JP2005009478A - Lpg fuel engine and method for purifying emission thereof - Google Patents

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聡 谷口
Yukihiro Tsukasaki
之弘 塚▲崎▼
Kazuji Tsuruya
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To easily and adequately carry out a NOx reduction process for a NOx storage-reduction catalyst using LPG fuel. <P>SOLUTION: An LPG fuel engine 1 which generates drive power by burning LPG fuel in a combustion chamber 2 comprises a fuel tank 10 for storing the LPG fuel; an exhaust pipe 7 for introducing emissions from the combustion chamber 2; and a rear catalyst device 9 provided on the exhaust pipe 7 and including the NOx storage-reduction catalyst. To carry out the NOx reduction process for the rear catalyst device 9 of the LPG fuel engine 1, the LPG fuel in gaseous phase existing within the fuel tank 10 is introduced into the area of the exhaust pipe 2 closer to the combustion chamber 2 than to the rear catalyst device 9. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、LPG燃料を燃焼室内で燃焼させて動力を発生するLPG燃料エンジンおよびLPG燃料エンジンの排ガス浄化方法に関する。   The present invention relates to an LPG fuel engine that generates power by burning LPG fuel in a combustion chamber and an exhaust gas purification method for the LPG fuel engine.

従来から、LPG燃料を燃焼室内で燃焼させて動力を発生するLPG燃料エンジンとして、液相状態にあるLPG燃料を燃焼室内に噴射する液相燃料噴射用インジェクタと、気相状態にあるLPG燃料を燃焼室内に噴射する気相燃料噴射用インジェクタとを備えたLPG燃料エンジンが知られている(例えば、特許文献1参照。)。また、液相状態にあるLPG燃料を吸気ポート内に噴射する液相燃料噴射用インジェクタと、気相状態にあるLPG燃料を吸気ポートよりも上流側の吸気管内に噴射する気相燃料噴射用インジェクタとを備えたLPG燃料エンジンも知られている(例えば、特許文献2参照。)。   Conventionally, as an LPG fuel engine that generates power by burning LPG fuel in a combustion chamber, an injector for liquid phase fuel injection that injects LPG fuel in a liquid phase state into the combustion chamber, and an LPG fuel in a gas phase state. There is known an LPG fuel engine including a gas-phase fuel injection injector that injects into a combustion chamber (see, for example, Patent Document 1). In addition, an injector for liquid phase fuel injection that injects LPG fuel in a liquid phase state into an intake port, and an injector for gas phase fuel injection that injects LPG fuel in a gas phase state into an intake pipe upstream of the intake port Also known is an LPG fuel engine equipped with the above (for example, see Patent Document 2).

一方、近年では、エンジンの低燃費化や高出力化を図る観点から、いわゆる希薄燃焼運転可能なエンジンの普及が進められており、上述のようなLPG燃料エンジンにて希薄燃焼運転を実行することが求められるようになってきている。ここで、LPG燃料エンジンにて希薄燃焼運転を実行する場合も、他のエンジンと同様に、排気ガス中のNOx(窒素酸化物)を除去するために、排気ガス中のNOxを吸蔵可能な触媒を排気系統に設けておく必要がある。そして、所定のタイミングで、当該触媒に吸蔵されたNOxを還元処理しなければならない。   On the other hand, in recent years, an engine capable of so-called lean combustion operation has been popularized from the viewpoint of reducing fuel consumption and high output of the engine, and performing the lean combustion operation on the LPG fuel engine as described above. Has come to be required. Here, in the case where the lean combustion operation is executed by the LPG fuel engine, the catalyst capable of storing NOx in the exhaust gas in order to remove NOx (nitrogen oxide) in the exhaust gas, as in other engines. Must be provided in the exhaust system. At a predetermined timing, NOx stored in the catalyst must be reduced.

特公平7−26596号公報Japanese Patent Publication No. 7-26596 特開2001−107805号公報JP 2001-107805 A

しかしながら、LPG燃料はガソリン等と比較して、いわゆるリッチ限界濃度が低いものである。このため、燃焼室内にLPG燃料を一時的かつ過剰に供給するリッチスパイク運転によってNOx吸蔵還元触媒に対するNOx還元処理を実行しようとしても、NOxを十分に満足し得るレベルで還元処理することは困難となる。   However, LPG fuel has a lower so-called rich limit concentration than gasoline. For this reason, even if it is attempted to perform the NOx reduction process for the NOx storage reduction catalyst by the rich spike operation in which the LPG fuel is temporarily and excessively supplied into the combustion chamber, it is difficult to perform the reduction process at a level that can sufficiently satisfy NOx. Become.

そこで、本発明は、LPG燃料を用いてNOx吸蔵還元触媒に対するNOx還元処理を容易かつ良好に実行可能とするLPG燃料エンジンおよびLPG燃料エンジンの排ガス浄化方法の提供を目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an LPG fuel engine and an exhaust gas purification method for an LPG fuel engine that can easily and satisfactorily perform NOx reduction treatment on a NOx storage reduction catalyst using LPG fuel.

本発明によるLPG燃料エンジンは、LPG燃料を燃焼室内で燃焼させて動力を発生するLPG燃料エンジンにおいて、LPG燃料を貯留する燃料タンクと、燃焼室からの排気ガスが導入される排気路と、排気路に設けられたNOx吸蔵還元触媒とを備え、NOx吸蔵還元触媒に対するNOx還元処理を実行するために、燃料タンク内に存在している気相状態のLPG燃料を排気路のNOx吸蔵還元触媒よりも燃焼室側の領域に導入可能であることを特徴とする。   An LPG fuel engine according to the present invention is an LPG fuel engine that generates power by burning LPG fuel in a combustion chamber, a fuel tank that stores LPG fuel, an exhaust passage through which exhaust gas from the combustion chamber is introduced, and an exhaust gas A NOx occlusion reduction catalyst provided in the passage, and in order to perform NOx reduction treatment on the NOx occlusion reduction catalyst, the LPG fuel in the gas phase existing in the fuel tank is removed from the NOx occlusion reduction catalyst in the exhaust passage. Can also be introduced into the region on the combustion chamber side.

このLPG燃料エンジンは、LPG燃料を用いた希薄燃焼運転を実行し得るように、燃焼室からの排気ガスが導入される排気路にNOx吸蔵還元触媒を備えている。そして、このLPG燃料エンジンでは、NOx吸蔵還元触媒に対するNOx還元処理を実行するために、燃料タンク内に存在している気相状態のLPG燃料を排気路のNOx吸蔵還元触媒よりも燃焼室側の領域に導入できるようになっている。   This LPG fuel engine includes a NOx occlusion reduction catalyst in an exhaust passage through which exhaust gas from the combustion chamber is introduced so that a lean combustion operation using LPG fuel can be performed. In this LPG fuel engine, in order to perform the NOx reduction process for the NOx storage reduction catalyst, the LPG fuel in the gas phase existing in the fuel tank is placed closer to the combustion chamber than the NOx storage reduction catalyst in the exhaust passage. It can be introduced into the area.

これにより、このLPG燃料エンジンでは、NOx還元処理のために燃焼室へのLPG燃料の供給量を増加させた場合に生じがちなLPG燃料のリッチ失火を解消しつつ、NOx還元処理に必要な量のLPG燃料をNOx吸蔵還元触媒に対して精度よく供給することが可能となる。また、気相状態のLPG燃料を排気路に導入することにより、NOx吸蔵還元触媒に流れ込む排気ガスに対して、LPG燃料を均一に混入させることが可能となる。従って、このLPG燃料エンジンによれば、LPG燃料を用いてNOx吸蔵還元触媒に対するNOx還元処理を容易かつ良好に実行することが可能となる。加えて、このLPG燃料エンジンでは、燃料タンクの内部でベーパ化したLPG燃料を有効に利用することが可能となる。   As a result, in this LPG fuel engine, the amount required for the NOx reduction process while eliminating the rich misfire of the LPG fuel that tends to occur when the supply amount of the LPG fuel to the combustion chamber is increased for the NOx reduction process. The LPG fuel can be accurately supplied to the NOx storage reduction catalyst. Further, by introducing the LPG fuel in the gas phase state into the exhaust passage, it becomes possible to uniformly mix the LPG fuel into the exhaust gas flowing into the NOx storage reduction catalyst. Therefore, according to the LPG fuel engine, it is possible to easily and satisfactorily execute the NOx reduction process for the NOx storage reduction catalyst using the LPG fuel. In addition, in this LPG fuel engine, LPG fuel vaporized inside the fuel tank can be used effectively.

また、気相状態のLPG燃料は、燃料タンク内の蒸気圧力を利用して排気路に導入されると好ましい。   Further, it is preferable that the LPG fuel in a gas phase state is introduced into the exhaust passage using the vapor pressure in the fuel tank.

これにより、気相状態のLPG燃料を排気路に確実に導入すると共に、LPG燃料を排気路に導入するための構成を簡略化かつ低コスト化することが可能となる。   Accordingly, it is possible to reliably introduce the LPG fuel in the gas phase state into the exhaust passage, and to simplify and reduce the configuration for introducing the LPG fuel into the exhaust passage.

更に、本発明によるLPG燃料エンジンは、気相状態のLPG燃料を排気路に導入するための添加弁と、燃料タンクと添加弁との間に設けられたサージタンクとを更に備え、NOx吸蔵還元触媒に対するNOx還元処理を実行する際、サージタンクの内部圧力が排気管内の排気圧よりも高い場合に、添加弁から排気路に気相状態のLPG燃料が導入されると好ましい。   The LPG fuel engine according to the present invention further includes an addition valve for introducing gas phase LPG fuel into the exhaust passage, and a surge tank provided between the fuel tank and the addition valve. When performing the NOx reduction process on the catalyst, it is preferable to introduce LPG fuel in a gas phase state from the addition valve to the exhaust path when the internal pressure of the surge tank is higher than the exhaust pressure in the exhaust pipe.

このような構成を採用すれば、サージタンクの内部圧力(燃料タンク内の蒸気圧力)が変動したとしても、添加弁(その開弁時間)をサージタンクの内部圧力の変動に応じて制御することにより、気相状態のLPG燃料をNOx還元処理に必要な量だけ正確にNOx吸蔵還元触媒に供給することが可能となる。   If such a configuration is adopted, even if the internal pressure of the surge tank (steam pressure in the fuel tank) fluctuates, the addition valve (the valve opening time) should be controlled according to the fluctuation of the internal pressure of the surge tank. As a result, it is possible to accurately supply the LPG fuel in the gas phase state to the NOx occlusion reduction catalyst in an amount necessary for the NOx reduction treatment.

また、本発明のLPG燃料エンジンは、排気路への導入に先立ってLPG燃料にセタン価向上剤を添加する手段を更に備えると好ましい。   The LPG fuel engine of the present invention preferably further includes means for adding a cetane improver to the LPG fuel prior to introduction into the exhaust passage.

このように、燃料タンクから排気路へと送られる気相状態のLPG燃料に対して、排気路への導入に先立ってセタン価向上剤を添加しておくことにより、還元剤としてのLPG燃料の着火性や燃焼性を向上させることができる。従って、かかる構成を採用すれば、NOx吸蔵還元触媒に対するNOx還元処理を極めて良好に実行可能となる。   Thus, by adding the cetane number improver to the LPG fuel in the gas phase state sent from the fuel tank to the exhaust passage before introduction into the exhaust passage, the LPG fuel as the reducing agent is added. Ignition and flammability can be improved. Therefore, if such a configuration is adopted, the NOx reduction process for the NOx storage reduction catalyst can be performed very well.

本発明による他のLPG燃料エンジンは、LPG燃料を燃焼室内で燃焼させて動力を発生するLPG燃料エンジンにおいて、LPG燃料を貯留する燃料タンクと、燃焼室からの排気ガスが導入される排気路と、排気路に設けられたNOx吸蔵還元触媒と、NOx吸蔵還元触媒に対するNOx還元処理を実行するために、燃料タンクからLPG燃料を取り出し、取り出したLPG燃料を排気路のNOx吸蔵還元触媒よりも燃焼室側の領域に導入する還元剤添加手段と、還元剤添加手段によって燃料タンクから取り出されたLPG燃料にセタン価向上剤を添加する手段とを備えることを特徴とする。   Another LPG fuel engine according to the present invention is an LPG fuel engine that generates power by burning LPG fuel in a combustion chamber, a fuel tank that stores LPG fuel, and an exhaust passage through which exhaust gas from the combustion chamber is introduced. In order to execute the NOx storage reduction catalyst provided in the exhaust passage and the NOx reduction treatment for the NOx storage reduction catalyst, the LPG fuel is taken out from the fuel tank, and the taken out LPG fuel is burned more than the NOx storage reduction catalyst in the exhaust passage. It is characterized by comprising a reducing agent adding means to be introduced into the chamber side region and a means for adding a cetane number improver to the LPG fuel taken out from the fuel tank by the reducing agent adding means.

このLPG燃料エンジンも、LPG燃料を用いた希薄燃焼運転を実行し得るように、燃焼室からの排気ガスが導入される排気路にNOx吸蔵還元触媒を備えている。そして、このLPG燃料エンジンでは、NOx吸蔵還元触媒に対するNOx還元処理を実行するために、還元剤添加手段によって、燃料タンクからLPG燃料が取り出され、取り出されたLPG燃料が排気路のNOx吸蔵還元触媒よりも燃焼室側の領域に導入される。この際、還元剤添加手段によって燃料タンクから取り出されたLPG燃料には、排気路への導入に先立ってセタン価向上剤が添加される。   This LPG fuel engine is also provided with a NOx occlusion reduction catalyst in an exhaust passage through which exhaust gas from the combustion chamber is introduced so that a lean combustion operation using LPG fuel can be performed. In this LPG fuel engine, the LPG fuel is taken out from the fuel tank by the reducing agent adding means in order to execute the NOx reduction treatment on the NOx storage reduction catalyst, and the taken out LPG fuel is used as the NOx storage reduction catalyst in the exhaust passage. It is introduced into the region closer to the combustion chamber. At this time, the cetane number improver is added to the LPG fuel taken out from the fuel tank by the reducing agent adding means prior to introduction into the exhaust passage.

これにより、このLPG燃料エンジンにおいても、NOx還元処理のために燃焼室へのLPG燃料の供給量を増加させた場合に生じがちなLPG燃料のリッチ失火を解消しつつ、NOx還元処理に必要な量のLPG燃料をNOx吸蔵還元触媒に対して精度よく供給することが可能となる。また、燃料タンクから排気路へと送られるLPG燃料には、排気路への導入に先立ってセタン価向上剤が添加されるので、還元剤としてのLPG燃料の着火性や燃焼性を向上させて、NOx吸蔵還元触媒に対するNOx還元処理を極めて良好に実行可能となる。従って、このLPG燃料エンジンによっても、LPG燃料を用いてNOx吸蔵還元触媒に対するNOx還元処理を容易かつ良好に実行することが可能となる。   As a result, also in this LPG fuel engine, it is necessary for the NOx reduction process while eliminating the rich misfire of the LPG fuel that tends to occur when the supply amount of the LPG fuel to the combustion chamber is increased for the NOx reduction process. An amount of LPG fuel can be accurately supplied to the NOx storage reduction catalyst. In addition, since the cetane number improver is added to the LPG fuel sent from the fuel tank to the exhaust passage prior to introduction into the exhaust passage, the ignitability and combustibility of the LPG fuel as a reducing agent is improved. In addition, the NOx reduction process for the NOx occlusion reduction catalyst can be performed extremely well. Therefore, also with this LPG fuel engine, it is possible to easily and satisfactorily execute the NOx reduction process for the NOx storage reduction catalyst using the LPG fuel.

本発明によるLPG燃料エンジンの排ガス浄化方法は、燃料タンクからのLPG燃料を燃焼室内で燃焼させて動力を発生するLPG燃料エンジンの排ガス浄化方法において、燃焼室からの排気ガスが導入される排気路にNOx吸蔵還元触媒を設け、NOx吸蔵還元触媒に対するNOx還元処理を実行するために、燃料タンク内に存在している気相状態のLPG燃料を排気路のNOx吸蔵還元触媒よりも燃焼室側の領域に導入することを特徴とする。   An exhaust gas purification method for an LPG fuel engine according to the present invention is an exhaust gas purification method for an LPG fuel engine in which LPG fuel from a fuel tank is burned in a combustion chamber to generate power, and an exhaust passage through which exhaust gas from the combustion chamber is introduced In order to perform NOx reduction treatment on the NOx storage reduction catalyst, the LPG fuel in the gas phase existing in the fuel tank is placed closer to the combustion chamber than the NOx storage reduction catalyst in the exhaust passage. It is characterized by being introduced into a region.

本発明による他のLPG燃料エンジンの排ガス浄化方法は、燃料タンクからのLPG燃料を燃焼室内で燃焼させて動力を発生するLPG燃料エンジンの排ガス浄化方法において、燃焼室からの排気ガスが導入される排気路にNOx吸蔵還元触媒を設け、NOx吸蔵還元触媒に対するNOx還元処理を実行するために、燃料タンクからLPG燃料を取り出し、取り出したLPG燃料にセタン価向上剤を添加した上で排気路のNOx吸蔵還元触媒よりも燃焼室側の領域に導入することを特徴とする。   Another exhaust gas purification method for an LPG fuel engine according to the present invention is an exhaust gas purification method for an LPG fuel engine that generates power by burning LPG fuel from a fuel tank in a combustion chamber, and exhaust gas from the combustion chamber is introduced. A NOx occlusion reduction catalyst is provided in the exhaust passage, and in order to perform NOx reduction treatment on the NOx occlusion reduction catalyst, LPG fuel is taken out from the fuel tank, and after adding a cetane number improver to the taken out LPG fuel, NOx in the exhaust passage It is characterized in that it is introduced into a region closer to the combustion chamber than the storage reduction catalyst.

本発明によれば、LPG燃料を用いてNOx吸蔵還元触媒に対するNOx還元処理を容易かつ良好に実行可能とするLPG燃料エンジンおよびLPG燃料エンジンの排ガス浄化方法の実現が可能となる。   According to the present invention, it is possible to realize an LPG fuel engine and an exhaust gas purification method for an LPG fuel engine that can easily and satisfactorily perform NOx reduction treatment on a NOx storage reduction catalyst using LPG fuel.

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

以下、図面と共に本発明によるLPG燃料エンジンおよびその運転方法の好適な実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of an LPG fuel engine and an operation method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明によるLPG燃料エンジンの第1実施形態を示す概略構成図である。同図に示されるLPG燃料エンジン1は、液化プロパンガス燃料や液化ブタンガス燃料といったLPG燃料(液化石油ガス燃料)を用いる直列4気筒エンジンとして構成されており、車両の走行駆動源として用いられると好適なものである。このLPG燃料エンジン1は、エンジンブロックに形成された複数の燃焼室2を有し、各燃焼室2の内部でLPG燃料(本実施形態では、液化プロパンガス燃料)を燃焼させてピストン3を往復移動させることにより動力を発生する。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of an LPG fuel engine according to the present invention. The LPG fuel engine 1 shown in the figure is configured as an in-line four-cylinder engine using LPG fuel (liquefied petroleum gas fuel) such as liquefied propane gas fuel or liquefied butane gas fuel, and is preferably used as a travel drive source of a vehicle. It is a thing. The LPG fuel engine 1 has a plurality of combustion chambers 2 formed in an engine block. The LPG fuel (in this embodiment, liquefied propane gas fuel) is burned in each combustion chamber 2 to reciprocate the piston 3. Power is generated by moving it.

LPG燃料エンジン1は、図1に示されるように、複数のインジェクタ4と複数の点火プラグ(図示省略)とを有し、インジェクタ4および点火プラグは、各1体ずつ各燃焼室2の内部に臨むように配置されている。また、LPG燃料エンジン1の各ピストン3は、いわゆる深皿頂面型に構成されており、その上面には凹部3aが形成されている。そして、このLPG燃料エンジン1では、各燃焼室2内に空気を吸入させた状態で、各インジェクタ4から各燃焼室2内のピストン3の凹部3aに向けてLPG燃料が直接噴射される。   As shown in FIG. 1, the LPG fuel engine 1 has a plurality of injectors 4 and a plurality of spark plugs (not shown). Each of the injectors 4 and the spark plugs is provided inside each combustion chamber 2. It is arranged to face. Each piston 3 of the LPG fuel engine 1 is configured as a so-called deep dish top surface type, and a recess 3a is formed on the top surface thereof. In the LPG fuel engine 1, LPG fuel is directly injected from each injector 4 toward the recess 3 a of the piston 3 in each combustion chamber 2 in a state where air is sucked into each combustion chamber 2.

これにより、LPG燃料エンジン1では、図示されない点火プラグの近傍にLPG燃料と空気との混合気の層が周囲の空気層と分離された状態で形成(成層化)される。この結果、LPG燃料エンジン1では、極めて希薄な混合気を用いて安定した成層燃焼を実行することが可能となる。なお、本実施形態のLPG燃料エンジン1は、いわゆる直噴エンジンとして説明されるが、これに限られるものではなく、本発明が吸気管(吸気ポート)噴射式のエンジンにも適用され得ることはいうまでもない。   Thereby, in the LPG fuel engine 1, a layer of a mixture of LPG fuel and air is formed (stratified) in the vicinity of a spark plug (not shown) in a state separated from the surrounding air layer. As a result, the LPG fuel engine 1 can perform stable stratified combustion using an extremely lean air-fuel mixture. Although the LPG fuel engine 1 of the present embodiment is described as a so-called direct injection engine, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to an intake pipe (intake port) injection type engine. Needless to say.

また、LPG燃料エンジン1のシリンダヘッドには、吸気ポートを開閉する吸気弁と、排気ポートを開閉する排気弁とが燃焼室2ごとに配設されている。これらの吸気弁および排気弁は、例えば可変バルブタイミング機能を有する図示されない動弁機構によって開閉させられる。そして、各燃焼室2の吸気ポートは、それぞれ吸気管(吸気マニホールド)5に接続され、吸気管5には、例えばドライブバイワイヤ式のスロットルバルブ6が設置されている。一方、各燃焼室2の排気ポートは、排気管(排気マニホールド)7にそれぞれ接続されている。   In addition, an intake valve that opens and closes the intake port and an exhaust valve that opens and closes the exhaust port are disposed in the cylinder head of the LPG fuel engine 1 for each combustion chamber 2. These intake valves and exhaust valves are opened and closed by a valve operating mechanism (not shown) having a variable valve timing function, for example. Each intake port of each combustion chamber 2 is connected to an intake pipe (intake manifold) 5, and a drive-by-wire throttle valve 6 is installed in the intake pipe 5, for example. On the other hand, the exhaust port of each combustion chamber 2 is connected to an exhaust pipe (exhaust manifold) 7.

更に、上述のような成層希薄燃焼運転が実行されると、LPG燃料エンジン1からの排気ガス中のNOx(窒素酸化物)が増加することを踏まえて、排気管7には、三元触媒を含む前段触媒装置8に加えて、NOx吸蔵還元触媒を含む後段触媒装置9が接続されている。これにより、各燃焼室2から各排気弁を介して排出される排気ガス中のNOxは、後段触媒装置9のNOx吸蔵還元触媒によって吸蔵される。そして、LPG燃料エンジン1では、後述されるように所定のタイミングで後段触媒装置9に対してNOx還元処理が実行され、これにより、NOx吸蔵還元触媒に吸蔵されたNOxが還元処理される。なお、排気管7には、後段触媒装置9を通過した排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサAFSが備えられている。   Furthermore, when the stratified lean combustion operation as described above is executed, a three-way catalyst is installed in the exhaust pipe 7 in view of the increase in NOx (nitrogen oxide) in the exhaust gas from the LPG fuel engine 1. In addition to the pre-catalyst device 8 including, a post-catalyst device 9 including a NOx storage reduction catalyst is connected. Thereby, NOx in the exhaust gas discharged from each combustion chamber 2 via each exhaust valve is stored by the NOx storage reduction catalyst of the post-catalyst device 9. In the LPG fuel engine 1, a NOx reduction process is performed on the rear catalyst device 9 at a predetermined timing as will be described later, whereby the NOx stored in the NOx storage reduction catalyst is reduced. The exhaust pipe 7 is provided with an air-fuel ratio sensor AFS that detects the air-fuel ratio of the exhaust gas that has passed through the rear-stage catalyst device 9.

さて、LPG燃料エンジン1では、LPG燃料が燃料タンク10の内部に液相状態で貯留され、燃焼に必要な空気量を十分に確保する等の観点から、LPG燃料は上述の各インジェクタ4から各燃焼室2の内部に液相状態で噴射される。そして、LPG燃料を液相状態で各燃焼室2の内部に噴射するために、LPG燃料エンジン1は、燃料タンク10に接続された低圧ポンプ11と、低圧ポンプ11と各インジェクタ4との間に配された高圧ポンプ12とを含む。   In the LPG fuel engine 1, the LPG fuel is stored in a liquid phase inside the fuel tank 10, and the LPG fuel is supplied from each injector 4 from the viewpoint of ensuring a sufficient amount of air necessary for combustion. It is injected into the combustion chamber 2 in a liquid phase state. In order to inject LPG fuel into each combustion chamber 2 in a liquid phase state, the LPG fuel engine 1 includes a low pressure pump 11 connected to a fuel tank 10, and a low pressure pump 11 and each injector 4. And a high-pressure pump 12 arranged.

本実施形態では、低圧ポンプ11および高圧ポンプ12として、デューティ制御可能な電動ポンプが採用される。そして、低圧ポンプ11の吐出口は、低圧配管14を介して高圧ポンプ12の吸入口に接続されている。また、高圧ポンプ12の吐出口は、デリバリ管(分配管)15に接続されており、このデリバリ管15には、各インジェクタ4の燃料入口が接続されている。これにより、液相状態のLPG燃料は、低圧ポンプ11によって燃料タンク10から吸い出されて高圧ポンプ12へと送り出され、更に、高圧ポンプ12によって昇圧されてデリバリ管15を介して各インジェクタ4へと供給されることになる。   In the present embodiment, as the low-pressure pump 11 and the high-pressure pump 12, an electric pump capable of duty control is employed. The discharge port of the low pressure pump 11 is connected to the suction port of the high pressure pump 12 via the low pressure pipe 14. Further, the discharge port of the high-pressure pump 12 is connected to a delivery pipe (distribution pipe) 15, and the fuel inlet of each injector 4 is connected to the delivery pipe 15. Thereby, the LPG fuel in the liquid phase is sucked out of the fuel tank 10 by the low-pressure pump 11 and sent to the high-pressure pump 12, and further pressurized by the high-pressure pump 12 to each injector 4 through the delivery pipe 15. Will be supplied.

また、図1に示されるように、燃料タンク10には、その内部圧力(蒸気圧)を検出する圧力センサPtと、その内部温度を検出する温度センサTtとが備えられている。更に、低圧ポンプ11と高圧ポンプ12とを結ぶ低圧配管14の高圧ポンプ12の近傍には、その内部を流通するLPG燃料の圧力を検出する圧力センサPpと、その内部を流通するLPG燃料の温度を検出する温度センサTpとが備えられている。同様に、各インジェクタ4の燃料入口が接続されているデリバリ管15には、その内部に存在するLPG燃料の圧力を検出する圧力センサPdと、その内部に存在するLPG燃料の温度を検出する温度センサTdとが備えられている。   As shown in FIG. 1, the fuel tank 10 is provided with a pressure sensor Pt that detects its internal pressure (vapor pressure) and a temperature sensor Tt that detects its internal temperature. Further, in the vicinity of the high pressure pump 12 of the low pressure pipe 14 connecting the low pressure pump 11 and the high pressure pump 12, there is a pressure sensor Pp for detecting the pressure of the LPG fuel flowing through the inside, and the temperature of the LPG fuel flowing through the inside. And a temperature sensor Tp for detecting. Similarly, in the delivery pipe 15 to which the fuel inlet of each injector 4 is connected, a pressure sensor Pd that detects the pressure of the LPG fuel existing therein, and a temperature that detects the temperature of the LPG fuel existing therein. And a sensor Td.

更に、本実施形態のLPG燃料エンジン1では、高圧ポンプ12の吸入口と燃料タンク10とが返送管16によって連通されている。また、返送管16の高圧ポンプ12側の端部からは、分岐部16aが分岐されており、分岐部16aの端部は、デリバリ管15に接続されている。これにより、LPG燃料エンジン1では、燃料タンク10の内部の気相領域と、高圧ポンプ12の吸入口周辺およびデリバリ管15の内部、すなわち、各インジェクタ4の燃料入口周辺とが返送管16を介して連通されることになる。   Furthermore, in the LPG fuel engine 1 of the present embodiment, the suction port of the high-pressure pump 12 and the fuel tank 10 are communicated with each other by a return pipe 16. A branching portion 16 a is branched from the end of the return pipe 16 on the high-pressure pump 12 side, and the end of the branching portion 16 a is connected to the delivery pipe 15. As a result, in the LPG fuel engine 1, the gas phase region inside the fuel tank 10, the vicinity of the suction port of the high-pressure pump 12 and the inside of the delivery pipe 15, that is, the vicinity of the fuel inlet of each injector 4 are connected via the return pipe 16. Will be communicated.

このような返送管16をLPG燃料エンジン1に対して備えておくことにより、万が一、高圧ポンプ12の吸入口周辺や、デリバリ管15の内部、すなわち、各インジェクタ4の燃料入口周辺でLPG燃料がベーパ化してしまったとしても、返送管16を介してLPG燃料のベーパを燃料タンク10に戻すことできる。従って、LPG燃料エンジン1では、高圧ポンプ12の昇圧部や各インジェクタ4に気液混合状態のLPG燃料が流入してしまうことを極めて確実に抑制することが可能となる。   By providing such a return pipe 16 with respect to the LPG fuel engine 1, the LPG fuel should be supplied around the suction port of the high-pressure pump 12, inside the delivery pipe 15, that is, around the fuel inlet of each injector 4. Even if vaporization occurs, the vapor of LPG fuel can be returned to the fuel tank 10 via the return pipe 16. Therefore, in the LPG fuel engine 1, it is possible to extremely reliably prevent the LPG fuel in the gas-liquid mixed state from flowing into the boosting portion of the high-pressure pump 12 and each injector 4.

そして、上述のように構成されるLPG燃料エンジン1は、制御手段として機能する電子制御ユニット(ECU)20を含む。ECU20は、何れも図示されないCPU、ROM、RAM、入出力ポートおよび記憶装置等を含むものである。図1に示されるように、空燃比センサAFS、燃料タンク10の圧力センサPtおよび温度センサTt、低圧配管14の圧力センサPpおよび温度センサTpならびにデリバリ管15の圧力センサPdおよび温度センサTdは、それぞれECU20の入出力ポートに接続されている。各圧力センサPt,PpおよびPdならびに各温度センサTt,TpおよびTdは、それぞれ検出値を示す信号をECU20に与える。   The LPG fuel engine 1 configured as described above includes an electronic control unit (ECU) 20 that functions as control means. The ECU 20 includes a CPU, a ROM, a RAM, an input / output port, a storage device, etc., all not shown. As shown in FIG. 1, the air-fuel ratio sensor AFS, the pressure sensor Pt and temperature sensor Tt of the fuel tank 10, the pressure sensor Pp and temperature sensor Tp of the low-pressure pipe 14, and the pressure sensor Pd and temperature sensor Td of the delivery pipe 15 are Each is connected to an input / output port of the ECU 20. Each pressure sensor Pt, Pp, and Pd and each temperature sensor Tt, Tp, and Td give the ECU 20 a signal that indicates a detected value.

また、ECU20の入出力ポートには、上述の低圧ポンプ11および高圧ポンプ12、各インジェクタ4、スロットルバルブ6、点火プラグ(イグナイタ)、動弁機構、アクセル位置センサや回転数センサといった各種センサ類等が接続される。ECU20は、記憶装置に記憶されている各種マップ等を用いると共に、各種センサの検出値等に基づいて、LPG燃料エンジン1が所望の出力を発生するように、低圧ポンプ11および高圧ポンプ12の動作、インジェクタ4の開弁タイミング、スロットルバルブ6の開度、更には、各吸気弁および各排気弁の開閉動作等を制御する。   The input / output ports of the ECU 20 include various sensors such as the low pressure pump 11 and the high pressure pump 12, the injectors 4, the throttle valve 6, the ignition plug (igniter), the valve mechanism, the accelerator position sensor, and the rotation speed sensor. Is connected. The ECU 20 uses the various maps stored in the storage device and operates the low-pressure pump 11 and the high-pressure pump 12 so that the LPG fuel engine 1 generates a desired output based on the detection values of various sensors. The valve opening timing of the injector 4, the opening degree of the throttle valve 6, and the opening / closing operation of each intake valve and each exhaust valve are controlled.

ここで、ECU20による制御のもと、LPG燃料エンジン1の成層希薄燃焼運転が実行された場合、各燃焼室2から各排気弁を介して排出される排気ガス中のNOxは、後段触媒装置9のNOx吸蔵還元触媒によって吸蔵される。しかしながら、後段触媒装置9におけるNOxの吸蔵量には一定の限界があることから、NOx吸蔵還元触媒に吸蔵されたNOxを適宜還元処理する必要が生じる。   Here, when the stratified lean combustion operation of the LPG fuel engine 1 is executed under the control of the ECU 20, the NOx in the exhaust gas discharged from each combustion chamber 2 through each exhaust valve is converted into the post-catalyst device 9. Is stored by the NOx storage reduction catalyst. However, since the NOx occlusion amount in the post-catalyst device 9 has a certain limit, it is necessary to appropriately reduce the NOx occluded in the NOx occlusion reduction catalyst.

このため、LPG燃料エンジン1は、後段触媒装置9に含まれるNOx吸蔵還元触媒に対するNOx還元処理を実行するための還元剤添加系統30を含む。この還元剤添加系統30は、燃料タンク10内の蒸気圧力を利用して排気管(排気路)7の内部に気相状態のLPG燃料を還元剤として導入可能なものであり、シンプルかつ低コストで構成され得ると共に、燃料タンク10の内部でベーパ化したLPG燃料の有効利用を可能にする。   For this reason, the LPG fuel engine 1 includes a reducing agent addition system 30 for performing a NOx reduction process on the NOx storage reduction catalyst included in the post-catalyst device 9. This reducing agent addition system 30 can introduce LPG fuel in a gas phase state as a reducing agent into the exhaust pipe (exhaust passage) 7 using the vapor pressure in the fuel tank 10, and is simple and low cost. In addition, the LPG fuel vaporized inside the fuel tank 10 can be effectively used.

図1に示されるように、還元剤添加系統30には、連通管31、サージタンク32およびLPG添加弁33が含まれる。連通管31の一端は、燃料タンク10の上部に接続されており、連通管31の他端は、サージタンク32に接続されている。そして、LPG添加弁33は、その燃料噴出口が前段触媒装置8と後段触媒装置9との間で排気管7の内部に臨むように配置され、その燃料入口はサージタンク32に接続されている。これにより、連通管31によって燃料タンク10の内部の気相領域とサージタンク32の内部とが互いに連通され、連通管31およびサージタンク32を介して、燃料タンク10の内部に存在する気相状態のLPG燃料をLPG添加弁33に供給可能となる。また、LPG添加弁33は、上述のECU20によって制御され、LPG添加弁33を開弁させれば、気相状態のLPG燃料を排気管7の内部に導入可能となる。   As shown in FIG. 1, the reducing agent addition system 30 includes a communication pipe 31, a surge tank 32, and an LPG addition valve 33. One end of the communication pipe 31 is connected to the upper part of the fuel tank 10, and the other end of the communication pipe 31 is connected to the surge tank 32. The LPG addition valve 33 is arranged so that its fuel injection port faces the inside of the exhaust pipe 7 between the front-stage catalyst device 8 and the rear-stage catalyst device 9, and its fuel inlet is connected to the surge tank 32. . Thereby, the gas phase region inside the fuel tank 10 and the inside of the surge tank 32 are communicated with each other by the communication pipe 31, and the gas phase state existing inside the fuel tank 10 through the communication pipe 31 and the surge tank 32. The LPG fuel can be supplied to the LPG addition valve 33. Further, the LPG addition valve 33 is controlled by the ECU 20 described above, and when the LPG addition valve 33 is opened, LPG fuel in a gas phase can be introduced into the exhaust pipe 7.

還元剤添加系統30を構成するサージタンク32には、その内部圧力(気相状態のLPG燃料の圧力)を検出する圧力センサPsが設けられている。更に、排気管7には、前段触媒装置8から後段触媒装置9へと流れ込む排気ガスの圧力を検出する圧力センサPeが設けられている。これら圧力センサPsおよびPeは、ECU20の入出力ポートに接続されており、それぞれ検出値を示す信号をECU20に与える。そして、ECU20は、所定のマップ等を用いると共に、圧力センサPsおよびPeからの信号に基づいてLPG添加弁33を制御することにより、後段触媒装置9(NOx吸蔵還元触媒)に対するNOx還元処理を実行する。   The surge tank 32 constituting the reducing agent addition system 30 is provided with a pressure sensor Ps for detecting the internal pressure (pressure of LPG fuel in a gas phase state). Further, the exhaust pipe 7 is provided with a pressure sensor Pe for detecting the pressure of the exhaust gas flowing from the front catalyst device 8 to the rear catalyst device 9. These pressure sensors Ps and Pe are connected to an input / output port of the ECU 20, and give signals indicating the detected values to the ECU 20. The ECU 20 uses a predetermined map and the like, and controls the LPG addition valve 33 based on the signals from the pressure sensors Ps and Pe, thereby executing the NOx reduction process for the rear-stage catalyst device 9 (NOx storage reduction catalyst). To do.

次に、図2を参照しながら、上述のように構成されるLPG燃料エンジン1の後段触媒装置9に対するNOx還元処理の手順について説明する。   Next, the procedure of the NOx reduction process for the rear catalyst device 9 of the LPG fuel engine 1 configured as described above will be described with reference to FIG.

図2のNOx還元ルーチンは、ECU20によって所定時間おきに実行され、ECU20は、NOx還元ルーチンの実行タイミングになると、まず、所定の運転状態検出信号等に基づいて、その時点でLPG燃料エンジン1にて成層希薄燃焼運転が実行されているか否かを判定する(S10)。図2に示されるように、S10にて成層希薄燃焼運転が実行されていないと判断された場合(例えば、LPG燃料エンジン1にて均質燃焼運転が実行されている場合)、この段階では、後段触媒装置9に対するNOx還元処理は実行されない。   The NOx reduction routine of FIG. 2 is executed by the ECU 20 every predetermined time. When the execution timing of the NOx reduction routine is reached, the ECU 20 first determines the LPG fuel engine 1 at that time based on a predetermined operation state detection signal or the like. It is then determined whether or not the stratified lean combustion operation is being executed (S10). As shown in FIG. 2, when it is determined in S10 that the stratified lean combustion operation is not executed (for example, when the homogeneous combustion operation is executed in the LPG fuel engine 1), at this stage, The NOx reduction process for the catalyst device 9 is not executed.

S10にて成層希薄燃焼運転が実行されていると判断した場合、ECU20は、後段触媒装置9に対するNOx還元処理が必要であるか否かを判定する(S12)。本実施形態において、ECU20は、LPG燃料エンジン1の稼動中にLPG燃料の噴射量やエンジン1の運転時間を積算しており、これらの値に基づいて所定のマップ等からNOx吸蔵還元触媒に吸蔵されているNOxの量を求める。そして、ECU20は、S12にて後段触媒装置9におけるNOx吸蔵量が所定の閾値を上回っているか否かを判定する。図2に示されるように、S12にてNOx還元処理が必要ではないと判断された場合も、後段触媒装置9に対するNOx還元処理は実行されない。   When it is determined in S10 that the stratified lean combustion operation is being executed, the ECU 20 determines whether or not a NOx reduction process is required for the post-catalyst device 9 (S12). In the present embodiment, the ECU 20 integrates the injection amount of LPG fuel and the operation time of the engine 1 during operation of the LPG fuel engine 1, and stores the NOx storage reduction catalyst from a predetermined map or the like based on these values. The amount of NOx that is being used is determined. Then, the ECU 20 determines in S12 whether or not the NOx occlusion amount in the post-catalyst device 9 exceeds a predetermined threshold value. As shown in FIG. 2, even when it is determined in S12 that the NOx reduction process is not necessary, the NOx reduction process for the subsequent catalyst device 9 is not executed.

S12にて後段触媒装置9に対するNOx還元処理が必要であると判断した場合、ECU20は、更に、還元剤添加系統30のサージタンク32に設けられている圧力センサPsおよび排気管7に設けられている圧力センサPeからの信号に基づいて、サージタンク32の内部圧力と排気管7内の排気圧とを取得し、両者を比較する(S14)。   If it is determined in S12 that the NOx reduction process is required for the rear catalyst device 9, the ECU 20 is further provided in the pressure sensor Ps and the exhaust pipe 7 provided in the surge tank 32 of the reducing agent addition system 30. Based on the signal from the pressure sensor Pe, the internal pressure of the surge tank 32 and the exhaust pressure in the exhaust pipe 7 are acquired and compared (S14).

S14にてサージタンク32の内部圧力が排気管7内の排気圧、すなわち、前段触媒装置8から後段触媒装置9(NOx吸蔵還元触媒)に流れこむ排気ガスの圧力を上回っていると判断した場合、ECU20は、例えば所定のマップ等を用いて、サージタンク32の内部圧力と排気管7内の排気圧との偏差と、後段触媒装置9におけるNOx吸蔵量とに応じた時間だけLPG添加弁33を開弁させる(S16)。   When it is determined in S14 that the internal pressure of the surge tank 32 exceeds the exhaust pressure in the exhaust pipe 7, that is, the pressure of the exhaust gas flowing from the front catalyst device 8 to the rear catalyst device 9 (NOx storage reduction catalyst). The ECU 20 uses, for example, a predetermined map or the like, and uses the LPG addition valve 33 for a time corresponding to the deviation between the internal pressure of the surge tank 32 and the exhaust pressure in the exhaust pipe 7 and the NOx occlusion amount in the post-catalyst device 9. Is opened (S16).

これにより、サージタンク32の内部圧力(燃料タンク10内の蒸気圧力)と排気管7内の排気圧との圧力差によって、燃料タンク10の内部に存在している気相状態のLPG燃料が、連通管31およびサージタンク32を介してLPG添加弁33へと導かれ、LPG添加弁33から排気管7の後段触媒装置9よりも燃焼室2側の領域(後段触媒装置9の近傍)に導入される。LPG添加弁33から排気管7の内部に導入された気相状態のLPG燃料は、排気ガスと速やか、かつ、均一に混ざり合い、後段触媒装置9(NOx吸蔵還元触媒)へと流れ込んでいく。そして、後段触媒装置9では、導入されたLPG燃料を還元剤として、NOx吸蔵還元触媒に吸蔵されているNOxが還元処理されることになる。   As a result, due to the pressure difference between the internal pressure of the surge tank 32 (steam pressure in the fuel tank 10) and the exhaust pressure in the exhaust pipe 7, the LPG fuel in the gas phase existing inside the fuel tank 10 is It is led to the LPG addition valve 33 through the communication pipe 31 and the surge tank 32, and is introduced from the LPG addition valve 33 into the region closer to the combustion chamber 2 than the rear catalyst device 9 of the exhaust pipe 7 (near the rear catalyst device 9). Is done. The gas phase LPG fuel introduced from the LPG addition valve 33 into the exhaust pipe 7 mixes with the exhaust gas quickly and uniformly, and flows into the post-catalyst device 9 (NOx storage reduction catalyst). Then, in the post-catalyst device 9, the NOx stored in the NOx storage reduction catalyst is reduced using the introduced LPG fuel as a reducing agent.

このように、LPG燃料エンジン1では、サージタンク32の内部圧力が排気管7内の排気圧よりも高い場合に、LPG添加弁33から排気管7に気相状態のLPG燃料が導入される。そして、LPG燃料エンジン1では、サージタンク32の内部圧力、すなわち、燃料タンク10内の蒸気圧力が変動したとしても、ECU20によってLPG添加弁33の開弁時間がサージタンク32の内部圧力の変動に応じるように制御されるので、気相状態のLPG燃料は、NOx還元処理に必要な量だけ正確に排気管7内、すなわち、後段触媒装置9のNOx吸蔵還元触媒に供給されることになる。   Thus, in the LPG fuel engine 1, when the internal pressure of the surge tank 32 is higher than the exhaust pressure in the exhaust pipe 7, the LPG fuel in the gas phase state is introduced from the LPG addition valve 33 to the exhaust pipe 7. In the LPG fuel engine 1, even if the internal pressure of the surge tank 32, that is, the vapor pressure in the fuel tank 10 fluctuates, the valve opening time of the LPG addition valve 33 is changed by the ECU 20 in the fluctuation of the internal pressure of the surge tank 32. Therefore, the LPG fuel in the gas phase is supplied to the NOx occlusion reduction catalyst in the exhaust pipe 7, that is, the NOx occlusion reduction catalyst of the post-catalyst device 9 accurately by the amount necessary for the NOx reduction process.

この結果、LPG燃料エンジン1では、NOx還元処理のために各燃焼室2へのLPG燃料の供給量を増加させた場合に生じがちなLPG燃料のリッチ失火を解消しつつ、NOx還元処理に必要な量のLPG燃料を後段触媒装置9のNOx吸蔵還元触媒に対して精度よく供給してNOx還元処理を容易かつ良好に実行することが可能となる。   As a result, the LPG fuel engine 1 is necessary for the NOx reduction process while eliminating the rich misfire of the LPG fuel that tends to occur when the supply amount of the LPG fuel to each combustion chamber 2 is increased for the NOx reduction process. It is possible to easily and satisfactorily execute the NOx reduction process by accurately supplying an appropriate amount of LPG fuel to the NOx storage reduction catalyst of the post-catalyst device 9.

また、上述のように複数の燃焼室2を含むLPG燃料エンジン1にて成層希薄燃焼運転が実行された場合、各燃焼室2からの排気ガスの成分や温度は必ずしも同様のものとはならず、各燃焼室2内へのLPG燃料を増量して後段触媒装置9に対するNOx還元処理を行なっても、NOx吸蔵還元触媒に対して均一かつ良好なNOx還元処理を施せないことがある。これに対して、本実施形態では、各燃焼室2から排出されて合流した排気ガスに対して、後段触媒装置9(NOx吸蔵還元触媒)の直前で気相状態のLPG燃料が混入される。従って、LPG燃料エンジン1では、濃度や温度のムラが比較的少ない排気ガスに対して気相状態のLPG燃料を均一に混ぜ合わせることが可能となり、NOx還元処理を良好に実行することができる。   Further, when the stratified lean combustion operation is executed in the LPG fuel engine 1 including the plurality of combustion chambers 2 as described above, the components and temperatures of the exhaust gas from the respective combustion chambers 2 are not necessarily the same. Even if the amount of LPG fuel into each combustion chamber 2 is increased and the NOx reduction process is performed on the post-catalyst device 9, the NOx occlusion reduction catalyst may not be subjected to a uniform and good NOx reduction process. On the other hand, in the present embodiment, the LPG fuel in the gas phase is mixed with the exhaust gas discharged from each combustion chamber 2 and joined immediately before the rear catalyst device 9 (NOx storage reduction catalyst). Therefore, in the LPG fuel engine 1, it is possible to uniformly mix the LPG fuel in the gas phase state with the exhaust gas having relatively little concentration and temperature unevenness, and the NOx reduction process can be executed satisfactorily.

なお、一般的にはサージタンク32の内部圧力が排気管7内の排気圧よりも低くなることは殆ど無いと考えられるが、S14にて、サージタンク32の内部圧力が排気管7内の排気圧以下であると判断される場合もあり得る。この点に鑑みて、LPG燃料エンジン1では、S14にてサージタンク32の内部圧力が排気管7内の排気圧以下であると判断された場合、ECU20によって、各インジェクタ4から各燃焼室2内に噴射されるLPG燃料の量が失火しない程度に所定時間だけ増加させられ(S18)、これにより、後段触媒装置9に対するNOx還元処理が実行される。本実施形態では、S18にて後段触媒装置9に対するNOx還元処理を実行する際、各燃焼室2における空気とLPG燃料との空燃比が理想空燃比または理想空燃比よりも多少燃料リッチに設定され、LPG燃料を増量させる時間も一般的なリッチスパイクに比べて多少長めに設定される。   In general, it is considered that the internal pressure of the surge tank 32 is hardly lower than the exhaust pressure in the exhaust pipe 7. However, in S14, the internal pressure of the surge tank 32 is exhausted in the exhaust pipe 7. It may be determined that the pressure is below the atmospheric pressure. In view of this point, in the LPG fuel engine 1, when it is determined in S14 that the internal pressure of the surge tank 32 is equal to or lower than the exhaust pressure in the exhaust pipe 7, the ECU 20 causes each injector 4 to move into each combustion chamber 2. The amount of LPG fuel injected into the engine is increased for a predetermined time so as not to misfire (S18), whereby NOx reduction processing is performed on the rear catalyst device 9. In the present embodiment, when the NOx reduction process is performed on the post-catalyst device 9 in S18, the air-fuel ratio between the air and the LPG fuel in each combustion chamber 2 is set to an ideal air-fuel ratio or slightly richer than the ideal air-fuel ratio. The time for increasing the amount of LPG fuel is also set slightly longer than a general rich spike.

このようにして、S16またはS18の処理が完了すれば、後段触媒装置9のNOx吸蔵還元触媒に吸蔵されているNOxが還元処理されることになる。そして、次の実行タイミングになると、ECU20によって、上述のNOx還元ルーチンが再度実行されることになる。   In this way, when the processing of S16 or S18 is completed, NOx stored in the NOx storage reduction catalyst of the post-catalyst device 9 is reduced. Then, at the next execution timing, the above-described NOx reduction routine is executed again by the ECU 20.

図3は、本発明によるLPG燃料エンジンの第2実施形態を示す概略構成図である。なお、上述の第1実施形態に関連して説明されたものと同一の要素には同一の参照符号が付され、重複する説明は省略される。   FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment of the LPG fuel engine according to the present invention. The same elements as those described in relation to the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図3に示されるLPG燃料エンジン1Aは、上述のLPG燃料エンジン1に対して、更に、セタン価向上剤添加系統35を備えたものである。図3に示されるように、セタン価向上剤添加系統35は、貯留タンク36と、貯留タンク36に接続されたポンプ37と、ポンプ37の吐出口に接続された供給管38とを含む。貯留タンク36は、硝酸アミン、硝酸アルキレンまたは2,2−ジニトロプロパンといったLPG燃料のセタン価を向上させることができるセタン価向上剤(液体)を貯留する。ポンプ37は、貯留タンク36からセタン価向上剤を吸い出して、供給管38へと送り出すことができる。ポンプ37としては、デューティ制御可能な電動ポンプが採用され、ポンプ37は、ECU20Aによって制御される。また、供給管38は、流体噴出口がサージタンク32の内部に臨むように配置された添加弁(噴射弁)39に接続されている。この添加弁39も、ECU20Aの入出力ポートに接続されており、ECU20Aによって開閉制御される。   An LPG fuel engine 1A shown in FIG. 3 is further provided with a cetane number improver addition system 35 in addition to the LPG fuel engine 1 described above. As shown in FIG. 3, the cetane number improver addition system 35 includes a storage tank 36, a pump 37 connected to the storage tank 36, and a supply pipe 38 connected to the discharge port of the pump 37. The storage tank 36 stores a cetane number improver (liquid) that can improve the cetane number of LPG fuel such as amine nitrate, alkylene nitrate, or 2,2-dinitropropane. The pump 37 can suck out the cetane number improver from the storage tank 36 and send it out to the supply pipe 38. As the pump 37, an electric pump capable of duty control is adopted, and the pump 37 is controlled by the ECU 20A. Further, the supply pipe 38 is connected to an addition valve (injection valve) 39 arranged so that the fluid jet port faces the inside of the surge tank 32. The addition valve 39 is also connected to the input / output port of the ECU 20A and is controlled to be opened and closed by the ECU 20A.

このように構成されたLPG燃料エンジン1Aにおいて、ECU20Aは、成層希薄燃焼運転が実行され、かつ、後段触媒装置9に対するNOx還元処理が必要である際に、サージタンク32の内部圧力が排気管7内の排気圧を上回っていると判断すると、LPG添加弁33の開弁タイミングに応じた適切なタイミングで、ポンプ37を作動させると共に添加弁39を開弁させる。これにより、排気路7への導入に先立って、燃料タンク10から排気管7へと送られるLPG燃料に対し、サージタンク32内にて添加弁39から微粒化されたセタン価向上剤が添加されるので、還元剤としてのLPG燃料の着火性や燃焼性を向上させることができる。従って、LPG燃料エンジン1Aでは、NOx吸蔵還元触媒に対するNOx還元処理を極めて良好に実行可能となる。   In the LPG fuel engine 1A configured as described above, the ECU 20A executes the stratified lean combustion operation and the internal pressure of the surge tank 32 is reduced to the exhaust pipe 7 when the NOx reduction process is required for the post-catalyst device 9. When it is determined that the internal exhaust pressure is exceeded, the pump 37 is operated and the addition valve 39 is opened at an appropriate timing according to the opening timing of the LPG addition valve 33. Thus, prior to introduction into the exhaust passage 7, the cetane number improver atomized from the addition valve 39 in the surge tank 32 is added to the LPG fuel sent from the fuel tank 10 to the exhaust pipe 7. Therefore, the ignitability and combustibility of the LPG fuel as the reducing agent can be improved. Therefore, in the LPG fuel engine 1A, it is possible to execute the NOx reduction process for the NOx storage reduction catalyst very well.

図4は、本発明によるLPG燃料エンジンの第3実施形態を示す概略構成図である。なお、上述の各実施形態に関連して説明されたものと同一の要素には同一の参照符号が付され、重複する説明は省略される。   FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a third embodiment of the LPG fuel engine according to the present invention. Note that the same elements as those described in relation to the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.

図4に示されるLPG燃料エンジン1Bは、後段触媒装置9のNOx吸蔵還元触媒に対するNOx還元処理を実行するために、還元剤添加系統40と、セタン価向上剤添加系統50とを備える。   The LPG fuel engine 1B shown in FIG. 4 includes a reducing agent addition system 40 and a cetane number improver addition system 50 in order to perform NOx reduction processing on the NOx storage reduction catalyst of the post-catalyst device 9.

還元剤添加系統40は、燃料タンク10に接続されたLPG添加ポンプ41と、LPG添加ポンプ41の吐出口に接続された供給管42とを含む。LPG添加ポンプ41は、燃料タンク10から液相状態のLPG燃料を吸い出して(取り出して)、供給管42へと送り出す。供給管42は、中途に流量計43を有すると共に、流体噴出口が前段触媒装置8と後段触媒装置9との間で排気管7の内部に臨むように配置されたLPG添加弁(LPG噴射弁)44に接続されている。流量計43は、ECU20Bの入出力ポートに接続されており、供給管42を流通するLPG燃料の流量を検出し、検出値を示す信号をECU20Bに与える。また、LPG添加弁44は、ECU20Bの入出力ポートに接続されており、ECU20Bによって開閉制御される。これにより、LPG添加ポンプ41を作動させると共にLPG添加弁44を開くことにより、燃料タンク10から液相状態のLPG燃料を取り出し、取り出したLPG燃料を排気路7の後段触媒装置9(NOx吸蔵還元触媒)よりも燃焼室2側の領域に導入することが可能となる。   The reducing agent addition system 40 includes an LPG addition pump 41 connected to the fuel tank 10 and a supply pipe 42 connected to the discharge port of the LPG addition pump 41. The LPG addition pump 41 sucks (takes out) the liquid phase LPG fuel from the fuel tank 10 and sends it out to the supply pipe 42. The supply pipe 42 has a flow meter 43 in the middle, and an LPG addition valve (LPG injection valve) disposed so that the fluid outlet faces the inside of the exhaust pipe 7 between the front-stage catalyst device 8 and the rear-stage catalyst device 9. ) 44. The flow meter 43 is connected to the input / output port of the ECU 20B, detects the flow rate of the LPG fuel flowing through the supply pipe 42, and gives a signal indicating the detected value to the ECU 20B. The LPG addition valve 44 is connected to an input / output port of the ECU 20B and is controlled to be opened and closed by the ECU 20B. Thus, by operating the LPG addition pump 41 and opening the LPG addition valve 44, the LPG fuel in the liquid phase is taken out from the fuel tank 10, and the taken-out LPG fuel is removed from the rear stage catalytic device 9 (NOx occlusion reduction) of the exhaust passage 7. It becomes possible to introduce into the region closer to the combustion chamber 2 than the catalyst).

一方、セタン価向上剤添加系統50は、図4に示されるように、貯留タンク51と、貯留タンク51に接続されたポンプ52と、ポンプ52の吐出口に接続された供給管53とを含む。貯留タンク51は、硝酸アミン、硝酸アルキレンまたは2,2−ジニトロプロパンといったLPG燃料のセタン価を向上させることができるセタン価向上剤(液体)を貯留する。ポンプ52は、貯留タンク51からセタン価向上剤を吸い出して、供給管53へと送り出す。ポンプ52としては、デューティ制御可能な電動ポンプが採用され、ポンプ52は、ECU20Bによって制御される。また、供給管53は、ECU20Bによって開閉制御される添加弁54に接続されている。添加弁54は、その流体噴出口が還元剤添加系統40のLPG添加弁44よりも上流側で供給管42の内部に臨むように配置されている。   On the other hand, as shown in FIG. 4, the cetane number improver addition system 50 includes a storage tank 51, a pump 52 connected to the storage tank 51, and a supply pipe 53 connected to the discharge port of the pump 52. . The storage tank 51 stores a cetane number improver (liquid) that can improve the cetane number of LPG fuel, such as amine nitrate, alkylene nitrate, or 2,2-dinitropropane. The pump 52 sucks out the cetane number improver from the storage tank 51 and sends it out to the supply pipe 53. As the pump 52, an electric pump capable of duty control is adopted, and the pump 52 is controlled by the ECU 20B. The supply pipe 53 is connected to an addition valve 54 that is controlled to be opened and closed by the ECU 20B. The addition valve 54 is arranged so that the fluid jet port faces the inside of the supply pipe 42 on the upstream side of the LPG addition valve 44 of the reducing agent addition system 40.

上述のように構成されるLPG燃料エンジン1Bでは、後段触媒装置9に対するNOx還元処理を実行するために、ECU20Bによって、図5に示されるNOx還元ルーチンが所定時間おきに繰り返し実行される。ECU20Bは、NOx還元ルーチンの実行タイミングになると、まず、所定の運転状態検出信号等に基づいて、その時点でLPG燃料エンジン1にて成層希薄燃焼運転が実行されているか否かを判定する(S20)。S20にて成層希薄燃焼運転が実行されていないと判断された場合、この段階では、後段触媒装置9に対するNOx還元処理は実行されない。   In the LPG fuel engine 1B configured as described above, the NOx reduction routine shown in FIG. 5 is repeatedly executed at predetermined time intervals by the ECU 20B in order to execute the NOx reduction process for the post-catalyst device 9. When it becomes the execution timing of the NOx reduction routine, the ECU 20B first determines whether or not the stratified lean combustion operation is being executed in the LPG fuel engine 1 at that time based on a predetermined operation state detection signal or the like (S20). ). When it is determined in S20 that the stratified lean combustion operation has not been executed, the NOx reduction process for the rear catalyst device 9 is not executed at this stage.

S20にて成層希薄燃焼運転が実行されていると判断した場合、ECU20Bは、更に、後段触媒装置9に対するNOx還元処理が必要であるか否かを判定する(S22)。本実施形態においても、ECU20Bは、LPG燃料エンジン1Bの稼動中にLPG燃料の噴射量やエンジン1Bの運転時間を積算しており、これらの値に基づいて所定のマップ等からNOx吸蔵還元触媒に吸蔵されているNOxの量を求める。そして、ECU20Bは、S22にて、後段触媒装置9におけるNOx吸蔵量が所定の閾値を上回っているか否かを判定する。S22にてNOx還元処理が必要ではないと判断された場合も、後段触媒装置9に対するNOx還元処理は実行されない。   When it is determined in S20 that the stratified lean combustion operation is being executed, the ECU 20B further determines whether or not the NOx reduction process is required for the rear catalyst device 9 (S22). Also in this embodiment, the ECU 20B integrates the injection amount of LPG fuel and the operation time of the engine 1B during operation of the LPG fuel engine 1B, and based on these values, the ECU 20B uses the predetermined map or the like as the NOx storage reduction catalyst. Obtain the amount of NOx occluded. Then, in S22, the ECU 20B determines whether or not the NOx occlusion amount in the rear catalyst device 9 exceeds a predetermined threshold value. Even when it is determined in S22 that the NOx reduction process is not necessary, the NOx reduction process is not executed for the rear catalyst device 9.

S22にて後段触媒装置9に対するNOx還元処理が必要であると判断した場合、ECU20Bは、空燃比センサAFSからの信号に基づいて後段触媒装置9から流出した排気ガスの空燃比(排気空燃比)を求めた上で、所定のマップ等を用いて排気空燃比に応じた還元剤としてのLPG燃料の添加量を求める(S24)。更に、ECU20Bは、所定のマップ等を用いて、S24にて求めたLPG燃料の添加量と、予め判明している燃料タンク10内のLPG燃料の性状(燃料性状)とに基づいて、NOx還元処理のために燃料タンク10から排気管7へと供給されるLPG燃料に対して添加すべきセタン価向上剤の量を求める(S26)。   If it is determined in S22 that the NOx reduction process is required for the rear catalytic device 9, the ECU 20B determines the air-fuel ratio (exhaust air / fuel ratio) of the exhaust gas flowing out from the rear catalytic device 9 based on the signal from the air / fuel ratio sensor AFS. After that, the amount of LPG fuel added as a reducing agent corresponding to the exhaust air / fuel ratio is obtained using a predetermined map or the like (S24). Further, the ECU 20B uses a predetermined map or the like to reduce the NOx based on the LPG fuel addition amount obtained in S24 and the properties (fuel properties) of the LPG fuel in the fuel tank 10 that are known in advance. The amount of cetane improver to be added to the LPG fuel supplied from the fuel tank 10 to the exhaust pipe 7 for processing is determined (S26).

LPG燃料およびセタン価向上剤の添加量を求めると、ECU20Bは、LPG添加ポンプ41を作動させる(S28)。これにより、LPG添加ポンプ41によって燃料タンク10からLPG燃料が吸い出され、排気管7に向けて圧送される。また、S28にて、ECU20Bは、セタン価向上剤添加系統50のポンプ52を適切なタイミングで作動させると共に、流量計43の指示値に基づいて、S26にて求めたセタン価向上剤の添加量に応じた時間だけ添加弁54を開弁させる。これにより、LPG添加ポンプ41によって燃料タンク10から吸い出されたLPG燃料には、排気路7への導入に先立ってセタン価向上剤が添加されることになるので、還元剤としてのLPG燃料の着火性や燃焼性を向上させることができる。   When the addition amounts of the LPG fuel and the cetane number improver are obtained, the ECU 20B operates the LPG addition pump 41 (S28). As a result, the LPG fuel is sucked out of the fuel tank 10 by the LPG addition pump 41 and is pumped toward the exhaust pipe 7. In S28, the ECU 20B operates the pump 52 of the cetane number improver addition system 50 at an appropriate timing, and the addition amount of the cetane number improver obtained in S26 based on the indicated value of the flow meter 43. The addition valve 54 is opened for a time corresponding to the above. Thus, since the cetane number improver is added to the LPG fuel sucked from the fuel tank 10 by the LPG addition pump 41 prior to introduction into the exhaust passage 7, the LPG fuel as the reducing agent is added. Ignition and flammability can be improved.

そして、ECU20Bは、S26にて求められた量のセタン価向上剤が添加されたLPG燃料を排気路7の後段触媒装置9(NOx吸蔵還元触媒)よりも燃焼室2側の領域にS24にて定められた量だけ導入(噴射)すべく、LPG添加ポンプ41を制御すると共にLPG添加弁44を開弁させる(S30)。これにより、後段触媒装置9の上流側の排気路7内が一時的かつ急激に燃料過剰な状態(リッチスパイク状態)となり、排気管7内に導入(噴射)されたLPG燃料は、排気管7内への導入とほぼ同時に自己着火して気化する。このように気化したLPG燃料は、排気ガスと速やか、かつ、均一に混ざり合い、後段触媒装置9(NOx吸蔵還元触媒)へと流れ込んでいく。この結果、後段触媒装置9では、排気路7内で気化したLPG燃料を還元剤として、NOx吸蔵還元触媒に吸蔵されているNOxが極めて良好に還元処理されることになる。   The ECU 20B then adds the LPG fuel to which the amount of cetane number improver obtained in S26 has been added to the region closer to the combustion chamber 2 than the rear catalyst device 9 (NOx storage reduction catalyst) of the exhaust passage 7 in S24. In order to introduce (inject) a predetermined amount, the LPG addition pump 41 is controlled and the LPG addition valve 44 is opened (S30). As a result, the exhaust passage 7 on the upstream side of the post-catalyst device 9 temporarily and suddenly has an excessive fuel state (rich spike state), and the LPG fuel introduced (injected) into the exhaust pipe 7 is discharged into the exhaust pipe 7. It self-ignites and vaporizes almost simultaneously with its introduction. The LPG fuel thus vaporized mixes with the exhaust gas quickly and uniformly, and flows into the post-catalyst device 9 (NOx storage reduction catalyst). As a result, in the post-catalyst device 9, NOx occluded in the NOx occlusion reduction catalyst is reduced extremely well by using the LPG fuel vaporized in the exhaust passage 7 as a reducing agent.

このように、LPG燃料エンジン1Bにおいても、NOx還元処理のために燃焼室2へのLPG燃料の供給量を増加させた場合に生じがちなLPG燃料のリッチ失火を解消しつつ、NOx還元処理に必要な量のLPG燃料をNOx吸蔵還元触媒に対して精度よく供給することが可能となる。また、燃料タンク10から排気路7へと送られるLPG燃料には、排気路7への導入に先立ってセタン価向上剤が添加されるので、還元剤としてのLPG燃料の着火性や燃焼性を向上させて、NOx吸蔵還元触媒に対するNOx還元処理を極めて良好に実行可能となる。そして、本実施形態では、各燃焼室2から排出されて合流した排気ガスに対して、後段触媒装置9(NOx吸蔵還元触媒)の直前で自己着火して気化したLPG燃料が混入されることになる。従って、LPG燃料エンジン1Bによっても、LPG燃料を用いてNOx吸蔵還元触媒に対するNOx還元処理を容易かつ良好に実行することが可能となる。   As described above, the LPG fuel engine 1B also performs the NOx reduction process while eliminating the rich misfire of the LPG fuel that tends to occur when the supply amount of the LPG fuel to the combustion chamber 2 is increased for the NOx reduction process. A required amount of LPG fuel can be accurately supplied to the NOx storage reduction catalyst. In addition, since the cetane number improver is added to the LPG fuel sent from the fuel tank 10 to the exhaust passage 7 prior to introduction into the exhaust passage 7, the ignitability and combustibility of the LPG fuel as a reducing agent are reduced. As a result, the NOx reduction treatment for the NOx occlusion reduction catalyst can be performed very well. In the present embodiment, LPG fuel that is self-ignited and vaporized immediately before the post-catalyst device 9 (NOx storage reduction catalyst) is mixed with the exhaust gas discharged from each combustion chamber 2 and joined. Become. Therefore, the LPG fuel engine 1B can easily and satisfactorily execute the NOx reduction process for the NOx storage reduction catalyst using the LPG fuel.

また、LPG燃料エンジン1Bでは、NOx吸蔵還元触媒に対するNOx還元処理を実行するために、運転モードを成層希薄燃焼から均質燃焼へと切り換えた後、各燃焼室2内にLPG燃料を一時的かつ過剰に供給するリッチスパイク運転を実行する必要がなくなるので、このようなNOx還元処理に伴う燃費の悪化を抑制することができる。なお、S30の処理の後、ECU20Bは、図5のNOx還元ルーチンを一旦終了させ、次の実行タイミングになった段階で、上述のNOx還元ルーチンを再度実行することになる。   Further, in the LPG fuel engine 1B, in order to execute the NOx reduction process for the NOx storage reduction catalyst, the operation mode is switched from the stratified lean combustion to the homogeneous combustion, and then the LPG fuel is temporarily and excessively supplied into each combustion chamber 2. Therefore, it is not necessary to execute the rich spike operation to be supplied to the engine, so that the deterioration of fuel consumption associated with the NOx reduction process can be suppressed. Note that after the processing of S30, the ECU 20B once terminates the NOx reduction routine of FIG. 5 and executes the above-described NOx reduction routine again at the next execution timing.

本発明によるLPG燃料エンジンの第1実施形態を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of an LPG fuel engine according to the present invention. 図1のLPG燃料エンジンにおいて実行されるNOx還元ルーチンを説明するためのフローチャートである。3 is a flowchart for explaining a NOx reduction routine executed in the LPG fuel engine of FIG. 1. 本発明によるLPG燃料エンジンの第2実施形態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows 2nd Embodiment of the LPG fuel engine by this invention. 本発明によるLPG燃料エンジンの第3実施形態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows 3rd Embodiment of the LPG fuel engine by this invention. 図4のLPG燃料エンジンにおいて実行されるNOx還元ルーチンを説明するためのフローチャートである。5 is a flowchart for illustrating a NOx reduction routine executed in the LPG fuel engine of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1,1A,1B LPG燃料エンジン
2 燃焼室
3 ピストン
3a 凹部
4 インジェクタ
5 吸気管
6 スロットルバルブ
7 排気管(排気路)
8 前段触媒装置
9 後段触媒装置(NOx吸蔵還元触媒)
10 燃料タンク
11 低圧ポンプ
12 高圧ポンプ
14 低圧配管
15 デリバリ管
16 返送管
20,20A,20B ECU
30 還元剤添加系統
31 連通管
32 サージタンク
33 LPG添加弁
35 セタン価向上剤添加系統
36 貯留タンク
37 ポンプ
38 供給管
39 添加弁
40 還元剤添加系統
41 LPG添加ポンプ
42 供給管
43 流量計
44 LPG添加弁
50 セタン価向上剤添加系統
51 貯留タンク
52 ポンプ
53 供給管
54 添加弁
AFS 空燃比センサ
Pd,Pe,Pp,Ps,Pt 圧力センサ
Td,Tp,Tt 温度センサ
1, 1A, 1B LPG fuel engine 2 Combustion chamber 3 Piston 3a Recess 4 Injector 5 Intake pipe 6 Throttle valve 7 Exhaust pipe (exhaust passage)
8 Pre-catalyst device 9 Subsequent catalyst device (NOx storage reduction catalyst)
10 Fuel tank 11 Low pressure pump 12 High pressure pump 14 Low pressure pipe 15 Delivery pipe 16 Return pipe 20, 20A, 20B ECU
30 Reducing agent addition system 31 Communication pipe 32 Surge tank 33 LPG addition valve 35 Cetane improver addition system 36 Storage tank 37 Pump 38 Supply pipe 39 Addition valve 40 Reductant addition system 41 LPG addition pump 42 Supply pipe 43 Flow meter 44 LPG Addition valve 50 Cetane improver addition system 51 Storage tank 52 Pump 53 Supply pipe 54 Addition valve AFS Air-fuel ratio sensor Pd, Pe, Pp, Ps, Pt Pressure sensor Td, Tp, Tt Temperature sensor

Claims (7)

LPG燃料を燃焼室内で燃焼させて動力を発生するLPG燃料エンジンにおいて、
LPG燃料を貯留する燃料タンクと、
前記燃焼室からの排気ガスが導入される排気路と、
前記排気路に設けられたNOx吸蔵還元触媒とを備え、前記NOx吸蔵還元触媒に対するNOx還元処理を実行するために、前記燃料タンク内に存在している気相状態のLPG燃料を前記排気路の前記NOx吸蔵還元触媒よりも前記燃焼室側の領域に導入可能であることを特徴とするLPG燃料エンジン。
In an LPG fuel engine that generates power by burning LPG fuel in a combustion chamber,
A fuel tank for storing LPG fuel;
An exhaust passage through which exhaust gas from the combustion chamber is introduced;
A NOx occlusion reduction catalyst provided in the exhaust passage, and in order to perform NOx reduction treatment on the NOx occlusion reduction catalyst, gas phase LPG fuel existing in the fuel tank is supplied to the exhaust passage. An LPG fuel engine, which can be introduced into a region closer to the combustion chamber than the NOx storage reduction catalyst.
前記気相状態のLPG燃料は、前記燃料タンク内の蒸気圧力を利用して前記排気路に導入されることを特徴とする請求項1に記載のLPG燃料エンジン。   2. The LPG fuel engine according to claim 1, wherein the LPG fuel in a gas phase is introduced into the exhaust passage by utilizing a vapor pressure in the fuel tank. 3. 気相状態のLPG燃料を前記排気路に導入するための添加弁と、前記燃料タンクと前記添加弁との間に設けられたサージタンクとを更に備え、前記NOx吸蔵還元触媒に対するNOx還元処理を実行する際、前記サージタンクの内部圧力が前記排気管内の排気圧よりも高い場合に、前記添加弁から前記排気路に気相状態のLPG燃料が導入されることを特徴とする請求項1または2に記載のLPG燃料エンジン。   An NOx reduction treatment for the NOx occlusion reduction catalyst, further comprising: an addition valve for introducing gas phase LPG fuel into the exhaust passage; and a surge tank provided between the fuel tank and the addition valve. 2. The gas phase LPG fuel is introduced into the exhaust passage from the addition valve when the internal pressure of the surge tank is higher than the exhaust pressure in the exhaust pipe. 2. The LPG fuel engine according to 2. 前記排気路への導入に先立ってLPG燃料にセタン価向上剤を添加する手段を更に備えることを特徴とする請求項1から3の何れかに記載のLPG燃料エンジン。   The LPG fuel engine according to any one of claims 1 to 3, further comprising means for adding a cetane number improver to the LPG fuel prior to introduction into the exhaust passage. LPG燃料を燃焼室内で燃焼させて動力を発生するLPG燃料エンジンにおいて、
LPG燃料を貯留する燃料タンクと、
前記燃焼室からの排気ガスが導入される排気路と、
前記排気路に設けられたNOx吸蔵還元触媒と、
前記NOx吸蔵還元触媒に対するNOx還元処理を実行するために、前記燃料タンクからLPG燃料を取り出し、取り出したLPG燃料を前記排気路の前記NOx吸蔵還元触媒よりも前記燃焼室側の領域に導入する還元剤添加手段と、
前記還元剤添加手段によって前記燃料タンクから取り出されたLPG燃料にセタン価向上剤を添加する手段とを備えることを特徴とするLPG燃料エンジン。
In an LPG fuel engine that generates power by burning LPG fuel in a combustion chamber,
A fuel tank for storing LPG fuel;
An exhaust passage through which exhaust gas from the combustion chamber is introduced;
A NOx storage reduction catalyst provided in the exhaust passage;
In order to perform the NOx reduction process for the NOx storage reduction catalyst, the LPG fuel is taken out from the fuel tank, and the taken out LPG fuel is introduced into the region closer to the combustion chamber than the NOx storage reduction catalyst in the exhaust passage. Agent addition means,
Means for adding a cetane number improver to the LPG fuel taken out from the fuel tank by the reducing agent addition means.
燃料タンクからのLPG燃料を燃焼室内で燃焼させて動力を発生するLPG燃料エンジンの排ガス浄化方法において、
前記燃焼室からの排気ガスが導入される排気路にNOx吸蔵還元触媒を設け、前記NOx吸蔵還元触媒に対するNOx還元処理を実行するために、前記燃料タンク内に存在している気相状態のLPG燃料を前記排気路の前記NOx吸蔵還元触媒よりも前記燃焼室側の領域に導入することを特徴とするLPG燃料エンジンの排ガス浄化方法。
In an LPG fuel engine exhaust gas purification method for generating power by burning LPG fuel from a fuel tank in a combustion chamber,
A NOx storage reduction catalyst is provided in an exhaust passage through which the exhaust gas from the combustion chamber is introduced, and in order to perform a NOx reduction process on the NOx storage reduction catalyst, a gas phase LPG present in the fuel tank is present. An exhaust gas purification method for an LPG fuel engine, characterized in that fuel is introduced into a region closer to the combustion chamber than the NOx storage reduction catalyst in the exhaust passage.
燃料タンクからのLPG燃料を燃焼室内で燃焼させて動力を発生するLPG燃料エンジンの排ガス浄化方法において、
前記燃焼室からの排気ガスが導入される排気路にNOx吸蔵還元触媒を設け、前記NOx吸蔵還元触媒に対するNOx還元処理を実行するために、前記燃料タンクからLPG燃料を取り出し、取り出したLPG燃料にセタン価向上剤を添加した上で前記排気路の前記NOx吸蔵還元触媒よりも前記燃焼室側の領域に導入することを特徴とするLPG燃料エンジンの排ガス浄化方法。
In an LPG fuel engine exhaust gas purification method for generating power by burning LPG fuel from a fuel tank in a combustion chamber,
An NOx storage reduction catalyst is provided in an exhaust passage through which exhaust gas from the combustion chamber is introduced, and in order to perform NOx reduction processing on the NOx storage reduction catalyst, LPG fuel is taken out from the fuel tank, and the taken out LPG fuel is used as the extracted LPG fuel. An exhaust gas purification method for an LPG fuel engine, comprising adding a cetane number improver and introducing the cetane number improver into a region closer to the combustion chamber than the NOx storage reduction catalyst in the exhaust passage.
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