JP4280934B2 - Exhaust purification device, additive supply device, and exhaust purification system for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の排気を浄化する排気浄化装置、排気浄化装置に添加剤を供給する添加剤供給装置、および内燃機関の排気浄化システムに関する。 The present invention relates to an exhaust purification device that purifies exhaust gas from an internal combustion engine, an additive supply device that supplies an additive to the exhaust purification device, and an exhaust purification system of the internal combustion engine.
従来、例えばディーゼルエンジンなどの内燃機関は、ディーゼル排気微粒子除去装置(DPF)およびNOx還元触媒などの浄化部を有している。このような浄化部を備える装置およびシステムでは、浄化部を再生するため、あるいは触媒による酸化還元反応を実施するため、例えば燃料や尿素などが添加剤として供給される(特許文献1、2参照)。添加剤は、排気系を流れる排気中に噴射することにより、浄化部に供給される。浄化部の再生および反応の促進するためには、供給される添加剤の霧化が必要である。そこで、例えば添加剤供給装置から高圧の空気とともに添加剤を供給することにより、添加剤の霧化が促進される。 Conventionally, for example, an internal combustion engine such as a diesel engine has a purification unit such as a diesel exhaust particulate removal device (DPF) and a NOx reduction catalyst. In the apparatus and system including such a purification unit, for example, fuel, urea, or the like is supplied as an additive in order to regenerate the purification unit or to perform a redox reaction using a catalyst (see Patent Documents 1 and 2). . The additive is supplied to the purification unit by being injected into the exhaust gas flowing through the exhaust system. In order to regenerate the purification section and promote the reaction, it is necessary to atomize the supplied additive. Then, for example, atomization of an additive is accelerated | stimulated by supplying an additive with high pressure air from an additive supply apparatus.
例えばトラックなどの大型の車両の場合、内燃機関とは別構成の機械的なコンプレッサなどの高圧空気の供給源を有している。しかし、例えば自家用車などの小型の車両の場合、空間的な制約から高圧空気の供給源の確保は困難である。
そこで、本発明の目的は、空間的な制約を受けることなく高圧空気の確保が容易であり、添加剤の霧化を促進し、浄化部の機能を高精度に発揮する排気浄化装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、空間的な制約を受けることなく高圧空気の確保が容易であり、添加剤の霧化を促進する添加剤供給装置を提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、空間的な制約を受けることなく高圧空気の確保が容易であり、添加剤の霧化を促進し、排気に含まれるPMおよびNOxなどの物質が低減される内燃機関の排気浄化システムを提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide an exhaust emission control device that is easy to ensure high-pressure air without being restricted by space, promotes atomization of the additive, and exhibits the function of the purification unit with high accuracy. There is.
Another object of the present invention is to provide an additive supply apparatus that facilitates securing high-pressure air without being restricted by space and promotes atomization of the additive.
Furthermore, another object of the present invention is to ensure high-pressure air without being restricted by space, promote atomization of additives, and reduce substances such as PM and NOx contained in exhaust gas. An object of the present invention is to provide an exhaust purification system for an internal combustion engine.
請求項1記載の発明では、加圧空気導入部は、吸気系において過給器よりも内燃機関側から加圧された空気を添加剤供給手段へ導入する。過給器は、吸気系において吸入された空気を加圧し、内燃機関へ過給する。そのため、加圧空気導入部によって添加剤供給手段へ導入された空気は、高い圧力を有している。その結果、例えばコンプレッサなどの内燃機関とは別構成の高圧空気の供給源を設置しなくても、高圧の空気が確保され、空間的な制約は低減される。そして、添加剤供給手段は、排気系を流れる排気に導入された高圧の空気とともに添加剤を供給する。その結果、排気系に供給された添加剤は、高圧の空気によって霧化が促進される。したがって、空間的な制約を受けることなく高圧空気を容易に確保することができ、添加剤の霧化を促進することができる。 In the first aspect of the invention, the pressurized air introducing section introduces air pressurized from the internal combustion engine side of the supercharger in the intake system to the additive supply means. The supercharger pressurizes air sucked in the intake system and supercharges the internal combustion engine. Therefore, the air introduced into the additive supply means by the pressurized air introduction unit has a high pressure. As a result, for example, high-pressure air is ensured without a high-pressure air supply source having a configuration different from that of an internal combustion engine such as a compressor, and spatial constraints are reduced. The additive supply means supplies the additive together with the high-pressure air introduced into the exhaust flowing through the exhaust system. As a result, atomization of the additive supplied to the exhaust system is promoted by high-pressure air. Therefore, high-pressure air can be easily secured without being restricted by space, and atomization of the additive can be promoted.
また、請求項1記載の発明では、高圧の空気によって添加剤の霧化を促進することにより、浄化部の再生あるいは浄化部における酸化還元反応の促進が図られる。例えば浄化部がDPFを有する場合、添加剤としての燃料によりDPFの再生が促進される。また、例えば浄化部がNOx還元触媒を有する場合、添加剤としての燃料あるいは尿素などにより、NOxの還元が促進される。したがって、浄化部の機能を高精度に発揮することができる。
また、請求項2記載の発明では、流量制御部は、チェック弁の下流、かつ、リザーバの上流に設けられる。
In the first aspect of the invention, the atomization of the additive is promoted by the high-pressure air, whereby the purification part is regenerated or the oxidation-reduction reaction in the purification part is promoted. For example, when the purification unit has DPF, regeneration of DPF is promoted by fuel as an additive. For example, when the purification unit has a NOx reduction catalyst, NOx reduction is promoted by fuel or urea as an additive. Therefore, the function of the purification unit can be exhibited with high accuracy.
In the invention according to claim 2, the flow rate controller is provided downstream of the check valve and upstream of the reservoir.
請求項3記載の発明では、加圧空気導入部は、吸気系において過給器よりも内燃機関側から加圧された空気を添加剤噴射弁へ導入する。過給器は、吸気系において吸入された空気を加圧し、内燃機関へ過給する。そのため、加圧空気導入部によって添加剤噴射弁へ導入された空気は、高い圧力を有している。その結果、例えばコンプレッサなどの高圧空気の供給源を設置しなくても、高圧の空気が確保され、空間的な制約は低減される。そして、添加剤噴射弁は、排気系を流れる排気に導入された高圧の空気とともに添加剤を供給する。その結果、排気系に供給された添加剤は、高圧の空気によって霧化が促進される。したがって、空間的な制約を受けることなく高圧空気を容易に確保することができ、添加剤の霧化を促進することができる。
また、請求項4記載の発明では、流量制御部は、チェック弁の下流、かつ、リザーバの上流に設けられる。
According to a third aspect of the present invention, the pressurized air introducing section introduces air pressurized from the internal combustion engine side of the supercharger in the intake system to the additive injection valve. The supercharger pressurizes air sucked in the intake system and supercharges the internal combustion engine. Therefore, the air introduced into the additive injection valve by the pressurized air introduction unit has a high pressure. As a result, high-pressure air is ensured without installing a high-pressure air supply source such as a compressor, and spatial constraints are reduced. The additive injection valve supplies the additive together with the high-pressure air introduced into the exhaust flowing through the exhaust system. As a result, atomization of the additive supplied to the exhaust system is promoted by high-pressure air. Therefore, high-pressure air can be easily secured without being restricted by space, and atomization of the additive can be promoted.
In the invention according to claim 4, the flow rate control unit is provided downstream of the check valve and upstream of the reservoir.
請求項5記載の発明では、加圧空気導入部は、吸気系において過給器よりも内燃機関側から加圧された空気を添加剤供給手段へ導入する。過給器は、吸気系において吸入された空気を加圧し、内燃機関へ過給する。そのため、加圧空気導入部によって添加剤供給手段へ導入された空気は、高い圧力を有している。その結果、例えば内燃機関とは別構成のコンプレッサなどの高圧空気の供給源を設置しなくても、高圧の空気が確保され、空間的な制約は低減される。そして、添加剤供給手段は、排気系を流れる排気に導入された高圧の空気とともに添加剤を供給する。その結果、排気系に供給された添加剤は、高圧の空気によって霧化が促進される。したがって、空間的な制約を受けることなく高圧空気を容易に確保することができ、添加剤の霧化を促進することができる。 In the invention according to claim 5 , the pressurized air introducing section introduces air pressurized from the internal combustion engine side of the supercharger in the intake system to the additive supply means. The supercharger pressurizes air sucked in the intake system and supercharges the internal combustion engine. Therefore, the air introduced into the additive supply means by the pressurized air introduction unit has a high pressure. As a result, for example, high-pressure air is ensured without a high-pressure air supply source such as a compressor having a configuration different from that of the internal combustion engine, and spatial constraints are reduced. The additive supply means supplies the additive together with the high-pressure air introduced into the exhaust flowing through the exhaust system. As a result, atomization of the additive supplied to the exhaust system is promoted by high-pressure air. Therefore, high-pressure air can be easily secured without being restricted by space, and atomization of the additive can be promoted.
また、請求項5記載の発明では、高圧の空気によって添加剤の霧化を促進することにより、浄化部の再生あるいは浄化部における酸化還元反応の促進が図られる。例えば浄化部がDPFを有する場合、添加剤としての燃料によりDPFの再生が促進される。また、例えば浄化部がNOx還元触媒を有する場合、添加剤としての燃料あるいは尿素などにより、NOxの還元が促進される。したがって、排気に含まれるPMやNOxなどの物質を低減することができる。
また、請求項6記載の発明では、流量制御部は、チェック弁の下流、かつ、リザーバの上流に設けられる。
In the invention described in claim 5 , by promoting the atomization of the additive by the high-pressure air, the regeneration of the purification unit or the oxidation-reduction reaction in the purification unit is promoted. For example, when the purification unit has DPF, regeneration of DPF is promoted by fuel as an additive. For example, when the purification unit has a NOx reduction catalyst, NOx reduction is promoted by fuel or urea as an additive. Therefore, substances such as PM and NOx contained in the exhaust can be reduced.
In the invention according to claim 6, the flow rate control unit is provided downstream of the check valve and upstream of the reservoir.
請求項1、3または5記載の発明では、加圧空気導入部はチェック弁を有している。チェック弁は、加圧空気導入部の吸気系から排気系側への空気の流入を許容し、その反対の流れを遮断する。これにより、過給器による加圧によって吸気系の圧力が変動するとき、加圧空気導入部には最も高い圧力が維持される。すなわち、内燃機関の運転の開始から添加剤の噴射までの間に過給器による吸気系の圧力の変動があると、加圧空気導入部はその間で最も高い圧力に維持される。その結果、例えば内燃機関の回転数が低く過給器による加圧が小さいときでも、排気系側には高い圧力に維持された空気が供給される。したがって、排気系側へ常に高圧の空気を供給することができ、添加剤の霧化を促進することができる。 In the invention according to claim 1, 3 or 5 , the pressurized air introduction part has a check valve. The check valve allows the inflow of air from the intake system to the exhaust system side of the pressurized air introduction section, and blocks the opposite flow. Thus, when the pressure of the intake system varies due to pressurization by the supercharger, the highest pressure is maintained in the pressurized air introduction portion. That is, if there is a fluctuation in the pressure of the intake system by the supercharger between the start of operation of the internal combustion engine and the injection of the additive, the pressurized air introduction part is maintained at the highest pressure during that time. As a result, for example, even when the rotational speed of the internal combustion engine is low and the pressurization by the supercharger is small, air maintained at a high pressure is supplied to the exhaust system side. Therefore, high-pressure air can always be supplied to the exhaust system side, and atomization of the additive can be promoted.
請求項1、3または5記載の発明では、加圧空気導入部はリザーバを有する。リザーバは、吸気系と排気系との間に設けられている。これにより、吸気系側から導入された高圧の空気はリザーバに蓄えられる。その結果、内燃機関の運転状態に関わらず、排気系に添加剤を供給するとき、高圧の空気が十分に確保される。したがって、添加剤の霧化を継続的に促進することができる。 In the first, third, or fifth aspect of the present invention, the pressurized air introducing portion has a reservoir. The reservoir is provided between the intake system and the exhaust system. Thereby, the high-pressure air introduced from the intake system side is stored in the reservoir. As a result, regardless of the operating state of the internal combustion engine, sufficient high-pressure air is ensured when supplying the additive to the exhaust system. Therefore, the atomization of the additive can be continuously promoted.
請求項1、3または5記載の発明では、加圧空気導入部は流量制御部を有している。流量制御部は、吸気系から排気系側へ導入される空気の流量が所定値よりも大きくなると、空気の導入を遮断する。例えば加圧空気導入部において空気漏れが生じているとき、過給器の内燃機関側から導入された空気が漏れ、過給器による過給圧が低減する。その結果、内燃機関が所定の出力を発揮できないおそれがある。そこで、流量制御部は、例えば空気漏れなどによって吸気系から排気系へ導入される空気の流量が過大になると、その導入を遮断する。これにより、過給器による過給圧は維持される。したがって、内燃機関の出力を安定して維持することができる。 In the first, third, or fifth aspect of the invention, the pressurized air introduction part has a flow rate control part. The flow rate control unit shuts off the introduction of air when the flow rate of air introduced from the intake system to the exhaust system becomes greater than a predetermined value. For example, when air leakage occurs in the pressurized air introduction section, air introduced from the internal combustion engine side of the supercharger leaks, and the supercharging pressure by the supercharger is reduced. As a result, the internal combustion engine may not be able to exert a predetermined output. Therefore, when the flow rate of air introduced from the intake system to the exhaust system becomes excessive due to, for example, air leakage, the flow control unit cuts off the introduction. Thereby, the supercharging pressure by the supercharger is maintained. Therefore, the output of the internal combustion engine can be stably maintained.
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、複数の参考例および実施形態において、実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
(第1参考例)
本発明の第1参考例による排気浄化装置を適用した内燃機関の排気浄化システムを図1に示す。図1に示すように、第1参考例による排気浄化システム10は、内燃機関としてのディーゼルエンジン(以下、「エンジン」と省略する。)11から排出された排気を浄化する。排気浄化システム10は、浄化部20、添加剤供給手段としての添加剤噴射弁30、過給器40および加圧空気導入部50を備えている。エンジン11は、排気系60および吸気系70を備えている。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that, in a plurality of reference examples and embodiments, substantially the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
(First Reference Example )
FIG. 1 shows an exhaust gas purification system for an internal combustion engine to which an exhaust gas purification apparatus according to a first reference example of the present invention is applied. As shown in FIG. 1, an
排気系60は、エンジン11から排出された排気をエンジン11の外部へ導く。排気系60は、排気管61を有している。排気管61は、排気通路62を形成している。エンジン11から排出された排気は、排気通路62を経由して外部へ流れる。排気管61が形成する排気通路62は、エンジン11と排気口63とを接続している。排気系60のエンジン11と排気口63との間には、浄化部20が設置されている。
The
吸気系70は、外部からエンジン11へ吸気を供給する。吸気系70は、吸気管71を有している。吸気管71は、吸気通路72を形成している。吸気口73から導入された吸気は、吸気通路72を経由してエンジン11へ流れる。吸気管71が形成する吸気通路72は、吸気口73とエンジン11とを接続している。吸気通路72には、吸気の流量を調整するスロットル74が設置されている。
The
浄化部20は、排気系60に設置されている。本実施形態の場合、浄化部20はDPF21、NOx還元触媒22および酸化触媒23を有している。DPF21は、排気中に含まれる微粒子(PM)を捕集する。NOx還元触媒22は、例えば添加剤としての軽油などの燃料および尿素などにより排気に含まれるNOxを還元する。その結果、排気に含まれるNOxは、無害なN2、CO2、H2Oに還元される。酸化触媒23は、排気中に含まれるPMを酸化する。なお、本実施形態では、一例として浄化部20にDPF21、NOx還元触媒22および酸化触媒23を設置する例について説明した。しかし、例えばNOx還元触媒22と、DPF21または酸化触媒23のいずれか一方のみとを設置してもよい。また、浄化部20として例示したDPF21、NOx還元触媒22または酸化触媒23以外のフィルタおよび触媒を設置してもよい。
The
排気系60において浄化部20よりも上流側すなわちエンジン11側には、添加剤噴射弁30が設置されている。添加剤噴射弁30は、加圧空気導入部50とともに添加剤供給装置を構成している。添加剤噴射弁30は、排気通路62を流れる排気に添加剤を噴射する。添加剤は、浄化部20のDPF21、NOx還元触媒22および酸化触媒23の機能を発揮させる物質である。
In the
例えばDPF21は、排気に含まれるPMを捕集している。そのため、DPF21は、捕集するPMが所定量に達すると、目詰まりが増大し、機能の低下を招く。そこで、添加剤噴射弁30から添加剤として例えば軽油などの燃料を噴射することにより、DPF21に捕集されたPMを燃焼させる。これにより、DPF21の目詰まりは解消され、DPF21は再生される。
For example, the
また、NOx還元触媒22は、排気中に含まれるNOxを吸蔵する。そのため、NOx還元触媒22は、吸蔵するNOxが所定量に達すると、吸蔵量が飽和し、機能の低下を招く。そこで、添加剤噴射弁30から添加剤となる還元剤として例えば軽油などの燃料あるいは尿素を噴射することにより、NOx還元触媒22に吸蔵されたNOxは還元される。これにより、NOx還元触媒22は再生される。
The
さらに、酸化触媒23の場合、排気中に含まれるPMを燃焼させる。そのため、PMを燃焼させるためには、燃料が必要となる。そこで、添加剤噴射弁30から添加剤として例えば軽油などの燃料を噴射することにより、酸化触媒23ではPMが燃焼する。これにより、排気中に含まれるPMは、燃焼し、外部への排出が低減される。
以上のように、添加剤噴射弁30から浄化部20へ添加剤を供給することにより、浄化部20を構成するDPF21、NOx還元触媒22および酸化触媒23は機能を発揮する。
Further, in the case of the
As described above, by supplying the additive from the
添加剤噴射弁30は、上述のように添加剤としてエンジン11の燃料である軽油または尿素などを排気通路62を流れる排気へ噴射する。そのため、添加剤噴射弁30は、燃料タンクなどの添加剤タンク31に接続している。添加剤は、添加剤タンク31から添加剤噴射弁30へ供給される。
The
過給器40は、排気系60に設置されるタービン41と、吸気系70に設置されるコンプレッサ42とを有している。タービン41は、排気通路62のエンジン11と添加剤噴射弁30との間、すなわち添加剤噴射弁30よりもエンジン11側に設置されている。コンプレッサ42は、吸気通路72の吸気口73とスロットル74との間、すなわちスロットル74よりも吸気口73側に設置されている。
The
タービン41は、排気通路62を流れる高圧の排気によって回転駆動される。タービン41とコンプレッサ42とは、シャフト43によって接続している。そのため、排気の流れによってタービン41が駆動されると、タービン41とともにコンプレッサ42が回転する。これにより、コンプレッサ42は、吸気通路72を流れる空気をエンジン11側へ加圧して給送する。その結果、吸気は、エンジン11へ過給される。
The
加圧空気導入部50は、吸気系70と添加剤噴射弁30とを接続している。加圧空気導入部50の一方の端部は、吸気系70のコンプレッサ42よりもエンジン11側に接続している。また、加圧空気導入部50の他方の端部は、排気通路62に添加剤を噴射する添加剤噴射弁30に接続している。加圧空気導入部50は、コンプレッサ42よりもエンジン11側に接続することにより、吸気通路72からコンプレッサ42で加圧された高圧の空気を導入する。そして、加圧空気導入部50は、導入した空気を添加剤噴射弁30へ供給する。添加剤噴射弁30は、添加剤を噴射するとき、加圧空気導入部50から導入された高圧の空気をともに噴射する。これにより、添加剤噴射弁30から噴射される添加剤は、加圧空気導入部50から導入された高圧の空気の噴射によって霧化される。
The pressurized
上述のように添加剤によって浄化部20の再生および燃焼の促進により浄化部20の機能を発揮させるためには、添加剤噴射弁30から噴射される添加剤の粒径は小さい方が好ましい。図2に示すように、添加剤噴射弁30から噴射される添加剤は、添加剤噴射弁30から添加剤とともに噴射される空気の圧力が高くなるほど、霧化された液滴の粒径が小さくなる。すなわち、添加剤噴射弁30から添加剤を噴射するとき、高圧の空気とともに噴射することにより、噴射された添加剤の液滴の粒径は小さくなる。その結果、浄化部20の再生および燃焼が促進され、浄化部20の機能は高精度に発揮される。
As described above, in order to exhibit the function of the
以上のように、第1参考例では、過給器40のコンプレッサ42よりもエンジン11側から加圧された高圧の空気を導入している。これにより、添加剤噴射弁30から添加剤が噴射されるとき、添加剤とともに高圧の空気が噴射される。そのため、添加剤噴射弁30から噴射された添加剤は、液滴の粒径が小さくなり、添加剤の霧化および微粒化が促進される。したがって、浄化部20の機能を高精度に発揮させることができ、排気に含まれるPMおよびNOxなどの物質を低減することができる。
As described above, in the first reference example , high-pressure air pressurized from the
また、第1参考例では、過給器40のコンプレッサ42よりもエンジン11側から高圧の空気を導入している。これにより、過給器40を備えるエンジン11の場合、他に例えば機械的なコンプレッサなどの高圧空気の供給源を設置しなくても、高圧の空気が確保される。したがって、体格の大きな高圧空気の供給源を必要とせず、空間的な制約を低下させることができる。
In the first reference example , high-pressure air is introduced from the
(第2参考例)
本発明の第2参考例による排気浄化システムを図3に示す。
図3に示す第2参考例の場合、排気浄化システム10の加圧空気導入部50はチェック弁51を有している。本実施形態の場合、チェック弁51は加圧空気導入部50の吸気系70側の端部に設置されている。チェック弁51は、吸気通路72側から添加剤噴射弁30側への空気の流れを許容し、添加剤噴射弁30側から吸気通路72側への吸気の流れを遮断する逆止弁である。すなわち、チェック弁51は、吸気通路72の圧力が加圧空気導入部50の添加剤噴射弁30側の圧力よりも高くなると開弁し、吸気通路72の圧力が低下すると閉弁する。チェック弁51を設置することにより、加圧空気導入部50には、添加剤噴射弁30からの添加剤の噴射が実施されるまでの間に、吸気通路72において到達した最も高圧の空気が蓄えられる。なお、チェック弁51は、高圧の空気を貯蔵する容積ができるだけ大きくなるように、添加剤噴射弁30と吸気通路72とを接続する配管の過給圧取入れ口側すなわち吸気通路72にできるだけ近い位置に設置することが望ましい。
(Second reference example )
FIG. 3 shows an exhaust purification system according to a second reference example of the present invention.
In the case of the second reference example shown in FIG. 3, the pressurized
図4に示すように、エンジン11の回転数と出力トルクとによって過給器40による過給圧は変化する。すなわち、エンジン11の回転数が高く、出力トルクが大きいほど、過給器40による過給圧は大きくなる。ところが、エンジン11の運転状態すなわち回転数および出力トルクは、刻々と変化する。そのため、過給圧は、エンジン11の運転状態に応じて図5(B)に示すように刻々と変化する。
As shown in FIG. 4, the supercharging pressure by the
一方、例えばNOx還元触媒22の再生は、図5(A)に示すようにエンジン11の運転時間が増大とともに増大するNOxの吸蔵量が所定の上限値Mに達する時期に開始される。そのとき、図5(B)の破線で示すようにエンジン11の運転状態によって過給圧が低くなると、添加剤噴射弁30から添加剤とともに噴射される空気の圧力は低下するおそれがある。
On the other hand, for example, the regeneration of the
そこで、チェック弁51を設置することにより、図5(B)の破線で示すように過給圧が変化しても、加圧空気導入部50の圧力すなわち添加剤噴射弁30への供給圧は図5(B)の実線で示すように過給圧の最大値となる。すなわち、加圧空気導入部50では、加圧された空気の供給圧として前回の添加剤の噴射から今回の添加剤の噴射までの間に到達した過給圧の最大値が維持される。そのため、NOx還元触媒22の再生を実施する時期となったとき、エンジン11の運転状態に対応する過給器40の過給圧が低くても、加圧空気導入部50に維持された高圧の空気によって添加剤噴射弁30から噴射される添加剤の霧化が促進される。
Therefore, by installing the
第2参考例では、チェック弁51を設置することにより、加圧空気導入部50から添加剤噴射弁30へ供給される空気の圧力は、添加剤の噴射までに吸気通路72において到達した最高圧に維持される。したがって、エンジン11の運転状態に関わらず、常に高圧の空気を添加剤噴射弁30に供給することができ、噴射される添加剤の霧化を促進することができる。
In the second reference example , by installing the
なお、チェック弁51は、加圧空気導入部50の吸気通路72側の端部から添加剤噴射弁30までの間であればいずれの位置に設置してもよい。但し、チェック弁51を吸気通路72側の端部に設置することにより、加圧空気導入部50の容積が拡大し、高圧の空気の容量が増大する。また、第2参考例では、NOx還元触媒22の再生時期を例に説明したが、DPF21の再生も同様に捕集されたPMの量が所定量に達すると実施される。
The
(第3参考例)
本発明の第3参考例による排気浄化システムを図6に示す。
図6に第3参考例の場合、排気浄化システム10の加圧空気導入部50はリザーバ52を有している。リザーバ52は、チェック弁51と添加剤噴射弁30との間に設置されている。リザーバ52は、加圧空気導入部50に導入された空気を蓄える容積部である。すなわち、リザーバ52は、加圧空気導入部50に導入された高圧の空気を蓄える。浄化部20の機能を発揮させるために添加剤噴射弁30から添加剤とともに高圧の空気を噴射する場合、添加剤の噴射期間に応じて高圧の空気も継続して供給することが望ましい。
(Third reference example )
FIG. 6 shows an exhaust purification system according to a third reference example of the present invention.
In the case of the third reference example in FIG. 6, the pressurized
そこで、第3参考例では、リザーバ52を設置することにより、加圧空気導入部50の容積が増大する。これにより、吸気通路72から導入された高圧の空気は、加圧空気導入部50に加えてリザーバ52に蓄えられる。したがって、第3参考例では、添加剤の噴射時にリザーバ52に蓄えられた高圧の空気を供給することができ、エンジン11の運転状態に関わらず添加剤の微粒化を継続的に促進することができる。
(一実施形態)
本発明の一実施形態による排気浄化システムを図7に示す。
図7に示す一実施形態の場合、排気浄化システム10の加圧空気導入部50は流量制御部53を有している。流量制御部53は、吸気通路72から加圧空気導入部50側へ供給される空気の流量が所定値よりも大きくなると、加圧空気導入部50への高圧の空気の導入を遮断する。すなわち、流量制御部53は、吸気通路72から加圧空気導入部50側への吸気の流量を制御するフローリミッタである。
Therefore, in the third reference example , the volume of the pressurized
( One embodiment)
An exhaust purification system according to an embodiment of the present invention is shown in FIG.
In one embodiment shown in FIG. 7, the pressurized
例えば加圧空気導入部50の損傷などにより、加圧空気導入部50において空気漏れが生じると、吸気通路72から導入された空気は加圧空気導入部50から外部へ放出される。そのため、過給器40で加圧された吸気はエンジン11側へ供給されず、過給器40の過給圧は低下する。その結果、エンジン11は、所定の出力を発揮できないおそれがある。
For example, when air leakage occurs in the pressurized
そこで、一実施形態では、吸気通路72から加圧空気導入部50側へ導入される吸気の流量が過大になると、その導入を遮断する。これにより、過給器40による過給圧の低下は低減される。したがって、エンジン11の出力を安定して維持することができる。
以上説明したように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
Therefore, in one embodiment, when the flow rate of the intake air introduced from the
As described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be applied to various embodiments without departing from the scope of the invention.
10:排気浄化システム(排気浄化装置)、11:エンジン(内燃機関)、20:浄化部、30:添加剤噴射弁(添加剤供給手段、添加剤供給装置)、40:過給器、41:タービン、42:コンプレッサ、50:加圧空気導入部(添加剤供給装置)、51:チェック弁、52:リザーバ、53:流量制御部、60:排気系、70:吸気系 10: exhaust purification system (exhaust purification device), 11: engine (internal combustion engine), 20: purification unit, 30: additive injection valve (additive supply means, additive supply device), 40: supercharger, 41: Turbine, 42: Compressor, 50: Pressurized air introduction unit (additive supply device), 51: Check valve, 52: Reservoir, 53: Flow control unit, 60: Exhaust system, 70: Intake system
Claims (6)
前記排気系の前記浄化部よりも前記内燃機関側に設けられ、前記排気系を流れる排気に前記浄化部の機能を発揮させる添加剤を供給する添加剤供給手段と、
前記排気系を流れる排気によって駆動され前記内燃機関の吸気系を流れる吸気を過給する過給器よりも前記吸気系の前記内燃機関側から前記添加剤供給手段へ、前記過給器で加圧された空気を導入する加圧空気導入部と、
を備え、
前記加圧空気導入部は、
前記吸気系側の端部に前記吸気系からの空気の導入を許容し、前記添加剤供給手段側から前記吸気系への空気の流れを遮断するチェック弁と、
前記吸気系と前記添加剤供給手段との間に加圧された空気を蓄えるリザーバと、
前記吸気系から前記添加剤供給手段側へ導入される空気の流量が所定値よりも大きくなると、前記吸気系から前記添加剤供給手段側への空気の導入を遮断する流量制御部と、
を有する排気浄化装置。 A purification unit provided in an exhaust system of the internal combustion engine for purifying exhaust;
An additive supply means that is provided closer to the internal combustion engine than the purification unit of the exhaust system, and that supplies an additive that exerts the function of the purification unit to the exhaust gas flowing through the exhaust system;
The supercharger is pressurized by the supercharger from the internal combustion engine side of the intake system to the additive supply means rather than a supercharger that is driven by exhaust gas flowing through the exhaust system and supercharges intake air flowing through the intake system of the internal combustion engine A pressurized air introduction section for introducing the air that has been discharged;
Equipped with a,
The pressurized air introduction part is
A check valve that allows air from the intake system to be introduced into an end portion on the intake system side, and blocks the flow of air from the additive supply means side to the intake system;
A reservoir for storing pressurized air between the intake system and the additive supply means;
When the flow rate of air introduced from the intake system to the additive supply means side is greater than a predetermined value, a flow rate control unit that blocks introduction of air from the intake system to the additive supply means side;
Exhaust gas purification device having a.
前記排気系の前記浄化部よりも前記内燃機関側に設けられ、前記排気系を流れる排気に前記添加剤を噴射する添加剤噴射弁と、An additive injection valve that is provided closer to the internal combustion engine than the purification unit of the exhaust system and injects the additive into the exhaust flowing through the exhaust system;
前記排気系を流れる排気によって駆動され前記内燃機関の吸気系を流れる吸気を過給する過給器よりも前記吸気系の前記内燃機関側から前記添加剤噴射弁へ、前記過給器で加圧された空気を導入する加圧空気導入部と、The supercharger is pressurized from the internal combustion engine side of the intake system to the additive injection valve rather than a supercharger that is driven by exhaust gas flowing through the exhaust system and supercharges intake air flowing through the intake system of the internal combustion engine. A pressurized air introduction section for introducing the air that has been discharged;
を備え、With
前記加圧空気導入部は、The pressurized air introduction part is
前記吸気系側の端部に前記吸気系からの空気の導入を許容し、前記添加剤供給手段側から前記吸気系への空気の流れを遮断するチェック弁と、A check valve that allows air from the intake system to be introduced into an end portion on the intake system side, and blocks the flow of air from the additive supply means side to the intake system;
前記吸気系と前記添加剤供給手段との間に加圧された空気を蓄えるリザーバと、A reservoir for storing pressurized air between the intake system and the additive supply means;
前記吸気系から前記添加剤供給手段側へ導入される空気の流量が所定値よりも大きくなると、前記吸気系から前記添加剤供給手段側への空気の導入を遮断する流量制御部と、When the flow rate of air introduced from the intake system to the additive supply means side is greater than a predetermined value, a flow rate control unit that blocks introduction of air from the intake system to the additive supply means side;
を有する添加剤供給装置。An additive supply device.
前記排気系の前記浄化部よりも前記内燃機関側に設けられ、前記排気系を流れる排気に前記浄化部の機能を発揮させる添加剤を供給する添加剤供給手段と、An additive supply means that is provided closer to the internal combustion engine than the purification unit of the exhaust system, and that supplies an additive that exerts the function of the purification unit to the exhaust gas flowing through the exhaust system;
前記排気系に設けられ前記排気系を流れる排気によって駆動されるタービン、および前記内燃機関の吸気系に設けられ前記タービンによって駆動されるコンプレッサを有し、前記吸気系を流れる吸気を加圧して過給する過給器と、A turbine provided in the exhaust system and driven by exhaust flowing in the exhaust system; and a compressor provided in the intake system of the internal combustion engine and driven by the turbine. A supercharger to supply,
前記コンプレッサよりも前記内燃機関側から前記添加剤供給手段へ、前記過給器で加圧された空気を導入する加圧空気導入部と、A pressurized air introduction section for introducing air pressurized by the supercharger from the internal combustion engine side to the additive supply means than the compressor;
を備え、With
前記加圧空気導入部は、The pressurized air introduction part is
前記吸気系側の端部に前記吸気系からの空気の導入を許容し、前記添加剤供給手段側から前記吸気系への空気の流れを遮断するチェック弁と、A check valve that allows air from the intake system to be introduced into an end portion on the intake system side, and blocks the flow of air from the additive supply means side to the intake system;
前記吸気系と前記添加剤供給手段との間に加圧された空気を蓄えるリザーバと、A reservoir for storing pressurized air between the intake system and the additive supply means;
前記吸気系から前記添加剤供給手段側へ導入される空気の流量が所定値よりも大きくなると、前記吸気系から前記添加剤供給手段側への空気の導入を遮断する流量制御部と、When the flow rate of air introduced from the intake system to the additive supply means side is greater than a predetermined value, a flow rate control unit that blocks introduction of air from the intake system to the additive supply means side;
を有する内燃機関の排気浄化システム。An exhaust gas purification system for an internal combustion engine.
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