JP2006299967A - Exhaust emission control system for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust emission control system for internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
JP2006299967A
JP2006299967A JP2005123759A JP2005123759A JP2006299967A JP 2006299967 A JP2006299967 A JP 2006299967A JP 2005123759 A JP2005123759 A JP 2005123759A JP 2005123759 A JP2005123759 A JP 2005123759A JP 2006299967 A JP2006299967 A JP 2006299967A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust
internal combustion
combustion engine
addition valve
catalytic converter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2005123759A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4506546B2 (en
Inventor
Genshiro Endo
元志郎 遠藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2005123759A priority Critical patent/JP4506546B2/en
Publication of JP2006299967A publication Critical patent/JP2006299967A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4506546B2 publication Critical patent/JP4506546B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/45Sensors specially adapted for EGR systems
    • F02M26/46Sensors specially adapted for EGR systems for determining the characteristics of gases, e.g. composition
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/05High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To facilitate installation of an addition valve without changing the design of a cylinder head and to maximize the effectiveness of an additive agent, in an exhaust emission control system for an internal combustion engine 1 including a catalytic converter and the additive agent addition valve for recovering the cleanup capability of the catalytic converter. <P>SOLUTION: In the exhaust emission control system, the addition valve 10 is attached to the outer side of an exhaust manifold 41 upstream of the catalytic converter 8, the exhaust manifold 41 being one of exhaust passages 41, 42 and connected to exhaust ports 4 of the internal combustion engine 1. By thus externally providing the addition valve 10 on the exhaust manifold 41, it is unnecessary to change the design of the cylinder head as in the conventional system and it is possible to relatively easily install the addition valve. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば自動車等の車両に搭載される内燃機関に用いる排気浄化システムに関する。   The present invention relates to an exhaust purification system used for an internal combustion engine mounted on a vehicle such as an automobile.

一般的に、内燃機関は、排気ガスを排気通路内に設置される触媒コンバータにより浄化するようにしている。   Generally, an internal combustion engine purifies exhaust gas by a catalytic converter installed in an exhaust passage.

例えば冷間運転、始動運転、低速低負荷運転等のように、燃焼室の温度および排気温度が低くなる運転条件では、排気ガス中における粒子状物質(PM:Paticulate Matter)
や窒素酸化物(NOx)の混入量が多くなりやすいうえ、触媒コンバータの触媒床温度が低くなって浄化能力が不十分となることがある。
Particulate matter (PM) in exhaust gas (PM) under operating conditions in which the temperature of the combustion chamber and the exhaust temperature are low, such as cold operation, start-up operation, and low-speed low-load operation
In addition, the mixing amount of nitrogen oxides (NOx) tends to increase, and the catalyst bed temperature of the catalytic converter may become low, resulting in insufficient purification capacity.

このようなことから、触媒コンバータのNOx吸収量が飽和したときにNOxを積極的に還元させて触媒コンバータを回復させることが要望されている。これに対し、従来から下記するような技術が考えられている。   For this reason, there is a demand for recovering the catalytic converter by actively reducing NOx when the NOx absorption amount of the catalytic converter is saturated. In contrast, the following techniques have been conventionally considered.

まず、NOx吸収剤を用いる触媒コンバータを有するディーゼルエンジンにおいて、排気通路において前記触媒コンバータより上流に、必要に応じてNOx還元剤(軽油)を添加することにより、燃料を熱分解させることで炭化水素を発生させ、この炭化水素を還元剤として触媒コンバータにおけるNOx吸収剤に吸収されたNOxの還元を促進させるようにしている(特許文献1参照。)。なお、還元剤添加装置は、シリンダヘッドの排気ポート近傍に設置されている。   First, in a diesel engine having a catalytic converter using a NOx absorbent, hydrocarbons are obtained by thermally decomposing fuel by adding a NOx reducing agent (light oil) as needed upstream of the catalytic converter in the exhaust passage. This hydrocarbon is used as a reducing agent to promote the reduction of NOx absorbed by the NOx absorbent in the catalytic converter (see Patent Document 1). The reducing agent addition device is installed in the vicinity of the exhaust port of the cylinder head.

また、PM除去が可能なパティキュレートフィルタ等の触媒コンバータを有するとともに、ターボチャージャを装備するディーゼルエンジンにおいて、排気通路において前記触媒コンバータより上流に、必要に応じて燃料(軽油)を添加することにより、この燃料を熱分解させることで炭化水素を発生させ、この炭化水素を触媒コンバータで反応させることで、触媒コンバータの触媒床温度を昇温させるようにしている(特許文献2参照。)。なお、燃料添加装置は、排気通路においてターボチャージャのタービンの下流から触媒コンバータの上流までの領域に設置されている。
特開2002−21539号公報 特開2004−197635号公報
Further, in a diesel engine equipped with a catalytic converter such as a particulate filter capable of removing PM and equipped with a turbocharger, fuel (light oil) is added upstream of the catalytic converter in the exhaust passage as necessary. The fuel is pyrolyzed to generate hydrocarbons, and the hydrocarbons are reacted in the catalytic converter to raise the catalyst bed temperature of the catalytic converter (see Patent Document 2). The fuel addition device is installed in a region from the downstream of the turbine of the turbocharger to the upstream of the catalytic converter in the exhaust passage.
JP 2002-21539 A JP 2004-197635 A

上記従来例では、いずれも触媒コンバータの浄化能力を積極的に回復させることができるものの、下記する点において改良の余地がある。   In any of the above conventional examples, although the purification ability of the catalytic converter can be positively recovered, there is room for improvement in the following points.

特許文献1に係る従来例では、排気ポートに添加した添加剤が排気脈動の影響でもって排気ポート周辺に吹き返されて排気ポート壁面に添加剤がデポジットとして付着堆積しやすくなり、しかも、既存のディーゼルエンジンに還元剤添加装置を設置するためにはシリンダヘッドの設計変更が必要になる。   In the conventional example according to Patent Document 1, the additive added to the exhaust port is blown back to the periphery of the exhaust port due to the influence of the exhaust pulsation, and the additive easily deposits and accumulates on the wall surface of the exhaust port. In order to install the reducing agent addition device in the engine, it is necessary to change the design of the cylinder head.

特許文献2に係る従来例では、燃料添加装置から触媒コンバータまでの距離が比較的短いので、添加した燃料が霧化しにくくなり、燃料添加による効力が不十分となることが懸念される。   In the conventional example according to Patent Document 2, since the distance from the fuel addition device to the catalytic converter is relatively short, the added fuel is less likely to atomize, and there is a concern that the effectiveness due to the addition of fuel becomes insufficient.

本発明は、触媒コンバータを備えるとともに、触媒コンバータの浄化能力を回復させる添加剤の添加弁を備える内燃機関の排気浄化システムにおいて、従来例のようにシリンダヘッドを設計変更することなく、添加弁を比較的簡単に設置できるようにしたうえで、添加剤による効力を大とすることを目的としている。   The present invention provides an exhaust gas purification system for an internal combustion engine that includes a catalytic converter and an additive addition valve that recovers the purification ability of the catalytic converter, without changing the design of the cylinder head as in the conventional example. The purpose is to increase the effectiveness of the additive while making it relatively easy to install.

本発明に係る内燃機関の排気浄化システムは、内燃機関の排気通路に設けられて前記排気通路に排出される排気ガスを浄化する触媒コンバータと、触媒コンバータの浄化能力を回復させるための添加剤を添加する添加弁を有するものであって、前記添加弁は、前記排気通路のうち内燃機関の排気ポートに連結されるエキゾーストマニホルドにおいて前記触媒コンバータより上流部位の外側に付設されていることを特徴としている。   An exhaust purification system for an internal combustion engine according to the present invention includes a catalytic converter that is provided in an exhaust passage of the internal combustion engine and purifies exhaust gas discharged to the exhaust passage, and an additive for recovering the purification capability of the catalytic converter. An addition valve for addition is provided, wherein the addition valve is attached outside the upstream portion of the catalytic converter in an exhaust manifold connected to an exhaust port of an internal combustion engine in the exhaust passage. Yes.

なお、「添加剤」は、炭化水素(HC)成分を含むものが好ましく、例えば対象となる内燃機関で使用する種類の燃料(軽油、ガソリン等)あるいはその他の異種の燃料等、さらには灯油等とすることができる。   The “additive” preferably contains a hydrocarbon (HC) component. For example, the type of fuel (light oil, gasoline, etc.) used in the target internal combustion engine, other dissimilar fuels, kerosene, etc. It can be.

また、「触媒コンバータ」は、NOx吸収剤を使用するタイプや、NOx浄化だけでなく、排気ガス中における粒子状物質(PM:Paticulate Matter)を捕捉するタイプがあ
る。
The “catalytic converter” includes a type that uses a NOx absorbent and a type that captures particulate matter (PM) in exhaust gas as well as NOx purification.

ここで、前記前者のタイプの触媒コンバータでは、添加剤の添加により、触媒コンバータ上流の排気ガス中で添加剤が熱分解されて多量の炭化水素が生成されるので、この炭化水素によりNOx吸収剤に既に吸収されているNOxが還元されることになって、NOx吸収剤の吸収能力が回復するようになる。   Here, in the former type of catalytic converter, the additive is thermally decomposed in the exhaust gas upstream of the catalytic converter by the addition of the additive, so that a large amount of hydrocarbon is generated. NOx that has already been absorbed is reduced, and the absorption capacity of the NOx absorbent is restored.

前記後者のタイプの触媒コンバータでは、添加剤の添加により、上記作用に加えて、触媒コンバータ上流の排気ガス中で添加剤が熱分解されて多量の炭化水素が生成されるので、この炭化水素が触媒コンバータ内で反応して、その反応熱で触媒コンバータが昇温するようになる。これにより、触媒コンバータ内に既に捕捉されているPMが焼却されることになって、触媒コンバータの浄化能力が回復するようになる。   In the latter type of catalytic converter, in addition to the above action, the additive is thermally decomposed in the exhaust gas upstream of the catalytic converter to generate a large amount of hydrocarbons. Reaction occurs in the catalytic converter, and the catalytic converter is heated by the reaction heat. As a result, PM already captured in the catalytic converter is incinerated, and the purification ability of the catalytic converter is restored.

このような添加弁をエキゾーストマニホルドに外付け設置しているから、添加弁を設置するにあたって、従来例のようにシリンダヘッドを設計変更することなく、簡単に設置することが可能になる。   Since such an addition valve is externally installed on the exhaust manifold, it is possible to easily install the addition valve without changing the design of the cylinder head as in the conventional example when installing the addition valve.

さらに、添加弁の配置位置を特定しているから、エキゾーストマニホルドに噴射した添加剤が排気脈動の影響でもって排気ポート周辺に吹き返される現象が発生しにくくなる。そのため、排気ポートに添加剤を添加する従来例に比べて、排気ポートの壁面に添加剤がデポジットとして付着堆積しにくくなる。   Furthermore, since the position of the addition valve is specified, it is difficult for the additive injected into the exhaust manifold to be blown back around the exhaust port due to the exhaust pulsation. Therefore, compared to the conventional example in which an additive is added to the exhaust port, the additive is less likely to adhere and deposit as a deposit on the wall surface of the exhaust port.

ところで、上記排気浄化システムにおいて、前記添加弁は、前記エキゾーストマニホルドの集合部へ向けて添加剤を噴射可能とする姿勢で前記エキゾーストマニホルドに取り付けられたものとすることができる。   By the way, in the exhaust purification system, the addition valve may be attached to the exhaust manifold in such a posture that the additive can be injected toward a collection portion of the exhaust manifold.

この構成によれば、添加剤がエキゾーストマニホルドから下流へ円滑に導かれるようになり、上記添加剤が排気ポート壁面にデポジットとして付着堆積する現象を抑制するうえでさらに有利となる。   According to this configuration, the additive is smoothly guided downstream from the exhaust manifold, which is further advantageous in suppressing the phenomenon in which the additive adheres to and accumulates on the exhaust port wall surface.

上記排気浄化システムにおいて、前記添加弁は、前記エキゾーストマニホルドとは別体
のホルダに支持された状態で前記エキゾーストマニホルドに取り付けられたものとすることができる。
In the exhaust purification system, the addition valve may be attached to the exhaust manifold in a state of being supported by a holder separate from the exhaust manifold.

この構成によれば、添加弁をエキゾーストマニホルドに付設しやすくなるとともに、ホルダによってエキゾーストマニホルドから添加弁への直接的な熱伝導を回避できるようになり、添加弁の昇温を抑制するうえで有利となる。これにより、添加弁内における添加剤の熱劣化を抑制または防止できるようになって、添加弁の目詰まりが回避される。   According to this configuration, the addition valve can be easily attached to the exhaust manifold, and direct heat conduction from the exhaust manifold to the addition valve can be avoided by the holder, which is advantageous in suppressing the temperature increase of the addition valve. It becomes. As a result, thermal deterioration of the additive in the addition valve can be suppressed or prevented, and clogging of the addition valve is avoided.

上記排気浄化システムにおいて、前記ホルダと前記エキゾーストマニホルドとの間に、断熱ガスケットが介在された構成とすることができる。   In the exhaust gas purification system, a heat insulating gasket may be interposed between the holder and the exhaust manifold.

この構成によれば、エキゾーストマニホルドから添加弁への熱伝導を軽減できるようになるので、添加弁内における添加剤の熱劣化を抑制または防止できるようになって、添加弁の目詰まりが回避される。   According to this configuration, heat conduction from the exhaust manifold to the addition valve can be reduced, so that thermal deterioration of the additive in the addition valve can be suppressed or prevented, and clogging of the addition valve is avoided. The

上記排気浄化システムにおいて、前記エキゾーストマニホルドにおける添加弁付設部位には、外側へ膨出する膨出部が設けられており、この膨出部に前記ホルダがフランジ結合によって取り付けられる形態とすることができる。   In the exhaust gas purification system, the portion provided with the addition valve in the exhaust manifold is provided with a bulging portion that bulges outward, and the holder can be attached to the bulging portion by a flange connection. .

この構成によれば、エキゾーストマニホルドから添加弁への熱伝導を軽減できるようになるうえ、ホルダ内に添加弁冷却用のウォータージャケット等を設置することが可能になるので、熱対策に優れたものとすることが可能になる。   According to this configuration, heat conduction from the exhaust manifold to the addition valve can be reduced, and a water jacket for cooling the addition valve can be installed in the holder. It becomes possible.

上記排気浄化システムにおいて、前記排気通路に排出された排気ガスの一部を内燃機関の吸気系に戻す排気再循環装置を有し、前記添加弁は、この排気再循環装置において前記排気通路からの排気ガス取り出し部位から最も離れた位置に配置することができる。   The exhaust purification system further includes an exhaust gas recirculation device that returns a part of the exhaust gas discharged to the exhaust passage to the intake system of the internal combustion engine, and the addition valve is connected to the exhaust passage from the exhaust passage in the exhaust gas recirculation device. It can be arranged at a position farthest from the exhaust gas extraction site.

この構成によれば、添加剤が排気再循環装置によって内燃機関の吸気系へ回り込むことを抑制または防止できるので、添加剤を触媒コンバータの浄化能力回復に有効利用できるようになる。   According to this configuration, it is possible to suppress or prevent the additive from entering the intake system of the internal combustion engine by the exhaust gas recirculation device, so that the additive can be effectively used to recover the purification ability of the catalytic converter.

上記排気浄化システムにおいて、前記排気通路に排出される排気ガスを利用して内燃機関の吸気系における吸入空気を昇圧するターボチャージャを有し、前記添加弁は、前記ターボチャージャのタービンよりも上流に配置することができる。   The exhaust purification system includes a turbocharger that boosts intake air in an intake system of an internal combustion engine using exhaust gas discharged into the exhaust passage, and the addition valve is located upstream of the turbine of the turbocharger. Can be arranged.

この構成によれば、排気通路に添加された添加剤が、ターボチャージャのタービンによる攪拌作用および昇温作用によって霧状にされやすくなるので、触媒コンバータに対する浄化能力回復作用が向上するようになる。   According to this configuration, the additive added to the exhaust passage is easily atomized by the stirring action and the temperature raising action by the turbine of the turbocharger, so that the purification ability recovery action for the catalytic converter is improved.

本発明に係る内燃機関の排気浄化システムによれば、内燃機関を設計変更することなく、添加弁を比較的簡単に設置することができ、触媒コンバータの浄化能力を安定的に回復させることが可能になる。   According to the exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to the present invention, the addition valve can be installed relatively easily without changing the design of the internal combustion engine, and the purification ability of the catalytic converter can be stably recovered. become.

以下、本発明の一実施形態を図1から図5に示して説明する。   An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

本発明に係る排気浄化システムの説明に先立ち、その使用対象となる内燃機関の概略構成を図1に示して説明する。   Prior to the description of the exhaust purification system according to the present invention, a schematic configuration of an internal combustion engine to be used will be described with reference to FIG.

図1に示す内燃機関1は、直列四気筒型ディーゼルエンジンとされており、基本的には、吸気系から供給される空気と燃料供給系から供給される燃料とを適宜の空燃比で混合してなる混合気を燃焼室2に噴射して燃焼させた後、燃焼室2内の排気ガスを排気系から大気放出させるようになっている。   An internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is an in-line four-cylinder diesel engine, and basically mixes air supplied from an intake system and fuel supplied from a fuel supply system at an appropriate air-fuel ratio. After the air-fuel mixture is injected into the combustion chamber 2 and burned, the exhaust gas in the combustion chamber 2 is released into the atmosphere from the exhaust system.

上記吸気系は、シリンダヘッドの吸気ポート3に接続されるインテークマニホルド21に吸気管22を接続してなる吸気通路に、その上流側から順にエアクリーナ23、エアフローメータ24,スロットルバルブ25を配置した構成である。エアフローメータ24は、エアクリーナ23を介して吸気管22に流入する空気量に応じた電気信号を出力する。   In the intake system, an air cleaner 23, an air flow meter 24, and a throttle valve 25 are arranged in this order from the upstream side in an intake passage formed by connecting an intake pipe 22 to an intake manifold 21 connected to an intake port 3 of a cylinder head. It is. The air flow meter 24 outputs an electrical signal corresponding to the amount of air flowing into the intake pipe 22 via the air cleaner 23.

上記燃料供給系は、燃料供給路31に、その上流側から順に燃料タンク32、サプライポンプ33、コモンレール34、複数のインジェクタ35・・・を配置した構成である。燃料タンク32内の燃料は、サプライポンプ33により吸い出されてコモンレール34に供給され、コモンレール34からインジェクタ35・・・を経て燃焼室2に噴射される。サプライポンプ33は、内燃機関1の図示しないクランクシャフトによって駆動される。   The fuel supply system has a configuration in which a fuel tank 32, a supply pump 33, a common rail 34, a plurality of injectors 35,... The fuel in the fuel tank 32 is sucked out by the supply pump 33, supplied to the common rail 34, and injected from the common rail 34 to the combustion chamber 2 through the injectors 35. The supply pump 33 is driven by a crankshaft (not shown) of the internal combustion engine 1.

上記排気系は、シリンダヘッドの排気ポート4に接続されるエキゾーストマニホルド41にマフラー42を接続して構成される排気通路からなる。   The exhaust system includes an exhaust passage configured by connecting a muffler 42 to an exhaust manifold 41 connected to the exhaust port 4 of the cylinder head.

この実施形態で例示する内燃機関1には、ターボチャージャ5、インタークーラ6、排気再循環装置としてのEGR装置7、触媒コンバータ8が装備されているので、以下で説明する。   The internal combustion engine 1 exemplified in this embodiment is equipped with a turbocharger 5, an intercooler 6, an EGR device 7 as an exhaust gas recirculation device, and a catalytic converter 8, and will be described below.

ターボチャージャ5は、排気ガスを利用して吸入空気を昇圧するものであり、コンプレッサ5aとタービン5bを備えている。コンプレッサ5aは、吸気管22におけるエアフローメータ24の下流に配置されており、タービン5bは、エキゾーストマニホルド41の集合部とマフラー42との間に配置されている。   The turbocharger 5 boosts intake air using exhaust gas, and includes a compressor 5a and a turbine 5b. The compressor 5 a is disposed downstream of the air flow meter 24 in the intake pipe 22, and the turbine 5 b is disposed between the collection portion of the exhaust manifold 41 and the muffler 42.

インタークーラ6は、ターボチャージャ5で昇圧した吸入空気を冷却するものであり、ターボチャージャ5のコンプレッサ5aとスロットルバルブ25との間に配置されている。   The intercooler 6 cools the intake air whose pressure has been increased by the turbocharger 5, and is disposed between the compressor 5 a of the turbocharger 5 and the throttle valve 25.

EGR装置7は、排気の一部(EGRガス)を吸気系に戻して燃焼室2へ再度供給することによりNOxを低減させるものであり、EGR通路7aに、その上流からEGR触媒コンバータ7b、EGRクーラ7c、EGRバルブ7dを配置した構成である。   The EGR device 7 reduces NOx by returning a part of the exhaust gas (EGR gas) to the intake system and supplying it again to the combustion chamber 2, and enters the EGR passage 7a from the upstream side to the EGR catalytic converter 7b, EGR. The cooler 7c and the EGR valve 7d are arranged.

EGR通路7aは、排気系から吸気系へ燃焼室2をバイパスして連接するバイパス通路からなる。EGR触媒コンバータ7bは、EGR通路7aに流入した排気ガスに含まれる未燃焼ガスを除去してEGRクーラ7cの詰まりを防止するものである。EGRクーラ7cは、例えばEGRガスと内燃機関1の冷却液との間で熱交換を行うことによりEGRガスの温度を下げる熱交換器からなる。EGRバルブ7dは、EGR通路7a内を排気系側から吸気系側に流れる排気ガスの量を制御するものである。   The EGR passage 7a includes a bypass passage that bypasses the combustion chamber 2 and is connected from the exhaust system to the intake system. The EGR catalytic converter 7b removes unburned gas contained in the exhaust gas flowing into the EGR passage 7a to prevent the EGR cooler 7c from being clogged. The EGR cooler 7c includes a heat exchanger that lowers the temperature of the EGR gas by exchanging heat between the EGR gas and the coolant of the internal combustion engine 1, for example. The EGR valve 7d controls the amount of exhaust gas flowing in the EGR passage 7a from the exhaust system side to the intake system side.

触媒コンバータ8は、排気通路を構成するエキゾーストマニホルド41とマフラー42との間に介装されており、この実施形態では、DPNR(Diesel Paticulate−NoxReduction system)と呼ばれるものとされている。   The catalytic converter 8 is interposed between an exhaust manifold 41 and a muffler 42 that constitute an exhaust passage. In this embodiment, the catalytic converter 8 is called a DPNR (Diesel Paticulate-Nox Reduction system).

このDPNRからなる触媒コンバータ8は、排気ガス中の粒子状物質(PM:Paticulate Matter)や窒素酸化物(NOx)を共に低減するものであり、図4に示すように、ケ
ース8a内にハニカム構造体8bを収納配置した構成である。
The catalytic converter 8 made of DPNR reduces both particulate matter (PM) and nitrogen oxide (NOx) in the exhaust gas. As shown in FIG. 4, a honeycomb structure is formed in the case 8a. The body 8b is housed and arranged.

ケース8aは、その中間部分が円筒形状とされていて、その一端部分と他端部分がそれぞれ端縁へ向けて漸次縮径するテーパ形状とされている。このケース8aの中間部分にハニカム構造体8bが配置されている。   The case 8a has a cylindrical shape at its intermediate portion, and has a tapered shape in which one end portion and the other end portion are gradually reduced in diameter toward the end edge. A honeycomb structure 8b is disposed in an intermediate portion of the case 8a.

ハニカム構造体8bは、詳細に図示していないが、例えば多孔質セラミック基材にNOx吸蔵還元型の三元触媒を担持させた構成であり、原理的には、PMやNOxを含む排気ガスが図5の矢印で示すように流入すると、PMが多孔質セラミック基材の微細孔に捕捉され、NOxが多孔質セラミック基材の微細孔を通る際に吸蔵され、N2やCO2を排出するようになっている。 Although not shown in detail, the honeycomb structure 8b has a configuration in which, for example, a NOx occlusion reduction type three-way catalyst is supported on a porous ceramic base material, and in principle, exhaust gas containing PM and NOx is exhausted. When flowing in as shown by the arrows in FIG. 5, PM is trapped in the micropores of the porous ceramic substrate, NOx is occluded when passing through the micropores of the porous ceramic substrate, and N 2 and CO 2 are discharged. It is like that.

通常、上記触媒コンバータ8の触媒床は、排気ガスの空燃比(以下、排気空燃比と称す)が理論空燃比よりもリーンのときはNOxを吸収し、排気空燃比が理論空燃比あるいはそれよりもリッチになって流入排気ガス中の酸素濃度が低下するときに吸収したNOxをNO2またはNOとして放出する。そして、触媒コンバータ8の触媒床から放出されたN
Ox(NO2またはNO)は直ちに排気ガス中の未燃HCやCOと反応してN2に還元され
る。
Normally, the catalyst bed of the catalytic converter 8 absorbs NOx when the air-fuel ratio of the exhaust gas (hereinafter referred to as the exhaust air-fuel ratio) is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, and the exhaust air-fuel ratio becomes the stoichiometric air-fuel ratio or higher. NOx absorbed as NO 2 or NO is released when the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas decreases as it becomes richer. N discharged from the catalyst bed of the catalytic converter 8
Ox (NO 2 or NO) immediately reacts with unburned HC and CO in the exhaust gas and is reduced to N 2 .

以上説明した構成を有する内燃機関1のいろいろな運転に関する説明は省略するが、その運転は基本的に制御装置9により制御される。   Although explanations regarding various operations of the internal combustion engine 1 having the above-described configuration are omitted, the operations are basically controlled by the control device 9.

制御装置9は、ECU(Electronic Control Unit)であり、公知のように双方向性バ
スによって相互に接続した中央処理制御装置(CPU)、読み出し専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)等から構成されている。
The control device 9 is an ECU (Electronic Control Unit), which is known from a central processing control device (CPU), a read-only memory (ROM), a random access memory (RAM) and the like connected to each other by a bidirectional bus as is well known. It is configured.

ここでは、必要に応じて、排気系に添加剤(例えばディーゼルエンジン用燃料である軽油)を供給することにより、触媒コンバータ8の浄化能力を回復させるように工夫しているので、以下で詳細に説明する。   Here, as necessary, the invention is devised to recover the purification ability of the catalytic converter 8 by supplying an additive (for example, diesel oil as a fuel for diesel engines) to the exhaust system. explain.

具体的に、図1に示すように、エキゾーストマニホルド41の外側には、エキゾーストマニホルド41の集合部分へ向けて添加剤を供給する添加弁10が付設されている。   Specifically, as shown in FIG. 1, an addition valve 10 that supplies an additive toward an assembly portion of the exhaust manifold 41 is attached to the outside of the exhaust manifold 41.

なお、添加弁10は、エキゾーストマニホルド41の四つの排気導入部のうち図1の左端に位置する燃焼室2への排気導入部に配置されていて、エキゾーストマニホルド41の四つの排気導入部のうち図1の右端に位置する燃焼室2の排気導入部に連結されたEGR通路7aから最も離されている。   The addition valve 10 is disposed in the exhaust introduction part to the combustion chamber 2 located at the left end in FIG. 1 among the four exhaust introduction parts of the exhaust manifold 41, and is out of the four exhaust introduction parts of the exhaust manifold 41. It is farthest from the EGR passage 7a connected to the exhaust introduction part of the combustion chamber 2 located at the right end of FIG.

この添加弁10は、添加剤供給路11を介してサプライポンプ33に接続されている。詳しくは、添加弁10は、低圧用のインジェクタからなり、図2および図3に示すように、ホルダ14を介してエキゾーストマニホルド41の前記特定位置に取り付けられる。   The addition valve 10 is connected to the supply pump 33 via the additive supply path 11. Specifically, the addition valve 10 is composed of a low-pressure injector, and is attached to the specific position of the exhaust manifold 41 via the holder 14 as shown in FIGS.

ホルダ14には、添加弁10のノズル10a側が埋没する状態で嵌入される凹部14aが設けられている。この凹部14aに添加弁10を嵌入装着すると、添加弁10から噴射される添加剤がエキゾーストマニホルド41の集合部へ向かうようになっている。   The holder 14 is provided with a recess 14a that is fitted in a state where the nozzle 10a side of the addition valve 10 is buried. When the addition valve 10 is fitted and attached to the recess 14 a, the additive injected from the addition valve 10 is directed to the gathering portion of the exhaust manifold 41.

さらに、ホルダ14には、添加弁10のノズル部分(符号省略)を冷却するための冷却水が通水されるウォータージャケット14bが設けられている。   Further, the holder 14 is provided with a water jacket 14b through which cooling water for cooling the nozzle portion (reference numeral omitted) of the addition valve 10 is passed.

一方、エキゾーストマニホルド41において添加弁10の設置場所には、外側へ膨出する膨出部41aが設けられている。   On the other hand, in the exhaust manifold 41, a bulging portion 41a bulging outward is provided at the place where the addition valve 10 is installed.

この膨出部41aの内部には、図2および図3に示すように、エキゾーストマニホルド41に連通するとともに、添加弁10から噴射される添加剤をエキゾーストマニホルド41の集合部へ向けるよう導く通路41bが設けられている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the bulging portion 41 a has a passage 41 b that communicates with the exhaust manifold 41 and guides the additive injected from the addition valve 10 toward the collection portion of the exhaust manifold 41. Is provided.

このエキゾーストマニホルド41の膨出部41aにホルダ14がフランジ結合によって取り付けられる形態とされている。この膨出部41aとホルダ14とのフランジ結合部には、エキゾーストマニホルド41から添加弁10への熱伝導を軽減するために、断熱ガスケット13が介在されている。   The holder 14 is attached to the bulging portion 41a of the exhaust manifold 41 by flange coupling. In order to reduce heat conduction from the exhaust manifold 41 to the addition valve 10, a heat insulating gasket 13 is interposed in the flange coupling portion between the bulging portion 41 a and the holder 14.

そもそも、添加弁10を閉止している状態が長くなる等して、添加弁10内の添加剤が高温に晒されると、熱劣化して添加弁10を目詰まりさせる心配があるが、上述したように断熱ガスケット13でもってエキゾーストマニホルド41からの熱伝導を軽減したうえで、ホルダ14のウォータージャケット14bによって添加弁10を冷却させるようにしていれば、このような添加弁10内の添加剤の熱劣化を抑制または防止できるようになって、添加弁10の目詰まりを回避できるので、好ましい。   In the first place, if the additive in the addition valve 10 is exposed to a high temperature because the state in which the addition valve 10 is closed becomes longer, there is a concern that the addition valve 10 may be clogged due to thermal degradation. As described above, if the heat conduction from the exhaust manifold 41 is reduced by the heat insulating gasket 13 and the addition valve 10 is cooled by the water jacket 14b of the holder 14, the additive in the addition valve 10 can be reduced. This is preferable because thermal deterioration can be suppressed or prevented and clogging of the addition valve 10 can be avoided.

なお、上述した添加弁10、添加剤供給路11、サプライポンプ33、制御装置9が、添加剤供給装置を構成しており、この添加剤供給装置による添加剤の供給タイミングや供給量については、制御装置9により制御される。   In addition, the addition valve 10, the additive supply path 11, the supply pump 33, and the control device 9 described above constitute an additive supply device, and regarding the supply timing and supply amount of the additive by this additive supply device, It is controlled by the control device 9.

次に、添加剤の添加動作を説明する。   Next, the additive addition operation will be described.

そもそも、ディーゼルエンジンの場合は、ストイキ(理論空燃比)よりもはるかにリーン域で燃焼を行うので、排気ガス中のNOxは触媒コンバータ8の触媒床に吸収され、触媒コンバータ8からのNOx排出量は極めて少なくなる。   In the first place, in the case of a diesel engine, combustion is performed in a much leaner region than stoichiometric (theoretical air-fuel ratio), so NOx in the exhaust gas is absorbed by the catalyst bed of the catalytic converter 8 and the NOx emission amount from the catalytic converter 8 Is extremely low.

しかしながら、内燃機関1の運転時間の累積に伴い、触媒コンバータ8によるNOx吸収能力が飽和する。   However, as the operation time of the internal combustion engine 1 is accumulated, the NOx absorption capacity of the catalytic converter 8 is saturated.

そこで、制御装置9は、内燃機関1の運転累積時間や運転状態の履歴情報に基づいて触媒コンバータ8が吸収していたNOx量を推定し、その推定NOx量が予め設定しておいた所定値(触媒コンバータ8のNOx吸収能力が飽和する前の適宜値)を越えたときに、排気ガス中に添加弁10から所定時間だけ所定量の添加剤を噴射させるようにする。   Therefore, the control device 9 estimates the NOx amount absorbed by the catalytic converter 8 based on the accumulated operation time of the internal combustion engine 1 and the history information of the operation state, and the estimated NOx amount is a predetermined value set in advance. When (appropriate value before the NOx absorption capacity of the catalytic converter 8 is saturated) is exceeded, a predetermined amount of additive is injected from the addition valve 10 into the exhaust gas for a predetermined time.

この添加弁10から噴射される添加剤としての燃料は、排気ポート4から排出される排気ガスとともにエキゾーストマニホルド41の集合部へ向かい、ターボチャージャ5のタービン5bによってさらに霧状とされる。   Fuel as an additive injected from the addition valve 10 goes to the exhaust manifold 41 together with the exhaust gas discharged from the exhaust port 4 and is further atomized by the turbine 5b of the turbocharger 5.

この霧状の燃料は、触媒コンバータ8の上流にて高温の排気ガス中で熱分解されて、多量の炭化水素を生成するとともに、排気ガス中の酸素濃度を低下させるので、触媒コンバータ8に吸収されていたNOxを放出させ、N2に還元する。これにより、触媒コンバー
タ8の浄化能力が回復することになる。
This mist-like fuel is thermally decomposed in high-temperature exhaust gas upstream of the catalytic converter 8 to generate a large amount of hydrocarbons and reduce the oxygen concentration in the exhaust gas. The released NOx is released and reduced to N 2 . As a result, the purification ability of the catalytic converter 8 is recovered.

なお、制御装置9は、図示していないアクセル開度センサの出力信号(スロットルバルブ25の開度に比例した出力電圧)に基づいて内燃機関1の負荷を演算し、また、図示していないクランク角センサ(クランクシャフトが一定角度回転する毎にパルスを出力するもの)からの出力パルスに基づいて内燃機関1の回転数を演算し、これら負荷と回転数によって内燃機関1の運転状態を判別する。   The control device 9 calculates the load of the internal combustion engine 1 based on an output signal of an accelerator opening sensor (not shown) (output voltage proportional to the opening of the throttle valve 25), and a crank (not shown) The rotational speed of the internal combustion engine 1 is calculated based on an output pulse from an angle sensor (which outputs a pulse every time the crankshaft rotates by a certain angle), and the operating state of the internal combustion engine 1 is determined based on these loads and rotational speed. .

この他の方法について説明する。   Other methods will be described.

マフラー42において触媒コンバータ8の上流側には、排気温センサ16が設けられており、この排気温センサ16は、触媒コンバータ8に流入する排気ガスの温度に対応した電気信号を制御装置9に出力する。   An exhaust temperature sensor 16 is provided upstream of the catalytic converter 8 in the muffler 42, and the exhaust temperature sensor 16 outputs an electrical signal corresponding to the temperature of the exhaust gas flowing into the catalytic converter 8 to the control device 9. To do.

制御装置9は、排気温センサ16からの出力に基づき、触媒コンバータ8の上流の雰囲気温度を認識し、触媒コンバータ8の触媒床温度を推定することにより、触媒コンバータ8が所期の浄化能力を発揮するか否かを判断する。   The control device 9 recognizes the ambient temperature upstream of the catalytic converter 8 based on the output from the exhaust temperature sensor 16 and estimates the catalyst bed temperature of the catalytic converter 8, so that the catalytic converter 8 has the desired purification capacity. Judge whether or not to demonstrate.

一般的に、内燃機関1の冷間運転、始動運転あるいは低速低負荷運転等のように、燃焼室2の温度および排気温度が低くなる運転条件になると、触媒コンバータ8の触媒床温度およびその上流の雰囲気温度が低くなるので、触媒コンバータ8の浄化能力が低下する傾向となる。   In general, when the operating conditions are such that the temperature of the combustion chamber 2 and the exhaust gas temperature become low, such as cold operation, start-up operation or low-speed low-load operation of the internal combustion engine 1, the catalyst bed temperature of the catalytic converter 8 and its upstream side. Therefore, the purification ability of the catalytic converter 8 tends to be reduced.

ここで、制御装置9は、排気温センサ16の出力に基づき、触媒コンバータ8の触媒床温度が所定の基準値よりも低いと判断すると、添加弁10を動作させることにより添加剤供給路11を通じて供給されるサプライポンプ33内の高圧燃料をエキゾーストマニホルド41内に噴射させる。   When the control device 9 determines that the catalyst bed temperature of the catalytic converter 8 is lower than a predetermined reference value based on the output of the exhaust temperature sensor 16, the control device 9 operates the additive valve 10 through the additive supply path 11. The high pressure fuel in the supplied supply pump 33 is injected into the exhaust manifold 41.

この添加弁10から噴射される添加剤としての燃料は、排気ポート4から排出される排気ガスとともにエキゾーストマニホルド41の集合部へ向かい、ターボチャージャ5のタービン5bによってさらに霧状とされる。   Fuel as an additive injected from the addition valve 10 goes to the exhaust manifold 41 together with the exhaust gas discharged from the exhaust port 4 and is further atomized by the turbine 5b of the turbocharger 5.

この霧状の燃料は、触媒コンバータ8の上流にて高温の排気ガス中で熱分解されて、多量の炭化水素を生成するので、この炭化水素が触媒コンバータ8内で反応され、その反応熱で触媒コンバータ8が昇温されるようになる。これにより、触媒コンバータ8の浄化能力が向上することになる。   This mist-like fuel is thermally decomposed in high-temperature exhaust gas upstream of the catalytic converter 8 to generate a large amount of hydrocarbons, so that the hydrocarbons are reacted in the catalytic converter 8, and the reaction heat The temperature of the catalytic converter 8 is increased. Thereby, the purification capacity of the catalytic converter 8 is improved.

以上説明したように、この実施形態では、触媒コンバータ8の浄化能力を回復させるために装備する添加弁10を、エキゾーストマニホルド41に外付け設置している。これにより、添加弁10を設置するにあたって、従来例のようにシリンダヘッドを設計変更することなく、簡単に設置することが可能になり、設備コストを低減できるようになる。   As described above, in this embodiment, the addition valve 10 provided for recovering the purification capability of the catalytic converter 8 is installed externally to the exhaust manifold 41. Thereby, when installing the addition valve 10, it becomes possible to install simply without changing a design of a cylinder head like the conventional example, and it becomes possible to reduce an installation cost.

さらに、添加弁10の配置位置を特定しているので、エキゾーストマニホルド41に噴射した添加剤が排気脈動の影響でもって排気ポート4周辺に吹き返される現象が発生しにくくなる。そのため、排気ポート4に添加剤を添加する従来例に比べて、排気ポート4の壁面に添加剤がデポジットとして付着堆積しにくくなる。   Furthermore, since the arrangement position of the addition valve 10 is specified, a phenomenon in which the additive injected into the exhaust manifold 41 is blown back around the exhaust port 4 due to the influence of exhaust pulsation is less likely to occur. Therefore, compared to the conventional example in which an additive is added to the exhaust port 4, the additive is less likely to adhere and deposit as a deposit on the wall surface of the exhaust port 4.

また、この実施形態では、添加弁10で添加剤をターボチャージャ5のタービン5bの上流に噴射させるようにしているから、この添加剤がターボチャージャ5のタービン5bによる攪拌作用および昇温作用によって霧状とされやすくなり、触媒コンバータ8の浄化能力を回復させるための効力が大となる。   Further, in this embodiment, since the additive is injected upstream of the turbine 5b of the turbocharger 5 by the addition valve 10, the additive is fogged by the stirring action and the temperature raising action by the turbine 5b of the turbocharger 5. The effect for recovering the purification ability of the catalytic converter 8 is increased.

さらに、この実施形態では、添加弁10をEGR通路7aから遠ざけて配置しているので、添加弁10から噴射した添加剤がEGR通路7aを介して吸気系に回り込むことを防止できる等、内燃機関1の運転に悪影響を及ぼすことを回避できる。   Furthermore, in this embodiment, since the addition valve 10 is disposed away from the EGR passage 7a, the additive injected from the addition valve 10 can be prevented from flowing into the intake system via the EGR passage 7a. It is possible to avoid adversely affecting the driving of 1.

以下、本発明の他の実施形態を説明する。   Hereinafter, other embodiments of the present invention will be described.

(1)上記実施形態において、触媒コンバータ8は、例えばDPF(Diesel Paticulate Filter)、NOx吸蔵還元触媒、酸化触媒等とすることも可能である。また、内燃機関を希薄燃焼型ガソリンエンジンとする場合には触媒コンバータ8として三元触媒コンバータとすることも可能である。   (1) In the above embodiment, the catalytic converter 8 can be a DPF (Diesel Paticulate Filter), a NOx storage reduction catalyst, an oxidation catalyst, or the like, for example. Further, when the internal combustion engine is a lean combustion type gasoline engine, the catalytic converter 8 can be a three-way catalytic converter.

(2)上記実施形態では、触媒コンバータ8を一つにした例を挙げているが、二つあるいは三つの併用したものにも本発明を適用できる。その一例として、例えば図6に示すように、図1に示した構成に加えて、マフラー42に、三つの触媒コンバータ8A,8B,8Cを設けている。   (2) In the above-described embodiment, an example in which the catalytic converter 8 is integrated is described. However, the present invention can be applied to two or three combined converters. As an example, for example, as shown in FIG. 6, in addition to the configuration shown in FIG. 1, the muffler 42 is provided with three catalytic converters 8A, 8B, 8C.

マフラー42の上流側から順に、第1の触媒コンバータ8Aは、例えばアフターターボキャタリストとされ、第2の触媒コンバータ8Bは、例えば酸化触媒とされ、第3の触媒コンバータ8Cは、DPF(Diesel Paticulate Filter)とされる。なお、第1の触媒コンバータ8Aとしてのアフターターボキャタリストおよび第2の触媒コンバータ8Bとしての酸化触媒は、第3の触媒コンバータ8CとしてのDPFの浄化能力を高めるよう寄与する。   In order from the upstream side of the muffler 42, the first catalytic converter 8A is, for example, an after turbo catalyst, the second catalytic converter 8B is, for example, an oxidation catalyst, and the third catalytic converter 8C is a DPF (Diesel Paticulate). Filter). Note that the after-turbo catalyst as the first catalytic converter 8A and the oxidation catalyst as the second catalytic converter 8B contribute to increase the DPF purification ability as the third catalytic converter 8C.

これらの触媒コンバータ8A,8B,8Cの種類は、特に限定されず、適宜いろいろな種類の触媒コンバータを用いることができる。   The types of these catalytic converters 8A, 8B, and 8C are not particularly limited, and various types of catalytic converters can be used as appropriate.

そして、このような構成において、上述した添加剤の添加動作を実行すると、添加剤が上記三つの触媒コンバータ8A,8B,8Cの浄化能力を回復させるように寄与する。したがって、トータルでの排気浄化性能の向上が可能となる。   In such a configuration, when the additive addition operation described above is executed, the additive contributes to recover the purification ability of the three catalytic converters 8A, 8B, and 8C. Therefore, the exhaust gas purification performance can be improved as a whole.

(3)図7に本発明の他の実施形態を示している。この実施形態では、図1に示した構成に加えて、マフラー42における触媒コンバータ8の下流側の内部に、排気流量を調整する排気絞り弁18を設置している。この場合、必要に応じて、排気絞り弁18を閉側に制御することにより、触媒コンバータ8の触媒床温度およびその周辺の雰囲気温度を高めることができるので、触媒コンバータ8の浄化能力を高めることが可能になる。   (3) FIG. 7 shows another embodiment of the present invention. In this embodiment, in addition to the configuration shown in FIG. 1, an exhaust throttle valve 18 for adjusting the exhaust flow rate is installed inside the muffler 42 on the downstream side of the catalytic converter 8. In this case, if necessary, by controlling the exhaust throttle valve 18 to the closed side, the catalyst bed temperature of the catalytic converter 8 and the ambient temperature around the catalytic converter 8 can be increased, so that the purification capacity of the catalytic converter 8 is increased. Is possible.

例えば内燃機関1の冷間運転、始動運転あるいは低速低負荷運転等のように、燃焼室2の温度および排気温度が低くなる運転条件では、触媒コンバータ8の触媒床温度やその上流および下流の雰囲気温度が低くなって、触媒コンバータ8の浄化能力が低下する傾向となる。このような場合に、上記排気絞り弁18を閉側に制御することができる。当然ながら、上記実施形態で説明した添加剤の添加処理を、前記排気絞り弁18の動作制御と合わせて実行するようにしてもよい。   For example, under operating conditions where the temperature of the combustion chamber 2 and the exhaust gas temperature are low, such as cold operation, start-up operation or low-speed low-load operation of the internal combustion engine 1, the catalyst bed temperature of the catalytic converter 8 and the atmosphere upstream and downstream thereof. As the temperature decreases, the purification capacity of the catalytic converter 8 tends to decrease. In such a case, the exhaust throttle valve 18 can be controlled to the closed side. Of course, the additive addition process described in the above embodiment may be executed together with the operation control of the exhaust throttle valve 18.

(4)上記各実施形態では、ターボチャージャ5およびEGR装置7を装備したものを例に挙げているが、それらのいずれか一方または両方を無くしたものであっても本発明を適用できる。   (4) In each of the above embodiments, the turbocharger 5 and the EGR device 7 are provided as an example, but the present invention can be applied even if one or both of them are eliminated.

本発明に係る内燃機関の排気浄化システムの一実施形態を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to the present invention. 図1の(2)−(2)線断面の矢視図である。It is an arrow view of the (2)-(2) line cross section of FIG. 図2の(3)−(3)線断面の矢視図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line (3)-(3) in FIG. 2. 図1の触媒コンバータを示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the catalytic converter of FIG. 図4の触媒コンバータによる浄化原理を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the purification principle by the catalytic converter of FIG. 本発明に係る内燃機関の排気浄化システムの他の実施形態で、図1に対応する図である。FIG. 6 is a view corresponding to FIG. 1 in another embodiment of the exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to the present invention. 本発明に係る内燃機関の排気浄化システムの他の実施形態で、図1に対応する図である。FIG. 6 is a view corresponding to FIG. 1 in another embodiment of the exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 内燃機関
2 燃焼室
4 シリンダヘッドの排気ポート
5 ターボチャージャ
7 EGR装置(排気再循環装置)
8 触媒コンバータ
9 制御装置
10 添加弁
11 添加剤供給路
16 排気温センサ
33 サプライポンプ
41 エキゾーストマニホルド(排気通路)
42 マフラー(排気通路)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine 2 Combustion chamber 4 Cylinder head exhaust port 5 Turbocharger 7 EGR device (exhaust gas recirculation device)
8 Catalytic converter 9 Control device 10 Addition valve 11 Additive supply path 16 Exhaust temperature sensor 33 Supply pump 41 Exhaust manifold (exhaust path)
42 Muffler (exhaust passage)

Claims (7)

内燃機関の排気通路に設けられて前記排気通路に排出される排気ガスを浄化する触媒コンバータと、触媒コンバータの浄化能力を回復させるための添加剤を添加する添加弁を有する内燃機関の排気浄化システムであって、
前記添加弁は、前記排気通路のうち内燃機関の排気ポートに連結されるエキゾーストマニホルドにおいて前記触媒コンバータより上流部位の外側に付設されていることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
An exhaust gas purification system for an internal combustion engine having a catalytic converter provided in an exhaust passage of the internal combustion engine for purifying exhaust gas discharged to the exhaust passage, and an addition valve for adding an additive for recovering the purification capability of the catalytic converter Because
The exhaust purification system for an internal combustion engine, wherein the addition valve is attached outside the upstream portion of the exhaust gas passage connected to the exhaust port of the internal combustion engine in the exhaust passage.
前記添加弁は、前記エキゾーストマニホルドの集合部へ向けて添加剤を噴射可能とする姿勢で前記エキゾーストマニホルドに取り付けられていることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排気浄化システム。   2. The exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the addition valve is attached to the exhaust manifold in a posture capable of injecting the additive toward a collecting portion of the exhaust manifold. 前記添加弁は、前記エキゾーストマニホルドとは別体のホルダに支持された状態で前記エキゾーストマニホルドに取り付けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関の排気浄化システム。   The exhaust purification system for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the addition valve is attached to the exhaust manifold in a state of being supported by a holder separate from the exhaust manifold. 前記ホルダと前記エキゾーストマニホルドとの間には、断熱ガスケットが介在されていることを特徴とする請求項3に記載の内燃機関の排気浄化システム。   The exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to claim 3, wherein a heat insulating gasket is interposed between the holder and the exhaust manifold. 前記エキゾーストマニホルドにおける添加弁付設部位には、外側へ膨出する膨出部が設けられており、この膨出部に前記ホルダがフランジ結合によって取り付けられる形態とされていることを特徴とする請求項3または4に記載の内燃機関の排気浄化システム。   The portion provided with the addition valve in the exhaust manifold is provided with a bulging portion bulging outward, and the holder is attached to the bulging portion by flange connection. 5. An exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to 3 or 4. 前記排気通路に排出された排気ガスの一部を内燃機関の吸気系に戻す排気再循環装置を有し、
前記添加弁は、この排気再循環装置において前記排気通路からの排気ガス取り出し部位から最も離れた位置に配置されることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化システム。
An exhaust gas recirculation device for returning a part of the exhaust gas discharged to the exhaust passage to the intake system of the internal combustion engine;
The exhaust purification of an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, wherein the addition valve is disposed at a position farthest from an exhaust gas extraction portion from the exhaust passage in the exhaust gas recirculation device. system.
前記排気通路に排出される排気ガスを利用して内燃機関の吸気系における吸入空気を昇圧するターボチャージャを有し、
前記添加弁は、前記ターボチャージャのタービンよりも上流に配置されることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化システム。
A turbocharger that boosts intake air in an intake system of an internal combustion engine using exhaust gas discharged into the exhaust passage;
The exhaust purification system for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6, wherein the addition valve is disposed upstream of a turbine of the turbocharger.
JP2005123759A 2005-04-21 2005-04-21 Exhaust gas purification system for internal combustion engine Expired - Fee Related JP4506546B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005123759A JP4506546B2 (en) 2005-04-21 2005-04-21 Exhaust gas purification system for internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005123759A JP4506546B2 (en) 2005-04-21 2005-04-21 Exhaust gas purification system for internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006299967A true JP2006299967A (en) 2006-11-02
JP4506546B2 JP4506546B2 (en) 2010-07-21

Family

ID=37468553

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005123759A Expired - Fee Related JP4506546B2 (en) 2005-04-21 2005-04-21 Exhaust gas purification system for internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4506546B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009024679A (en) * 2007-07-23 2009-02-05 Toyota Motor Corp Exhaust device for internal combustion engine
JP2009167965A (en) * 2008-01-18 2009-07-30 Mitsubishi Motors Corp Exhaust emission purifying apparatus
CN103644022A (en) * 2013-12-27 2014-03-19 淄博柴油机总公司 Eight-cylinder inline engine and exhausting and pressurizing system thereof
JP2021110234A (en) * 2019-12-31 2021-08-02 株式会社クボタ Exhaust manifold for engine with supercharger

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04118133U (en) * 1991-03-28 1992-10-22 株式会社新潟鐵工所 Exhaust gas reducing agent spray device
JPH06101444A (en) * 1992-09-21 1994-04-12 Sango Co Ltd Passive type muffler
JP2002038941A (en) * 2000-07-24 2002-02-06 Toyota Motor Corp Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP2005083298A (en) * 2003-09-10 2005-03-31 Toyota Motor Corp Exhaust emission control catalyst control method and exhaust emission control catalyst control device for internal combustion engine
JP2005083252A (en) * 2003-09-08 2005-03-31 Toyota Motor Corp Exhaust emission control device
JP2005105913A (en) * 2003-09-30 2005-04-21 Nissan Diesel Motor Co Ltd Exhaust emission control device of engine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04118133U (en) * 1991-03-28 1992-10-22 株式会社新潟鐵工所 Exhaust gas reducing agent spray device
JPH06101444A (en) * 1992-09-21 1994-04-12 Sango Co Ltd Passive type muffler
JP2002038941A (en) * 2000-07-24 2002-02-06 Toyota Motor Corp Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP2005083252A (en) * 2003-09-08 2005-03-31 Toyota Motor Corp Exhaust emission control device
JP2005083298A (en) * 2003-09-10 2005-03-31 Toyota Motor Corp Exhaust emission control catalyst control method and exhaust emission control catalyst control device for internal combustion engine
JP2005105913A (en) * 2003-09-30 2005-04-21 Nissan Diesel Motor Co Ltd Exhaust emission control device of engine

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009024679A (en) * 2007-07-23 2009-02-05 Toyota Motor Corp Exhaust device for internal combustion engine
JP2009167965A (en) * 2008-01-18 2009-07-30 Mitsubishi Motors Corp Exhaust emission purifying apparatus
CN103644022A (en) * 2013-12-27 2014-03-19 淄博柴油机总公司 Eight-cylinder inline engine and exhausting and pressurizing system thereof
JP2021110234A (en) * 2019-12-31 2021-08-02 株式会社クボタ Exhaust manifold for engine with supercharger
JP7203007B2 (en) 2019-12-31 2023-01-12 株式会社クボタ Exhaust manifold for supercharged engine

Also Published As

Publication number Publication date
JP4506546B2 (en) 2010-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4485400B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP4432917B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
KR100495969B1 (en) Exhaust emission control device of internal combustion engine
RU2692856C2 (en) Exhaust gases control device for internal combustion engine and control method for exhaust gases control device
JP2006233947A (en) Egr device
EP2738363B1 (en) Exhaust purification device of internal combustion engine
JP2009250135A (en) Exhaust emission control device
JP4327445B2 (en) Exhaust purification equipment
JP4506546B2 (en) Exhaust gas purification system for internal combustion engine
JP2003184551A (en) Exhaust emission control system
JP2016211486A (en) Exhaust emission control system
JPWO2011101898A1 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP6112297B2 (en) Engine exhaust purification system
JP2007071142A (en) Exhaust emission control system for internal combustion engine
JP6108078B2 (en) Engine exhaust purification system
US8480962B2 (en) Exhaust gas purification apparatus for engine
JP2006090259A (en) Exhaust emission control system of diesel engine
JP4357241B2 (en) Exhaust purification equipment
US11480090B2 (en) Exhaust structure for vehicle-mounted engine
JP2009024679A (en) Exhaust device for internal combustion engine
JP5823842B2 (en) Exhaust gas recirculation device for multi-cylinder internal combustion engine with turbocharger
JP4181808B2 (en) Exhaust purification device
JP5915856B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP2010138783A (en) Post processing apparatus for internal combustion engine, exhaust gas purification apparatus, and exhaust gas purifying method using the same
JP2010106753A (en) Exhaust emission control device for vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070615

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20091130

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091208

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100204

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20100204

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100406

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100419

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130514

Year of fee payment: 3

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4506546

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130514

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130514

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees