JP2008184107A - 車両の排気ガス浄化装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】可及的にＤＰＦ２２をエンジン３の近傍に配置しつつ、ＤＰＦ２２の熱害を防止すること。
【解決手段】ラジエータ７を介して走行風を受けるエンジンルーム２に設けられ、クランクシャフト４が当該車両１の車幅方向に延びるように横置きされたエンジン３と、このエンジン３のクランクシャフト４方向一端側に連結されるトランスミッション５とを備えた車両１に設けられる排気ガス浄化装置である。エンジン３から排出される排気ガス中のＰＭを捕集するＤＰＦ２２と、ＤＰＦ２２を経由してエンジン３から排気ガスを排出する排気管２１とを備えている。排気管２１は、エンジン３の当該車両１後側からＤＰＦ２２に延びる上流部２１ａと、ＤＰＦ２２からトランスミッション５の下部を通って車両１の後方に延びる下流部２１ｂとを有し、ＤＰＦ２２は、トランスミッション５の上部または前部に配置されている。
【選択図】図１
【解決手段】ラジエータ７を介して走行風を受けるエンジンルーム２に設けられ、クランクシャフト４が当該車両１の車幅方向に延びるように横置きされたエンジン３と、このエンジン３のクランクシャフト４方向一端側に連結されるトランスミッション５とを備えた車両１に設けられる排気ガス浄化装置である。エンジン３から排出される排気ガス中のＰＭを捕集するＤＰＦ２２と、ＤＰＦ２２を経由してエンジン３から排気ガスを排出する排気管２１とを備えている。排気管２１は、エンジン３の当該車両１後側からＤＰＦ２２に延びる上流部２１ａと、ＤＰＦ２２からトランスミッション５の下部を通って車両１の後方に延びる下流部２１ｂとを有し、ＤＰＦ２２は、トランスミッション５の上部または前部に配置されている。
【選択図】図１
Description
本発明は車両の排気ガス浄化装置に関する。
従来より、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）を採用したディーゼルエンジンが広く利用されている。かかるＤＰＦは、フィルタに堆積したパティキュレートマター（ＰＭ）を燃焼除去して再生する必要がある。ＰＭの燃焼除去は、例えば、エンジンの燃焼行程における主噴射後に後噴射を行い、この後噴射された燃料をＤＰＦに設けられた触媒で酸化反応させ、その反応熱によりＰＭを燃焼させること（いわゆるリッチパージ制御）によって行う。このため、ＤＰＦを通過する排気の温度が低い場合には、より多くの燃料を後噴射させる必要があり、ＤＰＦは、排気温度が高い位置、即ちエンジン近傍に配置することが好ましい、とされている。
そこで、例えば、特許文献１に開示されたディーゼルエンジンの吸排気系構造では、エンジンのクランクシャフトを車両の幅方向に沿わせた横置き型のエンジンにおいて、ＤＰＦをエンジンの背後（車両の後側）にレイアウトした構造を採用している。
特開２００６−７０８７８号公報
上述のように、ＤＰＦをエンジンの背後にレイアウトした場合には、走行風の影響を受けにくくなり、ＤＰＦを高温に維持することが可能になる。
しかしながら、エンジンルーム内で走行風が当たらない場所にＤＰＦをレイアウトすると、ＤＰＦが高温になり過ぎて、却って熱による悪影響（いわゆる熱害）を周辺部品に与えてしまうこともわかってきた。
本発明は上記不具合に鑑みてなされたものであり、可及的にＤＰＦをエンジン近傍に配置しつつ、熱害を防止することのできる車両の排気ガス浄化装置を提供することを課題としている。
上記課題を解決するために本発明は、ラジエータを介して走行風を受けるエンジンルームと、クランクシャフトが当該車両の車幅方向に延びるように前記エンジンルームに横置きされたエンジンと、このエンジンの前記クランクシャフト方向一端側に連結されるトランスミッションとを備えた車両に設けられ、前記エンジンから排出される排気ガス中のパティキュレートマターを捕集するディーゼルパティキュレートフィルタと、前記ディーゼルパティキュレートフィルタを経由して前記エンジンから排気ガスを排出する排気管とを備えた排気ガス浄化装置において、前記排気管は、前記エンジンの当該車両後側からディーゼルパティキュレートフィルタに延びる上流部と、前記ディーゼルパティキュレートフィルタから前記トランスミッションの下部を通って前記車両の後方に延びる下流部とを有し、前記ディーゼルパティキュレートフィルタは、前記トランスミッションの上部に配置されていることを特徴とする車両の排気ガス浄化装置である。この態様では、エンジンルームに配置されたトランスミッションとエンジンとの間に形成される段差を利用して熱容量の大きいディーゼルパティキュレートフィルタを配置し、走行風でディーゼルパティキュレートフィルタを冷却しながらエンジンを運転することができる。このため、冷間時の数十秒間は、ディーゼルパティキュレートフィルタの活性化が遅れるものの、その後は、ディーゼルパティキュレートフィルタによる熱害が周囲の部品に生じることを防止することができる。
本発明の別の態様は、ラジエータを介して走行風を受けるエンジンルームと、クランクシャフトが当該車両の車幅方向に延びるように前記エンジンルームに横置きされたエンジンと、このエンジンの前記クランクシャフト方向一端側に連結されるトランスミッションとを備えた車両に設けられ、前記エンジンから排出される排気ガス中のパティキュレートマターを捕集するディーゼルパティキュレートフィルタと、前記ディーゼルパティキュレートフィルタを経由して前記エンジンから排気ガスを排出する排気管とを備えた排気ガス浄化装置において、前記排気管は、前記エンジンの当該車両後側からディーゼルパティキュレートフィルタに延びる上流部と、前記ディーゼルパティキュレートフィルタから前記トランスミッションの下部を通って前記車両の後方に延びる下流部とを有し、前記ディーゼルパティキュレートフィルタは、前記トランスミッションの前部に配置されていることを特徴とする車両の排気ガス浄化装置である。この態様では、エンジンルームに走行風を送るラジエータの正面に熱容量の大きいディーゼルパティキュレートフィルタを配置し、走行風でディーゼルパティキュレートフィルタを冷却しながらエンジンを運転することができる。このため、冷間時の数十秒間は、ディーゼルパティキュレートフィルタの活性化が遅れるものの、その後は、ディーゼルパティキュレートフィルタによる熱害が周囲の部品に生じることを防止することができる。
各態様において、前記排気管に接続され、当該ディーゼルパティキュレートフィルタの上流側に配置される酸化触媒をさらに備えていることが好ましい。かかる態様では、ディーゼルエンジンにおけるリッチパージ制御等により増量された燃料をこの酸化触媒で燃焼させることによりディーゼルパティキュレートフィルタに導入される排気ガス温度を上昇させ、パティキュレートマターの燃焼を促進させることができる。従って、ディーゼルパティキュレートフィルタの再生を短期間に効率よく行うことができる。
また、前記酸化触媒は、当該トランスミッションの上部に配置されていることが好ましい。かかる態様では、酸化触媒とディーゼルパティキュレートフィルタとを同じ位置、或いは異なった位置にレイアウトできる。特に、ディーゼルパティキュレートフィルタがトランスミッションの前部に配置されている態様においては、ディーゼルパティキュレートフィルタと酸化触媒とのレイアウトの自由度が高まり、搭載効率を高くすることができる。
また、前記ディーゼルパティキュレートフィルタと前記酸化触媒とは、ユニット化されていることが好ましい。かかる態様では、エンジンルームが狭い車体であっても、ディーゼルパティキュレートフィルタと酸化触媒との収容容積をコンパクトにまとめ、搭載効率を高めることができる。
また、各態様において、前記排気管の下流部に接続され、当該車両床面に形成されたトンネル空間の前端部分に配置された選択接触還元触媒と、前記下流部の当該選択接触還元触媒よりも上流側に配置され、前記選択接触還元触媒に還元剤を供給するノズルとをさらに備えていることが好ましい。かかる態様では、排気ガス中に含まれるＮＯｘを選択接触還元法によって浄化することができる。ここで、選択接触還元法を用いたＮＯｘの浄化の際には、ノズルからアンモニア等の還元剤を選択接触還元触媒の上流側で噴霧し、噴霧された還元剤を排気ガス中で均質に混合する必要があるが、本態様においては、ディーゼルパティキュレートフィルタがトランスミッションの上部または前部に配置されているとともに、選択接触還元触媒が車両床面に形成されたトンネル空間の前端部分に配置されていることから、ノズルと選択接触還元触媒との間隔を相当長くとることができ、還元剤と排気ガスとを均質に混合して、高い浄化性能を発揮することができる。また、大きなサイズとなる選択接触還元触媒を比較的車両の前方部分に配置できるので、車室を狭めるおそれもなくなり、乗員の居住性の犠牲を抑制できるという利点もある。
以上説明したように、本発明は、可及的にＤＰＦをエンジン近傍に配置しつつ、走行風でディーゼルパティキュレートフィルタを冷却しながらエンジンを運転することができ、ディーゼルパティキュレートフィルタによる熱害が周囲の部品に生じることを防止することができるという顕著な効果を奏する。
以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の形態について説明する。
図１は本発明の実施の一形態に係る車両の概要を示す平面部分略図であり、図２は同側面部分略図である。
図１および図２を参照して、本実施形態に係る車両１のエンジンルーム２には、いわゆる横置き型のエンジン３が配置されており、そのクランクシャフト４（図１に中心線のみ図示）が、車両１の車幅方向に延びている。クランクシャフト４の軸方向一端部分には、トランスミッション５が配置されている。トランスミッション５は、図２に示すように、エンジン３よりも低くなっており、エンジン３との間で段差を形成している。また、トランスミッション５は、車両前部がエンジン３とほぼ面一に並ぶようにレイアウトされており、一部がエンジン３よりも車両１の後方に突出している。エンジン３およびトランスミッション５は、エンジンルーム２に配置されたフロントサブフレーム６によって支持されている。また、このフロントサブフレーム６の車両１の前部には、図略のシュラウドを介してラジエータ７が配置されており、周知の構成でエンジン３を走行風により、冷却する構成になっている。
車両１の後部は、ダッシュパネル８によって、エンジンルーム２と車室９とが区画されている。ダッシュパネル８は、車幅方向両側に対をなしており、車両１の中央部には、配管用のトンネル空間１０が区画されている。なお、図中、１１は、エンジンルームに配設されたステアリングラックである。
エンジン３は、車両の前方に吸気装置１２を有し、車両の後方に排気装置２０を有している。また、エンジン３には、排気ガスによって吸気を過給するターボチャージャ１５や、一部の排気ガスを吸気装置１２に還流するＥＧＲ装置１６が設けられている。
排気装置２０は、本発明の排気ガス浄化装置の要部を構成するものであり、エンジン３の排気ガスを排出する排気管２１と、排気管２１から排出される排気ガスのパティキュレートマター（ＰＭ）を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）２２と、ＤＰＦ２２の上流側に配置された酸化触媒２３と、ＤＰＦ２２の下流側に配置された選択接触還元触媒（ＳＣＲ）ユニット２４とを備えている。
排気管２１は、ターボチャージャ１５のタービンセクションとＤＰＦ２２との間を接続する上流部２１ａと、ＤＰＦ２２とＳＣＲユニット２４との間を接続する下流部２１ｂとを有している。
上流部２１ａは、エンジン３の車両後方部分から車幅方向に延びてトランスミッション５の上部に延びている。ＤＰＦ２２および酸化触媒２３は、図示の例において、トランスミッション５の上部に配置されており、上流部２１ａは、これらＤＰＦ２２および酸化触媒２３とトランスミッション５の上部で接続されている。
下流部２１ｂは、ＤＰＦ２２の下流端からトランスミッション５の車両前方側で下方に屈曲し、さらにトランスミッション５の下側をくぐって、上記ＳＣＲユニット２４と接続されている。図示の例において、ＳＣＲユニット２４は、車両１の床面に形成されたトンネル空間１０の前端部分に配置されており、下流部２１ｂは、このＳＣＲユニット２４の上流端に車体に沿って延びている。
ＤＰＦ２２は、外形が円筒状に形成されたいわゆるウォールフロータイプのフィルタであって、コーディエライトやＳｉＣ，Ｓｉ３Ｎ４等のセラミックスにより、多数のセル（通路）を有するハニカム状の多孔質壁で形成されたフィルタ本体を備え、排気ガスをフィルタ本体の多孔質壁に流通させてＰＭを捕集するように構成されている。なお、上述のようなフィルタ本体に代えて、炭化ケイ素等の耐熱性材料を用いた三次元網目構造担体を用いてもよい。
酸化触媒２３は、例えば、コーディエライト製のモノリス担持体にアルミナの触媒担持層をコーティングにより形成し、この担持層にＰｔ、Ｐｂ等の触媒成分を担持させたものである。
ＳＣＲユニット２４は、いわゆるＳＣＲ法によって、排気ガス中のＮＯｘを浄化するユニットである。このＳＣＲ法とは、高温の排ガス中にアンモニア水溶液や尿素水溶液や液体アンモニア等から発生するアンモニアを注入して金属触媒と接触させて脱硝し、排気ガス中のＮＯｘを浄化する方法である。
ＳＣＲユニット２４は、上流触媒２４ａと、この上流触媒２４ａの下流側に配置された下流触媒２４ｂとを一体化したものである。上流触媒２４ａは、アルミナやチタニア等により形成された担持体とし、白金、酸化バナジウム、酸化鉄、酸化銅、酸化マンガン、酸化クロム、酸化モリブデン等を活性体とするものであり、アンモニア等の還元剤と排気ガス中のＮＯｘとを触媒反応させ、排気ガスを浄化するものである。下流触媒２４ｂは、余剰アンモニアを分解し、いわゆるアンモニアスリップを防止するための余剰還元剤酸化触媒である。なお、アンモニアスリップを発生させない尿素添加制御を行うことができる還元剤供給手段を採用している場合には、下流触媒２４ｂを省略してもよい。
ＳＣＲユニット２４の上流側には、図略の還元剤供給タンクから供給された還元剤を排気管２１の下流部２１ｂ内に噴霧するノズル２５が接続されている。還元剤と排気ガスとの混合状態を均質にするために、ノズル２５は、ＳＣＲユニット２４から例えば、５００ｍｍ程度の間隔Ｌが隔てられている。このように、ＳＣＲ法によるＮＯｘ浄化を図る場合には、ＳＣＲユニット２４とノズル２５との間隔Ｌを相当広く設定する必要があるが、本実施形態においては、ＤＰＦ２２をトランスミッション５の上部に配置するとともに、ＳＣＲユニット２４を車両１の床面に形成されたトンネル空間１０の前端部分に配置しているので、排気管２１の下流部２１ｂを長く設定し、ＳＣＲユニット２４とノズル２５との間隔Ｌを広く設定することが可能になっている。
以上説明したように本実施形態では、ＤＰＦ２２がトランスミッション５の上部に配置されているので、エンジンルーム２に配置されたトランスミッション５とエンジン３との間に形成される段差を利用して熱容量の大きいＤＰＦ２２を配置し、走行風でＤＰＦ２２を冷却しながらエンジン３を運転することができる。このため、冷間時の数十秒間は、ＤＰＦ２２の活性化が遅れるものの、その後は、ＤＰＦ２２による熱害が周囲の部品に生じることを防止することができる。
また、本実施形態では、排気管２１に接続され、当該ＤＰＦ２２の上流側に配置される酸化触媒２３をさらに備えている。このため本実施形態では、ディーゼルエンジン３におけるリッチパージ制御等により増量された燃料をこの酸化触媒２３で燃焼させることによりＤＰＦ２２に導入される排気ガス温度を上昇させ、ＰＭの燃焼を促進させることができる。従って、ＤＰＦ２２の再生を短期間に効率よく行うことができる。また、本実施形態では、酸化触媒２３は、当該トランスミッション５の上部に配置されている。このため本実施形態では、酸化触媒２３とＤＰＦ２２とを同じ位置にレイアウトし、全体として排気ガスの浄化容積を高めることができる。
さらに本実施形態においては、排気管２１の下流部２１ｂに接続され、当該車両１の床面に形成されたトンネル空間１０の前端部分に配置された選択接触還元触媒としての上流触媒２４ａを含むＳＣＲユニット２４と、下流部２１ｂの当該上流触媒２４ａよりも上流側に配置され、ＳＣＲユニット２４に還元剤を供給するノズル２５とを備えている。このため本実施形態では、排気ガス中に含まれるＮＯｘをＳＣＲ法によって浄化することができる。ここで、ＳＣＲ法を用いたＮＯｘの浄化の際には、ノズル２５からアンモニア等の還元剤をＳＣＲユニット２４の上流側で噴霧し、噴霧された還元剤を排気ガス中で均質に混合する必要があるが、本実施形態においては、ＤＰＦ２２がトランスミッション５の上部に配置されているとともに、ＳＣＲユニット２４が車両１の床面に形成されたトンネル空間１０の前端部分に配置されていることから、ノズル２５とＳＣＲユニット２４との間隔Ｌを相当長くとることができ、還元剤と排気ガスとを均質に混合して、高い浄化性能を発揮することができる。また、大きなサイズとなるＳＣＲユニット２４を比較的車両１の前方部分に配置できるので、車室９を狭めるおそれもなくなり、乗員の居住性の犠牲を抑制できるという利点もある。
次に、本発明の別の実施形態について説明する。なお、以下の説明では、同等の部材には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
図３は、本発明の別の実施形態に係る車両の概要を示す平面部分略図であり、図４は同側面部分略図である。
図３および図４を参照して、本実施形態では、ＤＰＦ２２をトランスミッション５の前部に配置し、酸化触媒２３のみをトランスミッション５の上部に配置した構成を示している。
図３および図４に示した本実施形態では、エンジンルーム２に走行風を送るラジエータ７の正面に熱容量の大きいＤＰＦ２２を配置し、走行風でＤＰＦ２２を冷却しながらエンジン３を運転することができる。このため、冷間時の数十秒間は、ＤＰＦ２２の活性化が遅れるものの、その後は、ＤＰＦ２２による熱害が周囲の部品に生じることを防止することができる。
また、本実施形態においても、酸化触媒２３は、当該トランスミッション５の上部に配置されていることが好ましい。このため本実施形態では、ＤＰＦ２２がトランスミッション５の前部に配置されていることと相俟って、ＤＰＦ２２と酸化触媒２３とのレイアウトの自由度が高まり、搭載効率を高くすることができる。
さらに本実施形態においても、ＳＣＲユニット２４が車両１の床面に形成されたトンネル空間１０の前端部分に配置されていることから、ノズル２５とＳＣＲユニット２４との間隔Ｌを相当長くとることができ、還元剤と排気ガスとを均質に混合して、高い浄化性能を発揮することができる。
図５は、図１の変形例を示す平面部分略図である。
図５の態様では、ＤＰＦと酸化触媒とがユニット化された触媒フィルタユニット３０が設けられている。このようにＤＰＦと酸化触媒とが、ユニット化されている場合には、エンジンルーム２が狭い車体であっても、触媒フィルタユニット３０の収容容積をコンパクトにまとめ、搭載効率を高めることができる。
なお、図１〜図４の各実施形態において、ＤＰＦ２２に酸化触媒をコーティングしたものを採用してもよい。その場合には、酸化触媒２３を省略することも可能となる。
その他、本発明の特許請求の範囲内で種々の変更が可能であることはいうまでもない。
１ 車両
２ エンジンルーム
３ エンジン
５ トランスミッション
７ ラジエータ
９ 車室
１０ トンネル空間
２０ 排気装置
２１ 排気管
２１ａ 上流部
２１ｂ 下流部
２２ ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）
２３ 酸化触媒
２４ 選択接触還元触媒（ＳＣＲ）ユニット
２５ ノズル
３０ 触媒フィルタユニット
２ エンジンルーム
３ エンジン
５ トランスミッション
７ ラジエータ
９ 車室
１０ トンネル空間
２０ 排気装置
２１ 排気管
２１ａ 上流部
２１ｂ 下流部
２２ ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）
２３ 酸化触媒
２４ 選択接触還元触媒（ＳＣＲ）ユニット
２５ ノズル
３０ 触媒フィルタユニット
Claims (6)
- ラジエータを介して走行風を受けるエンジンルームと、クランクシャフトが当該車両の車幅方向に延びるように前記エンジンルームに横置きされたエンジンと、このエンジンの前記クランクシャフト方向一端側に連結されるトランスミッションとを備えた車両に設けられ、
前記エンジンから排出される排気ガス中のパティキュレートマターを捕集するディーゼルパティキュレートフィルタと、前記ディーゼルパティキュレートフィルタを経由して前記エンジンから排気ガスを排出する排気管とを備えた排気ガス浄化装置において、
前記排気管は、前記エンジンの当該車両後側からディーゼルパティキュレートフィルタに延びる上流部と、前記ディーゼルパティキュレートフィルタから前記トランスミッションの下部を通って前記車両の後方に延びる下流部とを有し、
前記ディーゼルパティキュレートフィルタは、前記トランスミッションの上部に配置されている
ことを特徴とする車両の排気ガス浄化装置。 - ラジエータを介して走行風を受けるエンジンルームと、クランクシャフトが当該車両の車幅方向に延びるように前記エンジンルームに横置きされたエンジンと、このエンジンの前記クランクシャフト方向一端側に連結されるトランスミッションとを備えた車両に設けられ、
前記エンジンから排出される排気ガス中のパティキュレートマターを捕集するディーゼルパティキュレートフィルタと、前記ディーゼルパティキュレートフィルタを経由して前記エンジンから排気ガスを排出する排気管とを備えた排気ガス浄化装置において、
前記排気管は、前記エンジンの当該車両後側からディーゼルパティキュレートフィルタに延びる上流部と、前記ディーゼルパティキュレートフィルタから前記トランスミッションの下部を通って前記車両の後方に延びる下流部とを有し、
前記ディーゼルパティキュレートフィルタは、前記トランスミッションの前部に配置されている
ことを特徴とする車両の排気ガス浄化装置。 - 請求項１または２記載の車両の排気ガス浄化装置において、
前記排気管に接続され、当該ディーゼルパティキュレートフィルタの上流側に配置される酸化触媒をさらに備えている
ことを特徴とする車両の排気ガス浄化装置。 - 請求項３記載の車両の排気ガス浄化装置において、
前記酸化触媒は、当該トランスミッションの上部に配置されている
ことを特徴とする車両の排気ガス浄化装置。 - 請求項３または４記載の車両の排気ガス浄化装置において、
前記ディーゼルパティキュレートフィルタと前記酸化触媒とは、ユニット化されている
ことを特徴とする車両の排気ガス浄化装置。 - 請求項１から５の何れか１項に記載の車両の排気ガス浄化装置において、
前記排気管の下流部に接続され、当該車両床面に形成されたトンネル空間の前端部分に配置された選択接触還元触媒と、
前記下流部の当該選択接触還元触媒よりも上流側に配置され、前記選択接触還元触媒に還元剤を供給するノズルと
をさらに備えている
ことを特徴とする車両の排気ガス浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007020896A JP2008184107A (ja) | 2007-01-31 | 2007-01-31 | 車両の排気ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007020896A JP2008184107A (ja) | 2007-01-31 | 2007-01-31 | 車両の排気ガス浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008184107A true JP2008184107A (ja) | 2008-08-14 |
Family
ID=39727398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007020896A Pending JP2008184107A (ja) | 2007-01-31 | 2007-01-31 | 車両の排気ガス浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2008184107A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010174666A (ja) * | 2009-01-27 | 2010-08-12 | Yanmar Co Ltd | 排気浄化装置 |
| JP2012002082A (ja) * | 2010-06-14 | 2012-01-05 | Daimler Ag | 排気浄化触媒装置及び排気浄化装置 |
-
2007
- 2007-01-31 JP JP2007020896A patent/JP2008184107A/ja active Pending
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