JP2004316549A - 内燃機関の排圧上昇装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】“かじり”が起こりにくい耐熱性の高い排圧調整部を有した内燃機関の排圧上昇装置を提供する。
【解決手段】排気管１に介装されたバタフライ弁２を閉作動させることにより排気圧力を上昇させるようにした内燃機関の排圧上昇装置において、前記バタフライ弁２の外周部に弾性体３を付設し当該弾性体３の変位により前記排気圧力を調整すると共に、当該バタフライ弁２の閉作動時には前記弾性体３の外周端と前記排気管１の内壁面との間に隙間イを確保しつつ閉作動するようにした。
【選択図】 図１
【解決手段】排気管１に介装されたバタフライ弁２を閉作動させることにより排気圧力を上昇させるようにした内燃機関の排圧上昇装置において、前記バタフライ弁２の外周部に弾性体３を付設し当該弾性体３の変位により前記排気圧力を調整すると共に、当該バタフライ弁２の閉作動時には前記弾性体３の外周端と前記排気管１の内壁面との間に隙間イを確保しつつ閉作動するようにした。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排圧上昇装置に係り、一層詳細には、排気通路の絞り量を調整することにより、所定の範囲に排気圧力を上昇させる排圧上昇装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用内燃機関の排気系において、排気管に介装したバタフライ弁を閉作動させて排気圧力を上昇させることにより、排気系（燃焼室〜排気管）内で未燃物と酸素の反応が促進され、有害物質の排出低下及び触媒早期活性が実現できることは良く知られている（特許文献１，２参照）。係る排ガス改善効果を十分得るためには、排気圧力をある値（例えば６００ｍｍＨｇ）以上とする必要があり、また、排気圧力が高すぎると、内部ＥＧＲの増大等により燃焼悪化を引き起こすことから、排気圧力は一定の範囲内に調整する必要がある。
【０００３】
一方、排気圧力は、有効排気通路断面積（排気通路の絞り量）、排気流量、排気温度の影響を受けるため、同一絞り量であっても排気流量あるいは排気温度の変化によって排気圧力は変化する。そこで、リリーフ弁等の排圧調整装置を使用し、排気圧力を所定範囲内に調整している。一般的には、排圧上昇装置は前述したバタフライ弁により構成して構造簡略化により搭載性向上とコストダウンを図っており、排圧調整装置はバネ等の弾性体により構成され、排圧（荷重）に応じた絞り量（変位）が得られることを利用して、排気圧力を所定範囲内に調整している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平４−１８３９２１号公報（第１図）
【特許文献２】
特開平１０−２３８３３６号公報（図１、第３−５頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、内燃機関の排気系は高温にさらされるので、上述したようなバタフライ弁や弾性体等にあっては高い耐熱性が要求される。一方、排気圧力を所定範囲内に調整するためには予め前記弾性体に初期荷重を与える必要がある場合があり、係る初期荷重は、係る耐熱性を低下させる要因となる。よって、初期の排圧調整特性を確保するために初期荷重を与えると、熱劣化により所定の排圧調整特性を維持できなくなる場合がある。
【０００６】
係る問題を解決するために、例えば図６に示すように、排気通路１００に介装されたバタフライ弁１０１の外周に排圧調整機能を有する弾性体１０２を付設することが考えられる。これにより、バタフライ弁１０１の閉作動時（図中実線参照）は当該弾性体１０２に初期荷重が与えられるが、バタフライ弁１０１の開作動時（図中二点鎖線参照）には初期荷重を除去することが可能であり、初期荷重に係る耐熱性低下を抑えることができる。
【０００７】
しかしながら、単にバタフライ弁１０１の外周に弾性体１０２を設けることだけでは、バタフライ弁１０１の閉作動時に弾性体１０２の外周端が排気通路１００の内壁面に圧接することから、当該内壁面との間で“かじり”が生じ、バタフライ弁１０１の開作動に支障をきたすという問題点があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、“かじり”が起こりにくい耐熱性の高い排圧調整部を有した内燃機関の排圧上昇装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための請求項１に係る発明は、排気通路に介装されたバタフライ弁を閉作動させることにより排気圧力を上昇させるようにした内燃機関の排圧上昇装置において、前記バタフライ弁の外周部に配設された弾性体により構成され当該弾性体の変位により前記排気圧力を調整する排圧調整部を有し、当該バタフライ弁の閉作動時には前記排圧調整部の外周端と前記排気通路の内壁面との間に隙間を確保しつつ閉作動する。これにより、排圧調整部の外周端と排気通路の内壁面との間の“かじり”の発生を確実に防止することができる。
【００１０】
また、前記隙間は、前記バタフライ弁の開作動側の排気通路断面積を前記排圧調整部により閉塞される通路断面積より大きくすることにより、確保される。これにより、排圧調整部の外周端と排気通路の内壁面との間の“かじり”の発生を確実に防止することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る内燃機関の排圧上昇装置を実施例により図面を用いて詳細に説明する。
【００１２】
［第１実施例］
図１は本発明の第１実施例を示す排気管の断面図、図２は同じく図１のＡ−Ａ線断面図である。
【００１３】
図示のように、内燃機関の排気管（排気通路）１には、図示しない排気浄化触媒下流に位置して、排圧上昇装置を構成する高耐熱性のバタフライ弁２が介装され、図示しないアクチュエータにより必要時に閉作動して（図１中二点鎖線状態から実線状態へ移動する）排気管１内の排気圧力を上昇させるようになっている。尚、排圧上昇装置は、排気浄化触媒上流に配置してもよい。
【００１４】
前記バタフライ弁２の外周部には高耐熱性板バネ等の弾性体（排圧調整部）３が、バタフライ弁２の上半部と下半部とでは取付面を異ならせてバタフライ弁２を拡径するように付設され、バタフライ弁２の閉作動時には当該弾性体３の変位により前記排気圧力が所定の範囲内に調整されるようになっている。
【００１５】
そして、前記バタフライ弁２の閉作動時には前記弾性体３の外周端と前記排気管１の内壁面１ａとの間に隙間イを確保しつつ閉作動し得るようになっている。図示例では、各弾性体３に対応する排気管１の内壁面１ａに溝状の拡径部１ｂが形成される即ち、前記バタフライ弁２の開作動側の排気管１の通路断面積を前記弾性体３により閉塞される通路断面積より大きくすることにより、確保されている。
【００１６】
このように構成されるため、前記弾性体３によりバタフライ弁２と排気管１の内壁面１ａとの間の断面積を調整することにより、バタフライ弁２の閉作動時には弾性体３の中間部を拡径部１ｂの肩部１ｃに圧接させることで、当該弾性体３に初期荷重を加えられ、バタフライ弁２の開作動時には弾性体３をフリーにして初期荷重を確実に除去することができる。
【００１７】
バタフライ弁２は開作動時の期間が長いため、当該時に初期荷重を除去することにより係る初期荷重による耐熱性低下を効果的に抑制することができる。これとともに、バタフライ弁２の開作動側の排気管１の通路断面積を前記弾性体３により閉塞される通路断面積より大きくすることにより、弾性体３の外周端と前記排気管１の内壁面１ａとの間に、拡径部１ｂを形成することにより、隙間イを確保することができ、バタフライ弁２（弾性体３）の“かじり”を確実に防止することができる。即ち、バタフライ弁２の開作動側の排気管１に拡径部１ｂを形成して、弾性体３の中間部をこの拡径部１ｂの肩部１ｃに圧接させることにより、弾性体３の外周端（先端）が排気管１の内壁面１ａに圧接しないので、弾性体３の“かじり”を確実に防止できる。
【００１８】
［第２実施例］
図３は本発明の第２実施例を示す排気管の断面図である。
【００１９】
これは、第１実施例における弾性体３を時計回りで閉作動するバタフライ弁２の下半部にのみ、ガス流れの下流側取付面に位置して、付設すると共に、当該弾性体３に対応する排気管１の内壁面１ａに溝状の拡径部１ｂを形成した例である。
【００２０】
本実施例においても、第１実施例と同様の作用・効果が得られる。
【００２１】
［第３実施例］
図４は本発明の第３実施例を示す排気管の断面図である。
【００２２】
これは、第１実施例における弾性体３を反時計回りで閉作動するバタフライ弁２の上半部にのみ、ガス流れの下流側取付面に位置して、付設すると共に、当該弾性体３に対応する排気管１の内壁面１ａに溝状の拡径部１ｂを形成した例である。
【００２３】
本実施例においても、第１実施例と同様の作用・効果が得られる。
【００２４】
［第４実施例］
図５は本発明の第４実施例を示す排気管の断面図である。
【００２５】
これは、第１〜第３実施例における拡径部１ｂの形成を廃止して弾性体３の外周端の形状を各種変更して第１〜第３実施例と同様の作用・効果を得るようにした例である。
【００２６】
即ち、図５の（ａ）は、弾性体３の外周端を斜めにカットして排気管１の内壁面１ａとの間の隙間イを確保し、図５の（ｂ）は、弾性体３の外周端を円弧状に形成して排気管１の内壁面１ａとの間の隙間イを確保し、図５の（ｃ）は、弾性体３の外周部をＵ字状に形成して排気管１の内壁面１ａとの間の隙間イを確保している。
【００２７】
尚、本発明は上記各実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、各種変更が可能であることは言うまでもない。例えば、バタフライ弁２の全体を弾性体で形成してもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明によれば、排気通路に介装されたバタフライ弁を閉作動させることにより排気圧力を上昇させるようにした内燃機関の排圧上昇装置において、前記バタフライ弁の外周部に配設された弾性体により構成され当該弾性体の変位により前記排気圧力を調整する排圧調整部を有し、当該バタフライ弁の閉作動時には前記排圧調整部の外周端と前記排気通路の内壁面との間に隙間を確保しつつ閉作動するように構成したので、排圧調整部の外周端と排気通路の内壁面との間の“かじり”の発生を確実に防止することができ、長期の使用期間に亙って精度良く円滑に排気圧力を調整することができる。
【００２９】
また、請求項２の発明によれば、前記隙間は、前記バタフライ弁の開作動側の排気通路断面積を前記排圧調整部により閉塞される通路断面積より大きくすることにより、確保されるよう構成したので、簡単な構造で排圧調整部の外周端と排気通路の内壁面との間の“かじり”の発生を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す排気管の断面図である。
【図２】同じく図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明の第２実施例を示す排気管の断面図である。
【図４】本発明の第３実施例を示す排気管の断面図である。
【図５】本発明の第４実施例を示す排気管の断面図である。
【図６】従来例を示す排気管の断面図である。
【符号の説明】
１ 排気管
２ バタフライ弁
３ 弾性体
イ 隙間
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排圧上昇装置に係り、一層詳細には、排気通路の絞り量を調整することにより、所定の範囲に排気圧力を上昇させる排圧上昇装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用内燃機関の排気系において、排気管に介装したバタフライ弁を閉作動させて排気圧力を上昇させることにより、排気系（燃焼室〜排気管）内で未燃物と酸素の反応が促進され、有害物質の排出低下及び触媒早期活性が実現できることは良く知られている（特許文献１，２参照）。係る排ガス改善効果を十分得るためには、排気圧力をある値（例えば６００ｍｍＨｇ）以上とする必要があり、また、排気圧力が高すぎると、内部ＥＧＲの増大等により燃焼悪化を引き起こすことから、排気圧力は一定の範囲内に調整する必要がある。
【０００３】
一方、排気圧力は、有効排気通路断面積（排気通路の絞り量）、排気流量、排気温度の影響を受けるため、同一絞り量であっても排気流量あるいは排気温度の変化によって排気圧力は変化する。そこで、リリーフ弁等の排圧調整装置を使用し、排気圧力を所定範囲内に調整している。一般的には、排圧上昇装置は前述したバタフライ弁により構成して構造簡略化により搭載性向上とコストダウンを図っており、排圧調整装置はバネ等の弾性体により構成され、排圧（荷重）に応じた絞り量（変位）が得られることを利用して、排気圧力を所定範囲内に調整している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平４−１８３９２１号公報（第１図）
【特許文献２】
特開平１０−２３８３３６号公報（図１、第３−５頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、内燃機関の排気系は高温にさらされるので、上述したようなバタフライ弁や弾性体等にあっては高い耐熱性が要求される。一方、排気圧力を所定範囲内に調整するためには予め前記弾性体に初期荷重を与える必要がある場合があり、係る初期荷重は、係る耐熱性を低下させる要因となる。よって、初期の排圧調整特性を確保するために初期荷重を与えると、熱劣化により所定の排圧調整特性を維持できなくなる場合がある。
【０００６】
係る問題を解決するために、例えば図６に示すように、排気通路１００に介装されたバタフライ弁１０１の外周に排圧調整機能を有する弾性体１０２を付設することが考えられる。これにより、バタフライ弁１０１の閉作動時（図中実線参照）は当該弾性体１０２に初期荷重が与えられるが、バタフライ弁１０１の開作動時（図中二点鎖線参照）には初期荷重を除去することが可能であり、初期荷重に係る耐熱性低下を抑えることができる。
【０００７】
しかしながら、単にバタフライ弁１０１の外周に弾性体１０２を設けることだけでは、バタフライ弁１０１の閉作動時に弾性体１０２の外周端が排気通路１００の内壁面に圧接することから、当該内壁面との間で“かじり”が生じ、バタフライ弁１０１の開作動に支障をきたすという問題点があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、“かじり”が起こりにくい耐熱性の高い排圧調整部を有した内燃機関の排圧上昇装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための請求項１に係る発明は、排気通路に介装されたバタフライ弁を閉作動させることにより排気圧力を上昇させるようにした内燃機関の排圧上昇装置において、前記バタフライ弁の外周部に配設された弾性体により構成され当該弾性体の変位により前記排気圧力を調整する排圧調整部を有し、当該バタフライ弁の閉作動時には前記排圧調整部の外周端と前記排気通路の内壁面との間に隙間を確保しつつ閉作動する。これにより、排圧調整部の外周端と排気通路の内壁面との間の“かじり”の発生を確実に防止することができる。
【００１０】
また、前記隙間は、前記バタフライ弁の開作動側の排気通路断面積を前記排圧調整部により閉塞される通路断面積より大きくすることにより、確保される。これにより、排圧調整部の外周端と排気通路の内壁面との間の“かじり”の発生を確実に防止することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る内燃機関の排圧上昇装置を実施例により図面を用いて詳細に説明する。
【００１２】
［第１実施例］
図１は本発明の第１実施例を示す排気管の断面図、図２は同じく図１のＡ−Ａ線断面図である。
【００１３】
図示のように、内燃機関の排気管（排気通路）１には、図示しない排気浄化触媒下流に位置して、排圧上昇装置を構成する高耐熱性のバタフライ弁２が介装され、図示しないアクチュエータにより必要時に閉作動して（図１中二点鎖線状態から実線状態へ移動する）排気管１内の排気圧力を上昇させるようになっている。尚、排圧上昇装置は、排気浄化触媒上流に配置してもよい。
【００１４】
前記バタフライ弁２の外周部には高耐熱性板バネ等の弾性体（排圧調整部）３が、バタフライ弁２の上半部と下半部とでは取付面を異ならせてバタフライ弁２を拡径するように付設され、バタフライ弁２の閉作動時には当該弾性体３の変位により前記排気圧力が所定の範囲内に調整されるようになっている。
【００１５】
そして、前記バタフライ弁２の閉作動時には前記弾性体３の外周端と前記排気管１の内壁面１ａとの間に隙間イを確保しつつ閉作動し得るようになっている。図示例では、各弾性体３に対応する排気管１の内壁面１ａに溝状の拡径部１ｂが形成される即ち、前記バタフライ弁２の開作動側の排気管１の通路断面積を前記弾性体３により閉塞される通路断面積より大きくすることにより、確保されている。
【００１６】
このように構成されるため、前記弾性体３によりバタフライ弁２と排気管１の内壁面１ａとの間の断面積を調整することにより、バタフライ弁２の閉作動時には弾性体３の中間部を拡径部１ｂの肩部１ｃに圧接させることで、当該弾性体３に初期荷重を加えられ、バタフライ弁２の開作動時には弾性体３をフリーにして初期荷重を確実に除去することができる。
【００１７】
バタフライ弁２は開作動時の期間が長いため、当該時に初期荷重を除去することにより係る初期荷重による耐熱性低下を効果的に抑制することができる。これとともに、バタフライ弁２の開作動側の排気管１の通路断面積を前記弾性体３により閉塞される通路断面積より大きくすることにより、弾性体３の外周端と前記排気管１の内壁面１ａとの間に、拡径部１ｂを形成することにより、隙間イを確保することができ、バタフライ弁２（弾性体３）の“かじり”を確実に防止することができる。即ち、バタフライ弁２の開作動側の排気管１に拡径部１ｂを形成して、弾性体３の中間部をこの拡径部１ｂの肩部１ｃに圧接させることにより、弾性体３の外周端（先端）が排気管１の内壁面１ａに圧接しないので、弾性体３の“かじり”を確実に防止できる。
【００１８】
［第２実施例］
図３は本発明の第２実施例を示す排気管の断面図である。
【００１９】
これは、第１実施例における弾性体３を時計回りで閉作動するバタフライ弁２の下半部にのみ、ガス流れの下流側取付面に位置して、付設すると共に、当該弾性体３に対応する排気管１の内壁面１ａに溝状の拡径部１ｂを形成した例である。
【００２０】
本実施例においても、第１実施例と同様の作用・効果が得られる。
【００２１】
［第３実施例］
図４は本発明の第３実施例を示す排気管の断面図である。
【００２２】
これは、第１実施例における弾性体３を反時計回りで閉作動するバタフライ弁２の上半部にのみ、ガス流れの下流側取付面に位置して、付設すると共に、当該弾性体３に対応する排気管１の内壁面１ａに溝状の拡径部１ｂを形成した例である。
【００２３】
本実施例においても、第１実施例と同様の作用・効果が得られる。
【００２４】
［第４実施例］
図５は本発明の第４実施例を示す排気管の断面図である。
【００２５】
これは、第１〜第３実施例における拡径部１ｂの形成を廃止して弾性体３の外周端の形状を各種変更して第１〜第３実施例と同様の作用・効果を得るようにした例である。
【００２６】
即ち、図５の（ａ）は、弾性体３の外周端を斜めにカットして排気管１の内壁面１ａとの間の隙間イを確保し、図５の（ｂ）は、弾性体３の外周端を円弧状に形成して排気管１の内壁面１ａとの間の隙間イを確保し、図５の（ｃ）は、弾性体３の外周部をＵ字状に形成して排気管１の内壁面１ａとの間の隙間イを確保している。
【００２７】
尚、本発明は上記各実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、各種変更が可能であることは言うまでもない。例えば、バタフライ弁２の全体を弾性体で形成してもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明によれば、排気通路に介装されたバタフライ弁を閉作動させることにより排気圧力を上昇させるようにした内燃機関の排圧上昇装置において、前記バタフライ弁の外周部に配設された弾性体により構成され当該弾性体の変位により前記排気圧力を調整する排圧調整部を有し、当該バタフライ弁の閉作動時には前記排圧調整部の外周端と前記排気通路の内壁面との間に隙間を確保しつつ閉作動するように構成したので、排圧調整部の外周端と排気通路の内壁面との間の“かじり”の発生を確実に防止することができ、長期の使用期間に亙って精度良く円滑に排気圧力を調整することができる。
【００２９】
また、請求項２の発明によれば、前記隙間は、前記バタフライ弁の開作動側の排気通路断面積を前記排圧調整部により閉塞される通路断面積より大きくすることにより、確保されるよう構成したので、簡単な構造で排圧調整部の外周端と排気通路の内壁面との間の“かじり”の発生を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す排気管の断面図である。
【図２】同じく図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明の第２実施例を示す排気管の断面図である。
【図４】本発明の第３実施例を示す排気管の断面図である。
【図５】本発明の第４実施例を示す排気管の断面図である。
【図６】従来例を示す排気管の断面図である。
【符号の説明】
１ 排気管
２ バタフライ弁
３ 弾性体
イ 隙間
Claims (2)
- 排気通路に介装されたバタフライ弁を閉作動させることにより排気圧力を上昇させるようにした内燃機関の排圧上昇装置において、前記バタフライ弁の外周部に配設された弾性体により構成され当該弾性体の変位により前記排気圧力を調整する排圧調整部を有し、当該バタフライ弁の閉作動時には前記排圧調整部の外周端と前記排気通路の内壁面との間に隙間を確保しつつ閉作動することを特徴とする内燃機関の排圧上昇装置。
- 前記隙間は、前記バタフライ弁の開作動側の排気通路断面積を前記排圧調整部により閉塞される通路断面積より大きくすることにより、確保されることを特徴とする内燃機関の排圧上昇装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003111519A JP2004316549A (ja) | 2003-04-16 | 2003-04-16 | 内燃機関の排圧上昇装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2003111519A JP2004316549A (ja) | 2003-04-16 | 2003-04-16 | 内燃機関の排圧上昇装置 |
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|---|---|
| JP2004316549A true JP2004316549A (ja) | 2004-11-11 |
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ID=33472043
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|---|---|---|---|
| JP2003111519A Withdrawn JP2004316549A (ja) | 2003-04-16 | 2003-04-16 | 内燃機関の排圧上昇装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP2004316549A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014520993A (ja) * | 2011-06-28 | 2014-08-25 | ピールブルク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 内燃機関の排ガス流を制御するための弁装置 |
-
2003
- 2003-04-16 JP JP2003111519A patent/JP2004316549A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014520993A (ja) * | 2011-06-28 | 2014-08-25 | ピールブルク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 内燃機関の排ガス流を制御するための弁装置 |
| US9217377B2 (en) | 2011-06-28 | 2015-12-22 | Pierburg Gmbh | Valve device for controlling an exhaust gas flow of an internal combustion engine |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20050719 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Effective date: 20061020 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 |