JPS6124684Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は排気ガス中の一部を吸気系に還流させ
ることによつて排気ガス中の窒素酸化物（以下
NOxと記す）濃度を減少させる自動車エンジン
用排気ガス還流装置に係る。

従来、自動車用排気ガス還流装置としては各種
の方式が研究され、製品化されてきたが、NOx
規制の強化と共に還流率が大きくなり、きめの細
い制御が必要となつてきた。第１回に示す還流シ
ステムは現在、多くのカーメーカが採用している
排圧制御方式を呼ばれる優れた排気ガス還流装置
の一例であるが、現状より更にNOx規制が強化
される場合には自動車の運転性その他の不具合が
生じるため更に改良する必要がある。この排圧制
御方式を第１図、及び第２図によつて簡単に説明
すると第１図において、排圧制御排気ガス還流装
置は、排気系と吸気系を連結する排気還流通路８
にオリフイス９、圧力制御部６を設け、オリフイ
ス９と排気ガス制御弁体１１の間の通路１０の圧
力をほぼ大気圧にコントロールするものである。
エンジンの吸入空気はエアクリーナ２、気化器１
を通り絞り弁２０で計量されて、吸気マニホール
ド３を経てエンジン４に吸入される。排気マニホ
ールド５より分岐した一部の排気ガスは排気ガス
還流通路８を通過してオリフイス９、圧力制御部
６の排気ガス制御弁体１１、バルブシート２４を
経て吸気管内に再循環される。圧力制御部６は排
気ガス制御弁体１１をロツド２３で直結した駆動
ダイヤフラム１２、スプリング１３などより構成
され、気化器絞弁近傍の負圧ポート１９を負圧を
駆動源とする圧力サーボバルブである。圧力制御
部６のダイヤフラム室１４にかかる負圧は更に圧
力トランスデユーサ７によつて制御される。圧力
トランスデユーサ７は排圧ダイヤフラム４１によ
り区画された２室即ち、通路１０に通路２５を介
して通じる圧力室１６とスプリング１７と排圧ダ
イヤフラム４１の中央部に一体に設けた空気制御
弁体１８、バルブシート１５を内蔵した大気に通
じる大気室４２より構成され、圧力トランスデユ
ーサ７及び圧力制御部６により通路１０の圧力を
一定にしている。即ち、通路１０の圧力がスプリ
ング１７に荷重に打勝つほど高くなると排圧ダイ
ヤフラム４１は上方に移動しバルブシート１５が
閉じられ、負圧通路２１を介して連通するダイヤ
フラム室１４の負圧が大気へのブリードがなくな
つて上昇し、排気ガス制御弁体１１が上方に変位
して、通路１０の排気ガスはバルブシート２４を
通過して多量に吸気マニホールド３に流れるた
め、オリフイス９の下流の圧力は下る。逆にオリ
フイス９の下流の通路１０の圧力がスプリング１
７の荷重より低くなり過ぎると排圧ダイヤフラム
４１は下方に変位し、空気制御弁体１８が開きダ
イヤフラム室１４は大気に開放されるため、排気
ガス制御弁体１１が閉じる方向に変位して、オリ
フイス９を下流の圧力は上昇する。以上の動作を
繰返しながら、オリフイス９下流の圧力は、圧力
トランスデユーサ７のスプリング１７の荷重に見
合つた値にコントロールされることになる。今仮
りにオリフイス９下流の圧力Pc、オリフイス上
流の排圧をPe、エンジンの吸入空気量をQa、還
流する排ガス流量Qgとし、計量オリフイス面積
をＡとすると Pe∝Qa² ……(1) Qg＝CA√− ……(2) となり、Pcを大気圧に近い値に制御すれば、還
流率Qg／Qaはほぼ一定の値に制御されることに
なる。しかしQg／Qaの値が一定になる範囲は圧
力制御部６を駆動する負圧源である絞弁２０近辺
の負圧ポート１９に発生する負圧が制御に必要な
値以上のときであり、アイドリング状態とか絞弁
開度が大きいときは負圧が下りQg／Qaの値も減
少する。第１図で示された排圧制御方式による還
流率特性の一例を第２図に示した。図中部が負
圧ポート１９の負圧が高いときでほぼ一定の還流
率となつている。のラインは還流を開始するラ
インである。以上の説明のように排圧制御方式に
よれば、排気ガスを還流する範囲ではほぼ一定の
還流率に制御することが可能であるが、理想的に
はNOxが多量に排出される加速状態で、やや還
流率を大きくし、定常状態では、少なめの環流率
として減速域では還流させないのがよい。

このような要求を満足するため、例えば特開昭
51−49321号公報にあるような装置が提案されて
いる。

この装置は圧力トランスデユーサの排気圧力室
に加えて吸気負圧室を形成し、この吸気負圧室に
絞り弁の下流の吸気負圧を導びいて圧力トランス
デユーサによる大気リーク量を補償し、結果的に
圧力制御部の弁体とオリフイスの間の圧力を制御
するものである。

しかしながら、この装置においては吸気負圧室
に吸気負圧が常時直接的に作用しているので、圧
力トランスデユーサは吸気負圧の変化に常に依存
することになる。したがつて、圧力トランスデユ
ーサによる大気リーク量も吸気負圧の変化に常に
依存する形となり、排気ガスの還流過多、過少を
生じる問題がある。

本考案の目的は吸気負圧の変化に応じた時間だ
け圧力トランスデユーサによる大気リーク量を補
償することで適正な排気ガスの還流量を得ること
にある。

本考案の特徴は、排気系と吸気系を結ぶ排気ガ
ス還流通路と、前記排気ガス還流通路の排気ガス
の流れに沿つて設けられたオリフイスと排気ガス
制御弁体と、前記排気ガス制御弁体を駆動する駆
動ダイヤフラムと、前記オリフイスと前記排気ガ
ス制御弁体の間の圧力によつて動く排圧ダイヤフ
ラムと、前記駆動ダイヤフラムに導びかれる負圧
を大気で希釈する空気制御弁体を有する大気ダイ
ヤフラムと、前記排圧ダイヤフラムと前記大気ダ
イヤフラムの間に設けられた補償ダイヤフラム
と、前記排圧ダイヤフラム、前記大気ダイヤフラ
ムおよび補償ダイヤフラムを一体的に結合するロ
ツドと、前記排圧ダイヤフラムと前記補償ダイヤ
フラムの間の室に吸気負圧を導びく通路と、前記
補償ダイヤフラムの両面に形成された室を結ぶオ
リフイスとよりなる排気ガス還流装置にある。

以下、本考案を第３図によつて説明する。図中
で第１図の排圧制御弁方式と相異する点は圧力ト
ランスデユーサ２６の構造にあり、３枚のダイヤ
フラムすなわち、排圧ダイヤフラム３１、補償ダ
イヤフラム３２および大気ダイヤフラム４１を使
用してオリフイス９の下流に通じる排圧室３０と
大気に通じる大気室２７の間に２つの室を設けて
いる。排圧ダイヤフラム３１および大気ダイヤフ
ラム４１の有効面積を小さくし、中央の補償ダイ
ヤフラム３２は有効面積を大きくすると同時に中
央部をロツド４３により固定し同時に動くように
してある。図のようにオリフイス９下流の通路１
０に通じる排圧室３０に排圧ダイヤフラム３１を
介して隣接する負圧室２９はオリフイス４０を経
て吸気マニホールド３に通じている。又、負圧室
２９と大気室２７に挾まれた第４の室２８は小孔
３４を介して負圧室２９に通じている。大気室２
７内部の構造は排圧制御方式の第１図に示す圧力
トランスデユーサにおける大気室４２と全く同じ
で大気ダイヤフラム４１中央部に設けた空気制御
弁体１８により、圧力制御部６のダイヤフラム室
１４の圧力を大気にブリードする量を加減してい
る。以上の圧力トランスデユーサ２６の構造によ
れば、排圧ダイヤフラム３１、大気ダイヤフラム
４１の有効面積が同じである場合には、エンジン
の定常運転状態では、負圧室２９と第４の室２８
は小孔３４を介して同じ圧力になつているため、
圧力トランスデユーサ２６の機能は全く第１図の
場合と同じであり、還流率特性も全く排圧制御型
と同じである。加速状態においては、吸気マニホ
ールド３内の圧力は急激に大気圧に近づき負圧は
低下するため、負圧室２９内の負圧も急激に小さ
くなるが、オリフイス４０に比較して小孔３４は
はるかに小さいオリフイス径に選んであるため加
速前の負圧を短時間維持しようとする。従つて加
速のときは大補償ダイヤフラム３２の表裏に圧力
差を生じ、ロツド４３は上方に変位してバルブシ
ート１５を空気制御弁体１８で閉じて大気へのブ
リードを減少し、圧力制御部６のダイヤフラム室
１４内の負圧を高めることにより、圧力制御部６
の排気ガス制御弁体１１が開き、計量オリフイス
９の下流の圧力が低下する。その結果、還流率は
定常状態より増加することになるが、この時の時
間は吸気負圧の大きさに依存している。逆に定常
状態より減速運転に移るときは、全く逆方向に動
作するため還流率は減少する。圧力トランスデユ
ーサ２６の負圧室２９と吸気マニホールド３に通
じる通路４１中にオリフイス４０との間に大気に
ブリードするオリフイス３９を設けてあるのは、
このオリフイスの大きさによつて加減速時におけ
る還流率の増減量を選択するためのものである。
又、図に示していないが、圧力トランスデユーサ
２６中の小孔３４と並列に負圧室２９方向にのみ
開く弁を設けることにより、連続的に加減速を繰
返すとき、加速時の還流率低下を防ぐことが可能
である。以上のように排圧制御方式をベースと
し、圧力トランスデユーサを改良することによ
り、簡単な手段で理想的な還流率特性を得ること
が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は公知の排気ガス還流装置を示す断面
図、第２図は還流特性図、第３図は本考案を実施
した排気ガス還流装置の断面図である。 １……気化器、３……吸気マニホールド、５…
…排気マニホールド、６……圧力制御部、８……
排気ガス還流通路、９……オリフイス、１１……
排気ガス制御弁体、１２……駆動ダイヤフラム、
３１……排圧ダイヤフラム、３２……補償ダイヤ
フラム、３４……オリフイス、４１……大気ダイ
ヤフラム、４３……ロツド。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 排気系と吸気系を結ぶ排気ガス還流通路８と、
   前記排気ガス還流通路８の排気ガスの流れに沿つ
   て設けられたオリフイス９と排気ガス制御弁体１
   １と、前記排気ガス制御弁体１１を駆動する駆動
   ダイヤフラム１２と、前記オリフイス９と前記排
   気ガス制御弁体１１の間の圧力によつて動く排圧
   ダイヤフラム３１と、前記駆動ダイヤフラム１２
   に導びかれる負圧を大気で希釈する空気制御弁体
   １８を有する大気ダイヤフラム４１と、前記排圧
   ダイヤフラム３１と前記大気ダイヤフラム４１の
   間に設けられた補償ダイヤフラム３２と、前記排
   圧ダイヤフラム３１、前記大気ダイヤフラム４１
   および補償ダイヤフラム３２を一体的に結合する
   ロツド４３と、前記排圧ダイヤフラム３１と前記
   補償ダイヤフラム３２の間の室に吸気負圧を導び
   く通路４１と、前記補償ダイヤフラム３２の両側
   に形成された室を結ぶオリフイス３４とよりなる
   排気ガス還流装置。