JP2010116865A - エンジンの排気系構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エンジン11の排気ポートに接続された排気通路14内に燃料噴射手段26から噴射された燃料Fが衝突し、この燃料Fを拡散させる燃料被衝突部材30,40,50を排気通路14内に設ける。排気通路14には、湾曲状に形成されエンジン11から排出された排ガスが流通する主通路31と、燃料噴射手段26から噴射された燃料Fが流通し主通路31と接続された副通路32とを形成する。そして、燃料被衝突部材30,40,50を、主通路14と副通路32との接続部分近傍で且つ主通路14内の外周壁31a側に設ける。
【選択図】図1
Description
その一例として、以下の特許文献1においては、同文献の図2に示されるように、燃料添加弁(20)から排気管(2)内へ燃料(FE)を噴射する技術が挙げられる。
また、特許文献1の技術のように、燃料添加弁(20)を排気管(2)内に突出させると、燃料添加弁(20)が熱せられた排気ガス(EG)に直接的に晒されることとなる。このため、燃料添加弁(20)の劣化が促進してしまうおそれもある。
この試作構造100においては、略Y字形状に形成された排気接続管101が設けられている。
また、この排気接続管101における一方の入口102には、エンジン(図示略)に備えられたターボチャージャ(図示略)の排気出口(図示略)が接続されている。
そして、この排気接続管101における出口105には、排気通路106が接続されている。
また、この排気通路106内には、酸化触媒107が設けられ、さらに、この酸化触媒107の下方にNOxトラップ触媒108が配設されている。
しかしながら、噴射燃料の直進性を確保すると、インジェクタ104から噴射された燃料と排ガスとが排気接続管106内で十分に撹拌されず、酸化触媒107およびNOxトラップ触媒108の一部へ直接的に流入してしまう事態が生じる。
さらに、酸化触媒107の一部へ直接的に流入した燃料は、その後、酸化触媒107内で気化することになる。このとき、燃料の気化熱により、酸化触媒107の温度を部分的に低くしてしまうこととなり、排ガスの浄化効率がさらに低下してしまう。
ここで、図7は、酸化触媒107またはNOxトラップ触媒108の水平断面(図6中、符号CS1,CS2およびCS3参照)を上方から見た場合を示すものである。また、この図7中、P1〜P5で示す部分のうち、部分P1および部分P2において、極めてリッチ雰囲気の排ガスが流れた、或いは、気化しなかった燃料が液体のまま流れたものとする。
図8(A)で示すように、酸化触媒107の第1水平断面CS1における部分P1(一点鎖線参照)および部分P2(二点鎖線参照)は、酸化触媒107に付着した燃料の気化熱によって、局所的に冷却されていることが分かる。
このように、酸化触媒107およびNOxトラップ触媒108における温度分布の偏りは、これらの酸化触媒107およびNOxトラップ触媒108の全体に、リッチ雰囲気の排ガスがバランスよく供給されないことに起因して生じる。このため、酸化触媒107およびNOxトラップ触媒108による排ガスの浄化効率が低下し、排ガス性能を向上させることが困難になるのである。
また、請求項3記載の本発明のエンジンの排気系構造は、請求項1または2記載の内容において、該燃料被衝突部材の両端は、
該副通路の内壁にそれぞれ支持されていることを特徴としている。
また、請求項5記載の本発明のエンジンの排気系構造は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の内容において、該燃料被衝突部材は、円柱または円筒形状に成型されていることを特徴としている。
また、請求項7記載の本発明のエンジンの排気系構造は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の内容において、該燃料被衝突部材は、平板形状に成型されていることを特徴としている。
また、燃料被衝突部材が、燃料の噴射方向に対して直交して延在するように成形されているので、効率よく燃料を拡散させることが出来る。(請求項2)
また、燃料被衝突部材の両端が副通路の内壁にそれぞれ支持されているので、燃料衝突部材が曲がったり、折れたりする事態を防ぐことが出来る。(請求項3)
また、燃料被衝突部材の投影形状は、噴射された燃料の投影形状と近似する外形に成形されているので、燃料を燃料被衝突部材に効率よく衝突させることが可能となる。(請求項4)
また、燃料被衝突部材を円柱または円筒形状に成形することで、排気通路内における燃料被衝突部材の取り付け性を向上しながら、コストの増大を防ぎ、且つ、排気通路内で燃料を適切に拡散させることが出来る。(請求項5)
また、燃料被衝突部材を半円柱または半円筒形状に成形することで、コストの増大を防ぎながら、排ガス流れが阻害されることを避け、且つ、排気通路内で燃料を適切に拡散させることが出来る。(請求項6)
また、燃料被衝突部材を平板形状に成型することで、コストの増大を防ぎながら、排ガス流れが阻害されることを避け、且つ、排気通路内で燃料を適切に拡散させることが出来る。(請求項7)
また、図3(A)は燃料被衝突部材(インパクタ)を主通路(排ガス通路)「外」に配設した場合の空燃比を模式的に示すグラフであり、図3(B)は燃料被衝突部材を主通路「内」に配設した場合の空燃比を模式的に示すグラフである。
また、このターボチャージャ12の出口13には、第1排気管(排気管)14の入口15が接続されている。なお、以下、“上流”または“下流”といった表現を用いるが、これらは、ディーゼルディーゼルエンジン11から排出された排ガスの流れを基準とするものである。
第1排気管14は、主通路31と副通路32とを有する略Y字型の形状に形成された部品である。
第2排気管17には、酸化触媒(排気触媒)21が設けられるとともに、この酸化触媒21の下流側で且つこの酸化触媒21の下方にはNOxトラップ触媒(排気触媒)22が設けられている。
NOxトラップ触媒22は、NOx吸蔵材としてアルカリ金属(例えば、バリウム(Ba))を含んでおり、これにより、排ガス中のNOxを吸蔵することが出来るようになっている。また、このNOx吸蔵材は、排ガスがリーン雰囲気にある場合に排ガス中のNOx成分を吸蔵し、一方、排ガスがリッチ雰囲気にある場合に吸蔵したNOxを排ガス中に放出することが出来るようになっている。
そして、主通路31内で、且つ、主通路31と副通路32とが接続する部分(接続部分)の近傍で、且つ、湾曲部31cの外周壁31aに近接した位置には、インパクタ(燃料被衝突部材)30が設けられている。
また、このインパクタ30は、インジェクタ26による燃料Fの噴射方向C26に対して直交した方向(即ち、図1の紙面奥行方向、図2の上下方向)に延在する円柱形状に成型されている。また、図2に示すように、このインパクタ30の両端30a,30bは、それぞれ、副通路32の内壁32aに固定されている。
つまり、インパクタ30はその外形は、インジェクタ26から噴射された燃料Fの投影形状Fpと近似するように成形されている。
図1に示すように、主通路31と副通路32との接続部分近傍で、且つ、主通路31の内部で、且つ、湾曲部31cの外周壁31aに近接した位置に、インパクタ30が設けられている。
また、主通路31内を流れる排ガスの流速は、内周壁31b近傍よりも外周壁31a近傍の方が速いので、インパクタ30により拡散された燃料Fと排ガスとを素早く混じり合わせることが可能となる。
ここで、インパクタ30を、主通路31の「外部」に設けた場合と、主通路31の「内部」に設けた場合とで、燃料Fと排ガスとの撹拌効果にどのような差が出るかを調べた実験の結果を、図3(A)および図3(B)に示すグラフを用いて説明する。
他方、図3(B)は、図1を用いて上述した本実施形態における本願発明のように、インパクタ30を主通路31の内部に設けた場合において、NOxトラップ触媒22の上流端近傍における空燃比(細実線)と、NOxトラップ触媒22の下流端近傍における空燃比(太実線)とを示すグラフである。
インパクタ30を、主通路31の内部ではなく、副通路32の内部に設けた場合は、図3(A)に示すように、インジェクタ26により燃料Fの噴射が開始された後、2.5秒程度経過してから、NOxトラップ触媒22の上流側(細実線)および下流側(太実線)における排ガス雰囲気がともにリッチ化することがわかる。
つまり、インパクタ30を、図1を用いて上述した本実施形態における本願発明のように、主通路31内で、且つ、主通路31と副通路32とが接続する部分(接続部分)の近傍で、且つ、湾曲部31cの外周壁31aに近接した位置に設けることで、主通路31の「外部」に設けるよりも、インジェクタ26から噴射された燃料Fと、ディーゼルエンジン11から排出された排ガスとが、良好に撹拌され且つ燃料Fの気化が促進されていることを、図3(A)および図3(B)は示しているのである。
また、燃料Fと排ガスとの撹拌が促進されることで、燃料Fの噴射量を抑制することも出来る。つまり、燃料Fと排ガスとの撹拌が十分ではない状態で、排ガス雰囲気をリッチ化するには、燃料Fの噴射量を増大せざるを得ない。しかし、このような措置では、燃費の悪化を招いてしまい、さらには、酸化触媒21やNOxトラップ触媒22の一部分にのみリッチ化された排ガスを流入させることになってしまう。
また、図2に示すように、インパクタ30の両端30a,30bが、副通路32の内壁32aにそれぞれ支持されているので、インパクタ30が曲がったり、折れたりする事態を防ぐことが出来る。
また、インパクタ30を円柱形状に成形することで、主通路31内におけるインパクタ30の取り付け性を向上しながら、インパクタ30の成型コストを抑制しながら、主通路31内で燃料Fを適切に拡散させることが出来る。
上述の実施形態においては、第1排気管14がターボチャージャ12を介してディーゼルエンジン11の排気ポートに接続されている場合を例にとって説明したが、これに限定されるものではない。例えば、第1排気管14を、ターボチャージャ12を有さないエンジンの排気ポートに直接接続しても良い。
また、上述の実施形態においては、酸化触媒21およびNOxトラップ触媒22が排気触媒として用いられている場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、これらの酸化触媒21およびNOxトラップ触媒22だけでなく、SCR(Selective Catalytic Reduction)触媒やHCトラップ触媒などを様々なバリエーションで組み合わせて用いるようにしても良い。
14 第1排気管(排気通路)
26 インジェクタ(燃料噴射手段)
30,40,50 インパクタ(燃料被衝突部材)
30a インパクタの一端
30b インパクタの他端
31 主通路
31a 主通路の外周壁
32 副通路
32a 副通路の内壁
C26 燃料の噴射方向
Fp 噴射燃料の投影形状
Claims (7)
- エンジンの排気系構造であって、
該エンジンの排気ポートに接続された排気通路と、
該排気通路内に燃料を噴射する燃料噴射手段と、
該燃料噴射手段から噴射された該燃料が衝突し該燃料を拡散させる燃料被衝突部材とを備え、
該排気通路は、
湾曲状に形成され該エンジンから排出された該排ガスが流通する主通路と、
該主通路に接続され該燃料噴射手段から噴射された該燃料が流通する副通路とを有し、
該燃料被衝突部材は、
該主通路と該副通路との接続部分近傍で且つ該主通路内の外周壁側に設けられている
ことを特徴とする、エンジンの排気系構造。 - 該燃料被衝突部材は、
該燃料噴射手段による該燃料の噴射方向に対して直交して延在する
ことを特徴とする、請求項1記載のエンジンの排気系構造。 - 該燃料被衝突部材の両端は、
該副通路の内壁にそれぞれ支持されている
ことを特徴とする、請求項1または2記載のエンジンの排気系構造。 - 該燃料被衝突部材の投影形状は、
該燃料噴射手段によって噴射された該燃料の投影形状と近似する形状となるように成形されている
ことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のエンジンの排気系構造。 - 該燃料被衝突部材は、
円柱または円筒形状に成型されている
ことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のエンジンの排気系構造。 - 該燃料被衝突部材は、
半円柱または半円筒形状に成型されている
ことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のエンジンの排気系構造。 - 該燃料被衝突部材は、
平板形状に成型されている
ことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のエンジンの排気系構造。
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| JP2006322327A (ja) * | 2005-05-17 | 2006-11-30 | Isuzu Motors Ltd | 排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システム |
| JP2008014213A (ja) * | 2006-07-05 | 2008-01-24 | Hitachi Ltd | 排気処理装置 |
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| JP2005214100A (ja) * | 2004-01-30 | 2005-08-11 | Hino Motors Ltd | 排気浄化装置 |
| JP2006322327A (ja) * | 2005-05-17 | 2006-11-30 | Isuzu Motors Ltd | 排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システム |
| JP2008014213A (ja) * | 2006-07-05 | 2008-01-24 | Hitachi Ltd | 排気処理装置 |
| JP2008151088A (ja) * | 2006-12-20 | 2008-07-03 | Denso Corp | 排気浄化装置 |
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