JP2007023954A - 排気ガス再循環装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ハウジング2の排気ガス還流路22よりも吸入空気の流れ方向の上流側に電動モータ7を設置して、ハウジング2のモータハウジング部34の第1放熱部61を、排気導入孔26よりも吸入空気の流れ方向の上流側に設けている。これにより、EGRガスと比べて極めて温度の低い新規吸入空気とモータハウジング部34の第1放熱部61との直接接触によって電動モータ7の放熱が促進される。したがって、排気導入孔26よりも吸入空気の流れ方向の上流側で、新規吸入空気によって電動モータ7を冷却することができるので、エンジンの吸気ポートに吸入される吸入空気を利用して、電動モータ7等を効率良く冷却することが可能となる。
【選択図】 図1
Description
従来より、内燃機関の排気管内を流れる排気ガスの一部である排気再循環ガス(EGRガス)を吸気管内を流れる吸入空気中に混入させることにより、最高燃焼温度を低下させ、排気ガス中に含まれる有害物質(例えば窒素酸化物)の低減を図るようにした排気ガス再循環装置が知られている。しかし、排気ガスを吸気側に再循環(還流)させると、内燃機関の出力の低下および内燃機関の運転性の低下を伴うので、排気管から吸気管内へ還流させる排気ガスの流量(排気ガス還流量:EGR量)を調節する必要がある。そこで、従来より、内燃機関の排気ガスの一部を排気通路から吸気通路に還流させるための排気ガス還流管(EGRパイプ)に、排気ガス還流管内に形成される排気ガス還流路の開口面積を調節するための排気ガス還流量制御弁(EGR制御弁)を備えた排気ガス再循環装置が公知である。
ところが、従来のモータ駆動式の排気ガス還流量制御弁においては、図1(b)および図11に示したように、内燃機関の吸気通路(空気導入流路110、ミキシング室112および空気導出流路113)の中心軸線方向に対して垂直な同一軸線上に、電動モータ101、歯車減速機構103およびバルブシャフト104の中心部が有り、EGRガス還流口114を介して、排気ガス還流路111からミキシング室112の内部に流入する高温EGRガスの流れ方向に対向する、ミキシング室112の流路壁面119近傍に電動モータ101、歯車減速機構103および軸受部品116が設置されている。また、EGRガス還流口114近傍には、軸受部品117が設置されている。
図1ないし図6は本発明の実施例1を示したもので、図1(a)は排気ガス還流量制御弁の概略構成を示した図で、図2ないし図6は排気ガス還流量制御弁の全体構造を示した図である。
次に、本実施例の排気ガス再循環装置の作用を図1ないし図6に基づいて簡単に説明する。
以上のように、本実施例の排気ガス再循環装置においては、EGR制御弁1のハウジング2に内蔵された内蔵部品(例えば電動モータ7、歯車減速機構、バルブ軸受部19に設けられるブッシング16およびオイルシール17等)をエンジンの吸気ポートに吸入される吸入空気(吸気)を利用して冷却する吸気一体冷却構造を採用している。そして、EGR制御弁1のハウジング2の空気導入流路21の内部を流れる吸入空気により冷却可能となるように、空気導入流路21の流路壁面近傍に電動モータ7を設置している。具体的には、排気導入孔26を介して、ハウジング2の内部(ミキシング室23)に流入する高温EGRガスの流れ方向に対向するミキシング室23の流路壁面近傍に電動モータ7を設置するのではなく、排気ガス還流路22よりも吸入空気の流れ方向の上流側(エアクリーナ側)に電動モータ7を設置して、モータハウジング部34の第1放熱部61を、ミキシング室23の流路壁面で開口した排気導入孔26よりも吸入空気の流れ方向の上流側(エアクリーナ側)に設けている。
本実施例では、ハウジング2のノズル嵌合部15の内周にノズル3を嵌合保持し、更にノズル3内にバタフライ型バルブ4を開閉自在に収容しているが、ハウジング2の略円管形状のバルブ収容部内に直接バタフライ型バルブ4を開閉自在に収容しても良い。この場合には、ノズル3は不要となり、部品点数や組付工数を減少できる。また、本実施例では、エンジンの運転状態に対応してEGRガスのEGR量を連続的または段階的に調節するEGR制御弁1のバタフライ型バルブ4を、バルブシャフト5の軸線方向の先端側に例えば溶接等の固定手段を用いて保持固定しているが、そのバタフライ型バルブ4を、バルブシャフト5の軸線方向の先端側に締結用ネジや固定用ボルト等のスクリューを用いて締め付け固定しても良い。
2 ハウジング
4 バタフライ型バルブ(EGR制御弁の弁体)
5 バルブシャフト(バルブ軸)
7 電動モータ
8 モータシャフト(モータの出力軸)
19 バルブ軸受部
21 空気導入流路(第1入口側流路)
22 排気ガス還流路(第2入口側流路)
23 ミキシング室
24 空気導出流路(出口側流路)
25 吸気導入孔(第1入口ポート)
26 排気導入孔(排気ガス還流口、第2入口ポート)
31 ギヤ室
32 ギヤハウジング部
33 モータ収容孔
34 モータハウジング部
61 第1放熱部
62 第2放熱部
63 冷却フィン
64 凸状部
65 堰
66 冷却フィン
67 排気ガス還流路(連通路)
69 隔壁部
Claims (15)
- (a)内燃機関の排気ガスの一部を排気側から吸気側に再循環させるための排気ガス還流路を有するハウジングと、
(b)このハウジングの内部に移動自在に収容されて、前記排気ガス還流路の開閉を行うバタフライ型バルブと、
(c)このバタフライ型バルブを駆動する駆動力を発生するモータと
を備えた排気ガス再循環装置であって、
前記ハウジングは、前記排気ガス還流路から還流した排気ガスを前記内燃機関に吸入される吸入空気に混入させるためのミキシング室を有し、且つこのミキシング室よりも吸入空気の流れ方向の上流側に、前記ミキシング室の内部に吸入空気を導入するための空気導入流路を有し、
前記モータは、前記空気導入流路の内部を流れる吸入空気により冷却可能となるように、前記空気導入流路の流路壁面近傍に設置されていることを特徴とする排気ガス再循環装置。 - 請求項1に記載の排気ガス再循環装置において、
前記モータは、前記モータで発生した熱を、前記空気導入流路の内部を流れる吸入空気に放熱可能となるように、前記空気導入流路の流路壁面に露出した放熱部を有していることを特徴とする排気ガス再循環装置。 - 請求項1に記載の排気ガス再循環装置において、
前記モータは、前記ハウジングの内部に収容されており、
前記ハウジングは、前記モータで発生した熱を、前記空気導入流路の内部を流れる吸入空気に放熱可能となるように、前記空気導入流路の流路壁面に露出した放熱部を有していることを特徴とする排気ガス再循環装置。 - 請求項3に記載の排気ガス再循環装置において、
前記ハウジングは、内部にモータ収容孔が形成されたモータハウジング部を有し、
前記モータハウジング部は、前記モータ収容孔の内部で前記モータを収容保持していることを特徴とする排気ガス再循環装置。 - 請求項2ないし請求項4のうちのいずれか1つに記載の排気ガス再循環装置において、 前記放熱部は、前記空気導入流路の内部を流れる吸入空気との接触面積を増やすための冷却フィンを有し、
前記冷却フィンは、前記空気導入流路の流路壁面から前記空気導入流路の中心軸線側に向けて突出するように設けられていることを特徴とする排気ガス再循環装置。 - 請求項2ないし請求項4のうちのいずれか1つに記載の排気ガス再循環装置において、 前記放熱部は、前記空気導入流路の内部を流れる吸入空気との接触面積を増やすための凸状部を有し、
前記凸状部は、前記空気導入流路の中心軸線側に向けて突出するように設けられていることを特徴とする排気ガス再循環装置。 - 請求項1ないし請求項6のうちのいずれか1つに記載の排気ガス再循環装置において、 前記モータは、前記ハウジングの内部に収容されており、
前記ハウジングは、前記モータで発生した熱を、前記ハウジングの外表面に沿って流れる空気に放熱可能となるように、前記ハウジングの外表面に露出した放熱部を有していることを特徴とする排気ガス再循環装置。 - 請求項7に記載の排気ガス再循環装置において、
前記放熱部は、前記ハウジングの外表面に沿って流れる空気との接触面積を増やすための冷却フィンを有し、
前記冷却フィンは、前記ハウジングの外表面から前記空気導入流路側に対して反対側に向けて突出するように設けられていることを特徴とする排気ガス再循環装置。 - 請求項1ないし請求項8のうちのいずれか1つに記載の排気ガス再循環装置において、 前記ミキシング室は、前記排気ガス還流路から前記ミキシング室の内部に排気ガスを導入するための複数の排気ガス還流口を有していることを特徴とする排気ガス再循環装置。
- 請求項1ないし請求項9のうちのいずれか1つに記載の排気ガス再循環装置において、 前記ハウジングは、前記ミキシング室から前記内燃機関に向けて吸入空気を流出させるための空気導出流路を有し、
前記ミキシング室は、前記空気導入流路、前記排気ガス還流路および前記空気導出流路を断面T字状に接続するように設けられていることを特徴とする排気ガス再循環装置。 - 請求項1ないし請求項10のうちのいずれか1つに記載の排気ガス再循環装置において、
前記ミキシング室は、前記排気ガス還流路から前記ミキシング室の内部に排気ガスを導入するための排気ガス還流口を有し、
前記ハウジングは、前記排気ガス還流口の開口周端縁に、前記空気導入流路側への排気ガスの逆流を阻止するための堰を有し、
前記堰は、前記排気ガス還流口よりも吸入空気の流れ方向の上流側に配設されて、前記排気ガス還流口の開口周端縁から前記空気導入流路の中心軸線側に向けて突出するように設けられていることを特徴とする排気ガス再循環装置。 - 請求項1ないし請求項11のうちのいずれか1つに記載の排気ガス再循環装置において、
前記バタフライ型バルブは、前記モータの駆動力を受けて回転するバルブ軸を有し、前記バルブ軸の軸線方向の一端側に一体的に設けられていることを特徴とする排気ガス再循環装置。 - 請求項12に記載の排気ガス再循環装置において、
前記ハウジングは、前記バルブ軸を回転自在に軸支するバルブ軸受部を有し、
前記バルブ軸受部は、前記モータの出力軸よりも前記空気導入流路側または前記ミキシング室側に配置されていることを特徴とする排気ガス再循環装置。 - 請求項12または請求項13に記載の排気ガス再循環装置において、
前記バタフライ型バルブを開弁駆動または閉弁駆動するバルブ駆動装置を備え、
前記バルブ駆動装置は、前記モータの駆動力を前記バルブ軸に伝達すると共に、前記モータの出力軸の回転速度を減速する減速機構を有し、
前記モータ、前記減速機構および前記バルブ軸は、前記空気導入流路の内部を流れる吸入空気の流れ方向に沿って並列して配置されていることを特徴とする排気ガス再循環装置。 - 請求項1ないし請求項14のうちのいずれか1つに記載の排気ガス再循環装置において、
前記ハウジングは、内部に前記ミキシング室および前記空気導入流路を形成する第1ハウジング、および内部に前記モータおよび前記バタフライ型バルブを収容する第2ハウジングよりなり、
前記第2ハウジングは、前記第1ハウジングに対して熱伝導可能となるように密着していることを特徴とする排気ガス再循環装置。
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