JPH08246905A - 車両用エンジンの排気還流装置 - Google Patents

車両用エンジンの排気還流装置

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Publication number
JPH08246905A
JPH08246905A JP7079442A JP7944295A JPH08246905A JP H08246905 A JPH08246905 A JP H08246905A JP 7079442 A JP7079442 A JP 7079442A JP 7944295 A JP7944295 A JP 7944295A JP H08246905 A JPH08246905 A JP H08246905A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust
exhaust gas
valve
gas recirculation
engine
Prior art date
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Pending
Application number
JP7079442A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Yamamoto
山本  明
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Hino Motors Ltd
Original Assignee
Hino Motors Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hino Motors Ltd filed Critical Hino Motors Ltd
Priority to JP7079442A priority Critical patent/JPH08246905A/ja
Publication of JPH08246905A publication Critical patent/JPH08246905A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/04Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning exhaust conduits
    • F02D9/06Exhaust brakes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 排気ブレーキの作動にともなう排気還流率へ
の影響および排気還流装置の異常時における排気ブレー
キ性能への影響をともに回避する。 【構成】 車両用エンジンの排気通路にバタフライバル
ブ式の排気ブレーキ弁2を設ける。エンジンの運転状態
に応じて排気ブレーキ弁2を全開位置、全閉位置および
半開位置に切替作動させるアクチュエータ3を設ける。
排気ブレーキ弁2の半開位置におけるバルブプレート2
cの上流側の表面との対向位置でバルブシャフト2bよ
り下流のブレーキハウジング2aから分岐させた排気還
流通路4の下流端をエンジンの吸気通路に接続したこと
により、排気ブレーキの作動にともなう排気還流率への
影響を予防しつつ、排気還流装置の異常時における排気
ブレーキ性能への影響を回避するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は車両用エンジンの排気還
流装置に係り、詳しくは、排気ブレーキの作動にともな
う排気還流率への影響はもとより、排気還流装置の異常
時における排気ブレーキ性能への影響を回避することが
できるようにした排気還流装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】排気ブレーキを設けた車両用エンジンに
おいても排気還流を行わせて燃焼室でのNOxを抑制す
ることがある。また、車両用エンジンにおいては低速運
転時においても排気を還流させる必要性があるために、
従来では例えば図4に示したように車両用エンジンAの
排気通路Bに排気ブレーキ弁Cを設け、この排気ブレー
キ弁Cより上流の排気通路から分岐させた排気還流通路
Dの下流端を排気還流制御弁Eを介して吸気通路Fに接
続していた。
【0003】ところが、このように排気ブレーキ弁Cよ
り上流側の排気通路Bから排気還流通路Dを分岐させた
場合は、排気ブレーキを作動させると排気ブレーキ弁C
より上流の排気通路Bの圧力が上昇する。すると、この
排気圧力の上昇にともなって排気を還流させる必要性が
ない場合においても排気還流制御弁Fが開かれ排気が還
流されてしまうことが懸念される。
【0004】また、排気還流制御弁Fに異常が発生して
該弁Fが開いたままになると、排気ブレーキを作動させ
るべく排気ブレーキ弁Cを閉鎖作動させた場合にも排気
圧力が充分に上昇しなくなって所期の制動性能が得られ
なくなる可能性があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記実情に鑑
みてなされたものであって、排気ブレーキの作動にとも
なう排気還流率への影響および排気還流装置の異常時に
おける排気ブレーキ性能への影響をともに回避できる信
頼性の高い排気還流装置を提供することを課題としてい
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、車両用エンジンの排気通路にバタフライバ
ルブ式の排気ブレーキ弁を設けるとともに、前記エンジ
ンの運転状態に応じて該排気ブレーキ弁を全開位置、全
閉位置および半開位置に切替作動させるアクチュエータ
を設けている。そして、前記排気ブレーキ弁の半開位置
におけるバルブプレートの上流側の表面との対向位置で
バルブシャフトより下流のブレーキハウジングから分岐
させた排気還流通路の下流端を前記エンジンの吸気通路
に接続したことを特徴としている。
【0007】
【作用】上記のように構成した車両用エンジンの排気還
流装置において、エンジンが排気還流を行わない領域で
運転されているときは排気ブレーキ弁が全開位置に保持
される。このために、エンジンが排気還流を行なわない
領域で運転されているときは排気還流通路の上流端に作
用する排気圧力が高くなることはない。よって、排気還
流制御弁が開いたままになったとしても多量の排気が還
流されることはない。
【0008】エンジンが排気還流を行なうべき領域で運
転されているときはエンジンの回転数および負荷に応じ
てアクチュエータが排気ブレーキ弁を半開位置に切替作
動させる。このとき、排気ブレーキ弁が半開位置にある
ときにバルブプレートの上流側の表面と対向する位置に
排気還流通路を設けているために、排気ブレーキ弁が半
開位置に切替作動されると排気還流通路の上流端に作用
する排気圧力が高くなる。従って、排気ブレーキ弁が半
開位置に保持されているときは、排気還流制御弁による
流量制御作用を受けた量の排気が吸気通路に確実に還流
される。
【0009】なお、排気還流を行なうと燃焼温度が低下
して燃焼室内におけるNOxの生成が抑制される。従っ
て、例えばタイミングリタードなどを行なってNOxの
生成を抑制する必要性がなくエンジンの燃費が総体的に
改善される。
【0010】さらに、排気ブレーキの作動時はアクチュ
エータが排気ブレーキ弁を全閉位置に切替作動させて所
期の制動作用を行なう。このようにして排気ブレーキ弁
が全閉位置に切替作動されると、排気還流通路の上流端
が排気ブレーキ弁よりも下流側に位置することになる。
従って、万一にも排気ブレーキの作動時に排気が還流さ
れることがなく、排気ブレーキによる制動効果の低下が
抑制される。
【0011】
【実施例】以下に本発明の実施例を図に基づいて詳細に
説明する。図1は本発明に係る車両用エンジンの排気還
流装置の一実施例を示すブレーキハウジングの断面図で
あり、図示しない車両用エンジンの排気通路を構成する
排気マニホールド1の集合部1aにバタフライバルブ式
の排気ブレーキ弁2を接続し、この排気ブレーキ弁2を
図示しない排気管でマフラに接続している。
【0012】排気ブレーキ弁2は、排気マニホールド1
の集合部1aに接続されたブレーキハウジング2aを備
えている。また、ブレーキハウジング2aにバルブシャ
フト2bを介してバルブプレート2cを回動自在に取り
付けている。そして、バルブシャフト2bに結合したコ
ントロールレバー2dの先端とアクチュエータ3のロッ
ド3aを結合することにより、エンジンの運転状態に応
じてコントロールレバー2d、およびバルブシャフト2
bを介してバルブプレート2cを回動させて排気ブレー
キ弁2を全開位置、全閉位置および半開位置に切替作動
させるようにしている。
【0013】一方、排気ブレーキ弁2の半開位置におけ
るバルブプレート2cの上流側の表面との対向位置でバ
ルブシャフト2bより下流のブレーキハウジング2aに
排気取出口2eを設けている。そして、排気取出口2e
と図示しない排気還流制御弁を排気還流通路4を介して
接続することにより、排気取出口2eに排気圧力が作用
しているときに排気還流制御弁による流量制御作用を受
けた排気がエンジンの吸気通路に還流されるようにして
いる。
【0014】図2はアクチュエータ3の具体例を示す断
面図であり、ケーシング3bの内部にスリーブ3cを摺
動自在に取り付けるとともに、ロッド3aに結合したピ
ストン3dをスリーブ3cの内部に摺動自在に取り付け
ている。また、スリーブ3cにおけるロッド3a側の端
部にはピストン3dに当接するストッパ3eを設けると
ともに、ロッド3aと反対側の端部にプラグ3fを取り
付けることにより、ピストン3cとプラグ3fの間およ
びプラグ3fとケーシング3bのキャップ3gの間にそ
れぞれ第1、第2のエア室3h、3iを形成している。
【0015】そして、ケーシング3bに設けた第1の制
御ポート3jをスリーブ3cに設けた連通孔3kを介し
て第1のエア室3hに連通保持させるとともに、第2の
エア室3iに連通保持された第2の制御ポート3lをキ
ャップ3gに設け、第1、第2の制御ポート3j、3l
を図示しない制御弁を介してエアタンクと大気に切替接
続することにより、ロッド3aを3位置に切替作動でき
るようにしている。3mはリターンスプリングである。
【0016】以上のように構成した車両用エンジンの排
気還流装置において、図示しないセンサの出力に基づい
てエンジンが排気還流を行わない領域で運転されている
と判断したときは、第1および第2の制御ポート3j、
3lがともに大気に開放されるために、ピストン3dお
よびスリーブ3cがリターンスプリング3mによる押圧
力で図2に一点鎖線で示した位置に移動保持されてロッ
ド3aを最も没入作動させる。
【0017】従って、このような状態では図1に一点鎖
線で示したようにバルブプレート2cがブレーキハウジ
ング2aの軸方向と平行に保持され、排気ブレーキバル
ブ2が全開位置に保持される。このために、エンジンが
排気還流を行なわない領域で運転されているときは排気
取出口2eに作用する排気の圧力が低く、排気還流通路
4の上流端に作用する排気圧力が低い。よって、排気還
流制御弁が開いたままになったとしても多量の排気が還
流されることはない。
【0018】エンジンが排気還流を行なうべき領域で運
転されているときは第1の制御ポート3jが大気に開放
されたまま第2の制御ポート3lのみがエアタンクに切
替接続される。すると、第1のエア室3hの圧力は低い
ままであるのでピストン3dがプラグ3fに当接保持さ
れる。ところが、第2のエア室3iの圧力が上昇するた
めに、スプリング3mに抗してプラグ3fがピストン3
dとともに図2中左側に移動して同図に実線で示す状態
で静止する。
【0019】従って、このような状態では図1に実線で
示したようにバルブプレート2cがブレーキハウジング
2aの軸方向に対して斜めに保持されて排気ブレーキ弁
2を半開位置に切り替えられる。このように排気ブレー
キ弁2が半開位置になると、排気取出口2eがバルブプ
レート2cの上流側に位置することになるために、排気
還流通路4の上流端に作用する排気圧力が高くなる。従
って、排気ブレーキ弁2が半開位置に保持されていると
きは、排気還流制御弁による流量制御作用を受けた最適
量の排気が吸気通路に確実に還流される。
【0020】なお、排気還流を行なうと燃焼温度が低下
して燃焼室内におけるNOxの生成が抑制される。従っ
て、例えばタイミングリタードなどを行なってNOxの
生成を抑制する必要性がなくエンジンの燃費が総体的に
改善される。
【0021】一方、排気ブレーキの作動時は第1および
第2の制御ポート3j3lがそれぞれエアタンクに切替
接続される。すると、第1のエア室3hの圧力も上昇す
るために、スリーブ3cに対してピストン3dが図中左
側に移動して破線で示した位置に静止する。
【0022】従って、このような状態では図1に破線で
示したようにバルブプレート2cがブレーキハウジング
2aの軸方向に対して直交して排気通路を閉鎖するため
に、排気ブレーキ弁2が全閉状態となって所期の制動作
用を行なう。また、このようにして排気ブレーキ弁2が
全閉位置に切替作動されたときは、排気取出口2eをバ
ルブシャフト2bより下流側に設けているために、排気
還流通路4がバルブプレート2bの下流側において排気
通路に接続されることになる。
【0023】このために、排気ブレーキの作動にともな
って排気通路の圧力が上昇した場合においても、排気還
流通路4に作用する排気の圧力は低いままに保持され
る。よって、万一にも排気ブレーキの作動時に排気が還
流されることがなく、排気ブレーキによる制動効果の低
下が抑制される。
【0024】図3はアクチュエータ3の制御に用いられ
るマップの一例である。このマップにおいてはエンジン
のトルクがきわめて低くて燃焼温度が低い領域および出
力を重視する必要性がある高トルク域では排気ブレーキ
弁2を全開位置に保持させて排気の還流を中断するよう
にしている。
【0025】そして、使用頻度が高く、しかも、燃焼温
度が比較的高い中トルク域において排気ブレーキ弁2を
半開位置に切り替えて排気の還流を行なわせるようにし
ているが、エンジンの特性に応じて排気ブレーキ弁の制
御特性を変更することができる。なお、還流される排気
の流量はそのときの排気温度(燃焼温度)、トルク、回
転数等に応じて別途最適制御される。
【0026】さらに、実施例では熱負荷に対する信頼性
が高くて構成が簡単なディジタル位置制御型式のエアシ
リンダでアクチュエータ3を構成しているが、アクチュ
エータ3の具体的な構成は実施例に限定されるものでは
ない。
【0027】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、車両用エンジンの排気通路に設けたバタフライ
バルブ式の排気ブレーキ弁をエンジンの運転状態に応じ
て全開位置、全閉位置および半開位置に切替作動させる
アクチュエータを設ける一方、排気ブレーキ弁の半開位
置におけるバルブプレートの上流側の表面との対向位置
でバルブシャフトより下流のブレーキハウジングから分
岐させた排気還流通路の下流端を前記エンジンの吸気通
路に接続したものであるから、排気ブレーキの作動にと
もなう排気還流率への影響を予防できるとともに、排気
還流装置の異常時における排気ブレーキ性能への影響を
回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る車両用エンジンの排気還流装置の
一実施例を示すブレーキハウジングの断面図である。
【図2】アクチュエータの具体例を示す断面図である。
【図3】アクチュエータの制御に用いられるマップの一
例である。
【図4】車両用エンジンの排気還流装置の従来例を示す
概略構成図である。
【符号の説明】
1 排気マニホールド 2 排気ブレーキ弁 2a ブレーキハウジング 2b バルブシャフト 2c バルブプレート 2d コントロールレバー 2e 排気取出口 3 アクチュエータ 4 排気還流通路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両用エンジンの排気通路に設けたバタ
    フライバルブ式の排気ブレーキ弁と、前記エンジンの運
    転状態に応じて排気ブレーキ弁を全開位置、全閉位置お
    よび半開位置に切替作動させるアクチュエータと、前記
    排気ブレーキ弁の半開位置におけるバルブプレートの上
    流側の表面との対向位置でバルブシャフトより下流のブ
    レーキハウジングから分岐させた排気還流通路を備え、
    該排気還流通路の下流端を前記エンジンの吸気通路に接
    続したことを特徴とする車両用エンジンの排気還流装
    置。
JP7079442A 1995-03-10 1995-03-10 車両用エンジンの排気還流装置 Pending JPH08246905A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102493878A (zh) * 2011-12-01 2012-06-13 瑞立集团瑞安汽车零部件有限公司 一种用于汽车的排气制动阀及汽车

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102493878A (zh) * 2011-12-01 2012-06-13 瑞立集团瑞安汽车零部件有限公司 一种用于汽车的排气制动阀及汽车
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