JPH0633735A - ディーゼルエンジンの排ガス処理装置 - Google Patents

ディーゼルエンジンの排ガス処理装置

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JPH0633735A
JPH0633735A JP4213714A JP21371492A JPH0633735A JP H0633735 A JPH0633735 A JP H0633735A JP 4213714 A JP4213714 A JP 4213714A JP 21371492 A JP21371492 A JP 21371492A JP H0633735 A JPH0633735 A JP H0633735A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
engine
exhaust
load
sensor
Prior art date
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Pending
Application number
JP4213714A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuji Eguchi
展司 江口
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.)
Hino Motors Ltd
Original Assignee
Hino Motors Ltd
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Publication date
Application filed by Hino Motors Ltd filed Critical Hino Motors Ltd
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Publication of JPH0633735A publication Critical patent/JPH0633735A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 排気温センサを用いずに排気温に応じて各浄
化装置を選択的に機能させ効率良く排ガスを浄化しかつ
長期間の使用に対して高い信頼性を有する。 【構成】 ディーゼルエンジン10の排気管12に設け
られたパティキュレートトラップ13と、この排気管1
2をバイパスして排気管にそれぞれ設けられた第1及び
第2バイパス管14,16と、第1バイパス管に設けら
れ排ガス中のホルムアルデヒドを酸化可能な第1酸化触
媒17aと、第2バイパス管16に設けられたNOx触
媒19aと、第1バイパス管に排ガスが流れるように切
換える第1切換弁21aと、第2バイパス管に排ガスが
流れるように切換える第2切換弁22aと、エンジンの
回転センサ23と負荷センサ24の検出出力に応じて第
1又は第2切換弁を切換えるように制御するコントロー
ラ30とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼルエンジンの
排ガスに含まれる、パティキュレート、窒素酸化物(以
下、NOxという)及びホルムアルデヒド臭を低減する
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、ディーゼルエンジンの排ガスに含
まれるパティキュレートはパティキュレートトラップに
より捕集され、NOxは銅イオン交換ゼオライト触媒等
の触媒によりNO2が無害のN2に転化され、ホルムアル
デヒド臭は白金、ロジウム等の酸化触媒により無害のH
2OとCO2に転化されている。パティキュレートトラッ
プに捕集されたパティキュレートは600℃以上の高温
の排ガスにより燃焼し、これによりトラップは再生され
る。換言すれば、排ガスが600℃に達しない場合に
は、パティキュレートトラップにパティキュレートが捕
集される状態が続く。また銅イオン交換ゼオライト触媒
はこの触媒上で酸素と炭化水素が共存すると、主として
300〜600℃の排気温度範囲でNOの選択還元が高
効率で触媒的に進行し、エンジンの排ガスを浄化する。
更にホルムアルデヒド臭は主として100〜300℃の
排気温度範囲で酸化触媒により酸化される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このため、上記パティ
キュレートトラップ、NOx触媒、酸化触媒を単一の排
気管に配置しても、エンジンの排気温によってそれぞれ
の浄化装置の働き具合が異なるため、的確に排ガスを浄
化できない問題点があった。また排気管に排気温センサ
を設け、このセンサにより各浄化装置を機能させた場
合、この種の排気温センサは600℃を越える排ガスに
常時晒されるため、長期間使用すると、排気温の検出精
度が劣化し装置全体の信頼性に悪影響を及ぼす不具合が
あった。本発明の目的は、排気温センサを用いずに、排
気温に応じて各浄化装置を選択的に機能させ、効率良く
かつ的確に排ガスを浄化し、かつ長期間の使用に対して
高い信頼性を有するディーゼルエンジンの排ガス処理装
置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の構成を実施例に対応する図1に基づいて説明
する。本発明の排ガス処理装置は、ディーゼルエンジン
10の排気管12に設けられたパティキュレートトラッ
プ13と、排気管12にこの排気管12をバイパスして
それぞれ設けられた第1及び第2バイパス管14,16
と、第1バイパス管14に設けられ排ガス中のホルムア
ルデヒドを酸化可能な第1酸化触媒17aと、第2バイ
パス管16に設けられたNOx触媒19aと、第1バイ
パス管14に排ガスが流れるように切換える第1切換弁
21aと、第2バイパス管16に排ガスが流れるように
切換える第2切換弁22aと、エンジン10の回転速度
を検出する回転センサ23と、エンジン10の負荷を検
出する負荷センサ24と、回転センサ23及び負荷セン
サ24の検出出力に応じて第1又は第2切換弁21a,
22aを切換えるように制御するコントローラ30とを
備えたものである。
【0005】
【作用】コントローラ30は、排気温の低いエンジンの
運転状態になると、第1切換弁21aのみ切換えて排ガ
スを第1酸化触媒17aに通しそこでホルムアルデヒド
臭を除去する。排気温が中位のエンジンの運転状態にな
ると、第2切換弁22aのみ切換えて排ガスをNOx触
媒19aに通しそこでNO2を無害のN2に転化する。排
気温が高いエンジンの運転状態になると、切換弁21a
及び22aを切換えずに排ガスをパティキュレートトラ
ップ13に通過させる。
【0006】
【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づいて詳しく
説明する。図1に示すように、ディーゼルエンジン10
の排気マニホルド11には排気管12が接続される。こ
の排気管12の途中にはパティキュレートフィルタ13
aを収容したパティキュレートトラップ13が設けられ
る。このトラップ13のある排気管12をバイパスして
それぞれ第1及び第2バイパス管14,16が設けられ
る。第1バイパス管14の分岐口は第2バイパス管16
の分岐口より、また第1バイパス管14の合流口は第2
バイパス管16の合流口よりそれぞれエンジン側に設け
られる。第1バイパス管14には排ガス中のホルムアル
デヒドを酸化可能な第1酸化触媒17aを収容した第1
酸化触媒室17が設けられ、第2バイパス管16にはエ
ンジン側より第2酸化触媒18a及びNOx触媒19a
をそれぞれ収容した第2酸化触媒室18及びNOx触媒
室19が設けられる。第1酸化触媒17aはアルミナに
白金(Pt)、パラジウム(Pd)等の貴金属を担持さ
せて構成され、第2酸化触媒18aはMnO2により構
成される。またNOx触媒19aは銅イオン交換ゼオラ
イト(Cu−ZSM−5)により構成される。この銅イ
オン交換ゼオライトはゼオライトが含んでいるナトリウ
ムイオンを銅イオンに置き換えた物質であって、酸素を
吸込みにくいうえ、吸着してもすぐに放出してしまう性
質を有する。
【0007】第1バイパス管14の分岐口及び合流口に
はこのバイパス管に排ガスが流れるように切換える第1
切換弁21a及び21bが配設され、第2バイパス管1
6の分岐口及び合流口にはこのバイパス管に排ガスが流
れるように切換える第2切換弁22a及び22bが配設
される。これらの切換弁21a〜22bは電磁弁からな
り、切換弁21a〜22bにはコントローラ30の制御
出力が接続される。このコントローラ30の入力にはエ
ンジン10の回転センサ23及び負荷センサ24が接続
される。コントローラ30はマイクロコンピュータから
なり、そのメモリには図2に示されるエンジン回転速度
に対するエンジン出力軸トルクの関係がエンジン負荷に
応じて記憶される。図2に示すように、エンジンの回転
速度全域にわたってエンジン負荷が2/4以下のときに
は排気温は約100〜約300℃(図のAの部分)であ
り、負荷が2/4から3/4までの間では排気温は約3
00℃〜約600℃(図のBの部分)であり、負荷が3
/4から全負荷までの間では排気温は約600℃以上
(図のCの部分)であることが判明している。コントロ
ーラ30は回転センサ23及び負荷センサ24の検出出
力に応じて第1切換弁21a,21b又は第2切換弁2
2a,22bを切換えるようになっている。
【0008】このような構成の排ガス処理装置の動作を
説明する。先ず、エンジンの運転状態が図2に示される
Aの部分にあることをセンサ23及び24が検出する
と、コントローラ30は排気温が約100〜約300℃
の範囲にあると判断して切換弁21a,21bを図の破
線に示すように切換え、かつ切換弁22a,22bを切
換えずにおく。この結果、排ガスは第1酸化触媒室17
を通ってそこで排ガスに含まれていたホルムアルデヒド
が酸化され、無害のH 2OとCO2となる。ホルムアルデ
ヒド臭が除去された排ガスは大気に排出される。次い
で、エンジンの運転状態が図2に示されるBの部分にあ
ることをセンサ23及び24が検出すると、コントロー
ラ30は排気温が約300〜約600℃の範囲にあると
判断して切換弁21a,21bを切換えずに、切換弁2
2a,22bを図の破線に示すように切換える。この結
果、排ガスは第2酸化触媒室18に入りそこで排ガスに
含まれていたNOをCO及びHCとともに酸化する。こ
の酸化触媒は他の酸化触媒と比べてNO酸化活性が比較
的高く、NOをNO2に転化する。続いてこの排ガスは
NOx触媒室19に入りそこでNOx触媒19aにより
NO2を還元処理して無害のN2になって大気に排出され
る。次に、エンジンの運転状態が図2に示されるCの部
分にあることをセンサ23及び24が検出すると、コン
トローラ30は排気温が約600℃以上にあると判断し
て切換弁21a,21b及び切換弁22a,22bをを
切換えずにおく。排ガスがパティキュレートトラップ1
3を通りそこで捕集され堆積していたパティキュレート
を燃焼させ、トラップ13を再生させる。
【0009】図3に本発明の別の実施例を示す。図3に
おいて、図1と同一符号は同一構成部品を示す。この実
施例の特徴ある構成は、パティキュレートトラップ13
の取付位置よりエンジン側の排気管12をバイパスして
それぞれ第1及び第2バイパス管14,16が設けら
れ、第1バイパス管14の分岐口及び合流口がともに第
2バイパス管16の分岐口及び合流口よりエンジン側に
設けられたことにある。この排ガス処理装置の動作は前
記実施例と同様であるので、繰返しの説明を省略する。
この装置によれば、エンジンの全ての運転状態で排ガス
がパティキュレートトラップ13を通過するので、常時
パティキュレートが捕集され、より一層パティキュレー
トの大気への放出が防止される。
【0010】なお、上記例で示したNOx触媒に軽油等
の炭化水素系還元剤を噴射して還元作用を促進させるよ
うにしてもよい。また、分岐口の切換弁21a及び22
aのみで排ガスが円滑に排出されれば、合流口の切換弁
21b及び22bは特に設けなくてもよい。
【0011】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、各
浄化装置の働きの良い温度に合せて各浄化装置を選択的
に機能させるので、効率良くかつ的確に排ガスを浄化す
ることができる。また排気温センサによらずに排気温を
判断するので、長期間使用しても信頼性が低下せず、耐
久性が高い利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例のディーゼルエンジンの排ガス
処理装置の構成図。
【図2】エンジン回転速度に対するエンジン出力軸トル
クの関係を示す図。
【図3】本発明の別の実施例のディーゼルエンジンの排
ガス処理装置の構成図。
【符号の説明】
10 ディーゼルエンジン 12 排気管 13 パティキュレートトラップ 14 第1バイパス管 16 第2バイパス管 17a 第1酸化触媒 18a 第2酸化触媒 19a NOx触媒 21a,21b 第1切換弁 22a,22b 第2切換弁 23 回転センサ 24 負荷センサ 30 コントローラ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディーゼルエンジン(10)の排気管(12)に
    設けられたパティキュレートトラップ(13)と、 前記排気管(12)にこの排気管をバイパスしてそれぞれ設
    けられた第1及び第2バイパス管(14,16)と、 前記第1バイパス管(14)に設けられ排ガス中のホルムア
    ルデヒドを酸化可能な第1酸化触媒(17a)と、 前記第2バイパス管(16)に設けられたNOx触媒(19a)
    と、 前記第1バイパス管(14)に排ガスが流れるように切換え
    る第1切換弁(21a)と、 前記第2バイパス管(16)に排ガスが流れるように切換え
    る第2切換弁(22a)と、 前記エンジン(10)の回転速度を検出する回転センサ(23)
    と、 前記エンジン(10)の負荷を検出する負荷センサ(24)と、 前記回転センサ(23)及び負荷センサ(24)の検出出力に応
    じて前記第1又は第2切換弁(21a,22a)を切換えるよう
    に制御するコントローラ(30)とを備えたディーゼルエン
    ジンの排ガス処理装置。
JP4213714A 1992-07-17 1992-07-17 ディーゼルエンジンの排ガス処理装置 Pending JPH0633735A (ja)

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Cited By (8)

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