JP2011220234A - Engine system - Google Patents

Engine system Download PDF

Info

Publication number
JP2011220234A
JP2011220234A JP2010090481A JP2010090481A JP2011220234A JP 2011220234 A JP2011220234 A JP 2011220234A JP 2010090481 A JP2010090481 A JP 2010090481A JP 2010090481 A JP2010090481 A JP 2010090481A JP 2011220234 A JP2011220234 A JP 2011220234A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
engine system
filter
nitric oxide
burner
fine particles
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.)
Pending
Application number
JP2010090481A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Taigi Ashikaga
泰宜 足利
Yoichi Marutani
洋一 丸谷
Akihiko Ogasawara
昭彦 小笠原
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.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI 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 IHI Corp filed Critical IHI Corp
Priority to JP2010090481A priority Critical patent/JP2011220234A/en
Publication of JP2011220234A publication Critical patent/JP2011220234A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To supply nitric oxide to a filter while preventing increase in size of an engine system and preventing the engine system from being complicated in the engine system.SOLUTION: The engine system includes nitric oxide concentration increasing sections 5 and 6 that increases the concentration of nitric oxide contained in a combustion gas Y using a burner 4 when a particle attached to at least a filter 3 is ignited.

Description

本発明は、エンジンシステムに関するものである。   The present invention relates to an engine system.

例えば、ディーゼルエンジン(内燃機関)を含むエンジンシステムでは、ディーゼルエンジンからの排気ガスに含まれるスス等の微粒子を除去するためのフィルタを備えている。フィルタには、次々とスス等が付着するため、時間の経過に伴ってフィルタにおける微粒子の堆積量は増加する。
そして、フィルタにおけるススの堆積量に伴ってフィルタでの圧力損失が大きくなり、堆積量があまりにも大きくなった場合には、フィルタが目詰まりして排気ガスのスムーズな排気が困難となる。
また、過剰に堆積したススによってフィルタが溶損するため、一定値以上にならないようにススを定期的に除去させる必要がある。
そこで、従来から、フィルタに付着したススを燃焼させることによって除去する方法が採られている。
For example, an engine system including a diesel engine (internal combustion engine) includes a filter for removing particulates such as soot contained in exhaust gas from the diesel engine. Since soot or the like adheres to the filter one after another, the amount of fine particles deposited on the filter increases with time.
When the soot accumulation amount in the filter increases, the pressure loss in the filter increases, and when the accumulation amount becomes too large, the filter becomes clogged, making it difficult to smoothly exhaust the exhaust gas.
Further, since the filter melts due to excessively accumulated soot, it is necessary to periodically remove the soot so as not to exceed a certain value.
Therefore, conventionally, a method has been adopted in which the soot adhering to the filter is removed by burning.

ところで、特許文献1では、ススが堆積したフィルタに対して二酸化窒素を酸化剤として供給することによって、酸素を酸化剤として供給する場合よりも低温でススの燃焼を実現することが提案されている。   By the way, in patent document 1, it is proposed to implement | achieve soot combustion by low temperature rather than the case where oxygen is supplied as an oxidizing agent by supplying nitrogen dioxide as an oxidizing agent with respect to the filter in which soot accumulated. .

特許第3012249号公報Japanese Patent No. 3012249

しかしながら、特許文献1では、上述のようなエンジンシステムにおいて、フィルタに対してどのように酸化窒素を供給するかの具体的な構成は示されていない。
単純に、酸化窒素を供給するための装置を、従来のエンジンシステムに付加することは、エンジンシステムの大型化や複雑化を招くために好ましくなく、一般的にはエンジン排気中に含まれる酸化窒素のみを利用するため、十分な酸化窒素が得られないなどの問題がある。
このため、エンジンシステムの大型化や複雑化を抑止しつつ、フィルタに対して酸化窒素を供給可能な構成が求められている。
However, Patent Document 1 does not disclose a specific configuration of how to supply nitrogen oxide to the filter in the engine system as described above.
Simply adding a device for supplying nitric oxide to a conventional engine system is undesirable because it increases the size and complexity of the engine system, and is generally not included in the engine exhaust. However, there is a problem that sufficient nitric oxide cannot be obtained.
For this reason, the structure which can supply nitric oxide with respect to a filter is calculated | required, suppressing the enlargement and complication of an engine system.

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、エンジンシステムにおいて、エンジンシステムの大型化や複雑化を抑止しつつ、フィルタに対して酸化窒素を供給可能とすることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to make it possible to supply nitrogen oxide to a filter while suppressing an increase in size and complexity of the engine system in an engine system.

本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。   The present invention adopts the following configuration as means for solving the above-described problems.

第1の発明は、内燃機関と、該内燃機関から排出される排気ガスに含まれる微粒子を捕集除去するフィルタと、該フィルタの上流側に配置される酸化触媒と、該酸化触媒の上流側に配置されると共に上記酸化触媒に対して燃焼ガスを供給するバーナとを備えるエンジンシステムであって、少なくとも上記フィルタに付着した上記微粒子に着火する際に、上記バーナを用いて上記燃焼ガスに含まれる酸化窒素濃度を上昇させる酸化窒素濃度上昇手段を備えるという構成を採用する。   A first invention includes an internal combustion engine, a filter for collecting and removing particulates contained in exhaust gas discharged from the internal combustion engine, an oxidation catalyst disposed on the upstream side of the filter, and an upstream side of the oxidation catalyst And a burner that supplies combustion gas to the oxidation catalyst, and is included in the combustion gas using the burner when igniting at least the fine particles adhering to the filter. A configuration in which a nitric oxide concentration increasing means for increasing the nitrogen oxide concentration is provided is adopted.

第2の発明は、上記第1の発明において、上記酸化窒素濃度上昇手段が、上記フィルタに付着した上記微粒子に着火する際のみ上記燃焼ガスに含まれる上記酸化窒素濃度を上昇させるという構成を採用する。   According to a second invention, in the first invention, the nitrogen oxide concentration increasing means increases the nitrogen oxide concentration contained in the combustion gas only when the fine particles adhering to the filter are ignited. To do.

第3の発明は、上記第1の発明において、上記酸化窒素濃度上昇手段が、上記フィルタに付着した上記微粒子を燃焼する間、上記燃焼ガスに上記酸化窒素を含有させ続けるという構成を採用する。   According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the nitrogen oxide concentration increasing means continues to contain the nitrogen oxide in the combustion gas while burning the fine particles adhering to the filter.

第4の発明は、上記第1〜第3いずれかの発明において、上記酸化窒素濃度上昇手段が、
上記バーナに補助的に空気を供給する補助空気供給手段と、上記補助空気供給手段から上記バーナに供給される空気の供給量を調節する制御手段とを備えるという構成を採用する。
According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions, the nitric oxide concentration raising means is
A configuration is adopted in which auxiliary air supply means for supplying air to the burner in an auxiliary manner and control means for adjusting the amount of air supplied from the auxiliary air supply means to the burner are employed.

第5の発明は、上記第1〜第4いずれかの発明において、上記酸化窒素濃度上昇手段が、時間経過に伴う上記内燃機関の回転数及び負荷の変化状態から上記フィルタに付着する上記微粒子の堆積量を算出し、算出した上記微粒子の堆積量が予め記憶する既定値を超えた場合に上記燃焼ガスに含まれる酸化窒素濃度を上昇させるという構成を採用する。   According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the nitric oxide concentration increasing means is configured to prevent the fine particles adhering to the filter from changing the rotational speed and load of the internal combustion engine over time. A configuration is adopted in which the deposition amount is calculated, and when the calculated deposition amount of the fine particles exceeds a predetermined value stored in advance, the concentration of nitric oxide contained in the combustion gas is increased.

第6の発明は、上記第1〜第4いずれかの発明において、上記酸化窒素濃度上昇手段が、上記フィルタの上流側領域と下流側領域とにおける差圧から上記フィルタに付着する上記微粒子の堆積量を算出し、算出した上記微粒子の堆積量が予め記憶する既定値を超えた場合に上記燃焼ガスに含まれる酸化窒素濃度を上昇させるという構成を採用する。   According to a sixth invention, in any one of the first to fourth inventions, the nitric oxide concentration increasing means deposits the fine particles adhering to the filter from a differential pressure in an upstream region and a downstream region of the filter. A configuration is adopted in which the amount is calculated, and the concentration of nitrogen oxide contained in the combustion gas is increased when the calculated deposition amount of the fine particles exceeds a predetermined value stored in advance.

第7の発明は、上記第5の発明において、上記酸化窒素濃度上昇手段が、上記フィルタの上流側領域と下流側領域とにおける差圧に基づいて、上記微粒子の堆積量を補正するという構成を採用する。   According to a seventh invention, in the fifth invention, the nitric oxide concentration increasing means corrects the amount of deposited fine particles based on the differential pressure between the upstream region and the downstream region of the filter. adopt.

本発明においては、フィルタに対して酸化窒素を供給する場合に、酸化窒素濃度上昇手段がバーナを用いて燃焼ガスに含まれる酸化窒素濃度を上昇させる。つまり、本発明によれば、従来のエンジンシステムが備えるバーナを利用してフィルタに供給する酸化窒素を発生させている。
このため、酸化窒素を供給するための専用の装置を別途設ける場合と比較して、エンジンシステムの大型化や複雑化を抑制することができる。また、フィルタに供給される酸化窒素の量は、これまで内燃機関から排出される酸化窒素の量に依存していたため、内燃機関の回転数や負荷に応じて制御できる幅が限られていたが、内燃機関の状態と関係なく独立に酸化窒素の量を制御することができる。
したがって、本発明によれば、エンジンシステムにおいて、エンジンシステムの大型化や複雑化を抑止しつつ、フィルタに対して酸化窒素を供給することが可能となる。
In the present invention, when supplying nitrogen oxide to the filter, the nitrogen oxide concentration increasing means increases the concentration of nitrogen oxide contained in the combustion gas using the burner. That is, according to the present invention, nitric oxide supplied to the filter is generated using the burner provided in the conventional engine system.
For this reason, compared with the case where the apparatus for exclusive use for supplying nitric oxide is provided separately, the enlargement and complication of an engine system can be suppressed. In addition, since the amount of nitric oxide supplied to the filter has been dependent on the amount of nitric oxide discharged from the internal combustion engine, the range that can be controlled according to the rotational speed and load of the internal combustion engine has been limited. The amount of nitric oxide can be controlled independently regardless of the state of the internal combustion engine.
Therefore, according to the present invention, in the engine system, it is possible to supply nitrogen oxide to the filter while suppressing an increase in size and complexity of the engine system.

本発明の第1実施形態におけるエンジンシステムの概略構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows schematic structure of the engine system in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態におけるエンジンシステムが備えるバーナにおける混合気の空気の割合と一酸化窒素濃度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the ratio of the air of the air-fuel | gaseous mixture in the burner with which the engine system in 1st Embodiment of this invention is provided, and nitric oxide density | concentration. 本発明の第1実施形態におけるエンジンシステムの動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating operation | movement of the engine system in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態におけるエンジンシステムの概略構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows schematic structure of the engine system in 2nd Embodiment of this invention.

以下、図面を参照して、本発明に係るエンジンシステムの一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。   Hereinafter, an embodiment of an engine system according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the scale of each member is appropriately changed in order to make each member a recognizable size.

(第1実施形態)
図1は、本実施形態のエンジンシステムS1の概略構成を示す機能ブロック図である。
この図に示すように、本実施形態のエンジンシステムS1は、ディーゼルエンジン1(内燃機関)と、DOC(Diesel Oxidation Catalyst)2(酸化触媒)と、DPF(Diesel Particulate Filter)3(フィルタ)と、バーナ4と、アシスト空気供給装置5(補助空気供給手段)と、制御装置6(制御手段)とを備えている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a functional block diagram showing a schematic configuration of the engine system S1 of the present embodiment.
As shown in this figure, the engine system S1 of this embodiment includes a diesel engine 1 (internal combustion engine), a DOC (Diesel Oxidation Catalyst) 2 (oxidation catalyst), a DPF (Diesel Particulate Filter) 3 (filter), A burner 4, an assist air supply device 5 (auxiliary air supply means), and a control device 6 (control means) are provided.

ディーゼルエンジン1は、車両等に動力源として搭載されるものであり、圧縮されて高温かつ高圧になった空気中に燃料を噴射して自着火させ、その爆発力を回転動力として取り出すものである。このディーゼルエンジン1は、燃焼により生じた排気ガスXを外部に排出する。   The diesel engine 1 is mounted on a vehicle or the like as a power source, and injects fuel into air that has been compressed to a high temperature and high pressure to cause self-ignition and take out the explosive force as rotational power. . The diesel engine 1 discharges exhaust gas X generated by combustion to the outside.

DOC2は、プラチナを含む酸化触媒であり、排気ガスXの流れ方向において、ディーゼルエンジン1の後流側であってDPF3の上流側に配置されている。そして、本実施形態のエンジンシステムS1においてDOC2は、供給される排気ガスX中に一酸化窒素(酸化窒素)が含有されている場合には、この一酸化窒素を酸化して二酸化窒素とする。   DOC2 is an oxidation catalyst containing platinum, and is disposed on the downstream side of the diesel engine 1 and on the upstream side of the DPF 3 in the flow direction of the exhaust gas X. And in engine system S1 of this embodiment, DOC2 oxidizes this nitric oxide to nitrogen dioxide, when exhaust gas X supplied contains nitrogen monoxide (nitrogen oxide).

DPF3は、排気ガスXに含まれる微粒子(Particulate Matter)を捕集して排気ガスX中から除去するものであり、排気ガスXの流れ方向において、DOC2の下流側に配置されている。
このDPF3としては、例えば、コーディライトや窒化珪素からなるモノリス構造のフィルタを用いる。そして、本実施形態のエンジンシステムS1においては、DPF3は、バーナ4から供給される高温ガスによって捕集した微粒子が燃焼され、これによって再生する能動的再生方式によって再生される。
The DPF 3 collects fine particles (Particulate Matter) contained in the exhaust gas X and removes them from the exhaust gas X, and is disposed on the downstream side of the DOC 2 in the flow direction of the exhaust gas X.
As the DPF 3, for example, a monolithic filter made of cordierite or silicon nitride is used. In the engine system S1 of the present embodiment, the DPF 3 is regenerated by an active regeneration method in which fine particles collected by the high-temperature gas supplied from the burner 4 are burned and regenerated.

バーナ4は、燃料と酸化剤(空気あるいは排気ガスX)との混合気を燃焼することによって高温ガスY(燃焼ガス)を生成し、この高温ガスYを排気ガスX流れの中に供給することによってDPF3に供給するものである。このバーナ4は、ディーゼルエンジン1とDOC2との間に配置されており、ディーゼルエンジン1からDOC2に流れる排気ガスX中に高温ガスYを供給する。   The burner 4 generates a high-temperature gas Y (combustion gas) by burning an air-fuel mixture of fuel and oxidant (air or exhaust gas X), and supplies this high-temperature gas Y into the exhaust gas X flow. Is supplied to the DPF 3. The burner 4 is disposed between the diesel engine 1 and the DOC 2 and supplies a high-temperature gas Y into the exhaust gas X flowing from the diesel engine 1 to the DOC 2.

また、バーナ4は、制御装置6と電気的に接続されており、制御装置6によって燃焼状態が制御される。そして、本実施形態のエンジンシステムS1においては、バーナ4を用いて、高温ガスYに含まれる一酸化窒素(酸化窒素)の濃度を調節可能に構成されている。
具体的には、本実施形態のエンジンシステムS1においては、バーナ4はDPF3に付着した微粒子に対して着火する際のみ高温ガスYに含まれる一酸化窒素の濃度を上昇させ、DPF3に付着した微粒子が着火して以降においては、高温ガスYに含まれる一酸化窒素の濃度をできる限り低下させる。
The burner 4 is electrically connected to the control device 6, and the combustion state is controlled by the control device 6. And in engine system S1 of this embodiment, the density | concentration of the nitrogen monoxide (nitrogen oxide) contained in the high temperature gas Y is comprised using the burner 4 so that adjustment is possible.
Specifically, in the engine system S1 of the present embodiment, the burner 4 increases the concentration of nitric oxide contained in the high-temperature gas Y only when igniting the fine particles attached to the DPF 3, and the fine particles attached to the DPF 3 After the ignition, the concentration of nitric oxide contained in the high temperature gas Y is reduced as much as possible.

DPF3を介して外部に排出される排気ガスXに含まれる酸化窒素は、極力少ないことが望ましい。一方、DPF3に付着した微粒子を効率的に燃焼させるためには、DPF3に供給される排気ガスXに含まれる酸化窒素がある程度多いことが望ましい。
このため、本実施形態のエンジンシステムS1においては、DPF3に付着した微粒子が着火する際(すなわち最もエネルギが必要とされる際)のみ排気ガスXに含まれる酸化窒素の濃度を上昇させることによって、DPF3を介して外部に排出される排気ガスXに含まれる酸化窒素を極力低減しつつ、DPF3に付着した微粒子を効率的に燃焼させる。
It is desirable that the nitrogen oxide contained in the exhaust gas X discharged outside through the DPF 3 is as small as possible. On the other hand, in order to efficiently burn the fine particles adhering to the DPF 3, it is desirable that the nitrogen oxide contained in the exhaust gas X supplied to the DPF 3 is somewhat large.
For this reason, in the engine system S1 of this embodiment, by increasing the concentration of nitrogen oxide contained in the exhaust gas X only when the fine particles adhering to the DPF 3 are ignited (that is, when energy is most required), Nitrogen oxide contained in the exhaust gas X discharged to the outside through the DPF 3 is reduced as much as possible, and the fine particles adhering to the DPF 3 are efficiently burned.

アシスト空気供給装置5は、バーナ4に対して補助的に空気を供給するためのものであり、バーナ4で用いられる混合気に必要とされる酸化剤と別に空気をバーナ4に対して供給する。このアシスト空気供給装置5は、制御装置6と電気的に接続されており、制御装置6の制御の下で、バーナ4に供給する空気量を調節する。   The assist air supply device 5 is for supplying air to the burner 4 in an auxiliary manner, and supplies air to the burner 4 separately from the oxidant required for the air-fuel mixture used in the burner 4. . The assist air supply device 5 is electrically connected to the control device 6 and adjusts the amount of air supplied to the burner 4 under the control of the control device 6.

なお、図2に示すように、バーナ4において混合気が完全燃焼される場合には、当量比が1に近づくに連れて、排気ガスに含まれる一酸化窒素の濃度が上昇する傾向がある。このため、本実施形態のエンジンシステムS1においては、DPF3に付着した微粒子に対して着火する際にアシスト空気供給装置5からバーナ4に対する空気の供給を低減あるいは停止する。   As shown in FIG. 2, when the air-fuel mixture is completely burned in the burner 4, the concentration of nitric oxide contained in the exhaust gas tends to increase as the equivalence ratio approaches 1. For this reason, in the engine system S1 of the present embodiment, the supply of air from the assist air supply device 5 to the burner 4 is reduced or stopped when the fine particles adhering to the DPF 3 are ignited.

制御装置6は、ディーゼルエンジン1、バーナ4及びアシスト空気供給装置5と電気的に接続されており、主としてバーナ4の稼動状態を制御すると共にアシスト空気供給装置5からバーナ4への空気の供給量を制御する。   The control device 6 is electrically connected to the diesel engine 1, the burner 4 and the assist air supply device 5. The control device 6 mainly controls the operating state of the burner 4 and supplies the air from the assist air supply device 5 to the burner 4. To control.

ここで、DPF3に付着する微粒子の堆積量は、ディーゼルエンジン1の運転状況の変化を追うことによって推定することができる。
このため、本実施形態のエンジンシステムS1において、制御装置6は、エンジンシステムS1の運転状態を監視し、時間経過に伴うディーゼルエンジン1の回転数及び負荷の変化状態からDPF3に付着する微粒子の堆積量を算出する。そして、制御装置6は、算出した堆積量が、予め記憶する規定値を超えた場合に高温ガスYに含まれる一酸化窒素の濃度を上昇させるためにアシスト空気供給装置5を制御する。これによって、高温ガスYに含まれる一酸化窒素の濃度が一時的に上昇してDPF3に付着した微粒子が着火する。
Here, the amount of particulates adhering to the DPF 3 can be estimated by following the change in the operating condition of the diesel engine 1.
For this reason, in the engine system S1 of the present embodiment, the control device 6 monitors the operating state of the engine system S1, and deposits of fine particles adhering to the DPF 3 from changes in the rotational speed and load of the diesel engine 1 over time. Calculate the amount. And the control apparatus 6 controls the assist air supply apparatus 5 in order to raise the density | concentration of the nitric oxide contained in the high temperature gas Y, when the calculated deposition amount exceeds the regulation value memorize | stored beforehand. As a result, the concentration of nitric oxide contained in the high temperature gas Y temporarily rises, and the fine particles adhering to the DPF 3 are ignited.

なお、本実施形態のエンジンシステムS1においては、バーナ4に補助的に空気を供給するアシスト空気供給装置5と、アシスト空気供給装置5からバーナ4に供給される空気の供給量を調節する制御装置6とが、バーナ4を用いて高温ガスYに含まれる酸化窒素濃度を上昇させる。
すなわち、本実施形態のエンジンシステムS1においては、アシスト空気供給装置5と制御装置6とによって、本発明における酸化窒素濃度上昇手段が構成されている。
In the engine system S1 of the present embodiment, an assist air supply device 5 that supplies air to the burner 4 as an auxiliary, and a control device that adjusts the supply amount of air supplied from the assist air supply device 5 to the burner 4. 6 increases the concentration of nitric oxide contained in the hot gas Y using the burner 4.
That is, in the engine system S1 of the present embodiment, the assist air supply device 5 and the control device 6 constitute the nitrogen oxide concentration increasing means in the present invention.

図3は、本実施形態のエンジンシステムS1の動作を説明するためのフローチャートである。この図に示すように、本実施形態のエンジンシステムS1において、制御装置6は、DPF3における微粒子の堆積量が規定値を超えたかの判定を繰り返し行う(Step1)。
具体的には、制御装置6は、ディーゼルエンジン1の回転数の変化を、ディーゼルエンジン1に入力される指令信号等に基づいて取得し、時間経過に伴う回転数の変化状態からDPF3における微粒子の堆積量を算出し、この算出した堆積量と予め記憶する規定値とを比較することによって、DPF3における微粒子の堆積量が規定値を超えたかの判定を行う。
FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the engine system S1 of the present embodiment. As shown in this figure, in the engine system S1 of the present embodiment, the control device 6 repeatedly determines whether or not the amount of particulates deposited in the DPF 3 exceeds a specified value (Step 1).
Specifically, the control device 6 acquires a change in the rotational speed of the diesel engine 1 based on a command signal or the like input to the diesel engine 1, and determines the amount of particulates in the DPF 3 from the change in the rotational speed over time. The accumulation amount is calculated, and by comparing the calculated accumulation amount with a predetermined value stored in advance, it is determined whether the accumulation amount of the fine particles in the DPF 3 exceeds the predetermined value.

そして、制御装置6は、DPF3における微粒子の堆積量が規定値を超えた場合に、含まれる一酸化窒素の濃度が高い高温ガスYの生成を行うことによって、DPF3に付着する微粒子に対して着火する(Step2)。
具体的には、制御装置6は、バーナ4を稼動すると共に、アシスト空気供給装置5からバーナ4に対する空気の供給を低減あるいは停止することによって、バーナ4内において混合気が完全燃焼する範囲で混合気に含まれる空気量を増加させた状態で高温ガスYの生成を行う。これによって、一酸化窒素の濃度が高い高温ガスYが生成される。
The control device 6 ignites the fine particles adhering to the DPF 3 by generating the high-temperature gas Y having a high concentration of nitric oxide contained when the amount of the fine particles accumulated in the DPF 3 exceeds a specified value. (Step 2).
Specifically, the control device 6 operates the burner 4, and reduces or stops the supply of air from the assist air supply device 5 to the burner 4, thereby mixing the air-fuel mixture within the burner 4 within a complete combustion range. The hot gas Y is generated in a state where the amount of air contained in the air is increased. As a result, a high-temperature gas Y having a high concentration of nitric oxide is generated.

なお、一酸化窒素の濃度が高い高温ガスYが排気ガスXに混ざってDOC2に供給されると、一酸化窒素が酸化されて二酸化窒素となる。そして、DPF3には二酸化窒素の濃度が高い排気ガスXが供給される。
そして、二酸化窒素の濃度が高い排気ガスXがDPF3に供給されると、二酸化窒素濃度が低い排気ガスXがDPF3に供給される場合と比較して、低い温度で微粒子に対して着火する。
Note that when the high-temperature gas Y having a high concentration of nitric oxide is mixed with the exhaust gas X and supplied to the DOC 2, the nitric oxide is oxidized into nitrogen dioxide. The exhaust gas X having a high concentration of nitrogen dioxide is supplied to the DPF 3.
When the exhaust gas X having a high concentration of nitrogen dioxide is supplied to the DPF 3, the fine particles are ignited at a lower temperature than when the exhaust gas X having a low nitrogen dioxide concentration is supplied to the DPF 3.

このようにDPF3に付着した微粒子に対して着火すると、制御装置6は、DPF3に対して二酸化窒素の濃度が極力低い排気ガスXを供給することによって、微粒子の燃焼を継続する(Step3)。
具体的には、制御装置6は、アシスト空気供給装置5からバーナ4への空気の供給を十分に行うことによって、バーナ4で生成される高温ガスYに含まれる一酸化窒素の濃度を低下させ、これによってDPF3に対して二酸化窒素の濃度が極力低い排気ガスXを供給する。
When the fine particles adhering to the DPF 3 are ignited in this way, the control device 6 continues the combustion of the fine particles by supplying the exhaust gas X having the lowest nitrogen dioxide concentration to the DPF 3 (Step 3).
Specifically, the control device 6 sufficiently reduces the concentration of nitric oxide contained in the high-temperature gas Y generated by the burner 4 by sufficiently supplying air from the assist air supply device 5 to the burner 4. Thus, the exhaust gas X having the lowest nitrogen dioxide concentration is supplied to the DPF 3.

そして、制御装置6は、微粒子が十分に燃焼してDPF3から除去されるように設定された燃焼時間の経過後、バーナ4の稼動を停止して、DPF3の再生処理を終了する。   Then, the control device 6 stops the operation of the burner 4 after the combustion time set so that the fine particles are sufficiently burned and removed from the DPF 3, and ends the regeneration process of the DPF 3.

以上のような本実施形態のエンジンシステムS1によれば、DPF3に対して酸化窒素を供給する場合に、従来からDPF3の再生用に設置されているバーナ4を用いて高温ガスYに含まれる酸化窒素濃度を上昇させている。
具体的には、DPF3に付着した微粒子に着火する場合にはアシスト空気供給装置5からバーナ4への空気の供給量を相対的に少なくし、DPF3に付着した微粒子の燃焼を維持する場合にはアシスト空気供給装置5からバーナ4への空気の供給量を相対的に多くしている。
According to the engine system S1 of the present embodiment as described above, when nitrogen oxide is supplied to the DPF 3, the oxidation contained in the high temperature gas Y using the burner 4 conventionally installed for regeneration of the DPF 3 is used. The nitrogen concentration is increased.
Specifically, when the fine particles adhering to the DPF 3 are ignited, when the amount of air supplied from the assist air supply device 5 to the burner 4 is relatively reduced, and the combustion of the fine particles adhering to the DPF 3 is maintained. The amount of air supplied from the assist air supply device 5 to the burner 4 is relatively increased.

このような本実施形態のエンジンシステムS1によれば、従来からDPF3の再生用に設置されているバーナ4を用いて高温ガスYに含まれる酸化窒素濃度を上昇させているため、酸化窒素を供給するための専用の装置を別途設ける場合と比較して、エンジンシステムの大型化や複雑化を抑制することができる。
したがって、本実施形態のエンジンシステムS1によれば、エンジンシステムの大型化や複雑化を抑止しつつ、DPF3に対して酸化窒素を供給することが可能となる。
According to the engine system S1 of this embodiment, since the concentration of nitrogen oxide contained in the high-temperature gas Y is increased using the burner 4 that is conventionally installed for regeneration of the DPF 3, nitrogen oxide is supplied. As compared with the case where a dedicated device for providing the engine is separately provided, the engine system can be prevented from being enlarged and complicated.
Therefore, according to the engine system S1 of the present embodiment, it is possible to supply nitrogen oxide to the DPF 3 while suppressing an increase in size and complexity of the engine system.

また、本実施形態のエンジンシステムS1によれば、DPF3に付着した微粒子が着火する際(すなわち最もエネルギが必要とされる際)のみ排気ガスXに含まれる酸化窒素の濃度を上昇させる。
このため、DPF3を介して外部に排出される排気ガスXに含まれる酸化窒素を極力低減させることが可能となる。
Further, according to the engine system S1 of the present embodiment, the concentration of nitrogen oxide contained in the exhaust gas X is increased only when the fine particles adhering to the DPF 3 are ignited (that is, when the most energy is required).
For this reason, it becomes possible to reduce the nitrogen oxide contained in the exhaust gas X discharged | emitted outside via DPF3 as much as possible.

ただし、本発明においては、DPF3における燃焼効率をより向上させるために、DPF3に付着した微粒子が燃焼されている間も、エンジンシステムS1から排出される排気ガスXに含まれる酸化窒素の濃度が許容値を超えない範囲で、DPF3に供給される排気ガスXの酸化窒素の濃度を上昇させても良い。   However, in the present invention, in order to further improve the combustion efficiency in the DPF 3, the concentration of nitrogen oxide contained in the exhaust gas X discharged from the engine system S1 is allowed even while the fine particles adhering to the DPF 3 are being burned. The concentration of nitric oxide in the exhaust gas X supplied to the DPF 3 may be increased within a range not exceeding the value.

(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明において、上記第1実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
図4は、本実施形態のエンジンシステムS2の概略構成を示す機能ブロック図である。この図に示すように、本実施形態のエンジンシステムS2は、差圧計7を備えている。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the description of the present embodiment, the description of the same parts as those of the first embodiment is omitted or simplified.
FIG. 4 is a functional block diagram showing a schematic configuration of the engine system S2 of the present embodiment. As shown in this figure, the engine system S2 of this embodiment includes a differential pressure gauge 7.

差圧計7は、DPF3の上流側領域と下流側領域とに接続されており、DPF3の上流側領域の内圧と下流側領域の内圧との差を計測結果として出力するものである。この差圧計7は、制御装置6に対して電気的に接続されている。   The differential pressure gauge 7 is connected to the upstream region and the downstream region of the DPF 3, and outputs the difference between the internal pressure in the upstream region and the downstream region of the DPF 3 as a measurement result. The differential pressure gauge 7 is electrically connected to the control device 6.

DPF3の上流側領域と下流側領域との差圧は、DPF3における微粒子の堆積量が増加してDPF3における圧力損失が大きくなるに連れて上昇する。
そして、本実施形態のエンジンシステムS1において制御装置6は、差圧計7の出力結果からDPF3における微粒子の堆積量を算出し、この算出した堆積量と予め記憶する規定値とを比較することによって、DPF3における微粒子の堆積量が規定値を超えたかの判定を行う。
The differential pressure between the upstream region and the downstream region of the DPF 3 increases as the amount of particulates accumulated in the DPF 3 increases and the pressure loss in the DPF 3 increases.
Then, in the engine system S1 of the present embodiment, the control device 6 calculates the accumulation amount of the fine particles in the DPF 3 from the output result of the differential pressure gauge 7, and compares the calculated accumulation amount with a predetermined value stored in advance. It is determined whether or not the amount of particulates deposited in the DPF 3 exceeds a specified value.

このような構成を有する本実施形態のエンジンシステムS2においても、上記第1実施形態のエンジンシステムS1と同様に、エンジンシステムの大型化や複雑化を抑止しつつ、DPF3に対して酸化窒素を供給することが可能となる。   Also in the engine system S2 of the present embodiment having such a configuration, as in the engine system S1 of the first embodiment, nitrogen oxide is supplied to the DPF 3 while suppressing an increase in size and complexity of the engine system. It becomes possible to do.

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring drawings, this invention is not limited to the said embodiment. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described embodiments are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.

例えば、上記実施形態においては、本発明における内燃機関が車両に搭載されるディーゼルエンジンである構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、内燃機関の種類及び使用形態はどのようなものであっても良い。
For example, in the above-described embodiment, the configuration in which the internal combustion engine in the present invention is a diesel engine mounted on a vehicle has been described.
However, the present invention is not limited to this, and any type and usage form of the internal combustion engine may be used.

また、上記第1実施形態の構成に上記第2実施形態において示した差圧計7を付加し、 上記第1実施形態において、差圧計7の出力結果(すなわち差圧)に基づいて、微粒子の堆積量の補正を行うようにしても良い。   Further, the differential pressure gauge 7 shown in the second embodiment is added to the configuration of the first embodiment, and in the first embodiment, the deposition of fine particles is performed based on the output result (that is, the differential pressure) of the differential pressure gauge 7. The amount may be corrected.

S1,S2……エンジンシステム、1……ディーゼルエンジン(内燃機関)、2……DOC(酸化触媒)、3……DPF(フィルタ)、4……バーナ、5……アシスト空気供給装置(酸化窒素濃度上昇手段,補助空気供給手段)、6……制御装置(酸化窒素濃度上昇手段,制御手段)、7……差圧計、X……排気ガス、Y……高温ガス(燃焼ガス)   S1, S2 ... Engine system, 1 ... Diesel engine (internal combustion engine), 2 ... DOC (oxidation catalyst), 3 ... DPF (filter), 4 ... Burner, 5 ... Assist air supply device (nitrogen oxide) Concentration increasing means, auxiliary air supply means), 6 ... Control device (nitrogen oxide concentration increasing means, control means), 7 ... Differential pressure gauge, X ... Exhaust gas, Y ... High temperature gas (combustion gas)

Claims (7)

内燃機関と、該内燃機関から排出される排気ガスに含まれる微粒子を捕集除去するフィルタと、該フィルタの上流側に配置される酸化触媒と、該酸化触媒の上流側に配置されると共に前記酸化触媒に対して燃焼ガスを供給するバーナとを備えるエンジンシステムであって、
少なくとも前記フィルタに付着した前記微粒子に着火する際に、前記バーナを用いて前記燃焼ガスに含まれる酸化窒素濃度を上昇させる酸化窒素濃度上昇手段を備えることを特徴とするエンジンシステム。
An internal combustion engine, a filter for collecting and removing particulates contained in exhaust gas discharged from the internal combustion engine, an oxidation catalyst disposed upstream of the filter, and disposed upstream of the oxidation catalyst and An engine system comprising a burner for supplying combustion gas to an oxidation catalyst,
An engine system comprising: a nitric oxide concentration increasing means for increasing the concentration of nitric oxide contained in the combustion gas using the burner when at least the fine particles adhering to the filter are ignited.
前記酸化窒素濃度上昇手段は、前記フィルタに付着した前記微粒子に着火する際のみ前記燃焼ガスに含まれる前記酸化窒素濃度を上昇させることを特徴とする請求項1記載のエンジンシステム。   2. The engine system according to claim 1, wherein the nitrogen oxide concentration increasing means increases the nitrogen oxide concentration contained in the combustion gas only when the fine particles adhering to the filter are ignited. 前記酸化窒素濃度上昇手段は、前記フィルタに付着した前記微粒子を燃焼する間、前記燃焼ガスに前記酸化窒素を含有させ続けることを特徴とする請求項1記載のエンジンシステム。   2. The engine system according to claim 1, wherein the nitrogen oxide concentration increasing means continues to contain the nitrogen oxide in the combustion gas while the fine particles adhering to the filter are burned. 前記酸化窒素濃度上昇手段は、
前記バーナに補助的に空気を供給する補助空気供給手段と、
前記補助空気供給手段から前記バーナに供給される空気の供給量を調節する制御手段と
を備えることを特徴とする請求項1〜3いずれかに記載のエンジンシステム。
The nitric oxide concentration increasing means is
Auxiliary air supply means for supplying air to the burner in an auxiliary manner;
The engine system according to any one of claims 1 to 3, further comprising: a control unit that adjusts a supply amount of air supplied from the auxiliary air supply unit to the burner.
前記酸化窒素濃度上昇手段は、時間経過に伴う前記内燃機関の回転数及び負荷の変化状態から前記フィルタに付着する前記微粒子の堆積量を算出し、算出した前記微粒子の堆積量が予め記憶する既定値を超えた場合に前記燃焼ガスに含まれる酸化窒素濃度を上昇させることを特徴とする請求項1〜4いずれかに記載のエンジンシステム。   The nitric oxide concentration increasing means calculates a deposition amount of the fine particles adhering to the filter from a change state of a rotational speed and a load of the internal combustion engine with time, and stores the calculated particulate deposition amount in advance. The engine system according to any one of claims 1 to 4, wherein when the value is exceeded, the concentration of nitric oxide contained in the combustion gas is increased. 前記酸化窒素濃度上昇手段は、前記フィルタの上流側領域と下流側領域とにおける差圧から前記フィルタに付着する前記微粒子の堆積量を算出し、算出した前記微粒子の堆積量が予め記憶する既定値を超えた場合に前記燃焼ガスに含まれる酸化窒素濃度を上昇させることを特徴とする請求項1〜4いずれかに記載のエンジンシステム。   The nitric oxide concentration increasing means calculates a deposition amount of the particulates adhering to the filter from a differential pressure between an upstream region and a downstream region of the filter, and the calculated deposition amount of the particulates is stored in advance. The engine system according to any one of claims 1 to 4, wherein the concentration of nitric oxide contained in the combustion gas is increased when the temperature exceeds. 前記酸化窒素濃度上昇手段は、前記フィルタの上流側領域と下流側領域とにおける差圧に基づいて、前記微粒子の堆積量を補正することを特徴とする請求項5記載のエンジンシステム。   6. The engine system according to claim 5, wherein the nitric oxide concentration increasing unit corrects the amount of accumulated fine particles based on a differential pressure between an upstream region and a downstream region of the filter.
JP2010090481A 2010-04-09 2010-04-09 Engine system Pending JP2011220234A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010090481A JP2011220234A (en) 2010-04-09 2010-04-09 Engine system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010090481A JP2011220234A (en) 2010-04-09 2010-04-09 Engine system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011220234A true JP2011220234A (en) 2011-11-04

Family

ID=45037517

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010090481A Pending JP2011220234A (en) 2010-04-09 2010-04-09 Engine system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011220234A (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09870A (en) * 1995-06-22 1997-01-07 Babcock Hitachi Kk Device and process for denitrating exhaust gas
JP2002147218A (en) * 2000-11-08 2002-05-22 Matsumoto Giken Kk Device of removing particulate material in exhaust gas of diesel engine
JP2004108344A (en) * 2002-09-20 2004-04-08 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp Exhaust emission control device of internal combustion engine
JP2005083263A (en) * 2003-09-09 2005-03-31 Isuzu Motors Ltd Exhaust emission control method and system for internal combustion engine
JP2009021909A (en) * 2007-07-13 2009-01-29 Fujifilm Corp Image adder, method, and program

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09870A (en) * 1995-06-22 1997-01-07 Babcock Hitachi Kk Device and process for denitrating exhaust gas
JP2002147218A (en) * 2000-11-08 2002-05-22 Matsumoto Giken Kk Device of removing particulate material in exhaust gas of diesel engine
JP2004108344A (en) * 2002-09-20 2004-04-08 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp Exhaust emission control device of internal combustion engine
JP2005083263A (en) * 2003-09-09 2005-03-31 Isuzu Motors Ltd Exhaust emission control method and system for internal combustion engine
JP2009021909A (en) * 2007-07-13 2009-01-29 Fujifilm Corp Image adder, method, and program

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4706757B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP5301291B2 (en) Exhaust gas aftertreatment system and exhaust gas cleaning method
EP1580411A1 (en) Exhaust gas purifying apparatus
US8631647B2 (en) System and method for regenerating an engine exhaust after-treatment device
US8020372B2 (en) Apparatus and method for optimizing exhaust temperature control in a vehicle during particulate filter regneration
WO2009107298A1 (en) Method for controlling exhaust gas purification system and exhaust gas purification system
JP5279923B2 (en) Method of operation for exhaust aftertreatment system and exhaust aftertreatment system
JP6063148B2 (en) Smoke filter regeneration system and method
US7490463B2 (en) Process and system for removing soot from particulate filters of vehicle exhaust systems
US20090180937A1 (en) Apparatus for Directing Exhaust Flow through a Fuel-Fired Burner of an Emission Abatement Assembly
JP2012525540A (en) Diesel aftertreatment system
WO2007052673A1 (en) Exhaust gas purifier for internal combustion engine
CN101994560A (en) Method and device for regenerating a particle filter having an exhaust gas probe situated in the exhaust gas duct downstream thereof
JP2003524106A (en) Method and apparatus for controlling regeneration by combustion of a filter holding particles
US20090178395A1 (en) Method and Apparatus for Regenerating a Particulate Filter of an Emission Abatement Assembly
JP2004346828A (en) Exhaust emission control device
EP2447494B1 (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
WO2012066606A1 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
US20080314032A1 (en) Segmented Particulate Filter For An Engine Exhaust Stream
JP2012154238A (en) Exhaust gas purification system and method for forced regeneration of diesel particulate filter
JP2011220234A (en) Engine system
JP2005009407A (en) Exhaust emission control system of internal combustion engine
JP2004353596A (en) Exhaust emission control device
JP2006242009A (en) Exhaust emission control device and exhaust gas purifying method
JP2010144551A (en) Exhaust emission control device

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20120117

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130220

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131126

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20131129

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20140325