JPS6320853Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、主として自動車用のエンジンに採用
される排圧制御式の排気ガス還流装置に関し、エ
ンジン全体としての所要のエミツシヨン性能を維
持しながら、高負荷抵速時における運転性を向上
させるものである。

吸入空気量に対する排気ガス還流量の比率を常
に一定に制御するようにした排圧制御式の排気ガ
ス還流装置において、は吸入空気量の多い高負荷
時に排気ガス還流量が必然的に多くなる。このこ
とは、窒素酸化物の排出量が多くなる傾向にある
高負荷高速時には、その排出量を低減して好都合
であるが、燃料の気化霧化が良好に行われないた
め燃焼の安定性に欠ける高負荷低速時には、燃焼
状態を更に不安定にして、エンジンの運転性を著
しく悪化させることになる。

ところで、排圧制御式排気ガス還流装置を備え
たエンジンの上記のようなエミツシヨン性能と運
転性能の問題に関しては、例えば特開昭55−
40210号公報に記載された発明が存在する。これ
は、窒素酸化物の排出量低減のため排気ガス還流
率を大きくとつた場合に、低負荷側及び高負荷側
で運転性が悪化する問題に着目し、上記環流率を
中負荷時最大となるように構成したものである。
従つて、この発明によれば、高負荷時においては
エンジン回転速度に拘らず排気ガス還流率が一律
に低減されて、比較的運転性の問題が少い高負荷
高速時に、不必要な還流率の低減によるエミツシ
ヨン性能の悪化を来たすことになる。

本考案は、排圧制御式排気ガス還流装置におけ
る上記のような問題に対処するもので、特に燃焼
状態の不安定な高負荷低速時に排気ガスの還流を
停止させると共に、燃焼性ないし運転性に問題が
生じない高負荷高速時には排気ガス還流量を増量
して、エミツシヨン性能を一層向上させることに
より、エンジン全体として所要のエミツシヨン性
能を維持し或いは向上させながら上記高負荷低速
時における運転性の改善を図るものである。

即ち、本考案においては、排気系と吸気系とを
結ぶ排気ガス還流通路上に設置された還流制御弁
と、圧力応動部材を介して対向する排圧室と大気
室を有し、排圧室に導入される排圧に応じて上記
還流制御弁の開弁量を制御する信号負圧を調整す
る調圧弁とを備えてなる排圧制御式の排気ガス還
流装置において、上記信号負圧の通路から大気開
放通路を分岐して、該通路上に、エンジンの吸入
負圧が設定値以下の場合に開く第１制御弁と、ス
ロツトル弁の開度が比較的小さな所定開度以下の
場合に開く第２制御弁とを設置すると共に、スロ
ツトル弁の開度が比較的大きな所定開度以上で且
つエンジン回転速度が所定回転速度以上の時に上
記調圧弁の大気圧に負圧を導入する第３制御弁を
備える。このような構成によれば、上記第１、第
２制御弁がともに開く高負荷低速時に、還流制御
弁を作動させる信号負圧が開放されて該制御弁が
排気ガスの還流通路を遮断することになり、また
上記第３制御弁が調圧弁の大気室に負圧を導入さ
せる高負荷高速時には上記信号負圧が増大されて
排気ガス還流量が増量されることになり、上記の
目的が達成される。

以下、本考案を図面に示す実施例に基いて説明
する。

第１図に示すように、エンジン１の排気系２と
吸気系３におけるスロツトル弁４の下流側との間
には排気ガス還流通路５が設けられ、該通路５上
に還流制御弁６が設置されている。該制御弁６
は、ケース７とダイヤフラム８とによつて負圧室
９を形成すると共に、該ダイヤフラム８に、上記
還流通路５に設けた弁座１０に対して接近、離反
して該通路５の開度を調整する弁体１１を取り付
けた構成で、上記負圧室９に導入される信号負圧
がダイヤフラム８に対して還流通路５の開度を増
大させるように、また負圧室９に内装したスプリ
ング１２が上記開度を減少させるように夫々作用
する。そして、該負圧室９には、上記吸気系３に
おけるスロツトル弁４の直上流に設けられた第１
信号ポート１３から導かれた信号負圧通路１４が
接続されている。また、還流通路５における上記
弁座１０の上流側には、オリフイス１５によつて
人口を絞られた定圧室１６が設けられている。

更に、上記信号負圧通路１４上には、ケース１
７内をダイヤフラム１８によつて排圧室１９と大
気室２０とに画成してなる調圧弁２１が設置され
ている。該調圧弁２１における排圧室１９は、上
記排気ガス還流通路５における定圧室１６に排圧
通路２２を介して連通されている。また、該調圧
弁２１の大気室２０には、該室２０内を大気に開
放する開孔２３が形成されていると共に、上記信
号負圧通路１４から信号負圧を分岐導入する負圧
開放管２４が設けられ、その開口端が上記ダイヤ
フラム１８の中央部に間隙ａを隔てて対向されて
いる。そして該大気室２０に内装されたスプリン
グ２５がダイヤフラム１８に対して上記間隙ａを
広くするように、また排圧室１９に導入される排
圧が該間隙ａを狭くするように夫々作用する。

また、以上の構成に加えて、上記信号負圧通路
１４から大気開放通路２６が分岐され、該開放通
路２６上に第１制御弁２７及び第２制御弁３４が
直列に設置されている。第１制御弁２７は、ケー
ス２８内にダイヤフラム２９によつて負圧室３０
を画成すると共に、該ダイヤフラム２９に上記大
気開放通路２６を開通、遮断する弁体３１を取り
付けた構成で、上記負圧室３０に導入される負圧
がダイヤフラム２９に対して弁体３１を閉じるよ
うに、また負圧室３０に内装されたスプリング３
２が弁体３１を開くように夫々作用する。ここ
で、上記負圧室３０には、吸気系３におけるスロ
ツトル弁４の下流側から負圧通路３３を介してエ
ンジンの吸入負圧が導入され、該負圧が設定値以
上の場合に弁体３１が大気開放通路２６を遮断す
る。また、第２制御弁３４も、ケース３５内にダ
イヤフラム３６によつて負圧室３７を形成し、且
つ該ダイヤフラム３６に大気開放通路２６を開
通、遮断する弁体３８を取り付けた構成で、負圧
室３７に導入される負圧が弁体３８を閉じるよう
に、また負圧室３７に内装されたスプリング３９
が弁体３８を開くように夫々作用する。そして、
該第２制御弁３４における負圧室３７は、上記吸
気系３における第１信号ポート１３の上流側に設
けられた第２信号ポート４０に負圧通路４１を介
して連通され、該ポート４０に負圧が作用する
と、弁体３８が大気開放通路２６を遮断する。

更に、吸気系３における第２信号ポート４０の
上流側には第３信号ポート４２が設けられ、該ポ
ート４２と調圧弁２１における大気室２０との間
に負圧通路４３が設けられている。そして、該負
圧通路４３上には、エンジン回転信号ｂによつて
動作する三方切換弁４４が設置され、エンジン回
転速度が一定以下の場合には、図示のように負圧
通路４３の調圧弁２１側を大気に開放している
が、エンジン回転速度が一定以上に上昇すると、
負圧通路４３の調圧弁２１側と第３信号ポート４
２側とを直結するように構成されている。

次に、上記実施例の作用を、第２図に示すエン
ジンの回転速度及び負圧とスロツトル開度との関
係図を用いて説明する。

この図において、曲線，，は等スロツト
ル開度曲線であつて、曲線は第１図に示す吸気
系３におけるスロツトル弁４の第１信号ポート１
３に対応する開度、曲線は第２信号ポート４０
に対応する開度、曲線は第３信ポート４２に対
応する開度を夫々示す。

そして、先づ曲線の低負荷低速側の領域Ａ、
つまりスロツトル弁４の開度が極く小さな一定開
度以下であつて、第１信号ポート１３に負圧が作
用していない領域においては、該ポート１３に信
号負圧通路１４を介して連通された還流制御弁６
の負圧室９に信号負圧が導入されないから、該制
御弁６の弁体１１がスプリング１２によつて弁座
１０に圧接され、排気ガス還流通路５を遮断した
状態にある。従つて、この領域Ａにおいては排気
系２から吸気系３への排気ガスの還流が行われな
い。

然して、スロツトル弁４の開度が大きくなり、
第２図に示すスロツトル開度曲線の高負荷高速
側の領域Ｂに移行すると、上記第１信号ポート１
３から信号負圧通路１４を経て還流制御弁６の負
圧室９に信号負圧が導入される。そのため、該制
御弁６の弁体１１が排気ガス還流通路５を開通さ
せ、排気系２から吸気系３に排気ガスが還流され
ることになる。

その場合に、吸気系３における吸入空気量の増
減に対応して排気系２内の排圧が増減し、これに
従つて定圧室１６ないし調圧弁２１における排圧
室１９内の圧力が増減するから、例えば該排圧が
上昇した場合には、調圧弁２１における負圧開放
管２４の開口端とダイヤフラム１８との間の間隙
ａが狭くなつて、上記信号負圧通路１４からの信
号負圧の開放量が減少する。そのため、上記制御
弁６においては負圧室９に導入される信号負圧が
増大して、弁体１１の開弁量が大きくなり、これ
により排気ガスの還流量が増加する。また、これ
とは逆に、吸入空気量の減少に伴つて排圧が低下
した場合には、調圧弁２１における上記間隙ａが
広くなつて信号負圧が低下することにより、制御
弁６における弁体１１の開弁量が小さくなつて排
気ガスの還流量が減少する。このようにして、上
記還流制御弁６と調圧弁２１の作用によつて、排
気ガスの還流量が吸入空気量に対して常に一定の
比率となるように制御される。

一方、上記信号負圧通路１４から分岐された大
気開放通路２６上の第１制御弁２７は、吸気系３
内におけるスロツトル弁４の下流側の吸入負圧が
設定値Ｖ。以下のとき、即ち、第２図に示す一定
負圧レベル直線の大気圧側で開き、該設定値
Ｖ。以上（直接の真空側）で閉じる。また、第
２制御弁３４は、スロツトル弁４の開度が大きく
なつて第３信号ポート４０に負圧が作用するよう
になつたとき、即ち、第２図のスロツトル開度曲
線の高速側で閉じ、それ以下の開度（曲線の
低速側）で開く。従つて、上記大気開放通路２６
は、両制御弁２７，３４がともに開く吸入負圧が
設定値Ｖ。以下で、且つスロツトル弁４の開度が
第２信号ポート４０に対応する開度以下の領域、
即ち、第２図に示す高負荷高速側の領域（実線斜
部）Ｃにおいて開通することになる。

そのため、この領域Ｃにおいては、信号負圧通
路１４内の信号負圧が大気開放通路２６によつて
第１、第２制御弁２７，３４を経て大気に開放さ
れることになり、上記還流制御弁６における弁体
１１が還流通路５を遮断する。これにより、高負
荷低速時に排気ガスの還流が停止されることにな
る。

更に、スロツトル弁４の開度が第３信号ポート
４２に対応する開度以上で、且つエンジン回転速
度が一定速度Ｎ。以上の場合、即ち、第２図に示
すスロツトル開度曲線の高負荷側で、且つ一定
速度直線Ｖの高速側の領域Ｄ（点斜線部）におい
て、吸気系３から負圧通路４３によつて調圧弁２
１の大気室２０に負圧が導入される。これは、調
圧弁２１の大気室２０内のスプリング２５のセツ
ト荷重が減少したことに相当し、還流制御弁６に
対して開弁量を大きくするように作用して、排気
ガスの還流量を増大させる。これにより、高負荷
高速時におけるエミツシヨン性能が一層向上され
ることになる。

以上のように本考案によれば、排圧制御式の排
気ガス還流装置を用いたエンジンにおいて、高負
荷低速時における排気ガスの還流が停止されると
共に、高負荷高速時には排気ガス還流量が増量さ
れることになる。これにより、高負荷低速時のエ
ミツシヨン性能の悪化が高負荷高速時における該
性能の向上によつてカバーされて、エンジン全体
としての所要のエミツシヨン性能を維持しあるい
は向上させながら、高負荷低速時の運転性が改善
されることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案排気ガス還流装置の実施例を示
す概略構成図、第２図は該実施例の作用説明図で
ある。 ２……排気系、３……吸気系、４……スロツト
ル弁、５……排気ガス還流通路、６……還流制御
弁、１３……第１信号ポート、１４……信号負圧
通路、１６……定圧室、１８……圧力応動部材
（ダイヤフラム）、１９……排圧室、２０……大気
室、２１……調圧弁、２６……大気開放通路、２
７……第１制御弁、３４……第２制御弁、４０…
…第２信号ポート、４２……第３信号ポート、４
４……第３制御弁（三方切換弁）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 排気系と吸気系とを結ぶ排気ガス還流通路上に
   設置され、上記吸気系におけるスロツトル弁直上
   流の第１信号ポートから信号負圧通路を経て導入
   される信号負圧に応じて開弁量が増減される還流
   制御弁と、上記信号負圧通路上に設置され、排気
   ガス還流通路における還流制御弁の上流側に設け
   られた定圧室の排圧が導入される排圧室及び該排
   圧室と圧力応動部材を介して対向する大気室を有
   すると共に上記排圧室に導入される排圧に応じて
   上記信号負圧を調整する調圧弁とを備えてなる排
   気ガス還流装置において、上記信号負圧通路から
   大気開放通路を分岐すると共に、該大気開放通路
   上に、吸気系におけるスロツトル弁下流側から吸
   入負圧が導入され、該負圧が設定値以下の時に開
   く第１制御弁と、上記第１信号ポートの上流側に
   設けられた第２信号ポートから負圧が導入された
   ときに閉じる第２制御弁とを設置し、且つ上記調
   圧弁の大気室にエンジン回転速度が所定回転速度
   以上のときに上記第２信号ポートの上流側に設け
   られた第３信号ポートからの負圧を導入する第３
   制御弁を備えたことを特徴とするエンジンの排気
   ガス還流装置。