JP2010065588A - Urea water injection system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の排気通路を流れる排気に尿素を噴射する尿素水噴射装置に関する。 The present invention relates to a urea water injection device that injects urea into exhaust gas flowing through an exhaust passage of an internal combustion engine.
内燃機関、特にディーゼルエンジンから排出されるNOxを還元する排気浄化装置として、SCR(Selective Catalytic Reduction)システムが公知である。SCRシステムを用いた排気浄化装置は、例えば尿素やアンモニアなどを還元剤として噴射することにより、排気に含まれるNOxを選択的に窒素や水に還元する。ところで、尿素水に含まれる尿素は、水分が蒸発することにより結晶となって析出する。そのため、析出した尿素は、排気通路を形成する排気管部や噴射弁などに堆積し、動作不良を招く原因となる。そこで、特許文献1では、加圧した空気を排気管部の内部に噴射し、排気管部の内壁などへ付着する尿素の低減を図っている。 An SCR (Selective Catalytic Reduction) system is known as an exhaust purification device that reduces NOx discharged from an internal combustion engine, particularly a diesel engine. An exhaust gas purification apparatus using an SCR system selectively reduces NOx contained in exhaust gas to nitrogen or water by, for example, injecting urea or ammonia as a reducing agent. By the way, urea contained in urea water precipitates as crystals when water evaporates. For this reason, the precipitated urea accumulates in the exhaust pipe portion and the injection valve that form the exhaust passage, and causes a malfunction. Therefore, in Patent Document 1, pressurized air is injected into the exhaust pipe portion to reduce urea adhering to the inner wall of the exhaust pipe portion.
しかしながら、特許文献1の場合、排気管部の内壁に付着する尿素の結晶は低減されるものの、尿素水を噴射する噴孔の近傍に付着する尿素の結晶の低減は困難である。このように尿素水を噴射する尿素水噴射装置の近傍に析出した尿素は、噴孔の目詰まりを引き起こす。その結果、噴射される尿素水が不足したり、尿素水の噴射そのものが停止するという問題がある。
そこで、本発明の目的は、尿素の析出にともなう噴孔の目詰まりを低減し、尿素水の確実な噴射が確保される尿素水噴射装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a urea water injection device that reduces the clogging of nozzle holes associated with the precipitation of urea and ensures reliable injection of urea water.
請求項1記載の発明では、尿素水が噴射される噴孔は筒部材の内周側に設けられている弁部材の外壁に開口している。この外壁に噴孔が開口する弁部材と、弁部材の外周側に設けられている筒部材とは軸方向へ相対的に移動する。そのため、弁部材の外壁に開口する噴孔は、外周側の筒部材によって開閉される。これにより、噴孔から尿素水を噴射する場合、弁部材は筒部材の先端からさらに排気通路側へ突出する必要がある。その結果、弁部材と筒部材とが相対的に移動することにより、噴孔の周囲に付着した尿素水に起因して噴孔の周囲に析出する尿素の結晶は、噴孔の外周側を移動する弁部材によって削ぎ落とされる。したがって、尿素の析出にともなう噴孔の目詰まりを低減することができ、尿素水の確実な噴射を確保することができる。 In the first aspect of the present invention, the nozzle hole through which the urea water is injected opens in the outer wall of the valve member provided on the inner peripheral side of the cylindrical member. The valve member having an injection hole in the outer wall and the cylindrical member provided on the outer peripheral side of the valve member relatively move in the axial direction. Therefore, the nozzle hole opened in the outer wall of the valve member is opened and closed by the outer cylindrical member. Thereby, when injecting urea water from a nozzle hole, it is necessary for a valve member to protrude further to the exhaust passage side from the front-end | tip of a cylinder member. As a result, the relative movement of the valve member and the cylindrical member causes urea crystals deposited around the nozzle hole due to urea water adhering to the nozzle hole to move around the outer periphery of the nozzle hole. It is scraped off by the valve member. Therefore, the clogging of the nozzle hole due to urea precipitation can be reduced, and reliable injection of urea water can be ensured.
請求項2記載の発明では、相対移動する弁部材と筒部材とのうち、弁部材は排気管部に固定され、筒部材が軸方向へ駆動される。そのため、弁部材の外周側に位置する筒部材は弁部材の外壁に開口する噴孔を開閉する。したがって、尿素の析出にともなう噴孔の目詰まりを低減することができ、尿素水の確実な噴射を確保することができる。
請求項3記載の発明では、駆動部は筒部材を駆動する。そのため、駆動部の構造を簡単にすることができる。
請求項4記載の発明では、相対移動する弁部材と筒部材とのうち、筒部材は排気管部に固定され、弁部材が軸方向へ駆動される。そのため、弁部材の外周側に位置する筒部材は、弁部材の外壁に開口する噴孔を開閉する。したがって、尿素の析出にともなう噴孔の目詰まりを低減することができ、尿素水の確実な噴射を確保することができる。
According to the second aspect of the present invention, of the relatively moving valve member and cylindrical member, the valve member is fixed to the exhaust pipe portion, and the cylindrical member is driven in the axial direction. Therefore, the cylindrical member located on the outer peripheral side of the valve member opens and closes the injection hole that opens in the outer wall of the valve member. Therefore, the clogging of the nozzle hole due to urea precipitation can be reduced, and reliable injection of urea water can be ensured.
According to the third aspect of the present invention, the drive unit drives the cylindrical member. Therefore, the structure of the drive unit can be simplified.
According to the fourth aspect of the present invention, of the relatively moving valve member and cylindrical member, the cylindrical member is fixed to the exhaust pipe portion, and the valve member is driven in the axial direction. Therefore, the cylindrical member located on the outer peripheral side of the valve member opens and closes the injection hole that opens in the outer wall of the valve member. Therefore, the clogging of the nozzle hole due to urea precipitation can be reduced, and reliable injection of urea water can be ensured.
請求項5記載の発明では、駆動部は弁部材を駆動する。そのため、駆動部は、比較的大きな力で弁部材を駆動可能である。したがって、弁部材の外壁に付着した尿素の結晶をより確実に除去することができる。
請求項6または7記載の発明では、弁部材は筒部材の先端に接触する接触部を有している。この接触部が筒部材の先端に接触することにより、弁部材と筒部材とは軸方向の相対的な移動が制限される。そのため、噴孔を筒部材で閉鎖し、噴孔から尿素水を噴射しないとき、筒部材と弁部材との相対的な位置を規定することができる。
In the invention according to claim 5, the drive unit drives the valve member. Therefore, the drive unit can drive the valve member with a relatively large force. Therefore, the urea crystals adhering to the outer wall of the valve member can be more reliably removed.
In the invention according to claim 6 or 7, the valve member has a contact portion that contacts the tip of the cylindrical member. When the contact portion comes into contact with the tip of the cylindrical member, relative movement of the valve member and the cylindrical member in the axial direction is limited. Therefore, when the nozzle hole is closed with the cylindrical member and urea water is not injected from the nozzle hole, the relative positions of the cylindrical member and the valve member can be defined.
請求項8記載の発明では、弁部材は外壁に主噴孔および副噴孔を形成している。例えば排気の流量が少ない場合、排気の流量が多い場合に比較して噴射すべき尿素水の噴射量は少ない。そこで、排気の流量すなわち内燃機関の運転状態応じて弁部材と筒部材との相対的な移動量を制御することにより、尿素水は先端側の主噴孔のみ、または主噴孔および副噴孔の双方から噴射される。すなわち、弁部材と筒部材との相対的な移動量を制御することにより、尿素水の噴射量が調整される。したがって、内燃機関の運転状態に応じて適量の尿素水を噴射することができる。 In the invention according to claim 8, the valve member forms a main injection hole and a sub injection hole in the outer wall. For example, when the flow rate of exhaust gas is small, the injection amount of urea water to be injected is smaller than when the flow rate of exhaust gas is large. Therefore, by controlling the relative amount of movement between the valve member and the cylinder member according to the flow rate of exhaust gas, that is, the operating state of the internal combustion engine, the urea water is only in the main nozzle hole on the tip side, or the main nozzle hole and the sub nozzle hole. It is injected from both sides. That is, the urea water injection amount is adjusted by controlling the relative movement amount of the valve member and the cylindrical member. Therefore, an appropriate amount of urea water can be injected according to the operating state of the internal combustion engine.
以下、本発明による尿素水噴射装置の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態による尿素水噴射装置(以下、「噴射装置」という。)を適用した排気浄化システムを図1に示す。排気浄化システム10は、噴射装置11および尿素水供給装置(以下、「供給装置」という。)12を備えている。排気浄化システム10は、供給装置12から供給され、噴射装置11から噴射された尿素水を用いて図示しない内燃機関の排気通路13を流れる排気に含まれるNOxを分解する。内燃機関は、例えばディーゼルエンジンをはじめとして、ガソリンエンジンあるいはガスタービンエンジンなどが適用される。排気管部14は、排気通路13を形成し、一方の端部が図示しない内燃機関に接続している。また、排気管部14は、内燃機関と反対側の端部が大気に開放されている。
Hereinafter, a plurality of embodiments of a urea water injection device according to the present invention will be described with reference to the drawings. Note that, in a plurality of embodiments, substantially the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
(First embodiment)
FIG. 1 shows an exhaust purification system to which a urea water injection device (hereinafter referred to as “injection device”) according to a first embodiment of the present invention is applied. The
排気浄化システム10は、噴射装置11よりも大気への開放側、すなわち排気の流れ方向において噴射装置11の下流側に図示しないSCR触媒を有している。排気浄化システム10は、SCR触媒だけでなく、酸化触媒、三元触媒、アンモニア酸化触媒あるいはDPF(Diesel Particulate Filter)などの各種触媒やフィルタなどを有していてもよい。排気管部14は、筒状であり、内側に排気通路13を形成している。内燃機関から排出された排気は、排気管部14が形成する排気通路13を経由して大気中へ放出される。
供給装置12は、尿素水タンク15、尿素水ポンプ16および尿素水管部17を有している。尿素水タンク15は、尿素水すなわち尿素の水溶液を貯える。尿素水ポンプ16は、尿素水タンク15に貯えられている尿素水を噴射装置11へ供給する。尿素水管部17は、尿素水タンク15と噴射装置11との間を接続している。
The
The
排気浄化システム10は、例えばECU(Electronic Control Unit)などの制御装置18を備えている。制御装置18は、図示しないCPU、ROMおよびRAMから構成されるマイクロコンピュータを有している。制御装置18は、例えば図示しないアクセル開度センサや回転数センサなどに接続され、これらのアクセル開度センサや回転数センサなどから出力された信号に基づいて図示しない内燃機関の運転状態を検出する。制御装置18は、検出した内燃機関の運転状態に基づいて、噴射装置11および尿素水ポンプ16を制御する。これにより、制御装置18は、尿素水タンク15から噴射装置11へ供給される尿素水の圧力および流量、ならびに噴射時期を内燃機関の運転状態に基づいて制御する。
The
噴射装置11は、排気通路13における排気の流れ方向において内燃機関よりも下流側であって、図示しないSCR触媒よりも上流側に設けられている。噴射装置11は、排気通路13を流れる排気に尿素水を噴射する。これにより、噴射装置11から噴射された尿素水は、排気に混合されてSCR触媒へ流入する。噴射装置11は、図1から図3に示すように筒部材21、弁部材22および駆動部23を備えている。筒部材21は、筒状に形成され、内側に弁部材22を摺動可能に収容している。筒部材21は、排気管部14を貫いて設けられており、先端が排気通路13に突出している。筒部材21は、自身の軸方向すなわち排気管部14の径方向へ移動可能に排気管部14に設けられている。筒部材21は、駆動部23側の端部に径方向外側に環状に突出する鍔部24を有している。
The
弁部材22は、筒部材21の内側に設けられている。弁部材22は、駆動部23と一体に組み付けられ、排気管部14に対して固定されている。弁部材22は、筒部材21と同軸上に設けられており、先端が排気通路13へ突出している。駆動部23と一体に組み付けられている弁部材22は、排気管部14に固定されている。これにより、弁部材22は、排気管部14に対し移動しない。
弁部材22は、先端に他の部分よりも外径が大きな大径部25を有している。大径部25は、弁部材22の他の部分から径方向外側へ突出している。大径部25は、駆動部23側の端面が筒部材21の先端26に接触する。すなわち、大径部25は、駆動部23側に筒部材21に接触する接触部27を有している。筒部材21は、接触部27に接することにより、駆動部23と反対側すなわち排気通路13側への移動が制限される。
The
The
駆動部23は、コイル31、コア32および弾性部材33を有している。コイル31は、制御装置18に接続しており、制御装置18からの通電によって磁界を発生する。コイル31への通電によって磁界が生じると、コイル31を収容する磁性体のコア32と筒部材21との間に磁気吸引力が発生する。そのため、筒部材21を磁性体で形成することにより、コイル31に通電すると、筒部材21はコイル31側へ移動する。なお、筒部材21は、磁性体に限らず、非磁性体で形成してもよい。この場合、コア32側の一部を磁性体で形成またはコア32側の端部に磁性体を設けることにより、コア32との間に磁気吸引力が発生する。弾性部材33は、例えばコイルスプリングなどのばね部材で構成されている。弾性部材33は、一方の端部がコア32に接し、他方の端部が筒部材21の鍔部24に接している。弾性部材33は、コア32と筒部材21との間に互いに離れる方向の力を加える。すなわち、弾性部材33は、コイル31によって発生する磁気吸引力とは反対方向の力を加える。これにより、コイル31に通電していないとき、筒部材21は弾性部材33によってコイル31とは反対側すなわち排気通路13側へ押し付けられている。そして、筒部材21は、先端26が弁部材22の接触部27に接することにより、さらなる移動すなわち駆動部23とは反対側への移動が規制される。
The
弁部材22は、縦孔34および横孔35を有している。縦孔34は、弁部材22の内側において軸方向へ延びて設けられている。縦孔34は、一方の端部が弁部材22の先端の近傍まで延びているものの、弁部材22の先端を貫いてはいない。横孔35は、この縦孔34の先端側の端部すなわち駆動部23と反対側の端部に接続している。横孔35は、縦孔34と反対側の端部が弁部材22の外壁36に開口している。外壁36に開口する横孔35の端部は、噴孔37を形成している。縦孔34は、横孔35と接続する端部と反対側が尿素水管部17に接続している。これにより、供給装置12から供給された尿素水は、尿素水管部17を経由して噴射装置11の縦孔34へ供給される。
The
上述のように、筒部材21は、排気管部14に固定されている弁部材22の外周側に設けられており、駆動部23によって軸方向へ駆動される。そのため、筒部材21と弁部材22とは、図2および図3に示すように軸方向へ相対的に移動可能である。筒部材21の内径は、弁部材22の外径よりもやや大きく設定されている。これにより、筒部材21と弁部材22とは互いに摺動する。このように筒部材21と弁部材22とが摺動することにより、弁部材22の外壁36に開口する噴孔37は外周側を移動する筒部材21によって開閉される。すなわち、噴孔37は、筒部材21が接触部27に接するまで移動しているとき、図2に示すように筒部材21によって閉鎖される。一方、噴孔37は、筒部材21が駆動部23のコア32側へ移動しているとき、図1および図3に示すように開放される。
As described above, the
次に、上記の構成による噴射装置11の作動について説明する。
内燃機関の運転が停止されているとき、制御装置18は尿素水ポンプ16に通電しない。そのため、供給装置12から噴射装置11への尿素水の供給は停止されている。また、制御装置18は、噴射装置11のコイル31にも通電しない。そのため、コイル31からは磁界が発生せず、コア32と筒部材21との間には磁気吸引力が生じない。これにより、筒部材21は、弾性部材33の押し付け力により、排気通路13側へ移動し、筒部材26が接触部27に接する。その結果、噴孔37は、図2に示すように筒部材21によって閉鎖されている。
Next, the operation of the
When the operation of the internal combustion engine is stopped, the
内燃機関の運転が開始されると、制御装置18は噴射装置11から尿素水の噴射を開始する。尿素水を噴射する時期になると、制御装置18は尿素水ポンプ16を駆動するとともに、コイル31へ通電する。尿素水ポンプ16を駆動することにより、尿素水タンク15に貯えられている尿素水は、尿素水管部17を経由して噴射装置11へ供給される。制御装置18からコイル31へ通電すると、コイル31から磁界が発生し、コア32と筒部材21との間に磁気吸引力が生じる。これにより、筒部材21は、弾性部材33の押し付け力に抗してコア32側へ移動し、筒部材26が接触部27から離間する。筒部材21は、鍔部24がコア32に接することにより、さらなる移動が制限される。筒部材21がコア32側へ移動することにより、図3に示すように筒部材21による噴孔37の閉鎖が解除され、噴孔37は排気通路13に露出する。尿素水ポンプ16から供給された尿素水は、尿素水管部17を経由して噴射装置11へ供給されている。そのため、供給された尿素水は、縦孔34および横孔35を経由して噴孔37から排気通路13へ噴射される。
When the operation of the internal combustion engine is started, the
噴孔37へ供給された尿素水は、大部分が排気通路13へ噴射されるものの、一部が噴孔37の周囲の弁部材22の外壁36に付着する。排気通路13は内燃機関から排出された高温の排気が流れているため、弁部材22の外壁36に付着した尿素水の水分は蒸発する。そのため、尿素水に含まれる尿素は、図3に示すように結晶40として析出し、弁部材22の外壁36において噴孔37の周囲に堆積する。噴孔37から尿素水が継続して噴射されているとき、堆積する尿素の結晶40によって噴孔37が塞がれることはない。しかし、噴孔37から尿素水の噴射が停止すると、成長した尿素の結晶40が噴孔37を塞ぎ、次回以降の尿素水の噴射の妨げになるおそれがある。
Although most of the urea water supplied to the
第1実施形態の場合、尿素水の噴射を停止するとき、制御装置18は尿素水ポンプ16への通電を停止するとともに、コイル31への通電を停止する。これにより、コア32と筒部材21との間の磁気吸引力が消滅し、図4に示すように筒部材21は弾性部材33の押し付け力によって筒部材26が接触部27に接触するまで移動する。このとき、筒部材21は弁部材22と摺動しているため、噴孔37の周囲に堆積している尿素の結晶40は筒部材26側へ移動する筒部材21によって削り取られる。その結果、噴孔37の周囲に堆積する尿素の結晶40は、噴孔37からの尿素水の噴射が停止されるごとに、筒部材21によって除去される。
In the case of the first embodiment, when stopping the injection of urea water, the
また、再び尿素水を噴射する時期になると、筒部材21はコア32側へ移動する。噴射装置11から尿素水を噴射した後、縦孔34および横孔35に残留する尿素水の一部は筒部材21と弁部材22とのわずかな隙間に浸入して結晶として析出する場合がある。このように尿素水の噴射後に筒部材21と弁部材22との間に析出した結晶も、尿素水を噴射する際に筒部材21がコア32側へ移動する際に破壊される。そのため、尿素水の噴射後だけでなく、尿素水の噴射前にも噴孔37の周囲に堆積する尿素の結晶は除去される。
Further, when it is time to inject urea water again, the
以上説明した第1実施形態では、筒部材21は外壁36に噴孔37が開口する弁部材22の外周側を摺動する。そのため、噴孔37の周囲へ付着した尿素水を由来とする尿素の結晶40が弁部材22に堆積しても、堆積した尿素の結晶は尿素水の噴射または噴射の停止の際の筒部材21の移動によって除去される。したがって、尿素の析出にともなう噴孔37の目詰まりを低減することができ、尿素水の確実な噴射を確保することができる。
また、第1実施形態では、コイル31への通電によって筒部材21を駆動する駆動部23を有している。そのため、構造の複雑化を招くことなく筒部材21の移動が達成される。したがって、部品点数の増加および構造の複雑化を招くことなく噴孔37の目詰まりを低減することができる。
In the first embodiment described above, the
Moreover, in 1st Embodiment, it has the
(第1実施形態の変形例)
第1実施形態の変形例を図5に示す。
変形例の場合、排気管部14にステー50が設けられている。ステー50は、弁部材22と一体または別体に形成され、排気管部14に固定されている。ステー50は、駆動部23側の端面51が筒部材21の鍔部24の排気通路13側の端面52と接する。一方、弁部材22は、接触部を形成する大径部を有していない。このように弁部材22が接触部を有していない場合でも、筒部材21は鍔部24がステー50に接することにより排気通路13側への移動が制限される。
(Modification of the first embodiment)
A modification of the first embodiment is shown in FIG.
In the case of the modification, a
変形例の場合、筒部材21の移動距離すなわち筒部材21のストロークは、ステー50の軸方向の長さによって設定される。そのため、筒部材21および弁部材22などに寸法的な誤差が生じる場合でも、ステー50の長さを調整することにより、筒部材21の移動距離を一定に維持される。これにより、筒部材21の移動距離の調整が容易になるとともに、摺動する筒部材21および弁部材22に高い寸法精度が要求されない。したがって、部品の加工を容易にすることができるとともに、加工工数を低減することができる。
In the case of the modification, the moving distance of the
(第2実施形態)
第2実施形態による尿素水噴射装置を図6に示す。
第2実施形態の場合、図6に示すように噴射装置60は、筒部材61、弁部材62および駆動部63を備えている。筒部材61は、筒状に形成され、内側に弁部材62を摺動可能に収容している。筒部材61は、排気管部14を貫いて固定されており、先端が排気通路13に突出している。
(Second Embodiment)
A urea water injection apparatus according to the second embodiment is shown in FIG.
In the case of the second embodiment, as shown in FIG. 6, the
弁部材62は、筒部材61の内側に軸方向へ移動可能に設けられている。これにより、弁部材62は、筒部材61の内周側において排気管部14を貫いて排気管部14の径方向へ移動可能に設けられている。弁部材62は、筒部材61と同軸上に設けられており、先端が排気通路13へ突出している。弁部材62は、第1実施形態と同様に縦孔64および横孔65を有している。縦孔64は、弁部材62の内側において弁部材62の先端を貫くことなく軸方向へ延びて設けられている。横孔65は、縦孔64の先端側の端部から弁部材62の径方向へ延びて設けられている。横孔65の縦孔64とは反対側の端部は、弁部材62の外壁66において噴孔67を形成している。また、弁部材62は、接続孔68を有している。接続孔68は、尿素水管部17と縦孔64とを接続している。
The
駆動部63は、モータ71および伝達部72を有している。モータ71は、制御装置18に接続しており、制御装置18からの通電によって駆動力を発生する。伝達部72は、ラック73およびピニオン74から構成されている。モータ71は、ピニオン74を回転駆動する。ラック73は、弁部材62の排気通路13とは反対側へ延びる支持部75に設けられている。支持部75は、弁部材62と一体に設けられている。モータ71の回転運動は、ラック73とピニオン74で構成されている伝達部72において弁部材62の直線運動に変換される。制御装置18によりモータ71の回転量および回転方向を制御することにより、弁部材62は筒部材61に対し相対的に移動する。
The
上述のように、筒部材61は、排気管部14に固定され、駆動部63によって軸方向へ駆動される弁部材62を内周側に収容している。そのため、筒部材61と弁部材62とは、互いに軸方向へ相対的に移動可能である。筒部材61の内径は、弁部材62の外径よりもやや大きく設定されている。これにより、筒部材61と弁部材62とは互いに摺動する。このように筒部材61と弁部材62とが摺動することにより、弁部材62の外壁66に開口する噴孔67は外周側に設けられている筒部材61によって開閉される。すなわち、噴孔67は、弁部材62が図6の上方へ移動すると、筒部材61によって閉鎖される。一方、噴孔67は、筒部材61が図6の下方へ移動すると、開放される。
As described above, the
次に、第2実施形態による噴射装置6の作動について説明する。
内燃機関の運転が停止されているとき、駆動部63は弁部材62を排気通路13と反対側すなわち図6の上方へ駆動する。これにより、弁部材62は、内燃機関の運転が停止され尿素水を噴射しないとき、筒部材61の内周側に収容される。その結果、噴孔67は、筒部材61によって閉鎖されている。
Next, the operation of the injection device 6 according to the second embodiment will be described.
When the operation of the internal combustion engine is stopped, the
内燃機関の運転が開始されると、制御装置18は噴射装置60から尿素水の噴射を開始する。そして、尿素水を噴射する時期になると、制御装置18は尿素水ポンプ16を駆動するとともに、モータ71へ通電する。尿素水ポンプ16を駆動することにより、尿素水タンク15に貯えられている尿素水は、尿素水管部17を経由して噴射装置60へ供給される。制御装置18からモータ71へ通電すると、モータ71は伝達部72を経由して弁部材62を排気通路13側すなわち図6の下方へ駆動する。これにより、弁部材62は、駆動部63の駆動力によって排気通路13側へ移動する。その結果、筒部材61による噴孔67の閉鎖が解除されて噴孔67が排気通路13に露出し、尿素水ポンプ16から供給された尿素水は噴孔67から排気通路13へ噴射される。
尿素水の噴射を停止する時期になると、制御装置18は再びモータ71を駆動して弁部材62を排気通路13と反対側すなわち図6の上方へ駆動する。これにより、弁部材62は、再び筒部材61に収容され、噴孔67が筒部材61によって閉鎖される。その結果、噴孔67からの尿素水の噴射が停止される。
When the operation of the internal combustion engine is started, the
When it is time to stop the injection of urea water, the
以上説明した第2実施形態では、外壁66に噴孔67が開口する弁部材62は筒部材61の内周側を摺動する。そのため、噴孔67の周囲へ付着した尿素水を由来とする尿素の結晶が弁部材62に堆積しても、堆積した尿素の結晶は尿素水の噴射または噴射の停止の際の弁部材62の移動によって除去される。したがって、尿素の析出にともなう噴孔67の目詰まりを低減することができ、尿素水の確実な噴射を確保することができる。
In the second embodiment described above, the
また、第2実施形態では、弁部材62はモータ71を有する駆動部63によって駆動される。そのため、弁部材62の駆動力は、モータ71の出力に応じて増大させることが可能となる。これにより、例えば弁部材62に堆積する尿素の結晶を除去するために大きな力を必要とする場合でも、モータ71の大きな駆動力を利用して尿素の結晶の除去が図られる。したがって、弁部材62の確実な移動が達成され、尿素の析出にともなう噴孔67の目詰まりを低減することができ、尿素水の確実な噴射を確保することができる。
In the second embodiment, the
さらに、第2実施形態では、モータ71によって弁部材62を駆動することにより、駆動部63のモータ71への通電を停止しても、弁部材62の位置は維持される。そのため、弁部材62の位置を上昇位置または下降位置に維持するために通電を継続する必要はない。したがって、消費電力を低減することができる。
Furthermore, in 2nd Embodiment, even if the energization to the
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態による尿素水噴射装置を図7に示す。
第3実施形態では、図7に示すように噴射装置60は、第2実施形態と類似の構成を備えている。第3実施形態の場合、噴射装置60の弁部材62は、縦孔64から分岐する第一横孔81および第二横孔82を有している。第一横孔81は、第2実施形態の横孔と同様に縦孔64の先端側の端部から径方向外側へ延び、弁部材62の外壁66に主噴孔83を形成している。一方、第二横孔82は、縦孔64の先端側の端部からやや駆動部63側へ向けて弁部材62を貫いている。そして、第二横孔82は、弁部材62の外壁66に副噴孔84を形成している。
(Third embodiment)
A urea water injection device according to a third embodiment of the present invention is shown in FIG.
In 3rd Embodiment, as shown in FIG. 7, the
第3実施形態の場合、噴射装置60の弁部材62は、軸方向の移動量に応じて主噴孔83のみ、または主噴孔83および副噴孔84の双方が排気通路13へ露出する。すなわち、弁部材62の軸方向への移動量が小さいとき、筒部材61は主噴孔83のみを開放し副噴孔84を閉鎖したままとなる。一方、弁部材62の軸方向への移動量が増大すると、筒部材61は主噴孔83だけでなく副噴孔84も開放する。これにより、弁部材62の軸方向の移動量が小さいとき、主噴孔83のみから尿素水が噴射され、弁部材62の軸方向の移動量が大きくなると、主噴孔83だけでなく副噴孔84からも尿素水が噴射される。
In the case of the third embodiment, only the
噴射装置60から噴射される尿素水は、内燃機関の運転状態に応じてその量が制御される。例えば内燃機関の負荷が大きく排気の流量が大きなとき、負荷が小さく排気の流量が小さなときと比較して、尿素水の噴射量は増大する。第3実施形態では、このように内燃機関の運転状態に応じて弁部材62の移動量を制御することにより、尿素水の噴射量が制御される。したがって、内燃機関の運転状態に応じて適量の尿素水を噴射することができる。
The amount of urea water injected from the
以上、複数の実施形態を個別に適用した尿素水噴射装置について説明したが、複数の実施形態を組み合わせて尿素水噴射装置に適用してもよい。例えば第1実施形態または第2実施形態の構成に第3実施形態を組み合わせて適用してもよい。
以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
As described above, the urea water injection device to which the plurality of embodiments are individually applied has been described. However, the plurality of embodiments may be combined and applied to the urea water injection device. For example, the configuration of the first embodiment or the second embodiment may be applied in combination with the third embodiment.
The present invention described above is not limited to the above-described embodiment, and can be applied to various embodiments without departing from the gist thereof.
図面中、11、60は噴射装置(尿素水噴射装置)、13は排気通路、14は排気管部、21、61は筒部材、22、62は弁部材、23、63は駆動部、25は大径部、26は先端、27は接触部、34、64は縦孔、35、65は横孔、36、66は外壁、37、67は噴孔、81は第一横孔、82は第二横孔、83は主噴孔、84は副噴孔を示す。 In the drawings, 11 and 60 are injection devices (urea water injection devices), 13 is an exhaust passage, 14 is an exhaust pipe portion, 21 and 61 are cylinder members, 22 and 62 are valve members, 23 and 63 are drive portions, and 25 is Large diameter portion, 26 is a tip, 27 is a contact portion, 34 and 64 are vertical holes, 35 and 65 are horizontal holes, 36 and 66 are outer walls, 37 and 67 are injection holes, 81 is a first horizontal hole, and 82 is a first hole. Two horizontal holes, 83 is a main injection hole, and 84 is a sub injection hole.
Claims (8)
先端が前記排気通路に突出している筒状の筒部材と、
前記筒部材の内周側に前記筒部材に対し軸方向へ摺動可能に設けられ、前記排気通路を形成する排気管部を貫いて先端が前記筒部材よりも前記排気通路側へ突出可能な弁部材と、
前記筒部材または前記弁部材の前記排気通路とは反対側に設けられ、前記筒部材と前記弁部材とを相対的に軸方向へ駆動する駆動部とを備え、
前記弁部材は、内側において軸方向へ前記排気通路側の先端近傍まで延びる縦孔、および前記縦孔の前記排気通路側の先端から径方向へ延びて前記縦孔と反対側の端部が外壁に開口する噴孔を形成している横孔とを有し、
前記筒部材と前記弁部材とが軸方向へ相対的に移動することにより、前記筒部材は前記噴孔を開閉することを特徴とする尿素水噴射装置。 A urea water injection device for injecting urea water into exhaust flowing through an exhaust passage of an internal combustion engine,
A tubular member having a tip projecting into the exhaust passage;
Provided on the inner peripheral side of the cylindrical member so as to be slidable in the axial direction with respect to the cylindrical member, and through the exhaust pipe portion forming the exhaust passage, the tip can protrude toward the exhaust passage side from the cylindrical member. A valve member;
Provided on the opposite side of the tubular member or the exhaust passage of the valve member, and provided with a drive unit for driving the tubular member and the valve member relatively in the axial direction;
The valve member has a longitudinal hole extending in the axial direction to the vicinity of the exhaust passage side tip on the inside, and an end portion of the longitudinal hole extending radially from the tip of the exhaust passage side on the opposite side to the longitudinal hole. A horizontal hole forming a nozzle hole opening in the
The urea water injection device according to claim 1, wherein the cylindrical member opens and closes the injection hole when the cylindrical member and the valve member relatively move in the axial direction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008232202A JP2010065588A (en) | 2008-09-10 | 2008-09-10 | Urea water injection system |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102042063A (en) * | 2010-09-30 | 2011-05-04 | 中国人民解放军军事交通学院 | Atomizing jet-spray device for reducing agent for purifying exhaust nitric oxide of diesel engine |
KR101177681B1 (en) | 2010-08-03 | 2012-08-27 | 주식회사 정안 | Burner of Exhaust Gas Reduction Apparatus for Diesel Engine with Movable Nozzle |
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2008
- 2008-09-10 JP JP2008232202A patent/JP2010065588A/en active Pending
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