JPS6120292Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は内燃機関の排気還流装置の改良に関す
る。

内燃機関から排出されるNOxを低減するため
に排気還流システムが知られているが、２つの排
気還流バルブ（EGRバルブ）を備えて排気還流
量を運転状態に応じて制御するものとして、例え
ば第１図に示すような装置がある。

機関吸気通路１と排気通路２を結ぶ排気還流通
路３には、並列的に２つのEGRバルブ４と５が
設けられ、一方の第1EGRバルブ４は、気化器絞
弁６の上流に開口する負圧取出通路７からの負圧
信号に応じて作動し、他方の第2EGRバルブ５は
絞弁６の近傍に開口（絞弁全閉時には上流側とな
る）する負圧取出通路８からの負圧信号に応じて
作動する。

そして、これらEGRバルブ４，５と直列に絞
弁６とリンク９を介して機械的に連動する切換弁
１０が設けられており、この切換弁１０は絞弁６
の開度が所定の小開度を越えたところから開き始
める。

したがつて、第1EGRバルブ４はエンジン負荷
の大きい領域で開き、第2EGRバルブ５はいわゆ
るVC負圧の特性から中負荷域で最大開度をと
り、これらの合成排気流量が切換弁１０の開く絞
弁６の開度の比較的大きな領域で、排気通路２か
ら吸気通路１へと還流されるのである（第５図参
照）。

しかしながらこの装置では、運転状態が緩やか
に変化したり、定常状態でのNOxの対策は可能
であるが、NOxが急増する大吸入空気量域での
加速状態でこれに応答性よく対応してEGR量を
増やすような制御はできず、過渡時のNOx低減
効果に問題があつた。

本考案はかかる問題を解決するために提案され
たもので、とくに加速初期に応答性よくEGR量
を増加させ、加速域でのNOx低減をはかつた内
燃機関の排気還流装置を提供することを目的とす
る。

以下、本考案の実施例を図面にもとづいて説明
する。

第２図において、２０は吸気通路、２１は絞
弁、２２は絞弁２１の下流に接続した排気還流通
路であり、この通路２２には２つのEGRバルブ
２３と２４が互に並列的に介装され、排気還流量
を両バルブ２３と２４の合計流量として制御して
いる。

第1EGRバルブ２３は、絞弁２１の近傍に発生
する負圧（VC負圧）を、ベンチユリ部２５のベ
ンチユリ負圧と、排気通路側の排気圧力との差圧
にもとづいて大気で希釈制御する負圧コントロー
ラ２６からの負圧信号に応動する。

２７はベンチユリ負圧通路、２８は排気圧力通
路、２９はVC負圧通路をそれぞれ示し、負圧コ
ントローラ２６はベンチユリ負圧が強まるに従
い、また排気圧力が増大するに従い第1EGRバル
ブ２３の負圧アクチユエータ２３ＡへのVC負圧
に対する大気希釈率を減らし、このようなとき
は、ほぼVC負圧の特性に応じてのEGR量を確保
する。

これに対して、ベンチユリ負圧の小さいときや
排気圧力の低いときは、VC負圧通路２９に負圧
コントローラ２６からの大気希釈量を増し、第
1EGRバルブ２３の開度を相対的に減少させるの
である。

したがつて、第1EGRバルブ２３からのEGR量
は吸入空気量にほぼ比例したものとなり、主とし
て中負荷域を中心として、ほぼ一定のEGR率が
得られるような制御を行う（第５図参照）。

これに対して、第2EGRバルブ２４には、第４
図にも示すが、負圧制御弁３１を介しての、絞弁
２１の下流側に開口する通路３２からの制御負圧
が、エンジン吸入空気量の大きい加速時に負圧ア
クチユエータ２４Ａに導かれて、加速初期にのみ
加速度合に応じてEGRを行うようになつてい
る。

３３は絞弁２１の上流でかつ絞弁２１が全開に
近づくとその下流側に位置する部分に開口した加
速負圧通路、３４はこの負圧が遅延弁３５を介し
て導かれる負圧タンクであり、上記負圧制御弁３
１は負圧通路３３から直接に導かれた負圧P₁と、
負圧タンク３４から導かれたP₂との差圧に応動す
る。

つまり、第４図に明らかなように、この負圧制
御弁３１は、第１のダイヤフラム３７で仕切られ
た上部室３８に上記負圧P₁が導入され、その下部
室３９に負圧P₂が導入される。

第１のダイヤフラム３７にはロツド４０を介し
て弁体４１が結合され、この弁体４１は前記吸入
負圧通路３２の弁座４５と、第２のダイヤフラム
４３で仕切られた大気室４４の弁座４６とに相反
的に接離し、弁体４１の動きに伴つて調整した制
御負圧を通路４７を介して第2EGRバルブ２４の
負圧アクチユエータ２４Ａに伝達する。

上記第１のダイヤフラム３７は負圧P₁とP₂の差
圧に応動するが、このうち負圧P₂はオリフイスと
チエツクバルブからなる遅延弁３５により制御さ
れるものであるから、通路３３の負圧P₁が徐々に
変化するとき、即ちエンジン吸入空気量の大きな
領域でも極めて緩やかな加速時などでは、負圧P₁
とP₂は同一値をとり、負圧P₁が比較的急速に増大
する急加速時にはじめて負圧P₂との間に差圧が発
生する。

このような加速状態のときには、第１のダイヤ
フラム３７がリターンスプリング４８に抗して上
方へと移動し、ロツド４０を介して弁体４１が引
き上げられる。

このため、弁体４１は負圧通路３２の弁座４５
から離れて大気室４４の弁座４６と接するように
なり、通路４７に負圧通路３２からの負圧を伝達
して、第３図に示すように、第2EGRバルブ２４
を開弁させるのである。

このようにして加速初期には第2EGRバルブ２
４からの還流排気（第５図の斜線領域）が、第
1EGRバルブ２３からの流量に加えられた状態で
吸気通路２０へと流入するのである。

そして、この加速EGRは、やがて遅延弁３５
のオリフイスにより、負圧タンク３４の負圧P₂が
負圧P₁と等しく（あるいは差圧が所定値以下）と
なつた時点で、第１のダイヤフラム３７が下方へ
移動して弁座４５を閉じたときに終了するのであ
る。

つまり、弁座４５を閉じると大気室４４からの
大気が弁座４６を介して通路４７に供給され、、
第2EGRバルブ２４がこれに応動して全閉するか
らである。

したがつて、この考案では第５図に示すよう
に、エンジン運転状態が定常的もしくは極めて緩
慢に変化するときは、第１のEGRバルブ２３を
介してのみEGRが行なわれ、中負荷域で略一定
のEGR率が得られるが、エンジン吸入空気量の
大きい領域で加速が行われるようなときに、第
2EGRバルブ２４が開いてこのような高出力運転
時に増大するNOxに対処すべく、EGR量を増大
させるのである。

以上説明したことから明らかなように、本考案
はNOx排出量の多い急加速時などでのみ、一時
的にEGR量を増やしてNOx低減をはかるととも
に、それ以外の大吸入空気量域では不必要な
EGRを抑えて良好なエンジン運転性能を確保で
きるという効果が得られる。

また、本考案では加速初期に開く負圧制御弁を
介して第２のEGRバルブに負圧を供給している
ため、第2EGRバルブは加速初期の所定の期間だ
け強い負圧で確実に開きかつ大きな開度を維持す
るので、加速時に排気還流を確実に増加させられ
る。さらに、負圧制御弁は上部室に対して異なつ
た負圧が作用する下部室は、弁軸の摺動部をダイ
ヤフラムで密封しているので、微少な負圧でもリ
ークがなく、また遅延弁により制御される上部室
と下部室との負圧差が僅かであつても、応答よく
作動することができ、加速初期の判別精度が非常
に高いものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の断面図である。第２図，第
３図は本考案の実施例における作動状態を示す断
面図、第４図は負圧制御弁の拡大断面図、第５図
は本考案のEGR特性を従来と比較して示す説明
図である。 ２０……吸気通路、２２……排気還流通路、２
３……第1EGRバルブ、２４……第2EGRバル
ブ、２６……負圧コントローラ、２９……VC負
圧通路、３１……負圧制御弁、３３加速負圧通
路、３５……遅延弁、３４……負圧タンク。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 排気の一部を吸気通路へ還流する排気還流通路
   の途中に、第1EGRバルブと第2EGRバルブを並
   列的に介装し、第1EGRバルブはすくなくとも排
   気圧力に応動する負圧コントローラを介して作動
   させる一方、第2EGRバルブは負圧制御弁を介し
   て作動すべく構成し、該負圧制御弁は、第１のダ
   イヤフラムで画成されかつ絞弁よりもやや上流に
   開口する負圧通路からの負圧が直接的に導かれる
   上部室と、第１のダイヤフラム及びこの第１のダ
   イヤフラムよりも小径の第２のダイヤフラムで画
   成される下部室と、これら第１，第２のダイヤフ
   ラムと一体的に連結された弁軸と、前記第2EGR
   バルブに負圧を供給する通路を弁軸と一体に作動
   して開閉する弁体と、前記上部室と下部室とを連
   通する通路に介装した負圧遅延弁とを備え、前記
   上部室と下部室の間に所定以上の圧力差が発生す
   る加速初期にのみ負圧制御弁を介して第2EGRバ
   ルブを開弁させる負圧を供給するようにしたこと
   を特徴とする内燃機関の排気還流装置。