JPH08270433A - Exhaust emission control method for diesel engine and device therefor - Google Patents

Exhaust emission control method for diesel engine and device therefor

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JPH08270433A
JPH08270433A JP7071833A JP7183395A JPH08270433A JP H08270433 A JPH08270433 A JP H08270433A JP 7071833 A JP7071833 A JP 7071833A JP 7183395 A JP7183395 A JP 7183395A JP H08270433 A JPH08270433 A JP H08270433A
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JP
Japan
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fuel
catalyst
diesel engine
exhaust
exhaust gas
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Application number
JP7071833A
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Japanese (ja)
Inventor
Masanobu Hirata
公信 平田
Hisashi Akagawa
久 赤川
Yasuo Asaumi
靖男 浅海
Takayuki Tsuchiya
孝幸 土屋
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UD Trucks Corp
Original Assignee
UD Trucks Corp
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Publication date
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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
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

PURPOSE: To accelerate the atomization and vaporization of fuel and improve the reduction efficiency of NOx by injecting catalyst fuel into each cylinder in the exhaust stroke of a diesel engine, operated by main fuel, separately from the main fuel, and leading the vaporized catalyst fuel to an NOx purifying catalyst device, along with exhaust gas. CONSTITUTION: A diesel engine 1 is provided with an accumulator type fuel injection device 2 provided with an injector 4, an accumulator 6 for accumulating fuel, force-fed from a high pressure pump 5, so as to supply the fuel to the injector 4, and a pump control valve for regulating the injection quantity of the high pressure pump 5. When the diesel engine 1 is operated with main fuel, catalyst fuel formed of light oil is injected into each cylinder in the exhaust stroke of the engine 1. separately from the main fuel. At this time, the catalyst temperature judging means 19 of a control device 9 judges the injection time of the catalyst fuel when the exhaust gas temperature is within a set range, and an addition quantity collating means 20 determines the optimum addition quantity in correspondence with the rotating speed and load of the engine 1 to inject the catalyst fuel.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、排ガス中に含まれるN
X を除去するためのディーゼルエンジンの排気浄化方
法及びその装置に関する。
The present invention relates to N contained in exhaust gas.
The O X an exhaust gas purification method and apparatus for a diesel engine to remove.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、ディーゼルエンジンの排ガス中
のNOX は、ディーゼルエンジンの排気通路に介装され
たNOX 浄化用触媒装置により除去されるが、排ガス中
にはNOX を除去するためのHC成分が不足している。
そこで、NOX 浄化用触媒装置において、還元剤として
HC成分を含む燃料(軽油)を添加して、ディーゼルエ
ンジンの排ガス中に含まれるNOX を除去することが行
なわれている。かかるディーゼルエンジンの排気浄化装
置が、例えば、実開平5−87218号公報に示すよう
に知られている(図7に図示)。
In general, NO X in the exhaust gas of a diesel engine, which is removed by the NO X purification catalyst device interposed in an exhaust passage of a diesel engine, The exhaust gas for removing NO X The HC component is insufficient.
Therefore, in the NO x purification catalyst device, fuel (light oil) containing an HC component is added as a reducing agent to remove NO x contained in the exhaust gas of a diesel engine. An exhaust emission control device for such a diesel engine is known, for example, as shown in Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-87218 (illustrated in FIG. 7).

【0003】図において、ディーゼルエンジン101に
排気通路102が設けられ、この排気通路102にNO
X 浄化用触媒装置103が介装されている。排気通路1
02のNOX 浄化用触媒装置103の上流側に軽油供給
装置104が配置され、この軽油供給装置104とNO
X 浄化用触媒装置103の間にガス化混合促進手段10
5が介装されている。ガス化混合促進手段105により
軽油のガス化及び軽油と排ガスの混合が促進されるよう
になっている。
In the figure, an exhaust passage 102 is provided in a diesel engine 101, and NO is provided in the exhaust passage 102.
An X purification catalyst device 103 is provided. Exhaust passage 1
02, a light oil supply device 104 is arranged on the upstream side of the NO x purification catalyst device 103.
The gasification and mixing promoting means 10 is provided between the X purification catalyst devices 103.
5 is installed. The gasification and mixing promoting means 105 promotes the gasification of light oil and the mixing of light oil and exhaust gas.

【0004】そして、NOX 浄化用触媒装置103にお
いては、排ガス中の軽油が還元剤として機能することに
よりNOX が還元され、排ガス中に含まれるNOX が除
去されるようになっている。
[0004] Then, in the NO X purification catalyst device 103, light oil in the exhaust gas NO X is reduced by acting as a reducing agent, NO X contained in the exhaust gas is adapted to be removed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のディ
ーゼルエンジンの排気浄化装置にあっては、ガス化混合
促進手段105を用いても、軽油の微粒化や気化が困難
であることから、NOXの還元効率が低いという問題が
あった。
[SUMMARY OF THE INVENTION However, since In the exhaust purification system of conventional diesel engines, even with gasification mixing acceleration means 105, it is difficult to atomization and vaporization of the light oil, NO X There was a problem that the reduction efficiency was low.

【0006】また、軽油の微粒化や気化を行なうため
に、軽油供給装置104,ガス化混合促進手段105の
増設を必要とするという問題があった。本発明は、上述
の問題点を解決するためになされたもので、その目的
は、燃料の微粒化や気化の促進を図り、NOX の還元効
率を高くでき、軽油添加用のための装置を必要としない
ディーゼルエンジンの排気浄化方法及びその装置を提供
することである。
Further, there is a problem that it is necessary to additionally install the light oil supply device 104 and the gasification mixing promoting means 105 in order to atomize or vaporize the light oil. The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is to promote atomization and vaporization of fuel, increase NO x reduction efficiency, and provide a device for gas oil addition. An object of the present invention is to provide an unnecessary exhaust gas purification method for a diesel engine and an apparatus therefor.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
主燃料で作動するディーゼルエンジンの排気行程で、該
主燃料とは別に触媒用燃料を気筒内に噴射させることに
より、気化された触媒用燃料を排ガスとともに排気通路
に介装したNOX 浄化用触媒装置に導くことを特徴とす
る。
According to the first aspect of the present invention,
In the exhaust stroke of a diesel engine that operates on main fuel, a catalyst fuel is injected into the cylinder separately from the main fuel, so that the catalyst fuel vaporized and the exhaust gas are intercalated in an exhaust passage for NO X purification catalyst. It is characterized by leading to a device.

【0008】請求項2記載の発明は、ディーゼルエンジ
ンと、ディーゼルエンジンの各気筒にそれぞれ装着され
たインジェクタから、ディーゼルエンジンを作動するた
めの主燃料とは別にディーゼルエンジンの排気行程で触
媒用燃料を気筒内に噴射する蓄圧式の燃料噴射装置と、
ディーゼルエンジンに設けられた排気通路と、排気通路
に介装されたNOX 浄化用触媒装置と、NOX 浄化用触
媒装置の内部または入口に装着された触媒温度センサ
と、ディーゼルエンジンの回転数,クランク角度を検出
する回転センサと、ディーゼルエンジンの負荷を検出す
る負荷センサと、入力側に触媒温度センサ,回転セン
サ,負荷センサが接続され、出力側にインジェクタが接
続された制御装置とを備え、制御装置は、排ガスまたは
触媒の温度が設定された範囲内にあるとき、触媒用燃料
を噴射すると判断する触媒温度判断手段と、ディーゼル
エンジンの変動する回転数,負荷に対応して予め設定さ
れた添加量マップに検出された回転数,負荷を照合する
ことにより最適な添加量を決定し、その添加量に応じた
噴射量をインジェクタに出力する添加量照合手段とを有
していることを特徴とする。
According to the second aspect of the present invention, the catalyst fuel is supplied from the diesel engine and the injectors mounted in each cylinder of the diesel engine, separately from the main fuel for operating the diesel engine, in the exhaust stroke of the diesel engine. A pressure accumulation type fuel injection device for injecting into the cylinder,
An exhaust passage provided in the diesel engine, a NO x purification catalytic device interposed in the exhaust passage, a catalyst temperature sensor mounted inside or at the inlet of the NO x purification catalytic device, a rotational speed of the diesel engine, A rotation sensor for detecting a crank angle, a load sensor for detecting a load of a diesel engine, a catalyst temperature sensor, a rotation sensor, and a load sensor are connected to an input side, and a control device is connected to an injector on an output side. The control device is preset in accordance with the catalyst temperature determining means for determining that the fuel for the catalyst is to be injected when the temperature of the exhaust gas or the catalyst is within the set range, and the fluctuating rotational speed and load of the diesel engine. The optimum addition amount is determined by comparing the detected rotation speed and load on the addition amount map, and the injection amount according to the addition amount is set to the injector. It is characterized by having an addition amount collating means for outputting.

【0009】[0009]

【作用】請求項1記載の発明においては、主燃料で作動
するディーゼルエンジンの排気行程で、該主燃料とは別
に触媒用燃料が気筒内に噴射される。排気行程で気筒内
に噴射された触媒用燃料は、高温の排ガスにより充分に
気化される。
According to the first aspect of the present invention, the catalyst fuel is injected into the cylinder separately from the main fuel during the exhaust stroke of the diesel engine operating with the main fuel. The catalyst fuel injected into the cylinder during the exhaust stroke is sufficiently vaporized by the high temperature exhaust gas.

【0010】そして、気化された触媒用燃料は、排ガス
とともに排気通路に介装したNOX浄化用触媒装置に導
かれる。ディーゼルエンジンからNOX 浄化用触媒装置
までの排気通路の途中で、気化された触媒用燃料は排ガ
スと充分に混合し、NOX 浄化用触媒装置に到達する。
NOX 浄化用触媒装置においては、触媒用燃料を介して
排ガス中のNOX が還元される。
Then, the vaporized catalyst fuel is introduced together with the exhaust gas into the NO x purification catalyst device provided in the exhaust passage. In the middle of the exhaust passage from the diesel engine to the NO X purification catalyst device, the vaporized catalyst fuel sufficiently mixes with the exhaust gas and reaches the NO X purification catalyst device.
In the NO X purification catalyst device, NO X in the exhaust gas is reduced via the catalyst fuel.

【0011】請求項2記載の発明においては、蓄圧式の
燃料噴射装置のインジェクタから主燃料がディーゼルエ
ンジンの各気筒にそれぞれ噴射され、ディーゼルエンジ
ンが作動するが、インジェクタから、主燃料とは別にデ
ィーゼルエンジンの排気行程で触媒用燃料が気筒内に噴
射される。そして、触媒用燃料の噴射量は、次のように
決定される。
According to the second aspect of the invention, the main fuel is injected into each cylinder of the diesel engine from the injector of the pressure-accumulation type fuel injection device to operate the diesel engine. Fuel for the catalyst is injected into the cylinder during the exhaust stroke of the engine. Then, the injection amount of the catalyst fuel is determined as follows.

【0012】先ず、触媒温度センサによりNOX 浄化用
触媒装置の内部または入口における排ガスまたは触媒の
温度が検出され、その信号が制御装置に送られ、制御装
置の触媒温度判断手段により排ガスの温度が設定された
範囲内にあるとき、触媒用燃料を噴射すべきと判断され
る。触媒用燃料を噴射すべきと判断されたなら、次に、
添加量照合手段において、ディーゼルエンジンの変動す
る回転数,負荷に対応して予め設定された添加量マップ
に検出された回転数,負荷が照合されることにより最適
な添加量が決定され、その添加量のデータに対応する噴
射量がインジェクタに出力される。
First, the temperature of the exhaust gas or the catalyst inside or at the inlet of the NO X purification catalyst device is detected by the catalyst temperature sensor, a signal thereof is sent to the control device, and the temperature of the exhaust gas is detected by the catalyst temperature determination means of the control device. When it is within the set range, it is determined that the catalyst fuel should be injected. If it is decided that fuel for the catalyst should be injected, then
In the addition amount comparison means, the optimum addition amount is determined by comparing the detected rotation number and load in the addition amount map set in advance corresponding to the fluctuating rotation number and load of the diesel engine, and the addition amount is determined. The injection quantity corresponding to the quantity data is output to the injector.

【0013】このようにして、気筒内に噴射された触媒
用燃料により請求項1記載の発明と同様の作用が生じ
る。
In this manner, the catalyst fuel injected into the cylinder produces the same effect as that of the first aspect of the invention.

【0014】[0014]

【実施例】以下、図面により本発明の実施例について説
明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0015】図1ないし図6により請求項1,2記載の
一実施例に係るディーゼルエンジンの排気浄化方法及び
その装置を説明する。図1,図2において、符号1は直
列4気筒のディーゼルエンジンで、このディーゼルエン
ジン1は、蓄圧式の燃料噴射装置2を備えている。蓄圧
式の燃料噴射装置2は、通常用いられている列型の燃料
噴射装置とは構造が異なり、図1,図2,図4により説
明する。
1 to 6, a method and an apparatus for purifying exhaust gas of a diesel engine according to an embodiment of claims 1 and 2 will be described. 1 and 2, reference numeral 1 is a diesel engine of in-line 4-cylinder, and this diesel engine 1 is equipped with a fuel injection device 2 of a pressure accumulation type. The pressure-accumulation type fuel injection device 2 is different in structure from the normally used column type fuel injection device, and will be described with reference to FIGS. 1, 2 and 4.

【0016】蓄圧式の燃料噴射装置2は、ディーゼルエ
ンジン1の各気筒3,3,3,3(図1には1つのみ図
示)にそれぞれ装着されたインジェクタ4,4,4,4
(図1には1つのみ図示)と、ディーゼルエンジン1の
駆動力で作動する高圧ポンプ5と、高圧ポンプ5から圧
送される燃料を貯めてインジェクタ4,4,4,4に燃
料をそれぞれ供給する蓄圧室6と、各インジェクタ4の
噴射量を調整する3ウェイバルブ7,7,7,7と、高
圧ポンプ5の噴射量を調整するポンプコントロールバル
ブ8とを備えている。噴射量は後述の制御装置9からの
指令により高圧ポンプ5からの触媒用燃料の圧送時間と
して与えられ、この圧送時間に比例する。なお、図中、
符号5Aは燃料タンクを示す。
The pressure-accumulation type fuel injection device 2 is equipped with injectors 4, 4, 4, 4 which are mounted in the cylinders 3, 3, 3, 3 of the diesel engine 1 (only one is shown in FIG. 1).
(Only one is shown in FIG. 1), the high-pressure pump 5 that operates with the driving force of the diesel engine 1, the fuel that is pumped from the high-pressure pump 5 is stored, and the fuel is supplied to the injectors 4, 4, 4, and 4, respectively. A pressure accumulator chamber 6, a three-way valve 7, 7, 7, 7 for adjusting the injection amount of each injector 4, and a pump control valve 8 for adjusting the injection amount of the high-pressure pump 5 are provided. The injection amount is given as a pressure feed time of the catalyst fuel from the high-pressure pump 5 according to a command from the control device 9 described later, and is proportional to the pressure feed time. In the figure,
Reference numeral 5A indicates a fuel tank.

【0017】インジェクタ4はニードル(図示せず)
と、ニードルが着座するバルブシート(図示せず)を有
しており、ニードルの昇降によりバルブシートが開閉
し、燃料が噴射されるようになっている。即ち、インジ
ェクタ4は3ウェイバルブ7のオンでニードルへの背圧
が作用されないと、ニードルが上昇して蓄圧室6からの
燃料を噴射する一方、3ウェイバルブ7のオフで、蓄圧
室6からニードルへの背圧が作用されると、ニードルが
バルブシートに着座して燃料の噴射を停止するようにな
っている。
The injector 4 is a needle (not shown).
And a valve seat (not shown) on which the needle is seated, and the valve seat is opened and closed by the raising and lowering of the needle to inject fuel. That is, the injector 4 injects fuel from the pressure accumulating chamber 6 when the 3-way valve 7 is turned on and no back pressure is applied to the needle. On the other hand, when the 3-way valve 7 is turned off, the injector 4 is discharged from the pressure accumulating chamber 6. When a back pressure is applied to the needle, the needle sits on the valve seat and stops the fuel injection.

【0018】インジェクタ4の3ウェイバルブ7及び高
圧ポンプ5のポンプコントロールバルブ8を制御するの
が制御装置9で、その入力側には、ディーゼルエンジン
1の負荷を検出する負荷センサ10と、ディーゼルエン
ジン1の回転数及びクランク角度を検出する回転センサ
11と、蓄圧室6の内圧を検出する圧力センサ12が接
続されている。
A control device 9 controls the three-way valve 7 of the injector 4 and the pump control valve 8 of the high-pressure pump 5, and has a load sensor 10 for detecting the load of the diesel engine 1 on its input side and a diesel engine. A rotation sensor 11 for detecting the number of rotations of 1 and a crank angle and a pressure sensor 12 for detecting the internal pressure of the pressure accumulating chamber 6 are connected.

【0019】なお、高圧ポンプ5としてプランジャポン
プが採用され、ポンプコントロールバルブ8が開くと、
プランジャ13の降下で燃料をプランジャ13の図面上
の上部の室14に吸い込む。カム15が回転して上昇す
るときにポンプコントロールバルブ8が閉じると、室1
4内の燃料をプランジャ13が加圧してチェック弁16
を介して蓄圧室6へ供給するようになっている。
When a plunger pump is adopted as the high pressure pump 5 and the pump control valve 8 is opened,
The lowering of the plunger 13 draws fuel into the upper chamber 14 of the plunger 13 in the drawing. If the pump control valve 8 closes when the cam 15 rotates and rises, the chamber 1
The fuel in 4 is pressurized by the plunger 13 and the check valve 16
The pressure is supplied to the pressure accumulating chamber 6 via.

【0020】制御装置9は、圧力センサ12の検出信号
に基づいて、蓄圧室6の内圧が一定範囲の高圧になるよ
うにポンプコントロールバルブ8を開閉するポンプ制御
を行ない、インジェクタ4の3ウェイバルブ7に対して
は、負荷センサ10及び回転センサ11の検出信号に基
づいて、軽油からなる主燃料の噴射タイミングとその噴
射量を適正に保つ制御信号を出力するようになってい
る。
The control device 9 controls the pump based on the detection signal of the pressure sensor 12 to open and close the pump control valve 8 so that the internal pressure of the pressure accumulating chamber 6 becomes a high pressure within a certain range, and the 3-way valve of the injector 4 is controlled. 7, a control signal is output based on the detection signals of the load sensor 10 and the rotation sensor 11 to maintain the injection timing of the main fuel of light oil and its injection amount appropriately.

【0021】そして、図3に示すように、主燃料により
ディーゼルエンジン1が作動し、主燃料とは別にディー
ゼルエンジン1の排気行程で軽油からなる触媒用燃料が
各気筒3,3,3,3内にそれぞれ噴射されるようにな
っている。ここで、排気行程は燃焼行程の終りを除く。
即ち、排気行程の始まりは燃焼行程の終りを含まない。
図1,図2において、ディーゼルエンジン1に排気通路
17が設けられている。排気通路17にNOX 浄化用触
媒装置18が介装され、排気通路17におけるNOX
化用触媒装置18の入口に排ガスの温度を検出する触媒
温度センサ19Aが装着されている。
Then, as shown in FIG. 3, the diesel engine 1 is operated by the main fuel, and the catalyst fuel, which is made of light oil, is supplied to the cylinders 3, 3, 3, 3 separately from the main fuel in the exhaust stroke of the diesel engine 1. It is designed to be injected into each. Here, the exhaust stroke excludes the end of the combustion stroke.
That is, the beginning of the exhaust stroke does not include the end of the combustion stroke.
1 and 2, an exhaust passage 17 is provided in the diesel engine 1. A NO X purification catalyst device 18 is provided in the exhaust passage 17, and a catalyst temperature sensor 19A for detecting the temperature of exhaust gas is attached to an inlet of the NO X purification catalyst device 18 in the exhaust passage 17.

【0022】そして、触媒用燃料を各気筒3,3,3,
3内に噴射するために、制御装置9は、触媒温度判断手
段19と、添加量照合手段20とを有している。触媒温
度判断手段19は、排ガスの温度が設定された範囲内に
あるとき、触媒用燃料を噴射すると判断するようになっ
ている。添加量照合手段20はディーゼルエンジン1の
変動する回転数,負荷に対応して予め設定された添加量
マップ(図6に図示)と検出された回転数,負荷を照合
して最適な添加量を決定し、その添加量のデータに対応
する噴射量をインジェクタ4に出力するようになってい
る。なお、図6の添加量マップは、触媒用燃料触媒(還
元剤)の添加が有効な運転領域を区分する多数のアドレ
スを備え、これらにそれぞれ最適な添加量を設定したも
のである。ここで、アドレスを持たない運転領域は添加
量は0とされている。
The catalyst fuel is supplied to each cylinder 3, 3, 3,
In order to inject into the inside of 3, the control device 9 has a catalyst temperature judgment means 19 and an addition amount comparison means 20. The catalyst temperature determination means 19 determines to inject the catalyst fuel when the temperature of the exhaust gas is within the set range. The addition amount collating means 20 collates the addition amount map (shown in FIG. 6) preset corresponding to the fluctuating rotation number and load of the diesel engine 1 with the detected rotation number and load to determine the optimum addition amount. The injection amount corresponding to the determined addition amount data is output to the injector 4. The addition amount map of FIG. 6 is provided with a large number of addresses for partitioning the operating region where the addition of the catalyst fuel catalyst (reducing agent) is effective, and the optimum addition amount is set for each of these addresses. Here, the addition amount is set to 0 in the operation area having no address.

【0023】しかして、本実施例においては、負荷セン
サ10及び回転センサ11の検出信号が制御装置9に送
られる。制御装置9の指令に基づいて、インジェクタ4
の3ウェイバルブ7に対して、主燃料の噴射タイミング
とその噴射量を適正に保つ制御信号が蓄圧式の燃料噴射
装置2のインジェクタ4に出力される。インジェクタ4
から主燃料がディーゼルエンジン1の各気筒3,3,
3,3にそれぞれ噴射され、ディーゼルエンジン1は吸
気,圧縮,燃焼(爆発,膨張),排気の4つの各行程を
繰り返して作動する。
Therefore, in this embodiment, the detection signals of the load sensor 10 and the rotation sensor 11 are sent to the control device 9. Based on a command from the control device 9, the injector 4
A control signal for appropriately maintaining the injection timing of the main fuel and the injection amount of the main fuel is output to the injector 4 of the pressure-accumulation type fuel injection device 2 with respect to the 3-way valve 7. Injector 4
The main fuel is from each cylinder 3, 3 of the diesel engine 1.
The diesel engine 1 is injected into 3 and 3, respectively, and operates by repeating each of four strokes of intake, compression, combustion (explosion, expansion) and exhaust.

【0024】そして、インジェクタ4から、主燃料とは
別にディーゼルエンジン1の排気行程で触媒用燃料が各
気筒3,3,3,3内に噴射される。かかる状態で、当
該ディーゼルエンジンの排気浄化装置により、以下のよ
うに、NOX の排気浄化が行なわれる。これを図5のフ
ローチャート図に示す手順に従って説明する。
In addition to the main fuel, the catalyst fuel is injected from the injector 4 into the cylinders 3, 3, 3, 3 in the exhaust stroke of the diesel engine 1. In such a state, the exhaust purification device of the diesel engine purifies NO x as described below. This will be described according to the procedure shown in the flowchart of FIG.

【0025】先ず、ステップS1において、触媒温度セ
ンサ19AによりNOX 浄化用触媒装置18の入口の触
媒温度センサ19Aにより排ガスの温度が検出され、そ
の信号が制御装置9に送られる。ステップS2におい
て、制御装置9の触媒温度判断手段19により排ガスの
温度が設定された範囲内にあるか否かが判断される。排
ガスの温度が設定された範囲内にあるとき(YES)、
触媒用燃料を噴射すべきと判断され、ステップS3に進
む。排ガスの温度が設定された範囲より低いとき(N
O)、触媒の活性が不充分なので、触媒用燃料を噴射す
べきとの判断は、行なわれない。また、排ガスの温度が
設定された範囲より高いとき(NO)、触媒の劣化が生
じる虞があり、触媒用燃料を噴射すべきとの判断は、行
なわれない。
First, in step S1, the catalyst temperature sensor 19A detects the temperature of the exhaust gas by the catalyst temperature sensor 19A at the inlet of the NO X purification catalyst device 18, and the signal is sent to the control device 9. In step S2, the catalyst temperature determination means 19 of the control device 9 determines whether the temperature of the exhaust gas is within the set range. When the temperature of the exhaust gas is within the set range (YES),
It is determined that the catalyst fuel should be injected, and the process proceeds to step S3. When the temperature of the exhaust gas is lower than the set range (N
O), since the activity of the catalyst is insufficient, it is not judged that the fuel for the catalyst should be injected. Further, when the temperature of the exhaust gas is higher than the set range (NO), the catalyst may be deteriorated, and it is not determined that the catalyst fuel should be injected.

【0026】ステップS3において、回転センサ11に
より検出されたディーゼルエンジン1の回転数,クラン
ク角度が制御装置9に読み込まれる。ステップS4にお
いて、負荷センサ10により検出されたディーゼルエン
ジン1の負荷が制御装置9に読み込まれる。ステップS
5において、制御装置9の添加量照合手段20により、
ディーゼルエンジン1の変動する回転数,負荷に対応し
て予め設定された添加量マップに検出された回転数,負
荷が照合されて触媒用燃料の最適な添加量が決定され
る。
In step S3, the rotation speed and crank angle of the diesel engine 1 detected by the rotation sensor 11 are read by the control device 9. In step S4, the load of the diesel engine 1 detected by the load sensor 10 is read by the control device 9. Step S
5, the addition amount matching means 20 of the control device 9
The optimum addition amount of the catalyst fuel is determined by collating the detected rotation number and load in the addition amount map preset corresponding to the fluctuating rotation number of the diesel engine 1 and the load.

【0027】ステップS6において、その添加量のデー
タに対応して高圧ポンプ5からの触媒用燃料の圧送時間
が決められる。そして、高圧ポンプ5からの触媒用燃料
の圧送時間だけインジェクタ4から触媒用燃料が噴射さ
れ、触媒用燃料が、主燃料とは別に主燃料で作動するデ
ィーゼルエンジン1の排気行程に各気筒3,3,3,3
内に噴射される。触媒用燃料の噴射のタイミングはディ
ーゼルエンジン1の回転数,クランク角度における上死
点を基準に設定される。
In step S6, the pressure feed time of the catalyst fuel from the high-pressure pump 5 is determined according to the data of the addition amount. Then, the catalyst fuel is injected from the injector 4 for the pressure feed time of the catalyst fuel from the high-pressure pump 5, and the catalyst fuel is used in the exhaust stroke of the diesel engine 1 that operates on the main fuel separately from the main fuel. 3,3,3
Is injected into. The timing of injection of the catalyst fuel is set on the basis of the top dead center at the rotation speed and crank angle of the diesel engine 1.

【0028】排気行程で各気筒3,3,3,3内に噴射
された触媒用燃料は、各気筒3,3,3,3内にある高
温の排ガスにより充分に気化される。そして、気化され
た触媒用燃料は、排ガスとともに排気通路17に介装し
たNOX 浄化用触媒装置18に導かれる。ディーゼルエ
ンジン1からNOX 浄化用触媒装置18までの排気通路
17の途中で、気化された触媒用燃料は排ガスと充分に
混合し、NOX 浄化用触媒装置18に到達する。
The catalyst fuel injected into each cylinder 3, 3, 3, 3 in the exhaust stroke is sufficiently vaporized by the high temperature exhaust gas in each cylinder 3, 3, 3, 3. Then, the vaporized catalyst fuel is guided to the NO X purification catalyst device 18 provided in the exhaust passage 17 together with the exhaust gas. In the middle of the exhaust passage 17 from the diesel engine 1 to the NO X purifying catalytic device 18, the vaporized catalytic fuel sufficiently mixes with the exhaust gas and reaches the NO X purifying catalytic device 18.

【0029】NOX 浄化用触媒装置18においては、触
媒用燃料を還元剤として排ガス中のNOX が還元され
る。以上の如き構成によれば、ディーゼルエンジン1の
排気行程で触媒用燃料が噴射されるので、触媒用燃料は
気化された状態でNOX 浄化用触媒装置18に到達す
る。
In the NO X purification catalyst device 18, NO X in the exhaust gas is reduced by using the catalyst fuel as a reducing agent. According to the above configuration, the catalyst fuel is injected in the exhaust stroke of the diesel engine 1, so that the catalyst fuel reaches the NO X purification catalyst device 18 in a vaporized state.

【0030】従って、NOX 浄化用触媒装置18におい
て、触媒用燃料は還元剤(HC種)として機能し、NO
X 浄化用触媒装置18の触媒上における反応を促進し、
NO X 浄化用触媒装置18でのNOX の還元効率を高め
ることができる。また、添加量照合手段20により、デ
ィーゼルエンジンの変動する回転数,負荷に対応して触
媒用燃料の最適な添加量を決定し、その添加量だけディ
ーゼルエンジン1の各気筒3,3,3,3に噴射される
ので、NOX の浄化を最適に行なうことができる。即
ち、HCが少なすぎると、NOX の浄化が不充分になる
が、これを防止できる。また、HCが多すぎると、触媒
用燃料が反応せずにそのまま排出されることになるが、
これを防止できる。
Therefore, NOXSmell in purification catalyst device 18
The catalyst fuel functions as a reducing agent (HC species), and NO
XPromoting the reaction on the catalyst of the purification catalyst device 18,
NO XNO in the purification catalyst device 18XIncrease the efficiency of reduction
Can be In addition, the addition amount matching means 20
Touch the diesel engine in response to varying engine speed and load.
Determine the optimum amount of the medium fuel and select the amount of addition.
Injection into each cylinder 3, 3, 3, 3 of the diesel engine 1
So noXCan be optimally purified. Immediately
If there is too little HC, NOXWill be insufficiently purified
However, this can be prevented. Also, if too much HC is present, the catalyst
Fuel for fuel will be discharged as it is without reacting,
This can be prevented.

【0031】さらに、当該ディーゼルエンジンの排気浄
化装置は、制御装置9の触媒温度判断手段19,添加量
照合手段20の制御を行なうことにより、蓄圧式の燃料
噴射装置2を用いて主燃料の噴射と触媒用燃料の噴射の
2段階の噴射を行なうことができるので、制御装置9に
おけるソフトウェアの変更だけで足り、燃料添加用のた
めの新たな装置を必要としない。従って、従来の軽油供
給装置やガス化混合促進手段を必要としないで済む。
Further, the exhaust purification system of the diesel engine controls the catalyst temperature judgment means 19 and the addition amount comparison means 20 of the control device 9 to inject the main fuel by using the pressure accumulation type fuel injection device 2. Since it is possible to perform the two-stage injection of the fuel for the catalyst and the injection of the fuel for the catalyst, it is sufficient to change the software in the control device 9, and a new device for fuel addition is not required. Therefore, it is not necessary to use the conventional light oil supply device or the gasification mixing promoting means.

【0032】そして、触媒用燃料は各気筒3,3,3,
3内にある高温の燃焼ガスにより充分に気化されるの
で、触媒用燃料が排気通路17に付着することを防止で
きる。なお、本実施例においては、ディーゼルエンジン
1の各気筒3,3,3,3にそれぞれ装着されたインジ
ェクタ4から、ディーゼルエンジン1を作動するための
主噴射とは別にディーゼルエンジン1の排気行程で触媒
用燃料が各気筒3,3,3,3内にそれぞれ噴射される
ようになっているが、各気筒3,3,3,3のうちのい
ずれか1以上の気筒3だけに触媒用燃料を噴射させるよ
うにすることもでき、その場合においても、添加量マッ
プにより最適な量の触媒用燃料を噴射することもでき
る。
The catalyst fuel is used for each cylinder 3, 3, 3,
Since the high-temperature combustion gas in 3 is sufficiently vaporized, the catalyst fuel can be prevented from adhering to the exhaust passage 17. In the present embodiment, in addition to the main injection for operating the diesel engine 1, the exhaust stroke of the diesel engine 1 from the injectors 4 mounted on the cylinders 3, 3, 3, 3 of the diesel engine 1 is separately performed. The catalyst fuel is injected into each of the cylinders 3, 3, 3, 3 but only one or more of the cylinders 3, 3, 3, 3 can be used as the catalyst fuel. It is also possible to inject, and even in that case, an optimal amount of catalyst fuel can be injected by the addition amount map.

【0033】また、本実施例においては、NOX 浄化用
触媒装置18の入口に触媒温度センサ18Aを装着し、
排ガスの温度を検出しているが、NOX 浄化用触媒装置
18の内部に触媒温度センサ18Aを装着し、排ガスま
たは触媒の温度を検出することもできる。さらに、本実
施例においては、ディーゼルエンジンは直列4気筒の場
合を例に挙げて説明したが、これに限定されることな
く、直列4気筒以外の例えば直列6気筒のディーゼルエ
ンジン,V型のディーゼルエンジンについても適用でき
る。
Further, in this embodiment, a catalyst temperature sensor 18A is attached to the inlet of the NO X purification catalyst device 18,
Although the temperature of the exhaust gas is detected, the catalyst temperature sensor 18A may be mounted inside the NO X purification catalyst device 18 to detect the temperature of the exhaust gas or the catalyst. Further, in the present embodiment, the case where the diesel engine is an in-line 4-cylinder has been described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, an in-line 6-cylinder diesel engine other than the in-line 4-cylinder, a V-type diesel engine is used. It can also be applied to engines.

【0034】[0034]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、ディーゼ
ルエンジンの排気行程で触媒用燃料が噴射されるので、
触媒用燃料は気化された状態でNOX 浄化用触媒装置に
到達する。従って、NOX 浄化用触媒装置において、触
媒用燃料は還元剤としてのHC種として機能し、NOX
浄化用触媒装置の触媒上における反応を促進し、NOX
浄化用触媒装置でのNOX の還元効率を高めることがで
きる効果を奏する。
According to the invention described in claim 1, since the catalyst fuel is injected in the exhaust stroke of the diesel engine,
The catalytic fuel reaches the NO X purifying catalytic device in a vaporized state. Accordingly, the NO X purification catalyst device, the catalyst for the fuel acts as HC species as a reducing agent, NO X
To promote the reaction on a catalyst purifying catalyst device, NO X
This has the effect of increasing the NO x reduction efficiency in the purification catalyst device.

【0035】請求項2記載の発明によれば、請求項1記
載の発明による効果に加えて、触媒用燃料を噴射するた
め、添加量照合手段により、ディーゼルエンジンの変動
する回転数,負荷に対応して最適な噴射量を決定し、そ
の噴射量だけディーゼルエンジンに噴射することができ
るので、NOX の浄化を最適に行なうことができる。ま
た、当該ディーゼルエンジンの排気浄化装置は、制御装
置の触媒温度判断手段,添加量照合手段の制御を行なう
ことにより、蓄圧式の燃料噴射装置を用いて主燃料の噴
射と触媒用燃料の噴射の2段階の噴射を行なうことがで
きるので、制御装置におけるソフトウェアの変更だけで
足り、燃料添加用のための新たな装置を必要としない。
従って、従来の軽油供給装置やガス化混合促進手段を必
要としないで済む。
According to the second aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect of the present invention, since the fuel for the catalyst is injected, the addition amount matching means is used to cope with the changing rotational speed and load of the diesel engine. Thus, the optimum injection amount is determined, and the injection amount can be injected into the diesel engine, so that the NO x can be optimally purified. Further, the exhaust emission control system of the diesel engine controls the catalyst temperature determination means and the addition amount comparison means of the control device to control the injection of the main fuel and the injection of the catalyst fuel by using the pressure accumulation type fuel injection device. Since two-stage injection can be carried out, only a change in software in the control device is required and no new device for fuel addition is required.
Therefore, it is not necessary to use the conventional light oil supply device or the gasification mixing promoting means.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】請求項1,2記載の発明の実施例に係わるディ
ーゼルエンジンの排気浄化装置の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of an exhaust emission control device for a diesel engine according to an embodiment of the present invention.

【図2】同ディーゼルエンジンの説明図である。FIG. 2 is an explanatory view of the diesel engine.

【図3】同ディーゼルエンジンの蓄圧式の燃料噴射装置
の燃料噴射のタイミングの説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a fuel injection timing of the pressure-accumulation fuel injection device of the diesel engine.

【図4】同ディーゼルエンジンの蓄圧式の燃料噴射装置
の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a pressure-accumulation type fuel injection device of the diesel engine.

【図5】同ディーゼルエンジンの排気浄化装置のフロー
チャート図である。
FIG. 5 is a flowchart of the exhaust emission control device for the diesel engine.

【図6】添加量マップを示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing an addition amount map.

【図7】従来におけるディーゼルエンジンの排気浄化装
置の説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a conventional exhaust emission control device for a diesel engine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ディーゼルエンジン 2 蓄圧式の燃料噴射装置 3 気筒 4 インジェクタ 9 制御装置 10 負荷センサ 11 回転センサ 17 排気通路 18 NOX浄化用触媒装置 19 触媒温度判断手段 19A 触媒温度センサ 20 添加量照合手段DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Diesel engine 2 Accumulation type fuel injection device 3 Cylinder 4 Injector 9 Control device 10 Load sensor 11 Rotation sensor 17 Exhaust passage 18 NO X purification catalyst device 19 Catalyst temperature determination means 19A Catalyst temperature sensor 20 Addition amount comparison means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土屋 孝幸 埼玉県上尾市大字壱丁目1番地 日産ディ ーゼル工業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takayuki Tsuchiya 1-chome Ichichome, Ageo-shi, Saitama Nissan Diesel Industry Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 主燃料で作動するディーゼルエンジンの
排気行程で、該主燃料とは別に触媒用燃料を気筒内に噴
射させることにより、気化された触媒用燃料を排ガスと
ともに排気通路に介装したNOX 浄化用触媒装置に導く
ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気浄化方法。
1. In the exhaust stroke of a diesel engine operating with main fuel, a catalyst fuel is injected into a cylinder separately from the main fuel, so that the vaporized catalyst fuel is interposed in an exhaust passage together with exhaust gas. A method for purifying exhaust gas of a diesel engine, characterized by leading to a catalyst device for purifying NO x .
【請求項2】 ディーゼルエンジンと、 ディーゼルエンジンの各気筒にそれぞれ装着されたイン
ジェクタから、ディーゼルエンジンを作動するための主
燃料とは別にディーゼルエンジンの排気行程で触媒用燃
料を気筒内に噴射する蓄圧式の燃料噴射装置と、 ディーゼルエンジンに設けられた排気通路と、 排気通路に介装されたNOX 浄化用触媒装置と、 NOX 浄化用触媒装置の内部または入口に装着された触
媒温度センサと、 ディーゼルエンジンの回転数,クランク角度を検出する
回転センサと、 ディーゼルエンジンの負荷を検出する負荷センサと、 入力側に触媒温度センサ,回転センサ,負荷センサが接
続され、出力側にインジェクタが接続された制御装置と
を備え、 制御装置は、 排ガスまたは触媒の温度が設定された範囲内にあると
き、触媒用燃料を噴射すると判断する触媒温度判断手段
と、 ディーゼルエンジンの変動する回転数,負荷に対応して
予め設定された添加量マップに検出された回転数,負荷
を照合することにより最適な添加量を決定し、その添加
量に応じた噴射量をインジェクタに出力する添加量照合
手段とを有していることを特徴とするディーゼルエンジ
ンの排気浄化装置。
2. Accumulated pressure for injecting catalyst fuel into a cylinder in a diesel engine exhaust stroke from a diesel engine and an injector mounted in each cylinder of the diesel engine separately from a main fuel for operating the diesel engine. Type fuel injection device, an exhaust passage provided in a diesel engine, a NO x purification catalyst device provided in the exhaust passage, and a catalyst temperature sensor mounted inside or at the inlet of the NO x purification catalyst device , A rotation sensor for detecting the rotation speed and crank angle of the diesel engine, a load sensor for detecting the load of the diesel engine, a catalyst temperature sensor, a rotation sensor, and a load sensor on the input side, and an injector on the output side. Control device, and the control device determines that the temperature of the exhaust gas or the catalyst is within the set range. Optimum by comparing the catalyst temperature judgment means to judge that the fuel for the catalyst is to be injected with the rotating speed and load detected in a preset addition amount map corresponding to the changing rotating speed and load of the diesel engine. An exhaust emission control device for a diesel engine, comprising: an addition amount comparison means for determining an addition amount and outputting an injection amount corresponding to the addition amount to an injector.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999032766A1 (en) * 1997-12-22 1999-07-01 Ford Global Technologies, Inc. Temperature control of emission control devices coupled to direct injection engines
US5983630A (en) * 1997-07-01 1999-11-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel injecting device for an engine
US6014859A (en) * 1997-08-25 2000-01-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Device for purifying exhaust gas of engine

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