JP5454460B2 - バルブユニットおよびバルブユニットを備える内燃機関の排気還流装置 - Google Patents
バルブユニットおよびバルブユニットを備える内燃機関の排気還流装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5454460B2 JP5454460B2 JP2010276809A JP2010276809A JP5454460B2 JP 5454460 B2 JP5454460 B2 JP 5454460B2 JP 2010276809 A JP2010276809 A JP 2010276809A JP 2010276809 A JP2010276809 A JP 2010276809A JP 5454460 B2 JP5454460 B2 JP 5454460B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shaft
- intake passage
- valve
- passage
- intake
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
Description
本発明は、内燃機関の吸気通路に設けられるバルブユニットおよびバルブユニットを備える排気還流装置に関する。
従来、エンジンの排気に含まれるNOx(窒素酸化物)を抑制する手段として、排気の一部をEGRガスとして吸気に再循環させるEGR技術が公知である。
このEGR技術は、EGRガスの量を増やすことでNOxの量を減らすことができる反面、EGRガスを過剰に再循環させると、粒子状物質である黒鉛(PM)が発生しやすくなる。このため、黒鉛の発生を抑制しつつ、NOxを大幅に削減するためには、あらゆる運転条件に応じた最適なEGR制御が必要である。
これに対し、近年、高圧EGR系と低圧EGR系とを組み合わせることで、きめの細かいEGR制御を可能とする技術が提案されている(特許文献1参照)。
このEGR技術は、EGRガスの量を増やすことでNOxの量を減らすことができる反面、EGRガスを過剰に再循環させると、粒子状物質である黒鉛(PM)が発生しやすくなる。このため、黒鉛の発生を抑制しつつ、NOxを大幅に削減するためには、あらゆる運転条件に応じた最適なEGR制御が必要である。
これに対し、近年、高圧EGR系と低圧EGR系とを組み合わせることで、きめの細かいEGR制御を可能とする技術が提案されている(特許文献1参照)。
例えば、ターボチャージャを搭載する車両では、排気タービンの排気上流側からコンプレッサの吸気下流側にEGRガスを戻す高圧EGR装置と、排気タービンの排気下流側からコンプレッサの吸気上流側にEGRガスを戻す低圧EGR装置とが組み合わされる。
しかし、低圧EGR装置は、排気圧が比較的低い領域から吸気負圧の発生が弱い領域にEGRガスを戻すため、少量のEGRガスをエンジンに戻すことは可能であるが、多量のEGRガスをエンジンに戻すことは困難であり、多量のEGRガスをエンジンに戻すことが要求される運転領域が存在しても、その要求に応えることは出来なかった。
しかし、低圧EGR装置は、排気圧が比較的低い領域から吸気負圧の発生が弱い領域にEGRガスを戻すため、少量のEGRガスをエンジンに戻すことは可能であるが、多量のEGRガスをエンジンに戻すことは困難であり、多量のEGRガスをエンジンに戻すことが要求される運転領域が存在しても、その要求に応えることは出来なかった。
そこで、特許文献2には、図7に示す様に、低圧EGRガスを吸気通路100に還流させる低圧EGR通路110との合流部より吸気上流側の吸気通路100に吸気絞りバルブ120を配設して、多量の低圧EGRガスをエンジンに戻すことが要求される運転領域では、図示矢印で示す様に、吸気通路100を閉じる方向、つまり、吸気負圧が発生する方向に吸気絞りバルブ120の開度を制御する技術が開示されている。
ところが、吸気絞りバルブ120を備える特許文献2の従来技術では、排気ガスの一部であるEGRガスが、吸気絞りバルブ120のシャフト130を支持する軸受側へ流れ込むと、EGRガスに含まれる粒子状物質(PM)が軸受とシャフト130との摺動隙間に入り込むことにより、軸受とシャフト130とが固着して吸気絞りバルブ120の作動不良を招く恐れがあった。特に、図7に示した様に、低圧EGR通路110と吸気通路100との合流部に近い位置に吸気絞りバルブ120を配置する場合(例えば、低圧EGRバルブ140と吸気絞りバルブ120とを一つの電動アクチュエータにより駆動する場合)は、吸気通路100に還流したEGRガスの一部が吸気絞りバルブ120の軸受側へ流れ込み易くなるため、軸受とシャフト130との固着防止に必要な対策が望まれている。
また、EGRガスの影響とは別に、吸入空気中の水分が氷結して軸受とシャフト130とが固着する恐れもある。この水分氷結によって軸受とシャフト130とが固着する問題は、上記の吸気絞りバルブ120に限らず、例えば、エンジンの吸入空気量を調整するスロットルバルブにも同様に起こり得る。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、吸気絞りバルブのシャフトと軸受との固着を防止できる内燃機関のバルブユニットおよび排気還流装置を提供することにある。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、吸気絞りバルブのシャフトと軸受との固着を防止できる内燃機関のバルブユニットおよび排気還流装置を提供することにある。
(請求項1の発明)
本発明は、内燃機関の吸気通路に設けられるバルブユニットであって、吸気通路の一部を形成するバルブハウジングと、このバルブハウジングに軸受を介して回転自在に支持され、吸気通路の径方向に配置されるシャフトと、このシャフトに固定され、シャフトの回転に伴って吸気通路の開度を調整する円板状の弁体とを有し、この弁体には、シャフトに固定される径方向の一端側にカップ状の空洞部を形成するカップ形状部が設けられ、バルブハウジングは、軸受より軸方向バルブ側の内周にシャフトを通すための挿通孔が形成されたシャフト挿通部を有し、このシャフト挿通部が吸気通路の内部へ突き出て設けられ、且つ、カップ形状部によってシャフト挿通部の外周が所定の隙間を有して覆われていることを特徴とする。
本発明は、内燃機関の吸気通路に設けられるバルブユニットであって、吸気通路の一部を形成するバルブハウジングと、このバルブハウジングに軸受を介して回転自在に支持され、吸気通路の径方向に配置されるシャフトと、このシャフトに固定され、シャフトの回転に伴って吸気通路の開度を調整する円板状の弁体とを有し、この弁体には、シャフトに固定される径方向の一端側にカップ状の空洞部を形成するカップ形状部が設けられ、バルブハウジングは、軸受より軸方向バルブ側の内周にシャフトを通すための挿通孔が形成されたシャフト挿通部を有し、このシャフト挿通部が吸気通路の内部へ突き出て設けられ、且つ、カップ形状部によってシャフト挿通部の外周が所定の隙間を有して覆われていることを特徴とする。
上記の構成によれば、シャフト挿通部が吸気通路の内部へ突き出て設けられるので、シャフト挿通部の先端に開口する挿通孔の開口面が吸気通路の円周上ではなく、吸気通路の内部へ突き出た位置に形成される。この挿通孔を有するシャフト挿通部の外周が弁体に設けられたカップ形状部によって覆われているため、吸気通路を流れる空気の一部が軸受内(軸受とシャフトとの摺動隙間)へ入り込むまでの経路を迷路構造にできる。これにより、軸受内まで入り込む空気を少なくできる。言い換えると、軸受内に空気が入り込み難くなり、例えば、空気中の水分氷結に起因する軸受とシャフトとの固着を防止できるので、弁体の作動不良を回避できる。
なお、本発明の弁体は、例えば、内燃機関の吸入空気量を調整するためのスロットルバルブに適用できる。
なお、本発明の弁体は、例えば、内燃機関の吸入空気量を調整するためのスロットルバルブに適用できる。
(請求項2の発明)
本発明は、内燃機関より排出される排気ガスの一部をEGRガスとして吸気通路に還流させるEGR通路と、このEGR通路と吸気通路との合流部より吸気上流側の吸気通路に設けられるバルブユニットとを備える内燃機関の排気還流装置であって、バルブユニットは、吸気通路の一部を形成するバルブハウジングと、このバルブハウジングに軸受を介して回転自在に支持され、吸気通路の径方向に配置されるシャフトと、このシャフトに固定され、シャフトの回転に伴って吸気通路の開度を調整する円板状の弁体とを有し、この弁体には、シャフトに固定される径方向の一端側にカップ状の空洞部を形成するカップ形状部が設けられ、バルブハウジングは、軸受より軸方向バルブ側の内周にシャフトを通すための挿通孔が形成されたシャフト挿通部を有し、このシャフト挿通部が吸気通路の内部へ突き出て設けられ、且つ、カップ形状部によってシャフト挿通部の外周が所定の隙間を有して覆われていることを特徴とする。
本発明は、内燃機関より排出される排気ガスの一部をEGRガスとして吸気通路に還流させるEGR通路と、このEGR通路と吸気通路との合流部より吸気上流側の吸気通路に設けられるバルブユニットとを備える内燃機関の排気還流装置であって、バルブユニットは、吸気通路の一部を形成するバルブハウジングと、このバルブハウジングに軸受を介して回転自在に支持され、吸気通路の径方向に配置されるシャフトと、このシャフトに固定され、シャフトの回転に伴って吸気通路の開度を調整する円板状の弁体とを有し、この弁体には、シャフトに固定される径方向の一端側にカップ状の空洞部を形成するカップ形状部が設けられ、バルブハウジングは、軸受より軸方向バルブ側の内周にシャフトを通すための挿通孔が形成されたシャフト挿通部を有し、このシャフト挿通部が吸気通路の内部へ突き出て設けられ、且つ、カップ形状部によってシャフト挿通部の外周が所定の隙間を有して覆われていることを特徴とする。
上記の構成によれば、シャフト挿通部が吸気通路の内部へ突き出て設けられるので、シャフト挿通部の先端に開口する挿通孔の開口面が吸気通路の円周上ではなく、吸気通路の内部へ突き出た位置に形成される。この挿通孔を有するシャフト挿通部の外周が弁体に設けられたカップ形状部によって覆われているため、EGR通路から吸気通路に還流するEGRガスの一部が軸受内(軸受とシャフトとの摺動隙間)へ入り込むまでの経路を迷路構造にできる。これにより、EGRガスに含まれる粒子状物質(PM)が軸受内に入り込み難くなるので、軸受とシャフトとの固着を防止でき、弁体の作動不良を回避できる。
(請求項3の発明)
本発明は、内燃機関より排出される排気ガスの一部をEGRガスとして吸気通路に還流させるEGR通路と、このEGR通路と吸気通路との合流部より吸気上流側の吸気通路に設けられるバルブユニットとを備える内燃機関の排気還流装置であって、バルブユニットは、吸気通路の一部を形成するバルブハウジングと、このバルブハウジングに軸受を介して回転自在に支持され、吸気通路の径方向に配置されるシャフトと、このシャフトに固定され、シャフトの回転に伴って吸気通路の開度を調整する円板状の弁体とを有し、この弁体が吸気通路を閉じた状態で弁体の吸気下流側となる面を一方のバルブ面と呼ぶ時に、弁体は、シャフトに固定される径方向の一端側が一方のバルブ面側へ凸となる様に半円形状に湾曲して形成される半カップ形状部が設けられ、バルブハウジングは、軸受より軸方向バルブ側の内周にシャフトを通すための挿通孔が形成されたシャフト挿通部を有し、このシャフト挿通部が吸気通路の内部へ突き出て設けられ、且つ、シャフト挿通部の円周方向の略半周分が半カップ形状部に所定の隙間を有して覆われていることを特徴とする。
本発明は、内燃機関より排出される排気ガスの一部をEGRガスとして吸気通路に還流させるEGR通路と、このEGR通路と吸気通路との合流部より吸気上流側の吸気通路に設けられるバルブユニットとを備える内燃機関の排気還流装置であって、バルブユニットは、吸気通路の一部を形成するバルブハウジングと、このバルブハウジングに軸受を介して回転自在に支持され、吸気通路の径方向に配置されるシャフトと、このシャフトに固定され、シャフトの回転に伴って吸気通路の開度を調整する円板状の弁体とを有し、この弁体が吸気通路を閉じた状態で弁体の吸気下流側となる面を一方のバルブ面と呼ぶ時に、弁体は、シャフトに固定される径方向の一端側が一方のバルブ面側へ凸となる様に半円形状に湾曲して形成される半カップ形状部が設けられ、バルブハウジングは、軸受より軸方向バルブ側の内周にシャフトを通すための挿通孔が形成されたシャフト挿通部を有し、このシャフト挿通部が吸気通路の内部へ突き出て設けられ、且つ、シャフト挿通部の円周方向の略半周分が半カップ形状部に所定の隙間を有して覆われていることを特徴とする。
上記の構成によれば、シャフト挿通部が吸気通路の内部へ突き出て設けられるので、シャフト挿通部の先端に開口する挿通孔の開口面が吸気通路の円周上ではなく、吸気通路の内部へ突き出た位置に形成される。この挿通孔を有するシャフト挿通部の円周方向の略半周分が弁体に設けられた半カップ形状部によって覆われているため、EGR通路から吸気通路に還流するEGRガスの一部が軸受内(軸受とシャフトとの摺動隙間)へ入り込むまでの経路を迷路構造にできる。これにより、EGRガスに含まれる粒子状物質(PM)が軸受内に入り込み難くなるので、軸受とシャフトとの固着を防止でき、弁体の作動不良を回避できる。
(請求項4の発明)
請求項2または3に記載した内燃機関の排気還流装置において、内燃機関の排気通路に配置される排気タービン及び吸気通路に配置されるコンプレッサを有するターボチャージャを備え、EGR通路は、排気タービンより下流の排気通路から排気の一部を低圧EGRガスとして取り込み、コンプレッサより上流の吸気通路へ還流させる低圧EGR通路であり、バルブユニットは、低圧EGR通路との合流部より吸気上流側の吸気通路に設けられていることを特徴とする。
本発明では、バルブユニットの弁体を負圧発生弁として使用することができる。つまり、吸気通路を閉じる方向に弁体の開度を制御して、低圧EGR通路と吸気通路との合流部に吸気負圧を発生させることにより、多量の低圧EGRガスをエンジンに戻すことが可能である。
請求項2または3に記載した内燃機関の排気還流装置において、内燃機関の排気通路に配置される排気タービン及び吸気通路に配置されるコンプレッサを有するターボチャージャを備え、EGR通路は、排気タービンより下流の排気通路から排気の一部を低圧EGRガスとして取り込み、コンプレッサより上流の吸気通路へ還流させる低圧EGR通路であり、バルブユニットは、低圧EGR通路との合流部より吸気上流側の吸気通路に設けられていることを特徴とする。
本発明では、バルブユニットの弁体を負圧発生弁として使用することができる。つまり、吸気通路を閉じる方向に弁体の開度を制御して、低圧EGR通路と吸気通路との合流部に吸気負圧を発生させることにより、多量の低圧EGRガスをエンジンに戻すことが可能である。
本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。
(実施例1)
実施例1では、EGR装置を搭載するエンジンの吸気通路に本発明のバルブユニットを設けた一例を説明する。
先ず、エンジン1の吸排気系について図4を基に説明する。
エンジン1は、吸入空気を気筒内に導入する吸気通路2と、気筒内で燃料の燃焼によって発生した排気ガスを大気に排出する排気通路3とを備える。なお、本実施例のエンジン1は、例えば、燃料に軽油を使用するディーゼルエンジン、あるいは、ガソリンを使用するガソリンエンジンに適用できる。
実施例1では、EGR装置を搭載するエンジンの吸気通路に本発明のバルブユニットを設けた一例を説明する。
先ず、エンジン1の吸排気系について図4を基に説明する。
エンジン1は、吸入空気を気筒内に導入する吸気通路2と、気筒内で燃料の燃焼によって発生した排気ガスを大気に排出する排気通路3とを備える。なお、本実施例のエンジン1は、例えば、燃料に軽油を使用するディーゼルエンジン、あるいは、ガソリンを使用するガソリンエンジンに適用できる。
吸気通路2には、吸気口2aより取り込んだ外気に含まれる砂埃などの異物を取り除くエアクリーナ4、本発明に係るバルブユニット5、吸入空気を圧縮してエンジン1に過給するターボチャージャのコンプレッサ6、このコンプレッサ6で圧縮された空気を冷却するインタークーラ7、吸気量を調整するためのスロットルバルブ8を組み込んだスロットルボディ9、および、所定の容積室を形成するサージタンク10等が設けられている。
排気通路3には、排気ガスの圧力を回転力に変換するターボチャージャの排気タービン11、排気ガスに含まれる粒子状物質(PM)を補集するDPF12(ディーゼルパティキュレートフィルターの略)等が設けられている。
排気通路3には、排気ガスの圧力を回転力に変換するターボチャージャの排気タービン11、排気ガスに含まれる粒子状物質(PM)を補集するDPF12(ディーゼルパティキュレートフィルターの略)等が設けられている。
次に、EGR装置について説明する。
エンジン1の吸排気系には、高圧EGR装置と低圧EGR装置とが設けられている。
高圧EGR装置は、エンジン1から排出された直後の比較的高温および高圧の排気ガスの一部を高圧EGRガスとして吸気側へ還流させる高圧系の排気還流装置である。この高圧EGR装置は、排気タービン11より排気上流側の排気通路3とスロットルバルブ8より吸気下流側の吸気通路2(本実施例ではサージタンク10)とを接続する高圧EGR通路13と、この高圧EGR通路13を通って吸気側へ還流する高圧EGRガスの流量を調整する高圧EGRバルブ14と、高圧EGR通路13を通って吸気側へ還流する高圧EGRガスを冷却する高圧EGRクーラ15と、この高圧EGRクーラ15をバイパスするバイパスEGR通路16と、高圧EGRガスが高圧EGRクーラ15を経由して吸気側に還流する経路とバイパスEGR通路16を通って吸気側に還流する経路とを切り替えるEGR通路切替弁17とを備える。
エンジン1の吸排気系には、高圧EGR装置と低圧EGR装置とが設けられている。
高圧EGR装置は、エンジン1から排出された直後の比較的高温および高圧の排気ガスの一部を高圧EGRガスとして吸気側へ還流させる高圧系の排気還流装置である。この高圧EGR装置は、排気タービン11より排気上流側の排気通路3とスロットルバルブ8より吸気下流側の吸気通路2(本実施例ではサージタンク10)とを接続する高圧EGR通路13と、この高圧EGR通路13を通って吸気側へ還流する高圧EGRガスの流量を調整する高圧EGRバルブ14と、高圧EGR通路13を通って吸気側へ還流する高圧EGRガスを冷却する高圧EGRクーラ15と、この高圧EGRクーラ15をバイパスするバイパスEGR通路16と、高圧EGRガスが高圧EGRクーラ15を経由して吸気側に還流する経路とバイパスEGR通路16を通って吸気側に還流する経路とを切り替えるEGR通路切替弁17とを備える。
低圧EGR装置は、比較的低温および低圧の排気ガスの一部を低圧EGRガスとして吸気側へ還流させる低圧系の排気還流装置である。この低圧EGR装置は、排気タービン11より排気下流側(本実施例ではDPF12の排気下流側)の排気通路3とコンプレッサ6より吸気上流側の吸気通路2とを接続する低圧EGR通路18と、この低圧EGR通路18を通って吸気側へ還流する低圧EGRガスの流量を調整する低圧EGRバルブ19と、低圧EGR通路18を通って吸気側へ還流する低圧EGRガスを冷却する低圧EGRクーラ20とが設けられている。
続いて、図1〜図3を基にバルブユニット5について説明する。
バルブユニット5は、低圧EGR通路18との合流部より吸気上流側の吸気通路2に設けられる(図4参照)。このバルブユニット5は、図1に示す様に、吸気通路2の一部を形成するバルブハウジング20と、このバルブハウジング20に軸受21を介して回転自在に支持され、吸気通路2の径方向に配置されるシャフト22と、このシャフト22に固定される円板状の吸気絞りバルブ23(本発明の弁体)とを有し、電動アクチュエータ(図示せず)によりシャフト22が駆動され、そのシャフト22と共に吸気絞りバルブ23が回転することで吸気通路2の開度を調整する。
バルブハウジング20は、図1に示す様に、内周にシャフト22を通すための挿通孔20aが形成されたシャフト挿通部20bを有し、このシャフト挿通部20bが吸気通路2の内部へ突き出て設けられている。シャフト挿通部20bは、吸気通路2の内部に突き出る先端に向かって外径が次第に小さくなるテーパ形状に設けられ、先端面に挿通孔20aが開口している。
バルブユニット5は、低圧EGR通路18との合流部より吸気上流側の吸気通路2に設けられる(図4参照)。このバルブユニット5は、図1に示す様に、吸気通路2の一部を形成するバルブハウジング20と、このバルブハウジング20に軸受21を介して回転自在に支持され、吸気通路2の径方向に配置されるシャフト22と、このシャフト22に固定される円板状の吸気絞りバルブ23(本発明の弁体)とを有し、電動アクチュエータ(図示せず)によりシャフト22が駆動され、そのシャフト22と共に吸気絞りバルブ23が回転することで吸気通路2の開度を調整する。
バルブハウジング20は、図1に示す様に、内周にシャフト22を通すための挿通孔20aが形成されたシャフト挿通部20bを有し、このシャフト挿通部20bが吸気通路2の内部へ突き出て設けられている。シャフト挿通部20bは、吸気通路2の内部に突き出る先端に向かって外径が次第に小さくなるテーパ形状に設けられ、先端面に挿通孔20aが開口している。
シャフト挿通部20bには、挿通孔20aの軸方向反バルブ側にガスシール24が配設され、このガスシール24の反挿通孔側に軸受21が配置される。
軸受21は、円筒形のメタル軸受(すべり軸受)であり、バルブハウジング20に圧入固定される。また、軸受21の反ガスシール側には、シャフト22のスラスト荷重を受けるボールベアリング25が配置される。
吸気絞りバルブ23は、多量の低圧EGRガスを吸気側へ還流させることが要求される運転領域において、吸気通路2を閉じる方向、つまり、吸気負圧を発生させる方向に駆動される吸気負圧発生弁として使用される。この吸気絞りバルブ23は、図2に示す様に、円板状の中央部に軸孔23aを形成する筒状部23bが設けられ、その筒状部23bの軸孔23aにシャフト22を圧入して固定される。
軸受21は、円筒形のメタル軸受(すべり軸受)であり、バルブハウジング20に圧入固定される。また、軸受21の反ガスシール側には、シャフト22のスラスト荷重を受けるボールベアリング25が配置される。
吸気絞りバルブ23は、多量の低圧EGRガスを吸気側へ還流させることが要求される運転領域において、吸気通路2を閉じる方向、つまり、吸気負圧を発生させる方向に駆動される吸気負圧発生弁として使用される。この吸気絞りバルブ23は、図2に示す様に、円板状の中央部に軸孔23aを形成する筒状部23bが設けられ、その筒状部23bの軸孔23aにシャフト22を圧入して固定される。
吸気絞りバルブ23には、図3に示す様に、シャフト22に固定される径方向の一端側、つまり、筒状部23bの一端側にカップ状の空洞部を形成するカップ形状部23cが設けられ、このカップ形状部23cの底面に筒状部23bの軸孔23aが開口している。
カップ形状部23cは、図1に示す様に、バルブハウジング20に設けられるシャフト挿通部20bの外周を一定の隙間を有して包み込む形状に設けられている。言い換えると、軸孔23aが開口するカップ形状部23cの底面側から吸気絞りバルブ23の外径側へ向かって、空洞部の内径が次第に大きくなるテーパ形状に設けられている。すなわち、吸気絞りバルブ23は、吸気通路2の内部でシャフト挿通部20bの外周をカップ形状部23cが所定の隙間を有して包み込むように配置されている。
カップ形状部23cは、図1に示す様に、バルブハウジング20に設けられるシャフト挿通部20bの外周を一定の隙間を有して包み込む形状に設けられている。言い換えると、軸孔23aが開口するカップ形状部23cの底面側から吸気絞りバルブ23の外径側へ向かって、空洞部の内径が次第に大きくなるテーパ形状に設けられている。すなわち、吸気絞りバルブ23は、吸気通路2の内部でシャフト挿通部20bの外周をカップ形状部23cが所定の隙間を有して包み込むように配置されている。
(実施例1の作用および効果)
実施例1に示すバルブユニット5は、バルブハウジング20のシャフト挿通部20bが吸気通路2の内部へ突き出て設けられるので、シャフト挿通部20bの先端に開口する挿通孔20aの開口面、つまり、吸気通路2に向けて開口する挿通孔20aの開口面が吸気通路2の円周上ではなく、吸気通路2の内部へ突き出た位置に形成される。この挿通孔20aを有するシャフト挿通部20bの外周が吸気絞りバルブ23に設けられたカップ形状部23cによって覆われている、すなわち、カップ形状部23cがシャフト挿通部20bの外周を所定の隙間を有して包み込んでいるので、低圧EGR通路18から吸気通路2に還流する低圧EGRガスの一部が軸受21とシャフト22との摺動隙間(以下、軸受内と言う)へ入り込むまでの経路を迷路構造にできる。
実施例1に示すバルブユニット5は、バルブハウジング20のシャフト挿通部20bが吸気通路2の内部へ突き出て設けられるので、シャフト挿通部20bの先端に開口する挿通孔20aの開口面、つまり、吸気通路2に向けて開口する挿通孔20aの開口面が吸気通路2の円周上ではなく、吸気通路2の内部へ突き出た位置に形成される。この挿通孔20aを有するシャフト挿通部20bの外周が吸気絞りバルブ23に設けられたカップ形状部23cによって覆われている、すなわち、カップ形状部23cがシャフト挿通部20bの外周を所定の隙間を有して包み込んでいるので、低圧EGR通路18から吸気通路2に還流する低圧EGRガスの一部が軸受21とシャフト22との摺動隙間(以下、軸受内と言う)へ入り込むまでの経路を迷路構造にできる。
上記の迷路構造を具体的に説明すると、低圧EGR通路18から吸気通路2に還流した低圧EGRガスの一部は、カップ形状部23cの外側からカップ形状部23cの内部、つまり、カップ形状部23cとシャフト挿通部20bとの間に形成される所定の隙間へ入り込み、その隙間を通ってカップ形状部23cの底面側(シャフト挿通部20bの先端部)へ回り込んだ後、流れの向きを変えて、シャフト挿通部20bの先端に開口する挿通孔20aからシャフト22との間に形成される隙間を通り抜けて軸受内へ入り込む。このように、軸受内へ低圧EGRガスが入り込むまでの経路を迷路構造にできるので、軸受内まで入り込む低圧EGRガスを少なくできる。これにより、低圧EGRガスに含まれる粒子状物質(PM)が軸受内に入り込み難くなるので、軸受21とシャフト22との固着を防止でき、吸気絞りバルブ23の作動不良を回避できる。
また、吸入空気中の水分が氷結することによる軸受21とシャフト22との固着防止にも効果を期待できる。
また、吸入空気中の水分が氷結することによる軸受21とシャフト22との固着防止にも効果を期待できる。
(実施例2)
この実施例2は、図5に示す様に、吸気絞りバルブ23に半カップ形状部23dを設け、この半カップ形状部23dによってシャフト挿通部20bの外周を円周方向の略半周分だけ覆うように構成した一例である。
上記の半カップ形状部23dは、実施例1に記載したカップ形状部23cを径方向に略半分割した形状である。具体的に説明すると、吸気絞りバルブ23が吸気通路2を閉じた状態で吸気絞りバルブ23の吸気下流側となる面(図5に示す吸気絞りバルブ23の図示左側の面)を一方のバルブ面と呼ぶ時に、シャフト22に固定される吸気絞りバルブ23の径方向一端側には、一方のバルブ面側へ凸となる様に半円形状に湾曲して形成された半カップ形状部23dが設けられている。
この実施例2は、図5に示す様に、吸気絞りバルブ23に半カップ形状部23dを設け、この半カップ形状部23dによってシャフト挿通部20bの外周を円周方向の略半周分だけ覆うように構成した一例である。
上記の半カップ形状部23dは、実施例1に記載したカップ形状部23cを径方向に略半分割した形状である。具体的に説明すると、吸気絞りバルブ23が吸気通路2を閉じた状態で吸気絞りバルブ23の吸気下流側となる面(図5に示す吸気絞りバルブ23の図示左側の面)を一方のバルブ面と呼ぶ時に、シャフト22に固定される吸気絞りバルブ23の径方向一端側には、一方のバルブ面側へ凸となる様に半円形状に湾曲して形成された半カップ形状部23dが設けられている。
バルブハウジング20は、吸気通路2の内部に突き出るシャフト挿通部20bの円周方向の略半周分(図6に破線で示す範囲)が吸気絞りバルブ23に設けられた半カップ形状部23dによって覆われている。これにより、シャフト挿通部20bが低圧EGRガスに晒されることを抑制でき、且つ、低圧EGR通路18から吸気通路2に還流する低圧EGRガスの一部が軸受内へ入り込むまでの経路を迷路構造にできる。その結果、低圧EGRガスに含まれる粒子状物質(PM)が軸受内に入り込み難くなるので、軸受21とシャフト22との固着を防止でき、吸気絞りバルブ23の作動不良を回避できる。
(変形例)
実施例1では、バルブユニット5を低圧EGR通路18との合流部より吸気上流側の吸気通路2に設ける一例を記載したが、高圧EGR通路13との合流部より吸気上流側の吸気通路2にバルブユニット5を設けることも出来る。この場合、低圧EGR装置を搭載していない、つまり、高圧EGR装置のみを搭載するエンジンにも適用できる。
また、実施例1では、吸気絞りバルブ23に筒状部23bを設けて、この筒状部23bの軸孔23aにシャフト22を圧入して固定する一例を記載したが、吸気絞りバルブ23をシャフト22にスクリュー等で締め付け固定する構造でも良い。
実施例1では、本発明の弁体を吸気負圧発生弁である吸気絞りバルブ23に使用しているが、エンジン1の吸入空気量を調整するスロットルバルブ8に適用することも出来る。この場合、実施例1に記載したカップ形状部23cをスロットルバルブ8に設けることで、空気中の水分が氷結することによる軸受とシャフトとの固着防止に効果がある。
実施例1では、バルブユニット5を低圧EGR通路18との合流部より吸気上流側の吸気通路2に設ける一例を記載したが、高圧EGR通路13との合流部より吸気上流側の吸気通路2にバルブユニット5を設けることも出来る。この場合、低圧EGR装置を搭載していない、つまり、高圧EGR装置のみを搭載するエンジンにも適用できる。
また、実施例1では、吸気絞りバルブ23に筒状部23bを設けて、この筒状部23bの軸孔23aにシャフト22を圧入して固定する一例を記載したが、吸気絞りバルブ23をシャフト22にスクリュー等で締め付け固定する構造でも良い。
実施例1では、本発明の弁体を吸気負圧発生弁である吸気絞りバルブ23に使用しているが、エンジン1の吸入空気量を調整するスロットルバルブ8に適用することも出来る。この場合、実施例1に記載したカップ形状部23cをスロットルバルブ8に設けることで、空気中の水分が氷結することによる軸受とシャフトとの固着防止に効果がある。
1 エンジン(内燃機関)
2 吸気通路
3 排気通路
5 バルブユニット
6 コンプレッサ
11 タービン
13 高圧EGR通路
18 低圧EGR通路
20 バルブハウジング
20a 挿通孔
20b シャフト挿通部
21 軸受
22 シャフト
23 吸気絞りバルブ(弁体)
23c カップ形状部
23d 半カップ形状部
2 吸気通路
3 排気通路
5 バルブユニット
6 コンプレッサ
11 タービン
13 高圧EGR通路
18 低圧EGR通路
20 バルブハウジング
20a 挿通孔
20b シャフト挿通部
21 軸受
22 シャフト
23 吸気絞りバルブ(弁体)
23c カップ形状部
23d 半カップ形状部
Claims (4)
- 内燃機関の吸気通路に設けられるバルブユニットであって、
前記吸気通路の一部を形成するバルブハウジングと、
このバルブハウジングに軸受を介して回転自在に支持され、前記吸気通路の径方向に配置されるシャフトと、
このシャフトに固定され、前記シャフトの回転に伴って前記吸気通路の開度を調整する円板状の弁体とを有し、
前記弁体には、前記シャフトに固定される径方向の一端側にカップ状の空洞部を形成するカップ形状部が設けられ、
前記バルブハウジングは、前記軸受より軸方向バルブ側の内周に前記シャフトを通すための挿通孔が形成されたシャフト挿通部を有し、このシャフト挿通部が前記吸気通路の内部へ突き出て設けられ、且つ、前記カップ形状部によって前記シャフト挿通部の外周が所定の隙間を有して覆われていることを特徴とするバルブユニット。 - 内燃機関より排出される排気ガスの一部をEGRガスとして吸気通路に還流させるEGR通路と、
このEGR通路と前記吸気通路との合流部より吸気上流側の前記吸気通路に設けられるバルブユニットとを備える内燃機関の排気還流装置であって、
前記バルブユニットは、
前記吸気通路の一部を形成するバルブハウジングと、
このバルブハウジングに軸受を介して回転自在に支持され、前記吸気通路の径方向に配置されるシャフトと、
このシャフトに固定され、前記シャフトの回転に伴って前記吸気通路の開度を調整する円板状の弁体とを有し、
前記弁体には、前記シャフトに固定される径方向の一端側にカップ状の空洞部を形成するカップ形状部が設けられ、
前記バルブハウジングは、前記軸受より軸方向バルブ側の内周に前記シャフトを通すための挿通孔が形成されたシャフト挿通部を有し、このシャフト挿通部が前記吸気通路の内部へ突き出て設けられ、且つ、前記カップ形状部によって前記シャフト挿通部の外周が所定の隙間を有して覆われていることを特徴とするバルブユニット。 - 内燃機関より排出される排気ガスの一部をEGRガスとして吸気通路に還流させるEGR通路と、
このEGR通路と前記吸気通路との合流部より吸気上流側の前記吸気通路に設けられるバルブユニットとを備える内燃機関の排気還流装置であって、
前記バルブユニットは、
前記吸気通路の一部を形成するバルブハウジングと、
このバルブハウジングに軸受を介して回転自在に支持され、前記吸気通路の径方向に配置されるシャフトと、
このシャフトに固定され、前記シャフトの回転に伴って前記吸気通路の開度を調整する円板状の弁体とを有し、
前記弁体が前記吸気通路を閉じた状態で前記弁体の吸気下流側となる面を一方のバルブ面と呼ぶ時に、前記弁体は、前記シャフトに固定される径方向の一端側が前記一方のバルブ面側へ凸となる様に半円形状に湾曲して形成される半カップ形状部が設けられ、
前記バルブハウジングは、前記軸受より軸方向バルブ側の内周に前記シャフトを通すための挿通孔が形成されたシャフト挿通部を有し、このシャフト挿通部が前記吸気通路の内部へ突き出て設けられ、且つ、前記シャフト挿通部の円周方向の略半周分が前記半カップ形状部に所定の隙間を有して覆われていることを特徴とする内燃機関の排気還流装置。 - 請求項2または3に記載した内燃機関の排気還流装置において、
前記内燃機関の排気通路に配置される排気タービン及び前記吸気通路に配置されるコンプレッサを有するターボチャージャを備え、
前記EGR通路は、前記排気タービンより下流の前記排気通路から排気の一部を低圧EGRガスとして取り込み、前記コンプレッサより上流の前記吸気通路へ還流させる低圧EGR通路であり、
前記バルブユニットは、前記低圧EGR通路との合流部より吸気上流側の前記吸気通路に設けられていることを特徴とする内燃機関の排気還流装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010276809A JP5454460B2 (ja) | 2010-12-13 | 2010-12-13 | バルブユニットおよびバルブユニットを備える内燃機関の排気還流装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010276809A JP5454460B2 (ja) | 2010-12-13 | 2010-12-13 | バルブユニットおよびバルブユニットを備える内燃機関の排気還流装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012127204A JP2012127204A (ja) | 2012-07-05 |
JP5454460B2 true JP5454460B2 (ja) | 2014-03-26 |
Family
ID=46644524
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010276809A Expired - Fee Related JP5454460B2 (ja) | 2010-12-13 | 2010-12-13 | バルブユニットおよびバルブユニットを備える内燃機関の排気還流装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5454460B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6011501B2 (ja) | 2013-09-19 | 2016-10-19 | 株式会社デンソー | バルブ装置 |
JP6489266B2 (ja) * | 2018-04-23 | 2019-03-27 | 株式会社デンソー | バルブユニット |
-
2010
- 2010-12-13 JP JP2010276809A patent/JP5454460B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012127204A (ja) | 2012-07-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9175578B2 (en) | Turbocharger | |
US9476351B2 (en) | Recirculation valve and turbocharger | |
US10934945B2 (en) | Internal combustion engine with compressor, exhaust-gas recirculation arrangement and pivotable flap | |
US20200208568A1 (en) | Compressor for a charging device of an internal combustion engine, throttle module, and charging device for an internal combustion engine | |
JP2010265854A (ja) | ターボ式過給機付き内燃機関およびその制御方法 | |
JP5699662B2 (ja) | 内燃機関の排気装置 | |
JP2013515207A (ja) | 内燃機関 | |
US20180058340A1 (en) | Supercharged internal combustion engine with compressor, exhaust-gas recirculation arrangement and flap | |
US11015517B2 (en) | Rotary axial valve | |
US20140102093A1 (en) | Multistage turbocharging system | |
US10378655B2 (en) | Valve device | |
JP2011074841A (ja) | Egr装置 | |
JP5454460B2 (ja) | バルブユニットおよびバルブユニットを備える内燃機関の排気還流装置 | |
JP5912240B2 (ja) | 排気ガス還流装置 | |
US9708970B2 (en) | Housing for turbocharger | |
JP2009270537A (ja) | ターボチャージャ | |
JP2008261294A (ja) | 過給機付き内燃機関の制御装置 | |
US10711738B2 (en) | Electric supercharger | |
JP2006233940A (ja) | 可変容量型ターボチャージャー | |
JP2010223077A (ja) | 内燃機関 | |
JP6590745B2 (ja) | 排気還流弁 | |
WO2012063801A1 (ja) | 低圧ループegr装置 | |
JP2009002305A (ja) | 過給機 | |
US11585265B2 (en) | Surge suppression device, exhaust turbine type turbocharger and surge suppression method | |
KR100774336B1 (ko) | 디젤 엔진의 터보 차저 시스템 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130129 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131129 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20131210 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20131223 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |