JP2009091930A

JP2009091930A - Exhaust braking device of vehicle

Info

Publication number: JP2009091930A
Application number: JP2007261730A
Authority: JP
Inventors: Minehiro Murata; 峰啓村田; Yoshihisa Takeda; 好央武田; Hiroaki Fujita; 博昭藤田; Satoshi Hiranuma; 智平沼; Goro Iijima; 吾郎飯島
Original assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Current assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Priority date: 2007-10-05
Filing date: 2007-10-05
Publication date: 2009-04-30

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust braking device of a vehicle capable of achieving improvement in performance of an exhaust emission control system by preventing thermal capacity of an exhaust system from increasing due to heat capacity of an actuator which drives opening and closing operations of an exhaust braking valve to thereby reduce the thermal capacity of the exhaust system. <P>SOLUTION: Via a heat insulating member 48, an actuator unit 50 is fixed to a right side surface 42b of a casing 42 of the exhaust braking valve 41 provided in an exhaust pipe 20. A lower end of a bracket 52 is fixed to a left side surface 42a of the casing 42 via a heat insulating member 54, while an upper end of the bracket 52 is fixed to the actuator unit 50. Thus, the actuator unit 50 is separated thermally from the casing 42 by these heat insulating members 48, 54. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は車両の排気ブレーキ装置に係り、詳しくはエンジンの排気通路に設けられて排ガスの流通を妨げることによりエンジンブレーキ作用を高める排気ブレーキ装置に関するものである。 The present invention relates to an exhaust brake device for a vehicle, and more particularly to an exhaust brake device that is provided in an exhaust passage of an engine and prevents an exhaust gas from flowing, thereby enhancing an engine brake action.

排気ブレーキ装置は主としてトラックやバス等に装備され、エンジンの排気通路の途中に設けた排気ブレーキバルブをアクチュエータにより開閉駆動するように構成されている。この種の排気ブレーキ装置はアクセルオフに連動して作動し、エンジンブレーキ作用を向上させて運転者の負担を軽減すると共に、フットブレーキ頻度の減少によりブレーキ装置の消耗を軽減する利点がある。例えば長い降坂路等では、運転者のアクセルオフに伴ってアクチュエータにより排気ブレーキバルブを閉弁し、排ガスの流通を妨げてエンジンの排圧を上昇させることで高いエンジンブレーキ作用を得ている。 The exhaust brake device is mainly installed in a truck, a bus or the like, and is configured to open and close an exhaust brake valve provided in the middle of the exhaust passage of the engine by an actuator. This type of exhaust brake device operates in conjunction with the accelerator off, and has the advantage of improving the engine brake action and reducing the burden on the driver, and reducing wear of the brake device by reducing the foot brake frequency. For example, on a long downhill or the like, a high engine braking action is obtained by closing the exhaust brake valve by an actuator in accordance with the driver's accelerator being turned off, thereby preventing the flow of exhaust gas and increasing the exhaust pressure of the engine.

排気ブレーキ装置の構成としては種々のものがあり、例えば特許文献１に記載されたものを挙げることができる。当該特許文献１に記載された排気ブレーキ装置では、エンジンの排気通路の接続フランジの間に排気ブレーキバルブのケーシングを介装し、ケーシング内にバタフライ式の弁体を開閉可能に軸着して排気ブレーキバルブを構成している。排気ブレーキバルブのケーシングの一側面にはアクチュエータをボルトにより締結すると共に、弁体の軸をアクチュエータ側に突出させて連結し、アクチュエータの駆動により弁体を回動操作して排気通路を開閉可能としている。
特開平１０−２２０２５３号公報 There are various exhaust brake device configurations, for example, those described in Patent Document 1. In the exhaust brake device described in Patent Document 1, an exhaust brake valve casing is interposed between connection flanges of an engine exhaust passage, and a butterfly valve body is pivotally mounted in the casing so as to be openable and closable. It constitutes a brake valve. An actuator is fastened to one side of the casing of the exhaust brake valve with a bolt, and the shaft of the valve body is projected and connected to the actuator side, and the exhaust passage can be opened and closed by rotating the valve body by driving the actuator. Yes.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-220253

ところで、エンジンの排気通路には、排ガス浄化を目的として酸化触媒、ＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）、ＮＯx触媒等の種々の排気浄化装置が設けられているが、例えば酸化触媒やＮＯx触媒は良好な浄化性能を発揮する活性温度以上に昇温する必要があり、またＤＰＦに捕集されたパティキュレートを焼却する強制再生の実行時には、パティキュレートを焼却可能な温度までＤＰＦを昇温する必要が生じる。これらの要求にはエンジンの排気系の熱容量が大きく関与し、同一の排ガス温度であっても排気系の熱容量が大きいほど、排気浄化装置が活性温度を越える機会が減少すると共に、ＤＰＦ強制再生のための昇温により多量の熱量（例えば、エンジンの排気系に供給して燃焼させる未燃燃料量）を必要とする。 By the way, various exhaust gas purification devices such as an oxidation catalyst, a DPF (diesel particulate filter), and a NOx catalyst are provided in the exhaust passage of the engine for the purpose of exhaust gas purification. For example, the oxidation catalyst and the NOx catalyst are good. It is necessary to raise the temperature above the activation temperature that exhibits the purification performance, and it is necessary to raise the DPF to a temperature at which the particulates can be incinerated when performing forced regeneration to incinerate the particulates collected in the DPF. . These requirements are greatly related to the heat capacity of the exhaust system of the engine, and even if the exhaust gas temperature is the same, the greater the heat capacity of the exhaust system, the less the opportunity for the exhaust purification device to exceed the activation temperature, and the forced regeneration of the DPF. Therefore, a large amount of heat (for example, the amount of unburned fuel that is supplied to the exhaust system of the engine and burned) is required due to the temperature rise.

このため、排気浄化装置の昇温の観点からはエンジンの排気系の熱容量は可能な限り小さい方が好ましい。排気系の熱容量には、排気通路を構成する排気管自体の熱容量のみならず、排気通路に装備される各種の機能部品の熱容量も影響することから、当然ながら上記排気ブレーキ装置も排気系の熱容量の一部として作用する。
上記排気ブレーキ装置のアクチュエータとしては、例えば高圧エアの供給を受けて作動するエアシリンダ等が利用されるが、エンジンの高い排圧に抗して弁体を閉弁する必要があることから、必然的に大きな駆動力を発揮するものが選択される。結果としてアクチュエータは重量増大により大きな熱容量を有するものとなり、エンジンの排気系の熱容量を大幅に増大させて、上記排気浄化装置の昇温の要求を妨げる大きな要因となっていた。 For this reason, it is preferable that the heat capacity of the exhaust system of the engine is as small as possible from the viewpoint of raising the temperature of the exhaust purification device. Since the heat capacity of the exhaust system is affected not only by the heat capacity of the exhaust pipe itself that constitutes the exhaust passage, but also by the heat capacity of various functional parts provided in the exhaust passage, the exhaust brake device naturally has the heat capacity of the exhaust system. Act as part of.
As an actuator of the exhaust brake device, for example, an air cylinder that operates by receiving supply of high-pressure air is used. However, it is necessary to close the valve body against the high exhaust pressure of the engine. Is selected that exhibits a large driving force. As a result, the actuator has a large heat capacity due to the increase in weight, which greatly increases the heat capacity of the exhaust system of the engine, which is a major factor that hinders the demand for temperature rise of the exhaust purification device.

本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、排気ブレーキバルブを開閉駆動するアクチュエータの熱容量に起因してエンジンの排気系の熱容量が増大するのを防止し、もって排気系の熱容量を低減して排気浄化装置の性能向上を実現することができる車両の排気ブレーキ装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve these problems, and the object of the present invention is to increase the heat capacity of the exhaust system of the engine due to the heat capacity of the actuator that opens and closes the exhaust brake valve. An object of the present invention is to provide an exhaust brake device for a vehicle which can prevent the heat capacity of the exhaust system and improve the performance of the exhaust purification device.

上記目的を達成するため、請求項１の発明は、車両に搭載されたエンジンの排気通路に排ガスを浄化する排気浄化装置を設け、排気通路の上記排気浄化装置より上流位置に上記排気通路を開閉可能な排気ブレーキバルブを設け、該排気ブレーキバルブを開閉駆動するアクチュエータを排気ブレーキバルブの一側面に固定してなる車両の排気系において、排気ブレーキバルブの一側面とアクチュエータとの間に断熱材を介装したものである。 In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, there is provided an exhaust purification device for purifying exhaust gas in an exhaust passage of an engine mounted on a vehicle, and the exhaust passage is opened and closed at a position upstream of the exhaust purification device in the exhaust passage. In a vehicle exhaust system in which an exhaust brake valve capable of opening and closing and an actuator for opening and closing the exhaust brake valve is fixed to one side of the exhaust brake valve, a heat insulating material is provided between one side of the exhaust brake valve and the actuator. It is something that is intervened.

従って、排気ブレーキバルブとアクチュエータとの間に断熱材が介装されることにより、排気ブレーキバルブからアクチュエータへの熱の伝達が断熱材により遮断されるため、アクチュエータは熱的に排気ブレーキバルブから分離されてエンジンの排気系の熱容量に関与しない存在となる。このため、排気ブレーキバルブには内部を流通する排ガスの熱が伝達されるものの、排気ブレーキバルブからアクチュエータに伝達される熱量が大幅に減少する。結果として、エンジンの排ガスは排気ブレーキバルブ内でほとんど熱を奪われずに流通し、下流側の排気浄化装置の昇温に貢献する。 Therefore, since the heat insulating material is interposed between the exhaust brake valve and the actuator, the heat transfer from the exhaust brake valve to the actuator is blocked by the heat insulating material, so that the actuator is thermally separated from the exhaust brake valve. As a result, it does not contribute to the heat capacity of the engine exhaust system. For this reason, although the heat of the exhaust gas flowing through the exhaust brake valve is transmitted to the exhaust brake valve, the amount of heat transmitted from the exhaust brake valve to the actuator is greatly reduced. As a result, the exhaust gas from the engine circulates in the exhaust brake valve with almost no heat lost, contributing to the temperature increase of the downstream exhaust purification device.

好ましい態様として、アクチュエータ一側にブラケットの一端が連結され、ブラケットの他端が排気ブレーキバルブの他側面に固定され、この排気ブレーキバルブの他側面とブラケットの他端との間にも断熱材を介装するように構成することが望ましい。ブラケットは、排気ブレーキバルブに対するアクチュエータの取付を補強する役割を果たす一方、排気ブレーキバルブの熱をアクチュエータに伝達する要因となるが、断熱材によりこの熱の伝達が抑制される。よって、このようなブラケットによりアクチュエータの取付を補強する形式の排気ブレーキ装置においても、エンジンの排気系の熱容量を低減する効果を得ることができる。 As a preferred embodiment, one end of the bracket is connected to one side of the actuator, the other end of the bracket is fixed to the other side of the exhaust brake valve, and a heat insulating material is also provided between the other side of the exhaust brake valve and the other end of the bracket. It is desirable to configure so as to be interposed. While the bracket serves to reinforce the attachment of the actuator to the exhaust brake valve, it serves as a factor for transmitting the heat of the exhaust brake valve to the actuator, but the heat transfer is suppressed by the heat insulating material. Therefore, even in an exhaust brake device in which the attachment of the actuator is reinforced by such a bracket, the effect of reducing the heat capacity of the exhaust system of the engine can be obtained.

以上説明したように請求項１の発明の車両の排気ブレーキ装置によれば、排気ブレーキバルブを開閉駆動するアクチュエータの熱容量に起因してエンジンの排気系の熱容量が増大するのを防止し、もって排気系の熱容量を低減して排気浄化装置の性能向上を実現することができる。 As described above, according to the exhaust brake device for a vehicle of the first aspect of the present invention, the heat capacity of the exhaust system of the engine is prevented from increasing due to the heat capacity of the actuator that opens and closes the exhaust brake valve. It is possible to reduce the heat capacity of the system and improve the performance of the exhaust emission control device.

以下、本発明を具体化した車両の排気ブレーキ装置の一実施形態を説明する。
図１は本実施形態の排気ブレーキ装置が適用された車両のエンジン排気系を示す全体構成図である。
本実施形態の排気ブレーキ装置は、例えばトラックやバス等の車両に適用されており、車両にはエンジンとしてディーゼルエンジン１が搭載されている。エンジン１は各気筒共通の高圧蓄圧室（以下コモンレールという）２を備えており、図示しない燃料噴射ポンプから供給されてコモンレール２に蓄えられた高圧の燃料である軽油を、各気筒に設けられたインジェクタ４に供給し、各インジェクタ４からそれぞれの気筒内に軽油が噴射される。 Hereinafter, an embodiment of an exhaust brake device for a vehicle embodying the present invention will be described.
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an engine exhaust system of a vehicle to which an exhaust brake device of this embodiment is applied.
The exhaust brake device of the present embodiment is applied to vehicles such as trucks and buses, for example, and the diesel engine 1 is mounted on the vehicle as an engine. The engine 1 includes a high pressure accumulator chamber (hereinafter referred to as a common rail) 2 common to each cylinder, and light oil that is high pressure fuel supplied from a fuel injection pump (not shown) and stored in the common rail 2 is provided in each cylinder. The fuel oil is supplied to the injectors 4 and light oil is injected from the injectors 4 into the respective cylinders.

吸気通路６にはターボチャージャ８が装備されており、エアクリーナ１０を介して吸入された吸気は、吸気通路６からターボチャージャ８のコンプレッサ８ａへと流入し、コンプレッサ８ａで過給された吸気はインタークーラ１２を介して吸気マニホールド１６に導入される。
一方、エンジン１の各気筒から排ガスが排出される図示しない排気ポートは、排気マニホールド１８を介して排気管２０（排気通路）に接続されている。なお、排気マニホールド１８と吸気マニホールド１６との間には、ＥＧＲ弁２２を介して排気マニホールド１８と吸気マニホールド１４とを連通するＥＧＲ通路２４が設けられている。 The intake passage 6 is equipped with a turbocharger 8. The intake air sucked through the air cleaner 10 flows into the compressor 8a of the turbocharger 8 from the intake passage 6, and the intake air supercharged by the compressor 8a is intercooled. It is introduced into the intake manifold 16 via the cooler 12.
On the other hand, an exhaust port (not shown) through which exhaust gas is discharged from each cylinder of the engine 1 is connected to an exhaust pipe 20 (exhaust passage) via an exhaust manifold 18. An EGR passage 24 that communicates the exhaust manifold 18 and the intake manifold 14 via the EGR valve 22 is provided between the exhaust manifold 18 and the intake manifold 16.

排気管２０はターボチャージャ８のタービン８ｂを経た後に車両後方に延設され、排気ブレーキ装置２６を介して排気浄化装置２８に接続されている。また、タービン８ｂの回転軸はコンプレッサ８ａの回転軸と連結されており、タービン８ｂが排気管２０内を流動する排ガスを受けてコンプレッサ８ａを駆動するようになっている。
排気浄化装置２８は、上流側ケーシング３０と下流側ケーシング３１とを連通路３２により接続して構成されている。上流側ケーシング３０内には前段酸化触媒３３が収容されると共に、この前段酸化触媒３３の下流側にはＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）３４が収容されている。ＤＰＦ３４はハニカム型のセラミック体からなり、上流側と下流側とを連通する多数の通路の上流側開口部と下流側開口部とを交互に閉鎖したウォールスルー式フィルタとして構成され、各通路を区画する内壁に排ガスを流通させながら排ガス中のパティキュレートを捕集する。 The exhaust pipe 20 extends to the rear of the vehicle after passing through the turbine 8 b of the turbocharger 8, and is connected to an exhaust purification device 28 via an exhaust brake device 26. The rotating shaft of the turbine 8b is connected to the rotating shaft of the compressor 8a, and the turbine 8b receives the exhaust gas flowing in the exhaust pipe 20 to drive the compressor 8a.
The exhaust purification device 28 is configured by connecting an upstream casing 30 and a downstream casing 31 by a communication path 32. A upstream oxidation catalyst 33 is accommodated in the upstream casing 30, and a DPF (diesel particulate filter) 34 is accommodated downstream of the upstream oxidation catalyst 33. The DPF 34 is made of a honeycomb-type ceramic body, and is configured as a wall-through filter in which the upstream openings and the downstream openings of a number of passages communicating with the upstream side and the downstream side are alternately closed. The particulates in the exhaust gas are collected while flowing the exhaust gas through the inner wall.

前段酸化触媒３３は活性温度以上のときに排ガス中のＮＯを酸化させてＮＯ_２を生成し、生成されたＮＯ_２は下流側のＤＰＦ３４に供給されてＤＰＦ３４上に捕集されているパティキュレートがＮＯ_２との反応により酸化し、これによりＤＰＦ３４の連続再生が行われる。
車両の信号待ちや低速走行等の継続により排気温度の低いエンジン運転状態が連続した場合には、ＤＰＦ３４の連続再生が十分に行われないことから、ＤＰＦ３４内にパティキュレートが過剰に堆積して目詰まりを起こす虞がある。このため、ＤＰＦ３４でのパティキュレートの堆積状況に応じて、適宜ＤＰＦ３４を昇温する強制再生を実行し、これによりＤＰＦ３４上に堆積しているパティキュレートを焼却してパティキュレート捕集機能の回復させている。強制再生時のＤＰＦ３４の昇温には、例えば排気通路２０上に設けた図示しない燃料噴射弁からの未燃燃料の噴射、或いはエンジン１の膨張行程や排気行程で実行されることが多いポスト噴射が利用され、これらの手法により排気通路２０を経てＤＰＦ３４上に未燃燃料を供給してパティキュレートの焼却に利用する。 The front-stage oxidation catalyst 33 generates NO ₂ by oxidizing NO in the exhaust gas when the activation temperature is higher than the activation temperature. The generated NO ₂ is supplied to the downstream DPF 34 and the particulates collected on the DPF 34 are collected. Oxidized by reaction with NO ₂ , whereby the DPF 34 is continuously regenerated.
When the engine operating state with a low exhaust temperature continues due to the vehicle waiting for a signal or running at a low speed, the DPF 34 is not sufficiently continuously regenerated, so that excessive particulates accumulate in the DPF 34. There is a risk of clogging. For this reason, according to the accumulation state of the particulates in the DPF 34, forced regeneration for appropriately raising the temperature of the DPF 34 is executed, and thereby the particulates accumulated on the DPF 34 are incinerated to recover the particulate collection function. ing. The temperature increase of the DPF 34 at the time of forced regeneration is, for example, injection of unburned fuel from a fuel injection valve (not shown) provided on the exhaust passage 20, or post-injection that is often performed in the expansion stroke or exhaust stroke of the engine 1. The unburned fuel is supplied onto the DPF 34 through the exhaust passage 20 by these methods and used for incineration of the particulates.

一方、下流側ケーシング３１内には、アンモニアを還元剤として排ガス中のＮＯｘを選択還元して浄化する選択還元型のＮＯｘ触媒３５が収容されると共に、このＮＯｘ触媒３５の下流側にはＮＯｘ触媒３５から流出したアンモニアを酸化除去するための後段酸化触媒３６が収容されている。この後段酸化触媒３６は、その温度が活性温度以上であるとき、ＤＰＦ３４の強制再生でパティキュレートが焼却される際に発生するＣＯを酸化し、ＣＯ_２として大気中に排出する機能も有している。 On the other hand, in the downstream casing 31, a selective reduction type NOx catalyst 35 that selectively reduces and purifies NOx in exhaust gas using ammonia as a reducing agent is housed, and a NOx catalyst is disposed downstream of the NOx catalyst 35. A post-stage oxidation catalyst 36 for oxidizing and removing ammonia flowing out of 35 is accommodated. The post-stage oxidation catalyst 36 also has a function of oxidizing CO generated when the particulates are incinerated by forced regeneration of the DPF 34 when the temperature is equal to or higher than the activation temperature, and discharging it to the atmosphere as CO _2. Yes.

また、連通路３２には、内部を流通する排ガス中に尿素水を噴射供給する噴射ノズル３７が設けられている。この噴射ノズル３７から噴射された尿素水は、排ガスの熱により加水分解してアンモニアとなってＮＯｘ触媒３５に供給される。供給されたアンモニアはＮＯｘ触媒３５に一旦吸着し、ＮＯｘ触媒３５の温度が活性温度以上であるときに、吸着したアンモニアと排ガス中のＮＯｘとの脱硝反応により、ＮＯｘが浄化されて無害なＮ_２に変換される。 The communication passage 32 is provided with an injection nozzle 37 for injecting and supplying urea water into the exhaust gas flowing inside. The urea water injected from the injection nozzle 37 is hydrolyzed by the heat of the exhaust gas to become ammonia and supplied to the NOx catalyst 35. The supplied ammonia is once adsorbed on the NOx catalyst 35, and when the temperature of the NOx catalyst 35 is equal to or higher than the activation temperature, NOx is purified by a denitration reaction between the adsorbed ammonia and NOx in the exhaust gas, which is harmless N _2. Is converted to

次に、上記排気ブレーキ装置２６の構成を説明する。
図２は排気管２０に対する排気ブレーキ装置２６の取付構造を示す正面図、図３は同じく排気管２０に対する排気ブレーキ装置２６の取付構造を示す図２のＡ矢視図、図４は断熱材の詳細を示す図３のIV−IV線断面図である。
排気ブレーキ装置２６の取付位置で排気管２０は前後に分断され、分断された端部にはそれぞれフランジ２０ａ，２０ｂが溶接されて相互に所定間隔をおいて相対向している。両フランジ２０ａ，２０ｂ間には図示しないガスケットを介して排気ブレーキバルブ４１のケーシング４２が配設され、両フランジ２０ａ，２０ｂの四隅はケーシング４２を挟持した状態でボルト４３及びナット４４により締結され、これにより排気管２０の途中にケーシング４２が介装されている。ケーシング４２は立方体のブロック状をなし、前後の排気管２０を相互に連通するように断面円形状の弁通路４５が貫設されている。弁通路４５内にはバタフライ式の弁体４６が配設され、弁体４６に設けられた弁軸４７の左右両端は弁通路４５の両側の図示しない軸受けに回動可能に支持され、弁軸４７と共に弁体４６が回動して弁通路４５を開閉する。 Next, the configuration of the exhaust brake device 26 will be described.
2 is a front view showing an attachment structure of the exhaust brake device 26 to the exhaust pipe 20, FIG. 3 is a view taken along the arrow A in FIG. 2 showing the attachment structure of the exhaust brake device 26 to the exhaust pipe 20, and FIG. It is the IV-IV sectional view taken on the line of FIG. 3 which shows the detail.
At the mounting position of the exhaust brake device 26, the exhaust pipe 20 is divided into front and rear, and flanges 20a and 20b are welded to the divided ends so as to be opposed to each other at a predetermined interval. A casing 42 of the exhaust brake valve 41 is disposed between the flanges 20a and 20b via a gasket (not shown), and the four corners of the flanges 20a and 20b are fastened by bolts 43 and nuts 44 with the casing 42 sandwiched therebetween. Thereby, the casing 42 is interposed in the middle of the exhaust pipe 20. The casing 42 has a cubic block shape, and a valve passage 45 having a circular cross section is provided through the front and rear exhaust pipes 20 so as to communicate with each other. A butterfly-type valve body 46 is disposed in the valve passage 45, and both left and right ends of a valve shaft 47 provided on the valve body 46 are rotatably supported by bearings (not shown) on both sides of the valve passage 45. The valve body 46 rotates together with 47 to open and close the valve passage 45.

排気ブレーキバルブ４１のケーシング４２の左側面４２ａ及び右両側面４２ｂ（一側面）には、これらの両側面４２ａ，４２ｂと同一四角形状の所定厚さをなす断熱材４８が重ねられている。本実施形態では断熱材４８として、複数枚の鋼板をグラスウールを挟んで積層した断面構造のものが使用されているが、これに限るものではなく、良好な断熱性能を有するもの（即ち、熱伝導率が低い特性のもの）であれば、別の材質や断面構造に代えてもよい。 On the left side surface 42a and the right side surfaces 42b (one side surface) of the casing 42 of the exhaust brake valve 41, a heat insulating material 48 having the same rectangular shape as the both side surfaces 42a and 42b is overlapped. In the present embodiment, a heat insulating material 48 having a cross-sectional structure in which a plurality of steel sheets are laminated with glass wool sandwiched is used, but the heat insulating material 48 is not limited to this and has good heat insulating performance (that is, heat conduction). As long as the material has a low rate), another material or a cross-sectional structure may be used.

ケーシング４２の右側には、排気ブレーキ装置２６のアクチュエータユニット５０が配設されている。アクチュエータユニット５０は上下方向に延設された縦長の形状をなし、その下部を上記ケーシング４２の右側面４２ｂに対して断熱材４８を挟んで当接させている。ケーシング４２の右側面４２ｂには、断熱材４８及びアクチュエータユニット５０を介して右側方より上下２本のボルト５１が螺合し、これらのボルト５１によりケーシング４２にアクチュエータユニット５０が締結されている。排気ブレーキバルブ４１の弁軸４７の右端はアクチュエータユニット５０側に延設され、断熱材４８に貫設された軸孔４８ａを介してアクチュエータユニット５０内に挿入されている。 An actuator unit 50 of the exhaust brake device 26 is disposed on the right side of the casing 42. The actuator unit 50 has a vertically long shape extending in the vertical direction, and a lower portion thereof is in contact with the right side surface 42b of the casing 42 with a heat insulating material 48 interposed therebetween. Two upper and lower bolts 51 are screwed to the right side surface 42 b of the casing 42 from the right side through the heat insulating material 48 and the actuator unit 50, and the actuator unit 50 is fastened to the casing 42 by these bolts 51. The right end of the valve shaft 47 of the exhaust brake valve 41 extends toward the actuator unit 50 and is inserted into the actuator unit 50 through a shaft hole 48 a penetrating the heat insulating material 48.

アクチュエータユニット５０内には図示しないエアシリンダが収容され、このエアシリンダにより弁軸４７が回動操作されて弁体４６が開閉する。エアシリンダと弁軸４７との連結構造については詳述しないが、例えば特許文献１（特開平１０−２２０２５３号公報）に記載された排気ブレーキ装置と同様に、弁軸４７の右端に固着したレバーをエアシリンダのロッドに連結し、ロッドの出没に応じてレバーを介して弁軸４７を回動操作し、これにより弁体４６を、図３に示す弁通路４５を閉鎖（排ガスを完全に遮断しないように全閉より開側）する閉鎖位置と、この閉鎖位置から９０°回動して弁通路４５を開放する開放位置との間で回動させるように構成すればよい。 An air cylinder (not shown) is accommodated in the actuator unit 50, and the valve shaft 46 is rotated by the air cylinder to open and close the valve body 46. Although the connection structure between the air cylinder and the valve shaft 47 will not be described in detail, for example, a lever fixed to the right end of the valve shaft 47 as in the exhaust brake device described in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 10-220253). Is connected to the rod of the air cylinder, and the valve shaft 47 is rotated via a lever in accordance with the protrusion and withdrawal of the rod, thereby closing the valve body 46 and the valve passage 45 shown in FIG. It may be configured to rotate between a closed position where the valve passage 45 is opened by turning 90 ° from the closed position and the open position where the valve passage 45 is opened.

アクチュエータユニット５０の上部には鋼板製のブラケット５２の上端がボルト５３により締結され、ブラケット５２は略クランク状に折曲されて、その下端をケーシング４２の左側面４２ａに対して断熱材５４を挟んで当接させている。なお、断熱材５４としては上記断熱材４８と同様の材質及び断面構造のものを適用しているが、これとは相違させてもよい。ケーシング４２の左側面４２ａには、断熱材５４及びアクチュエータユニット５０を介して左側方より上下２本のボルト５５が螺合し、これらのボルト５５によりケーシング４２にブラケット５２の下端が締結されている。結果としてケーシング４２の左側面４２ａがブラケット５２を介してアクチュエータユニット５０に連結され、ケーシング４２に対するアクチュエータユニット５０の取付を補強している。 An upper end of a steel plate bracket 52 is fastened to the upper portion of the actuator unit 50 by a bolt 53, the bracket 52 is bent in a substantially crank shape, and the lower end sandwiches a heat insulating material 54 from the left side surface 42a of the casing 42. It is in contact with. As the heat insulating material 54, the same material and the same cross-sectional structure as those of the heat insulating material 48 are applied, but they may be different. Two upper and lower bolts 55 are screwed into the left side surface 42 a of the casing 42 from the left side via the heat insulating material 54 and the actuator unit 50, and the lower end of the bracket 52 is fastened to the casing 42 by these bolts 55. . As a result, the left side surface 42a of the casing 42 is connected to the actuator unit 50 via the bracket 52, and the attachment of the actuator unit 50 to the casing 42 is reinforced.

次に、以上のように構成された車両の排気ブレーキ装置２６の作用を説明する。
車両走行中においてアクセルオフ以外の通常時には、排気ブレーキ装置２６の弁体４６はアクチュエータユニット５０のエアシリンダにより開放位置に保持されており、エンジン１からの排ガスは、何ら支障なく排気ブレーキ装置２６の弁通路４５を流通して排気浄化装置２８へと案内され、エンジン１は正常な排圧を保って運転を継続する。 Next, the operation of the vehicle exhaust brake device 26 configured as described above will be described.
When the vehicle is traveling, the valve body 46 of the exhaust brake device 26 is held in the open position by the air cylinder of the actuator unit 50 at normal times other than the accelerator off, and the exhaust gas from the engine 1 does not interfere with the exhaust brake device 26 without any trouble. The valve 1 is circulated through the valve passage 45 and guided to the exhaust gas purification device 28, and the engine 1 continues operating while maintaining normal exhaust pressure.

例えば長い降坂路等において運転者がアクセルオフを行うと、これに連動する図示しない電磁弁の切換によりエアタンクからの高圧エアがエアシリンダに供給され、エアシリンダにより弁軸４７が回動操作されて弁体４６が閉鎖位置に切り換えられる。従って、排気管２０を流通してきた排ガスは弁通路４５内において弁体４６により流通を妨げられ、エンジン１の排圧上昇により高いエンジンブレーキ作用が発揮される。 For example, when the driver turns off the accelerator on a long downhill road, high pressure air from the air tank is supplied to the air cylinder by switching a solenoid valve (not shown) linked to this, and the valve shaft 47 is rotated by the air cylinder. The valve body 46 is switched to the closed position. Accordingly, the exhaust gas that has flowed through the exhaust pipe 20 is prevented from flowing by the valve body 46 in the valve passage 45, and a high engine braking action is exhibited due to an increase in the exhaust pressure of the engine 1.

一方、良好なＤＰＦ３４の連続再生作用やＮＯx触媒３５のＮＯx浄化作用を得るための観点から、排気浄化装置２８を構成する前段酸化触媒３３、ＤＰＦ３４、ＮＯx触媒３５及び後段酸化触媒３６は活性温度以上に保持する必要があり、一方、ＤＰＦ３４の強制再生時にはパティキュレートを焼却可能な温度までＤＰＦ３４を昇温する必要がある。排気浄化装置２８が活性温度を越える機会を増加させると共に、強制再生時にＤＰＦ３４の昇温に要する未燃燃料量を節減するには、［発明が解決しようとする課題］で述べたように、エンジン１の排気系の熱容量を減少させることが有効な対策とされる。 On the other hand, from the viewpoint of obtaining a good continuous regeneration action of the DPF 34 and a NOx purification action of the NOx catalyst 35, the front-stage oxidation catalyst 33, the DPF 34, the NOx catalyst 35, and the rear-stage oxidation catalyst 36 constituting the exhaust purification device 28 are above the activation temperature. On the other hand, when the DPF 34 is forcibly regenerated, it is necessary to raise the temperature of the DPF 34 to a temperature at which the particulates can be incinerated. In order to increase the chance that the exhaust purification device 28 exceeds the activation temperature and to reduce the amount of unburned fuel required to raise the temperature of the DPF 34 during forced regeneration, as described in [Problems to be Solved by the Invention] Reducing the heat capacity of the exhaust system 1 is an effective measure.

エンジン１の高い排圧に抗して弁体４６を回動操作すべく上記エアシリンダとしては大きな駆動力を発揮するものが選択されており、必然的にエアシリンダを内蔵したアクチュエータユニット５０はかなりの重量を有し、その熱容量も大きなものとなっている。このようなアクチュエータユニット５０を設置すればエンジン１の排気系の熱容量は大幅に増大してしまうが、本実施形態では断熱材４８，５４によりケーシング４２とアクチュエータとの間を熱的に分離することにより問題解決を図っており、以下、この断熱材４８，５４の作用を説明する。 In order to rotate the valve body 46 against the high exhaust pressure of the engine 1, an air cylinder that exhibits a large driving force is selected, and the actuator unit 50 incorporating the air cylinder inevitably has a considerable amount. The heat capacity is also large. If such an actuator unit 50 is installed, the heat capacity of the exhaust system of the engine 1 is greatly increased. In this embodiment, the casing 42 and the actuator are thermally separated by the heat insulating materials 48 and 54. Therefore, the operation of the heat insulating materials 48 and 54 will be described below.

まず、排気ブレーキバルブ４１のケーシング４２には弁通路４５内を流通する排ガスの熱が伝達されるだけでなく、前後の排気管２０からも熱が伝達されている。即ち、ケーシング４２と前後の排気管２０のフランジ２０ａ，２０ｂとの間にはガスケットが介装されているが、このガスケットは断熱性能よりも排気漏れ防止のためのシール性を重視したカーボン材等により製作されているため、ガスケットを介してケーシング４２には前後の排気管２０の熱が伝達されている。 First, the heat of the exhaust gas flowing through the valve passage 45 is transmitted to the casing 42 of the exhaust brake valve 41, and the heat is also transmitted from the front and rear exhaust pipes 20. That is, a gasket is interposed between the casing 42 and the flanges 20a and 20b of the front and rear exhaust pipes 20. This gasket is a carbon material that places greater emphasis on sealing performance to prevent exhaust leakage than heat insulation performance. Therefore, the heat of the front and rear exhaust pipes 20 is transmitted to the casing 42 via the gasket.

そして、これら排ガスや前後の排気管２０からケーシング４２に伝達された熱がアクチュエータユニット５０側に逃げることが、排気浄化装置２８の温度低下やＤＰＦ昇温時の無駄な燃料消費を引き起こす要因であり、ケーシング４２とアクチュエータユニット５０との間を熱的に分離すれば、アクチュエータユニット５０側への熱伝導を抑制できる。この観点の基に本実施形態では、従来は広い面積で直接的に接触していたケーシング４２とアクチュエータユニット５０との間に断熱材４８を介装すると共に、ケーシング４２とブラケット５２との間にも断熱材５４を介装している。結果としてケーシング４２に対してアクチュエータユニット５０やブラケット５２は断熱材４８，５４により熱の伝導が遮断され、締結用のボルト４３，５５を通じた極めて狭い面積で直接的に接触するだけとなり、熱的にケーシング４２からほとんど完全に分離した状態となる。換言すれば、断熱材４８の介装によりアクチュエータユニット５０はエンジン１の排気系の熱容量に関与しない存在となる。 The exhaust gas and the heat transmitted from the front and rear exhaust pipes 20 to the casing 42 escape to the actuator unit 50 side, which causes a decrease in the temperature of the exhaust purification device 28 and wasteful fuel consumption when the DPF is heated. If the casing 42 and the actuator unit 50 are thermally separated, heat conduction to the actuator unit 50 side can be suppressed. Based on this viewpoint, in the present embodiment, a heat insulating material 48 is interposed between the casing 42 and the actuator unit 50 that have been in direct contact with each other over a wide area, and between the casing 42 and the bracket 52. Is also provided with a heat insulating material 54. As a result, the heat conduction of the actuator unit 50 and the bracket 52 to the casing 42 is cut off by the heat insulating materials 48 and 54, and the actuator unit 50 and the bracket 52 are in direct contact with each other through a very small area through the fastening bolts 43 and 55. In this state, the casing 42 is almost completely separated from the casing 42. In other words, the actuator unit 50 is not involved in the heat capacity of the exhaust system of the engine 1 due to the interposition of the heat insulating material 48.

このため、排ガスや前後の排気管２０の熱はケーシング４２に伝達されるものの、ケーシング４２から直接アクチュエータユニット５０に伝達される熱量が大幅に減少すると共に、ケーシング４２からブラケット５２を介してアクチュエータユニット５０に伝達される熱量も大幅に減少する。結果として、エンジン１の排ガスは、排気ブレーキバルブ４１の弁通路４５内及びその前後の排気管２０内で熱をほとんど奪われずに流通した後に下流側の排気浄化装置２８の昇温に貢献し、これにより排気浄化装置２８の浄化性能を向上することができる。 For this reason, although the exhaust gas and the heat of the front and rear exhaust pipes 20 are transmitted to the casing 42, the amount of heat directly transmitted from the casing 42 to the actuator unit 50 is greatly reduced, and the actuator unit is connected from the casing 42 via the bracket 52. The amount of heat transferred to 50 is also greatly reduced. As a result, the exhaust gas of the engine 1 contributes to the temperature increase of the downstream side exhaust purification device 28 after circulating in the valve passage 45 of the exhaust brake valve 41 and the exhaust pipe 20 before and after the exhaust passage, Thereby, the purification performance of the exhaust purification device 28 can be improved.

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では排気浄化装置としてエンジン１の排気系に前段酸化触媒３３、ＤＰＦ３４、選択還元型ＮＯx触媒３５及び後段酸化触媒３６を設けたが、排気浄化装置の構成はこれに限ることはなく、例えば選択還元型ＮＯx触媒３５に代えて吸蔵型ＮＯx触媒を設けてもよい。 This is the end of the description of the embodiment, but the aspect of the present invention is not limited to this embodiment. For example, in the above-described embodiment, the front-stage oxidation catalyst 33, the DPF 34, the selective reduction type NOx catalyst 35, and the rear-stage oxidation catalyst 36 are provided in the exhaust system of the engine 1 as the exhaust purification apparatus. However, the configuration of the exhaust purification apparatus is not limited to this. For example, an occlusion type NOx catalyst may be provided in place of the selective reduction type NOx catalyst 35.

また、上記実施形態では、排気ブレーキバルブ４１のケーシング４２に対するアクチュエータユニット５０の取付を補強すべく、ケーシング４２の左側面４２ａをブラケット５２を介してアクチュエータユニット５０に連結したが、ブラケット５２を省略してもよい。この場合でも、ケーシング４２の右側面４２ｂとアクチュエータユニット５０との間に断熱材４８を介装することによる作用効果は上記実施形態と全く同様に得られる。 In the above embodiment, the left side surface 42a of the casing 42 is connected to the actuator unit 50 via the bracket 52 in order to reinforce the attachment of the actuator unit 50 to the casing 42 of the exhaust brake valve 41, but the bracket 52 is omitted. May be. Even in this case, the effect of interposing the heat insulating material 48 between the right side surface 42b of the casing 42 and the actuator unit 50 can be obtained in the same manner as in the above embodiment.

また、上記実施形態では、エンジンブレーキ作用を向上させる本来の用途のみに排気ブレーキ装置２６を使用したが、例えば排気流量を制限する排気絞り弁としても排気ブレーキ装置２６を利用し、排気浄化装置２８の昇温を要するときに排気ブレーキ装置２６の弁体４６を閉鎖位置に切り換えて排気流量を制限し、これにより排気浄化装置の昇温を図ってもよい。 Further, in the above embodiment, the exhaust brake device 26 is used only for the original purpose of improving the engine braking action. However, for example, the exhaust brake device 26 is used as an exhaust throttle valve for limiting the exhaust flow rate, and the exhaust purification device 28 is used. When it is necessary to raise the temperature of the exhaust gas, the valve body 46 of the exhaust brake device 26 may be switched to the closed position to limit the exhaust flow rate, thereby raising the temperature of the exhaust gas purification device.

実施形態の排気ブレーキ装置が適用された車両のエンジン排気系を示す全体構成図である。1 is an overall configuration diagram showing an engine exhaust system of a vehicle to which an exhaust brake device of an embodiment is applied. 排気管に対する排気ブレーキ装置の取付構造を示す正面図である。It is a front view which shows the attachment structure of the exhaust brake device with respect to an exhaust pipe. 同じく排気管に対する排気ブレーキ装置の取付構造を示す図２のＡ矢視図である。FIG. 3 is a view taken along an arrow A in FIG. 2 showing a structure for mounting the exhaust brake device to the exhaust pipe. 断熱材の詳細を示す図３のIV−IV線断面図である。It is the IV-IV sectional view taken on the line of FIG. 3 which shows the detail of a heat insulating material.

Explanation of symbols

１エンジン
２０排気管（排気通路）
２８排気浄化装置
４１排気ブレーキバルブ
４８断熱材
５０アクチュエータユニット（アクチュエータ） 1 Engine 20 Exhaust pipe (exhaust passage)
28 Exhaust Purification Device 41 Exhaust Brake Valve 48 Heat Insulating Material 50 Actuator Unit (Actuator)

Claims

An exhaust purification device for purifying exhaust gas is provided in an exhaust passage of an engine mounted on a vehicle, an exhaust brake valve capable of opening and closing the exhaust passage is provided upstream of the exhaust purification device in the exhaust passage, and the exhaust brake valve is provided In an exhaust system of a vehicle in which an actuator that opens and closes is fixed to one side of the exhaust brake valve,
An exhaust brake device for a vehicle, wherein a heat insulating material is interposed between one side surface of the exhaust brake valve and the actuator.