JP2005083276A - Exhaust emission control device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust emission control device for an internal combustion engine.
吸蔵還元型NOx触媒を内燃機関の排気系に配置し、酸化雰囲気のときに排気中の窒素酸化物(NOx)を該NOx触媒に貯蔵し、還元雰囲気となったときは該NOx触媒に貯蔵されていたNOxを還元して排気中のNOxを浄化する技術が知られている。 The NOx storage reduction catalyst is disposed in the exhaust system of the internal combustion engine, and nitrogen oxide (NOx) in the exhaust gas is stored in the NOx catalyst when in an oxidizing atmosphere, and is stored in the NOx catalyst when the reducing atmosphere is reached. A technique for reducing NOx that has been purified to purify NOx in exhaust gas is known.
このようにNOxを還元する際、還元剤添加弁の上流に設けた排気絞り弁の開度を絞って排気流量を減量させつつ還元剤添加弁から還元剤を添加させる技術(例えば、特許文献1参照。)が知られている。
しかし、排気中へ還元剤を添加すると、この還元剤の一部が液状のまま排気通路の壁面に付着することがある。このように還元剤が排気通路の壁面に付着すると、排気中の還元剤の濃度が要求される濃度まで高くならず、NOxの還元が不十分となる虞がある。また、排気通路の壁面に付着した還元剤は、排気の流れにより排気通路の下流側へ壁面に沿って流される。そして、排気絞り弁に到達すると、該排気絞り弁の摺動部に流れ込み、更に排気の熱により還元剤の粘性が高まり、該排気絞り弁の作動が制限されることがある。 However, when a reducing agent is added to the exhaust, a part of the reducing agent may adhere to the wall surface of the exhaust passage while remaining in a liquid state. When the reducing agent adheres to the wall surface of the exhaust passage in this way, the concentration of the reducing agent in the exhaust does not increase to the required concentration, and there is a possibility that the reduction of NOx becomes insufficient. Further, the reducing agent adhering to the wall surface of the exhaust passage is caused to flow along the wall surface to the downstream side of the exhaust passage by the flow of exhaust gas. When the exhaust throttle valve is reached, it flows into the sliding portion of the exhaust throttle valve, and the viscosity of the reducing agent increases due to the heat of the exhaust, which may limit the operation of the exhaust throttle valve.
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、内燃機関の排気浄化装置において、還元剤の付着により排気絞り弁の作動が制限されることを抑制することができる技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and in an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, a technique capable of suppressing the operation of the exhaust throttle valve from being restricted due to adhesion of a reducing agent. The purpose is to provide.
上記課題を達成するために本発明による内燃機関の排気浄化装置は、以下の手段を採用した。即ち、第1の発明は、
内燃機関の排気通路に設けられ酸化機能を有する触媒と、
前記酸化機能を有する触媒よりも上流の排気中へ還元剤を供給することにより該酸化機能を有する触媒へ還元剤を供給する還元剤供給手段と、
前記還元剤供給手段よりも下流で且つ前記酸化機能を有する触媒よりも上流に備えられ、排気の流量を調整する排気絞り弁と、
前記還元剤供給手段よりも下流で且つ前記排気絞り弁よりも上流に備えられ、該排気絞り弁よりも上流の排気通路の壁面に付着した還元剤を該排気通路の壁面から排気の流れ中に脱離させる還元剤脱離手段と、
を備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention employs the following means. That is, the first invention is
A catalyst provided in the exhaust passage of the internal combustion engine and having an oxidation function;
Reducing agent supply means for supplying the reducing agent to the catalyst having the oxidizing function by supplying the reducing agent into the exhaust gas upstream of the catalyst having the oxidizing function;
An exhaust throttle valve that is provided downstream of the reducing agent supply means and upstream of the catalyst having the oxidation function, and that adjusts the flow rate of exhaust;
The reducing agent, which is provided downstream of the reducing agent supply means and upstream of the exhaust throttle valve and adheres to the wall of the exhaust passage upstream of the exhaust throttle valve, flows into the exhaust flow from the wall of the exhaust passage. A reducing agent desorption means for desorption,
It is provided with.
本発明の最大の特徴は、壁面に付着した還元剤を再度排気中に戻し下流の酸化触媒に均一な濃度の還元剤を供給しつつ、排気絞り弁の摺動部に還元剤が付着することを抑制することにある。 The greatest feature of the present invention is that the reducing agent attached to the wall surface is returned to the exhaust gas again, and the reducing agent adheres to the sliding portion of the exhaust throttle valve while supplying the reducing agent with a uniform concentration to the downstream oxidation catalyst. It is to suppress.
このように構成された内燃機関の排気浄化装置では、還元剤供給手段から排気中に供給された還元剤の一部が、蒸発する前に排気通路の壁面に付着することがある。このようにして排気通路の壁面に付着した還元剤は、排気によって壁面に付着したまま下流へと流さ
れる。そして、還元剤が排気通路の壁面を伝わって排気絞り弁に到達すると、該排気絞り弁の摺動部に流入し、その後排気の熱により固着して、排気絞り弁の作動が制限されることがある。また、還元剤が触媒へ到達するまでに時間がかかり、触媒が還元剤を必要とするときに、適切な還元剤濃度が得られなくなる虞もある。
In the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine configured as described above, part of the reducing agent supplied into the exhaust gas from the reducing agent supply means may adhere to the wall surface of the exhaust passage before evaporating. Thus, the reducing agent adhering to the wall surface of the exhaust passage flows downstream while adhering to the wall surface by the exhaust gas. When the reducing agent travels along the wall of the exhaust passage and reaches the exhaust throttle valve, it flows into the sliding portion of the exhaust throttle valve, and then adheres due to the heat of the exhaust, thereby limiting the operation of the exhaust throttle valve. There is. In addition, it takes time for the reducing agent to reach the catalyst, and there is a possibility that an appropriate reducing agent concentration cannot be obtained when the catalyst requires a reducing agent.
その点、還元剤脱離手段を備えることにより、排気通路の壁面に付着した還元剤を排気の流れの中へ再度戻すことができる。これにより、排気中で還元剤が拡散し、従来技術に比べより均一な濃度の還元剤を触媒に導入させることができる。また、排気通路の壁面から排気絞り弁の摺動部に還元剤が流入することを抑制できる。 In that regard, by providing the reducing agent detaching means, the reducing agent attached to the wall surface of the exhaust passage can be returned again into the exhaust flow. Thereby, the reducing agent diffuses in the exhaust gas, and a reducing agent having a more uniform concentration can be introduced into the catalyst as compared with the prior art. Moreover, it can suppress that a reducing agent flows in into the sliding part of an exhaust throttle valve from the wall surface of an exhaust passage.
本発明においては、前記還元剤脱離手段は、前記排気通路の壁面から該排気通路の下流側に向けて突出し且つ下流端が尖形となる複数の突起からなり、該突起の下流端は排気通路の壁面から離間されていても良い。 In the present invention, the reducing agent detaching means includes a plurality of protrusions protruding from the wall surface of the exhaust passage toward the downstream side of the exhaust passage and having a downstream end having a pointed shape. It may be separated from the wall surface of the passage.
このように構成された内燃機関の排気浄化装置では、排気通路の壁面を流れる還元剤が前記突起の下流端に集まり、その後、還元剤は排気の力を受けて突起から排気中へ脱離される。ここで、壁面から突出する突起を複数備えることにより、壁面に付着した還元剤を夫々の突起の尖形の下流端に集めることができ、排気中へ還元剤を脱離しやすくすることができる。また、突起の下流端が排気通路の壁面から離間されているので、還元剤が突起の下流端から排気通路の壁面へと流れることを抑制し、さらに突起の下流端から排気中へ脱離された還元剤が再び壁面に付着することを抑制できる。これにより、排気絞り弁の摺動部に還元剤が流入することを抑制できる。 In the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine configured as described above, the reducing agent flowing on the wall surface of the exhaust passage gathers at the downstream end of the projection, and then the reducing agent is desorbed from the projection into the exhaust by receiving the force of the exhaust. . Here, by providing a plurality of protrusions protruding from the wall surface, the reducing agent attached to the wall surface can be collected at the pointed downstream end of each protrusion, and the reducing agent can be easily detached into the exhaust gas. Further, since the downstream end of the protrusion is separated from the wall surface of the exhaust passage, the reducing agent is prevented from flowing from the downstream end of the protrusion to the wall surface of the exhaust passage, and is further desorbed from the downstream end of the protrusion into the exhaust. It is possible to prevent the reducing agent from adhering to the wall surface again. Thereby, it can suppress that a reducing agent flows into the sliding part of an exhaust throttle valve.
本発明においては、前記突起の下流端は、排気通路の中心軸側に向かって折り曲げられていても良い。 In the present invention, the downstream end of the protrusion may be bent toward the central axis side of the exhaust passage.
このように、前記突起の下流端が排気通路の中心軸側に位置していると、該下流端において排気の通路径が小さくなり、該下流端において排気の流速が速まる。その結果、下流端に集まった還元剤が該下流端から排気中へ脱離されやすくなる。また、排気通路の壁面からより離れ位置に突起の下流端が位置しているので、突起の下流端から排気中へ戻された還元剤が再び排気通路の壁面に付着することを抑制できる。 Thus, when the downstream end of the projection is located on the central axis side of the exhaust passage, the exhaust passage diameter is reduced at the downstream end, and the exhaust flow velocity is increased at the downstream end. As a result, the reducing agent collected at the downstream end is easily desorbed from the downstream end into the exhaust. In addition, since the downstream end of the protrusion is located further away from the wall surface of the exhaust passage, it is possible to suppress the reducing agent that has been returned into the exhaust gas from the downstream end of the protrusion from adhering to the wall surface of the exhaust passage again.
上記課題を達成するために本発明による内燃機関の排気浄化装置は、以下の手段を採用した。即ち、第2の発明は、
内燃機関の排気通路に設けられ酸化機能を有する触媒と、
前記酸化機能を有する触媒よりも上流の排気中へ還元剤を供給することにより該酸化機能を有する触媒へ還元剤を供給する還元剤供給手段と、
前記還元剤供給手段よりも下流で且つ前記酸化機能を有する触媒よりも上流に備えられ、排気通路の壁面を貫通し且つ回動可能な軸、及び該軸に支持され該軸を中心として回動する弁を有する排気絞り弁と、
前記還元剤供給手段よりも下流で且つ前記排気絞り弁よりも上流であって、排気通路の壁面から排気通路の中心軸側へ突出し、この突出量が排気通路の下流側ほど大きくなる突起と、
を備え、
前記軸と前記排気通路の内壁面とが交差する箇所を通過し、且つ排気の流通方向と平行な線上に前記突起が備えられていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention employs the following means. That is, the second invention is
A catalyst provided in the exhaust passage of the internal combustion engine and having an oxidation function;
Reducing agent supply means for supplying the reducing agent to the catalyst having the oxidizing function by supplying the reducing agent into the exhaust gas upstream of the catalyst having the oxidizing function;
A shaft that is provided downstream of the reducing agent supply means and upstream of the catalyst having the oxidation function, penetrates the wall surface of the exhaust passage and is rotatable, and is supported by the shaft and rotates about the shaft. An exhaust throttle valve having a valve to perform,
A protrusion that is downstream of the reducing agent supply means and upstream of the exhaust throttle valve, protrudes from the wall surface of the exhaust passage toward the central axis of the exhaust passage, and the protrusion amount increases toward the downstream side of the exhaust passage;
With
The projection is provided on a line that passes through a portion where the shaft and the inner wall surface of the exhaust passage intersect and is parallel to the flow direction of the exhaust gas.
本発明の最大の特徴は、排気絞り弁に備えられた軸の摺動部の上流に備えられた突起から還元剤を排気中へ脱離させ、該軸の摺動部に還元剤が流入することを抑制することにある。 The most significant feature of the present invention is that the reducing agent is desorbed into the exhaust from the protrusion provided upstream of the sliding portion of the shaft provided in the exhaust throttle valve, and the reducing agent flows into the sliding portion of the shaft. It is to suppress this.
このように構成された内燃機関の排気浄化装置では、排気通路の壁面に付着して下流へと流れる還元剤が、突起に到達すると該突起上に流れ、排気通路の中心側へ導かれる。そして、突起の端部に還元剤が到達すると、該端部から排気中へと還元剤が脱離される。 In the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine configured as described above, when the reducing agent that adheres to the wall surface of the exhaust passage and flows downstream reaches the protrusion, the reducing agent flows on the protrusion and is guided to the center side of the exhaust passage. When the reducing agent reaches the end of the protrusion, the reducing agent is desorbed from the end into the exhaust.
また、突起は、その突出量が排気通路の下流側ほど大きくなるので、還元剤が突起の下流端から排気通路の壁面へと流れることを抑制することができる。さらに、突起の下流端から排気中へ脱離された還元剤が再び壁面に付着することを抑制できる。これらにより、排気絞り弁の摺動部に還元剤が流入することを抑制できる。 Moreover, since the protrusion amount of the protrusion increases toward the downstream side of the exhaust passage, the reducing agent can be prevented from flowing from the downstream end of the protrusion to the wall surface of the exhaust passage. Furthermore, it is possible to suppress the reducing agent desorbed into the exhaust gas from the downstream end of the protrusion from adhering to the wall surface again. As a result, the reducing agent can be prevented from flowing into the sliding portion of the exhaust throttle valve.
本発明に係る内燃機関の排気浄化装置では、排気絞り弁の軸の摺動部に還元剤が流入することを抑制することができる。これにより、排気絞り弁の作動を良好なものとすることができる。 In the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the reducing agent can be prevented from flowing into the sliding portion of the shaft of the exhaust throttle valve. Thereby, the operation of the exhaust throttle valve can be improved.
以下、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。 Hereinafter, specific embodiments of an exhaust emission control device for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施例に係る内燃機関の排気浄化装置を適用する内燃機関1とその排気系の概略構成を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine 1 to which an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to this embodiment is applied and an exhaust system thereof.
<概略構成の説明>
図1に示す内燃機関1は、水冷式の4サイクル・ディーゼルエンジンである。
<Description of schematic configuration>
The internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is a water-cooled four-cycle diesel engine.
内燃機関1には、燃焼室と連通する排気通路2が接続されている。この排気通路2は、下流にて大気へと通じている。
An
前記排気通路2の途中には、吸蔵還元型NOx触媒(以下、NOx触媒という。)を担持したパティキュレートフィルタ3(以下、フィルタ3という。)が備えられている。
A particulate filter 3 (hereinafter referred to as filter 3) carrying an NOx storage reduction catalyst (hereinafter referred to as NOx catalyst) is provided in the middle of the
フィルタ3は、排気中の粒子状物質(以下、PMとする。)を捕獲するとともに、流入する排気の酸素濃度が高いときは排気中のNOxを貯蔵し、流入する排気の酸素濃度が低下し且つ還元剤が存在するときは貯蔵していたNOxを還元する機能を有する。
The
ところで、内燃機関1が希薄燃焼運転されている場合は、NOx触媒のNOx吸蔵能力が飽和する前にNOx触媒に吸蔵されたNOxを還元させる必要がある。 By the way, when the internal combustion engine 1 is operated in lean combustion, it is necessary to reduce the NOx stored in the NOx catalyst before the NOx storage capacity of the NOx catalyst is saturated.
そこで、本実施例では、フィルタ3より上流の排気通路2を流通する排気中に還元剤たる燃料(軽油)を添加する還元剤供給機構を備えている。この還元剤供給機構から排気中へ燃料を添加することにより、NOx触媒に流入する排気の酸素濃度を低下させるとともに還元剤の濃度を高めることができる。
Therefore, in this embodiment, a reducing agent supply mechanism for adding fuel (light oil) as a reducing agent to the exhaust gas flowing through the
還元剤供給機構は、図1に示されるように、その噴孔が排気通路2内に臨むように取り付けられた還元剤添加弁5と、燃料ポンプ6と、該燃料ポンプ6から吐出された燃料を還元剤添加弁5へ導く燃料供給路7と、を備えている。ここで、還元剤添加弁5は、後述するECU10からの信号により開弁して燃料を噴射する。還元剤添加弁5から排気通路2内へ噴射された燃料は、排気通路2の上流から流れてきた排気の酸素濃度を低下させると共に、NOx触媒に吸蔵されていたNOxを還元する。
As shown in FIG. 1, the reducing agent supply mechanism includes a reducing agent addition valve 5 attached so that its nozzle hole faces the
また、還元剤供給機構は、NOx触媒に貯蔵されたSOxを放出させるSOx被毒回復時や、フィルタ3に堆積したPMを酸化させるPM除去時において、NOx触媒やフィルタ3の温度を上昇させることにも利用される。即ち、NOx触媒にて還元剤が反応し、このときに熱が発生する。この熱により、NOx触媒及びフィルタ3の温度が上昇される。このように、NOx触媒若しくはフィルタ3の温度を上昇させることにより、SOx被毒回復が可能となり、また、フィルタ3からのPMの除去が可能となる。
Further, the reducing agent supply mechanism raises the temperature of the NOx catalyst and the
還元剤添加弁5よりも下流で且つフィルタ3よりも上流の排気通路2には、該排気通路2内を流通する排気の流量を調節する排気絞り弁8が設けられている。
In the
以上述べたように構成された内燃機関1には、該内燃機関1を制御するための電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)10が併設されている。このECU10は、内燃機関1の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関1の運転状態を制御するユニットである。 The internal combustion engine 1 configured as described above is provided with an electronic control unit (ECU) 10 for controlling the internal combustion engine 1. The ECU 10 is a unit that controls the operation state of the internal combustion engine 1 in accordance with the operation conditions of the internal combustion engine 1 and the request of the driver.
ECU10には、各種センサ等が電気配線を介して接続され、該センサ等の出力信号が入力されるようになっている。 Various sensors and the like are connected to the ECU 10 via electric wiring, and output signals from the sensors and the like are input.
一方、ECU10には、還元剤添加弁5等が電気配線を介して接続され、上記した各部をECU10により制御することが可能になっている。 On the other hand, the reducing agent addition valve 5 and the like are connected to the ECU 10 via electric wiring so that the above-described units can be controlled by the ECU 10.
<排気絞り弁の構造の説明>
図2は、本実施例による排気絞り弁の概略構成を示した図である。図2(A)は、排気通路2の中心軸と直行する平面により切断した断面図であり、図2(B)は、排気通路2の中心軸を含む平面により切断した断面図である。図2(B)は、図の左側が排気通路2の上流側となり、図の右側が排気通路2の下流側となる。また、図2(A)は、排気通路2の上流側から排気絞り弁を見た断面図である。
<Description of exhaust throttle valve structure>
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the exhaust throttle valve according to the present embodiment. 2A is a cross-sectional view cut along a plane perpendicular to the central axis of the
排気絞り弁8は、本体80、弁81、弁側軸82、ダイヤフラム側軸83、ブッシュ84、ダイヤフラム85を備えて構成されている。本体80には、排気通路2と同じ内径で且つ排気が流通する通路87が設けられ、この通路87を塞ぐように弁81が設けられる。なお、排気絞り弁8の排気が流通する通路87は、排気通路2の一部として構成されている。弁81は、弁側軸82により支持されている。本体80には、弁側軸82を支持するための穴が空けられている。この穴は、通路87の中心軸、即ち排気通路2の中心軸と直行するように設けられ、また、本体80を貫通している。そして、弁側軸82は、ブッシュ84を介して本体80に回動可能なように支持されている。
The
弁側軸82とダイヤフラム側軸83とは、リンク86を介して連結されている。このリンク86により、ダイヤフラム側軸83の往復運動が、弁側軸82の回転運動に変換される。
The
このように構成された、排気絞り弁8では、ダイヤフラム85によりダイヤフラム側軸83が該ダイヤフラム側軸83軸線方向に移動されると、リンク86を介して、弁側軸82が回動される。これに伴い、弁81が回動され、通路87が開閉される。
In the
<還元剤脱離手段の説明>
ここで、本実施例による還元剤脱離手段の具体的な構成について説明する。
<Description of reducing agent desorption means>
Here, a specific configuration of the reducing agent detachment unit according to this embodiment will be described.
本実施例では、還元剤脱離手段として、還元剤添加弁5よりも下流で且つ排気絞り弁8
の直ぐ上流に、還元剤脱離装置9を備えている。
In the present embodiment, the reducing agent detaching means is downstream of the reducing agent addition valve 5 and the
Immediately upstream, a reducing agent desorption device 9 is provided.
図3は、本実施例による還元剤脱離装置の概略構成を示した図である。図3(A)は、排気通路2の中心軸を含む平面により切断した断面図であり、図3(B)は、排気通路2の中心軸と直行する平面により切断した断面図である。図3(A)は、図の左側が排気通路2の上流側、図の右側が排気通路2の下流側となり、矢印の方向に排気が流通する。また、図3(B)は、排気通路2の下流側から還元剤脱離装置9を見た図である。
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of the reducing agent detachment apparatus according to the present embodiment. 3A is a cross-sectional view cut along a plane including the central axis of the
還元剤脱離装置9は、排気通路2と同じ内径の筒90、筒90の上流端に設けられたフランジ90a、筒90の下流端に設けられたフランジ90b、筒90に内接して設けられている内筒91を備えて構成されている。
The reducing agent detaching device 9 is provided in a
筒90は、外径は一定であるが、下流側の内径が上流側よりも大きくなるように、下流側が薄肉化されている。そして、内筒91は、筒90の内径が小さい箇所、即ち、上流側で内嵌している。また、下流側では、筒90の内壁面と内筒91の外壁面に隙間92ができる。
The
内筒91は、下流端の円周上に、下流に向かって突出する複数の尖形の突起91aを有している。
The
このように構成された、還元剤脱離装置9では、還元剤添加弁5から排気通路2内へ添加された還元剤の一部が、該排気通路2の内壁面に付着する。そして、この還元剤は、排気の流れにより壁面に付着したまま下流へと流され、還元剤脱離装置9に到達する。還元剤脱離装置9では、先ず、還元剤が筒90の内壁に沿って下流へと進む。そして、還元剤が内筒91に到達すると、該内筒91の内壁面に沿って還元剤が下流へと流れる。そして、突起91aに到達すると、突起91aの尖端に向かって還元剤が導かれる。そして、この尖端と筒90とには隙間92があるため、還元剤は筒90の内壁面に流れることなく、突起91aの尖端から排気中へ脱離される。排気中に脱離された還元剤は、蒸発しながら排気と共に排気絞り弁8を通過し、最後に、フィルタ3へ到達する。
In the reducing agent desorption device 9 configured as described above, a part of the reducing agent added from the reducing agent addition valve 5 into the
このようにして、弁側軸82の摺動部に還元剤が流入することを抑制し、且つ、フィルタ3へ必要とされる濃度の還元剤を供給することができる。
In this way, it is possible to suppress the reducing agent from flowing into the sliding portion of the valve-
本実施例では、実施例1と比較して、還元剤脱離装置9の形状が異なる。その他の構成については、実施例1と同様なので説明を割愛する。 In the present embodiment, the shape of the reducing agent desorption device 9 is different from that in the first embodiment. Since other configurations are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted.
<還元剤脱離手段の説明>
ここで、本実施例による還元剤脱離手段の具体的な構成について説明する。
<Description of reducing agent desorption means>
Here, a specific configuration of the reducing agent detachment unit according to this embodiment will be described.
図4は、本実施例による還元剤脱離装置の概略構成を示した図である。図4(A)は、排気通路2の中心軸を含む平面により切断した断面図であり、図4(B)は、排気通路2の中心軸と直行する平面により切断した断面図である。図4(A)は、図の左側が排気通路2の上流側、図の右側が排気通路2の下流側となり、矢印の方向に排気が流通する。また、図4(B)は、排気通路2の下流側から還元剤脱離装置9を見た図である。
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of the reducing agent detachment apparatus according to this embodiment. 4A is a cross-sectional view cut along a plane including the central axis of the
還元剤脱離装置9は、排気通路2と同じ内径の筒90、筒90の上流端に設けられたフランジ90a、筒90の下流端に設けられたフランジ90b、筒90に内接して設けられている内筒901を備えて構成されている。
The reducing agent detaching device 9 is provided in a
筒90は、外径は一定であるが、下流側の内径が上流側よりも大きくなるように、下流側が薄肉化されている。そして、内筒901は、筒90の内径が小さい箇所、即ち、上流側で内嵌している。また、下流側では、筒90の内壁面と内筒901の外壁面に隙間902ができる。
The
内筒901は、下流端の円周上に、下流に向かって突出する複数の尖形の突起901aを有している。この突起901aは、下流端が尖端となるように形成されている。また、突起901aは、尖端が排気通路の中心軸側へ向かうように、根元から規定の角度折り曲げられている。即ち、隙間902は、下流ほど大きくなる。
The
このように構成された、還元剤脱離装置9では、突起901aの尖端に還元剤が導かれるのは同じであるが、実施例1と比較して、排気通路2の中心軸により近い位置で還元剤が脱離されるため、還元剤が再び排気通路の壁面に付着し難い。また、突起901aを排気通路の中心軸側へ折り曲げたことにより、排気通路の断面積が小さくなり、該突起901aで排気の流速が増加する。これにより、実施例1と比較して還元剤が排気中に脱離されやすくなる。
In the reducing agent detachment device 9 configured in this way, the reducing agent is guided to the tip of the
排気中に脱離された還元剤は、蒸発しながら排気と共に排気絞り弁8を通過し、最後に、フィルタ3へ到達する。
The reducing agent desorbed in the exhaust passes through the
このようにして、弁側軸82の摺動部に還元剤が流入することを抑制し、且つ、フィルタ3へ必要とされる濃度の還元剤を供給することができる。
In this way, it is possible to suppress the reducing agent from flowing into the sliding portion of the valve-
本実施例では、実施例1と比較して、還元剤脱離装置9の形状が異なる。その他の構成については、実施例1と同様なので説明を割愛する。 In the present embodiment, the shape of the reducing agent desorption device 9 is different from that in the first embodiment. Since other configurations are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted.
<還元剤脱離手段の説明>
ここで、本実施例による還元剤脱離手段の具体的な構成について説明する。
<Description of reducing agent desorption means>
Here, a specific configuration of the reducing agent detachment unit according to this embodiment will be described.
図5は、本実施例による排気絞り弁及び還元剤脱離装置の概略構成を示した図である。図5(A)は、排気通路2の中心軸と直行する平面により切断した断面図であり、図5(B)は、排気通路2の中心軸を含む平面により切断した断面図である。図5(B)は、図の左側が排気通路2の上流側となり、図の右側が排気通路2の下流側となる。また、図5(A)は、排気通路2の上流側から排気絞り弁を見た断面図であり、この断面上に還元剤脱離装置9を投影した図である。
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of the exhaust throttle valve and the reducing agent desorbing device according to this embodiment. 5A is a cross-sectional view cut along a plane perpendicular to the central axis of the
筒90の内壁には、下流へ進むほど該筒90の中心側への突出量が増す突起93が設けられている。この突起93は、図5(A)の網掛けで表されるように、排気通路2の上流側から該突起93及び排気絞り弁8を見た場合、弁側軸82が本体80に支持されている箇所、即ち、弁側軸82がブッシュ84に支持されている箇所が突起93により見えなくなるような位置に設ける。また、弁側軸82が本体80に支持されている箇所の直上流に突起93を設けるとしても良い。なお、本実施例においては、突起93は、板状の金属を曲げたものを筒90に溶接しており、該突起93は上流側で閉口し、下流側で開口する袋状となっている。
The inner wall of the
このように構成された、還元剤脱離装置9では、還元剤添加弁5から排気通路2内へ添加された還元剤の一部が、該排気通路2の内壁面に付着する。そして、この還元剤は、排気の流れにより下流へと流され、還元剤脱離装置9に到達する。還元剤脱離装置9では、先ず、還元剤が筒90の内壁に沿って下流へと進む。そして、還元剤が突起93に到達す
ると、突起93上に還元剤が流れる。そして、突起93の下流端から排気中へ還元剤が脱離される。排気中に脱離された還元剤は、蒸発しながら排気と共に排気絞り弁8を通過し、最後に、フィルタ3へ到達する。
In the reducing agent desorption device 9 configured as described above, a part of the reducing agent added from the reducing agent addition valve 5 into the
このようにして、弁側軸82の摺動部に還元剤が流入することを抑制し、且つ、フィルタ3へ還元剤を供給することができる。
In this manner, it is possible to suppress the reducing agent from flowing into the sliding portion of the
尚、本実施例では、突起93をダイヤフラム85側(図5(A)の左側)の1箇所に設けた例について説明したが、弁側軸82が本体80に支持されているもう一箇所(図5(A)の右側)の摺動部の上流にも突起93を設けても良い。また、還元剤が流れ得る箇所にのみ突起93を設けるようにしても良い。
In this embodiment, the example in which the
また、本実施例では、排気絞り弁8と還元剤脱離装置9とは、別々の部材として構成されているが、これに限らず、排気絞り弁8と一体的に形成しても良い。
In the present embodiment, the
さらに、弁側軸82が地面と水平になるように、排気絞り弁8を車両に搭載されることが望ましい。このように、排気絞り弁8を搭載することにより、還元剤が重力の影響を受けて、排気通路2の地面に近い側、つまり下側へ流れたとしても、弁側軸82の摺動部に該還元剤が流入することを抑制可能である。また、弁側軸82が地面と水平にならず、排気通路2の中心軸を通る水平線よりも下方に摺動部が位置する場合には、その下方に位置する摺動部の直上流側にのみ突起93を設けるようにしても良い。この場合、本実施例においては、突起93をダイヤフラム85側の1箇所に設けているため、ダイヤフラム85側が前記水平線よりも下方に位置するように、排気絞り弁8及び還元剤脱離装置9を設置しても良い。
Further, it is desirable that the
1 内燃機関
2 排気通路
3 パティキュレートフィルタ
5 還元剤添加弁
6 燃料ポンプ
7 燃料供給路
8 排気絞り弁
9 還元剤脱離装置
10 ECU
80 本体
81 弁
82 弁側軸
83 ダイヤフラム側軸
84 ブッシュ
85 ダイヤフラム
86 リンク
87 通路
90 筒
90a フランジ
90b フランジ
91 内筒
91a 突起
92 隙間
93 突起
901 内筒
901a 突起
902 隙間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
80
Claims (4)
前記酸化機能を有する触媒よりも上流の排気中へ還元剤を供給することにより該酸化機能を有する触媒へ還元剤を供給する還元剤供給手段と、
前記還元剤供給手段よりも下流で且つ前記酸化機能を有する触媒よりも上流に備えられ、排気の流量を調整する排気絞り弁と、
前記還元剤供給手段よりも下流で且つ前記排気絞り弁よりも上流に備えられ、該排気絞り弁よりも上流の排気通路の壁面に付着した還元剤を該排気通路の壁面から排気の流れ中に脱離させる還元剤脱離手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 A catalyst provided in the exhaust passage of the internal combustion engine and having an oxidation function;
Reducing agent supply means for supplying the reducing agent to the catalyst having the oxidizing function by supplying the reducing agent into the exhaust gas upstream of the catalyst having the oxidizing function;
An exhaust throttle valve that is provided downstream of the reducing agent supply means and upstream of the catalyst having the oxidation function, and that adjusts the flow rate of exhaust;
The reducing agent, which is provided downstream of the reducing agent supply means and upstream of the exhaust throttle valve and adheres to the wall of the exhaust passage upstream of the exhaust throttle valve, flows into the exhaust flow from the wall of the exhaust passage. A reducing agent desorption means for desorption,
An exhaust emission control device for an internal combustion engine, comprising:
前記酸化機能を有する触媒よりも上流の排気中へ還元剤を供給することにより該酸化機能を有する触媒へ還元剤を供給する還元剤供給手段と、
前記還元剤供給手段よりも下流で且つ前記酸化機能を有する触媒よりも上流に備えられ、排気通路の壁面を貫通し且つ回動可能な軸、及び該軸に支持され該軸を中心として回動する弁を有する排気絞り弁と、
前記還元剤供給手段よりも下流で且つ前記排気絞り弁よりも上流であって、排気通路の壁面から排気通路の中心軸側へ突出し、この突出量が排気通路の下流側ほど大きくなる突起と、
を備え、
前記軸と前記排気通路の内壁面とが交差する箇所を通過し、且つ排気の流通方向と平行な線上に前記突起が備えられていることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 A catalyst provided in the exhaust passage of the internal combustion engine and having an oxidation function;
Reducing agent supply means for supplying the reducing agent to the catalyst having the oxidizing function by supplying the reducing agent into the exhaust gas upstream of the catalyst having the oxidizing function;
A shaft that is provided downstream of the reducing agent supply means and upstream of the catalyst having the oxidation function, penetrates the wall surface of the exhaust passage and is rotatable, and is supported by the shaft and rotates about the shaft. An exhaust throttle valve having a valve to perform,
A protrusion that is downstream of the reducing agent supply means and upstream of the exhaust throttle valve, protrudes from the wall surface of the exhaust passage toward the central axis of the exhaust passage, and the protrusion amount increases toward the downstream side of the exhaust passage;
With
An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, wherein the projection is provided on a line that passes through a location where the shaft and the inner wall surface of the exhaust passage intersect and is parallel to the exhaust flow direction.
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