WO2012131875A1 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to an exhaust purification device for an internal combustion engine.
  • a burner consisting of a fuel supply unit and an ignition unit is provided upstream of the catalyst in the exhaust passage.
  • a technique for operating and warming up a downstream SCR catalyst by burning a burner is disclosed (see, for example, Patent Document 1).
  • the temperature raising part such as a catalyst warm-up burner is generally arranged on the upstream side of the exhaust gas purification part of the exhaust passage, and causes the heated exhaust gas to flow into the exhaust gas purification part such as the catalyst.
  • the heat distribution is not taken into account at the time of temperature rise, the temperature distribution in the piping, exhaust purification section, etc. becomes particularly large, especially in regions with a small amount of air, resulting in uneven thermal expansion. There is also a risk of damage.
  • the temperature of the catalyst is unevenly increased as the exhaust purification unit, the other part of the catalyst is still stagnant in the inactive temperature range even though a part of the catalyst has already reached the activation temperature range. Even in the same catalyst, a difference in purification rate due to a difference in bed temperature occurs depending on the part, which causes a problem that it becomes difficult to manage the purification rate of the catalyst.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a technique for uniformly raising the temperature of the exhaust purification unit by the temperature raising unit.
  • the present invention An exhaust purification unit disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine for purifying exhaust; A temperature raising unit that is disposed in the exhaust passage upstream of the exhaust purification unit and generates a flame by burning the supplied fuel; and A throttle valve that is disposed in the exhaust passage between the temperature raising unit and the exhaust purification unit, and is capable of changing a flow direction or amount of exhaust;
  • An exhaust emission control device for an internal combustion engine comprising:
  • examples of the exhaust purification unit include a NOx selective reduction catalyst (SCR catalyst), a NOx occlusion reduction catalyst, a catalyst such as a three-way catalyst, an oxidation catalyst, and a filter such as DPF.
  • SCR catalyst NOx selective reduction catalyst
  • NOx occlusion reduction catalyst a catalyst such as a three-way catalyst
  • oxidation catalyst a catalyst such as a three-way catalyst
  • DPF filter
  • the throttle valve can change the flow direction or amount of the exhaust gas whose temperature has been raised in the temperature raising portion. For this reason, considering the heat distribution (dispersibility) by the throttle valve, the exhaust gas whose temperature has been raised can be made to flow downstream. For example, the flow direction or amount of the exhaust gas is changed so that the exhaust gas is dispersed by varying the opening of the throttle valve, or more exhaust gas is flowed to the low temperature side, so that the heat distribution (dispersibility) becomes uniform. be able to. Therefore, even in a region where the amount of air is particularly small, the temperature distribution in the piping and the exhaust purification section is small, and damage due to uneven thermal expansion can be suppressed.
  • the temperature of the catalyst as the exhaust purification unit is also raised uniformly, other parts of the catalyst are still stagnant in the inactive temperature range even though part of the catalyst has already reached the activation temperature range, etc. Even in the same catalyst, since the difference in the purification rate due to the difference in the bed temperature is suppressed depending on the portion, the management of the catalyst purification rate becomes easy.
  • the temperature of the exhaust purification unit can be uniformly raised by the temperature raising unit.
  • the throttle valve may block a flame generated in the temperature raising part.
  • the flame generated in the temperature raising section reaches the exhaust purification section as it is, there is a risk of causing thermal degradation such as sintering of the noble metal supported on the catalyst as the exhaust purification section.
  • the exhaust purification unit is provided with a DPF, the PM or SOF deposited on the DPF is burned by the flame from the temperature raising unit, so that there is a possibility that the temperature of the DPF increases rapidly and thermal degradation occurs.
  • the flame generated in the temperature raising portion due to the increase in the heat mass of the throttle valve or the increase in the back pressure is blocked by the throttle valve, the flame tip near the throttle valve is extinguished, and the flame does not reach the exhaust purification section.
  • the combustion space in which the temperature raising portion is combusted is provided in the exhaust passage, it is not necessary to provide the entire temperature raising portion itself in the combustion region, and the temperature raising portion can be downsized. it can.
  • the exhaust passage upstream of the throttle valve further includes an addition section for adding an additive to be supplied to the exhaust purification section.
  • the additive includes an oxidizer and a reductant supplied to the exhaust gas purification unit, or a fuel for an internal combustion engine.
  • the additive added in the addition section can collide with the throttle valve. Since the throttle valve functions as a dispersion plate, the dispersibility of the additive colliding with the throttle valve can be improved. Further, even when the solid material of the additive is deposited and deposited on the throttle valve, the solid material can be dissolved and removed by the temperature rise in the temperature raising portion.
  • the temperature of the exhaust purification unit can be raised uniformly by the temperature raising unit.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an internal combustion engine according to Embodiment 1 of the present invention. It is a figure which shows the throttle valve which concerns on Example 1.
  • FIG. It is a figure which shows the temperature increase promotion mode which concerns on Example 1.
  • FIG. It is a figure which shows the throttle valve which concerns on the modification 2.
  • FIG. It is a figure which shows the throttle valve which concerns on the modification 3.
  • FIG. It is a figure which shows the throttle valve which concerns on the modification 4.
  • FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating a schematic configuration of an internal combustion engine according to a second embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a schematic configuration of an internal combustion engine according to a third embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a schematic configuration of an internal combustion engine according to a fourth embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an internal combustion engine 1 to which an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention is applied.
  • the internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is a four-stroke cycle diesel engine.
  • the internal combustion engine 1 is not limited to a diesel engine, and may be another engine such as a gasoline engine.
  • the internal combustion engine 1 is connected to an exhaust passage 2 through which exhaust gas discharged to the atmosphere after combustion in the engine is circulated.
  • An exhaust temperature raising device 3 is provided in the exhaust passage 2.
  • the exhaust temperature raising device 3 is disposed in the exhaust passage 2 upstream of an exhaust purification catalyst 4 described later, and generates a flame to burn the supplied fuel.
  • the exhaust temperature raising device 3 corresponds to the temperature raising unit of the present invention.
  • An exhaust purification catalyst 4 is provided in the exhaust passage 2 downstream of the exhaust temperature raising device 3.
  • the exhaust temperature raising device 3 raises the temperature of the exhaust gas, and the exhaust gas heated to a high temperature flows into the exhaust purification catalyst 4.
  • the exhaust purification catalyst 4 is activated by raising the temperature of the exhaust gas flowing in, and exhibits its function.
  • Examples of the exhaust purification catalyst 4 include a NOx selective reduction catalyst (SCR catalyst), a NOx storage reduction catalyst, an oxidation catalyst, and a three-way catalyst.
  • the exhaust purification catalyst 4 corresponds to the exhaust purification section of the present invention.
  • a diesel particulate filter (DPF) that collects particulate matter (PM) in the exhaust is provided in the exhaust passage 2 downstream of the exhaust temperature raising device 3. Good.
  • the exhaust gas temperature raising device 3 raises the temperature of the exhaust gas, and the exhaust gas heated to a high temperature flows into the DPF.
  • the DPF forcibly oxidizes and removes PM collected by the DPF using high-temperature exhaust gas flowing in.
  • the DPF corresponds to the exhaust gas purification unit of the present invention.
  • the exhaust temperature raising device 3 does not constantly raise the temperature of the exhaust gas, but as described above, the timing for activating the exhaust purification catalyst 4 and the timing for forcibly removing the PM collected in the DPF. Then, raise the temperature of the exhaust.
  • the exhaust temperature raising device 3 provided in the exhaust passage upstream of the exhaust purification catalyst 4 includes an air supply device 5, a fuel supply valve 6, an ignition device 7, and a combustion chamber surrounding them from the upstream side in the exhaust flow direction. 8.
  • the air supply device 5 supplies air from the air pump 51 through the air supply passage 52 into the exhaust passage 2 (inside the combustion chamber 8), and increases the oxygen concentration of the exhaust gas in the combustion chamber 8.
  • the fuel supply valve 6 is provided in the exhaust passage 2 of the internal combustion engine 1 and supplies fuel in a fuel tank (not shown) into the exhaust passage 2 (inside the combustion chamber 8). The fuel supply valve 6 injects fuel from the injection hole according to a signal from the ECU 10.
  • the ignition device 7 is provided in the exhaust passage 2 of the internal combustion engine 1 and ignites (ignites) the fuel supplied from the fuel supply valve 6 in the combustion chamber 8.
  • the ignition device 7 for example, a device that generates a spark discharge such as a spark plug, or a device that includes an ignition part that glows when energized, such as a glow plug, is used.
  • the fuel ignited by the ignition device 7 generates a flame and burns.
  • the combustion chamber 8 has a cylindrical shape opened in the upstream and downstream sides disposed in the exhaust passage 2, and air from the air supply device 5 and fuel from the fuel supply valve 6 are supplied to the inside. It is made possible for the ignition device 7 to perform ignition in a state where is mixed.
  • the combustion chamber 8 is provided in the exhaust passage 2 so that the air from the air supply device 5 and the fuel from the fuel supply valve 6 are mixed without being excessively diffused in the entire exhaust passage 2. Further, the influence of the exhaust gas flowing in the exhaust passage 2 on the exhaust temperature raising device 3 is reduced. Thereby, the exhaust temperature raising device 3 can stably burn the fuel. Note that the flame from the exhaust temperature raising device 3 is generated by extending to the exhaust passage downstream of the combustion chamber 8. Further, the exhaust temperature raising device 3 is not limited to the above configuration. For example, the air may not be supplied, or the combustion chamber 8 may not be provided.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the throttle valve 9 according to the present embodiment.
  • the throttle valve 9 has a valve body 91 that covers the exhaust gas vertical section of the exhaust passage 2 and a valve shaft 92 that rotates the valve body 91, and controls the opening degree by a signal from the ECU 10. be able to.
  • the opening degree of the throttle valve 9 By controlling the opening degree of the throttle valve 9, the flow direction or amount of the exhaust gas heated by the exhaust gas temperature raising device 3 can be changed.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the throttle valve 9 according to the present embodiment.
  • the throttle valve 9 has a valve body 91 that covers the exhaust gas vertical section of the exhaust passage 2 and a valve shaft 92 that rotates the valve body 91, and controls the opening degree by a signal from the ECU 10. be able to.
  • the valve body 91 of the throttle valve 9 is formed with a plurality of holes 93 that allow the exhaust gas to flow downstream while blocking the flame emitted from the exhaust gas temperature raising device 3.
  • the hole diameters of the plurality of hole portions 93 are set so that the exhaust gas flows downstream while blocking the flame emitted from the exhaust gas temperature raising device 3.
  • the internal combustion engine 1 is provided with an ECU (Electronic Control Unit) 10 for controlling the internal combustion engine 1.
  • the ECU 10 is a unit that controls the operation state of the internal combustion engine 1 in accordance with the operation conditions of the internal combustion engine 1 and the request of the driver.
  • Various sensors such as a crank position sensor 11 and an accelerator position sensor 12 are connected to the ECU 10 via electric wiring, and output signals of these various sensors are input to the ECU 10.
  • an air supply device 5 a fuel supply valve 6, an ignition device 7, and a throttle valve 9 are connected to the ECU 10 through electrical wiring, and these devices are controlled by the ECU 10.
  • the ECU 10 supplies air from the air supply device 5 and injects fuel from the fuel supply valve 6 at a timing when the exhaust gas needs to be heated based on detection values of various sensors, and performs ignition by the ignition device 7. .
  • the floor temperature of the exhaust purification catalyst 4 is equal to or lower than a predetermined temperature and the exhaust purification catalyst 4 needs to be warmed up, it is determined that the temperature of exhaust gas needs to be raised.
  • the operation time of the internal combustion engine 1 has elapsed for a predetermined time and the forced oxidation removal of the particulate matter collected in the DPF is necessary, it is determined that the temperature of the exhaust gas needs to be raised.
  • the exhaust gas temperature raising device 3 is arranged upstream of the exhaust gas purification catalyst 4 and causes the heated exhaust gas to flow into the exhaust gas purification catalyst 4. If the heat distribution (dispersibility) is not taken into account when the temperature is increased, the temperature distribution in the piping, the exhaust purification catalyst 4 and the like becomes large, particularly in a region where the amount of air is small, due to uneven thermal expansion. There is also a risk of damage. Further, the temperature of the exhaust purification catalyst 4 is raised unevenly, so that even though a part of the exhaust purification catalyst 4 has already reached the activation temperature range, the other part of the exhaust purification catalyst 4 is still at the inactive temperature.
  • a throttle valve 9 is disposed between the exhaust temperature raising device 3 and the exhaust purification catalyst 4.
  • the throttle valve 9 can change the flow direction or amount of the exhaust gas heated by the exhaust gas temperature raising device 3. For this reason, considering the heat distribution (dispersibility) by the throttle valve 9, the exhaust gas whose temperature has been raised can flow downstream.
  • the flow direction or amount of the exhaust is changed so that the exhaust is dispersed by swinging the opening of the throttle valve 9 in various sizes, or more exhaust is allowed to flow on the low temperature side, so that the heat distribution (dispersibility) is uniform. can do.
  • the exhaust purification catalyst 4 can be uniformly heated by the exhaust temperature raising device 3.
  • the flame generated in the exhaust gas temperature raising device 3 due to the increase in the heat mass of the throttle valve 9 and the increase in the back pressure is blocked by the throttle valve 9 and the flame front in the vicinity of the throttle valve 9 is extinguished. Does not reach the exhaust purification catalyst 4. Therefore, it is possible to suppress thermal degradation such as sintering of the noble metal supported on the exhaust purification catalyst 4.
  • the exhaust purification unit is equipped with a DPF, it is avoided that PM and SOF accumulated in the DPF are burned by the flame from the temperature raising unit, and the temperature of the DPF is rapidly increased to suppress thermal deterioration. Can do.
  • FIG. 3 is a diagram showing a temperature increase promotion mode according to the present embodiment.
  • the flame emitted from the exhaust temperature raising device 3 may be guided downstream by the throttle valve 9. Thereby, it is possible to facilitate the flow of a flame into the exhaust purification catalyst 4 at a low temperature and to promote warm-up.
  • the throttle valve 9 shown in FIG. 1 is made of a porous material such as a sintered material. In this case, it is not necessary to provide a plurality of holes in the valve body. Since the material of the throttle valve 9 is a porous body, the exhaust can be circulated downstream while blocking the flame emitted from the exhaust temperature raising device 3.
  • FIG. 4 is a view showing a throttle valve 9 according to the second modification.
  • the throttle valve 9 according to the modified example 2 has a valve body 91 divided into six parts, and rotates two valve bodies 91 opposed to the left and right with a valve shaft 92 extending in the horizontal direction.
  • the remaining four valve bodies 91 are each provided with a valve shaft 92 extending from the circumferential surface of the exhaust passage 2 so that the exhaust passage 2 can be opened and closed for each portion.
  • FIG. 5 is a view showing a throttle valve 9 according to the third modification.
  • FIG. 5A shows a state in which the valve body 91 of the throttle valve 9 is contracted to a small size
  • FIG. 5B shows a state in which the valve body 91 of the throttle valve 9 is greatly expanded as a whole.
  • the throttle valve 9 according to the modified example 3 has a central valve shaft 92 that extends in the exhaust flow direction and is rotatable, and the main shaft shape has a width in the exhaust flow direction.
  • the valve body 91 is wound. By reducing or increasing the size of the mainspring-like valve body 91 as a center, the flow direction or amount of the exhaust gas can be changed while blocking the flame emitted from the exhaust gas temperature raising device 3.
  • FIG. 6 is a view showing a throttle valve 9 according to the fourth modification.
  • the throttle valve 9 according to the modified example 4 includes one fixed plate having four holes 94 and one valve body disposed on the back of the fixed plate. By rotating only the opening and closing, the flow direction or amount of the exhaust gas can be changed by opening and closing the four holes 94 with the valve body.
  • FIG. 7 is a view showing a throttle valve 9 according to the fifth modification.
  • the throttle valve 9 according to the modified example 5 four deformable plate members 95 spreading in a spiral shape can be rotated in the cross section of the exhaust passage. By rotating the central valve shaft 92, the four plate members 95 are rotated, and the flow direction of the exhaust gas is changed while blocking the flame emitted from the exhaust gas temperature raising device 3.
  • FIG. 8 is a diagram showing the internal combustion engine 1 according to the second embodiment of the present invention.
  • a combustion space 13 in which combustion of the exhaust temperature raising device 3 is performed is provided in the exhaust passage 2 between the exhaust temperature raising device 3 and the throttle valve 9.
  • the combustion space 13 is usually provided in a region where a flame exiting the exhaust temperature raising device 3 exists. Since other configurations are the same as those in the above embodiment, the description thereof is omitted.
  • the combustion space 13 in which the exhaust temperature raising device 3 is combusted is provided in the exhaust passage 2, it is not necessary to provide the entire region in which the combustion is performed in the exhaust temperature raising device 3 itself.
  • the temperature raising device 3 can be reduced in size.
  • FIG. 9 is a diagram showing an internal combustion engine 1 according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the exhaust passage upstream of the exhaust purification catalyst 4 is divided into two stages, and the exhaust temperature raising device 3 and the throttle valve 9 are arranged in one divided branch.
  • Nothing is arranged on the other shunt. Since other configurations are the same as those in the above embodiment, the description thereof is omitted.
  • the flame emitted from the exhaust temperature raising device 3 is not only blocked by the throttle valve 9, but also exhaust gas flows into the other shunt and a reverse flow occurs in the one shunt. Try to sneak into the other shunt. As a result, the distance between the flame and the exhaust purification catalyst 4 can be increased, and the flame front does not reach the exhaust purification catalyst 4.
  • FIG. 10 is a view showing an internal combustion engine 1 according to Embodiment 4 of the present invention.
  • an addition valve 14 for adding an additive to be supplied to the exhaust purification catalyst 4 is arranged in the exhaust temperature raising device 3. Since other configurations are the same as those in the above embodiment, the description thereof is omitted.
  • an addition valve 14 is arranged in the exhaust gas temperature raising device 3.
  • the addition valve 14 corresponds to the addition portion of the present invention.
  • An additive to be supplied to the exhaust purification catalyst 4 is added from the addition valve 14.
  • the addition valve 14 is arranged in the exhaust temperature raising device 3.
  • the addition valve 14 is disposed in the exhaust passage 2 upstream of the throttle valve 9 in the exhaust purification catalyst 4. Additives to be supplied to may be added. Therefore, for example, the addition valve 14 may add an additive toward the flame that is emitted from the exhaust temperature raising device 3.
  • the addition valve 14 may add an additive from the exhaust passage 2 upstream of the exhaust temperature raising device 3.
  • the addition valve 14 may add an additive such that the additive adheres to the throttle valve 9.
  • the additive added by the addition valve 14 can collide with the throttle valve 9. Since the throttle valve 9 functions as a dispersion plate, the dispersibility of the additive colliding with the throttle valve 9 can be improved. Further, even when the additive solid substance is deposited and deposited on the throttle valve 9, the solid substance can be dissolved and removed by the temperature rise in the exhaust gas temperature raising device 3. For example, when the additive is urea water, cyanuric acid derived from urea adheres to the addition region as a solid substance, but cyanuric acid is removed with low fuel consumption by raising the temperature with the exhaust gas temperature raising device 3. be able to.
  • the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the gist of the present invention.

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Abstract

　本発明は、昇温部で排気浄化部を均一に昇温させる技術を提供することを目的とする。本発明では、内燃機関の排気通路に配置され、排気を浄化する排気浄化部と、排気浄化部よりも上流の排気通路に配置され、供給された燃料を火炎を発生させて燃焼させる昇温部と、昇温部と排気浄化部との間の排気通路に配置され、排気の流通方向又は量を変更可能な絞り弁と、を備える。また、絞り弁は、昇温部で発生した火炎を遮る。これにより、昇温部で排気浄化部を均一に昇温させることができる。

Description

内燃機関の排気浄化装置
　本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。
　内燃機関の冷間始動時等、ＮＯｘ選択還元触媒（ＳＣＲ触媒）の早期活性化のため、排気通路の触媒上流側に燃料供給部と着火部とからなるバーナを設け、冷間始動時にはバーナを作動させて、バーナの燃焼により下流のＳＣＲ触媒を暖機する技術が開示されている（例えば特許文献１参照）。
特開２００９－０６８４２４号公報 特開２００２－１４７２１８号公報
　触媒暖機用バーナ等の昇温部は、一般に、排気通路の排気浄化部上流側に配置され、昇温された排気を触媒等の排気浄化部に流入させる。しかし、昇温の際に、熱分布（分散性）を考慮していないため、特に空気量の少ない領域では、配管や排気浄化部等における温度分布の偏りが大きくなり、不均一な熱膨張による破損のおそれもある。また、排気浄化部として触媒が不均一に昇温されることにより、触媒の一部が既に活性化温度域に達するにもかかわらず、触媒の他の部分が未だ非活性温度域に停滞する等、同じ触媒においても部分によって床温の違いによる浄化率の違いが生じるため、触媒の浄化率の管理が困難になるといった問題も生じる。
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、昇温部で排気浄化部を均一に昇温させる技術を提供することを目的とする。
　本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、本発明は、
　内燃機関の排気通路に配置され、排気を浄化する排気浄化部と、
　前記排気浄化部よりも上流の前記排気通路に配置され、供給された燃料を火炎を発生させて燃焼させる昇温部と、
　前記昇温部と前記排気浄化部との間の前記排気通路に配置され、排気の流通方向又は量を変更可能な絞り弁と、
を備えた内燃機関の排気浄化装置である。
　ここで、排気浄化部としては、ＮＯｘ選択還元触媒（ＳＣＲ触媒）、ＮＯｘ吸蔵還元触媒、三元触媒、酸化触媒等の触媒や、ＤＰＦ等のフィルタが挙げられる。
　本発明によると、絞り弁は、昇温部で昇温された排気の流通方向又は量を変更可能である。このため、絞り弁で熱分布（分散性）を考慮して、昇温された排気を下流へ流すことができる。例えば、絞り弁の開度を大小様々に振って排気を分散させたり低温側により多くの排気を流したりするように排気の流通方向又は量を変更し、熱分布（分散性）を均一にすることができる。よって、特に空気量の少ない領域であっても、配管や排気浄化部等における温度分布の偏りは小さく、不均一な熱膨張による破損を抑制することができる。また、排気浄化部としての触媒も均一に昇温されるので、触媒の一部が既に活性化温度域に達するにもかかわらず、触媒の他の部分が未だ非活性温度域に停滞する等、同じ触媒においても部分によって床温の違いによる浄化率の違いが生じることが抑制されるため、触媒の浄化率の管理が容易になる。このように、本発明によると、昇温部で排気浄化部を均一に昇温させることができる。
　前記絞り弁は、前記昇温部で発生した火炎を遮るとよい。
　昇温部で発生する火炎がそのまま排気浄化部に到達すると、例えば排気浄化部としての触媒に担持された貴金属がシンタリングしてしまう等の熱劣化を生じるおそれがある。また、排気浄化部にＤＰＦを備える場合、ＤＰＦに堆積したＰＭやＳＯＦが昇温部からの火炎により燃焼せしめられることにより、ＤＰＦの温度が急上昇して熱劣化が生じるおそれがある。本発明によると、絞り弁のヒートマスの増加や背圧上昇により昇温部で発生した火炎が絞り弁で遮られると共に絞り弁の近傍の火炎先端が消炎され、火炎は排気浄化部に到達しない。したがって、排気浄化部としての触媒に担持された貴金属がシンタリングしてしまう等の熱劣化が生じることを抑制することができる。また、排気浄化部にＤＰＦを備える場合、ＤＰＦに堆積したＰＭやＳＯＦが昇温部からの火炎により燃焼せしめられることが回避され、ＤＰＦの温度が急上昇して熱劣化が生じることを抑制することができる。
　前記昇温部と前記絞り弁との間の前記排気通路に、前記昇温部の燃焼が行われる燃焼空間を設けるとよい。
　本発明によると、排気通路に昇温部の燃焼が行われる燃焼空間を設けているので、昇温部自体に燃焼が行われる全領域を設ける必要が無くなり、昇温部を小型化することができる。
　前記絞り弁よりも上流の前記排気通路に、前記排気浄化部へ供給する添加剤を添加する添加部を更に備えるとよい。
　ここで、添加剤とは、排気浄化部に供給される酸化剤や還元剤、或いは内燃機関の燃料等がある。
　本発明によると、添加部で添加した添加剤を絞り弁に衝突させることができる。絞り弁は、分散板として機能することから、絞り弁に衝突した添加剤の分散性を向上することができる。また、絞り弁に添加剤の固体物質が析出して堆積した場合にも、昇温部での昇温でこの固体物質を溶解させて除去することができる。
　本発明によれば、昇温部で排気浄化部を均一に昇温させることができる。
本発明の実施例１に係る内燃機関の概略構成を示す図である。 実施例１に係る絞り弁を示す図である。 実施例１に係る昇温促進モードを示す図である。 変形例２に係る絞り弁を示す図である。 変形例３に係る絞り弁を示す図である。 変形例４に係る絞り弁を示す図である。 変形例５に係る絞り弁を示す図である。 実施例２に係る内燃機関の概略構成を示す図である。 実施例３に係る内燃機関の概略構成を示す図である。 実施例４に係る内燃機関の概略構成を示す図である。
　以下に本発明の具体的な実施例を説明する。
　＜実施例１＞
　図１は、本発明の実施例１に係る内燃機関の排気浄化装置が適用される内燃機関１の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、４ストロークサイクル・ディーゼルエンジンである。なお、内燃機関１は、ディーゼルエンジンに限らず、ガソリンエンジン等の他のエンジンであってもよい。
　内燃機関１には、当該機関で燃焼後に大気へ排出される排気を流通させる排気通路２が接続されている。排気通路２には、排気昇温装置３が設けられる。排気昇温装置３は、後述する排気浄化触媒４よりも上流の排気通路２に配置され、供給された燃料を火炎を発生させて燃焼させる。排気昇温装置３が、本発明の昇温部に対応する。
　排気昇温装置３よりも下流の排気通路２には、排気浄化触媒４が設けられる。排気昇温装置３は排気を昇温し、昇温されて高温となった排気が排気浄化触媒４へ流入する。排気浄化触媒４は流入する高温の排気を用いて昇温活性化され、その機能を発揮するようになる。排気浄化触媒４としては、ＮＯｘ選択還元触媒（ＳＣＲ触媒）、ＮＯｘ吸蔵還元触媒、酸化触媒、三元触媒等が挙げられる。排気浄化触媒４が、本発明の排気浄化部に対応する。
　なお、排気浄化触媒４の代わりに、排気昇温装置３よりも下流の排気通路２には、排気中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）が設けられてもよい。この場合には、排気昇温装置３は排気を昇温し、昇温されて高温となった排気がＤＰＦへ流入する。ＤＰＦは流入する高温の排気を用いてＤＰＦに捕集されたＰＭを強制的に酸化除去する。ＤＰＦが、本発明の排気浄化部に対応する。
　なお、排気昇温装置３は、常時排気を昇温するものではなく、上記のように、排気浄化触媒４を活性化させるタイミングや、ＤＰＦに捕集されたＰＭを強制的に酸化除去するタイミングで、排気を昇温する。
　排気浄化触媒４よりも上流の排気通路に設けられた排気昇温装置３は、排気流れ方向上流側から、空気供給装置５と、燃料供給弁６と、着火装置７と、それらを取り囲む燃焼室８と、を備える。空気供給装置５は、空気ポンプ５１から空気供給通路５２を介して排気通路２内（燃焼室８内）に空気を供給し、燃焼室８内の排気の酸素濃度を上昇させる。燃料供給弁６は、内燃機関１の排気通路２に設けられ、排気通路２内（燃焼室８内）に不図示の燃料タンクの燃料を供給する。燃料供給弁６は、ＥＣＵ１０からの信号により噴射孔から燃料を噴射する。着火装置７は、内燃機関１の排気通路２に設けられ、燃焼室８内の燃料供給弁６から供給された燃料に着火（点火）する。着火装置７は、例えばスパークプラグのような火花放電を発生させる装置や、グロープラグのような通電して赤熱する着火部を備える装置等が用いられる。着火装置７で着火された燃料は、火炎を発生させて燃焼する。燃焼室８は、排気通路２内に配置された上流側及び下流側が開口した筒状であり、空気供給装置５からの空気と、燃料供給弁６からの燃料と、が内部に供給され、これらが混合された状態で着火装置７が着火を行えるようにする。燃焼室８は、排気通路２内部に設けられることで、空気供給装置５からの空気や燃料供給弁６からの燃料が排気通路２内全体に拡散し過ぎず混合されるようにする。また排気昇温装置３に対する排気通路２内を流通する排気の影響を少なくするようにする。これにより、排気昇温装置３は安定的に燃料を燃焼させることができる。なお、排気昇温装置３からの火炎は、燃焼室８よりも下流の排気通路へ延びて発生する。また、排気昇温装置３は、上記構成に限られない。例えば、空気を供給しないものでもよいし、燃焼室８を備えないものでもよい。
　排気昇温装置３と排気浄化触媒４との間の排気通路には、排気の流通方向又は量を変更可能な絞り弁９が配置される。図２は、本実施例に係る絞り弁９を示す図である。図２に示すように絞り弁９は、排気通路２の排気流れ垂直断面を覆う弁体９１と、弁体９１を回動させる弁軸９２とを有し、ＥＣＵ１０の信号により開度を制御することができる。絞り弁９の開度を制御することにより、排気昇温装置３で昇温された排気の流通方向又は量を変更することができる。また、図２に示すように絞り弁９の弁体９１には、排気昇温装置３から出た火炎を遮りつつ排気を下流へ流通させる複数の孔部９３が形成されている。複数の孔部９３の孔径は、排気昇温装置３から出た火炎を遮りつつ排気を下流へ流通させるように設定される。
　内燃機関１には、内燃機関１を制御するためのＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０が併設されている。ＥＣＵ１０は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御するユニットである。ＥＣＵ１０には、クランクポジションセンサ１１、アクセルポジションセンサ１２等の各種センサが電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号がＥＣＵ１０に入力されるようになっている。一方、ＥＣＵ１０には、空気供給装置５、燃料供給弁６、着火装置７及び絞り弁９が電気配線を介して接続されており、ＥＣＵ１０によりこれらの機器が制御される。そして、ＥＣＵ１０は、各種センサの検出値に基づき、排気の昇温が必要なタイミングで、空気供給装置５から空気を供給すると共に燃料供給弁６から燃料を噴射し、着火装置７で着火を行う。例えば、排気浄化触媒４の床温が所定温度以下であり、排気浄化触媒４の暖機が必要な場合に、排気の昇温が必要なタイミングと判断する。また、内燃機関１の運転時間が所定時間経過し、ＤＰＦに捕集された粒子状物質の強制的な酸化除去が必要な場合に、排気の昇温が必要なタイミングと判断する。
　ところで、排気昇温装置３は、排気浄化触媒４の上流側に配置され、昇温された排気を排気浄化触媒４に流入させる。ここで昇温の際に、熱分布（分散性）を考慮しなければ、特に空気量の少ない領域では、配管や排気浄化触媒４等における温度分布の偏りが大きくなり、不均一な熱膨張による破損のおそれもある。また、排気浄化触媒４が不均一に昇温されることにより、排気浄化触媒４の一部が既に活性化温度域に達するにもかかわらず、排気浄化触媒４の他の部分が未だ非活性温度域に停滞する等、同じ排気浄化触媒４においても部分によって床温の違いによる浄化率の違いが生じるため、排気浄化触媒４の浄化率の管理が困難になるといった問題も生じる。また、排気昇温装置３で発生する火炎がそのまま排気浄化触媒４に到達すると、例えば排気浄化触媒４に担持された貴金属がシンタリングしてしまう等の熱劣化を生じるおそれがある。また、排気浄化部にＤＰＦを備える場合、ＤＰＦに堆積したＰＭやＳＯＦが昇温部からの火炎により燃焼せしめられることにより、ＤＰＦの温度が急上昇して熱劣化が生じるおそれがある。
　そこで、本実施例では、排気昇温装置３と排気浄化触媒４との間に絞り弁９を配置した。本実施例によると、絞り弁９は、排気昇温装置３で昇温された排気の流通方向又は量を変更可能である。このため、絞り弁９で熱分布（分散性）を考慮して、昇温された排気を下流へ流すことができる。例えば、絞り弁９の開度を大小様々に振って排気を分散させたり低温側により多くの排気を流したりするように排気の流通方向又は量を変更し、熱分布（分散性）を均一にすることができる。よって、特に空気量の少ない領域であっても、配管や排気浄化触媒４等における温度分布の偏りは小さく、不均一な熱膨張による破損を抑制することができる。また、排気浄化触媒４も均一に昇温されるので、排気浄化触媒４の一部が既に活性化温度域に達するにもかかわらず、排気浄化触媒４の他の部分が未だ非活性温度域に停滞する等、同じ排気浄化触媒４においても部分によって床温の違いによる浄化率の違いが生じることが抑制されるため、排気浄化触媒４の浄化率の管理が容易になる。このように、本実施例によると、排気昇温装置３で排気浄化触媒４を均一に昇温させることができる。また、本実施例によると、絞り弁９のヒートマスの増加や背圧上昇により排気昇温装置３で発生した火炎が絞り弁９で遮られると共に絞り弁９の近傍の火炎先端が消炎され、火炎は排気浄化触媒４に到達しない。したがって、排気浄化触媒４に担持された貴金属がシンタリングしてしまう等の熱劣化が生じることを抑制することができる。また、排気浄化部にＤＰＦを備える場合、ＤＰＦに堆積したＰＭやＳＯＦが昇温部からの火炎により燃焼せしめられることが回避され、ＤＰＦの温度が急上昇して熱劣化が生じることを抑制することができる。
　図３は、本実施例に係る昇温促進モードを示す図である。図３に示すように本実施例では、排気昇温装置３から出る火炎を絞り弁９で下流へガイドしてもよい。これにより、低温時に排気浄化触媒４へ火炎を流れ込み易くし、暖機を促進することもできる。
　＜変形例＞
　以下に本実施例に係る絞り弁の変形例を示す。以下ではその特徴部分だけを説明する。
　（変形例１）
　変形例１では、図１に示す絞り弁９の材質を焼結材のような多孔体で形成するものである。この場合には、弁体に複数の孔部を設けなくてもよい。絞り弁９の材質が多孔体であるので、排気昇温装置３から出た火炎を遮りつつ排気を下流へ流通させることができる。
　（変形例２）
　図４は、変形例２に係る絞り弁９を示す図である。図４に示すように変形例２に係る絞り弁９は、６つに分割された弁体９１を有し、水平方向に延びる弁軸９２で左右に対向配置される２つの弁体９１を回動可能とし、残りの４つの弁体９１には夫々排気通路２周面から延びる弁軸９２を設けており、排気通路２を部分毎に開閉することができる。
　（変形例３）
　図５は、変形例３に係る絞り弁９を示す図である。図５Ａは絞り弁９の弁体９１を中心に小さく縮めた様子を示し、図５Ｂは絞り弁９の弁体９１を全体に大きく広げた様子を示す。図５に示すように変形例３に係る絞り弁９は、排気流れ方向に延びて回転可能な中心の弁軸９２を有し、この弁軸９２に、排気流れ方向に幅を有するぜんまい状の弁体９１が巻き回されている。このぜんまい状の弁体９１を中心に小さくしたり、広げて大きくしたりすることで、排気昇温装置３から出た火炎を遮りつつ排気の流通方向又は量を変更することができる。
　（変形例４）
　図６は、変形例４に係る絞り弁９を示す図である。図６に示すように変形例４に係る絞り弁９は、４つの孔部９４を有する１枚の固定板と、固定板の裏に配置される１枚の弁体とを有し、弁体だけを回動させることで、弁体で４つの孔部９４を開閉することで、排気の流通方向又は量を変更することができる。
　（変形例５）
　図７は、変形例５に係る絞り弁９を示す図である。図７に示すように変形例５に係る絞り弁９は、らせん状に広がる４枚の変形可能な板材９５が排気通路断面で回転可能となっている。中心の弁軸９２を回転させることで４枚の板材９５が回転し、排気昇温装置３から出た火炎を遮りつつ排気の流通方向を変更する。
　＜実施例２＞
　図８は、本発明の実施例２に係る内燃機関１を示す図である。図８に示す内燃機関１では、排気昇温装置３と絞り弁９との間の排気通路２に、排気昇温装置３の燃焼が行われる燃焼空間１３を設ける。燃焼空間１３は、図８に示すように、通常、排気昇温装置３から出る火炎が存在する領域内に設けられる。その他の構成は上記実施例と同様であるので、説明を省略する。
　本実施例によると、排気通路２に、排気昇温装置３の燃焼が行われる燃焼空間１３を設けているので、排気昇温装置３自体に燃焼が行われる全領域を設ける必要が無くなり、排気昇温装置３を小型化することができる。
　＜実施例３＞
　図９は、本発明の実施例３に係る内燃機関１を示す図である。図９に示す内燃機関１では、排気浄化触媒４よりも上流の排気通路を２段に分け、分けた一方側の分路に排気昇温装置３と絞り弁９とを配置する。他方側の分路には、何も配置されていない。その他の構成は上記実施例と同様であるので、説明を省略する。
　本実施例によると、排気昇温装置３から出た火炎は、絞り弁９で遮られるだけでなく、他方側の分路に排気が流入して一方側の分路で逆流が発生することにより他方側の分路へ回り込もうとする。これにより、火炎と排気浄化触媒４との距離が稼げ、火炎先端が排気浄化触媒４に到達することがない。
　＜実施例４＞
　図１０は、本発明の実施例４に係る内燃機関１を示す図である。図１０に示す内燃機関１では、排気昇温装置３内に排気浄化触媒４へ供給する添加剤を添加する添加弁１４を配置したものである。その他の構成は上記実施例と同様であるので、説明を省略する。
　図１０に示すように排気昇温装置３内に添加弁１４を配置する。添加弁１４が、本発明の添加部に対応する。添加弁１４からは排気浄化触媒４へ供給する添加剤が添加される。添加剤としては、排気浄化触媒４に作用する還元剤や酸化剤等が挙げられる。なお、本実施例では、排気昇温装置３内に添加弁１４を配置するとしているが、本発明としては、添加弁１４は、絞り弁９よりも上流の排気通路２に、排気浄化触媒４へ供給する添加剤を添加すればよい。よって、例えば、添加弁１４は、排気昇温装置３から出る火炎に向けて添加剤を添加してもよい。添加弁１４は、排気昇温装置３よりも上流の排気通路２から添加剤を添加してもよい。添加弁１４は、絞り弁９に添加剤を付着させるように添加剤を添加してもよい。
　本実施例によると、添加弁１４で添加した添加剤を絞り弁９に衝突させることができる。絞り弁９は、分散板として機能することから、絞り弁９に衝突した添加剤の分散性を向上することができる。また、絞り弁９に添加剤の固体物質が析出して堆積した場合にも、排気昇温装置３での昇温でこの固体物質を溶解させて除去することができる。例えば、添加剤が尿素水である場合には、固体物質として尿素由来のシアヌル酸が添加領域に付着するが、排気昇温装置３で昇温することにより、少ない燃料消費でシアヌル酸を除去することができる。これにより、シアヌル酸付着による分散性の悪化に起因した排気浄化触媒４の浄化率の低下や排気浄化触媒４からＮＨ３が流出するＮＨ３スリップの発生を抑制することができる。
　＜その他＞
　本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもよい。
１     内燃機関
２     排気通路
３     排気昇温装置
４     排気浄化触媒
５     空気供給装置
６     燃料供給弁
７     着火装置
８     燃焼室
９     絞り弁
１０   ＥＣＵ
１１   クランクポジションセンサ
１２   アクセルポジションセンサ
１３   燃焼空間
１４   添加弁
５１   空気ポンプ
５２   空気供給通路
９１   弁体
９２   弁軸
９３   孔部
９４   孔部
９５   板材

Claims (4)

  1. 　内燃機関の排気通路に配置され、排気を浄化する排気浄化部と、
    　前記排気浄化部よりも上流の前記排気通路に配置され、供給された燃料を火炎を発生させて燃焼させる昇温部と、
    　前記昇温部と前記排気浄化部との間の前記排気通路に配置され、排気の流通方向又は量を変更可能な絞り弁と、
    を備えた内燃機関の排気浄化装置。
  2. 　前記絞り弁は、前記昇温部で発生した火炎を遮る請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
  3. 　前記昇温部と前記絞り弁との間の前記排気通路に、前記昇温部の燃焼が行われる燃焼空間を設けた請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
  4. 　前記絞り弁よりも上流の前記排気通路に、前記排気浄化部へ供給する添加剤を添加する添加部を更に備えた請求項１～３のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60184917A (ja) * 1984-03-02 1985-09-20 Hitachi Ltd デイ−ゼルパテイキユレ−ト低減装置
JPH0137136Y2 (ja) * 1983-06-20 1989-11-09
JP2010156277A (ja) * 2008-12-26 2010-07-15 Isuzu Motors Ltd 排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0137136Y2 (ja) * 1983-06-20 1989-11-09
JPS60184917A (ja) * 1984-03-02 1985-09-20 Hitachi Ltd デイ−ゼルパテイキユレ−ト低減装置
JP2010156277A (ja) * 2008-12-26 2010-07-15 Isuzu Motors Ltd 排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システム

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