JPH0643254U - Exhaust gas recirculation device - Google Patents

Exhaust gas recirculation device

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JPH0643254U
JPH0643254U JP5752292U JP5752292U JPH0643254U JP H0643254 U JPH0643254 U JP H0643254U JP 5752292 U JP5752292 U JP 5752292U JP 5752292 U JP5752292 U JP 5752292U JP H0643254 U JPH0643254 U JP H0643254U
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Japan
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exhaust gas
gas recirculation
engine
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throttle
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正博 辻
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Toyota Industries Corp
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Toyota Industries Corp
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  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】エンジン1の負荷状態と排気ガス再循環量とを
正確に比例させて、ドライバビリティーを悪化させるこ
となく、効果的にNOx発生量を低減することを可能に
する排気ガス再循環装置8を提供する。 【構成】本考案の排気ガス再循環装置8は、排気管2と
吸気管3とを連絡する排気ガス再循環路5中に、一個又
は複数個の開口穴60を有する二枚の薄板6aと6bを
重ね合わせ、一方の薄板6aを排気ガス再循環路中に固
定させ、他方の薄板6bをスロットルバルブ4の開度に
応じて往復回動可能に設定したことからなる可変絞り6
を備えて形成される。
(57) [Abstract] [Purpose] The load state of the engine 1 and the exhaust gas recirculation amount are accurately proportional to each other, and it is possible to effectively reduce the NOx generation amount without deteriorating the drivability. The exhaust gas recirculation device 8 is provided. The exhaust gas recirculation device 8 of the present invention includes two thin plates 6a having one or a plurality of opening holes 60 in an exhaust gas recirculation passage 5 which connects the exhaust pipe 2 and the intake pipe 3. 6b is overlapped, one thin plate 6a is fixed in the exhaust gas recirculation path, and the other thin plate 6b is set to be reciprocally rotatable according to the opening degree of the throttle valve 4.
Is formed.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案は、内燃機関から排出される排気ガス中の特に窒素酸化物(以下NOx と称す。)の排出を抑制するための排気ガス再循環装置に関するものである。 The present invention relates to an exhaust gas recirculation device for suppressing emission of nitrogen oxides (hereinafter referred to as NOx) in exhaust gas discharged from an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来技術】[Prior art]

従来からの排気ガス再循環装置の一つとして、内燃機関の排気管から排気ガス を分流し、気化器絞り部の下流で、かつスロットルバルブの上流部に設けた固定 絞りを介して、背圧の関数となる量の排気ガスを再循環させる型式が知られてい るが、スロットルバルブへの異物の付着、吸気管等のアルミ本体の腐食の誘因、 キャブレターへの熱的影響等による不具合を発生する可能性があるため、通常多 くは図6に示されるように、絞り83と吸気負圧によって開閉を行う排気ガス再 循環バルブ84とを具備した排気ガス再循環通路82を介して、排気管80から 分流した排気ガスをスロットルバルブ85の下流部にあたる吸気管81に直接再 循環させる型式を採用し、その際に、吸気負圧、ベンチュリー負圧、エアポンプ 吐出圧等の負圧を利用して排気ガス再循環量の制御を行っているものが一般的で ある。 As one of the conventional exhaust gas recirculation devices, the exhaust gas is shunted from the exhaust pipe of an internal combustion engine, and the back pressure is reduced through a fixed throttle provided downstream of the carburetor throttle and upstream of the throttle valve. It is known to recirculate an amount of exhaust gas that is a function of the above.However, problems may occur due to foreign matter adhering to the throttle valve, corrosion of the aluminum body such as the intake pipe, and thermal effects on the carburetor. Therefore, as shown in FIG. 6, the exhaust gas recirculation passage 82 including the throttle 83 and the exhaust gas recirculation valve 84 that opens and closes by the intake negative pressure is usually used to exhaust the exhaust gas. A model is adopted in which the exhaust gas diverted from the pipe 80 is directly recirculated to the intake pipe 81 located downstream of the throttle valve 85. At that time, negative pressure such as intake negative pressure, venturi negative pressure, and air pump discharge pressure is adopted. Those utilizing control is performed for exhaust gas recirculation amount is common.

【0003】 この型式によれば、エンジン86が運転状態に入り加速状態になると、前記ス ロットルバルブ85の開度が拡大し、前記スロットルバルブ85の上流部の吸気 路壁に設けた細孔87に負圧が発生する。この負圧が圧力導管88を通じて、図 7に示される排気ガス再循環バルブ84の負圧室90に伝わり、可撓材から構成 したダイヤフラム91をスプリング93の付勢力に抗して上方に撓ませることに なり、前記ダイヤフラム91と連結せしめられた弁体92が上方に移動して、排 気ガス再循環バルブ84の内部に固定されたシート部94と前記弁体92との間 に間隙を生じさせ、排気ガス再循環通路82を通して、負圧になっている吸気管 内へ排気ガスの一部が再循環することとなる。According to this type, when the engine 86 enters the operating state and enters the accelerating state, the opening degree of the throttle valve 85 increases, and the pores 87 provided in the intake passage wall upstream of the throttle valve 85. Negative pressure is generated. This negative pressure is transmitted to the negative pressure chamber 90 of the exhaust gas recirculation valve 84 shown in FIG. 7 through the pressure conduit 88, and the diaphragm 91 made of a flexible material is bent upward against the biasing force of the spring 93. As a result, the valve body 92 connected to the diaphragm 91 moves upward, and a gap is created between the seat portion 94 fixed inside the exhaust gas recirculation valve 84 and the valve body 92. Then, a part of the exhaust gas is recirculated through the exhaust gas recirculation passage 82 into the intake pipe having a negative pressure.

【0004】 前記エンジン86ヘの吸入空気量が多量となる前記エンジン86の高負荷時に は、前記弁体92と前記シート部94との間隙が大きくなるので、この排気ガス 再循環量は増加をして前記エンジン86の高負荷域で多量に発生するNOxの低 減を図っていた。At the time of high load of the engine 86 in which the intake air amount to the engine 86 is large, the gap between the valve body 92 and the seat portion 94 becomes large, so that the exhaust gas recirculation amount increases. Therefore, the amount of NOx generated in the high load region of the engine 86 is reduced.

【0005】[0005]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

上記した直接吸気管内に排気ガスを還流させる排気ガス再循環装置では、排気 ガス再循環量が、エンジン排気圧と排気ガス再循環路と連絡する吸気管内の圧力 との差と、絞りの通路断面積との関係のみにより一義的に決定されるため、特に 前記吸気管内圧力の影響により、エンジンの吸入空気量に対する排気ガス再循環 量の割合が相対的に低負荷域では高く、高負荷域では低くなる傾向を必然的に有 し、エンジンの吸入空気量に比例させるように、排気ガス再循環バルブを作動さ せて排気ガス再循環量を制御する必要がある。 In the above-mentioned exhaust gas recirculation device that directly recirculates exhaust gas into the intake pipe, the amount of exhaust gas recirculation is such that the difference between the engine exhaust pressure and the pressure in the intake pipe that communicates with the exhaust gas recirculation passage, and the passage of the throttle passage. Since it is uniquely determined only by the relationship with the area, the ratio of the exhaust gas recirculation amount to the intake air amount of the engine is relatively high in the low load region and is high in the high load region, especially due to the influence of the intake pipe pressure. Inevitably, the exhaust gas recirculation valve must be operated to control the exhaust gas recirculation amount so as to be proportional to the intake air amount of the engine.

【0006】 しかしながら、上記した従来の排気ガス再循環装置における排気ガス再循環バ ルブの制御は、スロットルバルブの開度によって生じる吸気負圧を利用して行う ものであり、前記吸気負圧自体の発生程度はエンジンの吸入空気量とは正確には 比例し得ず、むしろオン・オフの信号の如く発生して前記排気ガス再循環バルブ を開閉させ、前記排気ガス再循環バルブが開いている時は、やはりエンジン排気 圧と前記排気ガス再循環路と連絡する吸気管内の圧力との差によって排気ガス再 循環量が決定される。当然、前記排気ガス再循環バルブの制御のみでは多彩な変 化を示すエンジンの負荷状態に正確かつ臨機応変に対応して排気ガス再循環量を 制御してNOxを効果的に低減することは困難であった。However, the control of the exhaust gas recirculation valve in the above-described conventional exhaust gas recirculation device is performed by using the intake negative pressure generated by the opening of the throttle valve, and the intake negative pressure itself is controlled. When the exhaust gas recirculation valve is open, the degree of occurrence cannot be exactly proportional to the intake air amount of the engine, but rather is generated as an on / off signal to open and close the exhaust gas recirculation valve. The exhaust gas recirculation amount is determined by the difference between the engine exhaust pressure and the pressure in the intake pipe communicating with the exhaust gas recirculation passage. Naturally, it is difficult to reduce NOx effectively by controlling the exhaust gas recirculation amount accurately and flexibly in response to the engine load condition showing various changes only by controlling the exhaust gas recirculation valve. Met.

【0007】 図8において、横軸はエンジン自体の負荷を示し、縦軸は排気ガス再循環バル ブの弁体の開口面積を示す。同図からも分かるように、排気ガス再循環バルブの 弁体の開口面積はエンジン負荷T1 とT2 の間で急激に変化をしてしまい、エン ジン負荷全域の大部分が全開もしくは全閉状態に近いことがうかがえ、排気ガス 再循環バルブの弁体の開口面積は必ずしもエンジン自体の負荷には正確に対応し きれておらず、排気ガス再循環バルブの弁体制御のみでは、効果的にNOx量の 低減を図るための再循環排気ガスを還流し得ないことが明らかである。In FIG. 8, the horizontal axis represents the load of the engine itself, and the vertical axis represents the opening area of the valve body of the exhaust gas recirculation valve. As can be seen from the figure, the opening area of the valve body of the exhaust gas recirculation valve drastically changes between engine loads T1 and T2, and most of the engine load range is fully open or fully closed. It can be seen that the opening area of the valve body of the exhaust gas recirculation valve does not necessarily correspond to the load of the engine itself, and the NOx amount can be effectively reduced only by controlling the valve body of the exhaust gas recirculation valve. It is clear that the recirculated exhaust gas cannot be recirculated in order to reduce

【0008】 なお、吸気負圧の影響に左右されずエンジンへの吸入空気量に比例した排気ガ ス再循環量の供給を達成すべく、前記排気ガス再循環バルブの制御以外に、低負 荷で絞り面積を小さくし、高負荷で絞り面積を大きくするように、吸気負圧やベ ンチュリー負圧で作動させる可変絞りを排気ガス再循環路中に備えるものもある が、いずれにしても、完全に吸気負圧の影響を取り除いて、エンジンへの吸入空 気量に比例した量の再循環排気ガスの供給を達成し得ず、エンジンの低負荷時に おいてはエンジンへの吸入空気量に対する再循環排気ガス量の割合が必要以上に 多くなってサージング現象や失火を発生しやすくし、一方高負荷時にはエンジン の吸入空気量に対する再循環排気ガス量の割合が少なくなってNOxの発生を抑 止する効果が低下するなど、低負荷から高負荷まで効率よくNOxを低減するこ とが困難であるという問題点を有していた。In order to achieve the supply of the exhaust gas recirculation amount proportional to the intake air amount to the engine without being affected by the influence of the intake negative pressure, in addition to the control of the exhaust gas recirculation valve, a low load is applied. Some throttles are equipped with a variable throttle in the exhaust gas recirculation path that operates with intake negative pressure or venturi negative pressure so that the throttle area is reduced by, and the throttle area is increased under high load. It is not possible to completely remove the influence of the intake negative pressure to achieve the supply of recirculated exhaust gas to the engine in an amount proportional to the intake air amount, and to reduce the intake air amount to the engine at low engine load. The ratio of the amount of recirculated exhaust gas becomes unnecessarily high to facilitate the occurrence of surging phenomenon and misfire, while at high load, the ratio of the amount of recirculated exhaust gas to the intake air amount of the engine decreases to suppress the generation of NOx. Stop There is a problem in that it is difficult to reduce NOx efficiently from low load to high load, such as the effect of reducing the effect.

【0009】 本考案は上記問題点に鑑み、エンジンへの吸入空気量言い換えればエンジンの 負荷状態と排気ガス再循環量とを正確に比例させて、ドライバビリティーの悪化 を招いたり、構造を複雑化させることなく、効果的にNoxを低減することを可 能にする排気ガス再循環装置を提供することを解決すべき技術課題とするもので ある。In view of the above problems, the present invention accurately proportions the intake air amount to the engine, in other words, the load state of the engine and the exhaust gas recirculation amount, resulting in deterioration of drivability and a complicated structure. It is a technical issue to be solved to provide an exhaust gas recirculation device that enables effective reduction of Nox without causing reduction.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

上記課題を解決するために本考案では、排気ガス再循環路中に排気ガス再循環 量を規制しつつ吸気管へ還流させるための絞りを具備した排気ガス再循環装置に おいて、前記絞りの開口面積を、スロットルバルブ開度と連動させることによっ て、前記スロットルバルブ開度が増加するに従い、すなわちエンジン自体が低負 荷域から高負荷域になるに従っては拡大させ、反対に前記スロットルバルブ開度 が減少するにあたり、すなわち前記エンジン自体が高負荷域から低負荷域になる にあたっては縮小させるよう変化せしめるという技術手段を講じている。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an exhaust gas recirculation device having a throttle for controlling the amount of exhaust gas recirculation in the exhaust gas recirculation path and returning it to the intake pipe. By interlocking the opening area with the throttle valve opening, it increases as the throttle valve opening increases, that is, as the engine itself goes from a low load range to a high load range, and conversely When the degree of opening decreases, that is, when the engine itself changes from a high load range to a low load range, a technical measure is taken to reduce it.

【0011】 具体的には、一個又は複数個の開口穴を設けた二枚の薄板を重ね合わせ、該二 枚のの一方を排気ガス再循環路中に固定させ、他方を前記スロットルバルブ開度 に応じた回動をさせることによって、前記二枚の薄板の開口穴に重複状態を生じ させ、該重複状態をもって前記可変絞りの開口面積を決定させるようにしたもの である。Specifically, two thin plates provided with one or a plurality of opening holes are stacked, one of the two plates is fixed in the exhaust gas recirculation path, and the other is fixed to the throttle valve opening. By rotating the apertures of the two thin plates in an overlapping manner, the opening area of the variable diaphragm is determined by the overlapping state.

【0012】[0012]

【作用】[Action]

従って、上述した本考案の排気ガス再循環装置によれば、エンジン自体が低負 荷である時においては、スロットルバルブ開度は少なく、前記スロットルバルブ 開度と連動関係にある可変絞りの開口面積も小さいことから、抑止した少量の排 気ガス再循環量を還流させることが可能である。この状態の時は、前述の如く前 記エンジン自体の負荷が小さいために排気ガス中のNOx発生量も少ないものと なるので、NOx低減効果が損なわれることはないうえに、前記エンジンの吸入 空気量中に占める排気ガス再循環量の割合も少ないことから、前記エンジンの安 定した燃焼状態を促し良好なドライバビリティーを実現する。反対に、前記エン ジンの回転数を上げようとしたり前記エンジン自体が高負荷になってくると、当 然に前記スロットルバルブ開度も増加し拡大された状態になっているので、前記 スロットルバルブ開度と連動している前記可変絞りの開口面積も拡大され、排気 ガス再循環量も増加されることになって、前記エンジン自体の高負荷のために増 加したNOx発生量にも正確に対応して、NOxの発生量を効果的に低減させる ことが可能となり、またドライバビリティーについても前記エンジンが高出力を 発生させるよう著しく高効率で燃焼を行っているので、前記エンジンへの吸入空 気中に占める排気ガス再循環量の割合が増加しても問題とはならない。 Therefore, according to the exhaust gas recirculation system of the present invention described above, when the engine itself is under a low load, the throttle valve opening is small and the opening area of the variable throttle that is interlocked with the throttle valve opening is small. Since it is also small, it is possible to recirculate the suppressed small amount of exhaust gas recirculation. In this state, as described above, the load on the engine itself is small, so the amount of NOx generated in the exhaust gas is small, so the NOx reduction effect is not impaired, and the intake air of the engine is not reduced. Since the proportion of the exhaust gas recirculation amount in the amount is small, the stable combustion state of the engine is promoted and good drivability is realized. On the other hand, if the engine speed is increased or the engine itself is loaded with a high load, the throttle valve opening is also increased and is in an expanded state. The opening area of the variable throttle, which is linked to the opening degree, is also expanded, and the exhaust gas recirculation amount is also increased, so that the NOx generation amount increased due to the high load of the engine itself can be accurately measured. Correspondingly, it is possible to effectively reduce the amount of NOx generated, and also in terms of drivability, the engine burns with extremely high efficiency so as to generate high output. There is no problem even if the proportion of exhaust gas recirculation in the air increases.

【0013】[0013]

【実施例】【Example】

以下、本考案を具体化した一実施例を図面に基づいて説明する。 はじめに本考案における排気ガス再循環装置の構成を述べることとする。 図1において、エンジン1には、排気管2、吸気管3が設けられている。該吸 気管3の上流には、前記エンジン1への吸入空気量を調節するためのスロットル バルブ4が設けられている。5は排気ガスを再循環させるための排気ガス再循環 通路で、一端が前記排気管2に開口しており、他端が前記スロットルバルブ4の 下流の前記吸気管3に開口している。6は前記排気ガス再循環通路5の通路面積 を変化させるように設けられた可変絞りで、二枚の円形状の薄板から構成されて おり、ワイヤー7により前記スロットルバルブ4と連動するようになっている。 また前記スロットルバルブ4は図示しないアクセルペダルと図示しないリンク機 構により連動しており、図示しないアクセルペダルを踏み込むに従って開度は大 きくなる。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, the structure of the exhaust gas recirculation device according to the present invention will be described. In FIG. 1, an engine 1 is provided with an exhaust pipe 2 and an intake pipe 3. A throttle valve 4 for adjusting the amount of intake air to the engine 1 is provided upstream of the intake pipe 3. Reference numeral 5 denotes an exhaust gas recirculation passage for recirculating exhaust gas, one end of which is opened to the exhaust pipe 2 and the other end of which is opened to the intake pipe 3 downstream of the throttle valve 4. Reference numeral 6 denotes a variable throttle provided to change the passage area of the exhaust gas recirculation passage 5, which is composed of two circular thin plates and is linked with the throttle valve 4 by a wire 7. ing. Further, the throttle valve 4 is linked with an accelerator pedal (not shown) by a link mechanism (not shown), and the opening becomes larger as the accelerator pedal (not shown) is depressed.

【0014】 前記可変絞り6についてさらに説明をする。同図1において、前記ハウジング 64内部には、再循環された排気ガスが還流するための開口穴60a,60bを 設けた二枚の同心・同形状の円形状の薄板6aと6b(以下薄板6a及び薄板6 bと称する)を重ね合わせて形成した前記可変絞り6が備え付けられている。な お前記薄板6bは前記ハウジング64内部に固定された前記薄板6aによって回 動可能に支持・固定をされ、さらに前記薄板6bはアーム61を一体に有してな り、該アーム61が前記ハウジング64の外部に突出することによって、前記ス ロットルバルブ4との間に前記ワイヤー7を介して連動関係をなしている。The variable diaphragm 6 will be further described. In FIG. 1, inside the housing 64, two concentric and identical circular thin plates 6a and 6b (hereinafter referred to as thin plate 6a) are provided with opening holes 60a and 60b for recirculating exhaust gas. And the thin plate 6b) are stacked to form the variable diaphragm 6. The thin plate 6b is rotatably supported and fixed by the thin plate 6a fixed inside the housing 64. Further, the thin plate 6b has an arm 61 integrally, and the arm 61 has the arm 61. By projecting to the outside of 64, an interlocking relationship is established with the throttle valve 4 via the wire 7.

【0015】 図2は前記スロットルバルブ4の開度と前記可変絞り6との連動関係を示す。 20は前記吸気管3に具備されるスロットルバルブボディーを示し、アクセルリ ンク21はシャフト22によって前記スロットルバルブ4に一体的に支持・固定 されており、前記アクセルリンク21にはアクセルケーブル23が係着され、図 示しないアクセルペダルと連結されている。また、前記アクセルリンク21には 図1にも示したところの前記ワイヤー7の一端も係着せしめられており、前記ワ イヤー7の他端は前記可変絞り6の一部を形成する薄板6bと一体となっている 前記アーム61と係着・連係せしめられている。前記薄板6bは同じく前記可変 絞り6の一部を形成する前記薄板6aの軸65によって回動可能に支持・固定を されている。前記ア−ム61は、前記ハウジング64の一部に設けた最小限の切 り欠き部64aを通して、前記ハウジング64の外部に突出しており、前記ハウ ジング64と一体となっている支持部材64bとバックスプリング62によって 弾性支持を受け、ゴムシール63によって完全にシールされる。FIG. 2 shows the interlocking relationship between the opening of the throttle valve 4 and the variable throttle 6. Reference numeral 20 denotes a throttle valve body provided in the intake pipe 3, an accelerator link 21 is integrally supported and fixed to the throttle valve 4 by a shaft 22, and an accelerator cable 23 is attached to the accelerator link 21. And is connected to an accelerator pedal (not shown). Further, one end of the wire 7 shown in FIG. 1 is also engaged with the accelerator link 21, and the other end of the wire 7 is a thin plate 6b forming a part of the variable diaphragm 6. The arm 61 is integrally attached and linked. Similarly, the thin plate 6b is rotatably supported and fixed by a shaft 65 of the thin plate 6a forming a part of the variable diaphragm 6. The arm 61 protrudes to the outside of the housing 64 through a minimum notch 64a provided in a part of the housing 64, and a support member 64b that is integral with the housing 64. It is elastically supported by the back spring 62 and completely sealed by the rubber seal 63.

【0016】 上記構成を前提として、本考案の排気ガス再循環装置の作動を図3を介して説 明する。 図3は、エンジンの負荷状態と排気ガスが再循環する前記可変絞り6の通路開 口面積の制御との関係を示したものであり、詳しくは排気ガス最循環量の規制を なす前記薄板6aと前記薄板6bとに備えたそれぞれの開口穴60aと60bと の重複状態を、前記薄板6bの往復回動によって変化させるという前記可変絞り 6の状態を示したものである。図3のaは、図示しないアクセルペダルを全く踏 んでいない状態すなわちアイドリング状態における前記可変絞り6の通路開口面 積を示し、図3のbは、図示しないアクセルペダルの踏み込み量が最大の状態で ある時の前記可変絞り6の通路開口面積を示す。Based on the above configuration, the operation of the exhaust gas recirculation device of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows the relationship between the load condition of the engine and the control of the passage opening area of the variable throttle 6 through which the exhaust gas recirculates. More specifically, the thin plate 6a that regulates the exhaust gas maximum circulation amount is shown. The state of the variable diaphragm 6 in which the overlapping state of the respective opening holes 60a and 60b provided in the thin plate 6b and the thin plate 6b is changed by the reciprocating rotation of the thin plate 6b is shown. 3a shows the passage opening area of the variable throttle 6 in a state where the accelerator pedal (not shown) is not depressed at all, that is, in the idling state, and FIG. 3b shows a state where the accelerator pedal (not shown) is fully depressed. The passage opening area of the variable diaphragm 6 at a certain time is shown.

【0017】 図示しないアクセルペダルを全く踏まないと連結関係にある前記アクセルリン ク21により前記スロットルバルブ4の開度は最少に設定される。この時前記薄 板6bは全面的に前記バックスプリング62の付勢を受けることとなり、図3の aに示すが如く、前記薄板6aに対して角度差θの位置に設定され、前記薄板6 aと前記薄板6bとに備えたそれぞれの開口穴60aと60bとの重複状態が最 小限に抑えられる。この状態では、再循環排気ガスの通路開口面積S1は最小で あり、当然に前記エンジン1の吸入空気量に対する排気ガス再循環量の割合が最 小値となるものの、前記エンジン1自体も低負荷であるために、排気ガス中のN Ox発生量も微量にとどまり、NOxの低減効果を損なうことはないうえに、排 気ガス再循環量が微量であることから、エンジン1の安定した燃焼状態を促して ドライバビリティーにも悪影響を及ぼし得ない。When the accelerator pedal (not shown) is not depressed at all, the opening degree of the throttle valve 4 is set to the minimum by the accelerator link 21 which is in a connection relationship. At this time, the thin plate 6b is entirely biased by the back spring 62, and as shown in FIG. 3A, the thin plate 6b is set at a position of an angle difference θ with respect to the thin plate 6a. The overlapping state of the respective opening holes 60a and 60b provided in the thin plate 6b and the thin plate 6b is suppressed to the minimum. In this state, the passage opening area S1 of the recirculated exhaust gas is the minimum, and the ratio of the exhaust gas recirculation amount to the intake air amount of the engine 1 is naturally the minimum value, but the engine 1 itself also has a low load. Therefore, the amount of NOx generated in the exhaust gas remains only in a very small amount, and the NOx reduction effect is not impaired, and the exhaust gas recirculation amount is very small. Driveability can not be adversely affected.

【0018】 図示しないアクセルペダルを踏み込んでいくと連結関係にある前記アクセルリ ンク21が回動(図2では時計回りとなる)しはじめ、以て前記スロットルバル ブ4の開度を拡大させていく。と同時に前記アクセルリンク21及び前記ワイヤ ー7との張力を介して、前記アーム61と一体をなす前記薄板6bも回動(図3 では反時計回りとなる)をはじめ、図3のaに示した前記薄板6aとの角度差θ が縮小されていき、前記薄板6aと前記薄板6bとに備えたそれぞれの開口穴6 0aと60bとの重複状態が拡大されていくことになる。すなわち図3のaに示 された前記可変絞り6の通路開口面積状態から図3のbに示される前記可変絞り 6の通路開口面積状態へと移行していく。この状態の時、再循環排気ガスの通路 開口面積は拡大されていき、前記エンジン1の吸入空気量に対する排気ガス再循 環量の割合も多くなっていき、前記スロットルバルブ4開度の上昇によって負荷 が増加傾向にある前記エンジン1から、当然に増加傾向で排出されているNOx 量に対応して、効果的なNOx量の低減を図ることとなる。When an accelerator pedal (not shown) is depressed, the linked accelerator link 21 begins to rotate (clockwise in FIG. 2), and the opening degree of the throttle valve 4 is expanded. . At the same time, the thin plate 6b integrated with the arm 61 also rotates (counterclockwise in FIG. 3) via the tension between the accelerator link 21 and the wire 7, and is shown in FIG. Further, the angle difference θ 1 with the thin plate 6a is reduced, and the overlapping state of the respective opening holes 60a and 60b provided in the thin plate 6a and the thin plate 6b is enlarged. That is, the passage opening area state of the variable diaphragm 6 shown in FIG. 3A shifts to the passage opening area state of the variable diaphragm 6 shown in FIG. 3B. In this state, the passage opening area of the recirculated exhaust gas is enlarged, and the ratio of the exhaust gas recirculation amount to the intake air amount of the engine 1 is also increased, and the opening degree of the throttle valve 4 is increased. Naturally, the NOx amount is effectively reduced in accordance with the NOx amount discharged from the engine 1 in which the load tends to increase.

【0019】 図示しないアクセルペダルを最大まで踏み込むと連結関係にあるアクセルリン ク21が回動可能範囲の最大まで回動(図2では時計回り方向で最大となる)し て、前記スロットルバルブ4の開度を最大とする。同時に前記アーム61と一体 をなす前記薄板6bは、前記アクセルリンク21及び前記ワイヤー7の張力を介 して、図3のaに示した前記薄板6aとの角度差θがゼロになるまで回動(図3 では反時計回りとなる)し、前記薄板6aと前記薄板6bとに備えたそれぞれの 開口穴60aと60bとが、図3のbに示されるように完全一致をする。この状 態の時は、再循環排気ガスの通路開口面積S2は最大となり、当然に前記エンジ ン1の吸入空気量に対する排気ガス再循環量の割合が最大値となって、高負荷状 態となっている前記エンジン1から多量に排出されるNOx量を効果的に低減せ しめることを可能とし、また、多量の排気ガス再循環量によるドライバビリティ ーへの影響についても、前記エンジン1が高効率で燃焼を行っているため問題と はなり得ず、出力の低下や不安定な燃焼等の著しい運転性能の悪化を招くことも ない。When the accelerator pedal (not shown) is depressed to the maximum, the accelerator link 21 in the connected relation is rotated to the maximum in the rotatable range (the maximum in the clockwise direction in FIG. 2), and the throttle valve 4 is rotated. Maximize the opening. At the same time, the thin plate 6b, which is integrated with the arm 61, rotates through the tension of the accelerator link 21 and the wire 7 until the angle difference θ between the thin plate 6a and the thin plate 6a shown in FIG. (It becomes counterclockwise in FIG. 3), and the respective opening holes 60a and 60b provided in the thin plate 6a and the thin plate 6b are completely aligned as shown in FIG. 3b. In this state, the passage opening area S2 of the recirculated exhaust gas becomes the maximum, and naturally the ratio of the exhaust gas recirculation amount to the intake air amount of the engine 1 becomes the maximum value, and the high load state is established. It is possible to effectively reduce the amount of NOx that is exhausted from the engine 1 that is becoming more severe, and the engine 1 is also high in the influence on the drivability due to the large amount of exhaust gas recirculation. Since it burns efficiently, it does not pose a problem, and it does not cause a significant deterioration in operating performance such as reduced output or unstable combustion.

【0020】 反対に、図示しないアクセルペダルの踏み込みを弱めていくと、連結関係にあ る前記アクセルリンク21が逆に回動(図2では反時計回りとなる)し、以て前 記スロットルバルブ4の開度を縮小させ、と同時に前記バックスプリング62の 付勢力によって前記アーム61を介して前記薄板6bをも逆に回動(図2では時 計回りとなる)させることとなり、図3のaに示した前記薄板6aとの角度差θ が拡大されていき、前記薄板6aと前記薄板6bとに備えたそれぞれの開口穴6 0aと60bとの重複状態が縮小されていくことになる。すなわち図3のbに示 された前記可変絞り6の通路開口面積状態から図3のaに示される前記可変絞り 6の通路開口面積状態へと移行していく。この状態の時、再循環排気ガスの通路 開口面積は縮小されていき、前記エンジン1の吸入空気量に対する排気ガス再循 環量の割合も少なくなっていくものの、前記スロットルバルブ4開度の縮小によ って前記エンジン1自体の負荷が減少傾向にあり、ゆえに減少傾向にあるNOx 排出量にも対応して効果的にNOx量低減を図ることとなる。On the contrary, when the depression of the accelerator pedal (not shown) is weakened, the accelerator link 21 in the connecting relation is rotated in the opposite direction (counterclockwise in FIG. 2), and the throttle valve 4 is reduced, and at the same time, the thin plate 6b is also rotated in reverse by the urging force of the back spring 62 via the arm 61 (in FIG. 2, the thin plate 6b is rotated clockwise). The angle difference θ 2 between the thin plate 6a and the thin plate 6a is enlarged, and the overlapping state of the opening holes 60a and 60b provided in the thin plate 6a and the thin plate 6b is reduced. That is, the passage opening area state of the variable diaphragm 6 shown in FIG. 3B is shifted to the passage opening area state of the variable diaphragm 6 shown in FIG. 3A. In this state, the passage opening area of the recirculated exhaust gas is reduced, and the ratio of the exhaust gas recirculation amount to the intake air amount of the engine 1 is reduced, but the opening degree of the throttle valve 4 is reduced. As a result, the load on the engine 1 itself tends to decrease, and therefore the NOx amount can be effectively reduced in response to the NOx emission amount which is decreasing.

【0021】 よって、本考案の排気ガス再循環装置は、前記スロットルバルブ4の開度との 連動関係において、前記可変絞り6を形成する薄板6bを往復回動させ、薄板6 aと薄板6bとの重複状態が決定する再循環排気ガスの通路開口面積の変化によ り、排気ガス再循環量を調節・制限するものである。 以上の構成・作用よりなる本考案の排気ガス再循環装置の特性を、上記した図 並びに説明を前提としつつ、図4を介して説明する。Therefore, in the exhaust gas recirculation device of the present invention, the thin plate 6b forming the variable throttle 6 is reciprocally rotated in association with the opening degree of the throttle valve 4, and the thin plate 6a and the thin plate 6b are reciprocally rotated. The exhaust gas recirculation amount is adjusted and limited by the change in the passage opening area of the recirculated exhaust gas, which is determined by the overlapping state of the exhaust gas. The characteristics of the exhaust gas recirculation device of the present invention having the above-described structure and operation will be described with reference to FIG. 4 on the premise of the above figures and description.

【0022】 図4において、横軸は前記エンジン1自体の負荷を示す。縦軸には前記可変絞 り6の開口面積を示し、横軸上のエンジン負荷T1 からT2 の変化に対し開口面 積S1 からS2 に拡大されるという関係にある。前記可変絞り6の開口面積は、 上述した如く前記エンジン1への吸入空気量を規制する前記スロットルバルブ4 の開度と連動関係を有するように設定されたために、同図によっても明らかなよ うに、前記エンジン1自体の負荷に対応して制御が可能であり、前記可変絞り6 を介して再循環排気ガスの還流量を規定することにより、効果的にNOx量の低 減を図るために適切な排気ガス再循環量を還流可能とする。言い換えれば、前記 エンジン1への吸入空気量と対応する前記スロットルバルブ4の開度と連動して 再循環排気ガスの通路開口面積を変化させる前記可変絞り6の制御手段を介する ことによって、様々な条件のもとで、瞬時にまたは段階的に、多彩な変化をなす 前記エンジン1が排出する排気ガス中に占めるNOx発生量を、前記エンジン1 に何らの悪影響を与えることなく、低減・抑制させることができる。In FIG. 4, the horizontal axis represents the load of the engine 1 itself. The vertical axis represents the opening area of the variable throttle 6 and has a relationship in which the opening area S1 is expanded to S2 as the engine load T1 to T2 changes on the horizontal axis. Since the opening area of the variable throttle 6 is set so as to have an interlocking relationship with the opening degree of the throttle valve 4 that regulates the amount of intake air into the engine 1 as described above, as will be apparent from FIG. The control is possible according to the load of the engine 1 itself, and is suitable for effectively reducing the NOx amount by regulating the recirculation amount of the recirculated exhaust gas via the variable throttle 6. It enables recirculation of a large amount of exhaust gas recirculation. In other words, the control means of the variable throttle 6 that changes the passage opening area of the recirculated exhaust gas in association with the opening degree of the throttle valve 4 corresponding to the intake air amount into the engine 1 can be used for various operations. Under various conditions, the amount of NOx generated in the exhaust gas emitted by the engine 1 that makes various changes instantaneously or stepwise can be reduced or suppressed without adversely affecting the engine 1. be able to.

【0023】 また本考案の他の実施例として、図5に示すが如く、従来技術で述べた負圧制 御方式を用いてポペット型の弁体31を上下動させる排気ガス再循環バルブ30 を具備した排気ガス再循環装置の絞り部分に、本考案の可変絞り6を設定しても 同様の効果が得られる。 なお、本例においては、前記可変絞り6を形成する薄板6a並びに薄板6bに 設けた開口穴60の形状を円形に設定して行ったが、例えば前記開口穴60の形 状を楕円形等に設定を置き換えて、前記薄板6aと前記薄板6bとの重複状態を 多種多様な形態に変化せしめることも可能である。As another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 5, an exhaust gas recirculation valve 30 for moving a poppet type valve body 31 up and down by using the negative pressure control method described in the prior art is provided. The same effect can be obtained by setting the variable throttle 6 of the present invention in the throttle portion of the exhaust gas recirculation device. In addition, in this example, the shape of the opening holes 60 provided in the thin plates 6a and 6b forming the variable diaphragm 6 is set to be circular, but, for example, the shape of the opening hole 60 is elliptical. By changing the setting, it is possible to change the overlapping state of the thin plate 6a and the thin plate 6b into various forms.

【0024】[0024]

【考案の効果】[Effect of device]

以上詳述したように本考案によれば、スロットルバルブ開度に応じて排気ガス 再循環量を設定できるため、エンジン自体の負荷状態と排気ガス再循環量との関 係を任意に設定することが可能となり、排気ガス中に占めるNOx発生量の増減 に極めて正確に対応し、上記した従来装置のように、エンジン自体が低負荷域で ある時のサージング現象や失火、およびエンジン自体が高負荷域である時のNO x量の低減効果が損なわれるという不具合を生じることなく、効果的にNOx発 生量を抑制できるという効果を有する。 As described in detail above, according to the present invention, since the exhaust gas recirculation amount can be set according to the throttle valve opening, the relationship between the load state of the engine itself and the exhaust gas recirculation amount can be set arbitrarily. This makes it possible to respond to the increase and decrease in the amount of NOx generated in the exhaust gas very accurately. As with the conventional device described above, the surging phenomenon and misfire when the engine itself is in the low load range, and the high load of the engine itself It has an effect that the NOx generation amount can be effectively suppressed without causing a problem that the NOx amount reduction effect in the range is impaired.

【0025】 また、本考案では、複雑な機構を有する負圧制御方式を用いた排気ガス再循環 バルブを設定する必要性が無くなったために、従来の排気ガス再循環装置に比し て格段に簡素化することが可能となって、大幅なコスト削減と組付作業性の向上 を実現することとなった。 さらに本考案によれば、可変絞りの開口面積を可変制御する手段としての二枚 の板に形成した開口穴の個数や形状並びに位置を、エンジンの性能・用途やエン ジンの使用条件等を予め考慮して、各々自由に選定しうるために、現在の幅広い 用途にこたえるため多種にわたって開発・製造される各種のエンジンに対しても 最適な排気ガス再循環量を効果的に供給することができるという優れた効果をも 奏する。Further, in the present invention, since it is not necessary to set an exhaust gas recirculation valve using a negative pressure control system having a complicated mechanism, it is much simpler than a conventional exhaust gas recirculation device. As a result, it has become possible to significantly reduce costs and improve assembly workability. Further, according to the present invention, the number, shape and position of the aperture holes formed in the two plates as a means for variably controlling the aperture area of the variable diaphragm are set in advance according to the engine performance / application, engine usage conditions and the like. Considering this, each can be freely selected, so it is possible to effectively supply the optimum exhaust gas recirculation amount to various engines that are developed and manufactured in a wide variety to meet the current wide range of applications. It also has an excellent effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本考案における可変絞りを具体化した排気ガス
再循環装置の縦断面図である。
FIG. 1 is a vertical sectional view of an exhaust gas recirculation device embodying a variable throttle according to the present invention.

【図2】本考案における可変絞りとスロットルバルブと
の連動関係を示す模式構成図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an interlocking relationship between a variable aperture and a throttle valve in the present invention.

【図3】エンジンが低負荷時あるいは高負荷時での本考
案における可変絞りを底面からみた動作説明図である。
FIG. 3 is an operation explanatory view of the variable throttle according to the present invention when the engine is under a low load or a high load, as viewed from the bottom.

【図4】エンジン自体の負荷と可変絞りの開口面積との
関係を示した図である。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the load of the engine itself and the opening area of the variable diaphragm.

【図5】本考案における他の実施例を具体化した排気ガ
ス再循環装置の縦断面図である。
FIG. 5 is a vertical cross-sectional view of an exhaust gas recirculation device embodying another embodiment of the present invention.

【図6】従来技術における排気ガス再循環装置の縦断面
図である。
FIG. 6 is a vertical cross-sectional view of an exhaust gas recirculation device in the related art.

【図7】従来技術における排気ガス再循環バルブの縦断
面図である。
FIG. 7 is a vertical sectional view of an exhaust gas recirculation valve according to a conventional technique.

【図8】エンジン自体の負荷と排気ガス再循環バルブの
弁体の開口面積との関係を示した図である。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the load of the engine itself and the opening area of the valve body of the exhaust gas recirculation valve.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…エンジン、2…排気管、3…吸気管、4…スロット
ルバルブ、5…排気ガガス最循環路、6…可変絞り、6
a…薄板、6b…薄板、8…排気ガス最循環装置、60
…開口穴
1 ... Engine, 2 ... Exhaust pipe, 3 ... Intake pipe, 4 ... Throttle valve, 5 ... Exhaust gas recirculation path, 6 ... Variable throttle, 6
a ... thin plate, 6b ... thin plate, 8 ... exhaust gas recirculation device, 60
… Opening holes

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】エンジンの排気管から分流した排気ガスを
吸気管内へ還流させる排気ガス再循環通路と該排気ガス
再循環通路上に絞りを備えた排気ガス再循環装置におい
て、前記絞りはその開口面積がスロットルバルブの開度
が増加するに伴い拡大し、前記スロットルバルブの開度
が減少するにあたっては縮小するよう変化する可変絞り
であることを特徴とする排気ガス再循環装置。
1. An exhaust gas recirculation device comprising an exhaust gas recirculation passage for returning exhaust gas diverted from an exhaust pipe of an engine into an intake pipe and a throttle on the exhaust gas recirculation passage, wherein the throttle has its opening. An exhaust gas recirculation device which is a variable throttle whose area increases as the opening of a throttle valve increases and shrinks as the opening of the throttle valve decreases.
【請求項2】前記可変絞りは、一個又は複数個の開口穴
を有する二枚の薄板を重ね合わせてなり、一方の薄板は
前記排気ガス再循環路中に固定とし、他方の薄板は前記
スロットルバルブ開度に応じて回動し、該回動に伴って
前記二枚の薄板にそれぞれ設けられた前記開口穴の重複
状態により開口面積を変化させることを特徴とする請求
項1記載の排気ガス再循環装置。
2. The variable throttle is formed by stacking two thin plates having one or a plurality of opening holes, one thin plate being fixed in the exhaust gas recirculation path, and the other thin plate being the throttle. The exhaust gas according to claim 1, wherein the exhaust gas is rotated according to a valve opening degree, and the opening area is changed according to the overlapping state of the opening holes respectively provided in the two thin plates. Recirculation device.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100534687B1 (en) * 2002-11-26 2005-12-07 현대자동차주식회사 Apparatus for recirculating exhaust gas and control method for preventing valve noise of the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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