JP2017122391A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＮＯｘ触媒において還元剤により排気ガス中のＮＯｘを選択的に還元浄化する内燃機関の排気浄化装置において、排気ガスの流量が多い場合であっても、添加弁から噴射された還元剤噴霧が排気ガスに流されてしまうのを抑制する。【解決手段】内燃機関の排気通路２には、アンモニアによりＮＯｘを選択的に還元浄化するＳＣＲ触媒７が設けられる。排気通路２は、ＳＣＲ触媒７の上流側に曲部３を有し、曲部３の曲げ外側には還元剤としての尿素水を添加する添加弁８が設けられる。添加弁８とＳＣＲ触媒７との距離は例えばＳＣＲ触媒７の直径以下である。ポンプ１８によって尿素水タンク１７から尿素水が汲み上げられ、その尿素水が配管１９を介して添加弁８に供給される。制御部２０は、例えばエンジン回転数、エンジン負荷及びＥＧＲ率から排気ガスの流量を求め、流量が多い場合には、添加弁８に供給する尿素水の圧力を高くするようポンプ１８を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関し、特に、排気通路に液状の還元剤を添加して、ＮＯｘ触媒において還元剤により排気ガス中のＮＯｘを選択的に還元浄化する内燃機関の排気浄化装置に関する。

従来、内燃機関から排出される排気ガスを浄化するシステムの一つに尿素ＳＣＲシステム（ＳＣＲ：Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）が知られている（例えば特許文献１）。尿素ＳＣＲシステムでは、内燃機関の排気通路に、還元剤により排気ガス中のＮＯｘを選択的に還元浄化するＮＯｘ触媒と、そのＮＯｘ触媒の排気上流側に尿素水（液状の還元剤）を添加する添加弁（噴射弁）とが設けられる。

また特許文献１には、排気通路はＮＯｘ触媒よりも排気上流側に曲部を有し、添加弁はその曲部の曲げ外側に設けられ、曲部の排気下流側の中心軸線に対する接線よりも曲部の曲げ内側に向けて還元剤を噴射する排気浄化装置が開示されている。特許文献１の構成によれば、還元剤噴霧が排気ガスにより曲部の曲げ外側に流されてしまうのを抑制し、これにより還元剤噴霧の内壁への付着を抑制し、還元剤の浪費を抑制できるとしている。

特開２００９−１１４９１０号公報

しかしながら、特許文献１の構成では、排気ガスの流量の変化を考慮しておらず、排気ガスの流量が多い場合には、還元剤噴霧が排気流によって曲部の曲げ外側に流されやすく、結果、曲げ外側の内壁やその下流側の内壁に噴霧が付着するおそれがある。このように、特許文献１の構成では、排気ガスの流量によっては、還元剤噴霧が排気通路の一部の内壁側に偏ってしまうおそれがあり、つまり、還元剤噴霧の分散一様性が低下するおそれがある。分散一様性が低下すると、ＮＯｘ触媒でのＮＯｘ浄化率が低下したり、供給過多となった還元剤がＮＯｘ触媒から放出される還元剤スリップが発生したりする。

本発明は上記問題に鑑みてなされ、排気ガスの流量が多い場合であっても、添加弁から噴射された還元剤噴霧が排気ガスに流されてしまうのを抑制できる内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排気通路に設けられ還元剤により排気ガス中のＮＯｘを選択的に還元浄化するＮＯｘ触媒と、
前記ＮＯｘ触媒の排気上流側に液状の還元剤を添加する添加弁と、
前記添加弁に供給される還元剤を加圧する加圧手段とを備える排気浄化システムに適用され、
排気ガスの流量を取得する取得手段と、
前記取得手段が取得した排気ガスの流量が多くなると還元剤の圧力を低くし、排気ガスの流量が少なくなると還元剤の圧力を高くするよう前記加圧手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、排気ガスの流量が多くなると、添加弁に供給する還元剤の圧力を低くする。還元剤の圧力が低いと、添加弁から噴射される還元剤噴霧の粒径が大きくなり、粒径が大きくなることで、噴霧の貫徹力を大きくでき、噴霧を排気ガスに流されにくくできる。反対に、排気ガスの流量が少なくなると、還元剤の圧力を高くするので、還元剤噴霧の粒径を小さくでき、噴霧を効率よく排気通路内の広い範囲に分散しやすくできる。つまり、還元剤噴霧の分散一様性を向上できる。

排気浄化システムの概略構成図である。 添加弁の先端側の断面図である。 図４の実験結果を得るための実験の概要を示した図である。 種々のガス流速毎に、添加弁から噴射される尿素水噴霧の粒径と、尿素水噴霧の移動量との関係を示した図である。 添加弁の噴射圧と尿素水噴霧の粒径との関係を示した図である。 排気ガス流量と尿素水圧力との関係の第１例を示した図である。 排気ガス流量と尿素水圧力との関係の第２例を示した図である。 変形例を説明する図であり、排気通路の直管部に添加弁を設けた例を示した図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図１は、車両に搭載された排気浄化システム１の概略構成を示している。先ず、排気浄化システム１の構成を説明する。排気浄化装システム１は、内燃機関としてのディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）から排出される排気ガスを浄化する装置である。詳細には、排気浄化システム１は、排気ガス中のＮＯｘを浄化する尿素ＳＣＲシステムを含む形で構成されている。その排気浄化システム１では、エンジンに筒状の排気通路２（排気管）が接続されており、エンジンから排出された排気ガスはその排気通路２（排気管内）を矢印１００の方向に流れて車両外に排出されるようになっている。

排気通路２には、排気ガス中の有害成分の一つであるＨＣやＣＯを酸化浄化する酸化触媒６（ＤＯＣ：Ｄｉｅｓｅｌ Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ Ｃａｔａｌｙｓｔ）が配置されている。酸化触媒６は、例えば、フロースルータイプのセラミック製ハニカムや金属製のメッシュなどに、ＨＣ、ＣＯの酸化反応を促進させる触媒成分（例えば、Ｐｔ（白金）やＰｄ（パラジウム）など）を担持した構造となっている。

排気通路２は酸化触媒６の下流側に曲部３を有し、その曲部３を介して排気ガスの流れが略９０度変化する。曲部３の下流側の排気通路２ａには、排気ガス中のＮＯｘを選択的に還元浄化するＮＯｘ触媒としてのＳＣＲ触媒７が配置されている。ＳＣＲ触媒７には、後述する添加弁８から添加された尿素水が排気熱により加水分解されることにより生成されたアンモニア（ＮＨ３）とＮＯｘとの還元反応として例えば下記式１、式２、式３の還元反応を促進させる触媒成分が担持されている。その触媒成分は例えばバナジウム、モリブデン、タングステン等の卑金属酸化物である。このように、排気ガスがＳＣＲ触媒７を通過する間に、ＮＯｘは例えば下記式１、式２、式３により水や窒素に分解（浄化）する。
４ＮＯ＋４ＮＨ３＋Ｏ２→４Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ ・・・（式１）
６ＮＯ２＋８ＮＨ３→７Ｎ２＋３Ｈ２Ｏ ・・・（式２）
ＮＯ＋ＮＯ２＋２ＮＨ３→２Ｎ２＋３Ｈ２Ｏ ・・・（式３）

なお、アンモニアによるＮＯｘの還元浄化が行われる際、アンモニアがＮＯｘと反応しきれずに余剰となると、その余剰アンモニアがＳＣＲ触媒７から放出される（アンモニアスリップ）。ＳＣＲ触媒７の下流側には、放出されたアンモニアを浄化する触媒（例えば酸化触媒）が設けられる場合がある。

曲部３の曲げ外側には、ＳＣＲ触媒７の排気上流側に液状の還元剤としての尿素水を添加する添加弁８が設けられている。曲部３の曲げ外側には、排気通路２ａの中心軸線Ｌ１に直交する平面に略平行な平坦部４（言い換えると、ＳＣＲ触媒７側に法線が向いた平坦部）が部分的に形成されており、添加弁８はその平坦部４に設けられている。このように、曲部３の曲げ外側を部分的に平坦にすることで、添加弁８を容易に曲げ外側に設置することができる。なお、上記特許文献１のように、曲部３の曲げ外側に、ＳＣＲ触媒７とは反対側に突出する筒状の突出部を形成して、その突出部に添加弁８を設けても良い。

本実施形態では、添加弁８は、ＳＣＲ触媒７が配置された排気通路２ａの中心軸線Ｌ１に対する接線上に設けられるが、特許文献１のようにその接線よりも曲部３の曲げ内側に向けて尿素水を添加するように設けられても良いし、接線からオフセットした位置に設けられたとしても良い。

また、添加弁８と、ＳＣＲ触媒７の前面７ａとの間には、排気ガスの旋廻流を生じさせるミキサー等の構造物が介在していない。添加弁８は、前面７ａに向けて尿素水を添加するように設けられている。また、添加弁８はＳＣＲ触媒７から距離が短い位置に設けられており、詳しくは、添加弁８の先端（図２の噴孔１０）から前面７ａまでの距離が例えばＳＣＲ触媒７の直径以下となっている。

添加弁８は、ガソリンエンジンの筒内または吸気ポート内に燃料を噴射する燃料噴射弁（インジェクタ）と同様の構造を有している。すなわち、添加弁８は、図２に示すように、添加弁８の先端側に、略円筒形状に形成されたノズルボディ９と、そのノズルボディ９内に添加弁８の軸線方向に往復移動可能に設けられた棒状のニードル１２とを備えている。ノズルボディ９の先端側には、先端に近づくにつれて内径が小さくなる円錐状の内周面１１が形成されている。その内周面１１の内周縁の内側に形成される空間１５を塞ぐ形で、噴孔１０が形成された噴孔形成部１６を有する。ニードル１２の先端部には、先端に近づくにつれて径が小さくなるよう傾斜した傾斜面１３が形成されている。ニードル１２の側面とノズルボディ９の内面との間の空間１４は、尿素水が流通する通路となっている。

また添加弁８は、ニードル１２を駆動するソレノイド等から構成された駆動部（図示外）を備えている。駆動部のソレノイドが通電されていないときには、傾斜面１３が内周面１１に着座することで、尿素水通路１４と噴孔１０とが遮断されて、噴孔１０からの尿素水噴射が停止される。一方、ソレノイドが通電されると、ニードル１２が内周面１１から離れる方向（図２の上方向）に移動し、この移動により、尿素水通路１４が開放されて、尿素水通路１４の尿素水が空間１５に流通し、噴孔１０から尿素水が噴射される。

図１の説明に戻り、排気浄化システム１は、尿素水を貯蔵する尿素水タンク１７と、尿素水タンク１７と添加弁８の間を繋ぐ配管１９と、尿素水タンク１７から尿素水を汲み上げて配管１９を通じて添加弁８側に吐出するポンプ１８と、添加弁８及びポンプ１８を駆動制御する制御部２０とを備えている。

ポンプ１８は、制御部２０からの駆動信号により回転駆動される電動式ポンプである。ポンプ１８による尿素水の圧送量（ポンプ圧送量）が可変調整できる構成となっており、その圧送量の変更により配管１９内の尿素水圧力が変更可能になっている。なお、図１では、配管１９の一端が尿素水タンク１７に接続されて、その配管１９の途中にポンプ１８が設けられる構成だが、ポンプ１８は、尿素水タンク１７内に尿素水に浸漬した状態で配置されるインタンク式ポンプであっても良い。

制御部２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により構成される周知のマイクロコンピュータである。制御部２０には、エンジン回転数を検出する回転数センサ２１、ドライバによるアクセル操作量（アクセル開度）を検出するアクセルセンサ２２、ＳＣＲ触媒７の下流側に設けられて排気ガス中のＮＯｘ量（ＮＯｘ濃度）を検出するＮＯｘセンサ２３などから検出信号が逐次入力される。

制御部２０は、例えばＮＯｘセンサ２３の検出信号（下流側におけるＮＯｘ量）に基づいてＮＯｘ浄化率を算出して、ＮＯｘ浄化率に基づいて尿素水添加量を制御する。なお、ＮＯｘ浄化率Ｘ１は、エンジンから排出されるＮＯｘ排出量Ｙ１と、ＳＣＲ触媒７の下流側におけるＮＯｘ量Ｙ２とに基づいて算出される（Ｘ１＝（Ｙ１−Ｙ２）／Ｙ１）。このとき、ＮＯｘ排出量Ｙ１は、センサ２１、２２から求まる都度のエンジン運転状態（エンジン回転数、エンジン負荷（燃料噴射量））に基づいてマップや数式により算出される。また、ＳＣＲ触媒７の下流側におけるＮＯｘ量Ｙ２はＮＯｘセンサ２３の検出信号により算出される。

なお、尿素水添加量の制御に関し、ＳＣＲ触媒７のアンモニア吸着量を算出し、そのアンモニア吸着量に基づいて尿素水添加量を制御する構成であっても良い。具体的には、ＳＣＲ触媒７におけるアンモニア吸着量とアンモニア消費量（アンモニア反応量）との収支に基づいて実際のアンモニア吸着量（実吸着量）を算出するとともに、その実吸着量と目標吸着量との偏差に基づいて尿素水添加量をフィードバック制御する。

添加弁８の駆動に関しては具体的には、制御部２０からは添加弁８に対して所定周期の開弁指令パルスが出力され、そのパルス出力に伴い添加弁８の駆動部（ソレノイド部）に駆動電流が流れる。そして、その通電に伴い添加弁８が開弁され、尿素水が添加（噴射）される。このとき、開弁指令パルスの出力周期（又は出力周波数）を可変に調整することで尿素水添加量が増減されるようになっている。また、尿素水添加量を減量する場合、開弁指令パルスの出力周期を大きくする。また、尿素水添加量を増量する場合、開弁指令パルスの出力周期を小さくする。なお、尿素水添加量を減量する場合には、添加弁８の開弁駆動を一定期間で停止させるようにしても良い。また、開弁指令パルスの出力周期を固定として、開弁指令パルスの幅（ディーティ比）を調整することで、尿素水添加量を増減しても良い。

ところで、添加弁８は曲部３に設けられているため、排気ガスの流量が多い場合には、尿素水噴霧は曲部３の曲げ外側に流されやすい。このように、尿素水噴霧が曲部３の一部の内壁側に偏ってしまうと、曲部３の内壁やその下流側の内壁に尿素水が付着したり、付着した尿素水に起因したデポジットが析出したりするおそれがある。また、内壁に付着した尿素水は、ＳＣＲ触媒７でのＮＯｘとの還元反応に供されず、結果として尿素水が浪費される。

また、ＳＣＲ触媒７において一様にＮＯｘの還元浄化反応を起こさせるためには、尿素水噴霧を排気通路内において一様に分散させる必要があるが、尿素水噴霧が曲部３の曲げ外側に流れてしまうと、尿素水噴霧の分散一様性が低下する。分散一様性が低下すると、ＳＣＲ触媒７内の一部に偏って尿素水（アンモニア）が供給されることになり、ＮＯｘ浄化率が低下する。ＮＯｘ浄化率の低下を回避するために尿素水添加量を増やすと、ＳＣＲ触媒７内において部分的にアンモニア供給量が過多となり、その供給過多となったアンモニアがＳＣＲ触媒７から放出されるアンモニアスリップが発生してしまい、尿素水が浪費される。

特に、本実施形態では、添加弁８とＳＣＲ触媒７との距離が短い（ＳＣＲ触媒７の直径以下）ので、添加弁８から噴射された尿素水噴霧が、曲部３の曲げ外側に流された場合には、曲げ外側に偏った状態（分散一様性が乱された状態）でＳＣＲ触媒７の前面７ａに尿素水噴霧が供給されやすい。仮に、添加弁８とＳＣＲ触媒７との距離が長い場合には、尿素水噴霧が曲部３の曲げ外側に流されたとしても（分散一様性が乱されたとしても）、曲部３を通過してからＳＣＲ触媒７に到達するまでの間に、尿素水噴霧の分散一様性を多少回復できる可能性がある。

以上の問題を抑制するため、制御部２０は、排気ガスの流量に応じて、ポンプ１８の尿素水吐出圧、すなわち添加弁８に供給される尿素水の圧力を変化させる。つまり、制御部２０は、排気ガスの流量に応じてポンプ１８の尿素水吐出圧を変化させることで、添加弁８の尿素水噴射圧を変化させる。以下、排気ガスの流量に応じて尿素水の圧力をどのように変化させるかについて説明する。

ここで、図４は、種々のガス流速（５ｍ／ｓ、１０ｍ／ｓ、２０ｍ／ｓ）毎に、添加弁８から噴射される尿素水噴霧の粒径と、尿素水噴霧の移動量との関係の実験結果を示している。図４の実験結果は、図３に示す実験により得られた結果である。具体的には、７５ｍｍ径の角パイプ状の通路（角型ガス通路）の外周壁に、図１の添加弁８と同様の構造の添加弁を配置し、その添加弁から噴射された尿素水噴霧の到達位置が、ガス流の有無で、ガスの流れ方向にどれくらい変化するかを計測した。このとき、ガス流速及び噴霧の粒径を種々変化させて、ガス流速及び粒径ごとに、噴霧の到達位置変化（図４の縦軸の移動量）を計測した。なお、後述する図５に示すように、添加弁の噴射圧を変えることで噴霧粒径を変化させている。

図４に示すように、ガス流速が大きいほど噴霧の移動量が大きくなる。このことは、図１の構成において、ガス流速（排気ガスの流量）が大きくなると、尿素水噴霧が曲部３の曲げ外側に流されやすいことを示している。また、図４の結果では、いずれのガス流速においても、噴霧の粒径が大きいほど移動量が小さくなっている。このことは、粒径が大きいほど、噴霧が排気ガスに流されにくくなり、噴霧の貫徹力が増すことを示している。

また、図５に示すように、添加弁８の噴射圧（添加弁８に供給される尿素水の圧力）と尿素水噴霧の粒径とには相関があり、具体的には、噴射圧が大きいほど噴霧粒径が小さくなる。これは、噴射圧が大きいと、噴孔１０（図２参照）における噴霧速度（噴霧初速）が大きいことを示し、噴霧初速が大きいと噴霧と排気ガスとの衝突力が大きくなり、結果、尿素水の液滴が細かく分断されやすいためである。

制御部２０は、排気ガスの流量が多い場合には、噴射圧を低くすることで添加弁８から噴射される尿素水噴霧の粒径を大きくし（図５参照）、粒径を大きくすることで噴霧の貫徹力を増して（図４参照）噴霧が排気ガスに流されにくいように制御する。このことを言い換えると、制御部２０は、排気ガスの流量が少ない場合には、噴射圧を高くすることで添加弁８から噴射される尿素水噴霧の粒径を小さくする。

具体的には、制御部２０は、先ず、排気ガスの流量を取得する。具体的には、排気ガスの流量はエンジンの運転状態（エンジン回転数、エンジン負荷）に相関する。例えば、一般的にエンジン回転数やエンジン負荷が大きいほど排気ガスの流量が多くなる。また、排気系（排気通路２）から吸気系（吸気通路）に排気ガスの一部を還流するＥＧＲ装置が備えられている場合には、エンジン筒内に吸入するガス量のうちＥＧＲガス量が占める割合であるＥＧＲ率が大きいほど、曲部３に流れる排気ガスの流量が少なくなる。

よって、例えば、エンジン回転数、エンジン負荷及びＥＧＲ率と、排気ガスの流量との関係（マップ）を予め調べて、それを制御部２０内のメモリに記憶しておく。そして、現在のエンジン回転数、エンジン負荷及びＥＧＲ率を取得して、取得したエンジン回転数、エンジン負荷及びＥＧＲ率に対応する排気ガスの流量を、メモリに記憶されたマップから算出する。このとき、エンジン回転数は回転数センサ２１（図１参照）から取得できる。エンジン負荷は、アクセルセンサ２２（図１参照）が検出したアクセル操作量に基づいて制御部２０自身が設定した燃料噴射量の指令値とすることができる。また、ＥＧＲ率は、エンジン運転状態（エンジン回転数、エンジン負荷）に基づいて設定されるので、エンジン運転状態とＥＧＲ率との関係（マップ）をメモリに記憶しておき、そのマップに基づいて今回のＥＧＲ率を取得できる。また、ＥＧＲガス量を調整するバルブの開度に基づいてＥＧＲ率を算出しても良い。

なお、排気通路２に流量センサを設けて、その流量センサの出力に基づいて排気ガスの流量を取得しても良い。

制御部２０は、排気ガスの流量を取得した後、その排気ガスの流量に応じた圧力で添加弁８に尿素水が供給されるように、ポンプ１８の尿素水吐出圧を調整する。このとき、排気ガス流量Ａに応じて尿素水圧力Ｐ（ポンプ１８の尿素水吐出圧）をどのように調整するかは、例えば、図６のようにしても良いし、図７のようにしても良い。

図６では、排気ガス流量Ａが多くなるにしたがって尿素水圧力（ポンプ１８の尿素水吐出圧）を次第に（連続的に）小さくする。また、図７の方法は、所定の排気ガス流量Ａ１を境にして、尿素水圧力Ｐを２段階に切り替える方法である。すなわち、図７では、排気ガス流量Ａが所定の閾値Ａ１以下の場合には、一定の尿素水圧力Ｐ１とし、排気ガス流量Ａが閾値Ａ１より大きい場合には、尿素水圧力Ｐ１より低い一定の尿素水圧力Ｐ２とする。

なお、図７では、一つの閾値Ａ１を設定することで尿素水圧力を２段階に変更する方法だが、複数の排気ガス流量の閾値を設定して、３段階以上に尿素水圧力を変更するようにしても良い。

ポンプ１８の尿素水吐出圧の調整に関し、制御部２０は、例えばポンプ１８の回転数を調整することで、尿素水吐出圧を調整する。例えば、ポンプ１８の回転数を上げると、尿素水吐出圧を上げることができる。また、制御部２０は、ポンプ吐出圧（添加弁８の噴射圧）を変更した場合であっても、添加弁８から噴射される尿素水量が目標値から変わらないように、添加弁８の開弁指令パルスの出力周期やディーティ比を適宜変更する。

以下、本実施形態の作用効果を説明する。本実施形態によれば、排気ガスの流量が多い場合には、添加弁８に供給する尿素水圧力を低くして、添加弁８の尿素水噴射圧を低くするので、尿素水噴霧の粒径を大きくでき、尿素水噴霧が曲部３の曲げ外側に流されてしまうのを抑制できる。これにより、曲げ外側の内壁やその下流側の内壁に尿素水が付着したり、内壁にデポジットが析出したりするのを抑制でき、尿素水の浪費を抑制できる。また、尿素水噴霧の分散一様性を向上でき、分散一様性が低下することによるＮＯｘ浄化率の低下や、アンモニアスリップの発生を抑制できる。

また、排気ガスの流量が少ない場合には、多い場合に比べて、添加弁８に供給する尿素水圧力を高くして、尿素水噴霧の粒径を小さくするので、尿素水噴霧を微粒化（蒸発）しやすくでき、尿素水噴霧を排気通路の広い範囲に分散させることができる。つまり、尿素水噴霧の分散一様性を向上できる。このとき、排気ガスの流量が少ないので、尿素水噴霧の粒径を小さくしたとしても、排気ガスにより尿素水噴霧が曲部３の曲げ外側に流されてしまうのを抑制できる。

また、本実施形態では、添加弁８とＳＣＲ触媒７との距離が、ＳＣＲ触媒７の直径以下となっているので、排気浄化システムの構成をコンパクトにすることができる。

このように、添加弁８が曲部３に設けられ、さらに、添加弁８とＳＣＲ触媒７との距離が短い場合に、排気ガスの流量に応じてＳＣＲ触媒７に供給される尿素水（アンモニア）の分散一様性が低下することがあるので、排気ガス流量に応じて噴射圧を変更する構成を採用するとその分散一様性の低下を抑制でき好適である。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載を逸脱しない限度で種々の変更が可能である。例えば上記実施形態では、排気通路の曲部に添加弁を設けた例を説明したが、図８に示すように、排気通路の直線状に延びた部分（以下、直管部という）に添加弁を設けても良い。なお、図８では、図１の構成と同様の構成には同一の符号を付している。図８の例では、添加弁８は、ＳＣＲ触媒７の排気上流側の直管部２４の外周壁において、ＳＣＲ触媒７の前面７ａ側に向くように外周壁の法線方向に対して斜めに傾いている。つまり、添加弁８は、前面７ａに向けて尿素水を噴射するように設けられる。このとき、排気ガスの流れ方向に対して、添加弁８の尿素水噴射方向が斜めになっているので、排気ガスの流量が多くなると、尿素水噴霧の供給位置が、図８の太点線２５の位置から、添加弁８が設けられた外周壁側に寄った細点線２６の位置に変わってしまい、前面７ａの一部に偏って尿素水噴霧が供給されてしまう。特に、添加弁８の先端（噴孔）から、前面７ａ（前面７ａのうち添加弁８に最も近い部分）までの距離が短い（例えばＳＣＲ触媒７の直径以下）場合に、排気ガスの流量の影響で尿素水噴霧の供給に偏りが生じやすくなる。

これを抑制するため、上記実施形態のように、排気ガスの流量が多い場合には、添加弁８の噴射圧を低くすることで、尿素水噴霧の粒径を大きくでき、排気ガスに流されにくくできる。

また、本発明を尿素ＳＣＲシステム以外で具体化することも可能である。例えば、アンモニア水を排気通路に直接添加するシステム、アンモニア以外の還元剤（ＨＣ等）を用いるシステムなどにおいても具体化することも可能である。

１ 排気浄化システム
２、２４ 排気通路
７ ＳＣＲ触媒（ＮＯｘ触媒）
８ 添加弁
１８ ポンプ（加圧手段）
２０ 制御部（内燃機関の排気浄化装置、取得手段、制御手段）

Claims (3)

1. 内燃機関の排気通路（２、２４）に設けられ還元剤により排気ガス中のＮＯｘを選択的に還元浄化するＮＯｘ触媒（７）と、
   前記ＮＯｘ触媒の排気上流側に液状の還元剤を添加する添加弁（８）と、
   前記添加弁に供給される還元剤を加圧する加圧手段（１８）とを備える排気浄化システム（１）に適用され、
   排気ガスの流量を取得する取得手段（２０）と、
   前記取得手段が取得した排気ガスの流量が多くなると還元剤の圧力を低くし、排気ガスの流量が少なくなると還元剤の圧力を高くするよう前記加圧手段を制御する制御手段（２０）と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置（２０）。
2. 前記排気通路は前記ＮＯｘ触媒よりも排気上流側に曲部（３）を有し、
   前記添加弁は前記曲部の曲げ外側に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
3. 前記添加弁の先端から前記ＮＯｘ触媒の排気上流側の端面（７ａ）までの距離が、前記ＮＯｘ触媒の直径以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化装置。

Images