(57)【要約】【課題】後処理装置の容量を従来より大幅に増加することが可能なＶ型ディーゼルエンジンを提供する。【解決手段】気筒列２，３を左右に振り分けたＶ型ディーゼルエンジン１に関し、左右の気筒列２，３毎にターボチャージャ７を夫々搭載し、該各ターボチャージャ７のタービン８に対し排気管９を夫々接続して排気系統を二系統化し、該各排気管９の途中に排気ガス５を浄化するための後処理装置１０を個別に装備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒列を左右に振り分けたＶ型ディーゼルエンジンにおいて、左右の気筒列毎に排気系統を二系統化し、排気ガスを浄化するための後処理装置を前記各排気系統毎に個別に装備したことを特徴とするＶ型ディーゼルエンジン。
【請求項２】
左右の気筒列毎にターボチャージャが夫々搭載され、該各ターボチャージャのタービン毎に排気系統が二系統化されていることを特徴とする請求項１に記載のＶ型ディーゼルエンジン。
【請求項３】
後処理装置が前段酸化触媒とＮＯx吸蔵還元触媒とパティキュレートフィルタの三連配置により構成され、前記前段酸化触媒より上流側で排気ガスに燃料を添加する燃料添加手段が備えられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のＶ型ディーゼルエンジン。
【請求項４】
燃料添加手段として各排気系統の途中にインジェクタが装備されていることを特徴とする請求項１、２又は３に記載のＶ型ディーゼルエンジン。
【請求項５】
各気筒に燃料を噴射する燃料噴射装置が燃料添加手段を兼ねており、圧縮上死点付近での燃料のメイン噴射に続き非着火のタイミングでポスト噴射を追加して燃料添加を実行するように構成されていることを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載のＶ型ディーゼルエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｖ型ディーゼルエンジンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図３は従来のＶ型ディーゼルエンジンにおける排気系統の構成例を示すもので、図中１は図示しないクランクシャフトを中心に左右にＶ字型を成すように一対の気筒列２，３を振り分けたＶ型ディーゼルエンジン（図中では８つの気筒４から成るＶ型８気筒エンジンの場合を例示している）を示し、各気筒４から排出された排気ガス５は、各気筒列２，３毎に排気マニホールド６を介しターボチャージャ７のタービン８へ送られて排気エネルギーを回収された後に排気管９を通して車外へ排出されるようになっている。
【０００３】
そして、この排気管９の途中には、排気空燃比がリーンの時に排気ガス５中のＮＯxを酸化して硝酸塩の状態で一時的に吸蔵し且つ排気ガス５中の酸素濃度が低下した時に未燃ＨＣやＣＯ等の介在によりＮＯxを分解放出して還元浄化する性質を備えたＮＯx吸蔵還元触媒や、酸素共存下でも選択的にＮＯxを還元剤と反応させる性質を備えた選択還元型触媒や、排気ガス５中のパティキュレート（Particulate Matter：粒子状物質）を捕集するパティキュレートフィルタなどといった後処理装置１０を装備している。
【０００４】
また、図４に示す如く、左右の各気筒列２，３毎にターボチャージャ７が夫々搭載されている場合には、該各ターボチャージャ７のタービン８からの排気ガス５を合流して一本の排気管９にまとめ、該排気管９の途中に前述の図３の場合と同様に後処理装置１０を装備するようにしている。
【０００５】
尚、前述のＶ型ディーゼルエンジンに関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
【非特許文献１】ＧＰ企画センター、「自動車のメカはどうなっているか  エンジン系」株式会社グランプリ出版、２００３年２月２８日第１５刷発行、ｐ．３７−３９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、斯かる図３や図４のＶ型ディーゼルエンジン１においては、左右の気筒列２，３からの排気ガス５を一系統の排気管９にまとめて単一の後処理装置１０で処理するようにしているため、該後処理装置１０のサイズにレイアウト上の制約がかかってしまい、前記後処理装置１０の容量を大きく採ることが難しかった。
【０００７】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、後処理装置の容量を従来より大幅に増加することが可能なＶ型ディーゼルエンジンを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、気筒列を左右に振り分けたＶ型ディーゼルエンジンにおいて、左右の気筒列毎に排気系統を二系統化し、排気ガスを浄化するための後処理装置を前記各排気系統毎に個別に装備したことを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明においては、左右の気筒列毎にターボチャージャが夫々搭載され、該各ターボチャージャのタービン毎に排気系統が二系統化されていても良い。
【００１０】
而して、このようにすれば、左右の気筒列毎に排気ガスが二つの後処理装置で個別に処理されることになるので、該各後処理装置の夫々の配置箇所でサイズについてのレイアウト上の制約がかかるとしても、二つの後処理装置のトータルの容量としては、従来よりも大幅な増加が図られることになる。
【００１１】
更に、本発明においては、後処理装置が前段酸化触媒とＮＯx吸蔵還元触媒とパティキュレートフィルタの三連配置により構成され、前記前段酸化触媒より上流側で排気ガスに燃料を添加する燃料添加手段が備えられていると良く、該燃料添加手段として各排気系統の途中にインジェクタが装備されていると良い。
【００１２】
このようにすれば、排気空燃比がリーン状態にある排気ガスをＮＯx吸蔵還元触媒に流すことにより、排気ガス中のＮＯxが硝酸塩の状態で吸蔵されてＮＯxの低減が図られ、このＮＯx吸蔵還元触媒を経た排気ガスが後段のパティキュレートフィルタを通過する際に、排気ガス中のパティキュレートが捕集されることになる。
【００１３】
また、燃料添加手段により排気ガス中に燃料を添加すると、その添加燃料が前段酸化触媒に流れ込んで酸化反応を起こし、その反応熱により昇温した排気ガスがＮＯx吸蔵還元触媒に流入することで該ＮＯx吸蔵還元触媒の触媒床温度が高められて触媒活性が向上される一方、排気ガスの空気過剰率が効果的に低下することでＮＯx吸蔵還元触媒からＮＯxが分解放出されて再生が図られ、その放出したＮＯxがＮＯx吸蔵還元触媒上で余剰の添加燃料（ＨＣ）と反応して還元浄化されることになる。
【００１４】
そして、このようなＮＯx吸蔵還元触媒の再生による反応熱も排気ガスを介して後段のパティキュレートフィルタの触媒床温度（表面に担持された酸化触媒の温度）の上昇に寄与することになるので、触媒床温度の上がったパティキュレートフィルタに対し必要に応じてＮＯx吸蔵還元触媒の再生完了後に更なる燃料添加を実行すれば、パティキュレートフィルタに捕集されたパティキュレートが良好に焼却処理されることになる。
【００１５】
尚、本発明に採用される燃料添加手段としては、各排気系統の途中にインジェクタを装備したり、或いは、各気筒に燃料を噴射する燃料噴射装置を燃料添加手段として採用し、圧縮上死点付近での燃料のメイン噴射に続き非着火のタイミングでポスト噴射を追加して燃料添加を実行するように構成したりすることが可能である。
【発明の効果】
【００１６】
上記した本発明のＶ型ディーゼルエンジンによれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００１７】
（Ｉ）本発明の請求項１、２に記載の発明によれば、左右の気筒列毎に排気ガスを二つの後処理装置で個別に処理することができるので、二つの後処理装置のトータルの容量として従来よりも大幅な増加を図ることができる。
【００１８】
（ＩＩ）本発明の請求項３、４、５に記載の発明によれば、左右の気筒列毎に十分な容量のＮＯx吸蔵還元触媒とパティキュレートフィルタを備えて排気ガス中のＮＯxとパティキュレートとの同時低減化を図ることができ、これらＮＯx吸蔵還元触媒とパティキュレートフィルタの良好な再生を実現することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２０】
図１は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図３及び図４と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【００２１】
図１に示す如く、本形態例においては、気筒列２，３を左右に振り分けたＶ型ディーゼルエンジン１に関し、左右の気筒列２，３毎にターボチャージャ７が夫々搭載され、該各ターボチャージャ７のタービン８に対し排気管９が夫々接続されて排気系統が二系統化されており、該各排気管９の途中には、排気ガス５を浄化するための後処理装置１０が個別に装備されている。
【００２２】
而して、このように構成すれば、左右の気筒列２，３毎に排気ガス５が二つの後処理装置１０で個別に処理されることになるので、該各後処理装置１０の夫々の配置箇所でサイズについてのレイアウト上の制約がかかるとしても、二つの後処理装置１０のトータルの容量としては、従来よりも大幅な増加が図られることになる。
【００２３】
従って、上記形態例によれば、左右の気筒列２，３毎に排気ガス５を二つの後処理装置１０で個別に処理することができるので、二つの後処理装置１０のトータルの容量として従来よりも大幅な増加を図ることができる。
【００２４】
更に、図２は本発明の更に具体的な形態例を示すもので、前段酸化触媒１１とＮＯx吸蔵還元触媒１２とパティキュレートフィルタ１３の三連配置により後処理装置１０を構成し、前記前段酸化触媒１１より上流側の排気管９内に燃料を直扮して添加するインジェクタ１４（燃料添加手段）を備えたものとしている。
【００２５】
ただし、このようにインジェクタ１４を燃料添加手段として装備するだけでなく、各気筒４に燃料を噴射する燃料噴射装置（図示せず）を燃料添加手段として採用し、圧縮上死点付近での燃料のメイン噴射に続き非着火のタイミングでポスト噴射を追加して燃料添加を実行することも可能である。
【００２６】
而して、このように構成したＶ型ディーゼルエンジン１に関し、排気空燃比がリーン状態にある排気ガス５をＮＯx吸蔵還元触媒１２に流すと、排気ガス５中のＮＯxが硝酸塩の状態で吸蔵されてＮＯxの低減が図られ、このＮＯx吸蔵還元触媒１２を経た排気ガス５が後段のパティキュレートフィルタ１３を通過する際に、排気ガス５中のパティキュレートが捕集されることになる。
【００２７】
また、インジェクタ１４により排気ガス５中に燃料を添加（これに加えてエンジン側でのポスト噴射による燃料添加を適宜に併用することも可）すると、その添加燃料が前段酸化触媒１１に流れ込んで酸化反応を起こし、その反応熱により昇温した排気ガス５がＮＯx吸蔵還元触媒１２に流入することで該ＮＯx吸蔵還元触媒１２の触媒床温度が高められて触媒活性が向上される一方、排気ガス５の空気過剰率が効果的に低下することでＮＯx吸蔵還元触媒１２からＮＯxが分解放出されて再生が図られ、その放出したＮＯxがＮＯx吸蔵還元触媒１２上で余剰の添加燃料（ＨＣ）と反応して還元浄化されることになる。
【００２８】
そして、このようなＮＯx吸蔵還元触媒１２の再生による反応熱も排気ガス５を介して後段のパティキュレートフィルタ１３の触媒床温度（表面に担持された酸化触媒の温度）の上昇に寄与することになるので、触媒床温度の上がったパティキュレートフィルタ１３に対し必要に応じてＮＯx吸蔵還元触媒１２の再生完了後に更なる燃料添加を実行すれば、パティキュレートフィルタ１３に捕集されたパティキュレートが良好に焼却処理されることになる。
【００２９】
従って、本形態例によれば、左右の気筒列２，３毎に十分な容量のＮＯx吸蔵還元触媒１２とパティキュレートフィルタ１３を備えて排気ガス５中のＮＯxとパティキュレートとの同時低減化を図ることができ、これらＮＯx吸蔵還元触媒１２とパティキュレートフィルタ１３の良好な再生を実現することもできる。
【００３０】
尚、本発明のＶ型ディーゼルエンジンは、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す平面図である。
【図２】本発明の更に具体的な形態例を示す平面図である。
【図３】従来例を示す平面図である。
【図４】別の従来例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  Ｖ型ディーゼルエンジン
２  気筒列
３  気筒列
４  気筒
５  排気ガス
６  排気マニホールド
７  ターボチャージャ
８  タービン
９  排気管
１０  後処理装置
１１  前段酸化触媒
１２  ＮＯx吸蔵還元触媒
１３  パティキュレートフィルタ
１４  インジェクタ（燃料添加手段）
【図１】
2007071141.tif 000003
【図２】
2007071141.tif 000004
【図３】
2007071141.tif 000005
【図４】
2007071141.tif 000006