JPH02308917A - ディーゼルエンジンのNOx除去装置 - Google Patents

ディーゼルエンジンのNOx除去装置

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JPH02308917A
JPH02308917A JP12906789A JP12906789A JPH02308917A JP H02308917 A JPH02308917 A JP H02308917A JP 12906789 A JP12906789 A JP 12906789A JP 12906789 A JP12906789 A JP 12906789A JP H02308917 A JPH02308917 A JP H02308917A
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JP
Japan
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control device
nox removal
flow rate
injection amount
rack
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Application number
JP12906789A
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English (en)
Inventor
Norio Shimizu
範生 清水
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Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

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  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業」二の利用分野〉 本発明は、ティーセルエンジンのNOx除去装置に関し
、燃料噴射ラック量の検出に基ついて脱硝剤供給量をN
Ox発生量に応じて変化させることにより、構造簡単で
安価にNOxを実施できるものを提供する。
〈従来技術〉 近年、NOxは大気汚染防止法や各地の公共体の指導基
準の規制りτ]象になっているので、NOxの発生量の
多いティーセルエンジンにおいては、排気路に例えばア
ンモニア脱硝式の反応器を介在させて、υ1気申のNO
xを除去するようにしである。
従って、本発明の対象となるディーゼルエンジンのNO
x除去装置の基本構造は、第1図に示すように、ディー
ゼルエンジンEの排気路1にN○X除去用反応器2を介
在させ、エンジンEにNOx除去用検出器5を付設し、
反応器2に流量調整弁3を介して脱硝剤供給源4を脱硝
剤供給可能に接続し、NOx除去用検出器5の検出信号
に基ついて制御装置10が′rk量調整弁3を開弁制御
し、反応器2で排気中のNOxを脱硝剤と反応させて除
去するように構成した形式のものである。
この形式の従来技術としては、第1図の仮想線て示すよ
うに、NOxセンサ50をN Ox除去用検出器5とし
て構成し、NOxセンサ50を排気路1に付設し、排気
中のNoxp度をNOxセンサ50て直接的に検出して
、検出濃度に見合う当量(或いはそれ以」二)のアンモ
ニアを流ill整弁3を開弁側に制御してNOx反応器
2に供給し、円滑にNOxを除去するように構成したア
ンモニア脱硝式除去装置がある。
〈発明が解決しようとする課題〉 上記従来技術では、NOxセンセンサ例えば、Sn0w
薄膜などを材質とするために高価になり、装置全体のコ
スj・が嵩むという問題がある。
本発明は、NOx除去装置を安価で月つ構造簡単にする
ことを技術的課題どする。
〈課題を解決するための手段〉 本発明者は、ティーセルエンジンにおいては、NOxの
発生量はエンジンEの負荷の増大に略比例し、エンジン
Eの負荷は燃料噴射ポンプの噴射量に比例することから
、NOxの発生量は当該噴射量ど略一定の相関関係があ
ることに着目し、この着目点に基づいて本発明を完成し
た。
即し、本第1発明は、前記基本構造のディーゼルエンジ
ンのNOx除去装置において、ディーセルエンシンEの
燃料噴射ポンプ6にラック位置検出器7を付設置1、当
該ラック位置検出器7をNOx除去用検出器5として構
成し、燃料噴射ポンプ6の調風ラック8が増量側に変移
したことをラック位置検出器7が位置検出すると、制御
装置10が流量調整弁3を開弁側に制御し、 上記調量ラック8が減量側に変移したことをラック位置
検出器7が位置検出すると、制御装置10が流量調整弁
3を閉弁側に制御するように構成したことを特徴とする
ものである。
また、第2発明は、ディーゼルエンジンEに電子制御式
ガバナ20を付設し、 電子制御式ガバナ20は、エンジンEの回転数検出器2
1ど、 回転数検出器21からの検出回転数信号と、内部に備え
た設定回転数記憶手段22からの設定回転数信号とを比
較演算して噴射量制御信号Rを出力する噴射量制御装置
23と、 噴射量制御信号Rを受けて燃料噴射ポンプ6を駆動制御
する噴射量制御用具24とから構成され、エンジンEの
排気路1にNOx除去用反応器2を付設し、反応器2に
流量調整弁3を介して脱硝剤供給源4を脱硝剤供給可能
に接続し、」−記噴射量制御装置23と当該流量調整弁
3との間にN Q x除去用の制御装置10を介在させ
、噴射量制御装置23からの噴射量制御信号Rが増量側
に変化すると、NOx除去用の制御装置10が流量調整
弁3を開弁側に制御し、 噴射量制御装置23からの噴射量制御信号Rが減量側に
変化すると、NOx除去用の制御装置10が流量調整弁
3を閉弁側に制御するように構成したことを特徴とする
ものである。
く作用〉 (1)第1発明の作用は次の通りである。
■エンジンEの負荷か増大すると、NOxの発生量は多
くなるが、(機械式或いは電子制御式)ガノ咬すによっ
て燃料噴射ポンプ6の調量ラック8が増量側に変移して
、ラック位置検出器7がこの増量側への変移を位置検出
するので、制御装置10が流量調整弁3を開弁側に制御
して反応器2への脱硝剤供給量を増す。
■エンジンEの負荷が低減すると、NOxの発生量は少
なくなるか、ガバナにより燃料噴射ポンプ6の調量ラッ
ク8が減量側に変移して、ラック位置検出器7がこの減
量側への変移を位置検出するので、制御装置10が流量
調整弁3を閉弁側に制御して反応器2への脱硝剤供給量
を低減する。
(2)電子制御式ガバナ伺きディーゼルエンジンEの場
合には、負荷の増減に応じて、噴射↑制御装置23から
出力される噴射量制御信号Rも増減するので、第2発明
は、電子制御式ガバナ20の噴射量制御信号Rを利用し
て流量調整弁3を駆動制御するようにしたものである。
即ち、噴射量制御装置23と当該流量調整弁3との間に
NOx除去用の制御装置10を介在さけることにより、 ■エンジンEの負荷か増大すると、NOxの発止量は増
大するが、噴射量制御装置23からの噴射量制御信号R
も増量側に変化するので、NOx除去用の制御装置10
が流量調整弁3を開弁側に制御して、反応器2への脱硝
剤供給量を増す。
■エンジンEの負荷が低減すると、N Oxの発生量は
低減するが、噴射量制御装置23からの噴射量制御信号
Rも減量側に変化するので、NOx除去用の制御装置1
0が流量調整弁3を閉弁側に制御して、反応器2・\の
脱硝剤供給量を減らず。
〈発明の効果〉 N Ox ’174度を直接的に測定する替わりに燃料
噴射量の増減によりアンモニアの供給制御をするので、
従来技術のように高価なNOxセンヅを必要とせず、安
価に実施できるとともに、■NOxセンサに替えて燃料
噴射ポンプにラック位置検出器を付設したり、■電子制
御式ガバナ例きエンジンでは、ガバナの制御装置をNo
X除去用の制御装置に噴射量制御信号出力可能に連係す
るだけなので、NOx除去装置全体の構造を簡略にてき
る。
〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて述べる。
第1図は本発明の第1実施例を示すティーセルエンジン
のNOx除去装置の概略説明図であって、ティーセルエ
ンジンEの7リンダヘノド11に排気ボート1a及び吸
気ポート13を空け、シリンダヘッド11から燃焼室1
4に燃料噴射ノズル15を突入させる。
上記排気ボー)laに排気管11〕を接続し、排気管1
bにアンモニア脱硝式のN、Ox除去用反応器2及びマ
フラ12を各々付設する。
上記NOx除去用反応器2を流量調整弁3及び圧送ポン
プ16を介してアンモニアボンベ4に接続する。
マタ、ディーゼルエンジンEの燃料噴射ポンプ6を前記
燃料噴射ノズル15に連動するとともに、燃料噴射ポン
プ6の調量ラック8にラック位置検出器7をラック位置
検出可能に臨ませ、う・ツク位置検出器7を制御装置1
0を介して流量調整弁3に′t&量制御可能に連係する
そして、■燃料噴射ポンプ6の調量う・ツク8か増量側
に変移したことをラック位置検出器7が検出すると、制
御装置10が流量調整弁3を流量増量側に開弁制御し、 ■燃料噴射ポンプ6の調量ラック8が減量側に変移した
ことをラック位置検出器7か検出すると、制御装置10
が流量調整弁3を流量減量側に閉弁制御するように構成
する。
そこで、上記実施例のNOx除去装置の機能を述べる。
(1)エンジンEの負荷が増大すると、NOxの発生量
は増大する。
しかし、この場合、く機械式或いは電子制御式)ガバナ
によって燃料噴射ポンプ6の調量ラック8は増量側に変
移して、燃焼室14への燃料供給量を増やす。
この結果、ラック位置検出器7か、ラック8の増量側へ
の変移を位置検出するので、制御装置10か流量調整弁
3を流量増量側に開弁制御して、反応器2へのアンモニ
ア供給量を増やし、増加したNOxを確実に中和して除
去する。
(2)エンジンEの負荷が減少すると、NOxの発生量
は低減する。
しかし、この場合、ガバナによって燃料噴射ポンプ6の
調量ラック8は減量側に変移して、燃焼室14への焼判
供給食を減らす。
この結果、ラック位置検出器7が、ラック8の減量側へ
の変移を位置検出するので、制御装置10が流量調整弁
3を流量減量側に閉弁制御して、低減したNOx発生量
に見合うようにアンモニア供給量を低減して、アンモニ
ア消費の無駄を抑えるようにする。
面、当該電子制御式ガバナ付きエンジンEの場合には、
噴射量制御装置に連係したフィードバック制御用のラッ
ク位置検出器を、当該第1実施例のNOx除去用のラッ
ク位置検出器7に利用でき、当該変形例ては、機械式ガ
バナの場合のように専用のラック位置検出器を別途に設
ける必要はなく、構造をより簡略にできる。
また、一方、電子制御式ガバナ例きディーゼルエンジン
では、エンジンEの負荷の増大に応じて、噴射量制御信
号も増加側或いは減少側に変化するので、この噴射量制
御信号を利用してアンモニア供給量を制御しようとする
ものか第2図に示す第2実施例である。
即ち、電子制御式ガバナ20は、 ■エンジンEの回転数検出器21と、 ■回転数検出器21からの検出回転数信号と、内部に備
えた設定回転数記憶手段22からの設定回転数信号とを
比較演算して噴射量制御信号Rを出力する噴射量制御装
置23と、 ■噴射量制御信号Rを受けて燃料噴射ポンプ6を駆動制
御する噴射量制御用アクチェータ24とから構成される
一方、アンモニア供給系の併進は上記第1実施例ど同じ
である。
そして、上記噴射量制御装置23と当該流量調整弁3ど
の間にNOx除去用の制御装置10を介在させ、 ■噴射量制御装置23からの噴射量制御信号Rか増量側
に変化すると、NOx除去用の制御装置10か流量調整
弁3を開弁側に制御し、 =12− ■噴射量制御装置23からの噴射量制御信号Rが減量側
に変化すると、NOx除去用の制御装置10が流量調整
弁3を閉弁側に制御するように構成する3゜ 従って、この場合のNOx除去装置の機能は、前述の作
用の項目の(2)に示した通りである。
他方、第3図は上記実施例のうらの反応器の構造変形例
を示し、マフラ12とNOx除去用反応器2とを一体に
ユニット化して、エンジンEの全体をコンパクト化しよ
うとするものである。
即ち、υト気は、 ■マフラ12の左側処理室12aに入って消音され、 ■反応器2に入ってNOxを除去されたのぢ、■再びマ
フラ12の右側処理室12bに入って消音されて大気中
に排出される。
尚、本発明では、NOx除去装置に、制御装置10が′
IN、量調整弁3に一体に組み込まれた制御弁を用い、
ラック位置検出器7からの信号を受けた制御弁か甫独で
脱硝剤の流量を制御するような方式にしても差し支えな
い。
上記脱硝剤は、アンモニアに限らず、水酸化すトリウム
、炭酸ナトリウム、オゾン、過マンガン酸カリウムなど
の他の薬剤でも良い。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明の実施例を示し、第1図は第
1実施例を示すディーゼルエンジンのNOx除去装置の
概略説明図、第2図は第2実施例を示すNOx除去装置
の概略説明図、第3図はNOx除去用反応器の構造変形
例を示す概略説明図である。 1・・排気路、2・・NOx除去用検出器、3・流量調
整弁、4・・脱硝剤供給諒、5  NOx除去用検出器
、6・・燃料噴射ポンプ、7・・ラック位置検出器、8
 ・調量ラック、10・・制御装置、20・・電子制御
式ガバナ、21・・・回転数検出器、22・・・設定回
転数記憶手段、23 噴射量制御装置、24・噴射量制
御用具、R・・噴射量制御信号、E・・・ディーゼルエ
ンジン。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.ディーゼルエンジンEの排気路1にNOx除去用反
    応器2を介在させ、エンジンEにNOx除去用検出器5
    を付設し、反応器2に流量調整弁3を介して脱硝剤供給
    源4を脱硝剤供給可能に接続し、NOx除去用検出器5
    の検出信号に基づいて制御装置10が流量調整弁3を開
    弁制御し、反応器2で排気中のNOxを脱硝剤と反応さ
    せて除去するように構成したディーゼルエンジンのNO
    x除去装置において、 ディーゼルエンジンEの燃料噴射ポンプ6 にラック位置検出器7を付設し、当該ラック位置検出器
    7をNOx除去用検出器5として構成し、 燃料噴射ポンプ6の調量ラック8が増量側 に変移したことをラック位置検出器7が位置検出すると
    、制御装置10が流量調整弁3を開弁側に制御し、 上記調量ラック8が減量側に変移したこと をラック位置検出器7が位置検出すると、制御装置10
    が流量調整弁3を閉弁側に制御するように構成したこと
    を特徴とするディーゼルエンジンのNOx除去装置。
  2. 2.ディーゼルエンジンEに電子制御式ガバナ20を付
    設し、 電子制御式ガバナ20は、エンジンEの回 転数検出器21と、 回転数検出器21からの検出回転数信号と、内部に備え
    た設定回転数記憶手段22からの設定回転数信号とを比
    較演算して噴射量制御信号Rを出力する噴射量制御装置
    23と、 噴射量制御信号Rを受けて燃料噴射ポンプ 6を駆動制御する噴射量制御用具24とから構成され、 エンジンEの排気路1にNOx除去用反応 器2を付設し、反応器2に流量調整弁3を介して脱硝剤
    供給源4を脱硝剤供給可能に接続 し、 上記噴射量制御装置23と当該流量調整弁 3との間にNOx除去用の制御装置10を介在させ、 噴射量制御装置23からの噴射量制御信号 Rが増量側に変化すると、NOx除去用の制御装置10
    が流量調整弁3を開弁側に制御し、 噴射量制御装置2
    3からの噴射量制御信号 Rが減量側に変化すると、NOx除去用の制御装置10
    が流量調整弁3を閉弁側に制御するように構成したこと
    を特徴とするディーゼルエンジンのNOx除去装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008004704A1 (en) * 2006-07-05 2008-01-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control unit and control method for internal combustion engine
WO2011145435A1 (ja) * 2010-05-21 2011-11-24 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置

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