JPH0650134A - Nox reduction device of diesel engine - Google Patents
Nox reduction device of diesel engineInfo
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- JPH0650134A JPH0650134A JP4220696A JP22069692A JPH0650134A JP H0650134 A JPH0650134 A JP H0650134A JP 4220696 A JP4220696 A JP 4220696A JP 22069692 A JP22069692 A JP 22069692A JP H0650134 A JPH0650134 A JP H0650134A
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02M26/14—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼルエンジンの
排ガスに含まれる主として窒素酸化物（以下、ＮＯｘと
いう）を低減する装置に関する。更に詳しくは排ガス再
循環装置（以下、ＥＧＲ (Exhaust Gas Recirculation)
装置という）を利用したＮＯｘ低減装置に関するもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for reducing mainly nitrogen oxides (hereinafter referred to as NOx) contained in exhaust gas of a diesel engine. More specifically, exhaust gas recirculation (hereinafter referred to as EGR (Exhaust Gas Recirculation)
(Hereinafter referred to as “apparatus”).
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、エンジンの排ガスの一部を排気系
から取出し、吸気系に再循環させるＥＧＲ装置が知られ
ている。この装置は大部分がＨ2Ｏ，Ｎ2，ＣＯ2等の不
活性ガスである排ガスを燃焼混合気に入れて、不活性ガ
スのもつ熱容量により最高燃焼温度を低下させることに
よりＮＯｘを低減している。一般にＥＧＲ装置はエンジ
ンの回転速度及び負荷に対応した最適量の排ガスを再循
環するようにしている。2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an EGR device for extracting a part of exhaust gas of an engine from an exhaust system and recirculating it to an intake system. This device reduces NOx by putting exhaust gas, which is mostly inert gas such as H 2 O, N 2 and CO 2 , into the combustion mixture and lowering the maximum combustion temperature by the heat capacity of the inert gas. . Generally, the EGR device recirculates an optimum amount of exhaust gas corresponding to the engine speed and load.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、燃焼ずみのガ
ス中に未だＮＯｘが含まれている場合には、排ガスを再
循環させてもいたずらにＮＯｘが循環するだけで、ＥＧ
Ｒ装置はその役割を十分果せない。また、従来よりＮＯ
ｘ触媒の還元作用を促進するために、炭化水素系還元剤
をＮＯｘ触媒に噴射しているが、余剰の還元剤が生じる
場合、そのまま大気に排出される恐れがあった。本発明
の目的は、再循環前の燃焼ずみガス中のＮＯｘを低減し
ておいて、ＥＧＲの機能を十分に発揮させ、より一層Ｎ
Ｏｘを低減し得るディーゼルエンジンのＮＯｘ低減装置
を提供することにある。本発明の別の目的は、ＮＯｘ触
媒の還元作用時に未反応の還元剤が大気に排出するのを
防止するディーゼルエンジンのＮＯｘ低減装置を提供す
ることにある。本発明の更に別の目的は、パティキュレ
ートを低減した排ガスをＥＧＲ通路に流入させてエンジ
ン内のピストンリング、ライナー等の摩耗を防止するデ
ィーゼルエンジンのＮＯｘ低減装置を提供することにあ
る。However, when NOx is still contained in the burned gas, even if the exhaust gas is recirculated, the NOx simply circulates unnecessarily.
The R device cannot fully fulfill its role. Also, from the past, NO
In order to accelerate the reducing action of the x catalyst, a hydrocarbon-based reducing agent is injected to the NOx catalyst, but if an excessive reducing agent is generated, it may be directly discharged to the atmosphere. An object of the present invention is to reduce NOx in the burned gas before recirculation so that the function of EGR is sufficiently exerted and Nx is further enhanced.
An object is to provide a NOx reduction device for a diesel engine that can reduce Ox. Another object of the present invention is to provide a NOx reduction device for a diesel engine that prevents the unreacted reducing agent from being discharged to the atmosphere during the reducing action of the NOx catalyst. Yet another object of the present invention is to provide a NOx reduction device for a diesel engine that prevents exhaustion of the piston ring, liner, etc. in the engine by allowing exhaust gas with reduced particulates to flow into the EGR passage.
【０００４】[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ＮＯｘ触媒低減装置は、ディーゼルエン
ジン１０の排気管１２に設けられたＮＯｘ触媒１６と、
このＮＯｘ触媒１６の排ガス上流側に設けられＮＯｘ触
媒１６に向けて炭化水素系還元剤２４を噴射可能な噴射
ノズル１３と、この噴射ノズル１３に還元剤２４を供給
する還元剤供給手段２０とを備える。その特徴ある第一
の構成は、ＮＯｘ触媒１６の排ガス下流側の排気管から
分岐してエンジン１０の吸気系２９に接続されたＥＧＲ
通路２８と、このＥＧＲ通路２８に排ガスが還流するよ
うに調整するＥＧＲ流量制御弁２８ａと、ＮＯｘ触媒１
６の排ガス上流側に設けられた温度センサ１８と、エン
ジン１０の回転速度を検出する回転センサ３２と、エン
ジン１０の負荷を検出する負荷センサ３３と、液送管２
１に設けられた切換弁２２と、温度センサ１８、回転セ
ンサ３２及び負荷センサ３３の各検出出力に基づいてＥ
ＧＲ流量制御弁２８ａ及び還元剤供給手段(20)を制御す
るコントローラ３０とを備えたことにある。A structure of the present invention for achieving the above object will be described with reference to FIG. 1 corresponding to an embodiment. The NOx catalyst reduction device of the present invention includes a NOx catalyst 16 provided in an exhaust pipe 12 of a diesel engine 10,
An injection nozzle 13 that is provided on the exhaust gas upstream side of the NOx catalyst 16 and that can inject the hydrocarbon-based reducing agent 24 toward the NOx catalyst 16, and a reducing agent supply unit 20 that supplies the reducing agent 24 to the injection nozzle 13 are provided. Prepare The characteristic first configuration is that the EGR is branched from the exhaust pipe on the exhaust gas downstream side of the NOx catalyst 16 and connected to the intake system 29 of the engine 10.
The passage 28, the EGR flow control valve 28a for adjusting the exhaust gas to recirculate in the EGR passage 28, and the NOx catalyst 1
6, a temperature sensor 18 provided on the exhaust gas upstream side, a rotation sensor 32 that detects the rotation speed of the engine 10, a load sensor 33 that detects the load of the engine 10, and a liquid delivery pipe 2
1 based on the detection outputs of the switching valve 22 provided in No. 1 and the temperature sensor 18, the rotation sensor 32, and the load sensor 33.
The controller 30 controls the GR flow rate control valve 28a and the reducing agent supply means (20).
【０００５】また特徴ある第二の構成は、第一の構成に
加えて、噴射ノズル１３と排気マニホルド１１の間の排
気管１２に設けられパティキュレートフィルタ３４を収
容するパティキュレートトラップ３６と、このトラップ
３６の排ガス上流側の排気管から分岐してトラップ３６
の排ガス下流側の排気管に接続するバイパス管３５と、
このバイパス管３５が分岐する排気管１２に設けられた
絞り弁３９ａと、フィルタ３４の排ガス上流側及び排ガ
ス下流側に配設された第１及び第２圧力センサ３７，３
８と、フィルタ３４を加熱する電熱ヒータ３９とを備え
る。コントローラ３０は 第１及び第２圧力センサ３
７，３８、温度センサ１８、回転センサ３２及び負荷セ
ンサ３３の検出出力に基づいてＥＧＲ流量制御弁２８
ａ、還元剤供給手段(20)、絞り弁３９ａ及び電熱ヒータ
３９を制御する。In addition to the first configuration, a characteristic second configuration is a particulate trap 36 provided in the exhaust pipe 12 between the injection nozzle 13 and the exhaust manifold 11, and containing a particulate filter 34. The trap 36 is branched from the exhaust pipe on the exhaust gas upstream side of the trap 36.
Bypass pipe 35 connected to the exhaust pipe on the exhaust gas downstream side of
A throttle valve 39a provided on the exhaust pipe 12 where the bypass pipe 35 branches, and first and second pressure sensors 37, 3 arranged on the exhaust gas upstream side and the exhaust gas downstream side of the filter 34.
8 and an electric heater 39 for heating the filter 34. The controller 30 includes the first and second pressure sensors 3
7, 38, the temperature sensor 18, the rotation sensor 32, and the load sensor 33 based on the detection output of the EGR flow control valve 28
a, the reducing agent supply means (20), the throttle valve 39a and the electric heater 39 are controlled.
【０００６】更に特徴ある第三の構成は、第一の構成に
加えて、ディーゼルエンジン６０が過給機５０を備えた
エンジンであって、ＮＯｘ触媒６６の排ガス下流側の排
気管から分岐してＥＧＲ通路７８がエンジン６０の吸気
系、例えば吸気タービン５０ａの吸気流入側の吸気管７
９に接続されたことにある。In addition to the first configuration, a third configuration having a further characteristic is an engine in which a diesel engine 60 is provided with a supercharger 50, which is branched from an exhaust pipe on the exhaust gas downstream side of a NOx catalyst 66. The EGR passage 78 is an intake system of the engine 60, for example, the intake pipe 7 on the intake inflow side of the intake turbine 50a.
It was connected to 9.
【０００７】[0007]
【作用】コントローラ３０は、回転センサ３２、負荷セ
ンサ３３又は温度センサ１８が検出するエンジンの回転
速度、負荷又は排気温度からこれらのエンジンの運転状
態に応じて予め決められた最適ＥＧＲ量となるように、
ＥＧＲ流量制御弁２８ａを作動させてＥＧＲ装置を機能
させる。エンジンの状態が排気温度が３００℃以上に上
昇した状態、中負荷又は高負荷状態になると、コントロ
ーラ３０は還元剤供給手段(20)を作動させ、噴射ノズル
１３から炭化水素系還元剤２４を噴射し、ＮＯｘ触媒を
機能させる。ＮＯｘ触媒１６で還元剤の存在により排ガ
スに含まれているＮＯｘの還元作用が促進され、ＮＯｘ
がＮ2に転化される。ＥＧＲ通路２８にはＮＯｘが低減
された排ガスが流れ、かつＮＯｘ触媒１６を通過した排
ガス中に未反応の還元剤が含まれていても、排ガスの再
循環によりエンジン１０で燃焼する際にこの還元剤は無
害のＨ2Ｏ又はＣＯ2に転化する。The controller 30 controls the rotation speed of the engine detected by the rotation sensor 32, the load sensor 33, or the temperature sensor 18, the load, or the exhaust gas temperature to obtain an optimum EGR amount that is predetermined according to the operating state of the engine. To
The EGR device is operated by operating the EGR flow control valve 28a. When the state of the engine is such that the exhaust gas temperature rises to 300 ° C. or higher, or when the engine is in a medium load or high load state, the controller 30 operates the reducing agent supply means (20) to inject the hydrocarbon-based reducing agent 24 from the injection nozzle 13. Then, the NOx catalyst is made to function. The NOx catalyst 16 promotes the reducing action of NOx contained in the exhaust gas due to the presence of the reducing agent,
Are converted to N 2 . Exhaust gas with reduced NOx flows through the EGR passage 28, and even if unreacted reducing agent is contained in the exhaust gas that has passed through the NOx catalyst 16, this reduction occurs during combustion in the engine 10 due to recirculation of exhaust gas. The agent is converted to harmless H 2 O or CO 2 .
【０００８】[0008]
【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。先ず図１に基づいて第１実施例を説明する。
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の途中にはエンジ
ン側から噴射ノズル１３を収容した還元剤噴射室１４と
ＮＯｘ触媒１６を収容したＮＯｘ触媒室１７がこの順に
設けられる。噴射ノズル１３はＮＯｘ触媒１６に向けて
設けられる。ＮＯｘ触媒１６と噴射ノズル１３の間には
ＮＯｘ触媒に流入する排気温を検出する温度センサ１８
が設けられる。１９はマフラーである。ＮＯｘ触媒１６
はこの例で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、約３００〜約６００℃でＮＯ
ｘを還元する。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. First, a first embodiment will be described with reference to FIG.
An exhaust pipe 12 is connected to the exhaust manifold 11 of the diesel engine 10. A reducing agent injection chamber 14 accommodating the injection nozzle 13 and a NOx catalyst chamber 17 accommodating the NOx catalyst 16 are provided in this order in the middle of the exhaust pipe 12 from the engine side. The injection nozzle 13 is provided toward the NOx catalyst 16. Between the NOx catalyst 16 and the injection nozzle 13, a temperature sensor 18 for detecting the temperature of exhaust gas flowing into the NOx catalyst.
Is provided. 19 is a muffler. NOx catalyst 16
Is a copper ion exchanged zeolite (Cu-ZSM-
5). This copper ion-exchanged zeolite is a substance in which sodium ions contained in zeolite are replaced with copper ions, and NO at about 300 to about 600 ° C.
reduce x.
【０００９】噴射ノズル１３には還元剤供給手段２０に
より炭化水素系還元剤２４が供給される。即ち噴射ノズ
ル１３には液送管２１が接続され、この液送管２１は三
方切換弁２２及び圧送ポンプ２３を介して還元剤２４が
入った貯蔵タンク２６に配管される。この例では炭化水
素系還元剤２４は軽油である。切換弁２２には更にタン
ク２６に配管された戻り管２７が接続される。切換弁２
２は作動時のみ噴射ノズル１３に還元剤を供給し、不作
動時には圧送された還元剤を戻り管２７に戻すように切
換わる。ＮＯｘ触媒１６の排ガス下流側の排気管１２か
ら分岐してＥＧＲ通路２８が設けられ、このＥＧＲ通路
２８はエンジン１０の吸気管２９に接続される。３１は
エアクリーナである。ＥＧＲ通路２８にはＥＧＲ流量制
御弁２８ａが設けられる。前述した切換弁２２及びＥＧ
Ｒ流量制御弁２８ａはそれぞれ電磁弁により構成され
る。A hydrocarbon-based reducing agent 24 is supplied to the injection nozzle 13 by the reducing agent supply means 20. That is, a liquid feed pipe 21 is connected to the injection nozzle 13, and the liquid feed pipe 21 is connected to a storage tank 26 containing a reducing agent 24 via a three-way switching valve 22 and a pressure feed pump 23. In this example, the hydrocarbon-based reducing agent 24 is light oil. A return pipe 27 connected to the tank 26 is further connected to the switching valve 22. Switching valve 2
Reference numeral 2 switches to supply the reducing agent to the injection nozzle 13 only when operating and to return the reducing agent pumped to the return pipe 27 when not operating. An EGR passage 28 is provided to branch from the exhaust pipe 12 on the exhaust gas downstream side of the NOx catalyst 16, and the EGR passage 28 is connected to an intake pipe 29 of the engine 10. 31 is an air cleaner. An EGR flow rate control valve 28a is provided in the EGR passage 28. The switching valve 22 and the EG described above
Each of the R flow rate control valves 28a is composed of a solenoid valve.
【００１０】ＥＧＲ流量制御弁２８ａ、切換弁２２及び
圧送ポンプ２３にはコントローラ３０の制御出力が接続
され、このコントローラ３０の制御入力にはエンジン１
０の回転速度を検出する回転センサ３２と、エンジン１
０の負荷を検出する負荷センサ３３と、前述した温度セ
ンサ１８が接続される。コントローラ３０には図示しな
いメモリを備える。このメモリにはエンジンの回転速
度、負荷及び排気温度に応じて噴射ノズル１３からＮＯ
ｘ触媒１６に噴射すべき炭化水素系還元剤２４の量と、
運転状態に応じた最適ＥＧＲ量となるようなＥＧＲ流量
制御弁２８ａの開度が予めマップとして記憶されてい
る。A control output of a controller 30 is connected to the EGR flow rate control valve 28a, the switching valve 22 and the pressure feed pump 23, and the control input of the controller 30 is connected to the engine 1.
The rotation sensor 32 for detecting the rotation speed of 0 and the engine 1
The load sensor 33 that detects a load of 0 and the temperature sensor 18 described above are connected. The controller 30 includes a memory (not shown). This memory stores NO from the injection nozzle 13 depending on the engine speed, load and exhaust temperature.
x amount of hydrocarbon-based reducing agent 24 to be injected into the catalyst 16, and
The opening of the EGR flow control valve 28a that provides the optimum EGR amount according to the operating state is stored in advance as a map.
【００１１】このような構成のＮＯｘ低減装置の動作を
説明する。先ず、エンジン１０の運転状態について、ア
イドル状態或いは始動時等の排気温が約３００℃以下の
低温状態のいずれかであることを回転センサ３２、負荷
センサ３３又は温度センサ１８のいずれか１つ又は２つ
以上のセンサが検出すると、コントローラ３０は圧送ポ
ンプ２３及び切換弁２２を不作動にする。またコントロ
ーラ３０はアイドル状態、始動時にあわせた最適量のガ
スをＥＧＲ通路２８に流す。このとき噴射ノズル１３か
らは還元剤２４は噴射されない。エンジン１０の運転が
続けられ、排気温が例えば約３００℃〜約６００℃に上
昇し、低負荷又は中負荷状態になると、コントローラ３
０は切換弁２２及び圧送ポンプ２３を作動させ、噴射ノ
ズル１３から炭化水素系還元剤２４を噴射する。同時に
コントローラ３０のメモリに記憶されたマップに対応し
てＥＧＲ流量制御弁２８ａを開いて排ガスの最適量をＥ
ＧＲ通路２８に流入させ、燃焼混合気に入れる。ＮＯｘ
触媒１６で還元剤の存在により排ガスに含まれているＮ
Ｏｘの還元作用が促進され、ＮＯｘがＮ2に転化され
る。これによりＥＧＲ通路２８にはＮＯｘが低減された
排ガスが流れる。ＮＯｘ触媒１６を通過した排ガス中に
未反応の還元剤が含まれていても、排ガスの再循環によ
りエンジン１０で燃焼する際にこの還元剤は無害のＨ2
Ｏ又はＣＯ2に転化する。The operation of the NOx reduction device having such a configuration will be described. First, regarding the operating state of the engine 10, one of the rotation sensor 32, the load sensor 33, and the temperature sensor 18 indicates that the exhaust temperature is a low temperature state of about 300 ° C. or lower at the time of starting or the like. When detected by two or more sensors, the controller 30 deactivates the pressure pump 23 and the switching valve 22. Further, the controller 30 causes the EGR passage 28 to flow an optimal amount of gas according to the idling state and the starting time. At this time, the reducing agent 24 is not injected from the injection nozzle 13. When the operation of the engine 10 is continued and the exhaust gas temperature rises to, for example, about 300 ° C. to about 600 ° C. and enters a low load or medium load state, the controller 3
At 0, the switching valve 22 and the pressure pump 23 are operated to inject the hydrocarbon-based reducing agent 24 from the injection nozzle 13. At the same time, the EGR flow rate control valve 28a is opened corresponding to the map stored in the memory of the controller 30 to determine the optimum amount of exhaust gas.
It flows into the GR passage 28 and enters the combustion mixture. NOx
N contained in the exhaust gas due to the presence of the reducing agent in the catalyst 16
The reducing action of Ox is promoted and NOx is converted to N 2 . As a result, the exhaust gas with reduced NOx flows through the EGR passage 28. Even if the unreacted reducing agent is contained in the exhaust gas that has passed through the NOx catalyst 16, this reducing agent is harmless H 2 when it is burned in the engine 10 by recirculating the exhaust gas.
Convert to O or CO 2 .
【００１２】次に図２に基づいて第２実施例について説
明する。図２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、第１実施例の構
成に加えて噴射ノズル１３と排気マニホルド１１の間の
排気管１２にパティキュレートフィルタ３４を収容する
パティキュレートトラップ３６が設けられる。またフィ
ルタ３４の排ガス上流側及び排ガス下流側には第１及び
第２圧力センサ３７，３８が配設される。このフィルタ
３４の排ガス上流側にはこのフィルタを加熱する電熱ヒ
ータ３９が設けられる。更にパティキュレートトラップ
３６の排ガス上流側の排気管から分岐してトラップ３６
の排ガス下流側の排気管にバイパス管３５が接続され、
このバイパス管３５が分岐する排ガス上流側の排気管１
２には電磁弁からなる絞り弁３９ａが設けられる。そし
てコントローラ３０は 第１及び第２圧力センサ３７，
３８、温度センサ１８、回転センサ３２及び負荷センサ
３３の検出出力に基づいてＥＧＲ流量制御弁２８ａ、圧
送ポンプ２３、切換弁２２、電熱ヒータ３９及び絞り弁
３９ａを制御するように構成される。Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. 2, the same symbols as in FIG. 1 indicate the same components. The characteristic structure of this embodiment is that, in addition to the structure of the first embodiment, a particulate trap 36 for accommodating a particulate filter 34 is provided in the exhaust pipe 12 between the injection nozzle 13 and the exhaust manifold 11. Further, first and second pressure sensors 37 and 38 are arranged on the exhaust gas upstream side and the exhaust gas downstream side of the filter 34. An electric heater 39 for heating the filter is provided on the exhaust gas upstream side of the filter. Further, the trap 36 is branched from the exhaust pipe on the exhaust gas upstream side of the particulate trap 36.
The bypass pipe 35 is connected to the exhaust pipe on the exhaust gas downstream side of
Exhaust pipe 1 on the exhaust gas upstream side where this bypass pipe 35 branches
2 is provided with a throttle valve 39a which is an electromagnetic valve. Then, the controller 30 uses the first and second pressure sensors 37,
38, the temperature sensor 18, the rotation sensor 32, and the load sensor 33 are configured to control the EGR flow rate control valve 28a, the pressure pump 23, the switching valve 22, the electric heater 39, and the throttle valve 39a.
【００１３】ＥＧＲ流量制御弁２８ａの開度制御及び噴
射ノズル１３からの還元剤の噴射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。本実施例では排ガ
スはパティキュレートフィルタ３４によりパティキュレ
ートが捕集され、パティキュレートを殆ど含まない排ガ
スがＥＧＲ通路２８を通って再度エンジン１０に入る。
これによりエンジン内のピストンリングやライナーのパ
ティキュレートによる摩耗が防止される。更に圧力セン
サ３７と３８の差圧が所定値以上になると、コントロー
ラ３０はフィルタ３４にパティキュレートが所定量以上
堆積していると判断し、絞り弁３９ａを作動し、排ガス
をバイパス管３５に迂回させるとともに電熱ヒータ３９
を作動させる。これによりパティキュレートトラップ３
６に流入する排ガスの流量は減少し、ヒータ３９の熱も
加わって排気温度は６００℃以上になって捕集されてい
るパティキュレートが燃焼し、フィルタ３４は再生され
る。バイパス管３５を迂回した排ガスはＮＯｘ触媒室１
７に流入する。The control of the opening degree of the EGR flow control valve 28a and the injection of the reducing agent from the injection nozzle 13 are the same as those in the above-mentioned embodiment, and therefore the repetitive description will be omitted. In this embodiment, the exhaust gas is collected by the particulate filter 34, and the exhaust gas containing almost no particulate enters the engine 10 again through the EGR passage 28.
This prevents abrasion of the piston ring and liner in the engine due to particulates. When the pressure difference between the pressure sensors 37 and 38 exceeds a predetermined value, the controller 30 determines that the particulates are accumulated in the filter 34 in a predetermined amount or more, operates the throttle valve 39a, and diverts the exhaust gas to the bypass pipe 35. Electric heater 39
Operate. As a result, the particulate trap 3
The flow rate of the exhaust gas flowing into 6 decreases, the heat of the heater 39 is also added, and the exhaust temperature rises to 600 ° C. or higher, and the collected particulates burn, and the filter 34 is regenerated. The exhaust gas bypassing the bypass pipe 35 is the NOx catalyst chamber 1
Inflow to 7.
【００１４】次に図３に基づいて第３実施例について説
明する。図３において、図１に対応する構成部品には符
号に５０を加えている。この実施例の特徴ある構成は、
ディーゼルエンジン６０が過給機５０を備えたエンジン
であって、ＮＯｘ触媒６６の排ガス下流側の排気管から
分岐してＥＧＲ通路７８がエンジン６０の吸気系、例え
ば過給機５０の吸気タービン５０ａとエアクリーナ８１
の間の吸気管７９に接続されたことにある。ＥＧＲ流量
制御弁７８ａの開度制御及び噴射ノズル６３からの還元
剤の噴射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。Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 3, reference numerals 50 are added to the components corresponding to those in FIG. The characteristic configuration of this embodiment is
The diesel engine 60 is an engine including the supercharger 50, and the EGR passage 78 is branched from the exhaust pipe on the exhaust gas downstream side of the NOx catalyst 66 and the EGR passage 78 serves as an intake system of the engine 60, for example, the intake turbine 50a of the supercharger 50. Air cleaner 81
Is connected to the intake pipe 79 between. Since the opening degree control of the EGR flow rate control valve 78a and the injection of the reducing agent from the injection nozzle 63 are the same as those in the above-described embodiment, the repeated description will be omitted.
【００１５】なお、上記例では炭化水素系還元剤として
軽油を用いたが、本発明はこれに限るものではない。In the above example, light oil was used as the hydrocarbon-based reducing agent, but the present invention is not limited to this.
【００１６】[0016]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、Ｎ
Ｏｘ触媒により燃焼ずみガス中のＮＯｘを低減し、この
排ガスをＥＧＲ通路に流すようにしたので、ＥＧＲの機
能を十分に発揮でき、より一層ＮＯｘを低減することが
できる。また、ＮＯｘ触媒による排ガス還元時にＥＧＲ
装置でその排ガスを再循環するようにしたので、余剰の
還元剤が実質的に大気に排出されなくなる。更に、ＮＯ
ｘ触媒の前段にパティキュレートトラップを設けておけ
ば、ＥＧＲ装置を利用したときに、パティキュレートを
低減した排ガスが再循環されるので、エンジン内のピス
トンリング、ライナー等の摩耗を防止することができ
る。As described above, according to the present invention, N
Since the NOx in the burned gas is reduced by the Ox catalyst and the exhaust gas is caused to flow in the EGR passage, the EGR function can be sufficiently exerted and the NOx can be further reduced. Further, when exhaust gas is reduced by the NOx catalyst, EGR
Since the exhaust gas is recirculated in the device, the excess reducing agent is substantially not discharged to the atmosphere. Furthermore, NO
x If a particulate trap is provided in the preceding stage of the catalyst, exhaust gas with reduced particulates is recirculated when the EGR device is used, so that wear of the piston ring, liner, etc. in the engine can be prevented. it can.
【図１】本発明の第１実施例のディーゼルディーゼルエ
ンジンのＮＯｘ低減装置の構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of a NOx reduction device for a diesel diesel engine according to a first embodiment of the present invention.
【図２】その第２実施例のディーゼルディーゼルエンジ
ンのＮＯｘ低減装置の構成図。FIG. 2 is a configuration diagram of a NOx reduction device for a diesel diesel engine of the second embodiment.
【図３】その第３実施例のディーゼルディーゼルエンジ
ンのＮＯｘ低減装置の構成図。FIG. 3 is a configuration diagram of a NOx reduction device for a diesel diesel engine of the third embodiment.
１０，６０ ディーゼルエンジン １２，６２ 排気管 １３，６３ 噴射ノズル １６，６６ ＮＯｘ触媒 １８，６８ 温度センサ ２０，７０ 還元剤供給手段 ２１，７１ 液送管 ２２，７２ 切換弁 ２３，７３ 圧送ポンプ ２４，７４ 炭化水素系還元剤 ２６，７６ 貯蔵タンク ２８，７８ ＥＧＲ通路 ２９，７９ 吸気管（吸気系） ３０，８０ コントローラ ３２，８２ 回転センサ ３３，８３ 負荷センサ ３４ パティキュレートフィルタ ３５ バイパス管 ３６ パティキュレートトラップ ３７，３８ 圧力センサ ３９ 電熱ヒータ ３９ａ 絞り弁 ５０ 過給機 10,60 Diesel engine 12,62 Exhaust pipe 13,63 Injection nozzle 16,66 NOx catalyst 18,68 Temperature sensor 20,70 Reducing agent supply means 21,71 Liquid feed pipe 22,72 Change valve 23,73 Pressure feed pump 24, 74 Hydrocarbon-based reducing agent 26,76 Storage tank 28,78 EGR passage 29,79 Intake pipe (intake system) 30,80 Controller 32,82 Rotation sensor 33,83 Load sensor 34 Particulate filter 35 Bypass pipe 36 Particulate trap 37, 38 Pressure sensor 39 Electric heater 39a Throttle valve 50 Supercharger
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０ Ｒ ５７０ Ｄ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI technical display location F02M 25/07 550 R 570 D
Claims (3)
設けられたＮＯｘ触媒(16)と、 前記ＮＯｘ触媒(16)の排ガス上流側に設けられ前記ＮＯ
ｘ触媒(16)に向けて炭化水素系還元剤(24)を噴射可能な
噴射ノズル(13)と、 前記噴射ノズル(13)に前記還元剤(24)を供給する還元剤
供給手段(20)とを備えたディーゼルエンジンのＮＯｘ低
減装置において、 前記ＮＯｘ触媒(16)の排ガス下流側の排気管から分岐し
て前記エンジン(10)の吸気系(29)に接続されたＥＧＲ通
路(28)と、 前記ＥＧＲ通路(28)に排ガスが還流するように調整する
ＥＧＲ流量制御弁(28a)と、 前記ＮＯｘ触媒(16)の排ガス上流側に設けられた温度セ
ンサ(18)と、 前記エンジン(10)の回転速度を検出する回転センサ(32)
と、 前記エンジン(10)の負荷を検出する負荷センサ(33)と、 前記液送管(21)に設けられた切換弁(22)と、 前記温度センサ(18)、回転センサ(32)及び負荷センサ(3
3)の各検出出力に基づいて前記ＥＧＲ流量制御弁(28a)
及び還元剤供給手段(20)を制御するコントローラ(30)と
を備えたことを特徴とするディーゼルエンジンのＮＯｘ
低減装置。1. A NOx catalyst (16) provided in an exhaust pipe (12) of a diesel engine (10), and an NOx catalyst provided in an exhaust gas upstream side of the NOx catalyst (16).
An injection nozzle (13) capable of injecting a hydrocarbon-based reducing agent (24) toward the x catalyst (16), and a reducing agent supply means (20) for supplying the reducing agent (24) to the injection nozzle (13). In a NOx reduction device for a diesel engine comprising: an EGR passage (28) branched from an exhaust pipe on the exhaust gas downstream side of the NOx catalyst (16) and connected to an intake system (29) of the engine (10); An EGR flow control valve (28a) for adjusting exhaust gas to recirculate in the EGR passage (28); a temperature sensor (18) provided on the exhaust gas upstream side of the NOx catalyst (16); and the engine (10). Rotation sensor for detecting the rotation speed of () (32)
A load sensor (33) for detecting the load of the engine (10), a switching valve (22) provided in the liquid feed pipe (21), the temperature sensor (18), a rotation sensor (32) and Load sensor (3
Based on each detection output of 3), the EGR flow control valve (28a)
And a controller (30) for controlling the reducing agent supply means (20), NOx of a diesel engine,
Reduction device.
設けられたＮＯｘ触媒(16)と、 前記ＮＯｘ触媒(16)の排ガス上流側に設けられ前記ＮＯ
ｘ触媒(16)に向けて炭化水素系還元剤(24)を噴射可能な
噴射ノズル(13)と、 前記噴射ノズル(13)に前記還元剤(24)を供給する還元剤
供給手段(20)とを備えたディーゼルエンジンのＮＯｘ低
減装置において、 前記ＮＯｘ触媒(16)の排ガス下流側の排気管から分岐し
て前記エンジン(10)の吸気系(29)に接続されたＥＧＲ通
路(28)と、 前記ＥＧＲ通路(28)に排ガスが還流するように調整する
ＥＧＲ流量制御弁(28a)と、 前記噴射ノズル(13)と排気マニホルド(11)の間の排気管
(12)に設けられパティキュレートフィルタ(34)を収容す
るパティキュレートトラップ(36)と、 前記トラップ(36)の排ガス上流側の排気管から分岐して
前記トラップ(36)の排ガス下流側の排気管に接続するバ
イパス管(35)と、 前記バイパス管(35)が分岐する排気管(12)に設けられた
絞り弁(39a)と、 前記フィルタ(34)の排ガス上流側及び排ガス下流側に配
設された第１及び第２圧力センサ(37,38)と、 前記フィルタ(34)を加熱する電熱ヒータ(39)と、 前記エンジン(10)の回転速度を検出する回転センサ(32)
と、 前記エンジン(10)の負荷を検出する負荷センサ(33)と、 前記液送管(21)に設けられた切換弁(22)と、 前記第１及び第２圧力センサ(37,38)、温度センサ(1
8)、回転センサ(32)及び負荷センサ(33)の各検出出力に
基づいて前記ＥＧＲ流量制御弁(28a)、還元剤供給手段
(20)、絞り弁(39a)及び電熱ヒータ(39)を制御するコン
トローラ(30)とを備えたことを特徴とするディーゼルエ
ンジンのＮＯｘ低減装置。2. A NOx catalyst (16) provided in the exhaust pipe (12) of a diesel engine (10), and the NOx catalyst (16) provided upstream of the exhaust gas of the NOx catalyst (16).
An injection nozzle (13) capable of injecting a hydrocarbon-based reducing agent (24) toward the x catalyst (16), and a reducing agent supply means (20) for supplying the reducing agent (24) to the injection nozzle (13). In a NOx reduction device for a diesel engine comprising: an EGR passage (28) branched from an exhaust pipe on the exhaust gas downstream side of the NOx catalyst (16) and connected to an intake system (29) of the engine (10); An EGR flow control valve (28a) for adjusting the exhaust gas to recirculate in the EGR passage (28), and an exhaust pipe between the injection nozzle (13) and the exhaust manifold (11)
A particulate trap (36) provided in (12) for accommodating the particulate filter (34), and an exhaust gas exhaust gas downstream side of the trap (36) branching from the exhaust gas upstream side exhaust pipe of the trap (36) A bypass pipe (35) connected to a pipe, a throttle valve (39a) provided in the exhaust pipe (12) branching the bypass pipe (35), and an exhaust gas upstream side and an exhaust gas downstream side of the filter (34). First and second pressure sensors (37, 38) provided, an electric heater (39) for heating the filter (34), and a rotation sensor (32) for detecting the rotation speed of the engine (10).
A load sensor (33) for detecting the load of the engine (10), a switching valve (22) provided in the liquid feed pipe (21), the first and second pressure sensors (37, 38) , Temperature sensor (1
8), the EGR flow control valve (28a), the reducing agent supply means based on the detection outputs of the rotation sensor (32) and the load sensor (33)
(20), a throttle valve (39a) and a controller (30) for controlling an electric heater (39), a NOx reduction device for a diesel engine, comprising:
の排気管(62)に設けられたＮＯｘ触媒(66)と、 前記ＮＯｘ触媒(66)の排ガス上流側に設けられ前記ＮＯ
ｘ触媒(66)に向けて炭化水素系還元剤(74)を噴射可能な
噴射ノズル(63)と、 前記噴射ノズル(63)に前記還元剤(74)を供給する還元剤
供給手段(70)とを備えたディーゼルエンジンのＮＯｘ低
減装置において、 前記ＮＯｘ触媒(66)の排ガス下流側の排気管から分岐し
て前記エンジン(60)の吸気系(79)に接続されたＥＧＲ通
路(78)と、 前記ＥＧＲ通路(78)に排ガスが還流するように調整する
ＥＧＲ流量制御弁(78a)と、 前記ＮＯｘ触媒(66)の排ガス上流側に設けられた温度セ
ンサ(68)と、 前記エンジン(60)の回転速度を検出する回転センサ(82)
と、 前記エンジン(60)の負荷を検出する負荷センサ(83)と、 前記液送管(71)に設けられた切換弁(72)と、 前記温度センサ(68)、回転センサ(82)及び負荷センサ(8
3)の各検出出力に基づいて前記ＥＧＲ流量制御弁(78a)
及び還元剤供給手段(20)を制御するコントローラ(80)と
を備えたことを特徴とするディーゼルエンジンのＮＯｘ
低減装置。3. A diesel engine (60) with a supercharger (50).
The NOx catalyst (66) provided in the exhaust pipe (62) of the NOx catalyst and the NOx catalyst (66) provided on the exhaust gas upstream side of the NOx catalyst (66).
x An injection nozzle (63) capable of injecting a hydrocarbon-based reducing agent (74) toward the catalyst (66), and a reducing agent supply means (70) for supplying the reducing agent (74) to the injection nozzle (63). And a EGR passage (78) connected to an intake system (79) of the engine (60) by branching from the exhaust pipe on the exhaust gas downstream side of the NOx catalyst (66). An EGR flow control valve (78a) for adjusting exhaust gas to recirculate in the EGR passage (78); a temperature sensor (68) provided on the exhaust gas upstream side of the NOx catalyst (66); and the engine (60 ) Rotation sensor (82) that detects the rotation speed of
A load sensor (83) for detecting the load of the engine (60), a switching valve (72) provided in the liquid feed pipe (71), the temperature sensor (68), a rotation sensor (82) and Load sensor (8
Based on each detection output of 3), the EGR flow control valve (78a)
And a controller (80) for controlling the reducing agent supply means (20), and NOx of a diesel engine.
Reduction device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4220696A JPH0650134A (en) | 1992-07-28 | 1992-07-28 | Nox reduction device of diesel engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4220696A JPH0650134A (en) | 1992-07-28 | 1992-07-28 | Nox reduction device of diesel engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0650134A true JPH0650134A (en) | 1994-02-22 |
Family
ID=16755063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4220696A Pending JPH0650134A (en) | 1992-07-28 | 1992-07-28 | Nox reduction device of diesel engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0650134A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100350883B1 (en) * | 1996-11-25 | 2002-11-18 | 기아자동차주식회사 | Exhaust gas recirculation apparatus for vehicle |
| EP1746265A1 (en) | 2005-07-19 | 2007-01-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control device and control method of exhaust purification device |
| JP2009108820A (en) * | 2007-10-31 | 2009-05-21 | Toyota Motor Corp | Exhaust emission control device for internal combustion engine and method thereof |
-
1992
- 1992-07-28 JP JP4220696A patent/JPH0650134A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100350883B1 (en) * | 1996-11-25 | 2002-11-18 | 기아자동차주식회사 | Exhaust gas recirculation apparatus for vehicle |
| EP1746265A1 (en) | 2005-07-19 | 2007-01-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control device and control method of exhaust purification device |
| US7775034B2 (en) | 2005-07-19 | 2010-08-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control device and control method to exhaust purification device |
| JP2009108820A (en) * | 2007-10-31 | 2009-05-21 | Toyota Motor Corp | Exhaust emission control device for internal combustion engine and method thereof |
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