JPS632004B2 - - Google Patents

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JPS632004B2
JPS632004B2 JP14128980A JP14128980A JPS632004B2 JP S632004 B2 JPS632004 B2 JP S632004B2 JP 14128980 A JP14128980 A JP 14128980A JP 14128980 A JP14128980 A JP 14128980A JP S632004 B2 JPS632004 B2 JP S632004B2
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JP
Japan
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exhaust
exhaust gas
shutter valve
filter means
clogging
Prior art date
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Application number
JP14128980A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5765811A (en
Inventor
Shigeru Sakurai
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.)
Matsuda KK
Original Assignee
Matsuda KK
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsuda KK filed Critical Matsuda KK
Priority to JP14128980A priority Critical patent/JPS5765811A/ja
Publication of JPS5765811A publication Critical patent/JPS5765811A/ja
Publication of JPS632004B2 publication Critical patent/JPS632004B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • 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
    • F01N3/023Exhaust 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 using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はデイーゼルエンジンの排気ガス浄化装
置、特に排気ガス中に含まれる有害粒子を除去す
る装置に関するものである。
一般に、デイーゼルエンジンでは、排気ガス中
に、ガソリンエンジンと同様の有害未燃焼成分
CO、HC、NOxの他に、カーボン粒子等の有害
粒子が含まれている。
従来、この排気ガス中に含まれる有害粒子を除
去する手法として、例えば特開昭49−71315号公
報に記載されているように、フイルタを排気通路
に介装して、該フイルタにて有害粒子を捕集する
手法が知られている。このフイルタは、例えば、
コージライト等のセラミツク基体からなるもので
あつて、無数の微小孔が開いており、その微小孔
を排気ガスが通過する際に有害粒子を捕集し、エ
ンジン高負荷時など排気ガスの温度が上昇して排
気温度が高くなつたときに、前記捕集された有害
粒子を燃焼し、それによつて有害粒子を外部に排
出しないようにしたものである。
ところが、このようなフイルタを採用した場
合、市街地などの走行が長時間続き、エンジン負
荷が低負荷、中負荷状態に保たれ高負荷状態にな
らないと、排気ガスの温度が高くならないので、
フイルタに捕集された有害粒子が燃焼されず、フ
イルタが目詰りして排気圧が上昇し、燃費の悪
化、出力の低下を招来するという不具合がある。
すなわち、カーボン粒子等の有害粒子は、通常
450℃付近から燃焼し始め、500℃以上で十分に燃
焼するものであるが、排気ガス温度は第2図に示
すように、大半の負荷領域で燃焼温度以下となつ
ている。
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、フ
イルタ手段の下流側の排気通路に排気シヤツター
弁を開閉自在に設ける一方、前記フイルタ手段の
目詰まり状態を判別する目詰まり判別手段を設
け、該目詰まり判別手段にて前記フイルタ手段が
目詰まり状態と判別されたときに、排気シヤツタ
ー弁を所定時間閉じて排気ガスの温度を上昇させ
て、フイルタ手段に捕集された有害粒子を燃焼で
きるように構成することにより、上記従来の不具
合を解消したデイーゼルエンジンの排気ガス浄化
装置を提供することを主目的とする。
以下、本発明の構成を、実施例について、図面
に沿つて説明する。
第1図において、1はデイーゼルエンジン、2
は吸気通路、3は排気通路、4はコージライト等
のセラミツク基体からなるフイルタ等のフイルタ
手段で、排気通路3に介装されている。
5は排気シヤツター弁で、フイルタ手段4下流
側の排気通路3に開閉自在に枢支され、リンク機
構6を介してダイヤフラム装置7に連結されてい
る。このダイヤフラム装置7は、ダイヤフラム7
aにて、負圧室7bと大気室7cとに区画され、
該負圧室7b内にはコイルスプリング7dが縮装
されている。
8は三方ソレノイド弁9が介設された負圧通路
で、ダイヤフラム装置7の負圧室7bと、バキユ
ームポンプ10とを接続している。三方ソレノイ
ド弁9は、コントロールユニツト11に電気的に
連係され、コントロールユニツト11よりのオン
信号S1にて励磁された場合にはダイヤフラム装置
7の負圧室7bをバキユームポンプ10に連通さ
せる一方、コントロールユニツト11よりのオン
信号S1がなく非励磁の場合にはダイヤフラム装置
7の負圧室7bを大気口9aを通じて大気中に開
放させる。
12は圧力センサで、フイルタ手段4の上流側
の排気通路3に設けられ、排気圧力を検出して該
排気圧力を圧力信号S2としてコントロールユニツ
ト11に入力するものである。
13は負荷センサで、アクセルペダルの踏込
量、燃料噴射ポンプのコントロールレバーの回転
角度、あるいは燃料噴射ポンプの負荷に対応した
燃料噴射量などからエンジン負荷を検出し、該エ
ンジン負荷を負荷信号S3としてコントロールユニ
ツト11に入力するものである。
コントロールユニツト11は、圧力センサ12
よりの圧力信号S2によつて排気圧が設定圧力以上
になつており、かつ負荷センサ13よりの負荷信
号S3によつて排気ガス温度が300℃〜450℃程度に
対応する平均有効圧力で3〜5Kg/cm程度の中負
荷状態であることが検知されると、オン信号S1
発信し、三方ソレノイド弁9を励磁する。このオ
ン信号S1は、コントロールユニツト11に内蔵さ
れ、かつ排気シヤツター弁5を閉位置に保持する
時間を設定するタイマー手段14にて、1秒間〜
10秒間の間、出力が維持される。
ここで、低負荷時に排気シヤツター弁5を閉作
動させないのは、排気温度が低いため、排気シヤ
ツター弁5の閉作動による温度上昇効果が少なく
ロスが大きくなり、弊害を生じるからであり、高
負荷時に排気シヤツター弁5を閉作動させないの
は、排気温度が十分に高く昇温の必要がないし、
出力の点から排気シヤツター弁5を閉じるのは望
ましくないからである。
したがつて、中負荷状態で、タイマー手段14
が作動を始めた場合において、その作動中に、負
荷状態が高負荷あるいは低負荷状態に変化したと
きには、タイマー手段14の作動を直ちに停止さ
せて排気シヤツター弁5を開作動させる作動解除
機構を、タイマー手段14に具備させることが望
ましい。
上記のように構成すれば、排気ガスのろ過によ
り、フイルタ手段4にカーボン粒子等の有害粒子
が随時捕集され蓄積され、有害粒子はフイルタ手
段4を通過せず外部に排出されない。この間、こ
のフイルタ手段4への有害粒子の捕集蓄積によ
り、該フイルタ手段4上流側の排気圧が変化し、
その排気圧の変化が圧力センサ12により検出さ
れ、圧力信号S2としてコントロールユニツト11
に入力される(フイルタ手段4への有害粒子の蓄
積状態すなわち目詰まり状態が排気圧の変化とし
て検出され、それによつて目詰まり状態であるか
否かが判別される)。一方、エンジン1の負荷状
態が、負荷センサ13により検出され、負荷信号
S3としてコントロールユニツト11に入力され
る。
しかして、フイルタ手段4が捕集蓄積する有害
粒子により目詰りを起こして排気圧が上昇し、燃
費悪化を招き始めて設定圧力を越えたこと、およ
び中負荷状態であることが、圧力信号S2および負
荷信号S3によりコントロールユニツト11にて同
時に検出されると、コントロールユニツト11よ
りオン信号S1が出力されると同時に、タイマー手
段14が作動してオン信号S1の出力が設定時間維
持される。
このオン信号S1の出力により三方ソレノイド弁
9が開かれ、負圧通路8が連通され、ダイヤフラ
ム装置7の負圧室7bにバキユームポンプ10よ
り負圧が導入され、ダイヤフラム7aを偏位さ
せ、それによつてリンク機構6を介して排気シヤ
ツター弁5が閉作動され、1秒〜10秒の間排気シ
ヤツター弁5が閉位置に保持される(第1図参
照)。
この排気シヤツター弁5が閉位置にある短時間
の間に、排気ガスの温度を上昇させて排気温度を
所望の温度(500℃以上)にまで上昇させ、それ
によつてフイルタ手段4内に捕集蓄積されていた
有害粒子が速やかに強制的に燃焼される。ここ
で、排気温度が上昇するのは、排気シヤツター弁
5の閉作動により、排気圧が上昇して断熱変化を
起こし、排気ガスの温度が上昇するのに加えて、
エンジンの燃焼室に排気ガスが還流し、それによ
つて排気ガス全体の温度が上昇されることに主因
があると考えられる。
タイマー手段14の設定時間は、燃費、運転性
等の問題から短かい程好ましく、これには排気シ
ヤツター弁5の絞り量を大きくするとよいもので
ある。
上記有害粒子の燃焼後、タイマー手段14の作
動が終了し、オン信号S1が停止されるので、排気
シヤツター弁5が開き、開位置になる。
これにより、有害粒子によるフイルタ手段4の
目詰りが解消され、排気圧が低下するので、燃費
の悪化、出力の低下が抑制される。
また、フイルタ手段4の上流側の排気圧が設定
値を越えた場合においても、軽負荷、高負荷状態
にあるときは、前述の理由により、排気シヤツタ
ー弁5は閉作動を起こさない。
本発明は、上記のように、フイルタ手段下流側
の排気通路に排気シヤツター弁を設け、該フイル
タ手段が目詰りを起こしたときに、前記排気シヤ
ツター弁を短時間閉じ、排気温度を上昇させ、フ
イルタ手段に捕集蓄積している有害粒子を燃焼す
るようにしたため、フイルタ手段を設けても、燃
費の悪化、出力の低下をほとんど生じないという
実用上優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施態様を例示するもので、第
1図はデイーゼルエンジンの排気ガス還流装置の
全体構成図、第2図はフイルタ手段の入口温度T
をパラメータとして、エンジン回転数と平均有効
圧力との関係を示すグラフである。 1…デイーゼルエンジン、2…吸気通路、3…
排気通路、4…フイルタ手段、5…排気シヤツタ
ー弁、6…リンク機構、7…ダイヤフラム装置、
7a…ダイヤフラム、7b…負圧室、7c…大気
室、7d…コイルスプリング、8…負圧通路、9
…三方ソレノイド弁、9a…大気口、10…バキ
ユームポンプ、11…コントロールユニツト、1
2…圧力センサ、13…負荷センサ、14…タイ
マー手段、S1,S2,S3…信号。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 排気通路に排気ガス中のカーボン粒子等の有
    害粒子を捕集するフイルタ手段を介装したデイー
    ゼルエンジンの排気ガス浄化装置において、前記
    フイルタ手段の下流側の排気通路に排気シヤツタ
    ー弁を開閉自在に設ける一方、前記フイルタ手段
    の目詰まり状態を判別する目詰まり判別手段を設
    け、該目詰まり判別手段を排気シヤツター弁の制
    御手段に連係せしめ、該制御手段により、前記目
    詰まり判別手段にてフイルタ手段が目詰まり状態
    と判別されたとき、前記排気シヤツター弁を所定
    時間閉作動させて排気通路を絞ることを特徴とす
    るデイーゼルエンジンの排気ガス浄化装置。 2 制御手段は、排気シヤツター弁を閉位置に保
    持する時間を設定するタイマー手段を有する特許
    請求の範囲第1項記載のデイーゼルエンジンの排
    気ガス浄化装置。 3 制御手段は、高負荷状態に負荷状態が変化す
    ると作動を停止する作動解除機構を具備する特許
    請求の範囲第2項記載のデイーゼルエンジンの排
    気ガス浄化装置。
JP14128980A 1980-10-09 1980-10-09 Exhaust gas purifier for diesel engine Granted JPS5765811A (en)

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