JPS6113734Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、内燃機関の排気還流制御装置に関
し、殊に、排気還流通路に２個の流量制御弁を設
け、これらの流量制御弁を独自に開閉制御して低
負荷域では還流率を低減すると共に高負荷域で還
流率を増加するようにした排気還流制御装置に関
する。

機関の燃焼室の温度は、負荷が増大するにとも
なつて上昇する。又、燃焼時に生成されるNOx
濃度は、燃焼温度が上昇するにともなつて増加す
るので、機関の全運転領域にわたつてNOxの生
成を抑制すると共に機関の出力及び安定性を確保
するには、低負荷域では排気の還流率を低減させ
ると共に、高負荷域では排気の還流率を増加する
ことが望まれる。

ところが、一個の流量制御弁で全運転領域にわ
たつて排気の還流量を制御する場合は、流量制御
弁の弁孔の大きさ及び流量制御弁の上流に設ける
オリフイスの孔径などの関係から、必ずしも所要
の流量制御を行い得ない欠点がある。即ち、小量
域での特性を満足させるべく弁孔及びオリフイス
を設定すると、大流量域での流量不足を生じ、
又、逆に、大流量域での流量特性にあわせて弁孔
及びオリフイスを決定すると、小流量域での流量
制御が困難となつて流量過多を生じる不具合があ
る。

従つて、近年では、２個の流量制御弁を排気還
流通路に並列に接続し、これらの流量制御弁を独
自に開閉制御することにより、小流量域から大流
量域までの全域にわたつて流量を微細に制御する
ことが検討されつつある（実開昭52−103214号公
報参照）。

一方、機関の温度が低い時は、NOxがほとん
ど生成されず、又、燃焼が不安定であるので、燃
焼を抑制する排気を還流させないほうが良い。従
つて、上記の如く２個の流量制御弁を並列に接続
して排気の還流を制御する場合は、機関の温度が
所定値以下の時は両流量制御弁を同時に閉弁作動
させる必要があるが、従来では、各流量制御弁を
温度に対してもそれぞれ独自に開閉制御するよう
にしていたので、両制御弁の閉弁温度にばらつき
が生じる欠点があつた。

本考案は、上記に鑑みてなされたものであつ
て、排気還流通路に並列に接続された２個の流量
制御弁の独立制御性を損うことなく機関温度が所
定値以下となつた時は単一の大気開放弁から２個
の流量制御弁の信号負圧通路にそれぞれ一方向弁
を介して大気を導入することにより両流量制御弁
を同時に閉弁保持させて排気の還流を中断でき、
所定値を超えた時は単一の大気開放弁の閉弁によ
り大気の導入を遮断して両流量制御弁を同時に作
動させて排気の還流を開始できるようにした高性
能な排気還流制御装置を安価に提供することを目
的とする。

以下に本考案を図示された実施例について説明
する。

図示しない内燃機関の吸気通路１には、吸気絞
り弁２とこの絞弁２の上流のベンチユリ３とを備
えた気化器４を設ける。又、機関の排気通路５か
ら分岐させた排気還流チユーブ６を、排気還流通
路７を介して吸気絞弁２より下流の吸気通路１に
接続する。前記排気還流通路７の内部には上流通
路７ａと下流通路７ｂとが形成されるが、これら
の両通路７ａ，７ｂは負圧応動型の第１及び第２
の流量制御弁８，９を介してそれぞれ独自に連通
されている。

前記第１の流量制御弁８の負圧室には、前記吸
気絞弁２部分に設けた第１の負圧取出口１０から
取り出された信号負圧が第１の負圧通路１１を介
して供給されると共に、第２の流量制御弁９の負
圧室には、前記負圧取出口１０より僅かに上流に
設けた第２の負圧取出口１２から取り出された信
号負圧が第２の負圧通路１３を介して供給され
る。

ここに、前記第１の流量制御弁８の負圧室に供
給される信号負圧は、排気還流通路７の上流通路
７ａに設けたオリフイス１４の下流から排圧チユ
ーブ１５を介して取り出された還流排気圧と、前
記ベンチユリ３部に設けた第３の負圧取出口１６
から第３の負圧通路１７を介して取り出されたベ
ンチユリ負圧とが導入される負圧補正弁１８で補
正される。従つて、第１の流量制御弁８では、機
関の吸入空気量に応じた略一定率の排気を還流さ
せる。

又、第２の流量制御弁９では、第２の負圧取出
口１２に発生する負圧により、機関の高負荷域を
感知し、この負圧で直接開閉制御されるので高負
荷域でのみ排気を還流させる。尚、前記両負圧取
出口１０，１２はいずれも絞弁２のアイドル開度
より上流で、部分負荷開度より下流となる位置に
設けられているが、第２の流量制御弁９は、その
セツト圧を高くすることにより低・中負荷域では
作動しないようになつている。

一方、前記第１及び第２の負圧通路１１，１３
にはそれぞれ一方向弁１９，２０を介して大気導
入通路２１，２２を接続する。これらの両大気導
入通路２１，２２を大気開放通路２３に合流させ
て単一の大気開放弁２４に接続する。又、この大
気開放弁２４は、冷却水温を介して機関の温度を
検出し、機関の温度が所定値以下の時は開作動し
て大気開放通路２３を大気に開放するが、機関の
温度が所定値より高い時は閉作動して大気開放通
路２３の開放端部を密閉する。尚、前記一方向弁
２１，２２は、それぞれ負圧通路１１，１３に大
気が流入する方向にのみ開くように方向付けられ
ていることはもちろんである。

上記の構成において、通常の低負荷域から中負
荷域までの間の運転時には、第１の負圧取出口１
０から第１の流量制御弁８の負圧室に供給される
信号負圧は、第３の負圧取出口１６から第３の負
圧通路１７を経て負圧補正弁１８に供給されたベ
ンチユリ負圧と、オリフイス１４〜第１の流量制
御弁８間から排圧チユーブ１５を経て負圧補正弁
１８に供給された還流排気圧によつて補正され
る。従つて、この運転領域では、機関の吸入空気
量に応じた略一定率の排気が排気通路５から排気
還流チユーブ６、排気還流通路の上流通路７ａ、
第１の流量制御弁８、下流通路７ｂを経て吸気通
路１へと還流される。尚、この第１の流量制御弁
８を通つて還流される排気の還流率と負荷との関
係は、第２図中の曲線ａのように変化し、機関の
全負荷時、即ち、吸気絞弁２が全開となる時は、
第１の負圧取出口１０の負圧が減少するので排気
の還流率は著しく低下し、機関の最高出力を確保
する。

又、このような低・中負荷領域では、第２の負
圧取出口１２から第２の負圧通路１３を経て第２
の流量制御弁９の負圧室にも信号負圧が供給され
るが、この第２の流量制御弁９は前記第１の流量
制御弁８に対比してスプリングのセツト圧を高く
しているので、この領域では閉弁し続ける。

そして、機関が高負荷域で運転されて第２の流
量制御弁９の負圧室に供給される信号負圧が強く
なると、第２図の曲線ｂで示したように、第２の
流量制御弁９が開いて排気が還流される。

従つて、排気還流装置全体としては、中低負荷
領域では第１の流量制御弁８のみによる還流量の
制御が行われるが、高負荷域では第１の流量制御
弁８を通る排気に第２の流量制御弁９を通る排気
が加算されて還流されるため、第２図に実線で示
すように、低・中負荷領域での排気還流率に対比
して高負荷域での排気還流率を増加できる訳であ
る。尚、この高負荷域での排気還流率を１個の流
量制御弁で確保すべくオリフイス及び弁孔を設定
した場合は、第２図の曲線Ｃで示すように、低中
負荷域での還流率も増加して還流過多に陥るおそ
れがあることは前述のとおりである。

一方、機関の温度が所定値以下である時は、大
気開放弁２４が自動的に開作動される。すると、
大気開放通路２３から大気導入通路２１，２２へ
と大気が導入されるため、これら両導入通路２
１，２２に一方向弁１９，２０を介して接続され
た第１及び第２の負圧通路１１，１３に大気が導
入される。

従つて、機関温度が所定値以下の時、即ち、
NOxがほとんど生成されず、燃焼が不安定な領
域では、第１及び第２の流量制御弁８，９の負圧
室に供給される信号負圧が大気で稀釈されてしま
うため、これらの両流量制御弁８，９はともに不
作動となつて排気の還流を中断する。

尚、機関温度が所定値より高くなると、大気開
放弁２４が閉作動されるので、大気の導入は中断
されて前述の如く負荷領域に応じて各流量制御弁
８，９が開閉制御されるが、これらの両流量制御
弁８，９に信号負圧を供給する第１及び第２の負
圧通路１１，１３を連通させるように設けられた
大気導入通路２１，２２にはそれぞれ一方向弁１
９，２０が設けられているため両通路１１，１３
の負圧が互いに干渉（混入）し合うおそれはな
い。

従つて、第１及び第２の負圧通路１１，１３に
それぞれ大気開放弁を設けなくとも、両通路１
１，１３をそれぞれ同時に、しかも相互に影響の
ない状態で大気を導入できるため、第１及び第２
の流量制御弁８，９への配管を簡素化できると同
時に、両弁８，９の同期性を向上できる。

第３図に示す実施例は、第２の流量制御弁９の
弁体の作動方向を上下反転し、そのダイアフラム
にオリフイス２５を設けることにより、加速時の
ような高負荷域において所定の時間だけ第２の流
量制御弁９を開いて排気の還流率を高くするよう
にしたものであつて、他の部分は第１図に示した
ものと同じである。尚、排気還流率が高く保持さ
れる時間は、第２の流量制御弁９の負圧室の容
量、該負圧室に供給される負圧の大きさ及びオリ
フイス２５の孔径によつて決定されることは詳述
するまでもない。

上記実施例では、いずれも冷却水温を介して機
関の温度を検出するようにしたものであるが、シ
リンダヘツド又はシリンダブロツクの壁温又は潤
滑油温を介して機関温度を検出するようにしても
良いことはもちろんである。

以上説明したように、本考案案によれば排気還
流通路に並列に設けた二個の流量制御弁の制御特
性を損うことなく、機関の温度が所定値以下の時
は両流量制御弁に信号負圧を供給する二個の負圧
通路に一個の大気開放弁から大気を導入して前記
両制御弁を同時に不作動にさせ、機関の温度が所
定値を超えた時は大気開放弁を閉じて前記両制御
弁を同時に作動させるようにしたものであるか
ら、各負圧通路にそれぞれ大気開放弁を装着する
場合に対比して前記両制御弁の作動の同期性を向
上させることができると共に、配管を簡素化で
き、製造コストを低減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す要部の断面
図、第２図は同上負荷と排気還流率との関係図、
第３図は本考案の他の実施例を示す要部の断面図
である。 １……吸気通路、５……排気通路、６……排気
還流チユーブ、７……排気還流通路、８……第１
の流量制御弁、９……第２の流量制御弁、１１…
…第１の負圧通路、１３……第２の負圧通路、１
９，２０……一方向弁、２４……大気開放弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 機関の吸気通路の異なる位置に発生する負圧に
   応答して独自に開閉制御される第１及び第２の流
   量制御弁を排気還流装置に並列に設けた内燃機関
   において、前詰記第１及び第２の流量制御弁にそ
   れぞれ信号負圧を供給する第１及び第２の負圧通
   路にそれぞれ一方向弁を介して大気導入通路を接
   続し、これらの大気導入通路を合流させて単一の
   大気開放通路に接続し、この大気開放通路を機関
   の温度が所定値以下の時に開作動する単一の大気
   開放弁を介して大気に連通させ、機関低温時に単
   一の大気開放弁から各々の一方向弁を介して大気
   を第１及び第２の負圧通路に導入するように構成
   したことを特徴とする内燃機関の排気還流制御装
   置。