JP3550850B2

JP3550850B2 - 排出ガス還流装置

Info

Publication number: JP3550850B2
Application number: JP01766296A
Authority: JP
Inventors: 真一新田; 萩尾　　弘文
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1996-02-02
Filing date: 1996-02-02
Publication date: 2004-08-04
Anticipated expiration: 2016-02-02
Also published as: JPH09209848A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の吸気管に排気再循環ガス（ＥＧＲガス）を導く排出ガス還流通路管を接続した排出ガス還流装置に関し、特に、吸気管内に排出ガス還流通路管からのＥＧＲガスを制御する弁機構を近接一体化して配設したものに係わる。
【０００２】
【従来の技術】
従来では、内燃機関の吸気管に排気再循環ガス（ＥＧＲガス）を導く排出ガス還流管を接続した排出ガス還流装置では、エアクリーナからの吸入空気によって、絞り弁開閉に伴う空気流の乱れ（渦）が生じ易いため、従来の排出ガス還流装置としては、図４に示すように、吸気管のエアクリーナ側に絞り弁（スロットル弁）を配し、インテークマニホールド側に排出ガス還流管を接続するものが一般的であった。
【０００３】
これに対し、実開昭６０−９０５５２号公報のＥＧＲ装置では、気化器からの混合ガスと還流口からのＥＧＲガスとの合流箇所に、遮蔽板と仕切板と取付板から構成される整流部材を設けて、整流部材としては、還流口の前方と上流の気化器側とを覆うように遮蔽板を配し、遮蔽板のＥＧＲガスの還流口側には、ＥＧＲガスが均等に分配されるよう、還流口に対して拡散する方向に複数の仕切板を配している。
これによって、内燃機関の各燃焼室へのＥＧＲガスを平均的に分配し、駆動特性の向上・走行性の向上、燃費低減を図り、また、吸気側のバックファイヤによるＥＧＲガス、カーボン等の気化器側への逆流を顕著に低減でき、これにより、カーボン等の気化器通路内壁、スロットル弁等への付着による不具合を防止する。
【０００４】
また、実開平２−１１９９６３号公報の吸気管構造では、スロットル弁より吸気下流側で、かつスロットル弁の近傍にＥＧＲガスの流入口を備え、ＥＧＲガス流入口に近接した吸気管内部に、スロットル弁下流側の吸気流れを流入口に偏向させる吸気偏向部材を設け、ＥＧＲガス流入口と吸気偏向部材とで隔成される空間内での吸気流速を、他の空間内における吸気流速よりも増加させている。
このために、偏向部材は、流入口に向かって凸状に湾曲した断面を有し、吸気管内壁に固定または吸気管を貫通させたり、吸気管内壁を偏向部材に向けて凸状に湾曲形成させ、凸状の偏向部材との間で絞り部を形成したり、あるいは、吸気管内に、樽型の偏向部材を設け、吸気管内に沿って絞り部を形成したりしている。
これにより、内燃機関の吸気流速が遅い場合でも、吸気偏向部材によりＥＧＲガス流入口での吸気流速が増大し、ガス中の未燃カーボンのスロットル弁付着が防止され、固着によるスロットル弁の作動不良等の問題が解消される。また、ＥＧＲガスとエアクリーナからの新気とが均一に混合されるため、気筒間のＥＧＲガス配分、ばらつきが低減され、ＥＧＲガスリミットが向上し、ドライバビリティが向上する。
【０００５】
しかし、上記の各方法では、吸気管への排出ガス還流管の接続部に配されるＥＧＲバルブを絞り弁と各々独立して配置する必要があり、搭載スペースの確保、搭載工数の増加などの問題があった。
このため、絞り弁とＥＧＲバルブとを近接一体化するものとして、欧州特許ＥＰ３４９７２９号が提案された。
この技術では、吸気通路のスロットル弁の下流側の近傍に排ガス還流通路の吸気通路への開口部が設けられ、この開口部を弁座として、吸気通路を横断して配されたメンブレンロッドを開口部の対向側に設けられたアクチュエータにより駆動して、メンブレンロッドの先端の弁部材によって排ガス還流通路の吸気通路への開口部を開閉する。これにより、搭載スペースの低減および搭載工数の削減が図られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この技術では、スロットル弁（絞り弁）の絞り作動時に、スロットル弁の下流側の吸気通路が低圧になると、排ガス還流通路から吸気通路へ吸引されるＥＧＲガスが、スロットル弁側へ向かって逆流し、ＥＧＲガス内の未燃焼カーボン等の含有物がスロットル弁に付着し易く、スロットル弁の固着等を引起しやすいという問題がある。
【０００７】
本発明は、絞り弁とＥＧＲバルブとを近接一体化し、かつ、ＥＧＲガス中のカーボン等の含有物のスロットル弁等への付着を低減させることができる排出ガス還流装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１では、気体通路を形成するハウジングのスロットル弁の下流側近傍の気体通路の中途部位に排出ガス還流管部材が突出して配設される。
吸入空気通路配管としての気体通路を吸気が通過する際に、駆動部が作動してシャフトの先端に配設された弁体を排出ガス還流管部材の先端部の弁座から離すと、弁座と弁体との隙間から排出ガスが流入して混合する。
このとき、排出ガス還流管部材がハウジング内へ突出しているため、排出ガスは気体通路を流れる吸気の流れに乗り、適切に混合する。このため、排出ガスがスロットル弁側へ逆流しにくく、排出ガス中のカーボン等が、スロットル弁等に付着しにくい。
また、弁体、シャフト、駆動部をハウジングに一体に設けているため、搭載スペースが小さくでき、搭載工数が増加することがなく、少ない工数で搭載作業を行うことができる。
【０００９】
請求項２では、排出ガス還流管部材を気体通路に対して下流方向に向けて所定の角度をなして突出させて配設するとともに、シャフトおよび駆動部を排出ガス還流管部材に対向させて気体通路に対して所定の角度をなして設けている。
この結果、弁座の開口方向が気体通路の下流側を向くため、排出ガス還流管部材から気体通路内へ流入する排出ガスが下流方向へ向かって流れやすい。従って、排出ガス中の含有物がスロットル弁等にさらに付着しにくくできる。
【００１０】
請求項３では、排出ガス還流管部材のスロットル弁側の気体通路内に、排出ガス還流管部材の先端から気体通路内へ供給される排出ガスがスロットル弁側へ逆流しないようにする整流部材を配設している。このため、排出ガスがスロットル弁側へ逆流するのを防止でき、排出ガス中の含有物のスロットル弁等への付着を著しく低減させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に本発明を図に示す実施例に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施例に係わる排出ガス還流装置１である。
図１において、２はハウジングであって、エアクリーナ（図示なし）から内燃機関（図示なし）への吸気通路２１を形成する。エアクリーナ側となるハウジング２の上流部には、スロットル弁３が配されており、スロットル弁３は、ハウジング２を貫通して設けられた駆動軸４に回動可能に支持され、ハウジング２の外側に設けられたアクチュエータ５が駆動軸４を回転駆動すると、それに応じて回動して吸気通路２１の開度を変更する。
【００１２】
６は、内燃機関の排気通路と連通された排出ガス還流通路の末端となる排出ガス還流管部材で、ハウジング２に形成された管受け部２２内に挿入され、管受け部２２により吸気通路２１に対して下流側へ向かって所定の角度θを与えられている。
【００１３】
排出ガス還流管部材６の先端６１は、吸気通路２１の内部へ突出しており、吸気通路２１への突出高さは上流側と下流側とがそれぞれ同じ高さに設定されていて、吸気通路２１への排出ガス還流管部材６の開口面６２が吸気通路２１の流れ方向に平行になっており、さらに、排出ガス還流管部材６の先端６１は、弁体７が着座するための弁座７１を形成している。
なお、排出ガス還流管部材６は、管受け部２２から脱落しないように抜け止めピン２３により管受け部２２に固定されており、排出ガス還流管部材６は、管受け部２２で、排気通路から延設された排出ガス還流通路の還流管（図示なし）とパッキングを介して接続される。
【００１４】
弁体７は、排ガス還流管部材６が突出した吸気通路２１を横断したシャフト７２の先端付近に固定されており、シャフト７２は吸気通路２１の対向側のハウジング２の外側に設けられた駆動部８から延設され、駆動部８の作動に応じて弁体７を駆動して弁座７１を開閉する。
【００１５】
駆動部８は、ハウジング２の外側に形成された隔壁部２４の外側をダイヤフラム８１で覆って大気室８２を形成するとともに、ダイヤフラム８１の外側をケーシング８３で覆って負圧室８４を形成し、ダイヤフラム８１の中心を両側から２枚の押さえ板８５で挟み込んで、押さえ板８５の中心に吸気通路２１側へ向かうシャフト７２を固定するとともに、シャフト７２の反対側には、ケーシング８３との間に大気室８２側へ押圧させるためのスプリング８６を配している。
ケーシング８３には、負圧室８４と負圧源（図示なし）とを接続するための連通管接続部８７が備えられている。
【００１６】
以上の構成により、排出ガス還流装置１は、スロットル弁とＥＧＲガスバルブ付き吸気管を形成している。
排出ガス還流装置１では、内燃機関の作動により、スロットル弁３が回動し吸気通路２１内に流入するエアクリーナ側からの吸入空気を調節する。他方、負圧が負圧室８４内に導入され、負圧室８４と大気室８２との圧力差がスプリング８６の付勢力に打ち勝つと、ダイヤフラム８１が図示上方へ移動し、これに伴い、押さえ板８５を介してダイヤフラム８１に連結されたシャフト７２および弁体７が弁座７１から解離する。
【００１７】
すると、内燃機関の排出ガスが、排出還流ガス（ＥＧＲガス）として、排出ガス還流管部材６から、弁座７１と弁体７との隙間から吸気通路２１内へ流入し、上流のエアクリーナ側からの吸入空気と混合される。
ここで、排出ガス還流管部材６は、吸気通路２１内へ突出し、また、ハウジング２の管受け部２２によって吸気通路２１の下流側へ向かって所定の角度θをなしているため、ＥＧＲガスは、吸気通路２１の中ほどで吸気通路２１の下流側へ向かって排出ガス還流管部材６から噴出されることになる。
従って、噴出したＥＧＲガスの排出ガス還流管部材６の先端６１から上流側へ向かう逆流を低減できる。この結果、ＥＧＲガス中のカーボン等の含有物のスロットル弁３等への付着を低減することができる。
【００１８】
図２に本発明の第２実施例を示す。
第２実施例では、管受け部２２により吸気通路２１に対して下流側へ向かって所定の角度θを与えられてハウジング２の吸気通路２１内に突出させた排出ガス還流管部材６の先端６１の開口面６２を吸気通路２１への突出方向に直角に形成し、弁座７１の面が、吸気通路２１の下流側へ向かうようにしている。
また、この弁座７１の向きに合わせて、弁体７を駆動するシャフト７２の方向も下流側へ向かって所定の角度θを与えられており、駆動部８は、シャフト７２の延長線上のハウジング２の外側に、傾斜して設けられている。
【００１９】
さらに、吸気通路２内の排出ガス還流管部材６の先端６１の上流側には、排出ガス還流管部材６の開口面６２から噴出するＥＧＲガスが、吸気通路２１の上流側へ逆流しないようにするための整流部材９が設けられている。
整流部材９は、図３に示すように、略櫛歯状を呈する板部材からなるもので、弁体７が弁座７１から離れたときに、弁体７の全体が櫛歯部９１の下流側に位置するように、櫛歯部９１の長さが設定されている。
これによって、第２実施例では、排出ガス還流管部材６の開口面６２から噴出するＥＧＲガスの排出ガス還流管部材６の先端６１から吸気通路２１の上流側へ向かう逆流を低減でき、ＥＧＲガス中の含有物のスロットル弁３等への付着を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る排出ガス還流装置の第１実施例を示す断面図である。
【図２】本発明に係る排出ガス還流装置の第２実施例を示す断面図である。
【図３】本発明の第２実施例における整流部材を示すための吸気通路内の図２のＰ視図である。
【図４】従来の排出ガス還流装置を説明するための吸気通路および排気通路の接続を示す図である。
【符号の説明】
１排出ガス還流装置
２ハウジング
２１吸気通路（気体通路）
３スロットル弁
６排出ガス還流管部材
６１先端
７弁体
７１弁座
７２シャフト
８駆動部
９整流部材

Claims

吸入空気通路配管の途中に配設される排出ガス還流装置であって、
両端に第１の開口部と第２の開口部を有して気体通路を形成し、前記第１の開口部側には、開閉弁の開度調整変更によりエアクリーナからの吸入空気量を調整するスロットル弁を設け、該スロットル弁の下流側近傍で、且つ前記第１の開口部と前記第２の開口部との間の前記気体通路の中途部位に排出ガス還流管部材が突出して配設されるハウジングと、
前記排出ガス還流管部材の前記気体通路側の先端部を弁座とし、該気体通路を横断して作動するシャフトの先端に配設される弁体と、
前記気体通路に対して前記排出ガス還流管部材の反対側に前記シャフトと前記弁体を作動させる駆動部を一体的に配設し、
前記排出ガス還流管部材を前記気体通路に対して下流方向に向けて所定の角度をなして突出させて配設するとともに、前記弁体が着座するために前記排出ガス還流管部材の前記先端部に形成された前記弁座面を前記気体通路の流れ方向に対して平行に配設したことを特徴とする排出ガス還流装置。
吸入空気通路配管の途中に配設される排出ガス還流装置であって、
両端に第１の開口部と第２の開口部を有して気体通路を形成し、前記第１の開口部側には、開閉弁の開度調整変更によりエアクリーナからの吸入空気量を調整するスロットル弁を設け、該スロットル弁の下流側近傍で、且つ前記第１の開口部と前記第２の開口部との間の前記気体通路の中途部位に排出ガス還流管部材が突出して配設されるハウジングと、
前記排出ガス還流管部材の前記気体通路側の先端部を弁座とし、該気体通路を横断して作動するシャフトの先端に配設される弁体と、
前記気体通路に対して前記排出ガス還流管部材の反対側に前記シャフトと前記弁体を作動させる駆動部を一体的に配設し、
前記排出ガス還流管部材を前記気体通路に対して下流方向に向けて所定の角度をなして突出させて配設するとともに、前記シャフトおよび前記駆動部を前記排出ガス還流管部材に対向させて前記気体通路に対して所定の角度をなして設けたことを特徴とする排出ガス還流装置。
前記排出ガス還流管部材の前記スロットル弁側の前記気体通路内に、前記排出ガス還流管部材の先端から前記気体通路内へ供給される排出ガスの前記スロットル弁側への逆流を低減する整流部材を配設したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の排出ガス還流装置。