JPS6125904B2 - - Google Patents

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JPS6125904B2
JPS6125904B2 JP53048324A JP4832478A JPS6125904B2 JP S6125904 B2 JPS6125904 B2 JP S6125904B2 JP 53048324 A JP53048324 A JP 53048324A JP 4832478 A JP4832478 A JP 4832478A JP S6125904 B2 JPS6125904 B2 JP S6125904B2
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JP
Japan
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port
exhaust gas
negative pressure
communication pipe
valve device
Prior art date
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Expired
Application number
JP53048324A
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English (en)
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JPS54141922A (en
Inventor
Junichi Saeki
Teruo Kumai
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Priority to US05/918,380 priority patent/US4180035A/en
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Publication of JPS6125904B2 publication Critical patent/JPS6125904B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/52Systems for actuating EGR valves
    • F02M26/55Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators
    • F02M26/58Constructional details of the actuator; Mounting thereof
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/52Systems for actuating EGR valves
    • F02M26/55Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators
    • F02M26/56Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators having pressure modulation valves

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は排気再循環内燃機関に関する。
内燃機関から排出される排気中に含まれる窒素
酸化物(NOx)を低減する方法として機関排気
通路から機関吸気通路へ排気の一部を再循環する
ことは公知である。
排気再循環内燃機関として本出願人は先に機関
排気通路および吸気通路を排気再循環制御弁装置
を介して連通し、該排気再循環制御弁装置にダイ
アフラムにより区画されたダイアフラム室および
該ダイアフラムにより作動される弁体によつて区
画される定圧室を形成し、気化器のスロツトル弁
上流の第1ポートから前記ダイアフラム室へ伝達
される負圧信号を修正するモジユレータ弁装置を
設け、該モジユレータ弁装置が大気開放口を有す
るとともに前記第1ポートよりベンチユリ側に位
置する第2ポートおよび吸気管負圧に応じ前記負
圧を大気中に逃がす負圧制御弁装置に連通する上
ダイアフラム室並びに前記排気再循環制御弁装置
の定圧室に連通する下ダイアフラム室を具備する
排気再循環内燃機関を開発した。この排気再循環
内燃機関は機関低負荷時には吸気管負圧が大負圧
となることにより負圧制御弁装置が作動し排気再
循環制御弁装置が閉鎖し排気の循環を行わない。
機関が所定の負荷を越えると吸気管負圧は小負圧
となり負圧制御弁装置は作動せず、モジユレータ
弁装置により排気再循環制御弁装置の定圧室が一
定圧力(大気圧)になるよう制御され、それによ
つて吸入空気量に比例した排気を機関吸気通路に
環流させる。機関負荷が最大になると第2ポート
圧力が負圧となりモジユレータ弁装置の上ダイア
フラム室圧力が負圧となり、すなわち定圧室の目
標値が負圧となることによつてこの負圧にするた
めに排気再循環制御弁装置が閉鎖され機関排気通
路から機関吸気通路への排気の環流が停止され
る。しかして機関負荷に応じ適量の排気が循環さ
れる。
しかし上述の排気再循環内燃機関では該機関を
搭載した車輛の発進時および加速時に機関の推力
が低下し車速が一時的に減少する所謂息つき現象
および上述の息つき現象が長時間に亘るサージ現
象を生じ車輛の運転性が低下するという問題を生
じる。またかかる息つき現象およびサージ現象を
生じると運転者はアクセルペダルを過度に踏み込
み、これによつて排気中の一酸化炭素(CO)が
増加するという問題を生じる。
本発明は上述の息つき現象やサージ現象を解消
することを目的とする。また本発明は機関の低速
回転機における排気再循環量を大幅に減少するこ
とを目的とし、これによつて運転性の低下を防止
し加速時にアクセルペダルを過度に踏み込むこと
を防止してCOエミツシヨンの増加を防止するも
のである。更に本発明は機関の中高速回転域にお
ける排気再循環量を高レベルとし排気再循環によ
るNOx低減効果を達することを目的とする。
以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。
本発明の第1実施例を示す第1図において、機
関1は吸気マニホールド3を通じて気化器5から
可燃混合気の供給を受け、排気マニホールド7か
ら触媒コンバータ(図示せず)を径てマフラ(図
示せず)へ排気を排出する。気化器5は燃料ジエ
ツト13を有するベンチユリ部9および該ベンチ
ユリ部9の下流に位置し混合気流量を調整するた
めのアクセルペダル(図示せず)に連動して揺動
可能なスロツトル弁11からなり、エアフイルタ
13′からの吸入空気にベンチユリ部9に開口す
る燃料ジエツト13から燃料を供給し混合気を調
製する。
排気マニホールド7および吸気マニホールド3
を排気環流管15,17および排気再循環制御弁
装置19を介して連通する。排気再循環制御弁装
置19は計量オリフイス21および弁座23によ
り区画された定圧室25、ダイアフラム27によ
り操作され弁座23と共働して環流排気の流れを
制御する弁体29および前記ダイアフラム27に
より区画されたダイアフラム室31からなる。
ダイアフラム室31は第1連通管33によつて
気化器5のスロツトル弁11直上流に開口する第
1ポート34に連通して該第1ポート34の負圧
によりダイアフラム27を作動する。一方第1連
通管33から分岐する管47をモジユレータ弁装
置35に連通して排気再循環制御弁装置19の定
圧室25の圧力を大気圧に制御する。すなわち、
定圧室25をモジユレータ弁装置35のダイアフ
ラム37により区画された下ダイアフラム室39
に連通し、またダイアフラム37により区画され
た上ダイアフラム室41内にダイアフラム押圧用
圧縮ばね43を装着するとともに上ダイアフラム
室41壁面に大気開放口45を形成し前記第1連
通管33に連通する分岐管47先端に形成した弁
座49をダイアフラム37により開閉制御する。
しかして定圧室25の圧力が大気圧を越えると弁
座49がダイアフラム37により閉鎖されダイア
フラム室31に第1ポート34の負圧が供給され
弁体29が弁座23から離れ定圧室25の圧力が
低下し、モジユレータ弁装置35内のダイヤフラ
ム37は弁座49から離れ、第1ポート34の負
圧は再び上ダイヤフラム室41内に入り大気開放
口45から放出される。従つてダイヤフラム室3
1には負圧が供給されず、弁体29が定圧室25
を再び閉じる。以上の作用が繰返し行われること
により還流排気流量が吸気マニホルド3からの吸
入空気量に比例することになる。
またモジユレータ弁装置35の上ダイアフラム
室41にスロツトル弁11の下流の吸気負圧によ
り制御される負圧制御弁装置51を連通し機関低
負荷時に上ダイアフラム室41の負圧を大気開放
口65から大気中に逃がして排気再循環制御弁装
置19が閉鎖するようになしている。負圧制御弁
装置51はダイアフラム53により区画された上
ダイアフラム室55と下ダイアフラム室57を有
し、上ダイアフラム室55を気化器のスロツトル
弁11下流の吸気負圧取出口59に吸気負圧連通
管61によつて連通するとともに該上ダイアフラ
ム室55内にダイアフラム53押圧用圧縮ばね6
3を装着する。下ダイアフラム室57の壁面に大
気開放口65を形成するとともに短管67によつ
て下ダイアフラム管57をモジユレータ弁装置3
5の上ダイアフラム室41に連通する。ダイアフ
ラム53にニードル弁69を止着しダイアフラム
53の変位に応じ短管67上部に形成した弁座と
共働して大気開放口65から上ダイアフラム室4
1の負圧を逃がす。従つて吸気負圧が大きい機関
低負荷時にはモジユレータ弁装置35の上ダイア
フラム室41の負圧が減少して排気循環制御弁装
置19が閉鎖する。
気化器5のスロツトル弁11の上流の第1ポー
ト34の上流でベンチユリ部9の下方位置でスロ
ツトル弁11を全開したときに該スロツトル弁1
1の下流となる位置に第2ポート71を開口し該
第2ポート71とモジユレータ弁装置35の上ダ
イアフラム室41を第2の連通管73によつて連
通する。しかしてスロツトル弁11を全開して第
2ポート71に負圧が作用するとこの負圧がモジ
ユレータ弁装置35の上ダイアフラム室41を満
たし定圧室25を負圧とするよう排気循環制御弁
装置19が閉鎖し排気の環流は停止される。
以上の機能を横軸に吸気管負圧をとり縦軸に環
流排気量の吸入空気量に対する重量百分率として
定義される排気再循環率所謂EGR率をとつて示
すと第2図の破線aに類似の特性となる。
しかしながら上述の構成では始動時や低速から
加速時に息つきやサージを生じ易い。そこで第1
図に示す本発明の第1実施例では排気再循環制御
弁装置19のダイアフラム室31と第1ポート3
4とを連通する第1連通管33を、モジユレータ
弁装置35の上ダイアフラム室41と第2ポート
71とを連通する第2連通管73に、オリフイス
75を内蔵する短管77によつて連通している。
また第3図に示す本発明の第2実施例では第1連
通管33を、気化器5のベンチユリ部9に形成し
たベンチユリポート79に、オリフイス81を内
蔵する第3連通管83を介して連通させる。
しかして第1図の実施例では機関低速回転時に
は第1ポート34の負圧が第2ポート71の負圧
より大きく第1連通管33内を伝えられた第1ポ
ート34負圧は短管77のオリフイスから第2連
通管73を通り第2ポート71、モジユレータ弁
装置35の大気開放口45および負圧制御弁装置
51の大気開放口65から流出し排気循環制御弁
装置19のダイアフラム室31に作用する負圧が
減少し循環排気量は大幅に減少し第2図に実線b
で示すようなEGR率となる。また第3図に示す
第2実施例でも第1ポート34からの負圧が第2
ポート71に代えてベンチユリポート79に流出
し同様にEGR率が減少する。
一方機関の高回転時にはスロツトル弁11の弁
縁が第2ポート71より上方に位置し第1ポート
34および第2ポート71に負圧差の小さい負圧
が作用する。従つて第1図では第1ポート34か
らオリフイス75を通り第2ポート71に流出す
る負圧は少なく短管77によつて第1連通管33
を第2連通管73に連通しない場合と同様に第2
図に破線aで示すような特性となる。一方第3図
ではベンチユリポート79の負圧が第1ポート3
4の負圧に比して低いためにオリフイス81から
の負圧の流出による排気再循環制御弁装置への影
響は小さく第2図の破線と同様な特性となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明第1実施例の配管図、第2図は
第1図の機関の吸気管負圧−EGR率特性図、第
3図は本発明第2実施例の配管図。 1……機関、3……吸気マニホールド、7……
排気マニホールド、19……排気再循環制御弁装
置、35……モジユレータ弁装置、51……負圧
制御弁装置、11……スロツトル弁、34……第
1ポート、71……第2ポート。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 機関排気通路および吸気通路を排気再循環制
    御弁装置を介して連通し、該排気再循環制御弁装
    置にダイヤフラムにより区画されたダイアフラム
    室および該ダイヤフラムにより作動される弁体に
    よつて区画される定圧室を形成し、気化器のスロ
    ツトル弁上流の第1ポートと前記ダイヤフラム室
    とを第1連通管を介して連通し、前記第1ポート
    から前記ダイヤフラム室へ伝達される負圧信号を
    修正するモジユレータ弁装置を設け、該モジユレ
    ータ弁装置は、大気開放口を有しかつ前記第1ポ
    ートよりもベンチユリ側に位置する第2ポートと
    吸気管負圧に応じ負圧を大気へ逃がす負圧制御弁
    装置とに連通する上ダイヤフラム室と、前記排気
    再循環制御弁の前記定圧室に連通する下ダイヤフ
    ラム室とを具備し、該上ダイヤフラム室に前記第
    1連通管を連通した排気再循環内燃機関におい
    て、前記第1連通管を、前記第1ポートよりも上
    流に開口する他の連通管にオリフイスを介して連
    通したことを特徴とする排気再循環内燃機関。 2 前記第1ポート上流に開口する他の連通管が
    前記第2ポートと上ダイヤフラム室を連通する第
    2の連通管である特許請求の範囲第1項記載の排
    気再循環内燃機関。 3 前記第1ポート上流に開口する他の連通管が
    前記第2ポート上流のベンチユリブリードポート
    に関口する第3の連通管である特許請求の範囲第
    1項記載の排気再循環内燃機関。
JP4832478A 1978-04-25 1978-04-25 Exhaust-gas-recycled internal conbustion engine Granted JPS54141922A (en)

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US05/918,380 US4180035A (en) 1978-04-25 1978-06-23 Internal combustion engine with an exhaust gas recirculation system

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