JP2005240850A

JP2005240850A - 車両用圧縮空気供給装置

Info

Publication number: JP2005240850A
Application number: JP2004048105A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Iwasaki; 敏行岩崎
Original assignee: UD Trucks Corp
Current assignee: UD Trucks Corp
Priority date: 2004-02-24
Filing date: 2004-02-24
Publication date: 2005-09-08

Abstract

【課題】還元剤噴射装置にて安定したエア圧を確保する。
【解決手段】サプライリザーバ１２の圧縮空気をブレーキ装置１３、エアサスペンションならびに排気系にＮＯｘ還元剤を噴射する還元剤噴射装置２４に供給する車両において、サプライリザーバにブレーキ装置用のリザーバタンクを接続すると共に、サプライリザーバに還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４とエアサスペンション用のリザーバタンク１５とを並列に接続し、サプライリザーバと還元剤噴射装置用のリザーバタンクとの間にサプライリザーバの圧縮空気が所定圧以上のとき開弁する第１の圧力保護弁１６を、サプライリザーバとエアサスペンション用のリザーバタンクとの間にサプライリザーバの圧縮空気が第１の圧力保護弁の開弁圧よりも高いときに開弁する第２の圧力保護弁１７を設ける。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両用圧縮空気供給装置に関する。

エアサスペンションを備える車両においては、図３に示すように、エンジンにより駆動されるコンプレッサ１からの圧縮空気をサプライリザーバ３に蓄え、サプライリザーバ３の圧縮空気をブレーキ系統４、エアサスペンションに供給するようになっている。

図中、５はエアサスペンション用のリザーバタンクを、６はサプライリザーバ３のエア圧が所定圧以上で開弁する圧力保護弁を示し、ブレーキ系統４への優先充填が必要なため、サプライリザーバ３のエア圧が所定圧に上昇するまで圧力保護弁６が閉じ、所定圧に達するとサプライリザーバ３のエアがエアサスペンション用のリザーバタンク５に供給されるようになっている。

一方、エンジンの排気系に設ける排気浄化装置として高いＮＯｘ浄化率を持つ選択還元型ＮＯｘ触媒（尿素還元型ＮＯｘ触媒）装置がある。

このような選択還元型ＮＯｘ触媒装置は、還元剤として尿素水溶液を圧縮空気と共に触媒に向け噴射して、ＮＯｘを浄化するようになっている（例えば、非特許文献１）。
自動車技術 Vol.57 No.9、2003 社団法人自動車技術会発行２００３年９月１日ｐ９４〜９９

エアサスペンションを備える車両の場合、エアサスペンション系統に圧縮空気がほとんど蓄積されていない状態から充填を行う場合、サプライリザーバのエア圧が圧力保護弁の開弁圧を上回ってからエアサスペンション用のリザーバタンクに圧縮空気が供給されるが、エアサスペンションが機能するのに必要な空気圧力がエアサスペンション用のリザーバタンクに充填されるには２０分程度待つ必要があった。

したがって、新たに選択還元型ＮＯｘ触媒装置を設ける場合、サプライリザーバからその還元剤噴射装置に圧縮空気を供給しようとしても、エアサスペンション系統にエアの充填が行われている状態では、還元剤噴射装置にて安定したエア圧を確保することが難しい。

この発明は、このような問題点を解決することを目的としている。

第１の発明は、エンジンにより駆動されるコンプレッサからの圧縮空気をサプライリザーバに蓄え、サプライリザーバの圧縮空気をブレーキ装置、エアサスペンションならびに排気系にＮＯｘ還元剤を噴射する還元剤噴射装置に供給する車両において、サプライリザーバにブレーキ装置用のリザーバタンクを接続すると共に、サプライリザーバに還元剤噴射装置用のリザーバタンクとエアサスペンション用のリザーバタンクとを並列に接続し、サプライリザーバと還元剤噴射装置用のリザーバタンクとの間にサプライリザーバの圧縮空気が所定圧以上のとき開弁する第１の圧力保護弁を、サプライリザーバとエアサスペンション用のリザーバタンクとの間にサプライリザーバの圧縮空気が第１の圧力保護弁の開弁圧よりも高いときに開弁する第２の圧力保護弁を設けたことを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明において、前記第２の圧力保護弁とエアサスペンション用のリザーバタンクとの間に、差圧が所定圧以下のときに閉弁する逆止弁を設けたことを特徴とする。

第３の発明は、第２の発明において、前記逆止弁は、差圧が第２の圧力保護弁の開弁圧と第１の圧力保護弁の開弁圧の差よりも大きいとき開き、それ以下で閉じることを特徴とする。

第４の発明は、第１の発明において、前記サプライリザーバと還元剤噴射装置用のリザーバタンクとを一体的に形成したことを特徴とする。

第１の発明においては、還元剤噴射装置用のリザーバタンクならびにエアサスペンション系統に圧縮空気がほとんど蓄積されていない状態から充填を行う場合に、還元剤噴射装置用のリザーバタンクに圧縮空気を速やかに充填して、還元剤噴射装置に要求のエアを速やかに供給することができると共に、容量の大きいエアサスペンション用のリザーバタンクに圧縮空気を充填している間でも、還元剤噴射装置に要求のエアを的確に供給することができる。したがって、選択還元型ＮＯｘ触媒装置によるＮＯｘの浄化に支障を来すようなことはなく、ＮＯｘを適切に浄化でき、未浄化排気ガスの排出を防止できる。

第２の発明においては、還元剤噴射装置用のリザーバタンクへのエアの供給を優先しながら、還元剤噴射装置用のリザーバタンクのエア圧を相対的に高めることができる。

第３の発明においては、還元剤噴射装置用のリザーバタンクへのエアの供給を優先しながら、還元剤噴射装置に高い圧のエアを供給することができ、選択還元型ＮＯｘ触媒装置の性能を高めることができる。

第４の発明においては、設置スペースを小さくできる。

図１は圧縮空気供給装置の概略構成図、図２は選択還元型ＮＯｘ触媒（尿素還元型ＮＯｘ触媒）装置の構成図である。

図１において、１０はエンジンにより駆動されるコンプレッサ、１１はエアドライヤ、１２はコンプレッサ１０からの圧縮空気を蓄えるサプライリザーバである。

サプライリザーバ１２には、ブレーキ装置１３（ブレーキ系統）が接続される。

ブレーキ装置１３は、図示しないが、サプライリザーバ１２のエア圧が所定圧以上のとき開弁する圧力応動弁を介して、サプライリザーバ１２の圧縮空気がブレーキ装置用のリザーバタンクに充填され、そのブレーキ装置用のリザーバタンクの圧縮空気がブレーキ倍力装置等に供給されるようになっている。

また、サプライリザーバ１２には、選択還元型ＮＯｘ触媒装置の還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４とエアサスペンション用のリザーバタンク１５とが並列に接続される。

サプライリザーバ１２と還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４との間には、サプライリザーバ１２のエア圧が所定圧以上のとき開弁する第１の圧力保護弁１６が設けられる。

サプライリザーバ１２とエアサスペンション用のリザーバタンク１５との間には、還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４のエア圧が所定圧以上のとき開弁する第２の圧力保護弁１７が設けられる。また、第２の圧力保護弁１７とエアサスペンション用のリザーバタンク１５との間には、エアサスペンション用のリザーバタンク１５からの逆流を防止する逆止弁１８が設けられる。

図２のように選択還元型ＮＯｘ触媒装置は、エンジンの排気通路２０に選択還元型ＮＯｘ触媒２１が設置されると共に、ＮＯｘ還元剤として尿素タンク２２の尿素水溶液を還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４から供給される圧縮空気と共に噴射ノズル２３から選択還元型ＮＯｘ触媒２１に向け、噴射する還元剤噴射装置２４が設けられる。

噴射ノズル２３から圧縮空気と共に噴射された尿素水溶液は、熱分解および加水分解して、生成したアンモニアが還元剤となって、選択還元型ＮＯｘ触媒２１にてＮＯｘと還元反応して、ＮＯｘが浄化される。

また、エアサスペンション用のリザーバタンク１５の圧縮空気は、図示しないエアサスペンションに供給される。

コンプレッサ１０は、最大１０８０ＫＰａ程度の圧縮空気を吐出可能である。サプライリザーバ１２と還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４との間の第１の圧力保護弁１６は、ブレーキ装置用のリザーバタンクの圧力応動弁よりも高い圧力、例えば６４０ＫＰａで開弁、６１０ＫＰａで閉弁するようになっている。サプライリザーバ１２とエアサスペンション用のリザーバタンク１５との間の第２の圧力保護弁１７は、ブレーキ装置用のリザーバタンクの圧力応動弁ならびに第１の圧力保護弁１６よりも高い圧力、例えば６９０ＫＰａで開弁、６６０ＫＰａで閉弁するようになっている。また、還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４の容量としては１５〜３０リッタのものを、エアサスペンション用のリザーバタンク１５の容量としては３０〜１５０リッタのものを用いている。

このように構成したため、コンプレッサ１０からサプライリザーバ１２に導入された圧縮空気は、サプライリザーバ１２から優先的にブレーキ装置用のリザーバタンクに供給される。

そして、サプライリザーバ１２のエア圧が還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４の入口の第１の圧力保護弁１６を開弁する圧力に達すると、サプライリザーバ１２の圧縮空気が還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４に供給されるようになるが、サプライリザーバ１２のエア圧がエアサスペンション用のリザーバタンク１５の入口の第２の圧力保護弁１７を開弁する圧力に達するまでは、サプライリザーバ１２の圧縮空気がエアサスペンション用のリザーバタンク１５に供給されることはなく、サプライリザーバ１２のエア圧がエアサスペンション用のリザーバタンク１５の入口の第２の圧力保護弁１７を開弁する圧力に達したときに、サプライリザーバ１２の圧縮空気がエアサスペンション用のリザーバタンク１５に供給されるようになる。

還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４は、エアサスペンション用のリザーバタンク１５に比べて容量が小さいため、圧縮空気を短時間で充填できる。また、還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４に所定圧力の圧縮空気が貯まって、サプライリザーバ１２のエア圧がエアサスペンション用のリザーバタンク１５の入口の第２の圧力保護弁１７を開弁する圧力に達すると、サプライリザーバ１２よりエアサスペンション用のリザーバタンク１５への圧縮空気の供給が開始されるが、このエアサスペンション用のリザーバタンク１５への圧縮空気の供給中、還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４のエア圧は所定圧力を保持する。

そのため、還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４ならびにエアサスペンション系統に圧縮空気がほとんど蓄積されていない状態から充填を行う場合に、還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４に圧縮空気を速やかに充填することができ、還元剤噴射装置２４に要求のエアを速やかに供給することができると共に、容量の大きいエアサスペンション用のリザーバタンク１５に圧縮空気を充填している間でも、還元剤噴射装置２４に要求のエアを的確に供給することができる。

したがって、エアサスペンション系統の圧縮空気が大きく消費されたとき、あるいはエンジンの始動時等にエアサスペンション系統に圧縮空気がほとんど蓄積されていなかったとき等にあって、選択還元型ＮＯｘ触媒装置によるＮＯｘの浄化に支障を来すようなことはなく、ＮＯｘを適切に浄化でき、未浄化排気ガスの排出を防止できる。

一方、サプライリザーバ１２と還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４との間の第１の圧力保護弁１６は、サプライリザーバ１２とエアサスペンション用のリザーバタンク１５との間の第２の圧力保護弁１７よりも開弁圧の低いものを用いているが、還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４のエア圧（還元剤噴射装置２４に供給するエア圧）をエアサスペンション用のリザーバタンク１５のエア圧よりも高くする場合、エアサスペンション用のリザーバタンク１５からの逆流を防止する逆止弁１８に差圧が所定圧つまり第２の圧力保護弁１７の開弁圧と第１の圧力保護弁１６の開弁圧の差（例えば、第２の圧力保護弁１７の開弁圧６９０ＫＰａ、第１の圧力保護弁１６の開弁圧６４０ＫＰａの場合、５０ＫＰａ）よりも大きいとき開き、それ以下のときに閉じるものを用いて良い。

このようにすれば、還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４へのエアの供給を優先しながら、還元剤噴射装置２４に高い圧のエアを供給することができ、選択還元型ＮＯｘ触媒装置の性能を高めることができる。

また、図示しないが、サプライリザーバ１２に還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４を一体形成しても良い。この場合、所定容量のタンクの内側に仕切壁を設けて、サプライリザーバ１２と還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４とを形成すると共に、その仕切壁にもしくはタンクの外側に第１の圧力保護弁１６を設ければよい。

このようにすれば、設置スペースを小さくできる。

実施形態の圧縮空気供給装置の概略構成図である。選択還元型ＮＯｘ触媒装置の構成図である。従来のエアサスペンションを設けた圧縮空気供給装置の概略構成図である。

符号の説明

１０コンプレッサ
１２サプライリザーバ
１３ブレーキ装置
１４還元剤噴射装置用のリザーバタンク
１５エアサスペンション用のリザーバタンク
１６第１の圧力保護弁
１７第２の圧力保護弁
１８逆止弁
２１選択還元型ＮＯｘ触媒
２２尿素タンク
２３噴射ノズル
２４還元剤噴射装置

Claims

エンジンにより駆動されるコンプレッサからの圧縮空気をサプライリザーバに蓄え、
サプライリザーバの圧縮空気をブレーキ装置、エアサスペンションならびに排気系にＮＯｘ還元剤を噴射する還元剤噴射装置に供給する車両において、
サプライリザーバにブレーキ装置用のリザーバタンクを接続すると共に、
サプライリザーバに還元剤噴射装置用のリザーバタンクとエアサスペンション用のリザーバタンクとを並列に接続し、
サプライリザーバと還元剤噴射装置用のリザーバタンクとの間にサプライリザーバの圧縮空気が所定圧以上のとき開弁する第１の圧力保護弁を、サプライリザーバとエアサスペンション用のリザーバタンクとの間にサプライリザーバの圧縮空気が第１の圧力保護弁の開弁圧よりも高いときに開弁する第２の圧力保護弁を設けたことを特徴とする車両用圧縮空気供給装置。
前記第２の圧力保護弁とエアサスペンション用のリザーバタンクとの間に、差圧が所定圧以下のときに閉弁する逆止弁を設けたことを特徴とする請求項１に記載の車両用圧縮空気供給装置。
前記逆止弁は、差圧が第２の圧力保護弁の開弁圧と第１の圧力保護弁の開弁圧の差よりも大きいとき開き、それ以下で閉じることを特徴とする請求項２に記載の車両用圧縮空気供給装置。
前記サプライリザーバと還元剤噴射装置用のリザーバタンクとを一体的に形成したことを特徴とする請求項１に記載の車両用圧縮空気供給装置。