JP3479756B2 - 排気ガス還流装置 - Google Patents

排気ガス還流装置

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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】この発明は内燃機関の排気ガ
ス還流装置に関し、特に吸気絞り弁と還流制御弁とが一
体に構成された排気ガス還流装置に関する。 【0002】 【従来の技術】従来、内燃機関から排出される排気ガス
を吸気通路に再循環させる装置において、吸気絞り弁と
還流制御弁とが一体に構成され、排気ガス還流路に連通
された還流口を吸気絞り弁下流の吸気通路に突出して開
口させ、還流量を制御された排気ガスを吸気中に分散さ
せるようにした装置が知られている。(例えば、実開昭
57−10455号公報参照)。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の排気ガス還流装置においては、内燃機関の減速操作
により吸気絞り弁直下流に一時的に負圧が生じ、その負
圧により排気ガスが吸気絞り弁に巻込まれ、、吸気絞り
弁や絞り弁軸等にデポジットが付着し、次第に堆積して
吸気絞り弁の作動性を低下させるという問題があった。 【0004】この発明は、上記問題を解決するためにな
されたものであり、その目的とするところは、吸気絞り
弁へのデポジットの付着を減少させるとともに還流口周
辺部の冷却を行って安定した作動性を保持することので
きる排気ガス還流装置を提供しようとするものである。 【0005】 【課題を解決するための手段】この発明は上記目的を達
成するためになされたものであり、本発明の排気ガス還
流装置は、絞り弁本体に軸支されて吸気通路を開閉可能
な吸気絞り弁と、前記絞り弁本体に圧入固着されるとと
もに排気ガス還流路に連通し、還流口が前記吸気通路内
に突出開口した還流口本体と、先端に前記還流口を開閉
する制御弁体を有し、前記吸気通路内に突出して設けら
れた制御弁軸とを備える還流制御弁と、を備えた排気ガ
ス還流装置において、前記還流口本体に、前記絞り弁本
体に脚部を介して一体に形成された通気フードであって
前記還流口からの排気ガスの流れを前記吸気通路の下流
方向へ案内する通気フードを嵌合により設け、かつ、前
記通気フードと前記絞り弁本体との間に前記吸気通路に
連通する空気通路を形成し、該空気通路内に前記還流口
外周部を露出させることを特徴とする排気ガス還流装置
である。 【0006】 【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。 【0007】図1,2に示す排気ガス還流装置1Aは、
吸気絞り弁10と、排気ガス還流路に連通されるととも
に吸気通路15内に突出開口された還流口31を有する
還流制御弁20とを備えて一体的に構成され、還流口3
1には通気フード35が設けられている。 【0008】吸気絞り弁10は、絞り弁軸11に固着さ
れ、軸受(図示省略)を介して絞り弁本体14に回動可
能に支持されている。 【0009】絞り弁本体14は、アルミニウム合金等の
金属部材からなり、図1において上下方向に貫通する吸
気通路15を備えるとともに、吸気絞り弁10の下流
(図1の下方側)の所定位置に、還流制御弁20のため
のアクチュエータ受部16、還流口受部17が形成され
ている。 【0010】なお、絞り弁軸11は、図示しない玉軸受
に回動可能に支持されるとともに、一端には図示しない
アクセルワイヤが接続され、他端にはスロットルバルブ
開度センサ(図示省略)が取付けられている。また、還
流口受部17近傍の吸気通路15内の所定位置には、後
述する通気フード35が絞り弁本体14と一体に形成さ
れている。 【0011】還流制御弁20は、制御弁体27を駆動す
るダイアフラム式のアクチュエータ21と、還流口31
を備えた還流口本体30とにより構成されている。 【0012】アクチュエータ21は、アクチュエータ受
部16をケースの一部とするとともに、ケース22,ダ
イアフラム23,ばね24等とから構成されており、ダ
イアフラム23とケース22との間に負圧室25が形成
されている。ダイアフラム23には制御弁軸26が取付
けられており、制御弁軸26は、吸気通路15の軸線に
直交して吸気通路15内に突出するとともに、先端部に
は制御弁体27が固着されている。なお、符号28は制
御弁軸26を軸方向に移動可能に支持する弁軸受であ
る。 【0013】還流口本体30は、例えば、筒状のステン
レス鋼材からなり、還流口受部17に圧入して固着され
るとともに、一側の開口に還流口31が形成されて吸気
通路15内に突出し、他側の開口には、排気ガス還流路
が接続される還流ポート33が形成されている。また、
還流口31の開口端は弁座部32を形成し、制御弁体2
7に対面して配設されて、制御弁体27の移動により開
閉され、還流口31の先端部は、通気フード35の嵌合
孔36に嵌入されている。 【0014】通気フード35は、一方が開口した箱形状
に形成され開口部38が下流方向へ向けて開口するとと
もに、所定位置に嵌合孔36および貫通孔37が形成さ
れている。そして、嵌合孔36は還流口31先端部と嵌
合し、貫通孔37には制御弁軸26が貫通している。 【0015】この通気フード35は、脚部39,39を
介して絞り弁本体14と一体に形成されて吸気通路15
内に設けられ、絞り弁本体14内壁との間には空気通路
40が形成されている。従って、空気通路40は上流
側,下流側ともに吸気通路15と連通し、空気通路40
内には、還流口本体30の還流口31外周部が露出して
横断している(図2参照)。 【0016】次にこのように構成された排気ガス還流装
置1Aの作用について説明する。 【0017】排気ガス還流装置1Aは、内燃機関の吸気
系に取付けられるとともに、排気ガス還流路が還流ポー
ト33に接続され、還流制御弁20の負圧室25は図示
しない負圧源に接続されている。 【0018】そして、内燃機関の運転状態に応じ、絞り
弁軸11は回動して絞り弁本体14は吸気通路15を開
閉し、還流制御弁20には負圧が作用して、制御弁体2
7が還流口31を開閉する。 【0019】これにより、排気ガス還流路よりの排気ガ
スは、還流口31から導入されるとともに、通気フード
35により吸気通路15の下流方向へ流れの向きを変
え、開口部38より吸気通路15内に吐出され(図1の
破線矢印E参照)、吸気通路15および空気通路40を
下流へ向かう吸気(図1の2点鎖線矢印C参照)と混合
されて、内燃機関の各気筒へ送られる。 【0020】内燃機関の減速操作により、吸気絞り弁1
0の直下流に一時的な負圧が生じたとき、通気フード3
5の開口部38と吸気絞り弁10との間の距離が離れて
いること、および上記負圧の作用方向と排気ガスの吐出
方向とが180度異なっているため、その負圧による排
気ガスの巻き込みが少なくなり、吸気絞り弁10や絞り
弁軸11へのデポジットの付着が減少する。 【0021】また、排気ガスの高熱は、還流口本体30
より還流口受部17を経て絞り弁本体14へ伝達され
る。ここで、還流口本体30は、還流口31外周部が空
気通路40において吸気(図1の2点鎖線矢印D参照)
に晒され、通気フード35の冷却フィン作用とともに、
空気通路40および吸気通路15を流れる吸気により熱
を奪われて冷却される。 【0022】この冷却効果を、比較例Aで示す他の形状
の通気フード52(図3に示すように排気ガスの流れを
単に転向させるもの)を備えたの排気ガス還流装置51
A、および比較例Bで示す還流口31が吸気通路15壁
とほぼ同じ面に開口した排気ガス還流装置51B(図4
参照)と比較して説明する。なお、図3,4において排
気ガス還流装置1Aと同一、あるいは同等な構成要素は
同一符号を附してある。 【0023】図5は、還流される排気ガスの温度が、還
流ポート33において、例えば500℃のときの、各排
気ガス還流装置1A,51A,51Bの還流口受部17
の測温点Tにおける温度を比較して示した図である。す
なわち、本発明品の排気ガス還流装置1Aは、測温点T
において190℃であり、排気ガス還流装置51Aでは
250℃に達し、排気ガス還流装置51Bでは140℃
であった。 【0024】この比較結果から明らかなように、排気ガ
ス還流装置1Aと51Aとでは、導入された排気ガスを
下流方向へ転向して吐出する点では同様であるが、還流
口31周辺部における冷却効果に大きな差異がある。 【0025】絞り弁本体14に使用されている金属材料
は、クリープ温度が250℃であり、排気ガス還流装置
51Aでは還流口受部17がクリープ温度に達して、圧
入固着力が小さくなり、還流口本体30の取付けが緩む
おそれがある。比較例の内、T点温度の最も低いのは還
流口31に通気フードのない排気ガス還流装置51Bで
あり、本案の排気ガス還流装置1Aは、還流口本体30
の冷却効果により測温点T温度をクリープ温度以下に低
下させて、装置を安定して作動させることができる。 【0026】図6,7は、絞り弁軸11と制御弁軸26
とが並行に配設された実施態様の排気ガス還流装置1B
を示す。なお、符号12は玉軸受であり、絞り弁軸11
の端部にはスロットルバルブ開度センサ19が取付けら
れている。 【0027】 【発明の効果】以上説明したように本発明の排気ガス還
流装置によれば、排気ガスの還流口に通気フードを備え
て、導入された排気ガスの流れを吸気通路の下流方向へ
案内する構成なので、内燃機関の減速操作により吸気絞
り弁の直下流に一時的に負圧が生じても、吸気通路への
排気ガス吐出口と吸気絞り弁との間の距離が離れてお
り、しかも、この負圧の作用方向と排気ガス吐出方向と
が180度異なっているため、吸気絞り弁への排気ガス
巻き込みが少なくなる。 【0028】従って、吸気絞り弁や絞り弁軸へのデポジ
ットの付着が減少して、吸気絞り弁の絞り弁本体への固
着を防止し、安定した作動性を保持することができる。 【0029】また、通気フードと絞り弁本体との間に空
気通路を設けて、還流口本体を吸気で冷却する構成なの
で、還流口本体の絞り弁本体への圧入固着部の温度が、
絞り弁本体を形成する材料のクリープ温度以下に保た
れ、排気ガスの高温の伝導による還流口本体固着の緩み
を防止することができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の排気ガス還流装置の実施の形態を示す
縦断面図。 【図2】図1のA矢視図。 【図3】比較例Aの排気ガス還流装置を示す縦断面図。 【図4】比較例Bの排気ガス還流装置を示す縦断面図。 【図5】還流口周辺部の温度比較図。 【図6】本発明装置の他の実施態様を示す縦断面図。 【図7】図6のB矢視図。 【符号の説明】 1A,1B 排気ガス還流装置 10 吸気絞り弁 14 絞り弁本体 15 吸気通路 20 還流制御弁 30 還流口本体 31 還流口 35 通気フード 40 空気通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−84847(JP,A) 特開 昭55−17659(JP,A) 実開 昭58−48972(JP,U) 実開 昭57−10455(JP,U) 実開 平4−76956(JP,U) 独国特許出願公開4227739(DE,A 1) 欧州特許出願公開349729(EP,A 1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02M 25/07 580 F02B 21/08

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 絞り弁本体に軸支されて吸気通路を開閉
    可能な吸気絞り弁と、 前記絞り弁本体に圧入固着されるとともに排気ガス還流
    路に連通し、還流口が前記吸気通路内に突出開口した還
    流口本体と、先端に前記還流口を開閉する制御弁体を有
    し、前記吸気通路内に突出して設けられた制御弁軸とを
    備える還流制御弁と、 を備えた排気ガス還流装置において、 前記還流口本体に、前記絞り弁本体に脚部を介して一体
    に形成された通気フードであって前記還流口からの排気
    ガスの流れを前記吸気通路の下流方向へ案内する通気フ
    ードを嵌合により設け、かつ、 前記通気フードと前記絞り弁本体との間に前記吸気通路
    に連通する空気通路を形成し、該空気通路内に前記還流
    口外周部を露出させることを特徴とする排気ガス還流装
    置。
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