JPS5849704B2 - 排ガス弁位置調整器組立 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車エンジン排ガス再循環系に係り、特に、
再循環弁のヘッドに作用する力の不つり合いに関係なく
一定の位置に該弁を維持する弁組立に係る。

再循環弁組立は、吸込装入物を薄くして燃焼室のピーク
圧力・温度を下げるため排ガスの或る分量をエンジン中
に再循環させて自動車エンジン中のＮＯＸレベルを低下
させるのに通常使用される。

例えば、米国特許第３，７ ６ ２，３ ８ ４号は、
再循環弁を開いてエンジン排ガスを吸気マニホルドニ通
すためエンジン真空によりサーボを作動させる構戒を示
す。

明らかに、弁を開くと弁のヘッドはマニホルド真空と排
ガス圧力との間にある力の微分を受ける。

それ故、弁が開くにしたがい、弁は選択された位置を維
持せずに弁ヘッドに作用中の力の不つり合いに因り動く
かもしれない。

これと同じ状態が、例えば米国特許の第３，７ ９ ９
，１ ３ １号、第３，８ ３ ４，３ ６ ６号及び
第３，７ ５ ６，２ １ ０号に示される公知の真空
作動装置においても生ずる。

これらの装置はすべて、再循環弁の下流の一定圧力の領
域を維持する弁組立を示し、これら排ガスの背圧により
制御される。

また、弁の位置は、弁を開位置に動かす作動力に対しつ
り合い位置を弁に求めさせる空気ブリード装置により調
整される。

米国特許第３，７ ９ ６，０ ４ ９号も空気ポンプ
に制御される再循環弁を示し、この弁は一旦開くと弁に
作用中の力は不つり合いになる。

本発明の主要な目的は、マニホルド真空と、弁が一旦開
いたとき弁に作動する排ガスの力との不つり合いにも拘
らず弁の位置一定を維持するような空気ポンプ圧力被動
再循環弁組立を提供することである。

もう１つの目的は、構造及び操作が簡単であり、さらに
、位置調整サーボにより制御された弁位置決めサーボの
使用により定位置を維持する上述の再循環弁組立を提供
することである。

さらにもう１つの目的は、弁が一旦作動装置により移動
すると弁を一定位置に維持する新規な空気ブリード装置
をもつ再循環弁組立を提供することである。

次に図面について本発明の実施例を説明するが、これに
より本発明の目的、特徴及び利点が一層明らかになる。

第１，２図において、自動車内燃機関１０が示され、こ
れに下向き型の気化器１２が取つけてある。

気化器は１対の通常の誘導通路１４をもち、この通路を
通って空気・燃料混合物が絞り弁１６を過ぎて吸気マニ
ホルド１５（第２図）に送られる。

絞り弁の縁は、弁が殆ど閉鎖の位置から広開位置に向か
って動くにしたがって、所謂火花ポート１８を横切り、
絞り弁下方に作用しているマニホルド真空をポートの漸
次増大する露出面積に対して及ぼす。

弁閉鎖位置においてポート１８は大気圧をうける。

気化器と吸気マニホルドとの間でエンジンにスペーサ２
０が取つけられ、これは米国特許第３，８ ８ ５，５
３ ８号に示される型式のものである。

要約すると、このスペーサはエンジン排ガス交差通路を
吸気マニホルドにライザ一孔の下方に連通させて排ガス
を所定の計画にしたがってエンジン中に逆流させる通路
を含む。

第４図に示されるように、再循環弁２２はこの通路中に
置かれて排ガス流れを阻止または許容する。

このことは後述される。

エンジンにはまた、慣用の配電器機構２４が取つけられ
、この中に慣用の回転自在のプレー力板（図示されない
）が含まれる。

プレー力板は、第１，２図に概略的に第３図に詳細に示
されたサーボ機構２６により両方に作動される。

要するに、サーボ機構２６は絞り弁の動きに応じてさら
に排ガス再循環に比例して点火時期の漸進的進みを提供
してエンジンの放出物を規制するものである。

サーボ機構２６の構造と作用の詳細は後述される。

エンジン速度にしたがって変動する出力圧力レベル（大
気圧より低い）を生ずる空気ポンプ２８はエンジンに駆
動される。

空気ポンプは通常、所謂２次（吸気を１次として）の空
気をエンジン排気孔に提供して未燃焼の炭火水素及びＣ
Ｏと混ぜてＨ２０やＣＯ２のような形に還元することに
より、エンジン放出物を規制するため設けられる。

通常、空気ポンプと組合わされるのは所謂放出弁であり
、この弁は本質的にオン・オフ弁であって或るエンジン
運転状態を除いて正常には排出孔への流れを許容する。

本例では、弁３０は図示されるように吸気マニホルドへ
の連絡路３２を有し、さらにまた、空気ポンプ圧力の複
数の出口を有し、この内１つが再循環弁への管路３４で
あって圧力レベルが正しいものであれば弁を開く。

もう１つの管路３６は所謂信号調和器３８に向いている
。

この調和器は、吸気マニホルドからも管路３２を介して
入力を受け、管路３６中の入力空気ポンプ圧力をマニホ
ルド真空の変動にしたがって調和して速度及び負荷の関
数として変動する出力圧力を管路４０中に提供するよう
に作動する。

この出力圧力は、感温制御弁４２を通って管路４４中を
経て点火時期制御サーボ２６及び再循環弁サーボ２２の
両方に供給される。

こうして、再循環弁は、エンジン速度及び負荷の関数と
して変動する計画によって作動させられ、同時に点火時
期が進められる。

感温制御弁４２は、所定のエンジン操作温度レベル以下
で管路４４を阻止してエンジンの駆動性を良くしかつそ
のレベル以上では次第に開いて徐々に排ガスの再循環と
点火時期の進みとを許すようにする単なる開閉式制御を
行う。

第１，２図に示した装置中サーボ機構２６及び再循環サ
ーボ作動装置２２（これらは第３，４図に示される）を
除いては、詳述されない、その理由は既に知られたもの
であって本発明の理解に不必要と思われるからである。

信号調和器３８に関しては、いくつかの型式があってそ
の１つが例えば米国特許第３，８ ８ ５，５ ３ ８
号に示されていると述べるだけで充分である。

この場合、空気ポンプ圧力は、ダイアフラムに作用する
マニホルド真空により変調されて再循環弁に対し働く合
成圧力を提供する。

同じく、米国特許第３，７ ９ ６，０ ４ ９号は、
再循環弁に作用する管路中の変調出力圧力を生ずるよう
吸気マニホルド真空の変動により変調された空気ポンプ
圧力を述べる。

両方の場合、大気圧以下の出力圧力はマニホルド真空の
増大に実質的に反比例して変動する。

第３図は、点火時期制御サーポ２６の構造を示す。

このサーボは、主ハウジング５０とベル状のカバー５２
とから成り、両者の間に環状の可撓性のダイアフラム５
４が縁で取つけられる。

ダイアフラムはサーボを火花ポート真空の室５６と大気
圧の室５８とに区分する。

真空室５６はニツプル６０により火花ポート１８（第１
，２図に示される）に通ずる。

ダイアフラムは中心で鋲６２によりばね抑え６４と内部
ハウジング６６の内径部との間に締つけられる。

ばね６６の一端は抑え即ち座金６４に当り、他端は調節
ねじ７０にねじこまれるばね抑え６８に当っている。

ねじ７０はカバー５２内側に浮動式に取つけられる。

このねじは中央の孔を有し、この中に止め７１がねじこ
まれ、この止めはダイアフラム５４の左方運動即ち点火
時期進み運動を位置決めする。

第１，２図に示した配電器２４のブレーカ板はレバー７
２を取つけており、したがってブレーカ板の進みまたは
遅れの運動が公知のように即ちレバーが第３図で見て左
方または右方に動いたときに生ずる。

レバー７２の左端は、保持器７６及びスペーサ７７に突
当たる座金７４に当てられる。

図示の位置で、保持器７６も第２の環状可撓性ダイアフ
ラム８０の保持器７８に突当たり、このダイアフラム排
ガス再循環流れに比例した附加的進みを提供する。

ダイアフラム８０は内縁８２と外縁８４をもつ座金状の
ものであり、内縁は保持器７８と剛性ハウジング８６の
内径部との間に挾まれ、また外縁はハウジング８６の外
径部と内部カバー６６の外方部分との間に挾まれる。

ダイアフラム８０は平常は第３図に示されるようにばね
８８により右の方へ押され、このばねの一端は保持器７
６に他端は保持器９０にそれぞれ抑えられている。

保持器９０はねじ９２にねじこまれ、このねじは鋲６２
の孔に嵌入し、間に０ −リング部材９４を置く。

保持器９０は円周方向に離れて多くの孔９６を有し、こ
れらの孔から舌片９８が突出して保持器がねじ９２に対
してまわるのを防止する。

舌片９８は内部ハウジング力バー６６から打抜きにされ
る。

ねじ９２の反対の端は六角形状の孔１００を有して調節
自在のレンチが入れるようにする。

レンチをまわすと、保持器９０の右方または左方の運動
が生じてばね８８に予荷重をかける。

このばねは２次ダイアフラム８０を右に押して遂に保持
器Ｔ６が保持器７８及びハウジング８６を静止のハウジ
ング５ｏに突き当らせる。

組立てが完了すると、第１，２図に示した信号調和器３
８からの変調された空気ポンプ圧カはハウジングに供給
され、ナイロンのアダプタ１０２を介して２次ダイアフ
ラム８ｏに作用させる。

アダプタはハウジング８６の孔に押しこまれて回転シー
ル部材１０４をハウジングに締つける。

回転シール１０６の外端はカバー１０８によっテハウジ
ングに止められ、カバーは信号圧カの管路４４に連結さ
れたニップルを含む。

この回転シールはカバー１０８と共に空気圧力室１１０
を形成する。

操作に当って、レバー７２に図示されるように最犬の点
火遅れの位置にある。

部分的進みのばね６６は部分的絞りのダイアフラム５４
を図示の位置に置いて内部カバー６６及びハウジング８
６を静止のハウジング５０に押し当てる。

同時に、内部ばね８８は保持器１６を保持器７４に押し
当てる。

室１１０には空気圧力は全くない。エンジンが始動して
、絞りペダルを押下げると、火花ポート１８からの部分
絞り真空はニップル６０に真空室５６に供給されてダイ
アフラム５４に作用する。

ばね６６の予荷重が一旦克服されると、ダイアフラム５
４は左方に動いてハウジング６６．８６を同じ方向に引
張る。

それ故、ハウジング８６は内部の保持器７８，７６を左
方に動かしてレバー７２を同じ方向に動かす。

この動きは、前記真空が増大して遂に鋲６２が止め７１
に突当たる限り、続く。

突当ったとき、部分絞り進みは止まる。

上記の進み運動に加えて、排ガス再循環弁に流れる信号
調和器からの変調された空気ポンプ圧カが該弁を開くよ
うに始動させる程になければ直ぐに、これと同じ圧力が
カバー１０８からきて２次ダイアフラム８０に作用し保
持器７６をばね８３の抵抗に反して押す。

該弁が開くと同時にばねの予荷重が克服されたとして、
２次ダイアフラム８０は左方に動いて保持器７６を動か
ししたがってレバー７２を既述の進みに附加される分だ
け進み方向に動かす。

この分即ち移動距離は、この進みを止めるよう保持器７
８の丸く返った端に突当たるレバー７２上の突片１１２
によって制限される。

こうして、配電器作動サーボは、第３図で「Ａ一でホさ
れる慣例の部分絞り真空進みと再循環流れに比例した附
加的進み距離ｒＢＪとを提供する。

したがって、点火時期は再循環流れが生ずるにしたがっ
て進められて、排ガス添加の結果として混合物の燃焼速
度の鈍化するのを償う。

第４図は、本発明に使用しうる排ガス再循環弁の１つの
形式を示し、この弁組立はハウジング１２０を含み、こ
れは第１，２図に示した気化器と吸気マニホルドとの間
でスペーサ２０にボルト締めにされる。

ハウジング１２０は中空で室１２２を形成し、室は入口
１２４と出口１２６をもつ。

入口１２４は既述の排ガス交差通路に通じて該ガスを室
中に流す。

出口通路１２６は既述のように吸気マニホルドにライザ
一孔の下に通ずる。

通路１２６の上端は垂直方向に可動の弁軸１２８により
閉ざされるようになっており、この弁軸は音波ノズルの
プラグを構或する。

音波ノズルは米国特許第３，９ ８ １，２ ８ ３号
に示されており、要するに、軸１２８とノズル出口１２
６とは、両者の間を流れるガスに対してエンジンの再循
環操作範囲の殆ど全体に亘って音波流れを維持するよう
に設計され寸法を定められる。

ハウジング１２０の上に排ガス再循環サーボ機構２２の
ハウジング１３０が締つけられる。

このハウジングの下部は再循環位置決め装置即ち第１サ
ーボ機構を画定する。

環状の可撓性のダイアフラム１３４は、縁でこのハウジ
ングに取つけられて弁軸１２８の幹部１３６に締つけら
れる。

ダイアフラム１３４はハウジングを大気室１３８と可変
空気圧力室１４０とに区分する。

室１４０はオリフイス１４４を経てアダプタ１４２によ
り空気ポンプ圧力管路３４（第１，２図）に通ずる。

空気室１３８は通気管路１４６によって大気に通ずる。

ばね１５０は平常ダイアフラム１３４及び再循環弁を閉
位置に押し進める。

ダイアフラム１３４は孔１５２を具え、圧カ室１４０と
空気室１３８との連通を生ずる。

弁の幹部１３６と孔１５２の上に帽子状の部材１５４が
あり、孔１５６をもつ。

平常この孔を閉ざしているのは平坦円板弁１５８で、こ
れは図示のようにばね１６０により上方に押されて孔１
５６に当たる。

これらの部品は、再循環弁を開位置に移すカとじて使用
される空気ポンプ圧カを低下させて該弁の位置決めを制
御する空気ブリード装置を形成する。

サーボのハウジングの上部は案内サーボ即ち再循環弁位
置調整器を画定する。

第２の環状の可撓性のダイアフラム１６２は該上部を大
気圧室１６４と可変圧力室１６６とに区分する。

室１６６は管１６８により信号圧力管路４４に通じ、こ
の管路はエンジンの速度及び負荷の状態に応動ずるよう
に第１，２図に示される信号調和器３８から出ている。

空気室１６４は管１７０により大気に通ずる。

ダイアフラム１６２は作動プランジャ１７２の上端に締
つけられ、プランジャは、回転シール１７３に取つけら
れ、下に延びて弁円板１５８に突当たる。

回転シールは空気室１３８と可変圧力室１６６を離す。

ばね１７４は平常、ダイアフラム１６２とプランジャ１
７２を下方の位置即ちブリード弁１５８が孔１５６から
離れるときの位置に押す。

このため、大気圧の空気は室１４０から空気ポンプ圧力
を放出して再循環弁をばね１５０の力に反して作動させ
るのに必要な値より低くする。

孔１５２の面積は供給孔１４４の面積より大きいので、
ブリード弁は開のとき空気ポンプ圧力を所要レベル以下
に下げることができる。

ダイアフラムと他の部品の大きさは、再循環弁１２８が
作動されたときに弁１２８の前後での力の不つり合いに
も拘らず弁軸に作用する排ガス圧力とマニホルド真空と
のために一定の位置を保つように、定められる。

操作に当たり、信号調和器からの信号圧力が充分上昇し
てダイアフラム１６２をばね１７４の予荷重に反して動
かす程になると直ぐに、プランジャ１７２は上に動いて
円板弁１５８が孔１５６に尚るようにさせ、これにより
室１４０を室１３８中の大気との連通から密封する。

次いで空気ポンプ圧力が作られてゆき遂にばね１５０の
力にうち克つようになる。

弁１２８は上に動いて空気ポンプ圧力に左右される位置
に移る。

弁が上に動くとき、ダイアフラム１３４は、円板弁１５
８がプランジャ１７２の端に係合するまで或る位置に動
き、弁を離して再び空気ポンプ圧力を大気に放出し始め
る。

このためダイアフラム１３４の動きは止まる。

さらに圧力が低下すると、ばね１５０は下に動き始める
ようになって遂に円板弁が再び係合される。

この前後作用は、或るつり合い位置か得られてそれによ
りプランジャ１７２の初期運動に指示される弁軸１２８
の位置が達成されるまで続く。

操作中、エンジン停止の際大気圧は火花ポート真空管路
６０中に存在し、この管路はサーボ２６に通じ、また、
第２ダイアフラム室１１０に通ずる空気圧力管路中にも
存在する。

それ故、ばね６６，８８はプレー力板レバー７２を最も
右よりの位置即ち点火時期最大遅れ位置に置く。

大気圧は再循環サーボ２２にも存してはね１５０に弁１
２８を係合・閉鎖させ、またばね１７４にプランジャを
移させて円板弁１５８から離れさせる。

それ故、再循環流れは全く生じない。

一旦エンジンが始動してアイドル状態になると、上述と
同じ状態が生じ、これは、サーボ２６におけるばね８８
の予荷重ならびに再循環弁におけるばね１７４の予荷重
にうち克つには不充分であるように低い空気ポンプ圧力
が室１１０中で選択されるからである。

絞り弁１６が開位置に移り火花ボート１８を真空にさら
すと直ぐに、かつ、サボばね６６の予荷重が克服される
以上、管路６０中の火花ポート真空はダイアフラム５４
に作用してこれを左方に引張る。

これにより内部ハウジングカバー６６は同じ方向に動き
、ハウジング８６及び保持器７８を介して保持器７６及
びプレー力板レバー７２は同じ方向に動いて点火時期を
徐々に進ませる。

また、絞り弁が開位置に移ってエンジンを負荷状態に置
くと、信号調和器３８への空気ポンプ圧力の増大は、マ
ニホルド真空の低下と組合わされて、変調された信号圧
力を再循環位置調整サーボに送ってダイアフラム１６２
を上に動かす。

このため、プランジャ１７２は同じ方向に動き、また、
ブリード弁１５８はばね１６０により孔１５６に対して
係合して室１４０を密封する。

そのとき、室１４０に供給された空気ポンプ圧力は高ま
ってばね１５０の予荷重にうち克つ程になると、再循環
弁１２８を管路４４中の信号圧力のレベルに比例して上
方に動かし始める。

同時に、配電器サーボ２６の室１１０中の信号圧力は２
次ダイアフラム８０に作用してこれを左方に押し、保持
器７６とプレー力板レバー７２を同じ方向に動かす。

こうして、部分絞り進みに附加された進みがプレー力板
に与えられて再循環添加に対する償いをなし、したがっ
て燃焼効率は良くなる。

上記の状態は、再循環流れが荷重に比例して変動しなが
ら、続けられ、広開絞り位置に達するまで続く。

この時点で、信号調和器中の遮断装置（図示されてない
）が所定の低いマニホルド真空レベルで作動され、した
がってこの状態では再循環流れは全くない。

このことは、既述の広開絞り位置においては最犬の出力
は利用できる空気全量を最犬に利用することによっての
み得られるので、必要である。

上記から判るように、本発明は、同時に排ガス再循環と
点火時期進みとを制御して放出物の効率のよい規制を行
い同時に良好なエンジン運転を生ずる放出物規制の装置
系を提供する。

本発明の実施例について説明したが、本発明の範囲から
逸脱せずに多くの変更や修正を加えうろことは当業者に
明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による放出物規制装置系の概要図、第２
図は同じような図であるが少しく詳細に示したもの、第
３図は第１図の一部の拡大断面図、第４図は第２図の一
部の拡大断面図である。 １２・・・・・・気化器、１６・・・・・・絞り弁、１
８・・曲火花ボート、２２・・・・・・排ガス再循環弁
、２４・・曲配電器、２６・・・・・・サーボ、２８・
・・・・・空気ポンプ、４２・・・・・・感温制御弁、
５０・・・・・・主ハウジング、５４・・・・・・ダイ
アフラム、５６，５８・曲・室、７２・・・・・・プレ
ー力板レバー ８０・・・・・・２次ダイアフラム、９
２・・・・・・ねじ、９４・・・・・・Ｏ−リング、１
０４・・・・・・回転シール、１１０・・・・・・空空
圧力室、１２２・・・・・・室、１３４・・・・・・ダ
イアフラム、１５８・・・・・・円板（ブリード）弁、
１６２・・・・・・第２ダイアフラム、１７２・・・・
・・プランジャ、１７３・・・・・・回転シール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジン排ガスをエンジン吸気マニホルドに連通さ
   せるダクトと、該ダクト中にガスの流れを阻止または許
   容するよう該ダクトに出入できる排ガス再循環弁と、該
   弁を該ダクト中に閉位置に押すばねと、エンジン速度と
   共に変動する圧力の源となるエンジン被動の空気ポンプ
   と、該ダクト中で該弁に作用する排ガス及びマニホルド
   真空の力に反して該弁を開位置に動かすように該弁に連
   結された空気圧力作動の位置決め装置と、該装置を作動
   させるよう空気ポンプ圧力を該装置に結合する導管と、
   該位置決め装置の作動を調整するため空気ポンプの変調
   圧力により作動される位置調整器であって、該位置決め
   装置に通じている空気ポンプ圧力を該弁の開放を生ずる
   ための力より低く下げるよう移動できる大気ブリード装
   置を含むものとを有し、前記位置決め装置は、該弁に連
   通したダイアフラムをもつサーボを含み、該ダイアフラ
   ムは該サーボを一方の側の大気圧室と他方の側の可変流
   体圧力室とに区分し、前記ブリード装置は、該位置決め
   装置に通じた空気ポンプ圧力を大気圧まで放出して該ば
   ねにより該ダイアフラムを該弁閉鎖方向に動かす第１位
   置に移ることができ、該ブリード装置は、該位置決め装
   置への空気圧力の低下を防止して該可変圧力室中の圧力
   レベルを変化させ該ダイアフラムの該弁開放運動を生じ
   させる第２位置に該位置調整器により移ることができ、
   該ブリード装置は圧力の変動に応じて前後に移動する量
   を減じて遂に該位置調整器の各動きに対してつり合い位
   置が達成され、前記導管は該弁開放装置の流れ崩積より
   小さい流れ面積をもち、さらに本組立は、吸気マニホル
   ド真空の変化にしたがって空気ポンプ圧力を変調する装
   置と、変調された空気ポンプ圧力を該位置調整器に連通
   させてこれを速度及び負荷の変化にしたがって作動させ
   るようにする装置とを有することを特徴とするエンジン
   排ガス再循環弁組立。 ２ サーボのダイアフラムが大気圧室と可変空気圧力室
   との連通を生ずる開口を有し、ブリード装置がこの開口
   による空気の連通を制御するように移動できる特許請求
   の範囲第１項記載の弁組立。 ３ ブリード装置が、両室間の連通を生ずるサーボの開
   口と、この開口を閉めるよう動かされるブリード弁ばね
   と、ブリード弁を開位置に移して両室間に圧力の連動を
   させるよう位置調整器に作動されるプランジャとを含む
   特許請求の範囲第２項記載の弁組立。 ４ 位置決め装置が、排ガス再循環弁に連通された可撓
   性ダイアフラムと、両室を通じさせる該ダイアフラム中
   の孔と、両室間の圧力の連通を阻止するよう該孔の上に
   重なる閉じたハウジングと、画室間の連通を生ずる該ハ
   ウジング中の第２の孔と、これらの孔の一方に向って座
   して閉鎖させるよう移されるブリード弁はねと、ブリー
   ド弁を座から外させて空気ポンプ圧力を大気に放出させ
   るよう調整器の動きにしたがってブリード弁に向かつて
   移動できる該位置調整器に連結された作動装置とを含む
   特許請求の範囲第１項記載の弁組立。 ５ 位置調整器が、大気圧室と可変空気ポンプ圧力室と
   にサーボを区分するダイアフラムをもつ案内サーボと、
   該ダイアフラムに連結されてブリード弁と突き当るよう
   に延びたプランジャと、該ダイヤフラムとプランジャを
   ブリード弁に向かって押し進めて該弁を離脱位置に押す
   ばね装置とを含む特許請求の範囲第４項記載の弁組立。