JPS6120267Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はデイーゼルエンジンの排気還流制御装
置に関する。

一般に、デイーゼルエンジンにおいても機関か
ら排出されるNOxの発生を低減するために、排
気の一部を吸気中に還流する排気還流（EGR）
装置を備えている。

このEGR装置として従来、例えば第１図に示
すようなものがある。（参考文献特開昭54−
111015号公報） これは、機関１にエアクリーナ２からの空気を
供給する吸気管３に介装された吸気絞弁４が、リ
ンク機構５を介して燃料噴射ポンプ６のコントロ
ールレバー７と連動し、コントロールレバー７は
図示しないアクセルペダルと連動している。

吸気管３の絞弁４下流には、一端が排気管８に
開口するEGR通路９の他端が開口接続される。

そして、コントロールレバー７と吸気絞弁４の
連動は一般的にコントロールレバー７開度が大に
なるほど、つまり燃料噴射量が増加するほど吸気
絞弁４の開度も大きくなるように構成される。

従つて、吸気絞弁４の下流には、その開度に比
例した負圧が発生することになり、この時の吸入
負圧と排気圧力との差圧に応じてEGR通路９か
ら吸気管３に排気の一部が還流される。

この結果、EGR量は低負荷域ほど大きく負荷
の増大に伴つて減少するように制御される。

ところが、この装置では上記EGR量の制御は
吸入負圧と排気圧力の差圧のみで行なうため、例
えば機関低速低負荷域に所定のEGR量が得られ
るようにEGR通路９の有効径を大きくした場
合、高速高負荷域で吸入負圧が減少しても排気圧
力（正圧）が発達することから差圧がそれほど小
さくならず、過剰にEGRされ、そのために燃焼
が悪化しHC、CO等の未燃成分や黒煙が多量に排
出されるという問題点があつた。

本考案は、かかる点に鑑み提案されたもので、
噴射ポンプのコントロールレバーに応動するピス
トン式吸気絞弁を設け、この吸気絞弁と連動して
EGR通路を開閉するバルブを介してEGR量を制
御するように構成することにより、上記問題点を
解決することを目的とする。

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第２図は本考案の全体を示すもので、図中１０
はデイーゼルエンジン本体、１１はエアクリー
ナ、１２は吸気管、１３は排気管を示し、吸気管
１２の上流にはピストン式排気還流量制御装置１
４が設けられ、この制御装置１４の下部に排気管
１３から分岐したEGR通路（パイプ）１５が連
通接続している。

１６は吸気管１２に設けられた連動装置で、ア
クセルペダル１７のレバー１８に連結するアクセ
ルワイヤー１９、制御装置１４に連結するEGR
コントロールワイヤー２０及び図示しない燃料噴
射ポンプのコントロールレバーに連結するコント
ロールワイヤー２１がそれぞれ接続されている。

この連動装置１６は、燃料噴射ポンプと制御装
置１４を同期してアクセルペダル１７に連動させ
るもので、同時に吸気管１２に取付けられた負圧
アクチユエタ２２が独立して制御装置１４を（つ
まり、アクセルペダル１７と無関係に）駆動する
ことも許容するものである。

ピストン式排気還流量制御装置１４は、第３図
に示すように吸気管１２にボルト等で固定された
ハウジング２５に筒体状のピストン式吸気絞弁２
６が摺動自由に収装され、その本体部２６Ａが吸
気管１２の軸心と直角方向に進退することによつ
て吸気管１２の通路面積を可変にしている。

この時の最大進入位置は、吸気絞弁２６の上方
膨径のピストン部２７が吸気管１２のガイド筒部
２８の先端に当接することによつて規制される。

ピストン部２７には、吸気絞弁２６の内部空間
２６Ｂを仕切るようにウエイト２９が固定され、
この内部空間２６Ｂにはスプリング３０によつて
ウエイト２９側に附勢される筒状のストツパ３１
が図中上下に移動可能に装されている。

このストツパ３１の中心にはバルブ軸３２の基
端部が固定され、その他端部は吸気絞弁２６の下
壁にてガイド３３に摺動自由に貫通し、吸気絞弁
２６の真下に開口させたEGRガス導入口３４を
抜け、この導入口３４の部分に圧入されたバルブ
シート３５の下部に達し、その端末にこのバルブ
シート３５に接離してEGR通路１５を連通、遮
断するポペツト形のバルブ３６が固定される。

EGR通路１５は、バルブハウジング３７を介
して吸気管１２に連通接続している。

つまり、バルブハウジング３７はEGR通路１
５の一部を形成し、排気管１３から分岐した
EGR通路１５がコネクター３８を介してハウジ
ング３７に接続される一方、ハウジング３７はバ
ルブシート３５及びバルブ３６を取り囲むように
して吸気管１２にボルト等で固定される。

前記吸気絞弁２６のハウジング２５の内部は、
ピストン部２７によつて負圧室４０と大気室４１
とに画成され、負圧室４０には吸気絞弁２６の本
体部２６Ａと、これに対向する吸気管１２の内壁
突面１２Ａとで形成されるベンチユリ部４２の負
圧が、吸気絞弁２６、ストツパ３１及びウエイト
２９に各々形成した負圧ホール４３ａ、４３ｂ、
４３ｃを介して導入される一方、大気室４１は吸
気管１２に形成した通口４４を介して絞弁２６上
流の大気に開放されている。

また、負圧室４０には吸気絞弁２６を常に吸気
管１２側に附勢するリターンスプリング４５が介
装されている。

そして、このリターンスプリング４５は上記大
気室４１と負圧室４０の圧力差が最大となる機関
運転条件でも、その圧力差により吸気絞弁２６を
上方に押し上げる力よりも強いバネ常数のものを
用いて構成されている。

ピストン部２７に固定されたウエイト２９の中
心にはロツド４７の一端が連結され、ロツド４７
の先端はハウジング２５の上壁をガイド４８を介
して上方に貫通し、この端末に接続ブラケツト４
９及び筒状の係留ストツパ５０を介して前述した
EGRコントロールワイヤー２０が連結されてい
る。

このEGRコントロールワイヤー２０は、アウ
ターケーシング５１に保護され、アウターケーシ
ング５１の端末はスクリユー５２及びナツト５
３、５３を介してハウジング２５の上部にボルト
等で固定された保護カバー５４の上壁に固定され
る。

そして上述したスクリユー５２、ロツド４７、
吸気絞弁２６、バルブ軸３２、バルブシート３５
（EGRガス出口３４）及びバルブ３６はすべて同
心となるように配列されている。

このように構成されたピストン式排気還流量制
御装置１４と図示しない燃料噴射ポンプのコント
ロールレバーを連動する連動装置１６の詳細な構
成を第４図に示す。

連動装置１６は、高さにおいて若干差異がある
扇形状の第１ドラム５６と第２ドラム５７とが同
軸上に所定の間隔をおいて平行に配設され、その
各々の基端部に形成した図示しない支点穴を介し
て吸気管１２に対設されたステイ５８ａ、５８ｂ
を貫通するボルト５９に図中矢印方向に回転可能
に支持されている。

第１ドラム５６の上方両側部にはガイド溝（と
い）部６０ａ、６０ｂが形成され、このガイド溝
部６０ａ、６０ｂの切欠部６１ａ、６１ｂに前述
したアクセルワイヤー１９及び燃料噴射ポンプの
コントロールワイヤー２１が連結する係留ストツ
パピン６２ａ、６２ｂがそれぞれ係止されてい
る。

第２ドラム５７の上方一側部にも同様にガイド
溝（とい）部６３が形成され、同じくその切欠部
６４に前述した制御装置１４（ピストン式吸気絞
弁２６）のEGRコントロールワイヤー２０が連
結する係留ストツパピン６５が係止している。

そして、第２ドラム５７は第１ドラム５６との
間に介装されたリターンスプリング６６により、
常に第１ドラム５６に形成したストツパ６７に当
接するように附勢されている。

従つて、第１ドラム５６が回転する時は常にこ
れに追従して第２ドラム５７も回転する一方、第
２ドラム５７はストツパ６７と離間する方向には
独立して回転可能である。

この第２ドラム５７を単独で駆動させる負圧ア
クチユエータ２２が吸気管１２の所定位置にブラ
ケツト６８を介して取付けられている。

負圧アクチユエータ２２は、図示しないダイヤ
フラム、ダイヤフラムデイスク、圧縮コイルバネ
等からなる一般的なアクチユエータで、負圧ホー
ル６９に図示しない圧力源から三方電磁弁等を介
して大気あるいは負圧が選択的に導入されること
によつてロツド７０が伸縮するようになつてい
る。

このロツド７０の先端部が略直角に折曲されて
前記第２ドラム５７の中腹に形成された円弧状の
スリツト７１に摺動自由に係合している。

次に、本考案の作用について説明する。

機関低負荷域では、アクセルペダル１７の踏み
込み量が小さいことから連動装置１６は第２図及
び第４図において左方向の位置にある。

そのため、コントロールワイヤー２１及び
EGRコントロールワイヤー２０の右方向の引つ
張り量が小さいため、図示しない燃料噴射ポンプ
においてはコントロールレバーの開度が小さく燃
料噴射量は少量にコントロールされると共に、制
御装置１４におけるピストン式吸気絞弁２６もリ
ターンスプリング４５により吸気管１２側に押圧
されその本体部２６Ａを吸気管１２内に最大に突
出させる。

この吸気絞弁２６と一体となつてストツパ３１
も下降することから、バルブ軸３２も下方に移動
しバルブ３６を最大限に開弁させる。

これにより、ベンチユリ部４２の負圧が最大と
なると同時に、EGRガス導入口３４の通路面積
も最大となるため大量のEGRガスがEGR通路１
５から吸気管１２に還流される。

この結果、機関低負荷域でのNOxの発生が有
効に低減される。

そして、機関負荷の増大に伴つて前記連動装置
１６における第１ドラム５６及びこれにストツパ
６７を介して追従せられる第２ドラム５７がアク
セルワイヤー１９により時計方向に回動させられ
る。

これにより、コントロールワイヤー２１及び
EGRコントロールワイヤー２０が右側に引つ張
られるため、コントロールレバーの開度が増大さ
れ燃料噴射量が増量されると共に、吸気絞弁２６
もリターンスプリング４５に抗して上方に引き上
げられ、吸気絞弁２６のウエイト２９に当接する
ようにスプリング３０により附勢されているスト
ツパ３１も同時に上方に移動させられる。

この結果、ストツパ３１と一体なバルブ３６も
第５図Ａに示すように上方に移動し、EGRガス
導入口３４の通路面積を縮少させる。従つて、中
負荷域ではEGR量は減少させられる。

更に、高負荷域になるとアクセルペダル１７の
踏み込み量も大きくなり、連動装置１６は時計方
向に大きく回動させられる。

これにより、燃料噴射量も更に増量されると共
に、吸気絞弁２６も第５図Ｂに示すように上方に
引き上げられ吸気管１２の通路面積を増大させる
が、バルブ３６はやがてバルブシート３５に当接
しEGRガス出口３４を完全に遮断するようにな
る。

更に、全負荷域になると第５図Ｃに示すように
バルブ３６はバルブシート３５により上方への動
きが阻止されるため、今度は吸気絞弁２６のみが
リターンスプリング４５及びスプリング３０を縮
めながら上方に移動し、吸気管１２の通路面積を
増大する。

これらの結果、高、全負荷域ではEGR通路１
５は完全に遮断されることになり、該運転時には
EGRはされない。

従つて、吸入負圧と排気圧力との差圧のみで
EGR量を制御していた従来例のように、高、全
負荷域で排気圧力が発達することに基因して該運
転時にEGR量を減じきれず、過剰にEGRされ燃
焼が悪化し、HC、CO等の未燃成分や黒煙が多量
に排出され、またエンジン性能も悪化するという
ことが防止される。

更に本考案では、EGRせずに最良の燃焼条件
が要求される冷間始動時及び暖機運転時には、該
運転時を図示しない水温スイツチ等で検知して負
圧アクチユエータ２２を作動させれば、制御装置
１４（ピストン式吸気絞弁２６）を燃料噴射ポン
プに連動しないで単独で駆動させることができ、
該運転時にEGRをカツトすることができる。

つまり、上記運転時には負圧アクチユエータ２
２に大気が導入され、ロツド７０が外方に突出さ
せられる。

これにより、ロツド７０の先端にスリツト７１
を介して係合された第２ドラム５７が、第１ドラ
ム５６のストツパ６７と離間する方向にリターン
スプリング６６に抗して単独で移動させられる。

この結果、EGRコントロールワイヤー２０が
右側に引つ張られて制御装置１４を前述した高あ
るいは全負荷域の状態（第５図Ｂ，Ｃ）に制御し
てEGRが停止されるのである。

従つて、上記運転時における燃焼条件が良好と
なり、始動性及びエンジン性能が向上する。

以上説明したように本考案によれば、EGR量
を機関運転状態に応じて最適に制御できるので、
機関の全運転領域において効果的にNOxの排出
量を低減できるという効果があり、特に高負荷域
では確実にEGRを停止できるため、該運転時の
燃焼が良好となり、HC、CO等の未燃成分や黒煙
の排出が低減すると共に出力が向上するという利
点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の正面図、第２図は本考案の
概略全体図、第３図は同じくピストン式排気還流
制御装置の断面図、第４図は連動装置の斜視図、
第５図Ａ，Ｂ，Ｃは第３図の制御装置の作動状態
を示す各々の断面図である。 １２……吸気管、１４……ピストン式排気還流
量制御装置、１５……EGR通路、１６……連動
装置、２６……ピストン式吸気絞弁、３４……
EGRガス導入口、３６……バルブ、２１……コ
ントロールワイヤー、５６……第１ドラム、２０
……EGRコントロールワイヤー、５７……第２
ドラム、６６……リターンスプリング、２２……
負圧アクチユエータ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 吸気通路に燃料噴射ポンプのコントロールレバ
   ーと連動する吸気絞弁を設け、その絞弁下流に
   EGR通路を接続すると共に吸気絞弁の開度に応
   じてEGR量をコントロールするようにしたデイ
   ーゼルエンジンの排気還流制御装置において、前
   記コントロールレバーと連動装置を介して連動す
   る吸気絞弁を吸気通路に進退して通路面積を増減
   するピストン体で形成し、この吸気絞弁に対向し
   てEGRガスの導入口を設けると共に、該吸気絞
   弁と一体に昇降してEGR通路を開閉するバルブ
   を設け、負荷の増大に伴つてEGR量を減少ある
   いは遮断するようにしたことを特徴とするデイー
   ゼルエンジンの排気還流制御装置。