JPH0545809Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、排気ガス中の有害成分の発生を抑
制するために、排気ガスを再燃焼させるエンジン
の排気ガス還流装置に関するものである。

（従来技術） 排気ガス中の有害物質、特に高温時に多く発生
するNO_xを低減させるために、例えば特開昭62
−279261号公報の如く、排気ガスの一部を燃焼室
内に還流して再燃焼させることにより、排気ガス
の温度を下げてNO_xの発生を抑制する方法が従
来から一般に行われている。

この排気ガスを還流するために、排気通路と吸
気通路とを結ぶ排気ガス還流通路を形成して、該
還流通路に還流制御バルブを設け、この還流制御
バルブを、エンジンの運転状態を検出した情報に
もとづいて開閉制御するものであるが、還流制御
バルブが１個のみでは還流する排気ガス流量の小
から大まで広く制御することは困難であるため、
２個の還流制御バルブを設けることが考えられる
が、２個のバルブにそれぞれポジションセンサを
設けて、一方が全開した時点で他方を開き始める
ように制御する場合、その切り替え制御が難しい
ため、切り替わる時にバルブ開度に段差ができ
て、流量コントロールが円滑に行えないといつた
問題点があつた。

（考案の目的） この考案は上記した従来の問題点を解消して、
簡易な手段により還流排気ガスの流量コントロー
ル精度を高めて、排気ガス中のNO_x発生の抑制
効率の向上を図るようにした、エンジンの排気ガ
ス還流装置を提供することを目的とするものであ
る。

（考案の構成） 上記の目的を達するためのこの考案は、排気通
路と、吸気通路とを連通して排気ガスの一部を吸
気通路に還流させる２個の第１、第２還流制御バ
ルブを並列して設け、該第１、第２還流制御バル
ブには、圧力供給手段から圧力の供給を受けて該
バルブを開閉させるアクチユエータがそれぞれそ
なえられるとともに、上記第１還流制御バルブ
は、上記圧力供給手段により供給される所定圧力
領域でのみ通路面積が変化するバルブ特性とし、
上記第２還流制御バルブは、該バルブのリフト量
を検出するポジションセンサを備えているととも
に、上記第１還流制御バルブの通路面積が変化す
る所定圧力領域ではリフトのみを行つて通路面積
はほとんど変化せず、かつ上記所定圧力領域に隣
接する圧力領域で通路面積が変化するバルブ特性
とした、エンジンの排気ガス還流装置である。

（実施例） 以下、この考案を、図面に示す実施例にもとづ
いて詳細説明する。

第１図はこの考案の排気ガス還流装置を備えた
デイーゼルエンジンの一例を示す概要図であつ
て、図中１はエンジンで、排気通路２と吸気通路
３とを備え、排気通路２には排気ガス濃度を検出
するスモークセンサ４を設けてあり、吸気通路３
はエアクリーナ５に連なつている。

６は排気ガス還流通路で、排気通路２と、吸気
通路３とにまたがつて連通しており、この排気ガ
ス還流通路６には、第１還流制御バルブ７と、第
２還流制御バルブ８とが並列して設けてあり、こ
の両バルブ７，８にはそれぞれバルブを開閉する
ためのアクチユエータ９，１０が備えられ、さら
に第２還流制御バルブにはバルブの開閉状態を検
出するポジションセンサ１１を備えている。

１２は圧力供給手段たるバキユームポンプで、
圧力供給通路１３によりアクチユエータ９，１０
にそれぞれ連通しており、この圧力供給通路１３
にはコントロールバルブ１４が設けてあつて、ア
クチユエータ９，１０に圧力を供給して、第１還
流制御バルブ７と第２還流制御バルブ８との圧力
量をコントロールするものである。

１５は制御手段たるコントロールユニツトで、
燃料噴射ポンプ１６から得られる、燃料噴射量、
エンジンスピード、アクセル開度、および、別の
センサ（図示省略）から得た冷却水の水温、外気
温度からなるエンジン運転状態情報と、スモーク
センサ４が検出した排気ガス濃度情報と、ポジシ
ョンセンサ１１が検出した第２還流制御バルブ８
の開度情報とをコントロールユニツト１５に入力
し、このコントロールユニツト１５がこれらの入
力情報を演算処理し、コントロールバルブ１４に
デユーテイ信号を送つて、このコントロールバル
ブ１４の開閉制御を行うものである。

次に第２図にもとづいて第１、第２還流制御バ
ルブ７，８の構成を説明する。

第１還流制御バルブ７と第２還流制御バルブ８
の上部にはダイヤフラム式のアクチユエータ９，
１０がそれぞれ取り付けられており、第２還流制
御バルブ８側のアクチユエータ１０の上部にはポ
ジションセンサ１１が取り付けてある。

第１還流制御バルブ７は、円錐形の弁体７ａが
円錐形内面を持つ弁座７ｂに接するように構成さ
れ、第２還流制御バルブ８は、円錐形の先端部に
小径円筒部８a′を持つた弁体８ａの円錐部が円錐
部が円錐形内面を持つ弁座８ｂに接するととも
に、小径円筒部８a′が、この小径円筒部８a′の直
径とほぼ等しい内径を持つ入口通路１７に挿入さ
れるように構成されている。

この弁体７ａ，８ａの後端には弁軸７ｃ，８ｃ
が延設され、その上端はアクチユエータ９，１０
の内部に達して、アクチユエータ９，１０の上部
室９ａ，１０ａと、下部室９ｂ，１０ｂとを仕切
つている可撓仕切板９ｃ，１０ｃにそれぞれ連結
されている。

そして、上部室９ａ，１０ａ内に可撓仕切板９
ｃ，１０ｃを押し下げる方向に付勢するスプリン
グ９ｄ，１０ｄが装着されていて、このスプリン
グ９ｄ，１０ｄが可撓仕切板９ｃ，１０ｃを押し
下げることにより、弁軸７ｃ，８ｃを介して弁体
７ａ，８ａの円錐部を弁座７ｂ，８ｂの円錐形内
面に圧接している。

さらに、第２還流制御バルブ８の弁軸８ｃは、
上方に延長され、上部室１０ａを貫通してポジシ
ョンセンサ１１に達している。

また、上部室９ａ，１０ａには圧力供給通路１
３に連結する圧力供給口９ｅ，１０ｅが設けら
れ、この圧力供給口９ｅ，１０ｅからバキユーム
ポンプ１２の負圧がコントロールバルブ１４を経
て供給されることにより、上部室９ａ，１０ａが
負圧となつて可撓仕切板９ｃ，１０ｃをスプリン
グ９ｄ，１０ｄに抗して引き上げ、弁軸７ｃ，８
ｃを介して弁体７ａ，８ａをリフトさせて弁を開
き、入口通路１７から出口１８，１８に排気ガス
を通して吸気通路３に還流させるものである。

次に第３図、第４図にもとづいて第１還流制御
バルブ７と、第２還流制御バルブ８とのバルブ特
性を説明する。

第３図はバキユーム量に対するバルブリフト量
の変化を示すもので、実線で示す第１還流制御バ
ルブ７は、比較的狭い所定圧力領域Ｖで全開に達
し、鎖線で示す第２還流制御バルブ８は、第１還
流制御バルブ７より少し早く開き初めて遅くまで
開弁を続けて、広い圧力領域V₁で全開に達する
もので、このようなバルブ特性はスプリング９
ｄ，１０ｄの弾力特性と、コントロールバルブ１
４が制御するアクチユエータ９，１０への供給圧
力の大きさ及びタイミングとによつて得られるも
のである。

第４図は第３図に示したバルブリフト量に対応
した、排気ガス通路面積の変化を示すもので、実
線で示す第１還流制御バルブ７の通路面積変化
は、円錐形の弁体７ａが弁座７ｂから離れるに従
つて通路面積が拡大し、拡大の終わりに拡大率が
やや低下した後最大となり、以後一定となるもの
で、通路面積が変化する間が所定圧力領域Ｖであ
る。一方の鎖線で示す第２還流制御バルブ８の通
路面積変化は、小径円筒部８a′が入口通路１７か
ら抜け出るまでの間は、小径円筒部８a′が入口通
路１７を塞いでいることにより、通路面積はほと
んど変化せず、この間の圧力領域を第１還流制御
バルブ７の所定圧力領域Ｖと一致させるもので、
この所定圧力領域Ｖを越えて、小径円筒部８a′が
入口通路１７から抜けると通路面積は漸次拡大し
て最大となり、以後一定する。

以上の如きバルブ特性を有する第１、第２還流
制御バルブ７，８が形成する通路面積を合わせた
総合通路面積は破線で示した状態となり、開き始
めから全開に至る間の中間においてゆるやかな屈
折はあるものの急激な段差が生じることはなくな
り、全体としてほぼ平均的に通路面積が拡大し
て、排気ガスを円滑に還流させることができるも
のである。

以上の構成によると、第１、第２還流制御バル
ブ７，８はほぼ同時に重複して開き始めるもので
あるため、第１還流制御バルブ７の全開位置の検
出が不要となつて、全開までの圧力領域の広い第
２還流制御バルブ８のリフト量を検出するのみで
制御が可能であり、従つてポジションセンサ１１
は１個のみで足りるものである。

（考案の効果） 以上説明したこの考案に係るエンジンの排気ガ
ス還流装置によれば、バルブ特性を異にする２個
の還流制御バルブをほぼ同時に開き始めるように
したことにより、排気ガスが通るバルブの通路面
積を、開き始めから全開に至るまでほぼ同じ拡大
率で連続して開き、排気ガスの流量コントロール
精度を向上させることができるとともに、従来２
個必要であつたポジションセンサを１個のみに省
略することができる効果が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の排気ガス還流装置を備えた
エンジンの一実施例を示す排気ガス還流制御系の
概要図、第２図は２連式の排気ガス還流制御バル
ブの一実施例を示す縦断面図、第３図は第２図に
示す２連式の排気ガス還流制御バルブのバルブリ
フト量を示すグラフ、第４図は同じくバルブ通路
面積を示すグラフである。 １……エンジン、２……排気通路、３……吸気
通路、４……スモークセンサ、６……排気ガス還
流通路、７……第１還流制御バルブ、８……第２
還流制御バルブ、９，１０……アクチユエータ、
１１……ポジションセンサ、１２……バキユーム
ポンプ（圧力供給手段）、１３……圧力供給通路
（圧力供給手段）、１４……コントロールバルブ
（制御手段）、１５……コントロールユニツト（制
御手段）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 排気通路と吸気通路とを連通して、排気ガスの
   一部を吸気通路に還流させる排気ガス還流通路内
   に、２個の第１、第２還流制御バルブを並列して
   設け、該第１、第２還流制御バルブには、圧力供
   給手段から圧力の供給を受けて該バルブを開閉さ
   せるアクチユエータがそれぞれ備えられるととも
   に、上記第１還流制御バルブは、上記圧力供給手
   段により供給される所定圧力領域のみで通路面積
   が変化するバルブ特性とし、上記第２還流制御バ
   ルブは該バルブのリフト量を検出するポジシヨン
   センサを備えているとともに、上記第１還流制御
   バルブの通路面積が変化する所定圧力領域ではリ
   フトのみを行つて通路面積はほとんど変化せず、
   かつ上記所定圧力領域に隣接する圧力領域で通路
   面積が変化するバルブ特性としたことを特徴とす
   る、エンジンの排気ガス還流装置。