JPS626101B2 - - Google Patents

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JPS626101B2
JPS626101B2 JP54165333A JP16533379A JPS626101B2 JP S626101 B2 JPS626101 B2 JP S626101B2 JP 54165333 A JP54165333 A JP 54165333A JP 16533379 A JP16533379 A JP 16533379A JP S626101 B2 JPS626101 B2 JP S626101B2
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JP
Japan
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valve
throttle
egr
pressure
intake pipe
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JP54165333A
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English (en)
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JPS5688949A (en
Inventor
Mikio Minora
Yukinori Isotani
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Aisan Industry Co Ltd
Original Assignee
Aisan Industry Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5688949A publication Critical patent/JPS5688949A/ja
Publication of JPS626101B2 publication Critical patent/JPS626101B2/ja
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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
    • F02M26/56—Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators having pressure modulation valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • 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
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/39—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with two or more EGR valves disposed in series
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    • F02M26/64—Systems for actuating EGR valves the EGR valve being operated together with an intake air throttle
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    • 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
    • F02M26/70—Flap valves; Rotary valves; Sliding valves; Resilient valves

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は内燃機関のスロツトル弁下流の吸気
管内へ排気ガスを再循環させる装置において排気
ガス再循環量のエンジン吸気量に対する割合(以
後EGR率と呼ぶ)を制御する装置に関する。
従来EGR率の制御装置として、排気管から
EGR制御弁、EGR弁を介してスロツトル弁の下
流の吸気管につながるEGRガス通路が構成さ
れ、スロツトル弁とEGR弁とは連動して開閉
し、EGR弁の前後差圧を感知してその差圧を一
定に保つように吸気管負圧と可変絞りと固定絞り
を使用するバキユームモジユレータによつて
EGR制御弁を駆動するものがあつたが、エンジ
ン回転数が小さくかつ吸気管負圧の小さい領域で
EGR率がエンジン適合上必要な要求値より増大
ぎみになる欠点があつた。
本発明は上記の欠点を解消するのが目的で、バ
キユームモジユレータにおける可変絞りと固定絞
りとの関係を変更し、大気圧のかわりにスロツト
ル弁上流部の吸気管内の吸気量と共に増大する負
圧源を使用することによつて、従来の構成をわず
かに変更するのみでその性能を改善するものであ
る。
次に図面に基づいて説明する。
第1図の実施例において、エンジン1の排気管
2から通路3、EGR制御弁4、通路5、バタフ
ライ型形状を有するEGR弁6を通つてスロツト
ル弁7の下流の吸気管8につながるEGRガス通
路が構成される。EGR弁6はスロツトル弁7と
リンク9で連結されている。バキユームモジユレ
ータ10はA室11、B室12、A室11とB室
12とを隔てるダイアフラム13、B室12内に
あつてダイアフラム13をA室側に押すばね14
およびB室12内にあつてダイアフラム13によ
つて開閉される可変絞り(弁)15から構成され
ている。A室11は通路5と連通している。B室
12は吸気管8とつながつている。EGR制御弁
4はダイアフラム16に固定され、ダイアフラム
室17内の圧力とダイアフラム室17内にあつて
EGR制御弁4を閉じる方向に押しつけているば
ね18の力とで開閉される。可変絞り15は絞り
19を通つてダイアフラム室17につながり、ま
た絞り20を通つてスロツトル弁7の上流の吸気
通路21に開口するポート22につながる。ポー
ト22の位置を詳細に述べれば、スロツトル弁7
の右側にあつてバタフライ型形状を有するスロツ
トル弁7が左回転してその開口面積を増す際にポ
ート22の位置にかゝる負圧が増す場所、或いは
ベンチユリ部23に開口している。すなわちスロ
ツトル弁の上流の吸気通路中で、吸入空気量が増
大する際に例えばエンジン回転数が上るにつれて
負圧が増加する所の第1圧力源に開口している。
第2図は従来のものゝ構成を示し、絞り20は
ベンチユリ部23の上流に、すなわちほゞ大気圧
に開放されている。
エンジンに吸入される空気流量GAはスロツト
ル弁7の開口面積AAとそれにかゝる圧力差とに
よつて決まり、またエンジンに吸入されるEGR
量はEGR弁6の開口面積AEとそれにかゝる圧力
差によつて決まる。
バキユームモジユレータ10のダイアフラム1
3にはEGR弁6の前後差圧が働きそれによつて
生じる力とばね14の付勢力とのバランスで弁1
5は開閉し、もし前後差圧が小さくなりすぎると
弁15は開いて、EGR制御弁4を駆動するダイ
アフラム16のダイアフラム室17へ絞り19を
介して吸気管8からの負圧をより多く伝えて、
EGR制御弁4をより開き、EGR弁6の前後差圧
を増すように補正する。このようにバキユームレ
ギユレータはEGR弁6の前後差圧を一定化す
る。ダイアフラム室17はまた絞り20を介して
スロツトル弁7の上流の吸気管21中に開口して
いるポート22に連通しているので、ダイアフラ
ム16にかゝるダイアフラム室17の圧力は、吸
気管圧力PBの値、弁15の開閉度合、ポート2
2での吸気通路の圧力P1および絞り20の開口面
積に関係してくる。こゝでポート22から絞り2
0、絞り19及び弁15を経て吸気管8に流れる
空気の流路にそつて圧力の変化を考えてみると、
絞り20と弁15との間の圧力すなわちダイアフ
ラム室17の圧力Pは大略第3図のように表わさ
れる。第3図において横軸は絞り19を含んだ弁
15の開口面積A1と絞り20の面積A2との比
を、縦軸は圧力Pを示す。弁15が全閉ならば圧
力Pの値はポート22の圧力P1と等しくなり、開
口面積A1が絞り20の面積A2に比べて十分大き
ければ、圧力Pの値は吸気管8の圧力PBに近づ
く。しかし実際には開口面積A1の最大値は絞り
19によつて制限されている。
次にシステム全体のEGR量の制御について説
明する。
先ず、第2図に示される従来の装置について述
べる。絞り20に連通する通路の吸気通路21へ
の開口部にかゝる圧力P1は大気圧であり、通常開
口面積A1の最大値を面積A2の3倍程度に選ん
で、第3図からわかるように、バキユームモジユ
レータ10はダイアフラム室17の圧力Pを吸気
管8の負圧(P1―PB)を90%以上利用して制御
し、EGR弁6の前後差圧をできるだけ一定値
(△P)に保持しようとしている。絞り弁7を通
る吸入空気量GAはAA√1―Bに比例し、EGR
弁6を通るEGR量GEはAE√△に比例する。
またスロツトル弁の開口面積AAとEGR弁6の開
口面積AEとの関係はリンク9によつてAE/AA
=一定に保たれるとすると、EGR量GEと吸入空
気GAとの比は で表わされる。ただしCは一定値である。
かくして、第2図の従来の装置によるEGR率
は(1)式に示すようにエンジン回転数には無関係に
吸気管圧力PBのみに依存する性質を示すように
思えるが、現実にはエンジン回転数が高いほど
EGR量は多くなつて配管抵抗が増大するため
に、第4図に示されるように吸気管圧力PBが大
気圧P1に近いところでEGR率が減少ぎみにな
る。ところでエンジン回転数が小さく、吸気管圧
力PBが大気圧P1に近いところはエンジン性能の
適合上からエンジン回転数が高い場合よりEGR
率を少なくする必要がある。
こゝで第2図に示される従来の装置において、
絞り19を含む弁15の全開面積A′1を一定に
し、絞り20の面積A2を次第に大きくした場合
を考える。第5図に、エンジン回転数が一定で、
面積A2をかえた時の特性を示すが、A′1/A2が従来
の 3程度以上の状態ではEGR率特性曲線のピーク
の吸気管圧力PBはあまり変化しないが、3から
A′1/A2を小さくしていくとピーク時の吸気管圧力
PB がだんだん小さくなる。その理由はバキユームモ
ジユレータ10がEGR制御弁4をコントロール
するためにダイアフラム室17に供給する圧力P
が第3図の斜線域に限定されるからである。また
面積A2を大きくすると(言い換えればA′1/A2を小
さ くすると)吸気管圧力PBが小さいときでも、
EGR率が減少する傾向が見られる。その理由は
同一の圧力Pの値を得る場合にもA2が大きいほ
どそれに対応してA1を大きくする必要があり、
即ち弁15をより多く開くのでばね14の設定長
さが長くなつてばね14の荷重が減るためEGR
弁6にかゝる圧力差が小さくなり、EGR率が減
少するのである。
次に例えばA′1/A2=1程度の状態において絞り
2 0にかゝる圧力P1を大気圧からだんだん小さくし
た場合を考える。この場合EGR率特性曲線はA′1/A
2
が大きい場合と同じく再びピーク値がPBの大き
い方に移動する。その理由は第3図においてP1の
値が小さくなるにつれて、圧力Pのとり得る値の
限界値がPBに近づくからである。
次に本発明の具体例を表わす第1図のEGR率
制御について説明する。ポート22の位置での吸
気管21の負圧は第6図のように回転数と吸気管
圧力PBによつて変化する。一般に回転数が高い
ほどポート22の負圧は増大する。絞り20の面
積A2と絞り19を含む弁15の全開時開口面積
A′1との比A′1/A2を従来の3程度より小さく
し、絞り20をポート22に結べば、EGR率特
性は第7図に示されるようにエンジン回転数が高
いときは従来通りのピーク値を有し、エンジン回
転数が小さくなるとピーク値は小さくなり吸気管
圧力の小さい方へ移動する。
第1図に示されるポート22の位置では燃料供
給システムの如何を問わず、固定ベンチユリ型、
可変ベンチユリ型或いは各気筒燃料噴射型におい
てもエンジン回転数の増減に対応してポート22
での負圧が増減するため同様の結果が得られる。
固定ベンチユリ型でもベンチユリ部の負圧がエン
ジン回転数と共に増減するので同様である。
この発明によれば、従来の構成に比べ実質的に
何らのデバイスを加えずに、回転数が小さく吸気
管圧力が大気圧に近い領域(車両速度が低くスロ
ツトル弁を大きく開いた場合)でのEGR率を低
減させることができる。従来、大気から空気量計
量部(第2図ではベンチユリ部23)をバイパス
して絞り20、弁15を通つて吸気管8に流入す
る空気流量を小さくするため、絞り20は量産性
のある限界の直径0.6mm程度のジエツトを使用
し、絞り19は絞り20の面積の3倍の直径1mm
の大きさを使用していて、絞り20が小さすぎる
ための詰りの危険性とか、絞り19が大きすぎる
ためバキユームモジユレータをコンパクト化する
際に困難さがあつた。
本発明によれば、絞り20を大きく、絞り19
を小さくできるため量産性を高めることができ
る。又、絞り20,19を流れる空気は空気計量
部を通過したものを使用できるので、空燃比計量
に誤差を与えない利点もある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例の構成図、第2図は
従来の装置の構成図、第3図は圧力PとA1/A2
との関係を表わす特性図、第4図は従来のシステ
ムのEGR率特性を示す線図、第5図は従来のシ
ステムのEGR率特性の変化を示す線図、第6図
は第1図の装置のポート22での吸気管21の負
圧の変化を示す線図、第7図はこの発明の制御装
置におけるEGR率特性を示す線図である。 1…エンジン、2…排気管、3…通路、4…
EGR制御弁、5…通路、6…EGR弁、7…スロ
ツトル弁、8…吸気管、9…リンク、10…バキ
ユームモジユレータ、15…可変絞り(弁)、1
6…ダイアフラム、17…ダイアフラム室、20
…絞り、21…吸気通路、22…ポート、23…
ベンチユリ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 エンジンの排気官からEGR制御弁、EGR弁
    を介してスロツトル弁の下流の吸気官につながる
    EGRガス通路を構成され、スロツトル弁とEGR
    弁とは連動して開閉し、EGR弁の前後差圧を感
    知することによつて開閉される弁を備えたバキユ
    ームモジユレータ10と、第1圧力源から絞りと
    前記バキユームモジユレータ10の弁を通つて吸
    気管に通じる通路とを有し、前記絞りと前記バキ
    ユームモジユレータ10の弁との間の圧力が前記
    EGR制御弁を駆動するダイアフラム室に伝えら
    れる構成となつている排気ガス再循環量制御装置
    において、バキユームモジユレータの弁の全開時
    の有効面積A′1と絞りの有効面積A2との比が3よ
    り小さく、第1圧力源がスロツトル弁上流の吸気
    通路でエンジン回転数が上るにつれて負圧が増す
    場所であり、この第1圧力源と絞りとを結ぶポー
    トが円形バタフライ型のスロツトル弁の全閉時に
    おけるスロツトル弁上面とベンチユリ部との間に
    開口している排気ガス再循環量制御装置。
JP16533379A 1979-12-18 1979-12-18 Controlling apparatus for recirculation amount of exhaust gas Granted JPS5688949A (en)

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JPS5688949A JPS5688949A (en) 1981-07-18
JPS626101B2 true JPS626101B2 (ja) 1987-02-09

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