JPS5832939A - デイ−ゼル機関の排気再燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 関の軽負荷時に一部気筒にて燃焼した燃焼ガスを他の気
筒へ導き、該気筒において再燃焼を爽施するディーゼル
機関の排気再燃焼装置に関する。

従来自動車用内燃機関においては、排気中の窒素酸化物
（Ｎｏｗ）を低減する排気浄化対策として、排気再Ｉｌ
ｆ！Ｒ方式がよく知られている．ｗＩ排気再循環方式は
、、排気の一部を吸気系へ還流させ、吸入空気と共に各
気筒の燃焼室へ導かれ、燃焼に際して影１し排気中の窒
素酸化物を低減させる。

すなわち排気を再循環させることにより、燃焼室内の酸
素濃度を減少させると共に、燃焼を弛緩させて燃焼ガス
の温匣上昇を抑制することによる。

ここで、該排気再循環方式における排気再循環作用は吸
気と＃気との差圧により行なわれるのが通常である。し
かし、ディーぞル機関のように吸気通路に絞り弁を持た
ず、吸気負圧は、エアクリ−ナーの抵抗、および吸気管
の絞りによるわずかな負圧である。また、糾気圧も機関
の運転状態によって異なる。

よって、窒素酸化物の大幅な抑制の為、多量の排気再循
環を必要とする場合、装置が大型化するという欠点があ
った。さらに、上記排気再循環方式においては、排気ガ
スの持つ熱エネルギーを有効に回収するに致らず、燃焼
効率の悪化、さらには、燃焼湛廖を低下させ過ぎること
によって、排気ガス中の炭化水素（ＩＣ）％及び吐煙濃
度の著しい増大を招くことがあった。

本発明は上記欠点に鑑みてなされたもので、多気筒ディ
ーゼル機関において、軽負荷時に、一部気筒の燃焼ガス
を他の気筒に導き、該気筒ｉおいて再燃焼を行わせるこ
とにより、排気ガス中の炭化水素濁度及び吐煙濃度の増
大を比較的抑制しつつ、窒素酸化物の大幅な低減効、、
、果を得ることを目的とする。加えて、燃焼ガスの持つ
熱エネルギーを有効に回収して熱効率の向上を図ること
を目的とする。

本発明の一実施例について以下に述べる。第１図は本発
明実施例の製雪構成図である。、Ａは４気筒の副室式デ
イニ（ル機関で燃焼用の空気が空気取入口°、２、エア
クリーナ・１、吸気管系・４より各気筒の燃焼室へ導か
れる。該吸気管系・４はエアクリーナ３に連なる吸気管
４＆がその下流で、新気燃焼気筒嘴１．１４気筒に連な
る吸気管４ｂと再燃焼気筒＃２．ｔｒ３気筒に連なる吸
気管４゜が分岐部４ａにて分岐して構成される。また、
３ａ。

Ｓｂ、６６、ｓａはそれぞれ＃”ｍ　喜”＊　共３＠斗
４気筒の排気口に連なる排気管で新気燃焼気筒１１、ｌ
ｊ４に対スル排気管５１１，５ｄはｓ＠ｌ′で合流し、
再燃焼気筒ｎ’ｓ　＃ｓに対する排気管ｓｂ。

５ｏは５ｆで合流し、さらにＳ・と５ｆはその下流５ｇ
にて合流し、消音器６を経て大気に連なる。

排気管合流部５・と再燃焼気筒＃鵞、讃３に対する吸気
管４ｃとを結合するように循環路丁が設けられており、
その接合部に訃いて、吸気管４０と循環路７との連通を
制御する制御弁−が設けられている・ さらに、再燃焼簿筒に対する吸気管４Ｃにおいて分岐部
４ｄと再燃焼気＃＄）！＃　＃Ｓの吸気口との連通を制
御する制御弁９が設けられている。

これら制御弁８．９は電動装置（パルスモータあるいは
ソレノイド）により制御されるよう構成され、その制御
信号は制御回路ｌＯより与えられる。

また、該ディーゼル機関ｌには該機関の回転数を検出す
る回転検出器１１が備えられ、この検出器出力は制御回
路１０に導かれている・　さらにＳ該ＷａＰＡの要求噴
射量を出力するため、アクセルレバ−１２の開度位置を
検出するレバー開度検出器１３が備えられ、この検出器
出力は制御回路１・に導かれている。制御回路１０は機
関の回転数とレバー閂摩から９Ｍを算出するためのマツ
プを備えている。

このように構成された装置の動作を説明するとｌ！１ｌ
ｐＨの回転数を回転検出器１１により検出し、さらにア
クセルレバ−１２の開度位置を検出するレバー開度検出
器１３とにより機関ｌの負荷を算出し、負荷が一定値以
下の場合、制御回路１０の出力信号により制御弁８．９
は実線で図示する位置に設定される。

すなわち、吸気ｗｆ４　ａと４ｏｉｔ制御弁９によって
遮断され、吸気管４Ｃと循Ｗ４路７は制御弁８によって
連通ずる。この場合、新気燃焼気、筒着１゜番４気筒で
燃焼した燃焼ガスが排気管Ｓａ及びＳｔから合流部５ｅ
よりｌｌｖｍ路７を経て吸気Ｉ＃４＠より再燃焼気筒善
２．＃３気筒に導かれる。

ここで燃焼ガスの特性゛について述べる。第２図は機関
ｌが１２００　（ｒｐｆｆｉ）時の負荷に対する空燃比
（重量比）について示したものである。第２図よりあき
らかなように軽負荷時に空燃比は非常に大であり、理論
空燃比を１５とするとその空気過剰率は６〜７にも達す
る。よって、新気燃焼気筒＃１．４ａ気筒で燃焼した燃
焼ガスには、再燃焼を実施させる←二必要な空気を十分
含んでいることになる。上記燃焼ガスを再燃焼気＠４３
．１３気筒に導き、該気筒で再燃焼が実施される。

なお、上記エンジン条件においては、負荷が１／３より
軽負荷側で再燃焼を実施さゼるが、これは、機関の吐煙
濃度、あるいは炭化水素排出量から受ける制約であり、
機関の回転数により異なる。次に、レバー開度検出器１
３の出力が一定値を越えると、制御回路１０の出力信号
により制御弁８゜９ｉｌｔ点線で図示する位置に設定さ
れる。すなわち、吸気管４ｃと循環路７は制御弁８によ
って遮断され、吸気￥ｆ４ａと４０は制御弁９によって
連通ずる。

この場合、再燃焼気筒斗２．井３気筒にも吸気骨４＆か
ら吸気Ｗ４．を経て新気空気が燃焼室に導かれ、燃焼し
、燃焼ガスは排気管ｓｂ、ｓｏを経て隼合部５ｆから５
ｇに至り、ここで、新気燃焼気Ｉ￥１ｔｔｌｌ、４ｔ４
気筒からの燃焼ガスと合流し、消音器６を経て大気に放
出される。新気燃焼気筒電ｌ、ｄａ気筒の燃焼ガスは制
御弁８によって吸気管４ｃと循環路７が遮断されている
ため再燃焼気品１．＃：＋気筒に環流されることはない
・なお、上記実施例は、４気筒゛−型式デイーゼル種間
の場合を示したが、６気筒、８気筒等、多気筒ディーゼ
ル機関に適用できる・ −また、本１！施例においては、機関、１に対する負荷
をアクセルレバ−１２の開開位置を検出することにより
知ったが、図示しない燃料噴射ポンプのレバー開度ある
いは燃料噴射量を検出することにより、知ることができ
る。

以上述べたように本発明によれば、多気筒ディーゼル機
関において、軒負萄時に一部気筒の燃焼ガスを他の気筒
に導き、該気筒において再燃焼を実施する。これにより
、空気過刺率が大であり、窒素酸化物排出桁の多い軽負
荷領域で再燃焼を実施すること輪より、通常の排気再循
環方式に換算するとＲＧＲ率は約５０％に相当し、排気
ガス中の炭化水素４度、及び吐煙濃度を比較的抑制しつ
つ窒素酸化物の大幅な低減効果を得ろことができるとい
う効果がある・ 加えて、新気燃焼気筒香１．ｄ＜で燃焼した燃焼ガスの
持つ熱エネルギーが回収され、再燃焼気筒ｌｘ、ｉｓ気
筒での再燃焼に寄与して、全体として、熱効率を向上さ
せるという副次的効果を′有する・

【図面の簡単な説明】

！￥８１図は本発明の実施例を表わす全体図、第２図は
機関の負持に対する空燃比を表わすグラフである。 ｌ・・・４気筒デイ一ゼル機関、４・・・吸気系、５・
・・排気系、７・・・循環路、８．９・・・制御弁、ｌ
Ｏ・・・制御回路、１１・・・回転検出器、１３・・・
レバー開度検出器。 代理人弁理士　岡　部　　隆 徊般ｎ（ｓｌ−）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　多％簡ディーゼル機関において、一部気筒の燃
   焼ガスを他の気筒の吸気管に帰遷させる＊＊路と該循環
   路に設けられた第１の制御弁および該一部気筒の燃焼ガ
   スが導かれる気筒に対する吸気管入口に設けられた第３
   の制御弁と、機関の回転数を検出する回転検出器と、機
   関の要求噴射量を出力する開度検出器と、該回転検出器
   および開度検出器の田方値より、該機関の負荷状顔を計
   算判別し、機関に対する負荷が小さい場合に、前記一部
   気筒の燃焼ガスを、前記他の気筒へ循環させるよう前記
   第１．第２の制御弁を制御する手段とを備えたことを特
   徴とするディーゼル機関の排気再燃焼装置・
2. （２）前記開度検出器が、アクセル゛　レバー一度位蓋
   あるいは、燃料噴射ポンプのレバー開度位置を検出する
   開度検出器であることを特徴とする特許請求の範囲第（
   １）項記載のディーゼル機関の排気再燃焼装置。