JP2838595B2 - ディーゼルエンジンにおける排気ガス処理装置 - Google Patents
ディーゼルエンジンにおける排気ガス処理装置Info
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- diesel engine
- valve
- combustion
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、たとえば車両のディー
ゼルエンジンから排出される排気ガスから、特にＮＯX
をより効率よく分解低減して外部に排気するための排気
ガス処理装置に関する。
ゼルエンジンから排出される排気ガスから、特にＮＯX
をより効率よく分解低減して外部に排気するための排気
ガス処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両のエンジンを駆動することにより排
出される排気ガスの成分は、理論上完全燃焼すれば、単
にＣＯ2 （二酸化炭素）と、Ｈ2 Ｏ（水）およびＮ（窒
素）である。ただし、燃料が完全燃焼することは不可能
であって、実際には、さらにＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ
（炭化水素）、およびＮＯX （窒素酸化物）が生成され
てしまう。
出される排気ガスの成分は、理論上完全燃焼すれば、単
にＣＯ2 （二酸化炭素）と、Ｈ2 Ｏ（水）およびＮ（窒
素）である。ただし、燃料が完全燃焼することは不可能
であって、実際には、さらにＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ
（炭化水素）、およびＮＯX （窒素酸化物）が生成され
てしまう。
【０００３】すなわち、燃料ガスをエンジン内で燃焼さ
せるためには、空気中の酸素が必要である。この酸素は
空気中に約４分の１程度含まれていて、残りの約４分の
３の大部分は窒素であり、その他、極く微量の成分があ
る。本来、空気中の窒素と酸素は別々にあって結び付か
ないが、高温の燃焼過程（酸化反応）では窒素が酸化さ
れ、燃焼過程の副産物として上記ＮＯX が生成される。
せるためには、空気中の酸素が必要である。この酸素は
空気中に約４分の１程度含まれていて、残りの約４分の
３の大部分は窒素であり、その他、極く微量の成分があ
る。本来、空気中の窒素と酸素は別々にあって結び付か
ないが、高温の燃焼過程（酸化反応）では窒素が酸化さ
れ、燃焼過程の副産物として上記ＮＯX が生成される。
【０００４】車両のうちでも、特に乗用車に多用される
ガソリンエンジンの場合には、ほとんどその排気系統に
三元触媒が備えられている。この三元触媒は、ＣＯとＨ
Ｃを酸化させるとともに、ＮＯX を還元する触媒作用を
なす。比較的簡単で、かつ正確な空燃比制御ができる電
子制御式燃料噴射を用いるか、あるいは気化器方式のも
のでもＯ2 センサを用いて、空燃比フィードバック制御
により理論空燃比に制御して行う。いずれにしても、ガ
ソリンエンジンにおいては、燃焼した排気ガスは上記触
媒により、ＣＯとＨＣおよびＮＯX の成分が同時に浄化
され、高い浄化率が得られる。
ガソリンエンジンの場合には、ほとんどその排気系統に
三元触媒が備えられている。この三元触媒は、ＣＯとＨ
Ｃを酸化させるとともに、ＮＯX を還元する触媒作用を
なす。比較的簡単で、かつ正確な空燃比制御ができる電
子制御式燃料噴射を用いるか、あるいは気化器方式のも
のでもＯ2 センサを用いて、空燃比フィードバック制御
により理論空燃比に制御して行う。いずれにしても、ガ
ソリンエンジンにおいては、燃焼した排気ガスは上記触
媒により、ＣＯとＨＣおよびＮＯX の成分が同時に浄化
され、高い浄化率が得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、特にバスや
トラックに多用されるディーゼルエンジンの場合には、
上記三元触媒をそのまま用いても効果がない。すなわ
ち、ディーゼルエンジンの特徴として、吸気系から燃焼
用空気を燃焼室に供給して高圧に圧縮する構造であるか
ら、供給酸素量がガソリンエンジンよりも多いことと、
ディーゼルエンジンの燃料として用いられる軽油に含ま
れるＳ（硫黄）分が、ガソリンエンジンのガソリン燃料
よりも多いことが影響する。
トラックに多用されるディーゼルエンジンの場合には、
上記三元触媒をそのまま用いても効果がない。すなわ
ち、ディーゼルエンジンの特徴として、吸気系から燃焼
用空気を燃焼室に供給して高圧に圧縮する構造であるか
ら、供給酸素量がガソリンエンジンよりも多いことと、
ディーゼルエンジンの燃料として用いられる軽油に含ま
れるＳ（硫黄）分が、ガソリンエンジンのガソリン燃料
よりも多いことが影響する。
【０００６】なお説明すれば、ディーゼルエンジンから
排出される排気ガスの一般的な傾向として、ＣＯ濃度
は、０．３％以下で５００〜２０００ｐｐｍを越えるこ
とのない極めて低い濃度である。ＨＣ濃度も、Ｃ1 〜Ｃ
3 などの成分とＣ8 以上の燃料成分が僅かにあり、濃度
としては比較的低い。ただし、ＮＯX は濃度として２０
０ｐｐｍを越えることが多く、その量もガソリンエンジ
ンと近くなることがある。特に、直接噴射方式のディー
ゼルエンジンでは、酸素過剰が著しいところから、ＮＯ
X 濃度が高い値になる傾向にある。
排出される排気ガスの一般的な傾向として、ＣＯ濃度
は、０．３％以下で５００〜２０００ｐｐｍを越えるこ
とのない極めて低い濃度である。ＨＣ濃度も、Ｃ1 〜Ｃ
3 などの成分とＣ8 以上の燃料成分が僅かにあり、濃度
としては比較的低い。ただし、ＮＯX は濃度として２０
０ｐｐｍを越えることが多く、その量もガソリンエンジ
ンと近くなることがある。特に、直接噴射方式のディー
ゼルエンジンでは、酸素過剰が著しいところから、ＮＯ
X 濃度が高い値になる傾向にある。
【０００７】このようにして、ディーゼルエンジン自体
の構造と、燃料である軽油の特性から、上記ガソリンエ
ンジンに用いられる三元触媒をそのまま転用しても、Ｎ
ＯX 低減の効果がほとんどない。
の構造と、燃料である軽油の特性から、上記ガソリンエ
ンジンに用いられる三元触媒をそのまま転用しても、Ｎ
ＯX 低減の効果がほとんどない。
【０００８】本発明は、上述したような事情に鑑みなさ
れたものであり、その目的とするところは、ＨＣの存在
により活性化される触媒を用いることにより、ＮＯX を
効率よく分解して低減の図り、併せて、潤滑油の希釈を
抑制してエンジン本体の潤滑成向上を図り、さらに黒煙
の低減をも得られるディーゼルエンジンにおける排気ガ
ス処理装置を提供することにある。
れたものであり、その目的とするところは、ＨＣの存在
により活性化される触媒を用いることにより、ＮＯX を
効率よく分解して低減の図り、併せて、潤滑油の希釈を
抑制してエンジン本体の潤滑成向上を図り、さらに黒煙
の低減をも得られるディーゼルエンジンにおける排気ガ
ス処理装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、ディーゼルエンジンの燃焼室に燃焼用空気
を供給する吸気系の中途部にＨＣ（炭化水素）を供給す
るＨＣ供給手段を設け、上記燃焼室から外部に排気ガス
を排出案内する排気ガス通路の中途部に炭化水素成分を
還元剤として活性化されＮＯX （窒素酸化物）を分解す
る触媒コンバータを備え、上記ＨＣ供給手段がＨＣを供
給開始するタイミングを上記燃焼室に設けられる排気弁
の閉成以前としたことを特徴とするディーゼルエンジン
における排気ガス処理装置である。
に本発明は、ディーゼルエンジンの燃焼室に燃焼用空気
を供給する吸気系の中途部にＨＣ（炭化水素）を供給す
るＨＣ供給手段を設け、上記燃焼室から外部に排気ガス
を排出案内する排気ガス通路の中途部に炭化水素成分を
還元剤として活性化されＮＯX （窒素酸化物）を分解す
る触媒コンバータを備え、上記ＨＣ供給手段がＨＣを供
給開始するタイミングを上記燃焼室に設けられる排気弁
の閉成以前としたことを特徴とするディーゼルエンジン
における排気ガス処理装置である。
【００１０】
【作用】上記排気弁が閉成する以前にＨＣが供給開始さ
れるから、吸気系に供給されたＨＣのほとんど全ては燃
焼室を吹き抜けて、排気ガス通路に導かれる。すなわ
ち、燃焼室において本来の燃焼作用がなされる以前に、
上記ＨＣは燃焼室をほとんど素通りして、排気ガス通路
に導かれる。そして、上記触媒コンバータは、上記炭化
水素を還元剤としてより活性化するところとなり、ＮＯ
X をＮ2 とＯ2 とに分解し、ＮＯX に対する低減触媒作
用をなす。
れるから、吸気系に供給されたＨＣのほとんど全ては燃
焼室を吹き抜けて、排気ガス通路に導かれる。すなわ
ち、燃焼室において本来の燃焼作用がなされる以前に、
上記ＨＣは燃焼室をほとんど素通りして、排気ガス通路
に導かれる。そして、上記触媒コンバータは、上記炭化
水素を還元剤としてより活性化するところとなり、ＮＯ
X をＮ2 とＯ2 とに分解し、ＮＯX に対する低減触媒作
用をなす。
【００１１】また、上記ＨＣ供給手段から供給されるＨ
Ｃは、ほとんど上記燃焼室を吹き抜けるため、ＨＣが比
較的低温の燃焼室の周壁に沿って下降し、クランクケー
ス内のブローバイガスを増大させ、クランクケース底部
に溜められている潤滑油に混合して潤滑油を希釈する、
いわゆるダイリューションの発生を抑制する。
Ｃは、ほとんど上記燃焼室を吹き抜けるため、ＨＣが比
較的低温の燃焼室の周壁に沿って下降し、クランクケー
ス内のブローバイガスを増大させ、クランクケース底部
に溜められている潤滑油に混合して潤滑油を希釈する、
いわゆるダイリューションの発生を抑制する。
【００１２】さらに、上記ＨＣの一部は燃焼室内で燃焼
し、主燃料噴射ノズルから主燃料が噴射される前に、予
め燃焼室内でＨＣが燃焼して、そこに主燃料が供給され
て着火するため、燃焼の促進により黒煙の排出が減少
し、触媒コンバータの黒煙による被毒が防止される。
し、主燃料噴射ノズルから主燃料が噴射される前に、予
め燃焼室内でＨＣが燃焼して、そこに主燃料が供給され
て着火するため、燃焼の促進により黒煙の排出が減少
し、触媒コンバータの黒煙による被毒が防止される。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面にもとづいて
説明する。
説明する。
【００１４】図１において、１はディーゼルエンジンの
エンジン本体を概略的に示す。このエンジン本体１を構
成する燃焼室２には燃焼用空気を供給する吸気配管など
からなる吸気系３が連通する。この吸気系３の中途部、
たとえば上記燃焼室２の上部に設けられ給気弁４が開閉
自在な吸気ポート５に対向して、排気ガス処理装置Ｓを
構成する霧化装置６が設けられる。この霧化装置６に
は、ポンプ７を介してＨＣを集溜するＨＣ溜り部８に連
通するＨＣ供給管９が接続される。
エンジン本体を概略的に示す。このエンジン本体１を構
成する燃焼室２には燃焼用空気を供給する吸気配管など
からなる吸気系３が連通する。この吸気系３の中途部、
たとえば上記燃焼室２の上部に設けられ給気弁４が開閉
自在な吸気ポート５に対向して、排気ガス処理装置Ｓを
構成する霧化装置６が設けられる。この霧化装置６に
は、ポンプ７を介してＨＣを集溜するＨＣ溜り部８に連
通するＨＣ供給管９が接続される。
【００１５】上記霧化装置６は、図２に拡大して示すよ
うに、先端に尖鋭状の弁部１０を設けた弁杆１１を備え
ていて、ソレノイド１２を励磁することによって上記弁
部１０は噴射孔１３を開放する。この噴射孔１３には、
ここでは図示しない上記ＨＣ供給管が接続するガイド部
１４が連設されていて、噴射孔１３が開放すれば、ＨＣ
がそのまま吐出される。
うに、先端に尖鋭状の弁部１０を設けた弁杆１１を備え
ていて、ソレノイド１２を励磁することによって上記弁
部１０は噴射孔１３を開放する。この噴射孔１３には、
ここでは図示しない上記ＨＣ供給管が接続するガイド部
１４が連設されていて、噴射孔１３が開放すれば、ＨＣ
がそのまま吐出される。
【００１６】再び図１に示すように、上記霧化装置６に
は、ＨＣ溜り部８からポンプ７を介してＨＣが圧送され
るところから、上記噴射孔１３を開放することにより、
ここからＨＣが霧状になって上記吸気ポート５に向かっ
て噴出されることとなる。
は、ＨＣ溜り部８からポンプ７を介してＨＣが圧送され
るところから、上記噴射孔１３を開放することにより、
ここからＨＣが霧状になって上記吸気ポート５に向かっ
て噴出されることとなる。
【００１７】上記エンジン本体１の燃焼室２上部には、
上記給気弁４によって開閉される吸気ポート５ととも
に、排気弁１５によって開閉される排気ポート１６が設
けられていて、この排気ポート１６に燃焼室２で燃焼し
て生成される排気ガスを外部に排出案内する排気ガス通
路１７が接続される。そしてこの排気ガス通路１７の中
途部には、上記霧化装置６とともに排気ガス処理装置Ｓ
を構成する触媒コンバータ１８が設けられる。
上記給気弁４によって開閉される吸気ポート５ととも
に、排気弁１５によって開閉される排気ポート１６が設
けられていて、この排気ポート１６に燃焼室２で燃焼し
て生成される排気ガスを外部に排出案内する排気ガス通
路１７が接続される。そしてこの排気ガス通路１７の中
途部には、上記霧化装置６とともに排気ガス処理装置Ｓ
を構成する触媒コンバータ１８が設けられる。
【００１８】上記触媒コンバータ１８の主成分は、ゼオ
ライト系触媒である。なお説明すれば、ここでは、たと
えば水素系ゼオライト（Ｈ／ＺＳＭ−５）を採用すると
最適であり、これをペレット状もしくはモノリス状にし
て容器内に収容してなる。この種の触媒の特性は、ＨＣ
の供給を受けることによって、このＨＣ成分を還元剤と
してより活性化し、ＮＯX （窒素酸化物）をより効果的
にＮ2 とＯ2 に分解するとともに、ＨＣをより効果的に
Ｈ2 ＯとＣＯ2 に分解できる。
ライト系触媒である。なお説明すれば、ここでは、たと
えば水素系ゼオライト（Ｈ／ＺＳＭ−５）を採用すると
最適であり、これをペレット状もしくはモノリス状にし
て容器内に収容してなる。この種の触媒の特性は、ＨＣ
の供給を受けることによって、このＨＣ成分を還元剤と
してより活性化し、ＮＯX （窒素酸化物）をより効果的
にＮ2 とＯ2 に分解するとともに、ＨＣをより効果的に
Ｈ2 ＯとＣＯ2 に分解できる。
【００１９】なお上記ゼオライト系触媒は、図３に示す
ような触媒活性域を有する。図の横軸は、ＨＣ／ＮＯX
の体積比であるモル比で表し、縦軸は排気ガスの温度で
ある。ＴL は上記触媒の活性下限温度であって、ＴL 以
下の温度では触媒はその作用をなさず、ＴL から所定の
高い温度の範囲で有効な触媒作用をなす。しかも、触媒
活性域はＨＣ／ＮＯX が１以上ある場合に限られる。Ａ
曲線はエンジン回転数が低速度、Ｂ曲線は中速度、Ｃ曲
線は高速度で、それぞれ一定の回転速度とし、かつそれ
ぞれの回転速度における負荷を変化させたときの、排気
温度とＨＣ／ＮＯX に対する特性変化である。
ような触媒活性域を有する。図の横軸は、ＨＣ／ＮＯX
の体積比であるモル比で表し、縦軸は排気ガスの温度で
ある。ＴL は上記触媒の活性下限温度であって、ＴL 以
下の温度では触媒はその作用をなさず、ＴL から所定の
高い温度の範囲で有効な触媒作用をなす。しかも、触媒
活性域はＨＣ／ＮＯX が１以上ある場合に限られる。Ａ
曲線はエンジン回転数が低速度、Ｂ曲線は中速度、Ｃ曲
線は高速度で、それぞれ一定の回転速度とし、かつそれ
ぞれの回転速度における負荷を変化させたときの、排気
温度とＨＣ／ＮＯX に対する特性変化である。
【００２０】図から明らかなように、低，中，高速度の
いずれのエンジン回転速度であっても、排気温度がＴL
以上の温度範囲では、ほとんどＨＣ／ＮＯX が１より小
さくて、上記触媒の活性域に入らない（わずかに、高回
転速度Ａの一部は含まれているが）。また、ＨＣ／ＮＯ
X が１より大きい範囲では、排気温度がＴL 以下になっ
ていて、触媒活性域に入らない。
いずれのエンジン回転速度であっても、排気温度がＴL
以上の温度範囲では、ほとんどＨＣ／ＮＯX が１より小
さくて、上記触媒の活性域に入らない（わずかに、高回
転速度Ａの一部は含まれているが）。また、ＨＣ／ＮＯ
X が１より大きい範囲では、排気温度がＴL 以下になっ
ていて、触媒活性域に入らない。
【００２１】再び図１に示すように、上記燃焼室２に設
けられ燃料を噴出する主燃料噴射ノズル２０には、燃料
噴射ポンプ２１が連通していて、図示しないアクセルペ
タルに連結されるロードレバーに負荷センサ２２が設け
られ、ＥＣＵ２３と電気的に接続される。クランク軸側
には、回転数・クランク角センサ２４が設けられ、上記
ＥＣＵ２３と電気的に接続される。さらに、触媒コンバ
ータ１８の上流側近傍には排気温度を検出する温度セン
サ２５が設けられ、上記ＥＣＵ２３と電気的に接続され
る。このＥＣＵ２３は、上記回転数・クランク角センサ
２４からの信号を受けて、吸気弁４および排気弁１５
が、図４に示されているＨＣ噴霧期間になるタイミング
を算出し、この期間に上記霧化装置６に弁開放の指示信
号を送るよう制御する。
けられ燃料を噴出する主燃料噴射ノズル２０には、燃料
噴射ポンプ２１が連通していて、図示しないアクセルペ
タルに連結されるロードレバーに負荷センサ２２が設け
られ、ＥＣＵ２３と電気的に接続される。クランク軸側
には、回転数・クランク角センサ２４が設けられ、上記
ＥＣＵ２３と電気的に接続される。さらに、触媒コンバ
ータ１８の上流側近傍には排気温度を検出する温度セン
サ２５が設けられ、上記ＥＣＵ２３と電気的に接続され
る。このＥＣＵ２３は、上記回転数・クランク角センサ
２４からの信号を受けて、吸気弁４および排気弁１５
が、図４に示されているＨＣ噴霧期間になるタイミング
を算出し、この期間に上記霧化装置６に弁開放の指示信
号を送るよう制御する。
【００２２】また、上記ＥＣＵ２３は、上記温度センサ
２５からの信号によって、排気温度が触媒コンバータ１
８の活性域に入るような温度にあるかを判断して、上記
霧化装置６に弁開放の指示信号を送るよう指示する。
２５からの信号によって、排気温度が触媒コンバータ１
８の活性域に入るような温度にあるかを判断して、上記
霧化装置６に弁開放の指示信号を送るよう指示する。
【００２３】すなわち、温度センサ２５からの信号によ
って排気温度がＴL 以上になった場合に、図４に示され
ているＨＣ噴霧期間、霧化装置６の弁開放がなされる。
なお、この弁開放がなされた期間に噴射されるＨＣ量
は、負荷センサ２２と回転数・クランク角センサ２４か
らの信号によって負荷と回転数とを基に、ＨＣ／ＮＯX
のモル比が１より大きくなるように設定されている。
って排気温度がＴL 以上になった場合に、図４に示され
ているＨＣ噴霧期間、霧化装置６の弁開放がなされる。
なお、この弁開放がなされた期間に噴射されるＨＣ量
は、負荷センサ２２と回転数・クランク角センサ２４か
らの信号によって負荷と回転数とを基に、ＨＣ／ＮＯX
のモル比が１より大きくなるように設定されている。
【００２４】つぎに、このようにして構成されるディー
ゼルエンジンの排気ガス処理装置Ｓの作用について説明
する。
ゼルエンジンの排気ガス処理装置Ｓの作用について説明
する。
【００２５】上記エンジン本体１の作用は、全く変わら
ない。すなわち、吸気弁４が吸気ポート５を開放したと
き、吸気系３から燃焼室２に燃焼用空気が供給される。
ピストン２ａが上昇して、燃焼室２に供給された空気を
高圧にし、そこに主燃料噴射ノズル２０から燃料である
軽油が噴射され、燃焼室２で爆発燃焼作用が行われる。
燃焼後、排気弁１５が排気ポート１６を開放し、燃焼室
２の排気ガスは排気ガス通路１７に排出される。
ない。すなわち、吸気弁４が吸気ポート５を開放したと
き、吸気系３から燃焼室２に燃焼用空気が供給される。
ピストン２ａが上昇して、燃焼室２に供給された空気を
高圧にし、そこに主燃料噴射ノズル２０から燃料である
軽油が噴射され、燃焼室２で爆発燃焼作用が行われる。
燃焼後、排気弁１５が排気ポート１６を開放し、燃焼室
２の排気ガスは排気ガス通路１７に排出される。
【００２６】上記排気ガス処理装置Ｓを構成する霧化装
置６は、ＥＣＵ２３からの駆動信号にもとづきＨＣを霧
状にして噴出する。このＨＣ噴霧の開始タイミングは、
図４に示すように、排気弁１５が閉成する以前に設定す
る。すなわち、排気弁１５が閉成する以前はまた、上記
吸気弁４が開放動作に移るときであり、したがって、排
気弁１５と吸気弁４がともに開放する、いわゆるオーバ
ーラップ時期である。そして、上記排気弁１５が閉成し
てオーバーラップ時期が終了してもなおＨＣの供給が継
続し、吸気弁４が閉成動作に移行したころ、ＨＣの供給
が停止するよう制御される。
置６は、ＥＣＵ２３からの駆動信号にもとづきＨＣを霧
状にして噴出する。このＨＣ噴霧の開始タイミングは、
図４に示すように、排気弁１５が閉成する以前に設定す
る。すなわち、排気弁１５が閉成する以前はまた、上記
吸気弁４が開放動作に移るときであり、したがって、排
気弁１５と吸気弁４がともに開放する、いわゆるオーバ
ーラップ時期である。そして、上記排気弁１５が閉成し
てオーバーラップ時期が終了してもなおＨＣの供給が継
続し、吸気弁４が閉成動作に移行したころ、ＨＣの供給
が停止するよう制御される。
【００２７】理論上は、上記燃焼室２全体に亘って均一
な燃焼作用をなすことになっているが、実際には、一部
に未燃焼現象が生じ、未燃焼ガスであるＨＣが生成され
る。
な燃焼作用をなすことになっているが、実際には、一部
に未燃焼現象が生じ、未燃焼ガスであるＨＣが生成され
る。
【００２８】この未燃焼ガスを含む排気ガスが排気ガス
通路１７に排出される。一方、上記排気弁１５が閉成す
る以前である、吸気弁４との開放オーバーラップ時に霧
化装置６からＨＣが供給開始されるから、この供給され
たＨＣのほとんど大部分は燃焼室２を吹き抜けて、その
まま排気ガス通路１７に導かれる。すなわち、燃焼室２
において本来の燃焼作用がなされる以前に、上記ＨＣの
ほとんどは燃焼室２を素通りする。そして、排気ガス通
路１７に導かれ、上記触媒の活性化を行う。
通路１７に排出される。一方、上記排気弁１５が閉成す
る以前である、吸気弁４との開放オーバーラップ時に霧
化装置６からＨＣが供給開始されるから、この供給され
たＨＣのほとんど大部分は燃焼室２を吹き抜けて、その
まま排気ガス通路１７に導かれる。すなわち、燃焼室２
において本来の燃焼作用がなされる以前に、上記ＨＣの
ほとんどは燃焼室２を素通りする。そして、排気ガス通
路１７に導かれ、上記触媒の活性化を行う。
【００２９】上記炭化水素は、炭素と水素との化合物で
あって、すべての有機化合物の母体となる化合物であ
る。この炭化水素は、飽和炭化水素と、不飽和炭化水素
とに分類される。上記飽和炭化水素は、炭素原子どうし
が全て単結合でつながれている。上記不飽和炭化水素
は、炭素骨格に二重結合や三重結合を含むものである。
あって、すべての有機化合物の母体となる化合物であ
る。この炭化水素は、飽和炭化水素と、不飽和炭化水素
とに分類される。上記飽和炭化水素は、炭素原子どうし
が全て単結合でつながれている。上記不飽和炭化水素
は、炭素骨格に二重結合や三重結合を含むものである。
【００３０】上述のように、燃焼室２を吹き抜けて、そ
のまま排気ガス通路１７に導かれる炭化水素には飽和炭
化水素が多く含まれ、このような飽和炭化水素が多く含
まれる排気ガスが触媒コンバータ１８を通過すると、こ
のゼオライト系触媒の、特に選択された水素系ゼオライ
ト触媒は、その性質上、飽和炭化水素を還元剤としてよ
り活性化する。したがって、ＮＯX をＮ2 とＯ2 とによ
り効率よく分解して、ＮＯX を低減してから外部に排出
させる。同時に、未燃焼ガスとしてのＨＣをＨ2 ＯとＣ
Ｏ2 とに効率よく分解する。
のまま排気ガス通路１７に導かれる炭化水素には飽和炭
化水素が多く含まれ、このような飽和炭化水素が多く含
まれる排気ガスが触媒コンバータ１８を通過すると、こ
のゼオライト系触媒の、特に選択された水素系ゼオライ
ト触媒は、その性質上、飽和炭化水素を還元剤としてよ
り活性化する。したがって、ＮＯX をＮ2 とＯ2 とによ
り効率よく分解して、ＮＯX を低減してから外部に排出
させる。同時に、未燃焼ガスとしてのＨＣをＨ2 ＯとＣ
Ｏ2 とに効率よく分解する。
【００３１】また、上記排気ガス処理装置Ｓでは、霧化
装置６から供給されるＨＣのほとんど大部分は上記燃焼
室２を吹き抜けるため、ＨＣが比較的低温の燃焼室２の
周壁に沿って下降し、クランクケース内のブローバイガ
スを増大させ、クランクケース底部に溜められている潤
滑油に混合して潤滑油を希釈する、いわゆるダイリュー
ションの発生が抑制されることとなる。
装置６から供給されるＨＣのほとんど大部分は上記燃焼
室２を吹き抜けるため、ＨＣが比較的低温の燃焼室２の
周壁に沿って下降し、クランクケース内のブローバイガ
スを増大させ、クランクケース底部に溜められている潤
滑油に混合して潤滑油を希釈する、いわゆるダイリュー
ションの発生が抑制されることとなる。
【００３２】さらに、上記ＨＣの一部は燃焼室２内で燃
焼し、主燃料噴射ノズル２０から主燃料が噴射される前
に、予め燃焼室２内でＨＣが燃焼して、そこに主燃料が
供給されて着火するため、燃焼の促進により黒煙の排出
が減少し、触媒コンバータ１８の黒煙による被毒が防止
される。
焼し、主燃料噴射ノズル２０から主燃料が噴射される前
に、予め燃焼室２内でＨＣが燃焼して、そこに主燃料が
供給されて着火するため、燃焼の促進により黒煙の排出
が減少し、触媒コンバータ１８の黒煙による被毒が防止
される。
【００３３】なお上記実施例においては、上記霧化装置
６にポンプ７を介して専用のＨＣ溜り部８を連通した
が、これに限定されるものではなく、たとえば図示しな
い車両の燃料タンクに連通して、ＨＣが主成分である上
記燃料油を直接供給するようにしてもよい。
６にポンプ７を介して専用のＨＣ溜り部８を連通した
が、これに限定されるものではなく、たとえば図示しな
い車両の燃料タンクに連通して、ＨＣが主成分である上
記燃料油を直接供給するようにしてもよい。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、排
気ガス通路にＨＣを供給する手段を設け、炭化水素成分
を還元剤として活性化しＮＯX を分解する触媒コンバー
タを備えたから、簡単な構成で、確実にＮＯX を低減
し、浄化機能の信頼性向上を得られる。また、上記ＨＣ
供給手段がＨＣを供給開始するタイミングを、上記燃焼
室に設けられる排気弁の閉成以前としたから、吸気弁と
排気弁とのオーバラップ時にＨＣが排気ガス通路に吹き
抜け、このＨＣによって触媒の活性化が得られ、併せて
ＨＣの大部分が排気ガス通路に吹き抜けることによっ
て、燃焼室からクランクケース底部に下降し潤滑油に混
入してダイリューションを発生することが抑制され、エ
ンジン本体における潤滑性の向上が図られる。さらに、
吹き抜けない一部のＨＣが燃焼室内で燃焼することによ
って、主燃料が効率よく着火燃焼し、黒煙の排出が減少
され、これによって触媒コンバータの黒煙による被毒が
防止されるなどの効果を奏する。
気ガス通路にＨＣを供給する手段を設け、炭化水素成分
を還元剤として活性化しＮＯX を分解する触媒コンバー
タを備えたから、簡単な構成で、確実にＮＯX を低減
し、浄化機能の信頼性向上を得られる。また、上記ＨＣ
供給手段がＨＣを供給開始するタイミングを、上記燃焼
室に設けられる排気弁の閉成以前としたから、吸気弁と
排気弁とのオーバラップ時にＨＣが排気ガス通路に吹き
抜け、このＨＣによって触媒の活性化が得られ、併せて
ＨＣの大部分が排気ガス通路に吹き抜けることによっ
て、燃焼室からクランクケース底部に下降し潤滑油に混
入してダイリューションを発生することが抑制され、エ
ンジン本体における潤滑性の向上が図られる。さらに、
吹き抜けない一部のＨＣが燃焼室内で燃焼することによ
って、主燃料が効率よく着火燃焼し、黒煙の排出が減少
され、これによって触媒コンバータの黒煙による被毒が
防止されるなどの効果を奏する。
【図１】本発明の一実施例を示す、ディーゼルエンジン
における排気ガス処理装置の概略構成図。
における排気ガス処理装置の概略構成図。
【図２】同実施例の、霧化装置の縦断面図。
【図３】同実施例の、触媒の特性図。
【図４】同実施例の、バルブリフトに対するＨＣ噴霧の
タイミング図。
タイミング図。
２…燃焼室、３…吸気系、６…霧化装置、１７…排気ガ
ス通路、１８…触媒コンバータ、４…吸気弁、１５…排
気弁。
ス通路、１８…触媒コンバータ、４…吸気弁、１５…排
気弁。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中山 真治 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動 車工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−217640（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−200723（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B01D 53/36
Claims (1)
- 【請求項１】ディーゼルエンジンの燃焼室に燃焼用空気
を供給する吸気系の中途部に設けられたＨＣ（炭化水
素）を供給するＨＣ供給手段と、上記燃焼室から外部に
排気ガスを排出案内する排気ガス通路の中途部に設けら
れ炭化水素成分を還元剤として活性化されＮＯX （窒素
酸化物）を分解する触媒コンバータとを具備し、上記Ｈ
Ｃ供給手段がＨＣを供給開始するタイミングを上記燃焼
室に設けられる排気弁の閉成以前としたことを特徴とす
るディーゼルエンジンにおける排気ガス処理装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2407262A JP2838595B2 (ja) | 1990-12-07 | 1990-12-07 | ディーゼルエンジンにおける排気ガス処理装置 |
| US07/798,751 US5343702A (en) | 1990-11-30 | 1991-11-27 | Zeolite converter for diesel engine |
| KR1019910021368A KR950004533B1 (ko) | 1990-11-30 | 1991-11-27 | 디젤엔진의 배기 가스 처리 장치 |
| EP91120563A EP0488386B1 (en) | 1990-11-30 | 1991-11-29 | Exhaust gas purifier for diesel engine |
| DE69104591T DE69104591T2 (de) | 1990-11-30 | 1991-11-29 | Abgasreinigungseinrichtung für einen Dieselmotor. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2407262A JP2838595B2 (ja) | 1990-12-07 | 1990-12-07 | ディーゼルエンジンにおける排気ガス処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04210211A JPH04210211A (ja) | 1992-07-31 |
| JP2838595B2 true JP2838595B2 (ja) | 1998-12-16 |
Family
ID=18516881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2407262A Expired - Fee Related JP2838595B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-12-07 | ディーゼルエンジンにおける排気ガス処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2838595B2 (ja) |
-
1990
- 1990-12-07 JP JP2407262A patent/JP2838595B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04210211A (ja) | 1992-07-31 |
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