JPS5977025A - デイ−ゼルエンジンの排気ガス浄化装置 - Google Patents

デイ−ゼルエンジンの排気ガス浄化装置

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JPS5977025A
JPS5977025A JP57187829A JP18782982A JPS5977025A JP S5977025 A JPS5977025 A JP S5977025A JP 57187829 A JP57187829 A JP 57187829A JP 18782982 A JP18782982 A JP 18782982A JP S5977025 A JPS5977025 A JP S5977025A
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茂 桜井
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松岡 孟
Okifumi Kageyama
陰山 興史
Kenji Okubo
健治 大久保
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    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
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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】 本発明は、ディーゼルエンジンにおける排気ガス浄化装
置の改良に関するものである。
従来より、ディーゼルエンジンにおいて、例えば特開昭
j乙−/2グ乙75P号公報に示されるように、排気ガ
ス中のカーボン粒子等の微粒子成分の大気放出を阻止す
るために、この微粒子成分を捕集するフィルタ一部材を
排気通路に配設するとともに、該フィルタ一部材の上流
側にヒータを設け、さらに、吸気通路に絞弁を設はスロ
ットリングを行って排気温度を上昇し、上記フィルタ一
部材を与熱してからフィルタ一部材に捕集した微粒子成
分をヒータによって燃焼除去するようにしたディーゼル
エンジンの排気ガス浄化装置が提案されている。
しかして、上記提案構造では、微粒子成分の燃焼温度以
上にフィルタ一部材をヒータによって加熱しなければな
らず、微粒子成分の燃焼除去までに大きな電力、もしく
はバーナ装置による場合には燃料を消費することになり
、燃費性を低下する不具合を有する。
一方、微粒子成分を捕集するフィルタ一部材に酸化触媒
を付設した排気ガス浄化装置が公知であり、これは微粒
子成分の燃焼開始温度か低下する利点を有し、ヒータ等
の熱源を使用することなく排気温度と酸化触媒の反応熱
とにより微粒子成分の燃焼が可能であるが、元来ディー
ゼルエンジンにおいては排気ガス温度が低いものであっ
て、たとえ酸化触媒を付設したものでも、そのままでは
フィルタ一部材が燃焼開始温度に達するようなエンジン
の運転状態は限られており、目詰り解消が確実にできな
い恐れがあり、信頼性の低いものである。
本発明はかかる点に鑑み、排気ガス中の微粒子成分を捕
集するフィルタ一部材と、該フィルタ一部材と一体的も
しくはフィルタ一部材上流に設けられた酸化触媒とを備
えた反応器を排気通路に設けたものにおいて、排気弁の
排気作動開始時期を早める排気弁作動装置と、フィルタ
一部材の目詰り時もしくは所定間隔ごとに、上記排気弁
作動装置を作動する制御装置とを設けてな、るディーゼ
ルエンジンの排気ガス浄化装置を提供し、ヒータ等の熱
源を有することなくフィルタ一部材の温度を有効に上昇
して確実にフィルタ一部材の目詰りを解消せんとするも
のである。
以下、本発明の実施例を図面に沿って説明する第1図に
おいて、1はディーゼルエンジン、2は該エンジン1の
シリンダヘッド6、シリンタフロック4およびピストン
5によって構成される燃焼室6からの排気ガスを排気弁
7を介して導出する排気通路である。上記排気通路2に
は、排気ガス中のカーボン粒子等の微粒子成分を捕集す
るフィルタ一部材9に酸化触媒がコーティングされてな
る反応器8が配設されている。
上記反応器8のフィルタ一部材9は、セラミック等の多
孔質材料によりハニカム状に形成され、排気の流れに沿
う各細孔は一つおきにその端部が閉塞されており、一端
部の開口細孔から流入した排気ガスは通気性の多孔質隔
壁を通って他端部の開口細孔から流出するものであって
、隔壁通過時に排気ガス中のカーボン粒子等の微粒子を
捕集するよう構成され、このフィルタ一部材50表面に
は貴金属あるいは卑金属による酸化触媒がコーティング
されている。
また、10は上記排気弁7の開閉をエンジン10回転に
同期して所定時期に行う動弁機構、11は該動弁機構1
0に連係され上記排気弁7の排気作動開始時期(開弁時
期)を早める排気弁作動装置である。
上記動弁機構10において、12はエンジン1に同期回
転するタイミングカム、13は該タイミングカム12と
排気弁7との間に介装され摺動孔14に摺動自在に収容
されたタペット1.15はリテーナ16を介して排気弁
7を閉弁方向に付勢するバルブスプリングである。
また、上記タイミングカム12は、凸部12aの回転前
方部分に円弧面より凹設された切欠部i2bを有し、上
記タペット16は、上部体13aと上部体13bとに上
下に分割され、内部の油室13Cにはシリンダヘッド3
に開設された油路17aを介して圧油が供給される。上
記油路17aには、ロータリバルブ18を介して給油路
17bと排油路17Cとが接続され、給油路17bには
開閉弁19を介してオイルポンプ20が介装され、一方
、排油路17cには絞り21が昇装され、排気弁作動装
置77が構成されている。
上記ロータリバルブ18はエンジン10回転に同期して
回転し、タペット13の油室150すなわち油路17a
と給油路17bもしくは排油路17Cとを所定タイミン
グで連通ずるものであり、上記排気弁作動装置11は、
タペット16の油室13Cへの油圧の給排によりタイミ
ングカム12とタペット13上面との接触点から排気弁
7の間の長さを変更して排気弁7の開弁時期を変更する
ものである。
一方、22は開閉弁19への通電によって排気弁作動装
置11の作動を制御する制御装置であり、該制御装置2
2には、入力信号として、フィルタ一部材9より上流の
排気通路2の排気圧力を検出する排圧センサー26の検
出信号、および反応器8のフィルタ一温度を検出する温
度センサー24の検出信号がそれぞれ入力され、上記検
出信号に応じて制御を行うものである。
上記制御装置22は、排圧センサー26および温度セン
サー24の検出信号を入力し、排圧が所定値より高くな
った状態を目詰り発生時と判断し、しかも、反応器8の
フィルタ一温度が所定値以上のときに、反応器8におい
て微粒子成分の燃焼を行うべく反応器8の温度を上昇さ
せるものであり、上記制御装置22は、目詰り時であっ
てフィルタ一温度が所定値以上の時に、排気弁7の開弁
時期を早くするべく、開閉弁19に駆動信号(開信号)
を出力するように構成されている。
上記実施例の作用を説明すれば、反応器8の目詰り発生
前の通常の運転状態においては、排気弁作動装置11の
開閉弁19は閉じており、排気弁7は第2図および第3
図に示すように、タイミングカム12の凸部12aの形
状にのみ応じた開閉を行う。
すなわち、ロータリバルブ18は第1図の状態から第2
図の状態に回転すると、タペット13の油室13Cと給
油路17bを連通ずるが、このときは開閉弁19が閉じ
ていることにより、圧油は供給されず、タペット16は
そのままの形態で、タペット16の上面とタイミングカ
ム12の切欠部12bとは接触せずに間隙を有し、第3
図の状態からさらにタイミングカム12が回転して凸部
12aがタペット13上面に接触し、その押し下げに応
じて、第7図に実線で示すように所定のタイミングで排
気弁7を開くものである。
一方、反応器8のフィルタ一部材9の目詰り発生時にお
いては、この目詰りを排圧センサー23により検出し、
かつ、温度センサー24による検出温度が所定値より高
いときに、制御装置22は、排気弁作動装置11の開閉
弁19を作動させて給油路17bからタペット13の油
室13Cに圧油を供給可能とし、第7図ないし第4図に
示すように開弁時期を早める。
すなわち、ロータリバルブ18が第7図に示すように回
転し、油路17aと給油路17bを連通ずると、タペッ
ト13の油室13Cに圧油が供給され、上部体13aは
その上面がタイミングカム12の切欠部12bの表面に
接触するまで上昇する0 続いて、タイミングカム12が切欠部12bの最小半径
位置を過ぎて回転すると、このタイミングカム12によ
ってタペット13が押し下げられることになるが、その
際には、第5図に示すように、ロータリバルブ18はタ
ペット16に対する油路17aと給油路17bの連通を
遮断しており、タペット16の油室15Cの圧油は閉じ
込められる結果、上部体13aと下部体16bの間隔を
維持したまま押し下げられ、タイミングカム12の凸部
12aがタペット16上面に接触する前に排気弁7は開
き始める。
さらに、タイミングカム12が回転し、凸部12aがタ
ペット16に接触して排気弁7が大きく開かれるが、第
4図に示すように、凸部12aの頂点が接触する前後の
回転位置において、ロータリバルブ18はタペット16
に対する油路17aと排油路170を連通して、タペッ
ト16の油室13Cの油を絞り21を介して徐々に排出
し、上部体13aと下部体13bの間隔はすくすり、そ
の後はタイミングカム12の凸部12a形状に沿って閉
じるものであり、第7図に鎖線で示すように閉弁時期は
同一にして開弁時期か早くなるように開閉作動される。
なお、閉弁時期を遅らせるかもしくは早めることは次行
程に悪影響を与え、大幅な出力低下をもたらす。
上記のように排気弁7が早く開く結果、燃焼完了前の燃
焼ガスの排出によって、排気通路2を介して反応器8に
導入される排気ガス温度が上昇すると同時に、燃焼性の
低下によりHC、Co等の未燃焼成分の排出量が増大す
る。
よって、反応器8においては、排気温度の上昇によりフ
ィルタ一部材9が昇温し、酸化触媒の反応開始時期が早
くなるとともに、未燃焼成分の増大により触媒の酸化反
応が高まり、その反応熱によってさらにフィルタ一部材
9の温度が上昇し、該フィルタ一部材9に付着している
微粒子成分を焼失させる。
このようにしてフィルタ一部材9の目詰りがなくなり、
排圧が低下すると、排気弁作動装置11の開閉弁19の
作動を停止し、再び、所定のタイミングで排気弁7を開
閉させ、微粒子成分の捕集を行い、目詰り状態となった
ら前記と同様に目詰り解消を行う。
本発明は上記実施例の構造に限定されるものではなく種
々の変形例を包含している。すなわち、反応器8のフィ
ルタ一部材9としては、多孔質セラミックに代えて金属
ワイヤメツシュを用いてもよく、また、触媒としてはフ
ィルタ一部材9に一体的にコーティングしたもののほか
、フィルタ一部材9の上流側に金属線状に形成した触媒
を配設するようにしてもよい。
また、目詰り状態の検出は上記排圧センサー26による
もののほか、フィルタ一部拐9に電極を設けてカーボン
粒子等の付着に起因する抵抗値変化から検出するように
してもよい。さらに、実際のフィルタ一部材9の目詰り
状態を検出することなく、運転時間もしくは走行距離の
積算により所定間隔ごとに、目詰り解消作動を行うよう
にしてもよい。
一方、温度センサー24は反応器8のフィルタ一温度を
検出するほか、排気温度を検出するようにしてもよく、
また、この温度センサー24は必須のものでなく、例え
ば、始動時、冷間時等を別の検出信号によって検出し、
このような運転時には目詰り解消作動を行わないように
してもよい。
また、排気弁7の開弁時期を早める機構としては、上記
実施例のほか退官設計変更可能である。
さらに、排気弁7の排気作動開始時期を早める排気弁作
動装置11としては、上記実施例のように1つの排気弁
7の開弁時期を早めるもののほか、2つの排気弁を設け
、一方の主排気弁は通常のタイミングで開閉させ、他方
の補助排気弁は目詰り解消時にのみ、主排気弁より早い
タイミングで開くように設けてもよい。
さらにまた、ディーゼルエンジン1が多気筒の場合にお
いて、排気弁7の排気作動開始時期を早める排気弁作動
装置11は、特定気筒にのみ設ける。とともに、目詰り
解消時には、この特定気筒の排気ガスのみを反応器8に
導入し、残気筒の排気ガスは反応器8をバイパスして流
すようにし、反応器8の流入排気ガス量を減少して温度
上昇を有効に行うようにしてもよい。
また、上記目詰り解消時には排気作動開始時期が早くな
るため、若干の出力低下を来すが、これに対応して例え
ば燃料噴射量の増加、噴射タイミングのアドバンス等を
行って出力回復を行ってもヨく、マた、トルク変動によ
る振動発生に対しては、公知の自動フライホイールによ
りフライホイール質量を増大して、振動抑制を行うよう
にしてもよい。
以上説明したように、本発明によれば、フィルタ一部材
の目詰り時もしくは所定間隔ごとに、排気弁の排気作動
開始時期を早めて排気温度が高くかつ未燃焼成分の増大
した排気ガスを反応器に導入するようにしたことにより
、有効に反応器の温度を上昇し、微粒子成分を確実に燃
焼除去するこ七ができ、燃費性を低下させることなく長
期間にわたって良好な微粒子成分の排出を抑制すること
ができる利点を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における排気ガス浄化装置を
有するディーゼルエンジンの概略構成図、第2図ないし
第6図はそれぞれ排気弁作動装置の作動を説明する要部
構成図、第7図は排気弁の開閉時期を示す曲線図である
。 7・・・・・・ディーゼルエンジン、2・・・・・・排
気通路、6・・・・・・燃焼室、7・・・・・・排気弁
、8・・・・・・反応器、9・・・・・・フィルタ一部
材、1o・・・・・・動弁機構、11・・・・・・排気
弁作動装置、22・・・・・・制御装置、23・・・・
・・排圧センサー

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  排気ガス中の微粒子成分を捕集するフィルタ
    一部材と、該フィルタ一部材と一体的もしくはフィルタ
    一部材上流に設けられた酸化触媒とを備えた反応器を排
    気通路に設けたディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置
    において、排気弁の排気作動開始時期を早める排気弁作
    動装置と、フィルタ一部材の目詰り時もしくは所定間隔
    ごとに、上記排気弁作動装置を作動する制御装置とを設
    けたことを特徴とするディーゼルエンジンの排気ガス浄
    化装置。
JP57187829A 1982-10-25 1982-10-25 デイ−ゼルエンジンの排気ガス浄化装置 Granted JPS5977025A (ja)

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JPH037008B2 JPH037008B2 (ja) 1991-01-31

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