JP2000002159A - 排気還流装置 - Google Patents

排気還流装置

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JP2000002159A
JP2000002159A JP10168821A JP16882198A JP2000002159A JP 2000002159 A JP2000002159 A JP 2000002159A JP 10168821 A JP10168821 A JP 10168821A JP 16882198 A JP16882198 A JP 16882198A JP 2000002159 A JP2000002159 A JP 2000002159A
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JP
Japan
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valve
recirculation
exhaust gas
passage
valve body
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JP10168821A
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English (en)
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Moriyasu Goto
守康 後藤
Shigeiku Enomoto
榎本  滋郁
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Soken Inc
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Nippon Soken Inc
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 弁部がアクチュエータを駆動しないスプリン
グ力のみのかかった状態の初期位置にある場合において
吸気通路への排気の流入を防止する。 【解決手段】 2つの弁体5、6のうち、内開弁となる
側の第1の弁体6を、第1の弁体6の軸方向に変形でき
るような弾性を持つ弁で構成したので、内開弁となる側
の第1の弁体6が排気ガスから、第1の弁体6が閉とな
る方向の圧力を受けるので、アクチュエータ10を駆動
しないスプリング力のみのかかった状態である初期位置
にある場合において、吸気通路への排気の流入を防止す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関に設けられ
て、窒素酸化物を低減させる排気還流装置に関する。
【0002】
【従来の技術】内燃機関の排気中の窒素酸化物(N
X )を低減させるために、排気の一部を吸気に還流さ
せる排気還流装置が知られている。この装置では、排気
系を吸気系に結ぶ排気還流通路に排気還流弁を設け、排
気還流時にこの弁を開とし、吸気圧と排気圧との差圧を
利用して、排気の一部を吸気系に還流させるようにして
いる。
【0003】この種の装置としては、例えばDE433
8192A1に開示されるものが知られている。図10
はDE4338192A1に開示された従来技術をなす
排気還流装置の中心軸に沿う横断面図である。これは、
排気還流弁の単一の弁軸に2つの弁部を設け、内燃機関
の排気通路からの圧力を前記2つの弁部に互いに相反す
るように上下方向から作用させている。これによって、
弁部を常に初期位置に付勢しておくためのスプリングに
よる負荷を低減し、弁部を作動させる駆動装置にかかる
負荷を低減している。
【0004】しかし、上記した従来技術においては、加
工精度、組み付け精度の制約、熱膨張により2つの弁部
をそれぞれの弁座に密着させることは難しく、排気の還
流を望まない状態においても、吸気通路に排気が流入
し、燃焼状態が悪化するという問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述のよう
な課題に対して、弁部がアクチュエータを駆動しないス
プリング力のみのかかった状態の初期位置にある場合に
おいて吸気通路への排気の流入を防止することを目的と
する。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために、特許請求の範囲の請求項1ないし請求項3
に記載の技術的手段を採用する。請求項1に記載の発明
によれば、2つの弁体のうち、内開弁となる側の第1の
弁体を、第1の弁体の軸方向に変形できるような弾性を
持つ弁で構成したので、内開弁となる側の第1の弁体が
排気ガスから、弁体が閉となる方向の圧力を受けるの
で、アクチュエータを駆動しないスプリング力のみのか
かった状態である初期位置にある場合において、吸気通
路への排気の流入を防止することができる。
【0007】また、請求項2に記載の発明によれば、弾
性を持つ弁で構成した第1の弁体をはさみ込むようにし
て第1の弁体の吸気通路側に、弁のシート径より小径の
第1の保持プレートと、弾性を持つ弁で構成した第1の
弁体の再循環ガス導入通路側に、吸気通路側に設けた第
1の保持プレートより更に小径の第2の保持プレートを
設けたので、第1の弁体が上に凸状には変形しやすく、
下に凸状には変形しにくくなる。その結果、リフト量が
小さい領域においても、第1の弁体が下に凸状に変形す
ることによる着座が防止できる。
【0008】また、請求項3に記載の発明によれば、弾
性を持つ弁で構成した第1の弁体と、第1の弁体の弁座
によって形成される通路の開口面積が、第1の弁体のリ
フト量によって制御されるように第1の弁体の吸気通路
側に設けた第1の保持プレートの側面を吸気通路側が小
径となるようなテーパ状としたので、第1の保持プレー
トの側面が排気ガス流の絞りとならず、常に第1の弁体
と第1の弁体の弁座のシート部で第1の弁体の開口面積
が定まる。
【0009】
【発明の実施の形態】図1ないし図5は、本発明の第1
実施形態に関するものである。図1は本発明の排気還流
装置の軸方向に沿った横断面図である。図2は内開弁側
の弁体6に関するもので、(A)は弁体6の斜視図、
(B)、(C)、(D)は弁体6を弁軸7にはめ込んだ
場合の状態を示すもので、(B)は弁体6が下に凸に変
形した場合、(C)は変形していない場合、(D)は弁
体6が上に凸に変形した場合を各々示す。
【0010】図3は弁体5が弁座4に当接する場合に弁
座3と弁体6の間に生じた隙間を弁体6が弁座3に押し
つけられて変形してふさいでいる状態を示す弁軸7の中
心軸に沿う部分拡大断面図である。図4は弁軸7の移動
に伴って弁体5、6と弁座3、4との位置関係がどのよ
うに変化するかを示す弁軸7の中心軸に沿った部分拡大
断面図であり、(A)は弁軸7の移動量が小さい場合、
(B)は弁軸7の移動量が大きい場合である。
【0011】図5は弁軸7の移動量(リフト)が小から
大に変化する場合の弁軸7の移動量(リフト)と弁体6
を通過する排気ガスの流量との関係を示す特性図であ
る。図1に示すように、排気還流弁は図示しない内燃機
関の排気通路に連通する再循環ガス導入通路1及び内燃
機関の吸気通路に連通する還流通路部分2を有してい
る。
【0012】再循環ガス導入通路1には、2つの弁体
5、6が弁軸7と一体となって軸方向に可動できるよう
に取り付けられている。弁軸7は、その上部にスプリン
グ9を備え、スプリング9によって弁体5、6の閉弁方
向に付勢されている。更に弁軸7は、上部に設けたアク
チュエータ10の軸方向に動く駆動軸11によって、図
示しないECUがら出される信号に従って軸方向の任意
の位置に動かされ、弁体5、6と弁座3、4からなる通
路の開口面積を調整して排気還流率を制御する構成とな
っている。
【0013】また、内開弁側の弁体6は、図2に示すよ
うな板状の部材をカップ状に折り曲げた形状をしてお
り、弁体6の軸方向に変形できる弾性を持った構造とな
っている。この構造により、排気還流弁のハウジング8
(軽量化のためアルミダイキャスト製でできている。)
と弁軸7(耐熱性のためステンレス製でできている。)
の組み付け時の誤差や、熱膨張率の差によって弁体5、
6がアクチュエータを駆動しないスプリング力のみのか
かった状態の初期位置にあり、弁体5が弁座4に当接す
る場合に、弁座3と弁体6の間に生じた隙間を弁体6が
図3の様に弁座3に押しつけられて変形してふさぐこと
により、2つの弁体5、6を同時に着座させることが可
能となり、吸気通路への排気のもれを防止することがで
きる。
【0014】なお、弁体6が弁座3に押しつけられる量
が過大にならないように、外開弁となる側の弁体5は剛
体で構成されている。ところで、第1の実施形態の構造
では、図2に示した様に弁体6は弁軸方向のどちら側に
も(上に凸にでも、下に凸にでも)変形することができ
る。そのため、図4に示すように弁軸7をスプリング9
の付勢力に逆らってアクチュエータ10により押し下げ
ていく場合(弁体5、6をリフトさせていく場合)、剛
体である弁体5は弁軸7の移動により、即座にリフト
し、弁体5と弁座4によって形成される通路が開口する
のに対し、弁体6は弁軸7の位置が動いても、その移動
量が小さなうちは、図4(A)のように弁体6が排気ガ
スの圧力によって下に凸に変形し、弁体6は弁座3に着
座してしまう。
【0015】図4(B)に示すように移動量(リフト)
が大きくなり、内開弁側の弁体6の変形量よりも大きく
なったとき、内開弁側の弁体6と弁座3によって形成さ
れる通路は、はじめて開口する。その際、弁体5、6に
加わる排気ガス圧力による力のバランスが急激に変化す
るため、弁軸7に加わる下向きの力が急増し、弁軸7は
急激に下向きに動き、図5に示すように弁体6の流量が
急増する領域ができてしまう。
【0016】図6ないし図9は弁体6の流量が急増する
領域ができるのを防止した第2実施形態に関するもので
あり、図6は弁軸7の中心軸に沿う横断面図、図7は図
6中の弁体6付近の部分拡大断面図、図8は弁体6を構
成する還流通路側保持プレート6bの排気ガスの通路面
積が弁軸7のリフト量により変化する様子を示す特性
図、図9は弁軸7の移動量(リフト)が小から大に変化
する弁軸7の移動量(リフト)と弁体6を通過する排気
ガスの流量との関係を第1実施形態と比較して示した特
性図である。
【0017】図6において、第2実施形態では内開弁側
の弁体6は弾性を持つ板状のシート部材6aを2枚の第
1および第2の保持プレート6b、6cによって挟み込
んだ構造となっている。この2枚の第1及び第2の保持
プレートのうち、還流通路側第1の保持プレート6bの
外径はシート部材6aのシート径よりわずかに小さく、
排気通路側第2の保持プレート6cは還流通路側第1の
保持プレート6bの外径より更に小さく設定されている
(シート径が18mmなら、還流通路側第1の保持プレ
ート6bは直径17mm、排気通路側第2の保持プレー
ト6cは直径16mm程度)。
【0018】前記の弾性を持つシート部材6aは、上に
凸に変形させる場合には、排気通路側の第2の保持プレ
ート6cよりも外側の部分L1 が、逆に下に凸に変形さ
せる場合には還流通路側の第1の保持プレート6bより
も外側の部分L2 が変形部となり、L1 >L2 であるた
め、上に凸状には変形しやすく、下に凸状には変形し難
くなる。
【0019】その結果、図7に示すようにリフト量が小
さい領域においても前記の弁体が下に凸に変形すること
による着座が防止できる。さらに還流通路側の第1の保
持プレート6bの側面は、常に弁体6と弁座3のシート
部で通路面積が決まるようにテーパ状の形状であるテー
パ付きプレートとなっている。その結果、弁軸7のリフ
トに対する弁体6の排気ガスの通路面積は図8に示すよ
うにテーパ無しプレートの場合と異なり弁軸7のリフト
量に比例するようになる。
【0020】以上の構成によって図9に実線で示すよう
な弁体の初期位置において排気ガスのもれが無く、また
急変する領域の無い流量特性が実現できる。なお、本発
明の第1及び第2実施形態は図示したように、弁軸が垂
直でアクチュエータが上部に配される形態にて説明した
が、弁軸が斜めに傾いても、図示の状態を上下逆さまに
した状態でも当然成立するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に関するものであり、本
発明の排気還流装置の軸方向に沿った横断面図である。
【図2】本発明の第1実施形態に関するものであり、更
には内開弁側の弁体6に関するもので、(A)は弁体6
の斜視図、(B)、(C)、(D)は弁体6を弁軸7に
はめ込んだ場合の状態を示すもので、(B)は弁体6が
下に凸に変形した場合、(C)は変形していない場合、
(D)は弁体6が上に凸に変形した場合を各々示す。
【図3】本発明の第1実施形態に関するものであり、弁
体5が弁座4に当接する場合に弁座3と弁体6の間に生
じた隙間を弁体6が弁座3に押しつけられて変形してふ
さいでいる状態を示す弁軸7の中心軸に沿う部分拡大断
面図である。
【図4】本発明の第1実施形態に関するものであり、更
には弁軸7の移動に伴って弁体5、6と弁座3、4との
位置関係がどのように変化するかを示す弁軸7の中心軸
に沿った部分拡大断面図であり、(A)は弁軸7の移動
量が小さい場合、(B)は弁軸7の移動量が大きい場合
である。
【図5】本発明の第1実施形態に関するものであり、弁
軸7の移動量(リフト)が小から大に変化する場合の弁
軸7の移動量(リフト)と弁体6を通過する排気ガスの
流量との関係を示す特性図である。
【図6】弁体6の流量が急増する領域ができるのを防止
した第2実施形態に関するものであり、弁軸7の中心軸
に沿う横断面図である。
【図7】弁体6の流量が急増する領域ができるのを防止
した第2実施形態に関するものであり、図6中の弁体6
付近の部分拡大断面図である。
【図8】弁体6の流量が急増する領域ができるのを防止
した第2実施形態に関するものであり、弁体6を構成す
る還流通路側保持プレート6bの排気ガスの通路面積が
弁軸7のリフト量により変化する様子を示す特性図であ
る。
【図9】弁体6の流量が急増する領域ができるのを防止
した第2実施形態に関するものであり、弁軸7の移動量
(リフト)が小から大に変化する弁軸7の移動量(リフ
ト)と弁体6を通過する排気ガスの流量との関係を第1
実施形態と比較して示した特性図である。
【図10】DE4338192A1に開示された従来技
術をなす排気還流装置の中心軸に沿う横断面図である。
【符号の説明】
1 再循環ガス導入通路 2 還流通路部分 3 弁座 4 弁座 5 弁体 6 第1の弁体 6b 第1の保持プレート 6c 第2の保持プレート 7 弁軸

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 排気ガスの一部を再循環ガスとして還流
    通路部分の中へ還流させる再循環ガス導入通路と、該再
    循環ガス導入通路の途中に設けられて該再循環ガス導入
    通路を通過して前記還流通路部分内へ流入する前記再循
    環ガスの量を調節する再循環ガス制御弁とを有し、該再
    循環ガス制御弁がシート径の等しい2つの弁体と2つの
    弁座を備え、2つの弁部の中央に前記再循環ガス導入通
    路を導き、前記再循環ガスによって、前記2つの弁体を
    介して該2つの弁体がつけられた弁軸に作用する力をバ
    ランスさせる構造をもった排気還流装置において、前記
    2つの弁体のうち、内開弁となる側の第1の弁体を、該
    第1の弁体の軸方向に変形できるような弾性を持つ弁で
    構成したことを特徴とする排気還流装置。
  2. 【請求項2】 前記弾性を持つ弁で構成した第1の弁体
    をはさみ込むようにして該第1の弁体の吸気通路側に、
    弁のシート径より小径の第1の保持プレートと、前記弾
    性を持つ弁で構成した第1の弁体の再循環ガス導入通路
    側に、前記の吸気通路側に設けた前記第1の保持プレー
    トより更に小径の第2の保持プレートを設けたことを特
    徴とする請求項1に記載の排気還流装置。
  3. 【請求項3】 前記の弾性を持つ弁で構成した第1の弁
    体と、該第1の弁体の弁座によって形成される通路の開
    口面積が、前記第1の弁体のリフト量によって制御され
    るように該第1の弁体の吸気通路側に設けた前記第1の
    保持プレートの側面を吸気通路側が小径となるようなテ
    ーパ状としたことを特徴とする請求項2に記載の排気還
    流装置。
JP10168821A 1998-06-16 1998-06-16 排気還流装置 Withdrawn JP2000002159A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100474198B1 (ko) * 2002-03-18 2005-03-09 주식회사 유니크 경유차 엔진용 전자제어식 이지알밸브
JP2005256803A (ja) * 2004-03-15 2005-09-22 Mitsubishi Electric Corp Egrバルブ装置
US9068536B2 (en) 2011-11-08 2015-06-30 Asian Kogyo Kabushiki Kaisha Exhaust gas recirculation apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100474198B1 (ko) * 2002-03-18 2005-03-09 주식회사 유니크 경유차 엔진용 전자제어식 이지알밸브
JP2005256803A (ja) * 2004-03-15 2005-09-22 Mitsubishi Electric Corp Egrバルブ装置
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20050906