JP2015194117A - Exhaust emission control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンの排気ガス浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification device for an engine.
従来より、ディーゼルエンジンにおいて、排気ガス中の煤（パティキュレート）を捕集するフィルタ（パティキュレートフィルタ）を触媒の下流に用いて、排気ガスを浄化・捕集する排気ガス浄化装置が用いられている。 Conventionally, in a diesel engine, an exhaust gas purification device that purifies and collects exhaust gas using a filter (particulate filter) that collects soot (particulate) in exhaust gas downstream of the catalyst has been used. Yes.
このような目的に使用されるパティキュレートフィルタは、一般に、多孔質の隔壁によって区画された流体の流路となる複数のセルを有し、隣接するセルの軸方向反対側の端部において、一方の端部が目封じされ、他方の端部が開口している構造を有する。この場合、隔壁がフィルタとなり、エンジンから排出される煤が隔壁に捕捉されて隔壁上に堆積する。 A particulate filter used for such a purpose generally has a plurality of cells serving as fluid flow paths partitioned by a porous partition wall, and at one end of the adjacent cell in the axially opposite direction, The other end is open and the other end is open. In this case, the partition wall serves as a filter, and soot discharged from the engine is captured by the partition wall and deposited on the partition wall.
このようなパティキュレートフィルタを長期間継続して使用するためには、定期的にフィルタに再生処理を施す必要がある。すなわち、パティキュレートフィルタ内部に経時的に堆積した煤を低減させてフィルタ性能を初期状態に戻すため、パティキュレートフィルタ内部に堆積した煤を燃焼させて除去する必要がある。 In order to use such a particulate filter continuously for a long period of time, it is necessary to periodically regenerate the filter. That is, in order to reduce the soot accumulated in the particulate filter over time and return the filter performance to the initial state, it is necessary to burn and remove the soot accumulated in the particulate filter.
煤の再生には、通常、６００℃以上の熱を有するため、再生時には燃料を噴射させるタイミングを遅くし、燃料が完全に燃焼していない排気ガスを触媒にて反応させ、反応後の排気ガスをパティキュレートフィルタに流入させて煤を燃焼させるといった制御が行われている。上記再生制御は、パティキュレートフィルタの前後の差圧を計測し、煤の堆積により差圧が任意の値より大きくなると、再生を行うのが一般的である。 Since regeneration of soot usually has a heat of 600 ° C. or higher, the timing for injecting fuel during regeneration is delayed, and exhaust gas in which the fuel is not completely burned is reacted with a catalyst, and the exhaust gas after the reaction Is controlled to flow soot into the particulate filter and burn soot. In the regeneration control, the differential pressure before and after the particulate filter is measured, and the regeneration is generally performed when the differential pressure becomes larger than an arbitrary value due to the accumulation of soot.
しかし、流入排気ガスの温度が不十分であったり、流入排気ガスのパティキュレートフィルタへのガスあたりに偏りがある場合、パティキュレートフィルタの再生が部分的にしか行われず、一部酸化処理されずに煤が残存したままの箇所ができる。すると、残存した煤の分だけ新たに煤を堆積させる容量が減る。その結果、煤を堆積させることができるパティキュレートフィルタ容量が減り、再生までの時間間隔が短くなり、再生を要する頻度も高くなってしまう。このような再生の頻度の悪化は、再生に必要な燃料を多く用いることになり、燃費の悪化を招く。 However, if the temperature of the inflowing exhaust gas is insufficient or the inflowing exhaust gas is unevenly distributed to the particulate filter, the particulate filter is only partially regenerated and not partially oxidized. There is a place where the wrinkles remain. Then, the capacity for newly depositing soot is reduced by the remaining soot. As a result, the capacity of the particulate filter capable of depositing soot is reduced, the time interval until regeneration is shortened, and the frequency of regeneration is increased. Such a deterioration in the frequency of regeneration uses a large amount of fuel necessary for regeneration, leading to a deterioration in fuel consumption.
従来、このようなガスあたりに偏りがある場合の対策として、たとえば、特許文献１には開放セルの各々に堆積している煤の酸化除去が過不足なく均一に行なわれるように、ハニカム構造体内を流れるガスの速度分布曲線にほぼ一致するように詰栓が設けられたパティキュレートフィルタが開示されている。 Conventionally, as a countermeasure when there is a deviation in such a gas, for example, in Patent Document 1, the honeycomb structure body is formed so that oxidation removal of soot accumulated in each of the open cells is uniformly performed without excess or deficiency. There is disclosed a particulate filter provided with a plug so as to substantially coincide with a velocity distribution curve of a gas flowing through the gas.
しかし、特許文献１のパティキュレートフィルタでは、詰栓がされた個所より下流には煤が堆積しないため、均一に再生することはできるが、煤堆積容量が減ってしまうため、容量を補うために大型化しなければならない。 However, in the particulate filter of Patent Document 1, soot is not accumulated downstream from the plugged portion, so that it can be regenerated uniformly, but the soot accumulation capacity is reduced, so that the capacity is supplemented. It must be enlarged.
ところで、近年の自動車は小型化が進められており、エンジンルームにスペースの制約がある。
そこで、触媒とパティキュレートフィルタを略同軸上に車両前部から後部に延びるように配置しているが、搭載スペースを小さくしたい場合、図６に示すように、触媒１とパティキュレートフィルタ２とを湾曲状の排気通路３により連結し、触媒とパティキュレートフィルタを並列に配置することで省スペースとすることが考えられる。
By the way, in recent years, automobiles have been reduced in size, and the engine room has a limited space.
Therefore, the catalyst and the particulate filter are arranged substantially coaxially so as to extend from the front portion of the vehicle to the rear portion. However, when it is desired to reduce the mounting space, the catalyst 1 and the particulate filter 2 are connected as shown in FIG. It is conceivable to save space by connecting the exhaust passage 3 with a curved shape and arranging the catalyst and the particulate filter in parallel.
しかし、上記のようなエンジンの排気ガス浄化装置では、フィルタに堆積された煤が、パティキュレートフィルタに捕捉された位置によって堆積量が不均一になる偏積を生じ、パティキュレートフィルタの再生性能が低下する傾向がある。 However, in the engine exhaust gas purification apparatus as described above, soot accumulated on the filter causes uneven accumulation in which the accumulation amount is uneven depending on the position captured by the particulate filter, and the regeneration performance of the particulate filter is reduced. There is a tendency to decrease.
即ち、触媒装置の下流端とパティキュレートフィルタ装置の上流端とを接続する排気通路が略Ｕ字状に形成されている場合、排気通路を流れる排気ガスに排気通路の湾曲中心からの距離に応じて慣性力が作用するため、排気通路の湾曲中心側部分を流れる排気ガスは、それ以外を流れる排気ガスよりも流速が遅くなる。
それ故、パティキュレートフィルタ再生時、排気通路の湾曲中心から排気通路の湾曲中心と反対側に離隔したフィルタ部分に堆積した粒子状物質には大量の排気ガスが供給され、排気ガスから粒子状物質の燃焼に必要な熱エネルギが伝達される。これに対し、排気通路の湾曲中心側フィルタ部分に堆積した粒子状物質には少量の排気ガスしか供給されず、粒子状物質は燃焼温度まで昇温されずに粒子状物質がパティキュレートフィルタに残留するため、均一に再生されないという課題がある。そこで、本発明のは、触媒とパティキュレートフィルタとが湾曲状排気通路により連結されているためにパティキュレートフィルタにガス当たりの偏りが生じる場合においても、パティキュレートフィルタの全体にわたって煤の酸化に必要な排気ガス温度を得ることができ、パティキュレートフィルタの再生頻度を増加させない排気ガス浄化装置を提供することを目的とする。
That is, when the exhaust passage that connects the downstream end of the catalyst device and the upstream end of the particulate filter device is formed in a substantially U shape, the exhaust gas flowing through the exhaust passage depends on the distance from the center of curvature of the exhaust passage. Since the inertial force acts, the exhaust gas flowing through the curved center side portion of the exhaust passage has a slower flow velocity than the exhaust gas flowing through the other portion.
Therefore, when regenerating the particulate filter, a large amount of exhaust gas is supplied to the particulate matter deposited on the filter portion separated from the curved center of the exhaust passage to the opposite side of the curved center of the exhaust passage. The thermal energy necessary for the combustion of is transmitted. On the other hand, only a small amount of exhaust gas is supplied to the particulate matter deposited on the curved center side filter portion of the exhaust passage, and the particulate matter remains on the particulate filter without being heated to the combustion temperature. Therefore, there is a problem that it is not reproduced uniformly. Therefore, the present invention is necessary for the oxidation of soot throughout the particulate filter even when the particulate filter is biased by gas because the catalyst and the particulate filter are connected by the curved exhaust passage. An object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying apparatus that can obtain a high exhaust gas temperature and does not increase the regeneration frequency of the particulate filter.
上記の課題を解決するために、本発明のエンジンの排気ガス浄化装置は、エンジンの排気経路に設けられ排気ガスに含まれる粒子状物質を除去するエンジンの排気ガス浄化装置であって、上記排気ガスを浄化する触媒装置と、上記触媒装置の下流に配置されて上記排気ガス中の粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタ装置と、上記触媒装置と上記パティキュレートフィルタ装置とを湾曲して接続する第１排気通路と、上記触媒装置と上記パティキュレートフィルタ装置とを前記第１排気通路の湾曲中心側に前記第１排気通路よりも短い距離で接続する第２排気通路を有していることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, an exhaust gas purification apparatus for an engine according to the present invention is an exhaust gas purification apparatus for an engine that is provided in an exhaust path of an engine and removes particulate matter contained in the exhaust gas. A catalyst device that purifies gas, a particulate filter device that is disposed downstream of the catalyst device and collects particulate matter in the exhaust gas, and the catalyst device and the particulate filter device are curvedly connected. And a second exhaust passage that connects the catalyst device and the particulate filter device to a curved center side of the first exhaust passage at a shorter distance than the first exhaust passage. It is characterized by.
このように構成された本発明においては、第２排気通路の流出口に面するパティキュレートフィルタ装置に流入するガス量を増加させることができる。また、第１排気通路よりも距離が短いため、第２排気通路外部に排気ガスの熱が放出される時間が短く、パティキュレートフィルタ装置の第１排気通路の湾曲中心側に流入する排気ガス温度を高めることができる。これにより、パティキュレートフィルタ装置の煤堆積容量の減少及び煤再生の頻度増加を抑制することができる。 In the present invention configured as above, the amount of gas flowing into the particulate filter device facing the outlet of the second exhaust passage can be increased. Further, since the distance is shorter than that of the first exhaust passage, the time during which the heat of the exhaust gas is released to the outside of the second exhaust passage is short, and the exhaust gas temperature flowing into the curved center side of the first exhaust passage of the particulate filter device Can be increased. Thereby, the decrease in the soot accumulation capacity of the particulate filter device and the increase in the frequency of soot regeneration can be suppressed.
また、本発明において、好ましくは、上記排気ガス浄化装置の触媒装置とパティキュレートフィルタ装置とが、エンジンに隣接して上下に略並列に配設されていることを特徴とする。このように構成された本発明であれば、エンジンと排気ガス浄化装置とをコンパクトにレイアウトすることができ、エンジンルームの省スペース化が可能である。 In the present invention, it is preferable that the catalyst device and the particulate filter device of the exhaust gas purification device are arranged substantially in parallel in the vertical direction adjacent to the engine. If it is this invention comprised in this way, an engine and an exhaust-gas purification apparatus can be laid out compactly, and space saving of an engine room is possible.
また、本発明において、好ましくは、上記第２排気通路の径が第１排気通路の径よりも小さい。このように構成された本発明であれば、第１排気通路の主流を確保しつつ、主流のガスが当たりにくいパティキュレートフィルタ装置の湾曲中心側の排気ガス温度を補足的に高めることができるため、均一に煤の堆積を行うことができ、煤の再生も均一に行うことができる。 In the present invention, preferably, the diameter of the second exhaust passage is smaller than the diameter of the first exhaust passage. According to the present invention configured as described above, the exhaust gas temperature on the curved center side of the particulate filter device in which the mainstream gas is difficult to hit can be supplementarily increased while securing the mainstream of the first exhaust passage. Soot can be deposited uniformly, and soot can be regenerated uniformly.
また、本発明において、好ましくは、上記第１排気通路のパティキュレートフィルタ装置側の一部内径が、触媒装置側の内径以下である。このように構成された本発明であれば、第１排気通路からパティキュレートフィルタ装置へ流入する排気ガスの流速が高まり、パティキュレートフィルタ装置のケーシング内が低圧となる。したがって、この低圧により第２排気通路の排気ガスがパティキュレートフィルタ装置に流入し易くなる。
また、本発明において、好ましくは、上記第２排気通路が断熱材で包囲されている。このように構成された本発明であれば、より高い温度の排気ガスをパティキュレートフィルタ装置に流入させることができる。
In the present invention, it is preferable that a partial inner diameter of the first exhaust passage on the particulate filter device side is equal to or smaller than the inner diameter of the catalyst device side. If it is this invention comprised in this way, the flow velocity of the exhaust gas which flows in into a particulate filter apparatus from a 1st exhaust passage will increase, and the inside of the casing of a particulate filter apparatus will become a low pressure. Therefore, this low pressure makes it easy for the exhaust gas in the second exhaust passage to flow into the particulate filter device.
In the present invention, preferably, the second exhaust passage is surrounded by a heat insulating material. If it is this invention comprised in this way, the exhaust gas of higher temperature can be flowed into a particulate filter apparatus.
本発明によるエンジンの排気ガス浄化装置によれば、エンジンルームの省スペース化を可能としつつ、パティキュレートフィルタ装置へのガス当たりの偏りを改善し、パティキュレートフィルタ装置の再生を偏りなく行うことができる。そのため、長時間使用しても、パティキュレートフィルタ装置の煤堆積容量の減少及び煤再生の頻度増加を抑制することができる。 According to the exhaust gas purification apparatus for an engine according to the present invention, it is possible to improve the bias per gas to the particulate filter device and to regenerate the particulate filter device evenly while enabling space saving in the engine room. it can. Therefore, even if it is used for a long time, it is possible to suppress a decrease in the soot accumulation capacity of the particulate filter device and an increase in the frequency of soot regeneration.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The following description is merely illustrative in nature and does not limit the present invention, its application, or its use.
図１に、エンジン１１と、これに付設されている吸気装置１２及び排気装置(排気ガス浄化装置)１３の各構成を示す。エンジン１１は、自動車に搭載される直列４気筒のディーゼルエンジンである。 FIG. 1 shows each configuration of an engine 11 and an intake device 12 and an exhaust device (exhaust gas purification device) 13 attached thereto. The engine 11 is an in-line four-cylinder diesel engine mounted on an automobile.
吸気装置１２の吸気通路における最上流部位には、エアクリーナ７が配置されている。エアクリーナ７は、外気から塵や埃を除去して、清浄にした空気（吸気）を吸気通路に導入する。エアクリーナ７の下流側は過給機８に接続されており、吸気は、過給機８に備えられたコンプレッサ８ａで過給される。排気装置(排気ガス浄化装置)１３は、触媒装置２１及びパティキュレート装置２２と、触媒装置２１とパティキュレートフィルタ装置２２を接続する排気通路２３とで構成され、サイレンサ９に接続されている。このサイレンサ９の出口は、大気中に開放されており、排気装置(排気ガス浄化装置)１３に導入された排気ガスは、この出口から外部に排出される。パティキュレートフィルタ装置２２の上流側端部には、第１排圧センサ１５が設けられ、パティキュレートフィルタ装置２２の下流側端部には、第２排圧センサ１６が設けられている。 An air cleaner 7 is disposed at the most upstream portion in the intake passage of the intake device 12. The air cleaner 7 removes dust and dirt from the outside air and introduces purified air (intake air) into the intake passage. A downstream side of the air cleaner 7 is connected to a supercharger 8, and intake air is supercharged by a compressor 8 a provided in the supercharger 8. The exhaust device (exhaust gas purification device) 13 includes a catalyst device 21 and a particulate device 22, and an exhaust passage 23 that connects the catalyst device 21 and the particulate filter device 22, and is connected to the silencer 9. The outlet of the silencer 9 is open to the atmosphere, and the exhaust gas introduced into the exhaust device (exhaust gas purification device) 13 is discharged to the outside from this outlet. A first exhaust pressure sensor 15 is provided at the upstream end of the particulate filter device 22, and a second exhaust pressure sensor 16 is provided at the downstream end of the particulate filter device 22.
エンジン１１は、第１排圧センサ１５で検出したパティキュレートフィルタ装置２２の上流の排気ガス圧力と、第２排圧センサ１６で検出したパティキュレートフィルタ装置２２の下流の排気ガス圧力との差圧によって、パティキュレートフィルタ装置２２に捕捉された粒子状物質の堆積量を評価し、この差圧が所定圧力以上になることをもってパティキュレートフィルタ装置２２の再生条件成立と判定している。パティキュレートフィルタ装置２２の再生条件成立と判定されたとき、エンジン１１は、各インジェクタ（図示略）からポスト燃料噴射を実行し、排気ガスの温度を上昇させ、パティキュレートフィルタ装置２２に堆積していた煤が酸化（燃焼）除去されて再生される。 The engine 11 has a differential pressure between the exhaust gas pressure upstream of the particulate filter device 22 detected by the first exhaust pressure sensor 15 and the exhaust gas pressure downstream of the particulate filter device 22 detected by the second exhaust pressure sensor 16. Thus, the accumulation amount of the particulate matter trapped by the particulate filter device 22 is evaluated, and it is determined that the regeneration condition of the particulate filter device 22 is satisfied when this differential pressure becomes a predetermined pressure or more. When it is determined that the regeneration condition of the particulate filter device 22 is satisfied, the engine 11 performs post fuel injection from each injector (not shown), raises the temperature of the exhaust gas, and accumulates on the particulate filter device 22. The soot is regenerated after being oxidized (burned).
次に、排気ガス浄化装置１３の具体的構成について説明する。
図２及び図３は、本発明の構成を示しており、それぞれ車両の右側面から見た側面図と車両の後方から見た背面図であり、図２中のFrは車両前方をRrは車両後方を示し、図３中のRhは車両右側をLhは車両左側を示している。
エンジン１１は、クランク軸（図示省略）の軸方向が車幅方向に沿うようにして横置きに配置されるとともに、クランク軸を中心にして上方側が車両後方に傾いた状態で車両に搭載されている。
Next, a specific configuration of the exhaust gas purification device 13 will be described.
2 and 3 show the configuration of the present invention, and are a side view seen from the right side of the vehicle and a rear view seen from the rear of the vehicle, respectively. Fr in FIG. In FIG. 3, Rh indicates the vehicle right side and Lh indicates the vehicle left side.
The engine 11 is mounted horizontally on a vehicle with the crankshaft (not shown) arranged in a horizontal direction so that the axial direction of the crankshaft is along the vehicle width direction, and with the upper side inclined toward the rear of the vehicle around the crankshaft. Yes.
そして、エンジン１１における排気ガス浄化装置１３は、上方に触媒装置２１が配設され、下方にパティキュレートフィルタ装置２２が設けられ、これら触媒装置２１とパティキュレートフィルタ装置２２とを湾曲して接続するＵ字管にて構成される第１排気通路２３を備えている。また、触媒装置２１とパティキュレートフィルタ装置２２とはエンジンに隣接した状態で第１排気通路２３を介して上下に略並列に設けられており、その下流が排気管２８に接続されている。 The exhaust gas purifying device 13 in the engine 11 is provided with a catalyst device 21 on the upper side and a particulate filter device 22 on the lower side, and these catalyst device 21 and the particulate filter device 22 are connected in a curved manner. A first exhaust passage 23 composed of a U-shaped tube is provided. Further, the catalyst device 21 and the particulate filter device 22 are provided substantially in parallel in the vertical direction through the first exhaust passage 23 in a state adjacent to the engine, and the downstream thereof is connected to the exhaust pipe 28.
さらに、本実施形態においては、第１排気通路２３の湾曲中心側に触媒装置２１とパティキュレートフィルタ装置２２とを第１排気通路２３よりも短い距離で接続する接続パイプにて構成される第２排気通路２７が設けられ、この第２排気通路２７によって第２排気通路２７の流出口に面するパティキュレートフィルタ装置２２に流入するガス量を増加させるようになっている。
なお、８はエンジン１１の排気通路出口部の触媒装置２１の上流に設けられる過給機である。
Furthermore, in the present embodiment, the second exhaust pipe 23 is configured by a connection pipe that connects the catalyst device 21 and the particulate filter device 22 to the curved center side of the first exhaust passage 23 at a shorter distance than the first exhaust passage 23. An exhaust passage 27 is provided, and the amount of gas flowing into the particulate filter device 22 facing the outlet of the second exhaust passage 27 is increased by the second exhaust passage 27.
A supercharger 8 is provided upstream of the catalyst device 21 at the exhaust passage outlet of the engine 11.
図４は、本発明の実施形態１の排気ガス浄化装置の断面図である。
触媒装置２１が触媒２４とケーシング３４とから構成され、触媒２４は排気ガスの流れ方向に沿って開口する筒状のケーシング３４に収容され、ハニカム形状の担体に触媒金属（例えばＰｔ，Ｐｄ等）を担持させて構成される。エンジン１１の排気ガス中のＣＯ及びＨＣを酸化させてＣＯ２、Ｈ２Ｏとし、排気ガスを浄化している。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the exhaust gas purification apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
The catalyst device 21 includes a catalyst 24 and a casing 34. The catalyst 24 is accommodated in a cylindrical casing 34 that opens along the flow direction of exhaust gas, and a catalyst metal (for example, Pt, Pd, etc.) is placed on a honeycomb-shaped carrier. It is configured to carry. CO and HC in the exhaust gas of the engine 11 are oxidized to CO2 and H2O to purify the exhaust gas.
パティキュレートフィルタ装置２２はパテキュレートフィルタ２５とケーシング３５とから構成され、パテキュレートフィルタ２５はケーシング３５に収容されており、エンジン１１の排気ガス中に含まれる煤等の粒子状物質を捕集する。例えば、炭化ケイ素（ＳｉＣ）やコーディエライト等の耐熱性セラミック材によって形成されたウォールフロー型フィルタによって形成された三次元網目状フィルタで構成される。
そして、前述の第１排気通路２３が、これら触媒装置２１のケーシング３４とパティキュレートフィルタ装置２２のケーシング３５とを湾曲して接続するようにＵ字管にて構成されるとともに、前述の第２排気通路２７が、第１排気通路２３の湾曲中心側に具体的には同ケーシング３４及び３５を第１排気通路２３よりも短い距離で接続する接続パイプとして構成されている。なお、第２排気通路２７は、第１排気通路２３の主流を確保し、第２排気通路２７の流出口に面するパティキュレートフィルタ装置２２に流入するガス量を補足的に増加させるように第１排気通路２３よりも小径とされている。また、第２排気通路２７は断熱材(図示せず)で包囲され、より高い温度の排気ガスをパティキュレートフィルタ装置２２に流入させることができるようになっていることが好ましい。
The particulate filter device 22 includes a particulate filter 25 and a casing 35, and the particulate filter 25 is accommodated in the casing 35 and collects particulate matter such as soot contained in the exhaust gas of the engine 11. . For example, it is composed of a three-dimensional mesh filter formed by a wall flow type filter formed of a heat resistant ceramic material such as silicon carbide (SiC) or cordierite.
The first exhaust passage 23 is configured by a U-shaped tube so as to connect the casing 34 of the catalyst device 21 and the casing 35 of the particulate filter device 22 in a curved manner. The exhaust passage 27 is configured as a connection pipe that connects the casings 34 and 35 to the curved center side of the first exhaust passage 23 at a shorter distance than the first exhaust passage 23. The second exhaust passage 27 secures the main flow of the first exhaust passage 23 and supplementally increases the amount of gas flowing into the particulate filter device 22 facing the outlet of the second exhaust passage 27. One exhaust passage 23 has a smaller diameter. The second exhaust passage 27 is preferably surrounded by a heat insulating material (not shown) so that higher temperature exhaust gas can flow into the particulate filter device 22.
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
このエンジン１１の排気ガス浄化装置１３によれば、第１排気通路２３の湾曲中心側に触媒装置２１とパティキュレートフィルタ装置２２とを第１排気通路２３よりも短い距離で接続する第２排気通路２７を設けることにより、第２排気通路２７の流出口に面するパティキュレートフィルタ装置２２に流入するガス温度を増加させることができる。また、第１排気通路２３よりも距離が短いため、第２排気通路２７外部に排気ガスの熱が放出される時間が短く、パティキュレートフィルタ装置２２の第１排気通路２３の湾曲中心側に流入する排気ガス温度を高めることができる。これにより、パティキュレートフィルタ装置２２の煤堆積容量の減少及び煤再生の頻度増加を抑制することができる。
Next, the effect of this embodiment is demonstrated.
According to the exhaust gas purification device 13 of the engine 11, the second exhaust passage that connects the catalyst device 21 and the particulate filter device 22 to the curved center side of the first exhaust passage 23 at a shorter distance than the first exhaust passage 23. By providing 27, the temperature of the gas flowing into the particulate filter device 22 facing the outlet of the second exhaust passage 27 can be increased. In addition, since the distance is shorter than the first exhaust passage 23, the time during which the heat of the exhaust gas is released to the outside of the second exhaust passage 27 is short, and flows into the curved center side of the first exhaust passage 23 of the particulate filter device 22. The exhaust gas temperature can be increased. Thereby, the decrease in the soot accumulation capacity of the particulate filter device 22 and the increase in the frequency of soot regeneration can be suppressed.
また、排気ガス浄化装置１３の触媒装置２１とパティキュレートフィルタ装置２２とが、エンジン１１に隣接して上下に略並列に配設されていることから、上記作用効果を得ながらエンジン１１と排気ガス浄化装置１３とをコンパクトにレイアウトすることができ、エンジンルームの省スペース化が可能である。 Further, since the catalyst device 21 and the particulate filter device 22 of the exhaust gas purification device 13 are disposed substantially in parallel in the vertical direction adjacent to the engine 11, the engine 11 and the exhaust gas are obtained while obtaining the above-described effects. The purification apparatus 13 can be laid out in a compact manner, and the engine room can be saved in space.
更に、第２排気通路２７の径が第１排気通路２３の径よりも小さいことにより、第１排気通路２３の主流を確保しつつ、主流のガスが当たりにくいパティキュレートフィルタ装置２２の湾曲中心側の排気ガス温度を補足的に高めることができるため、均一に煤の堆積を行うことができ、煤の再生も均一に行うことができる。
加えて、第２排気通路２７が断熱材で包囲されているように構成する場合は、より高い温度の排気ガスをパティキュレートフィルタ装置２２に流入させることができる。
Further, since the diameter of the second exhaust passage 27 is smaller than the diameter of the first exhaust passage 23, the main flow of the first exhaust passage 23 is ensured and the particulate filter device 22 is less likely to hit the mainstream gas. Since the exhaust gas temperature can be supplementarily increased, soot can be deposited uniformly and soot can be regenerated uniformly.
In addition, when the second exhaust passage 27 is configured so as to be surrounded by the heat insulating material, the exhaust gas having a higher temperature can flow into the particulate filter device 22.
次に、本発明の実施形態２の排気ガス浄化装置の断面図を図６に示す。
なお、実施形態１と同様の部材には同一の符号を付してその説明を省略する。
実施形態２は、実施形態１に加えてパティキュレートフィルタ装置２２に流入する第１排気通路２３のパティキュレートフィルタ装置２２側の径を小径とし流速を速める絞り部３８を有している。これにより、第１排気通路２３からの排気ガスの流速が速くなりケーシング３５の内周部（特に図６の３５ａ部の）圧力が低くなる。これにより第２排気通路２７の下流端も低圧状態となるため、第２排気通路２７の上流端である触媒装置２１の下流部の排気ガスがパティキュレートフィルタ装置２２に流入し易くなる構造となっている。
これにより、再生処理時における必要な温度と排気ガス量を得ることができ、パティキュレートフィルタ２５に堆積した煤を確実に燃焼除去することができる。
Next, FIG. 6 shows a cross-sectional view of an exhaust gas purifying apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member similar to Embodiment 1, and the description is abbreviate | omitted.
In the second embodiment, in addition to the first embodiment, the diameter of the first exhaust passage 23 flowing into the particulate filter device 22 on the side of the particulate filter device 22 is made smaller to increase the flow velocity. As a result, the flow rate of the exhaust gas from the first exhaust passage 23 is increased, and the inner peripheral portion of the casing 35 (particularly, the portion 35a in FIG. 6) is reduced. As a result, the downstream end of the second exhaust passage 27 is also in a low pressure state, so that the exhaust gas in the downstream portion of the catalyst device 21 that is the upstream end of the second exhaust passage 27 is easy to flow into the particulate filter device 22. ing.
As a result, the necessary temperature and exhaust gas amount during the regeneration process can be obtained, and the soot deposited on the particulate filter 25 can be reliably removed by combustion.
次に本発明の実施形態の変形例について説明する。
本願発明の実施形態は、触媒装置２１とパティキュレートフィルタ装置２２を上下に略並列に配設されているが、必ずしも上下に略並列に配置されている必要はなく、第１排気通路２３が湾曲状であればパティキュレートフィルタ装置２２には煤の偏積が起こり同様の課題が生じると考えられる。
したがって、触媒装置２１とパティキュレートフィルタ装置２２とが所定の角度で交差し湾曲状の排気通路で接続されるようなものにおいても同様に適用でき、本発明と同様の効果が得られる。
また、エンジンとしてディーゼルエンジンを例として挙げたがこれに限られるものではなく、ガソリンエンジンに適用することも可能である。
Next, a modification of the embodiment of the present invention will be described.
In the embodiment of the present invention, the catalyst device 21 and the particulate filter device 22 are arranged substantially in parallel up and down, but it is not always necessary to arrange them substantially in parallel up and down, and the first exhaust passage 23 is curved. If so, the particulate filter device 22 is likely to have an uneven product of soot and cause similar problems.
Therefore, the present invention can be similarly applied to a case where the catalyst device 21 and the particulate filter device 22 intersect at a predetermined angle and are connected by a curved exhaust passage, and the same effect as the present invention can be obtained.
Moreover, although the diesel engine was mentioned as an example as an engine, it is not restricted to this, It is also possible to apply to a gasoline engine.
１１ エンジン
２１ 触媒装置
２２ パティキュレートフィルタ装置
２３ 第１排気通路
２４ 触媒
２５ パティキュレートフィルタ
２７ 第２排気通路
11 Engine 21 Catalytic device 22 Particulate filter device 23 First exhaust passage 24 Catalyst 25 Particulate filter 27 Second exhaust passage
Claims (5)
上記排気ガスを浄化する触媒装置と、
上記触媒装置の下流に配置されて上記排気ガス中の粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタ装置と、
上記触媒装置と上記パティキュレートフィルタ装置とを湾曲して接続する第１排気通路と、
上記触媒装置と上記パティキュレートフィルタ装置とを前記第１排気通路の湾曲中心側に前記第１排気通路よりも短い距離で接続する第２排気通路を有していることを特徴とするエンジンの排気ガス浄化装置。
An exhaust gas purification device for an engine that is provided in an exhaust path of an engine and removes particulate matter contained in exhaust gas,
A catalyst device for purifying the exhaust gas;
A particulate filter device disposed downstream of the catalyst device and collecting particulate matter in the exhaust gas;
A first exhaust passage that curves and connects the catalyst device and the particulate filter device;
An engine exhaust comprising a second exhaust passage for connecting the catalyst device and the particulate filter device to a curved center side of the first exhaust passage at a shorter distance than the first exhaust passage. Gas purification device.
2. The exhaust gas purification device for an engine according to claim 1, wherein the catalyst device and the particulate filter device of the exhaust gas purification device are disposed substantially in parallel vertically adjacent to the engine.
The exhaust gas purification device for an engine according to claim 1 or 2, wherein the second exhaust passage has a diameter smaller than that of the first exhaust passage.
A partial inner diameter of the first exhaust passage on the particulate filter device side is equal to or smaller than an inner diameter of the catalyst device side, and the particulate filter device side of the second exhaust passage is lower in pressure than the catalyst device side. Item 4. The exhaust gas purifying device for an engine according to any one of Items 1 to 3.
The exhaust gas purification device for an engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the second exhaust passage is surrounded by a heat insulating material.
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