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JPS6079114A - 内燃機関の排気微粒子処理装置 - Google Patents

内燃機関の排気微粒子処理装置

Info

Publication number
JPS6079114A
JPS6079114A JP58186787A JP18678783A JPS6079114A JP S6079114 A JPS6079114 A JP S6079114A JP 58186787 A JP58186787 A JP 58186787A JP 18678783 A JP18678783 A JP 18678783A JP S6079114 A JPS6079114 A JP S6079114A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air
supply passage
trap
burner device
exhaust
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP58186787A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaharu Ushimura
牛村 正治
Nobukazu Kanesaki
兼先 伸和
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP58186787A priority Critical patent/JPS6079114A/ja
Publication of JPS6079114A publication Critical patent/JPS6079114A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/025Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using fuel burner or by adding fuel to exhaust
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

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

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 本発明は内燃機関の排気微粒子処理装置に関する。
〈従来技術〉 内燃機関例、えばディーゼルエンジンの排気中忙はカー
ボンを主成分とする排気微粒子が多く含まれているため
、この微粒子を排気通路の途中に設けたトラップにより
捕集し微粒子の外部拡散を防止するよ5Kしている。
かかる排気微粒子処理装置の従来例として第1図に示す
ものがある(特開昭56−115809号公報参照)。
すなわち、内燃機関の排気マニホールド1に接続された
過給機2のタービン3の出口には排気管4を介して微粒
子捕集用のトラップ5が接続され、このトラップ5によ
り排気中に含まれる微粒子を捕集する。
そして、トラップ5に所定量の微粒子が捕集されると、
前記トラップ5上流に設けられたバーナー装置Bを作動
させてこのバーナー装置8によりトラップ5に貯ってい
る微粒子を加熱燃焼させ、トラップ5の再生を図るよう
にしている。
また、前記バーナー装置6には燃料噴射弁7から供給さ
れる燃料と機関駆動されるエアポンプ8から供給される
空気との混合気が混合気供給通路9を介して導入される
しかしながら、このような従来の排気微粒子処理装置に
おいては、エアポンプ8がら空気を供給しているので、
機関の全運転領域でトラップ5の再生を行なう場合、バ
ーナー装置6に空気を供給するエアポンプ8が大容量と
なりトラップ5の再生装置が大型になるという問題点が
あった。
また、大容量のエアポンプ8がバーナー装置6の非作動
時にも機関により駆動されているため。
このときエアポンプ8が機関の無駄な負荷となり機関出
力の低下或いは燃費の悪化を招くという問題点があった
〈発明の目的〉 本発明は、このような従来の問題点VCsみ、トラップ
の再生装置の小型化を図ると共に機関出力の低下及び燃
費の悪化を防止することを目的とする。
〈発明の構成〉 このため、本発明では、過給機のコンプレッサから吐出
される過給空気を混合気供給通路に供給する第1の燃焼
用空気供給通路と、空気圧送手段を介して空気を混合気
供給通路に供給する第2の燃焼用空気供給通路と、過給
空気では量不足な機関低回転時には第2の燃焼用空気供
給通路へ、その他のときには第1の燃焼用空気供給通路
へ切換える切換装置と、を設けることにより、バーナー
装置の燃焼用空気を第1又は第2の燃焼用空気通路のい
ずれか一方から分配して供給するよ5にしたものである
〈実 施 例〉 以下1本発明を第2図及び第3図に示す一実施例に基づ
いて説明する。
機関の吸気マニホールド11及び排気マニホールド12
の集合部には過給機13のコンプレッサ14及びタービ
ン15がそれぞれ介装され、過給機付きの内燃機関が構
成される。前記コンプレッサ14の入口には吸気ダクト
16を介してエアクリーナ17のクリーンサイドが接続
され、またタービン15の排気出口には排気通路18を
介して従来と同様のトラップ19が接続されている。こ
のトラップ19上流にはバーナー装装置20が介装され
ている。バーナー装置20内には核バーナー装置20に
燃焼用混合気を供給する混合気供給通路21の開口端部
が臨ませである。この混合気供給通路21の上流端部に
は燃料噴射弁22が設けられ【いる。
燃料噴射弁22近傍の混合気供給通路21には第1の燃
焼用空気供給通路23の下流端部が接続され、燃焼用空
気供給通路23の上流端部は前記過給機13のコンプレ
ッサ14出口から吸気マニホールド11の集合部に至る
過給ダクト24に接続されている。第1の燃焼用空気供
給通路23には第1の流量制御弁25が介装されている
また、第1の流量制御弁25下流の燃焼用空気供給通路
23には第2の燃焼用空気供給通路26の下流端部が接
続され、この上流端部は前記吸気ダクト16に接続され
ている。第2の燃焼用空気供給通路26には第2の流量
制御弁2Tと下流に空気を圧送するベーン式空気ポンプ
28とが介装されている。ベーン式エアポンプ28は電
動モータ29により回転駆動される。
前記第1及び第2の流量制御弁25.27にはこれら流
量制御弁25.27に負圧を導入する負圧導入管30a
、30bが接続され、負圧導入管30g、30bの上流
端部は電磁式切換弁31の各アウトレットにそれぞれ接
続されている。
電磁式切換弁31は、図示しない制御装置からの信号を
受け、低速運転領域(第3図(q領域)においては第2
の流量制御弁2Tに負圧空気を供給して吸気ダクト16
から第2の燃焼用空気供給通路26を介して吸入空気を
エアポンプ28により混合気供給通路21に供給し、ま
た、それ以外の運転領域においては第1の流量制御弁2
5に負圧空気を供給し″C;ンプレツサ14から吐出さ
れた過給空気を第1の燃焼用空気供給通路23を介して
混合気供給通路21に供給するように構成され【いる。
また、制御装置は、過給空気では量不足かどうかを機関
の回転速度及び負荷と予め設定された機関の運転状態と
に基づいて検知し、前記電磁切換弁31及び電動モータ
29に作動信号を出力する。ここで流量制御弁25,2
7、電磁式切換弁31及び制御装置により切換装置を構
成する。
尚、32は図示しない負圧供給源から負圧通路33を介
して導入された負圧空気の前記流量制御弁25.27へ
の供給量をデユーティ制御する負圧制御器、34はバー
ナー装置200着火用グロープラグである。
次に作用を説明する。
過給機13のタービン15を駆動した排気は排気通路1
8を流通してトラップ19に導入され。
トラップ19により排気中に含まれるカーボン等の排気
微粒子が捕集されて排気が清浄な状態で大気中に放出さ
れる。
そして、トラップ19に所定量以上の排気微粒子が捕集
されたと判断されたとき、例えば圧力センサ(図示せず
)により検出されたトラップ19上流の排気圧力に対す
るトラップ19の前後差圧が所定値以上に達し、かつト
ラップ19の温度センサ(図示せず)Kより検出された
排気温度が所定値以下のときにバーナー装置20が作動
し【トラップ19に捕集された排気微粒子を加熱燃焼し
トラップ1Sの再生を行なう。
このトラップ19の再生時には過給空気では量不足かど
うかを、例えば機関の回転速度及び負荷を検出し、これ
ら検出値と予め設定された機関の運転状態とに基づいて
制御装置が前記電磁式切換弁31及び電動モータ2Bに
作動信号を出力する。
すなわち、第3図(8)領域(高速高負荷運転領域)に
おいては、電磁式切換弁31を介して第1の流量制御弁
25に負圧空気を導入して流量制御弁25を制御し、過
給機13のコンプレッサ14により加圧された過給空気
の一部を第1の燃焼用空気供給通路23を介して混合気
供給通路21に供給する。
そして、燃料噴射弁22から噴出された燃料と前記空気
との混合気をバーナー装置20に供給してグロープラグ
34により着火燃焼させ、トラップ19の再生を行なう
第3図の)領域においては、コンプレッサ14からの過
給空気量が少ないので過給ダクト24下流の絞り弁(図
示せず)を全量にしてコンプレッサ14の過給空気の全
量を第1の燃焼用空気供給通路23を介して混合気供給
通路21に供給する。
このとき、コンプレッサ14をバイパスする吸気通路(
図示せず)K介装された絞り弁(図示せず)を前記過給
ダクト14下流の絞り弁の閉作動に連動し【開作動させ
ることにより吸入空気を機関に供給する。
第3図(Q領域においては、コンプレッサ14から過給
空気を混合気供給通路21に供給できないため、電磁式
切換弁31を切換えて第2の燃焼用空気通路26を混合
気供給通路21VC連通させる。
そし【、電動モータ29を作動させてエアポンプ2Bを
駆動し、このエアポンプ2Bにより吸気ダクト16から
第2の燃焼用空気供給通路26を介して混合気供給通路
21に空気を供給する。ここで、前記電動モータ29は
バーナー装置20の作動時のみこれに同期して運転され
る。また、電動(9) モータ29は一定の回転速度で回転し、低速域では第2
の流量制御弁27によりバーナー装置20が必要とする
空気量を供給確保する。
以上説明したように、過給機のコンプレッサから吐出さ
れる過給空気とエアポンプ28を介して供給される空気
とを選択的に切換えて混合気供給通路21に供給するよ
うにしたので、機関の全運転領域でトラップ19の再生
を可能にしつつ従来使用されていた大容量のエアポンプ
が不要となるからトラップ1Bの再生装置の小型化を図
れる。
また、第3図(Q領域においてはバーナー装置20が必
要とする空気量は囚、(B)領域の空気量に較べて少な
くてすむからエアポンプ28の小型化が図れる。さらに
、小型のエアポンプ2Bを第3図(Q領域におけるバー
ナー装置20の作動時のみ作動させるようにしたので、
エアポンプ2Bが機関の無駄な負荷とならず機関の出力
低下或いは燃費の悪化を防止できる。
尚1本実施例では、エアポンプ28を、電動モータ29
により駆動したが、例えば機関の駆動軸(10) (クランクシャフト、カムシャフト等)から電磁クラッ
チを介して接続するようにしてもよい。
〈発明の効果〉 本発明は、以上説明したように、過給機のコンプレッサ
から吐出される過給空気と空気圧送手段から供給される
空気とを選択的に切換えて混合気供給通路に供給してト
ラップの再生を行なうようにしたので、過給時は過給空
気を二次空気に利用でき、従来使用されていた大容量の
エアポンプが不要となりトラップの再生装置の小型化を
図れる。
また、空気圧送手段はバーナー装置が必要とする空気量
の少ない運転領域にのみ使用すればよいから、空気圧送
手段の小型化を図れ、これにより空気圧送手段を駆動す
る機関の負荷が少なくなるから機関の出力低下或いは燃
費の悪化を防止できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は排気微粒子処理装置の従来例を示す概略図、第
2図は本発明の一実施例を示す概略図。 第3図は同上のバーナー装置の作動域を示す特性図であ
る。 (11) 12・・・マニホールド 13川過給機14・・・;ン
プレツサ 19・・・トラフ7’ 20・・・バーナー
装置 21・・・混合気供給通路 23・・・第1の燃
焼用空気供給通路 25・・・第1の流量制御弁 26
・・・第2の燃焼用空気供給通路27・・・第2の流量
制御弁′ 28川工アポンプ特許出願人 日産自動車株
式会社 代理人 弁理士 笹 島 富二雄 (lす

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 排気通路に介装され排気中の微粒子を捕集するトラップ
    と、該トラップにより捕集された排気微粒子を加熱燃焼
    するバーナー装置と、を備え、該バーナー装置に燃焼用
    混合気を混合気供給通路を介して供給する過給機付内燃
    機関において、前記過給機のコンプレッサから吐出され
    る過給空気を前記混合気供給通路に供給する第1の燃焼
    用空気供給通路と、空気圧送手段を介して空気を混合気
    供給通路に供給する第2の燃焼用空気供給通路と、過給
    空気では量不足な機関低回転時には第2の燃焼用空気供
    給通路へ、その他のときには第1の燃焼用空気供給通路
    へ切換える切換装置と、を備えたことを特徴とする内燃
    機関の排気微粒子処理装置。
JP58186787A 1983-10-07 1983-10-07 内燃機関の排気微粒子処理装置 Pending JPS6079114A (ja)

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