JP7238735B2 - 液体添加弁ガードプレート - Google Patents

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Description

本発明は、車両に搭載された内燃機関の排気ガスを浄化するために排気ガスに反応させる反応液を排気管内に噴射する液体添加弁を保護する液体添加弁ガードプレートに関する。
内燃機関としてディーゼルエンジンを搭載した車両の中には、排気経路に設けられた粒子状物質除去フィルタ(DPF:Diesel Particulate Filter)内に堆積した粒子状物質(PM:Particulate Matter)を燃焼焼却させるための燃料を排気管内に噴射する燃料添加弁を排気管に備えているものや、排気経路に設けられた選択還元触媒(SCR:Selective Catalytic Reduction)で窒素酸化物(NOx)を浄化するために排気管内に尿素水を噴射する尿素水添加弁を排気管に備えているものもある。
上記の燃料添加弁や尿素水添加弁等の液体添加弁は、高温となる内燃機関の近くの排気管に設けられているため、内燃機関からの熱風にさらされやすいが、部分的に耐熱性が低いため、遮熱及び冷却する必要がある。また、車両の排気管は、車両の下面に設けられており、路面に向かって露出しているので、排気管に設けられた液体添加弁も路面に向かって露出している。そこで、液体添加弁を路面からの飛石等から保護する必要がある。そして、飛石からの保護および冷却に関する技術が開示されている。
例えば特許文献1に記載のセンサ付き触媒コンバータの遮熱装置は、触媒コンバータの下面を覆う湾曲した板状のコンバータ遮熱板と、触媒コンバータの側面から外部に突出するように設けられた筒状のO2センサの下面を覆う湾曲した板状のセンサプロテクタ部と、を有している。ここで、コンバータ遮熱板およびセンサプロテクタ部は、一体に形成されている。そして、コンバータ遮熱板とセンサプロテクタ部は、飛石等から触媒コンバータ及びO2センサを保護するとともに、過熱を防止するための複数の小孔が形成されている。
特開平8-312343号公報
ところで、特許文献1に記載の遮熱装置のセンサプロテクタ部は、触媒コンバータから外部に突出するO2センサに対するプロテクタであって、液体添加弁に対するプロテクタではない。また、センサプロテクタ部には、複数の小孔が設けられているが、飛石がセンサプロテクタ部の上側に侵入した場合、小孔のサイズが小さいので、飛石を小孔から落下させることができず、O2センサの周囲に飛石が堆積する可能性がある。O2センサの周囲に飛石が堆積した場合、車両の走行中の振動などによって、堆積した飛石がO2センサに繰り返し衝突し、O2センサを破損させる可能性があるため好ましくない。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、飛石が液体添加弁に当たって液体添加弁を損傷することを防ぐことができ、液体添加弁を効率よく冷却することができ、さらに、液体添加弁の周囲に侵入した飛石が液体添加弁の周囲に堆積することを抑止できる、液体添加弁ガードプレートを提供することを課題とする。
上記課題を解決するため、第1の発明は、車両に搭載された内燃機関の排気ガスを浄化するために前記排気ガスに反応させる反応液を排気管内に噴射する液体添加弁を保護する液体添加弁ガードプレートであって、前記液体添加弁の下方に設けられている保護板を備え、前記保護板は、前記保護板の下方を流れる外気の前記液体添加弁に向けた導入と、前記保護板の上に侵入した飛石の落下と、を兼用する直径1センチの円より大きいサイズとされた通過孔を有する、液体添加弁ガードプレートである。
次に、第2の発明は、上記第1の発明に係る液体添加弁ガードプレートであって、さらに、前記保護板に連結されているとともに、熱源となる前記内燃機関と前記液体添加弁の間に設けられた遮熱板を有する、液体添加弁ガードプレートである。
次に、第3の発明は、上記第1の発明または第2の発明に係る液体添加弁ガードプレートであって、前記通過孔は、長孔状に形成されている、液体添加弁ガードプレートである。
次に、第4の発明は、上記第1の発明から第3の発明に係る液体添加弁ガードプレートであって、前記通過孔は、前記液体添加弁の直下を避けた位置に設けられている、液体添加弁ガードプレートである。
第1の発明によれば、保護板が液体添加弁の下方に設けられていることで、飛石が液体添加弁に当たって液体添加弁を損傷することを防ぐことができる。また、保護板の通過孔が保護板の下方を流れる外気を液体添加弁に向けて導入するため、外気で液体添加弁を冷却することができる。
その上で、保護板に設けられている通過孔が、外気の導入と飛石の落下を兼用する直径1センチの円より大きいサイズに形成されていることにより、保護板の上に侵入した飛石を路面に落下させることができるため、飛石が保護板上に侵入して保護板の上に堆積することを抑止できる。従って、液体添加弁ガードプレートは、飛石が液体添加弁に当たって液体添加弁を損傷することを防ぐことができ、液体添加弁を効率よく冷却することができ、さらに、液体添加弁の周囲に侵入した飛石が液体添加弁の周囲に堆積することを抑止できる。
第2の発明によれば、液体添加弁ガードプレートは、熱源となる内燃機関と液体添加弁の間に設けられている遮熱板を有する。このため、内燃機関側から飛石が液体添加弁に当たって液体添加弁が損傷することを防ぐことができる。また、液体添加弁ガードプレートは、熱源となる内燃機関と液体添加弁の間に遮熱板が設けられていることで、遮熱板が内燃機関から熱が液体添加弁に伝わることを抑止できる。これにより、液体添加弁ガードプレートは、遮熱板を有することで、飛石が液体添加弁に当たって液体添加弁を損傷することをより確実に防ぐことができるとともに、液体添加弁をより効率よく冷却することができる。
第3の発明によれば、通過孔の形状は長孔状の貫通孔である。このため、飛石が保護板の上に侵入した場合であっても、走行中の振動によって、飛石が振動しながら通過孔の長手方向に沿って移動し、通過孔から落ちやすくなる。これにより、液体添加弁の周囲に侵入した飛石が液体添加弁の周囲に堆積することを、より確実に抑止できる。
第4の発明によれば、通過孔は、液体添加弁の直下を避けた位置に設けられているため、飛石が通過孔を通って液体添加弁の直下に当たることを抑止できる。
本発明の液体添加弁ガードプレートを備えた内燃機関システムの構成の例を説明する図である。 第1の実施の形態の液体添加弁ガードプレートの周辺の要部の概略斜視図である。 液体添加弁ガードプレートの周辺の要部の下面図である。 図2に示す方向IVから視た液体添加弁ガードプレートの周辺の要部の左側面図である。 第1の実施の形態の液体添加弁ガードプレートの周辺の要部の上面図である。 図5に示す方向VIから視た斜視図である。 第1の実施の形態の液体添加弁ガードプレートの周辺の要部の概略斜視図である。 第2の実施の形態の液体添加弁ガードプレートの通過孔の下側から視た概略斜視図である。 第2の実施の形態の液体添加弁ガードプレートの保護板の要部の概略断面図である。 第3の実施の形態の液体添加弁ガードプレートの断面図である。
以下、本発明の実施の形態の液体添加弁ガードプレート70について、図面を用いて説明する。本実施の形態にて説明する液体添加弁ガードプレート70は、内燃機関10を搭載した車両の排気ガスを浄化するために排気ガスに反応させる尿素水(反応液)を排気管12A(排気経路)内に噴射する尿素水添加弁(液体添加弁)61を保護する液体添加弁ガードプレートであり、以下に説明する、液体添加弁ガードプレート70は、本発明の液体添加弁ガードプレートの1つの例である。なお、本発明の液体添加弁ガードプレートは、排気管に設けられた燃料添加弁を保護する液体添加弁ガードプレートとして使用することもできる。なお、図中に前後方向、左右方向、上下方向が記載されている場合、上下方向は鉛直上方に向かう方向及び下方に向かう方向を示しており、前後方向は内燃機関10を搭載した車両の前後方向を示し、左右方向は内燃機関10を搭載した車両の左右方向を示している。
●[内燃機関システム1の全体構成(図1)]
図1を用いて、本発明に係る液体添加弁ガードプレート70を備えた内燃機関システム1の全体構成について説明する。なお図1における内燃機関10は、内燃機関の1つの例としてディーゼルエンジンである。ここで、内燃機関10は、排気ガスと一緒に、粒子状物質(PM:Particulate Matter)、窒素酸化物(NOx)、一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)等を排出する。以下、図1に示す内燃機関システム1を、吸気側から排気側に向かって順に説明する。
吸入空気流量検出装置31は、例えば吸気流量センサであり、内燃機関10の吸気通路11に設けられて内燃機関10が吸入した空気の流量に応じた検出信号を制御装置50に出力する。アクセル開度検出装置33(例えば、アクセル開度センサ)は、運転者が操作するアクセルの開度(すなわち、運転者の要求負荷)に応じた検出信号を制御装置50に出力する。回転検出装置34は、例えば回転センサであり、内燃機関10のクランクシャフトの回転数(すなわち、エンジン回転数)に応じた検出信号を制御装置50に出力する。
インジェクタ14A~14Dは、図示省略した燃料配管が接続されて内燃機関10のシリンダ毎に設けられており、制御装置50からの駆動信号に応じて各シリンダ内に、所定のタイミングで所定量の燃料を噴射する。
排気管12における内燃機関10から下流側には、制御装置50から駆動される燃料添加弁21が設けられている。燃料添加弁21は、車両に搭載された内燃機関10の排気ガスを浄化するために排気ガスに反応させる燃料(反応液)を排気管12内に噴射する液体添加である。なお、排気管12、12A、12Bにて排気経路が形成されている。
燃料添加弁21から排気ガス中に噴射された燃料は、第1酸化触媒42によって排気ガス中に残った酸素との酸化反応が生じて燃焼し、その発熱により排気ガス温度が上昇する。この高温になった排気ガスによりDPF43の床温が上昇して、所定温度以上(例えば、590[℃]以上)になると、DPF43内に堆積した粒子状物質(PM)が燃焼焼却され、DPF43の捕集機能が回復(再生)される。
排気管12における燃料添加弁21の下流には、排気温度検出装置36A、第1酸化触媒42(DOC:Diesel Oxidation Catalyst)、排気温度検出装置36B、粒子状物質除去フィルタであるDPF43(DPF:Diesel Particulate Filter)、差圧センサ35が設けられている。
排気温度検出装置36Aは、例えば排気温度センサであり、第1酸化触媒42の上流側の排気ガスの温度に応じた検出信号を制御装置50に出力する。排気温度検出装置36Bは、例えば排気温度センサであり、第1酸化触媒42の下流側(かつDPF43の上流側)の排気ガスの温度に応じた検出信号を制御装置50に出力する。
第1酸化触媒42は、所定の温度下で多数の貫通孔に排気ガスを通すことにより、排気ガスに含まれる一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)等を酸化して除去する。DPF43は、流入する排気ガスを多孔質材料に通すことで粒子状物質(PM)を捕集し、粒子状物質(PM)が除去された排気ガスを下流側へと流出させる。
差圧センサ35は、第1酸化触媒42の下流側、かつ、DPF43の上流側の排気圧力(排気管内圧力)と、DPF43の下流側の排気管内圧力と、の差圧(圧力差)に応じた検出信号を制御装置50に出力する。
DPF43の下流側には排気管12Aが接続され、排気管12Aには、排気温度検出装置36C、NOxセンサ37A、尿素水添加弁61、排気管インシュレータ12A1、液体添加弁ガードプレート70、尿素水分散装置64が設けられている。
排気温度検出装置36Cは、例えば排気温度センサであり、DPF43の下流側の排気ガスの温度に応じた検出信号を制御装置50に出力する。NOxセンサ37Aは、SCR46の上流側の排気ガス中のNOxの濃度に応じた検出信号を制御装置50に出力する。
液体添加弁ガードプレート70(後述する液体添加弁ガードプレート70A、70B、70C)は、尿素水添加弁61を飛石や熱から保護するように尿素水添加弁61の周囲(近傍)に設けられている。なお液体添加弁ガードプレート70の詳細については後述する。排気管インシュレータ12A1は、尿素水添加弁61の上流側の排気管12Aの一部を覆う筒状の遮熱部材であり、尿素水添加弁61に対する排気管12Aの熱を遮断する。
尿素水分散装置64は、尿素水添加弁61とSCR46の間に配置されており、尿素水添加弁61から噴射された尿素水が衝突される衝突板(不図示)を有し、衝突板に衝突した尿素水を排気管内に均一に分散させて微粒化する。微粒化された尿素水は、排気ガスの熱によってアンモニアガスに改質され、排気ガス中に均一となるように混合されてSCR46に到達する。
尿素水添加弁61は、排気管12AのDPF43の下流側、且つ、尿素水分散装置64及びSCR46の上流側に配置されて、尿素水供給管62、尿素水ポンプ63を介して尿素水タンク65に連結され、尿素水分散装置64に向けて排気ガス中に尿素水(還元剤溶液)を噴射(吐出、添加)する。また、尿素水添加弁61は、噴射する尿素水の沸点が約140[℃]であり、部分的に耐熱性が低いため、冷却のために空冷フィン61A(図3参照)を備えている。尿素水添加弁61は、制御装置50から駆動され、車両に搭載された内燃機関10の排気ガスを浄化するために排気ガスに反応させる尿素水(反応液)を排気管12A内に噴射する液体添加弁61である。
尿素水ポンプ63は、制御装置50から駆動される電動ポンプである。尿素水タンク65内には、尿素水タンク65内に貯留されている尿素水67の残量(水位)に応じた検出信号を制御装置50に出力するレベルゲージ(残量検出装置)68が設けられている。また、尿素水タンク65内には、尿素水タンク65内に貯留されている尿素水67の濃度に応じた検出信号を制御装置50に出力する濃度センサ69が設けられている。
尿素水分散装置64の下流側には、SCR46、排気管12B、第2酸化触媒47が設けられており、排気管12Bには排気温度検出装置36D、NOxセンサ37B、が設けられている。
選択還元触媒(SCR:Selective Catalytic Reduction)であるSCR46は、尿素水添加弁61及び尿素水分散装置64を介して排気ガス中に分散された尿素水を用いて排気ガス中のNOxを還元して除去する触媒である。
排気温度検出装置36Dは、例えば、排気温度センサであり、SCR46の下流側の排気ガスの温度に応じた検出信号を制御装置50に出力する。NOxセンサ37Bは、SCR46の下流側の排気ガスのNOxの濃度に応じた検出信号を制御装置50に出力する。
第2酸化触媒47は、SCR46の下流側に設けられており、SCR46での還元に使用されずに残った尿素水を酸化して除去する触媒である。
制御装置50は、CPU、RAM、ROM、タイマ、EEPROM等を備えた公知のものである。CPUは、ROMに記憶された各種プログラムやマップに基づいて、種々の演算処理を実行する。また、RAMは、CPUでの演算結果や各検出装置から入力されたデータ等を一時的に記憶し、EEPROMは、例えば、内燃機関10の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する。
そして、制御装置50は、入力された検出信号に基づいて内燃機関10の運転状態を検出することができる。また、制御装置50は、検出した内燃機関10の運転状態や、アクセル開度検出装置33からの検出信号に基づいた運転者からの要求に応じて、各インジェクタ14A~14Dから内燃機関10のシリンダ内に噴射する燃料量や、燃料添加弁21から添加(噴射)する未燃燃料量、尿素水添加弁61から添加(噴射)する尿素水添加量を制御する制御信号を出力する。
●[第1の実施の形態の液体添加弁ガードプレート70A(図2~図7)]
次に、図2~図7を用いて、図1に示す液体添加弁ガードプレート70の第1の実施の形態である液体添加弁ガードプレート70Aについて、車両に取り付けられたときの状態、構成、効果について説明する。
●[第1の実施の形態の液体添加弁ガードプレート70Aが車両に取り付けられたときの状態(図2~図4)]
まず、図2~図4を用いて、液体添加弁ガードプレート70Aが車両に取り付けられたときの状態について説明する。図2は、車両に取り付けられた液体添加弁ガードプレート70Aの周辺の要部の概略斜視図である。図3は、液体添加弁ガードプレート70の周辺の要部の下面図である。図4は、図2における液体添加弁ガードプレート70の周辺の要部をIV方向から視た左側面図である。
図2に示すように、本実施の形態にて説明する車両では、右前のタイヤ81(及び図示省略した左前のタイヤ)の前方に内燃機関10が搭載されている。また図2では、図1に示す排気管12、燃料添加弁21、第1酸化触媒42、DPF43の記載を省略しているが、尿素水添加弁61が取り付けられた排気管12Aは、内燃機関10から後方及び下方に引き出され、排気管12Aの端部にSCR46が接続されている。また図2に示すように、排気管12Aの一部には、排気管インシュレータ12A1が取り付けられている。
図2に示すように、本実施の形態にて説明する車両では、尿素水添加弁61は、右前のタイヤ81の左側にあり、車両の下側に取り付けられている。このため、飛石は、路面から尿素水添加弁61に向けて跳ね上げられる場合がある。また、尿素水添加弁61は熱源となる内燃機関10の後側に設けられており、熱風が内燃機関10から尿素水添加弁61に向けて流れる。以下に説明するように、液体添加弁ガードプレート70Aは、飛石が尿素水添加弁61に当たることを抑止するとともに、尿素水添加弁61が内燃機関10からの熱風にさらされることを抑止する。
図3及び図4に示すように、車両には略前後方向に延びる車体フレーム82、略左右方向に延びる車体フレーム83が設けられており、排気管12Aは、車体フレーム82、83と干渉しないように配置されている。
また図3に示すように、排気管12Aには、内部を流れる排気の流れ方向を変える屈曲部である第1屈曲部12AA、第2屈曲部12ABが形成されている。そして尿素水添加弁61は、第2屈曲部12ABの外周側に取り付けられて、第2屈曲部12ABよりも下流側の排気管の軸方向に沿って(尿素水分散装置64(図1参照)に向けて)尿素水を噴射する。第2屈曲部12ABの上流側に尿素水添加弁61が取り付けられていることで、尿素水添加弁61は、排気ガスの流れる方向に向けて尿素水を噴射しやすくなっている。また、排気管12Aの熱が尿素水添加弁61に伝わりにくいよう、排気管12Aは、尿素水添加弁61の周囲と間隔を開けた配置にされている。
さらに、図3に示すように、排気管12Aから尿素水添加弁61への熱が伝わることを抑止するために、排気管12Aの尿素水添加弁61の右側にある部分を、筒状の排気管インシュレータ12A1で覆っている。そして、尿素水添加弁61は、冷却するために空冷フィン61Aを備えている。
液体添加弁ガードプレート70Aは、図3に示すように、右前から左後に延びた保護板71と、保護板71の前側端(内燃機関10側端)から上に延びる遮熱板72とを備えている。図3に示すように、保護板71は、尿素水添加弁61の下に設けられている。保護板71は、右前端部にて、車体フレーム82に設けられたブラケット82Aに螺子止めされているとともに、左後端部にて、車体フレーム83に設けられたブラケット83Aに螺子止めされている。この様に、液体添加弁ガードプレート70Aは、保護板71の左右方向の両端部が車体に固定されている。
図3に示す様に、尿素水添加弁61は、右前側から後側にかけて、排気管12Aに囲まれている。そして、尿素水添加弁61は、下側が、液体添加弁ガードプレート70Aの保護板71に覆われている。さらに、図4に示すように、尿素水添加弁61は、前側および左側にかけて、液体添加弁ガードプレート70Aの遮熱板72に覆われている。この様に、尿素水添加弁61は、右前側から後側にかけて排気管12Aが覆い(図3参照)、下側、前側、左側を液体添加弁ガードプレート70Aが覆う。これにより、尿素水添加弁61は飛石から保護される。また、図4に示すように、液体添加弁ガードプレート70Aの下側の空間は、車両が走行時の場合では走行風が流れる。
●[第1の実施の形態の液体添加弁ガードプレート70Aの構成(図5~図7)]
次に、図5~図7を用いて、液体添加弁ガードプレート70Aの構成を説明する。図5は、液体添加弁ガードプレート70Aの上面図である。図6は、図5に示す方向VIから視た液体添加弁ガードプレート70Aの斜視図である。図7は、車両に取り付けられた液体添加弁ガードプレート70A周辺の要部の概略斜視図である。
液体添加弁ガードプレート70Aは、厚さ約2mmの板金で形成されている。液体添加弁ガードプレート70Aは、上述したが、図5に示すように、尿素水添加弁(液体添加弁)61の下方に設けられている保護板71と、保護板71の前側(内燃機関10側、図7参照)の端部から上方に延びる遮熱板72と、を備えている。
保護板71は、図5に示すように、右前から左後に延びた形状とされており、尿素水添加弁61よりも左側に設けられた段差部71Aと、尿素水添加弁61よりも右側に並ぶ4つの通過孔71Bと、4つの通過孔71Bよりも右側に設けられた段差部71Cと、段差部71Aと段差部71Cに挟まれた中央部71Dと、を備えている。なお通過孔71Bの数は4つに限定されるものではない。
段差部71Aは左側が高い段差であり、段差部71Cは右側が高い段差である。従って、段差部71Aと段差部71Cとの間の保護板71の中央部71Dは、保護板71の左右両端部よりも低い位置にある。液体添加弁ガードプレート70Aが車体に取り付けられたとき、尿素水添加弁61(図5中点線)は、中央部71Dの上に位置する。4つの通過孔71Bは、中央部71Dに設けられている。
図5に示すように、4つの通過孔71Bは、保護板71の厚み方向(上下)に貫通し、前後方向に長い長円形状に形成されている。4つの通過孔71Bは、尿素水添加弁61の直下を避けた位置に設けられており、サイズは直径1センチの円より大きい。4つの通過孔71Bは、前後方向の長さが約70~90[mm]程度で、幅が約10~30[mm]程度に形成され、前後の両端は半円形状に形成されている。保護板71の下方を流れる外気は、通過孔71Bを通って保護板71の上方へ流れる。また、通過孔71Bのサイズは、保護板71の上に侵入した飛石を通過孔71Bから路面に落下させることができるように設定されている。換言すれば、保護板71は、保護板71の下方を流れる外気の尿素水添加弁(液体添加弁)61に向けた導入と、保護板71の上に侵入した飛石の落下と、を兼用する直径1センチの円より大きいサイズとされた通過孔71Bを有する。
遮熱板72は、図6および図7に示すように、保護板71の内燃機関10側(前側)の端部から上方に延びている。すなわち、遮熱板72は、保護板71に連結されているとともに、熱源となる内燃機関10と尿素水添加弁(液体添加弁)61の間に設けられている。そして、尿素水添加弁61の内燃機関10側(前側)を覆うよう形成されている。また、遮熱板72は、図6および図7に示すように、排気管インシュレータ12A1側(図6では右側)に、前後方向に貫通する3つの長孔状の通風孔72Aと、切欠72Bとが設けられている。また、遮熱板72は、尿素水添加弁61側(図6では左側)に切欠72Cが設けられている。なお通風孔72Aの数及び位置は、図6に示す数及び位置に限定されるものではない。
●[第1の実施の形態の液体添加弁ガードプレート70Aの作用効果について(図7)]
次に、図7を用いて、液体添加弁ガードプレート70Aの作用効果を説明する。
図7に示すように、液体添加弁ガードプレート70Aは、尿素水添加弁(液体添加弁)61の下方に設けられている保護板71が、尿素水添加弁(液体添加弁)61の下方に設けられていることで、飛石が尿素水添加弁(液体添加弁)61に当たって尿素水添加弁(液体添加弁)61を損傷することを防ぐことができる。ここで、保護板71の通過孔71Bは、尿素水添加弁(液体添加弁)61の直下を避けた位置に設けられているため、飛石が通過孔71Bを通って尿素水添加弁(液体添加弁)61の直下に当たることを抑止できる。
また、液体添加弁ガードプレート70Aは、熱源となる内燃機関10と尿素水添加弁(液体添加弁)61の間に設けられている遮熱板72を有する。このため、内燃機関10側から飛石が尿素水添加弁(液体添加弁)61に当たって尿素水添加弁(液体添加弁)61が損傷することを防ぐことができる。図7の熱風201に示す様に、熱源となる内燃機関10の熱風が尿素水添加弁61に向けて流れても、熱風は遮熱板72の周囲を流れるため、熱風が尿素水添加弁61に直接当たることが抑止されている。この様に、液体添加弁ガードプレート70Aは、熱源となる内燃機関10と尿素水添加弁(液体添加弁)61の間に遮熱板72が設けられていることで、内燃機関10からの熱が尿素水添加弁(液体添加弁)61に伝わることを抑止できる。これにより、液体添加弁ガードプレート70Aは、遮熱板72を有することで、飛石が尿素水添加弁(液体添加弁)61に当たって尿素水添加弁(液体添加弁)61を損傷することをより確実に防ぐことができるとともに、尿素水添加弁(液体添加弁)61をより効率よく冷却することができる。
さらに、図7の風202に示す様に、保護板71の通過孔71Bが保護板71の下方を流れる外気(走行風)を尿素水添加弁(液体添加弁)61に向けて導入するため、外気で尿素水添加弁(液体添加弁)61を冷却することができる。なお、排気管インシュレータ12A1側にある遮熱板72の通風孔72Aは、尿素水添加弁61から離れた位置にある。図7の風203に示すように、走行風が遮熱板72の通風孔72Aを通って、排気管インシュレータ12A1に向けて流れ、さらに、排気管インシュレータ12A1と遮熱板72との隙間を流れて、尿素水添加弁61よりも後方に向かって流れる。これにより、排気管インシュレータ12A1を走行風により冷却することができる。
その上で、保護板71に設けられている通過孔71Bが、外気の導入と飛石の落下を兼用する直径1センチの円より大きいサイズに形成されていることにより、保護板71の上に侵入した飛石を路面に落下させることができるため、飛石が保護板71上に侵入して保護板71の上に堆積することを抑止できる。
ここで、通過孔71Bの形状は長孔状の貫通孔である。このため、飛石が保護板71の上に侵入した場合であっても、走行中の振動によって、飛石が振動しながら通過孔71Bの長手方向に沿って移動し、通過孔71Bから落ちやすくなる。これにより、尿素水添加弁(液体添加弁)61の周囲に侵入した飛石が尿素水添加弁(液体添加弁)61の周囲に堆積することを、より確実に抑止できる。
従って、液体添加弁ガードプレート70Aは、飛石が尿素水添加弁(液体添加弁)61に当たって尿素水添加弁(液体添加弁)61を損傷することを防ぐことができ、尿素水添加弁(液体添加弁)61を効率よく冷却することができ、さらに、尿素水添加弁(液体添加弁)61の周囲に侵入した飛石が尿素水添加弁(液体添加弁)61の周囲に堆積することを抑止できる。
●[第2の実施の形態の液体添加弁ガードプレート70B(図8、図9)]
次に図8及び図9を用いて、図1に示す液体添加弁ガードプレート70の第2の実施の形態である液体添加弁ガードプレート70Bの詳細について説明する。図8は液体添加弁ガードプレート70Bを下側から視た概略斜視図であり、図9は、液体添加弁ガードプレート70Bの保護板71の要部の断面図である。
第2の実施の形態の液体添加弁ガードプレート70Bは、第1の実施の形態の液体添加弁ガードプレート70Aの通過孔71Bの代わりに、保護板71から下方に凹んだ凹部171と凹部171の前端部に設けられた開口として形成された通過孔171Aを備えている。以下の第2の実施の形態の液体添加弁ガードプレート70Bの説明において、第1の実施の形態との相違点について主に説明し、同様の点については説明を省略する。
凹部171は、前後方向の長さが約70~90[mm]程度で、幅が約10~30[mm]程度に形成され、下方に約10~30[mm]程度、突出している。通過孔171Aは、図8及び図9に示すように、保護板71から下方に凹んだ凹部171の前端に形成された開口である。通過孔171Aは、上下の長さが約10~30[mm]程度で、左右の幅が約10~30[mm]程度に形成されており、通過孔171Aのサイズは直径1センチの円より大きい。通過孔171Aは、前側を向いた開口であり、保護板71の下側にある。このため、図9に示す風204のように、保護板71の下方を流れる外気(走行風)を通過孔171Aから尿素水添加弁(液体添加弁)61に向けて、より一層効率よく導入することができる。これにより、尿素水添加弁(液体添加弁)61をより一層効率よく冷却することができる。また通過孔171Aの上記のサイズは、保護板71の下方を流れる外気の尿素水添加弁(液体添加弁)61に向けた導入と、保護板71の上に侵入した飛石の落下と、を兼用する直径1センチの円より大きいサイズである。
●[第3の実施の形態の液体添加弁ガードプレート70C(図10)]
次に図10を用いて、図1に示す液体添加弁ガードプレート70の第3の実施の形態である液体添加弁ガードプレート70Cの詳細について説明する。図10は、第3の実施の形態の液体添加弁ガードプレート70Cの断面図である。図10に示すように、第3の実施の形態の液体添加弁ガードプレート70Cは、第1の実施の形態の液体添加弁ガードプレート70Aの前側を持ち上げて後側を下げた状態、すなわち、液体添加弁ガードプレート70Aが傾いた状態で車体に保持された液体添加弁ガードプレート70Cである。なお、第3の実施の形態の液体添加弁ガードプレート70Cの説明においても、第1の実施の形態との相違点について主に説明し、同様の点については説明を省略する。
保護板71が、図10に示すように、後側が下になるよう傾いていることで、車体の振動が保護板71に伝わって、保護板71の上に侵入した飛石が保護板71の後端から落ちやすくなっている。これにより、保護板71の上に侵入した飛石を路面により容易に落下させることができるため、飛石が保護板71上に侵入して保護板71の上に堆積することをより一層抑止できる。
また、本実施の形態においても、図7に示す熱風201と同様に、熱源となる内燃機関10の熱風が尿素水添加弁61に向けて流れても、熱風は遮熱板72の周囲に流れるため、熱風が尿素水添加弁61に直接当たることが抑止される。さらに、図10の熱風205に示すように、本実施の形態においては、熱源となる内燃機関10の熱風は、遮熱板72に沿って左側に流れる(図7参照)だけでなく、遮熱板72に沿って上方に導かれることにより、内燃機関10の熱風が尿素水添加弁61に直接当たることがより一層抑止される。
また、図10の風206に示すように、保護板71において、保護板71と遮熱板72との境界から、保護板71の通過孔71Bの上端の間に向かって流れる走行風が、保護板71に沿って流れて、通過孔71Bに流入することで、通過孔71Bから外気を尿素水添加弁(液体添加弁)61に向けて、より一層導入することができる。そして、尿素水添加弁(液体添加弁)61をより一層効率よく冷却することができる。
●[他の実施の形態]
本発明の液体添加弁ガードプレートは、上述した実施の形態1~3で説明した液体添加弁ガードプレート70A~70Cの構成、形状、構造等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば、通過孔71Bの数は、1つ以上であればよく、4つに限定されるものではない。また、通過孔71Bの形状やサイズは、直径1センチの円より大きければよく、本実施の形態にて説明した形状やサイズ等に限定されるものではない。例えば通過孔71Bを矩形に形成してもよい。
また、液体添加弁ガードプレートの材質は、走行風等の風によって大きく変形しない材質、かつ、飛石の衝突に耐える剛性を有する材質、かつ、内燃機関10や排気管12Aからの熱風に耐える耐熱性を有する材質であれば、特に材質を限定しない。
上述した実施の形態1~3にて、液体添加弁ガードプレート70A~70Cは、尿素水添加弁61を保護するが、保護する対象が液体添加弁であればよい。例えば、保護する対象を液体添加弁である燃料添加弁21となるよう、燃料添加弁21の周囲に液体添加弁ガードプレート70A~70Cを設けてもよい。また、上述した実施の形態1~3の液体添加弁ガードプレート70A~70Cは、遮熱板72を省いた構成にしてもよい。
また、第1~3の実施の形態の保護板71において、飛石が尿素水添加弁61の直下に当たることを抑止するために、通過孔71B(図5参照)、通過孔171A(図8参照)は、尿素水添加弁61の直下を避けた位置に設けられているが、通過孔71B(図5参照)または通過孔171A(図8参照)を、尿素水添加弁61の直下に設けてもよい。
上述した実施の形態1~3にて説明した本発明の液体添加弁ガードプレートは、一般車両、産業車両、発電システム等、種々の用途、種々の燃料の内燃機関に適用することができる。
1 内燃機関システム
10 内燃機関
11 吸気通路
12、12A、12B 排気管(排気経路)
12AA 第1屈曲部
12AB 第2屈曲部
12A1 排気管インシュレータ
14A~14D インジェクタ
21 燃料添加弁(液体添加弁)
31 吸入空気流量検出装置
33 アクセル開度検出装置
34 回転検出装置
35 差圧センサ
36A~36D 排気温度検出装置
37A、37B NOxセンサ
42 第1酸化触媒
43 粒子状物質除去フィルタ(DPF)
46 SCR(選択還元触媒)
47 第2酸化触媒
50 制御装置
61 尿素水添加弁(液体添加弁)
61A 空冷フィン
62 尿素水供給管
63 尿素水ポンプ
64 尿素水分散装置
65 尿素水タンク
67 尿素水
68 レベルゲージ
69 濃度センサ
70、70A、70B、70C 液体添加弁ガードプレート
71 保護板
71A 段差部
71B 通過孔
71C 段差部
71D 中央部
171 凹部
171A 通過孔
72 遮熱板
72A 通風孔
72B 切欠
72C 切欠
81 タイヤ
82 車体フレーム
82A ブラケット
83 車体フレーム
83A ブラケット
201、205 熱風
202~204、206 風

Claims (3)

  1. 車両に搭載された内燃機関の排気ガスを浄化するために前記排気ガスに反応させる反応液を排気管内に噴射する液体添加弁を保護する液体添加弁ガードプレートであって、
    前記液体添加弁の下方に設けられている保護板を備え、
    前記保護板は、前記保護板の下方を流れる外気の前記液体添加弁に向けた導入と、前記保護板の上に侵入した飛石の落下と、を兼用する直径1センチの円より大きいサイズとされた通過孔を有
    さらに、前記保護板に連結されているとともに、熱源となる前記内燃機関と前記液体添加弁の間に設けられた遮熱板を有する、
    液体添加弁ガードプレート。
  2. 請求項に記載の液体添加弁ガードプレートであって、
    前記通過孔は、長孔状に形成されている、
    液体添加弁ガードプレート。
  3. 請求項1または請求項2に記載の液体添加弁ガードプレートであって、
    前記通過孔は、前記液体添加弁の直下を避けた位置に設けられている、
    液体添加弁ガードプレート。
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