JPH0942072A - 内燃機関のegr弁 - Google Patents
内燃機関のegr弁Info
- Publication number
- JPH0942072A JPH0942072A JP7195392A JP19539295A JPH0942072A JP H0942072 A JPH0942072 A JP H0942072A JP 7195392 A JP7195392 A JP 7195392A JP 19539295 A JP19539295 A JP 19539295A JP H0942072 A JPH0942072 A JP H0942072A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- valve
- egr
- housing
- internal combustion
- combustion engine
- 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.)
- Pending
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-
- 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)
- Safety Valves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高負荷時に低EGR率で低負荷時に高EGR
率の制御が実行でき、構成が簡単でレイアウトが容易な
EGR弁が求められていた。 【解決手段】 EGR流路に設けられ、ハウジング2内
に区画されたガス通路1を弁体4の移動により適宜開閉
する内燃機関のEGR弁において、ハウジング2に、弁
体4との着座部3から開弁側に向かって次第にガス通路
1を拡大させる拡径部5を設ける。拡径部5の開弁側の
区間の拡径率を着座部3側の区間の拡径率よりも大とす
る。
率の制御が実行でき、構成が簡単でレイアウトが容易な
EGR弁が求められていた。 【解決手段】 EGR流路に設けられ、ハウジング2内
に区画されたガス通路1を弁体4の移動により適宜開閉
する内燃機関のEGR弁において、ハウジング2に、弁
体4との着座部3から開弁側に向かって次第にガス通路
1を拡大させる拡径部5を設ける。拡径部5の開弁側の
区間の拡径率を着座部3側の区間の拡径率よりも大とす
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気還
流を制御するためのEGR弁に関するものである。
流を制御するためのEGR弁に関するものである。
【0002】
【従来の技術】内燃機関の排出ガス中のNOx低減を図
るものとして、排出ガスの一部を吸気系に還流させる方
法(EGR)が広く知られている。その還流量(EGR
量)は、達成目標のNOxレベルとエンジンの安定度が
両立するように、決め細かく制御する必要がある。この
制御に使用されるバルブ(EGR弁)は、正圧或いは負
圧によりエアシリンダやダイヤフラムを作動させて、こ
れに連結したポペットバルブをリフトさせ、ガス流量を
調節するようにしていた。
るものとして、排出ガスの一部を吸気系に還流させる方
法(EGR)が広く知られている。その還流量(EGR
量)は、達成目標のNOxレベルとエンジンの安定度が
両立するように、決め細かく制御する必要がある。この
制御に使用されるバルブ(EGR弁)は、正圧或いは負
圧によりエアシリンダやダイヤフラムを作動させて、こ
れに連結したポペットバルブをリフトさせ、ガス流量を
調節するようにしていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところでディーゼルエ
ンジンのEGR制御において、低負荷で高EGR率、高
負荷で低EGR率とする場合は、従来のEGR弁では所
望するガス制御ができないという問題があった。すなわ
ち高負荷側ではガス流量が大きいため、初期リフトの制
御が困難であると共に、微小リフト時は、給排の圧力脈
動の影響を受けてバルブが安定したリフトを保つことが
できず、所望の低EGR率とすることが非常に困難とな
る。
ンジンのEGR制御において、低負荷で高EGR率、高
負荷で低EGR率とする場合は、従来のEGR弁では所
望するガス制御ができないという問題があった。すなわ
ち高負荷側ではガス流量が大きいため、初期リフトの制
御が困難であると共に、微小リフト時は、給排の圧力脈
動の影響を受けてバルブが安定したリフトを保つことが
できず、所望の低EGR率とすることが非常に困難とな
る。
【0004】この対策として、バルブ径を小さくし、リ
フトを大とすることが考えられるが、逆に低負荷時の必
要流量が確保できなくなるおそれがある。また大小二個
のEGR弁を設けてそれぞれを駆動させることも考えら
れるが、構成が複雑となり、コスト高につながると共に
レイアウトが困難となってしまう。
フトを大とすることが考えられるが、逆に低負荷時の必
要流量が確保できなくなるおそれがある。また大小二個
のEGR弁を設けてそれぞれを駆動させることも考えら
れるが、構成が複雑となり、コスト高につながると共に
レイアウトが困難となってしまう。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決すべく本
発明は、EGR流路に設けられ、ハウジング内に区画さ
れたガス通路を弁体の移動により適宜開閉する内燃機関
のEGR弁において、ハウジングに、弁体との着座部か
ら開弁側に向かって次第にガス通路を拡大させる拡径部
を設け、拡径部の開弁側の区間の拡径率を着座部側の区
間の拡径率よりも大としたものである。この構成によっ
て、初期リフト時には開口面積の増加が緩やかとなり、
微小流量の制御が容易になる。またフルリフト時には開
口面積が急に増加し、必要なガス流量を確保する。
発明は、EGR流路に設けられ、ハウジング内に区画さ
れたガス通路を弁体の移動により適宜開閉する内燃機関
のEGR弁において、ハウジングに、弁体との着座部か
ら開弁側に向かって次第にガス通路を拡大させる拡径部
を設け、拡径部の開弁側の区間の拡径率を着座部側の区
間の拡径率よりも大としたものである。この構成によっ
て、初期リフト時には開口面積の増加が緩やかとなり、
微小流量の制御が容易になる。またフルリフト時には開
口面積が急に増加し、必要なガス流量を確保する。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に従って説明する。
図面に従って説明する。
【0007】図1は、本発明をディーゼルエンジンに適
用したEGR弁の要部を示したものである。このEGR
弁は、排気ガスの一部を還流させるためのEGR流路に
設けられたものであって、その排気ガスGを通すための
ガス通路1が内部に区画されたハウジング(弁箱)2
と、ハウジング2に形成された着座部3に着座或いは離
間することによりガス通路1を閉塞或いは開放させる弁
体4と、ハウジング2の着座部3よりも開弁側の位置に
形成された拡径部5とにより主として構成されている。
用したEGR弁の要部を示したものである。このEGR
弁は、排気ガスの一部を還流させるためのEGR流路に
設けられたものであって、その排気ガスGを通すための
ガス通路1が内部に区画されたハウジング(弁箱)2
と、ハウジング2に形成された着座部3に着座或いは離
間することによりガス通路1を閉塞或いは開放させる弁
体4と、ハウジング2の着座部3よりも開弁側の位置に
形成された拡径部5とにより主として構成されている。
【0008】図3に示すように、ハウジング2は、開口
6が形成された排気管(排気系)7に下端部8が取り付
けられ、その開口6に相応した大きさのガス導入口9が
形成されている。また一方の側部10にはEGR管11
に接続する連通口12が形成されている。すなわちガス
通路1は、略直角に屈折しており、着座部3はその屈折
部分のガス上流側の位置に嵌着された円環状のバルブシ
ート13によって形成されている。EGR管11は、吸
気マニホールドなどの吸気系(図示せず)に接続されて
いる。
6が形成された排気管(排気系)7に下端部8が取り付
けられ、その開口6に相応した大きさのガス導入口9が
形成されている。また一方の側部10にはEGR管11
に接続する連通口12が形成されている。すなわちガス
通路1は、略直角に屈折しており、着座部3はその屈折
部分のガス上流側の位置に嵌着された円環状のバルブシ
ート13によって形成されている。EGR管11は、吸
気マニホールドなどの吸気系(図示せず)に接続されて
いる。
【0009】弁体4は、バルブシート13の外径に略等
しい外径を有した円板状の弁部14と、弁部14の軸心
O位置に設けられて上方に延出された軸部15とで形成
されている。弁部14の外周縁は、その上面がバルブシ
ート13の下面に密着してガス通路1を閉塞するように
なっていると共に、バルブシート13から離れることで
拡径部5の壁面との間に排気ガスGを通すようになって
いる。軸部15は、ハウジング2の上部16を貫通し、
弁体4を適宜リフトするためのアクチュエータ17に連
結されている。
しい外径を有した円板状の弁部14と、弁部14の軸心
O位置に設けられて上方に延出された軸部15とで形成
されている。弁部14の外周縁は、その上面がバルブシ
ート13の下面に密着してガス通路1を閉塞するように
なっていると共に、バルブシート13から離れることで
拡径部5の壁面との間に排気ガスGを通すようになって
いる。軸部15は、ハウジング2の上部16を貫通し、
弁体4を適宜リフトするためのアクチュエータ17に連
結されている。
【0010】このアクチュエータ17は、ハウジング2
の上部に被せられた有底筒体状のシリンダカップ18
と、シリンダカップ18の内部を弁体4の軸方向に摺動
する有底筒体状のピストン部材19とを備え、その面部
とシリンダカップ18の上部内壁とにより制御圧室22
を区画していると共に、ピストン部材19の面部の下面
に軸部15の頭端20が当接されている。すなわちシリ
ンダカップ18に形成されたエア入口21から制御圧室
22に圧縮エアaが供給されることで、ピストン部材1
9が下方に押動され、弁体4を着座部3から離れる方向
(開弁方向)にリフトさせるようになっている。そして
軸部15の頭端20外周にはリテーナ23が取り付けら
れ、ハウジング2の上面との間に設けられたリターンス
プリング24により、弁体4を着座部3に当接させる方
向(閉弁方向)に付勢されるようになっている。また軸
部15を貫通させるべくハウジング2に形成された挿通
孔25には、軸部15を摺動自在に保持する円筒状のバ
ルブガイド26が設けられている。なおシリンダカップ
18は、そのフランジ27がハウジング2の上面28に
中間板29を介して接合され、ボルト(図示せず)にて
上部16に取り付けられている。そして圧縮エアaが供
給されていない状態において、ピストン部材19の下端
30と中間板29との間隔は、フルリフトに相当する距
離Hだけ隔てられており、弁体4の押動下限を規制する
ストッパを兼ねている。なおアクチュエータとしては、
正圧により駆動させるものに限らず、負圧により駆動さ
せるものであってもよい。
の上部に被せられた有底筒体状のシリンダカップ18
と、シリンダカップ18の内部を弁体4の軸方向に摺動
する有底筒体状のピストン部材19とを備え、その面部
とシリンダカップ18の上部内壁とにより制御圧室22
を区画していると共に、ピストン部材19の面部の下面
に軸部15の頭端20が当接されている。すなわちシリ
ンダカップ18に形成されたエア入口21から制御圧室
22に圧縮エアaが供給されることで、ピストン部材1
9が下方に押動され、弁体4を着座部3から離れる方向
(開弁方向)にリフトさせるようになっている。そして
軸部15の頭端20外周にはリテーナ23が取り付けら
れ、ハウジング2の上面との間に設けられたリターンス
プリング24により、弁体4を着座部3に当接させる方
向(閉弁方向)に付勢されるようになっている。また軸
部15を貫通させるべくハウジング2に形成された挿通
孔25には、軸部15を摺動自在に保持する円筒状のバ
ルブガイド26が設けられている。なおシリンダカップ
18は、そのフランジ27がハウジング2の上面28に
中間板29を介して接合され、ボルト(図示せず)にて
上部16に取り付けられている。そして圧縮エアaが供
給されていない状態において、ピストン部材19の下端
30と中間板29との間隔は、フルリフトに相当する距
離Hだけ隔てられており、弁体4の押動下限を規制する
ストッパを兼ねている。なおアクチュエータとしては、
正圧により駆動させるものに限らず、負圧により駆動さ
せるものであってもよい。
【0011】拡径部5は、着座部3からフルリフトに相
当する区間に亘って形成され、下方(ガス流上流側)に
行くに従って次第にガス通路1を拡大させるようになっ
ている。そしてその拡径率は、開弁側の拡径率が、着座
部3側の拡径率よりも大となるように形成されている。
図1に示したものでは、初期リフトに相当するリフト全
長略中間の位置Pを境にして、着座部3側は軸心Oに対
する傾斜角θが微小(例えば5 〜10度)の円錐状傾斜面
31にて形成され、ガス導入口9側ではガス通路1側へ
凸の曲面32にて形成されている。曲面32としては、
曲率半径rが一定の球面状のものでも、下方に行くに従
って曲率半径r小となる双曲線状或いは放物線状のもの
でもよい。そして曲面32はフルリフト位置においてガ
ス導入口9と等しい径となってこれに連なっている。
当する区間に亘って形成され、下方(ガス流上流側)に
行くに従って次第にガス通路1を拡大させるようになっ
ている。そしてその拡径率は、開弁側の拡径率が、着座
部3側の拡径率よりも大となるように形成されている。
図1に示したものでは、初期リフトに相当するリフト全
長略中間の位置Pを境にして、着座部3側は軸心Oに対
する傾斜角θが微小(例えば5 〜10度)の円錐状傾斜面
31にて形成され、ガス導入口9側ではガス通路1側へ
凸の曲面32にて形成されている。曲面32としては、
曲率半径rが一定の球面状のものでも、下方に行くに従
って曲率半径r小となる双曲線状或いは放物線状のもの
でもよい。そして曲面32はフルリフト位置においてガ
ス導入口9と等しい径となってこれに連なっている。
【0012】従って、制御圧室22に圧縮エアaが供給
されることで、弁体4は開弁方向にリフトされ、図2に
示すように、初期リフトの区間においては開口面積の増
加度は小さく、初期リフトの区間を越えてフルリフトに
至るまでは、急激に増加することとなる。すなわちこの
開口面積に相応した量の排気ガスGが、排気管7からガ
ス通路1を通ってEGR管11に導入され、吸気系に還
流される。
されることで、弁体4は開弁方向にリフトされ、図2に
示すように、初期リフトの区間においては開口面積の増
加度は小さく、初期リフトの区間を越えてフルリフトに
至るまでは、急激に増加することとなる。すなわちこの
開口面積に相応した量の排気ガスGが、排気管7からガ
ス通路1を通ってEGR管11に導入され、吸気系に還
流される。
【0013】このように、ハウジング2に着座部3から
開弁側に向かって次第にガス通路1を拡大させる拡径部
5を設け、拡径部5の着座部3側を緩い円錐状傾斜面3
1にて、開弁側を急傾斜の曲面32にてそれぞれ形成し
たので、弁体4のリフトにより開口面積が二段に変化
し、図2中一点鎖線で示したような直線状に開口面積が
変化する従来のEGR弁に比べ、初期リフトにおいて微
小ガス流量の決め細かい制御が容易となり、圧力脈動の
影響を受けることなく高負荷における低EGR率制御を
実行することができる。そしてフルリフトにより充分大
きな開口面積が得られるので、高EGR率を実現させる
に必要なガス流量を確保できる。また本発明は極めて簡
単な構成で実施できるものであり、コスト高となること
がなく、レイアウトの自由度を低下させることもない。
さらにリフト幅が大きいため、例えば排気ガス中の酸素
濃度などでEGR率を検出しながら、弁体4のリフトを
エア圧供給制御によって調節するといったフィードバッ
ク制御も容易に行うことができる。
開弁側に向かって次第にガス通路1を拡大させる拡径部
5を設け、拡径部5の着座部3側を緩い円錐状傾斜面3
1にて、開弁側を急傾斜の曲面32にてそれぞれ形成し
たので、弁体4のリフトにより開口面積が二段に変化
し、図2中一点鎖線で示したような直線状に開口面積が
変化する従来のEGR弁に比べ、初期リフトにおいて微
小ガス流量の決め細かい制御が容易となり、圧力脈動の
影響を受けることなく高負荷における低EGR率制御を
実行することができる。そしてフルリフトにより充分大
きな開口面積が得られるので、高EGR率を実現させる
に必要なガス流量を確保できる。また本発明は極めて簡
単な構成で実施できるものであり、コスト高となること
がなく、レイアウトの自由度を低下させることもない。
さらにリフト幅が大きいため、例えば排気ガス中の酸素
濃度などでEGR率を検出しながら、弁体4のリフトを
エア圧供給制御によって調節するといったフィードバッ
ク制御も容易に行うことができる。
【0014】なお本発明に対比すべき技術としては、実
開平2−24163号公報がある。この提案の流量制御
弁は、弁座のシート部に丸みを付け、弁体にはこれに相
応した丸みと微少移動に対してスロート面積を微小に変
化させるための傾斜面とを設けるようにしたものであ
り、この構成によれば図2に示したような開口制御は一
応可能である。しかしながらその流量制御弁は、専ら給
水制御に使用するためのものであり、高温な排気ガスを
制御するEGR弁に適用できるものではない。すなわ
ち、弁体に丸みや傾斜面を形成するためには相当の部材
厚さが必要であり、弁体重量の増加によりエンジン加振
力の影響を受け易くなって、EGR必要外の時期に開弁
してしまう可能性がある。また弁体が重厚なものになる
と、高温ガスに晒されたときに弁体回りの熱負荷(熱容
量)が大きくなり、破損してしまうおそれがある。さら
に弁部を複雑な形状に成形することは、従来の弁体製造
法と異なる精密加工及び材料の選択が必要で、EGR弁
のコスト増につながってしまう。これに対して本発明を
実施するには、図示例のように比較的軽量な従来品と同
等の弁体4(弁部14)で充分であり、エンジン加振力
の影響がなく、熱負荷の増加もないものである。そして
ハウジング2のガス通路1や拡径部5の加工は、従来の
製造方法で充分実施できるものであり、過度なコスト増
をまねくことがない。
開平2−24163号公報がある。この提案の流量制御
弁は、弁座のシート部に丸みを付け、弁体にはこれに相
応した丸みと微少移動に対してスロート面積を微小に変
化させるための傾斜面とを設けるようにしたものであ
り、この構成によれば図2に示したような開口制御は一
応可能である。しかしながらその流量制御弁は、専ら給
水制御に使用するためのものであり、高温な排気ガスを
制御するEGR弁に適用できるものではない。すなわ
ち、弁体に丸みや傾斜面を形成するためには相当の部材
厚さが必要であり、弁体重量の増加によりエンジン加振
力の影響を受け易くなって、EGR必要外の時期に開弁
してしまう可能性がある。また弁体が重厚なものになる
と、高温ガスに晒されたときに弁体回りの熱負荷(熱容
量)が大きくなり、破損してしまうおそれがある。さら
に弁部を複雑な形状に成形することは、従来の弁体製造
法と異なる精密加工及び材料の選択が必要で、EGR弁
のコスト増につながってしまう。これに対して本発明を
実施するには、図示例のように比較的軽量な従来品と同
等の弁体4(弁部14)で充分であり、エンジン加振力
の影響がなく、熱負荷の増加もないものである。そして
ハウジング2のガス通路1や拡径部5の加工は、従来の
製造方法で充分実施できるものであり、過度なコスト増
をまねくことがない。
【0015】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、簡単な構
成にて、高負荷時において排気ガスの還流量を微小に制
御するEGR制御を確実に達成でき、しかも低負荷にお
いて必要なガス流量を確保できるという優れた効果を発
揮する。
成にて、高負荷時において排気ガスの還流量を微小に制
御するEGR制御を確実に達成でき、しかも低負荷にお
いて必要なガス流量を確保できるという優れた効果を発
揮する。
【図1】本発明の実施の形態を示した内燃機関のEGR
弁の要部側断面図である。
弁の要部側断面図である。
【図2】本発明の効果を説明するためのリフトと開口面
積との関係図である。
積との関係図である。
【図3】図1の全体を示した側断面図である。
1 ガス流路 2 ハウジング 3 着座部 4 弁体 5 拡径部 14 弁部 15 軸部 31 円錐状傾斜面 32 曲面 G 還流される排気ガス
Claims (1)
- 【請求項1】 EGR流路に設けられ、ハウジング内に
区画されたガス通路を弁体の移動により適宜開閉する内
燃機関のEGR弁において、上記ハウジングに、上記弁
体との着座部から開弁側に向かって次第にガス通路を拡
大させる拡径部を設け、該拡径部の開弁側の区間の拡径
率を着座部側の区間の拡径率よりも大としたことを特徴
とする内燃機関のEGR弁。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7195392A JPH0942072A (ja) | 1995-07-31 | 1995-07-31 | 内燃機関のegr弁 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7195392A JPH0942072A (ja) | 1995-07-31 | 1995-07-31 | 内燃機関のegr弁 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0942072A true JPH0942072A (ja) | 1997-02-10 |
Family
ID=16340391
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7195392A Pending JPH0942072A (ja) | 1995-07-31 | 1995-07-31 | 内燃機関のegr弁 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0942072A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102013224792A1 (de) | 2012-12-07 | 2014-06-12 | Aisan Kogyo Kabushiki Kaisha | Abgasrückführventil |
JP2021046830A (ja) * | 2019-09-19 | 2021-03-25 | 愛三工業株式会社 | Egrバルブ及びそれを備えたegrバルブ装置 |
-
1995
- 1995-07-31 JP JP7195392A patent/JPH0942072A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102013224792A1 (de) | 2012-12-07 | 2014-06-12 | Aisan Kogyo Kabushiki Kaisha | Abgasrückführventil |
CN103867347A (zh) * | 2012-12-07 | 2014-06-18 | 爱三工业株式会社 | 排气回流阀 |
US9376988B2 (en) | 2012-12-07 | 2016-06-28 | Aisan Kogyo Kabushiki Kaisha | Exhaust gas recirculation valve |
CN103867347B (zh) * | 2012-12-07 | 2016-07-06 | 爱三工业株式会社 | 排气回流阀 |
DE102013224792B4 (de) * | 2012-12-07 | 2020-10-15 | Aisan Kogyo Kabushiki Kaisha | Abgasrückführventil |
JP2021046830A (ja) * | 2019-09-19 | 2021-03-25 | 愛三工業株式会社 | Egrバルブ及びそれを備えたegrバルブ装置 |
US11913412B2 (en) | 2019-09-19 | 2024-02-27 | Aisan Kogyo Kabushiki Kaisha | EGR valve and EGR valve device provided with same |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040727 |