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JPH0343463B2 - - Google Patents
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JPH0343463B2 - - Google Patents

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JPH0343463B2
JPH0343463B2 JP56157868A JP15786881A JPH0343463B2 JP H0343463 B2 JPH0343463 B2 JP H0343463B2 JP 56157868 A JP56157868 A JP 56157868A JP 15786881 A JP15786881 A JP 15786881A JP H0343463 B2 JPH0343463 B2 JP H0343463B2
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gas recirculation
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exhaust
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    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/52Systems for actuating EGR valves
    • F02M26/59Systems for actuating EGR valves using positive pressure actuators; Check valves therefor
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    • F02M26/14Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動車等の車輌に用いられるデイー
ゼルエンジンの排気ガス浄化装置に係る。
〔従来の技術〕
エンジン排気ガスの浄化に於ける一つの課題と
して排気ガス中に含まれるNOxを低減すること
があり、その手段として、排気ガスの一部を吸気
通路へ還流させる排気ガス再循環装置が知られて
いる。排気ガス再循環装置の制御に関しては種々
の提案がなされているが、それには一般に、エン
ジンの高負荷運転時に出力性能が排気ガス再循還
によつて損われることのないよう、エンジン負荷
の増大に応じて排気ガス再循環量を低減すること
が含まれており、そのような制御の一例は特開昭
53−328号公報に示されている。
又、エンジン排気ガスの浄化に於ける他の一つ
の課題として、排気ガス中に含まれる炭素粒子の
如き粒子が大気中へ放出されるのを防止すること
があり、その手段としてエンジン排気系の途中に
フイルタ構造の粒子捕集器を設けることが知られ
ている。かかるフイルタ構造の粒子捕集器は、長
期間の使用により粒子が蓄積すると目詰りを生ず
るので、これをその上流側に於ける排気通路内の
ガス圧の上昇によつて感知して警報したり、或い
はエンジンの吸気を絞ることによつて一時的に排
気ガスの温度を上昇せしめ、粒子捕集器内に溜つ
た炭素粒子等の可燃性の粒子を燃焼せしめて除去
することが、特開昭56−124619号公報に於いて提
案されており、また特公昭51−32767号公報には、
粒子捕集器に所定の限度を越える目詰りが生じた
ときには、排気通路内の排気ガスを吸気系のエア
クリーナ内へ逃がすことが提案されている。
従来一般に、デイーゼルエンジンに関しては、
ガソリンエンジンに比して排気ガス中に含まれる
炭素粒子等の粒子の量が比較的多い半面NOxの
量は比較的少いことから、排気ガス浄化のための
努力は主として排気ガス中の粒子を捕捉すること
に向けられていた。しかしデイーゼルエンジンに
於ても、排気ガス中に含まれるNOxを抑制すべ
き課題は、ガソリンエンジンに於ける程ではなく
ても、より高度の排気ガス浄化を達成するために
考慮されるべきものである。
そこで、排気ガス中に於ける粒子の捕集と
NOxの抑制の両方を達成すべく、デイーゼルエ
ンジンに於て排気系中に粒子捕集器を設けると同
時に排気ガス再循環を行うことが考えられるが、
デイーゼルエンジンに於いてはガソリンエンジン
に比して吸気管負圧が非常に小さいことから、再
循環のための排気ガスの取出しは粒子捕集器より
上流側にて行われざるを得ないので、粒子捕集器
に粒子の蓄積による目詰りが生ずると、排気ガス
再循環通路にかかる圧力差の増大によつて排気ガ
ス再循環率が異常に上昇し、エンジンの作動不安
定や出力低下を来す虞れがある。
かかる問題に対処し、排気系中に粒子捕集器を
有し且排気ガス再循環を行うデイーゼルエンジン
に於て、排気ガス再循環通路の途中に粒子捕集器
の上流側に於ける排気ガス圧力の上昇に応じて閉
じられる弁を設け、粒子捕集器に許容限度を越え
る日詰りが生じたときには排気ガス再循環通路を
遮断することが先願の実願昭55−104152号(実開
昭57−26656号)に於て提案されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記の先願に於ける如く、排気ガス再循環通路
の途中に粒子捕集器の上流側の排気ガス圧力の上
昇に応じて閉じられる弁を設けることにより、粒
子捕集器の目詰りによる排気ガス再循環量の異常
増大によつてデイーゼルエンジンに作動不良が起
ることを回避することができるが、排気系には通
常粒子捕集器の下流側に消音器等のかなりの流路
抵抗を呈する部分が設けられているので、粒子捕
集器の入口部に於ける排気ガス圧力の上昇に応じ
て排気ガス再循環通路が絞られるようになつてい
ると、デイーゼルエンジンに於てはエンジン負荷
に一義的に関連しないエンジン回転数にほぼ比例
する排気ガス流量の変化によつて排気ガス再循環
量が大きく影響されるという問題がある。
即ち、第1図に示す如く、排気系に於ける排気
ガスは粒子捕集器とそれに続く消音器等の流れ抵
抗要素を経て圧力を低下させつつ大気へ排出され
るが、かかる排気ガス圧降下にの態様は、排気ガ
ス流量によつて異り、排気ガス流量の大小に応じ
て粒子捕集器と消音器等に於ける排気ガスの圧力
降下は線A(流量小)乃至線B(流量大)にて示す
如く変化する。従つて、排気ガス流量の如何に拘
らず、粒子捕集器の目詰りが進行し、線A乃至線
Bの一部が線A′乃至線B′の如く変化して、粒子
捕集器入口の排気ガス圧力がPcの値に達すると
排気ガス再循環通路を遮断するようになつている
としても、それまでの間、排気ガス再循環通路の
途中を絞る弁は、排気ガス流量の変化に伴い、消
音器等の流れ抵抗を含むかなり大きな流れ抵抗に
比例して変化する圧力差△P1に応じてその開度
を変え、排気ガス再循環率は排気ガス流量の変化
に応じて大きく変化する。そのためエンジン負荷
に対する排気ガス再循環率の最適設定が困難であ
り、即ち、比較的低いエンジン回転数を基準とし
てエンジン負荷に対する排気ガス再循環率を設定
しておくと、エンジン回転数がそれより高いとき
排気ガス再循環率は過剰となり、逆に比較的高い
エンジン回転数を基準としてエンジン負荷に対す
る排気ガス再循環率を設定しておくと、エンジン
回転数がそれより低いとき排気ガス再循環は不足
する。
本発明は、粒子捕集とNOxの抑制の両方に亙
つて排気ガス浄化を達成すべくデイーゼルエンジ
ンに粒子捕集器と排気ガス再循環装置の両方を同
時に組込む排気ガス再循環装置に於ける上記の問
題に鑑み、この点に於て一層改善されたデイーゼ
ルエンジンの排気ガス浄化装置を提供することを
課題としている。
〔課題を解決するための手段〕
上記の課題は、本発明によれば、デイーゼルエ
ンジンの排気通路の途中に設けられ排気ガス中の
粒子を捕集する粒子捕集器と、前記排気通路の前
記粒子捕集器より上流側よりデイーゼルエンジン
の吸気通路へ排気ガスを導く排気ガス再循環通路
と、前記排気ガス再循環通路の通路面積を制御す
る排気ガス再循環制御弁と、デイーゼルエンジン
の負荷の増大に応じて前記通路面積を減小させま
た前記粒子捕集器に於ける排気ガス流の圧力降下
の増大に応じて前記通路面積を減小させるよう前
記排気ガス再循環制御弁を作動させる制御装置と
を有していることを特徴とするデイーゼルエンジ
ンの排気ガス浄化装置によつて達成される。
〔発明の作用及び効果〕 上記の如く、デイーゼルエンジンの排気通路中
に粒子捕集器を組込むと同時に排気通路に於ける
粒子捕集器の上流側より取出された排気ガスを吸
気通路へ再循環させる排気ガス再循環装置を組込
み、排気ガス再循環通路の通路面積を制御する排
気ガス再循環制御弁をデイーゼルエンジンの負荷
の増大に応じて該通路面積を減小させまた粒子捕
集器の目詰りに対処して該通路面積を絞るよう制
御するに当つて、粒子捕集器を通る排気ガス流の
圧力降下に応じて前記通路面積を減小させること
により、排気ガス流量の変化により消音器等に生
ずる圧力降下の変動が排気ガス再循環通路の通路
面積の制御に影響することを排除ることができ
る。
即ち、第1図に於てこれを見ると、排気ガス再
循環通路の絞りを、粒子捕集器の入口に於ける排
気ガス圧力により制御する代りに、粒子捕集器に
於ける排気ガスの圧力降下により制御することに
よつて、排気ガス再循環の制御に当つて排気ガス
流量即ちエンジン回転数が影響する度合を△P1
の値から△P1−△P2の値に低減することができ、
排気ガス再循環率の制御に於けるエンジン回転数
の変化の影響を大きく軽減することができる。こ
の場合、排気ガス再循環通路の通路面積の制御は
P1a−P2a乃至P1b−P2bに応じて行われ、粒子捕
集器入口の排気ガス圧がPcになつたときには排
気ガス再循環通路を遮断するのが好ましいとすれ
ば、この値が△Psまで増大したとき排気ガス再
循環通路を遮断するようになつていてよい。
〔実施例〕
以下に添付の図を参照して本発明を実施例につ
いて詳細に説明する。
第2図は本発明による排気ガス浄化装置が組込
まれたデイーゼルエンジンを示す概略構成図であ
る。図に於て、1はデイーゼルエンジンを示して
おり、該デイーゼルエンジンは吸気マニホールド
2より空気を吸入し、また図示されていない燃料
噴射ポンプより燃料を噴射供給され、排気マニホ
ールド3へ排気ガスを排出する。
排気マニホールド3には排気管4、粒子捕集器
5及び排気管6が順に接続されている。
7は排気ガス再循環制御弁を示している。排気
ガス再循環制御弁7はその入口ポート8を導管9
を経て排気マニホールド3に設けられた排気ガス
取入ポート10に接続され、また出口ポート11
を導管12を経て吸気マニホールド2に設けられ
た排気ガス注入ポート13に接続されている。排
気ガス再循環制御弁7は弁要素14を含み、該弁
要素14は弁座部15と共働して入口ポート8を
開閉し、またその実効開口面積を制御して入口ポ
ート8より出口ポート11へ流れる排気ガスの流
量を計量制御するようになつている。弁要素14
は弁ロツド16によつてダイヤフラム装置17に
連結され、該ダイヤフラム装置によつて駆動され
るようになつている。ダイヤフラム装置17は二
連式ダイヤフラム装置として構成され、二枚のダ
イヤフラム18,19を含んでいる。ダイヤフラ
ム18はその一方の側に設けられたダイヤフラム
室20に導入される負圧の増大に応じて圧縮コイ
ルばね21の作用に抗して図にて右方へ駆動さ
れ、前記弁要素14を開弁方向へ駆動するように
なつている。ダイヤフラム18の他方の側に設け
られたダイヤフラム室22は大気中に開放されて
いる。またダイヤフラム19の一方の側に設けら
れたダイヤフラム室23には排気管4に於ける粒
子捕集器5より上流側の排気ガス圧力取出ポート
28より取出された排気ガス圧力が導管29を経
て導入され、又その他方の側に設けられたダイヤ
フラム室24には排気管4に於ける粒子捕集器5
より下流側の排気ガス圧力取出ポート31より取
出された排気ガス圧力が導管30を経て導入さ
れ、粒子捕集器5に於ける排気ガスの圧力低下の
増大に応じて図にて左方へ駆動され、前記弁要素
14を閉弁方向へ駆動するようになつている。
ダイヤフラム室20には負圧ポンプ25が発生
する負圧が負圧制御弁26によりその負圧を調節
されつつ導管27を経て供給されるようになつて
いる。負圧制御弁26はデイーゼルエンジン1の
運転状態に応じて負圧を調節するようになつてお
り、例えばデイーゼルエンジン1に供給する燃料
の流量を制御する燃料噴射ポンプのポンプレバー
に応動し、デイーゼルエンジン1の負荷の増大に
応じてダイヤフラム室20に与える負圧を小さく
するようになつている。
上述の如き構成によれば、排気ガス再循環制御
弁7の弁要素14がダイヤフラム室20に導入さ
れる負圧の増大に応じて開弁方向へ駆動されると
同時にダイヤフラム室23と24に導入される排
気ガス圧の差の増大に応じて閉弁方向へ駆動さ
れ、このためデイーゼルエンジンの負荷を一定と
した場合、即ちダイヤフラム室20に導入さる負
圧を一定とした場合、粒子捕集器5の詰りの進行
によつてそれを通つて流れる排気ガスの圧力降下
が増大すると、それに伴い排気ガス再循環制御弁
7の開度が減少し、粒子捕集器5の詰りの進行に
よつて過剰な排気ガス再循環が行われることが回
避される。
以上に於ては本発明を実施例について詳細に説
明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く本発明の範囲内にて種々の実施例が可能である
ことは当業者にとつて明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
第1図は粒子捕集器を有するリエンジン排気系
に生ずる排気ガスの圧力降下の状態を示すグラ
フ、第2図は本発明による排気ガス浄化装置が組
込まれたデイーゼルエンジンの一つの実施例を示
す概略構成図である。 1…デイーゼルエンジン、2…吸気マニホール
ド、3…排気マニホールド、4…排気管、5…粒
子捕集器、6…排気管、7…排気ガス再循環制御
弁、8…入口ポート、9…導管、10…排気ガス
取入ポート、11…出口ポート、12…導管、1
3…排気ガス注入ポート、14…弁要素、15…
弁座部、16…弁ロツド、17…ダイヤフラム装
置、18,19…ダイヤフラム、20…ダイヤフ
ラム室、21…圧縮コイルばね、22〜24…ダ
イヤフラム室、25…負圧ポンプ、26…負圧制
御弁、27…導管、28…排気ガス圧取出ポー
ト、29,30…導管、31…排気ガス圧取出ポ
ート。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 デイーゼルエンジンの排気通路の途中に設け
    られ排気ガス中の粒子を捕集する粒子捕集器と、
    前記排気通路の前記粒子捕集器より上流側よりデ
    イーゼルエンジンの吸気通路へ排気ガスを導く排
    気ガス再循環通路と、前記排気ガス再循環通路の
    通路面積を制御する排気ガス再循環制御弁と、デ
    イーゼルエンジンの負荷の増大に応じて前記通路
    面積を減小させまた前記粒子捕集器に於ける排気
    ガス流の圧力降下の増大に応じて前記通路面積を
    減小させるよう前記排気ガス再循環制御弁を作動
    させる制御装置とを有していることを特徴とする
    デイーゼルエンジンの排気ガス浄化装置。
JP56157868A 1981-10-02 1981-10-02 ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置 Granted JPS5859345A (ja)

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JPS5859345A JPS5859345A (ja) 1983-04-08
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