JPH09511811A - 触媒コンバータを備える自動車の内燃エンジンの排気ガス放出量削減方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 触媒コンバータ（１８）を備える自動車用の内燃エンジン（１０）の排気ガス放出量を削減するために、少くとも始動相の間、排気管（１６）内に背圧を発生させ、エンジンの排気マニホールドにおける圧力を少なくとも０．５バール、好ましくは１バール上昇させ、エンジンは、急速負荷及び回転速度変化の間にさらに負荷される。

Description

【発明の詳細な説明】 触媒コンバータを備える自動車の内燃エンジンの排気ガス放出量削減方法 本発明は、排気ガス触媒コンバータを備える自動車の内燃エンジンの排気ガス 放出量削減方法、及びこのようなエンジンのための排気ガス装置に関する。 内燃エンジンのコールドスタート時には、たとえ排気ガス触媒コンバータを使 用しても、最初の数分間で相当量の放出排気ガスが大気中に漏出する。特にＨＣ 、ＣＯ、ＮＯｘの有害な放出物は、まだ冷えているエンジンにおける不完全燃焼 及び高摩擦、並びに不良で不安定な燃料空気混合物の処理によるものであり、こ れにより過剰な燃料が消費される。さらに、加速相の間、ギア機構の作動に直接 関連する非常に顕著な放出最大値が認められ、これは当然急激な負荷及び速度変 化を生じる。これらの相の間には混合物形成が制御されないので、燃料供給と空 気流れ速度との間の動的混合物矛盾が生じ、燃焼室温度、特に燃焼室壁の温度勾 配が、実質的に過渡的変化にさらされる。結果として、数秒間の間にＨＣ、ＮＯ ｘ、及びＣＯの最大放出が生じる。例えば、ＨＣの最大放出は、エンジンの始動 負荷時に生じ、ＮＯｘの最大放出は、全負荷時のギアチェンジ速度に到達した時 に生じ、ギアチェンジ時に過富燃料空気混合物状態においてＣＯの最大放出が生 じ、ＮＯｘの最大放出は希薄混合物状態において生じる。同 時に、触媒コンバータは未だに旧式で、非効率的であり、触媒コンバータが十分 に加熱されるまで、有害な排気ガスが処理されることなく放出されている。 ディーゼルエンジンにおいては、始動時及び始動から加速時に、さらに相当量 の煙、騒音、臭気が生じる。 高品質の触媒コンバータは、エンジン始動から約５０秒後には十分に効率的で あるが、自動車が動き始め、エンジンが高負荷で加速される際、ＣＶＳテストに おいて最初のＨＣ放出最大値はエンジン始動から約２０秒後に生じている。 触媒コンバータを電気的に加熱することによって、触媒コンバータが効率的と なる時間を改善するための試みがなされている。このような電気的加熱は高価で 、わずらわしく、相当量の電気エネルギーを消費することとなり、エンジン内に おける排出物発生に何ら影響を与えない。 本発明の目的は、費用効率のよい態様で、放出に関するモーター部品、特に燃 焼室壁及び触媒コンバータの被覆された触媒表面、少くとも触媒表面の一部、好 ましくは触媒コンバータの入口における触媒表面の加熱に良影響を与え、エンジ ンの排気ガス放出量を削減し、エンジンを加速して自動車を動かし始める際に、 触媒コンバータが効率的に操作するようにすることにある。この目的を達成する ために、燃焼エンジン及び触媒コンバータ内のガスの温度をできるだけ高いレベ ルまで急激に上昇させる。本発明の別の目的は、急激な負荷及び速度変化による 、また不安定な混合物形成による、最大放出を避けることにある。 この目的の解決策は、少くともコールドスタート時において、エンジンの排気 ガス出口で０．５バールより高い圧力上昇を発生するように、排気管内に背圧条 件を発生させ、さらに急速な負荷と速度変化においてエンジンに負荷することに よる。 背圧条件により、排気ガスの密度及び温度が上昇し、エンジンはより多くの燃 料を処理するよう強制される。圧縮された熱排気ガスのため、エンジン燃焼室及 び排気管の壁並びに触媒コンバータの活性表面における熱伝達が改善される。 ０．５バール以下の背圧は放出量値を僅かに改善するのみであり、背圧は好ま しくは１バール以上まで上昇させるべきであることが試験によってわかった。 急速な負荷及び速度変更における追加的なエンジン負荷は、例えば対応して排 気ガスを維持すること、又は他のエンジンブレーキによって得ることができ、燃 焼室内の温度条件、特に燃焼室壁の温度勾配を維持し、動的混合物形成の失敗の 発生を削減する。このため、こうしないと生じる最大放出が避けられる。 本発明の手段の与える影響のため、燃焼室内における処理時に、混合物形成を より早い時期に制御することができ、その結果、触媒コンバータに続いて酸素セ ンサを使用することができる。 エンジンの最大トルク低下の観点から、背圧は、熱要求があった場合、特にＵ Ｓ ＦＴＰ−７５試験の第一相（コールドスタート）における第一サイクルの間 にのみ発生させるべ きである。従って、トルクによってエンジンが負荷されていない時に背圧が高く 、エンジンが高く負荷されている時に背圧が低くなるように、排気ガス圧力を制 御することが好ましい。最大放出を防ぐために背圧を制御するための好ましい方 法は、特に速度伝達比の変更時において、背圧が、 −アイドリング及び惰行条件時の各操作温度に従って最大値を示し、 −トルク負荷開始時にトルクの逆数に従って低下し、トルクが最大トルク値の 半分を越えた時点で完全に消失し、 −トルクが低下し始め、最大トルク値の半分より低くなるとトルクの逆数に従 って上昇し、トルクがアイドリングトルクに達するか若しくはそれ以下の場合の 操作温度に従って、最大値に達することを含む。 本発明の特に有利な実施態様は、背圧領域からの流体流が不連続的に生じるこ とを含む。不連続的操作のために、排気ガスは触媒コンバータ中を非常に速い流 れ速度で断続的に流れるので、被覆された触媒表面における熱伝達は特に効果的 となる。 好ましくは、エンジンに負荷をかけないために、背圧を発生させるための手段 は、排気ガス触媒コンバータが活性化された直後に停止する。 好ましい実施態様は、背圧が、主要な触媒コンバータとして機能する先に言及 した第一の触媒コンバータの上流に配置された、先行配置されたより小型の触媒 コンバータの上流に発生されることを含む。先行触媒コンバータは、活性表面が 小さいため、その点火温度までより迅速に加熱し得るので、本発明の手段は、先 行触媒コンバータによってより迅速に効果的になる。 できるだけ多くの熱が加熱すべき被覆された触媒表面に伝達されることを確実 にするために、さらに有利な手段は、背圧領域から流れてくる熱排気ガスを、制 御可能な維持期間中、迅速に加熱すべき触媒コンバータ領域内に維持することを 含む。第一の代替態様において、迅速に加熱すべき触媒コンバータの領域は、前 述の先行触媒コンバータを包含してもよい。しかしながら、第二の代替態様によ って、加熱すべき触媒コンバータ領域が前記先行触媒コンバータ及び前記排気ガ ス触媒コンバータを含み得ることが有利であろう。このため、必要であれば、背 圧領域内の貯蔵容積が役立つこともある。 本発明の特に有利な実施態様によれば、熱排気ガスは以下のサイクルで背圧領 域から排出される： −迅速に加熱すべき空の触媒コンバータ領域を、背圧領域からの熱ガスで負荷 する、 −熱排気ガスを触媒コンバータ領域内に維持する、 −触媒コンバータ領域から負荷を除去する。 好ましくは、迅速に加熱すべき触媒コンバータ領域を負荷する前に、そこに吸 込圧力を発生させてもよく、負荷時に過圧を発生させてもよい。結果として、排 気ガス触媒コンバータに流入する排気ガスの速度がさらに加速され、いわゆる熱 放散により、ガス速度は熱に転換され、物理的法則に従って絶対温度に関して１ ．４以下のファクターだけ熱が増加する。 迅速に加熱すべき触媒コンバータ領域を負荷及び除荷するための十分に迅速な 開閉バルブが入手可能であれば、又、負荷時のバルブの開放期間を、高速で流入 し、触媒コンバータ領域内に維持される排気ガスが逆流するのを防ぐのに十分短 く選択することができるならば、又、除荷時のバルブの開放期間を、高速で排出 され、低圧を発生させるガスが逆流するのを防ぐのに十分短く選択することがで きるならば、これらのガスの動的効果を達成することができる。 上述の背圧条件を提供するために、本発明の方法を実施するための排気ガス装 置は、排気管内に少くとも一つの自由に作動するバルブを含む。第一の実施態様 において、このバルブは触媒コンバータの上流に配置することができ、それによ り触媒コンバータ内のガス速度が上昇し、触媒コンバータの活性表面における熱 伝達を改善する。第二の実施態様において、このバルブは触媒コンバータの下流 に配置することができ、それにより触媒インバータ内の圧力が増加し、熱伝達を 改善する。 熱伝達が良好であればあるほど、温度勾配は高く、また同じエネルギー消費量 において負荷表面の温度が高くなる。 排気管内のバルブによる断続的制御により、排気ガスの減速は、総期間に対す る流れ期間の比によって非常に正確に制御される。 要求によるエンジンでの熱生成に影響を与える簡単な方法は、バルブを排気管 内に配置して、周期的に開閉位置間で移動させ、熱要求に対応する一定の背圧を 発生させるように、 開放位置の期間と閉鎖位置の期間とを互いに関連付ける。 従って、二つの位置の間を移動可能な簡単なバルブによって、熱要求の増加に 対応して、開放位置よりも閉鎖バルブ位置の期間の割合を増加させて、背圧を各 操作条件に連続的に適合させることができる。 ドイツ特許第31 03 098号により、自動車の室内を温めるために、排気ガス分 枝管の入口のガス−水−熱交換器に、オン・オフ操作するように適合された制限 器を設け、熱伝達を高め、十分な熱を維持するために、エンジンがあまり多くの 熱を発生しない時、つまり特に部分負荷時又はアイドリング時に、この制限器に より排気ガス分枝管内の流体流速度が増加されることが知られている。先行技術 の構造が抱える問題は、本発明が解決しようとする課題と実質的に異なるため、 制限により排気ガス背圧条件が生じると、連続的操作の間、及び一般にエンジン 及びおそらく本発明の触媒コンバータが既にその最適操作温度に達した時にのみ 、意図的ではないが、エンジンの始動相の間、排気ガス背圧が提供される。 特に好ましい実施態様は、自由に作動可能なバルブを排気ガス触媒コンバータ の上流及び下流の両方に配置すること、及び上流バルブの閉鎖後、下流バルブの 開放前に、上流バルブの短時間操作によって、二つのバルブの間に吸込圧力が発 生するように、この二つのバルブの開閉時間を関連付けることを含む。 さらに有利な実施態様は、先行する小型触媒コンバータを、排気ガス触媒コン バータの上流に配置することを含む。先行 触媒コンバータは、下流の主要触媒コンバータに直接に接続することができる。 しかしながら、好ましくは先行触媒コンバータは、迅速な加熱を強化するために 、先行触媒コンバータが増強された流れ抵抗を提供するように、操作可能及び操 作不可能になるように適合される排気管のバイパスに配置され、一方全ての操作 条件の間操作可能である触媒コンバータは、圧力損失を最小限とするように設計 しなければならない。先行触媒コンバータのバイパス操作のさらなる利点は、そ の長期間に渡る作用寿命である。なぜならば、先行触媒コンバータは、始動相の 間にのみ操作可能であり、よって触媒コンバータの老化の主要な原因である全負 荷時の熱排気ガスによる高負荷にさらされることがないからである。従って、最 大放出を伴う始動相の間、上記の先行触媒コンバータによって、特に老化しない 触媒コンバータが提供される。 さらに有利な実施態様によれば、前記バイパスは、先行触媒コンバータの上流 及び下流に配置され、バイパスに平行に接続される自由に作動可能なバルブを含 み、排気管中のこのバルブが閉鎖することにより排気ガスはバイパスへと導かれ 、バイパス中に設けられる二つのバルブは、上記の態様で先行触媒コンバータの 背圧及び熱放散を発生させるために使用される。 本発明の有利な別態様は、前記バイパス中で先行触媒コンバータの上流に自由 に作動可能なバルブを配置し、また自由に作動可能なバルブを前記バイパスの下 流で前記主要触媒コンバータの上流に配置し、さらに自由に作動可能なバルブを 排気管内でバイパスに平行に接続されるように配置することを含む。これは排気 ガス流をバイパスへと導き、このバイパスに平行に接続されるバルブを封止して 、高い背圧を可能とするためである。 特に効率的なエンジンにおいては、操作において潜熱蓄熱器を負荷するために 十分な熱がないため、自動車において熱を消費する部分へ熱を伝達するために、 エンジンの排気熱によって負荷される潜熱蓄熱器を使用する既知の方法は不可能 である。その一例は直接燃料噴射式で、行程容積が２リットル未満のディーゼル エンジンである。将来の発展はこのようなエンジンに向かっているので、本発明 はエンジンの熱生成を増加させるための手段を提供する。 従って、本発明のさらに有利な実施態様は、排気ガス熱交換器が排気管内に含 まれ、追加的に発生した熱を冷却水を経て燃焼室壁へ伝達し、その表面温度を上 昇させ、また、変速装置及びエンジンオイルに伝達し、排気ガス放出及び燃料消 費を削減することができる。このため、潜熱蓄熱器を冷却水回路内に組み込み、 冷却水回路の進歩した操作により、例えばドアの接触により作動させて、エンジ ン始動に先だって熱を潜熱蓄熱器から伝達しておくことは特に有利である。 特に有利な実施態様は、内燃エンジンが、イグニッションスイッチを橋渡しす るための手段を備えるリモートコントロールと関連するスターターを含み、この 橋渡し手段は、所定時間の経過後にイグニッション流の流れを阻害するように配 置されたタイミング部材を備えることを含む。この点につい て、リモートコントロールは、運転席側のドアのロックに接続され、このドアを 開けるとエンジンが始動する。本発明に従って背圧条件に関してエンジンを約３ ０秒前に予め操作することは、自動車が始動する時の放出最大値を避けるために 、コールドスタート時に効果的である。この３０秒という時間は、運転者がドア ロックを作動した後に自動車に着席し、自動車を始動させるための準備操作を終 了するまでの時間である。運転者がキーをイグニッションスイッチに挿入してお らず、例えば３０秒の所定時間の経過後にイグニッションをオンにしていない場 合には、橋渡し手段を通して流れるイグニッション流を阻害することにより、先 行操作が停止する。 効率的な背圧条件を発生させるためには、効率的なスロットル手段が特に重要 である。先行技術のフラップバルブでは、漏洩による圧力損失は避けられない。 これが、本発明のさらに有利な実施態様により、上記の排気ガス装置のためのス ロットルバルブを提供する理由である。この排気ガス装置は、流れ通路を包囲す るハウジングと、バルブの流れ断面を横切って延長する回転軸を中心として枢動 可能なバルブフラップとを備え、バルブフラップの表面は前記回転軸によって一 対の部分表面に分割され、上記スロットルバルブは、バルブフラップが、その閉 鎖位置にある場合に、前記回転軸を包含し且つ流れ方向を横切って延長する閉鎖 面内で延長し、バルブフラップの面の全ての側面の全ての位置でその縁部におい て所定距離だけハウジングから離隔し、この距離は操作中に予測される熱膨張に よって越えることができない距離であり、 ハウジングの各部分表面の周辺領域は、回転軸まで延長する関連する当接縁部を 有し、この当接縁部はバルブフラップの各対向面上に配置され、関連付けられて 、接顔部を形成することを特徴とする。 このようなバルブは、接顔部を有するため、５バールの背圧を発生することが でき、バルブフラップの枢軸の反対側では背圧が反対向きのトルクを発生させ、 バルブフラップを比較的小さい力で制御することができる。 背圧手段が燃料消費に影響を与えるので、少くとも火花点火型のエンジンでは 、背圧手段の操作を、エンジン低負荷の場合に高く、エンジン高負荷の場合に低 い熱要求に適合させることが望ましい。従って、排気管内の体積流量に応答して 低下するように制御可能な背圧手段を提供することが、装置の有利な実施態様で ある。また、一つの実施態様としては、上記のスロットルバルブを、回転軸がバ ルブフラップの中心領域から外れた位置に延長し、偏向力がレバーを介してバル ブフラップにかかり、バルブフラップの開口部が増加すると、偏向力の動作線と バルブフラップの回転軸との間の有効レバー腕部が減少し、偏向力及び有効レバ ー腕部によるトルクが低下するように設計することができる。 この構造により、バルブ閉鎖時の背圧は、異なる値の一対の反対方向のトルク をバルブフラップに発生させ、結果として生じたトルクはバルブフラップを開放 しようとする。偏向力は、背圧によって発生するトルクが偏向力を上まるまで、 バルブフラップをその閉鎖位置に維持する。閉鎖方向に作用 するトルクが減少すればするほど、バルブフラップが開放される、つまり排気管 内の流量が増加すると背圧は自動的に低下する。 特に有利な実施態様によれば、ハウジングは、内部に回転軸が延長する管状ス リーブと、この管状スリーブに包囲される一対の管部分とを備え、回転軸の両対 向側でバルブフラップに対向するこの管部分の縁部は、バルブフラップが閉鎖位 置にある場合に、バルブフラップ面に平行な面においてバルブフラップのための 当接縁部として機能し、回転中心から少くともバルブフラップの壁厚の半分だけ 離隔するように回転軸に向かって延長し、バルブフラップの枢動運動領域の外側 に延長する。また、簡単な態様としては、バルブフラップに対向する管部分の縁 部は、回転軸に平行に延長する段付き部分によって、バルブの流れ方向に互いに オフセットした一対の部分に分割され、この各オフセット部分は、閉鎖位置にあ るバルブフラップ面に平行に延長する。 そのため、バルブハウジングは使用位置で組み立てることができ、バルブの基 本部分はバルブフラップを載置した管状スリーブからなるため、特に簡単で費用 効率が良く、空間条件の困難な場合でも比較的簡単に組み立てられる構造が提供 される。以下の管部分のバルブに接続される端部が各々の加工により調整される 限り、この管部分を管状スリーブ内に挿入、固定するためには、管部分を整列さ せるだけでよい。 管端部の加工が、均等な切断により分離されるように制限される場合、及びさ らにバルブが開放位置にある場合にバル ブフラップが流れ断面から完全に外れて移動される場合、本発明の方法のための スロットル装置として適したさらに別のバルブ形態を用いることができる。この スロットルバルブは、流れ通路を包囲するハウジングと、バルブの流れ断面の外 側に流れ方向を横切る方向に延長する軸を中心として枢動するように適合された バルブフラップと、ハウジングの外側で枢動軸に接続される作動レバーとを備え る。本発明による改良は、流れ通路が、フラップハウジングによって包囲される 同軸的に離隔する一対の管部分によってハウジング内に規定され、軸を有するバ ルブフラップは、閉鎖位置で上流管部分の端部を被覆するように配置され、この 上流管部分は、フラップハウジング内に開放し、且つバルブフラップの軸を含み 流体流方向を横切る方向に延長する閉鎖面に、平坦環状面を形成し、一方バルブ フラップは開放位置で、二つの管部分の間で流れ通路から離れる方向に枢動し、 作動レバーはピストンに接続され、ピストンは、偏向力によってバルブフラップ の閉鎖位置に関連する位置へ向かって負荷され、偏向力の方向に、バルブフラッ プの上流の流れ通路内において優勢であるガス圧力にふされ、ガス圧力にふされ るピストン表面は、閉鎖位置にあるバルブフラップによって被覆される管部分の 開放断面よりも僅かに小さく、先に言及したピストン表面と反対側のピストン表 面は、偏向力に対向する圧力に選択的にふされ得ることを含む。 これにより、一面で枢動的に載置されるバルブフラップを有していても、ガス 圧力によって生じる反対方向の力によっ て、閉鎖されたバルブフラップにおける背圧の大部分を補うことができ、バルブ を密に閉鎖するために、比較的小さな追加の力しか必要としない。 有利な実施態様は、ピストンが、作動シリンダーの一対の室を分割するダイア フ背圧を備えること、この室の一つを横切って延長し、ここから突出する押圧部 材が、作動レバーと協働し、ピストンに接続されること、及び押圧部材が横切っ て延長する室が、圧力源と連通するように適合され、他方の室が閉鎖面の上流の 流れ通路と連通することを含む。 さらに有利な実施態様は、偏向力の作動線とバルブフラップの回転軸との間の 有効レバー腕部が、バルブフラップの開放位置への運動に応答して減少しするよ うに、偏向力がレバーに作用すること、及び偏向力及び有効レバー腕部によって 生じるトルクが低下することを含む。 枢動可能なフラップバルブでは、ある種の空気力学的不安定性を完全に回避す ることは必ずしも可能ではない。従って、さらに有利な実施態様は、このような 望ましくない作用のないスロットルバルブに関する。よって、さらに有利な実施 態様は、偏向力によって負荷されるバルブ部材を含むスロットルバルブに関し、 バルブハウジング及びバルブ部材は互いに関連して制限された通過装置を形成す る断面を有し、制限された通過装置は、背圧にふされるバルブ部材の表面が、バ ルブ部材の偏向力と反対方向への移動に応答して増加するように寸法決めされる 。 また好ましくは、高体積流量において、バルブ部材の背圧 に付される表面が、バルブ部材を開放位置に保持するのに必要な背圧が、バルブ 部材を開放位置に移動するために必要な背圧を越えないだけ十分に大きくなるよ うに、制限された通過、バルブ部材の断面積、及び偏向力は、互いに関連する。 有利な実施態様は、バルブハウジングが、バルブ部材の移動方向に開放し且つ バルブ部材の断面積よりも小さい断面を有する入口オリフィスと、バルブ部材を 受理し、バルブ部材の通過を可能にするように配置されて環状間隙を形成する出 口オリフィスを備える室とを有することを含む。入口オリフィスは好ましくは、 バルブ室内へ突出する薄壁管状部分の端部に設けられる。 別の実施態様によれば、バルブハウジング内の室及び出口オリフィスは、同じ 断面積を有する。さらに別の実施態様では、バルブハウジング内の室を出口オリ フィスよりも大きい断面積とすることができる。 有利な実施態様において、バルブ部材は均一な断面を有する。 好ましくは、偏向力は、スロットル操作が不要な時にはこれを停止するために 、オフにすることができる。そのため、偏向力を発生させるためのバルブスプリ ングを、スプリングの作用方向に調節可能な当接部（１５２）に対して支持させ ることができる。 バルブ室内で直線的に移動可能なバルブ部材を含むこれらのバルブは、流れ断 面を完全に開放することはできないので、排気ガス主要流に特に適合されていな い。これは、これらの バルブが、スロットル動作が主要流のバイパスにおいて行われる装置に特に適合 されているからである。 本発明を、図面に示した実施態様の以下の説明を参照して、より詳細に説明す る。 図面において： 図１は、排気管内に排気ガス触媒コンバータを有する自動車のための四気筒燃 焼エンジンの概略線図である。 図２は、バイパス組立体内に先行触媒コンバータを備える、図１と同様の線図 である。 図３は、スーパーチャージャー及び排気ガス熱交換器を備える別の実施態様を 示す。 図４は、背圧を発生させるために適した本発明の枢動可能フラップバルブの、 枢軸に垂直な断面図である。 図５は、図４のバルブの枢軸方向の断面図である。 図６は、バルブフラップの減少制御を提供するための装置を示す。 図７は、閉鎖位置に隣接する位置にあるピストンバルブを含む背圧装置の概略 断面図である。 図８は、図７のバルブを中間位置で示す。 図９は、最大開放位置に隣接する位置にある、図７及び図８のバルブを示す。 図１０は、閉鎖位置に隣接する位置にあるピストンバルブの別の実施態様を示 す。 図１１は、図１０のバルブの中間位置を示す。 図１２は、図１０及び図１１のバルブを開放位置に隣接す る位置で示す。 図１３は、片側に載置された枢動フラップを有する枢動フラップバルブの別の 実施態様の断面図である。 図１４は、このバルブの背圧を補うための装置の拡大図である。 内面エンジン１０において、燃焼室１２は燃焼空気管１４及び排気管１６に接 続される。有害な放出物を低減するために、排気管１６には排気ガス触媒コンバ ータ１８が設けられる。エンジン１０と排気ガス触媒コンバータとの間にバルブ ２０が設けられる。図１では、別のバルブ２２が排気ガス触媒コンバータ１８の 下流に設けられる。 本発明の実施するための最も簡単な装置においては、バルブ２０及び２２の一 方を設ければ十分である。選択されたバルブ２０またはバルブ２２は、選択され たバルブの上流に背圧が得られるように調節され、排気ガスの密度及び温度を上 昇させ、エンジンが追加の燃料を処理するようにさせ、燃焼室１２の壁及び排気 ガス触媒コンバータの被覆された活性表面における熱伝達を増加させる。 選択されたのがバルブ２０である場合は、排気ガスは、増加した速度で排気ガ ス触媒コンバータ１８内へ流入する。選択されたのがバルブ２２である場合は、 増加した圧力が排気ガス触媒コンバータ内で優勢となる。どちらの場合も、活性 表面への熱伝達は改善される。 背圧領域からの連続する流れを許容するように、選択されたバルブが固定位置 に保持されなければ、操作が改善される が、選択されたバルブが断続的に開放・閉鎖される場合には、バルブが開放され た時に速度がさらに増加され、熱伝達がさらに改善される。 しかしながら、バルブ２０又は２２の一方のみを設けるだけでなく、二つのバ ルブを同時に設け、排気ガス触媒コンバータ１８を除荷した後にバルブ２２が閉 鎖し、その後に排気ガス触媒コンバータを背圧領域からの高速の熱排気ガスで負 荷するためにバルブ２０が開放し、次に排気ガス触媒コンバータ内に過圧が発生 すると共に温度及び密度が増加するように、バルブ２０が適時に再び閉鎖するよ うに、これらのバルブを所定サイクルで制御することが好ましい。その際、所定 時間経過後、バルブ２２が開放して排気ガス触媒コンバータ１８を除荷し、低圧 を発生させ、その後バルブ２２を再び閉鎖する。そして、サイクルを繰り返す。 この操作モードにおいて、背圧条件のために温度がすでに上昇している排気ガ スの断続的流れが、熱放散及び所定時間滞留するガスによって、活性表面への熱 伝達をさらに改善する。 図６〜図１４は、自動的且つ減少的に背圧を制御するのに適したバルブを示す 。図７から図１２に示すバルブ構造は、開放位置にある時に総流れ断面を完全に 開放するのに適していない。このようなバルブを排気ガスの主要流中で使用する ことは望ましくないが、反面、このようなバルブは空気力学的に安定であるとい う利点を有する。このため、図１においてこのようなバルブの実施態様は点線で 示す。この場合、バ ルブ２２は遮断弁であり、自動的且つ減少的に制御されるスロットルバルブ２２ ａはバイパスに配置され、バルブ２２の閉鎖時にスロットルバルブ２２ａ中をガ スが流れ、バルブ２２の開放時には全ての流れ断面が開放されることが予想され る。 図２は、バイパス２６によってバルブ２０に平行に接続される、追加のより小 型の先行触媒コンバータ１８ａと、先行触媒コンバータ１８ａの上流に配置され る、自由に作動可能なバルブ２８と、先行触媒コンバータ１８ａの下流に配置さ れる同様のバルブ３０を示す。 先行触媒コンバータ１８ａの一つの利点は、その活性表面の寸法が小さいため 、排気ガス触媒コンバータ１８のより大型の活性表面よりも迅速に、排気ガス流 によって点火温度まで加熱され、放出量がより迅速に低減される。さらに先行触 媒コンバータ１８ａは、排気ガス触媒コンバータ１８が活性化されるまでの、始 動相の間にのみ使用されるので、先行触媒コンバータは上述のとおり長期間に渡 る寿命を有する。 先行触媒コンバータ１８ａは、排気ガス触媒コンバータ１８について説明した のと同じ態様で操作することができる。よって、バルブ２０が閉鎖され、バルブ ２２が開放され、それにより先行触媒コンバータ１８ａの断続的制御がバルブ２ ８及び３０によって行われる。 別の実施態様としては、バルブ３０が、バイパス２６が主要流に開放する先行 触媒コンバータ１８ａの下流位置と主要触媒コンバータ１８との間の領域に配置 され、バルブ２０及 び３０が閉鎖された場合に、バルブ２０の両側の背圧が同じとなり、従ってバル ブ２０は密封され、それにより高い背圧の発生が強化される。 一方、熱排気ガスを断続的且つ同時に先行触媒コンバータ１８及び後続する排 気ガス触媒コンバータ１８に導くことが適しているであろう。この操作モードに おいて、バルブ２０は閉鎖され、バルブ３０は開放され、排気ガスサイクルはバ ルブ２８及び２２によって決定される。バルブ２８とバルブ２２との間の容積が 比較的大きいことを鑑みると、バルブ２８の上流に、３２によって概略的に示さ れる保持排気ガスのための追加の貯蔵容積を設けることが必要であろう。 図３は、排気ガス触媒コンバータを迅速に加熱するための方法を、バイパス３ ４によってバルブ２２に平行に接続される熱交換器３６において同時に用いる、 別の実施態様を示し、この熱交換器はバルブ３８とバルブ４０との間でバイパス ３４に含まれ、このバルブ３８とバルブ４０とは、バルブ２２の閉鎖時に、一対 のバルブ２０及び２２、バルブ２８及び３０、またバルブ２８及び２２について 上述したのと同じ態様で操作することができる。熱交換器３６は、エンジン始動 前に冷却水によって燃焼室壁を予熱することができる潜熱蓄熱器４２を負荷する ために有利に使用することができ、それによりエンジンのコールドスタート時に 生じるであろう放出最大値を顕著に低減することができる。 本発明による操作により、排気ガスターボチャージャーのタービンにおけるい かなる温度損失をも補うことができるの で、図３に示す排気ガスターボチャージャー４４を問題なく使用することができ る。 減少的制御のもとで例えば５バールの高い背圧を自動的に発生させるために、 バルブ２４を使用することができる。これについては、図４〜図６を参照して以 下により詳細に説明する。 ５０で示される管状排気管は、管状スリーブ５２の領域で分割されており、二 つの管部分５４及び５６は、間にバルブフラップ５８を挿入するのに十分なだけ 、互いに離隔している。バルブフラップ５８は簡単に型抜きしたものでよく、枢 軸６０に接続され、枢軸６０はスリーブ５２に隣接してベアリング６２及び６４ に載置され、スリーブ５２から片側に延長して、作動機構又は制御機構に接続さ れる。 管状スリーブ５２及びその内部に延長する管部分５４、５６は、一体となって バルブハウジング６６を形成する。スリーブ５２から突出する枢軸６０の部分に は、ランド６１が設けられ、枢軸を取り囲む圧力バネ６３のための当接部を形成 し、このバネは封止フランジ６５をベアリング６４の内側面に対して押圧する。 封止フランジ６５は、着脱可能なキャップとして形成されるベアリング６４内に 配置され、枢軸６０と一体である。 バルブフラップ５８は、バルブハウジング６６の内壁から十分に離隔しており 、バルブフラップの自由運動を許容するこの間隙は、操作中に予想される熱膨張 による寸法変化によっては越えることができない。 図に示す実施例において、バルブフラップ５８は、閉鎖位置にある場合、流体 流れ方向及びスリーブ５２の軸に垂直な方向に延長し、バルブフラップ５８は、 閉鎖位置にある場合、バルブフラップに対向する二つの管部分５４及び５６の縁 部と係合する。管部分５４及び５６に干渉されることなくバルブフラップ５８を 閉鎖位置へ確実に移動させるためには、管部分５４及び５６は、バルブフラップ ５８の移動領域内に凹所７０及び７２をそれぞれ備えていなければならない。図 に示す実施例において、枢軸６０の両側の管部分５４及び５６の縁部は、それぞ れ当接縁部７４及び７６として機能する部分を有し、この部分は枢軸６０に向か って延長するが、バルブが開放位置にある時に、バルブフラップ５８を流体流れ 方向に平行に配置することを許容するために、枢動中心からは少くともバルブフ ラップ５８の厚さの半分は離隔している、という事実のために、凹所は作成され るものである。隣接する各部分７８及び８０は当接縁部７４及び７６からそれぞ れオフセットしており、バルブフラップ５８の閉鎖位置と開放位置との間の枢動 的移動を干渉しない。 枢軸６０は、バルブフラップ５８の排気ガス圧力と対向して当接縁部７４と係 合する部分が、排気ガス圧力の方向で当接縁部７６と係合する部分よりも大きい 表面を呈するように、流れ通路内で中心から外れて配置される。その結果、排気 ガス圧力は、バルブフラップを開放しようとするトルクを発生し、バルブフラッ プ５８は、このトルクと反対方向に作用する偏向力によってのみ、排気ガス圧力 によるトルクが偏向力 を越えるまで、閉鎖位置に維持可能である。 枢軸６０は、図６に示すように、レバー腕部９０を形成する環状端部を有する 。バルブフラップ５８を閉鎖位置へ偏向し、枢軸９４に載置されるバネ９２は、 レバー腕部９０の自由端と係合し、この自由端は、レバー腕部９０を担持する軸 ６０の端部よりも管部分５０の軸９１からより離れている。この配置は、オフセ ットされて載置されるバルブフラップ５８が開放位置へ向けて移動される際に、 枢軸６０とバネ９２の動作線との間の有効レバー腕部が、より小さくなり、それ によりばね力によって生じるトルク及び有効レバー腕部が減少するようになって いる。 これにより、エンジンの熱伝達を増加させるために、排気ガスを熱要求状態に 維持することにより、内燃エンジンの排気管内においてバルブを背圧手段として 使用することができ、増加する流体流に応答して、燃料を消費する背圧は自動的 に減少する。 バルブ開放時に排気ガス流内に配置されるバルブフラップは、空気力学的に幾 分不安定である。これは図７から図１２を参照して以下に説明するバルブ配置に おいては避けることができるが、これらのバルブフラップは開放位置にある際に 流れ断面を完全に阻害しないものではないということに留意すべきである。 図７〜図９は、バルブ１２４ａを概略的に示し、バルブ１２４ａは、入口通路 １３４の端部に入口オリフィス１３２を有するバルブハウジング１３０ａと、入 口オリフィス１３２ の下流に配置され、拡大された断面を有するバルブ室１３６ａと、入口オリフィ ス１３２と対向し、バルブ室１３６ａと同じ断面を有する出口オリフィス１３８ ａとを備える。入口通路１３４は、バルブ室１３６ａ内へ僅かに延長してバルブ 部材１４２に座を提供する短い管部分１４０を備え、バルブ部材１４２は、圧縮 ばね１４４によって、入口オリフィス１３４と出口オリフィス１３８ａとの間の 流体流方向と反対方向に付勢され、排気ガス圧力がばね１４４の力を越えること ができない場合に、ばね１４４の作用のもとで管状部分１４０上に載置される。 バルブ部材１４２の断面積は、バルブ部材の周面とバルブ室１３６ａの内壁との 間に、排気ガスが排出できるようにする環状間隙１４６が形成されるように寸法 付けられる。 バルブ１２４ａの閉鎖時には、排気ガスの圧力は、バルブ部材１４２の入口オ リフィス１３４の断面に対応する表面にのみ作用する。バルブ１２４ａの閉鎖時 に最大長となる圧縮ばね１４４の力、及びバルブ閉鎖時に排気ガスによって加圧 されるバルブ部材１４２の表面が、バルブ１２４ａが開放される圧力を決定する 。バルブ１２４ａが開放されるとすぐに、排気ガスは半径方向間隙１４８を通っ て流れることができ、この半径方向間隙１４８は、軸方向に延長する環状間隙１ ４６ａへ、バルブのストロークに応答して増加し、環状間隙１４６ａはバルブ室 １３６ａ内でのバルブ部材１４２の移動の間不変である。また、排気ガスは半径 方向間隙１４８から排気管１６（図１）を通って流れ続けることができ、半径方 向 間隙１４８の圧力はバルブ部材１４２の移動に応答して変化する、つまりバルブ 部材１４２が管部分１４０から離れる方向に移動すると圧力が減少し、環状間隙 １４６ａの圧力はバルブ部材の移動からは独立している。バルブ部材１４２に対 向する比較的小さい面を有する管状部分１４０は、バルブ開放の初期相の間、背 圧が、入口オリフィス１３２の断面によってのみ決定され、バルブ部材に対向す るバルブ室の総断面表面によって決定されるものではないことを確実にする。 ばね１４４はシリンダー１５２内に配置され、シリンダー１５２はダイアフラ ム１５３によってその一面を限定されている。ダイアフラム１５３の一端はシリ ンダー１５２の壁に接続され、他端は押圧部材１５４の端部のプレート１５５に 接続され、押圧部材１５４の他端にはバルブ部材１４２が載置される。ばね１４ ４は、プレート１５５とシリンダー１５２のダイアフラム１５３と対向する面と の間に延長する。バルブ１２４ａの操作が維持される限り、バルブ部材１４２は ばね１４４によって付勢される。スロットルバルブ１２４ａ及び以下に説明する バルブ１２４ｂの動作が停止すると、シリンダー１５２は導管１５６を介して真 空に連通される。その結果、ダイアフラムは押圧部材１５４と共にシリンダー１ ５２内へ引き込まれ、スロットルバルブ中の流体流は制限されなくなる。 図８はバルブ部材１４２がバルブ室１３６ａを出る前の位置を示す。バルブ部 材１４２が、図９に示すようにバルブ室１３６ａを出ると、環状間隙１４６ａは 消失し、バルブ室１ ３６ａの開放縁部１５７とバルブ部材１４２との間に新たな半径方向間隙１５０ が設けられ、この半径方向間隙１５０の寸法はバルブ動作に応答して増大する。 このバルブ配置は、バルブ動作の増加に応答して圧縮ばね１４４によって発生 する反対の力が増加しても、比較的小さいバルブ動作において、バルブ動作に対 して減少的である種々の背圧値間の緩やかな移行が生じるように設計される。 図１０から図１２は、バルブハウジング１３０ｂを含むスロットルバルブ１２ ４ｂを概略的に示し、ここでも入口通路１３４は管部分１４０内に開放している 。バルブ室１３６ｂの出口オリフィス１３８ｂは、バルブ室１３６ｂの壁におい て環状リブ１３９によって、バルブ部材１４２の対応する寸法を僅かに越える断 面に制限される。入口オリフィス１３２によってクリアされるバルブ部材１４２ の表面に作用する背圧が、ばね１４４の反対方向の力に打ち勝つと、半径方向空 隙１４８が設けられ、この空隙１４８はバルブ部材１４２がその開放位置へと移 動すると増加する。排気ガスは、バルブ部材１４２とバルブ室１３６ｂの壁との 間に軸方向に延長する環状間隙１４６ｂを経て、出口オリフィス１３８ｂへと流 れることができる。しかしながら、この出口オリフィス１３８ｂには、短いバル ブストロークの後、既にバルブ部材１４２が到達しており、やはり軸方向に延長 する環状間隙１４６ｂに変形され、この環状間隙１４６ｂは、図１１に示される ように環状間隙１４６ａよりも実質的に小さい。バルブ部材１４２がリブ１３９ （図１２）の領域を出た時にのみ、半径 方向間隙１５０が設けられ、この間隙１５０はバルブ部材１４２がさらに移動す ると増加する。 このバルブ構造は、増加したバルブ運動と関連して、入口オリフィス１３２の 断面からバルブ部材１４２の表面への押圧表面の変化により、高圧から低圧への 急激な移行を提供する。 図１３は、枢動フラップが一面に載置された枢動フラップバルブ２２４を示す 。環状スリーブ５２（図５）の代わりにハウジング２１２が、互いに対向し、そ れぞれ平坦な環状表面で終止する二つの管部分２１４、２１６を包囲する。バル ブフラップ２１８は、閉鎖位置にある場合に、上流管部分２１４の端部と係合し 、バルブフラップの枢軸２２０は、管部分２１４及び２１６の断面領域の半径方 向外側でフラップハウジングを横切って延長する。この領域のフラップハウジン グは、軸２２０に平行な表面２１７によって制限され、フラップハウジング２１ ２のこの面の対向壁２１９は、管部分２１４及び２１６と中心を同じくする弓型 であってもよい。 フラップハウジング２１２の外側で、枢軸２２０には、押圧部材２５６と係合 するレバー２５０が設けられ、この押圧部材２５６はシリンダー２６０内の複動 ピストン２５８に固定的に接続される。ピストン２５８は、シリンダー２６０を 一対の室２６２及び２６４に分割するダイアフラム２６６と一体化される。 内部に押圧部材２５６が延長する室２６２は、導管２７０を経て圧力源と連通 し、他方の室２６４は、導管２７２を経 て閉鎖面上流の管部分２１４と連通する。 ばね２６８は、一方でレバー２５０と係合し、他方でハウジング２１２と係合 して、バルブフラップ２１８をその閉鎖位置へ付勢する。この配置は、ばね力及 びレバー腕部によって生じるトルクを減少させるために、レバー２５０がバルブ の閉鎖位置と関連する位置から、バルブの開放位置と関連する位置へと移動する と、ばね力の動作線と枢軸２２０との間の有効レバー腕部が小さくなるようにな されている。 バルブの閉鎖動作の間に生じ、閉鎖面上流での流体流の制限を増加させる背圧 は、ばね２６８の力と反対方向に作用する。しかしながら、ピストン２５８の表 面が管部分２１４の流れ断面よりも小さいため、背圧は導管２７２を経てピスト ン２５８上にバルブの閉鎖方向に作用し、閉鎖したバルブフラップ２１８に直接 作用する背圧よりもわずかに小さい力をかけるので、ばね２６８の比較的小さい 力は、バルブフラップ２１８をその閉鎖位置に維持するのに十分であり、比較的 やわらかいばね２６８を使用することができる。 スロットルバルブの操作が停止すると、つまりバルブフラップ２１８がその開 放位置に永久的に維持されると、押圧部材２５６をシリンダー２６０内へ引き込 むために、室２６２は導管２７０を経て加圧される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少くともコールドスタート時に、排気管（１６）内に背圧条件を提供して、 エンジン（１０）の排気ガス出口において０．５バールより高い圧力上昇を発生 させ、さらに迅速な負荷及び速度変化においてエンジンを負荷することを特徴と する、排気ガス触媒コンバータ（１８）を備える自動車の内燃エンジン（１０） の排気ガス放出量を削減するための方法。 ２．前記背圧条件が、少くとも１バールの圧力上昇を提供することを特徴とする 、請求項１に記載の方法。 ３．背圧領域からの流体流が断続的に生じることを特徴とする、請求項１又は２ に記載の方法。 ４．前記背圧を、排気ガス触媒コンバータ（１８）の上流で発生させることを特 徴とする、請求項３に記載の方法。 ５．前記触媒コンバータ（１８）が活性化されるとすぐに、背圧を発生させるた めの手段（２０、２２、２８）が操作不能とされることを特徴とする、先行する 請求項のいずれかに記載の方法。 ６．背圧を、主要触媒コンバータとして機能する先に言及した前記触媒コンバー タ（１８）の上流に配置される、より小型の先行触媒コンバータ（１８ａ）の上 流に発生させることを特徴とする、先行する請求項のいずれがに記載の方法。 ７．背圧領域から流れる熱排気ガスを、制御可能な維持期間 中、迅速に加熱すべき触媒コンバータ領域（１８；１８ａ；１８、１８ａ）内に 維持することを特徴とする、請求項３及び請求項４から６のいずれかに記載の方 法。 ８．前記迅速に加熱すべき触媒コンバータ領域が、前記先行触媒コンバータ（１ ８ａ）を含むことを特徴とする、請求の範囲第６項及び第７項に記載の方法。 ９．前記迅速に加熱すべき触媒コンバータ領域が、前記先行触媒コンバータ（１ ８ａ）及び前記主要触媒コンバータ（１８）を含むことを特徴とする、請求項第 ６項及び第７項に記載の方法。 10．熱排気ガスが以下のサイクルで背圧領域から排出されることを特徴とする、 請求項４から９のいずれかに記載の方法： 迅速に加熱すべき空の触媒コンバータ領域を背圧領域からの熱ガスによって 負荷する工程と、 熱排気ガスを前記触媒コンバータ領域内に維持する工程と、 前記触媒コンバータ領域を除荷する工程。 11．迅速に加熱すべき触媒コンバータ領域を負荷する前に、該領域に吸込圧力を 発生させることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。 12．前記迅速に加熱すべき触媒コンバータ領域を負荷・除荷するために、迅速に 開閉するバルブを使用し、負荷の間のバルブ開放期間を、前記触媒コンバータ領 域内に高速で流入し、維持される排気ガスが逆流するのを防ぐのに十分短 くなるように選択し、且つ除荷の間のバルブ開放期間を、高速で流出し、低圧を 発生するガスが逆流するのを防ぐのに十分短くなるように選択することを特徴と する、請求項７から１１のいずれかに記載の方法。 13．エンジン除荷時に背圧が高く、エンジンが高度に負荷されている時に背圧が 低下するように、排気ガス圧力を制御することを特徴とする、先行する請求項の いずれかに記載の方法。 14．特に速度伝達比偏向時に、背圧が、 アイドリング及び惰行条件の間、各操作温度によって最大値を示し、 トルクの逆数値に一致してトルク負荷の開始時に低下し、トルクが最大トル ク値の半分を越えた時点で完全に消失し、 トルクが低下し始め、最大トルク値の半分未満となると、トルクの逆数値に 一致して上昇し、トルクがアイドリングトルクに達するか若しくはそれ未満とな ると、操作温度に従って最大値に達することを特徴とする、請求項１３に記載の 方法。 15．前記排気管内に配置され、開放位置と閉鎖位置との間で周期的に変位可能で あるバルブを備え、該バルブが開放位置にある期間と、該バルブが閉鎖位置にあ る期間とを、各熱要求に対応する一定の背圧が発生するように相関させることを 特徴とする、請求項１から６、１３、又は１４のいずれかに記載の方法。 16．請求項１に記載の方法を実施するための、自動車内燃エ ンジンのための排気ガス装置であって、排気管（１６）が少くとも一つの自由に 作動可能なバルブ（２０、２２、２８、３０）を有することを特徴とする排気ガ ス装置。 17．前記バルブ（２０）が前記排気ガス触媒コンバータ（１８）の上流に配置さ れることを特徴とする、請求項１６に記載の排気ガス装置。 18．自由に作動可能なバルブ（２２）が前記排気ガス触媒コンバータ（１８）の 下流に配置されることを特徴とする、請求項１６又は１７に記載の排気ガス装置 。 19．前記二つのバルブ（２０、２２）の開閉時期が、上流バルブ（２０）の閉鎖 後且つ下流バルブ（２２）の開放前に、上流バルブ（２２）の短時間の開放によ り、二つのバルブ（２０、２２）の間に吸込圧力が発生するように相関されるこ とを特徴とする、排気ガス装置。 20．より小型の先行触媒コンバータ（１８ａ）が、主要触媒コンバータとして機 能する先に言及した前記触媒コンバータ（１８）の上流に配置されることを特徴 とする、請求項１６から１９のいずれかに記載の排気ガス装置。 21．前記先行触媒コンバータ（１８ａ）が、前記主要触媒コンバータ（１８）と 直列に接続されることを特徴とする、請求項２０に記載の排気ガス装置。 22．前記先行触媒コンバータ（１８ａ）が、オン／オフ切り替え可能に適合され た前記排気管（１６）のバイパス（２６）中に配置されることを特徴とする、請 求項２０に記載の排気ガス装置。 23．前記バイパス（２６）が、前記先行触媒コンバータ（１８ａ）の上流及び下 流、並びに該バイパス（２６）に平行に接続された、自由に作動可能なバルブ（ ２８、３０、２０）を含むことを特徴とする、請求項２２に記載の排気ガス装置 。 24．前記バイパス（２６）中の先行触媒コンバータ（１８ａ）の上流に、自由に 作動可能なバルブが配置され、前記バイパス（２６）の下流且つ前記主要触媒コ ンバータ（１８）の上流に自由に作動可能なバルブが配置され、さらに前記バイ パス（２６）に平行に接続されるように、前記排気管（１６）中に自由に作動可 能なバルブが配置されることを特徴とする、請求項２２に記載の排気ガス装置。 25．排気ガス熱交換器（１６）が前記排気管（１６）と関連付けられることを特 徴とする、請求項１６から２４のいずれかに記載の排気ガス装置。 26．潜熱蓄熱器（４２）が冷却水回路と関連付けられることを特徴とする、請求 項２５に記載の排気ガス装置。 27．内燃エンジンが、リモートコントロールと関連するスターターを備え、該リ モートコントロールが、イグニッションスイッチに橋渡しするための手段を含み 、該橋渡し手段が、所定時間経過後にイグニッション流の流れを妨げるように配 置されるタイミング部材を含むことを特徴とする、請求項１６から２６のいずれ かに記載の排気ガス装置。 28．前記リモートコントロールが、運転席側ドアのロックに接続され、該ドアを 開けるとエンジンが始動することを特 徴とする、請求項２７に記載の排気ガス装置。 29．請求項１に記載の方法を実施するための、自動車内燃エンジンのための排気 ガス装置であって、排気管（１６）が容積流量に応答して減少的に制御されるよ うに適合された背圧手段（２４、１２４ａ、１２４ｂ、２２４）を備えることを 特徴とする、排気ガス装置。 30．流れ通路、及びバルブの流れ断面を横切って延長する回転軸（６０）を中心 として枢動可能なバルブフラップ（５８）を包囲するハウジング（６６）を含み 、バルブフラップの表面が該回転軸によって一対の部分表面に分割される、請求 項１６から２９のいずれかに記載の排気ガス装置のためのスロットルバルブであ って、前記バルブフラップが、閉鎖位置にある場合に、前記回転軸を含む閉鎖面 上に延長し、流れ方向を横切って延長し、バルブフラップ（５８）の面上の全て の位置の全ての側面において、バルブフラップの縁部がハウジング（６６）から ある距離だけ離隔し、この距離は操作中に予測される熱膨張によっては越えられ ず、ハウジング（６６）の各部分表面の周辺領域が、回転軸（６０）まで延長す る関連する当接縁部（７４、７６）を有し、該当接縁部（７４、７６）はバルブ フラップ（５８）の異なる側に配置され、接顔部を形成するように関連付けられ ることを特徴とする、スロットルバルブ。 31．回転軸（６０）が、前記バルブフラップの中心から外れた領域を通して延長 し、バルブフラップの開口部が増加すると、前記偏向力（９２）の動作線とバル ブフラップ（５ ９）の回転軸（６０）との間の有効レバー腕部が減少するように、偏向力（９２ ）がレバー（９０）を介して前記バルブフラップ（５８）と係合し、該偏向力と 該有効レバー腕部とにより発生するトルクが減少的であることを特徴とする、請 求項３０に記載のスロットルバルブ。 32．前記ハウジング（６６）が、内部に回転軸（６０）が延長する管状スリーブ （５２）と、該管状スリーブによって包囲される一対の管部分（５４、５６）と を備え、回転軸（６０）の両側のバルブフラップ（５８）に対向する該管部分の 縁部は、閉鎖位置にある場合のバルブフラップの面に平行な面におけるバルブフ ラップ（５８）に対する当接縁部（７４、７６）として機能し、バルブフラップ （５８）の壁厚の少なくとも半分だけ回転中心から離隔するように、回転軸に向 かって延長し、バルブフラップからその後方にバルブフラップ（５８）の枢動領 域の外側に延長することを特徴とする、請求項３０に記載のスロットルバルブ。 33．管部分（５４、５６）のバルブフラップ（５８）に対向する前記縁部が、回 転軸に平行に延長し、且つバルブの流れ方向に互いにオフセットされた段付き部 分によって一対の部分（７４、７８；７６、８０）に分割され、該オフセットさ れた各部分は、バルブフラップの閉鎖位置において、バルブフラップ（５８）の 面に平行に延長することを特徴とする、請求項３２に記載のスロットルバルブ。 34．流れ通路及びバルブフラップ（２１８）を包囲するハウジング（２１２、２ １４、２１６）を備え、バルブフラッ プ（２１８）が、バルブフラップ（２１８）の流れ断面の外側で、流体流の方向 を横切って延長し、作動レバー（２５０）に接続される軸（２２０）を中心とし て枢動するように適合される、請求項１６から２９のいずれかに記載される排気 ガス装置のためのスロットルバルブであって、前記流れ通路は、フラップハウジ ング（２１２）内に包囲される同軸的に離隔する一対の管部分（２１４、２１６ ）によってハウジング内に規定され、前記バルブフラップ（２１８）はその軸（ ２２０）と共に、閉鎖位置において、フラップハウジング内に開放する上流管部 分（２１４）の端部を被覆し、バルブフラップの軸を含み、且つ流体流方向を横 切って延長する平坦な環状表面を閉鎖面に形成するように配置され、バルブフラ ップは、その開放位置において、二つの管部分の間で流れ通路から離れる方向に 枢動し、前記作動レバー（２５０）はピストン（２５８）に接続され、該ピスト ン（２５８）は、バルブフラップ（２１８）の閉鎖位置に関連する位置へと偏向 力によって負荷され、バルブフラップ（２１８）の上流の流れ通路内で優勢な偏 向力（２６８）の方向のガス圧力にさらされ、ガス圧力にさらされるピストンの 表面は、閉鎖位置のバルブフラップ（２１８）によって被覆される管部分（２１ ４）の開放断面積よりも僅かに小さく、先に言及したピストン表面の反対側のピ ストン表面は、偏向力（２６８）を越える圧力に選択的に付することができるこ とを特徴とする、スロットルバルブ。 35．前記ピストン（２５８）は、作動シリンダー（２６０）の一対の室（２６２ 、２６４）を分割するダイアフラム（２６６）を含み、前記室の一方（２６２） を横切って延長し、そこから突出する押圧部材（２５６）が、前記作動レバー（ ２５０）と協働し、前記ピストン（２５８）に接続され、前記押圧部材（２５６ ）が横切って延長する室（２６２）は、圧力源と連通するように適合され、前記 室の他方（２６４）は前記閉鎖面の上流で流れ通路と連通することを特徴とする 、請求項３４に記載のスロットルバルブ。 36．前記偏向力（２６８）がレバー（２５０）に作用し、偏向力（２６８）の動 作線とバルブフラップ（２１８）の回転軸（２２０）との間の有効レバー腕部が 、開放位置に向かうバルブフラップの運動に応答して減少し、前記偏向力（２６ ８）及び前記有効レバー腕部が生じるトルクが減少的であることを特徴とする、 請求項３５に記載のスロットルバルブ。 37．前記バルブが偏向力によって負荷されるバルブ部材を備える、請求項１６か ら２９のいずれかに記載のスロットルバルブであって、バルブハウジング（１３ ０ａ、ｂ）及びバルブ部材（１４２）の断面が、制限通路装置（１４６ａ、１４ ６ｂ、１４８、１５０）を形成するように互いに関連し、該制限通路装置は、背 圧に付されるバルブ部材（１４２）の表面が、バルブ部材（１４２）の偏向力（ １４４）と反対方向の運動に応答して増加するように寸法付けられ ることを特徴とする、請求項１６から２９のいずれかに記載のスロットルバルブ 。 38．高容積流量時には、背圧に付されるバルブ部材（１４２）の表面が十分に大 きく、バルブ部材の開放位置に維持するために必要な背圧が、バルブ部材を開放 位置に移動させるために必要な背圧を越えないように、前記制限通路（１４６ａ 、１４６ｂ、１４８、１５０）、前記バルブ部材（１４２）の断面、及び前記偏 向力が互いに関連することを特徴とする、請求項３７に記載のスロットルバルブ 。 39．前記バルブハウジング（１３０ａ、１３０ｂ）が、バルブ部材（１４２）の 移動方向に開放し、且つバルブ部材（１４２）の断面よりも小さい断面を有する 入口オリフィス（１３２）と、バルブ部材（１４２）を受理し、バルブ部材（１ ４２）を通過させ且つ環状間隙（１４６ａ、１４６ｂ）を形成するように配置さ れた出口オリフィス（１３８ａ、１３８ｂ）を備える室（１３６ａ、１３６ｂ） とを有することを特徴とする、請求項３７に記載のスロットルバルブ。 40．前記入口オリフィス（１３２）を、バルブ室（１３６ａ、１３６ｂ）内へ突 出する薄壁管部分（４０）の端部に設けることを特徴とする、請求項３９に記載 のスロットルバルブ。 41．前記偏向力（１４４）が操作不能となるように適合されることを特徴とする 、請求項３７から４０のいずれかに記載のスロットルバルブ。 42．前記偏向力を発生させるためのバルブばね（１４４）が、該ばねの作用方向 に調節可能な当接部（１５２）に対して支持されることを特徴とする、請求項４ １に記載のスロットルバルブ。