JPH0330616Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、吸気系に排気ターボ過給機等の過給
機を備えた内燃機関において、その排気ガス中の
NO_Xを低減する目的で排気ガスの一部を吸気系
に還流するための装置に関するものである。

〔従来の技術〕

排気ガス中のNO_Xを低減するには、排気ガス
の一部を吸気系に還流するのが有効で、この排気
ガス還流システムは、吸気系に排気ターボ過給機
等の過給機を備えた内燃機関においても適用され
る。この場合、排気ガスの還流は機関のアイドリ
ング及び高負荷域を除く部分負荷域においてのみ
行うべく、吸気系と排気系との間を繋ぐ排気ガス
還流通路中に、ダイヤフラムにて区画された２つ
の圧力室を有する還流制御弁を設け、該還流制御
弁における他方の圧力室を大気に連通し、一方の
圧力室に、吸気系におけるスロツトル弁の閉位置
よりもやや上流側の部位に設けたセンシングポー
ト個所の吸気負圧を、当該吸気負圧が真空側に大
きくなると還流制御弁の弁体が排気ガス還流通路
の開口面積を増大する方向に作動するように関連
した構成が一般的に採用されている。

この一般的な排気ガス還流装置を過給機付き内
燃機関に適用した場合においては、吸気系の過給
圧が高くなると、吸気系内における高い圧力の混
合気が、当該吸気系に接続した排気ガス還流通路
から還流制御弁における弁ステムの摺動部を介し
て前記大気連通の他方の圧力室に漏れ、この他方
の圧力室から大気中に放出すると言う不具合が発
生する。

そこで先行技術としての実開昭55−25686号公
報や実開昭57−2248号公報は、前記のように大気
に連通する他方の圧力室に、スロツトル弁より上
流側の過給圧を導入することにより、当該他方の
圧力室からの混合気の漏れ出しを防止することを
提案している。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかし、このようにダイヤフラムにて２室に区
画された両圧力室のうち一方の圧力室に吸気負圧
を、他方の圧力室に過給圧を各々作用させると、
機関の高速回転域からの減速等に際して、機関が
低負荷で高回転域のように、機関の回転数が大で
従つて過給圧が高く、且つ、スロツトル弁がセン
シングポートにかかる部位まで開いている状態で
は、一方の圧力室には、前記センシングポートに
個所における真空側に大きい負圧が、他方の圧力
室には、前記の高い過給圧が作用して、両圧力室
間の圧力差が大きくなつて、還流制御弁が全開に
なり、吸気系に多量の排気ガスが還流されること
になるから、混合気の燃焼が著しく悪化し、HC
及びCO等の他の有害ガスの発生が増大すると言
う問題が発生するのであつた。

本考案は、この先行技術の欠点を解消すること
を目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するため本考案は、過給機付き
内燃機関における吸気系と排気系の間を繋ぐ排気
ガス還流通路中に、ダイヤフラムにて区画された
２つの圧力室を有する還流制御弁を設け、該還流
制御弁における二つの圧力室のうち一方の圧力室
に、吸気系におけるスロツトル弁の閉位置よりや
や上流側の部位に設けたセンシングポート個所の
吸気負圧を、当該吸気負圧が真空側に大きくなる
と主弁部材が排気ガス還流通路の開口面積を増大
する方向に作動するように導入する一方、前記二
つの圧力室のうち他方のダイヤフラム室に、吸気
系におけるスロツトル弁より上流側の圧力を導入
して成る排気ガス還流装置において、前記還流制
御弁には、その主弁部材が排気ガス還流通路の開
口面積を所定値より大きくするように作動したと
き、排気ガス還流通路の開口面積を逆に縮小する
方向に作動するようにした副弁部材を設ける構成
にした。

〔考案の作用・効果〕

このように構成にすると、機関の高速回転域か
らスロツトル弁をセンシングポートにかかる部位
まで閉じての減速に際して、機関の回転数が大で
従つて過給圧が高い一方、センシングポート個所
の負圧が真空側に大きくなることにより、両圧力
室間の圧力差が大きくなつて、還流制御弁におけ
る主弁部材が排気ガス還流通路を全開するように
作動した場合、副弁部材が、排気ガス還流通路の
開口面積を、逆に縮小するように作動するから、
前記のような高速回転域から減速する場合におい
て、排気ガスが吸気系に多量に還流することを確
実に防止することができるのである。

なお、前記副弁部材は、主弁部材が排気ガス還
流通路の開口面積を所定値より大きくするように
作動したとき排気ガス還流通路の開口面積を逆に
縮小する方向に作動する構成であるから、スロツ
トル弁がセンシングポートにかかる付近における
部分負荷域において吸気系への排気ガスの還流量
が、前記副弁部材の存在によつて減少することは
なく、部分負荷域においての吸気系への排気ガス
の還流量を確実に確保することができる。

従つて本考案によると、過給機付き内燃機関に
おいて、その吸気系への排気ガスの還流量を、混
合気の外部への漏洩を生じることなく、負荷の応
じて的確に制御することができるものでありなが
ら、機関の高速回転域からの減速に際して、吸気
系への排気ガスの多量還流によつて、排気ガス中
におけるHC及びCOが増大したり、ドライバービ
リテイーが悪化したりすることを確実に防止でき
る効果を有する。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を、排気ターボ過給機付
き内燃機関に適用した場合の図面について説明す
ると、図において、符号１は、吸気マニホールド
２及び排気マニホールド３を有する内燃機関を、
符号４は、排気タービン５とブロワー圧縮機６と
を直結した排気ターボ過給機を各々示し、前記排
気ターボ過給機４におけるブロワー圧縮機６の吐
出側と前記吸気マニホールド２とを繋ぐ吸気通路
７中には、脈動消去用のサージタンク８とスロツ
トル弁１０付き気化器９とが、サージタンク８が
気化器９より上流側に位置するように設けられ、
ブロワー圧縮機６の吸入側にはエアクリーナ１１
が接続され、また、排気タービン５の流入側には
排気通路１２を介して前記排気マニホールド３
が、排気タービン５の出口側には大気への排気管
１３が各々接続されている。

符号１４は、排気ガス還流装置を示し、該排気
ガス還流装置１４は、前記吸気マニホールド２と
排気通路１２とを繋ぐ排気ガス還流通路１５と、
該排気ガス還流通路１５中に挿入したダイヤフラ
ム式の排気ガス還流制御弁１６とからなり、排気
ガス還流制御弁１６は２つの圧力室１８，１９に
区画するダイヤフラム２０を備え、ダイヤフラム
２０に弁ステム２１を介して連結した主弁体２２
が、前記一方の圧力室１８内のばね２３にて弁座
２４の上面に接当するように常に閉方向に付勢さ
れ、前記一方の圧力室１８を、前記気化器９にお
いてスロツトル弁１０の閉位置（アイドル開度）
よりもやや上流側の位置に設けたセンシングポー
ト２５に負圧伝達通路２６を介して接続し、他方
の圧力室１９を、前記サージタンク８に過給圧伝
達通路２７を介して接続する。

また、前記排気ガス還流制御弁１６における主
弁体２２には、当該主弁体２２が弁座２４の上面
から通路の開口面積を増大させるように上昇動し
たとき、開口面積が所定値をこえると逆に通路を
閉じるように弁座２４の下面に接近するようにし
た副弁体２８を一体的に設ける。

この構成において、気化器９におけるスロツト
ル弁１０が閉のアイドリング状態では、気化器９
のセンシングポート２５は、スロツトル弁１０よ
り上流側に位置して、当該センシングポート２５
には負圧が発生しないから、還流制御弁１６にお
ける一方の圧力室１８には負圧は作用せず、従つ
て還流制御弁１６の主弁体２２は閉で吸気系への
排気ガスの還流は行なわれない。

この状態からスロツトル弁１０を開くと、セン
シングポート２５に負圧が発生し、この負圧が一
方の圧力室１８に作用して、主弁体２２が弁座２
４から離れるように上昇して通路を開くから、吸
気系への排気ガスの還流が行なわれるのであり、
スロツトル弁１０の開度が更に大きくなると、セ
ンシングポート２５個所の負圧は大気圧に近づく
ように小さくなり、還流制御弁１６の主弁体２２
がばね２にて弁座２４の上面に接当するように通
路を閉じるので、吸気系への排気ガスの還流はカ
ツトされる一方、機関１からの排気ガス量の増大
に応じて排気ターボ過給機４の回転が早くなつ
て、過給が行なわれるのである。

また、前記還流制御弁１６における他方の圧力
室１９には、スロツトル弁１０より上流側の過給
圧が導入されているから、前記の過給によつてス
ロツトル弁１０より下流の吸気圧が大気圧以上に
なつても、気化器９からの混合気は、排気ガス還
流通路１５から弁ステム２１における摺動部を経
て他方の圧力室１９内に漏れ出ることがないので
ある。

そして、スロツトル弁１０を全開の状態から部
分開（つまり、センシングポート２５にかかる状
態の開度）の状態に閉じての減速時において、ス
ロツトル弁１０より上流における過給圧は、排気
ターボ過給機４の慣性回転で上昇する一方、前記
センシングポート２５における吸気圧は真空側に
大きくなるから、還流制御弁１６における両圧力
室１８，１９には、それぞれ真空側の圧力、過給
圧が作用し両者の圧力差が増大し、これより主弁
体２２が弁座２４から大きく上昇動するが、この
大きい上昇動により、これに一体的に設けた副弁
体２８が、弁座２４の下面に接当して通路を閉じ
るので、吸気系への排気ガスの還流は行なわれな
い。つまり、過給圧を混合気の漏れ防止のために
他方の圧力室１９に導入したことによつて、過給
圧が高くなる一方、吸気圧が真空側に大きくなる
ような減速運転域において、排気ガスが多量に吸
気系に還流されるのを、前記副弁体２８にて確実
に防止することができるのである。

なお、前記実施例は副弁部材として副弁体２８
を用いた場合を示したが、他の実施例としては、
前記第１図の副弁体２８に代えて、第２図に示す
ように弁体２２の上部に副弁体２９を設け、この
副弁座２９の下面に弁体２２がその上昇によつて
接近して通路を閉じるように構成した形式の副弁
部材にしても良いのであり、また、本考案は排気
ターボ過給機付きの内燃機関に限らず、クランク
に連動した機械的過給機付きの内燃機関について
も同様に適用できることは言うまでもない。さら
に実施例は、吸気負圧式排気ガス還流装置につい
て説明したが、排圧式排気ガス還流装置について
も同様に適用できることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す図、第２図は別
の実施例における副弁部材を示す図である。 １……内燃機関、４……排気ターボ過給機、９
……気化器、１０……スロツトル弁、１５……排
気ガス還流通路、１６……排気ガス還流制御弁、
２０……ダイヤフラム、１８，１９……ダイヤフ
ラム室、２２……主弁体、２４……弁座、２８…
…副弁体、２９……副弁座。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 過給機付き内燃機関における吸気系と排気系の
   間を繋ぐ排気ガス還流通路中に、ダイヤフラムに
   て区画された２つの圧力室を有する還流制御弁を
   設け、該還流制御弁における二つの圧力室のうち
   一方の圧力室に、吸気系におけるスロツトル弁の
   閉位置よりやや上流側の部位に設けたセンシング
   ポート個所の吸気負圧を、当該吸気負圧が真空側
   に大きくなると主弁部材が排気ガス還流通路の開
   口面積を増大する方向に作動するように導入する
   一方、前記二つの圧力室のうち他方のダイヤフラ
   ム室に、吸気系におけるスロツトル弁より上流側
   の圧力を導入して成る排気ガス還流装置におい
   て、前記還流制御弁には、その主弁部材が排気ガ
   ス還流通路の開口面積を所定値より大きくするよ
   うに作動したとき、排気ガス還流通路の開口面積
   を逆に縮小する方向に作動するようにした副弁部
   材を設けたことを特徴とする過給機付き内燃機関
   における排気ガス還流装置。