JP5586446B2 - Engine exhaust pipe injector - Google Patents

Engine exhaust pipe injector Download PDF

Info

Publication number
JP5586446B2
JP5586446B2 JP2010280292A JP2010280292A JP5586446B2 JP 5586446 B2 JP5586446 B2 JP 5586446B2 JP 2010280292 A JP2010280292 A JP 2010280292A JP 2010280292 A JP2010280292 A JP 2010280292A JP 5586446 B2 JP5586446 B2 JP 5586446B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
fuel supply
valve
injection nozzle
pipe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2010280292A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012127287A (en
Inventor
奈保子 神通
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
UD Trucks Corp
Original Assignee
UD Trucks Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by UD Trucks Corp filed Critical UD Trucks Corp
Priority to JP2010280292A priority Critical patent/JP5586446B2/en
Publication of JP2012127287A publication Critical patent/JP2012127287A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5586446B2 publication Critical patent/JP5586446B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Description

本発明は、エンジンの排気管内に燃料を噴射する排気管噴射装置に関する。   The present invention relates to an exhaust pipe injection device that injects fuel into an exhaust pipe of an engine.

従来から、ディーゼルエンジンにおいて、排気中の微粒子を捕集する排気浄化フィルタ(ディーゼル・パティキュレート・フィルタ:DPF)を排気管途中に配置すると共に、排気浄化フィルタの上流側の排気管内に燃料を噴射する噴射ノズルを設け、この噴射ノズルから噴射した燃料の酸化反応熱によって、排気浄化フィルタに捕集された微粒子を燃焼除去して、排気浄化フィルタを再生させる再生処理が行われている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, in a diesel engine, an exhaust purification filter (diesel particulate filter: DPF) that collects particulates in exhaust gas is arranged in the middle of the exhaust pipe, and fuel is injected into the exhaust pipe upstream of the exhaust purification filter. A regenerating process for regenerating the exhaust purification filter is performed by burning and removing particulates collected by the exhaust purification filter by the oxidation reaction heat of the fuel injected from the injection nozzle (for example, Patent Document 1).

特開2010−150941号公報JP 2010-150941 A

ところで、噴射ノズルからの燃料噴射の後に、噴射ノズルに燃料を供給する燃料供給配管中に燃料が残っていると、この残留燃料の炭化などによって燃料供給配管が詰まる可能性がある。
ここで、燃料供給配管内の残留燃料を空気で押し出して噴射ノズルから噴射させ、燃料供給配管内に残留する燃料を減らせば、燃料供給配管の詰まりを防止することができるが、係る構成とした場合、以下のような問題が生じる。
By the way, if fuel remains in the fuel supply pipe that supplies fuel to the injection nozzle after fuel injection from the injection nozzle, the fuel supply pipe may be clogged due to carbonization of the residual fuel.
Here, it is possible to prevent clogging of the fuel supply pipe by pushing out the residual fuel in the fuel supply pipe with air and injecting it from the injection nozzle and reducing the fuel remaining in the fuel supply pipe. In this case, the following problems occur.

即ち、残留燃料を一度に排気管内に噴射することで、排気浄化フィルタの下流に配置される触媒(例えば、SCR(Selective catalytic reduction)触媒)の触媒性能が、燃料軽油中の硫黄分(S)により一時的に低下し、また、再生処理後に燃料供給配管中の残留燃料を噴射させることは余分な燃料を無駄に消費することになり、また、噴射ノズルからの燃料噴射を開始しようとしたときに、燃料供給配管内が空になっていることで、燃料噴射開始までに遅れが生じるという問題があった。   That is, by injecting residual fuel into the exhaust pipe at a time, the catalyst performance of a catalyst (for example, an SCR (Selective catalytic reduction) catalyst) disposed downstream of the exhaust purification filter can be improved by the sulfur content (S) in the fuel gas oil. Injecting residual fuel in the fuel supply pipe after regeneration processing wastes excess fuel, and when trying to start fuel injection from the injection nozzle In addition, since the fuel supply pipe is empty, there is a problem that a delay occurs before the start of fuel injection.

そこで、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、触媒性能の一時的低下、燃料の無駄な消費、及び、噴射開始の遅れを抑制しつつ、残量燃料の炭化などによる燃料配管の詰まりを防止できるエンジンの排気管噴射装置を提供することを目的とする。   Therefore, in view of the above-mentioned problems of the prior art, the present invention prevents clogging of fuel piping due to carbonization of the remaining fuel while suppressing temporary deterioration of catalyst performance, wasteful consumption of fuel, and delay in starting injection. An object of the present invention is to provide an exhaust pipe injection device for an engine that can be prevented.

このため、本発明では、エンジンの排気管内に燃料を噴射する噴射ノズルと、前記噴射ノズルへ燃料を供給する燃料供給配管と、前記燃料供給配管に介装され前記噴射ノズルへの燃料供給を制御する燃料供給バルブと、前記噴射ノズルと前記燃料供給バルブとの間の前記燃料供給配管に設けたアキュムレータと、前記噴射ノズルと前記アキュムレータとの間の前記燃料供給配管に設けた遮断バルブと、前記遮断バルブと前記燃料供給バルブとの間の前記燃料供給配管内に空気を送り込む空気供給手段とを備え、前記噴射ノズルによる燃料噴射後に、前記燃料供給バルブ及び遮断バルブを閉じ、前記空気供給手段により前記遮断バルブと前記燃料供給バルブとの間の前記燃料供給配管内に空気を送り込むことで、前記遮断バルブと前記燃料供給バルブとの間の前記燃料供給配管内に残存する燃料を、前記アキュムレータ内に押し込むようにした。   Therefore, in the present invention, an injection nozzle that injects fuel into the exhaust pipe of an engine, a fuel supply pipe that supplies fuel to the injection nozzle, and a fuel supply pipe that is interposed in the fuel supply pipe and controls the fuel supply to the injection nozzle A fuel supply valve, an accumulator provided in the fuel supply pipe between the injection nozzle and the fuel supply valve, a shutoff valve provided in the fuel supply pipe between the injection nozzle and the accumulator, Air supply means for sending air into the fuel supply pipe between the cutoff valve and the fuel supply valve; after fuel injection by the injection nozzle, the fuel supply valve and cutoff valve are closed, and the air supply means By sending air into the fuel supply pipe between the cutoff valve and the fuel supply valve, the cutoff valve and the fuel supply The fuel remaining in the fuel supply pipe between the lube was so pushed into the accumulator.

本発明によれば、噴射ノズルからの燃料噴射後に、燃料供給配管内の残留燃料をアキュムレータ内に蓄積し、残留燃料を排気管内に噴射させないので、残留燃料による燃料配管の詰まりを防止できると共に、触媒性能の一時的低下、燃料の無駄な消費を抑制でき、また、アキュムレータ内に蓄積した燃料を用いることで噴射開始の遅れを抑制することが可能となる。   According to the present invention, after the fuel is injected from the injection nozzle, the residual fuel in the fuel supply pipe is accumulated in the accumulator, and the residual fuel is not injected into the exhaust pipe. It is possible to suppress a temporary decrease in catalyst performance and wasteful fuel consumption, and it is possible to suppress a delay in the start of injection by using the fuel accumulated in the accumulator.

本発明の実施形態におけるディーゼルエンジンのシステム構成図The system block diagram of the diesel engine in embodiment of this invention 実施形態における排気管噴射装置の構造を示す回路図The circuit diagram which shows the structure of the exhaust pipe injection apparatus in embodiment 実施形態における排気管噴射装置の制御を示すフローチャートThe flowchart which shows control of the exhaust pipe injection device in an embodiment 実施形態における排気管噴射装置におけるバルブの開閉特性を示すタイミングチャートTiming chart showing valve opening / closing characteristics in the exhaust pipe injection device according to the embodiment 実施形態におけるアキュムレータの作用を説明するための図The figure for demonstrating the effect | action of the accumulator in embodiment.

以下、添付した図面を参照して本発明の実施形態を詳述する。
図1は、本願発明に係る排気管噴射装置を適用する、車両用のディーゼルエンジン(内燃機関)10を示す。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a vehicle diesel engine (internal combustion engine) 10 to which an exhaust pipe injection device according to the present invention is applied.

ディーゼルエンジン10は、吸気管14及び吸気マニホールド12を介して空気を吸引する。吸気管14には、上流側から順に、空気中の埃などをろ過するエアクリーナ16、吸気過給を行うターボチャージャ18のコンプレッサ18A、コンプレッサ18Aを通過して高温になった吸気を冷却するインタークーラ20を設けてある。   The diesel engine 10 sucks air through the intake pipe 14 and the intake manifold 12. The intake pipe 14 includes, in order from the upstream side, an air cleaner 16 that filters dust in the air, a compressor 18A of a turbocharger 18 that performs intake air supercharging, and an intercooler that cools the intake air that has passed the compressor 18A and has become hot. 20 is provided.

一方、ディーゼルエンジン10は、排気マニホールド22及び排気管24を介して排気を放出する。排気管24には、上流側から順に、ターボチャージャ18の排気タービン18B、燃料軽油を排気管24内に噴射する噴射ノズルを有する排気管噴射装置25、連続再生式DPF装置26、還元剤前駆体としての尿素水溶液を噴射供給する噴射ノズルを有する還元剤噴射装置28、尿素水溶液から生成されるアンモニア(還元剤)を用いてNOxを選択還元浄化するSCR触媒30、SCR触媒30を通過したアンモニアを酸化させるアンモニア酸化触媒32を設けてある。   On the other hand, the diesel engine 10 emits exhaust through the exhaust manifold 22 and the exhaust pipe 24. The exhaust pipe 24 includes, in order from the upstream side, an exhaust turbine 18B of the turbocharger 18, an exhaust pipe injection device 25 having an injection nozzle for injecting fuel gas oil into the exhaust pipe 24, a continuously regenerating DPF device 26, a reducing agent precursor. As a reducing agent injection device 28 having an injection nozzle for supplying and supplying urea aqueous solution, SCR catalyst 30 for selectively reducing and purifying NOx using ammonia (reducing agent) generated from urea aqueous solution, and ammonia passing through SCR catalyst 30 An ammonia oxidation catalyst 32 to be oxidized is provided.

連続再生式DPF装置26は、NO(一酸化窒素)をNO2(二酸化窒素)へと酸化させるDOC(Diesel Oxidation Catalyst)26Aと、排気中のPM(Particulate Matter)を捕集・除去するDPF(Diesel Particulate Filter)26Bとを備える。
尚、排気浄化フィルタとして、前記DPF26Bの代わりに、フィルタ表面に触媒(活性成分及び添加成分)を担持させたCSF(Catalyzed Soot Filter)を使用できる。
The continuous regeneration type DPF device 26 includes a DOC (Diesel Oxidation Catalyst) 26A that oxidizes NO (nitrogen monoxide) to NO 2 (nitrogen dioxide), and a DPF (capturing and removing PM (Particulate Matter)) in exhaust gas. Diesel Particulate Filter) 26B.
As the exhaust purification filter, a CSF (Catalyzed Soot Filter) in which a catalyst (active component and additive component) is supported on the filter surface can be used instead of the DPF 26B.

また、ディーゼルエンジン10は、排気の一部を吸気側に還流させることで燃焼温度を低下させ、排気中のNOx濃度を低減するEGR(Exhaust Gas Recirculation)装置34を備えている。
EGR装置34は、排気管24を流れる排気の一部を吸気管14に還流させるEGR管34Aと、EGR管34Aを流れる排気を冷却するEGRクーラ34Bと、吸気管14に還流させる排気量(EGR率)を制御するEGR制御弁34Cとを備える。
The diesel engine 10 also includes an EGR (Exhaust Gas Recirculation) device 34 that lowers the combustion temperature by recirculating a part of the exhaust to the intake side and reduces the NOx concentration in the exhaust.
The EGR device 34 includes an EGR pipe 34A that recirculates a part of the exhaust gas that flows through the exhaust pipe 24 to the intake pipe 14, an EGR cooler 34B that cools the exhaust gas that flows through the EGR pipe 34A, and an exhaust amount that recirculates to the intake pipe 14 (EGR EGR control valve 34C that controls the rate).

コンピュータを内蔵したコントロールユニット42は、ディーゼルエンジン10の回転速度NEを検出する回転速度センサ44、及び、ディーゼルエンジン10の負荷Qを検出する負荷センサ46の出力信号などを入力する。
ここで、負荷センサ46は、ディーゼルエンジン10の負荷Qを示す状態量として、吸気流量、吸気圧力、過給圧力、アクセル開度、吸気絞り弁の開度など、ディーゼルエンジン10のトルクと密接に関連する状態量を検出する。
A control unit 42 having a built-in computer inputs an output signal of a rotational speed sensor 44 that detects the rotational speed NE of the diesel engine 10 and a load sensor 46 that detects a load Q of the diesel engine 10.
Here, the load sensor 46 is closely related to the torque of the diesel engine 10 such as the intake flow rate, the intake pressure, the supercharging pressure, the accelerator opening, and the intake throttle valve as a state quantity indicating the load Q of the diesel engine 10. Detect related state quantities.

コントロールユニット42は、内蔵するROM(Read Only Memory)などの不揮発性メモリに記憶した制御プログラムを実行することで、各種センサからの信号に基づいて、DPF26Bの再生処理などを制御する。
コントロールユニット42は、例えば、エンジンの積算運転時間や、エンジン運転条件から推定した微粒子の排出量の積算値や、DPF26Bの上下流間の差圧などから、DPF26Bの再生要求の有無を判断する。
The control unit 42 executes a control program stored in a non-volatile memory such as a built-in ROM (Read Only Memory), thereby controlling the reproduction processing of the DPF 26B based on signals from various sensors.
The control unit 42 determines whether or not there is a regeneration request for the DPF 26B based on, for example, the accumulated operation time of the engine, the accumulated value of the particulate emission estimated from the engine operating conditions, the differential pressure between the upstream and downstream of the DPF 26B, and the like.

そして、コントロールユニット42は、DPF26Bの再生開始信号に基づき、排気管噴射装置25によって連続再生式DPF装置26の上流側の排気管24内に燃料軽油を噴射させる。排気管24に噴射された燃料軽油がDOC26A(酸化触媒)で酸化し、この酸化反応熱によって、DPF26Bに堆積した微粒子(煤)が燃焼して、DPF26Bが再生する。   Then, based on the regeneration start signal of the DPF 26B, the control unit 42 causes the exhaust pipe injection device 25 to inject fuel gas oil into the exhaust pipe 24 on the upstream side of the continuous regeneration type DPF device 26. The fuel gas oil injected into the exhaust pipe 24 is oxidized by the DOC 26A (oxidation catalyst), and the oxidation reaction heat burns the fine particles (soot) deposited on the DPF 26B to regenerate the DPF 26B.

図2は、排気管噴射装置25の詳細を示す回路図である。
排気管噴射装置25は、燃料軽油を排気管24内に噴射する噴射ノズル101と、該噴射ノズル101に加圧燃料を導く燃料供給配管102と、燃料供給配管102の途中に合流し、加圧空気を燃料供給配管102内に導く空気供給配管103とを備える。
FIG. 2 is a circuit diagram showing details of the exhaust pipe injection device 25.
The exhaust pipe injection device 25 joins the injection nozzle 101 for injecting fuel gas oil into the exhaust pipe 24, the fuel supply pipe 102 for introducing pressurized fuel to the injection nozzle 101, and the fuel supply pipe 102 in the middle. And an air supply pipe 103 that guides air into the fuel supply pipe 102.

燃料供給配管102は、図示しない燃料ポンプを介して燃料タンクに連通し、燃料ポンプが吐出する加圧燃料が供給される。
燃料供給配管102には、上流側から順に、上流側燃料供給バルブ105、チェックバルブ106、圧力センサ107、下流側燃料供給バルブ108が配置され、下流側燃料供給バルブ108をバイパスするバイパス配管109にチェックバルブ110を配置してあり、これらのバルブは噴射ノズル101への加圧燃料の供給を制御する。
The fuel supply pipe 102 communicates with a fuel tank via a fuel pump (not shown) and is supplied with pressurized fuel discharged from the fuel pump.
The upstream side fuel supply valve 105, the check valve 106, the pressure sensor 107, and the downstream side fuel supply valve 108 are disposed in the fuel supply line 102 in order from the upstream side, and the bypass line 109 bypasses the downstream side fuel supply valve 108. Check valves 110 are arranged, and these valves control the supply of pressurized fuel to the injection nozzle 101.

また、噴射ノズル101の直前の燃料供給配管102には、遮断バルブ111を配置してある。
上流側燃料供給バルブ105、下流側燃料供給バルブ108及び遮断バルブ111は、電磁式のバルブであって、コントロールユニット42から送られる駆動電流によって開閉作動する。
In addition, a shutoff valve 111 is disposed in the fuel supply pipe 102 immediately before the injection nozzle 101.
The upstream side fuel supply valve 105, the downstream side fuel supply valve 108, and the shutoff valve 111 are electromagnetic valves that are opened and closed by a drive current sent from the control unit 42.

チェックバルブ106及びチェックバルブ110は、燃料供給配管21及びバイパス配管109における燃料の逆流を遮断する。
圧力センサ107は、チェックバルブ106と下流側燃料供給バルブ108との間の燃料供給配管102における燃料圧力を検出し、その検出信号をコントロールユニット42に出力する。
The check valve 106 and the check valve 110 block the reverse flow of fuel in the fuel supply pipe 21 and the bypass pipe 109.
The pressure sensor 107 detects the fuel pressure in the fuel supply pipe 102 between the check valve 106 and the downstream fuel supply valve 108 and outputs the detection signal to the control unit 42.

空気供給配管103には、図示しない空気ポンプが吐出する加圧空気又はエアリザーバに蓄えられている加圧空気が供給される。
空気供給配管103には、空気供給バルブ112が介装される。尚、空気供給バルブ112の下流側に、加圧空気の逆流を止めるチェックバルブを備えることができる。
空気供給バルブ112は、電磁式のバルブであって、コントロールユニット42から送られる駆動電流によって開閉作動する。
Pressurized air discharged from an air pump (not shown) or pressurized air stored in an air reservoir is supplied to the air supply pipe 103.
An air supply valve 112 is interposed in the air supply pipe 103. A check valve for stopping the backflow of pressurized air can be provided on the downstream side of the air supply valve 112.
The air supply valve 112 is an electromagnetic valve, and opens and closes by a drive current sent from the control unit 42.

尚、圧力センサ107は、コントロールユニット42が行う、上流側燃料供給バルブ105、下流側燃料供給バルブ108及び空気供給バルブ112の故障診断に用いられる。
具体的には、コントロールユニット42は、上流側燃料供給バルブ105、下流側燃料供給バルブ108、空気供給バルブ112の開閉制御状態の組み合わせから想定される、上流側燃料供給バルブ105と下流側燃料供給バルブ108との間の圧力と、実際に圧力センサ107が検出した圧力とを比較することで、上流側燃料供給バルブ105、下流側燃料供給バルブ108、空気供給バルブ112の閉固着故障や開固着故障の有無を診断する。
The pressure sensor 107 is used for failure diagnosis of the upstream fuel supply valve 105, the downstream fuel supply valve 108, and the air supply valve 112, which is performed by the control unit 42.
Specifically, the control unit 42 assumes the upstream fuel supply valve 105, the downstream fuel supply valve 105, the downstream fuel supply valve 108, and the open / closed control state of the air supply valve 112, and the upstream fuel supply valve 105 and the downstream fuel supply. By comparing the pressure between the valve 108 and the pressure actually detected by the pressure sensor 107, the upstream fuel supply valve 105, the downstream fuel supply valve 108, and the air supply valve 112 are closed or stuck open. Diagnose whether there is a failure.

噴射ノズル101は、燃料供給配管21の下流端の通路断面積を縮小する噴口(絞り)を有し、この噴口が排気管24内に臨み、排気管24内を流れる排気中に燃料軽油を噴霧状にして噴射する。
また、遮断バルブ111の直前の燃料供給配管21には、蓄圧バルブ113を介してアキュムレータ(蓄圧器)114を接続してある。
The injection nozzle 101 has an injection hole (throttle) that reduces the passage cross-sectional area at the downstream end of the fuel supply pipe 21, this injection hole faces the exhaust pipe 24, and sprays fuel gas oil into the exhaust flowing in the exhaust pipe 24. And spray.
An accumulator (accumulator) 114 is connected to the fuel supply pipe 21 immediately before the shutoff valve 111 via an accumulator valve 113.

アキュムレータ114は、燃料の圧力エネルギーを、圧縮性流体である気体(窒素ガス)の圧力エネルギーに変換して蓄える装置であり、容器の中に燃料を押し込むと、隔壁を介して気体が圧縮して、燃料の圧力に相当する量の燃料が容器内に入り込み、その後、蓄圧バルブ113を開くことで燃料を押し込む力を開放すると、容器内に入っていた燃料が、気体が膨張する力によって容器外部に噴出する。
蓄圧バルブ113は、電磁式のバルブであって、コントロールユニット42から送られる駆動電流によって開閉作動する。
The accumulator 114 is a device that converts the pressure energy of fuel into the pressure energy of gas (nitrogen gas), which is a compressible fluid, and stores it. When the fuel is pushed into the container, the gas is compressed through the partition wall. When an amount of fuel corresponding to the pressure of the fuel enters the container, and then the force for pushing the fuel is released by opening the pressure accumulation valve 113, the fuel contained in the container is exposed to the outside of the container by the force of gas expansion. To erupt.
The accumulator valve 113 is an electromagnetic valve and opens and closes by a drive current sent from the control unit 42.

次に、コントロールユニット42による排気管噴射装置25の制御を、図4のタイミングチャートを参照しつつ、図3のフローチャートに従って説明する。
尚、図3のフローチャートに示すルーチンは、ディーゼルエンジン10の運転中に実行される制御プログラムを示す。
まず、ステップS81では、通常モードで排気管噴射装置25を制御する。
Next, control of the exhaust pipe injection device 25 by the control unit 42 will be described according to the flowchart of FIG. 3 with reference to the timing chart of FIG.
Note that the routine shown in the flowchart of FIG. 3 shows a control program executed during operation of the diesel engine 10.
First, in step S81, the exhaust pipe injection device 25 is controlled in the normal mode.

通常モードとは、DPFの再生要求がなく、噴射ノズル101から燃料を噴射しない期間において、定期的(例えば、一定時間毎)に、噴射ノズル101から空気を噴射させることで、噴射ノズル101の詰まりを防止するモードである。
通常モードにおいては、図4に示すように、上流側燃料供給バルブ105、下流側燃料供給バルブ108及び蓄圧バルブ113を閉状態に保持する一方、遮断バルブ111を開状態に保持し、定期的に一定時間だけ空気供給バルブ112を開弁させることで、空気供給配管103及び空気供給配管103が合流した後の燃料供給配管21、更に、噴射ノズル101を介して排気管24内に空気を間欠的に噴射する。
The normal mode means that the injection nozzle 101 is clogged by injecting air from the injection nozzle 101 periodically (for example, at regular intervals) during a period in which there is no DPF regeneration request and fuel is not injected from the injection nozzle 101. This mode prevents the
In the normal mode, as shown in FIG. 4, the upstream side fuel supply valve 105, the downstream side fuel supply valve 108 and the pressure accumulating valve 113 are kept closed, while the shutoff valve 111 is kept open, and periodically. By opening the air supply valve 112 for a certain period of time, air is intermittently introduced into the exhaust pipe 24 via the fuel supply pipe 21 after the air supply pipe 103 and the air supply pipe 103 merge, and further through the injection nozzle 101. To spray.

上記のように、定期的に噴射ノズル101から空気を噴射させることで、燃料噴射直後であれば、燃料供給配管21(遮断バルブ111と噴射ノズル101との間の燃料供給配管21)に残存する燃料軽油を排出させることができ、その後は、排気微粒子などが噴射ノズル101に付着して詰まりが生じることを防止できる。
上記の通常モードで排気管噴射装置25を制御している状態で、ステップS82では、DPF26Bの再生開始信号が発生したか否かを判断する。
As described above, by periodically injecting air from the injection nozzle 101, the fuel supply pipe 21 (the fuel supply pipe 21 between the cutoff valve 111 and the injection nozzle 101) remains immediately after fuel injection. The fuel gas oil can be discharged, and thereafter, it is possible to prevent the exhaust particulates from adhering to the injection nozzle 101 and causing clogging.
In a state where the exhaust pipe injection device 25 is controlled in the normal mode, it is determined in step S82 whether or not a regeneration start signal for the DPF 26B has been generated.

再生開始信号は、DPF26Bにおける再生要求の警告に基づいて運転者がボタン操作を行うことにより手動で出力させる構成あってもよく、また、コントロールユニット42が再生要求に基づき自動的に出力する構成であってもよい。
再生開始信号が出力されると、噴射ノズル101から燃料軽油を噴射させることでDPF26Bを再生する、再生処理モードに移行する。
The regeneration start signal may be output manually by a driver operating a button based on a regeneration request warning in the DPF 26B, or the control unit 42 automatically outputs based on the regeneration request. There may be.
When the regeneration start signal is output, the operation proceeds to the regeneration processing mode in which the DPF 26B is regenerated by injecting the fuel gas oil from the injection nozzle 101.

まず、ステップS83では、再生処理モードの第1段階として、図4に示すように、上流側燃料供給バルブ105、下流側燃料供給バルブ108及び空気供給バルブ112を閉状態、遮断バルブ111を開状態に保持した状態で、蓄圧バルブ113を一定時間だけ開弁させる。
後述するように、DPF再生のための燃料噴射を終了させた直後に、燃料供給配管21に残存する燃料軽油をアキュムレータ114内に押し込む処理がなされ、通常モードにおいては、蓄圧バルブ113を閉状態に保持することで、アキュムレータ114内に燃料軽油が押し込まれている状態を保持するようになっている。
First, in step S83, as the first stage of the regeneration processing mode, as shown in FIG. 4, the upstream fuel supply valve 105, the downstream fuel supply valve 108 and the air supply valve 112 are closed, and the shutoff valve 111 is opened. The pressure accumulating valve 113 is opened for a predetermined time in a state where the pressure is held in the state.
As will be described later, immediately after the fuel injection for regeneration of the DPF is terminated, the fuel gas oil remaining in the fuel supply pipe 21 is pushed into the accumulator 114. In the normal mode, the pressure accumulation valve 113 is closed. By holding, the state where the fuel gas oil is pushed into the accumulator 114 is held.

従って、ステップS83で、蓄圧バルブ113を開弁させると、アキュムレータ114内の気体(窒素)が膨張することで、アキュムレータ114内に押し込まれていた燃料軽油がアキュムレータ114の外部に噴出し、アキュムレータ114内に蓄積していた燃料が、燃料供給配管21及び噴射ノズル101を介して排気管24内に噴射される。   Accordingly, when the pressure accumulation valve 113 is opened in step S83, the gas (nitrogen) in the accumulator 114 expands, so that the fuel gas oil pushed into the accumulator 114 is ejected to the outside of the accumulator 114, and the accumulator 114 The fuel accumulated therein is injected into the exhaust pipe 24 through the fuel supply pipe 21 and the injection nozzle 101.

アキュムレータ114内に押し込まれていた燃料軽油の噴射を終了すると、ステップS84へ進み、再生処理モードの第2段階に移行する。
具体的には、図4に示すように、空気供給バルブ112及び蓄圧バルブ113を閉状態に保持する一方、上流側燃料供給バルブ105、下流側燃料供給バルブ108及び遮断バルブ111を開状態に保持することで、加圧燃料を、燃料供給配管21及び噴射ノズル101を介して排気管24内に噴射させる。
When the injection of the fuel gas oil that has been pushed into the accumulator 114 is completed, the process proceeds to step S84, and the process proceeds to the second stage of the regeneration process mode.
Specifically, as shown in FIG. 4, the air supply valve 112 and the pressure accumulating valve 113 are kept closed, while the upstream fuel supply valve 105, the downstream fuel supply valve 108 and the shutoff valve 111 are kept open. Thus, the pressurized fuel is injected into the exhaust pipe 24 via the fuel supply pipe 21 and the injection nozzle 101.

排気管24内に噴射された燃料軽油は、DOC26A(酸化触媒)で酸化し、この酸化反応熱によってDPF26Bに堆積した微粒子(煤)が燃焼して、DPF26Bが再生する。
燃料軽油の噴射を一定時間継続させ、DPF再生処理が完了すると、ステップS85へ進み、燃料供給配管21内に残留する燃料を処理する残留燃料処理モードに移行する。
The fuel gas oil injected into the exhaust pipe 24 is oxidized by the DOC 26A (oxidation catalyst), and particulates (soot) deposited on the DPF 26B are burned by this oxidation reaction heat, and the DPF 26B is regenerated.
When the fuel gas oil injection is continued for a predetermined time and the DPF regeneration process is completed, the process proceeds to step S85, and a transition is made to a residual fuel processing mode in which the fuel remaining in the fuel supply pipe 21 is processed.

残留燃料処理モードにおいては、図4に示すように、まず、上流側燃料供給バルブ105、下流側燃料供給バルブ108、遮断バルブ111及び蓄圧バルブ113を閉状態に保持し、空気供給バルブ112を開いた状態に保持する状態を一定時間だけ継続させることで、燃料供給配管21内の圧力を高める。
上記のようにして予め燃料供給配管21内の圧力を高めておけば、蓄圧バルブ113を遅れて開いたときに、アキュムレータ114内の残圧でアキュムレータ114から燃料が放出されることを阻止できる。
In the residual fuel processing mode, as shown in FIG. 4, first, the upstream fuel supply valve 105, the downstream fuel supply valve 108, the shutoff valve 111 and the pressure accumulating valve 113 are kept closed, and the air supply valve 112 is opened. The pressure in the fuel supply pipe 21 is increased by continuing the state of maintaining the maintained state for a certain period of time.
If the pressure in the fuel supply pipe 21 is increased in advance as described above, it is possible to prevent the fuel from being discharged from the accumulator 114 by the residual pressure in the accumulator 114 when the pressure accumulation valve 113 is opened late.

その後、上流側燃料供給バルブ105、下流側燃料供給バルブ108及び遮断バルブ111を閉状態に保持し、空気供給バルブ112及び蓄圧バルブ113を開状態に保持する状態に切り替えることで、加圧空気の圧力で、燃料供給配管21内、詳しくは、下流側燃料供給バルブ108と遮断バルブ111との間の燃料供給配管21内に残留する燃料をアキュムレータ114内に押し込む処理を一定時間実施する。
これにより、燃料供給配管21内の残留燃料は、加圧空気に押されてアキュムレータ114内に押し込まれ、燃料がアキュムレータ114内に押し込まれると、アキュムレータ114内の気体(窒素)が圧縮し、気体が圧縮して空いた容積部分に燃料が流入する。
Thereafter, the upstream fuel supply valve 105, the downstream fuel supply valve 108, and the shutoff valve 111 are held in a closed state, and the air supply valve 112 and the pressure accumulating valve 113 are switched to a state in which they are held in an open state. A process of pushing the fuel remaining in the fuel supply pipe 21 with pressure, specifically, the fuel supply pipe 21 between the downstream fuel supply valve 108 and the shutoff valve 111 into the accumulator 114 is performed for a certain period of time.
Thereby, the residual fuel in the fuel supply pipe 21 is pushed by the pressurized air and pushed into the accumulator 114. When the fuel is pushed into the accumulator 114, the gas (nitrogen) in the accumulator 114 is compressed, and the gas The fuel flows into the vacant volume that is compressed.

ここで、空気供給配管103は、遮断バルブ111と下流側燃料供給バルブ108との間の燃料供給配管102の上流側に接続され、残留燃料処理モードにおいて、空気供給配管103を介して供給される加圧空気が、空気供給配管103が合流する部分から下流側に残留している燃料をアキュムレータ114に押し込むことで、大部分の残留燃料をアキュムレータ114内に押し込むことができるようにしてある。
アキュムレータ114内に燃料を押し込む処理を一定時間実施すると、通常モードに復帰させる。
Here, the air supply pipe 103 is connected to the upstream side of the fuel supply pipe 102 between the shutoff valve 111 and the downstream fuel supply valve 108, and is supplied via the air supply pipe 103 in the residual fuel processing mode. The pressurized air pushes the fuel remaining downstream from the portion where the air supply pipe 103 joins into the accumulator 114, so that most of the residual fuel can be pushed into the accumulator 114.
When the process of pushing the fuel into the accumulator 114 is performed for a certain time, the normal mode is restored.

通常モードでは、蓄圧バルブ113は閉状態に保持されるので、燃料がアキュムレータ114内に押し込まれた状態を保持することになり、前述のDPF再生モードの第1段階で、蓄圧バルブ113を開放することで、アキュムレータ114内に押し込まれていた燃料が気体の膨張に伴って噴出し、排気管24内に噴射されることになる。   In the normal mode, the pressure accumulation valve 113 is held in the closed state, so that the state where the fuel is pushed into the accumulator 114 is maintained, and the pressure accumulation valve 113 is opened in the first stage of the DPF regeneration mode described above. Thus, the fuel that has been pushed into the accumulator 114 is ejected as the gas expands, and is injected into the exhaust pipe 24.

図5は、各モードにおけるアキュムレータ114内での気体(窒素)及び燃料の状態、更に、蓄圧バルブ113の開閉状態を示す。
まず、通常モードでは、アキュムレータ114内に燃料が押し込まれて気体が圧縮された状態を保持し、再生処理モードの第1段階で蓄圧バルブ113を開くと、圧縮されていた気体(窒素)が膨張することで、燃料は、アキュムレータ114の外部に噴出し、噴射ノズル101を介して排気管24内に噴射される。
FIG. 5 shows the state of gas (nitrogen) and fuel in the accumulator 114 in each mode, and the open / close state of the pressure accumulation valve 113.
First, in the normal mode, when the fuel is pushed into the accumulator 114 and the gas is compressed, and the pressure accumulation valve 113 is opened in the first stage of the regeneration processing mode, the compressed gas (nitrogen) expands. Thus, the fuel is ejected to the outside of the accumulator 114 and is injected into the exhaust pipe 24 through the injection nozzle 101.

再生処理モードの第2段階では蓄圧バルブ113を閉じるので、アキュムレータ114内の気体(窒素)は、膨張した状態を保持する。
残留燃料処理モードでは、蓄圧バルブ113を開き、燃料がアキュムレータ114内に押し込まれると、気体(窒素)が圧縮され、この状態で蓄圧バルブ113を閉じる通常モードに復帰することで、次回のDPF再生処理において、アキュムレータ114内に閉じ込めておいた燃料を排気管24内に噴射させることができる状態で待機する。
Since the pressure accumulation valve 113 is closed in the second stage of the regeneration processing mode, the gas (nitrogen) in the accumulator 114 maintains the expanded state.
In the residual fuel processing mode, when the pressure accumulation valve 113 is opened and fuel is pushed into the accumulator 114, the gas (nitrogen) is compressed, and in this state, the pressure accumulation valve 113 is returned to the normal mode to close the next DPF regeneration. In the processing, the apparatus waits in a state where the fuel confined in the accumulator 114 can be injected into the exhaust pipe 24.

上記の排気管噴射装置25によると、DPF再生のための燃料噴射の後に、燃料供給配管21内の燃料をアキュムレータ114内に押し込むので、燃料供給配管21内に残留する燃料量を充分に減らして、残留燃料の炭化などによる噴射ノズル101の詰まりを防止できる。
また、燃料供給配管21内に残った燃料をアキュムレータ114内に移すので、燃料供給配管21内に残留する燃料量を減らすために、排気管24内に多量の燃料が一度に噴射されることがなく、多量の燃料が噴射されることで、SCR触媒30の触媒性能が一時的に低下することを回避できる。
According to the exhaust pipe injection device 25 described above, since the fuel in the fuel supply pipe 21 is pushed into the accumulator 114 after fuel injection for DPF regeneration, the amount of fuel remaining in the fuel supply pipe 21 is sufficiently reduced. The clogging of the injection nozzle 101 due to carbonization of residual fuel can be prevented.
Further, since the fuel remaining in the fuel supply pipe 21 is moved into the accumulator 114, a large amount of fuel may be injected into the exhaust pipe 24 at a time in order to reduce the amount of fuel remaining in the fuel supply pipe 21. However, it can be avoided that the catalyst performance of the SCR catalyst 30 is temporarily lowered by injecting a large amount of fuel.

また、DPF再生が終了した後に、DPF再生に寄与しない燃料が排気管24内に噴射され、燃料が無駄に消費されることを抑制できる。
また、DPF再生の開始時(排気管24に対する燃料噴射の開始時)において、燃料供給配管21内に燃料が残留していないものの、噴射ノズル101近傍の燃料供給配管21に接続させたアキュムレータ114が蓄えていた燃料を噴射させるので、排気管24内に対する燃料の噴射が遅れることを抑制できる。
Moreover, after DPF regeneration is complete | finished, the fuel which does not contribute to DPF regeneration is injected in the exhaust pipe 24, and it can suppress that fuel is consumed wastefully.
Further, at the start of DPF regeneration (at the start of fuel injection to the exhaust pipe 24), although no fuel remains in the fuel supply pipe 21, an accumulator 114 connected to the fuel supply pipe 21 near the injection nozzle 101 is provided. Since the stored fuel is injected, it is possible to suppress delay of fuel injection into the exhaust pipe 24.

尚、上記実施形態では、噴射ノズル101と遮断バルブ111とを別体としたが、噴射ノズル101と遮断バルブ111とを一体的に備える噴射バルブを用いることができる。
また、DPF再生モードにおいて、燃料と空気とを混合させて噴射ノズル101から噴射させる構成であってもよい。
In the above embodiment, the injection nozzle 101 and the shutoff valve 111 are separated from each other. However, an injection valve provided integrally with the jet nozzle 101 and the shutoff valve 111 can be used.
Further, in the DPF regeneration mode, the fuel and air may be mixed and injected from the injection nozzle 101.

10 ディーゼルエンジン
24 排気管
25 排気管噴射装置
26 連続再生式DPF装置
26A DOC
26B DPF
28 還元剤噴射装置
30 SCR触媒
32 アンモニア酸化触媒
42 コントロールユニット
101 噴射ノズル
102 燃料供給配管
103 空気供給配管
105 上流側燃料供給バルブ
108 下流側燃料供給バルブ
111 遮断バルブ
112 空気供給バルブ
113 蓄圧バルブ
114 アキュムレータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Diesel engine 24 Exhaust pipe 25 Exhaust pipe injection device 26 Continuous regeneration type DPF device 26A DOC
26B DPF
28 Reducing Agent Injection Device 30 SCR Catalyst 32 Ammonia Oxidation Catalyst 42 Control Unit 101 Injection Nozzle 102 Fuel Supply Pipe 103 Air Supply Pipe 105 Upstream Fuel Supply Valve 108 Downstream Fuel Supply Valve 111 Shutoff Valve 112 Air Supply Valve 113 Accumulation Valve 114 Accumulator

Claims (5)

エンジンの排気管内に燃料を噴射する噴射ノズルと、前記噴射ノズルへ燃料を供給する燃料供給配管と、前記燃料供給配管に介装され前記噴射ノズルへの燃料供給を制御する燃料供給バルブと、前記噴射ノズルと前記燃料供給バルブとの間の前記燃料供給配管に設けたアキュムレータと、前記噴射ノズルと前記アキュムレータとの間の前記燃料供給配管に設けた遮断バルブと、前記遮断バルブと前記燃料供給バルブとの間の前記燃料供給配管内に空気を送り込む空気供給手段とを備え、
前記噴射ノズルによる燃料噴射後に、前記燃料供給バルブ及び遮断バルブを閉じ、前記空気供給手段により前記遮断バルブと前記燃料供給バルブとの間の前記燃料供給配管内に空気を送り込むことで、前記遮断バルブと前記燃料供給バルブとの間の前記燃料供給配管内に残存する燃料を、前記アキュムレータ内に押し込むことを特徴とするエンジンの排気管噴射装置。
An injection nozzle that injects fuel into an exhaust pipe of an engine, a fuel supply pipe that supplies fuel to the injection nozzle, a fuel supply valve that is interposed in the fuel supply pipe and controls fuel supply to the injection nozzle, and An accumulator provided in the fuel supply pipe between the injection nozzle and the fuel supply valve; a cutoff valve provided in the fuel supply pipe between the injection nozzle and the accumulator; the cutoff valve and the fuel supply valve; Air supply means for sending air into the fuel supply pipe between
After the fuel injection by the injection nozzle, the fuel supply valve and the shutoff valve are closed, and the air supply means feeds air into the fuel supply pipe between the shutoff valve and the fuel supply valve, whereby the shutoff valve An exhaust pipe injection device for an engine, wherein the fuel remaining in the fuel supply pipe between the fuel supply valve and the fuel supply valve is pushed into the accumulator.
前記空気供給手段による空気の供給開始から遅れて前記アキュムレータを開放させることを特徴とする請求項1記載のエンジンの排気管噴射装置。   The exhaust pipe injection device for an engine according to claim 1, wherein the accumulator is opened with a delay from the start of air supply by the air supply means. 前記噴射ノズルから燃料を噴射させるときに、前記アキュムレータ内の燃料を放出させてから、前記燃料供給バルブを開いて前記噴射ノズルに対する燃料の供給を開始させることを特徴とする請求項1又は2記載のエンジンの排気管噴射装置。   3. When fuel is injected from the injection nozzle, the fuel in the accumulator is released, and then the fuel supply valve is opened to start supplying fuel to the injection nozzle. Engine exhaust pipe injector. 前記噴射ノズルから燃料を噴射しない期間において、定期的に前記空気供給手段によって空気を前記燃料供給配管内に送り込んで、前記噴射ノズルから空気を噴射させることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載のエンジンの排気管噴射装置。   4. The air injection unit according to claim 1, wherein air is periodically sent into the fuel supply pipe by the air supply unit and the air is injected from the injection nozzle during a period in which fuel is not injected from the injection nozzle. An exhaust pipe injection device for an engine according to claim 1. 前記エンジンの排気管に排気浄化フィルタを備え、前記噴射ノズルが前記排気浄化フィルタの上流側の排気管に配設され、
前記排気浄化フィルタの再生開始信号に基づき、前記噴射ノズルから燃料を噴射させることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載のエンジンの排気管噴射装置。
An exhaust purification filter is provided in the exhaust pipe of the engine, and the injection nozzle is disposed in an exhaust pipe upstream of the exhaust purification filter,
The engine exhaust pipe injection device according to any one of claims 1 to 4, wherein fuel is injected from the injection nozzle based on a regeneration start signal of the exhaust purification filter.
JP2010280292A 2010-12-16 2010-12-16 Engine exhaust pipe injector Expired - Fee Related JP5586446B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010280292A JP5586446B2 (en) 2010-12-16 2010-12-16 Engine exhaust pipe injector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010280292A JP5586446B2 (en) 2010-12-16 2010-12-16 Engine exhaust pipe injector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012127287A JP2012127287A (en) 2012-07-05
JP5586446B2 true JP5586446B2 (en) 2014-09-10

Family

ID=46644591

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010280292A Expired - Fee Related JP5586446B2 (en) 2010-12-16 2010-12-16 Engine exhaust pipe injector

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5586446B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2944777B1 (en) * 2012-12-10 2018-03-14 Volvo Truck Corporation Exhaust pipe fuel injector
JP6161197B2 (en) * 2013-07-18 2017-07-12 ボッシュ株式会社 Exhaust pipe fuel injection device and exhaust pipe fuel injection method

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004346904A (en) * 2003-05-26 2004-12-09 Toyota Motor Corp Cylinder direct injection cng engine
JP4152833B2 (en) * 2003-07-30 2008-09-17 日産ディーゼル工業株式会社 Engine exhaust purification system
JP4569954B2 (en) * 2004-11-01 2010-10-27 バブコック日立株式会社 Exhaust gas denitration apparatus and method
DE102005002318A1 (en) * 2005-01-17 2006-07-27 Robert Bosch Gmbh Exhaust gas aftertreatment process and device for this purpose
JP4673145B2 (en) * 2005-06-24 2011-04-20 株式会社サムソン Denitration device that automatically eliminates clogging of urea water injection nozzle
US7874148B2 (en) * 2007-03-15 2011-01-25 Deere & Company Regeneration system and method for particulate traps
JP2009257235A (en) * 2008-04-17 2009-11-05 Toyota Motor Corp Internal combustion engine
DE602008006063D1 (en) * 2008-08-08 2011-05-19 Magneti Marelli Spa An injector for injecting a reducing substance into an exhaust system in an internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012127287A (en) 2012-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7908843B2 (en) Exhaust gas purification device
JP4592504B2 (en) Exhaust purification device
JP4592505B2 (en) Exhaust purification device
JP6135198B2 (en) Control method of exhaust gas aftertreatment device
JP4972914B2 (en) Exhaust gas purification system regeneration control method and exhaust gas purification system
JP4280934B2 (en) Exhaust purification device, additive supply device, and exhaust purification system for internal combustion engine
JP4986915B2 (en) Exhaust purification device
US9051859B2 (en) Exhaust gas purification device and control method for exhaust gas purification device
US20090100825A1 (en) Exhaust purification apparatus for engine
US20100199642A1 (en) Exhaust gas purifying apparatus and method for regenerating particulate filter thereof
US8961668B2 (en) Exhaust gas purification system
JP6187505B2 (en) Exhaust purification device
EP3073083B1 (en) Exhaust gas control apparatus
JP5720135B2 (en) Exhaust gas purification system
EP3025036B1 (en) Scr exhaust emission control system and method therefore, for filling the urea reducing agent after returning to the tank
KR102019867B1 (en) Method for judging the regeneration strategy of the diesel particulate filter with ISG and calculating the amount of soot combustion in a controlled diesel particulate filter
JP5586446B2 (en) Engine exhaust pipe injector
SE527367C2 (en) Motor-driven vehicle and method with fragmented hydrocarbon injection for optimized oxidation of nitrogen monoxide in exhaust after-treatment systems
JP5437890B2 (en) Method and apparatus for preventing fuel freezing in aftertreatment burner system
WO2013061860A1 (en) Exhaust gas purification device of internal combustion engine
JP2010116817A (en) Exhaust emission control device of engine
JP2014114786A (en) Exhaust pipe injection device of engine
JP2014109228A (en) Nozzle clogging detector
KR102222447B1 (en) Exhaust Gas Reduction Device and Control Method of Exhaust Gas Reduction Device
JP2011226356A (en) Exhaust emission control device of diesel engine

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20131030

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20140529

TRDD Decision of grant or rejection written
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140717

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140722

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140722

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5586446

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees