JPH10238416A - 排気ガス再循環装置 - Google Patents
排気ガス再循環装置Info
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- JPH10238416A JPH10238416A JP9052522A JP5252297A JPH10238416A JP H10238416 A JPH10238416 A JP H10238416A JP 9052522 A JP9052522 A JP 9052522A JP 5252297 A JP5252297 A JP 5252297A JP H10238416 A JPH10238416 A JP H10238416A
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- Japan
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- exhaust gas
- gas recirculation
- boost pressure
- valve
- passage
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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
- F02M26/52—Systems for actuating EGR valves
- F02M26/55—Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators
- F02M26/58—Constructional details of the actuator; Mounting thereof
-
- 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
- F02M26/65—Constructional details of EGR valves
- F02M26/66—Lift valves, e.g. poppet valves
- F02M26/67—Pintles; Spindles; Springs; Bearings; Sealings; Connections to actuators
-
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- F02M26/65—Constructional details of EGR valves
- F02M26/66—Lift valves, e.g. poppet valves
- F02M26/68—Closing members; Valve seats; Flow passages
-
- 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
- F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
- F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
- F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
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- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Fluid-Driven Valves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、ブースト圧力に応答してＥＧＲの
実行領域が限定されているターボ過給機付きエンジンに
おける排気ガス再循環装置を提供する。 【解決手段】 この排気ガス再循環装置は、排気ポート
からの排気ガスの一部を吸気ポートを通じて気筒へ送り
込む排気ガス再循環通路６，７にＥＧＲバルブ５を設け
ている。ＥＧＲバルブ５は、吸気系に設けたブースト圧
力通路１２を通じて取り出したブースト圧力に応答して
開閉作動し、各気筒へ供給する排気バルブ量が調節され
る。ＥＧＲバルブ５は、予め設定された所定のブースト
圧以下の領域でポペットバルブ１４で閉鎖され、所定の
ブースト圧力以上の領域でポペットバルブ１３で閉鎖さ
れ、それ以外のブースト圧力の領域で排気ガス再循環通
路６，７を開放して排気ガスの一部を各気筒へ供給す
る。
実行領域が限定されているターボ過給機付きエンジンに
おける排気ガス再循環装置を提供する。 【解決手段】 この排気ガス再循環装置は、排気ポート
からの排気ガスの一部を吸気ポートを通じて気筒へ送り
込む排気ガス再循環通路６，７にＥＧＲバルブ５を設け
ている。ＥＧＲバルブ５は、吸気系に設けたブースト圧
力通路１２を通じて取り出したブースト圧力に応答して
開閉作動し、各気筒へ供給する排気バルブ量が調節され
る。ＥＧＲバルブ５は、予め設定された所定のブースト
圧以下の領域でポペットバルブ１４で閉鎖され、所定の
ブースト圧力以上の領域でポペットバルブ１３で閉鎖さ
れ、それ以外のブースト圧力の領域で排気ガス再循環通
路６，７を開放して排気ガスの一部を各気筒へ供給す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、エンジンの作動
状態に応じて排気ガス量を調節できるターボ過給機付き
エンジンにおける排気ガス再循環装置に関する。
状態に応じて排気ガス量を調節できるターボ過給機付き
エンジンにおける排気ガス再循環装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、エンジンから排気される排気ガス
による環境汚染が問題になり、特に、ディーゼルエンジ
ンの排気ガス中のＮＯX 、パティキュレート等の有害成
分の発生を低減するため、排気ガスの一部を吸気に再循
環させてＮＯX の排出量を低減する種々のＥＧＲ(exhau
sut gas recirculation)装置即ち排気ガス再循環装置が
開発され、実施されている。即ち、排気ガス再循環装置
は、エンジンのシリンダから排出された排気ガスの一部
をシリンダ内に再度吸入させ、吸気に混合して燃焼させ
ることによりＮＯX の発生を抑制することは、良く知ら
れていることである。例えば、この種のＥＧＲ装置にお
いて、所定のシリンダにＥＧＲを適量導入するための方
法は種々開発されており、例えば、排気管と吸気管とを
パイプで連結し、該パイプの中間に開閉弁を設け、エン
ジンの運転条件に合わせて開閉弁の開度を制御するもの
が実施されている。
による環境汚染が問題になり、特に、ディーゼルエンジ
ンの排気ガス中のＮＯX 、パティキュレート等の有害成
分の発生を低減するため、排気ガスの一部を吸気に再循
環させてＮＯX の排出量を低減する種々のＥＧＲ(exhau
sut gas recirculation)装置即ち排気ガス再循環装置が
開発され、実施されている。即ち、排気ガス再循環装置
は、エンジンのシリンダから排出された排気ガスの一部
をシリンダ内に再度吸入させ、吸気に混合して燃焼させ
ることによりＮＯX の発生を抑制することは、良く知ら
れていることである。例えば、この種のＥＧＲ装置にお
いて、所定のシリンダにＥＧＲを適量導入するための方
法は種々開発されており、例えば、排気管と吸気管とを
パイプで連結し、該パイプの中間に開閉弁を設け、エン
ジンの運転条件に合わせて開閉弁の開度を制御するもの
が実施されている。
【０００３】更に、ターボ過給機付きエンジンとして、
エンジンの主排気通路に直列にターボチャージャとター
ビンを接続し、該ターボチャージャとタービン間の主排
気通路に、該主排気通路より遅れて開放される副排気通
路を接続し、該副排気通路にエンジンの運転状態に基づ
いて開度調節される開閉弁を設けたものが知られてい
る。
エンジンの主排気通路に直列にターボチャージャとター
ビンを接続し、該ターボチャージャとタービン間の主排
気通路に、該主排気通路より遅れて開放される副排気通
路を接続し、該副排気通路にエンジンの運転状態に基づ
いて開度調節される開閉弁を設けたものが知られてい
る。
【０００４】例えば、特開平８−９３５７４号公報に開
示された過給機付きエンジンの排気ガス再循環装置は、
負荷に応じて排気圧を制御し、ＥＧＲガス量を増減さ
せ、ＮＯX の低減と燃費を向上させようとするものであ
る。該過給機付きエンジンの排気ガス再循環装置は、過
給機の排気通路と吸気通路とに接続した排気還流通路に
第１多段バルブを設け、排気タービンに接続されている
排気管に第２多段バルブを設け、負荷が大きい時には、
第１多段バルブの開度を小さく、第２多段バルブの開度
を大きく制御し、また、負荷が小さい時には、第１多段
バルブの開度を大きく、第２多段バルブの開度を小さく
制御したものである。
示された過給機付きエンジンの排気ガス再循環装置は、
負荷に応じて排気圧を制御し、ＥＧＲガス量を増減さ
せ、ＮＯX の低減と燃費を向上させようとするものであ
る。該過給機付きエンジンの排気ガス再循環装置は、過
給機の排気通路と吸気通路とに接続した排気還流通路に
第１多段バルブを設け、排気タービンに接続されている
排気管に第２多段バルブを設け、負荷が大きい時には、
第１多段バルブの開度を小さく、第２多段バルブの開度
を大きく制御し、また、負荷が小さい時には、第１多段
バルブの開度を大きく、第２多段バルブの開度を小さく
制御したものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、排気ガ
ス再循環装置において、排気ガスを吸気に再循環させる
と、吸入空気中の酸素濃度が低下することから、特に、
エンジン作動の高負荷領域で、パティキュレートの主成
分であるスートの排出量が増加し、また、ＥＧＲガス中
のイオウ成分により硫酸が生成され、該硫酸によりエン
ジンの吸気系の各部位や部品が腐食され、耐久性や信頼
性が低下するという問題がある。
ス再循環装置において、排気ガスを吸気に再循環させる
と、吸入空気中の酸素濃度が低下することから、特に、
エンジン作動の高負荷領域で、パティキュレートの主成
分であるスートの排出量が増加し、また、ＥＧＲガス中
のイオウ成分により硫酸が生成され、該硫酸によりエン
ジンの吸気系の各部位や部品が腐食され、耐久性や信頼
性が低下するという問題がある。
【０００６】そこで、従来のディーゼルエンジンに設け
た排気ガス再循環装置は、車両の実走行でのＮＯX の排
出量の影響の大きく現れる排気ガス規制モードに限り、
ＥＧＲを最小限の範囲で選択してＥＧＲを行っており、
エンジン回転数、エンジン負荷等を各センサーにより検
出し、ＥＧＲバルブの開閉作動を複雑な電子コントロー
ラによって制御しているのが現状である。そのため、従
来の排気ガス再循環装置をエンジンに設けると、エンジ
ンのコストアップとなり、ＥＧＲシステムの信頼性等に
問題が生じていた。
た排気ガス再循環装置は、車両の実走行でのＮＯX の排
出量の影響の大きく現れる排気ガス規制モードに限り、
ＥＧＲを最小限の範囲で選択してＥＧＲを行っており、
エンジン回転数、エンジン負荷等を各センサーにより検
出し、ＥＧＲバルブの開閉作動を複雑な電子コントロー
ラによって制御しているのが現状である。そのため、従
来の排気ガス再循環装置をエンジンに設けると、エンジ
ンのコストアップとなり、ＥＧＲシステムの信頼性等に
問題が生じていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明の目的は、ター
ボチャージャを備えたターボ過給機付きエンジンにおい
て、排気ガス再循環即ちＥＧＲを行う場合に、吸入空気
圧力即ちブースト圧力によってエンジンの作動状態を感
知し、複雑な電子コントローラを用いて電子制御するこ
となく、車両の実走行での寄与度の大きいエンジン運転
領域を選択し、その領域のみでＥＧＲを実行し、トータ
ル的にＮＯX 、スート、パティキュレート等の発生を抑
制すると共に、低コストでＥＧＲを実行できるように構
成した排気ガス再循環装置を提供することである。
ボチャージャを備えたターボ過給機付きエンジンにおい
て、排気ガス再循環即ちＥＧＲを行う場合に、吸入空気
圧力即ちブースト圧力によってエンジンの作動状態を感
知し、複雑な電子コントローラを用いて電子制御するこ
となく、車両の実走行での寄与度の大きいエンジン運転
領域を選択し、その領域のみでＥＧＲを実行し、トータ
ル的にＮＯX 、スート、パティキュレート等の発生を抑
制すると共に、低コストでＥＧＲを実行できるように構
成した排気ガス再循環装置を提供することである。
【０００８】この発明は、エンジンからの排気ガスのエ
ネルギーで作動されるタービン及び気筒へ吸気を送り込
むために設けられたコンプレッサから成るターボチャー
ジャを備えたターボ過給機付きエンジンにおいて、エン
ジンから排出される排気ガスの一部を気筒へ送り込むた
め排気系通路と吸気系通路とを連通する排気ガス再循環
通路及び前記排気ガス再循環通路に設けられたＥＧＲバ
ルブを具備し、前記ＥＧＲバルブが前記吸気系通路から
取り出したブースト圧力に応答して前記排気ガス再循環
通路を開閉して前記気筒へ供給する排気ガス量を調節す
ることを特徴とする排気ガス再循環装置に関する。
ネルギーで作動されるタービン及び気筒へ吸気を送り込
むために設けられたコンプレッサから成るターボチャー
ジャを備えたターボ過給機付きエンジンにおいて、エン
ジンから排出される排気ガスの一部を気筒へ送り込むた
め排気系通路と吸気系通路とを連通する排気ガス再循環
通路及び前記排気ガス再循環通路に設けられたＥＧＲバ
ルブを具備し、前記ＥＧＲバルブが前記吸気系通路から
取り出したブースト圧力に応答して前記排気ガス再循環
通路を開閉して前記気筒へ供給する排気ガス量を調節す
ることを特徴とする排気ガス再循環装置に関する。
【０００９】また、前記ＥＧＲバルブは、予め設定され
た所定のブースト圧力以下の領域と所定のブースト圧力
以上の領域とで閉鎖され、前記ブースト圧力以下と前記
ブースト圧力以上との間の領域で開放されて前記排気ガ
スの一部を前記気筒へ供給するものである。
た所定のブースト圧力以下の領域と所定のブースト圧力
以上の領域とで閉鎖され、前記ブースト圧力以下と前記
ブースト圧力以上との間の領域で開放されて前記排気ガ
スの一部を前記気筒へ供給するものである。
【００１０】また、前記ＥＧＲバルブは、ブースト圧力
を感知して作動するダイヤフラム、前記ダイヤフラムに
取り付けられたバルブステム、前記バルブステムに隔置
して設けられた一対のポペットバルブ、及び前記排気ガ
ス再循環通路に設けた前記各ポペットバルブのバルブフ
ェースがそれぞれ着座する一対のバルブシートから構成
されている。
を感知して作動するダイヤフラム、前記ダイヤフラムに
取り付けられたバルブステム、前記バルブステムに隔置
して設けられた一対のポペットバルブ、及び前記排気ガ
ス再循環通路に設けた前記各ポペットバルブのバルブフ
ェースがそれぞれ着座する一対のバルブシートから構成
されている。
【００１１】また、この排気ガス再循環装置は、前記ポ
ペットバルブのバルブ径を変更することによって、前記
排気ガス再循環通路の通路断面積の増加割合と減少割合
を適正に調節できるものである。
ペットバルブのバルブ径を変更することによって、前記
排気ガス再循環通路の通路断面積の増加割合と減少割合
を適正に調節できるものである。
【００１２】また、前記ＥＧＲバルブは、リフト量が０
から全リフト量の１／２までは前記排気ガス再循環通路
の通路断面積が増大し、全リフト量の１／２から全リフ
ト量までは前記排気ガス再循環通路の通路断面積が減少
するものである。
から全リフト量の１／２までは前記排気ガス再循環通路
の通路断面積が増大し、全リフト量の１／２から全リフ
ト量までは前記排気ガス再循環通路の通路断面積が減少
するものである。
【００１３】また、前記ＥＧＲバルブは、ダイヤフラム
タイプに構成され、前記ブースト圧力とつり合う前記ダ
イヤフラムのばね力は、非線形特性に構成され、前記ダ
イヤフラムのばね力によって前記ブースト圧力に対する
前記排気ガス再循環通路の通路断面積が適正に調節され
るものである。
タイプに構成され、前記ブースト圧力とつり合う前記ダ
イヤフラムのばね力は、非線形特性に構成され、前記ダ
イヤフラムのばね力によって前記ブースト圧力に対する
前記排気ガス再循環通路の通路断面積が適正に調節され
るものである。
【００１４】この排気ガス再循環通路は、上記のように
構成されているので、ブースト圧力が低く、空気量が少
ない低速回転で高負荷時には、ＥＧＲを実行せず、ま
た、高負荷時には、ＥＧＲを実行せず、通常運転を行っ
て、吸気系がスートや発生する硫酸等の影響を受けるこ
とを避け、吸気系の腐食の発生を防止し、耐久性に富
み、信頼性に富んだターボ過給機付きエンジンを提供す
る。また、この排気ガス再循環通路は、上記以外のブー
スト圧力の領域である車両の実走行時には、ＥＧＲを実
行して、ＮＯX の発生を防止し、トータルとしてＮ
ＯX 、スート、パティキュレートの発生を低減すること
ができる。
構成されているので、ブースト圧力が低く、空気量が少
ない低速回転で高負荷時には、ＥＧＲを実行せず、ま
た、高負荷時には、ＥＧＲを実行せず、通常運転を行っ
て、吸気系がスートや発生する硫酸等の影響を受けるこ
とを避け、吸気系の腐食の発生を防止し、耐久性に富
み、信頼性に富んだターボ過給機付きエンジンを提供す
る。また、この排気ガス再循環通路は、上記以外のブー
スト圧力の領域である車両の実走行時には、ＥＧＲを実
行して、ＮＯX の発生を防止し、トータルとしてＮ
ＯX 、スート、パティキュレートの発生を低減すること
ができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
による排気ガス再循環装置の一実施例を説明する。図１
はこの発明による排気ガス再循環装置の一実施例を示す
説明図、図２は図１の排気ガス再循環装置の符号Ａ部分
に拡大断面図、及び図３はエンジン回転数とエンジン負
荷即ちトルクに対してのブースト圧力を示すブーストマ
ップの線図である。
による排気ガス再循環装置の一実施例を説明する。図１
はこの発明による排気ガス再循環装置の一実施例を示す
説明図、図２は図１の排気ガス再循環装置の符号Ａ部分
に拡大断面図、及び図３はエンジン回転数とエンジン負
荷即ちトルクに対してのブースト圧力を示すブーストマ
ップの線図である。
【００１６】この発明による排気ガス再循環装置を設け
たターボ過給機付きエンジンは、例えば、吸気行程、圧
縮行程、爆発行程及び排気行程で一サイクルを行うもの
である。このターボ過給機付きエンジンは、例えば、シ
リンダブロックに固定したシリンダヘッド１、シリンダ
ヘッド１を固定したシリンダブロックに配置されたシリ
ンダライナで形成される気筒を構成するシリンダ内を往
復運動するピストンを有している。シリンダヘッド１に
は、排気バルブが配置された排気ポートと吸気バルブが
配置された吸気ポートが形成されている。シリンダヘッ
ド１に形成した各気筒の排気ポートは排気マニホルド３
に集合され、排気マニホルド３は排気ガス通路９を通じ
てターボチャージャ４のタービン１０に連結されてい
る。シリンダヘッド１に形成した各気筒の吸気ポートは
吸気マニホルド２に接続しており、吸気マニホルド２は
吸気通路８を通じてターボチャージャ４のコンプレッサ
即ち過給機１１に接続されている。
たターボ過給機付きエンジンは、例えば、吸気行程、圧
縮行程、爆発行程及び排気行程で一サイクルを行うもの
である。このターボ過給機付きエンジンは、例えば、シ
リンダブロックに固定したシリンダヘッド１、シリンダ
ヘッド１を固定したシリンダブロックに配置されたシリ
ンダライナで形成される気筒を構成するシリンダ内を往
復運動するピストンを有している。シリンダヘッド１に
は、排気バルブが配置された排気ポートと吸気バルブが
配置された吸気ポートが形成されている。シリンダヘッ
ド１に形成した各気筒の排気ポートは排気マニホルド３
に集合され、排気マニホルド３は排気ガス通路９を通じ
てターボチャージャ４のタービン１０に連結されてい
る。シリンダヘッド１に形成した各気筒の吸気ポートは
吸気マニホルド２に接続しており、吸気マニホルド２は
吸気通路８を通じてターボチャージャ４のコンプレッサ
即ち過給機１１に接続されている。
【００１７】この発明による排気ガス再循環通路は、上
記のように、エンジンからの排気ガスのエネルギーで作
動されるタービン１０と気筒へ吸気を送り込むために設
けられたコンプレッサ１１から成るターボチャージャ４
を備えたターボ過給機付きエンジンにおいて、エンジン
からの排気ガスの一部を吸気マニホルド２を通じて気筒
へ送り込む排気ガス再循環通路６，７及び排気ガス再循
環通路６，７に設けられたＥＧＲバルブ５を具備し、特
に、ＥＧＲバルブ５が吸気マニホルド２に接続したブー
スト圧力通路１２から取り出したブースト圧力に応答し
て排気ガス再循環通路６，７を開閉して気筒へ供給する
排気ガス量を調節するように構成されている。排気ガス
再循環通路６は、一端が排気マニホルド３に接続され、
他端がＥＧＲバルブ５の入口２１に接続されている。排
気ガス再循環通路７は、一端がＥＧＲバルブ５の出口２
２に接続され、他端が吸気マニホルド２に接続されてい
る。
記のように、エンジンからの排気ガスのエネルギーで作
動されるタービン１０と気筒へ吸気を送り込むために設
けられたコンプレッサ１１から成るターボチャージャ４
を備えたターボ過給機付きエンジンにおいて、エンジン
からの排気ガスの一部を吸気マニホルド２を通じて気筒
へ送り込む排気ガス再循環通路６，７及び排気ガス再循
環通路６，７に設けられたＥＧＲバルブ５を具備し、特
に、ＥＧＲバルブ５が吸気マニホルド２に接続したブー
スト圧力通路１２から取り出したブースト圧力に応答し
て排気ガス再循環通路６，７を開閉して気筒へ供給する
排気ガス量を調節するように構成されている。排気ガス
再循環通路６は、一端が排気マニホルド３に接続され、
他端がＥＧＲバルブ５の入口２１に接続されている。排
気ガス再循環通路７は、一端がＥＧＲバルブ５の出口２
２に接続され、他端が吸気マニホルド２に接続されてい
る。
【００１８】ＥＧＲバルブ５は、主として、排気ガスの
入口２１と出口２２を備えた通路２３を形成したバルブ
本体１８、通路２３内に設置された両側にバルブシート
２５，２６を備えたバルブシート部材１７、バルブ本体
１８に連結されたダイヤフラムケース１９、ダイヤフラ
ムケース１９内に配置されたダイヤフラム１５、ダイヤ
フラム１５に連結されたバルブステム１６、及びバルブ
ステム１６に隔置して固定された一対のポペットバルブ
１３，１４から構成されている。ダイヤフラム１５は、
両側から押さえ板２９によって挟持され、中央部でバル
ブステム１６に固着され、周縁部でダイヤフラムケース
１９で挟持されて取り付けられている。バルブ本体１８
内に形成された通路２３とダイヤフラムケース１９内に
形成された中空室２７とは仕切部材２４によって遮断さ
れている。バルブステム１６は、仕切部材２４に形成し
たバルブガイド３２を貫通している。従って、バルブス
テム１６は、ブースト圧力に応答して作動するダイヤフ
ラム１５の移動に応じて仕切部材２４に形成されたバル
ブガイド３２を摺動するように構成されている。
入口２１と出口２２を備えた通路２３を形成したバルブ
本体１８、通路２３内に設置された両側にバルブシート
２５，２６を備えたバルブシート部材１７、バルブ本体
１８に連結されたダイヤフラムケース１９、ダイヤフラ
ムケース１９内に配置されたダイヤフラム１５、ダイヤ
フラム１５に連結されたバルブステム１６、及びバルブ
ステム１６に隔置して固定された一対のポペットバルブ
１３，１４から構成されている。ダイヤフラム１５は、
両側から押さえ板２９によって挟持され、中央部でバル
ブステム１６に固着され、周縁部でダイヤフラムケース
１９で挟持されて取り付けられている。バルブ本体１８
内に形成された通路２３とダイヤフラムケース１９内に
形成された中空室２７とは仕切部材２４によって遮断さ
れている。バルブステム１６は、仕切部材２４に形成し
たバルブガイド３２を貫通している。従って、バルブス
テム１６は、ブースト圧力に応答して作動するダイヤフ
ラム１５の移動に応じて仕切部材２４に形成されたバル
ブガイド３２を摺動するように構成されている。
【００１９】また、ダイヤフラムケース１９は、ダイヤ
フラム１５によってブースト圧力がかかる中空室２７
と、リターンスプリング２０が配置された大気開放又は
負圧状態の中空室２８とに仕切られている。中空室２７
には、吸気マニホルド２に接続した排気ガス再循環通路
７に接続したブースト圧力通路１２が接続され、ブース
ト圧力に応答してダイヤフラム１５が作動するように構
成されている。また、ポペットバルブ１３のバルブフェ
ース３０はバルブシート２５に着座して通路２３を閉鎖
し、また、ポペットバルブ１４のバルブフェース３１は
バルブシート２６に着座して通路２３を閉鎖するように
構成されている。従って、ＥＧＲバルブ５は、リフト過
程において中間部で通路２３の通路断面積が最大開放状
態になり、リフト量が０から全リフト量の１／２までは
排気ガス再循環通路の通路断面積が増大し、また、全リ
フト量の１／２から全リフト量までは排気ガス再循環通
路の通路断面積が減少するようになる。
フラム１５によってブースト圧力がかかる中空室２７
と、リターンスプリング２０が配置された大気開放又は
負圧状態の中空室２８とに仕切られている。中空室２７
には、吸気マニホルド２に接続した排気ガス再循環通路
７に接続したブースト圧力通路１２が接続され、ブース
ト圧力に応答してダイヤフラム１５が作動するように構
成されている。また、ポペットバルブ１３のバルブフェ
ース３０はバルブシート２５に着座して通路２３を閉鎖
し、また、ポペットバルブ１４のバルブフェース３１は
バルブシート２６に着座して通路２３を閉鎖するように
構成されている。従って、ＥＧＲバルブ５は、リフト過
程において中間部で通路２３の通路断面積が最大開放状
態になり、リフト量が０から全リフト量の１／２までは
排気ガス再循環通路の通路断面積が増大し、また、全リ
フト量の１／２から全リフト量までは排気ガス再循環通
路の通路断面積が減少するようになる。
【００２０】ＥＧＲバルブ５は、上記のように構成され
ており、予め設定された所定のブースト圧力Ｐ1 以下の
ブースト圧力Ｐの領域（Ｐ1 ≧Ｐ）では、二点鎖線で示
すように、ブースト圧力通路１２からのブースト圧力が
ダイヤフラム１５のばね力に打ち勝つことができず、ポ
ペットバルブ１４のバルブフェース３１はバルブシート
２６に着座して通路２３を閉鎖した状態である。従っ
て、バルブ本体１８内の通路２３が遮断され、排気ガス
再循環通路６と排気ガス再循環通路７とは遮断された状
態になり、排気ガスは吸気系に供給されない状態であ
る。また、予め設定された所定のブースト圧力Ｐ2 以上
のブースト圧力Ｐの領域（Ｐ≧Ｐ2 ）では、実線で示す
ように、ブースト圧力通路１２からのブースト圧力がダ
イヤフラム１５のばね力に打ち勝って、ポペットバルブ
１３のバルブフェース３０はバルブシート２５に着座し
て通路２３を閉鎖した状態である。従って、バルブ本体
１８内の通路２３が遮断され、排気ガス再循環通路６と
排気ガス再循環通路７とは遮断された状態になり、排気
ガスは吸気系に供給されない状態である。
ており、予め設定された所定のブースト圧力Ｐ1 以下の
ブースト圧力Ｐの領域（Ｐ1 ≧Ｐ）では、二点鎖線で示
すように、ブースト圧力通路１２からのブースト圧力が
ダイヤフラム１５のばね力に打ち勝つことができず、ポ
ペットバルブ１４のバルブフェース３１はバルブシート
２６に着座して通路２３を閉鎖した状態である。従っ
て、バルブ本体１８内の通路２３が遮断され、排気ガス
再循環通路６と排気ガス再循環通路７とは遮断された状
態になり、排気ガスは吸気系に供給されない状態であ
る。また、予め設定された所定のブースト圧力Ｐ2 以上
のブースト圧力Ｐの領域（Ｐ≧Ｐ2 ）では、実線で示す
ように、ブースト圧力通路１２からのブースト圧力がダ
イヤフラム１５のばね力に打ち勝って、ポペットバルブ
１３のバルブフェース３０はバルブシート２５に着座し
て通路２３を閉鎖した状態である。従って、バルブ本体
１８内の通路２３が遮断され、排気ガス再循環通路６と
排気ガス再循環通路７とは遮断された状態になり、排気
ガスは吸気系に供給されない状態である。
【００２１】また、ＥＧＲバルブ５は、上記各ブースト
圧力の領域以外のブースト圧力Ｐ、即ち、ブースト圧力
Ｐ1 以下とブースト圧力Ｐ2 以上との間のブースト圧力
Ｐの領域（Ｐ2 ＞Ｐ＞Ｐ1 ）で、ブースト圧力Ｐとダイ
ヤフラム１５のばね力が釣合い、ポペットバルブ１３の
バルブフェース３０はバルブシート２５から離れると共
に、ポペットバルブ１４のバルブフェース３１はバルブ
シート２６から離れ、通路２３は開放され、それによっ
て、排気ガス再循環通路６と排気ガス再循環通路７とは
連通された状態になり、排気ガスは排気マニホルド３か
ら排気ガス再循環通路６，７を通じて吸気系の吸気マニ
ホルド２に供給され、エンジンにＥＧＲが実行されるこ
とになる。
圧力の領域以外のブースト圧力Ｐ、即ち、ブースト圧力
Ｐ1 以下とブースト圧力Ｐ2 以上との間のブースト圧力
Ｐの領域（Ｐ2 ＞Ｐ＞Ｐ1 ）で、ブースト圧力Ｐとダイ
ヤフラム１５のばね力が釣合い、ポペットバルブ１３の
バルブフェース３０はバルブシート２５から離れると共
に、ポペットバルブ１４のバルブフェース３１はバルブ
シート２６から離れ、通路２３は開放され、それによっ
て、排気ガス再循環通路６と排気ガス再循環通路７とは
連通された状態になり、排気ガスは排気マニホルド３か
ら排気ガス再循環通路６，７を通じて吸気系の吸気マニ
ホルド２に供給され、エンジンにＥＧＲが実行されるこ
とになる。
【００２２】更に、ＥＧＲバルブ５は、ポペットバルブ
１３，１４のバルブ径を変更することによって、排気ガ
ス再循環通路の通路断面積の増加割合と減少割合を適正
に調節できるようになる。また、ＥＧＲバルブ５は、ダ
イヤフラムタイプに構成されているので、ブースト圧力
とつり合うダイヤフラム１５のばね力は、非線形特性に
構成することもでき、それによって、ブースト圧力に対
する排気ガス再循環通路の通路断面積が適正に調節する
ことができる。
１３，１４のバルブ径を変更することによって、排気ガ
ス再循環通路の通路断面積の増加割合と減少割合を適正
に調節できるようになる。また、ＥＧＲバルブ５は、ダ
イヤフラムタイプに構成されているので、ブースト圧力
とつり合うダイヤフラム１５のばね力は、非線形特性に
構成することもでき、それによって、ブースト圧力に対
する排気ガス再循環通路の通路断面積が適正に調節する
ことができる。
【００２３】この排気ガス再循環通路を組み込んだター
ボ過給機付きエンジンは、図３に示すような特性を有し
ている。このターボ過給機付きエンジンにおいて、ブー
スト圧力Ｐ（ｍｍＨｇ）は、エンジン回転数（ｒｐｍ）
とエンジントルク（ｋｇ・ｍ）に関して図３に示すよう
な特性を有している。そこで、この排気ガス再循環通路
では、エンジンの低速回転で高負荷時であるブースト圧
力が低く、空気量が少ない領域、即ち、ブースト圧力Ｐ
1 が２５０ｍｍＨｇ程度である時には、ＥＧＲバルブ５
を閉鎖してＥＧＲを行わず、排気ガスによる吸気系の部
材等の腐食を防止する。また、エンジンの高負荷である
ブースト圧力Ｐ2 を８００ｍｍＨｇ程度である時には、
ＥＧＲバルブ５を閉鎖してＥＧＲを行わず、排気ガスに
よる吸気系の部材等の腐食を防止する。従って、この排
気ガス再循環通路は、ブースト圧力Ｐが２５０ｍｍＨｇ
〜８００ｍｍＨｇの間の領域において、ＥＧＲを実行す
るように設定し、トータルとしてＮＯX 、スート、パテ
ィキュレートの発生を低減すると共に、吸気系の部材の
腐食を最低限に抑制するように構成されている。
ボ過給機付きエンジンは、図３に示すような特性を有し
ている。このターボ過給機付きエンジンにおいて、ブー
スト圧力Ｐ（ｍｍＨｇ）は、エンジン回転数（ｒｐｍ）
とエンジントルク（ｋｇ・ｍ）に関して図３に示すよう
な特性を有している。そこで、この排気ガス再循環通路
では、エンジンの低速回転で高負荷時であるブースト圧
力が低く、空気量が少ない領域、即ち、ブースト圧力Ｐ
1 が２５０ｍｍＨｇ程度である時には、ＥＧＲバルブ５
を閉鎖してＥＧＲを行わず、排気ガスによる吸気系の部
材等の腐食を防止する。また、エンジンの高負荷である
ブースト圧力Ｐ2 を８００ｍｍＨｇ程度である時には、
ＥＧＲバルブ５を閉鎖してＥＧＲを行わず、排気ガスに
よる吸気系の部材等の腐食を防止する。従って、この排
気ガス再循環通路は、ブースト圧力Ｐが２５０ｍｍＨｇ
〜８００ｍｍＨｇの間の領域において、ＥＧＲを実行す
るように設定し、トータルとしてＮＯX 、スート、パテ
ィキュレートの発生を低減すると共に、吸気系の部材の
腐食を最低限に抑制するように構成されている。
【００２４】
【発明の効果】この発明による排気ガス再循環装置は、
上記のように構成されているので、ターボチャージャを
備えたターボ過給機付きエンジンにおいて、複雑な電子
コントローラを用いて電子制御することなく、ＥＧＲを
行う領域をブースト圧力によって限定し、その時、ブー
スト圧力に応答してＥＧＲを車両の実走行での寄与度の
大きいエンジン運転領域で有効に実行し、スートや硫酸
の発生時期にはＥＧＲを実行せず、吸気系への悪影響を
避け、耐久性に富み、製造コストを低減した信頼性に富
んだターボ過給機付きエンジンを提供する。また、この
排気ガス再循環通路は、車両の実走行時にはＥＧＲを実
行して、ＮＯX の発生を防止し、トータルとして、ＮＯ
X 、パティキュレートの発生を低減することができる。
上記のように構成されているので、ターボチャージャを
備えたターボ過給機付きエンジンにおいて、複雑な電子
コントローラを用いて電子制御することなく、ＥＧＲを
行う領域をブースト圧力によって限定し、その時、ブー
スト圧力に応答してＥＧＲを車両の実走行での寄与度の
大きいエンジン運転領域で有効に実行し、スートや硫酸
の発生時期にはＥＧＲを実行せず、吸気系への悪影響を
避け、耐久性に富み、製造コストを低減した信頼性に富
んだターボ過給機付きエンジンを提供する。また、この
排気ガス再循環通路は、車両の実走行時にはＥＧＲを実
行して、ＮＯX の発生を防止し、トータルとして、ＮＯ
X 、パティキュレートの発生を低減することができる。
【図１】この発明による排気ガス再循環装置の一実施例
を示す概略説明図である。
を示す概略説明図である。
【図２】図１の排気ガス再循環装置の符号Ａ部分の拡大
断面図である。
断面図である。
【図３】エンジン回転数とエンジン負荷即ちトルクに対
してのブースト圧力を示すブーストマップの線図であ
る。
してのブースト圧力を示すブーストマップの線図であ
る。
２ 吸気マニホルド（吸気系通路） ３ 排気マニホルド（排気系通路） ４ ターボチャージャ ５ ＥＧＲバルブ ６，７ 排気ガス再循環通路 １０ タービン １１ コンプレッサ １２ ブースト圧力通路 １３，１４ ポペットバルブ １５ ダイヤフラム １６ バルブステム ２５，２６ バルブシート ３０，３１ バルブフェース
Claims (6)
- 【請求項１】 エンジンからの排気ガスのエネルギーで
作動されるタービン及び気筒へ吸気を送り込むために設
けられたコンプレッサから成るターボチャージャを備え
たターボ過給機付きエンジンにおいて、エンジンから排
出される排気ガスの一部を気筒へ送り込むため排気系通
路と吸気系通路とを連通する排気ガス再循環通路及び前
記排気ガス再循環通路に設けられたＥＧＲバルブを具備
し、前記ＥＧＲバルブが前記吸気系通路から取り出した
ブースト圧力に応答して前記排気ガス再循環通路を開閉
して前記気筒へ供給する排気ガス量を調節することを特
徴とする排気ガス再循環装置。 - 【請求項２】 前記ＥＧＲバルブは、予め設定された所
定のブースト圧力以下の領域と所定のブースト圧力以上
の領域とで閉鎖され、前記ブースト圧力以下と前記ブー
スト圧力以上との間の領域で開放されて前記排気ガスの
一部を前記気筒へ供給することを特徴とする請求項１に
記載の排気ガス再循環装置。 - 【請求項３】 前記ＥＧＲバルブは、ブースト圧力を感
知して作動するダイヤフラム、前記ダイヤフラムに取り
付けられたバルブステム、前記バルブステムに隔置して
設けられた一対のポペットバルブ、及び前記各ポペット
バルブのバルブフェースがそれぞれ着座する前記排気ガ
ス再循環通路に設けた一対のバルブシートから構成され
ていることを特徴とする請求項１に記載の排気ガス再循
環装置。 - 【請求項４】 前記ポペットバルブのバルブ径を変更す
ることによって、前記排気ガス再循環通路の通路断面積
の増加割合と減少割合を適正に調節できることを特徴と
する請求項３に記載の排気ガス再循環装置。 - 【請求項５】 前記ＥＧＲバルブは、リフト量が０から
全リフト量の１／２までは前記排気ガス再循環通路の通
路断面積が増大し、全リフト量の１／２から全リフト量
までは前記排気ガス再循環通路の通路断面積が減少する
ことを特徴とする請求項１に記載の排気ガス再循環装
置。 - 【請求項６】 前記ＥＧＲバルブは、ダイヤフラムタイ
プに構成され、前記ブースト圧力とつり合う前記ダイヤ
フラムのばね力は、非線形特性に構成され、前記ダイヤ
フラムのばね力によって前記ブースト圧力に対する前記
排気ガス再循環通路の通路断面積が適正に調節されるこ
とを特徴とする請求項１に記載の排気ガス再循環装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9052522A JPH10238416A (ja) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | 排気ガス再循環装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9052522A JPH10238416A (ja) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | 排気ガス再循環装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10238416A true JPH10238416A (ja) | 1998-09-08 |
Family
ID=12917087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9052522A Pending JPH10238416A (ja) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | 排気ガス再循環装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10238416A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007085180A (ja) * | 2005-09-20 | 2007-04-05 | Kubota Corp | 過給機付きエンジン |
| US20160201616A1 (en) * | 2016-03-18 | 2016-07-14 | Caterpillar Inc. | Exhaust gas recirculation system for machine |
-
1997
- 1997-02-21 JP JP9052522A patent/JPH10238416A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007085180A (ja) * | 2005-09-20 | 2007-04-05 | Kubota Corp | 過給機付きエンジン |
| US20160201616A1 (en) * | 2016-03-18 | 2016-07-14 | Caterpillar Inc. | Exhaust gas recirculation system for machine |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060728 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060808 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061212 |