JPH05296110A - 排気ガス再循環結合器及び差動ベンチュリ管 - Google Patents

排気ガス再循環結合器及び差動ベンチュリ管

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JPH05296110A
JPH05296110A JP4312082A JP31208292A JPH05296110A JP H05296110 A JPH05296110 A JP H05296110A JP 4312082 A JP4312082 A JP 4312082A JP 31208292 A JP31208292 A JP 31208292A JP H05296110 A JPH05296110 A JP H05296110A
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JP
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coupler
exhaust gas
exhaust
sleeve
tube
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JP4312082A
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English (en)
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Delbert L Adkins
デルバート・エル・アドキンス
Raymond R Brauckmiller
レイモンド・アール・ブラックミラー
Dennis C Soles
デニス・シー・ソウルズ
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FCI USA LLC
Original Assignee
Burndy Corp
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/12—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems characterised by means for attaching parts of an EGR system to each other or to engine parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/45—Sensors specially adapted for EGR systems
    • F02M26/46—Sensors specially adapted for EGR systems for determining the characteristics of gases, e.g. composition
    • F02M26/47—Sensors specially adapted for EGR systems for determining the characteristics of gases, e.g. composition the characteristics being temperatures, pressures or flow rates

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 自動車エンジン用ＥＧＲ装置の排気ガス再循
還路である結合器に関し、製造、組立時に容易に調整で
き、使用の応力等が少く、構造が単純な装置を提供す
る。 【構成】 排気マニホルド及び吸気マニホルドに接続さ
れたＥＧＲ制御弁３４との間に装着され、排気マニホル
ドから排気ガスを受け取る調整可能な再循環排気ガス圧
力差ベンチュリ管を含む結合器３６を有する。。面取り
された穴を中央に有するベンチュリが、結合器を通る排
気ガスの流れを制御するために管状の結合器内に設置さ
れ、その中の圧力差を制御する。結合器は、軸及び回転
の調整ができる入り子式接続を備えた２個の部品の組み
立て体である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般にエンジンの排気
ガスの一部を吸気マニホルドに戻すための自動車のエン
ジンのための排気ガス再循環（ＥＧＲ）システムに関す
る。更に詳細には、本発明は、エンジンの吸気マニホル
ド及び排気マニホルドの間に装着するのに適合した調整
可能な差動ベンチュリ管及び結合器に関する。
【０００２】
【従来の技術】周知のごとく、ＥＧＲシステムは、有害
な一酸化二窒素の排気を減少させるために排気ガスの一
部をエンジンの吸気側に戻して再循環させる。燃料消費
とエンジン性能が再循環された排気ガス流により影響を
受ける。例えば、エンジン性能は、燃焼室に導入される
新鮮な空気と燃料の混合物の温度よりも高い排気ガスの
温度により影響を受ける。「高温」の排気ガスは燃焼混
合物の温度を上昇させ、それにより空気と燃料の混合物
の可燃性を助長する。周知のごとく、戻される排気ガス
の量が、エンジンの動作状態に応じて制御ユニットによ
り開放又は閉鎖されるＥＧＲ弁により制御される。排気
ガスの排出を最小にするために、エンジン速度、温度、
高さ、排気ガスの圧力及び温度のようなエンジンの動作
状態に従って再循環される排気ガス量を正確に制御する
ことが重要である。エンジンが冷えた状態で始動したと
きには、ＥＧＲ弁が再循環を防止するために最初は閉じ
られ、より迅速にエンジンを加熱してより完全な燃料の
燃焼を促進するために排気ガスの再循環を開始した後は
直ちに開き、そしてエンジンが動作温度まで加熱された
時には閉鎖されるように制御されるのが典型的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の結合器は、必須
の部品であってまたわずかに可撓性を有するベロー部分
を有する一体構成の鋼管であった。該管中に１個の穴が
配設され、該穴の一方の側に１個のみの圧力タップが、
ＥＧＲ弁を制御するのに用いる信号を供給する圧力検出
器として設けられていた。一体構成の管であるために、
結合器に排気マニホルドと吸気マニホルドの装着表面を
正確に配置するために結合器とエンジンの両者に精密な
製造と組み立ての公差が要求された。点検修理において
は、結合器は圧力を受け、疲労し、裂け目が入り、生産
者と消費者の両者にとって高価な保証、点検及び交換の
経費をもたらした。
【０００４】
【課題を解決するための手段】ＥＧＲ結合器は、排気マ
ニホルドと、エンジンの吸気マニホルドに接続されたＥ
ＧＲ制御弁との間に装着されるように適合されている。
ＥＧＲ結合器は、該結合器の内部の排気ガスの圧力差を
生成するためにその中にベンチュリ管を形成する面取り
した穴を設けたバッフルを有する。少なくとも１個の、
しかし望ましくは該バッフルの各側に１個ずつの２個の
圧力タップが排気ガスの圧力差のために設けられる。
【０００５】また、ＥＧＲ結合器は、装着の柔軟性を増
加し、圧力による亀裂を減少するために、軸方向に調整
でき、回転可能な入れ子式にはまり込む組み立て部品を
有する。
【０００６】本発明の目的、特徴及び利点は、改善した
差圧制御信号を提供し、製造及び組み立ての公差の広い
変化に適合するように容易に調整でき、使用時の応力と
亀裂を除去し、相対的に単純な設計で、製造及び組み立
てが安価で、新しいエンジンと中古エンジンの両者に用
いて既に使用中のエンジンのＥＧＲ結合器を改装及び置
き換えできるＥＧＲ結合器及びベンチュリ管を提供する
ことにある。
【０００７】
【実施例】図１は内燃エンジン１２のための排気ガス再
循環システム１０を示している。該エンジンは従来の構
成のものであってよく、シリンダ２０内に摺動自在に収
納されたピストン１８と各シリンダのための吸気及び排
気弁２２及び２４を有するブロック１６に対して固定さ
れたヘッド１４を有する。燃焼空気が吸気マニホルド２
６からシリンダ２０に供給され、排気ガスが排気マニホ
ルド２８を通過する。エンジン燃料すなわちガソリンが
プラグ３０により点火される。典型的には、燃料は、吸
気マニホルド上に装着された燃料噴射装置３２すなわち
キャブレタを介してエンジンに供給される。エンジンは
従来の構成のものであってよいので、これ以上詳細には
説明しない。
【０００８】ＥＧＲシステムは、本発明を実施する結合
器３６により排気マニホルドに接続された排気ガス引入
口を有する制御弁３４を備えている。該制御弁の引出し
口は、直接又は管３８を介して吸気マニホルドに接続さ
れている。制御弁３４は、しばしば電子エンジン制御モ
ジュールの一部とされる制御ユニット４０によりエンジ
ンの動作条件に応じて開閉される。典型的には、エンジ
ンが冷えた状態で始動している間は、制御ユニットは該
弁を閉じ、排気ガスが吸気マニホルドに再循環しないよ
うにする。エンジンが一度始動すると、制御弁３４が開
かれ、熱い排気ガスが吸気マニホルドを介して再循環
し、より迅速に燃料を気化してエンジンを通常の動作温
度まで加熱する。エンジンが予め設定した高い温度に達
すると、弁が再び閉じてそれ以上の排気ガスの再循環を
中止する。弁３４が開かれた状態で再循環するガスの量
及び質を表示するために、本発明によれば、変換器４２
が結合器のベンチュリ管の対向する両側のタップに接続
され、該ベンチュリ管の両端の差圧を検出して、この差
圧の大きさの変化に応答しかつそれを表示するのに適し
た電気信号を発生する。該変換器の出力は、電線４３を
介して制御ユニットに接続される。
【０００９】図２に示すように、結合器は、引入管４８
により一端が排気マニホルドに接続された胴部４４を有
する。胴部４４の他端は、引出し管５０により制御弁３
４の引入口に接続されている。該制御弁の引出し口は、
吸気マニホルドに接続された剛体の管５２に接続されて
いる。
【００１０】図３に示すように、胴部４４は貫通通路４
６を有し、該通路の制限器板すなわちバッフル５４によ
り該胴部にベンチュリ管５３が形成されている。制限器
板の両側にある引出し口５６及び５８が、（図示しな
い）ホースで変換器４２にそれぞれ接続されている分離
した圧力タップすなわち管６０及び６２に通じている。
制限器板５４は、図に示すように、矢印Ａの方向に通路
を通って流れる排気ガス流の上流側に丸めた入り口、し
かも望ましくは面取りされた入り口６６を有する中央の
穴６４を有している。
【００１１】大量生産の穴においては、丸めたすなわち
好もしくは面取りされた穴は、同一の形態と同一の公称
寸法を有するベンチュリ管では互いに同一の流速に対し
て一貫した又はほぼ同一の圧力の低下を得るために重要
である。丸めた入り口すなわち丸溝６６を有しない大量
生産の穴は、しばしば同一の流速に対して圧力低下の大
きな変化をもたらし、かくして変化して不安定な信頼性
のない信号を制御ユニットに対して発生する。
【００１２】Ｖ−６エンジン用の結合器の一つの実際的
な実施例においては、通路４６は内径が０．５６０イン
チ（１．４２ｃｍ）で、制限器板５４は厚さが０．１４
０インチ（０．３５６ｃｍ）で、穴は直径が０．２７５
インチ（０．６９９ｃｍ）で、丸溝は該穴の軸に対して
４５°の鋭角で内包された角度で傾いた面を有し軸方向
の厚さが約０．０４０ないし０．０６０インチ（０．１
０２ｃｍないし０．１５２ｃｍ）である。ガスが通路４
６を流れるとき、制限器板５４のベンチュリ管５３は管
６０及び６２の間に圧力差を発生し、この圧力差は該通
路を通るガスの流速に応じて変化しそのガスの流速の関
数であって、ガスの流速が増大するのに伴って増大す
る。
【００１３】本発明の他の特徴によれば、結合器が排気
マニホルドと制御弁との間に接続されたときは、該結合
器の全長と引入管及び引出し管の角度回転方位を結合器
の予め設定した制限範囲内で調整できる。
【００１４】図２及び３に示したように、吸気管は、胴
部４４の一端のネジの切られたスリーブ４５の端ぐりに
望遠鏡の筒式に収納でき、通路４６に通じる一端に隣接
する広がった直径４８ａを有する。吸気管は、拡大した
管の部分４８ａを取り囲み、組み立て時にはスリーブ４
５上にネジ留めされる環４９により胴部に結合され封止
される。環４９は、傾斜して円周的に連続で、スリーブ
４５の自由端の外面に嵌合し、環４９がスリーブ上にネ
ジ留めされるときに管４８の拡大した部分と嵌合して封
止するように一般に放射状に内部へそれをスエージ加工
すなわち永久的に変形したカム面６８を有する。
【００１５】管又は胴部のどちらかにはなはだしく圧力
を加えたり曲げたりすることなく管４８の軸が胴部４４
の通路の軸に対していくぶんか曲がるすなわち傾斜する
ことを許容することにより組み立てを容易にするため
に、端ぐりされたスリーブ４５の内径は引入管の拡大し
た終端部４８ａの外径より多少大きく、環４９の内孔の
内径は引入管の主要部の外径よりも多少大きくするのが
望ましい。環を管４８上に保持するために、環を通る内
孔の内径は、また、管４８の終端部の外径よりも多少小
さいほうが望ましい。胴部したがって引出し管に対する
引入管の回転方位の制限された変化が、また、この結合
構造の配列により供される。
【００１６】引入管の他方の終端部は、その上を滑動で
きるように支えられた結合環４８ｂを有することが望ま
しい。この結合環４８ｂの終端は、この管を排気マニホ
ルドに接続されたコネクタ取り付け部品４８ｄに接続す
るフランジ４８ｃである。環４８ｂ、管のフランジ４８
ｃ及びコネクタ取り付け部品４８ｄは封止したすなわち
ガスの漏れない接続をなし、従来の構成であってよい。
【００１７】引出し管５０の他方の終端は、通路４６の
他方の終端の端ぐりの収納され、鑞付け結合等により胴
部に封止される。引出し管を吸気弁に接続するために、
結合環５０ａが該管上に支えられ、該管はその終端にフ
レア５０ｂを有し、このフレア５０ｂが、管の引入口に
接続されたネジの切られた取り付け部品５０ｃと嵌合す
る。ネジの切られた環５０ａ、管のフレア５０ｂ及び連
結器５０ｃはすべて従来の構成であってよい。弁３４
は、従来のネジの切られた結合環５２ａとフレア端５２
ｂを備えた曲がった引出し管５２を有し、これらは吸気
マニホルド上の相補的取り付け部品５２ｃと共に作用し
て、引出し管５０を吸気マニホルドに封止的に接続す
る。
【００１８】典型的には、結合器は、第一に引入管及び
引出し管４８、５０を排気マニホルド及び吸気マニホル
ドにそれぞれ緩やかに組み立てることによりエンジンに
取り付けられる。次に、環４８ｂ、５０ａ及び５２ａが
十分に締められ、引入管４８を排気マニホルドに、引出
し管５０を弁３４に、弁の引出し管５２を吸気マニホル
ドに封止して固定する。このことはまた結合器の胴部の
引入管を組み立てによりどの部品にも圧迫、曲げ、撓み
を生ぜずに位置調整して適切な位置に置くことになる。
その後、環４９を十分に締めて、結合器の接管端の部分
を引入管の拡大部分４８ａと封止した嵌合状態にスエー
ジ加工すなわち永久的に変形させる。
【００１９】かくして、この連結組み立て品は、製造及
び組み立ての公差及び結合器、部品、弁、該弁の引出し
管、吸気マニホルド、排気マニホルドのすべての配置並
びに互いに関係するエンジンブロックへの吸気マニホル
ド及び排気マニホルドの装着における十分な変化に適合
する。内燃エンジン、ＥＧＲシステム及び結合器の大量
生産及び組み立てにおいて、そのすべてが本発明の結合
器組み立て品及びエンジンに対するその組み立て方法に
より適合する公差並びに部品相互間の精密な位置及び方
位の大きな変化が存在する。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、改善した差圧制御信号
を提供し、製造及び組み立ての公差の広い変化に適合す
るように容易に調整でき、使用時の応力と亀裂を除去
し、相対的に単純な設計で、製造及び組み立てが安価
で、新しいエンジンと中古エンジンの両者に用いて既に
使用中のエンジンのＥＧＲ結合器を改装及び置き換えで
きるＥＧＲ結合器及びベンチュリ管を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の結合器を用いたエンジンのためのＥ
ＧＲシステムの概略図である。
【図２】 エンジンの吸気マニホルドに接続された制御
弁と排気マニホルドとの間に配置された本発明のＥＧＲ
結合器の実施例の分解側面図である。
【図３】 図２の３−３線に沿った断面図である。
【符号の説明】
１０ 排気ガス再循環システム ２６ 吸気マニホルド ２８ 排気マニホルド ３４ 制御弁 ３６ 結合器 ４０ 制御ユニット ４４ 胴部 ４５ スリーブ ４８ 引入管 ４９ 環 ５０ 引出し管 ５３ ベンチュリ管 ５４ バッフル ６８ カム面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デニス・シー・ソウルズ アメリカ合衆国ミシガン州48063ロチェス ター・ヒルズ，スタンフォード・サーク ル・905

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 排気マニホルドからの排気ガス流を受け
    るために内燃エンジンの該排気マニホルド及び吸気マニ
    ホルドの間に接続するのに適合した端部を有する結合器
    の胴部と、 前記結合器の胴部の一端に接続された第一の端部を有
    し、前記排気マニホルドに第二の端部で接続するのに適
    合した角度を有する引入管と、 前記結合器の胴部の他方の端部に接続された第一の端部
    と、前記吸気マニホルドに装着するのに適合した第二の
    端部とを有する引出し管と、 前記結合器の軸方向の長さと前記結合器の胴部に関して
    前記引入管の角度の方位を調整するための調整手段とを
    備えたことを特徴とする排気再循環圧力差結合器及びベ
    ンチュリ管。
  2. 【請求項２】 前記調整手段が、 前記結合器の胴部の前記一端のねじ切りされた端ぐりを
    有するスリーブと、 拡大され該端ぐりに入れ子式に収納される前記引入管の
    第一の端部と、 前記引入管を前記結合器の胴部に固定する保持手段とを
    備えた請求項１記載の排気再循環圧力差結合器及びベン
    チュリ管。
  3. 【請求項３】 前記保持手段が、 内孔を有し、前記スリーブ上にねじにより留められる環
    と、 前記引入管の拡大した端部と封止した嵌合状態に前記ス
    リーブの外側の自由端を放射状に内部へ嵌合させ変形す
    るための円周的に連続なカム面とを備えた請求項２記載
    の排気再循環圧力差結合器及びベンチュリ管。
  4. 【請求項４】 前記スリーブが前記引入管の前記第一の
    端部の外径よりも大きい内径を有する請求項３記載の排
    気再循環圧力差結合器及びベンチュリ管。
  5. 【請求項５】 前記環が前記スリーブの外径よりも小さ
    い内径を有する請求項３記載の排気再循環圧力差結合器
    及びベンチュリ管。
  6. 【請求項６】 前記結合器の胴部内に設けられ、該結合
    器の胴部内に圧力差を生成する穴を有するバッフル板
    と、 前記バッフル板の各側の圧力検出器に適合する前記結合
    器の胴部上の手段とを更に備えた請求項１記載の排気再
    循環圧力差結合器及びベンチュリ管。
  7. 【請求項７】 前記引入管からの排気ガスが、前記穴を
    通って前記バッフル板の上流に向かい、前記引出し管を
    通って下流に向かって流れ、 前記穴が、そこを通る排気ガス流を制御するために前記
    バッフル板の上流側に面取りを有する請求項６記載の排
    気再循環圧力差結合器及びベンチュリ管。
  8. 【請求項８】 排気マニホルドからの排気ガス流を受け
    るために自動車のエンジンの該排気マニホルド及び吸気
    マニホルドの間に接続するのに適合した結合器の胴部
    と、 該結合器の胴部が、貫通した通路を有し、該通路内に排
    気ガスがそこを通って流れる面取りした穴を有するバッ
    フル板と、前記結合器の胴部の一端に端ぐりを有するね
    じ切りされたスリーブとを備え、 前記スリーブの端ぐりの内部に入れ子式に収納される拡
    大された第一の端部と、前記排気マニホルドに固定する
    のに適合した第二の端部とを有する角度を有する引入管
    と、 前記スリーブ上にねじにより留められる内孔を有し、前
    記スリーブの外径よりも小さい内径を有する環と、 前記引入管と封止した嵌合状態に前記スリーブの外側の
    自由端を放射状に内部へ嵌合させ変形するための前記環
    の内部の円周的に連続なカム面と、 前記結合器の胴部の他方の端部に接続された第一の端部
    と、前記吸気マニホルドに接続された第二の端部とを有
    する引出し管とを備えたことを特徴とする排気再循環圧
    力差結合器及びベンチュリ管。
  9. 【請求項９】 前記バッフル板の各面上に検出器を適合
    させるための前記結合器の胴部上の手段を更に備えた請
    求項８記載の排気再循環圧力差結合器及びベンチュリ
    管。
  10. 【請求項１０】 自動車のエンジン組み立て品に自己調
    整排気再循環圧力差結合器及びベンチュリ管を組み立て
    る方法であって、 排気ガスが流れる貫通した通路とベンチュリ管とをその
    中に有する結合器の胴部と、該結合器の胴部の一方の端
    部に第一の端部で接続される引出し管と、前記結合器の
    胴部の他方の端部に第一の端部で接続される調整可能な
    引入管と、該引入管を排気マニホルドに固定する固定手
    段とを提供するステップと、 前記引入管の第二の端部を前記排気マニホルドに接続す
    るステップと、 前記引出し管の第二の端部を吸気マニホルドと位置調整
    するために前記結合器の胴部に対して前記引入管を調整
    するステップと、 前記引出し管の前記第二の端部を前記排気マニホルドに
    接続するステップと、 前記引入管を前記結合器の胴部に固定するステップとを
    備えたことを特徴とする方法。
  11. 【請求項１１】 前記調整するステップが、前記引入管
    の前記第一の端部が前記結合器の胴部上のねじ切りされ
    たスリーブに収納され、該スリーブが前記引入管の外径
    よりも大きい内径を有する前記引入管及び前記結合器の
    胴部間の入れ子式接続を提供することにより達成される
    請求項１０記載の排気再循環圧力差結合器及びベンチュ
    リ管を組み立てる方法。
  12. 【請求項１２】 前記固定するステップが、 円周的に連続なカム面を前記固定手段上に提供するステ
    ップと、 該カム面が前記ねじ切りされたスリーブの自由端を変形
    して前記引入管と嵌合するように前記固定手段を該ねじ
    切りされたスリーブ上に締めるステップとを備えた請求
    項１０記載の排気再循環圧力差結合器及びベンチュリ管
    を組み立てる方法。
JP4312082A 1992-04-06 1992-11-20 排気ガス再循環結合器及び差動ベンチュリ管 Pending JPH05296110A (ja)

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US07/863,804 US5188086A (en) 1992-04-06 1992-04-06 Exhaust gas recirculation coupler and differential venturi
US863804 1992-04-06

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