JP2017106369A - Valve device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンの排気を還流させる還流通路に設けられ、排気の還流量を調整するバルブ装置に関する。 The present invention relates to a valve device that is provided in a recirculation passage for recirculating exhaust of an engine and adjusts the recirculation amount of the exhaust.
車両において、エンジンの気筒内における燃焼温度を低下させてNOx排出量を低減するために、エンジンの排気の一部を吸気通路へ還流させる還流通路が利用されている。還流通路には、排気の還流量を調整するためのバルブ装置であるEGRバルブが設けられている。 In the vehicle, in order to reduce NO x emissions amount to lower the combustion temperature in the cylinders of the engine, recirculation passage for recirculating part of exhaust of the engine to the intake passage is utilized. The recirculation passage is provided with an EGR valve that is a valve device for adjusting the recirculation amount of the exhaust gas.
EGRバルブは、弁孔が形成された弁座と、弁座に着座可能に設けられ弁孔を開閉する弁体とを有する。このEGRバルブにおいては、弁体が移動して弁座との間の排気が通過する開口面積を調整することで、排気の還流量を調整している。 The EGR valve has a valve seat in which a valve hole is formed, and a valve body that is provided so as to be seated on the valve seat and opens and closes the valve hole. In this EGR valve, the recirculation amount of the exhaust gas is adjusted by adjusting the opening area through which the exhaust moves between the valve body and the valve seat.
近年、部品の共通化の要請に伴い、例えば、排気量の大きい車両に用いられるEGRバルブが、排気量の小さい車両に用いられる場合がある。排気量が小さい車両においては、排気の還流量も少ないため、弁体が弁孔を開放する度合いが小さくなる。これにより、弁体が排気の還流量の調整のために移動する移動量も小さくなるため、排気の還流量を細かく制御できない。 In recent years, with the request for common parts, for example, an EGR valve used for a vehicle with a large displacement may be used for a vehicle with a small displacement. In a vehicle with a small exhaust amount, since the exhaust gas recirculation amount is small, the degree to which the valve element opens the valve hole is small. As a result, the amount of movement of the valve body for adjusting the exhaust gas recirculation amount is also small, and the exhaust gas recirculation amount cannot be finely controlled.
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、排気の還流量を細かく制御できるバルブ装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of these points, and an object thereof is to provide a valve device capable of finely controlling the exhaust gas recirculation amount.
本発明の一の態様においては、エンジンの排気を還流させる還流通路に設けられ、前記排気の還流量を調整するバルブ装置であって、前記排気が流れる流路を含むハウジングと、前記ハウジングに設けられ、弁孔を有する弁座と、前記弁孔を閉塞する閉塞位置と前記弁孔を開放する開放位置との間で移動する弁体と、を備え、前記弁座は、前記閉塞位置に位置する前記弁体と接触する第1内周面と、前記弁体が前記閉塞位置から前記開放位置へ移動する際に対向するように、前記弁体の移動方向に対して傾斜して設けられた第2内周面と、を有する、バルブ装置を提供する。
かかるバルブ装置によれば、弁体が開放位置へ移動する際の移動量に対して、弁体と弁座の間の開口の面積の増加の度合いが小さくなる。これにより、弁体の移動量に応じて、開口を通過する排気の通過量を細かく制御でき、この結果、排気の還流量を細かく制御できる。
In one aspect of the present invention, a valve device is provided in a recirculation passage for recirculating exhaust gas from an engine and adjusts the recirculation amount of the exhaust gas, the housing including a flow path through which the exhaust flows, and the housing. A valve seat having a valve hole, and a valve body that moves between a closed position that closes the valve hole and an open position that opens the valve hole, wherein the valve seat is positioned at the closed position. The first inner peripheral surface that contacts the valve body and the valve body are inclined with respect to the moving direction of the valve body so as to face each other when the valve body moves from the closed position to the open position. A valve device having a second inner peripheral surface is provided.
According to such a valve device, the degree of increase in the area of the opening between the valve body and the valve seat becomes small with respect to the movement amount when the valve body moves to the open position. Thereby, according to the movement amount of a valve body, the passage amount of the exhaust gas which passes through an opening can be finely controlled, and as a result, the recirculation amount of exhaust gas can be finely controlled.
また、前記第1内周面は、前記移動方向に対して傾斜して設けられ、前記第2内周面の前記移動方向に対する傾斜角度は、前記第1内周面の前記移動方向に対する傾斜角度よりも小さいこととしてもよい。 In addition, the first inner peripheral surface is provided to be inclined with respect to the moving direction, and an inclination angle of the second inner peripheral surface with respect to the moving direction is an inclination angle of the first inner peripheral surface with respect to the moving direction. It is good also as being smaller than.
また、前記第2内周面の前記移動方向における長さは、前記第1内周面の前記移動方向における長さよりも大きいこととしてもよい。 The length of the second inner peripheral surface in the moving direction may be greater than the length of the first inner peripheral surface in the moving direction.
また、前記ハウジングは、前記第1内周面が設けられているハウジング本体と、前記ハウジング本体に着脱可能に装着され、前記第2内周面が設けられている着脱部材と、を有することとしてもよい。 The housing includes a housing main body provided with the first inner peripheral surface, and a detachable member detachably attached to the housing main body and provided with the second inner peripheral surface. Also good.
本発明によれば、排気の還流量を細かく制御可能なバルブ装置を提供できるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to provide a valve device that can finely control the recirculation amount of exhaust gas.
<車両の構成>
図1を参照しながら、本発明の一の実施形態に係るバルブ装置であるEGRバルブが搭載されている車両1の構成について説明する。
<Vehicle configuration>
A configuration of a
図1は、車両1の構成の一例を示す模式図である。車両1は、トラックやバス等の大型車両である。図1に示すように、車両1は、エンジン10と、吸気通路20と、排気通路30と、EGR通路40と、過給機50とを有する。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of the configuration of the
エンジン10は、ここでは4気筒のディーゼルエンジンである。エンジン10は、燃料と吸気(空気)の混合気を燃焼、膨張させて、動力を発生させる。エンジン10は、吸気マニホールド11と、排気マニホールド12と、気筒13a〜13dとを有する。吸気マニホールド11は、吸気通路20と接続された多岐管であり、吸気通路20の吸気を4つの気筒13a〜13dへ分岐させる。排気マニホールド12は、排気通路30と接続された多岐管であり、気筒13a〜13dから排出された排気を集合させ、排気通路30へ排出させる。気筒13a〜13dは、吸気を吸入させると共に、燃焼後の排気を排出する。
Here, the
吸気通路20は、吸気(空気)を吸気マニホールド11を介して気筒13a〜13dへ吸入させるための通路である。吸気通路20には、上流側から下流側へ向かって、過給機50のコンプレッサ52、インタークーラ23、インテークスロットルバルブ24が設けられている。コンプレッサ52は、コンプレッサ52を通過する吸気を圧縮する。インタークーラ23は、コンプレッサ52によって圧縮されて温度が上昇した吸気を、冷却液や大気により冷却する。インテークスロットルバルブ24は、吸気の流量を調整する。
The
排気通路30は、排気マニホールド12で集合した排気を車両の外部へ排出するための通路である。排気通路30には、過給機50のタービン51が設けられている。過給機50のタービン51は、タービン51を通過する排気のエネルギーを受けて回転する。タービン51は、吸気通路20のコンプレッサ52と連結されている。
The
EGR通路40は、排気通路30と吸気通路20の間を接続しており、エンジン10から排出された排気の一部を、吸気通路20に還流させる還流通路である。EGR通路40には、EGRクーラ41と、EGRバルブ42が設けられている。EGRクーラ41は、EGR通路40の排気を冷却する。EGRバルブ42は、EGRクーラ41の下流側に開閉可能に設けられ、吸気通路20へ還流される排気の還流量を調整するバルブ装置である。なお、EGRバルブ42の詳細については、後述する。
The EGR passage 40 is a recirculation passage that connects the
過給機50は、エンジン10に吸入される吸気を過給する装置であり、ここでは排気の圧力を動力源とするターボチャージャである。過給機50においては、タービン51が、通過する排気のエネルギーを受けて回転することで、タービン51と連結したコンプレッサ52が、回転して吸気通路20の吸気を圧縮する。
The
なお、図1には示していないが、車両1には、上述した各装置の動作を制御するECUが設けられている。ECUは、CPU、ROM、RAM等を有するマイクロコンピュータを備えた電子制御装置(Electric Control Unit)である。例えば、ECUは、EGRバルブ42の開度を調整して、EGR通路40における排気の還流量を制御する。
Although not shown in FIG. 1, the
<EGRバルブ42の詳細構成>
図2〜図5を参照しながら、EGRバルブ42の詳細構成について説明する。
<Detailed configuration of
A detailed configuration of the
図2は、EGRバルブ42の構成の一例を示す斜視図である。図3は、図2のEGRバルブ42を下側から見た図である。図4は、図3のA−A断面図である。図5は、弁体120の閉塞位置及び開放位置を説明するための図である。
EGRバルブ42は、図3に示すように、ハウジング100と、弁座110と、弁体120とを有する。
FIG. 2 is a perspective view showing an example of the configuration of the
As shown in FIG. 3, the
ハウジング100は、EGRバルブ42の筐体を成す。ハウジング100は、内部に排気が流れる流路102を含む。流路102は、ここでは約90度に屈曲しており、流路102の両端がEGR通路40と繋がっている。また、ハウジング100は、図3に示すように、排気の流入口104と、排気の流出口106を有する。EGR通路40を流れる排気は、流入口104を介して流路102へ流れ込んだ後に、流出口106を介してEGR通路40へ流出される。なお、図2〜図4において、排気Gの流れる向きが矢印にて示されている。
The
弁座110は、ハウジング100に設けられている。ここでは、弁座110は、流路102の途中(具体的には、流出口106側)に設けられている。弁座110は、弁体120が着座可能となるように構成されている。また、弁座110は、図5(b)に示すように、排気が通過可能な円形状の弁孔112を含む。弁孔112は、弁体120によって閉塞又は開放される。弁孔112が閉塞されている場合には、排気が通過せず、弁孔112が解放されている場合には、排気が通過する。
The
弁体120は、弁座110に対して接触(着座)又は離間して、弁孔112を閉塞又は解放する。弁体120は、移動可能に設けられており、図5(a)に示す弁孔112を閉塞する閉塞位置と、図5(b)に示す弁孔112を開放する開放位置との間で移動する。弁体120による弁孔112の閉塞又は開放によって排気の通過量を制御することで、排気の還流量を制御できる。弁体120は、図3に示すように、軸部122と、弁部124とを有する。
The
軸部122は、ハウジング100内に設けられたモータ(不図示)に連結されている。軸部122は、モータによって軸方向(図3)に移動する。例えば、軸部122は、モータによって、閉塞位置から開放位置へ移動する(押し出される)。なお、軸部122の開放位置から閉塞位置への移動は、ハウジング100内に設けられたリターンスプリング(不図示)によって行われる。リターンスプリングは、軸部122を開放位置から閉塞位置へ向かって付勢している。
The
弁部124は、軸部122の先端に設けられており、軸部122と共に軸方向に移動する。弁部124は、円盤状に形成されている。弁体120が閉塞位置に位置する際に、図5(a)に示すように弁部124が弁孔112を閉塞する。弁部124は、弁体120が閉塞位置から開放位置へ移動する際に、流出口106へ向かって移動する。
The
ところで、本実施形態では、EGRバルブ42によって排気の還流量をより細かく制御できるように、弁座110が構成されている。具体的には、弁座110は、図5(a)及び図5(b)に示すように、第1内周面114と、第2内周面116とを有する。
By the way, in this embodiment, the
第1内周面114は、弁体120が閉塞位置に位置する際に、図5(a)に示すように弁部124と接触する面である。第1内周面114は、弁孔112を囲むように形成されている。このため、第1内周面114が弁部124と接触している際には、弁孔112が閉塞される。また、第1内周面114は、弁体120の移動方向である軸部122の軸方向(図3)に対して傾斜するように設けられた傾斜面である。具体的には、第1内周面114は、排気の流出口106へ向かって内径が大きくなるように、形成されている。なお、第1内周面114は、軸方向に対して所定の角度θ1で傾斜している。
The first inner
第2内周面116は、第1内周面114の流出口106側の端部と繋がっている。第2内周面116は、弁体120が閉塞位置から開放位置へ移動する際に、図5(b)に示すように弁部124に対向する。このため、弁孔112が解放される際には、弁部124と第2内周面116の間の開口130の面積の大きさに応じて、通過する排気の量が左右される。かかる第2内周面116を設けることで、弁体120が閉塞位置から開放位置へ移動する際に、弁座110との間の開口130の面積が急激に大きくなることを防止できる。
The second inner
また、第2内周面116は、軸方向に対して傾斜して設けられている。具体的には、第2内周面116は、排気の流出口106(図3)へ向かって内径が大きくなるように、形成されている。かかる場合には、弁体120の閉塞位置からの移動量が増えるにつれて、弁部124と第2内周面116の間の開口130の面積が大きくなり、排気の通過量も増大する。
The second inner
また、弁体120の移動量に対して、弁部124と第2内周面116の間の開口130の面積が微増するように、第2内周面116の傾斜角度が設定されている。具体的には、第2内周面116の移動方向に対する傾斜角度θ2は、第1内周面114の移動方向に対する傾斜角度θ1よりも小さい。また、第2内周面116の移動方向における長さは、第1内周面114の移動方向における長さよりも大きい。これにより、弁体120の移動によって、弁部124と第2内周面116の間の開口130の面積の大きさを細かく制御できるので、排気の通過量をより細かく制御できる。
Further, the inclination angle of the second inner
ここで、図6に示す比較例と対比しながら、更に説明する。
図6は、比較例に係るEGRバルブ900を説明するための図である。なお、図6(a)は、EGRバルブ900の弁体920が閉塞位置に位置する状態を示し、図6(b)は、弁体920が開放位置に位置する状態を示している。EGRバルブ900の弁座910は、第1内周面914を有するが、本実施形態の第2内周面116を有しない。このため、弁体920が図6(b)に示す開放位置に位置する際には、弁体920の弁部924と第1内周面914の間の開口930が大きくなってしまう。このため、開口930を通過する排気の通過量を細かく制御できない。
Here, further explanation will be made while comparing with the comparative example shown in FIG.
FIG. 6 is a view for explaining an
図7は、開口面積と弁体の移動量との関係を説明するためのグラフである。グラフの破線810が図6の比較例を示し、実線820が本実施形態を示している。グラフを見ると分かるように、本実施形態の場合には、比較例に比べて、弁体120の移動量に対する開口130の面積の増加の度合いが小さくなっている。
FIG. 7 is a graph for explaining the relationship between the opening area and the amount of movement of the valve body. A
なお、上記では、ハウジング100に第1内周面114及び第2内周面116が一体で設けられていることとしたが、これに限定されない。例えば、ハウジング100は、第1内周面114が設けられているハウジング本体と、ハウジング本体に着脱可能に装着され第2内周面116が設けられている着脱部材とを有することとしてもよい。すなわち、ハウジング100が分離可能な構成であってもよい。かかる場合には、排気量の小さい車両には、着脱部材が装着されたハウジング100を搭載し、排気量の大きい車両には、着脱部材が装着されていないハウジング100を搭載する。これにより、排気量の異なる車両に対して、ハウジング100を共通化することが可能となる。
In the above description, the first inner
<本実施形態における効果>
上述した本実施形態に係るEGRバルブ42によれば、弁座110は、弁体120が閉塞位置に位置する際に弁体120に接触する第1内周面114に加えて、弁体120が閉塞位置から開放位置へ移動する際に対向するように傾斜している第2内周面116を有する。
かかる場合には、弁体120が開放位置へ移動する際の移動量に対して、弁体120と弁座110の間の開口130の面積の増加の度合いが小さくなる。これにより、弁体120の移動量に応じて、開口130を通過する排気の通過量を細かく制御でき、この結果、EGRバルブ42による排気の還流量を細かく制御できる。
<Effect in this embodiment>
According to the
In such a case, the degree of increase in the area of the
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
40 EGR通路
42 EGRバルブ
100 ハウジング
110 弁座
112 弁孔
114 第1内周面
116 第2内周面
120 弁体
40
Claims (4)
前記排気が流れる流路を含むハウジングと、
前記ハウジングに設けられ、弁孔を有する弁座と、
前記弁孔を閉塞する閉塞位置と前記弁孔を開放する開放位置との間で移動する弁体と、
を備え、
前記弁座は、
前記閉塞位置に位置する前記弁体と接触する第1内周面と、
前記弁体が前記閉塞位置から前記開放位置へ移動する際に対向するように、前記弁体の移動方向に対して傾斜して設けられた第2内周面と、
を有する、バルブ装置。 A valve device that is provided in a recirculation passage for recirculating the exhaust of the engine and adjusts the recirculation amount of the exhaust,
A housing including a flow path through which the exhaust flows;
A valve seat provided in the housing and having a valve hole;
A valve body that moves between a closed position for closing the valve hole and an open position for opening the valve hole;
With
The valve seat is
A first inner peripheral surface that contacts the valve body located at the closed position;
A second inner peripheral surface provided to be inclined with respect to the moving direction of the valve body so as to face when the valve body moves from the closed position to the open position;
A valve device.
前記第2内周面の前記移動方向に対する傾斜角度は、前記第1内周面の前記移動方向に対する傾斜角度よりも小さい、
請求項1に記載のバルブ装置。 The first inner peripheral surface is provided to be inclined with respect to the moving direction,
An inclination angle of the second inner peripheral surface with respect to the moving direction is smaller than an inclination angle of the first inner peripheral surface with respect to the moving direction.
The valve device according to claim 1.
請求項1又は2に記載のバルブ装置。 The length in the moving direction of the second inner peripheral surface is larger than the length in the moving direction of the first inner peripheral surface,
The valve device according to claim 1 or 2.
前記第1内周面が設けられているハウジング本体と、
前記ハウジング本体に着脱可能に装着され、前記第2内周面が設けられている着脱部材と、を有する、
請求項1から3のいずれか1項に記載のバルブ装置。
The housing is
A housing body provided with the first inner peripheral surface;
A detachable member that is detachably attached to the housing main body and provided with the second inner peripheral surface,
The valve device according to any one of claims 1 to 3.
Priority Applications (1)
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JP2015240125A JP2017106369A (en) | 2015-12-09 | 2015-12-09 | Valve device |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP2015240125A JP2017106369A (en) | 2015-12-09 | 2015-12-09 | Valve device |
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---|---|
JP2017106369A true JP2017106369A (en) | 2017-06-15 |
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Family Applications (1)
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JP2015240125A Pending JP2017106369A (en) | 2015-12-09 | 2015-12-09 | Valve device |
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2015
- 2015-12-09 JP JP2015240125A patent/JP2017106369A/en active Pending
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