JP2004132293A

JP2004132293A - Ｅｇｒ装置

Info

Publication number: JP2004132293A
Application number: JP2002298670A
Authority: JP
Inventors: Takashi Takakura; 高倉　隆
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 2002-10-11
Filing date: 2002-10-11
Publication date: 2004-04-30

Abstract

【課題】バタフライバルブを用いた簡潔構成であるにも拘らず、大量ＥＧＲに備えてＥＧＲ通路の断面積を大きくした場合にも低流量域での流量制御性に優れたＥＧＲ装置を提供する。
【解決手段】ＥＧＲ通路を並列した複数の流路３、４に隔成し、各流路３、４にそれぞれバタフライ式バルブ５、６を取り付ける。各バルブ５、６の開弁バルブ角度を異ならせたことにより、バルブ角度が小さい低流量域での流量制御性を高くしつつ、バルブ角度が大きい高流量域での大量ＥＧＲを可能とした。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排ガス対策などの目的をもってエンジンに設けられるＥＧＲ装置に係り、特に、ＥＧＲガスの流量が低い領域での流量制御性に優れたＥＧＲ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
バタフライ式バルブを用いたＥＧＲ装置は、例えばポペットバルブを用いたものに対比して構成が簡潔であるという利点を有しているにも拘らず、バルブの微小開度域での流量制御性が低い。かかるバタフライ式バルブの不具合を解消するために、小開度域においてバルブの先端縁に対向する部分において流路の壁面を該流路の中心側に接近変位させることにより、微小開度域での流量制御性を高くするようにしたものがある（例えば非特許文献参照）。
【０００３】
ところで、排ガス対策などの観点から大量のＥＧＲガスを還流させるべくＥＧＲ通路の断面積を大きくすると、バルブが大型化してしまう。また、バルブが大型化すると、これにともなって微小開度域での流量が加速度的に増加してしまうために、上記従来例のように流路の壁面の一部を中心側に突出させたとしても、微小開度域での流量特性を必ずしも充分に高くすることができないという不具合があった。
【０００４】
【非特許文献】
発明協会公開技報公技番号２００１−６１２６号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、バタフライバルブを用いた簡潔構成であるにも拘らず、大量ＥＧＲに備えてＥＧＲ通路の断面積を大きくした場合にも低流量域での流量制御性に優れたＥＧＲ装置を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、排気の一部を燃焼室に還流させるＥＧＲ通路を並列した複数の流路に隔成している。そして、各流路にそれぞれバタフライ式バルブを取り付けるとともに、各バルブの開弁バルブ角度を異ならせたことを特徴としている。また、請求項２に記載の発明は、並列した複数の流路の断面積を異ならせるとともに、大断面積の流路に設けたバルブの開弁バルブ角度を小断面積の流路に設けたバルブの開弁バルブ角度より大きくしたことを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係るＥＧＲ装置の一実施形態を示す要部の断面図、図２はバルブの相対関係を示す側面図、図３は小断面積の流路に設けたバルブの全閉状態を示す断面図、図４は大断面積の流路に設けたバルブの全閉状態を示す断面図、図５はバルブ角度とＥＧＲ流量の関係図である。
【０００８】
これらの図において、いずれも図示しないエキゾーストマニホールドからインテークマニホールドに至るＥＧＲ通路の途中にバルブハウジング１を設け、該ハウジング１の内部に隔壁２を設けて並列した断面積の異なる２個の流路３、４を形成している。
【０００９】
また、各流路３、４にそれぞれバタフライ式バルブ５、６を取り付けることにより、図示しないアクチュエータにより回動制御されるバルブシャフト７の回動にともなって各流路３、４の開度を変化させてインテークマニホールド側に還流されるＥＧＲガスの流量を増減調整することができるようにしている。
【００１０】
前記バルブ５、６はともにシャフト７に固定されて該シャフト７の回動にともなって流路３、４の開度を可変制御するが、両バルブ３、４の間に図示のように角度差αを与えることにより、小断面積の流路３に設けたバルブ５が大断面積の流路４に設けたバルブ６よりも先に開弁するようにしている。従って、バルブ角度がαより小さい領域では小断面積の流路３に設けたバルブ５のみが開弁して大断面積の流路４に設けたバルブ６は全閉状態を維持する。
【００１１】
上記要件を充足するために実施形態では、小断面積の流路３の壁面におけるバルブ５の先端縁との対向領域を、図３に実線で示したバルブ５の全閉位置を起点として同図に二点鎖線で示したバルブ５先端縁の移動軌跡より曲率の小さな円弧に沿って湾曲形成することにより、バルブ５の微小開度領域における開口率の増加割合を小さくすることにより、微小開度領域におけるＥＧＲ流量の制御性を高くしている。
【００１２】
一方、大断面積の流路４の壁面におけるバルブ６の先端縁との対向領域を、図４に実線で示したバルブ６の全閉位置を起点としてバルブ６の先端縁の移動軌跡と実質的に同一曲率の円弧に沿って湾曲させることにより、バルブ角度が両バルブ５、６の間に設定した角度差αに到達するまでの小開度領域においては、この大断面積の流路４を実質的に閉鎖保持させるようにしている。
【００１３】
従って、小断面積の流路３に設けたバルブ５の開度は、図５に破線で示したようにバルブ角度が増大するにつれて次第に増加するが、大断面積の流路４に設けたバルブ６の開度は、同図に二点鎖線で示したようにバルブ角度がαに到達するまでの間は全閉状態を維持することになる。
【００１４】
よって、バルブ角度がαより小さい低流量域においては大断面積の流路４が全閉保持されて小断面積の流路３のみが開度調整される。このために、簡潔構成のバラフライバルブを用いているにも拘らず、低流量域での流量制御性を高くしつつ、バルブ角度がαより大きくなった高流量域では両バルブ５、６がともに開弁するために、図５に実線で示したように大量ＥＧＲが可能となる。
【００１５】
なお、上記実施形態では並列する二つの流路３、４の断面積を異ならせるとともに、大断面積の流路４に設けたバルブ６の開弁バルブ角度を小断面積の流路３に設けたバルブ５の開弁バルブ角度より大きくすることにより、低流量域での流量制御性をより高くするようにしているが、二つの流路の断面積を異ならせる必要性はなく、３個以上の流路を並列させてその開弁バルブ角度に差を与えて中流量域での流量制御性をも高くすることができる。
【００１６】
また、実施形態では二つのバルブ５、６の間に角度差αを与えてこれを共通のシャフト７に取り付けるとともに、大断面積の流路４の壁面におけるバルブ６の先端縁との対向領域をバルブ６の全閉位置を起点としてバルブ６の先端縁の移動軌跡と実質的に同一曲率の円弧に沿って湾曲させることにより、バルブ角度がαより小さい領域では大断面積の流路４に設けたバルブ６を実質的に全閉保持させるようにし、もって、ＥＧＲバルブのアクチュエータおよびコントローラを簡略化するようにしているが、各バルブ５、６のアクチュエータを独立させて両バルブ５、６の開弁時期を異ならせることにより、所期の目的を達成することもできる。
【００１７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明は、ＥＧＲ通路を並列した複数の流路に隔成し、各流路にそれぞれバタフライ式バルブを取り付けるとともに、各バルブの開弁バルブ角度を異ならせたものであるから、簡潔構成のバラフライバルブを用いているにも拘らず、バルブ角度が小さい低流量域での流量制御性を高くしつつ、バルブ角度が大きい高流量域での大量ＥＧＲが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＥＧＲ装置の一実施形態を示す要部の断面図である。
【図２】図１に示した２つのバルブの相対関係を示す側面図である。
【図３】小断面積の流路に設けたバルブの全閉状態を示す断面図である。
【図４】大断面積の流路に設けたバルブの全閉状態を示す断面図である。
【図５】バルブ角度とＥＧＲ流量の関係図である。
【符号の説明】
１　　バルブハウジング
２　　隔壁
３　　小断面積の流路
４　　大断面積の流路
５、６　　バルブ
７　　シャフト

Claims

排気の一部を燃焼室に還流させるＥＧＲ通路を並列した複数の流路に隔成し、各流路にそれぞれバタフライ式バルブを取り付けるとともに、各バルブの開弁バルブ角度を異ならせたことを特徴とするＥＧＲ装置。
並列した複数の流路の断面積を異ならせるとともに、大断面積の流路に設けたバルブの開弁バルブ角度を小断面積の流路に設けたバルブの開弁バルブ角度より大きくしたことを特徴とする請求項１に記載のＥＧＲ装置。