JPS5844848B2 - エンジンの排気ガス浄化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はエンジンに用いられる吸入空気量、排気再循環
および点火時期の制御装置に関し、１個の温度検出型制
御弁でエンジンの冷却水温度に応じてこれらの全てを制
御し得る排気ガス浄化装置を提供するものである。

一般に、冷却水温度が冷えている時はエンジンの摩擦馬
力が太きいために、始動時やアイドル時には吸入空気量
の増加を必要とする。

このため例えばガソリン噴射エンジンでは冷却水温度を
検出し、冷却水温度に見合ってエンジンの要求する吸入
空気量を供給する機構を備えている。

一方、排気ガス浄化のために排気再循環な行なうエンジ
ンでは、エンジンの冷却水温度が冷えている時に排気再
循環を行なうと走行フィーリングが悪化するために、エ
ンジンの冷却水温度を検出して冷却水温度が設定値以下
の場合は排気再循環を停止させる機構を備えている。

また、排気ガス中のＮＯｘ を低減させるために加速時
には負圧点火進角装置の作動を遅延させているが、これ
でもエンジンの冷却水温度が冷えている時に負圧点火進
角装置の作動を遅延させると車両の走行フィーリングが
悪化するために、エンジンの冷却水温度を検出して冷却
水温度が設定値以下の場合は負圧点火進角装置の作動の
遅延を行わない機構を備えている。

さらに、マニホルドリアクタを装着したエンジンでは、
アイドル及び減速時にリアクタ内を高温に維持するため
に点火時期の遅延を行なっており、点火時期の遅延によ
りアイドル回転数が低下することを防止するために、点
火時期遅延と同時に吸入空気量の増加を行なっている。

しかし、エンジンの冷却水温度が冷えている時に点火時
期遅延と吸入空気量の増加を行なうとエンジンの始動性
が悪化するために、エンジンの冷却水温度を検出して冷
却水温度が設定値以下の場合には点火時期の遅延と吸入
空気量の増加を停止させる機構を備えている。

このようにエンジンでは冷却水温に応じた種々の制御を
行なっているが、従来では、エンジンが暖機されていな
い場合の吸入空気量の増加、排気再循環の停止、加速時
の負圧点火進角遅延の停止、およびリアクタを装着した
エンジンでのアイドル、減速時の点火時期遅延及び吸入
空気量の増加の停止を、それぞれの目的のために冷却水
温度を検出する別々の切替バルブで行なっており、この
ため装置が複雑になるという欠点があった。

本発明は上記従来の欠点を解消するもので、エンジンの
冷却水温度の上昇により膨張するサーモワックスと、こ
のサーモワックスの膨張により移動するピストンと、こ
のピストンを内包するシリンダとを備え、前記ピストン
の移動で、シリンダの開孔部の面積を変えることによる
吸入空気量の制御と、負圧の切換えによる排気再循還、
点火時期および吸入空気量の制御とを行い得る温度作動
型制御弁を提供することを目的とするものである。

なお、本発明では上記制御弁により、エンジンが暖機さ
れていない場合には、吸入空気量を増加させると共に、
排気再循還および加速時の点火時期遅延を停止させ、ま
たリアクタを装着したエンジンではアイドルおよび減速
時の点火時期の遅延並びに吸入空気量の増加を停止する
。

そしてエンジンが暖機された場合には、吸入空気量の増
加を停止させ、排気再循還および加速時の点火時期の遅
延を行なわせ、また、リアクタを装置したエンジンでは
アイドルおよび減速時の点火時期の遅延と同時に吸入空
気量の増加とを行なわせる。

さらに、エンジンがオーバーヒートした場合には、排気
再循還および加速時の点火時期の遅延を停止させ、リア
クタを装着したエンジンのアイドル、減速時の点火時期
の遅延と同時に吸入空気量を増加させることとを停止さ
せる。

次に本発明の一実施例を第１図、第２図、第３図および
第４図により説明する。

第１図は本発明になる排気ガス浄化装置をガソリン噴射
式エンジンに装着した図で、１はエンジン、１ａはエン
ジン１の吸気通路に設置した燃料噴射弁、２は吸気管、
３はマニホルドリアクター４は排気管、５はダブルアド
バンス式のディストリビュータを示している。

ディストリビュータ５は負圧式進角装置６を有するもの
で、この負圧式進角装置６はハウジング内にダイアフラ
ム（図示せず）で区切られて形成された遅角圧力室６０
と進角圧力室６１とを有しており、負圧が遅角圧力室６
０に導かれると点火時期を遅角させ、逆に負圧が進角圧
力室６１に導かれると点火時期を進角させる。

７は吸気管２に設置したスロットルバルブである。

８は吸入空気量制御弁で、ダイヤフラム８０で形成され
た負圧室８１にスプリング８２の荷重に打ち勝つ負圧が
導入されると、ダイヤフラム８０に連結されたバルブ８
３がダイヤフラムの変位で開弁し、空気人口８４と空気
出口８５とを連通させる。

空気人口８４は導管８６を通して吸気管２のスロットル
バルブ上流に設けた第１の空気取出口２０に通じ、空気
出口８５は吸気管２のスロットルバルブ上流に通じてお
り、バルブ８３の開弁でスロットルバルブ７をバイパス
させて吸入空気を通過させる。

９は排気再循還弁で、ダイヤフラム９０で形成された負
圧室９１にスプリング９２の荷重に打ち勝つ負圧が導入
されると、ダイヤフラム９０に連結されたバルブ９３が
ダイヤフラムの変位で開弁し、排気ガス人口９４と排気
ガス出口９５とを通じさせる。

排気ガス人口９４は導管９６を通して排気管４に設けた
排気ガス取出口４０に通じ、排気ガス出口９５は導管９
７を通して吸気管２のスロットルバルブ上流に設けた排
気ガス取入口２１に通じており、バルブ９３の開弁で排
気ガスの再循還を行う。

１０は本発明の要部をなす温度検出型制御弁で、その詳
細を第２図によって説明すると、１００はハウジング、
１０１はハウジング１００に結合したシリンダである。

ハウジング１００の先端にはサーモワックス１０２を固
定し、シリンダ１０１内ニハヒストン１０３を嵌合し、
このワックス１０２とピストン１０３とをロッド１０４
によつて連絡しである。

サーモワックス１００はエンジン１の冷却水中に置かれ
、温度が上昇すると膨張してロッド１０４を左方に押し
、これを介してピストン１０３を左方に移動させる。

ピストン１０３とシリンダ後端に固定した蓋板１０５と
の間にはリターンスプリング１０６を配設し、ピストン
１０３を右方へ押圧している。

ピストン１０３の外周には軸方向４箇所に右側から第１
、第２、第３および第４の４つの気密保持用のＯリング
１０７，１０８，１０９，１１０を装着し、またシリン
ダ１０１の内周にはピストン１０３の第２および第３の
０１Ｊング１０８，１０９間に位置する第５の０１Ｊン
グ１１１と、第４のＯリング１１０よりもさらに左側に
位置する第６のＯリング１１２とを装着している。

ピストン１０３の外周はほとんど全域が一定外径である
ので、シリンダ１０１の第５および第６のＯリングはピ
ストン１０３の移動とは関係なく常にピストン外周に接
して当該Ｏリングの両側間のシールを行っている。

一方、シリンダ１０１の内周には適当箇所に凹みを設け
ているので、ピストン１０３の第１〜第４のＯリング１
０７〜１１０はピストンの移動でこの凹みの所に来た時
はシールを行なわず、凹みのない所に来た時にたけシリ
ンダ内周と接してシールを行う。

エンジンがまた暖機されておらず、冷却水温が設定値以
下の時には、ピストン１０３は第２図の位置にある。

この時、第１の０１Ｊング１０７はハウジング１００の
凹所１００ａの内周面とは離れており、第２のＯリング
１０８はハウジング凹所１００ａの内周面に接している
。

このため凹所１００ａの底部に形成される第１の室１１
３と第１および第２のＯリング１０７，１０８間に形成
される第２の室１１４とは互いに通じ合っている。

前者の第１の室１１３にはハウジング１００に取り付け
た第１の圧力導出管１１５が通じ、これが導管６２を通
して負圧式進角装置６の進角圧力室６１に接続されてい
る。

また後者の第２の室１１４にはハウジング１００に取り
付けた第１の圧力導入管１１６が通じ、これが導管６３
を通して吸気管２のスロットルバルブ７直上流の第１の
圧力取出口２２に接続されている。

従って、エンジン加速時にスロットルバルブ７が開いて
第１の負圧取出口２２に負圧が取り出されると、この負
圧は第１の室１１３と第２の室１１４との連通により負
圧式進角装置６の進角圧力室６１に導入され、点火時期
が進角される。

すなわち、点火時期進角の遅延は停止される。

また、第２図に示すエンジン未暖機時のピストン位置で
は、第２と第５のＯリング１０８゜１１１との間に形成
される第３の室１１７は、前記第２の室１１４とは第２
のＯリング１０８により、また第５と第３のＯリング１
１１，１０９との間に形成される第４の室１１８とは第
５のＯリング１１１によりそれぞれ隔離されている。

このため、この第３の室１１７にはシリンダ１０１に設
けた第２の圧力導出管１１９が通じ、これが導管９８を
介して排気再循還弁９の負圧室９１に通じているが、こ
の負圧室９１には負圧は導入されない。

従ってパルプ９３は閉弁して排気再循還を停止させる。

さらに第２図のピストン位置では、第３と第４のＯリン
グ１０９，１１０との間に形成された第５の室１２０は
第４の室１１８とは通じているが、第４と第６のＯリン
グ１１０，１１２との間に形成された第６の室１２１と
は第４の０１Ｊング１１０で隔離されている。

第４の室１１８には第２の圧力導入管１２２が通じ、こ
れが導管６４を介して吸気管２のスロットルバルブ上流
に設けた第２の圧力取出口２３に通じ、また第５の室１
２０には第３の圧力導入管１２３が通じ、これが導管６
５を介して吸気管２のスロットルバルブ直下流に設けた
第３の圧力取出口２４に通じ、一方、第６の室１２１に
は第３の圧力導出管１２４が通じ、これが導管６６を介
して負圧式進角装置の遅角圧力室６０に通じると共に導
管８７を介して吸入空気量制御弁８の負圧室８１に通じ
ている。

ところが前記第６の室１２１の隔離により負圧式進角装
置の遅角圧力室６０に負圧は導かれず点火時期の遅角は
行なわれない。

また吸入空気量制御弁８は作動せずバルブ８３は閉弁し
ている。

シリンダ１０１には空気人口１２５と空気出口１２６と
を設け、空気人口１２５は導管１２７を介して吸気管２
のスロットルバルブ上流に設けた第２の空気取出口２５
と連通させ、空気出口１２６は導管１２８を介して吸気
管２のスロットルバルブ下流の空気取入口２６と連通さ
せている。

空気出口１２６はピストン１０３の端面で開閉され、こ
れによってスロットルバルブ７をバイパスして流れる吸
入空気量が制御される。

第２図のピストン位置では空気出口１２６は開らかれ、
吸入空気量が増加される。

エンジンが暖機され冷却水温度が上昇すると、ワックス
１０２は膨張してピストン１０３を左方へ移動させ、第
３図のピストン位置とする。

このピストン位置では第１の室１１３と第２の室１１４
とは第１のＯリング１０７によって隔離され、第１の圧
力導入管１１６と圧力導出管１１５との連通は遮断され
る。

第１の圧力導入管１１６に通じた導管６３と第１の圧力
導出管１１５に通じた導管６２との間には、負圧遅延パ
ルプ１３を設け、両導管６３，６２間をバイパスさせて
いる。

負圧遅延パルプ１３には絞り１３０と逆止弁１３１とを
並列に配置させている。

従って、スロットルバルブ７が開らくと第１の圧力取出
口２２からは負圧が取り出されるが、この負圧は遅延パ
ルプ１３の絞り１３０を通ってのみディストリビュータ
負圧進角装置６の進角圧力室６１に伝達される。

絞り１３０はこの負圧の伝達を遅延させるので、点火時
期はスロットルバルブ７の開弁から時間遅れを持って進
角し、ＮＯｘの排出を低減する。

また第３図のピストン位置では、第３の室１１７は第２
の室１１４と連通ずるため、第２の圧力導出管１１９が
第１の圧力導入管１１６と通じる。

従って、スロットルバルブ７が全閉近傍にあるアイドル
および減速時以外のエンジン運転時には、第１の圧力取
出口２２からの負圧が排気再循還弁９の負圧室９１に導
入され、バルブ９３が開らいて排気再循還が行なわれる
。

さらに、第６の室１２１が第５の室１２０と連通し、第
３の圧力導出管１２３と通じる。

従って、スロットルバルブ７が全閉近傍にあるアイドル
あるいは減速時に第３の圧力取出口２４から取り出され
る負圧がディストリビュータ負圧式進角装置６の遅角圧
力室６０に導入されて点火時期は遅角される。

同時に、この負圧は吸入空気量制御弁８の負圧室８１に
導入されてバルブ８３を開弁させ、スロットルバルブ７
をバイパスして空気を吸気管３に流入させ、吸入空気量
を増加させる。

この時、ピストン１０３はシリンダ１０１の空気出口１
２６を閉じており、これを通っての吸入空気量の増加は
行なわれない。

すなわちアイドルあるいは減速時のみに吸入空気量が増
加される。

次にエンジンがオーバーヒートし、冷却水温度が過度に
上昇すると、ワックス１０２は更に膨張し、ピストン１
０３は第４図の位置となる。

この時、第１のＯリング１０γは第１の圧力導入管１１
６より左方に位置し、第１の室１１３と第２の室１１４
とは遮断されるが、第１の圧力導入管１１６と圧力導出
管１１５とは連通ずる。

従ってスロットルバルブ７が開弁している運転時には、
エンジン暖機がなされていない場合と同じように、負圧
式進角装置６の進角圧力室６１に負圧が導入され、加速
時の点火時期の進角の遅延は行なわれない。

また、第２の圧力導出管１１９は第１の圧力導入管１１
６との連通が遮断されるので、排気再循還弁９は作動せ
ず排気再循還は行なわれない。

さらに第３の圧力導出管１２４は第３の圧力導入管１２
３との連通が遮断され、第２と第３の圧力導入管１２２
，１２３とが連通ずるので、エンジン暖機がなされてい
ない場合と同じように、減速時のみの点火時期の遅延と
吸入空気量の増加が停止される。

以上述べた通り本発明では、エンジン冷却水温度の上昇
につれて膨張するサーモワックスと、サーモワックスの
膨張により動くピストンと、ピストンを肉色するシリン
ダと、ピストンとシリンダとの間にあって機密を維持す
るオーリングとを有する一個の制御弁を用いた簡単な構
成で、ピストンの移動で開孔部の面積を変えることによ
る吸入空気量の制御と、ピストンの移動で負圧を切換え
ることによる排気再循還、点火時期および吸入空気量の
制御とを共に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる排気浄化装置の全体構成を示す部
分断面構成図、第２図、第３図および第４図は共に第１
図図示の制御弁１０の詳細構成を示す断面図で、第２図
はエンジンが暖機されず冷却水温度が設定値以下の状態
、第３図はエンジンが暖機され冷却水温度が設定値範囲
内にある状態、第４図はエンジンがオーバーヒートし、
冷却水温度が設定値以上の状態を示す。 １・・・・・・エンジン、２・・・・・・吸気管、６・
・・・・・点火時期制御用の進角装置、７・・・・・・
スロットルバルブ、８・・・・・・吸入空気量制御弁、
９・・・・・・排気再循還弁、１０・・・・・・温度検
出型制御弁、１０１・・・・・・シリンダ、１０２・・
・・・・ワックス、１０３・・・・・・ピストン、１１
６．１１８，１２３・・・・・・圧力導入管、１１５゜
１１９．１２４・・・・・・圧力導出管、１２５・・・
・・・空気入口、１２６・・・・・・空気出口、１２７
，１２８・・・・・・バイパス通路をなす導管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シリンダと、これに嵌合したピストンと、このピス
   トンに連絡されエンジン冷却水温に応じてピストンを移
   動させるワックスとを有する１個の温度検出型制御弁を
   備え、この温度検出型制御弁のシリンダには、エンジン
   吸気管内圧力が導入される圧力導入管と、この圧力導入
   管との連通が前記ピストンの移動によって断続される複
   数の圧力導出管とを設置し、この圧力導出管を点火時期
   制御用の進角装置、吸入空気量制御弁および排気再循環
   制御弁に接続し、かつ前記シリンダには前記ピストンの
   移動によって開閉される空気入口および空気出口を設け
   て、これをエンジンのスロットルバルブの上下流間をバ
   イパスさせるバイパス通路の一部としたことを特徴とす
   るエンジンの排気ガス浄化装置。