JP2016029296A

JP2016029296A - リード弁

Info

Publication number: JP2016029296A
Application number: JP2014151761A
Authority: JP
Inventors: 飯島　章; Akira Iijima; 章飯島
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2014-07-25
Filing date: 2014-07-25
Publication date: 2016-03-03

Abstract

【課題】リードの着座時に発生する騒音を低減できるリード弁を提供する。
【解決手段】弁座ハウジングを開閉するリード３２の背面に、摩擦ダンパなどの制振部材４０を設けた。リード３２は、厚さｔ1が０．２ｍｍ以上、０．３ｍｍ以下のＳＵＳ板で形成される。制振部材４０は、リード３２の背面に、セラミック又はガラス製の球体４１を混ぜた耐熱性の塗料４２を塗布して形成した制振膜４３からなる。耐熱性の塗料４２は、２０〜６０μｍφの球体４１を、体積率２０％以上、８０％以下で混ぜ、これをリード３２の背面に塗布、焼き付けて、制振膜４３の厚さｔ2が、１００μｍ以上、２００μｍ以下になるように形成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンのＥＧＲ装置に組み込まれるリード弁に係り、特に騒音を低減できるリード弁に関するものである。

エンジンの排ガス中のＮＯｘを低減するために、エンジンに排気ガスを再循環するＥＧＲ（排気ガス再循環）装置が広く使用されている。

過給効率の高い大型ディーゼルエンジンでは、吸気の平均圧力の方が、排気の平均圧力よりも高くなり、ＥＧＲガスが還流しなくなる。そこで、特許文献１に示されるように、ＥＧＲ弁の上流側のＥＧＲ配管にリード弁を設け、圧力脈動により、排気の圧力の方が高い瞬間に排ガスを吸気側に還流させることが提案されている。

ＥＧＲ配管にリード弁を設けるにあたり、２００℃を超える高温下の排気ガスでリード弁の開閉用のリードが腐食しないように、フッ素樹脂などにて耐久性を高めることが種々提案されている（特許文献１〜４）。

特開２０１２−１４９６１０号公報特開２００２−３４９７３０号公報特開２００７−３３３１０６号公報特開２０１３−１７７６９３号公報

ところで、ＥＧＲ配管は、気中振動が生じており、運転条件、つまり脈動の周波数（約１〜２ｋＨｚ）によっては、リードが共鳴し、そのためリード弁が勝手に開閉したりする。またリード弁は、１００〜２００Ｈｚの間で頻繁に開閉するため、その着座時の衝撃で騒音を発生する。

この騒音は、走行中はエンジン騒音の方が大きいために気にならないもののアイドル運転に近い低回転域では、運転手にとって、耳障りとなったり、エンジンの不具合が生じたと思わせてしまう問題がある。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、リードの着座時に発生する騒音を低減できるリード弁を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、弁座ハウジングとその弁座ハウジングを開閉するリードとからなるリード弁において、リードに制振部材を設けたことを特徴とするリード弁である。

前記制振部材は、リードの背面に設けた摩擦ダンパからなるのが好ましい。

前記摩擦ダンパは、前記リードの背面に、セラミック又はガラス製の球体を混ぜた耐熱性の塗料を塗布して形成した制振膜からなるのが好ましい。

前記球体は、２０〜６０μｍφで、耐熱性の塗料に体積率２０％以上、８０％以下で混ぜ、制振膜の厚さが１００μｍ以上、２００μｍ以下からなるのが好ましい。

二枚の薄板に制振層を介接してリードを形成すると共に制振部材を形成するのが好ましい。

本発明は、リードに制振部材を設けることで、着座に伴う騒音を低減できるという優れた効果を発揮する。

本発明のリード弁の要部を示し、（ａ）は、リードに制振部材を設けた要部断面図、（ｂ）は、リードに制振部材を設けた平面図である。図１（ａ）の他の実施の形態を示す要部断面図である。本発明において、排気圧と吸気圧の経時変化を示す図である。本発明においてリード弁の全体斜視図である。本発明において、ＥＧＲ配管に設けたリード弁の断面図である。本発明のリード弁が適用される過給機付きディーゼルエンジンの吸排気装置とＥＧＲ装置の全体図である。

以下、本発明の好適な一実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。

先ず図６により、本発明のリード弁が適用される過給機付きディーゼルエンジンの吸排気装置とＥＧＲ装置を説明する。

図６において、ディーゼルエンジン１０は、６気筒エンジンからなり、排気干渉を避けるために、２系統に分けて吸気マニホールド１２ａ、１２ｂ、排気マニホールド１１ａ、１１ｂが設けられる。

吸気マニホールド１２ａ、１２ｂに至る吸気管１３には、過給機１４のコンプレッサ１５、インタークーラ１７、吸気スロットルバルブ１８が接続され、その吸気管１３の下流側が、分岐吸気管１３ａ、１３ｂで分岐され、その分岐吸気管１３ａ、１３ｂが、吸気マニホールド１２ａ、１２ｂに接続される。

排気マニホールド１１ａ、１１ｂには、分岐排気管１９ａ、１９ｂが接続され、その分岐排気管１９ａ、１９ｂが排気管１９で合流され、その排気管１９に過給機１４のタービン１６が接続され、その下流側に排ガス後処理装置２０が接続される。

エンジン１０への吸排気は、吸気管１３からの空気が、コンプレッサ１５で昇圧され、インタークーラ１７を通って冷却され、吸気スロットルバルブ１８を介して分岐吸気管１３ａ、１３ｂからそれぞれ吸気マニホールド１２ａ、１２ｂに流れ、ディーゼルエンジン１０の対応する気筒に供給される。ディーゼルエンジン１０からの排気ガスは、排気マニホールド１１ａ、１１ｂに排出され、分岐排気管１９ａ、１９ｂから排気管１９で合流され、過給機１４のタービン１６を駆動した後、排ガス後処理装置２０にてＮＯｘが除去された後、大気に排気される。

排気マニホールド１１ａ、１１ｂには、排気ガスの一部をそれぞれ吸気マニホールド１２ａ、１２ｂに戻してＮＯｘを低減するためのＥＧＲ配管２１ａ、２１ｂが接続され、そのＥＧＲ配管２１ａ、２１ｂに、排ガスをエンジン冷却水で冷却するＥＧＲクーラ２２ａ、２２ｂ、ＥＧＲ弁２３ａ、２３ｂが接続される。

ＥＧＲ弁２３ａ、２３ｂの下流側のＥＧＲ配管２１ａ、２１ｂと分岐吸気管１３ａ、１３ｂの接続部には、本発明のリード弁２４が設けられる。

リード弁２４は、図４、図５に示すように、ＥＧＲ配管２１に接続する断面三角形状の弁座ハウジング３１に、その弁座を開閉するリード３２、３２とそのリード３２、３２の開放位置を保持するストッパー３３、３３とを重ねてボルト３４、３４で固定して構成される。

弁座ハウジング３１は、アルミニウム合金のダイキャスト鋳造で製造され、リード３２、３２は、耐熱性がありバネ性のあるＳＵＳ板などで形成される。

弁座ハウジング３１は、対向した三角形状板３５の両側に弁座板３６が設けられ、その三角形状板３５と弁座板３６の周囲に、ＥＧＲ配管２１に接続するフランジ３７が設けられて形成される。両側の弁座板３６には、それぞれ３つの弁座３８が形成される。

リード３２は、これら弁座３８を閉じるように３枚のリード部３２ａが基部で一体に連結されて形成される（図１（ｂ））。ストッパー３３は、３枚のリード部３２ａが開いたときの開放位置を規制するように、その先端部３３ａが弁座板３６から離れるように形成されると共に、リード部３２ａを閉じる方向に吸気圧力を作用させるための長円状の穴３９が形成される。

このリード弁２４は、図６に示すように弁座ハウジング３１の先端が分岐吸気管１３ａ、１３ｂ側に凸となるようにＥＧＲ配管２１ａ、２１ｂに設けられる。

図３は、排気圧と吸気圧の経時変化を示したもので、過給機効率の高い大型ディーゼルエンジンでは、吸気圧力の方が、排気の平均圧力よりも高くなっているが、排気圧は脈動により、吸気圧力に対して高いときと、低いときがある。

そこでリード弁２４は、吸気圧より排気圧が高いとき、リード３２のリード部３２ａが開いて、弁座３８を通して、排気ガスを吸気側に流すように、また、吸気圧力が高くなれば、リード３２の各リード部３２ａが弁座３８を閉じるようになっている。

さて、本発明は、図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、リード３２の背面（弁座ハウジング３１の着座面と反対側）に、摩擦ダンパなどの制振部材４０を設けたものである。

リード３２は、厚さｔ₁が０．２ｍｍ以上、０．３ｍｍ以下のＳＵＳ板で形成される。

制振部材４０は、リード３２の背面に、セラミック又はガラス製の球体４１を混ぜた耐熱性の塗料４２を塗布して形成した制振膜４３からなる。

耐熱性の塗料４２は、２０〜６０μｍφの球体４１を、体積率２０％以上、８０％以下で混ぜ、これをリード３２の背面に塗布、焼き付けて、制振膜４３の厚さｔ₂が、１００μｍ以上、２００μｍ以下になるように形成する。

耐熱性の塗料４２としては、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、耐熱性シリコーン等の耐熱性エンジニアリングプラスチックなどを用いる。

以上において、本発明のリード弁２４は、リード３２の背面に、制振部材４０としての制振膜４３が設けられるため、制振膜４３中の球体４１が、リード３２の着座時にその衝撃がリード３２に伝わった際に、制振膜４３中の球体４１が加振され、これが摩擦熱となってリード３２を制振するため、着座による騒音を低減できる。

図２は、本発明の他の実施の形態を示したもので、二枚の薄板４４に制振層４５を介接してリード３２を形成すると同時に制振部材４０を形成したものである。

薄板４４は、ＳＵＳ板で厚さｔ₃が、それぞれ０．１〜０．１５ｍｍで、制振層４５は、耐熱性のシリコーン樹脂やシリコーンゴムなどで形成され、厚さｔ₄が、２０〜８０μｍに形成される。

この実施の形態では、薄板４４同士が制振層４５で接合されてリード３２を構成するためリード３２自体が制振部材４０となって、着座時の騒音を低減できる。

２４リード弁
３１弁座ハウジング
４０制振部材
４３制振膜

Claims

弁座ハウジングとその弁座ハウジングを開閉するリードとからなるリード弁において、リードに制振部材を設けたことを特徴とするリード弁。
前記制振部材は、前記リードの背面に設けた摩擦ダンパからなる請求項１記載のリード弁。
前記摩擦ダンパは、リードの背面に、セラミック又はガラス製の球体を混ぜた耐熱性の塗料を塗布して形成した制振膜からなる請求項２記載のリード弁。
前記球体は、２０〜６０μｍφで、耐熱性の塗料に体積率２０％以上、８０％以下で混ぜ、制振膜の厚さが１００μｍ以上、２００μｍ以下からなる請求項３記載のリード弁。
二枚の薄板に制振層を介接してリードを形成すると共に制振部材を形成した請求項１記載のリード弁。