(57)【要約】                                                                        【課題】  少ない燃料で、排ガス浄化触媒の還元再生処理を均一かつ効率的に行なうことができるようにする。【解決手段】  コモンレール（２）を有するディーゼルエンジン（１）の排気管（１０）内に配設された燃料噴射ノズル（２０）と、コモンレールの燃料噴射を制御するコントローラ（７）とを備え、コントローラの制御によりコモンレールから供給された燃料を燃料噴射ノズルから噴射して排気管内に配設された排ガス浄化触媒（１１）の還元再生を行なうディーゼルエンジンの排気管燃料添加方式において、燃料噴射ノズルは、ホール型ノズルから成り、このホール型ノズルは、先端部に周方向に一列に、かつ、軸方向に複数列として配設された多数の噴射孔を有する。また、コントローラは、還元再生処理の１サイクル中に燃料噴射ノズルから複数回の燃料噴射を行なう。【選択図】        図１
2005201158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コモンレール（２）を有するディーゼルエンジン（１）の排気管（１０）内に燃料噴射ノズル（２０）を備え、前記コモンレールから供給される燃料を前記燃料噴射ノズルから噴射して前記排気管内に配設された排ガス浄化触媒（１１）の還元再生処理を行なうディーゼルエンジンの排気管燃料添加方式において、前記燃料噴射ノズルは、ホール型ノズルから成り、前記ホール型ノズルは、先端部（２０ａ）に周方向に一列に、かつ、軸方向に複数列として配設された多数の噴射孔（２５，２６，２７）を有することを特徴とするディーゼルエンジンの排気管燃料添加方式。
【請求項２】
コモンレール（２）を有するディーゼルエンジン（１）の排気管（１０）内に配設された燃料噴射ノズル（２０）と前記コモンレールの燃料噴射を制御するコントローラ（７）とを備え、前記コモンレールから供給された燃料を前記燃料噴射ノズルから噴射して前記排気管内に配設された排ガス浄化触媒（１１）の還元再生を行なうディーゼルエンジンの排気管燃料添加方式において、前記コントローラは、前記還元再生処理の１サイクル中に前記燃料噴射ノズルから複数回の燃料噴射を行なうことを特徴とするディーゼルエンジンの排気管燃料添加方式。
【請求項３】
コモンレール（２）を有するディーゼルエンジン（１）の排気管（１０）内に配設された燃料噴射ノズル（２０）と前記コモンレールの燃料噴射を制御するコントローラ（７）とを備え、前記コントローラの制御により前記コモンレールから供給された燃料を前記燃料噴射ノズルから噴射して前記排気管内に配設された排ガス浄化触媒（１１）の還元再生を行なうディーゼルエンジンの排気管燃料添加方式において、前記燃料噴射ノズルは、ホール型ノズルから成り、前記ホール型ノズルは、先端部（２０ａ）に周方向に一列に、かつ、軸方向に複数列として配設された多数の噴射孔（２５，２６，２７）を有し、前記コントローラは、前記還元再生処理の１サイクル中に前記燃料噴射ノズルから複数回の燃料噴射を行なうことを特徴とするディーゼルエンジンの排気管燃料添加方式。
【請求項４】
前記噴射孔（２５，２６，２７）の数は、１０個以上４０個以下であることを特徴とする請求項１又は３に記載のディーゼルエンジンの排気管燃料添加方式。
【請求項５】
前記噴射孔は、周方向に６個ないし１２個が１列に、かつ、軸方向に３列として配設され、基端列の噴射孔（２５）は、前記先端部（２８）の両側に略１５５°の開き角度で開口し、中央列の噴射孔（２６）は、前記先端部の両側に略１０５°の開き角度で開口し、先端列の噴射孔（２７）は、前記先端部の両側に略５５°の開き角度で開口することを特徴とする請求項１，３，４のいずれかに記載のディーゼルエンジンの排気管燃料添加方式。
【請求項６】
前記噴射孔（２５，２６，２７）の口径は、０．０５ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１，３，４，５のいずれかに記載のディーゼルエンジンの排気管燃料添加方式。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガスの後処理装置として、ＮＯX 吸蔵還元型触媒、ＤＰＮＲ等の還元再生型触媒を備えたディーゼルエンジンに使用されて好適な、ディーゼルエンジンの排気管燃料添加方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディーゼルエンジンの排ガス中のパティキュレートマター（以下、ＰＭという）やＮＯX を低減させる方式として、様々なものが開発されている。ＰＭは、ＳＯＦ、黒煙、サルフェート＋結合水の３つの成分からなり、未燃燃料やオイルから成るＳＯＦや排ガス中のＨＣ、ＣＯは酸化触媒上で酸化浄化される。ディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、ＤＰＦという）は、ディーゼルエンジン車の低公害化の一方策として、大幅なＰＭ低減を可能とするものである。ＤＰＦは、ＰＭを高効率で捕集可能な耐熱フィルタと、フィルタに捕集されたＰＭを除去するためのフィルタ再生装置とから成り、フィルタ再生装置としては、捕集したＰＭを、例えば軽油バーナ等により焼却除去してフィルタを再生するもの等がある。
【０００３】
この一方、ディーゼルエンジンの排ガス組成は常に酸素過剰領域にあり、しかも還元剤となる成分が極めて少なく、温度領域も広範囲にわたるため、触媒にとっては非常に困難な環境にある。この酸素過剰環境下において、ＮＯX を浄化する触媒の１つの方式として、ＮＯX 吸蔵還元型触媒がある。このＮＯX 吸蔵還元型触媒は、ＮＯX 低減率が極めて高く、ＮＯX に非常に厳しい適合を求める場合に、有力な選択肢の一つとなる。また、このＮＯX 吸蔵還元型触媒と、上述のＤＰＦとを一体化したディーゼルパティキュレート−ＮＯX リダクションシステム（以下、ＤＰＮＲという）もある。
【０００４】
上述のＮＯX 吸蔵還元型触媒やＤＰＮＲは、ＮＯX を吸着して形成されたＮＯ3 から再び酸素を奪い取り、これによりフィルタの再生処理を行なう必要がある。そして、このための１つの方式として、排気管内に燃料を添加して、ＨＣ、ＣＯ、ＣＯ2 又はＨ2 等を増加させる排気管燃料添加方式がある。この排気管燃料添加方式には、例えば、フィードポンプ等から１０バール以下の比較的低圧の燃料が供給されて噴射するものと、エンジンのコモンレールから最大１５００バールにもなる高圧の燃料が供給されて噴射するものとがある。いずれの場合にも、触媒の還元再生を充分に行なうためには、燃料の噴射により排気管内における燃料蒸気濃度を瞬時に上昇させ、リッチ空燃比にする必要がある。
【０００５】
ここで、後者のエンジンのコモンレールから高圧の燃料を導くものは、噴射口に螺旋溝を有するピントルスワールノズルから燃料噴射を行なうもの（例えば、特許文献１参照）と、図７及び図８に示すようなホール型燃料噴射ノズル４０から燃料噴射を行なうものとが知られている。ホール型ノズル４０は、円筒状のノズル本体４１と、ノズル本体４１内に軸方向に移動可能に挿入された、円柱状の弁軸４７とを備える。ノズル本体４１は、燃料供給孔４２と、弁軸４７先端の円錐状のシート部４８がシートする弁座４３と、弁座４３から延びる誘導孔４４と、誘導孔４４から周方向へ分岐する噴射孔４５とを有する。噴射孔４５は細孔から成る。図９に示すように、従来のホール型燃料噴射ノズル４０には、例えば８個の噴射孔４５が、周方向に等間隔に一列に配設される。
【０００６】
そして、図９に示すように、ＥＣＵからの指令により、所定量ｆ0 の燃料が燃料噴射ノズルから排気管内へ一定時間だけ連続噴射されて、還元再生処理の１サイクルを終了する。このように、エンジンのコモンレールから高圧の燃料を導くものは、専用の燃料ポンプが不要となり、ＥＣＵにより噴射制御を行なうためＯ2 センサが不要になる等の特長を有するものであり（例えば、特許文献１参照）、今後のディーゼルエンジンの排気管燃料添加の新たな方式として、大いに期待されている技術である。
【特許文献１】特開２０００−３５６１２７号公報（第８−１１頁、第６図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように、従来のエンジンのコモンレールから高圧の燃料を導くディーゼルエンジンの排気管燃料添加方式においては、排気管内に燃料を噴射するノズルとして、噴射口に螺旋溝を有するピントルスワールノズルや、例えば、８個の噴射孔４５が周方向に等間隔に一列に配設されたホール型ノズル４０が知られている。
【０００８】
この噴射口に螺旋溝を有するピントルスワールノズルや、例えば、８個の噴射孔４５が周方向に等間隔に一列に配設されたホール型ノズル４０は、これまで行われてきた上述のフィードポンプ等から供給される比較的低圧の燃料を噴射する場合には、一定の霧化性能を発揮してきた。しかしながら、コモンレールから供給される最大１５００バールにもなる高圧の燃料を連続噴射した場合には、図１０に示すように、強い圧力で燃料が排気管５２の径方向に筋状になって噴射され、この噴霧の貫徹力（ペネトレーション）により排気管５２の内壁５３へ多量の燃料付着が生じるため、排ガス浄化触媒の還元再生に必要な理想的な霧化を行なうことができないという問題がある。
【０００９】
ここで、排気管内壁への燃料付着が生ずると、排気管内壁で蒸発した燃料蒸気は、わずかな時間差ではあるが、遅れて触媒に到達する。このため、排気管内における燃料蒸気濃度を瞬時に上昇させることができず、触媒の還元再生を充分に行なうことができないという問題がある。また、図１１に示すように、触媒５５に到達した燃料蒸気は触媒５５上に不均一に供給され、触媒５５の還元再生の均一性及び効率を低下させるという問題がある。このため、いずれの場合にも、触媒５５を充分に還元再生させるために多量の燃料を噴射しなければならず、燃費を悪化させるという問題を生ずる。
【００１０】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、コモンレールから供給される高圧の燃料を噴射するディーゼルエンジンの排気管燃料添加方式において、少ない燃料で排ガス浄化触媒の還元再生処理を均一かつ効率的に行なうことができる、ディーゼルエンジンの排気管燃料添加方式を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の課題を解決するために、本発明が採用する手段は、コモンレールを有するディーゼルエンジンの排気管内に燃料噴射ノズルを備え、コモンレールから供給される燃料を燃料噴射ノズルから噴射して排気管内に配設された排ガス浄化触媒の還元再生処理を行なうディーゼルエンジンの排気管燃料添加方式において、燃料噴射ノズルは、ホール型ノズルから成り、このホール型ノズルは、先端部に周方向に一列に、かつ、軸方向に複数列として配設された多数の噴射孔を有することにある。
【００１２】
従来のホール型ノズルの噴射孔は、周方向に１列に配設された、例えば８個の細孔から成るものであったのに対し、本手段のホール型ノズルの噴射孔は、周方向及び軸方向に配設された多数の微細孔から成るから、コモンレールから高圧の燃料が供給されても、この多数の微細孔よって、噴射燃料の完全な霧化が行われる。また、噴霧の貫徹力を抑えることができるため、排気管内壁への燃料付着が防止され、燃料蒸気が触媒上へ均一に供給されるようになる。
【００１３】
また、本発明が採用する手段は、コモンレールを有するディーゼルエンジンの排気管内に配設された燃料噴射ノズルと、コモンレールの燃料噴射を制御するコントローラとを備え、コモンレールから供給された燃料を燃料噴射ノズルから噴射して排気管内に配設された排ガス浄化触媒の還元再生を行なうディーゼルエンジンの排気管燃料添加方式において、コントローラは、還元再生処理の１サイクル中に燃料噴射ノズルから複数回の燃料噴射を行なうことにある。
【００１４】
本手段によれば、噴射１回当たりの噴霧の貫徹力を制御することが可能となり、排気管内壁への燃料付着が防止され、また、燃料蒸気が触媒上へ均一に供給されるようになる。特に、コモンレールを有するディーゼルエンジンにおいては、コモンレールを制御するためのコントローラにより、排気管内への複数回の燃料噴射を容易に行なうことができる。
【００１５】
さらに、本発明が採用する手段は、コモンレールを有するディーゼルエンジンの排気管内に配設された燃料噴射ノズルとコモンレールの燃料噴射を制御するコントローラとを備え、コントローラの制御によりコモンレールから供給された燃料を燃料噴射ノズルから噴射して排気管内に配設された排ガス浄化触媒の還元再生を行なうディーゼルエンジンの排気管燃料添加方式において、燃料噴射ノズルは、ホール型ノズルから成り、このホール型ノズルは、先端部に周方向に一列に、かつ、軸方向に複数列として配設された多数の噴射孔を有し、コントローラは、還元再生処理の１サイクル中に燃料噴射ノズルから複数回の燃料噴射を行なうことにある。
【００１６】
本手段によれば、ホール型ノズルの噴射孔は、周方向及び軸方向に配設された多数の微細孔から成るから、コモンレールから高圧の燃料が供給されても、この多数の微細孔によって、噴射燃料の完全な霧化が行われる。また、噴霧の貫徹力を抑えることができるため、排気管内壁への燃料付着が防止され、燃料蒸気が触媒上へ均一に供給されるようになる。これと共に、還元再生処理の１サイクル中に、燃料噴射ノズルから複数回の燃料噴射を行なうから、噴射１回当たりの噴霧の貫徹力を制御することが可能となり、排気管内壁への燃料付着が一段と防止され、また、燃料蒸気が触媒上へより均一に供給されるようになる。特に、コモンレールを有するディーゼルエンジンにおいては、コモンレールを制御するためのコントローラにより、排気管内への複数回の燃料噴射を容易に行なうことができる。
【００１７】
噴射孔の数は、１０個以上４０個以下であることが望ましい。噴射孔の数が１０個未満の場合には、噴射孔の口径を大きくする必要があるため、噴霧の貫徹力が増加し、排気管内壁への燃料付着が増加する恐れがあり、また、噴射孔の数が４０個を超える場合には、噴射孔の加工が困難になる可能性がある。なお、噴射孔の数は、２０個以上４０個以下であることが、さらに望ましい。
【００１８】
例えば、噴射孔は、周方向に６個ないし１２個が１列に、かつ、軸方向に３列として配設され、基端列の噴射孔は、先端部の両側に略１５５°の開き角度で開口し、中央列の噴射孔は、先端部の両側に略１０５°の開き角度し、先端列の噴射孔は、先端部の両側に略５５°の開き角度で開口する。
【００１９】
噴射孔の口径は、０．０５ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下であることが望ましい。噴射孔の口径が０．０５ｍｍ未満の場合には、噴射孔の加工が困難になる可能性があり、また、噴射孔の口径が０．２０ｍｍを超える場合には、噴霧の貫徹力が増加し、排気管内壁への燃料付着が増加する恐れがある。なお、噴射孔の口径は、０．０５ｍｍ以上０．１０ｍｍ以下であることが、さらに望ましい。
【発明の効果】
【００２０】
以上詳細に説明したように、本発明のディーゼルエンジンの排気管燃料添加方式は、コモンレールを有するディーゼルエンジンの排気管内に燃料噴射ノズルを備え、コモンレールから供給される燃料を燃料噴射ノズルから噴射して排気管内に配設された排ガス浄化触媒の還元再生処理を行なうディーゼルエンジンの排気管燃料添加方式において、燃料噴射ノズルは、ホール型ノズルから成り、このホール型ノズルは、先端部に周方向に一列に、かつ、軸方向に複数列として配設された多数の噴射孔を有する。
【００２１】
また、本発明のディーゼルエンジンの排気管燃料添加方式は、コモンレールを有するディーゼルエンジンの排気管内に配設された燃料噴射ノズルと、コモンレールの燃料噴射を制御するコントローラとを備え、コモンレールから供給された燃料を燃料噴射ノズルから噴射して排気管内に配設された排ガス浄化触媒の還元再生を行なうディーゼルエンジンの排気管燃料添加方式において、コントローラは、還元再生処理の１サイクル中に燃料噴射ノズルから複数回の燃料噴射を行なう。
【００２２】
したがって、コモンレールから供給される高圧の燃料を噴射するディーゼルエンジンの排気管燃料添加方式において、少ない燃料で排ガス浄化触媒の還元再生処理を均一かつ効率的に行なうことができるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明に係るディーゼルエンジンの排気管燃料添加方式を実施するための最良の形態を、図１ないし図７を参照して詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本発明のディーゼルエンジンの排気管燃料添加方式を示す模試図、図２は、図１の燃料噴射ノズルを示す正面断面図、図３は、図１の燃料噴射ノズルの先端部を示す底面図、図４は、図１の燃料噴射ノズルの噴射状態を示す側面断面図、図５は、図１の燃料噴射ノズルの噴射方式を示すグラフ、図６は、図１の燃料噴射ノズルによる燃料蒸気の触媒への供給状態を示す模試図である。
【００２５】
図１に示すように、ディーゼルエンジン１には、エンジン１内の燃料噴射ノズルへ最大１５００バールにもなる高圧の燃料を供給することができるコモンレール２、この高圧の燃料をコモンレール２へ供給するサプライポンプ３、燃料タンク５からサプライポンプ３へ低圧の燃料を供給するフィードポンプ４、サプライポンプ３とフィードポンプ４との間に介装されるフュエルフィルタ６、ディーゼルエンジン１の燃料制御を行なうＥＣＵ７等が配設される。
【００２６】
排気管１０内には、１個のホール型燃料噴射ノズル２０、還元再生型触媒の一例であるＮＯX 吸蔵還元型触媒１１、マフラ１２等が配設される。ＥＣＵ７は、エンジン１の燃料噴射ノズル、コモンレール２、サプライポンプ３、フィードポンプ４、排気管１０内の燃料噴射ノズル２０等と、電気的に接続される。
【００２７】
ＮＯX 吸蔵還元型触媒１１は、排気管１０内を流れる排ガス中のＮＯX を吸蔵する一方、排ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＣＯ2 又はＨ2 を増加させることにより、吸蔵したＮＯX を再生処理する、いわゆるＮＯX 吸蔵還元型の触媒である。触媒１１は、排ガスの流れ方向に格子状の通路が形成されたモノリス担体と、このモノリス担体上に形成されると共に貴金属及びＮＯX 吸蔵剤が担持されたコート層とを有する。貴金属としては、例えば、Ｐｔ等があり、ＮＯX 吸蔵剤としては、例えば、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｃｓ等のアルカリ金属、Ｍｇ，Ｃａ，Ｂａ等のアルカリ土類金属、Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｄｙ等の希土類金属等がある。また、コート層としては、アルミナ等が使用される。
【００２８】
図２に示すように、ホール型燃料噴射ノズル２０は、円筒状のノズル本体２１と、ノズル本体２１内に軸方向に移動可能に挿入された、円柱状の弁軸３０とを有する。ノズル本体２１は、燃料供給孔２２と、弁軸３０の先端の円錐状のシート部３１がシートする弁座２３と、弁座２３から延びる誘導孔２４と、誘導孔２４から周方向へ分岐する噴射孔２５，２６，２７とを有する。弁軸３０は、ＥＣＵ７によって制御される図示しない電磁ソレノイドによって開閉される。図４に示すように、燃料噴射ノズル２０は、排気管１０のコーナ部１０ａに、その噴射軸線が排気管１０の軸方向に向くように取り付けられる。
【００２９】
図２に示すように、噴射孔２５，２６，２７は、ノズル本体２１の半球状の先端部２８に、周方向に１列に、かつ、軸方向に平行３列として配設され、口径がすべて０．１０ｍｍに形成される。なお、この噴射孔２５，２６，２７の口径は、０．１０ｍｍに限定されるものではないが、０．０５ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下とすることが望ましい。噴射孔２５，２６，２７の口径が０．０５ｍｍ未満になると、噴射孔の加工が困難になる可能性があり、また、０．２０ｍｍを超えると、噴霧の貫徹力が増加し、図４に示す排気管内壁１０ｂへの燃料付着が増加する恐れがあるためである。この噴射孔２５，２６，２７の口径は、０．０５ｍｍ以上０．１０ｍｍ以下とすることが、さらに望ましい。
【００３０】
図２及び図３に示すように、ノズル２０の基端列の噴射孔２５は、ノズル本体２１の先端部２８の両側に１５５°の開き角度で開口し、周方向に等間隔に１２個が配設される。また、中央列の噴射孔２６は、ノズル本体２１の先端部２８の両側に１０５°の開き角度で開口し、周方向に等間隔に１２個が配設される。さらに、ノズル２０の先端列の噴射孔２７は、ノズル本体２１の先端部２８の両側に５５°の開き角度で開口し、周方向に等間隔に６個が配設される。このように、噴射孔２５，２６，２７は、合計３０個が配設される。
【００３１】
なお、この噴射孔の数は、３０個に限定されるものではないが、１０個以上４０個以下とすることが望ましい。噴射孔の数が１０個未満であると、噴射孔の口径を大きくする必要があるため、噴霧の貫徹力が増加し、図４に示す排気管内壁１０ｂへの燃料付着が増加する恐れがあり、また、４０個を超えると、噴射孔の加工が困難になる可能性があるためである。この噴射孔の数は、２０個以上４０個以下とすることが、さらに望ましい。一方、軸方向の列数は、必ずしも３列に限定されるものではなく、２列又は４列以上とすることもできる。また、各列は、必ずしも相互に平行である必要はない。
【００３２】
次に、本ディーゼルエンジンの排気管燃料添加方式の作動について説明する。
【００３３】
ＥＣＵ７は、フィードポンプ４を作動させて、燃料を燃料タンク５からフュエルフィルタ６を介してサプライポンプ３へ供給する。ＥＣＵ７は、サプライポンプ３を作動させ、燃料をさらに加圧して、最大１５００バールにもなる高圧の燃料をコモンレール２へ供給する。したがって、コモンレール２内には、常時高圧の燃料が充填されており、この高圧の燃料がエンジン１の燃料噴射に用いられる。
【００３４】
エンジン１からのＮＯX 排出量は、エンジン回転速度やアクセル開度等によって変化する。図１に示したＥＣＵ７には、このように運転状態によって変化するＮＯX 排出量についてのＮＯX 排出量マップが記憶されている。ＥＣＵ７は、このＮＯX 排出量マップに基づいて、エンジン１のＮＯX 排出量を算出し、触媒１１に吸蔵されたＮＯX 吸蔵量を積算する。
【００３５】
触媒１１のコート層に担持されるＮＯX 吸蔵剤として、例えばＢａを用いた場合には、エンジン１から排出されたＮＯX は、触媒１１において排ガス中のＯ2 と反応し、さらに触媒１１中のＢａＯ，ＢａＣＯ3 と反応してＢａ（ＮＯ3 ）2 が生成され、この状態で触媒１１に吸蔵される。これにより、排ガスは、ＮＯX 濃度が極めて低くなった状態で、マフラ１２等を通して大気中へ排出される。
【００３６】
ＥＣＵ７は、触媒１１によるＮＯX 吸蔵量が所定量を越え、かつ、触媒温度が触媒還元可能温度（例えば、２００〜４５０°Ｃ）以上になっていると判断すると、排気管１０内の燃料噴射ノズル２０の電磁ソレノイドを作動させる。電磁ソレノイドが作動すると、燃料噴射ノズル２０では、図２に示した弁軸３０が引き上げられ、弁軸３０のシート部３１がノズル本体２１の弁座２３から離れる。
【００３７】
これと共に、ＥＣＵ７は、コモンレール２の図示しない電磁ソレノイドを作動させて、コモンレール２内に充填されている高圧の燃料を、排気管１０内の燃料噴射ノズル２０へ供給する。これにより、この高圧の燃料が、燃料供給孔２２から誘導孔２４を通って、３０個の噴出孔２５，２６，２７から排気管１０内へ噴射される。図５に示すように、ＥＣＵ７は、１還元再生処理サイクル中において、所定噴射量ｆ1 で連続的に噴射するのではなく、例えば、３回のパルス状の燃料噴射を行なう。
【００３８】
この排気管１０内への燃料添加により、排ガス中の酸素濃度が低下すると共に、還元剤としての排ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＣＯ2 又はＨ2 が増加する。この結果、触媒１１に吸蔵されていたＢａ（ＮＯ3 ）2 が、上記還元剤と反応してＮ2 まで還元される。また、触媒１１が選択性の良い還元触媒として作用し、上記ＮＯ3 が排ガス中のＨＣ，ＣＯと反応して無害なＮ2 ，ＣＯ2 ，Ｈ2 Ｏとなり、大気中へ排出される。このように、ＥＣＵ７が、コモンレール２の電磁ソレノイドを作動させることにより、排気管１０内の燃料噴射の噴射量、噴射回数、噴射時期等を適切に制御する。
【００３９】
ＥＣＵ７は、触媒１１の還元再生処理をほぼ完了したと推定したとき、コモンレール２の電磁ソレノイドを作動させて、コモンレール２から燃料噴射ノズル２０への燃料供給を停止すると共に、燃料噴射ノズル２０の電磁ソレノイドを作動させ、弁軸３０のシート部３１をノズル本体２１の弁座２３へシートさせて、その還元再生サイクルの燃料噴射を停止する。
【００４０】
本ディーゼルエンジンの排気管燃料添加方式は、図２及び図３に示すように、ホール型燃料噴射ノズル２０が、周方向及び軸方向に配設された多数の、例えば３０個の微細孔から成る噴射孔２５，２６，２７を有するから、コモンレール２から供給される高圧の燃料を噴射しても、図４に示すように、燃料噴射ノズル２０から噴射された燃料の大部分が排ガス内で霧化され、排気管１０の内壁１０ｂに付着することが防止され、また、図６に示すように、燃料蒸気が触媒１１上へ均一に供給される。このため、少ない燃料であっても、排気管１０内における燃料蒸気濃度が理論燃料濃度近くまで急激に上昇して、排ガスの空燃比が瞬時にリッチとなり、排ガス浄化触媒の還元再生処理を均一かつ効率的に行なうことができる。したがって、排ガス浄化触媒の還元再生のために多量の燃料を噴射する必要がなく、燃費が著しく改善される。
【００４１】
また、ＥＣＵ７は、還元再生処理の１サイクル中に、所定燃料ｆ1 を連続的に噴射するのではなく、例えば、３回のパルス状の燃料噴射を行なうから、噴射１回当たりの噴霧の貫徹力を制御することが可能となり、図４に示すように、排気管内壁１０ｂへの燃料付着が防止され、また、図６に示すように、燃料蒸気が触媒１１上へ均一に供給される。したがって、少ない燃料で、排ガス浄化触媒の還元再生を均一かつ効率的に行なうことができる。このため、少ない燃料で充分な還元再生処理を行なうことができ、燃費が著しく改善される。なお、１つの還元再生サイクル中に行なう噴射回数は、必ずしも３回に限定されるものではなく、２回あるいは４回以上とすることもできる。また、噴射の形態も必ずしもパルス状に限定されるものではなく、１回の噴射時間や噴射間隔を様々に変化させることもできる。
【００４２】
なお、上述のディーゼルエンジンの排気管燃料添加方式は、ＮＯX 吸蔵還元型触媒１１に対して実施するものであったが、これに限定されるものではなく、ＤＰＮＲ等の他の還元再生型の触媒に対しても、同様に実施できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明のディーゼルエンジンの排気管燃料添加方式を示す模試図である。
【図２】図１の燃料噴射ノズルを示す正面断面図である。
【図３】図１の燃料噴射ノズルの先端部を示す底面図である。
【図４】図１の燃料噴射ノズルの噴射状態を示す側面断面図である。
【図５】図１の燃料噴射ノズルの噴射方式を示すグラフである。
【図６】図１の燃料噴射ノズルによる燃料蒸気の触媒への供給状態を示す模試図である。
【図７】従来の燃料噴射ノズルを示す正面断面図である。
【図８】従来の燃料噴射ノズルを示す底面図である。
【図９】従来の燃料噴射ノズルの噴射方式を示すグラフである。
【図１０】従来の燃料噴射ノズルの噴射状態を示す側面断面図である。
【図１１】従来の燃料噴射ノズルによる燃料蒸気の触媒への供給状態を示す模試図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  ディーゼルエンジン
２  コモンレール
３  加圧ポンプ
４  フィードポンプ
５  燃料タンク
６  フュエルフィルタ
７  ＥＣＵ
１０  排気管
１０ａ  コーナ部
１０ｂ  内壁
１１  触媒
１２  マフラ
２０  燃料噴射ノズル
２１  ノズル本体
２２  燃料供給孔
２３  弁座
２４  誘導孔
２５，２６，２７  噴射孔
２８  先端部
３０  弁軸
３１  シート面
４０  燃料噴射ノズル
４１  ノズル本体
４２  燃料供給孔
４３  弁座
４４  誘導孔
４５  噴射孔
４７  弁軸
４８  シート部
５２  排気管
５３  内壁
５５  触媒
【図１】
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【図２】
2005201158.tif 000004
【図３】
2005201158.tif 000005
【図４】
2005201158.tif 000006
【図５】
2005201158.tif 000007
【図６】
2005201158.tif 000008
【図７】
2005201158.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2005201158.tif 000012
【図１１】
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