JP2007154778A - 内燃機関の排気浄化システム - Google Patents

Abstract

【課題】排気通路に燃料を添加する燃料添加弁の詰り防止添加を行うにあたり、燃費の悪化を軽減する
【解決手段】燃料添加弁２０のハウジング２０２内部の燃料通路２２２の内壁面を、樹脂等の断熱性の高い材料製の断熱材２０７で覆う。このように燃料通路２２２の内壁面つまり燃料が接触する部分を断熱材２０７で覆うことにより、ハウジング２０２の温度が高くても、燃料自体の温度上昇を低減することができ、燃料添加による冷却効果を確保することができる。これにより、エンジン冷却水温の上昇に伴ってハウジング２０２の温度が高くなっても、詰り防止添加（ノズル冷却）の際の燃料添加量・添加回数の増大を低減することができ、燃費悪化を抑制することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関の排気ガスを触媒にて浄化するシステムに関し、さらに詳しくは、排気通路に燃料を添加する燃料添加弁を備えた内燃機関の排気浄化システムに関する。

一般に、ディーゼルエンジン等のように希薄燃焼を行う内燃機関では、高い空燃比（リーン雰囲気）の混合気を燃焼させる運転領域が全運転領域の大部分を占めている。このため、この種のエンジンの排気通路に、排気ガス中に含まれる窒素酸化物（以下、ＮＯｘという）を吸蔵（吸収）するためのＮＯｘ吸蔵剤（ＮＯｘ吸蔵触媒）を配置して排気ガスを浄化するようにしている。

このようなＮＯｘ吸蔵触媒において、ＮＯｘ吸蔵量が飽和状態に達した場合には、ＮＯｘを還元させてＮＯｘ吸蔵触媒を回復させる必要がある。ＮＯｘを還元させる方法としては、排気通路のＮＯｘ吸蔵触媒の上流にＮＯｘ還元剤（軽油等の燃料）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ＮＯｘの還元を促進させる処理（ＮＯｘ還元処理）が行われている。

また、ディーゼルエンジンの排気ガス中には、カーボンを主成分とするパティキュレート（以下、ＰＭ（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ）という）、ＳＯＯＴ（煤）、ＳＯＦ（可溶性有機成分：Ｓｏｌｕｂｌｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｆｒａｃｔｉｏｎ）などが含まれており、大気汚染の原因になる。このようなＰＭ等を浄化することを目的として、パティキュレートフィルタをディーゼルエンジンの排気通路に配置し、排気通路を通過する排気ガス中に含まれるＰＭを捕集することによって、大気中に放出されるエミッションの量を低減する排気浄化システムが知られている。パティキュレートフィルタとしては、例えばＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ）や、ＤＰＮＲ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ−ＮＯｘ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）触媒が用いられている。

パティキュレートフィルタを用いてＰＭの捕集を行う場合、捕集したＰＭの堆積量が多くなってパティキュレートフィルタの詰りが生じると、パティキュレートフィルタを通過する排気の圧力損失が増大し、これに伴うエンジンの排気背圧増大によってエンジン出力低下や燃費の低下が発生する。これを解消する方法として、排気通路（パティキュレートフィルタ上流）に燃料添加を行って排気温度を上昇させることによって、パティキュレートフィルタ上のＰＭの酸化（燃焼）を促進する処理（ＰＭ再生処理）が行われている。

以上のように、触媒の排気浄化作用の低下を抑制するために実施されるＮＯｘ還元処理やＰＭ再生処理では、排気通路に燃料添加弁を配置して燃料（還元剤）を排気通路内に供給している。

しかし、燃料添加弁の噴孔が排気通路内に露出しているため、排気ガス中に含まれるＳＯＯＴやＳＯＦなどのデポジット生成物質や添加燃料等のバインダなどが燃料添加弁の噴孔に付着・堆積する。そして、その付着・堆積した物質が高温の排気ガスにさらされることにより変質・固化することによってデポジット化し、燃料添加弁の噴孔が閉塞してしまうという問題がある。このような燃料添加弁の詰りを防止する方法として、ＮＯｘ還元やＰＭ再生時の燃料添加以外のタイミングで、強制的に燃料添加（以下、「詰り防止添加」という）を実施することにより、燃料添加弁の先端温度（ノズル温度）を下げるという方法がある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−１０６０４７公報 特開２００２−１６１７３４号公報 特開２００３−１８４５５１号公報

ところで、排気浄化システムにおいて排気通路に燃料を添加する燃料添加弁は、シリンダヘッド等に取り付けられるため、エンジン冷却水の水温が高くなると、これに伴って弁本体（ハウジング）の温度が高くなる。このように冷却水温の上昇に伴ってハウジングの温度が高くなると、燃料添加による冷却効果が低減するため、詰り防止添加の際の燃料添加量・添加回数を多くする必要があり、燃費の悪化を招く要因となる。

本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、燃料添加弁の詰り防止添加を行うにあたり、燃費の悪化を軽減することが可能な内燃機関の排気浄化システムを提供することを目的とする。

本発明は、内燃機関の排気通路に配設された触媒と、前記排気通路に燃料を添加する燃料添加弁とを備えた内燃機関の排気浄化システムにおいて、前記燃料添加弁は、燃料を噴射する噴孔と、当該燃料添加弁の内部に形成され、前記噴孔に燃料を供給するための燃料通路と、前記噴孔を開閉するニードルとを有し、前記燃料通路の内壁面の少なくとも一部が断熱材で覆われていることを特徴としている。

本発明の作用を述べる。

まず、排気浄化システムにおいて排気通路に燃料を添加する燃料添加弁は、例えばシリンダヘッドに取り付けて使用されるので、ハウジングの温度は取付部位つまりシリンダヘッドと同等の温度となり、エンジンの冷却水温に比例する。このため、エンジンの冷却水温が高くなると、これに伴ってハウジングの温度も上昇する。このように燃料添加弁のハウジングの温度が高くなると、燃料がハウジング内部の燃料通路を通過する際に高温のハウジングからの熱の影響を受けて燃料自体が高温になるため、燃料添加によるノズルの冷却効果が低減する。本発明はこのような点を考慮してなされたもので、上記したように、燃料添加弁内部の燃料通路の内壁面を断熱材で覆うという構成を採用している点に特徴がある。そして、このように燃料通路の内壁面つまり燃料が接触する部分を断熱材で覆うことにより、エンジン冷却水温の上昇に伴ってハウジングの温度が高くなっても、燃料自体の温度上昇を抑制することができ、燃料添加による冷却効果を確保することができる。その結果として、詰り防止添加（ノズル冷却）の際の燃料添加量・添加回数の増加を抑えることができる。

本発明によれば、内燃機関の排気通路に配設された触媒と、排気通路に燃料を添加する燃料添加弁とを備えた内燃機関の排気浄化システムにおいて、燃料添加弁内部の燃料通路の内壁面を断熱材で覆っているので、燃料通路を通過する燃料の温度上昇を抑えることができ、燃料添加による冷却効果を確保することができる。これによって燃料添加弁の詰り防止添加を行うにあたり、燃費の悪化を軽減することが可能になる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

−エンジン−
本発明の排気浄化システムを適用するディーゼルエンジンの概略構成を図１を参照して説明する。

この例のディーゼルエンジン１（以下、エンジン１という）は、例えばコモンレール式筒内直噴４気筒エンジンであって、燃料供給系２、燃焼室３、吸気系６、及び、排気系７などを主要部として構成されている。

燃料供給系２は、サプライポンプ２１、コモンレール２２、インジェクタ２３、遮断弁２４、燃料添加弁２０、機関燃料供給路２５、及び、添加燃料供給路２６などを備えている。

サプライポンプ２１は、燃料タンクから燃料を汲み上げ、この汲み上げた燃料を高圧にした後、機関燃料供給路２５を介してコモンレール２２に供給する。コモンレール２２は、サプライポンプ２１から供給された高圧燃料を所定圧力に保持（蓄圧）する蓄圧室としての機能を有し、この蓄圧した燃料を各インジェクタ２３に分配する。インジェクタ２３は所定電圧が印加されたときに開弁して、燃焼室３内に燃料を噴射供給する電磁駆動式の開閉弁である。また、サプライポンプ２１は、燃料タンクから汲み上げた燃料の一部を、添加燃料供給路２６を介して燃料添加弁２０に供給する。燃料添加弁２０は、所定電圧が印加されたときに開弁して、排気系７（排気ポート７１から排気マニホールド７２）に燃料を添加する電磁駆動式の開閉弁である。なお、燃料添加弁２０の詳細は後述する。遮断弁２４は、緊急時に添加燃料供給路２６を遮断して燃料供給を停止する。

吸気系６は、シリンダヘッド１０１に形成された吸気ポートに接続される吸気マニホールド６３を備え、この吸気マニホールド６３に、吸気通路を構成する吸気管６４が接続されている。また、吸気通路には、上流側から順にエアクリーナ６５、エアフローメータ３１、スロットル弁６２が配設されている。

排気系７は、シリンダヘッド１０１に形成された排気ポート７１に接続される排気マニホールド７２を備え、この排気マニホールド７２に、排気通路を構成する排気管７３，７４が接続されている。排気通路には触媒装置４が配設されている。

触媒装置４は、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒４ａとＤＰＮＲ触媒４ｂとを備えている。ＮＯｘ吸蔵還元型触媒４ａは、排気中に多量の酸素が存在している状態においてはＮＯｘを吸蔵し、排気中の酸素濃度が低く、かつ還元成分（例えば燃料の未燃成分（ＨＣ））が多量に存在している状態においてはＮＯｘをＮＯ₂もしくはＮＯに還元して放出する。ＮＯ₂やＮＯとして放出されたＮＯｘは、排気中のＨＣやＣＯと速やかに反応することによってさらに還元されてＮ₂となる。また、ＨＣやＣＯは、ＮＯ₂やＮＯを還元することで、自身は酸化されてＨ₂ＯやＣＯ₂となる。

ＤＰＮＲ触媒４ｂは、例えば多孔質セラミック構造体にＮＯｘ吸蔵還元型触媒を担持させたものであり、排気ガス中のＰＭは多孔質の壁を通過する際に捕集される。また、排気ガスの空燃比がリーンの場合、排気ガス中のＮＯｘはＮＯｘ吸蔵還元型触媒に吸蔵され、空燃比がリッチになると吸蔵したＮＯｘは還元・放出される。さらに、ＤＰＮＲ触媒４ｂには、捕集したＰＭを酸化・燃焼する触媒（例えば白金等の貴金属を主成分とする酸化触媒）が担持されている。

以上の触媒装置４、燃料添加弁２０、添加燃料供給路２６、遮断弁２４、及び、燃料添加弁２０の開閉制御を実行するＥＣＵ（電子制御ユニット）３００等によって排気浄化システムが構成されている。

エンジン１には、ターボチャージャ（過給機）５が設けられている。このターボチャージャ５は、タービンシャフト５ａを介して連結されたタービンホイール５ｂ及びコンプレッサホイール５ｃを備えている。コンプレッサホイール５ｃは吸気管６４内部に臨んで配置され、タービンホイール５ｂは排気管７３内部に臨んで配置されている。このようなターボチャージャ５は、タービンホイール５ｂが受ける排気流（排気圧）を利用してコンプレッサホイール５ｃを回転させることにより吸入空気を過給する。

吸気系６の吸気管６４には、ターボチャージャ５での過給によって昇温した吸入空気を強制冷却するためのインタークーラ６１が設けられている。このインタークーラ６１よりも更に下流側にスロットル弁６２が設けられている。スロットル弁６２は、その開度を無段階に調整することが可能な電子制御式の開閉弁であり、所定の条件下において吸入空気の流路面積を絞り、この吸入空気の供給量を調整（低減）する機能を有している。

また、エンジン１には、吸気系６と排気系７とを接続するＥＧＲ通路（排気還流通路）８が設けられている。ＥＧＲ通路８は、排気の一部を適宜吸気系６に還流させて燃焼室３へ再度供給することにより燃焼温度を低下させ、これによってＮＯｘ発生量を低減させるものである。また、ＥＧＲ通路８には、ＥＧＲ弁８１と、ＥＧＲ通路８を通過（還流）する排気を冷却するためのＥＧＲクーラ８２とが設けられており、ＥＧＲ弁８１の開度を調整することにより、排気系７から吸気系６に導入されるＥＧＲ量（排気還流量）を調整することができる。

−センサ類−
エンジン１の各部位には、各種センサが取り付けられており、それぞれの部位の環境条件や、エンジン１の運転状態に関する信号を出力する。

例えば、エアフローメータ３１は、吸気系６内のスロットル弁６２上流において吸入空気の流量（吸気量）に応じた検出信号を出力する。吸気温センサ３２は、吸気マニホールド６３に配置され、吸入空気温度に応じた検出信号を出力する。吸気圧センサ３３は、吸気マニホールド６３に配置され、吸入空気圧力に応じた検出信号を出力する。Ａ／Ｆ（空燃比）センサ３４は、排気系７の触媒装置４の下流において排気中の酸素濃度に応じて連続的に変化する検出信号を出力する。排気温センサ３５は、同じく排気系７の触媒装置４の下流において排気ガスの温度（排気温度）に応じた検出信号を出力する。レール圧センサ３６はコモンレール２２内に蓄えられている燃料の圧力に応じた検出信号を出力する。燃圧センサ３７は、添加燃料供給路２６内を流通する燃料の圧力（燃圧）に応じた検出信号を出力する。

−ＥＣＵ−
ＥＣＵ３００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びバックアップＲＡＭなどを備えている。ＲＯＭは、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて各種の演算処理を実行する。また、ＲＡＭは、ＣＰＵでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭは、例えばエンジン１の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。

ＥＣＵ３００には、上記したエアフローメータ３１、吸気温センサ３２、吸気圧センサ３３、Ａ／Ｆセンサ３４、排気温センサ３５、レール圧センサ３６、燃圧センサ３７が接続されており、さらに、エンジン１の冷却水温に応じた検出信号を出力する水温センサ、アクセルペダルへの踏み込み量に応じた検出信号を出力するアクセル開度センサ、及び、エンジン１のクランクシャフトの回転数（エンジン回転数）を検出するクランクポジションセンサなどが接続されている。

そして、ＥＣＵ３００は、上記した各種センサの出力に基づいて、インジェクタ２３、遮断弁２４、燃料添加弁２０、スロットル弁６２、及び、ＥＧＲ弁８１などを制御して、エンジン１の各種制御を実行する。さらに、ＥＣＵ３００は、下記のＰＭ再生制御と燃料添加弁２０の詰り防止添加を実行する。

−ＰＭ再生制御−
まず、ＥＣＵ３００は、ＤＰＮＲ触媒４ｂへのＰＭの堆積量を推定している。ＰＭ堆積量を推定する方法としては、例えば、エンジン１の運転状態（例えば、排気温度、燃料噴射量、エンジン回転数等）に応じたＰＭ付着量を予め実験等により求めてマップ化しておき、このマップにより求められるＰＭ付着量を積算してＰＭの堆積量とする方法や、車両走行距離もしくは走行時間に応じてＰＭの堆積量を推定する方法、あるいは、触媒装置４にＤＰＮＲ触媒４ｂの上流側圧力と下流側圧力との差圧を検出する差圧センサを設け、そのセンサ出力に基づいてＤＰＮＲ触媒４ｂに捕集されたＰＭの堆積量を推定する方法などが挙げられる。

そして、ＥＣＵ３００は、ＰＭ推定量が所定の基準値（限界堆積量）以上となったときにＤＰＮＲ触媒４ｂの再生時期であると判定してＰＭ再生制御を実行する。具体的には、クランクポジションセンサの出力から読み込んだエンジン回転数に基づいて、予め実験等により作成されたマップを参照して燃料の要求添加量を算出し、その算出結果に応じて燃料添加弁２０の開閉を制御して、排気系７に燃料添加を断続的に繰り返す。このような燃料添加により、ＤＰＮＲ触媒４ｂの触媒床温が上昇し、ＤＰＮＲ触媒４ｂに堆積しているＰＭが酸化され、Ｈ₂ＯやＣＯ₂となって排出する。

なお、ＥＣＵ３００は、以上のＰＭ再生制御のほか、Ｓ被毒回復制御やＮＯｘ還元制御を実行する場合もある。Ｓ被毒回復制御とは、燃料添加弁２０からの燃料添加を断続的に繰り返して触媒床温を高温化するとともに、排気ガスの空燃比をストイキあるいはリッチとし、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒４ａ及びＤＰＮＲ触媒４ｂ内のＮＯｘ吸蔵還元型触媒から硫黄分を放出させる制御である。また、ＮＯｘ還元制御は、燃料添加弁２０からの間欠的な燃料添加により、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒４ａ及びＤＰＮＲ触媒４ｂ内のＮＯｘ吸蔵還元型触媒に吸蔵されたＮＯｘを、Ｎ₂、ＣＯ₂及びＨ₂Ｏに還元して放出する制御である。

これらのＰＭ再生制御、Ｓ被毒回復制御及びＮＯｘ還元制御は、それぞれの実行要求があったときに行われるが、各制御の実行が重なったときには、ＰＭ再生制御→Ｓ被毒回復制御→ＮＯｘ還元制御の順で優先して行われる。

−燃料添加弁−
以下、燃料添加弁２０について説明する。

燃料添加弁２０は、図２に示すように、エンジン１のシリンダヘッド１０１に設けられた取付穴１０２にガスケット１０３を介して装着されており、この装着状態で、燃料添加弁２０先端の噴孔２３２が排気ポート７１内に臨んでいる。

燃料添加弁２０は、ボディパイプ２０１、ハウジング２０２、ノズルボディ２０３、弁部材としてのニードル２０４、ニードル２０４を駆動する電磁駆動部２０５、及び、コネクタ部２０６などによって構成されている。

ボディパイプ２０１は、略円筒形状の部材であって、第１磁性部２１１、非磁性部２１３及び第２磁性部２１２が一体形成されている。ボディパイプ２０１の一方の端部（上端部）には、燃料入口２１５を有する燃料導入管２１４が設置されている。燃料入口２１５には、上記したサプライポンプ２１から添加燃料供給路２６を通じて燃料が供給される。燃料入口２１５に供給された燃料は、燃料フィルタ２１６を通過してボディパイプ２０１内部に流入する。

ボディパイプ２０１の他方の端部（下端部）には筒状のハウジング２０２が配置されている。ハウジング２０２の先端部分にはノズルボディ２０３が配置されている。ノズルボディ２０３は、ハウジング２０２の先端部分に挿入された状態で溶接等によってハウジング２０２に固着されている。ノズルボディ２０３の先端には円錐状の内壁面を有する弁座２３１が形成されており、さらにノズルボディ２０３の先端には噴孔２３２が開孔されている。また、ノズルボディ２０３の内部には燃料通路２３３が形成されている。

ハウジング２０２の内部には、後述する可動コア２５４の燃料孔２５４ｂに連通する上流側の燃料通路２２１と、ノズルボディ２０３の燃料通路２３３に連通する下流側の燃料通路２２３と、これら上流側の燃料通路２２１と下流側の燃料通路２２３とを連通する燃料通路２２２が形成されている。

ニードル２０４は、ボディパイプ２０１、ハウジング２０２、及び、ノズルボディ２０３の内部に軸方向への往復移動が可能な状態で収容されている。ニードル２０４の先端には、ノズルボディ２０３の弁座２３１に接触可能な当接部２４１が形成されている。

電磁駆動部２０５は、スプール２５１、コイル２５２、固定コア２５３、可動コア２５４及びヨーク２５５を備えている。スプール２５１は、ボディパイプ２０１の外周側に設置されている。スプール２５１は、樹脂を筒状に成形した成形品であって、外周側にコイル２５２が巻回されている。コイル２５２はコネクタ部２０６の端子２６１に接続されている。コイル２５２の内側には固定コア２５３が配置されている。固定コア２５３は、例えば鉄などの磁性材料製の筒状の部材であって、ボディパイプ２０１の内部に例えば圧入などにより固定されている。

可動コア２５４は、ボディパイプ２０１内部に軸方向への往復移動が可能な状態で収容されている。可動コア２５４は、例えば鉄などの磁性材料製の筒状の部材である。可動コア２５４には、燃料通路２５４ａ及び燃料孔２５４ｂが設けられている。燃料孔２５４ｂは可動コア２５４の壁体を貫通する孔であって、上記したハウジング２０２内の上流側の燃料通路２２１に連通している。

可動コア２５４内部にはアジャスティングパイプ２５６が圧入されている。アジャスティングパイプ２５６と可動コア２５４との間には圧縮コイルばね２５７が挟み込まれており、この圧縮コイルばね２５７の弾性力によって、可動コア２５４及びニードル２０４がノズルボディ２０３の弁座２３１に向けて押圧されている。なお、圧縮コイルばね２５７による押圧力（弾性力）はアジャスティングパイプ２５６の圧入量によって調整される。

次に、以上の燃料添加弁２０の動作について説明する。

まず、電磁駆動部２０５のコイル２５２への通電が停止されている場合、固定コア２５３と可動コア２５４との間には磁気吸引力が発生しないので、可動コア２５４及びニードル２０４は、圧縮コイルばね２５７の弾性力によってノズルボディ２０３の弁座２３１に向けて押圧されている。従って、コイル２５２への通電が停止されているときには、ニードル２０４の当接部２４１は弁座２３１に着座しており、噴孔２３２から燃料が噴射しない。

一方、電磁駆動部２０５のコイル２５２が通電状態となると、コイル２５２に発生した磁界によって、ヨーク２５５、第１磁性部２１１、可動コア２５４、固定コア２５３及び第２磁性部２１２に磁束が流れて磁気回路が形成される。これにより、固定コア２５３と可動コア２５４との間に磁気吸引力が発生する。この固定コア２５３と可動コア２５４との間に発生した磁気吸引力が圧縮コイルばね２５７の弾性力よりも大きくなると、可動コア２５４がノズルボディ２０３の弁座２３１に向けて移動し、これに連動してニードル２０４の当接部２４１が弁座２３１から離座（開弁）する。

このようなニードル２０４の開弁により、燃料入口２１５から流入した燃料が、燃料フィルタ２１６、燃料導入管２１４の内部、アジャスティングパイプ２５６の内部、固定コア２５３の内部、可動コア２５４の燃料通路２５４ａと燃料孔２５４ｂ、及び、ハウジング２０２内の燃料通路２２１，２２２，２２３を順次通過した後にノズルボディ２０３の燃料通路２３３に流入する。そして、ノズルボディ２０３の燃料通路２３３に流入した燃料が、噴孔２３２から噴射することによって排気ポート７１内に燃料が添加される。

また、以上のニードル２０４の開弁状態からコイル２５２への通電を停止すると、固定コア２５３と可動コア２５４との間の磁気吸引力は消滅するので、可動コア２５４及びニードル２０４は、圧縮コイルばね２５７の弾性力によりノズルボディ２０３の弁座２３１に向けて移動し、ニードル２０４の当接部２４１が再び弁座２３１に着座する。これにより、燃料孔２５４ｂと噴孔２３２との間の燃料の流れが遮断され燃料噴射が停止される。

ところで、以上の構造の燃料添加弁２０は、図２に示すように、シリンダヘッド１０１に取り付けて使用されるので、ハウジング２０２の温度は取付部位つまりシリンダヘッド１０１と同等の温度となり、エンジン１の冷却水温に比例する。このため、エンジン１の冷却水温が高くなると、これに伴ってハウジング２０２の温度も上昇する。

このようにハウジング２０２の温度が高くなると、燃料クーラ等により燃料が温度制御された状態（例えば４０℃の温調状態）で燃料添加弁２０に供給されていても、燃料がハウジング２０２内部の燃料通路２２１〜２２３を通過する際に高温のハウジング２０２からの熱の影響を受けてしまい、燃料温度が高温（例えば１００℃程度）になる。こうして燃料自体の温度が高くなると、燃料添加による冷却効果が低減するため、燃料添加弁２０の詰り防止添加（ノズル冷却ための燃料添加）の添加量・添加回数を多くする必要があって燃費の悪化を招く要因となる。

このような問題を解消するため、この例では、ハウジング２０２内部の燃料通路２２２の内壁面を、樹脂等の断熱性の高い材料製の断熱材２０７で覆っている点に特徴がある。そして、このように燃料通路２２２の内壁面つまり燃料が接触する部分を断熱材２０７で覆うことにより、ハウジング２０２の温度が高温であっても、燃料自体の温度上昇を抑制することができ、燃料添加による冷却効果を確保することができる。これにより、エンジン冷却水温の上昇に伴ってハウジング２０２の温度が高くなっても、詰り防止添加（ノズル冷却）の際の燃料添加量・添加回数の増加を抑えることが可能となり、燃費悪化を軽減することができる。

なお、燃料通路に配置する断熱材は、樹脂に限られることなく、燃料添加弁２０のハウジング２０２の材料（例えばＳＵＳ）よりも熱伝導率が低くて良好な断熱性を有する他の材料であってもよい。

ここで、燃料温度の上昇を防止する断熱材を配置する部位は、上記したハウジング２０２内部の燃料通路２２２に限られることなく、上流側の燃料通路２２１の内壁面であってもよい。また、このようなハウジング２０２内部の燃料通路２２１，２２２に加えて、製作・構造上問題なければ、ハウジング２０２内部の下流側の燃料通路２２３やノズルボディ２０３内部の燃料通路２３３の内壁面を断熱材で覆うようにしてもよい。さらに、燃料温度の上昇を防止する断熱材を配置する部位は、燃料添加弁２０内部の全ての燃料通路の内壁面であってもよい。

−他の実施形態−
以上の例では、本発明の排気浄化システムを筒内直噴４気筒ディーゼルエンジンに適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、例えば筒内直噴６気筒ディーゼルエンジンなど他の任意の気筒数のディーゼルエンジンにも適用できる。また、筒内直噴ディーゼルエンジンに限られることなく、他のタイプのディーゼルエンジンにも本発明を適用することは可能である。また、車両用に限らず、その他の用途に使用されるエンジンにも適用可能である。

以上の例では、触媒装置４として、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒４ａとＤＰＮＲ触媒４ｂとを備えたものとしたが、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒４ａあるいは酸化触媒とＤＰＦとを備えたものとしてもよい。

本発明の排気浄化システムを適用するディーゼルエンジンの一例を示す概略構成図である。 本発明の排気浄化システムに用いる燃料添加弁の一例を示す縦断面図である。

符号の説明

１ エンジン
２ 燃料供給系
２０ 燃料添加弁
２０２ ハウジング
２２１〜２２３ 燃料通路
２０３ ノズルボディ
２３１ 弁座
２３２ 噴孔
２３３ 燃料通路
２０４ ニードル
２０５ 電磁駆動部
２０７ 断熱材
２１ サプライポンプ
２３ インジェクタ
２４ 遮断弁
２６ 添加燃料供給路
４ 触媒装置
４ａ ＮＯｘ吸蔵還元型触媒
４ｂ ＤＰＮＲ触媒
１０１ シリンダヘッド
１０２ 取付穴
３００ ＥＣＵ

Claims (1)

1. 内燃機関の排気通路に配設された触媒と、前記排気通路に燃料を添加する燃料添加弁とを備えた内燃機関の排気浄化システムにおいて、
   前記燃料添加弁は、燃料を噴射する噴孔と、当該燃料添加弁の内部に形成され、前記噴孔に燃料を供給するための燃料通路と、前記噴孔を開閉するニードルとを有し、前記燃料通路の内壁面の少なくとも一部が断熱材で覆わ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。
   
   

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