JP2012122467A - 排気ガス後処理システム - Google Patents
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Abstract
【課題】始動初期には触媒の温度を速かに上昇させて、早期活性を誘導し、エンジンの稼動状態によって排気ガスの温度が過度に上昇する時に、排気系冷却を通じて触媒を高温から保護する排気ガス後処理システムを提供する。
【解決手段】本発明の実施形態に係る排気ガス後処理システムは、エンジンから排出される排気ガスが通過する排気ラインと、前記排気ラインに設けられて、排気ガスの有害物質を低減させる触媒と、前記排気ラインに具備された前記触媒の前端部の排気パイプ周囲に形成されたウォータージャケットとを含み、前記ウォータージャケットを流れる冷却水が前記排気パイプを通過する排気ガスを冷却させて、前記触媒の過熱を防止することを特徴とする。
【選択図】図1
【解決手段】本発明の実施形態に係る排気ガス後処理システムは、エンジンから排出される排気ガスが通過する排気ラインと、前記排気ラインに設けられて、排気ガスの有害物質を低減させる触媒と、前記排気ラインに具備された前記触媒の前端部の排気パイプ周囲に形成されたウォータージャケットとを含み、前記ウォータージャケットを流れる冷却水が前記排気パイプを通過する排気ガスを冷却させて、前記触媒の過熱を防止することを特徴とする。
【選択図】図1
Description
本発明は排気ガス後処理システムに係り、より詳しくは、始動初期には排気ガスの温度を速かに上昇させ、エンジンが加熱された状態では排気ガスの温度が過度に上昇することを防止する排気ガス後処理システムに関する。
一般に、ディーゼル車両の排気ガスを浄化するために、ディーゼル酸化触媒(DOC)とディーゼル媒煙フィルター(Diesel particulate filter)が装着され、DOCはディーゼルエンジンから排出される一酸化炭素と炭化水素を酸化させて除去する機能を有する。
ディーゼル媒煙フィルターは排気ガスに含まれている粒子状物質を捕集し、捕集された粒子状物質が設定量を超えれば、燃料が後噴射され、DOCで燃料の酸化熱によって排気ガスの温度が高まり、これを利用してディーゼル媒煙フィルターは捕集された粒子状物質を燃焼して除去する。
ディーゼル媒煙フィルターは排気ガスに含まれている粒子状物質を捕集し、捕集された粒子状物質が設定量を超えれば、燃料が後噴射され、DOCで燃料の酸化熱によって排気ガスの温度が高まり、これを利用してディーゼル媒煙フィルターは捕集された粒子状物質を燃焼して除去する。
一方、エンジンが始動初期状態にある時、排気ガスの温度が低くて、排気ガス浄化触媒(DOC、DPF、LNT、HC−SCRなど)が活性化しない問題点がある。また、エンジンの運転状態によって、触媒に流入する排気ガスの温度が過度に上昇して、触媒の活性を低下させる問題点がある。
本発明の目的は、始動初期には触媒の温度を速かに上昇させて、早期活性を誘導し、エンジンの稼動状態によって排気ガスの温度が過度に上昇した時には、排気系冷却を通じて触媒を高温から保護する排気ガス後処理システムを提供することにある。
本発明による排気ガス後処理システムは、エンジンから排出される排気ガスが通過する排気ラインと、前記排気ラインに設けられて、排気ガスの有害物質を低減させる触媒と、前記排気ラインに具備された前記触媒の前記エンジン側排気パイプ周囲に形成されたウォータージャケットとを含み、前記ウォータージャケットに流れる冷却水が前記排気パイプを通過する排気ガスを冷却させて、前記触媒の過熱を防止することを特徴とする。
前記触媒の前記エンジン側の前記排気パイプに形成された前記ウォータージャケットに冷却水を供給する供給パイプと、前記ウォータージャケットから冷却水を排出する回収パイプとを含むことを特徴とする。
冷却水の流れを調節するために、前記供給パイプと前記回収パイプにはそれぞれ供給制御バルブと回収制御バルブが設けられることを特徴とする。
前記供給パイプは前記ウォータージャケットの上部に連結され、前記回収パイプは前記ウォータージャケットの下部に連結されることを特徴とする。
前記エンジンの始動初期に前記触媒を通過する排気ガスの温度が低い場合には、前記供給制御バルブが閉じられ、前記回転制御バルブは開かれて、前記ウォータージャケット内部の冷却水が排出されるようにする制御部をさらに含むことを特徴とする。
前記制御部は、前記エンジンがウォームアップされ、前記触媒を通過する排気ガスの温度が高い場合には、前記供給制御バルブと前記回転制御バルブを開けて、前記ウォータージャケットを循環する冷却水が排気ガスを冷却させるようにすることを特徴とする。
前記排気パイプは二重管形態で、前記ウォータージャケットは内側パイプの外周面と外側パイプの内周面との間に形成されることを特徴とする。
本発明の排気ガス後処理システムによれば、排気パイプを流れる冷却水が排気ガスの温度が過度に上昇するのを未然に防止して、触媒の劣化を未然に防止することができる。同時に、始動初期には排気パイプを囲むウォータージャケットに充填された冷却水を排出させて、ウォータージャケット内側の空間を通じて断熱効果を得ることができるので、触媒を通過する排気ガスの温度を速かに上昇させることができる。
以下、本発明の好ましい実施形態について、添付した図面に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明の実施形態に係る排気ガス後処理システムの概略構成図である。
図1に示す通り、排気ガス後処理システムは、エンジン100、制御部110、排気パイプ150、ディーゼル媒煙フィルター120、温度センサー130、ディーゼル酸化触媒140、冷却水供給ライン180、供給ラインバルブ170、冷却水回収ライン190、及び回収ラインバルブ195を含む。これと共に、排気パイプ150の一つの外側面に沿ってウォータージャケット160が形成される。
図1は本発明の実施形態に係る排気ガス後処理システムの概略構成図である。
図1に示す通り、排気ガス後処理システムは、エンジン100、制御部110、排気パイプ150、ディーゼル媒煙フィルター120、温度センサー130、ディーゼル酸化触媒140、冷却水供給ライン180、供給ラインバルブ170、冷却水回収ライン190、及び回収ラインバルブ195を含む。これと共に、排気パイプ150の一つの外側面に沿ってウォータージャケット160が形成される。
排気パイプ150は二重管形態で、一つのパイプの外周面と、他のパイプの内周面との間に、ウォータージャケット160が形成される。ウォータージャケット160の排気ガス排出側に、ディーゼル酸化触媒140、及びディーゼル媒煙フィルター120が順次配置される。
図示したように、ウォータージャケット160はディーゼル酸化触媒140のエンジン側に形成されるが、これは一実施形態であり、排気パイプ150の他のいずれの部分にも形成可能である。
冷却水供給ライン180はウォータージャケット160の上部に冷却水を供給し、冷却水回収ライン190はウォータージャケット160の下部から冷却水を回収する。
図示したように、ウォータージャケット160はディーゼル酸化触媒140のエンジン側に形成されるが、これは一実施形態であり、排気パイプ150の他のいずれの部分にも形成可能である。
冷却水供給ライン180はウォータージャケット160の上部に冷却水を供給し、冷却水回収ライン190はウォータージャケット160の下部から冷却水を回収する。
冷却水供給ライン180からウォータージャケット160に流入する部分に供給ラインバルブ170が配置され、冷却水回収ライン190からウォータージャケット160に連結される部分に回収ラインバルブ195が配置される。
温度センサー130は、排気パイプ150を流れる排気ガスの温度を感知し、その感知された温度信号を制御部110に伝達する。
制御部110は、温度センサー130から受信した温度信号とエンジン100の運転状態によって、供給ラインバルブ170及び回収ラインバルブ195の開度率を制御する。
温度センサー130は、排気パイプ150を流れる排気ガスの温度を感知し、その感知された温度信号を制御部110に伝達する。
制御部110は、温度センサー130から受信した温度信号とエンジン100の運転状態によって、供給ラインバルブ170及び回収ラインバルブ195の開度率を制御する。
一例として、制御部110が供給ラインバルブ170と回収ラインバルブ195を開ければ、冷却水供給ライン180と供給ラインバルブ170を通じてウォータージャケット160に冷却水が供給され、回収ラインバルブ195と冷却水回収ライン190を通じて冷却水が排出される。
供給ラインバルブ170を閉じ、回収ラインバルブ195を開ければ、冷却水の自重によってウォータージャケット160に充填された冷却水は、回収ラインバルブ195を通じて排出される。
供給ラインバルブ170を閉じ、回収ラインバルブ195を開ければ、冷却水の自重によってウォータージャケット160に充填された冷却水は、回収ラインバルブ195を通じて排出される。
図示したように、ウォータージャケット160の下端部に冷却水回収ライン190が連結され、ウォータージャケット160の上端部に冷却水供給ライン180が連結されるため、供給ラインバルブ170が閉じられ、回収ラインバルブ195が開かれれば、冷却水の自重によってウォータージャケット160は空になり、空気で満たされる。
図2は、本発明の実施形態に係る排気ガス後処理システムで排気ガスの温度が低い場合の制御フローチャートである。
図2に示す通り、S200で、制御部110は温度センサー130を通じ、排気ガスの温度が設定値より低い状態と判断する。
S210で、制御部110は供給ラインバルブ170を閉じ、S220で、制御部110は回収ラインバルブ195を開ける。したがって、S230で、ウォータージャケット160から冷却水回収ライン190を通じて冷却水が排出され、S240で、ウォータージャケット160の内部空気は断熱効果を形成して、S250で、排気ガスの温度を速やかに上昇させ、S260で、触媒(DOC、DPF)の活性化のためのヒーティング時間を短縮する。
図2に示す通り、S200で、制御部110は温度センサー130を通じ、排気ガスの温度が設定値より低い状態と判断する。
S210で、制御部110は供給ラインバルブ170を閉じ、S220で、制御部110は回収ラインバルブ195を開ける。したがって、S230で、ウォータージャケット160から冷却水回収ライン190を通じて冷却水が排出され、S240で、ウォータージャケット160の内部空気は断熱効果を形成して、S250で、排気ガスの温度を速やかに上昇させ、S260で、触媒(DOC、DPF)の活性化のためのヒーティング時間を短縮する。
図3は、本発明の実施形態に係る排気ガス後処理システムで排気ガスの温度が高い場合の制御フローチャートである。
図3に示す通り、S300で、制御部110は温度センサー130を通じ、排気ガスの温度が設定値より高い状態と判断する。
S310で制御部110は供給ラインバルブ170を開け、S320で制御部110は回収ラインバルブ195を開ける。
したがって、S330で、冷却水供給ライン180、ウォータージャケット160、及び冷却水回収ライン190を通じて冷却水が循環し、S340で、ウォータージャケット160を循環する冷却水によって排気ガスの温度が下降し、S350で、触媒(DOC、DPF)が過熱するこのを防止する。
図3に示す通り、S300で、制御部110は温度センサー130を通じ、排気ガスの温度が設定値より高い状態と判断する。
S310で制御部110は供給ラインバルブ170を開け、S320で制御部110は回収ラインバルブ195を開ける。
したがって、S330で、冷却水供給ライン180、ウォータージャケット160、及び冷却水回収ライン190を通じて冷却水が循環し、S340で、ウォータージャケット160を循環する冷却水によって排気ガスの温度が下降し、S350で、触媒(DOC、DPF)が過熱するこのを防止する。
以上、本発明に関する好ましい実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。
100 エンジン
110 制御部
120 ディーゼル媒煙フィルター
130 温度センサー
140 ディーゼル酸化触媒
150 排気パイプ
160 ウォータージャケット
170 供給ラインバルブ
180 冷却水供給ライン
190 冷却水回収ライン
195 回収ラインバルブ
110 制御部
120 ディーゼル媒煙フィルター
130 温度センサー
140 ディーゼル酸化触媒
150 排気パイプ
160 ウォータージャケット
170 供給ラインバルブ
180 冷却水供給ライン
190 冷却水回収ライン
195 回収ラインバルブ
Claims (7)
- エンジンから排出される排気ガスが通過する排気ラインと、
前記排気ラインに設けられて、排気ガスの有害物質を低減させる触媒と、
前記排気ラインに具備された前記触媒の前記エンジン側排気パイプ周囲に形成されたウォータージャケットとを含み、
前記ウォータージャケットに流れる冷却水が前記排気パイプを通過する排気ガスを冷却させて、前記触媒の過熱を防止することを特徴とする排気ガス後処理システム。 - 前記触媒の前記エンジン側の前記排気パイプに形成された前記ウォータージャケットに冷却水を供給する供給パイプと、
前記ウォータージャケットから冷却水を排出する回収パイプとを含むことを特徴とする請求項1に記載の排気ガス後処理システム。 - 冷却水の流れを調節するために、前記供給パイプと前記回収パイプにはそれぞれ供給制御バルブと回収制御バルブが設けられることを特徴とする請求項2に記載の排気ガス後処理システム。
- 前記供給パイプは前記ウォータージャケットの上部に連結され、前記回収パイプは前記ウォータージャケットの下部に連結されることを特徴とする請求項3に記載の排気ガス後処理システム。
- 前記エンジンの始動初期に前記触媒を通過する排気ガスの温度が低い場合には、前記供給制御バルブが閉じられ、前記回転制御バルブは開かれて、前記ウォータージャケット内部の冷却水が排出されるようにする制御部をさらに含むことを特徴とする請求項3に記載の排気ガス後処理システム。
- 前記制御部は、前記エンジンがウォームアップされ、前記触媒を通過する排気ガスの温度が高い場合には、前記供給制御バルブと前記回転制御バルブを開けて、前記ウォータージャケットを循環する冷却水が排気ガスを冷却させるようにすることを特徴とする請求項4に記載の排気ガス後処理システム。
- 前記排気パイプは二重管形態で、前記ウォータージャケットは内側パイプの外周面と外側パイプの内周面との間に形成されることを特徴とする請求項1に記載の排気ガス後処理システム。
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