JP7017479B2 - engine - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンに関し、詳しくは、触媒の活性化が促進されるエンジンに関する。 The present invention relates to an engine, and more particularly to an engine in which catalyst activation is promoted.
従来、排気マニホルドと、排気マニホルドのマニホルド出口から導出された排気導出経路と、排気導出経路に設けられた触媒ケースと、触媒ケースに収容された触媒を備えたエンジンがある (例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, there are an engine equipped with an exhaust manifold, an exhaust lead-out path derived from the manifold outlet of the exhaust manifold, a catalyst case provided in the exhaust lead-out path, and a catalyst housed in the catalyst case (for example, Patent Document 1). reference).
《問題点》 触媒が活性化しにくい。
特許文献1のエンジンでは、触媒が燃焼室から遠い位置にあり、燃焼室から流出した排気の温度が触媒に到達するまでに低下し、触媒が活性化しにくい。
<< Problem >> The catalyst is difficult to activate.
In the engine of
本発明の課題は、触媒の活性化が促進されるエンジンを提供することにある。 An object of the present invention is to provide an engine in which activation of a catalyst is promoted.
本発明では、排気ポートと、排気ポート内に配置された触媒を備え、触媒は、その中心軸線方向の厚さ寸法が径方向の寸法よりも短い薄型に形成され、触媒の排気下流に設けられた排気絞装置を備え、EGRクーラと、エンジン本体を水冷するメイン水路からそれぞれ個別に分岐された一対のバイパス水路を備え、排気絞装置とEGRクーラは、一対のバイパス水路にそれぞれ個別に接続されている。
また、触媒と排気絞装置の間に配置された排気温度センサと、排気温度センサと排気絞装置を連携させる制御装置を備え、制御装置は、排気温度センサで検出された排気の温度に基づいて、排気絞装置の開度を調節するように構成されている。
触媒は、その中心軸線と平行な向きに見て、円形に形成されていることが望ましい。
In the present invention, an exhaust port and a catalyst arranged in the exhaust port are provided, and the catalyst is formed to be thin and has a thickness dimension in the central axis direction shorter than a radial dimension, and is provided downstream of the exhaust gas of the catalyst. It is equipped with an exhaust gas recirculation device, an EGR cooler, and a pair of bypass water channels that are individually branched from the main water channel that cools the engine body. The exhaust gas recirculation device and the EGR cooler are individually connected to the pair of bypass water channels. ing.
In addition, an exhaust temperature sensor arranged between the catalyst and the exhaust throttle device and a control device for linking the exhaust temperature sensor and the exhaust throttle device are provided, and the control device is based on the exhaust temperature detected by the exhaust temperature sensor. , It is configured to adjust the opening degree of the exhaust throttle device.
It is desirable that the catalyst is formed in a circular shape when viewed in a direction parallel to its central axis.
本発明は、次の効果を奏する。
触媒が燃焼室から近い排気ポート内に配置され、燃焼室から流出した排気の温度が触媒に到達するまでに低下しにくく、触媒の活性化が促進される。
また、薄型の触媒は体積が小さく、昇温による触媒の活性化が促進される。
また、薄型の触媒は、通路断面積の狭い排気ポート内に配置されているにも拘わらず、排気の通過抵抗が小さく、背圧の上昇が抑制される。
排気絞装置の絞りによる背圧の上昇で、排気の温度が上昇し、触媒の温度が上昇し、触媒の排気入口に付着する未燃付着物の焼却や触媒の活性化が促進される。
排気絞装置とEGRクーラがそれぞれ個別に接続された一対のバイパス水路の各水路抵抗は小さく、排気絞装置へのバイパス冷却水の供給量が多く、排気絞装置の温度が下がり、排気絞装置の熱劣化が抑制される。
一対のバイパス水路の各水路抵抗は小さく、EGRクーラへのバイパス冷却水の供給量が多くなり、EGRガスの温度が下がり、EGRガスの密度が高まり、EGR率が高まる。
また、排気絞装置の上流側の排気の温度を直接に検出する排気温度センサにより、排気絞装置の上流側の排気の温度の上昇を速やかに検出することができ、排気絞装置の開度の制御遅れが起こりにくく、排気の温度が上がり過ぎず、排気絞装置の熱劣化が抑制される。
The present invention has the following effects.
The catalyst is arranged in the exhaust port near the combustion chamber, and the temperature of the exhaust discharged from the combustion chamber does not easily decrease by the time it reaches the catalyst, and the activation of the catalyst is promoted.
In addition, the thin catalyst has a small volume, and activation of the catalyst by raising the temperature is promoted.
Further, although the thin catalyst is arranged in the exhaust port having a narrow passage cross-sectional area, the passage resistance of the exhaust is small and the increase in the back pressure is suppressed.
The increase in back pressure due to the throttle of the exhaust throttle device raises the temperature of the exhaust gas, the temperature of the catalyst, and promotes the incineration of unburned deposits adhering to the exhaust inlet of the catalyst and the activation of the catalyst.
The resistance of each of the pair of bypass channels to which the exhaust throttle device and the EGR cooler are individually connected is small, the amount of bypass cooling water supplied to the exhaust throttle device is large, the temperature of the exhaust throttle device drops, and the exhaust throttle device Thermal deterioration is suppressed.
The resistance of each channel of the pair of bypass channels is small, the amount of bypass cooling water supplied to the EGR cooler increases, the temperature of the EGR gas decreases, the density of the EGR gas increases, and the EGR rate increases.
In addition, the exhaust temperature sensor that directly detects the temperature of the exhaust on the upstream side of the exhaust throttle device can quickly detect the rise in the temperature of the exhaust on the upstream side of the exhaust throttle device, and the opening degree of the exhaust throttle device can be increased. Control delay is unlikely to occur, the exhaust temperature does not rise too much, and thermal deterioration of the exhaust throttle device is suppressed.
図1~図5は発明の第1実施形態に係るエンジンを説明する図、図6は本発明の第2実施形態に係るエンジンを説明する図である。
各実施形態では、いずれも立形の水冷直列多気筒ディーゼルエンジンが用いられている。
1 to 5 are diagrams for explaining the engine according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram for explaining the engine according to the second embodiment of the present invention.
In each embodiment, a vertical water-cooled in-line multi-cylinder diesel engine is used.
本発明の第1実施形態に係るエンジンについて説明する。
図1に示すように、このエンジンは、シリンダブロック(20a)と、シリンダブロック(20a)の上部に取り付けられたシリンダヘッド(20b)を備えている。クランク軸(14)の架設方向を前後方向、その一方を前、他方を後として、シリンダブロック(20a)の前部に、冷却水ポンプ(25)と調時伝動ケース(15)が組み付けられている。冷却水ポンプ(25)のポンプ入力軸には、エンジン冷却ファン(16)が取り付けられ、冷却水ポンプ(25)とエンジン冷却ファン(16)はファンベルト(17)を介してクランク軸(14)で駆動される。エンジン冷却ファン(16)の前方には、ラジエータ(26)が配置されている。シリンダブロック(20a)の後部には、クランク軸(14)の後端部に取り付けられたフライホイール(14a)が配置されている。
The engine according to the first embodiment of the present invention will be described.
As shown in FIG. 1, the engine includes a cylinder block (20a) and a cylinder head (20b) attached to the top of the cylinder block (20a). A cooling water pump (25) and a pacing transmission case (15) are assembled to the front part of the cylinder block (20a) with the erection direction of the crank shaft (14) in the front-rear direction, one in front and the other in rear. There is. An engine cooling fan (16) is attached to the pump input shaft of the cooling water pump (25), and the cooling water pump (25) and the engine cooling fan (16) are connected to the crank shaft (14) via a fan belt (17). Driven by. A radiator (26) is arranged in front of the engine cooling fan (16). At the rear of the cylinder block (20a), a flywheel (14a) attached to the rear end of the crank shaft (14) is arranged.
図1に示すように、エンジンの幅方向を横方向として、シリンダヘッド(20b)の横一側に排気マニホルド(1)が組み付けられ、排気マニホルド(1)のマニホルド出口(1a)から排気導出経路(2)が導出されている。排気導出経路(2)は、排気上流側から順に配置された、過給機(6)と、過給機(6)のタービンを収容するタービンハウジング(6a)から導出されたタービン出口筒(6b)と、排気絞装置(8)と、排気中継管(7)と、排気浄化ケース(18)を備え、排気マニホルド(1)のマニホルド出口(1a)から流出した排気(5)は、過給機(6)のタービンハウジング(6a)、タービン出口筒(6b)、排気絞装置(8)、排気中継管(7)、排気浄化ケース(18)を順に通過して放出される。 As shown in FIG. 1, the exhaust manifold (1) is assembled on one side of the cylinder head (20b) with the width direction of the engine as the lateral direction, and the exhaust lead path is taken from the manifold outlet (1a) of the exhaust manifold (1). (2) has been derived. The exhaust derivation path (2) is a turbine outlet cylinder (6b) derived from the turbocharger (6) and the turbine housing (6a) accommodating the turbine of the supercharger (6), which are arranged in order from the exhaust upstream side. ), The exhaust throttle device (8), the exhaust relay pipe (7), and the exhaust purification case (18), and the exhaust (5) flowing out from the manifold outlet (1a) of the exhaust manifold (1) is supercharged. It is discharged through the turbine housing (6a) of the machine (6), the turbine outlet cylinder (6b), the exhaust throttle device (8), the exhaust relay pipe (7), and the exhaust purification case (18) in this order.
図1に示すように、シリンダヘッド(20b)の横他側に吸気マニホルド(30)が組み付けられ、吸気マニホルド(30)のマニホルド入口(30a)に過給パイプ(31)を介して過給機(6)のコンプレッサハウジング(6c)のコンプレッサ出口(6d)が接続され、コンプレッサ入口(6e)には、エアフローセンサケース(32)を介してエアクリーナ(33)が接続され、エア(34)は、エアクリーナ(33)、過給機(6)のコンプレッサハウジング(6c)、過給パイプ(31)、マニホルド入口(30a)を順に介して吸気マニホルド(30)に過給される。 As shown in FIG. 1, an intake manifold (30) is assembled on the other side of the cylinder head (20b), and a supercharger is installed at the manifold inlet (30a) of the intake manifold (30) via a supercharging pipe (31). The compressor outlet (6d) of the compressor housing (6c) of (6) is connected, the air cleaner (33) is connected to the compressor inlet (6e) via the airflow sensor case (32), and the air (34) is connected to the air (34). It is supercharged to the intake manifold (30) via the air cleaner (33), the compressor housing (6c) of the supercharger (6), the supercharging pipe (31), and the manifold inlet (30a) in this order.
図1に示すように、排気マニホルド(1)からEGRガス導出経路(19)が導出され、EGRガス導出経路(19)は、導出上流側から順に、EGRクーラ(23)と、EGR弁装置(27)を備え、EGRガス導出経路(19)の導出端は、吸気マニホルド(30)のマニホルド入口(30a)に接続され、排気マニホルド(1)の排気(5)から分流した排気の一部は、EGRガス(23a)として、EGRクーラ(23)、EGR弁装置(27)を順に介して吸気マニホルド(30)に供給される。 As shown in FIG. 1, the EGR gas derivation path (19) is derived from the exhaust manifold (1), and the EGR gas derivation path (19) consists of the EGR cooler (23) and the EGR valve device (EGR valve device) in order from the lead-out upstream side. 27), the outlet end of the EGR gas recirculation path (19) is connected to the manifold inlet (30a) of the intake manifold (30), and a part of the exhaust gas separated from the exhaust gas (5) of the exhaust gas recirculation (1) is , EGR gas (23a) is supplied to the intake manifold (30) via the EGR cooler (23) and the EGR valve device (27) in this order.
このエンジンは、コモンレール式燃焼噴射装置の燃料噴射弁(35)と、この燃料噴射弁(35)の開弁を制御する制御装置(10)を備え、制御装置(10)は、所定のセンサで検出されたエンジン目標回転数と、エンジン実回転数と、エンジン負荷と、吸気量と、吸気温度とに基づいて、燃料噴射弁(35)からの燃料の噴射タイミングと噴射量を設定する。
制御装置(10)には、エンジンECUが用いられている。ECUは、電子制御ユニットの略称であり、マイコンである。
This engine includes a fuel injection valve (35) of a common rail type combustion injection device and a control device (10) for controlling the opening of the fuel injection valve (35), and the control device (10) is a predetermined sensor. The fuel injection timing and injection amount from the fuel injection valve (35) are set based on the detected engine target rotation speed, engine actual rotation speed, engine load, intake amount, and intake temperature.
An engine ECU is used in the control device (10). The ECU is an abbreviation for an electronic control unit and is a microcomputer.
図2(A)~(D)に示すように、排気ポート(5a)~(5d)と、排気ポート(5a)~(5d)内に配置された触媒(4)を備え、触媒(4)は、その中心軸線(4c)方向の厚さ寸法が径方向の寸法よりも短い薄型に形成されている。
このため、触媒(4)が燃焼室から近い排気ポート(5a)~(5d)内に配置され、燃焼室から流出した排気(5)の温度が触媒(4)に到達するまでに低下しにくく、触媒(4)の活性化が促進される。
また、薄型の触媒(4)は体積が小さく、昇温による触媒(4)の活性化が促進される。
また、薄型の触媒(4)は、通路断面積の狭い排気ポート(5a)~(5d)内に配置されているにも拘わらず、排気(5)の通過抵抗が小さく、背圧の上昇が抑制される。
As shown in FIGS. 2A to 2D, the catalysts (4) provided with the exhaust ports (5a) to (5d) and the catalysts (4) arranged in the exhaust ports (5a) to (5d) are provided, and the catalyst (4) is provided. Is formed to be thin in which the thickness dimension in the central axis (4c) direction is shorter than the radial dimension.
Therefore, the catalyst (4) is arranged in the exhaust ports (5a) to (5d) near the combustion chamber, and the temperature of the exhaust (5) flowing out of the combustion chamber is unlikely to drop until it reaches the catalyst (4). , Activation of the catalyst (4) is promoted.
Further, the thin catalyst (4) has a small volume, and activation of the catalyst (4) is promoted by raising the temperature.
Further, although the thin catalyst (4) is arranged in the exhaust ports (5a) to (5d) having a narrow passage cross-sectional area, the passage resistance of the exhaust (5) is small and the back pressure rises. It is suppressed.
この排気絞装置(8)の排気上流側の触媒(4)は、排気(5)中の有害成分を浄化し、未燃燃料を触媒燃焼させる排気浄化や排気昇温用の触媒である。
触媒(4)にはDOCが用いられている。DOCはディーゼル酸化触媒の略称である。DOCは、内部に軸長方向に沿う多数のセルが貫通状に並設されたフロースルーハニカム型のものである。DOCには、セル内に酸化触媒成分が担持されている。DOCでは、排気(5)中のHC(炭化水素)やCO(一酸化炭素)が酸化され、H2O(水)やCO2となる。また、DOCでは、排気(5)中に供給された未燃燃料が触媒燃焼され、排気(5)の温度が上がり、下流に配置されたDPF(12)の再生が図られる。DPF(12)に代えて、触媒下流側触媒(13)が用いられる場合には、その温度が上がり、活性化が図られる。
The catalyst (4) on the upstream side of the exhaust of the exhaust throttle device (8) is a catalyst for purifying the exhaust gas and raising the temperature of the exhaust gas by purifying the harmful components in the exhaust gas (5) and burning the unburned fuel with the catalyst.
DOC is used for the catalyst (4). DOC is an abbreviation for diesel oxidation catalyst. The DOC is a flow-through honeycomb type in which a large number of cells along the axial length direction are arranged side by side in a penetrating manner. The DOC has an oxidation catalyst component supported in the cell. In DOC, HC (hydrocarbon) and CO (carbon monoxide) in the exhaust gas (5) are oxidized to H 2 O (water) and CO 2 . Further, in the DOC, the unburned fuel supplied in the exhaust gas (5) is catalytically burned, the temperature of the exhaust gas (5) rises, and the DPF (12) arranged downstream is regenerated. When the catalyst downstream side catalyst (13) is used instead of the DPF (12), its temperature rises and activation is achieved.
DPFは、ディーゼル・パティキュレート・フィルタの略称であり、排気(5)に含まれるPMを捕捉する。PMは、粒子状物質の略称である。
DPF(12)は、内部に軸長方向に沿う多数のセルが並設され、隣り合うセルの排気入口(12a)と排気出口(12b)が交互に目封じされたウォールフローハニカム型のものである。
DPF is an abbreviation for diesel particulate filter and captures PM contained in the exhaust gas (5). PM is an abbreviation for particulate matter.
The DPF (12) is a wall-flow honeycomb type in which a large number of cells along the axial length direction are arranged side by side inside, and the exhaust inlets (12a) and exhaust outlets (12b) of adjacent cells are alternately sealed. be.
排気絞装置(8)の排気上流側の触媒(4)には、SCR触媒や、NOX吸蔵還元触媒を用いることができる。
SCR触媒は、選択触媒還元(Selective Catalytic Reduction)型の触媒の略称で、内部に軸長方向に沿う多数のセルが貫通状に並設されたフロースルーハニカム型のものが用いられ、その排気上流側には尿素水インジェクタが配置され、尿素水を排気中に噴射することにより高温下でアンモニアガスを得、このアンモニアによりNOx(窒素酸化物)を還元し、N2(窒素ガス)とH2O(水蒸気)を得る。
NOX吸蔵還元触媒は、排気中のNOXを一時的に吸蔵し、後に還元(N2化)する触媒である。
An SCR catalyst or a NOX storage reduction catalyst can be used as the catalyst (4) on the upstream side of the exhaust of the exhaust throttle device (8).
The SCR catalyst is an abbreviation for Selective Catalytic Reduction type catalyst, and a flow-through honeycomb type catalyst in which a large number of cells along the axial length are arranged side by side in a penetrating manner is used, and the exhaust upstream thereof. A urea water injector is placed on the side, and ammonia gas is obtained at high temperature by injecting urea water into the exhaust gas, and NOx (nitrogen oxide) is reduced by this ammonia to N 2 (nitrogen gas) and H 2 Obtain O (water vapor).
The NO X storage reduction catalyst is a catalyst that temporarily stores NO X in the exhaust gas and then reduces (converts to N 2 ).
図2(A)(C)に示すように、触媒(4)は、その中心軸線(4c)と平行な向きに見て、円形に形成されている。
触媒(4)は、その中心軸線(4c)に対して点対称の円形に形成されているため、触媒(4)の触媒成分の劣化に偏りが生じにくい。
As shown in FIGS. 2A and 2C, the catalyst (4) is formed in a circular shape when viewed in a direction parallel to its central axis (4c).
Since the catalyst (4) is formed in a circle point-symmetrical with respect to its central axis (4c), deterioration of the catalyst component of the catalyst (4) is unlikely to occur.
図2(C)の触媒(4)の変形例では、触媒(4)は、中心貫通孔(4d)を有し、中心軸線(4c)と平行な向きに見て、環状に形成されている。
中心貫通孔(4d)によって触媒(4)の体積が小さくなり、昇温による触媒(4)の活性化が促進される。
また、中心貫通孔(4d)を有する触媒(4)は、通路断面積の狭い排気ポート(5a)~(5d)内に配置されているにも拘わらず、排気(5)の通過抵抗が中心貫通孔(4d)で低減され、背圧の上昇が抑制される。
図2(B)に示す基本例では、各排気ポート(5a)~(5d)の排気出口にそれぞれ単一の触媒(4)を配置したのに対し、図2(D)に示す変形例では、各排気ポート(5a)~(5d)の排気(5)の通過方向にそれぞれ一対の触媒(4)を直列配置したが、3個以上の触媒(4)を直列配置してもよい。この変形例では、触媒(4)が中心貫通孔(4d)を備えたものであってもよい。
In the modified example of the catalyst (4) of FIG. 2C, the catalyst (4) has a central through hole (4d) and is formed in an annular shape when viewed in a direction parallel to the central axis (4c). ..
The central through hole (4d) reduces the volume of the catalyst (4) and promotes the activation of the catalyst (4) by raising the temperature.
Further, although the catalyst (4) having the central through hole (4d) is arranged in the exhaust ports (5a) to (5d) having a narrow passage cross-sectional area, the passage resistance of the exhaust (5) is the center. It is reduced by the through hole (4d), and the increase in back pressure is suppressed.
In the basic example shown in FIG. 2B, a single catalyst (4) is arranged at each exhaust outlet of each exhaust port (5a) to (5d), whereas in the modified example shown in FIG. 2D, the single catalyst (4) is arranged. A pair of catalysts (4) are arranged in series in the passing direction of the exhaust (5) of each exhaust port (5a) to (5d), but three or more catalysts (4) may be arranged in series. In this modification, the catalyst (4) may be provided with a central through hole (4d).
図1に示すように、触媒(4)の排気下流に設けられた排気絞装置(8)を備えている。
このため、排気絞装置(8)の絞りによる背圧の上昇で、排気(5)の温度が上昇し、触媒(4)の温度が上昇し、触媒(4)の排気入口(4a)に付着する未燃付着物の焼却や触媒(4)の活性化が促進される。
As shown in FIG. 1, an exhaust throttle device (8) provided downstream of the exhaust of the catalyst (4) is provided.
Therefore, the temperature of the exhaust (5) rises due to the increase of the back pressure due to the throttle of the exhaust throttle device (8), the temperature of the catalyst (4) rises, and the catalyst (4) adheres to the exhaust inlet (4a). The incineration of unburned deposits and the activation of the catalyst (4) are promoted.
触媒(4)の排気入口(4a)に付着する未燃付着物は、メイン噴射燃料の未燃燃料とPMの混合物であり、エンジン負荷が小さく、排気温度が低い場合には、触媒(4)に堆積しやすく、触媒(4)の排気入口(4a)を目詰まりさせる。 The unburned deposit adhering to the exhaust inlet (4a) of the catalyst (4) is a mixture of unburned fuel and PM of the main injection fuel, and when the engine load is small and the exhaust temperature is low, the catalyst (4) It easily accumulates in the exhaust port (4a) of the catalyst (4) and clogs it.
図1に示すように、触媒(4)と排気絞装置(8)の間に配置された排気温度センサ(9)と、排気温度センサ(9)と排気絞装置(8)を連携させる制御装置(10)を備え、制御装置(10)は、排気温度センサ(9)で検出された排気(5)の温度に基づいて、排気絞装置(8)の開度を調節するように構成されている。
この場合、このエンジンは、次の利点を備えている。
排気絞装置(8)の上流側の排気(5)の温度を直接に検出する排気温度センサ(9)により、排気絞装置(8)の上流側の排気(5)の温度の上昇を速やかに検出することができ、排気絞装置(8)の開度の制御遅れが起こりにくく、排気(5)の温度が上がり過ぎず、排気絞装置(8)の熱劣化が抑制される。
As shown in FIG. 1, an exhaust temperature sensor (9) arranged between the catalyst (4) and the exhaust throttle device (8), and a control device for linking the exhaust temperature sensor (9) and the exhaust throttle device (8). (10) is provided, and the control device (10) is configured to adjust the opening degree of the exhaust throttle device (8) based on the temperature of the exhaust (5) detected by the exhaust temperature sensor (9). There is.
In this case, the engine has the following advantages:
The exhaust temperature sensor (9) that directly detects the temperature of the exhaust gas (5) on the upstream side of the exhaust gas throttle device (8) promptly raises the temperature of the exhaust gas (5) on the upstream side of the exhaust gas throttle device (8). It can be detected, the control delay of the opening degree of the exhaust throttle device (8) is unlikely to occur, the temperature of the exhaust (5) does not rise too much, and the thermal deterioration of the exhaust throttle device (8) is suppressed.
図2(E)に示すように、排気絞装置(8)の排気下流側直近位置に配置された排気温度センサ(9)と、排気温度センサ(9)と排気絞装置(8)を連携させる制御装置(10)を備え、制御装置(10)は、排気温度センサ(9)で検出された排気(5)の温度に基づいて、排気絞装置(8)の開度を調節するように構成されていてもよい。この排気温度センサ(9)の配置は、実施形態には含まれない参考例である。
この場合、排気絞装置(8)の排気下流側直近位置の排気(5)の温度を検出する排気温度センサ(9)により、排気絞装置(8)の上流側の排気(5)の温度の上昇を速やかに検出することができ、排気絞装置(8)の開度の制御遅れが起こりにくく、排気(5)の温度が上がり過ぎず、排気絞装置(8)の熱劣化が抑制される。
排気絞装置(8)から排気温度センサ(9)までの離間距離は、排気絞装置(8)から絞下流側触媒(11)までの離間距離よりも十分に短く、前者は後者の2分の1未満とするのが望ましく、後者の3分の1未満とするのがより望ましい。
As shown in FIG. 2 (E), the exhaust temperature sensor (9) arranged at the position closest to the exhaust downstream side of the exhaust throttle device (8), the exhaust temperature sensor (9), and the exhaust throttle device (8) are linked. The control device (10) is provided, and the control device (10) is configured to adjust the opening degree of the exhaust throttle device (8) based on the temperature of the exhaust (5) detected by the exhaust temperature sensor (9). It may have been. The arrangement of the exhaust temperature sensor (9) is a reference example not included in the embodiment.
In this case, the temperature of the exhaust gas (5) on the upstream side of the exhaust gas throttle device (8) is measured by the exhaust temperature sensor (9) that detects the temperature of the exhaust gas (5) at the position closest to the exhaust gas downstream side of the exhaust gas throttle device (8). The rise can be detected quickly, the control delay of the opening degree of the exhaust throttle device (8) is unlikely to occur, the temperature of the exhaust (5) does not rise too much, and the thermal deterioration of the exhaust throttle device (8) is suppressed. ..
The separation distance from the exhaust throttle device (8) to the exhaust temperature sensor (9) is sufficiently shorter than the separation distance from the exhaust throttle device (8) to the catalyst (11) on the downstream side of the throttle, and the former is half of the latter. It is preferably less than one, and more preferably less than one-third of the latter.
図1に示すように、排気絞装置(8)の下流に配置された絞下流側触媒(11)を備え、制御装置(10)は、前記排気温度センサ(9)で検出された排気(5)の温度に基づいて、排気絞装置(8)の絞下流側触媒(11)の排気入口(11a)側の排気(5)の温度を推定し、この排気(5)の温度の推定に基づいて、絞下流側触媒(11)を用いた排気処理の制御を行うように構成されている。
このため、排気絞装置(8)の制御に用いる排気温度センサ(9)が絞下流側触媒(11)を用いた排気処理の制御にも兼用され、排気温度センサの数が少なくなる。
As shown in FIG. 1, a catalyst (11) on the downstream side of the throttle is provided downstream of the exhaust throttle device (8), and the control device (10) is an exhaust gas (5) detected by the exhaust temperature sensor (9). ), The temperature of the exhaust (5) on the exhaust inlet (11a) side of the catalyst (11) on the downstream side of the exhaust throttle device (8) is estimated, and the temperature of the exhaust (5) is estimated. Therefore, it is configured to control the exhaust gas treatment using the catalyst (11) on the downstream side of the throttle.
Therefore, the exhaust temperature sensor (9) used for controlling the exhaust throttle device (8) is also used for controlling the exhaust treatment using the throttle downstream side catalyst (11), and the number of exhaust temperature sensors is reduced.
この絞下流側触媒(11)も絞上流側の触媒(4)と同様の触媒を用いることができる。この絞下流側触媒(11)には、絞上流側の触媒(4)と同じDOCが用いられている。 The same catalyst as the catalyst (4) on the upstream side of the throttle can be used for the catalyst (11) on the downstream side of the throttle. The same DOC as that of the catalyst (4) on the upstream side of the throttle is used for the catalyst (11) on the downstream side of the throttle.
図1に示すように、絞下流側触媒(11)を用いた排気処理は、排気(5)中に供給した未燃燃料を絞下流側触媒(11)で触媒燃焼させる排気昇温処理を伴う。
このため、絞下流側触媒(11)の下流側にDPF(12)を配置した場合には、排気昇温処理でDPF(12)の再生が可能となる。
DPF(12)に代えて、絞下流側触媒(11)の下流側に触媒下流側触媒(13)を配置した場合には、排気昇温処理で触媒下流側触媒(13)の活性化が可能となる。
As shown in FIG. 1, the exhaust gas treatment using the throttle downstream side catalyst (11) involves an exhaust gas temperature rise treatment in which the unburned fuel supplied in the exhaust gas (5) is catalytically burned by the throttle downstream side catalyst (11). ..
Therefore, when the DPF (12) is arranged on the downstream side of the throttle downstream side catalyst (11), the DPF (12) can be regenerated by the exhaust gas temperature raising process.
When the catalyst downstream side catalyst (13) is arranged on the downstream side of the throttle downstream side catalyst (11) instead of the DPF (12), the catalyst downstream side catalyst (13) can be activated by the exhaust gas temperature raising treatment. It becomes.
絞下流側触媒(11)とDPF(12)は、排気浄化ケース(18)に収容され、排気上流側に絞下流側触媒(11)が配置され、排気下流側にDPF(12)が配置されている。
DPF(12)に代えて触媒下流側触媒(13)を用いる場合には、絞下流側触媒(11)の排気下流側に触媒下流側触媒(13)を配置する。
この絞下流側触媒(11)には絞上流側の触媒(4)と同様の触媒を用いることができる。この絞下流側触媒(11)には、絞上流側の触媒(4)と同じDOCを用いるのが望ましい。
触媒下流側触媒(13)には、DOCに代えてSCR触媒やNOX吸蔵還元触媒等を用いることができる。
絞下流側触媒(11)にSCR触媒を用いた場合には、触媒下流側触媒(13)にDOCを用い、SCR触媒をスルーしたアンモニアを浄化するのが望ましい。
The throttle downstream side catalyst (11) and DPF (12) are housed in the exhaust purification case (18), the throttle downstream side catalyst (11) is arranged on the exhaust upstream side, and the DPF (12) is arranged on the exhaust downstream side. ing.
When the catalyst downstream side catalyst (13) is used instead of the DPF (12), the catalyst downstream side catalyst (13) is arranged on the exhaust downstream side of the throttle downstream side catalyst (11).
A catalyst similar to that of the catalyst (4) on the upstream side of the throttle can be used for the catalyst (11) on the downstream side of the throttle. It is desirable to use the same DOC as the catalyst (4) on the upstream side of the throttle for the catalyst (11) on the downstream side of the throttle.
As the catalyst downstream side catalyst (13), an SCR catalyst, a NOX storage reduction catalyst, or the like can be used instead of the DOC.
When an SCR catalyst is used for the throttle downstream side catalyst (11), it is desirable to use DOC for the catalyst downstream side catalyst (13) to purify the ammonia that has passed through the SCR catalyst.
水冷装置の構成は、次の通りである。
図3に示すように、エンジン本体(20)を水冷するメイン水路(21)と、メイン水路(21)から分岐されたバイパス水路(22)を備え、バイパス水路(22)に排気絞装置(8)が接続されている。
このエンジンは、次の利点を備えている。
排気(5)で加熱される排気絞装置(8)が水冷され、排気絞装置(8)の温度が下がり、排気絞装置(8)の熱劣化が抑制される。
The configuration of the water cooling device is as follows.
As shown in FIG. 3, a main water channel (21) for cooling the engine body (20) and a bypass water channel (22) branched from the main water channel (21) are provided, and an exhaust throttle device (8) is provided in the bypass water channel (22). ) Is connected.
This engine has the following advantages:
The exhaust throttle device (8) heated by the exhaust (5) is water-cooled, the temperature of the exhaust throttle device (8) is lowered, and the thermal deterioration of the exhaust throttle device (8) is suppressed.
排気絞装置(8)は、排気絞弁(8a)と、弁ケース(8b)と、弁ケース(8b)に沿う水ジャケット(8c)と、水ジャケット(8c)を貫通する弁駆動アクチュエータ(8d)を備え、排気絞装置(8)へのバイパス冷却水(22a)は、水ジャケット(8c)を通過し、弁ケース(8b)と弁駆動アクチュエータ(8d)を水冷する。 The exhaust throttle device (8) includes an exhaust throttle valve (8a), a valve case (8b), a water jacket (8c) along the valve case (8b), and a valve drive actuator (8d) penetrating the water jacket (8c). The bypass cooling water (22a) to the exhaust throttle device (8) passes through the water jacket (8c) and water-cools the valve case (8b) and the valve drive actuator (8d).
図3に示すように、EGRクーラ(23)と、エンジン本体(20)を水冷するメイン水路(21)からそれぞれ個別に分岐された一対のバイパス水路(22)(24)を備え、排気絞装置(8)とEGRクーラ(23)は、一対のバイパス水路(22)(24)にそれぞれ個別に接続されている。
このエンジンは、次の利点を備えている。
排気絞装置(8)とEGRクーラ(23)がそれぞれ個別に接続された一対のバイパス水路(22)(24)の各水路抵抗は小さく、排気絞装置(8)へのバイパス冷却水(22a)の供給量が多く、排気絞装置(8)の温度が下がり、排気絞装置(8)の熱劣化が抑制される。
一対のバイパス水路(22)(24)の各水路抵抗は小さく、EGRクーラ(23)へのバイパス冷却水(24a)の供給量が多くなり、EGRガス(23a)の温度が下がり、EGRガス(23a)の密度が高まり、EGR率が高まる。
As shown in FIG. 3, the exhaust gas recirculation device includes an EGR cooler (23) and a pair of bypass channels (22) (24) individually branched from the main channel (21) for cooling the engine body (20). (8) and the EGR cooler (23) are individually connected to the pair of bypass channels (22) and (24), respectively.
This engine has the following advantages:
The resistance of each of the pair of bypass channels (22) and (24) to which the exhaust throttle device (8) and the EGR cooler (23) are individually connected is small, and the bypass cooling water (22a) to the exhaust throttle device (8) is small. The supply amount of the exhaust gas recirculation device (8) is large, the temperature of the exhaust gas recirculation device (8) is lowered, and the thermal deterioration of the exhaust gas recirculation device (8) is suppressed.
The resistance of each of the pair of bypass channels (22) and (24) is small, the supply amount of the bypass cooling water (24a) to the EGR cooler (23) is large, the temperature of the EGR gas (23a) is lowered, and the EGR gas (23a) is supplied. The density of 23a) increases, and the EGR rate increases.
EGRクーラ(23)は、EGRガス(23a)を通過させる複数本の放熱パイプ(23b)と、並設された放熱パイプ(23b)を取り囲む水ジャケット(23c)を備え、水ジャケット(23c)を通過するバイパス冷却水(24a)で、EGRガス(23a)が水冷される。 The EGR cooler (23) includes a plurality of heat dissipation pipes (23b) through which the EGR gas (23a) passes, and a water jacket (23c) surrounding the juxtaposed heat dissipation pipes (23b), and the water jacket (23c) is provided. The EGR gas (23a) is water-cooled by the bypass cooling water (24a) passing through.
図3に示すように、メイン水路(21)は、冷却水ポンプ(25)の駆動で、メイン冷却水(21a)が、シリンダブロック(20a)の水ジャケット(20d)と、シリンダヘッド(20b)の水ジャケット(20e)と、ラジエータ(26)の順に循環するように構成されている。
EGRクーラ(23)が接続されたバイパス水路(24)は、シリンダブロック(20a)の水ジャケット(20d)から分岐されている。
このエンジンは、次の利点を備えている。
シリンダヘッド(20b)で高温になる前の比較的低温のメイン冷却水(21a)から分流したバイパス冷却水(24a)がEGRクーラ(23)に供給され、EGRクーラ(23)の冷却性能が高まる。
As shown in FIG. 3, the main water channel (21) is driven by the cooling water pump (25), and the main cooling water (21a) is the water jacket (20d) of the cylinder block (20a) and the cylinder head (20b). The water jacket (20e) and the radiator (26) are configured to circulate in this order.
The bypass channel (24) to which the EGR cooler (23) is connected is branched from the water jacket (20d) of the cylinder block (20a).
This engine has the following advantages:
The bypass cooling water (24a) separated from the relatively low temperature main cooling water (21a) before the temperature becomes high in the cylinder head (20b) is supplied to the EGR cooler (23), and the cooling performance of the EGR cooler (23) is improved. ..
排気絞装置(8)が接続されたバイパス水路(22)は、シリンダヘッド(20b) の水ジャケット(20e)から分岐されている。
このエンジンは、次の利点を備えている。
シリンダブロック(20a)とシリンダヘッド(20b)の熱を吸収した適温のバイパス冷却水(22a)が高温の排気絞装置(8)に供給され、排気絞装置(8)の過冷却による作動不良が抑制される。
The bypass channel (22) to which the exhaust throttle device (8) is connected is branched from the water jacket (20e) of the cylinder head (20b).
This engine has the following advantages:
Bypass cooling water (22a) at an appropriate temperature that has absorbed the heat of the cylinder block (20a) and the cylinder head (20b) is supplied to the high-temperature exhaust throttle device (8), causing malfunction due to overcooling of the exhaust throttle device (8). It is suppressed.
図3に示すように、クランク軸(14)の架設方向を前後方向、その任意の一方を前側、他方を後側として、シリンダヘッド(20b)の水ジャケット(20e)は、ラジエータ(26)にメイン冷却水(21a)を送り出すメイン冷却水出口(20c)を前側に備え、排気絞装置(8)が接続されたバイパス水路(22)は、シリンダヘッド(20b)の水ジャケット(20e)の後側から分岐されている。
このため、メイン冷却水出口(20c)に至る前の比較的低温のメイン冷却水(21a)から分流されたバイパス冷却水(22a)が排気絞装置(8)に供給され、排気絞装置(8)の冷却性能が高まる。
As shown in FIG. 3, the water jacket (20e) of the cylinder head (20b) is attached to the radiator (26) with the erection direction of the crank shaft (14) in the front-rear direction, any one of them on the front side, and the other on the rear side. The bypass water channel (22) provided with the main cooling water outlet (20c) for sending out the main cooling water (21a) on the front side and to which the exhaust throttle device (8) is connected is behind the water jacket (20e) of the cylinder head (20b). It is branched from the side.
Therefore, the bypass cooling water (22a) separated from the relatively low temperature main cooling water (21a) before reaching the main cooling water outlet (20c) is supplied to the exhaust throttle device (8), and the exhaust throttle device (8) is supplied. ) Cooling performance is improved.
図3に示すように、EGR弁装置(27)を備え、EGR弁装置(27)は、前記一対のバイパス水路(22)(24)以外で、メイン水路(21)から分岐されたバイパス水路(28)に接続されている。
このエンジンは、次の利点を備えている。
EGRクーラ(23)と排気絞装置(8)の接続されていないバイパス水路(28)の水路抵抗は小さく、EGR弁装置(27)へのバイパス冷却水(28a)の供給量が多くなり、EGR弁装置(27)の温度が下がり、EGR弁装置(27)の熱劣化が抑制される。
As shown in FIG. 3, the EGR valve device (27) is provided, and the EGR valve device (27) is a bypass channel (21) branched from the main channel (21) other than the pair of bypass channels (22) and (24). It is connected to 28).
This engine has the following advantages:
The water channel resistance of the bypass water channel (28) to which the EGR cooler (23) and the exhaust gas recirculation device (8) are not connected is small, the supply amount of the bypass cooling water (28a) to the EGR valve device (27) is large, and the EGR The temperature of the valve device (27) is lowered, and the thermal deterioration of the EGR valve device (27) is suppressed.
EGR弁装置(27)は、EGR弁(27a)と、弁ケース(27b)と、弁ケース(27b)に沿う水ジャケット(27c)と、水ジャケット(27c)に貫通させた弁駆動アクチュエータ(27d)を備え、EGR弁装置(27)へのバイパス冷却水(28a)は、水ジャケット(27c)を通過し、弁ケース(27b)と弁駆動アクチュエータ(27d)を水冷する。 The EGR valve device (27) includes an EGR valve (27a), a valve case (27b), a water jacket (27c) along the valve case (27b), and a valve drive actuator (27d) penetrated through the water jacket (27c). ), The bypass cooling water (28a) to the EGR valve device (27) passes through the water jacket (27c) and water-cools the valve case (27b) and the valve drive actuator (27d).
図3に示すように、EGR弁装置(27)に接続されたバイパス水路(28)は、シリンダブロック(20a)の水ジャケット(20d)から分岐されている。
このため、シリンダヘッド(20b)で高温になる前の比較的低温のメイン冷却水(21a)から分流したバイパス冷却水(28a)がEGR弁装置(27)に供給され、EGR弁装置(27)の冷却性能を高まる。
As shown in FIG. 3, the bypass channel (28) connected to the EGR valve device (27) is branched from the water jacket (20d) of the cylinder block (20a).
Therefore, the bypass cooling water (28a) separated from the relatively low temperature main cooling water (21a) before the temperature becomes high in the cylinder head (20b) is supplied to the EGR valve device (27), and the EGR valve device (27) Improves cooling performance.
エンジンの制御の流れは、次の通りである。
このエンジンでは、制御装置(10)で次の制御がなされる。
図4に示す目詰まり解消モードは、触媒(4)の排気入口(4a)が未燃付着物で目詰まりしていると判定された場合に、実施される。
図5に示すDPF再生モードは、DPF(12)にPMが堆積し、DPF再生要求があった場合に、実施される。
目詰まり解消モードの実施中に、DPF再生要求があった場合には、目詰まり解消モードで触媒(4)の排気入口(4a)の目詰まりが解消された後に、DPF再生モードが実施される。
DPF再生モードの実施中に、触媒(4)の目詰まり判定が肯定された場合には、目詰まり解消モードで触媒(4)の排気入口(4a)の目詰まりが解消された後に、DPF再生モードが再開される。
The flow of engine control is as follows.
In this engine, the following control is performed by the control device (10).
The clogging clearing mode shown in FIG. 4 is performed when it is determined that the exhaust inlet (4a) of the catalyst (4) is clogged with unburned deposits.
The DPF regeneration mode shown in FIG. 5 is carried out when PM is deposited on the DPF (12) and a DPF regeneration request is made.
If a DPF regeneration request is made during the execution of the clogging clearing mode, the DPF regeneration mode is carried out after the clogging of the exhaust inlet (4a) of the catalyst (4) is cleared in the clogging clearing mode. ..
If the clogging determination of the catalyst (4) is affirmed during the implementation of the DPF regeneration mode, the DPF regeneration is performed after the clogging of the exhaust inlet (4a) of the catalyst (4) is cleared in the clogging clearing mode. The mode is resumed.
図4に示すように、ステップ(S1)で触媒(4)の排気入口(4a)が未燃付着物で目詰まりしているか否かが判定される。ステップ(S1)での目詰まりの判定が否定されると、判定が肯定されるまで、ステップ(S1)を繰り返す。
触媒(4)の排気出口(4b)の排気温度センサ(9)で検出された排気(5)の温度が所定の低温状態を継続して維持した時間の累積が所定時間に到達していない場合には、目詰まりはないものと推定され、ステップ(S1)での判定が否定され、上記時間の累積が所定時間に到達した場合には、目詰まりしたものと推定され、ステップ(S1)での判定が肯定される。触媒(4)の排気入口(4a)と排気出口(4b)の差圧を検出し、差圧が所定圧以上である場合には、目詰まりの判定が肯定され、差圧が所定圧未満である場合には、目詰まりの判定が否定されるようにしてもよい。
ステップ(S1)での判定が肯定されると、ステップ(S2-1)に移行する。
As shown in FIG. 4, in step (S1), it is determined whether or not the exhaust inlet (4a) of the catalyst (4) is clogged with unburned deposits. If the determination of clogging in step (S1) is denied, step (S1) is repeated until the determination is affirmed.
When the cumulative temperature of the exhaust (5) detected by the exhaust temperature sensor (9) of the exhaust outlet (4b) of the catalyst (4) has not reached the predetermined time. Is presumed not to be clogged, the determination in step (S1) is denied, and when the accumulation of the above times reaches a predetermined time, it is presumed to be clogged and in step (S1). Judgment is affirmed. The differential pressure between the exhaust inlet (4a) and the exhaust outlet (4b) of the catalyst (4) is detected, and if the differential pressure is equal to or higher than the predetermined pressure, the determination of clogging is affirmed and the differential pressure is less than the predetermined pressure. In some cases, the determination of clogging may be denied.
If the determination in step (S1) is affirmed, the process proceeds to step (S2-1).
ステップ(S2-1)では、前記排気温度センサ(9)で検出された排気(5)の温度が排気入口(4a)に付着する未燃付着物の焼却温度領域にあるか否かが判定され、判定が肯定されると、ステップ(S3)に移行する。ステップ(S2-1)での判定が否定されると、ステップ(S2-2)で、排気絞装置(8)の開度が調節される。焼却温度領域は、例えば、400°C~450°Cに設定され、排気(5)の検出温度がこの領域未満である場合には、排気絞装置(8)の開度を小さくするよう調節され、排気(5)の温度がこの領域を超える場合には、排気絞装置(8)の開度を大きくするよう調節される。 In step (S2-1), it is determined whether or not the temperature of the exhaust (5) detected by the exhaust temperature sensor (9) is in the incineration temperature region of the unburned deposit adhering to the exhaust inlet (4a). If the determination is affirmed, the process proceeds to step (S3). If the determination in step (S2-1) is denied, the opening degree of the exhaust throttle device (8) is adjusted in step (S2-2). The incinerator temperature range is set to, for example, 400 ° C to 450 ° C, and when the detection temperature of the exhaust (5) is lower than this range, the opening degree of the exhaust throttle device (8) is adjusted to be small. When the temperature of the exhaust (5) exceeds this region, the opening degree of the exhaust throttle device (8) is adjusted to be large.
ステップ(S3)では、触媒(4)の目詰まりが解消したか否かが判定される。ステップ(S3)での判定が肯定されるとステップ(S4)に移行する。ステップ(S3)での判定が否定されると、ステップ(S2-1)に戻る。
ステップ(S3)で、前記排気温度センサ(9)で検出された排気(5)の温度が未燃付着物の焼却温度に維持された時間の累積が所定時間に到達した場合には、目詰まりが解消したものと推定され、ステップ(S3)での判定が肯定され、上記時間の累積が所定時間に到達していない場合には、目詰まりが解消していないものと推定され、ステップ(S3)での判定が否定される。触媒(4)の排気入口(4a)と排気出口(4b)の差圧を検出し、差圧が所定圧未満である場合には、ステップ(S3)での判定が肯定され、差圧が所定圧以上である場合には、ステップ(S3)での判定が否定されるようにしてもよい。
ステップ(S4)では、排気絞装置(8)の開度が全開にされ、ステップ(S1)に戻る。
In step (S3), it is determined whether or not the clogging of the catalyst (4) has been cleared. If the determination in step (S3) is affirmed, the process proceeds to step (S4). If the determination in step (S3) is denied, the process returns to step (S2-1).
In step (S3), when the cumulative time for which the temperature of the exhaust gas (5) detected by the exhaust gas temperature sensor (9) is maintained at the incineration temperature of the unburned deposit reaches a predetermined time, the blockage is clogged. Is presumed to have been resolved, the determination in step (S3) is affirmed, and if the accumulation of the above times has not reached the predetermined time, it is presumed that the clogging has not been resolved, and step (S3). ) Is denied. The differential pressure between the exhaust inlet (4a) and the exhaust outlet (4b) of the catalyst (4) is detected, and if the differential pressure is less than the predetermined pressure, the determination in step (S3) is affirmed and the differential pressure is predetermined. If the pressure is greater than or equal to the pressure, the determination in step (S3) may be denied.
In step (S4), the opening degree of the exhaust throttle device (8) is fully opened, and the process returns to step (S1).
図5に示すように、ステップ(S5)では、DPF再生要求があるか否かが判定され、再生要求判定が肯定されると、ステップ(S6-1)に移行され、DPF再生モードとなる。
DPF再生要求は、DPF(12)に堆積したPMの堆積推定値が所定値に到達した場合に制御装置(10)によりなされる。
PMの堆積推定値は、DPF(12)の排気入口(12a)と排気出口(12b)の差圧を検出し、差圧が所定圧以上である場合には、DPF再生が要求され、差圧が所定圧未満である場合には、DPF再生は要求されない。
As shown in FIG. 5, in step (S5), it is determined whether or not there is a DPF regeneration request, and if the regeneration request determination is affirmed, the process proceeds to step (S6-1) and the DPF regeneration mode is set.
The DPF regeneration request is made by the control device (10) when the estimated accumulation value of PM deposited on the DPF (12) reaches a predetermined value.
The PM deposition estimated value detects the differential pressure between the exhaust inlet (12a) and the exhaust outlet (12b) of the DPF (12), and if the differential pressure is equal to or higher than the predetermined pressure, DPF regeneration is required and the differential pressure. If is less than a predetermined pressure, DPF regeneration is not required.
図5に示すDPF再生モードでは、前記排気温度センサ(9)で検出される排気(5)の目標排気温度が触媒(4)と絞下流側触媒(11)の活性化に適合する触媒活性化温度領域に設定される。
図5に示すステップ(S6-1)では、前記排気温度センサ(9)で検出される排気(5)の温度が触媒活性化温度領域か否か判定され、ステップ(S6-1)での判定が肯定されると、ステップ(S7)に移行する。ステップ(S6-1)での判定が否定されると、ステップ(S6-2)で排気絞装置(8)の開度が調節され、ステップ(S6-1)に戻る。
In the DPF regeneration mode shown in FIG. 5, the catalyst activation in which the target exhaust temperature of the exhaust (5) detected by the exhaust temperature sensor (9) matches the activation of the catalyst (4) and the throttle downstream side catalyst (11). Set in the temperature range.
In step (S6-1) shown in FIG. 5, it is determined whether or not the temperature of the exhaust (5) detected by the exhaust temperature sensor (9) is in the catalyst activation temperature region, and the determination in step (S6-1) is performed. If is affirmed, the process proceeds to step (S7). If the determination in step (S6-1) is denied, the opening degree of the exhaust throttle device (8) is adjusted in step (S6-2), and the process returns to step (S6-1).
触媒活性化温度領域は、例えば、250°C~300°Cに設定され、前記排気温度センサ(9)で検出された排気(5)の温度がこの領域未満である場合には、排気絞装置(8)の開度を小さくするように調節され、排気(5)の温度がこの領域を超える場合には、排気絞装置(8)の開度を大きくするように調節され、排気(5)の温度が目標排気温度である触媒活性化温度領域に収められる。
排気(5)の温度が目標排気温度である触媒活性化温度領域に至った後は、制御装置(10)で、前記排気温度センサ(9)で検出される排気(5)の目標排気温度がDPF(12)の再生温度に適合するDPF再生温度領域に設定される。DPF再生温度領域は、触媒活性化温度領域よりも高く、例えば500°C~550°Cに設定される。
これにより、DPF(12)の排気入口(12a)の温度は、DPF(12)の再生に適した600°C~650°Cに調節される。
The catalyst activation temperature region is set to, for example, 250 ° C to 300 ° C, and when the temperature of the exhaust (5) detected by the exhaust temperature sensor (9) is lower than this region, the exhaust throttle device The opening degree of (8) is adjusted to be small, and when the temperature of the exhaust (5) exceeds this region, the opening degree of the exhaust throttle device (8) is adjusted to be large, and the exhaust (5) The temperature is within the catalyst activation temperature range, which is the target exhaust temperature.
After the temperature of the exhaust (5) reaches the catalyst activation temperature region which is the target exhaust temperature, the target exhaust temperature of the exhaust (5) detected by the exhaust temperature sensor (9) in the control device (10) becomes It is set to the DPF regeneration temperature region that matches the regeneration temperature of DPF (12). The DPF regeneration temperature region is higher than the catalyst activation temperature region, and is set to, for example, 500 ° C to 550 ° C.
Thereby, the temperature of the exhaust inlet (12a) of the DPF (12) is adjusted to 600 ° C to 650 ° C suitable for regeneration of the DPF (12).
ステップ(S7)では、ポスト噴射がなされ、ステップ(S8-1)に移行する。
ポスト噴射とは、燃焼サイクル中、燃料噴射弁(35)からメイン噴射後、膨張行程または排気行程で燃焼室(36)に行われる燃料噴射である。
ポスト噴射によって排気(5)中に供給された未燃燃料は、触媒(4)と絞下流側触媒(11)で触媒燃焼され、排気(5)の温度が上がり、DPF(12)に堆積したPMが焼却除去され、DPF(12)が再生される。
燃料噴射弁(35)から噴射されるポスト噴射の噴射タイミングと噴射量は、エアフローセンサケース(32)で検出された吸気量と、触媒(4)と排気絞装置(8)の間の背圧センサ(40)及び排気温度センサ(9)で検出された背圧及び排気(5)の温度と、DPF(12)の排気入口(12a)の排気温度センサ(38)で検出された排気(5)の温度等に基づいて、制御装置(10)で設定され、制御される。
排気(5)への未燃燃料の供給は、ポスト噴射の他、排気導出経路(2)中に燃料噴射ノズルで燃料を噴射する排気管噴射によって行うこともできる。
In step (S7), post-injection is performed, and the process proceeds to step (S8-1).
The post-injection is a fuel injection performed in the combustion chamber (36) in the expansion stroke or the exhaust stroke after the main injection from the fuel injection valve (35) during the combustion cycle.
The unburned fuel supplied into the exhaust gas (5) by post-injection was catalytically burned by the catalyst (4) and the throttle downstream side catalyst (11), the temperature of the exhaust gas (5) rose, and the fuel was deposited on the DPF (12). The PM is incinerated and removed, and the DPF (12) is regenerated.
The injection timing and injection amount of the post injection injected from the fuel injection valve (35) are the intake amount detected by the air flow sensor case (32) and the back pressure between the catalyst (4) and the exhaust throttle device (8). The back pressure and the temperature of the exhaust (5) detected by the sensor (40) and the exhaust temperature sensor (9), and the exhaust (5) detected by the exhaust temperature sensor (38) of the exhaust inlet (12a) of the DPF (12). ) Is set and controlled by the control device (10) based on the temperature and the like.
In addition to post-injection, the supply of unburned fuel to the exhaust (5) can also be performed by exhaust pipe injection in which fuel is injected by a fuel injection nozzle in the exhaust lead-out path (2).
ステップ(S8-1)では、前記排気温度センサ(9)で検出される排気(5)の温度が触媒燃焼温度領域か否かが判定され、ステップ(S8-1)での判定が肯定されると、ステップ(S9)に移行し、ステップ(S8-1)での判定が否定されると、ステップ(S8-2)で排気絞装置(8)の開度が調節され、ステップ(S7)に戻る。排気温度センサ(9)で検出された排気(5)の温度が触媒燃焼温度領域未満である場合には、排気絞装置(8)の開度を小さくするように調節され、排気(5)の温度がこの領域を超える場合には、排気絞装置(8)の開度を大きくするように調節され、排気(5)の検出温度が目標排気温度である触媒燃焼温度領域に収められる。
ステップ(S9)では、DPF(12)の排気入口(12a)の排気温度センサ(38)で検出した排気(5)の温度がDPF再生温度領域か否かが判定され、ステップ(S9)での判定が否定されると、ステップ(S10)に移行し、ステップ(S9)での判定が肯定されると、ステップ(S7)に戻る。
In step (S8-1), it is determined whether or not the temperature of the exhaust (5) detected by the exhaust temperature sensor (9) is in the catalyst combustion temperature range, and the determination in step (S8-1) is affirmed. Then, the process proceeds to step (S9), and when the determination in step (S8-1) is denied, the opening degree of the exhaust throttle device (8) is adjusted in step (S8-2), and the step (S7) is performed. return. When the temperature of the exhaust (5) detected by the exhaust temperature sensor (9) is less than the catalyst combustion temperature range, the opening of the exhaust throttle device (8) is adjusted to be small, and the exhaust (5) is adjusted. When the temperature exceeds this region, the opening degree of the exhaust throttle device (8) is adjusted to be large, and the detected temperature of the exhaust gas (5) is contained in the catalyst combustion temperature region which is the target exhaust temperature.
In step (S9), it is determined whether or not the temperature of the exhaust (5) detected by the exhaust temperature sensor (38) at the exhaust inlet (12a) of the DPF (12) is in the DPF regeneration temperature region, and in step (S9). If the determination is denied, the process proceeds to step (S10), and if the determination in step (S9) is affirmed, the process returns to step (S7).
ステップ(S10)では、DPF再生が終了したか否かが判定され、判定が肯定されると、ステップ(S11)で排気絞装置(8)の開度が全開にされ、ステップ(S5)に戻る。ステップ(S10)での判定が否定されるとステップ(S7)に戻る。
DPF(12)の排気入口(12a)の排気温度センサ(38)で検出した排気(5)の温度がDPF再生温度領域に維持された時間の累積が所定時間に到達した場合、ステップ(S10)での判定が肯定され、到達していない場合、ステップ(S10)での判定が否定される。このDPF再生温度領域は、例えば600°C~650°Cに設定する。差圧センサ(37)でDPF(12)の排気入口(12a)と排気出口(12b)の差圧を検出し、差圧が所定圧未満である場合には、ステップ(S10)での判定が肯定され、差圧が所定圧以上である場合には、ステップ(S10)での判定が否定されるようにしてもよい。DPF(12)の排気出口(12b)側の排気温度センサ(39)で検出した排気(5)の温度が所定の上限温度を超える異常温度に到達した場合には、DPF再生を緊急停止させる。上限温度は、例えば700°Cに設定する。
In step (S10), it is determined whether or not the DPF regeneration is completed, and if the determination is affirmed, the opening degree of the exhaust gas throttle device (8) is fully opened in step (S11), and the process returns to step (S5). .. If the determination in step (S10) is denied, the process returns to step (S7).
When the cumulative time during which the temperature of the exhaust (5) detected by the exhaust temperature sensor (38) at the exhaust inlet (12a) of the DPF (12) is maintained in the DPF regeneration temperature region reaches a predetermined time, step (S10). If the determination in step (S10) is affirmed and the determination in step (S10) is not reached, the determination in step (S10) is denied. This DPF regeneration temperature region is set to, for example, 600 ° C to 650 ° C. The differential pressure sensor (37) detects the differential pressure between the exhaust inlet (12a) and the exhaust outlet (12b) of the DPF (12), and if the differential pressure is less than the predetermined pressure, the determination in step (S10) is made. If it is affirmed and the differential pressure is equal to or higher than the predetermined pressure, the determination in step (S10) may be denied. When the temperature of the exhaust gas (5) detected by the exhaust temperature sensor (39) on the exhaust outlet (12b) side of the DPF (12) reaches an abnormal temperature exceeding a predetermined upper limit temperature, the DPF regeneration is urgently stopped. The upper limit temperature is set to, for example, 700 ° C.
DPF再生に関する主要な構成と利点は、次の通りである。
図1(B)に示すように、DPF(12)の排気上流側に配置された触媒(4)と排気温度センサ(9)と排気絞装置(8)と、排気温度センサ(9)と排気絞装置(8)を連携させた制御装置(10)を備えている。
図1(B)、図5に示すように、制御装置(10)の制御で、触媒活性化処理と、その後のDPF再生処理がなされ、触媒活性化処理では、触媒(4)の排気出口(4b)での排気(5)の目標温度が第1の温度領域(E1)に設定されて、排気絞装置(8)の開度が制御され、DPF再生処理では、前記目標温度が第2の温度領域(E2)に設定されるとともに、DPF(12)の排気入口(12a)の排気(5)の目標温度が第3の温度領域(E3)に設定されて、排気絞装置(8)の開度が制御されるとともに、排気(5)中に未燃燃料が供給されるように構成されている。
図5に示すように、第1の温度領域(E1)よりも第2の温度領域(E2)が高く、第2の温度領域(E2)よりも第3の温度領域(E3)が高く、第1の温度領域(E1)と第2の温度領域(E2)の温度差(T12)が第2の温度領域(E2)と第3の温度領域(E3)の温度差(T23)よりも大きくなるように設定されている。
The main configurations and advantages regarding DPF regeneration are as follows.
As shown in FIG. 1 (B), the catalyst (4), the exhaust temperature sensor (9), the exhaust throttle device (8), the exhaust temperature sensor (9), and the exhaust gas arranged on the exhaust upstream side of the DPF (12). It is provided with a control device (10) in which the throttle device (8) is linked.
As shown in FIGS. 1 (B) and 5, the catalyst activation treatment and the subsequent DPF regeneration treatment are performed under the control of the control device (10), and in the catalyst activation treatment, the exhaust outlet (4) of the catalyst (4) ( The target temperature of the exhaust (5) in 4b) is set in the first temperature region (E1), the opening degree of the exhaust throttle device (8) is controlled, and in the DPF regeneration process, the target temperature is the second. The target temperature of the exhaust (5) of the exhaust inlet (12a) of the DPF (12) is set in the third temperature region (E3) while being set in the temperature region (E2), and the exhaust throttle device (8) is set. The opening degree is controlled and unburned fuel is supplied to the exhaust gas (5).
As shown in FIG. 5, the second temperature region (E2) is higher than the first temperature region (E1), and the third temperature region (E3) is higher than the second temperature region (E2). The temperature difference (T12) between the first temperature region (E1) and the second temperature region (E2) becomes larger than the temperature difference (T23) between the second temperature region (E2) and the third temperature region (E3). Is set to.
このエンジンでは、次の利点がある。
触媒活性化処理からDPF再生処理移行時に、未燃燃料の触媒燃焼で排気(5)が昇温しても、高い第2の温度領域(E2)を目標温度とするDPF再生処理では排気絞装置(8)の開きが緩やかになり、排気絞装置(8)の急激な開きに伴う不慮の事態、すなわち、背圧の急低下で、排気(5)の温度が急低下し、ポスト噴射等による未燃燃料の供給が停止され、DPF再生が停滞するという不慮の事態が起こりにくく、DPF再生が促進される。
This engine has the following advantages:
Even if the exhaust (5) rises due to the catalytic combustion of unburned fuel during the transition from the catalyst activation treatment to the DPF regeneration treatment, the exhaust throttle device is used for the DPF regeneration treatment in which the high second temperature region (E2) is the target temperature. The opening of (8) becomes gradual, and the temperature of the exhaust (5) drops sharply due to an unexpected situation due to the sudden opening of the exhaust particulate filter (8), that is, a sudden drop in back pressure, resulting in post-injection or the like. The supply of unburned fuel is stopped, and the unforeseen situation that the DPF regeneration is stagnant is unlikely to occur, and the DPF regeneration is promoted.
図5に示すように、触媒活性化の第1の温度領域(E1)と触媒燃焼の第2の温度領域(E2)の温度差(T12)は、最小200°C~最大300°Cの範囲となり、触媒燃焼の温度領域(E2)とDPF再生の第3の温度領域(T3)の温度差(T23)は、最小50°C~最大150°Cの範囲となる。
図5に示すように、温度差(T12)(T23)の比率は、最大300:50、最小200:150、すなわち最大6:1、最小1.3:1となる。
温度差(T12)(T23)の比率が6:1を超えて温度差(T12)が大きくなると、触媒燃焼の第2の温度領域(E2)が高くなり過ぎ、排気絞装置(8)が熱劣化しやすく、1.3:1未満を下回って温度差(T12)が小さくなると、触媒燃焼の第2の温度領域(E2)が低くなり過ぎ、DPF再生処理での排気絞装置(8)の開きが急激になり、排気絞装置(8)の急激な開きに伴う不慮の事態、すなわち、背圧の急低下で、排気(5)の温度が急低下し、ポスト噴射等による未燃燃料の供給が停止され、DPF再生が停滞するという不慮の事態が起こりやすく、DPF再生が停滞する。
ポスト噴射は、排気(5)の温度が触媒活性化温度領域を下回ると、停止される。
As shown in FIG. 5, the temperature difference (T12) between the first temperature region (E1) for catalyst activation and the second temperature region (E2) for catalyst combustion is in the range of a minimum of 200 ° C to a maximum of 300 ° C. Therefore, the temperature difference (T23) between the temperature region (E2) for catalytic combustion and the third temperature region (T3) for DPF regeneration is in the range of a minimum of 50 ° C to a maximum of 150 ° C.
As shown in FIG. 5, the ratio of the temperature difference (T12) (T23) is a maximum of 300:50 and a minimum of 200:150, that is, a maximum of 6: 1 and a minimum of 1.3: 1.
When the ratio of the temperature difference (T12) (T23) exceeds 6: 1 and the temperature difference (T12) becomes large, the second temperature region (E2) of the catalytic combustion becomes too high, and the exhaust particulate filter (8) becomes hot. It is prone to deterioration, and when the temperature difference (T12) becomes smaller than 1.3: 1, the second temperature region (E2) of catalytic combustion becomes too low, and the exhaust throttle device (8) in the DPF regeneration process The opening becomes abrupt, and the temperature of the exhaust (5) drops abruptly due to an unforeseen situation due to the abrupt opening of the exhaust throttle device (8), that is, a sudden drop in the back pressure, and the unburned fuel due to post injection or the like is used. The supply is stopped, and the unforeseen situation that the DPF regeneration is stagnant is likely to occur, and the DPF regeneration is stagnant.
The post injection is stopped when the temperature of the exhaust gas (5) falls below the catalyst activation temperature region.
図1(B)、図4に示すように、触媒(4)の排気入口(4a)が未燃付着物で目詰まりした場合には、制御装置(10)の制御で、目詰まり解消処理がなされ、目詰まり解消処理では、触媒(4)の排気入口(4a)での排気(5)の目標温度が未燃付着物の焼却温度領域(E0)に設定されて、排気絞装置(8)の開度が制御されるように構成されている。
このため、目詰まり解消処理により、触媒(4)の排気入口(4a)を目詰まりさせる未燃付着物が焼却され、触媒(4)の排気入口(4a)の目詰まりが抑制される。
As shown in FIGS. 1B and 4, when the exhaust inlet (4a) of the catalyst (4) is clogged with unburned deposits, the clogging clearing process is performed under the control of the control device (10). In the clogging clearing process, the target temperature of the exhaust gas (5) at the exhaust inlet (4a) of the catalyst (4) is set in the incineration temperature region (E0) of the unburned deposits, and the exhaust throttle device (8) It is configured so that the opening degree of is controlled.
Therefore, the clogging clearing process incinerates the unburned deposits that clog the exhaust inlet (4a) of the catalyst (4), and the clogging of the exhaust inlet (4a) of the catalyst (4) is suppressed.
次に第2実施形態について説明する。
第2実施形態のエンジンは、次の点が第1実施形態と異なる。
図6に示すように、バイパス水路(22)に排気絞装置(8)とEGR弁装置(27)が直列に接続されている。
このエンジンでは、次の利点がある。
バイパス通路(22)の共用で、バイパス水路の数が少なくなる。
また、排気絞装置(8)とEGR弁装置(27)が接続されたバイパス水路(22)にはEGRクーラ(23)が接続されていないため、排気絞装置(8)とEGR弁装置(27)の水路抵抗でEGRクーラ(23)へのバイパス冷却水(24a)の供給量が少なくなるおそれはなく、EGRクーラ(23)の冷却効率が高く維持され、EGR率が低下しない。
Next, the second embodiment will be described.
The engine of the second embodiment differs from the first embodiment in the following points.
As shown in FIG. 6, the exhaust throttle device (8) and the EGR valve device (27) are connected in series to the bypass water channel (22).
This engine has the following advantages:
By sharing the bypass passage (22), the number of bypass channels is reduced.
Further, since the EGR cooler (23) is not connected to the bypass water channel (22) to which the exhaust gas recirculation device (8) and the EGR valve device (27) are connected, the exhaust gas recirculation device (8) and the EGR valve device (27) are not connected. There is no possibility that the supply amount of the bypass cooling water (24a) to the EGR cooler (23) will be reduced due to the water channel resistance of), the cooling efficiency of the EGR cooler (23) will be maintained high, and the EGR rate will not decrease.
図6に示すように、前記バイパス水路(22)の上流側にEGR弁装置(27)が接続され、下流側に排気絞装置(8)が接続されている。
このエンジンでは、EGR弁装置(27)の熱を吸収した適温のバイパス冷却水(22a)が高温の排気絞装置(8)に供給され、排気絞装置(8)の過冷却による作動不良が抑制される。
As shown in FIG. 6, the EGR valve device (27) is connected to the upstream side of the bypass water channel (22), and the exhaust throttle device (8) is connected to the downstream side.
In this engine, bypass cooling water (22a) having an appropriate temperature that has absorbed the heat of the EGR valve device (27) is supplied to the high-temperature exhaust gas recirculation device (8), and malfunction due to overcooling of the exhaust gas recirculation device (8) is suppressed. Will be done.
図1に示すように、EGR弁装置(27)は、EGRクーラ(23)よりもEGRガス(23a)の流路下流側に配置されている。
このエンジンでは、EGR弁装置(27)にはEGRクーラ(23)で冷却された比較的低温のEGRガス(23a)が供給されるため、EGR弁装置(27)の熱負荷は小さく、図6に示すように、排気絞装置(8)の水路抵抗でバイパス冷却水(22a)の供給量が減少した場合であっても、EGR弁装置(27)の冷却に支障はなく、EGR弁装置(27)の熱劣化は抑制される。
As shown in FIG. 1, the EGR valve device (27) is arranged on the downstream side of the flow path of the EGR gas (23a) with respect to the EGR cooler (23).
In this engine, since the EGR valve device (27) is supplied with the relatively low temperature EGR gas (23a) cooled by the EGR cooler (23), the heat load of the EGR valve device (27) is small, and FIG. As shown in the above, even if the supply amount of the bypass cooling water (22a) is reduced due to the water channel resistance of the exhaust gas recirculation device (8), there is no problem in cooling the EGR valve device (27), and the EGR valve device (27a) The thermal deterioration of 27) is suppressed.
図6に示すように、メイン水路(21)は、冷却水ポンプ(25)の駆動で、メイン冷却水(21a)が、シリンダブロック(20a)の水ジャケット(20d)と、シリンダヘッド(20b)の水ジャケット(20e)と、ラジエータ(26)の順に循環するように構成されている。
前記バイパス通路(22)は、シリンダブロック(20a)の水ジャケット(20d)から導出されている。
このエンジンでは、次の利点がある。
シリンダヘッド(20b)で高温になる前の比較的低温のメイン冷却水(21a)から分流したバイパス冷却水(22a)がEGR弁装置(27)と排気絞装置(8)に供給され、EGR弁装置(27)と排気絞装置(8)の冷却性能が高まる。
As shown in FIG. 6, the main water channel (21) is driven by the cooling water pump (25), and the main cooling water (21a) is the water jacket (20d) of the cylinder block (20a) and the cylinder head (20b). The water jacket (20e) and the radiator (26) are configured to circulate in this order.
The bypass passage (22) is derived from the water jacket (20d) of the cylinder block (20a).
This engine has the following advantages:
Bypass cooling water (22a) separated from the relatively low temperature main cooling water (21a) before the temperature rises in the cylinder head (20b) is supplied to the EGR valve device (27) and the exhaust gas recirculation device (8), and the EGR valve. The cooling performance of the device (27) and the exhaust gas recirculation device (8) is enhanced.
図6に示すように、排気絞装置(8)が接続されたバイパス通路(22)は、シリンダブロック(20a)の水ジャケット(20d)から導出されている。
このエンジンでは、次の利点がある。
シリンダヘッド(20b)で高温になる前の比較的低温のメイン冷却水(21a)から分流したバイパス冷却水(22a)が排気絞装置(8)に供給され、排気絞装置(8)の冷却性能が高まる。
As shown in FIG. 6, the bypass passage (22) to which the exhaust throttle device (8) is connected is derived from the water jacket (20d) of the cylinder block (20a).
This engine has the following advantages:
Bypass cooling water (22a) separated from the relatively low temperature main cooling water (21a) before the temperature rises in the cylinder head (20b) is supplied to the exhaust throttle device (8), and the cooling performance of the exhaust throttle device (8). Will increase.
図6に示すように、EGR弁装置(27)が接続されたバイパス通路(22)は、シリンダブロック(20a)の水ジャケット(20d)から導出されている。
このエンジンでは、次の利点がある。
シリンダヘッド(20b)で高温になる前の比較的低温のメイン冷却水(21a)から分流したバイパス冷却水(22a)がEGR弁装置(27)に供給され、EGR弁装置(27)の冷却性能が高まる。
他の構成や機能については、第1実施形態のエンジンと同じであり、図5中、第1実施形態と同一の要素には、図2等と同一の符号を付しておく。
As shown in FIG. 6, the bypass passage (22) to which the EGR valve device (27) is connected is derived from the water jacket (20d) of the cylinder block (20a).
This engine has the following advantages:
The bypass cooling water (22a) separated from the relatively low temperature main cooling water (21a) before the temperature of the cylinder head (20b) becomes high is supplied to the EGR valve device (27), and the cooling performance of the EGR valve device (27) is supplied. Will increase.
Other configurations and functions are the same as those of the engine of the first embodiment, and in FIG. 5, the same elements as those of the first embodiment are designated by the same reference numerals as those of FIG. 2 and the like.
(4)…触媒、(4c)…中心軸線、(4d)…中心貫通孔、(5a)~(5d)…排気ポート、(8)…排気絞装置、(9)…排気温度センサ、(10)…制御装置、(11)…絞下流側触媒、(11a)…排気入口、(20)…エンジン本体、(21)…メイン水路、(22)…バイパス水路、(23)…EGRクーラ。 (4) ... catalyst, (4c) ... central axis, (4d) ... central through hole, (5a) to (5d) ... exhaust port, (8) ... exhaust throttle device, (9) ... exhaust temperature sensor, (10) ) ... Control device, (11) ... Downstream catalyst, (11a) ... Exhaust inlet, (20) ... Engine body, (21) ... Main channel, (22) ... Bypass channel, (23) ... EGR cooler.
Claims (5)
触媒(4)の排気下流に設けられた排気絞装置(8)を備え、
EGRクーラ(23)と、エンジン本体(20)を水冷するメイン水路(21)からそれぞれ個別に分岐された一対のバイパス水路(22)(24)を備え、排気絞装置(8)とEGRクーラ(23)は、一対のバイパス水路(22)(24)にそれぞれ個別に接続され、
触媒(4)と排気絞装置(8)の間に配置された排気温度センサ(9)と、排気温度センサ(9)と排気絞装置(8)を連携させる制御装置(10)を備え、制御装置(10)は、排気温度センサ(9)で検出された排気(5)の温度に基づいて、排気絞装置(8)の開度を調節するように構成されている、ことを特徴とするエンジン。 The catalyst (4) is provided with the exhaust ports (5a) to (5d) and the catalysts (4) arranged in the exhaust ports (5a) to (5d), and the catalyst (4) has a thickness dimension in the central axis (4c) direction. Formed to be thinner than the radial dimensions,
The exhaust throttle device (8) provided downstream of the exhaust of the catalyst (4) is provided.
An EGR cooler (23) and a pair of bypass channels (22) (24) individually branched from a main channel (21) for water cooling the engine body (20) are provided, and an exhaust gas recirculation device (8) and an EGR cooler (8) are provided. 23) are individually connected to the pair of bypass channels (22) and (24), respectively.
It is provided with an exhaust temperature sensor (9) arranged between the catalyst (4) and the exhaust throttle device (8), and a control device (10) for linking the exhaust temperature sensor (9) and the exhaust throttle device (8) for control. The device (10) is characterized in that the opening degree of the exhaust throttle device (8) is adjusted based on the temperature of the exhaust gas (5) detected by the exhaust temperature sensor (9). engine.
触媒(4)は、その中心軸線(4c)と平行な向きに見て、円形に形成されている、ことを特徴とするエンジン。 In the engine according to claim 1,
The catalyst (4) is an engine characterized in that it is formed in a circular shape when viewed in a direction parallel to its central axis (4c).
触媒(4)は、中心貫通孔(4d)を有し、中心軸線(4c)と平行な向きに見て、環状に形成されている、ことを特徴とするエンジン。 In the engine according to claim 1 or 2.
The catalyst (4) has a central through hole (4d) and is formed in an annular shape when viewed in a direction parallel to the central axis (4c).
排気絞装置(8)の下流に配置された絞下流側触媒(11)を備え、制御装置(10)は、前記排気温度センサ(9)で検出された排気(5)の温度に基づいて、排気絞装置(8)の絞下流側触媒(11)の排気入口(11a)側の排気(5)の温度を推定し、この排気(5)の温度の推定に基づいて、絞下流側触媒(11)を用いた排気処理の制御を行うように構成されている、ことを特徴とするエンジン。 In the engine according to any one of claims 1 to 3 .
A catalyst (11) on the downstream side of the throttle is provided downstream of the exhaust throttle device (8), and the control device (10) is based on the temperature of the exhaust (5) detected by the exhaust temperature sensor (9). The temperature of the exhaust (5) on the exhaust inlet (11a) side of the exhaust downstream side catalyst (11) of the exhaust throttle device (8) is estimated, and the throttle downstream side catalyst (11) is estimated based on the estimation of the temperature of the exhaust (5). An engine characterized in that it is configured to control exhaust gas treatment using 11).
絞下流側触媒(11)を用いた排気処理は、排気(5)中に供給した未燃燃料を絞下流側触媒(11)で触媒燃焼させる排気昇温処理を伴う、ことを特徴とするエンジン。 In the engine according to claim 4 ,
The exhaust gas treatment using the throttle downstream side catalyst (11) is accompanied by an exhaust gas temperature rise treatment in which the unburned fuel supplied in the exhaust gas (5) is catalytically burned by the throttle downstream side catalyst (11). ..
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