升降动作的液压式升降机构20。回转式耕耘机15经由由上联杆22及一对左右下联杆21构成的3点联杆机构连结于变速箱17的后部。在变速箱17的后侧面向后突设有用于向回转式耕耘机15传递PTO驱动力的PTO轴23。
在液压式升降机构20上设有通过单动形的升降控制液压缸95(参照图4)能够上下转动的一对左右提升臂96。朝向行进方向经由左提升杆97将左侧的下联杆21和提升臂96连结。朝向行进方向经由作为右提升杆的复动形的倾斜控制液压缸98及其活塞杆99将右侧的下联杆21和提升臂96连结。
(2).发动机及其周边的构造
其次，参照图3～图5对发动机及其周边的构造进行说明。
第一实施方式的拖拉机1的发动机5具备在上面联接了气缸盖41的气缸体(图示省略)，在气缸体的下面联接有润滑油贮存用的油盘10。在气缸盖41的一侧面连接有进气歧管42，在另一侧面连接有排气歧管43。在气缸体的侧面中的进气歧管42的下方设有用于向发动机5的各燃烧室(副室)内送入燃料的燃料喷射泵44(参照图6参照)。虽然详细内容未图示，但在进气歧管42的前端侧经由进气管45安装有空气滤清器。
该情况下，通过空气滤清器已经过滤了的空气经由进气管45及进气歧管42被导入发动机5的各气缸内(进气行程的气缸内)。而且，在各气缸的压缩行程结束时，将从燃料罐11吸取上来的燃料通过燃料喷射泵44压送到各燃烧室(副室)内，由此在各燃烧室进行伴随混合气的自着火燃烧的膨胀行程。
在排气歧管43的前端侧经由排气管46连接有作为过滤装置之一例的微粒过滤器50(以下称作过滤器)。在膨胀行程后的排气行程中从各气缸排出到排气歧管43的废气经排气管46及过滤器50进行净化处理后排出到外部。
过滤器50用于捕集废气中的粒子状物质(以下称作PM)等。第一实施方式的过滤器50在处于耐热金属材料制的外壳51内的大致筒型的过滤器壳52中串联排列地收容例如白金等氧化催化剂53和过滤器主体54。
进气歧管42及进气管45相当于发动机5的进气路径，排气歧管43及排气管46相当于发动机5的排气路径。在第一实施方式中，在过滤器壳52内的排气上游侧配置有氧化催化剂53，在排气下游侧配置有过滤器主体54。过滤器主体54为具有由多孔质的(可过滤的)隔壁划分出的多个单元的蜂窝构造。
在外壳51的一侧部设有与排气管46连通的排气导入口55。外壳51的一端部由第一底板56堵塞，过滤器壳52中面向第一底板56的一端部由第二底板57堵塞。在外壳51和过滤器壳52之间的环状间隙、以及在两底板56、57间的间隙，玻璃棉那样的隔热材料58以包围氧化催化剂53及过滤器主体54的周围的方式进行充填。
外壳51的另一侧部由两个盖板59、60堵塞，大致筒型的排气排出口61贯通这两个盖板59、60。另外，两盖板59、60之间成为经由多个连通管62连通于过滤器壳52内的共振室63。
将废气导入管65插入于形成在外壳51的一侧部的排气导入口55。废气导入管65的前端横截外壳51并向排气导入口55的相反侧的侧面突出。在废气导入管65的外周面形成有朝向过滤器壳52开口的多个连通孔66。废气导入管65中向排气导入口55的相反侧的侧面突出的部分由在其上可拆装地螺纹接合的盖体67堵塞。
在盖体67上作为检测过滤器主体54的堵塞状态的堵塞检测装置之一例设有压力传感器68。压力传感器68例如可以是利用压电电阻效应的众所周知的构造。该情况下，在过滤器主体54未堆积PM时，将(过滤器50为新品时)的过滤器50上游侧的压力Ps(基准压力值)预先存储于后述的控制器80的ROM82等，由压力传感器68检测在相同测定部位的现在的压力P，求出基准压力值Ps和压力传感器68的检测值P之差ΔP，基于该压力差ΔP换算(推定)过滤器主体54的PM堆积量(参照图8)。
另外，也可以在发动机5的排气路径中夹着过滤器50在上下游侧分别配置压力传感器，根据两者的检测值之差换算(推定)过滤器主体54的PM堆积量。
在上述的构成中，来自发动机5的废气经由排气导入口55进入废气导入管65，从形成于废气导入管65的各连通孔66向过滤器壳52内喷出，分散到过滤器壳52内的宽的区域后，按照从氧化催化剂53到过滤器主体54的顺序通过并被净化处理。废气中的PM在该阶段不能通过过滤器主体54的各单元间的多孔质的分隔壁而被捕集。之后，通过了氧化催化剂53及过滤器主体54的废气从排气排出口61被放出。
如果废气通过氧化催化剂53及过滤器主体54时，废气温度超过能够再生的温度(例如约300℃)，则因氧化催化剂53的作用而废气中的NO(一氧化氮)氧化成不稳定的NO2(二氧化氮)。而且，通过NO2返NO时放出的O(氧)将过滤器主体54上堆积L的PM氧化除去，由此使过滤器主体54的PM捕集能力恢复(过滤器主体54再生)。
另外，在发动机5的一侧面，作为液压负荷机构之一例，设有由发动机5的输出轴24的旋转动力驱动的作业部用液压泵101及先导泵102。作业部用液压泵101用于向处于液压式升降机构20内的升降控制液压缸95或倾斜控制液压缸98供给动作油。先导泵102用于向后述的切换电磁阀106施加先导压。
在两泵101、102上贯通从发动机5突出的输出轴24，两泵101、102通过输出轴24的旋转进行驱动。即，驱动两泵101、102的旋转轴(输出轴24)成为共有的1个轴。
作业部用液压泵101的吸引侧与作为动作油罐的变速箱17连接。作业部用液压泵101的喷出侧经由后述的带背压机构105的压力调节阀104与作业部液压回路103连接。先导泵102的吸引侧与作为动作油罐的变速箱17连接。先导泵102的喷出侧与切换电磁阀106的泵侧第一端口106a。
压力调节阀104为将作业部液压回路103侧的压力·流量保持为一定且用于二阶段地切换作业部用液压泵101侧的压力的部件，利用经由背压机构105的活塞105b的弹簧105c的弹力，在作业部用液压泵101侧没有压力上升的通常状态、和使作业部用液压泵101侧的压力增大规定压力的量的高压状态之间进行切换驱动。
切换电磁阀106是将来自先导泵102的先导压施加给压力调节阀104的背压机构105的3端口2位置切换形的电磁阀，利用基于来自后述的控制器80的控制信息的电磁螺线管107的励磁，在向背压机构105的背压室105a的先导压施加状态、和来自背压室105a的先导压排出状态之间进行切换驱动。
如上所述，切换电磁阀106的泵侧第一端口106a与先导泵102的喷出侧连接。切换电磁阀106的泵侧第二端口106b与作为动作油罐的变速箱17连接。切换电磁阀106的背压侧端口106c与背压机构105的背压室105a连接。
当切换电磁阀106切换驱动到先导压施加状态时，从先导泵102经过了切换电磁阀106的动作油流入背压机构105的背压室105a，通过经由活塞105b压缩弹簧105c，压力调节阀104切换驱动到使作业部用液压泵101侧的压力增大规定压力的量的高压状态。
于是，通过压力调节阀104的作用，作业部用液压泵101的喷出压力(也称为动作量或负荷)增大，随之发动机负荷增大。其结果是，为了维持节流阀杆30的设定转速，发动机输出(燃料喷射量)增大，废气温度上升。
当切换电磁阀106切换驱动到先导压排出状态时，从背压机构105的背压室105a流出动作油，弹簧105c利用自身的弹性恢复力而伸长，由此，利用压力调节阀104的作用，作业部用液压泵101的喷出压力降低至通常状态，随之发动机负荷减低。
该情况下，由于向作业部液压回路103侧供给与没有压力调节阀104的情况大致相同的压力及流量的动作油，因此，压力调节阀104的存在造成的对作业部液压回路103的影响被抑制在最小限度。
压力调节阀104和切换电磁阀106的组合相当于权利要求中记载的强制动作阀装置。另外，切换电磁阀106通常(没有来自控制器80的控制信息时)为顺畅地进行作业部用液压泵101和作业部液压回路103之间的动作油的循环供给而成为先导压排出状态。因此，压力调节阀104一般为在作业部用液压泵101侧没有压力上升的通常状态。
如图4所详示的那样，作业部液压回路103具备单动形的升降控制液压缸95和复动形的倾斜控制液压98，作业部用液压泵101经由分流弁113与用于控制动作油向升降控制液压缸95的供给的升降用液压切换阀111、和用于控制向倾斜控制液压缸98供给动作油的倾斜控制电磁阀112连接。
升降用液压切换阀111利用作业部定位杆39的手动操作可切换动作地构成。倾斜控制电磁阀112的构成为，通过与配置于液压式升降机构20的上面的滚动传感器(图示省略)及作业部位置传感器(图示省略)的检测信息相对应的电磁螺线管的驱动而自动地进行切换动作。
当由作业部定位杆39的手动操作对升降用液压切换阀111进行切换动作时，升降控制液压缸95进行伸缩驱动，使左右提升臂96升降转动。其结果是，经由左右下联杆21使回转式耕耘机15进行升降动作。
另外，当基于滚动传感器及作业机位置传感器的检测信息而倾斜控制电磁阀112自动地进行切换动作时，倾斜控制液压缸98进行伸缩驱动，从而活塞杆99的长度发生变化。其结果是，回转式耕耘机15经由左右下联杆21左右倾斜。另外，在作业部液压回路103还具备安全阀、流量调节阀、检查阀等(参照图4)。
(3).用于执行过滤器再生控制的构成
下面，参照图3、图6及图7说明用于执行过滤器再生控制的构成。
作为搭载于拖拉机1的控制装置的控制器80，通过利用基于压力传感器68的检测信息的压力调节阀104的压力调节，使作业部用液压泵101的喷出压力增大，由此执行使发动机负荷L增大的过滤器再生控制，除具备执行各种运算处理、控制的CPU81外，还具备用于存储控制程序或数据的ROM82、用于暂时存储控制程序或数据的RAM83、及输入输出接口等。
在控制器80上连接有设于燃料供给装置即燃料喷射泵44的电子调节器87、检测发动机转速的作为转速检测装置的发动机旋转传感器88、从燃料喷射泵44的齿条位置检测燃料喷射量的作为负荷检测装置的齿条位置传感器89、检测节流阀杆30的操作位置的节流阀电位计90、作为堵塞检测装置的压力传感器68、控制切换电磁阀106的驱动的电磁螺线管107。
当对节流阀杆30进行手动操作时，控制器80以发动机转速R达到节流阀杆30的设定转速的方式基于节流阀电位计90的检测信息驱动齿条驱动用的电磁螺线管(图示省略)，调节燃料喷射泵44的齿条位置。因此，发动机转速R被保持在与节流阀杆30的位置相对应的值。
(4).过滤器再生控制的说明
下面，参照图7及图8说明过滤器再生控制之一例。另外，成为压力调节阀104动作的触发器的基准负荷率、即基准负荷Ls(基准负荷值)被存储于控制器80的ROM82等并被预先设定。在此，所谓发动机5的负荷率是指将由齿条位置传感器89检测出的发动机负荷L的最高时设为100％，计算作业中的发动机负荷L的比率，空转状态的负荷率为0(零)。
图7所示的说明图是表示第一实施方式的发动机5驱动时的发动机转速R和发动机负荷L(也称为齿条位置)的关系的负荷图形LP的图。图7中，将发动机转速R作为横轴，将与齿条位置处于相关关系的发动机负荷L作为纵轴。该情况下，基准负荷值Ls由L＝Ls的水平的直线表示。
第一实施方式的负荷图形LP为向上的凸的线包围的区域，由表示废气温度为能够再生温度(例如约300℃)时的发动机转速R和发动机负荷L的关系的边界线BL上下分开。隔着边界线BL的上侧的区域为能够将堆积于过滤器主体54的PM氧化除去的(氧化催化剂53进行氧化作用)能够再生区域，下侧的区域为不能将PM氧化除去而堆积于过滤器主体54的不能再生区域。
使用图8所示的流程图说明过滤器再生控制的流程。首先，紧接着启动，读入预先存储于ROM82的基准负荷值Ls、齿条位置传感器109的检测值(发动机负荷L1)、发动机旋转传感器88的检测值(发动机转速R1)、预先存储于ROM82的基准压力值Ps、压力传感器68的检测值P(步骤S1)，根据基准压力值Ps和压力传感器68的检测值P的压力差ΔP的大小来判断对发动机输出带来故障时过滤器主体54上是否堆积PM(步骤S2)。
若在过滤器主体54没有堆积PM(S2：否)，则直接返回。若在过滤器主体54上堆积了PM(S2：是)，则过滤器50内的流通阻力增大，导致发动机输出降低。于是，判断现时刻的发动机负荷L1是否为基准负荷值Ls以下(步骤S3)。
现时刻的发动机负荷L1例如相当于驱动动力转向机构(图示省略)、液压式升降机构20、PTO轴23及后轮4等所需要的负荷的总和。若现时刻的发动机负荷L1比基准负荷值Ls大(S3：否)，则现时刻的发动机负荷L1处于可再生区域的可能性高，可以说是能够将堆积于过滤器主体54的PM氧化除去(氧化催化剂53进行氧化作用)的状态，因此，不需要使压力调节阀104动作。于是直接返回。
若现时刻的发动机负荷L1在基准负荷值Ls以下(S3：是)，则现时刻的发动机负荷L1处于不能再生区域的可能性高，不能将PM氧化除去而是堆积于过滤器主体54的状态。于是，控制器80使切换电磁阀106的电磁螺线管107励磁，将切换电磁阀106切换驱动为先导压施加状态(步骤S4)。
于是，压力调节阀104利用背压机构105的作用而被切换驱动为使作业部用液压泵101侧的压力增大规定压力的量的高压状态，由此，对作业部用液压泵101加上虚拟负荷ΔL，作业部用液压泵101的喷出压力增大。而且，伴随作业部用液压泵101的喷出压力的增大，发动机负荷L1超出边界线BL，增大与上述规定压力相对应的虚拟负荷ΔL的量，成为发动机负荷L2(＝L1+ΔL)。与此同时，为维持节流阀杆30的设定转速，发动机输出(燃料喷射量)增大，废气温度上升。
其结果是，在废气通过氧化催化剂53及过滤器主体54时，废气温度超过可再生温度，通过氧化催化剂53的作用将废气中的NO氧化成不稳定的NO2，通过NO2返回NO时放出的O(氧)将堆积于过滤器主体54的PM氧化除去，过滤器主体54的PM捕集能力恢复(过滤器主体54再生)。
在将切换电磁阀106切换驱动为先导压施加状态后，再次读入齿条位置传感器109的检测值(发动机负荷L2′)、和压力传感器68的检测值P′(步骤S5)，判断发动机负荷L2′是否超过了基准负荷值Ls(步骤S6)。
若发动机负荷L2′未超过基准负荷值Ls(S6：否)，则继续压力调节阀104的压力调节，所以返回步骤S5。若发动机负荷L2′超过了基准负荷值Ls(S6：是)，则称为即使没有虚拟负荷ΔL，例如仅通过驱动动力转向机构等所需的负荷的总和，也达到可再生区域的可能性高的状态。于是，为解除压力调节阀104的作业部用液压泵101的喷出压力增大，控制器80使切换电磁阀106的电磁螺线管107励磁，通过使切换电磁阀106返回先导压排出状态，将压力调节阀104切换驱动为通常状态，使作业部用液压泵101的喷出压力降低至本来的状态(步骤S7)。
根据以上的控制，利用基于压力传感器68的检测信息的压力调节阀104的压力调节，使作业部用液压泵101的喷出压力增大，由此，使发动机负荷L增大，其结果是废气温度上升，因此，例如即使现时刻的发动机负荷L1处于不能再生区域，不能将PM氧化除去而为堆积于过滤器主体54的状态，也能够使废气温度上升到可再生温度以上，将PM氧化除去，不限于发动机5的驱动状态(转速或负荷的状态)而能够可靠地恢复过滤器主体54的PM捕集能力。
另外，调节作业部用液压泵101的喷出压力的切换电磁阀106及压力调节阀104在发动机负荷L1为基准负荷值Ls以下的情况下动作，因此，例如在现时刻的发动机负荷L1处于可再生区域，将堆积于过滤器主体54的PM直接氧化除去的状态下，压力调节阀104维持在通常状态，不会从作业部用液压泵101向发动机5作用过剩的负荷。即，不能进行过滤器再生控制。因此，能够有效到执行过滤器50的再生，能够抑制伴随过滤器再生控制的燃耗的恶化。
另外，在发动机负荷L超过基准负荷值Ls的情况下，将压力调节阀104的压力调节解除，因此，由于作业部用液压泵101的负荷，不会对发动机5作用过剩的负荷。因此，能够可靠地抑制对作业部用液压泵101的虚拟负荷造成的发动机灭火，并且能够降低能量损失而有效地利用发动机输出。
(5).强制动作阀装置的周边构造的其它例
图9表示强制动作阀装置的周边构造的其它例。该其它例中，在没有第一实施方式的先导泵102，且将切换电磁阀106的泵侧第一端口106a与作业部用液压泵101的喷出侧连接这一点上与上述的实施方式不同。其它构成与第一实施方式相同。
如图9所示，也可以通过从作业部用液压泵101喷出的动作油的自身压力来控制压力调节阀104。即，只要以将作业部用液压泵101的喷出侧分支连接于切换电磁阀106的泵侧第一端口106a，利用来自控制器80的切换指令使自身压力流入背压机构105的背压室105a的方式构成即可。该情况下，通过使背压室105a的活塞截面积比压力调节阀104的调压室截面积大，可以进行压力调节阀104的切换驱动(压力调节)。采用这种构成时，与第一实施方式的情况相比，需要泵数减少，因此，构成变得简单，可以有助于制造成本的抑制。
(6).强制动作阀装置的第二实施方式
图10表示强制动作阀装置的第二实施方式。第二实施方式中，将ON·OFF控制型的切换电磁阀106变更为能够调节向背压室105a的动作油供给压力的先导压调节电磁阀116这一点上，与第一实施方式不同。
先导压调节电磁阀116的构成为，通过基于来自控制器80的控制信息的电磁螺线管117的励磁来调节对背压机构105的背压室105a施加的先导压。因此，压力调节阀104的作业部用液压泵101侧的调节压力根据经过了先导压调节电磁阀116的动作油供给压力进行调节。压力调节阀104的作业部液压回路103侧的压力与第一实施方式的情况相同地被保持在一定。另外，先导压调节电磁阀116通常(没有来自控制器80的控制信息时)以不对压力调节阀104施加先导压的方式设定。其它构成与第一实施方式相同。
其它例的过滤器再生控制的方式与第一实施方式基本上相同。该情况下，在图8的步骤S4中，控制器80使先导压调节电磁阀116的电磁螺线管117励磁，提高先导压调节电磁阀116的动作油供给压力，由此，提高压力调节阀104的调节压力，使发动机负荷L比基准负荷值Ls大。
在采用这种控制的情况下，也能够实现与第一实施方式相同的作用效果。特别是在第二实施方式中，由于可以任意变更先导压调节电磁阀116的动作油供给压力，所以可以任意地调节压力调节阀104的调节压力、进而调节发动机负荷L的上升幅度(虚拟负荷)ΔL。因此，对伴随过滤器再生控制的燃耗恶化的抑制发挥好的效果。
另外，在第二实施方式的情况下，如图11的其它例所示，也可通过从作业部用液压泵101喷出的动作油的自身压力控制压力调节阀104。即，也可构成为，将作业部用液压泵101的喷出侧分支连接于先导压调节电磁阀116的吸引侧，利用来自控制器80的切换指令向背压机构105的背压室105a流入自身压力。
(7).其它
本申请发明不限于上述的实施方式，可具体化为各种方式。例如应用本发明的发动机不限于柴油式，也可以是燃气发动机或汽油发动机。另外，不限于拖拉机等农业作业机上搭载的发动机，对于特殊作业用车辆、汽车或发电机等上搭载的发动机也可以应用本发明。另外，各部分的构成不限于图示的实施方式，在不脱离本发明的宗旨的范围内可进行各种变更。

Claims (4)

1.一种废气净化装置，其构成为具备：配置于发动机的排气路径的废气净化用的过滤装置；由所述发动机的动力驱动的液压负荷机构；能够检测所述过滤装置的堵塞状态的堵塞检测装置；用于使所述液压负荷机构的动作量强制增大的强制动作阀装置，利用基于所述堵塞检测装置的检测信息的所述强制动作阀装置的动作，使所述液压负荷机构的动作量增大，由此维持发动机转速，同时使发动机负荷增大，使所述过滤装置再生。
2.如权利要求1所述的废气净化装置，其中，所述强制动作阀装置是在作为所述液压负荷机构的作业部用液压泵和处于所述作业部用液压泵的下游侧的作业部液压回路之间设置的压力调节阀，所述压力调节阀的构成为，将所述作业部液压回路侧的压力流量保持在一定，能够使所述作业部用液压泵侧的压力增大。
3.如权利要求2所述的废气净化装置，其中，所述压力调节阀的构成为，以在发动机负荷在预先设定的基准负荷值以下的情况下使所述作业部用液压泵侧的压力增大规定压力的量的方式进行动作。
4.如权利要求3所述的废气净化装置，其中，在发动机负荷超过所述基准负荷值的情况下，解除所述压力调节阀进行的所述作业部用液压泵侧的压力增大。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107120198A (zh) * 2017-07-12 2017-09-01 恒天九五重工有限公司 液压工程机械发动机排放控制装置及方法
CN111214949A (zh) * 2019-11-29 2020-06-02 北京首钢冷轧薄板有限公司 脱硝催化装置防堵塞监控方法、装置、系统和存储介质
CN114183427A (zh) * 2021-12-09 2022-03-15 广西柳工机械股份有限公司 一种能加速驻车再生的液压系统、控制方法以及工程车辆

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011032975A (ja) * 2009-08-04 2011-02-17 Yanmar Co Ltd ディーゼル機関における排気ガス浄化装置
JP5132662B2 (ja) * 2009-11-27 2013-01-30 住友建機株式会社 建設機械のｄｐｆ強制再生回路
JP5359857B2 (ja) * 2009-12-25 2013-12-04 コベルコクレーン株式会社 建設機械
JPWO2011093400A1 (ja) * 2010-01-28 2013-06-06 日立建機株式会社 油圧作業機械の排気ガス浄化システム
JP2011163250A (ja) * 2010-02-12 2011-08-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 内燃機関の排気ガス処理方法及び装置
JP2011247157A (ja) * 2010-05-26 2011-12-08 Kobelco Contstruction Machinery Ltd 油圧作業機械の排気浄化装置
JP2011256767A (ja) * 2010-06-08 2011-12-22 Yanmar Co Ltd 作業機の排気ガス浄化システム
JP5368414B2 (ja) * 2010-11-05 2013-12-18 日立建機株式会社 排気ガス浄化装置を備えた建設機械用油圧駆動システム
JP5707178B2 (ja) * 2011-03-02 2015-04-22 フタバ産業株式会社 排気浄化装置
CN102146832A (zh) * 2011-03-17 2011-08-10 三一重机有限公司 一种工程机械后处理再生控制方法及装置
GB201207201D0 (en) 2012-04-24 2012-06-06 Perkins Engines Co Ltd Emissions cleaning module for a diesel engine
JP5588027B2 (ja) * 2013-01-21 2014-09-10 ヤンマー株式会社 エンジン
JP6040078B2 (ja) * 2013-03-28 2016-12-07 日野自動車株式会社 排気浄化装置
JP5920289B2 (ja) * 2013-07-18 2016-05-18 株式会社デンソー 燃料供給制御装置
US9574714B2 (en) * 2013-07-29 2017-02-21 Nordson Corporation Adhesive melter and method having predictive maintenance for exhaust air filter
CN103768986B (zh) * 2013-09-25 2015-12-02 淄博助友润滑油科技有限公司 用于工业废油再生生产线的尾气处理器
JP5731047B2 (ja) * 2014-06-05 2015-06-10 ヤンマー株式会社 エンジン装置
GB2598352A (en) 2020-08-27 2022-03-02 Bamford Excavators Ltd A control system
CN113786681B (zh) * 2021-10-12 2023-02-28 上海市计量测试技术研究院 一种用于催化净化工业有机废气的装置
CN114458463A (zh) * 2022-01-29 2022-05-10 徐州徐工挖掘机械有限公司 一种工程机械排放的热管理系统、方法及工程机械

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003106137A (ja) * 2001-09-27 2003-04-09 Komatsu Ltd 内燃機関の排気ガス浄化装置
CN1517525A (zh) * 2003-01-28 2004-08-04 日产自动车株式会社 用于内燃发动机的废气净化系统
US20050155345A1 (en) * 2002-03-29 2005-07-21 Tokyo Electron Limited Device and method for purifying exhaust gas from industrial vehicle engine
JP2007332791A (ja) * 2006-06-12 2007-12-27 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置および内燃機関の排気浄化方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61208111A (ja) 1985-03-12 1986-09-16 Daikin Ind Ltd 減圧弁
JPH06202739A (ja) 1992-12-28 1994-07-22 Tokimec Inc 電気制御式液圧制御装置
JP2001280121A (ja) 2000-03-31 2001-10-10 Isuzu Motors Ltd 連続再生型パティキュレートフィルタ装置
JP2004137968A (ja) * 2002-10-17 2004-05-13 Toyota Industries Corp 産業車両用エンジンの排気浄化装置および排気浄化方法
JP2005337062A (ja) 2004-05-25 2005-12-08 Toyota Industries Corp 排ガス浄化フィルタ再生装置
US7380396B2 (en) * 2005-05-25 2008-06-03 General Motors Corporation Method for protecting an exhaust aftertreatment system
JP2008002519A (ja) 2006-06-21 2008-01-10 Sony Corp 自動平衡装置、回転装置及びディスク駆動装置
JP2008025159A (ja) * 2006-07-19 2008-02-07 Hitachi Constr Mach Co Ltd ブームシリンダ制御装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003106137A (ja) * 2001-09-27 2003-04-09 Komatsu Ltd 内燃機関の排気ガス浄化装置
US20050155345A1 (en) * 2002-03-29 2005-07-21 Tokyo Electron Limited Device and method for purifying exhaust gas from industrial vehicle engine
CN1517525A (zh) * 2003-01-28 2004-08-04 日产自动车株式会社 用于内燃发动机的废气净化系统
JP2007332791A (ja) * 2006-06-12 2007-12-27 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置および内燃機関の排気浄化方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107120198A (zh) * 2017-07-12 2017-09-01 恒天九五重工有限公司 液压工程机械发动机排放控制装置及方法
CN107120198B (zh) * 2017-07-12 2023-11-28 恒天九五重工有限公司 液压工程机械发动机排放控制装置及方法
CN111214949A (zh) * 2019-11-29 2020-06-02 北京首钢冷轧薄板有限公司 脱硝催化装置防堵塞监控方法、装置、系统和存储介质
CN114183427A (zh) * 2021-12-09 2022-03-15 广西柳工机械股份有限公司 一种能加速驻车再生的液压系统、控制方法以及工程车辆

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009264315A (ja) 2009-11-12
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CN102016245B (zh) 2013-09-11
US8613192B2 (en) 2013-12-24
US20110120104A1 (en) 2011-05-26
EP2284368A4 (en) 2013-07-24
EP2284368B1 (en) 2014-11-05
WO2009133635A1 (ja) 2009-11-05

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