JPH08296481A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust emission control device for internal combustion engine

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Publication number
JPH08296481A
JPH08296481A JP10232795A JP10232795A JPH08296481A JP H08296481 A JPH08296481 A JP H08296481A JP 10232795 A JP10232795 A JP 10232795A JP 10232795 A JP10232795 A JP 10232795A JP H08296481 A JPH08296481 A JP H08296481A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
injection
plunger
engine
cylinder
Prior art date
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Pending
Application number
JP10232795A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinya Hirota
信也 広田
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPH08296481A publication Critical patent/JPH08296481A/en
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Abstract

PURPOSE: To provide main injection and additional injection during exhaust stroke by reciprocating the plunger of a fuel injection pump by the identical number as the number of cylinders. CONSTITUTION: The fuel pressurized by a plunger 46 is discharged in order to respective fuel outflow ports 71a, 71b, 71c, 71d through a fuel discharge passage 69 and a main injection fuel discharge port 70a in a plunger 46, and the discharged fuel is injected from a corresponding Fuel injection valve. In the plunger 46, a sub injection fuel discharge port 70b is formed at an angular interval a little larger than 90 degree from the sub injection fuel discharge port 70b. The fuel discharged from the sub injection fuel discharge port 70b at the time of main injection is supplied to the inside of the combustion chamber of the cylinder under an exhaust stroke.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の排気浄化装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purification device for an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】流入する排気ガスの空燃比がリーンであ
るときにNOx を吸収し、流入する排気ガス中の酸素濃
度を低下させると吸収したNOx を放出するNOx 吸収
剤を機関排気通路内に配置し、通常は機関から排出され
たNOx をNOx 吸収剤に吸収し、NOx 吸収剤からN
x を放出すべきときには爆発行程時又は排気行程時に
追加の燃料を燃焼室内に供給してNOx 吸収剤に流入す
る排気ガス中の酸素濃度を低下させることによりNOx
吸収剤からNOx を放出させるようにしたディーゼル機
関が公知である(特開平6−212961号公報参
照)。
Absorbs NO x when the air-fuel ratio is lean of the Related Art inflowing exhaust gas, engine exhaust to the NO x absorbent to release the NO x absorbed to decrease the oxygen concentration in the exhaust gas flowing placed in the passage, typically absorbs NO x discharged from the engine to the NO x absorbent, N from the NO x absorbent
When O x should be released, additional fuel is supplied into the combustion chamber during the explosion stroke or exhaust stroke to reduce the oxygen concentration in the exhaust gas flowing into the NO x absorbent, thereby reducing the NO x.
Diesel engine which is adapted to release NO x from the absorbent are known (see Japanese Patent Laid-Open No. 6-212961).

【0003】このディーゼル機関では、プランジャ挿入
孔内において回転しつつ往復動せしめられるプランジャ
を具備し、気筒数と同数の燃料流出ポートをプランジャ
挿入孔の内周面上に等角度間隔を隔てて開口させると共
に各燃料流出ポートを夫々各気筒の燃料噴射弁に連結
し、燃料で満たされかつプランジャによって加圧される
加圧室を各燃料流出ポートへ順次連通させるための燃料
吐出通路をプランジャ内に形成し、加圧室内の加圧燃料
を加圧室から溢流させるためのスピル弁を具備した燃料
噴射ポンプが用いられており、NOx 吸収剤からNOx
を放出すべきときにはスピル弁を制御することによって
爆発行程時に追加の燃料を噴射するようにしている。
This diesel engine is provided with a plunger that can be reciprocated while rotating in the plunger insertion hole, and the same number of fuel outflow ports as the number of cylinders are opened at equal angular intervals on the inner peripheral surface of the plunger insertion hole. In addition, each fuel outflow port is connected to the fuel injection valve of each cylinder, and a fuel discharge passage for sequentially communicating the pressurization chamber filled with fuel and pressurized by the plunger with each fuel outflow port is provided in the plunger. formed, and the fuel injection pump is used to pressurized fuel equipped with a spill valve for spilling from the pressure chamber of the pressurizing chamber, NO x from the NO x absorbent
When the fuel is to be released, the spill valve is controlled to inject additional fuel during the explosion stroke.

【0004】即ち、この燃料噴射ポンプでは内燃機関が
4気筒内燃機関である場合には一サイクル中に気筒数の
2倍の回転、即ち8回プランジャが往復動せしめられて
プランジャ内に形成された燃料吐出通路が時間間隔を隔
てて主噴射時と爆発行程時の2回各気筒に対する燃料流
出ポートに連通せしめられ、各気筒における主噴射量お
よびこれに続く爆発行程時における追加の噴射量をスピ
ル弁によって制御するようにしている。
That is, in this fuel injection pump, when the internal combustion engine is a four-cylinder internal combustion engine, the plunger is reciprocated eight times, that is, twice the number of cylinders in one cycle, and is formed in the plunger. The fuel discharge passage is connected to the fuel outflow port for each cylinder twice at the main injection and the explosion stroke at a time interval, and the main injection quantity in each cylinder and the additional injection quantity in the subsequent explosion stroke are spilled. It is controlled by a valve.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
に一サイクル中に気筒数の2倍の回数プランジャを往復
動させると機関高回転時には加圧室内に燃料を吸引する
ための時間を十分にとることができなくなるために機関
の高回転運転ができないという問題を生ずる。
However, when the plunger is reciprocated twice as many times as the number of cylinders in one cycle in this way, it is possible to take sufficient time for sucking fuel into the pressurizing chamber at high engine speed. As a result, it becomes impossible to operate the engine at high rotation speed.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明によれば、プランジャ挿入孔内において回転
しつつ往復動せしめられるプランジャを具備し、気筒数
と同数の燃料流出ポートをプランジャ挿入孔の内周面上
に等角度間隔を隔てて開口させると共に各燃料流出ポー
トを夫々各気筒の燃料噴射弁に連結し、燃料で満たされ
かつプランジャによって加圧される加圧室を各燃料流出
ポートへ順次連通させるための燃料吐出通路をプランジ
ャ内に形成し、加圧室内の加圧燃料を加圧室から溢流さ
せるためのスピル弁を具備し、機関排気通路内にNOx
処理装置を配置すると共にNOx処理装置により定まる
条件に従って燃料噴射弁から排気行程中に燃料を追加的
に噴射するようにした内燃機関において、一サイクル中
に気筒数と同じ回数だけプランジャを往復動させるよう
にし、燃料吐出通路を主噴射すべき気筒の燃料流出ポー
トと排気行程にある気筒の燃料流出ポートとに同時に連
通可能に形成し、排気行程にある気筒への燃料噴射作用
がスピル弁の閉弁期間に応じて定められるようにしてい
る。
In order to solve the above problems, according to the present invention, there is provided a plunger that can reciprocate while rotating in a plunger insertion hole, and the same number of fuel outflow ports as the number of cylinders are provided in the plunger. Each fuel outlet port is connected to the fuel injection valve of each cylinder, and the pressurization chamber filled with fuel and pressurized by the plunger is connected to each fuel on the inner peripheral surface of the insertion hole at equal angular intervals. A fuel discharge passage for sequentially communicating with the outflow port is formed in the plunger, and a spill valve for overflowing the pressurized fuel in the pressurizing chamber from the pressurizing chamber is provided, and NO x is provided in the engine exhaust passage.
In the internal combustion engine in which the processing device is arranged and the fuel is additionally injected from the fuel injection valve during the exhaust stroke according to the condition determined by the NO x processing device, the plunger reciprocates as many times as the number of cylinders in one cycle. The fuel discharge passage is formed so as to be able to simultaneously communicate with the fuel outflow port of the cylinder to be main-injected and the fuel outflow port of the cylinder in the exhaust stroke, and the fuel injection action to the cylinder in the exhaust stroke is controlled by the spill valve. It is set according to the closing period.

【0007】[0007]

【作用】燃料吐出通路が主噴射すべき気筒の燃料流出ポ
ートと排気行程にある気筒の燃料流出ポートとに共に連
通しているときに燃料噴射しうるようにスピル弁の閉弁
期間が定められているときには主噴射と排気行程時にお
ける追加の噴射が行われ、燃料吐出通路が主噴射すべき
気筒の燃料流出ポートに連通しているが排気行程にある
気筒の燃料流出ポートには連通していないときに燃料噴
射しうるようにスピル弁の閉弁期間が定められていると
きには主噴射のみが行われ、排気行程における追加の噴
射は行われない。
The spill valve closing period is set so that fuel can be injected when the fuel discharge passage communicates with both the fuel outflow port of the cylinder to be main-injected and the fuel outflow port of the cylinder in the exhaust stroke. While the main injection and additional injection during the exhaust stroke are performed, the fuel discharge passage communicates with the fuel outflow port of the cylinder to be main injected, but communicates with the fuel outflow port of the cylinder in the exhaust stroke. When the closing period of the spill valve is set so that the fuel can be injected when there is no fuel injection, only the main injection is performed, and no additional injection is performed in the exhaust stroke.

【0008】[0008]

【実施例】図1を参照すると、1は4ストロークディー
ゼル機関本体、2は燃焼室、3は各燃焼室2内に燃料を
噴射するための燃料噴射弁、4は機関駆動の燃料噴射ポ
ンプを夫々示す。燃料噴射ポンプ4から吐出された燃料
は各燃料噴射弁3に供給され、各燃料噴射弁3に供給さ
れた燃料圧が開弁圧を越えたときに各燃料噴射弁3から
燃料が噴射される。また、各燃焼室2は夫々対応する吸
気枝管5を介してサージタンク6に連結され、サージタ
ンク6は吸気ダクト7を介してエアクリーナ8に連結さ
れる。一方、各燃焼室2は排気マニホルド9および排気
管10を介してNOx 選択還元型触媒11を内蔵したN
x 処理装置12に連結される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIG. 1, 1 is a 4-stroke diesel engine main body, 2 is a combustion chamber, 3 is a fuel injection valve for injecting fuel into each combustion chamber 2, and 4 is an engine-driven fuel injection pump. Show each. The fuel discharged from the fuel injection pump 4 is supplied to each fuel injection valve 3, and when the fuel pressure supplied to each fuel injection valve 3 exceeds the valve opening pressure, the fuel is injected from each fuel injection valve 3. . Further, each combustion chamber 2 is connected to a surge tank 6 via a corresponding intake branch pipe 5, and the surge tank 6 is connected to an air cleaner 8 via an intake duct 7. On the other hand, each combustion chamber 2 has a built-in NO x selective reduction catalyst 11 via an exhaust manifold 9 and an exhaust pipe 10.
It is connected to the O x processor 12.

【0009】電子制御ユニット20はディジタルコンピ
ュータからなり、双方向性バス21によって相互に接続
されたROM(リードオンリメモリ)22、RAM(ラ
ンダムアクセスメモリ)23、CPU(マイクロプロセ
ッサ)24、入力ポート25および出力ポート26を具
備する。入力ポート25には機関のクランク角を検出す
るクランク角センサ27が接続され、このクランク角セ
ンサ27の出力パルスから現在のクランク角および機関
回転数が求められる。アクセルペダル28はアクセルペ
ダル28の踏込み量に比例した出力電圧を発生する負荷
センサ29に接続され、負荷センサ29の出力電圧はA
D変換器30を介して入力ポート25に入力される。
The electronic control unit 20 is composed of a digital computer, and has a ROM (read only memory) 22, a RAM (random access memory) 23, a CPU (microprocessor) 24, and an input port 25 which are mutually connected by a bidirectional bus 21. And an output port 26. A crank angle sensor 27 for detecting the crank angle of the engine is connected to the input port 25, and the current crank angle and engine speed are obtained from the output pulse of the crank angle sensor 27. The accelerator pedal 28 is connected to a load sensor 29 that generates an output voltage proportional to the depression amount of the accelerator pedal 28, and the output voltage of the load sensor 29 is A
It is input to the input port 25 via the D converter 30.

【0010】図2に燃料噴射ポンプ4の構造を示す。図
2に示されるように燃料噴射ポンプ4のハウジング40
内には燃料室41内に突出しかつ機関のクランクシャフ
ト(図示せず)によりクランクシャフトの1/2の速度
でもって回転駆動せしめられる駆動軸42が配置され
る。ハウジング40には燃料ポンプ43が一体的に形成
されており、燃料ポンプ43の構造を理解しやすくする
ために図2は燃料ポンプ43を90度回転したところを
示している。駆動軸42には燃料ポンプ43のロータ4
4と、燃料室41内に配置されたタイミングギヤ45
と、プランジャ46を駆動するためのカップリング47
とが固定されている。
FIG. 2 shows the structure of the fuel injection pump 4. As shown in FIG. 2, the housing 40 of the fuel injection pump 4
A drive shaft 42, which projects into the fuel chamber 41 and is rotationally driven by a crankshaft (not shown) of the engine at a speed half that of the crankshaft, is arranged therein. A fuel pump 43 is integrally formed in the housing 40. To facilitate understanding of the structure of the fuel pump 43, FIG. 2 shows the fuel pump 43 rotated by 90 degrees. The drive shaft 42 has a rotor 4 of a fuel pump 43.
4 and a timing gear 45 arranged in the fuel chamber 41
And a coupling 47 for driving the plunger 46.
And are fixed.

【0011】ハウジング40内にはプランジャ挿入孔4
8が形成され、このプランジャ挿入孔48内にプランジ
ャ46の右端部が挿入される。一方、プランジャ46の
左端部にはカム面49を形成したディスク状のカムプレ
ート50とカップリング47とが固定される。このよう
にプランジャ46と駆動軸42とはカップリング47を
介して互いに連結されているので駆動軸42が回転する
とそれに伴なってプランジャ46が回転せしめられる。
なお、このカップリング47はプランジャ46が軸線方
向に移動可能なように駆動軸42とプランジャ46とを
連結しており、従ってプランジャ46は回転しつつ軸線
方向に移動することができる。燃料室41内にはカップ
リング47を包囲するようにローラリング51が配置さ
れており、このローラリング51はプランジャ46の軸
線回りに回動することができる。ローラリング51は下
方に延びるレバー52を具備しており、このレバー52
上にはカム面49と接触してカム面49上を転動するカ
ムローラ53が回転可能に取付けられる。ローラリング
51の下方にはタイマピストン54を有するタイマシリ
ンダ55が設けられ、レバー52の下端部はタイマピス
トン54と係合する。なお、タイマピストン54の作動
を理解しやすくするために図2においてタイマシリンダ
55は90度回転したところを示しており、従ってタイ
マピストン54はレバー52の下端部の回転移動方向と
同一方向に移動可能である。斯くしてタイマピストン5
4が移動するとそれに伴なってローラリング50が回動
せしめられる。
A plunger insertion hole 4 is provided in the housing 40.
8 is formed, and the right end portion of the plunger 46 is inserted into the plunger insertion hole 48. On the other hand, a disc-shaped cam plate 50 having a cam surface 49 and a coupling 47 are fixed to the left end portion of the plunger 46. As described above, since the plunger 46 and the drive shaft 42 are connected to each other via the coupling 47, when the drive shaft 42 rotates, the plunger 46 is rotated accordingly.
The coupling 47 connects the drive shaft 42 and the plunger 46 so that the plunger 46 can move in the axial direction. Therefore, the plunger 46 can move in the axial direction while rotating. A roller ring 51 is arranged in the fuel chamber 41 so as to surround the coupling 47, and the roller ring 51 can rotate around the axis of the plunger 46. The roller ring 51 has a lever 52 extending downward.
A cam roller 53, which comes into contact with the cam surface 49 and rolls on the cam surface 49, is rotatably mounted on the top. A timer cylinder 55 having a timer piston 54 is provided below the roller ring 51, and the lower end of the lever 52 engages with the timer piston 54. Note that, in order to facilitate understanding of the operation of the timer piston 54, the timer cylinder 55 is shown rotated by 90 degrees in FIG. It is possible. Thus, the timer piston 5
When 4 moves, the roller ring 50 is rotated accordingly.

【0012】タイマシリンダ55内にはタイマピストン
54によって分離された高圧室56と低圧室57が形成
され、高圧室56は常時燃料室41内に連通している。
一方、低圧室57は燃料流入通路58を介して燃料流入
口59に連結され、この燃料流入口59は燃料タンク
(図示せず)に連結される。低圧室57内にはタイマピ
ストン54を高圧室56に向けて付勢する圧縮ばね60
が挿入され、更に低圧室57内にはタイマピストン54
の位置を検出するためにタイマピストン54に固定され
たコア61の位置により出力電圧が変化せしめられるタ
イマ位置センサ62が配置される。このタイマ位置セン
サ62は差動トランスからなり、タイマ位置センサ62
の出力信号はAD変換器30(図1)を介して電子制御
ユニット20の入力ポート25に入力される。低圧室5
7と高圧室56とは燃料逃し通路63を介して互いに連
結されており、この燃料逃し通路63内には駆動回路3
1(図1)を介して電子制御ユニット20の出力ポート
25に接続された調圧弁64が挿入される。この調圧弁
64は電子制御ユニット20の出力制御信号によって開
閉制御され、それによってローラリング50の回動位置
が制御される。
A high pressure chamber 56 and a low pressure chamber 57 separated by a timer piston 54 are formed in the timer cylinder 55, and the high pressure chamber 56 is always in communication with the fuel chamber 41.
On the other hand, the low pressure chamber 57 is connected to a fuel inlet 59 via a fuel inflow passage 58, and the fuel inlet 59 is connected to a fuel tank (not shown). In the low pressure chamber 57, a compression spring 60 that urges the timer piston 54 toward the high pressure chamber 56.
Is inserted into the low pressure chamber 57, and the timer piston 54
A timer position sensor 62 whose output voltage is changed depending on the position of the core 61 fixed to the timer piston 54 is arranged to detect the position. The timer position sensor 62 comprises a differential transformer,
Is output to the input port 25 of the electronic control unit 20 via the AD converter 30 (FIG. 1). Low pressure chamber 5
7 and the high pressure chamber 56 are connected to each other via a fuel escape passage 63, and the drive circuit 3 is provided in the fuel escape passage 63.
The pressure regulating valve 64 connected to the output port 25 of the electronic control unit 20 via 1 (FIG. 1) is inserted. The pressure regulating valve 64 is controlled to be opened and closed by an output control signal of the electronic control unit 20, and thereby the rotational position of the roller ring 50 is controlled.

【0013】カムプレート50のカム面49上には気筒
数と同数の4個の凸部が形成され、カム面49は戻しば
ね65のばね力によって常時カムローラ53上に押圧さ
れる。駆動軸42が回転するとカム面49の凸部がカム
ローラ53と係合したときにプランジャ46は軸線方向
に移動せしめられ、従って駆動軸46が一回転するとそ
の間にプランジャ46が4回往復動する。即ち、前述し
たように駆動軸46はクランクシャフトの1/2の回転
速度でもって回転せしめられるので吸気行程、圧縮行
程、爆発行程および排気行程からなる一サイクルの間に
プランジャ46は4回往復動することになる。プランジ
ャ46の右端面によって画定された加圧室66は燃料溢
流通路67を介して燃料室41内に連結されており、こ
の燃料溢流通路67内に駆動回路31(図1)を介して
出力ポート26に接続されたスピル弁68が配置され
る。
On the cam surface 49 of the cam plate 50, four convex portions, which are the same in number as the number of cylinders, are formed, and the cam surface 49 is constantly pressed against the cam roller 53 by the spring force of the return spring 65. When the drive shaft 42 rotates, the plunger 46 is moved in the axial direction when the convex portion of the cam surface 49 engages with the cam roller 53. Therefore, when the drive shaft 46 makes one rotation, the plunger 46 reciprocates four times. That is, as described above, since the drive shaft 46 is rotated at a rotation speed half that of the crankshaft, the plunger 46 reciprocates four times during one cycle including the intake stroke, compression stroke, explosion stroke and exhaust stroke. Will be done. The pressurizing chamber 66 defined by the right end surface of the plunger 46 is connected to the fuel chamber 41 via the fuel overflow passage 67, and the drive circuit 31 (FIG. 1) is inserted into the fuel overflow passage 67. A spill valve 68 connected to the output port 26 is arranged.

【0014】一方、図2および図3に示されるようにプ
ランジャ46内には加圧室66からプランジャ46の軸
線方向に向けてプランジャ46内を延びる燃料吐出通路
69が形成されており、更にプランジャ46内には燃料
吐出通路69の最奥部からプランジャ46の半径方向に
延びる一対の燃料吐出ポート、即ち主噴射燃料吐出ポー
ト70aと副噴射燃料吐出ポート70bとが形成されて
いる。図2および図3に示す実施例では副噴射燃料吐出
ポート70bは主噴射燃料吐出ポート70aに対しプラ
ンジャ46の回転方向Rと反対方向に90度よりもやや
大きな角度間隔を隔てて配置されており、更に副噴射燃
料吐出ポート70bは主噴射燃料吐出ポート70aに比
べて小さな断面積を有する。一方、プランジャ挿入孔4
8の内周面上には各燃料吐出ポート70a,70bと連
通可能な4個の燃料流出ポート71a,71b,71
c,71dが互いに90度隔てて形成されており、これ
らの各燃料流出ポート71a,71b,71c,71d
は夫々対応する逆止弁72を介して各燃料噴射弁3に連
結されている。
On the other hand, as shown in FIGS. 2 and 3, a fuel discharge passage 69 is formed in the plunger 46 so as to extend in the plunger 46 from the pressurizing chamber 66 in the axial direction of the plunger 46. A pair of fuel discharge ports extending in the radial direction of the plunger 46 from the innermost portion of the fuel discharge passage 69, that is, a main injection fuel discharge port 70a and a sub-injection fuel discharge port 70b are formed in the cylinder 46. In the embodiment shown in FIGS. 2 and 3, the sub-injection fuel discharge port 70b is arranged at an angular interval slightly larger than 90 degrees in the direction opposite to the rotation direction R of the plunger 46 with respect to the main injection fuel discharge port 70a. Furthermore, the sub-injection fuel discharge port 70b has a smaller cross-sectional area than the main-injection fuel discharge port 70a. On the other hand, the plunger insertion hole 4
On the inner peripheral surface of 8, there are four fuel outflow ports 71a, 71b, 71 which can communicate with the respective fuel discharge ports 70a, 70b.
c, 71d are formed 90 degrees apart from each other, and these fuel outflow ports 71a, 71b, 71c, 71d are formed.
Are connected to the respective fuel injection valves 3 via the corresponding check valves 72.

【0015】上述したように主噴射燃料吐出ポート70
aと副噴射燃料吐出ポート70bとは互いに90度より
もわずかばかり大きな角度だけ隔てて配置されており、
従って図3(B)に示されるように主噴射燃料吐出ポー
ト70aと副噴射燃料吐出ポート70bとは同時に燃料
流出ポート71a,71b,71c,71dに連通可能
である。
As described above, the main injection fuel discharge port 70
a and the sub-injection fuel discharge port 70b are separated from each other by an angle slightly larger than 90 degrees,
Therefore, as shown in FIG. 3B, the main injection fuel discharge port 70a and the sub-injection fuel discharge port 70b can simultaneously communicate with the fuel outflow ports 71a, 71b, 71c, 71d.

【0016】図1に示されるNOx 選択還元型触媒11
は排気ガス中に過剰酸素が存在する状態下で炭化水素H
Cが存在するとNOx を選択的に還元する作用をなす。
このNOx 選択還元型触媒11はゼオライトに銅Cuを
担持させたCu−ゼオライト触媒を初めとしてゼオライ
トに白金PtやコバルトCoを担持させた触媒等、種々
の触媒が公知である。このNOx 選択還元型触媒11で
はゼオライトの細孔内において炭化水素HCと酸素O2
が反応して活性種が形成され、ゼオライトに担持された
金属、例えば銅Cu上においてこの活性種とNOx が反
応してNOx が還元せしめられる(NOx +活性種→N
2 +CO+CO2 )。
The NO x selective reduction type catalyst 11 shown in FIG.
Is a hydrocarbon H in the presence of excess oxygen in the exhaust gas.
The presence of C serves to selectively reduce NO x .
As the NO x selective reduction catalyst 11, various catalysts such as a Cu-zeolite catalyst in which copper Cu is supported on zeolite and a catalyst in which platinum Pt or cobalt Co is supported on zeolite are known. In this NO x selective reduction catalyst 11, hydrocarbons HC and oxygen O 2 are generated in the pores of the zeolite.
There active species formed by the reaction, metal supported on a zeolite, such as copper the active species on Cu and NO x react NO x is made to reducing (NO x + active species → N
2 + CO + CO 2 ).

【0017】ところでこのNOx 選択還元型触媒11に
よりNOx を還元するためには上述したように排気ガス
中に多量の酸素O2 と炭化水素HCが存在していること
が必要となる。この点に関し、図1に示す内燃機関はデ
ィーゼル機関であるので排気ガス中には常に多量の酸素
が含まれている。ところが排気ガスの炭化水素HCの量
は十分ではなく、従ってNOx 選択還元型触媒11によ
りNOx を良好に還元するためには炭化水素HCを追加
供給する必要が生じる。ところで、燃料噴射量の少ない
機関低負荷運転時にはNOx はほとんど発生せず、また
このとき排気ガス温が低いためにNOx 選択還元型触媒
11は活性化温度に達しない。従ってこのときには炭化
水素HCを追加供給する必要がなく、このとき炭化水素
HCを追加供給すると炭化水素HCがゼオライトの細孔
内にガム状に付着し、それによって触媒機能を低下させ
てしまうという問題を生ずる。これに対して燃料噴射量
の多い機関中高負荷運転時には多量のNOx が発生し、
またこのとき排気ガス温が高いためにNOx 選択還元型
触媒11は活性化温度を越える。従ってこのときにはN
x を還元するために炭化水素HCを追加供給する必要
が生じる。そこで本発明による実施例では機関低負荷運
転時には炭化水素HCの追加供給を停止し、機関中高負
荷運転時にのみ炭化水素HCを追加供給するようにして
いる。次に図2から図5を参照しつつ炭化水素HCの追
加供給制御方法について説明する。
In order to reduce NO x by the NO x selective reduction catalyst 11, it is necessary that a large amount of oxygen O 2 and hydrocarbon HC be present in the exhaust gas as described above. In this regard, since the internal combustion engine shown in FIG. 1 is a diesel engine, the exhaust gas always contains a large amount of oxygen. However the amount of hydrocarbons HC in the exhaust gas is not sufficient, therefore in order to satisfactorily reduce NO x by the NO x selective reduction catalyst 11 becomes necessary to supply additional hydrocarbon HC. By the way, when the engine is operated at a low load with a small fuel injection amount, NO x is hardly generated, and at this time, the exhaust gas temperature is low, so that the NO x selective reduction catalyst 11 does not reach the activation temperature. Therefore, at this time, it is not necessary to additionally supply the hydrocarbon HC, and if the hydrocarbon HC is additionally supplied at this time, the hydrocarbon HC adheres to the inside of the pores of the zeolite in a gum shape, thereby deteriorating the catalytic function. Cause On the other hand, a large amount of NO x is generated during engine high load operation with a large amount of fuel injection,
At this time, since the exhaust gas temperature is high, the NO x selective reduction catalyst 11 exceeds the activation temperature. Therefore, at this time, N
It is necessary to supply additional hydrocarbon HC to reduce O x . Therefore, in the embodiment according to the present invention, the additional supply of the hydrocarbon HC is stopped during the engine low load operation, and the additional hydrocarbon HC is supplied only during the engine medium high load operation. Next, a method for controlling the additional supply of the hydrocarbon HC will be described with reference to FIGS. 2 to 5.

【0018】図4は横軸にクランク角をとり、縦軸にア
クセルペダル28の踏込み量、即ち機関負荷Lをとって
機関負荷Lが変化したときの噴射期間QTの変化を示し
ている。なお、図4においてθSは噴射開始時期を示し
ており、θEは噴射完了時期を示している。また、図4
において区間Xは主噴射燃料吐出ポート70aが対応す
る燃料流出ポート71a,71b,71c,71dと連
通しているクランク角範囲を示しており、区間Yは副噴
射燃料吐出ポート70bが対応する燃料流出ポート71
a,71b,71c,71dと連通しているクランク角
範囲を示している。図4からわかるように区間Xは圧縮
上死点TDC前から圧縮上死点TDC後までの比較的広
い範囲に亘っており、これに対して区間Yは圧縮上死点
TDC後の比較的狹い範囲となっている。なお、図4に
示されるように区間Yは区間X内に位置している。
In FIG. 4, the horizontal axis represents the crank angle, and the vertical axis represents the depression amount of the accelerator pedal 28, that is, the engine load L and the change in the injection period QT when the engine load L changes. In FIG. 4, θS indicates the injection start timing, and θE indicates the injection completion timing. Also, FIG.
Section X indicates the crank angle range in which the main injection fuel discharge port 70a communicates with the corresponding fuel outflow ports 71a, 71b, 71c, 71d, and section Y indicates the fuel outflow corresponding to the sub-injection fuel discharge port 70b. Port 71
The crank angle range communicating with a, 71b, 71c, and 71d is shown. As can be seen from FIG. 4, the section X covers a relatively wide range from before the compression top dead center TDC to after the compression top dead center TDC, while the section Y is relatively narrow after the compression top dead center TDC. It is within the range. The section Y is located within the section X as shown in FIG.

【0019】図4に示されるように噴射完了時期θEは
機関負荷Lに応じて変化し、この噴射完了時期θEは機
関負荷Lが比較的低いときには区間Yよりも前のクラン
ク角となっており、機関負荷Lが高くなると区間Y内の
クランク角となっている。この噴射完了時期θEはスピ
ル弁68によって制御される。一方、噴射開始時期θS
も機関負荷に応じて変化し、この噴射開始時期θSはタ
イマピストン54によって制御される。
As shown in FIG. 4, the injection completion timing θE changes according to the engine load L, and when the engine load L is relatively low, the injection completion timing θE is the crank angle before the section Y. As the engine load L increases, the crank angle is within the section Y. The injection completion timing θE is controlled by the spill valve 68. On the other hand, the injection start timing θS
Also changes according to the engine load, and the injection start timing θS is controlled by the timer piston 54.

【0020】次に機関負荷Lが比較的低いときの燃料噴
射ポンプ4の作動について説明する。プランジャ46が
図2において左方に移動すると燃料室41内の燃料が燃
料供給通路73を介して加圧室66内に供給される。次
いでプランジャ46が図2において右方に移動を開始す
る少し前でスピル弁68がオンにされて燃料溢流通路6
7を遮断し、斯くしてプランジャ46が図2において右
方に移動を開始すると加圧室66内の燃料はプランジャ
46により加圧さる。次いで例えば図5(A)に示され
るように主噴射燃料吐出ポート70aが燃料流出ポート
71cに連通すると加圧室66内の加圧燃料が燃料吐出
通路69、主噴射燃料吐出ポート70aおよび燃料流出
ポート71cを介して燃料流出ポート71cに連結され
た気筒の燃料噴射弁3に供給される。次いでこの燃料噴
射弁3に供給された燃料圧が開弁圧を超えると燃料噴射
弁3からの燃料噴射が開始される。
Next, the operation of the fuel injection pump 4 when the engine load L is relatively low will be described. When the plunger 46 moves to the left in FIG. 2, the fuel in the fuel chamber 41 is supplied into the pressurizing chamber 66 via the fuel supply passage 73. Then, the spill valve 68 is turned on shortly before the plunger 46 starts moving to the right in FIG.
7 is shut off, and thus the plunger 46 starts moving to the right in FIG. 2, the fuel in the pressurizing chamber 66 is pressurized by the plunger 46. Next, when the main injection fuel discharge port 70a communicates with the fuel outflow port 71c as shown in FIG. 5A, for example, the pressurized fuel in the pressurizing chamber 66 causes the fuel discharge passage 69, the main injection fuel discharge port 70a and the fuel outflow. It is supplied to the fuel injection valve 3 of the cylinder connected to the fuel outflow port 71c via the port 71c. Next, when the fuel pressure supplied to the fuel injection valve 3 exceeds the valve opening pressure, fuel injection from the fuel injection valve 3 is started.

【0021】次いでクランク角が図4に示す噴射完了時
期θEに達するとスピル弁68がオフとされ、スピル弁
68が開弁する。スピル弁68が開弁すると加圧室66
内の加圧燃料が燃料溢流通路67を介して燃料室41内
に溢流せしめられ、斯くして加圧室66内の燃料圧が低
下するために主噴射が停止される。このときのクランク
角は図4において区間Yよりも前であり、このときのプ
ランジャ46の位置が図5(A)に示されている。図4
および図5からわかるようにスピル弁68が開弁したと
きには副噴射燃料吐出ポート70bはまだ燃料流出ポー
ト71bに連通しておらず、従って燃料流出ポート71
bに連結された燃料噴射弁3からの追加の燃料噴射は行
われない。即ち、このときには主噴射のみが行われる。
Next, when the crank angle reaches the injection completion timing θE shown in FIG. 4, the spill valve 68 is turned off and the spill valve 68 is opened. Pressurization chamber 66 when spill valve 68 opens
The pressurized fuel therein is caused to overflow into the fuel chamber 41 through the fuel overflow passage 67, and thus the fuel pressure in the pressurized chamber 66 decreases, so that the main injection is stopped. The crank angle at this time is before the section Y in FIG. 4, and the position of the plunger 46 at this time is shown in FIG. 5 (A). FIG.
And as can be seen from FIG. 5, when the spill valve 68 is opened, the sub-injection fuel discharge port 70b is not yet in communication with the fuel outflow port 71b, and therefore the fuel outflow port 71b
No additional fuel is injected from the fuel injector 3 connected to b. That is, at this time, only the main injection is performed.

【0022】一方、機関負荷Lが高くなるとスピル弁6
8がオフとされる噴射完了時期θEが区間Yとなり、従
ってスピル弁68がオフになっていて主噴射が行われて
いるときに図5(B)に示されるように副噴射燃料吐出
ポート70bが燃料流出ポート71bに連通する。従っ
てこのときには加圧室66内の加圧燃料が燃料流出ポー
ト71bに連結された燃料噴射弁3から噴射される。燃
料流出ポート71bに連結された燃料噴射弁3を有する
気筒は主噴射が行われている気筒に対してクランク角に
おいて180度先に進んでおり、従って燃料流出ポート
71bに連結された燃料噴射弁3を有する気筒はこのと
き排気行程中のほぼ下死点付近にある。従って機関負荷
Lが比較的高いときには排気行程中の下死点付近におい
て燃焼室2内に追加の燃料が供給されることになる。
On the other hand, when the engine load L increases, the spill valve 6
When the injection completion timing θE when 8 is turned off is in the section Y, and therefore the spill valve 68 is turned off and main injection is being performed, as shown in FIG. 5B, the sub-injection fuel discharge port 70b. Communicate with the fuel outflow port 71b. Therefore, at this time, the pressurized fuel in the pressurizing chamber 66 is injected from the fuel injection valve 3 connected to the fuel outflow port 71b. The cylinder having the fuel injection valve 3 connected to the fuel outflow port 71b is ahead of the cylinder in which the main injection is performed by 180 degrees in crank angle, and therefore, the fuel injection valve connected to the fuel outflow port 71b. The cylinder having 3 is at about the bottom dead center during the exhaust stroke at this time. Therefore, when the engine load L is relatively high, additional fuel is supplied into the combustion chamber 2 near the bottom dead center during the exhaust stroke.

【0023】図6は噴射制御のタイムチャートを示して
いる。なお、図6(A)は機関低負荷運転時を示してお
り、図6(B)は機関中高負荷運転時を示している。機
関低負荷運転時には図6(A)に示されるようにスピル
弁68が圧縮上死点TDC前においてオフとなるので主
噴射しか行われず、機関中高負荷運転時には図6(B)
に示されるようにスピル弁68が圧縮上死点TDC後暫
らくしてからオフとされるので主噴射に加えて副噴射、
即ち排気行程中の気筒に追加の燃料が噴射される。な
お、図6(A)および(B)からわかるように機関負荷
が高くなるとタイマピストン54によってプランジャ4
6のリフトの立上りが早められ、斯くして噴射開始時期
θSが早められる。
FIG. 6 shows a time chart of injection control. It should be noted that FIG. 6A shows the engine at low load operation, and FIG. 6B shows the engine at medium and high load operation. As shown in FIG. 6 (A), the spill valve 68 is off before the compression top dead center TDC during engine low load operation, so only main injection is performed, and during engine medium / high load operation, FIG. 6 (B).
As shown in (4), the spill valve 68 is turned off after a while after the compression top dead center TDC, so that in addition to main injection, sub injection,
That is, the additional fuel is injected into the cylinder during the exhaust stroke. As can be seen from FIGS. 6 (A) and 6 (B), when the engine load increases, the timer piston 54 causes the plunger 4 to move.
The rising of the lift of No. 6 is advanced, and thus the injection start timing θS is advanced.

【0024】図7に噴射制御ルーチンを示す。図7を参
照するとステップ100においてアクセルペダル28の
踏込み量、即ち機関負荷Lと機関回転数から燃料噴射量
Qが算出され、次いでステップ101では機関負荷Lに
基いて噴射完了時期θE、即ちスピル弁68の開弁タイ
ミングが算出される。次いでステップ102では燃料噴
射量Qと噴射完了時期θEから噴射開始時期θSが算出
される。次いでステップ103では噴射開始時期がθS
となるように調圧弁64が制御される。
FIG. 7 shows an injection control routine. Referring to FIG. 7, in step 100, the fuel injection amount Q is calculated from the depression amount of the accelerator pedal 28, that is, the engine load L and the engine speed, and then in step 101, the injection completion timing θE, that is, the spill valve, is calculated based on the engine load L. The valve opening timing of 68 is calculated. Next, at step 102, the injection start timing θS is calculated from the fuel injection amount Q and the injection completion timing θE. Next, at step 103, the injection start timing is θS.
The pressure regulating valve 64 is controlled so that

【0025】排気行程中の下死点付近で燃焼室内に追加
の燃料、即ち追加の炭化水素HCが供給されるとこの炭
化水素HCは高温の既燃ガスと接触して活性化せしめら
れ、斯くして反応性が高められる。次いでこの反応性の
高められた炭化水素HCはNOx 選択還元型触媒11内
に流入し、斯くして排気ガス中のNOx が良好に還元せ
しめられる。
When an additional fuel, that is, an additional hydrocarbon HC is supplied into the combustion chamber near the bottom dead center during the exhaust stroke, the hydrocarbon HC is contacted with the hot burned gas and activated. The reactivity is enhanced. Next, the hydrocarbon HC having the increased reactivity flows into the NO x selective reduction catalyst 11, and thus the NO x in the exhaust gas is favorably reduced.

【0026】図8から図10はNOx 処理装置12がN
x 選択還元型触媒に代えてNOx吸収剤11を内蔵し
ている場合を示している。このNOx 吸収剤11は例え
ばアルミナを担体とし、この担体上に例えばカリウム
K、ナトリウムNa、セシウムCsのようなアルカリ金
属、バリウムBa、カルシウムCaのようなアルカリ土
類、ランタンLa、イットリウムYのような希土類から
選ばれた少くとも一つと、白金Ptのような貴金属とが
担持されている。機関燃焼室2およびNOx 吸収剤11
上流の排気通路内に供給された空気および燃料(炭化水
素)の比をNOx吸収剤11への流入排気ガスの空燃比
と称するとこのNOx 吸収剤11は流入排気ガスの空燃
比がリーンのときにはNOx を吸収し、流入排気ガス中
の酸素濃度が低下すると吸収したNOx を放出するNO
x の吸放出作用を行う。なお、NO x 吸収剤11上流の
排気通路内に燃料(炭化水素)或いは空気が供給されな
い場合には流入排気ガスの空燃比は燃焼室2内に形成さ
れる混合気の平均空燃比に一致し、従ってこの場合には
NOx 吸収剤11は燃焼室2内に形成される混合気の平
均空燃比がリーンのときにはNOx を吸収し、燃焼室2
内に形成される混合気中の酸素濃度が低下すると吸収し
たNOx を放出することになる。
8 to 10 show NOxThe processing device 12 is N
OxNO instead of selective reduction catalystxBuilt-in absorbent 11
It shows the case. This NOxAbsorbent 11 is an example
For example, alumina is used as a carrier, and potassium
Alkali gold such as K, sodium Na, cesium Cs
Alkaline earth such as genus, barium Ba, calcium Ca
From rare earths like lanthanum, lanthanum La, yttrium Y
At least one selected and a precious metal such as platinum Pt
It is carried. Engine combustion chamber 2 and NOxAbsorbent 11
Air and fuel (carbonized water supplied to the upstream exhaust passage)
Ratio) to NOxAir-fuel ratio of exhaust gas flowing into the absorbent 11
This is NOxThe absorbent 11 is the air-fuel of the inflowing exhaust gas
NO when the ratio is leanxAbsorbed in the exhaust gas
NO absorbed when the oxygen concentration ofxReleases NO
xIt absorbs and releases. Note that NO xAbsorbent 11 upstream
No fuel (hydrocarbons) or air is supplied to the exhaust passage
If not, the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is not formed in the combustion chamber 2.
Corresponding to the average air-fuel ratio of the mixture
NOxThe absorbent 11 is a mixture of the air-fuel mixture formed in the combustion chamber 2.
NO when the air-fuel ratio is leanxAbsorbs the combustion chamber 2
If the oxygen concentration in the air-fuel mixture formed in the
NOxWill be released.

【0027】上述のNOx 吸収剤11を機関排気通路内
に配置すればこのNOx 吸収剤11は実際にNOx の吸
放出作用を行うがこの吸放出作用の詳細なメカニズムに
ついては明らかでない部分もある。しかしながらこの吸
放出作用は図8に示すようなメカニズムで行われている
ものと考えられる。次にこのメカニズムについて担体上
に白金PtおよびバリウムBaを担持させた場合を例に
とって説明するが他の貴金属、アルカリ金属、アルカリ
土類、希土類を用いても同様なメカニズムとなる。
If the above-mentioned NO x absorbent 11 is arranged in the engine exhaust passage, this NO x absorbent 11 actually performs the action of absorbing and releasing NO x , but the detailed mechanism of this action of absorbing and releasing is not clear. There is also. However, it is considered that this absorbing / releasing action is performed by the mechanism shown in FIG. Next, this mechanism will be described by taking the case where platinum Pt and barium Ba are supported on the carrier as an example, but the same mechanism can be obtained by using other noble metals, alkali metals, alkaline earths and rare earths.

【0028】即ち、流入排気ガスがリーンのときには流
入排気ガス中の酸素濃度はかなり高く、このとき図8
(A)に示されるようにこれら酸素O2 がO2 - 又はO
2-の形で白金Ptの表面に付着する。一方、流入排気ガ
ス中のNOは白金Ptの表面上でO2 - 又はO2-と反応
し、NO2 となる(2NO+O2 →2NO2 )。次いで
生成されたNO2 の一部は白金Pt上で酸化されつつ吸
収剤内に吸収されて酸化バリウムBaOと結合しながら
図8(A)に示されるように硝酸イオンNO3 -の形で
吸収剤内に拡散する。このようにしてNOx がNOx
収剤11内に吸収される。
That is, when the inflowing exhaust gas is lean, the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas is considerably high.
As shown in (A), the oxygen O 2 is O 2 or O 2.
It adheres to the surface of platinum Pt in the form of 2- . On the other hand, NO in the inflowing exhaust gas reacts with O 2 or O 2 on the surface of platinum Pt to become NO 2 (2NO + O 2 → 2NO 2 ). Next, a part of the generated NO 2 is absorbed on the platinum Pt while being absorbed in the absorbent and combined with barium oxide BaO to be absorbed in the form of nitrate ion NO 3 as shown in FIG. 8 (A). Diffuses in the agent. In this way, NO x is absorbed in the NO x absorbent 11.

【0029】流入排気ガス中の酸素濃度が高い限り白金
Ptの表面でNO2 が生成され、吸収剤のNOx 吸収能
力が飽和しない限りNO2 が吸収剤内に吸収されて硝酸
イオンNO3 - が生成される。これに対して流入排気ガ
ス中の酸素濃度が低下してNO2 の生成量が低下すると
反応が逆方向(NO3 - →NO2 )に進み、斯くして吸
収剤内の硝酸イオンNO3 - がNO2 の形で吸収剤から
放出される。即ち、流入排気ガス中の酸素濃度が低下す
るとNOx 吸収剤11からNOx が放出されることにな
る。
The oxygen concentration in the inflowing exhaust gas is generated NO 2 on the surface of as high as platinum Pt, as long as NO 2 of absorption of NO x capacity of the absorbent is not saturated is absorbed in the absorbent and nitrate ions NO 3 - Is generated. In contrast the reaction with the amount of NO 2 oxygen concentration is lowered in the inflowing exhaust gas is lowered backward (NO 3 - → NO 2) proceeds to, thus nitrate ions to the absorber NO 3 - Are released from the absorbent in the form of NO 2 . Namely, when the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas is released NO x from the NO x absorbent 11 when lowered.

【0030】一方、燃焼室2内の既燃ガス中に炭化水素
HCが供給されて流入排気ガスの空燃比がリッチになる
とこのとき排気ガス中に含まれるHCは白金Pt上の酸
素O 2 - 又はO2-と反応して酸化せしめられる。また、
流入排気ガスの空燃比がリッチになると流入排気ガス中
の酸素濃度が極度に低下するために吸収剤からNO2
放出され、このNO2 は図8(B)に示されるようにH
Cと反応して還元せしめられる。このようにして白金P
tの表面上にNO2 が存在しなくなると吸収剤から次か
ら次へとNO2 が放出される。従って流入排気ガスの空
燃比をリッチにすると短時間のうちにNOx 吸収剤11
からNOx が放出されることになる。
On the other hand, the hydrocarbons in the burnt gas in the combustion chamber 2
HC is supplied and the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas becomes rich
At this time, the HC contained in the exhaust gas is the acid on the platinum Pt.
Element O 2 -Or O2-It reacts with and is oxidized. Also,
When the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas becomes rich, inflowing exhaust gas
NO from the absorbent due to extremely low oxygen concentration2But
Released, this NO2Is H as shown in FIG.
It reacts with C and is reduced. In this way platinum P
NO on the surface of t2No longer exists and next from the absorbent
Next to NO2Is released. Therefore, the inflow of exhaust gas is empty
If the fuel ratio is made rich, NO in a short timexAbsorbent 11
To NOxWill be released.

【0031】即ち、流入排気ガスの空燃比をリッチにす
るとまず初めにHCが白金Pt上のO2 - 又はO2-とた
だちに反応して酸化せしめられ、ついで白金Pt上のO
2 -又はO2-が消費されてもまだHCが残っていればこ
のHCによって吸収剤から放出されたNOx および機関
から排出されたNOx が還元せしめられる。従って流入
排気ガスの空燃比をリッチにすれば短時間のうちにNO
x 吸収剤11に吸収されているNOx が放出され、しか
もこの放出されたNOx が還元されるために大気中にN
x が排出されるのを阻止することができることにな
る。
That is, when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is made rich, first, HC immediately reacts with O 2 or O 2 on platinum Pt to be oxidized, and then O on platinum Pt is oxidized.
2 - or O 2- when is any remaining still HC be consumed NO x discharged from the NO x and engine released from the absorbent by the HC is made to reduction. Therefore, if the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is made rich, NO in a short time
The NO x absorbed in the x absorbent 11 is released, and the released NO x is reduced, so that N is released into the atmosphere.
It will be possible to prevent the emission of O x .

【0032】ディーゼル機関では通常空気過剰のもとで
燃焼が行われるので燃焼室2内に形成される混合気の平
均空燃比はリーンとなっており、従ってこのとき排気ガ
ス中に含まれるNOx はNOx 吸収剤11に吸収される
ことになる。一方、NOx 吸収剤11のNOx 吸収能力
には限度があり、従ってNOx 吸収剤11のNOx 吸収
能力が飽和する前にNOx 吸収剤11からNOx を放出
させる必要がある。そこでこの実施例では一定期間経過
する毎に排気行程中の下死点付近において燃焼室2内に
炭化水素HCを供給して流入排気ガスの空燃比をリッチ
にし、それによってNOx 吸収剤11からNOx を放出
させるようにしている。なお、前述したようにこのとき
NOx 吸収剤11から放出されたNOx はHCにより還
元せしめられる。
In a diesel engine, combustion is usually carried out in the presence of excess air, so the average air-fuel ratio of the air-fuel mixture formed in the combustion chamber 2 is lean, and therefore the NO x contained in the exhaust gas at this time. Will be absorbed by the NO x absorbent 11. On the other hand, there is a limit to the absorption of NO x capacity of the NO x absorbent 11, therefore absorption of NO x capacity of the NO x absorbent 11 needs to release the NO x from the NO x absorbent 11 before saturation. Therefore, in this embodiment, every time a certain period of time elapses, hydrocarbons HC are supplied into the combustion chamber 2 near the bottom dead center in the exhaust stroke to make the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas rich, whereby the NO x absorbent 11 is removed. It is designed to release NO x . Incidentally, NO x released from the time the NO x absorbent 11 as described above is caused to reduction by HC.

【0033】図9は図4と同様に横軸にクランク角をと
り、縦軸にアクセルペダル28の踏込み量、即ち機関負
荷Lをとって機関負荷Lが変化したときの噴射期間QT
の変化を示している。なお、図9においてもθSは噴射
開始時期を示しており、θEは噴射完了時期を示してい
る。また、図9においても区間Xは主噴射燃料吐出ポー
ト70aが対応する燃料流出ポート71a,71b,7
1c,71dと連通しているクランク角範囲を示してお
り、区間Yは副噴射燃料吐出ポート70bが対応する燃
料流出ポート71a,71b,71c,71dと連通し
ているクランク角範囲を示している。
In FIG. 9, as in FIG. 4, the horizontal axis represents the crank angle and the vertical axis represents the depression amount of the accelerator pedal 28, that is, the engine load L, and the injection period QT when the engine load L changes.
Shows the change. In FIG. 9 as well, θS indicates the injection start timing, and θE indicates the injection completion timing. Also in FIG. 9, in the section X, the fuel outflow ports 71a, 71b, 7 corresponding to the main injection fuel discharge port 70a.
1c and 71d are in communication with the crank angle range, and section Y represents the crank angle range in which the sub-injection fuel discharge port 70b is in communication with the corresponding fuel outflow ports 71a, 71b, 71c and 71d. .

【0034】図9(A)は通常運転時を示している。こ
のときには機関負荷Lにかかわらずに噴射完了時期θE
が圧縮上死点TDC前に定められている。即ち、クラン
ク角が区間Yに達する前にスピル弁68が開弁せしめら
れており、従ってこのときには追加の炭化水素HCの供
給が停止されている。これに対して図9(B)はNO x
吸収剤11からNOx を放出すべきときを示している。
このときには噴射完了時期θEが全体的に圧縮上死点T
DC後まで遅らされ、斯くしてスピル弁68が開弁する
前に副噴射燃料吐出ポート70bが対応する燃料流出ポ
ート71a,71b,71c,71dに連通せしめられ
る。従ってこのときには排気行程中の下死点近傍におい
て燃焼室2内に追加の炭化水素HCが供給される。な
お、このときの追加の炭化水素HCの量は燃焼室2内に
おける平均空燃比がリッチになるように設定される。
FIG. 9A shows a normal operation. This
At the time of, regardless of the engine load L, the injection completion timing θE
Is defined before the compression top dead center TDC. That is, the clan
The spill valve 68 should be opened before the corner angle reaches the section Y.
Therefore, at this time, additional hydrocarbon HC is supplied.
The salary is stopped. On the other hand, FIG. 9B shows NO. x
Absorbent 11 to NOxIndicates when to release.
At this time, the injection completion timing θE is entirely at the compression top dead center T
Delayed until after DC, and thus the spill valve 68 opens.
The fuel injection port to which the sub-injection fuel discharge port 70b corresponds
Connected to the doors 71a, 71b, 71c, 71d.
It Therefore, at this time, the smell near the bottom dead center during the exhaust stroke
The additional hydrocarbon HC is supplied into the combustion chamber 2. What
At this time, the amount of additional hydrocarbon HC is in the combustion chamber 2.
The average air-fuel ratio is set to be rich.

【0035】図10に噴射制御ルーチンを示す。図10
を参照するとステップ200においてアクセルペダル2
8の踏込み量、即ち機関負荷Lと機関回転数から燃料噴
射量Qが算出され、次いでステップ201ではNOx
収剤11からのNOx 放出条件が成立したか否かが判別
される。NOx 放出条件が成立していないとき、即ちN
x 吸収剤11の吸収能力にまた余裕があると推定され
るときにはステップ202に進み、機関負荷Lに基いて
図9(A)に示す噴射完了時期θE、即ちスピル弁68
の開弁タイミングが算出される。次いでステップ203
では燃料噴射量Qと噴射完了時期θEから噴射開始時期
θSが算出され、次いでステップ204では噴射開始時
期がθSとなるように調圧弁64が制御される。このと
きには主噴射のみが行われる。
FIG. 10 shows an injection control routine. Figure 10
Referring to, in step 200, the accelerator pedal 2
Depression amount of 8, i.e. the fuel injection amount Q is calculated from the engine load L and the engine speed, and then whether the NO x releasing condition from the NO x absorbent 11 at step 201 is satisfied or not. When the NO x releasing condition is not satisfied, that is, N
When it is estimated that the O x absorbent 11 has a sufficient absorption capacity, the routine proceeds to step 202, where the injection completion timing θE shown in FIG.
The valve opening timing of is calculated. Then step 203
Then, the injection start timing θS is calculated from the fuel injection amount Q and the injection completion timing θE. Next, at step 204, the pressure regulating valve 64 is controlled so that the injection start timing becomes θS. At this time, only the main injection is performed.

【0036】これに対してNOx 吸収剤11からNOx
を放出すべき条件が成立したときには一定期間の間だけ
ステップ205に進む。ステップ205では機関負荷L
に基いて図9(B)に示す噴射完了時期θE、即ちスピ
ル弁68の開弁タイミングが算出される。次いでステッ
プ206では燃料噴射量Qと噴射完了時期θEから噴射
開始時期θSが算出され、次いでステップ204では噴
射開始時期がθSとなるように調圧弁64が制御され
る。このときには主噴射に加え排気行程中の下死点付近
において追加の炭化水素HCが供給されて燃焼室2内に
おける平均空燃比がリッチとされる。その結果、NOx
吸収剤11からのNOx の放出作用が行われる。
On the other hand, from the NO x absorbent 11 to the NO x
When the condition for releasing is satisfied, the process proceeds to step 205 only for a certain period. At step 205, the engine load L
9B, the injection completion timing θE, that is, the valve opening timing of the spill valve 68 is calculated. Next, at step 206, the injection start timing θS is calculated from the fuel injection amount Q and the injection completion timing θE, then at step 204, the pressure regulating valve 64 is controlled so that the injection start timing becomes θS. At this time, in addition to the main injection, additional hydrocarbon HC is supplied near the bottom dead center in the exhaust stroke, so that the average air-fuel ratio in the combustion chamber 2 becomes rich. As a result, NO x
The action of releasing NO x from the absorbent 11 is performed.

【0037】[0037]

【発明の効果】一サイクルの間に気筒数と同じ回数だけ
プランジャを往復動させればよいので機関高回転時であ
っても燃料を吸引するための時間を十分にとることがで
き、斯くして機関を高速回転させることが可能になる。
EFFECTS OF THE INVENTION Since the plunger can be reciprocated as many times as the number of cylinders in one cycle, sufficient time can be taken for sucking the fuel even when the engine is rotating at high speed. It becomes possible to rotate the engine at high speed.

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

【図1】4ストロークディーゼル機関の全体図である。FIG. 1 is an overall view of a 4-stroke diesel engine.

【図2】燃料噴射ポンプの側面断面図である。FIG. 2 is a side sectional view of a fuel injection pump.

【図3】プランジャと燃料吐出ポートとの関係を示す図
であって(A)はプランジャを図解的に示す斜視図、
(B)はプランジャの断面図である。
FIG. 3 is a view showing a relationship between a plunger and a fuel discharge port, and FIG. 3A is a perspective view schematically showing the plunger;
(B) is a cross-sectional view of the plunger.

【図4】燃料噴射時期を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a fuel injection timing.

【図5】プランジャの断面図である。FIG. 5 is a sectional view of the plunger.

【図6】燃料噴射制御を示すタイムチャートである。FIG. 6 is a time chart showing fuel injection control.

【図7】噴射制御を行うためのフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart for performing injection control.

【図8】NOx の吸放出作用を説明するための図であ
る。
FIG. 8 is a diagram for explaining the action of absorbing and releasing NO x .

【図9】燃料噴射時期を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a fuel injection timing.

【図10】噴射制御を行うためのフローチャートであ
る。
FIG. 10 is a flowchart for performing injection control.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3…燃料噴射弁 4…燃料噴射ポンプ 46…プランジャ 66…加圧室 69…燃料吐出通路 70a…主噴射燃料吐出ポート 70b…副噴射燃料吐出ポート 71a,71b,71c,71d…燃料流出ポート 3 ... Fuel injection valve 4 ... Fuel injection pump 46 ... Plunger 66 ... Pressurization chamber 69 ... Fuel discharge passage 70a ... Main injection fuel discharge port 70b ... Sub-injection fuel discharge port 71a, 71b, 71c, 71d ... Fuel outflow port

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 プランジャ挿入孔内において回転しつつ
往復動せしめられるプランジャを具備し、気筒数と同数
の燃料流出ポートをプランジャ挿入孔の内周面上に等角
度間隔を隔てて開口させると共に各燃料流出ポートを夫
々各気筒の燃料噴射弁に連結し、燃料で満たされかつプ
ランジャによって加圧される加圧室を各燃料流出ポート
へ順次連通させるための燃料吐出通路をプランジャ内に
形成し、加圧室内の加圧燃料を加圧室から溢流させるた
めのスピル弁を具備し、機関排気通路内にNOx 処理装
置を配置すると共にNOx 処理装置により定まる条件に
従って燃料噴射弁から排気行程中に燃料を追加的に噴射
するようにした内燃機関において、一サイクル中に気筒
数と同じ回数だけプランジャを往復動させるようにし、
上記燃料吐出通路を主噴射すべき気筒の燃料流出ポート
と排気行程にある気筒の燃料流出ポートとに同時に連通
可能に形成し、排気行程にある気筒への燃料噴射作用が
スピル弁の閉弁期間に応じて定められる内燃機関の排気
浄化装置。
1. A plunger is provided which is reciprocated while rotating in a plunger insertion hole, and the same number of fuel outflow ports as the number of cylinders are opened at equal angular intervals on the inner peripheral surface of the plunger insertion hole. The fuel outflow port is connected to the fuel injection valve of each cylinder, and a fuel discharge passage is formed in the plunger for sequentially communicating the pressurization chamber filled with fuel and pressurized by the plunger with each fuel outflow port, A spill valve is provided for overflowing the pressurized fuel in the pressurizing chamber from the pressurizing chamber, a NO x processing device is arranged in the engine exhaust passage, and the exhaust stroke from the fuel injection valve is performed according to the conditions determined by the NO x processing device. In an internal combustion engine in which fuel is additionally injected into the plunger, the plunger is reciprocated the same number of times as the number of cylinders in one cycle,
The fuel discharge passage is formed so as to be able to simultaneously communicate with the fuel outflow port of the cylinder to be main-injected and the fuel outflow port of the cylinder in the exhaust stroke, and the fuel injection action to the cylinder in the exhaust stroke is the closing period of the spill valve. Purification device for internal combustion engine determined according to
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