JP2010168972A - Exhaust emission control system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust emission control system capable of raising exhaust gas temperature of an engine without wastefully consuming the power of the engine. <P>SOLUTION: The system includes an exhaust emission control device 70 including an oxidation catalyst 73 and a particulate filter 74 and purifying the exhaust gas of the engine 20, a first alternator 26 generating electric power by being driven by the power of the engine 20 and supplying the electric power to electric equipment, and a second alternator 27 generating electric power by being driven by the power of the engine 20 and applying a load on the engine 20. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ディーゼルエンジンの排気ガス中に含まれる粒子状物質を除去する排気浄化システムの技術に関する。   The present invention relates to a technology of an exhaust purification system that removes particulate matter contained in exhaust gas of a diesel engine.

従来、エンジンの排気ガスの流路において、DPF(Diesel Particulate Filter)の上流側に酸化触媒を配置し、捕集した粒子状物質を連続して酸化・除去することにより、前記DPFを再生させる自己再生型DPFが知られている(特許文献1参照)。   Conventionally, in an engine exhaust gas flow path, an oxidation catalyst is disposed upstream of a DPF (Diesel Particulate Filter), and the collected particulate matter is continuously oxidized and removed to regenerate the DPF. A regenerative DPF is known (see Patent Document 1).

また、前記自己再生型DPFにおいて、前記DPF及び酸化触媒の温度を適正温度(例えば、約300℃)に保つために、前記エンジンの排気通路に排気絞りを設け、当該エンジンに負荷をかけることにより、排気温度を上昇させる技術も知られている。   Further, in the self-regenerating DPF, in order to keep the temperature of the DPF and the oxidation catalyst at an appropriate temperature (for example, about 300 ° C.), an exhaust throttle is provided in the exhaust passage of the engine, and a load is applied to the engine. A technique for increasing the exhaust temperature is also known.

しかし、上記の如く排気絞りによって前記エンジンに負荷をかける構成では、当該エンジンの動力を無駄に消費する点で不利であった。   However, the configuration in which the engine is loaded with the exhaust throttle as described above is disadvantageous in that the power of the engine is wasted.

特許第3012249号公報Japanese Patent No. 3012249

本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、エンジンの動力を無駄に消費することなく、当該エンジンの排気温度を上昇させることが可能な排気浄化システムを提供するものである。   The present invention has been made in view of the above situation, and provides an exhaust purification system capable of raising the exhaust temperature of the engine without wasting power of the engine unnecessarily.

請求項1においては、
酸化触媒及びパティキュレートフィルタを有し、エンジンの排気を浄化する排気浄化装置と、
前記エンジンの動力により駆動されることにより発電し、電気機器に電力を供給する第1オルタネータと、
前記エンジンの動力により駆動されることにより発電し、前記エンジンに負荷を加える第2オルタネータと、
を具備するものである。
In claim 1,
An exhaust purification device that has an oxidation catalyst and a particulate filter and purifies the exhaust of the engine;
A first alternator that generates electric power by being driven by the power of the engine and supplies electric power to the electrical device;
A second alternator that generates power by being driven by the power of the engine and applies a load to the engine;
It comprises.

請求項2においては、
前記第2オルタネータは、
前記エンジンから前記第2オルタネータへの動力の伝達を断接するクラッチを具備するものである。
In claim 2,
The second alternator is
A clutch for connecting and disconnecting transmission of power from the engine to the second alternator is provided.

請求項3においては、
前記クラッチは電磁クラッチにより構成され、
前記エンジンの排気、前記酸化触媒、又は前記パティキュレートフィルタの温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段により検出される温度が設定温度以上になると前記クラッチによる動力の伝達を遮断する制御手段と、
を具備するものである。
In claim 3,
The clutch is constituted by an electromagnetic clutch,
Temperature detection means for detecting the temperature of the exhaust of the engine, the oxidation catalyst, or the particulate filter;
Control means for interrupting transmission of power by the clutch when the temperature detected by the temperature detection means is equal to or higher than a set temperature;
It comprises.

本発明は、エンジンの動力を無駄に消費することなく、当該エンジンの排気温度を上昇させることができる、という効果を奏する。   The present invention has an effect that the exhaust temperature of the engine can be raised without wasting power of the engine.

排気浄化システムを具備するパワーショベルの全体構成を示す側面図。The side view which shows the whole structure of the power shovel which comprises an exhaust gas purification system. ボンネットの内部の構成を示す平面概略図。The plane schematic diagram which shows the structure inside a bonnet. ボンネットの内部の構成を示す背面概略図。The rear schematic diagram which shows the structure inside a bonnet. エンジンの構成を示す側面図。The side view which shows the structure of an engine. 排気浄化装置の構成を示す概略図。Schematic which shows the structure of an exhaust gas purification apparatus. 排気浄化システムの概要を示す図。The figure which shows the outline | summary of an exhaust gas purification system.

以下、本発明に係る排気浄化システムの一実施形態に係る排気浄化システム100について、図面に基づいて説明する。   Hereinafter, an exhaust purification system 100 according to an embodiment of an exhaust purification system according to the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、図1を用いて、排気浄化システム100を備えるパワーショベル1の全体的な構成について説明する。なお、本実施形態に係る排気浄化システム100は、パワーショベル1に備えられるものに限定されるものではなく、その他の農業用作業車両や土木作業用作業車両等に備えられるものであってもよい。   First, the overall configuration of the power shovel 1 including the exhaust purification system 100 will be described with reference to FIG. The exhaust purification system 100 according to the present embodiment is not limited to that provided in the power shovel 1, and may be provided in other agricultural work vehicles, civil engineering work vehicles, or the like. .

図1に示すように、パワーショベル1は、主に、クローラ式走行装置2と、本体フレーム3と、操作部4と、ボンネット5と、作業機6と、ブレード7と、から構成される。   As shown in FIG. 1, the power shovel 1 mainly includes a crawler type traveling device 2, a main body frame 3, an operation unit 4, a bonnet 5, a work machine 6, and a blade 7.

クローラ式走行装置2は、パワーショベル1を走行させるための走行装置である。本体フレーム3は、パワーショベル1の主たる構造体を成す部材である。本体フレーム3は、クローラ式走行装置2上に左右旋回可能に搭載される。   The crawler type traveling device 2 is a traveling device for traveling the power shovel 1. The main body frame 3 is a member constituting the main structure of the power shovel 1. The main body frame 3 is mounted on the crawler type traveling device 2 so as to be able to turn left and right.

操作部4は、本体フレーム3の上部に配設され、各種操作レバーやフットペダル等を備える。ボンネット5は本体フレーム3の後部に円弧状に設けられ、主に、後述するエンジン20と、油圧ポンプ30と、作動油タンク40と、ラジエータ50と、排気浄化装置70と、を収納して被覆する。ボンネット5の上部には、座席5aが付設される。本体フレーム3の上面かつ操作部4の近傍には、ステップ部3aが形成される。   The operation unit 4 is disposed on the upper part of the main body frame 3 and includes various operation levers, foot pedals, and the like. The bonnet 5 is provided in a circular arc shape at the rear part of the main body frame 3 and mainly houses and covers an engine 20, a hydraulic pump 30, a hydraulic oil tank 40, a radiator 50, and an exhaust purification device 70, which will be described later. To do. A seat 5 a is attached to the top of the bonnet 5. A step portion 3 a is formed on the upper surface of the main body frame 3 and in the vicinity of the operation portion 4.

作業機6は、本体フレーム3の前端部に設けられ、主に、ブーム6aと、アーム6bと、バケット6cと、ブームシリンダ6dと、アームシリンダ6eと、バケットシリンダ6fと、から構成される。本体フレーム3の前端部には、ブームブラケット6gが左右回動可能に枢支される。ブーム6aの一端は、ブームブラケット6gの前端に枢支される。アーム6bの一端は、ブーム6aの他端に枢支される。バケット6cの一端は、アーム6bの他端に枢支される。作業機6は、ブームシリンダ6dによりブーム6aを上下回動可能とされ、アームシリンダ6eによりアーム6bを上下回動可能とされ、バケットシリンダ6fによりバケット11を上下回動可能とされる。ブレード7は、クローラ走行装置2の後端部に突設され、図示せぬリフトシリンダにより上下回動可能に支持される。   The work implement 6 is provided at the front end portion of the main body frame 3, and mainly includes a boom 6a, an arm 6b, a bucket 6c, a boom cylinder 6d, an arm cylinder 6e, and a bucket cylinder 6f. A boom bracket 6g is pivotally supported at the front end portion of the main body frame 3 so as to be turnable left and right. One end of the boom 6a is pivotally supported by the front end of the boom bracket 6g. One end of the arm 6b is pivotally supported by the other end of the boom 6a. One end of the bucket 6c is pivotally supported by the other end of the arm 6b. The work implement 6 is configured such that the boom 6a can be turned up and down by the boom cylinder 6d, the arm 6b can be turned up and down by the arm cylinder 6e, and the bucket 11 can be turned up and down by the bucket cylinder 6f. The blade 7 protrudes from the rear end portion of the crawler traveling device 2 and is supported by a lift cylinder (not shown) so as to be vertically rotatable.

次に、図2から図4までを用いて、ボンネット5の内部の構成について説明する。
上述のように、ボンネット5は、主に、エンジン20と、油圧ポンプ30と、作動油タンク40と、ラジエータ50と、排気浄化装置70と、を収納して被覆する。
Next, the internal configuration of the bonnet 5 will be described with reference to FIGS.
As described above, the bonnet 5 mainly houses and covers the engine 20, the hydraulic pump 30, the hydraulic oil tank 40, the radiator 50, and the exhaust purification device 70.

図2及び図3に示すように、エンジン20は、本体フレーム3の後端中央部に、エンジン支持部材21を介して設けられる。エンジン20は、図示左側面に図示せぬフライホイールが付設される。当該フライホイールはフライホイールケース22に収納される。エンジン20は、上部に燃焼ガス(排気ガス)を排気するための排気管23を具備する。エンジン20には、図示右側方に冷却ファン24が付設される。   As shown in FIGS. 2 and 3, the engine 20 is provided at the center of the rear end of the main body frame 3 via an engine support member 21. The engine 20 is provided with a flywheel (not shown) on the left side in the figure. The flywheel is housed in a flywheel case 22. The engine 20 includes an exhaust pipe 23 for exhausting combustion gas (exhaust gas) at the top. The engine 20 is provided with a cooling fan 24 on the right side of the figure.

図4に示すように、エンジン20のクランク軸(出力軸)の一端は、エンジン20の右側面から突出され、当該一端にはクランクプーリ25aが固設される。クランクプーリ25aの上方には、冷却ファン24が配置され、当該冷却ファン24には、ファンプーリ24aが連結される。   As shown in FIG. 4, one end of the crankshaft (output shaft) of the engine 20 protrudes from the right side surface of the engine 20, and a crank pulley 25a is fixed to the one end. A cooling fan 24 is disposed above the crank pulley 25a, and the fan pulley 24a is connected to the cooling fan 24.

冷却ファン24の側方(図面右側方)には、第1オルタネータ26が配置され、当該第1オルタネータ26には、第1プーリ26aが連結される。第1オルタネータ26は、パワーショベル1が具備するランプ等の表示装置や制御装置やライト等の種々の電気機器と接続され、それらに供給するための電力を発電するものである。   A first alternator 26 is disposed on the side of the cooling fan 24 (on the right side of the drawing), and a first pulley 26 a is connected to the first alternator 26. The first alternator 26 is connected to a display device such as a lamp provided in the power shovel 1 and various electric devices such as a control device and a light, and generates electric power to be supplied to them.

第1オルタネータ26の下方かつクランクプーリ25aの側方(図面右側方)には、第2オルタネータ27が配置され、当該第2オルタネータ27には、第2プーリ27aが連結される。第2オルタネータ27は、エンジン20に負荷を加えるとともに、エンジン20の動力により発電するものである。第2オルタネータ27には、後述する酸化触媒73等が低温である場合にエンジン20の排気の温度を上昇させるためのヒータ76、又はヒータ76に代えて電力を消費する電気機器が接続される。
なお、第2オルタネータ27の配置位置は限定するものではなく、第1オルタネータ26の上方やクランクプーリ25aの下側方等の空いた空間であって、ベルト28を巻回できる範囲内に配置することも可能である。
A second alternator 27 is disposed below the first alternator 26 and on the side of the crank pulley 25a (on the right side in the drawing). The second alternator 27 is connected to the second pulley 27a. The second alternator 27 applies a load to the engine 20 and generates power using the power of the engine 20. The second alternator 27 is connected to a heater 76 for increasing the temperature of the exhaust gas of the engine 20 when an oxidation catalyst 73 or the like described later is at a low temperature, or an electric device that consumes electric power instead of the heater 76.
The arrangement position of the second alternator 27 is not limited, and is arranged in an empty space such as above the first alternator 26 or below the crank pulley 25a and within a range where the belt 28 can be wound. It is also possible.

クランクプーリ25a、ファンプーリ24a、第1プーリ26a、及び第2プーリ27aには、1本のベルト28が巻回される。エンジン20の動力は、前記クランク軸及びベルト28を介して伝達され、冷却ファン24、第1オルタネータ26、及び第2オルタネータ27が駆動される。   One belt 28 is wound around the crank pulley 25a, the fan pulley 24a, the first pulley 26a, and the second pulley 27a. The power of the engine 20 is transmitted through the crankshaft and the belt 28, and the cooling fan 24, the first alternator 26, and the second alternator 27 are driven.

図2及び図3に示すように、油圧ポンプ30は、エンジン20のフライホイールケース22側(エンジン20の図示左側)に設けられている。油圧ポンプ30は、エンジン20の前記クランク軸と連結されて駆動される。   As shown in FIGS. 2 and 3, the hydraulic pump 30 is provided on the flywheel case 22 side of the engine 20 (the left side in the figure of the engine 20). The hydraulic pump 30 is connected to and driven by the crankshaft of the engine 20.

作動油タンク40は、油圧機器用の作動油を貯留するタンクであり、本体フレーム3の図示左側端部(エンジン20の図示左側)に設けられている。作動油タンク40は、下部側面に油圧ホース40aが接続されている。作動油タンク40の作動油は、油圧ホース40aを通じて油圧ポンプ30へ供給される。   The hydraulic oil tank 40 is a tank that stores hydraulic oil for hydraulic equipment, and is provided at the left end of the main body frame 3 in the drawing (the left side of the engine 20 in the drawing). The hydraulic oil tank 40 has a hydraulic hose 40a connected to the lower side surface. The hydraulic oil in the hydraulic oil tank 40 is supplied to the hydraulic pump 30 through the hydraulic hose 40a.

ラジエータ50は、エンジン20で発生する過剰な熱を発散(冷却)するための装置である。ラジエータ50は、冷却ファン24の右側方(エンジン20の図示右側)に連設され、かつボンネット5の側壁と所定間隔を置いて配置される。ラジエータ50とボンネット5の側壁との間にはダクト50aが設けられ、冷却ファン24からの冷却風をダクト50aから外部へ排出可能としている。ダクト50aにはルーバー50bが設けられ、冷却ファン24からの冷却風の風向きを変更可能としている。   The radiator 50 is a device for dissipating (cooling) excessive heat generated in the engine 20. The radiator 50 is connected to the right side of the cooling fan 24 (the right side of the engine 20 in the drawing) and is disposed at a predetermined interval from the side wall of the bonnet 5. A duct 50a is provided between the radiator 50 and the side wall of the bonnet 5 so that the cooling air from the cooling fan 24 can be discharged to the outside from the duct 50a. A louver 50b is provided in the duct 50a, and the direction of the cooling air from the cooling fan 24 can be changed.

排気浄化装置70は、エンジン20の排気ガス中に含まれる粒子状物質を除去する装置である。排気浄化装置70は、断面視六角形の筒状の部材で構成される排気浄化装置カバー60内に収納される。排気浄化装置70は、油圧ポンプ30の上方かつエンジン20と作動油タンク40との間に配置され、その長手方向がパワーショベル1の前後方向と略一致するように設けられる。排気浄化装置70は、その上部外周面にエンジン20の排気管23が接続されている。エンジン20から排気される排気ガスは排気管23を介して排気浄化装置70へ導入される。   The exhaust purification device 70 is a device that removes particulate matter contained in the exhaust gas of the engine 20. The exhaust purification device 70 is accommodated in an exhaust purification device cover 60 that is formed of a hexagonal cylindrical member in cross-section. The exhaust purification device 70 is disposed above the hydraulic pump 30 and between the engine 20 and the hydraulic oil tank 40, and is provided so that the longitudinal direction thereof substantially coincides with the front-rear direction of the power shovel 1. The exhaust purification device 70 has an exhaust pipe 23 of the engine 20 connected to the upper outer peripheral surface thereof. Exhaust gas exhausted from the engine 20 is introduced into the exhaust purification device 70 via the exhaust pipe 23.

ここで、図5を用いて、排気浄化装置70の各構成について説明する。排気浄化装置70は、主に、筐体71と、入口部72と、酸化触媒73と、パティキュレートフィルタ74と、出口部75と、ヒータ76と、温度検出手段77と、から構成される。   Here, each structure of the exhaust emission control device 70 will be described with reference to FIG. The exhaust purification device 70 mainly includes a casing 71, an inlet portion 72, an oxidation catalyst 73, a particulate filter 74, an outlet portion 75, a heater 76, and a temperature detection means 77.

筐体71は、排気浄化装置70の主たる構造体を成す部材である。排気浄化装置70を構成する他の部材は、筐体71に取り付けられる。筐体71は、第1筐体部71aと、第2筐体部71bと、第3筐体部71cと、から構成される。   The casing 71 is a member that forms a main structure of the exhaust purification device 70. Other members constituting the exhaust purification device 70 are attached to the casing 71. The housing 71 includes a first housing portion 71a, a second housing portion 71b, and a third housing portion 71c.

第1筐体部71aは、図示右側部分が開口し、図示左側部分が閉塞する円筒状の部材である。
第2筐体部71bは、両端部が開口する円筒状の部材である。第2筐体部71bの図示左側端部は第1筐体部71aの図示右側端部に接続される。
第3筐体部71cは、図示左側部分が開口し、図示右側部分が閉塞する円筒状の部材である。第3筐体部71cの図示左側端部は第2筐体部71bの図示右側端部に接続される。
The first housing 71a is a cylindrical member that is open at the right side in the figure and closed at the left side in the figure.
The second casing 71b is a cylindrical member that is open at both ends. The illustrated left end of the second casing 71b is connected to the illustrated right end of the first casing 71a.
The third casing 71c is a cylindrical member that is open at the left side in the figure and closed at the right side in the figure. The illustrated left end of the third casing 71c is connected to the illustrated right end of the second casing 71b.

入口部72は、エンジン20から排気される排気ガスを筐体71内へ導く部分である。入口部72は、第1筐体部71a内であって排気浄化装置70の図示左側端部に設けられる。入口部72は、入口管72aを具備する。
入口管72aは、エンジン20から排気される排気ガスの入口部分である。図2に示すように、入口管72aは、排気浄化装置70のエンジン20側であって、第1筐体部71aの外周面から突出して設けられる。入口管72aの一端部には、エンジン20の排気マニホールドに接続される排気管23の一端部が接続される。
The inlet portion 72 is a portion that guides exhaust gas exhausted from the engine 20 into the housing 71. The inlet 72 is provided in the left end of the exhaust purification device 70 in the first casing 71a. The inlet portion 72 includes an inlet pipe 72a.
The inlet pipe 72 a is an inlet portion for exhaust gas exhausted from the engine 20. As shown in FIG. 2, the inlet pipe 72a is provided on the engine 20 side of the exhaust purification device 70 and protrudes from the outer peripheral surface of the first housing portion 71a. One end of the exhaust pipe 23 connected to the exhaust manifold of the engine 20 is connected to one end of the inlet pipe 72a.

酸化触媒73は、略円筒形の部材であり、第1筐体部71a内に設けられる。酸化触媒73は、排気ガスの流れ方向に格子状(ハニカム状)の通路が形成される図示せぬモノリス担体を有する。モノリス担体上には、白金やロジウムやパラジウム等の触媒金属が担持される。このような触媒金属を担持することにより、酸化触媒73には、NO、CO、HC等を酸化させるための酸化力が付与される。酸化触媒73において酸化されたNOは、NO2となってパティキュレートフィルタ74へと供給される。   The oxidation catalyst 73 is a substantially cylindrical member, and is provided in the first housing portion 71a. The oxidation catalyst 73 has a monolith carrier (not shown) in which grid-like (honeycomb-like) passages are formed in the flow direction of the exhaust gas. A catalytic metal such as platinum, rhodium or palladium is supported on the monolith support. By supporting such a catalytic metal, the oxidation catalyst 73 is given an oxidizing power for oxidizing NO, CO, HC, and the like. The NO oxidized in the oxidation catalyst 73 becomes NO 2 and is supplied to the particulate filter 74.

パティキュレートフィルタ74は、略円筒形のハニカムフィルタであり、第1筐体部71aの一端部及び第2筐体部71b内に設けられる。パティキュレートフィルタ74は、コージェライトのようなセラミックスからなる多孔質の隔壁で仕切られた多角形断面を有する。パティキュレートフィルタ74は、これらの隔壁により多数の互いに平行に形成された貫通孔の相隣接する入口部と出口部を交互に実質的に封止することにより構成される。隔壁には、Pt等の触媒金属がコーティングされ、触媒機能が担持される。このような構成とすることで、パティキュレートフィルタ74では、パティキュレートフィルタ74の入口側から導入されたエンジンの排気ガスが多孔質の隔壁を通過する際に、排気ガスに含まれる微粒子からなるPMがろ過されて、PMが除去された排気ガスが出口部75から排出される。   The particulate filter 74 is a substantially cylindrical honeycomb filter, and is provided in one end of the first casing 71a and in the second casing 71b. The particulate filter 74 has a polygonal cross section partitioned by porous partition walls made of ceramics such as cordierite. The particulate filter 74 is configured by substantially sealing alternately adjacent inlet portions and outlet portions of a large number of through holes formed in parallel with each other by these partition walls. The partition walls are coated with a catalytic metal such as Pt to carry a catalytic function. By adopting such a configuration, in the particulate filter 74, when the exhaust gas of the engine introduced from the inlet side of the particulate filter 74 passes through the porous partition wall, PM composed of particulates contained in the exhaust gas. The exhaust gas from which PM has been removed is discharged from the outlet portion 75.

また、パティキュレートフィルタ74においてろ過され当該パティキュレートフィルタ74に堆積したPMは、酸化触媒73から供給されるNO2によって酸化され、当該パティキュレートフィルタ74から取り除かれる。以下、この化学反応によりパティキュレートフィルタ74に堆積したPMを取り除くことを、単に「再生」と記す。   Further, the PM filtered by the particulate filter 74 and deposited on the particulate filter 74 is oxidized by NO 2 supplied from the oxidation catalyst 73 and removed from the particulate filter 74. Hereinafter, removing PM deposited on the particulate filter 74 by this chemical reaction is simply referred to as “regeneration”.

なお、パティキュレートフィルタ74における再生を活発に起こすためには、酸化触媒73及びパティキュレートフィルタ74の温度を約300℃以上に保つことが望ましい。このため、エンジン20の排気温度Tを高温に保つことが要される。   In order to actively cause regeneration in the particulate filter 74, it is desirable to keep the temperatures of the oxidation catalyst 73 and the particulate filter 74 at about 300 ° C. or higher. For this reason, it is necessary to keep the exhaust temperature T of the engine 20 at a high temperature.

出口部75は、排気ガスを筐体71の外部へ排出するものであり、第3筐体部71c内であって排気浄化装置70の図示右側端部に設けられる。出口部75は、出口管75a及び共鳴管75bを具備する。   The outlet portion 75 discharges the exhaust gas to the outside of the casing 71, and is provided in the third casing portion 71c and at the right end of the exhaust purification device 70 in the figure. The outlet part 75 includes an outlet pipe 75a and a resonance pipe 75b.

出口管75aは、筐体71内の排気ガスの出口部分である。出口管75aは、出口部75を略水平方向に挿通する。出口管75aは、円筒形状で形成され、図示左側端部はパティキュレートフィルタ74を通過した排気ガスを導入するため開口され、図示右側端部は排気ガスを筐体71の外部へ排出するため開口される。出口管75aの図示右側端部は、ボンネット5を挿通してボンネット5の外部へ突出される。   The outlet pipe 75 a is an exhaust gas outlet portion in the housing 71. The outlet pipe 75a passes through the outlet portion 75 in a substantially horizontal direction. The outlet pipe 75a is formed in a cylindrical shape, and the left end portion in the drawing is opened to introduce exhaust gas that has passed through the particulate filter 74, and the right end portion in the drawing is opened to discharge the exhaust gas to the outside of the casing 71. Is done. The right end portion of the outlet pipe 75a shown in the figure is inserted through the bonnet 5 and protrudes outside the bonnet 5.

共鳴管75bは、排気ガス排出時の騒音を低減させる部材である。共鳴管75bは、出口管75aに並設される略円筒形状の部材である。共鳴管75bの両端は、開口している。共鳴管75bの軸線は、出口管75aの軸線と平行となる状態で第3筐体部71c内に設けられる。   The resonance tube 75b is a member that reduces noise when exhaust gas is discharged. The resonance tube 75b is a substantially cylindrical member arranged in parallel with the outlet tube 75a. Both ends of the resonance tube 75b are open. The axis of the resonance tube 75b is provided in the third casing 71c in a state parallel to the axis of the outlet tube 75a.

ヒータ76は、熱を発生することによって周囲の空気の温度を上昇させるものであり、入口部72内に配置される。ヒータ76が作動されることにより、入口部72に導入されたエンジン20の排気の温度を上昇させることができる。   The heater 76 raises the temperature of surrounding air by generating heat, and is disposed in the inlet portion 72. By operating the heater 76, the temperature of the exhaust of the engine 20 introduced into the inlet 72 can be raised.

温度検出手段77は、周囲の空気の温度を検出するものであり、入口管72a内に配置される。温度検出手段77により、入口管72aを介して排気浄化装置70へと導入されるエンジン20の排気の温度(以下、単に「排気温度」と記す)Tを検出することができる。   The temperature detecting means 77 is for detecting the temperature of the surrounding air, and is arranged in the inlet pipe 72a. The temperature detection means 77 can detect the temperature T (hereinafter simply referred to as “exhaust temperature”) T of the engine 20 introduced into the exhaust purification device 70 via the inlet pipe 72a.

上述のように、排気浄化装置70は、その長手方向がパワーショベル1の前後方向と略一致するように配置される。具体的には、入口部72がパワーショベル1の前側、出口部75がパワーショベル1の後側、となる向きに配置される。なお、本実施形態では、酸化触媒73とパティキュレートフィルタ74とを排気浄化装置70内に配置する構成としているが、酸化触媒73のみ、又はパティキュレートフィルタ74のみを排気浄化装置70内に配置する構成としても構わない。   As described above, the exhaust purification device 70 is disposed so that the longitudinal direction thereof substantially coincides with the front-rear direction of the power shovel 1. Specifically, the inlet portion 72 is disposed on the front side of the excavator 1 and the outlet portion 75 is disposed on the rear side of the excavator 1. In this embodiment, the oxidation catalyst 73 and the particulate filter 74 are arranged in the exhaust purification device 70. However, only the oxidation catalyst 73 or only the particulate filter 74 is arranged in the exhaust purification device 70. It does not matter as a configuration.

以下では、図6を用いて、排気浄化システム100について説明する。排気浄化システム100は、エンジン20に適度な負荷を加えることによってエンジン20の排気温度Tを調節しながら、当該排気の浄化を行うものである。排気浄化システム100は、主に、エンジン20と、第1オルタネータ26と、第2オルタネータ27と、排気浄化装置70と、制御手段80と、から構成されている。   Hereinafter, the exhaust purification system 100 will be described with reference to FIG. The exhaust purification system 100 purifies the exhaust while adjusting the exhaust temperature T of the engine 20 by applying an appropriate load to the engine 20. The exhaust purification system 100 mainly includes an engine 20, a first alternator 26, a second alternator 27, an exhaust purification device 70, and a control means 80.

第2プーリ27aは、クラッチ27bを介して第2オルタネータ27と連結される。クラッチ27bは電磁クラッチにより構成される。   The second pulley 27a is connected to the second alternator 27 via the clutch 27b. The clutch 27b is configured by an electromagnetic clutch.

制御手段80は、温度検出手段77による検出結果に基づいてクラッチ27bの断接を切り換えるものである。制御手段80は、温度検出手段77及びクラッチ27bと接続される。制御手段80は、温度検出手段77による検出結果を受信することができる。また、制御手段80は、クラッチ27bの断接を切り換えることにより、第2オルタネータ27と第2プーリ27aとの間の動力の伝達の有無を切り換えることができる。   The control means 80 switches connection / disconnection of the clutch 27b based on the detection result by the temperature detection means 77. The control means 80 is connected to the temperature detection means 77 and the clutch 27b. The control unit 80 can receive the detection result by the temperature detection unit 77. Moreover, the control means 80 can switch the presence or absence of power transmission between the 2nd alternator 27 and the 2nd pulley 27a by switching connection / disconnection of the clutch 27b.

また、第2オルタネータ27は、ヒータ76と接続され、第2オルタネータ27が駆動されることにより発生される電力により当該ヒータ76が作動し、エンジン20の排気温度Tを上昇させることができる。   Further, the second alternator 27 is connected to the heater 76, and the heater 76 is activated by the electric power generated when the second alternator 27 is driven, so that the exhaust temperature T of the engine 20 can be raised.

以下では、上記の如く構成された排気浄化システム100の動作態様について説明する。   Below, the operation | movement aspect of the exhaust gas purification system 100 comprised as mentioned above is demonstrated.

制御手段80には、クラッチ27bの断接を切り換える際の基準となる温度(以下、単に「設定温度」と記す)Teが記憶される。当該設定温度Teは、実験や数値計算等に基づいて定められる。なお、当該設定温度Teは、予め記憶される構成とする他に、入力手段を用いて所望の値に変更可能な構成とすることが可能である。   The control means 80 stores a reference temperature (hereinafter simply referred to as “set temperature”) Te for switching the connection / disconnection of the clutch 27b. The set temperature Te is determined based on experiments, numerical calculations, and the like. The set temperature Te can be stored in advance, or can be changed to a desired value using an input unit.

温度検出手段77により検出されるエンジン20の排気温度Tが、設定温度Te以上である場合、制御手段80は、クラッチ27bを切断することにより、第2オルタネータ27と第2プーリ27aとの間の動力の伝達を遮断する。この場合、エンジン20の動力は第2オルタネータ27に伝達されることがないため、第2オルタネータ27は作動しない。よって、第2オルタネータ27を回転させるためのエンジン20の動力ロスもない。また、第2オルタネータ27が作動しないため、ヒータ76に電力が供給されることがなく、ヒータ76は作動しない。   When the exhaust temperature T of the engine 20 detected by the temperature detection means 77 is equal to or higher than the set temperature Te, the control means 80 disconnects the clutch 27b, so that the gap between the second alternator 27 and the second pulley 27a is reached. Shut off power transmission. In this case, since the power of the engine 20 is not transmitted to the second alternator 27, the second alternator 27 does not operate. Therefore, there is no power loss of the engine 20 for rotating the second alternator 27. Moreover, since the 2nd alternator 27 does not operate | move, electric power is not supplied to the heater 76 and the heater 76 does not operate | move.

温度検出手段77により検出されるエンジン20の排気温度Tが、設定温度Te未満である場合、制御手段80は、クラッチ27bを接続することにより、第2オルタネータ27と第2プーリ27aとの間の動力の伝達を可能とする。この場合、エンジン20の動力は第2オルタネータ27に伝達され、第2オルタネータ27は作動する。また、第2オルタネータ27により発生された電力は、ヒータ76に供給され、ヒータ76が作動する。   When the exhaust temperature T of the engine 20 detected by the temperature detecting means 77 is lower than the set temperature Te, the control means 80 connects the second alternator 27 and the second pulley 27a by connecting the clutch 27b. Enables transmission of power. In this case, the power of the engine 20 is transmitted to the second alternator 27, and the second alternator 27 operates. Further, the electric power generated by the second alternator 27 is supplied to the heater 76, and the heater 76 is activated.

なお、排気温度Tが、設定温度Te以上である場合及び設定温度Te未満である場合のいずれの場合においても、第1オルタネータ26はエンジン20の動力により作動される。第1オルタネータ26により発生された電力は、パワーショベル1が具備する種々の電気機器に供給される。   Note that, in any case where the exhaust temperature T is equal to or higher than the set temperature Te or lower than the set temperature Te, the first alternator 26 is operated by the power of the engine 20. The electric power generated by the first alternator 26 is supplied to various electric devices included in the power shovel 1.

上記の如く、排気温度Tが設定温度Te未満である場合に、エンジン20の動力によって第2オルタネータ27を作動することで、エンジン20に負荷を加えることができる。これによって、燃料噴射量が増加されエンジン20の排気温度Tを上昇させることができる。また、エンジン20の排気温度Tを上昇させることによって、酸化触媒73及びパティキュレートフィルタ74の温度を上昇させることができ、パティキュレートフィルタ74における再生を活発に行うことができる。   As described above, when the exhaust temperature T is lower than the set temperature Te, a load can be applied to the engine 20 by operating the second alternator 27 with the power of the engine 20. As a result, the fuel injection amount is increased and the exhaust temperature T of the engine 20 can be raised. Further, by raising the exhaust temperature T of the engine 20, the temperatures of the oxidation catalyst 73 and the particulate filter 74 can be raised, and regeneration in the particulate filter 74 can be actively performed.

また、第2オルタネータ27を用いてエンジン20に負荷を加える構成とすることにより、当該第2オルタネータ27によって発電することができるため、エンジン20の動力を無駄に消費することなくエンジン20に負荷を加えることができる。   In addition, since the second alternator 27 is used to apply a load to the engine 20, power can be generated by the second alternator 27. Therefore, the engine 20 can be loaded without wasting power. Can be added.

また、第2オルタネータ27にクラッチ27bを具備することにより、第2オルタネータ27によるエンジン20に対する負荷の有無を切り換えることができる。当該クラッチ27bを切り換えることにより、所望の場合にのみエンジン20に負荷を与え、排気温度Tを上昇させることができる。   Further, by providing the second alternator 27 with the clutch 27b, it is possible to switch whether the second alternator 27 has a load on the engine 20 or not. By switching the clutch 27b, a load is applied to the engine 20 only when desired, and the exhaust temperature T can be raised.

また、制御手段80により排気温度Tに基づいてクラッチ27bの断接を切り換える構成とすることにより、エンジン20の排気温度Tを自動的に制御することができる。また、本実施形態の如く、排気温度Tが設定温度Te未満の場合にのみエンジン20に負荷を加えることにより、排気温度Tを設定温度Te以上に保つことができる。例えば、設定温度Teを、パティキュレートフィルタ74における再生が活発に起こる値に設定することにより、パティキュレートフィルタ74に堆積したPMを効率よく取り除くことができる。   In addition, the exhaust temperature T of the engine 20 can be automatically controlled by switching the connection / disconnection of the clutch 27b based on the exhaust temperature T by the control means 80. Further, as in the present embodiment, the exhaust temperature T can be kept at the set temperature Te or higher by applying a load to the engine 20 only when the exhaust temperature T is lower than the set temperature Te. For example, the PM accumulated on the particulate filter 74 can be efficiently removed by setting the set temperature Te to a value at which regeneration in the particulate filter 74 occurs actively.

また、第2オルタネータ27により発生された電力によってヒータ76を作動させることにより、排気温度Tをさらに上昇させることができ、ひいては、パティキュレートフィルタ74における再生を活発に起こすことができる。   Further, by operating the heater 76 with the electric power generated by the second alternator 27, the exhaust temperature T can be further increased, and as a result, regeneration in the particulate filter 74 can be actively caused.

なお、本実施形態において、クラッチ27bは電磁クラッチにより構成されるものとしたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、クラッチ27bを湿式クラッチ、乾式クラッチ、粉体クラッチ、ワンウェイクラッチ等で構成することも可能である。また、本実施形態において、クラッチ27bの断接を制御手段80により制御する構成としたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、クラッチ27bの断接をオペレータの手動操作により切り換える構成とすることも可能である。   In the present embodiment, the clutch 27b is configured by an electromagnetic clutch, but the present invention is not limited to this. That is, the clutch 27b can be constituted by a wet clutch, a dry clutch, a powder clutch, a one-way clutch, or the like. In the present embodiment, the connection / disconnection of the clutch 27b is controlled by the control means 80. However, the present invention is not limited to this. In other words, the clutch 27b can be switched between connection and disconnection by an operator's manual operation.

また、本実施形態において、温度検出手段77は、入口管72a内に配置され、エンジン20の排気温度Tを検出する構成としたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、温度検出手段77は、酸化触媒73又はパティキュレートフィルタ74の温度を検出する構成とすることも可能である。この場合、制御手段80は、温度検出手段77により検出される酸化触媒73又はパティキュレートフィルタ74の温度に基づいてクラッチ27bの断接を切り換える。   In the present embodiment, the temperature detection means 77 is arranged in the inlet pipe 72a and detects the exhaust temperature T of the engine 20, but the present invention is not limited to this. That is, the temperature detection unit 77 can be configured to detect the temperature of the oxidation catalyst 73 or the particulate filter 74. In this case, the control unit 80 switches the connection / disconnection of the clutch 27 b based on the temperature of the oxidation catalyst 73 or the particulate filter 74 detected by the temperature detection unit 77.

また、本実施形態において、第2オルタネータ27により発生された電力はヒータ76に供給される構成としたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、第2オルタネータ27により発生された電力を蓄電池に供給し充電する構成や、その他の電気機器に供給する構成とすることも可能である。また、本実施形態において、ヒータ76は排気浄化装置70にのみ設けているが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、吸気マニホールドやオイルパン等にもヒータを設け、当該ヒータを、制御手段80を介して第2オルタネータ27と接続し、始動時や外気温が低い時にクラッチ27bを接続して前記吸気マニホールド等を加熱する構成とすることも可能である。このように構成することにより、第2オルタネータ27により発生された電力を有効利用でき、エンジン20が安定回転に至る時間を減少させることもできる。   In the present embodiment, the power generated by the second alternator 27 is supplied to the heater 76, but the present invention is not limited to this. That is, a configuration in which the electric power generated by the second alternator 27 is supplied to the storage battery and charged, or a configuration in which the electric power is supplied to other electrical devices may be possible. In the present embodiment, the heater 76 is provided only in the exhaust purification device 70, but the present invention is not limited to this. That is, a heater is also provided in the intake manifold, the oil pan, etc., and the heater is connected to the second alternator 27 through the control means 80, and the clutch 27b is connected at the time of starting or when the outside air temperature is low to connect the intake manifold, etc. It is also possible to use a configuration in which the is heated. With this configuration, the electric power generated by the second alternator 27 can be used effectively, and the time until the engine 20 reaches stable rotation can be reduced.

1 パワーショベル
20 エンジン
26 第1オルタネータ
27 第2オルタネータ
27b クラッチ
70 排気浄化装置
73 酸化触媒
74 パティキュレートフィルタ
76 ヒータ
77 温度検出手段
80 制御手段
100 排気浄化システム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Excavator 20 Engine 26 1st alternator 27 2nd alternator 27b Clutch 70 Exhaust purification device 73 Oxidation catalyst 74 Particulate filter 76 Heater 77 Temperature detection means 80 Control means 100 Exhaust purification system

Claims (3)

酸化触媒及びパティキュレートフィルタを有し、エンジンの排気を浄化する排気浄化装置と、
前記エンジンの動力により駆動されることにより発電し、電気機器に電力を供給する第1オルタネータと、
前記エンジンの動力により駆動されることにより発電し、前記エンジンに負荷を加える第2オルタネータと、
を具備する排気浄化システム。
An exhaust purification device that has an oxidation catalyst and a particulate filter and purifies the exhaust of the engine;
A first alternator that generates electric power by being driven by the power of the engine and supplies electric power to the electrical device;
A second alternator that generates power by being driven by the power of the engine and applies a load to the engine;
An exhaust purification system comprising:
前記第2オルタネータは、
前記エンジンから前記第2オルタネータへの動力の伝達を断接するクラッチを具備する請求項1に記載の排気浄化システム。
The second alternator is
The exhaust purification system according to claim 1, further comprising a clutch that connects and disconnects transmission of power from the engine to the second alternator.
前記クラッチは電磁クラッチにより構成され、
前記エンジンの排気、前記酸化触媒、又は前記パティキュレートフィルタの温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段により検出される温度が設定温度以上になると前記クラッチによる動力の伝達を遮断する制御手段と、
を具備する請求項2に記載の排気浄化システム。
The clutch is constituted by an electromagnetic clutch,
Temperature detection means for detecting the temperature of the exhaust of the engine, the oxidation catalyst, or the particulate filter;
Control means for interrupting transmission of power by the clutch when the temperature detected by the temperature detection means is equal to or higher than a set temperature;
The exhaust purification system according to claim 2, comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0530672A (en) * 1991-07-19 1993-02-05 Mitsubishi Electric Corp Power supply apparatus for automotive component heater
JP3012249B2 (en) * 1988-05-13 2000-02-21 ジョンソン マセイ インコーポレーテッド Method and apparatus for removing particulates from diesel exhaust gas
JP2007270810A (en) * 2006-03-31 2007-10-18 Isuzu Motors Ltd Energy regenerative apparatus
JP2008106664A (en) * 2006-10-25 2008-05-08 Yanmar Co Ltd Exhaust emission control device in internal combustion engine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3012249B2 (en) * 1988-05-13 2000-02-21 ジョンソン マセイ インコーポレーテッド Method and apparatus for removing particulates from diesel exhaust gas
JPH0530672A (en) * 1991-07-19 1993-02-05 Mitsubishi Electric Corp Power supply apparatus for automotive component heater
JP2007270810A (en) * 2006-03-31 2007-10-18 Isuzu Motors Ltd Energy regenerative apparatus
JP2008106664A (en) * 2006-10-25 2008-05-08 Yanmar Co Ltd Exhaust emission control device in internal combustion engine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10352218B2 (en) 2015-04-14 2019-07-16 Isuzu Motors Limited Catalyst activation method and catalyst activation device

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