JP2018003633A - Passage selector valve for exhaust gas recirculation device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、エンジンから排出される排気の一部を排気還流ガスとして吸気通路へ流してエンジンへ還流させる排気還流装置であって、いわゆる高圧ループタイプと低圧ループタイプの両方を備え、両タイプを必要に応じて切り替えて使用するように構成した排気還流装置に係り、詳しくは、排気還流ガスの流路を切り替えるために使用される流路切替弁に関する。 The present invention is an exhaust gas recirculation device for flowing a part of exhaust discharged from an engine as an exhaust gas recirculation gas into an intake passage and recirculating it to the engine. The exhaust gas recirculation apparatus includes both a so-called high pressure loop type and a low pressure loop type. The present invention relates to an exhaust gas recirculation device configured to be switched and used as necessary, and more particularly to a flow path switching valve used for switching an exhaust gas recirculation gas flow path.
従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献1に記載される内燃機関の制御装置が知られている。この装置は、過給機を備えたエンジンに設けられ、高圧ループタイプの排気還流装置(以下「EGR装置」という。)と、低圧ループタイプのEGR装置を備える。高圧ループタイプのEGR装置は、タービンより上流の排気通路とコンプレッサより下流の吸気通路とを接続するEGR通路にEGR弁が設けられている。また、低圧ループタイプのEGR装置は、タービンより下流の排気通路とコンプレッサより上流の吸気通路とを接続するEGR通路にEGR弁が設けられている。
Conventionally, as this type of technology, for example, a control device for an internal combustion engine described in
一般に、高圧ループタイプと低圧ループタイプとを併用するシステムでは、非過給時である低回転低負荷域において、高圧ループタイプにより応答性のよい高圧EGRを実施することができる。一方、過給時である中回転中負荷域ないし高回転高負荷域において、低圧ループタイプによりEGRガスを吸気へ良好に混入できる低圧EGRを実施することができる。これは、低圧ループタイプでは、EGR通路から吸気通路へ流れるEGRガスが、コンプレッサ、スロットル弁及び吸気マニホルドを経由する長い経路でエンジンに還流されるからである。 In general, in a system using both a high-pressure loop type and a low-pressure loop type, high-pressure EGR with better responsiveness can be implemented by a high-pressure loop type in a low-rotation low-load region that is not supercharged. On the other hand, low-pressure EGR that allows EGR gas to be well mixed into the intake air can be implemented by the low-pressure loop type in a middle-rotation middle load range or high-rotation high-load range that is during supercharging. This is because, in the low pressure loop type, EGR gas flowing from the EGR passage to the intake passage is returned to the engine through a long route passing through the compressor, the throttle valve, and the intake manifold.
ところが、特許文献1に記載の制御装置では、高圧ループタイプと低圧ループタイプのそれぞれにEGR弁を設けなければならず、構成が複雑になるばかりでなく、装置全体がコスト高になる傾向があった。また、EGRの大流量化要請に応えるためには、二つのEGR弁の双方を大流量化に対応できる電動弁にする必要があり、この点でも装置全体がコスト高になる傾向があった。
However, in the control device described in
ここで、EGRにつき、高圧ループタイプの機能と低圧ループタイプの機能を選択的に実施でき、しかも、その実施を比較的低コストで実現できることが望まれる。そのために、EGR装置を次のような構成にすることが考えられる。すなわち、EGR通路に設けられるEGR弁を一つとし、EGR弁より下流のEGR通路を第1下流側EGR通路と第2下流側EGR通路に分岐させる。また、第1下流側EGR通路の出口をスロットル弁より下流の吸気通路に接続し、第2下流側EGR通路の出口をスロットル弁より上流の吸気通路に接続する。また、EGR通路の分岐部分に、EGR通路を流れるEGRガスを第1下流側EGR通路と第2下流側EGR通路へ選択的に流すために流路を切り替えるための流路切替弁を設ける。そして、この流路切替弁を切り替えることにより、高圧ループタイプの機能と低圧ループタイプの機能を切り替えるように構成する。 Here, for the EGR, it is desired that a high-pressure loop type function and a low-pressure loop type function can be selectively implemented, and that the implementation can be realized at a relatively low cost. For this purpose, it is conceivable to configure the EGR device as follows. That is, one EGR valve is provided in the EGR passage, and the EGR passage downstream from the EGR valve is branched into the first downstream EGR passage and the second downstream EGR passage. The outlet of the first downstream EGR passage is connected to the intake passage downstream of the throttle valve, and the outlet of the second downstream EGR passage is connected to the intake passage upstream of the throttle valve. In addition, a flow path switching valve for switching the flow path is provided at a branch portion of the EGR path to selectively flow EGR gas flowing through the EGR path to the first downstream EGR path and the second downstream EGR path. Then, the high-pressure loop type function and the low-pressure loop type function are switched by switching the flow path switching valve.
ところが、上記した流路切替弁では、流路を切り替えるときに、第1下流側EGR通路と第2下流側EGR通路のうち一方への流路が閉じられる前に他方への流路が開かれることがある。このため、第1下流側EGR通路と第2下流側EGR通路が互いに連通するおそれがある。例えば、低圧ループタイプの機能から高圧ループタイプの機能へ切り替えるときは、第1下流側EGR通路を介して新気がエンジン(燃焼室)に流入し、エンジンの出力が変動するおそれがある。一方、高圧ループタイプの機能から低圧ループタイプの機能へ切り替えるときは、第2下流側EGR通路及び吸気通路を介してエンジン(燃焼室)へ過剰にEGRガスが導入され、エミッションが悪化するおそれがある。また、高圧ループタイプの機能のときに、過給により吸気圧が上昇すると、第1下流側EGR通路から上流側EGR通路を介して排気通路に新気が流入するおそれがある。 However, in the above-described flow path switching valve, when switching the flow path, the flow path to the other is opened before the flow path to one of the first downstream EGR passage and the second downstream EGR passage is closed. Sometimes. For this reason, there is a possibility that the first downstream EGR passage and the second downstream EGR passage communicate with each other. For example, when switching from a low pressure loop type function to a high pressure loop type function, fresh air may flow into the engine (combustion chamber) via the first downstream EGR passage, and the engine output may fluctuate. On the other hand, when switching from the high pressure loop type function to the low pressure loop type function, the EGR gas may be excessively introduced into the engine (combustion chamber) via the second downstream EGR passage and the intake passage, and the emission may be deteriorated. is there. Further, when the intake pressure rises due to supercharging during the high pressure loop type function, fresh air may flow from the first downstream EGR passage into the exhaust passage through the upstream EGR passage.
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、低圧ループタイプと高圧ループタイプとの間でそれらの機能を切り替えるときに、第1下流側排気還流通路と第2下流側排気還流通路とを互いに連通させることなく流路を切り替えることを可能とした排気還流装置の流路切替弁を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to switch the first downstream exhaust recirculation passage and the second downstream when switching their functions between the low pressure loop type and the high pressure loop type. An object of the present invention is to provide a flow path switching valve of an exhaust gas recirculation apparatus that can switch the flow path without communicating with the side exhaust gas recirculation passage.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、エンジンに吸気を導入するための吸気通路と、吸気通路に設けられ、吸気通路における吸気量を調節するための吸気量調節弁と、エンジンから排気通路へ導出される排気の一部を排気還流ガスとして吸気通路へ流してエンジンへ還流させるための排気還流通路と、排気還流通路に設けられ、排気還流ガスの流量を調節するための排気還流弁と、排気還流弁より下流の排気還流通路が第1下流側排気還流通路と第2下流側排気還流通路に分岐されることと、第1下流側排気還流通路が吸気量調節弁より下流の吸気通路に接続されると共に、第2下流側排気還流通路が吸気量調節弁より上流の吸気通路に接続されることとを備えた排気還流装置において、排気還流通路の分岐部分に設けられ、排気還流通路を流れる排気還流ガスを第1下流側排気還流通路と第2下流側排気還流通路へ選択的に流すために流路を切り替えるように構成された流路切替弁であって、ハウジングと、ハウジングに設けられ、排気還流弁から流れる排気還流ガスを導入するための上流側通路部と、ハウジングに設けられ、第1下流側排気還流通路へ排気還流ガスを導出するための第1下流側通路部と、ハウジングに設けられ、第2下流側排気還流通路へ排気還流ガスを導出するための第2下流側通路部と、第1下流側通路部に設けられる第1弁座と、第1下流側通路部を開閉するために、第1回転軸を中心に揺動可能に設けられると共に、第1弁座の下流側にて第1弁座に着座可能に設けられた板状をなす第1弁体と、第2下流側通路部に設けられる第2弁座と、第2下流側通路部を開閉するために、第2回転軸を中心に揺動可能に設けられると共に、第2弁座の下流側にて第2弁座に着座可能に設けられた板状をなす第2弁体と、第1弁体と第2弁体を連動して開弁及び閉弁させると共に、第1弁体が開弁するときに第2弁体が第2弁座に着座して閉弁する第1の動作状態と、第2弁体が開弁するときに第1弁体が第1弁座に着座して閉弁する第2の動作状態とを含み、第1の動作状態と第2の動作状態とを切り替えるように構成された連動駆動機構とを備えたことを趣旨とする。
In order to achieve the above object, an invention according to
上記発明の構成によれば、連動駆動機構が、第1弁体と第2弁体を連動して開弁及び閉弁させると共に、第1弁体が開弁するときに第2弁体が第2弁座に着座して閉弁する第1の動作状態と、第2弁体が開弁するときに第1弁体が第1弁座に着座して閉弁する第2の動作状態とを含み、第1の動作状態と第2の動作状態とを切り替えるように構成される。従って、第1弁体と第2弁体のうち一方が開弁するときは他方が閉弁するので、その開弁及び閉弁の切り替え時に、第1弁座より下流の第1下流側通路部と第2弁座より下流の第2下流側通路部とが互いに連通することがない。また、流路切替弁の第1下流側通路部では、板状をなす第1弁体が第1回転軸を中心に揺動可能に設けられると共に、第1弁座の下流側にて第1弁座に着座可能に設けられる。同様に、第2下流側通路部では、板状をなす第2弁体が第2回転軸を中心に揺動可能に設けられると共に、第2弁座の下流側にて第2弁座に着座可能に設けられる。従って、第1弁体が閉弁したときは、第1弁座を境にした第1下流側通路部の上流側と下流側との間の圧力差により、第1弁体が第1弁座に押し付けられる。同様に、第2弁体が閉弁したときは、第2弁座を境にした第2下流側通路部の上流側と下流側との間の圧力差により、第2弁体が第2弁座に押し付けられる。 According to the configuration of the above invention, the interlocking drive mechanism interlocks the first valve body and the second valve body to open and close, and the second valve body is the first when the first valve body opens. A first operation state in which the two valve seats are seated and closed; and a second operation state in which the first valve body is seated on the first valve seat and the valve is closed when the second valve body is opened. And is configured to switch between a first operating state and a second operating state. Therefore, when one of the first valve body and the second valve body is opened, the other valve is closed. Therefore, when the valve is opened and closed, the first downstream passage section downstream from the first valve seat is used. And the second downstream passage portion downstream from the second valve seat do not communicate with each other. Further, in the first downstream passage portion of the flow path switching valve, a plate-shaped first valve body is provided so as to be able to swing around the first rotation shaft, and at the downstream side of the first valve seat. It is provided so as to be seated on the valve seat. Similarly, in the second downstream passage portion, a plate-like second valve body is provided so as to be swingable about the second rotation shaft, and is seated on the second valve seat downstream of the second valve seat. Provided possible. Therefore, when the first valve body is closed, the first valve body is moved to the first valve seat due to the pressure difference between the upstream side and the downstream side of the first downstream passage portion with the first valve seat as a boundary. Pressed against. Similarly, when the second valve body is closed, the second valve body is moved to the second valve due to a pressure difference between the upstream side and the downstream side of the second downstream passage portion with the second valve seat as a boundary. Pressed against the seat.
上記目的を達成するために、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、連動駆動機構は、第1の動作状態と第2の動作状態との間に、第1弁体と第2弁体の双方を閉弁する第3の動作状態を含むように構成されたことを趣旨とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
上記発明の構成によれば、請求項1に記載の発明の作用に加え、連動駆動機構につき、第1の動作状態と第2の動作状態との間に第3の動作状態が設けられるので、第1弁体と第2弁体の開弁及び閉弁の切り替え時に、第1弁体と第2弁体の双方が一旦閉弁する。従って、開弁及び閉弁の切り替え時に、第1弁座より下流の第1下流側通路部と第2弁座より下流の第2下流側通路部との連通が確実に遮断される。
According to the configuration of the invention, in addition to the operation of the invention according to
上記目的を達成するために、請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、第1下流側通路部において、第1回転軸は、排気還流ガスの流れからずれた位置に配置され、第2下流側通路部において、第2回転軸は、排気還流ガスの流れからずれた位置に配置されたことを趣旨とする。 In order to achieve the above object, according to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the first rotating shaft is deviated from the flow of the exhaust gas recirculation gas in the first downstream passage portion. The second rotating shaft is arranged at a position shifted from the flow of the exhaust gas recirculation gas in the second downstream passage portion.
上記発明の構成によれば、請求項1又は2に記載の発明の作用に加え、第1下流側通路部において、第1回転軸が排気還流ガスの流れからずれた位置に配置され、第2下流側通路部において、第2回転軸が、排気還流ガスの流れからずれた位置に配置されるので、第1回転軸と第2回転軸が排気還流ガスに曝され難くなる。
According to the configuration of the above invention, in addition to the operation of the invention described in
上記目的を達成するために、請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3のいずれかに記載の発明において、第1弁体を閉弁方向へ付勢するための第1の付勢手段と、第2弁体を閉弁方向へ付勢するための第2の付勢手段とを更に備えたことを趣旨とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
上記発明の構成によれば、請求項1乃至3のいずれかに記載の発明の作用に加え、第1弁体が第1の付勢手段により閉弁方向へ付勢され、第2弁体が第2の付勢手段により閉弁方向へ付勢される。従って、閉弁時には、各付勢手段の付勢力により、各弁体が対応する弁座に押さえ付けられる。
According to the configuration of the invention, in addition to the operation of the invention according to any one of
請求項1に記載の発明によれば、低圧ループタイプと高圧ループタイプとの間で機能を切り替えるときに、第1下流側排気還流通路と第2下流側排気還流通路とを互いに連通させることなく流路を切り替えることができる。また、第1弁体又は第2弁体の閉弁時に、各弁体と対応する各弁座との間のシール性を向上させることができる。 According to the first aspect of the invention, when the function is switched between the low pressure loop type and the high pressure loop type, the first downstream exhaust recirculation passage and the second downstream exhaust recirculation passage are not communicated with each other. The flow path can be switched. Moreover, the sealing performance between each valve body and each corresponding valve seat can be improved when the first valve body or the second valve body is closed.
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の効果に加え、低圧ループタイプと高圧ループタイプとの間で機能を切り替えるときに、第1下流側排気還流通路と第2下流側排気還流通路との連通を確実に防止することができる。
According to the invention described in
請求項3に記載の発明によれば、請求項1又は2に記載の発明の効果に加え、第1回転軸及び第2回転軸に対する凝縮水やデポジットの付着を防止することができ、それら回転軸の腐食や固着を防止することができる。
According to the invention described in
請求項4に記載の発明によれば、請求項1乃至3のいずれかに記載の発明の効果に加え、第1弁体又は第2弁体が閉弁したときに、各弁体と対応する各弁座との間のシール性を向上させることができる。
According to the invention of
以下、この発明における排気還流装置の流路切替弁をガソリンエンジンシステムに具体化した一実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment in which a flow path switching valve of an exhaust gas recirculation apparatus in the present invention is embodied in a gasoline engine system will be described in detail with reference to the drawings.
図1に、この実施形態におけるガソリンエンジンシステムを概略構成図により示す。自動車に搭載されたガソリンエンジンシステムは、レシプロタイプのエンジン1を備える。エンジン1には、その各気筒へ吸気を導入するための吸気通路2と、各気筒から排気を導出するための排気通路3が設けられる。吸気通路2と排気通路3には、過給機5が設けられる。吸気通路2には、エアクリーナ4、過給機5のコンプレッサ5a、インタークーラ6、スロットル装置7及び吸気マニホルド8が設けられる。スロットル装置7は、バタフライ式のスロットル弁7aを開閉させることにより、吸気通路2における吸気量を調節するようになっている。この実施形態で、スロットル装置7は、本発明の吸気量調節弁の一例に相当する。吸気マニホルド8は、サージタンク8aと、サージタンク8aから各気筒へ分岐する複数の分岐通路8bとを含む。排気通路3には、過給機5のタービン5bと、排気を浄化する触媒10が設けられる。エンジン1は周知の構成を備え、燃料と吸気との混合気を燃焼し、燃焼後の排気を排気通路3へ排出するようになっている。過給機5は、タービン5bが排気の流れにより回転動作し、それに連動してコンプレッサ5aが回転することにより、吸気通路2における吸気を昇圧させるようになっている。
FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of a gasoline engine system in this embodiment. A gasoline engine system mounted on an automobile includes a
このエンジンシステムは、排気還流装置(EGR装置)21を備える。この装置21は、各気筒から排気通路3へ排出される排気の一部を排気還流ガス(EGRガス)として吸気通路2へ流して各気筒へ還流させるための排気還流通路(EGR通路)22と、EGR通路22に設けられ、EGRガスを冷却するための排気還流クーラ(EGRクーラ)23と、EGRクーラ23より下流のEGR通路22に設けられ、EGRガスの流量を調節するための排気還流弁(EGR弁)24とを含む。EGR通路22は、EGR弁24より上流の上流側EGR通路22Aを含み、EGR弁24より下流の部分は、第1下流側排気還流通路(第1下流側EGR通路)22Bと第2下流側排気還流通路(第2下流側EGR通路)22Cに分岐される。第1下流側EGR通路22Bは、スロットル装置7より下流の吸気通路2(吸気マニホルド8)に接続される。第2下流側EGR通路22Cは、スロットル装置7及びコンプレッサ5aより上流の吸気通路2に接続される。EGR通路22は、上流側EGR通路22Aの上流端に開口する還流入口22aと、第1下流側EGR通路22Bの下流端に開口する還流第1出口22bと、第2下流側EGR通路22Cの下流端に開口する還流第2出口22cとを含む。そして、還流入口22aは触媒10より下流の排気通路3に連通し、還流第1出口22bはスロットル装置7より下流の吸気通路2(吸気マニホルド8の各分岐通路8b)に連通し、還流第2出口22cはコンプレッサ5aより上流の吸気通路2に連通する。この実施形態で、第1下流側EGR通路22Bの下流部は、同通路22Bを流れるEGRガスを各分岐通路8bへ分配するために4つの還流第1出口22bを含む分配管26となっている。複数の還流第1出口22bが各分岐通路8bにそれぞれ連通するのは、EGRガスを各分岐通路8bへ均等に導入するためである。
This engine system includes an exhaust gas recirculation device (EGR device) 21. This
この実施形態で、EGR弁24は、開度可変な電動弁により構成される。このEGR弁24として、大流量、高応答及び高分解能の特性を有することが望ましい。そこで、この実施形態では、EGR弁24の構造として、例えば、特許第5759646号公報に記載される「二重偏心弁」を基本構成として採用することができる。この二重偏心弁は、大流量制御に対応して構成される。ここでは、EGR弁24の詳しい説明は省略する。
In this embodiment, the
この実施形態において、EGR通路22の分岐部分には、三方弁27が設けられる。この三方弁27は、上流側EGR通路22Aを流れるEGRガスを、第1下流側EGR通路22Bと第2下流側EGR通路22Cへ選択的に流すために流路を切り替えるように構成される。三方弁27は、第1ポート27a、第2ポート27b及び第3ポート27cを含む。そして、上流側EGR通路22Aの一端が第1ポート27aに接続され、第1下流側EGR通路22Bの一端が第2ポート27bに接続され、第2下流側EGR通路22Cの一端が第3ポート27cに接続される。三方弁27は、オン・オフ駆動されることにより、上流側EGR通路22Aから第1ポート27aに導出されるEGRガスの流れを、第1下流側EGR通路22Bと第2下流側EGR通路22Cとの間で選択的に切替えるようになっている。すなわち、三方弁27がオフ駆動されることで、第3ポート27cが遮断され、第1ポート27aと第2ポート27bが連通し、還流入口22aから上流側EGR通路22Aに流入するEGRガスが、還流第1出口22bから各分岐通路8bへ流れるようになっている(いわゆる高圧ループタイプの機能。以下、便宜的に「HPL機能」という。)。一方、三方弁27がオン駆動されることで、第2ポート27bが遮断され、第1ポート27aと第3ポート27cが連通し、還流入口22aから上流側EGR通路22Aに流入するEGRガスが、還流第2出口22cからコンプレッサ5aより上流の吸気通路2へ流れるようになっている(いわゆる低圧ループタイプの機能。以下、便宜的に「LPL機能」という。)。すなわち、このEGR装置21は、触媒10より下流の排気通路3からスロットル装置7より下流の吸気通路2(吸気マニホルド8の各分岐通路8b)へEGRガスを流すことができるHPL機能と、触媒10より下流の排気通路3からスロットル装置7及びコンプレッサ5aより上流かつエアクリーナ4より下流の吸気通路2へEGRガスを流すことができるLPL機能とを兼ね備える。この実施形態で、三方弁27は、本発明の流路切替弁の一例に相当する。
In this embodiment, a three-
次に、三方弁27の構成について以下に詳しく説明する。図2に、三方弁27を斜視図により示す。図3に、三方弁27を正面図により示す。図4に、三方弁27を背面図により示す。図5に、三方弁27を平面図により示す。図6に、三方弁27を底面図により示す。図7に、三方弁27を右側面図により示す。図8に、三方弁27を左側面図により示す。図9に、三方弁27の一動作を図8のA−A線断面図により示す。図10に、三方弁27の別の動作を図8のA−A線断面図により示す。図2〜図10に示すように、三方弁27は、ハウジング41と、ハウジング41の内部に設けられ、EGR弁24より上流のEGR通路22(上流側EGR通路22A)からのEGRガスを導入するための上流側通路部42と、ハウジング41の内部に設けられ、第1下流側EGR通路22BへEGRガスを導出するための第1下流側通路部43と、ハウジング41の内部に設けられ、第2下流側EGR通路22CへEGRガスを導出するための第2下流側通路部44とを備える。上流側通路部42の入口が第1ポート27aであり、第1下流側通路部43の出口が第2ポート27bであり、第2下流側通路部44の出口が第3ポート27cである。
Next, the configuration of the three-
この実施形態で、EGR弁24は、三方弁27に対し一体的に固定される。すなわち、図2〜図10に示すように、ハウジング41の第1ポート27aには、EGR弁24のハウジング31が固定される。このハウジング31の中の流路31aには、弁座32が設けられると共に、弁座32に着座可能に設けられた弁体33が回転軸34を中心に回動可能に設けられる。図9、図10において、EGR弁24は、弁体33が弁座32に着座した閉弁状態を示す。
In this embodiment, the
図9、図10に示すように、第1下流側通路部43には、第1弁座43aが設けられると共に、第1弁座43aに対応して、板状をなす第1弁体45が設けられる。第1弁体45は、第1下流側通路部43を開閉するために、第1回転軸46を中心に揺動可能に設けられると共に、第1弁座43aの下流側にて第1弁座43aに着座可能に設けられる。第1弁座43aは、第1下流側通路部43において、斜めに形成される。また、第1下流側通路部43において、第1回転軸46は、EGRガスの流れからずれた位置、すなわち第1下流側通路部43の中心から外側へ離れた位置に配置される。
As shown in FIGS. 9 and 10, the first
図9、図10に示すように、第2下流側通路部44には、第2弁座44aが設けられると共に、第2弁座44aに対応して、板状をなす第2弁体47が設けられる。第2弁体47は、第2下流側通路部44を開閉するために、第2回転軸48を中心に揺動可能に設けられると共に、第2弁座44aの下流側にて第2弁座44aに着座可能に設けられる。第2弁座44aは、第2下流側通路部44において、斜めに形成される。また、第2下流側通路部44において、第2回転軸48は、EGRガスの流れからずれた位置、すなわち第2下流側通路部44の中心から外側へ離れた位置に配置される。
As shown in FIGS. 9 and 10, the second
図2〜図10に示すように、この三方弁27は、第1弁体45と第2弁体47をそれぞれ連動して開弁及び閉弁させるための連動駆動機構50を備える。この連動駆動機構50は、図10に示すように、第1弁体45が開弁するときに第2弁体47が第2弁座44aに着座して閉弁する第1の動作状態と、図9に示すように、第2弁体47が開弁するときに第1弁体45が第1弁座43aに着座して閉弁する第2の動作状態とを含み、第1の動作状態と第2の動作状態とを切り替えるように構成される。すなわち、連動駆動機構50は、第1弁体45と第2弁体47のうちの一方が開弁するときに他方が閉弁するように構成される。加えて、この実施形態で、連動駆動機構50は、第1の動作状態と第2の動作状態との間に、第1弁体45と第2弁体47の双方を閉弁する第3の動作状態を含むように構成される。
As shown in FIGS. 2 to 10, the three-
連動駆動機構50の構成について詳しく説明する。図2〜図10に示すように、第1回転軸46の両端部は、第1軸受51を介してハウジング41に回転可能に支持される。また、第2回転軸48の両端部は、第2軸受52を介してハウジング41に回転可能に支持される。連動駆動機構50は、負圧の供給を受けて動作するダイアフラムアクチュエータ(以下、単に「アクチュエータ」という。)56と、第1回転軸46の一端部に固定されたリンク57及び第1レバー58と、第2回転軸48の一端部に固定された第2レバー59と、第2レバー59の先端に回動可能に支持された連結カム60とを備える。
The configuration of the interlocking
アクチュエータ56は、ハウジング41に対しブラケット61を介して支持される。このアクチュエータ56は周知の構造を有し、負圧ポート56aから内部へ負圧が導入されることにより作動ロッド56bが収縮し、内部への負圧の導入が遮断されることにより作動ロッド56bが伸長するようになっている。この実施形態では、アクチュエータ56を作動させるための負圧として、吸気通路2で発生する負圧が利用されるようになっている。このアクチュエータ56に対する負圧の導入と遮断は、所定のVSV(図示略)をオン・オフすることで制御されるようになっている。
The
リンク57は、第1端部57aと第2端部57bを有し、ほぼ中央部にて第1回転軸46に固定される。第1レバー58は、リンク57の外側にて第1回転軸46に固定される。リンク57の第1端部57aは、作動ロッド56bの先端部に対し回動可能に連結される。第1レバー58の先端は、作動ロッド56bの先端に係合可能に配置される。連結カム60は、長孔60aを有し、一端部が第2レバー59の先端部に対し回動可能に連結される。また、長孔60aには、リンク57の第2端部57bがスライド可能に連結される。第1回転軸46とハウジング41との間には、第1弁体45を閉弁方向へ付勢するための第1スプリング62が設けられる。第1スプリング62は、本発明の第1の付勢手段の一例に相当する。第2回転軸48とハウジング41との間には、第2弁体47を閉弁方向へ付勢するための第2スプリング63が設けられる。第2スプリング63は、本発明の第2の付勢手段の一例に相当する。
The
次に、上記した連動駆動機構50の動作と第1弁体45及び第2弁体47の開閉動作との関係について説明する。図11に、連動駆動機構50の第1動作状態と各弁体45,47の動作状態をハウジング41の一部を破断して概略図により示す。図12に、連動駆動機構50の第3動作状態と各弁体45,47の動作状態をハウジング41の一部を破断して概略図により示す。図13に、連動駆動機構50の第2動作状態と各弁体45,47の動作状態をハウジング41の一部を破断して概略図により示す。先ず、アクチュエータ56への負圧の供給が遮断されると、図11に示すように、連動駆動機構50が第1動作状態となる。すなわち、アクチュエータ56の作動ロッド56bが最大限に伸長する。このとき、リンク57は、第1回転軸46を中心に反時計方向へ回動して右斜め上方へ傾斜する。また、リンク57及び連結カム60を介して第2レバー59が第2回転軸48と共に時計方向へ回動するが、リンク57の第2端部57bが連結カム60の長孔60aの上端に係合することで連動駆動機構50の動きが停止する。これにより、第1弁体45が開弁し、第2弁体47が閉弁する。第1弁体45が開弁するので、EGR弁24から上流側通路部42に流入したEGRガスは、太矢印で示すように、第1下流側通路部43へ向けて流れる。この結果、EGR装置21は、触媒10より下流の排気通路3からスロットル装置7より下流の吸気通路2(吸気マニホルド8の各分岐通路8b)へEGRガスを流すことができるHPL機能となる。
Next, the relationship between the operation of the
第1の動作状態から、アクチュエータ56へ負圧が供給され始めると、図12に示すように、連動駆動機構50は第3動作状態となる。この状態では、アクチュエータ56の作動ロッド56bが収縮し始めるので、リンク57が、第1回転軸46を中心に時計方向へ回動し始める。そして、リンク57の第2端部57bが連結カム60の長孔60aに沿ってその下端へスライドし、そのスライドの間はリンク57のトルクが連結カム60に伝わらない。そして、第2レバー59は第2回転軸48と共に第2スプリング63により時計方向へ回動付勢される。これにより、第1弁体45と第2弁体47の双方が閉弁する。このように各弁体45,47の双方が閉弁する期間は、連結カム60の長孔60aの長さにより決まる。各弁体45,47の双方が閉弁するので、上流側通路部42と、第1弁座43aより下流の第1下流側通路部43と、第2弁座44aより下流の第2下流側通路部44との間の連通がそれぞれ遮断される。
When negative pressure starts to be supplied to the actuator 56 from the first operation state, the interlocking
その後、アクチュエータ56へ更に負圧が供給されると、図13に示すように、連動駆動機構50は第2動作状態となる。この状態では、アクチュエータ56の作動ロッド56bが最大限に収縮する。このとき、リンク57は、第1回転軸46を中心に更に時計方向へ回動し、リンク57及び連結カム60を介して第2レバー59が第2回転軸48と共に反時計方向へ回動する。これにより、第1弁体45が閉弁し、第2弁体47が開弁する。第2弁体47が開弁するので、EGR弁24から上流側通路部42に流入するEGRガスは、太矢印で示すように、第2下流側通路部44へ向けて流れる。この結果、EGR装置21は、触媒10より下流の排気通路3からスロットル装置7及びコンプレッサ5aより上流の吸気通路2へEGRガスを流すことができるLPL機能となる。
Thereafter, when further negative pressure is supplied to the
以上説明したこの実施形態におけるEGR装置21の三方弁27の構成によれば、連動駆動機構50が、第1弁体45と第2弁体47を連動して開弁及び閉弁させると共に、第1弁体45が開弁するときに第2弁体47が第2弁座44aに着座して閉弁する第1の動作状態と、第2弁体47が開弁するときに第1弁体45が第1弁座43aに着座して閉弁する第2の動作状態とを含み、第1の動作状態と第2の動作状態とを切り替えるように構成される。従って、第1弁体45と第2弁体47のうち一方が開弁するときは他方が閉弁するので、その開弁及び閉弁の切り替え時に、第1弁座43aより下流の第1下流側通路部43と第2弁座44aより下流の第2下流側通路部44とが互いに連通することがない。このため、LPLタイプとHPLタイプとの間で機能を切り替えるときに、第1下流側EGR通路22Bと第2下流側EGR通路22Cとを互いに連通させることなく流路を切り替えることができる。この結果、LPL機能からHPL機能への切り替え時には、第1下流側EGR通路22Bを介して新気がエンジン1(燃焼室)に流入してエンジン1の出力が変動することを防止することができる。一方、HPL機能からLPL機能への切り替え時には、第2下流側EGR通路22C及び吸気通路2を介してエンジン1(燃焼室)へ過剰にEGRガスが導入されてエミッションが悪化することを防止することができる。
According to the configuration of the three-
この実施形態における三方弁27の構成によれば、第1下流側通路部43では、板状をなす第1弁体45が第1回転軸46を中心に揺動可能に設けられると共に、第1弁座43aの下流側にて第1弁座43aに着座可能に設けられる。同様に、第2下流側通路部44では、板状をなす第2弁体47が第2回転軸48を中心に揺動可能に設けられると共に、第2弁座44aの下流側にて第2弁座44aに着座可能に設けられる。従って、第1弁体45が閉弁したときは、第1弁座43aを境にした第1下流側通路部43の上流側と下流側との間の圧力差により、第1弁体45が第1弁座43aに押し付けられる。同様に、第2弁体47が閉弁したときは、第2弁座44aを境にした第2下流側通路部44の上流側と下流側との間の圧力差により、第2弁体47が第2弁座44aに押し付けられる。このため、各弁体45,47の閉弁時に、各弁体45、47と対応する各弁座43a,44aとの間のシール性を向上させることができる。すなわち、第1弁体45の閉弁時には、第1弁体45と第1弁座43aとの間のシール性を向上させることができる。また、第2弁体47の閉弁時に、第2弁体47と第2弁座44aとの間のシール性を向上させることができる。
According to the configuration of the three-
例えば、図9に示すように、LPL機能のときは、第2弁体47が開弁して第2下流側通路部44からEGRガス(網掛け矢印で示す。)が導出されるが、過給により吸気圧(白抜き矢印で示す。)が上昇しても、第1弁体45が第1弁座43aに押し付けられるので、第1弁体45と第1弁座43aとの間から吸気が漏れることがない。また、第1下流側通路部43から上流側通路部42及び上流側EGR通路22Aを介して排気通路3へ吸気(新気)が流入することを防止することができる。一方、図10に示すように、HPL機能のときは、第1弁体45が開弁し、第1下流側通路部43に作用する負圧によりEGRガス(網掛け矢印で示す。)が導出されるが、負圧(白抜き矢印で示す。)が第2弁体47に作用し、第2弁体47が第2弁座44aに押し付けられる。このため、第2弁体47と第2弁座44aとの間から吸気が漏れることがない。ここで、各弁体45,47又は各弁座43a,44aにシール部材を設けても、各弁体45,47の開閉時には、各弁体45,47が対応する各弁座43a,44aに対し摺動することがないので、各弁体45,47の開閉応答性に影響を与えることがない。
For example, as shown in FIG. 9, during the LPL function, the
この実施形態における三方弁27の構成によれば、連動駆動機構50につき、第1の動作状態と第2の動作状態との間に第3の動作状態が設けられるので、第1弁体45と第2弁体47の開弁及び閉弁の切り替え時に、第1弁体45と第2弁体47の双方が一旦閉弁する。従って、開弁及び閉弁の切り替え時に、第1弁座43aより下流の第1下流側通路部43と第2弁座44aより下流の第2下流側通路部44との連通が確実に遮断される。このため、LPLタイプとHPLタイプとの間で機能を切り替えるときに、第1下流側EGR通路22Bと第2下流側EGR通路22Cとの間の連通を確実に防止することができる。
According to the configuration of the three-
この実施形態における三方弁27の構成によれば、第1下流側通路部43において、第1回転軸46がEGRガスの流れからずれた位置に配置され、第2下流側通路部44において、第2回転軸48が、EGRガスの流れからずれた位置に配置されるので、第1回転軸46と第2回転軸48がEGRガスに曝され難くなる。このため、各回転軸46,48や各軸受51,52に対する凝縮水やデポジットの付着を防止することができ、それら回転軸46,48及び軸受51,52の腐食や固着を防止することができる。
According to the configuration of the three-
この実施形態における三方弁27の構成によれば、第1弁体45が第1スプリング62により閉弁方向へ付勢され、第2弁体47が第2スプリング63により閉弁方向へ付勢される。従って、閉弁時には、各スプリング62,63の付勢力により、各弁体45,47が対応する弁座43a,44aに押さえ付けられる。このため、第1弁体45又は第2弁体47が閉弁したときに、各弁体45,47と対応する各弁座43a,44aとの間のシール性を向上させることができる。
According to the configuration of the three-
この実施形態における三方弁27の構成によれば、EGR弁24が一体的に設けられるので、三方弁27とEGR弁24を一つのアッセンブリとして取り扱うことができ、それら三方弁27及びEGR弁24のEGR通路22に対する組み付け作業を簡易化することができる。
According to the configuration of the three-
なお、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A part of structure can also be changed suitably and implemented in the range which does not deviate from the meaning of invention.
(1)前記実施形態では、三方弁27の連動駆動機構50につき、第1の動作状態、第2の動作状態及び第3の動作状態を含む構成としたが、第3の動作状態を省略することができる。
(1) In the above embodiment, the
(2)前記実施形態では、三方弁27の連動駆動機構50を、ダイアフラムアクチュエータ56により駆動するように構成したが、ダイアフラムアクチュエータ56の代わりにモータにより駆動するように構成することもできる。
(2) In the above embodiment, the interlocking
(3)前記実施形態では、EGR弁24を三方弁27に一体的に設けたが、EGR弁を三方弁と別に設けることもできる。
(3) In the above embodiment, the
この発明は、いわゆる高圧ループタイプと低圧ループタイプの両方を備え、両タイプを必要に応じて切り替えて使用するように構成したEGR装置に利用することができる。 The present invention can be applied to an EGR apparatus that includes both a so-called high-pressure loop type and a low-pressure loop type, and is configured to switch both types as necessary.
1 エンジン
2 吸気通路
3 排気通路
7 スロットル装置(吸気量調節弁)
21 EGR装置(排気還流装置)
22 EGR通路(排気還流通路)
22A 上流側EGR通路(上流側排気還流通路)
22B 第1下流側EGR通路(第1下流側排気還流通路)
22C 第2下流側EGR通路(第2下流側排気還流通路)
24 EGR弁(排気還流弁)
27 三方弁(流路切替え弁)
41 ハウジング
42 上流側通路部
43 第1下流側通路部
43a 第1弁座
44 第2下流側通路部
44a 第2弁座
45 第1弁体
46 第1回転軸
47 第2弁体
48 第2回転軸
50 連動駆動機構
62 第1スプリング(第1の付勢手段)
63 第2スプリング(第2の付勢手段)
1
21 EGR device (exhaust gas recirculation device)
22 EGR passage (exhaust gas recirculation passage)
22A Upstream EGR passage (Upstream exhaust recirculation passage)
22B First downstream EGR passage (first downstream exhaust recirculation passage)
22C Second downstream EGR passage (second downstream exhaust recirculation passage)
24 EGR valve (exhaust gas recirculation valve)
27 Three-way valve (flow path switching valve)
41
63 Second spring (second biasing means)
Claims (4)
前記吸気通路に設けられ、前記吸気通路における吸気量を調節するための吸気量調節弁と、
前記エンジンから排気通路へ導出される排気の一部を排気還流ガスとして前記吸気通路へ流して前記エンジンへ還流させるための排気還流通路と、
前記排気還流通路に設けられ、前記排気還流ガスの流量を調節するための排気還流弁と、
前記排気還流弁より下流の前記排気還流通路が第1下流側排気還流通路と第2下流側排気還流通路に分岐されることと、
前記第1下流側排気還流通路が前記吸気量調節弁より下流の前記吸気通路に接続されると共に、前記第2下流側排気還流通路が前記吸気量調節弁より上流の前記吸気通路に接続されることと
を備えた排気還流装置において、前記排気還流通路の分岐部分に設けられ、前記排気還流通路を流れる前記排気還流ガスを前記第1下流側排気還流通路と前記第2下流側排気還流通路へ選択的に流すために流路を切り替えるように構成された流路切替弁であって、
ハウジングと、
前記ハウジングに設けられ、前記排気還流弁から流れる前記排気還流ガスを導入するための上流側通路部と、
前記ハウジングに設けられ、前記第1下流側排気還流通路へ前記排気還流ガスを導出するための第1下流側通路部と、
前記ハウジングに設けられ、前記第2下流側排気還流通路へ前記排気還流ガスを導出するための第2下流側通路部と、
前記第1下流側通路部に設けられる第1弁座と、
前記第1下流側通路部を開閉するために、第1回転軸を中心に揺動可能に設けられると共に、前記第1弁座の下流側にて前記第1弁座に着座可能に設けられた板状をなす第1弁体と、
前記第2下流側通路部に設けられる第2弁座と、
前記第2下流側通路部を開閉するために、第2回転軸を中心に揺動可能に設けられると共に、前記第2弁座の下流側にて前記第2弁座に着座可能に設けられた板状をなす第2弁体と、
前記第1弁体と前記第2弁体を連動して開弁及び閉弁させると共に、前記第1弁体が開弁するときに前記第2弁体が前記第2弁座に着座して閉弁する第1の動作状態と、前記第2弁体が開弁するときに前記第1弁体が前記第1弁座に着座して閉弁する第2の動作状態とを含み、前記第1の動作状態と前記第2の動作状態とを切り替えるように構成された連動駆動機構と
を備えたことを特徴とする排気還流装置の流路切替弁。 An intake passage for introducing intake air into the engine;
An intake air amount adjusting valve provided in the intake passage for adjusting the intake air amount in the intake passage;
An exhaust gas recirculation passage for causing a part of the exhaust gas led out from the engine to the exhaust air passage to flow into the intake air passage as exhaust gas recirculation gas and recirculate to the engine;
An exhaust gas recirculation valve provided in the exhaust gas recirculation passage for adjusting the flow rate of the exhaust gas recirculation gas;
The exhaust gas recirculation passage downstream from the exhaust gas recirculation valve is branched into a first downstream exhaust recirculation passage and a second downstream exhaust recirculation passage;
The first downstream exhaust recirculation passage is connected to the intake passage downstream from the intake air amount adjustment valve, and the second downstream exhaust recirculation passage is connected to the intake passage upstream from the intake air amount adjustment valve. The exhaust gas recirculation device is provided at a branch portion of the exhaust gas recirculation passage, and the exhaust gas recirculation gas flowing through the exhaust gas recirculation passage is supplied to the first downstream exhaust recirculation passage and the second downstream exhaust recirculation passage. A flow path switching valve configured to switch flow paths for selective flow,
A housing;
An upstream passage portion provided in the housing for introducing the exhaust gas recirculation gas flowing from the exhaust gas recirculation valve;
A first downstream passage portion provided in the housing for leading the exhaust recirculation gas to the first downstream exhaust recirculation passage;
A second downstream passage portion provided in the housing for leading the exhaust recirculation gas to the second downstream exhaust recirculation passage;
A first valve seat provided in the first downstream passage portion;
In order to open and close the first downstream passage portion, it is provided so as to be swingable around a first rotating shaft, and is provided so as to be seated on the first valve seat on the downstream side of the first valve seat. A plate-shaped first valve body;
A second valve seat provided in the second downstream passage portion;
In order to open and close the second downstream passage portion, it is provided so as to be swingable about the second rotation shaft, and is provided so as to be seated on the second valve seat on the downstream side of the second valve seat. A plate-shaped second valve body;
The first valve body and the second valve body are opened and closed in conjunction with each other, and when the first valve body is opened, the second valve body is seated on the second valve seat and closed. A first operating state in which the valve is operated, and a second operating state in which the first valve body is seated on the first valve seat and is closed when the second valve body is opened. A flow path switching valve for an exhaust gas recirculation apparatus, comprising: an interlocking drive mechanism configured to switch between the operation state and the second operation state.
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