JP2713803B2 - Exhaust gas recirculation system using water-cooled EGR valve - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、自動車のエンジンに使用される水冷式EGR
バルブを用いた排ガス再循環装置に関するものである。The present invention relates to a water-cooled EGR used for an automobile engine.
The present invention relates to an exhaust gas recirculation device using a valve.

［従来の技術］ 従来、自動車のエンジンでは、エンジンの排気ライン
から排出される排ガスの一部を、排ガス再循環路を介し
排気ラインと吸気ラインとの間の圧力差を利用してエン
ジンの吸気ラインに戻し、吸気ラインに戻された排ガス
によりエンジン内での燃料油の燃焼を抑制させて、燃焼
温度を下げることによって、NOxの発生を低減するいわ
ゆる排ガス再循環（Exhaust Gas Recirculation）が行
われている。2. Description of the Related Art Conventionally, in an automobile engine, a part of exhaust gas discharged from an exhaust line of the engine is taken into the intake air of the engine by utilizing a pressure difference between the exhaust line and an intake line via an exhaust gas recirculation path. Exhaust gas recirculation, which reduces the generation of NOx by reducing the combustion temperature by suppressing the combustion of fuel oil in the engine by the exhaust gas returned to the intake line and returning to the intake line, is performed. ing.

第６図は、前記排ガス再循環路に設けられる一般的な
EGRバルブを示しており、ハウジング１内にガス流路２
を形成すると共に、該ガス流路２の吸入ポート３及び吐
出ポート４を夫々排ガス再循環路（図示せず）に接続
し、前記吸入ポート３に、ダイヤフラム５を有するアク
チュエータ６によってロッド７を介して駆動される弁体
８を設け、前記アクチュエータ６の吸引口９から室10a
内の空気を適宜吸引しばね11の付勢力に抗してダイヤフ
ラム５を室10a側へ撓ませることにより、弁体８を上昇
させて吸入ポート３を開くようにしている。FIG. 6 shows a general structure provided in the exhaust gas recirculation path.
Shows an EGR valve with a gas flow path 2 in a housing 1
And the suction port 3 and the discharge port 4 of the gas flow path 2 are connected to an exhaust gas recirculation path (not shown), respectively, and the suction port 3 is connected to the suction port 3 via a rod 7 by an actuator 6 having a diaphragm 5. A valve body 8 which is driven by an actuator, and a chamber 10a is provided through a suction port 9 of the actuator 6;
The valve 5 is lifted to open the suction port 3 by appropriately sucking the air inside and bending the diaphragm 5 against the urging force of the spring 11 toward the chamber 10a.

［発明が解決しようとする課題］ 第６図の如きEGRバルブの場合、前記ガス流路２に隣
接する室10bに冷却空気12を流し、ガス流路２を通過す
る排気ガス13の熱がダイヤフラム５へ直接伝わらないよ
うにしているが、このような空冷式のバルブでは、ダイ
ヤフラム５等のゴム部品やその他摺動部の温度上昇は避
けられないため、排ガス再循環路においてもなるべく温
度の低い吸気ライン寄りの位置にしかEGRバルブを設け
ることができなかった。[Problems to be Solved by the Invention] In the case of an EGR valve as shown in FIG. 6, cooling air 12 flows in a chamber 10b adjacent to the gas flow path 2, and heat of exhaust gas 13 passing through the gas flow path 2 is changed by a diaphragm. However, in such an air-cooled valve, since the temperature rise of rubber parts such as the diaphragm 5 and other sliding parts is inevitable, the temperature of the exhaust gas recirculation path should be as low as possible. The EGR valve could only be installed at a position near the intake line.

このため、吸気ライン側に配設される他部品とのスペ
ース配分等にも苦労していた。For this reason, it has been difficult to allocate space to other components arranged on the intake line side.

本発明は、斯かる実情に鑑み、部品の温度上昇を効率
良く抑制し得、且つスペース配分等の面でも有利な水冷
式EGRバルブを用いた排ガス再循環装置を提供しようと
するものである。In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide an exhaust gas recirculation device using a water-cooled EGR valve that can efficiently suppress a rise in temperature of components and is advantageous in terms of space distribution and the like.

［課題を解決するための手段］ 本発明は、エンジンの排気ライン上流側から排ガス再
循環路を分岐させて吸気ラインに接続すると共に、 ハウジング内に軸線方向へ一定のストロークで摺動自
在に嵌挿され且つ一端が開口して開口部にストッパを有
する円筒状の第２ピストンと、該第２ピストン内に軸線
方向へ一定のストロークで摺動自在に嵌挿された第１ピ
ストンと、該第１ピストンを前記第２ピストンの反スト
ッパ側へ付勢するスプリングと、ハウジング内に摺動自
在に嵌挿され且つ前記第１ピストンに反第２ピストン側
へ延びるよう連結されたロッドと、前記第１ピストンと
第２ピストンとの間に形成されるエア室に圧力流体を給
排するための第１の加圧ポートと、前記第２ピストンの
反第１ピストン側に形成されるエア室に圧力流体を給排
するための第２の加圧ポートとを有する多段式のアクチ
ュエータと、ハウジング内に形成された吸入ポート及び
吐出ポートを有するガス流路と、前記アクチュエータの
ロッドの先端が連結され且つ前記ガス流路の吸入ポート
を開閉可能な弁体と、前記ハウジング内におけるガス流
路近傍部分に形成され冷却液体循環系に接続可能なポー
トを有するウォータジャケットとを備えたEGRバルブを
前記排ガス再循環路の排気ラインからの分岐部近傍に設
け、 前記EGRバルブの第１と第２の加圧ポートに、圧力流
体を供給、停止可能なアクチュエータ駆動系を接続し、 前記EGRバルブのウォータジャケットのポートに冷却
液体循環系を接続したことを特徴とする水冷式EGRバル
ブを用いた排ガス再循環装置にかかるものである。Means for Solving the Problems According to the present invention, an exhaust gas recirculation path is branched from an exhaust line upstream of an engine and connected to an intake line, and is slidably fitted in a housing in an axial direction at a constant stroke. A cylindrical second piston inserted and open at one end and having a stopper at the opening; a first piston slidably fitted in the second piston slidably at a constant stroke in the axial direction; A spring for urging the one piston toward the opposite stopper side of the second piston, a rod slidably fitted in the housing and connected to the first piston so as to extend toward the second piston side; A first pressurizing port for supplying and discharging a pressure fluid to and from an air chamber formed between the first piston and the second piston; and a pressure chamber formed on the side of the second piston opposite to the first piston. fluid A multi-stage actuator having a second pressurizing port for supplying and discharging, a gas flow passage having a suction port and a discharge port formed in a housing, and a tip of a rod of the actuator connected to the gas flow passage; An EGR valve having a valve body capable of opening and closing a suction port of a flow path, and a water jacket formed in a portion near a gas flow path in the housing and having a port connectable to a cooling liquid circulation system, is provided with an EGR valve. An actuator drive system capable of supplying and stopping a pressurized fluid is connected to the first and second pressurization ports of the EGR valve, and is connected to a port of a water jacket of the EGR valve. The present invention relates to an exhaust gas recirculation system using a water-cooled EGR valve to which a cooling liquid circulation system is connected.

［作用］ 従って、本発明の水冷式EGRバルブを用いた排ガス再
循環装置においては、アクチュエータの第１と第２の加
圧ポートに圧力流体が供給され、第１ピストンと第２ピ
ストンが作動し、ロッドを介して弁体が駆動されてガス
流路が開かれると、排ガスの一部が排気ライン上流側か
ら排ガス再循環路を介して吸気ラインへ戻され排ガス再
循環が行われる一方、EGRバルブのウォータジャケット
内には冷却液体循環系の冷却液体が流通し、排ガスによ
る温度上昇が抑制される。本発明の装置の場合、排気ラ
イン上流側から排ガス再循環路を分岐させているので、
圧力損失の少ない高圧の排気ガスを取り出せるため、排
気ラインと吸気ラインとの間の圧力差が大きくなり、排
ガス再循環が効率良く行われると共に、EGRバルブを排
ガス再循環路の排気ラインからの分岐部近傍に設けられ
るので、スペース配分等の面でも有利となり、又、EGR
バルブに圧力流体により正圧で作動する多段式のアクチ
ュエータを設けたことにより、弁体の開度を多段に調整
することが可能となって排ガス再循環量の制御性も高ま
る。[Operation] Therefore, in the exhaust gas recirculation device using the water-cooled EGR valve of the present invention, the pressurized fluid is supplied to the first and second pressurization ports of the actuator, and the first piston and the second piston operate. When the valve is driven through the rod to open the gas flow path, part of the exhaust gas is returned from the exhaust line upstream to the intake line via the exhaust gas recirculation path, and the exhaust gas is recirculated. The cooling liquid of the cooling liquid circulation system circulates in the water jacket of the valve, and the temperature rise due to the exhaust gas is suppressed. In the case of the device of the present invention, since the exhaust gas recirculation path is branched from the exhaust line upstream,
Since high pressure exhaust gas with low pressure loss can be taken out, the pressure difference between the exhaust line and the intake line increases, exhaust gas recirculation is performed efficiently, and the EGR valve is branched from the exhaust line of the exhaust gas recirculation path. Because it is provided near the part, it is advantageous in terms of space distribution, etc.
By providing the valve with a multi-stage actuator that operates at a positive pressure by a pressure fluid, the opening degree of the valve body can be adjusted in multiple stages, and the controllability of the exhaust gas recirculation amount is improved.

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第１図及び第２図は本発明の冷却式のEGRバルブ60の
一実施例であり、ハウジング14内に、排ガス再循環路15
（第３、５図参照）に接続可能に吸入ポート16及び吐出
ポート17を有するガス流路18を形成し、該ガス流路18の
吸入ポート16に形成した弁座19に当接する弁体20を設け
る。FIGS. 1 and 2 show an embodiment of a cooling type EGR valve 60 according to the present invention.
A gas passage 18 having a suction port 16 and a discharge port 17 is formed so as to be connectable to the valve body 20 (see FIGS. 3 and 5), and the valve body 20 abuts on a valve seat 19 formed in the suction port 16 of the gas passage 18. Is provided.

又、前記ハウジング14の内部に、一端が開口して開口
部にストッパ21を有する円筒状の第２ピストン22を摺動
自在に設け、該第２ピストン22の内部に第１ピストン23
を摺動自在に設けて、第１ピストン23と第２ピストン22
との間、第２ピストン22の反第１ピストン23側、第１ピ
ストン23の反第２ピストン22側にエア室24,25,26を有す
る多段式（三段式）のアクチュエータ27を形成する。該
アクチュエータ27の第１ピストン23に反第２ピストン22
側へ延びるロッド28を連結すると共に、該ロッド28の先
端をハウジング14を貫通させ前記ガス流路18内の弁体20
に固着し、前記エア室26のハウジング14と第１ピストン
23との間に第１ピストン23を第２ピストン22側へ付勢す
るスプリング29を介装し、且つ、第２ピストン22の前記
エア室24側の面に第１ピストン23を押す突起30を形成す
る。又、前記ハウジング14に、前記各エア室24,25と連
通し後述するアクチュエータ駆動系56の配管52,53を接
続可能な加圧ポート31,32を形成すると共に、エア室26
を大気に開放するポート33を形成する。A cylindrical second piston 22 having one end opened and a stopper 21 at the opening is slidably provided inside the housing 14, and a first piston 23 is provided inside the second piston 22.
Are slidably provided, and the first piston 23 and the second piston 22
In between, a multi-stage (three-stage) actuator 27 having air chambers 24, 25, 26 on the side of the second piston 22 opposite the first piston 23 and the side of the first piston 23 opposite the second piston 22 is formed. . The second piston 22 is connected to the first piston 23 of the actuator 27.
A rod 28 extending to the side is connected, and the tip of the rod 28 is passed through the housing 14 so that the valve
And the housing 14 of the air chamber 26 and the first piston
A spring 29 for urging the first piston 23 toward the second piston 22 is interposed between the first piston 23 and the second piston 22, and a projection 30 for pushing the first piston 23 is provided on the surface of the second piston 22 on the air chamber 24 side. Form. Further, the housing 14 is formed with pressurizing ports 31 and 32 which communicate with the air chambers 24 and 25 and connect pipes 52 and 53 of an actuator drive system 56 which will be described later.
Is formed to open the port 33 to the atmosphere.

尚、34は加圧ポート31とエア室24を連通するために第
２ピストン22に設けたエア流路である。Reference numeral 34 denotes an air passage provided in the second piston 22 for communicating the pressurizing port 31 with the air chamber 24.

更に、前記ハウジング14内におけるガス流路18近傍部
分に、冷却液体35を流通可能なウォータジャケット36を
形成する。尚、図中、37,38は冷却液体循環系57の配管5
8,59（第３図参照）に接続される前記ウォータジャケッ
ト36のポートである。Further, a water jacket 36 through which the cooling liquid 35 can flow is formed in the vicinity of the gas passage 18 in the housing 14. In the figure, 37 and 38 are pipes 5 of the cooling liquid circulation system 57.
8, 59 (see FIG. 3), which is a port of the water jacket 36.

前述の如く構成したので、アクチュエータ27の加圧ポ
ート31或いは32或いは31と32の両方にエア等の圧力流体
が供給されると、ロッド28を介して弁体20が駆動されて
ガス流路18が開かれ、排気ガス13が流れ得る状態とな
る。このとき、ポート37,38に冷却液体循環系57の配管5
8,59（第３図参照）を接続しウォータジャケット36内に
冷却液体35を流すと、ガス流路18内を高温の排気ガス13
が流れても、該排気ガス13の熱は前記冷却液体35によっ
て効率良く吸収され、特にロッド28の摺動部のように高
温化すると耐摩耗性が著しく低下する部分の温度上昇が
抑制され、EGRバルブ60の耐久性、信頼性が大幅に向上
する。When the pressure fluid such as air is supplied to the pressurizing port 31 or 32 or both 31 and 32 of the actuator 27, the valve body 20 is driven via the rod 28 and the gas flow path 18 Is opened, so that the exhaust gas 13 can flow. At this time, the piping 5 of the cooling liquid circulation system 57
8 and 59 (see FIG. 3), and when the cooling liquid 35 flows through the water jacket 36, the high-temperature exhaust gas 13
Flow, the heat of the exhaust gas 13 is efficiently absorbed by the cooling liquid 35, and in particular, when the temperature rises, such as the sliding portion of the rod 28, the temperature rise of a portion where wear resistance is significantly reduced is suppressed, The durability and reliability of the EGR valve 60 are greatly improved.

第３図は第１、２図に示すEGRバルブ60を用いた排ガ
ス再循環装置の系統図であり、エンジン39の排気マニホ
ールド40と排気管41とから形成される排気ライン42上流
側から排ガス再循環路15を分岐させて吸気マニホールド
43と吸気管44とから形成される吸気ライン45に接続する
と共に、前記EGRバルブ60を排ガス再循環路15の排気ラ
イン42からの分岐部46近傍に設ける。FIG. 3 is a system diagram of an exhaust gas recirculation system using the EGR valve 60 shown in FIGS. 1 and 2. The exhaust gas recirculation system includes an exhaust manifold 42 and an exhaust pipe 41 of an engine 39. Divides the circulation path 15 and intake manifold
The EGR valve 60 is connected to an intake line 45 formed by an exhaust pipe 43 and an intake pipe 44, and the EGR valve 60 is provided in the exhaust gas recirculation path 15 near a branch portion 46 from the exhaust line 42.

前記EGRバルブ60の加圧ポート31,32に、エアタンク等
の圧力源47と、該圧力源47に接続された途中に電磁弁4
8,49,50,51を有する配管52,53,54,55とからなるアクチ
ュエータ駆動系56の前記配管52,53を接続すると共に、
ウォータジャケット36のポート37,38に、冷却液体循環
系57の配管58,59を接続する。A pressure source 47 such as an air tank is provided at the pressurizing ports 31 and 32 of the EGR valve 60, and a solenoid valve 4 is connected to the pressure source 47 while being connected to the pressure source 47.
Along with connecting the pipes 52, 53 of an actuator drive system 56 including pipes 52, 53, 54, 55 having 8, 49, 50, 51,
The pipes 58, 59 of the cooling liquid circulation system 57 are connected to the ports 37, 38 of the water jacket 36.

又、前記吸気ライン45の吸気管44途中における前記排
ガス再循環路15の接続部61より上流側に、吸気絞りバル
ブ62を設ける。In addition, an intake throttle valve 62 is provided in the intake line 45 in the intake pipe 44 at a position upstream of the connection portion 61 of the exhaust gas recirculation path 15.

該吸気絞りバルブ62は第４図に示すような構成を備え
ている。The intake throttle valve 62 has a configuration as shown in FIG.

ハウジング63の内部に、一端が開口して開口部にスト
ッパ64を有する円筒状の第２ピストン65を摺動自在に設
け、該第２ピストン65内部に第１ピストン66を摺動自在
に設けて、第１ピストン66と第２ピストン65との間、第
２ピストン65の反第１ピストン66側、第１ピストン66の
反第２ピストン65側にエア室67,68,69を有するアクチュ
エータ70を形成する。Inside the housing 63, a cylindrical second piston 65 having one end opened and a stopper 64 at the opening is slidably provided, and a first piston 66 is slidably provided inside the second piston 65. An actuator 70 having air chambers 67, 68, 69 between the first piston 66 and the second piston 65, on the side of the second piston 65 opposite the first piston 66, and on the side of the first piston 66 opposite the second piston 65; Form.

該アクチュエータ70の第１ピストン66に反第２ピスト
ン65側へ延びて先端がハウジング63を貫通するロッド71
の後端を接続し、前記エア室69のハウジング63と第１ピ
ストン66との間に第１ピストン66を第２ピストン65側へ
付勢するスプリング72を介装し、且つ、第２ピストン65
の前記エア室67側の面に第１ピストン66を押す突起73を
形成する。A rod 71 extending from the first piston 66 to the second piston 65 side of the actuator 70 and having a tip penetrating the housing 63.
And a spring 72 for urging the first piston 66 toward the second piston 65 is interposed between the housing 63 of the air chamber 69 and the first piston 66.
A projection 73 for pressing the first piston 66 is formed on the surface on the air chamber 67 side.

又、前記ハウジング63に、各エア室67,68と連通し第
３図に示すアクチュエータ駆動系56の配管54,55が接続
される加圧ポート74,75と共にエア室69を大気に開放す
るポート76を形成する。Further, the housing 63 communicates with the air chambers 67, 68, and pressurized ports 74, 75 to which the pipes 54, 55 of the actuator drive system 56 shown in FIG. Form 76.

尚、77は加圧ポート74とエア室67を連通するために第
２ピストン65に設けたエア流路である。Reference numeral 77 denotes an air passage provided in the second piston 65 for communicating the pressurizing port 74 with the air chamber 67.

吸気管44内にバタフライ弁78を回動自在に設け、前記
アクチュエータ70のロッド71先端をレバー79を介してバ
タフライ弁78に接続し、バタフライ弁78をアクチュエー
タ70によって開閉させ得るようにしてある。A butterfly valve 78 is rotatably provided in the intake pipe 44, and the rod 71 of the actuator 70 is connected to the butterfly valve 78 via a lever 79 so that the butterfly valve 78 can be opened and closed by the actuator 70.

更に、第３図に示す如く、エンジン39から回転数や負
荷を示す信号80を入力して排気ガス13の再循環量を求
め、該排気ガス13の再循環量に基づいて各電磁弁48〜51
に切換指令81〜84を送る制御装置85を設ける。Further, as shown in FIG. 3, a signal 80 indicating the number of revolutions and load is input from the engine 39 to determine the amount of recirculation of the exhaust gas 13, and based on the amount of recirculation of the exhaust gas 13, each of the solenoid valves 48 to 51
Is provided with a control device 85 for sending switching commands 81 to 84.

尚、第３図中、86はエアクリーナ、87はマフラ、88は
吸気である。In FIG. 3, reference numeral 86 denotes an air cleaner, 87 denotes a muffler, and 88 denotes intake air.

次に作動について説明する。 Next, the operation will be described.

吸気88は、エアクリーナ86で過された後、吸気ライ
ン45の吸気管44を通って吸気マニホールド43からエンジ
ン39に入り、燃料油と共に燃焼される。After passing through the air cleaner 86, the intake air 88 enters the engine 39 from the intake manifold 43 through the intake pipe 44 of the intake line 45, and is burned together with the fuel oil.

燃焼によりエンジン39内に発生した排気ガス13は、排
気ライン42の排気マニホールド40から排気管41を介しマ
フラ87を通って大気へ排出される。The exhaust gas 13 generated in the engine 39 by the combustion is discharged from the exhaust manifold 40 of the exhaust line 42 to the atmosphere through the exhaust pipe 41 and the muffler 87.

このとき、制御装置85は、エンジン39の回転数や負荷
等の信号80が入力されて、制御装置85に予め設定され
た、上記信号80と排ガス再循環量との関係を示す関数か
ら、排ガス再循環量を求め、該排ガス再循環量に基づい
て各電磁弁48〜51に夫々切換指令81〜84を送る。At this time, the control device 85 receives a signal 80 such as the number of revolutions and load of the engine 39, and sets the control device 85 in advance to obtain a function indicating the relationship between the signal 80 and the amount of exhaust gas recirculation. The amount of recirculation is obtained, and switching commands 81 to 84 are sent to the respective solenoid valves 48 to 51 based on the amount of recirculated exhaust gas.

すると、先ず、切換指令83或いは84或いは83と84の両
方により電磁弁50或いは51或いは50と51の両方が切換っ
て、配管54或いは55或いは54と55の両方を介してエア等
の圧力流体が吸気絞りバルブ62の加圧ポート74或いは75
或いは74と75の両方からエア室67或いは68或いは67と68
の両方に送られ、該圧力流体により第１ピストン66或い
は第２ピストン65或いは第１ピストン66と第２ピストン
65の両方が押され、ロッド71、レバー79を介してバタフ
ライ弁78が回動し、吸気管44を絞る。Then, first, the solenoid valve 50 or 51 or both 50 and 51 are switched by the switching command 83 or 84 or both 83 and 84, and the pressure fluid such as air is passed through the pipe 54 or 55 or both 54 and 55. Is the pressurizing port 74 or 75 of the intake throttle valve 62
Or air chamber 67 or 68 or 67 and 68 from both 74 and 75
To the first piston 66 or the second piston 65 or the first piston 66 and the second piston
Both 65 are pushed, the butterfly valve 78 is rotated via the rod 71 and the lever 79, and the intake pipe 44 is throttled.

すると、吸気管44の流動抵抗が大きくなるので吸気管
44の吸気絞りバルブ62より下流側における吸気88の圧力
が低くなり、排気ライン42と吸気ライン45との間の圧力
差が大きくされる。Then, the flow resistance of the intake pipe 44 increases, so the intake pipe 44
The pressure of the intake air 88 downstream of the intake throttle valve 62 at 44 becomes lower, and the pressure difference between the exhaust line 42 and the intake line 45 is increased.

ここで、排ガス再循環量を少なくする場合には、制御
装置85は電磁弁50に切換指令83を送って、配管54の圧力
流体を吸気絞りバルブ62の加圧ポート74からエア室67に
送って第１ピストン66を動かすようにする。Here, when reducing the exhaust gas recirculation amount, the control device 85 sends a switching command 83 to the solenoid valve 50 to send the pressure fluid in the pipe 54 from the pressurization port 74 of the intake throttle valve 62 to the air chamber 67. To move the first piston 66.

すると、第１ピストン66は第２ピストン65のストッパ
64に制止される位置までしか動くことができないので、
ロッド71は僅かに移動し、レバー79を介してロッド71に
接続されたバタフライ弁78の回動量も僅かとなり、吸気
ライン45の絞り量が小さく抑えられる。Then, the first piston 66 is the stopper of the second piston 65
Since it can only move to the position where it is stopped by 64,
The rod 71 moves slightly, the amount of rotation of the butterfly valve 78 connected to the rod 71 via the lever 79 also becomes small, and the throttle amount of the intake line 45 is suppressed to a small value.

反対に、排ガス再循環量を多くする場合には、制御装
置85は電磁弁51に切換指令84を送って、配管55の圧力流
体を吸気絞りバルブ62の加圧ポート75からエア室68に送
って第２ピストン65を動かすようにする。Conversely, when increasing the exhaust gas recirculation amount, the controller 85 sends a switching command 84 to the solenoid valve 51 to send the pressure fluid in the pipe 55 from the pressurization port 75 of the intake throttle valve 62 to the air chamber 68. To move the second piston 65.

すると、第２ピストン65は突起73によって第１ピスト
ン66ごとロッド71を第２ピストン65のストッパ64がハウ
ジング63に当るまで移動させ、レバー79を介してロッド
71に接続されたバタフライ弁78の回動量も大きくなり、
吸気ライン45の絞り量が大きくなる。更に加えて制御装
置85が電磁弁50に切換指令83を送って配管54の圧力流体
を吸気絞りバルブ62の加圧ポート74からエア室67に送っ
て第１ピストン66を第２ピストン65のストッパ64に当る
まで動かすとロッド71は更に大きく移動しレバー79を介
してバタフライ弁78の回動量を最大位置まで回動させ吸
気ライン45の絞り量が最大となる。Then, the second piston 65 moves the rod 71 together with the first piston 66 by the projection 73 until the stopper 64 of the second piston 65 hits the housing 63, and the rod 79
The amount of rotation of the butterfly valve 78 connected to 71 also increases,
The throttle amount of the intake line 45 increases. In addition, the control device 85 sends a switching command 83 to the solenoid valve 50 to send the pressure fluid of the pipe 54 from the pressurizing port 74 of the intake throttle valve 62 to the air chamber 67 so that the first piston 66 is stopped by the stopper of the second piston 65. When the rod 71 is moved until it hits 64, the rod 71 moves further, and the amount of rotation of the butterfly valve 78 is rotated to the maximum position via the lever 79, so that the throttle amount of the intake line 45 is maximized.

尚、吸気管44に吸気絞りバルブ62を設ける代わりに、
排気管41下流側に排気絞りバルブを設けても良いことは
言うまでもない。In addition, instead of providing the intake throttle valve 62 in the intake pipe 44,
Needless to say, an exhaust throttle valve may be provided downstream of the exhaust pipe 41.

排気ライン42と吸気ライン45との間の圧力差が大きく
されたら、切換指令81或いは82或いは81と82の両方によ
り電磁弁48或いは49或いは48と49の両方が切換って、配
管52或いは53或いは52と53の両方を介して圧力流体がEG
Rバルブ60の加圧ポート31或いは32或いは31と32の両方
からエア室24或いは25或いは24と25の両方に送られ、該
圧力流体により第１ピストン23或いは第２ピストン22或
いは第１ピストン23と第２ピストン22の両方が押され、
ロッド28を介して弁体20が弁座19から離れ、排ガス再循
環路15を開く。When the pressure difference between the exhaust line 42 and the intake line 45 is increased, the solenoid valve 48 or 49 or both 48 and 49 are switched by the switching command 81 or 82 or both 81 and 82, and the piping 52 or 53 Alternatively, the pressure fluid is EG via both 52 and 53
From the pressurizing port 31 or 32 or both 31 and 32 of the R valve 60, it is sent to the air chamber 24 or 25 or both 24 and 25, and the first piston 23 or the second piston 22 or the first piston 23 is And both the second piston 22 are pushed,
The valve element 20 separates from the valve seat 19 via the rod 28, and opens the exhaust gas recirculation path 15.

その結果、排気ライン42と吸気ライン45との間の圧力
差により排気ライン42の排気ガス13の一部が排ガス再循
環路15を介して吸気ライン45に戻され、これにより、エ
ンジン39の燃焼が制御され低NOx化が図られる。As a result, a part of the exhaust gas 13 in the exhaust line 42 is returned to the intake line 45 through the exhaust gas recirculation path 15 due to the pressure difference between the exhaust line 42 and the intake line 45, thereby Is controlled to reduce NOx.

ここで、排ガス再循環量を少なくする場合には、制御
装置85は電磁弁48に切換指令81を送って、配管52の圧力
流体をEGRバルブ60の加圧ポート31からエア室24に送っ
て第１ピストン23を動かすようにする。Here, when reducing the exhaust gas recirculation amount, the control device 85 sends a switching command 81 to the solenoid valve 48 to send the pressure fluid of the pipe 52 from the pressurizing port 31 of the EGR valve 60 to the air chamber 24. The first piston 23 is moved.

すると、第１ピストン23は第２ピストン22のストッパ
21に制止される位置までしか動くことができないので、
ロッド28は僅かに移動し、弁体20の弁座19に対する移動
量も僅かとなり、排ガス再循環路15の開度小さく抑えら
れる。Then, the first piston 23 is a stopper of the second piston 22
Since it can only move to the position where it is stopped by 21,
The rod 28 moves slightly, and the amount of movement of the valve body 20 with respect to the valve seat 19 also becomes small, so that the opening degree of the exhaust gas recirculation path 15 is suppressed to be small.

反対に、排ガス再循環量をもう少し多くする場合に
は、制御装置85は電磁弁49に切換指令82を送って、配管
53の圧力流体をEGRバルブ60の加圧ポート32からエア室2
5に送って第２ピストン22を動かすようにする。Conversely, if the amount of exhaust gas recirculation is to be further increased, the control device 85 sends a switching command 82 to the solenoid valve 49,
53 pressure fluid flows from the pressurization port 32 of the EGR valve 60 to the air chamber 2
5 to move the second piston 22.

すると、第２ピストン22は突起30によって第１ピスト
ン23ごとロッド28を大きく移動させ、弁体20の弁座19に
対する移動量も大きくなり、排ガス再循環路15の開度が
大きくなる。更に排ガス再循環量を多くする場合には電
磁弁48,49に指令を送り配管52,53の圧力流体をエア室2
4,25に送って第１ピストン23、第２ピストン22を夫々ス
トッパに当るまで動かす。するとロッド28は最大限移動
し弁体20の弁座19に対する移動量も最大となり排ガス再
循環路15の開度も最大となる。Then, the second piston 22 largely moves the rod 28 together with the first piston 23 by the projection 30, so that the amount of movement of the valve body 20 with respect to the valve seat 19 increases, and the opening degree of the exhaust gas recirculation path 15 increases. In order to further increase the amount of exhaust gas recirculation, a command is sent to the solenoid valves 48 and 49 to send the pressure fluid in the pipes 52 and 53 to the air chamber 2.
The first piston 23 and the second piston 22 are moved until they hit the stoppers. Then, the rod 28 moves to the maximum, the movement amount of the valve body 20 with respect to the valve seat 19 becomes maximum, and the opening degree of the exhaust gas recirculation path 15 also becomes maximum.

又、上記排ガス再循環装置の場合、排気ライン42上流
側から排ガス再循環路15を分岐させているので、排気ラ
イン42下流側から取り出すのに比べ圧力損失の少ない高
圧の排気ガス13を取り出せるため、排気ライン42と吸気
ライン45との間の圧力差をより大きく設定でき、排ガス
再循環を効率良く行える。反面、排気ガス13を排気ライ
ン42上流側から取り出すということは、それだけ排気ガ
ス13の温度も高いことになり、EGRバルブ60にとっては
条件が厳しくなるが、前記EGRバルブ60のウォータジャ
ケット36には、冷却液体循環系57の冷却液体35が流通し
ているため、排ガス再循環時においてもEGRバルブ60の
高温化が回避される。このため、排ガス再循環路15の排
気ライン42からの分岐部46近傍に前記EGRバルブ60を設
けられるので、吸気ライン45側への部品の集中化が緩和
され、スペース配分等の面でも有利となる。Also, in the case of the exhaust gas recirculation device, since the exhaust gas recirculation path 15 is branched from the exhaust line 42 upstream, the high-pressure exhaust gas 13 having a small pressure loss can be taken out as compared with taking out from the exhaust line 42 downstream. Therefore, the pressure difference between the exhaust line 42 and the intake line 45 can be set larger, and the exhaust gas can be efficiently recirculated. On the other hand, taking out the exhaust gas 13 from the upstream side of the exhaust line 42 means that the temperature of the exhaust gas 13 is also high, and the conditions become severe for the EGR valve 60, but the water jacket 36 of the EGR valve 60 has Since the cooling liquid 35 of the cooling liquid circulation system 57 is circulating, the temperature of the EGR valve 60 can be prevented from increasing even during exhaust gas recirculation. For this reason, since the EGR valve 60 is provided in the exhaust gas recirculation path 15 in the vicinity of the branch portion 46 from the exhaust line 42, concentration of components on the intake line 45 side is reduced, which is advantageous in terms of space distribution and the like. Become.

第５図は、上記排ガス再循環装置のレイアウトの一例
を示す平面図であり、排ガス再循環路15を排気マニホー
ルド40から直接分岐させエンザン39のヘッドカバー89上
方を越えて吸気管44に接続すると共に、排ガス再循環路
15に設けるEGRバルブ60を排気マニホールド40上に設置
したものである。FIG. 5 is a plan view showing an example of the layout of the exhaust gas recirculation device. The exhaust gas recirculation passage 15 is directly branched from the exhaust manifold 40 and connected to the intake pipe 44 over the head cover 89 of the engin 39. , Exhaust gas recirculation path
An EGR valve 60 provided in 15 is installed on the exhaust manifold 40.

このようにすると、排気ライン42と吸気ライン45とを
排ガス再循環路15により最短距離で接続することが可能
となり、再循環される排気ガス13の圧力損失を更に低減
することができると共に、装置がコンパクトでシンプル
なものとなる。By doing so, it is possible to connect the exhaust line 42 and the intake line 45 with the exhaust gas recirculation path 15 in the shortest distance, so that the pressure loss of the recirculated exhaust gas 13 can be further reduced and the device Becomes compact and simple.

尚、本発明の水冷式EGRバルブを用いた排ガス再循環
装置は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、
過給機付エンジンに対しても適用可能であること等、そ
の他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変
更を加え得ることは勿論である。Note that the exhaust gas recirculation device using the water-cooled EGR valve of the present invention is not limited to only the above-described embodiment,
It goes without saying that various changes can be made without departing from the scope of the present invention, such as being applicable to a supercharged engine.

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の水冷式EGRバルブを用
いた排ガス再循環装置によれば、バルブの構成部品の温
度上昇を効率良く抑えることができ、バルブの耐熱性の
向上が図られ、排気ライン上流側からの排ガス再循環路
の分岐、並びに該排ガス再循環路の排気ラインからの分
岐部近傍へのバルブの設置が可能となり、排ガス再循環
の効率化を図れると共に、スペース配分等の面でも有利
になり、又、EGRバルブに圧力流体により正圧で作動す
る多段式アクチュエータを設けたことにより、弁体の開
度を多段に調整することができ排ガス再循環量の高い制
御性を得ることができるという優れた効果を奏し得る。[Effects of the Invention] As described above, according to the exhaust gas recirculation device using the water-cooled EGR valve of the present invention, it is possible to efficiently suppress the temperature rise of the components of the valve and improve the heat resistance of the valve. It is possible to branch the exhaust gas recirculation path from the exhaust line upstream side, and to install a valve in the vicinity of the branch of the exhaust gas recirculation path from the exhaust line, thereby improving the efficiency of exhaust gas recirculation, It is also advantageous in terms of space distribution, etc.In addition, by providing a multi-stage actuator that operates with positive pressure by pressurized fluid in the EGR valve, it is possible to adjust the valve opening in multiple stages and reduce the amount of exhaust gas recirculation. An excellent effect that high controllability can be obtained can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第１図は本発明の水冷式EGRバルブの一実施例の側断面
図、第２図は第１図のII-II矢視図、第３図は本発明の
水冷式EGRバルブを用いた排ガス再循環装置の系統図、
第４図は第３図の吸気絞りバルブの側断面図、第５図は
本発明の水冷式EGRバルブを用いた排ガス再循環装置の
レイアウトの一例を示す平面図、第６図は従来のEGRバ
ルブを示す側断面図である。 14はハウジング、15は排ガス再循環路、16は吸入ポー
ト、17は吐出ポート、18はガス流路、20は弁体、27はア
クチュエータ、28はロッド、31,32は加圧ポート、35は
冷却液体、36はウォータジャケット、37,38はポート、3
9はエンジン、42は排気ライン、45は吸気ライン、46は
分岐部、56はアクチュエータ駆動系、57は冷却液体循環
系、60はEGRバルブを示す。FIG. 1 is a side sectional view of one embodiment of a water-cooled EGR valve of the present invention, FIG. 2 is a view taken along the line II-II of FIG. 1, and FIG. 3 is an exhaust gas using the water-cooled EGR valve of the present invention. System diagram of the recirculation device,
FIG. 4 is a side sectional view of the intake throttle valve of FIG. 3, FIG. 5 is a plan view showing an example of a layout of an exhaust gas recirculation system using a water-cooled EGR valve of the present invention, and FIG. It is a sectional side view showing a valve. 14 is a housing, 15 is an exhaust gas recirculation path, 16 is a suction port, 17 is a discharge port, 18 is a gas flow path, 20 is a valve body, 27 is an actuator, 28 is a rod, 31, 32 are pressurization ports, and 35 is Cooling liquid, 36 is a water jacket, 37, 38 are ports, 3
Reference numeral 9 denotes an engine, 42 denotes an exhaust line, 45 denotes an intake line, 46 denotes a branch portion, 56 denotes an actuator drive system, 57 denotes a cooling liquid circulation system, and 60 denotes an EGR valve.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】エンジンの排気ライン上流側から排ガス再
循環路を分岐させて吸気ラインに接続すると共に、 ハウジング内に軸線方向へ一定のストロークで摺動自在
に嵌挿され且つ一端が開口して開口部にストッパを有す
る円筒状の第２ピストンと、該第２ピストン内に軸線方
向へ一定のストロークで摺動自在に嵌挿された第１ピス
トンと、該第１ピストンを前記第２ピストンの反ストッ
パ側へ付勢するスプリングと、ハウジング内に摺動自在
に嵌挿され且つ前記第１ピストンに反第２ピストン側へ
延びるよう連結されたロッドと、前記第１ピストンと第
２ピストンとの間に形成されるエア室に圧力流体を給排
するための第１の加圧ポートと、前記第２ピストンの反
第１ピストン側に形成されるエア室に圧力流体を給排す
るための第２の加圧ポートとを有する多段式のアクチュ
エータと、ハウジング内に形成された吸入ポート及び吐
出ポートを有するガス流路と、前記アクチュエータのロ
ッドの先端が連結され且つ前記ガス流路の吸入ポートを
開閉可能な弁体と、前記ハウジング内におけるガス流路
近傍部分に形成され冷却液体循環系に接続可能なポート
を有するウォータジャケットとを備えたEGRバルブを前
記排ガス再循環路の排気ラインからの分岐部近傍に設
け、 前記EGRバルブの第１と第２の加圧ポートに、圧力流体
を供給、停止可能なアクチェエータ駆動系を接続し、 前記EGRバルブのウォータジャケットのポートに冷却液
体循環系を接続したことを特徴とする水冷式EGRバルブ
を用いた排ガス再循環装置。An exhaust gas recirculation passage is branched from an upstream side of an exhaust line of an engine and connected to an intake line. The exhaust gas recirculation passage is slidably inserted into the housing at a constant stroke in an axial direction and has an open end. A cylindrical second piston having a stopper in an opening, a first piston slidably fitted in the second piston at a constant stroke in the axial direction, and a first piston A spring that urges against the stopper, a rod that is slidably fitted into the housing, and that is connected to the first piston so as to extend toward the second piston; and a rod that is connected to the first piston and the second piston. A first pressurizing port for supplying and discharging a pressure fluid to and from an air chamber formed therebetween; and a first pressurizing port for supplying and discharging a pressure fluid to and from an air chamber formed on a side of the second piston opposite to the first piston. 2 pressure port And a gas passage having a suction port and a discharge port formed in the housing, and a distal end of a rod of the actuator is connected to open and close the suction port of the gas passage. A valve body and an EGR valve having a water jacket formed in a portion near a gas flow path in the housing and having a port connectable to a cooling liquid circulation system, are provided near a branch portion of the exhaust gas recirculation passage from an exhaust line. The first and second pressurizing ports of the EGR valve are connected to an actuator drive system capable of supplying and stopping a pressurized fluid, and the cooling liquid circulation system is connected to a port of a water jacket of the EGR valve. Exhaust gas recirculation system using a water-cooled EGR valve.