JPH0238007Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は内燃機関の排気微粒子処理装置に関す
る。

〈従来の技術〉 デイーゼルエンジン等の内燃機関においては、
排気中に含まれる排気微粒子をトラツプにより捕
集して大気中への排気微粒子の放散を防止するよ
うにしている。かかる従来例を第４図に示す
（SAEペーパー1984年発行840078参照）。

すなわち、機関１の排気通路２には排気中の微
粒子（煤）を捕集するセラミツク製のトラツプ３
が介装されている。一方、機関１には燃料タンク
４から燃料フイルタ５が介装された燃料供給通路
６を介して燃料が供給される。

また、燃料供給通路６の途中には添加剤供給通
路７が接続されており、添加剤タンク８から電磁
式流量制御弁９を介して燃料に添加剤が混入され
る。前記電磁式流量制御弁９は機関回転速度と機
関トルクとに基づく制御回路１０からの駆動信号
により開度制御され、添加剤を燃料中に機関の消
費燃料量に見合つた量供給し、燃料中の添加剤濃
度を略一定に制御するようにしている。

ここで、添加剤はMn，Cu，Pb，Zn，Ca若し
くはFe等を有機溶剤に混入させて形成されてい
る。

このようにして、燃料中に添加剤が混入される
と、添加剤が機関１の燃料室内で燃焼させて添加
剤中の金属成分が排気微粒子と共に排出される。
これらの排気微粒子がトラツプ３に捕集されると
前記金属成分の作用により排気微粒子が添加剤を
混入しないときに較べて低い排気温度から燃焼
し、トラツプ３の再生が図れる。これにより、ト
ラツプ３の排気微粒子を加熱燃焼させるバーナ或
いはヒータを不要とし、またそれらを簡略化させ
てトラツプ３の再生を排気温度の低い運転域から
可能にするようにした。

尚、添加剤タンク８には排気ターボチヤージヤ
１１から所定の過給圧が導入されこの過給圧にて
添加剤を燃料供給通路６に圧送供給するようにし
ている。また、機関１の余剰燃料は燃料戻し通路
１２を流通した後冷却用通路１３を通過して冷却
され再び燃料供給通路６に戻される。

〈考案が解決しようする問題点〉 しかしながら、このような従来の排気微粒子処
理装置においては、機関回転速度と機関トルクと
から機関の燃料消費量を算出するようにしている
ので、算出された燃料消費量と実際の機関の燃料
消費量とに誤差が生じていた。このため、燃料中
の添加剤濃度を略一定に制御することが難かしく
添加剤濃度にバラツキが発生してトラツプの再生
性能にバラツキが発生していた。これにより、例
えば添加剤濃度が希薄になるとトラツプの再生性
能が低下してトラツプ３に多量の排気微粒子が捕
集され排圧上昇を招き、また添加剤濃度が過濃に
なると多量の排気微粒子が短時間に燃焼してトラ
ツプ内温度が上昇しトラツプの焼損を招くという
問題点があつた。

本考案は、このような実状に鑑みてなされたも
ので、機関の燃料消費量の変化に拘わらず燃料中
の添加剤濃度を高精度に制御しトラツプの再生性
能を安定化させる排気微粒子処理装置を提供する
ことを目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 このため、本考案は、トラツプに捕集された排
気微粒子の燃焼を促進させる添加剤を貯留する貯
留タンクと、給油開始時の前記燃料タンクの残存
燃料液面と給油終了時の燃料液面とのレベル変化
を検出するレベル変化検出手段と、前記貯留タン
クから添加剤が供給され前記レベル変化検出手段
の検出レベル変化に同期し給油された燃料量に略
比例する添加剤量を計量する計量装置と、該計量
装置により計量された添加剤を燃料タンクの燃料
中に供給する供給手段と、を備えるようにしたも
のである。

〈作用〉 これにより、燃料タンクに給油された実際の燃
料量に比例させて添加剤を燃料タンク内の燃料中
に供給することにより機関に供給される燃料中の
添加剤濃度を一定にし、もつてトラツプの再生性
能を安定させるようにした。

〈実施例〉 以下に、本考案の一実施例を第１図〜第３図に
基づいて説明する。尚、従来例と同一要素には第
４図と同一符号を付して説明を省略する。

図において、機関１の燃料噴射ポンプ１ａには
燃料供給通路６を介して直方体状の燃料タンク２
１から燃料が供給され、燃料タンク２１には燃料
戻し通路１２を介して余剰燃料が戻されるように
構成されている。

燃料タンク２１内には中空状のフロート２２が
燃料に浮遊させて設けられている。添加剤を貯留
する添加剤タンク２３が設けられ、この添加剤タ
ンク２３の内部と前記フロート２２の内空部とを
連通させる添加剤供給通路２４が設けられてい
る。添加剤供給通路２４には添加剤タンク２３に
貯留された添加剤を前記フロート２２に圧送供給
する添加剤供給ポンプ２５が介装されている。添
加剤タンク２３の内部とフロート２２内部とが添
加剤戻し通路２６により連通されており、添加剤
戻し通路２６の端部は第２図に示すようにフロー
ト２２内にその底部から上方に向かつて所定量ｌ
突出させてある。

また、燃料タンク２１の側方には筒状の計量シ
リンダ２７が立設され、この計量シリンダ２７の
底部は前記燃料タンク２１の底部と略水平に配設
されその上部は燃料タンク２１の上部と略水平に
配設されている。計量シリンダ２７の底部には電
磁三方弁２８が取付けられ、該三方弁２８の一ポ
ートは連結パイプ２９をして前記フロート２２底
部と連通されまた他のポートは混合用通路３０を
介して燃料タンク２１の底部と連通されている。
混合用通路３０には添加剤を燃料タンク２１に圧
送供給する混合用ポンプ３１が介装されている。
ここで、添加剤供給通路２４と添加剤戻し通路２
６と連結パイプ２９の燃料タンク２１内に臨む部
位は可撓性部材により構成されている。

燃料タンク２１の給油口２１ａには該給油口２
１ａから燃料が燃料タンク２１内に供給されると
きにONとなる給油動作開始を検出する検出スイ
ツチ３２が設けられている。この検出スイツチ３
２の検出信号は制御装置３３に入力されている。

制御装置３３は、前記検出スイツチ３２から検
出信号が入力されたとき第１タイマが計時を開始
して所定時間（給油時間より長い）計時しつづけ
ると共に第１タイマの計時終了時から第１タイマ
に連続して第２タイマが計時を開始して所定時計
時しつづけるように構成されている。そして、制
御装置３３は、第１タイマが計時している時間添
加剤供給ポンプ２５を動作させると共に前記電磁
式三方弁２８を切換えて計量シリンダ２７内と連
結パイプ２９内とを連通させるように構成されて
いる。また、制御装置３３は、第２タイマが計時
している時間混合用ポンプ３１を動作させるよう
に、構成されている。更に、前記三方弁２８は、
前記第１タイマが計時していない時間例えばリタ
ーンスプリングの付勢力により切換えられ計量シ
リンダ２７内と混合用通路３０とを連通させるよ
うに構成されている。

ここで、前記フロート２２によりレベル変化検
出手段が構成され、フロート２２と計量シリンダ
２７とにより計量装置が構成されている。また、
混合用ポンプ３１と混合用通路３０とにより供給
手段が構成される。

尚、３４は消音器、３５は空気逃し孔、３６は
空気逃し通路である。

次に作用を第３図に示すタイムチヤートを参照
しつつ説明すると、エンジンキースイツチ（図示
せず）をOFFさせた後給油口２１ａから燃料を
燃料タンク２１に供給開始すると、検出スイツチ
３２がONとなりこのON信号が制御装置３３に
入力される。これにより、制御装置３３は給油動
作が開始されたと判断し第１タイマが計時を開始
する。そして、第１タイマが計時している時間、
制御装置３３は、添加剤供給ポンプ２５を動作さ
せて添加剤タンク２３から添加剤をフロート２２
内に圧送供給する一方、電磁式三方弁２８に通電
して切換え三方弁２８を介して計量シリンダ２７
内と連結パイプ２９内とを連通させる。

この三方弁２８の切換動作直前には三方弁２８
を介して計量シリンダ２７内と混合用通路３０内
とが連通されているので、混合用通路３０を介し
て燃料タンク２１内の燃料が計量シリンダ２７に
導入され燃料タンク２１内の残存燃料の液面レベ
ルＡと計量シリンダ２７内の燃料の液面レベルと
が略水平状態になる（第２図一点鎖線示）。

そして、給油期間が終了すると燃料タンク２１
の燃料量が増加してその液面レベルが第２図中Ｂ
に示すように上昇する。この液面レベルの上昇に
伴つてフロート２２も上昇する。

このとき、三方弁２８を介して計量シリンダ２
７内と連結パイプ２９内とが連通されているの
で、フロート２２の上昇に伴つて添加剤供給通路
２４からフロート２２内に導入される添加剤は連
結パイプ２９及び三方弁２８を介して計量シリン
ダ２７内に導入され、計量シリンダ２７内の液面
レベルが上昇し、フロート２２内の添加剤の液面
レベルと計量シリンダ２７内の液面レベル略水平
状態になる。

したがつて、燃料タンク２１と計量シリンダ２
７との水平面内における断面積が比例しかつ燃料
タンク２１内の燃料の液面レベルの上昇に伴つて
フロート２２が上昇するので、燃料タンク２１内
の燃料増加量に略比例する量の添加剤が計量シリ
ンダ２７内に導入される。

そして、第１タイマの計時期間が経過すると第
２タイマが計時を開始し制御装置３３は添加剤供
給ポンプ２５の作動を停止させると共に三方弁２
８への制御出力を停止し三方弁２８を介して計量
シリンダ２７内と混合用通路３０とを連通させ
る。また、制御装置３３は、第２タイマが計時し
ている間混合用ポンプ３１を動作させる。

これにより、計量シリンダ２７に計量されて燃
料タンク２１の燃料増加量に略比例する量の添加
剤が計量シリンダ２７から混合用ポンプ３１によ
り圧送されて燃料タンク２１に供給され燃料と添
加剤が混合されるので、燃料タンク２１内の燃料
中の添加剤濃度は常時略一定に維持される。した
がつて、機関に供給される燃料中の添加剤濃度は
機関の燃料消費量に拘わらず略一定に維持される
ので、排気中における添加剤の金属成分は機関の
燃料消費量に略比例する。このため、金属成分の
触媒作用によるトラツプ中の排気微粒子燃焼性能
を機関の運転状態に拘わらず略一定にできトラツ
プの再生性能を安定させることができ、もつて従
来発生していたトラツプの再生性能の低下による
排圧上昇を防止できる。また、添加剤過濃による
トラツプ内温度の急激な上昇を抑制でき、トラツ
プの焼損を防止できる。

尚、燃料タンク２１内の水平面内における断面
積が徐々に変化する場合には計量シリンダ２７の
水平面内における断面積を燃料タンク２１の前記
断面積に略比例させて変化させる必要がある。

〈考案の効果〉 本考案は、以上説明したように、燃料タンクに
給油される燃料増加量に略比例する量の添加剤を
計量装置により計量した後計量された添加剤を燃
料タンクに供給するようにしたので、燃料タンク
内の燃料中の添加剤濃度を略一定に制御できる。
このため、機関の燃料消費量の変化に拘わらず略
一定濃度の添加剤が混入された燃料を機関に供給
できトラツプの再生性能を安定させることがで
き、もつてトラツプの目詰まりによる排圧上昇及
び添加剤過濃によるトラツプ内温度上昇に基づく
トラツプの焼損を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す構成図、第２
図は第１図の要部拡大図、第３図は同上のタイム
チヤート、第４図は内燃機関の排気微粒子処理装
置の従来例を示す構成図である。 ２……排気通路、３……トラツプ、２１……燃
料タンク、２２……フロート、２３……添加剤タ
ンク、２７……計量シリンダ、３１……混合用ポ
ンプ、３２……検出スイツチ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 排気通路に排気中の微粒子を捕集するトラツプ
   を備える内燃機関において、前記トラツプに捕集
   された排気微粒子の燃焼を促進させる添加剤を貯
   留する貯留タンクと、給油開始時の前記燃料タン
   クの残存燃料液面と給油終了時の燃料液面とのレ
   ベル変化を検出するレベル変化検出手段と、前記
   貯留タンクから添加剤が供給され前記レベル変化
   検出手段の検出レベル変化に応じて添加剤量を計
   量する計量装置と、該計量装置により計量された
   添加剤を燃料タンクの燃料中に供給する供給手段
   と、を備えたことを特徴とする内燃機関の排気微
   粒子処理装置。