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JPH06129231A - Particulate, method of processing particulate in trap - Google Patents

Particulate, method of processing particulate in trap

Info

Publication number
JPH06129231A
JPH06129231A JP4306494A JP30649492A JPH06129231A JP H06129231 A JPH06129231 A JP H06129231A JP 4306494 A JP4306494 A JP 4306494A JP 30649492 A JP30649492 A JP 30649492A JP H06129231 A JPH06129231 A JP H06129231A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
temperature
trap
exhaust
pressure
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
JP4306494A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Kanesaka
弘 兼坂
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.)
Kanesaka Gijutsu Kenkyusho KK
Original Assignee
Kanesaka Gijutsu Kenkyusho KK
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 Kanesaka Gijutsu Kenkyusho KK filed Critical Kanesaka Gijutsu Kenkyusho KK
Priority to JP4306494A priority Critical patent/JPH06129231A/en
Publication of JPH06129231A publication Critical patent/JPH06129231A/en
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
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

Landscapes

  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a particulate processing method in a diesel engine which can burn and remove particulate sticking to a trap during running of a vehicle. CONSTITUTION:In a diesel engine incorporating a trap 26 for removing particulate trapped therein, the volume of intake-air into an engine cylinder 1 is decreased by a throttle valve 18, and an exhaust valve 10 is opened in the vicinity of the bottom dead center of the intake stroke of the engine so as to allow counter flow of exhaust gas into the engine cylinder. As a result, the temperature of the exhaust gas rises up. Accordingly, the temperature of the exhaust gas is raised, and accordingly particulate can be burnt and removed during running of a vehicle, without thermally damaging the trap for removing particulate. Thereby it is possible to reduce the manhours and the cost for removing particulate.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は走行中に行うディーゼル
エンジンの排気浄化方法に係り、特に軽負荷走行時にお
いて、パティキュレート.トラップが捕獲したパティキ
ュレート(PM)の除去処理を排気ガスの温度上昇によ
って継続的に行う処理方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for purifying exhaust gas of a diesel engine during traveling, and especially when traveling under a light load. The present invention relates to a treatment method of continuously removing particulate matter (PM) captured by a trap by increasing the temperature of exhaust gas.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディーゼルエンジンでは、排気ガス中に
炭素粒子を主成分とするパティキュレートが次々と発生
するため、これを捕獲する1つの手段として排気ガスを
セラミック(コージェライト)製のトラップによってパ
ティキュレートを捕獲していた。このようにトラップに
捕獲されたパティキュレートは例えば車両の登坂時又は
高速走行時における高負荷の際には、排気ガスの温度は
700℃程度になるので、この排気ガスにより燃焼され
て除去することができたが、車両の定常走行時には、排
気ガスの温度は300℃程度であって到底パティキュレ
ートを燃焼して除去することはできない。一方、ディー
ゼルエンジンに使用され、前述のようにしてパティキュ
レートを取り除くトラップは、セラミック製なので多量
に堆積したパティキュレートを除去するために燃料を加
えて一時に燃焼させると、大きな温度変化により高い熱
応力が発生し、トラップが熱破壊することがあり、これ
がパティキュレート.トラップが一般的に普及しない1
つの原因であった。
2. Description of the Related Art In a diesel engine, particulates containing carbon particles as a main component are generated in the exhaust gas one after another. Therefore, as one means for capturing the particulates, the exhaust gas is trapped by a ceramic (cordierite) trap. Captured the curate. The particulate matter thus trapped in the trap has a temperature of the exhaust gas of about 700 ° C. when the vehicle is under a high load when climbing a slope or traveling at a high speed. However, the temperature of the exhaust gas is about 300 ° C. and the particulate matter cannot be burned and removed during steady running of the vehicle. On the other hand, the trap used for diesel engines to remove particulates as described above is made of ceramic, so if fuel is added and burned at one time to remove a large amount of particulates, high temperature will be generated due to a large temperature change. Stress may occur and the trap may be thermally destroyed. This is the particulate matter. Traps are not generally popular 1
It was one cause.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】前述の通り従来のパテ
ィキュレートの除去に際して燃料を加えて一時に燃焼さ
せる方法による除去では、温度の急上昇によりセラミッ
ク製のトラップが熱破壊し、従ってパティキュレートを
少量づつ継続的に燃焼することによる除去がディーゼル
エンジンによって作動させられる車両の走行中に行うこ
とが望まれていた。
As described above, in the conventional removal of particulates by the method of adding fuel and burning at the same time, the ceramic trap is thermally destroyed due to a rapid rise in temperature, so that a small amount of particulates is removed. It has been desired that the successive burning removals be performed while the vehicle is being driven by a diesel engine.

【0004】ところで、ディーゼルエンジンの排気ガス
の温度は、前述した通り最大走行負荷の近傍では500
℃〜700℃になるが、通常走行負荷時(全負荷の1/
6〜1/4)には200℃〜300℃に低下するため、
車両走行中にパティキュレートの排気ガス温度による継
続的な燃焼除去はできないと考えられていた。
By the way, the temperature of the exhaust gas of the diesel engine is 500 near the maximum running load as described above.
℃ -700 ℃, but under normal running load (1/1 of full load)
6 to 1/4) decreases to 200 to 300 ° C,
It was thought that continuous combustion and removal due to the temperature of the exhaust gas of particulates could not be performed while the vehicle was running.

【0005】本発明は、前述の従来のパティキュレート
の燃焼による除去の現状に鑑みてなされたものであり、
その目的は、トラップに付着したパティキュレートを、
車両の走行中に排気ガス温度によって継続的に燃焼除去
することができるパティキュレートの処理方法を提供す
ることにある。
The present invention has been made in view of the current state of the conventional removal of particulates by combustion.
The purpose is to remove the particulates adhering to the trap,
It is an object of the present invention to provide a method for treating particulates that can be continuously burned and removed by the temperature of exhaust gas while the vehicle is traveling.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】前記目的は、パティキュ
レート除去用のトラップを備え、排気ガス中のパティキ
ュレートを前記トラップで捕獲して除去するディーゼル
エンジンにおいて、軽負荷時にエンジンのシリンダ内へ
の吸入空気量を絞り弁の開度を小さくすることによって
減少させて排気ガスを昇温させ、エンジンの吸気行程の
下死点附近において排気弁を開弁し排気ガスを排気弁を
通じてシリンダ内に逆流させ、さらに排気口におけるエ
ンジンの排気ガスの背圧を高めることにより達成され
る。
In the diesel engine, which is equipped with a trap for removing particulates and captures particulates in exhaust gas by the traps and removes the particulates, a trap for the particulates in the engine is provided. The amount of intake air is reduced by reducing the opening of the throttle valve to raise the temperature of the exhaust gas, and the exhaust valve is opened near the bottom dead center of the intake stroke of the engine and exhaust gas flows back into the cylinder through the exhaust valve. And further increase the back pressure of the exhaust gas of the engine at the exhaust port.

【0007】[0007]

【作用】本発明の構成では、次々に発生する排気ガス中
のパティキュレートを前記トラップで捕獲して次々に燃
焼させて除去するために、特に、軽負荷時にエンジンの
シリンダ内への吸入空気量を絞り弁の開度を小さくする
ことによって減少させることにより、燃焼温度を上昇さ
せ、さらにエンジンの吸気行程の下死点附近において排
気弁を開弁させて排気ガスを排気弁を通じてシリンダ内
に逆流させ、EGR(排気再循環)を行うと、シリンダ
内の空気は断熱圧縮されるので、圧縮による温度上昇と
高温排気ガスの混入によってさらに温度が上昇し、圧
縮、燃焼、膨張の各工程の温度が上昇し、排気温度も上
昇して車両の走行中にパティキュレートは軽負荷時でも
完全に燃焼させうる排気ガス温度となる。
In the structure of the present invention, in order to capture the particulates in the exhaust gas that are generated one after another by the trap and burn them one after another to remove them, in particular, the amount of intake air into the cylinder of the engine at a light load. The combustion temperature is raised by decreasing the throttle valve opening by decreasing the throttle valve opening degree, and the exhaust valve is opened near the bottom dead center of the intake stroke of the engine to allow exhaust gas to flow back into the cylinder through the exhaust valve. When EGR (exhaust gas recirculation) is performed, the air in the cylinder is adiabatically compressed. Therefore, the temperature rises due to compression and the temperature rises further due to the mixing of high-temperature exhaust gas. And the exhaust gas temperature rises, and the particulates become the exhaust gas temperature at which the particulates can be completely combusted even when the load is light while the vehicle is traveling.

【0008】また、エンジンの排気ガスの背圧を高める
方法を取り、例えば排気絞り弁によって当該背圧を高め
るようにし、或いはターボ過給機を用いることにより、
当該背圧を高めるようにすると、排気ガスの逆流量が増
加してシリンダ内の空気はさらに断熱圧縮され、圧縮行
程前のガス温度が高まるので、排気ガスの温度は一層上
昇する。
Further, by taking a method of increasing the back pressure of the exhaust gas of the engine, for example, by increasing the back pressure by an exhaust throttle valve, or by using a turbocharger,
When the back pressure is increased, the reverse flow rate of the exhaust gas is increased, the air in the cylinder is further adiabatically compressed, and the gas temperature before the compression stroke is increased, so that the temperature of the exhaust gas is further increased.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図1乃至図4を参
照して説明する。ここで、図1は実施例の排気浄化方法
に使用するディーゼルエンジンの要部の構成を示す説明
図、図2は実施例のp−v線図、図3は実施例での排気
ガスの逆流前後のシリンダ内空気の状態を示す説明図、
図4は実施例での排気補助カムの動作の説明図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. Here, FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of a main part of a diesel engine used in the exhaust gas purification method of the embodiment, FIG. 2 is a p-v diagram of the embodiment, and FIG. 3 is a reverse flow of exhaust gas in the embodiment. Explanatory diagram showing the state of air in the front and rear cylinders,
FIG. 4 is an explanatory diagram of the operation of the exhaust auxiliary cam in the embodiment.

【0010】先ず、実施例の排気浄化方法に使用するデ
ィーゼルエンジンの構成を説明する。このディーゼルエ
ンジンは基本的には図1に示すように、シリンダ1内で
ピストン2が摺動し、コンロッド3により図示せぬクラ
ンク軸を回転させる4サイクルエンジンにおいて、その
シリンダヘッド4にシリンダ1に臨んで燃料噴射弁5
を、吸気口6には吸気弁7を、また、排気口9には排気
弁10をそれぞれ設置し、排気弁10の端部に弁ばね1
1の力を受けるばね受け12と補助カム13を有するカ
ム14の動きを伝えるタペット15が設置されている。
First, the construction of a diesel engine used in the exhaust gas purification method of the embodiment will be described. This diesel engine is basically a four-cycle engine in which a piston 2 slides in a cylinder 1 and a crankshaft (not shown) is rotated by a connecting rod 3 as shown in FIG. Fuel injection valve 5
An intake valve 7 is installed at the intake port 6, and an exhaust valve 10 is installed at the exhaust port 9, and the valve spring 1 is installed at the end of the exhaust valve 10.
A tappet 15 that transmits the movement of a cam 14 having a spring receiver 12 and an auxiliary cam 13 that receives a force of 1 is installed.

【0011】前記燃料噴射弁5は、エンジンのクランク
軸と同期して燃料噴射動作を行い、また、吸気弁7及び
排気弁10も、前記クランク軸と同期して周知のバルブ
開閉機構により開閉するので、その開閉周期は通常のエ
ンジンと同様に設定してある。
The fuel injection valve 5 performs a fuel injection operation in synchronization with the crankshaft of the engine, and the intake valve 7 and the exhaust valve 10 are also opened and closed by a known valve opening / closing mechanism in synchronization with the crankshaft. Therefore, the opening / closing cycle is set in the same manner as in a normal engine.

【0012】また、吸気口6には絞り弁18が設けてあ
る。そして、当該エンジンでは、制御装置(図示せず)
が設けてあり、この制御装置によって、軽負荷時には吸
気口6からの吸入空気と燃料噴射量とを減少させるよう
に、燃料噴射弁5と絞り弁18とが制御されるように構
成され、吸気行程の下死点附近において、補助カム13
が作動して、排気弁10を図4に示すように、吸気行程
の下死点附近における所定時間の間、開放して排気ガス
を絞り弁によって大気圧以下となっているシリンダ1内
に逆流させるような構成となっている。また、前記吸気
口6と連通する吸気枝管16の一端には、吸気集合管1
7が設置され吸気通路が形成されている。
A throttle valve 18 is provided at the intake port 6. Then, in the engine, a control device (not shown)
The control device is configured to control the fuel injection valve 5 and the throttle valve 18 so as to reduce the intake air and the fuel injection amount from the intake port 6 when the load is light. Auxiliary cam 13 near the bottom dead center of the stroke
As shown in FIG. 4, the exhaust valve 10 is opened and the exhaust gas is backflowed into the cylinder 1 whose atmospheric pressure is below atmospheric pressure by the throttle valve for a predetermined time near the bottom dead center of the intake stroke. It is configured to let. Further, at one end of the intake branch pipe 16 communicating with the intake port 6, the intake manifold 1
7 is installed and an intake passage is formed.

【0013】このような多シリンダエンジンのそれぞれ
のシリンダに配置された吸気枝管16には、絞り弁18
が設置され、エンジンの要求出力に応じて、周知の絞り
弁と同様に、その開度が決定されるように構成されてい
る。そして、前記排気口9と連通する排気マニホールド
20の下流には、パティキュレートを除去するためのセ
ラミック(コージェライト)製のトラップ26が設けて
あり、大気中に排出される排気ガスを無害化する構成に
してある。なお、排気ガスの背圧を高め、シリンダ1内
における逆流ガスによる圧縮の圧力を高め、排気ガスの
混合量を増加させ、圧縮行程前のシリンダ1内ガス温度
を上昇させる目的で、図示せぬターボ過給機を排気マニ
ホールドに接続したり、また排気口9に排気絞り弁25
を設けることもできる。
A throttle valve 18 is provided in the intake branch pipe 16 arranged in each cylinder of such a multi-cylinder engine.
Is installed, and its opening is determined in accordance with the required output of the engine, similarly to a known throttle valve. A ceramic (cordierite) trap 26 for removing particulates is provided downstream of the exhaust manifold 20 that communicates with the exhaust port 9 to detoxify exhaust gas discharged into the atmosphere. It is configured. For the purpose of increasing the back pressure of the exhaust gas, increasing the pressure of compression by the backflow gas in the cylinder 1, increasing the mixing amount of the exhaust gas, and increasing the gas temperature in the cylinder 1 before the compression stroke, it is not shown. Connect the turbocharger to the exhaust manifold, and connect the exhaust throttle valve 25 to the exhaust port 9.
Can be provided.

【0014】実施例に使用するディーゼルエンジンは、
前述の制御装置によって定常走行時(軽負荷時)には、
燃料噴射量と吸入空気量とが少なくなるように絞り弁の
開度を小さくするよう制御されるので、過剰空気が少な
く燃焼温度が上昇して、さらに吸気行程の下死点附近に
おける排気弁の開弁によって排気ガス温度が上昇する。
この排気ガスはトラップ26に導かれ、排気ガス中のパ
ティキュレートは、トラップ26内に堆積するが、実施
例では前述のようにパティキュレートが燃焼する温度に
まで排気ガスの温度が上昇するので、パティキュレート
は次々と燃焼し、急激な温度変化をせず、従って発生す
る熱応力は低く、トラップ26を熱破損することなく、
捕獲されたパティキュレートは燃焼されて除去される。
The diesel engine used in the examples is
During steady running (light load) by the control device described above,
Since the throttle valve opening is controlled so that the fuel injection amount and the intake air amount are reduced, the excess air is small and the combustion temperature rises, and the exhaust valve near the bottom dead center of the intake stroke is further increased. The exhaust gas temperature rises due to the valve opening.
The exhaust gas is guided to the trap 26, and the particulates in the exhaust gas are accumulated in the trap 26. However, in the embodiment, since the temperature of the exhaust gas rises to the temperature at which the particulates burn as described above, The particulates burn one after another and do not undergo a rapid temperature change, so the thermal stress generated is low, and the trap 26 is not thermally damaged,
The trapped particulates are burned and removed.

【0015】一方、高負荷時には絞り弁18は全開近傍
まで開弁し、吸気弁7が開弁するエンジンの吸気行程に
おいて、吸気口6やシリンダ1内には、大気圧に近い空
気とそれに対応する量の燃料が燃料噴射弁5より噴射さ
れ、出力において何等通常のエンジンと異なることはな
い。そして、排気ガスの温度は500℃〜700℃に達
するため、トラップ26で捕獲されたパティキュレート
は、次々と燃焼しトラップ26の熱破損を生ずることな
く除去される。
On the other hand, when the load is high, the throttle valve 18 is opened to the vicinity of full opening, and in the intake stroke of the engine in which the intake valve 7 is opened, the air in the intake port 6 and the cylinder 1 is close to atmospheric pressure and the air corresponding thereto. A certain amount of fuel is injected from the fuel injection valve 5, and the output is no different from that of a normal engine. Since the temperature of the exhaust gas reaches 500 ° C. to 700 ° C., the particulates trapped in the trap 26 are removed one after another without burning and causing thermal damage to the trap 26.

【0016】ところで、エンジン始動直後の低冷却水
温、低負荷時には、従来は空気の吸入量を制限するよう
に絞り弁18の開度は小さくされ、図2に示すようにシ
リンダ1内の圧力は、大気圧p7からp1に低下するが
この時シリンダ内の空気温度は大気温度と同一であるこ
とが知られている。そして、大気圧よりも低い圧力p1
から吸気行程が開始され、またp1と同じ圧力p2から
圧縮行程が開始され、圧力p2aにおいて大気圧とな
る。従って、圧力p2aにおける吸入空気量は図2に示
すaで与えられる。
By the way, when the cooling water temperature and the load are low immediately after the engine is started, the opening of the throttle valve 18 is conventionally made small so as to limit the intake amount of air, and the pressure in the cylinder 1 is set as shown in FIG. It is known that the atmospheric pressure decreases from p7 to p1, but the air temperature in the cylinder at this time is the same as the atmospheric temperature. And a pressure p1 lower than atmospheric pressure
The intake stroke is started from, and the compression stroke is started from the same pressure p2 as p1, and the atmospheric pressure is obtained at the pressure p2a. Therefore, the intake air amount at the pressure p2a is given by a shown in FIG.

【0017】この状態からシリンダ内空気を圧力p3ま
で圧縮し、圧縮上死点である圧力p3の位置で、着火さ
れ、燃焼によってシリンダ1内の圧力は圧力p4にまで
高まり、圧力p4より膨張して圧力p5で膨張行程を完
了し、ここで排気弁10が開く。このようにして、排気
弁10が開くので、シリンダ1内の圧力は圧力p6と大
気圧近くまで低下し、圧力p7で排気行程を終了する。
From this state, the air in the cylinder is compressed to the pressure p3, and is ignited at the position of the compression top dead center which is the pressure p3, and the pressure in the cylinder 1 is increased to the pressure p4 by the combustion and expanded from the pressure p4. The expansion stroke is completed at pressure p5, and the exhaust valve 10 is opened here. In this way, since the exhaust valve 10 is opened, the pressure in the cylinder 1 drops to the pressure p6 and close to the atmospheric pressure, and the exhaust stroke ends at the pressure p7.

【0018】しかし燃焼時の圧力p4でも、排気開始時
の圧力p5の点でも排気温度は、パティキュレートを燃
焼させる所望の温度には達しない。
However, neither the pressure p4 at the time of combustion nor the pressure p5 at the time of starting the exhaust gas reaches the desired exhaust gas temperature for burning the particulates.

【0019】一方、実施例では吸気行程は従来と同様に
開始されるが、図2に示す吸気行程の圧力p2において
は、図3(b)に示すようにシリンダ1内の空気は大気
圧以下の圧力P1である。吸気下死点の圧力p2におい
て補助カム13により排気弁10が開弁され、大気圧状
態にある排気口9内の排気ガスは、負圧であるシリンダ
1内に逆流する。これを図3によって示すと、(b)に
示すように、シリンダ1内の空気は大気圧以下の圧力P
1で、容積V1はシリンダ1の排気量となり、温度はt
1となっているが、排気ガスの逆流によって、(a)に
示すように空気は大気圧近傍まで断熱圧縮され、容積は
V2に減少し、圧力はP2と高くなり、温度がt2に上
昇する。ところで、逆流した排気ガスの温度は、エンジ
ン始動直後の低冷却水温時にあっては、約300℃程度
であり、これに圧縮された空気が混合する。この状態を
図2で示すと圧力はp8となり、断熱圧縮による温度上
昇分よりさらに温度が上昇する。この空気と排気ガスと
の混合ガスは、図2の圧力p8から圧縮されて圧力p8
aで大気圧状態となるが、この時逆流した排気ガスの量
は、同図にbで示される。このように、実施例では、排
気ガスの逆流によってシリンダ内の空気は断熱圧縮さ
れ、実験の結果では、エンジン始動後直ちに排気ガス温
度を500℃以上にすることが可能であった。
On the other hand, in the embodiment, the intake stroke is started in the same manner as the conventional one, but at the pressure p2 in the intake stroke shown in FIG. 2, the air in the cylinder 1 is below atmospheric pressure as shown in FIG. 3 (b). Pressure P1. The exhaust valve 10 is opened by the auxiliary cam 13 at the pressure p2 at the intake bottom dead center, and the exhaust gas in the exhaust port 9 under the atmospheric pressure flows backward into the cylinder 1 which is a negative pressure. When this is shown in FIG. 3, as shown in FIG. 3B, the air in the cylinder 1 has a pressure P below atmospheric pressure.
1, the volume V1 is the displacement of the cylinder 1, and the temperature is t
However, due to the backflow of the exhaust gas, the air is adiabatically compressed to near atmospheric pressure as shown in (a), the volume decreases to V2, the pressure increases to P2, and the temperature rises to t2. . By the way, the temperature of the exhaust gas that flows back is about 300 ° C. at the time of low cooling water temperature immediately after the engine is started, and the compressed air mixes with this. When this state is shown in FIG. 2, the pressure becomes p8, and the temperature rises further than the temperature rise due to adiabatic compression. This mixed gas of air and exhaust gas is compressed from the pressure p8 in FIG.
The atmospheric pressure is reached at a, but the amount of the exhaust gas that has flowed back at this time is shown at b in FIG. As described above, in the example, the air in the cylinder is adiabatically compressed by the backflow of the exhaust gas, and as a result of the experiment, it was possible to raise the exhaust gas temperature to 500 ° C. or more immediately after the engine was started.

【0020】実施例においては、図2の高温高圧の圧力
p8から圧縮行程が開始され、圧縮上死点の圧力p9で
は、従来の圧力p3よりも圧力も温度も高く、ここで着
火され、燃焼によってシリンダ1内の圧力は圧力p10
にまで高まり、圧力p10より膨張して圧力p11で膨
張行程を完了する。膨張後の圧力p11においても、当
然のことながら温度は従来よりも高い。
In the embodiment, the compression stroke is started from the high temperature and high pressure p8 shown in FIG. 2, and at the compression top dead center pressure p9, both the pressure and temperature are higher than the conventional pressure p3, and ignition and combustion are performed here. Therefore, the pressure in the cylinder 1 is pressure p10.
, The pressure is expanded from the pressure p10 and the expansion stroke is completed at the pressure p11. Even at the pressure p11 after expansion, the temperature is naturally higher than before.

【0021】実施例では、排気ガスの逆流は、シリンダ
1内の負圧によって生じるので、負圧の大きい排気温度
の低い低負荷時には、その量は多く、それによる排気ガ
スの温度上昇も大きく、負荷の上昇と共にシリンダ1内
の負圧は小さくなる。このために、排気ガスの逆流量も
低下し、全負荷時の絞り弁全開時には、シリンダ1内の
圧力はほぼ大気圧となり、排気ガスの逆流は殆ど発生せ
ず、公知のエンジンと同量の空気を吸入することが可能
で、同出力とすることが可能である。
In the embodiment, the reverse flow of the exhaust gas is caused by the negative pressure in the cylinder 1. Therefore, when the load is low and the exhaust temperature is low and the load is large, the amount of the exhaust gas is large and the temperature rise of the exhaust gas is large. The negative pressure in the cylinder 1 decreases as the load increases. For this reason, the reverse flow rate of exhaust gas also decreases, and when the throttle valve is fully opened at full load, the pressure in the cylinder 1 becomes almost atmospheric pressure, and the reverse flow of exhaust gas hardly occurs. Air can be inhaled and the same output can be achieved.

【0022】実施例に係るディーゼルエンジンは、高速
度出力を目的とし、吸気弁7は、吸気行程下死点におい
ても、開弁中であり、同時に補助カム13によって排気
弁10も開弁する。一方公知のエンジンのように吸気集
合管の一端に、一個だけの絞り弁を有する構成では、排
気口9から逆流した排気ガスの一部は、シリンダ1内を
素通りして吸気管16を通り、他の吸気行程中のシリン
ダ内に吸入される。そして、吸気管や吸気集合管を通過
した排気ガスは、通過時間中に温度低下するのみか、シ
リンダ1内の空気を効果的に圧縮せず、実施例の効果を
減退させることが確認された。これに対して実施例の構
成においては、吸気枝管16の一部で多シリンダエンジ
ンの各吸気管にそれぞれ絞り弁18を配置することがよ
り効果的である。即ち、図4に示すように吸気下死点で
は吸排気弁は同時に開弁するため排気ガスは他のシリン
ダに吸引されて対応シリンダ内の圧縮ができなくなるこ
とを防止し、且つ吸気口6内に逆流した排気ガスを大気
圧である絞り弁18の上流側への溢流を防止し、シリン
ダ1内においても排気ガスの逆流による空気の圧縮をよ
り確実にしている。
The diesel engine according to the embodiment aims at high speed output, and the intake valve 7 is still open even at the bottom dead center of the intake stroke, and at the same time, the exhaust valve 10 is opened by the auxiliary cam 13. On the other hand, in a configuration in which only one throttle valve is provided at one end of the intake manifold as in a known engine, part of the exhaust gas that flows backward from the exhaust port 9 passes through the inside of the cylinder 1 and passes through the intake pipe 16, It is sucked into the cylinder during another intake stroke. Then, it was confirmed that the exhaust gas passing through the intake pipe and the intake collecting pipe only lowers the temperature during the passage time or does not effectively compress the air in the cylinder 1 and reduces the effect of the embodiment. . On the other hand, in the configuration of the embodiment, it is more effective to dispose the throttle valve 18 in each intake pipe of the multi-cylinder engine in a part of the intake branch pipe 16. That is, as shown in FIG. 4, the intake and exhaust valves are simultaneously opened at the bottom dead center of intake air, so that exhaust gas is prevented from being sucked by another cylinder to prevent compression in the corresponding cylinder, and the inside of the intake port 6 is prevented. The backflow of exhaust gas to the upstream side of the throttle valve 18, which is at atmospheric pressure, is prevented from overflowing, and the compression of air due to the backflow of exhaust gas is further ensured in the cylinder 1.

【0023】また、実施例においてはターボ過給機を使
用して、低負荷時の排気ガス流路の背圧を高めてEGR
量を増加させ、給気圧と温度とを上昇させ、排気ガスの
温度を高めることにより、トラップ26で捕獲されたパ
ティキュレートをトラップに熱破損を与えずに燃焼して
除去することができる。
Further, in the embodiment, a turbocharger is used to increase the back pressure of the exhaust gas passage at the time of low load to increase the EGR.
By increasing the amount, raising the supply pressure and temperature, and raising the temperature of the exhaust gas, the particulates trapped in the trap 26 can be burned and removed without causing thermal damage to the trap.

【0024】実施例では、逆流する排気ガスの温度は、
約300℃であるが、圧縮された空気との混合によって
200℃以上の温度上昇が可能で、排気ガスの温度は5
00℃以上となり、パティキュレートを燃焼させること
ができる。
In the embodiment, the temperature of the exhaust gas flowing back is
The temperature is about 300 ° C, but it is possible to raise the temperature by more than 200 ° C by mixing with compressed air, and the exhaust gas temperature is
The temperature becomes 00 ° C or higher, and the particulates can be burned.

【0025】また、排気通路9内に設けた排気絞り弁2
5によって排気圧力を高めると、図2において圧縮開始
時の圧力はp13となり、それに対応する断熱圧縮によ
って温度はさらに上昇し、高温の排気ガスの混合量も増
加して、排気ガス温度をさらに高めることができる。
Further, the exhaust throttle valve 2 provided in the exhaust passage 9
When the exhaust pressure is increased by 5, the pressure at the start of compression becomes p13 in FIG. 2, the temperature further rises due to the corresponding adiabatic compression, and the mixing amount of the high-temperature exhaust gas also increases, further increasing the exhaust gas temperature. be able to.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上に説明したように本発明では、パテ
ィキュレート除去用のトラップを備え、排気ガス中のパ
ティキュレートを前記トラップで捕獲して除去するディ
ーゼルエンジンにおいて、軽負荷時にエンジンのシリン
ダ内への吸入空気量を絞り弁の開度を小さくすることに
より減少させ、排気ガスの温度を高めてパティキュレー
ト除去用のトラップに熱破損を与えずに、走行中にパテ
ィキュレートを燃焼除去することができ、パティキュレ
ート除去に要する工数とコストとを削減することが可能
になる。
As described above, according to the present invention, in a diesel engine equipped with a trap for removing particulates, the particulates in the exhaust gas are captured and removed by the trap in the cylinder of the engine at a light load. The amount of intake air to the air is reduced by reducing the opening of the throttle valve, the temperature of the exhaust gas is raised, and the particulate removal trap is burned and removed while running without causing thermal damage to the particulate removal trap. Therefore, it is possible to reduce the man-hour and cost required for removing particulates.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例に使用するディーゼルエンジ
ンの要部の構成を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of a main part of a diesel engine used in an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例のp−v線図である。FIG. 2 is a p-v diagram of an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例での排気ガスの逆流前後のシ
リンダ内空気の状態を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing states of air in a cylinder before and after exhaust gas reverse flow in one embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例での排気補助カムの動作の説
明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of an operation of the exhaust auxiliary cam in the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリンダ 2 ピストン 3 コンロッド 4 シリンダヘッド 5 燃料噴射弁 6 吸気口 7 吸気弁 9 排気口 10 排気弁 11 弁ばね 13 補助カム 14 カム 16 吸気枝管 17 吸気集合管 18 絞り弁 25 排気絞り弁 26 トラップ 1 cylinder 2 piston 3 connecting rod 4 cylinder head 5 fuel injection valve 6 intake port 7 intake valve 9 exhaust port 10 exhaust valve 11 valve spring 13 auxiliary cam 14 cam 16 intake branch pipe 17 intake collecting pipe 18 throttle valve 25 exhaust throttle valve 26 trap

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成4年11月5日[Submission date] November 5, 1992

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Name of item to be amended] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【特許請求の範囲】[Claims]

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0006[Correction target item name] 0006

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】前記目的は、パティキュ
レート除去用のトラップを備え、排気ガス中のパティキ
ュレートを前記トラップで捕獲して除去するディーゼル
エンジンにおいて、軽負荷時にエンジンのシリンダ内へ
の吸入空気を絞り弁によって減圧させ、さらにエンジン
の吸気行程の下死点附近において排気弁を開弁し排気ガ
スを排気弁を通じてシリンダ内に逆流させて排気ガス温
度を高め、さらに排気口におけるエンジンの排気ガスの
背圧を高めることによって達成される。
In the diesel engine, which is equipped with a trap for removing particulates and captures particulates in exhaust gas by the traps and removes the particulates, a trap for the particulates in the engine is provided. The intake air is decompressed by the throttle valve, and the exhaust valve is opened near the bottom dead center of the intake stroke of the engine to cause exhaust gas to flow back into the cylinder through the exhaust valve to raise the exhaust gas temperature and further This is achieved by increasing the back pressure of the exhaust gas.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 パティキュレート除去用のトラップを備
え、排気ガス中のパティキュレートを前記トラップで捕
獲して除去するディーゼルエンジンにおいて、軽負荷時
にエンジンのシリンダ内への吸入空気量を絞り弁の開度
を小さくすることによって減少させて排気ガス温度を昇
温させ、エンジンの吸気行程の下死点附近において排気
弁を開弁し排気ガスを排気弁を通じてシリンダ内に逆流
させることを特徴とするパティキュレート.トラップ内
のパティキュレートの処理方法。
1. A diesel engine equipped with a trap for removing particulates, wherein particulates in exhaust gas are captured and removed by the trap, the intake air amount into the cylinder of the engine at light load is opened by opening a throttle valve. The temperature of the exhaust gas is raised by decreasing the temperature, and the exhaust valve is opened near the bottom dead center of the intake stroke of the engine to cause exhaust gas to flow back into the cylinder through the exhaust valve. Curate. How to treat particulates in the trap.
【請求項2】 さらに排気口における排気ガスの背圧を
高めることを特徴とする請求項1記載のパティキュレー
ト.トラップ内のパティキュレートの処理方法。
2. The particulate according to claim 1, wherein the back pressure of the exhaust gas at the exhaust port is further increased. How to treat particulates in the trap.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002095197A1 (en) * 2001-05-24 2002-11-28 Isuzu Motors Limited Diesel engine exhaust purifying device
JP2004285981A (en) * 2003-03-25 2004-10-14 Kanesaka Gijutsu Kenkyusho:Kk High exhaust temperature maintaining device for diesel engine
JP2006233961A (en) * 2005-01-31 2006-09-07 Honda Motor Co Ltd Naturally aspirated internal combustion engine

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