JP3984927B2 - 排気ガス浄化装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、2次空気を供給する制御用AIバルブと排気ガスを再循環させる制御用EGRバルブとを備え、それぞれの配管路を簡素化して内燃機関の排気系に接続した排気ガス浄化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、内燃機関の排気浄化システムとして、排気管の途中に設けられた3元触媒装置の上流側に2次空気を供給して、排気管内の大気汚染成分であるHC(炭化水素)やCO(一酸化炭素)を酸化させて排気ガスを浄化するエアインジェクションシステム(AIシステム)が知られている。また、排気ガスの一部を内燃機関の吸気系に再循環させることによって、内燃機関のシリンダ室内の燃焼温度を下げてNOx(窒素酸化物)の発生を抑制する排気再循環装置(EGR装置)が知られている。
【0003】
この種の排気浄化システムとして、内燃機関の排気系への取り付けに必要な部品点数や取り付け工数の削減を図ることを目的として、前記エアインジェクションシステムに備えられるAIバルブと前記排気再循環装置に備えられるEGRバルブとを一体化した排気浄化用バルブ装置が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
図10に示されるように、この排気浄化用バルブ装置では、弁ハウジングにおいて、排気管10に接続される管路11の端部にポート12が設けられ、このポート12に連接させるようにEGRバルブ(EGRV)とAIバルブ(AIV)とを一体的に配設している。
【0005】
AIVは、負圧制御弁13を介して負圧を受け入れる負圧室14がダイヤフラム15によって形成され、このダイヤフラム15には弁通路16を開閉する弁体部17が設けられている。弁通路16にはエアポンプ18に接続される入口ポート19と管路11を介して排気管10に接続される出口ポート20が形成され、出口ポート20にはリード弁21が逆流防止用に配設されている。そして、図示しない電子制御回路の制御に基づいて、負圧制御弁13を介して弁体部17の開度が制御され、エアポンプ18から供給される圧力空気、すなわち2次空気が排気管10に供給される(図10中、破線矢印参照)。
【0006】
一方、EGRVは、負圧制御弁22を介して負圧を受け入れる負圧室23がダイヤフラム24によって形成され、このダイヤフラム24には、弁通路25とポート12の間を開閉する弁体26が設けられている。弁通路25は、管路27を介して吸気管28に接続されている。そして、図示しない電子制御回路において、内燃機関の回転数や吸入空気量等により最適EGR量(EGR率)が算出され、この算出結果に基づいて負圧制御弁22を介して弁体26の開度が制御され、排気ガスが再循環される(図10中、実線矢印参照)。
【0007】
【特許文献1】
特開2002−256984号公報(段落[0012]、[0020]〜[0025]、図3)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献1に係る排気ガス浄化装置においては、排気管10に接続される管路11を共通化して部品点数の削減を図っているが、AIバルブとEGRバルブとが個別に設けられ、さらにこれらのバルブを駆動するための負圧制御弁13、22も個別に設けられており、依然として複雑な構成となっている。
【0009】
また、EGRバルブは、特に、四輪車では、耐熱性や排気ガス中のカーボン付着対策等を施した高価な部材が用いられており、かつ応答性および弁開度調節等の精密な制御が要求されることから、部材の価格がより高価なものとなっている。
【0010】
さらに、最近の環境負荷低減の要求により、二輪車に対する排ガス規制が厳しくなっており、このため、二輪車にも十分に適用可能な装置、すなわち小型かつ低コストな装置の開発が望まれている。
【0011】
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、装置の構成を簡素化するとともに、小型化および低コスト化を図ることが可能な排気ガス浄化装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、内燃機関の排気系に2次空気を供給する第1配管路に配設される制御用AIバルブと、
前記排気系から前記内燃機関の吸気系に排気ガスを再循環させる第2配管路に配設される制御用EGRバルブと、
前記制御用AIバルブと前記制御用EGRバルブとをそれぞれ駆動させる単一の駆動部と、
前記第1配管路と前記第2配管路とを集約し、それぞれ前記排気系に接続するマニホールド部と、
を備え、
前記制御用AIバルブは、前記駆動部と前記制御用EGRバルブとの間に設けられ、単一のハウジングの内部に設けられた前記制御用AIバルブと前記制御用EGRバルブとからなる制御用バルブ機構が、前記マニホールド部とは別体で該マニホールド部から吸気系側に離間して配置されると共に、前記第1配管路および第2配管路が、前記マニホールド部から前記制御用バルブ機構に向けて同一方向に延在していることを特徴とする。
【0013】
本発明によれば、内燃機関の排気系に2次空気を供給する第1配管路に配設される制御用AIバルブと、前記排気系から前記内燃機関の吸気系に排気ガスを再循環させる第2配管路に配設される制御用EGRバルブとを、単一のハウジングの内部に設けるとともに、前記第1配管路と前記第2配管路とを集約してマニホールド部を介してそれぞれ排気系に接続し、一体に形成されて制御用バルブ機構を構成する前記制御用AIバルブと制御用EGRバルブとを単一の駆動部の作用下に駆動させている。
【0014】
従って、単一の駆動部によって制御用AIバルブと制御用EGRバルブとをそれぞれ駆動制御することができるため、排気ガス浄化装置の小型化と低コスト化を図ることができる。また、制御用AIバルブと制御用EGRバルブとが配設されるハウジングを共用することができるため、排気ガス浄化装置の小型化と低コスト化を図ることができる。また、制御用AIバルブが、制御用EGRバルブに対して駆動部側に配置されているため、高温の排気ガスが流通する第2配管路から前記駆動部を離間して配置することができ、前記駆動部に排気ガスからの熱が伝熱されるのを好適に防止し、熱を遮断することができる。
【0017】
さらにまた、制御用AIバルブと前記制御用EGRバルブとの間、または、前記制御用AIバルブと前記駆動部との間に、前記ハウジングを貫通する開口部を設けることにより、前記開口部を介して導入される外気によってハウジングの内部を好適に冷却することができる。一方、高温の排気ガスに曝される制御用EGRバルブを外気によって冷却することができる。
【0018】
またさらに、ハウジング、制御用AIバルブおよび制御用EGRバルブが、外気によって好適に冷却されるため、第1配管路を流通する2次空気の温度上昇を抑制することができ、前記2次空気の内燃機関への充填効率を向上させることができる。
【0019】
また、マニホールド部に、前記第1配管路と接続される第1チェック弁と、前記第2配管路に接続される第2チェック弁とを設け、前記第1チェック弁および第2チェック弁を、それぞれの流通方向が互いに逆向きになるように設けている。その結果、制御用AIバルブが配設される第1配管路に接続される第1チェック弁のみではなく、制御用EGRバルブが配設される第2配管路にも第2チェック弁が接続されているため、一方の配管路が他方の配管路に及ぼす影響を阻止することができる。
【0020】
さらに、第1チェック弁および第2チェック弁は、内燃機関の排気系による正圧または負圧の脈動に応じて交互に自動的に開閉動作されるため、制御用AIバルブおよび制御用EGRバルブの高速応答性や弁開度の調整等の制御が不要となり単純な開閉動作を行うだけでよい。その結果、駆動部およびハウジングを共用することが可能な制御用AIバルブおよび制御用EGRバルブの構成を簡素化することができ、排気ガス浄化装置の小型化および低コスト化を図ることができる。
【0021】
特に、制御用EGRバルブは、第2配管路における上流側に第2チェック弁が設けられているため、内燃機関から伝達される熱や排気ガスによる熱の影響を受けにくくすることができるとともに、排気ガス中のカーボン付着等を第2チェック弁によって抑制することができる。その結果、制御用EGRバルブに耐熱性やカーボン付着対策等を施した高価な部材を用いる必要がないため、排気ガス浄化装置の低コスト化を図ることができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
本発明に係る排気ガス浄化装置について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【0023】
図1は、第1の実施形態に係る排気ガス浄化装置30が適用されるエンジン(内燃機関)32の概略構成説明図である。
【0024】
排気ガス浄化装置30は、エンジン32の排気系33に供給する2次空気(酸化・希釈用空気)の流通量を制御するとともに、排気系33からエンジン32の吸気系35に再循環する排気ガスの流通量を制御する制御用バルブ機構34を備える。
【0025】
なお、排気系33は、エンジン32から排出される排気ガスを流通する排気管36と、排気管36の下流側に配設される触媒装置38とから構成される。一方、吸気系35は、1次空気(燃焼用空気)を取り入れるメインエアクリーナ40と、このメインエアクリーナ40から取り入れられた1次空気をエンジン32に流通する吸気管42と、吸気管42の途上に配設され、前記1次空気の流通量を調節するスロットルバルブ44とから構成される。
【0026】
制御用バルブ機構34は、サブエアクリーナ46から取り入れた2次空気を流通させる第1配管路48および前記メインエアクリーナ40に排気ガスを再循環する第2配管路50の途中に配設されている。第1配管路48および第2配管路50は、それぞれの一端がマニホールド部52に接続されている。また、第1配管路48および第2配管路50は、マニホールド部52から制御用バルブ機構34に向けて同一方向に延在している。従って、制御用バルブ機構34は、マニホールド部52から吸気系35側に離間して配置されることになる。
【0027】
なお、前記第1配管路48および第2配管路50は、それぞれ平行に形成される管路に限定されるものではない。
【0028】
マニホールド部52では、第1配管路48および第2配管路50を、1つの配管路である第3配管路54にそれぞれ連通するように集約して排気管36に接続している。なお、第3配管路54は、例えば、エンジン32のシリンダヘッド32aを貫通して、その内部において排気管36に接続される。このように構成することで、シリンダヘッド32a内に第3配管路54を容易に形成することができるため、エンジン32の外部において、例えば、管状のパイプ等により構成される排気管36に接続する場合に比較して簡単に接続することができる。しかも、特に、二輪車用の単気筒エンジンの場合には、排気管36が1本で構成されるためより一層効果的である。
【0029】
図2に示されるように、制御用バルブ機構34は、略円筒状のハウジング34aと、前記ハウジング34aの上部に連結され、駆動部として機能するソレノイド部(駆動部)34bと、前記ソレノイド部34bの駆動作用下にハウジング34aの内部を軸線方向に沿って変位する弁体34cとを備える。また、制御用バルブ機構34は、例えば、汎用の切換バルブ(電磁弁)等から構成され、図示しないエンジンコンピュータ等の指令に基づいてソレノイド部34bを駆動させ、前記ソレノイド部34bに連結された弁軸34dを介して弁体34cの進退動作を行う。弁体34cは、第1配管路48の開閉を制御する制御用AI(Air Injection)バルブとしての第1弁部56と、第2配管路50の開閉を制御する制御用EGR(Exhaust Gas Recirculation)バルブとしての第2弁部58とを有する。
【0030】
なお、制御用バルブ機構34における弁体34cは円柱状の一体形状のものに限定されるものではなく、分割された形状のものや、ロータリ弁等としてもよい。
【0031】
マニホールド部52は、第1配管路48に連通する第1ポート室60と、第2配管路50に連通する第2ポート室62と、第3配管路54に連通する第3ポート室64とを有する。第1ポート室60と第3ポート室64は、第1隔壁部51aに形成された第1孔部52aによって連通されており、第1リード弁(第1チェック弁)66の開閉により連通または閉塞される。一方、第2ポート室62と第3ポート室64は、第2隔壁部51bに形成された第2孔部52bによって連通されており、第2リード弁(第2チェック弁)68の開閉により連通または閉塞される。
【0032】
この場合、第1リード弁66と第2リード弁68とは、それぞれの流通方向(あるいは、流通を阻止するチェック方向)が互いに逆向きになるように配置される。すなわち、前記サブエアクリーナ46から取り入れられた2次空気は、第1リード弁66の開動作によって第1配管路48から第3配管路54へと流通する。一方、エンジン32の排気管36に排出された排気ガスは、第2リード弁68の開動作によって第3配管路54から第2配管路50へと流通する。その際、第1リード弁66と第2リード弁68は、一方が開動作するときに、他方は閉動作され、逆止弁として機能する。
【0033】
第1の実施形態に係る排気ガス浄化装置30は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【0034】
先ず、エンジン32が始動された後、暖機するまでは、エンジンコンピュータの指令に基づいて制御用バルブ機構34のソレノイド部34bが作動される。この場合、弁体34cが、図2中、下方側に駆動され、第1弁部56が開動作して第1配管路48を連通状態にする。このとき、第2配管路50は、第2弁部58によって閉塞されて非連通状態となる。
【0035】
そして、エンジン32の排気管36における負圧の脈動に応じて第1リード弁66が開動作し、サブエアクリーナ46を介して取り入れられた2次空気が、第1配管路48、マニホールド部52および第3配管路54を介して排気管36に供給される。これにより、排気管36に排出された排気ガス中のHC(炭化水素)やCO(一酸化炭素)が酸化され、排気ガスの浄化が行われる。なお、このとき、第2配管路50は第2弁部58によって閉塞されているため、第2リード弁68が開動作することはない。
【0036】
一方、エンジン32が暖機状態になると、図3に示されるように、前記エンジンコンピュータの指令に基づいて制御用バルブ機構34のソレノイド部34bが前記とは逆方向に作動され、弁体34cの第2弁部58が開動作して第2配管路50を連通状態にする。このとき、第1配管路48は、第1弁部56によって閉塞されて非連通状態となる。
【0037】
そして、排気管36における触媒装置38の上流側に配設される図示しないO2センサ(酸素濃度検出器)による検出結果や、エンジン32の回転数および吸入空気量等に基づいて、前記エンジンコンピュータがエンジン32に供給する吸気ガスを制御する。すなわち、前記エンジンコンピュータは、理論空燃比に基づいて図示しない燃料噴射装置に指令を送出し、前記吸気ガスの空燃比が制御される。その際、排気管36に排出された排気ガスの正圧の脈動に応じて第2リード弁68が開動作し、この排気ガスの一部が第3配管路54、マニホールド部52および第2配管路50を介してメインエアクリーナ40に再循環される。これにより、エンジン32のシリンダ室の燃焼温度が下がってNOx(窒素酸化物)の発生が抑制され、排気ガスの浄化が行われる。なお、このとき、第1配管路48は第1弁部56によって閉塞されているため、第1リード弁66が開動作することはない。
【0038】
以上のように、第1の実施形態に係る排気ガス浄化装置30によれば、制御用バルブ機構34において、2次空気が流通する第1配管路48と、排気ガスが流通する第2配管路50との流通状態の切り換えを単一の駆動部であるソレノイド部34bのみで行っているため、従来技術に係る排気ガス浄化装置と比較して部品点数を削減することができる。その結果、排気ガス浄化装置の低コスト化を図ることができるとともに、その構成を簡素化して小型化を図ることができる。
【0039】
また、第1配管路48の開閉を制御する制御用AIバルブとしての第1弁部56と、第2配管路50の開閉を制御する制御用EGRバルブとしての第2弁部58とを一体成形し、制御用バルブ機構34における単一のハウジング34aの内部に配設することができるため、その構成を簡素化して小型化を図ることができる。なお、前記ハウジング34aは一体形状としてもよいし、それぞれ別体形状として一体的に組み付けてもよい。
【0040】
さらに、弁体34cを軸線方向に沿って変位させるために設けられるソレノイド部34bは、その構成が単純であるため小型化を図ることができるとともに、それに伴って、低コスト化を図ることができる。
【0041】
次に、図4および図5を参照しながら、第2の実施形態に係る排気ガス浄化装置100について説明する。なお、以下に示す第2および第3の実施形態では、第1の実施形態に係る排気ガス浄化装置30と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【0042】
この排気ガス浄化装置100では、前述した第1の実施形態の排気ガス浄化装置30における制御用バルブ機構34のソレノイド部34bに代替して、ダイヤフラム108を含むエア駆動部(駆動部)102が備えられる。
【0043】
このエア駆動部102では、ハウジング34aの上部に一体的に連結され、上下に分割される第1ケーシング104aおよび第2ケーシング104bと、前記第2ケーシング104bの側部に連結される負圧通路106と、前記第1ケーシング104aと第2ケーシング104bとの間に挟持されるダイヤフラム108と、前記ダイヤフラム108を上方へと押圧するスプリング110とからなる。
【0044】
負圧通路106は図示しない負圧供給源に接続され、この負圧通路106を介して第2ケーシング104bの内部に負圧流体が供給される。なお、前記第1ケーシング104aの内部は、開放孔107を介して外部(大気)と連通している。
【0045】
また、ダイヤフラム108の略中央部には、孔部を介して弁軸34dの上端部が挿通され、連結部材112によって前記弁軸34dとダイヤフラム108とが一体的に連結されている。
【0046】
すなわち、このような構成とすることにより、図示しない負圧供給源より負圧流体が第2ケーシング104bの内部に供給され、前記負圧流体による吸引作用によってダイヤフラム108がスプリング110の弾発力に抗して下方へと変位する(図4参照)。この場合、ダイヤフラム108に連結された弁軸34dを介して弁体34cが下方へと変位し、前記負圧流体による吸引力とスプリング110の弾発力とが釣り合った位置で該弁体34cの変位が停止する。そして、前記弁体34cの第1弁部56が開動作して第1配管路48を連通状態にする。その際、第2配管路50は、第2弁部58によって閉塞されて非連通状態となる。
【0047】
一方、負圧供給源からの負圧流体の供給を停止することにより、図5に示されるように、ダイヤフラム108がスプリング110の弾発力によって上方へと変位する。この場合、ダイヤフラム108に連結された弁軸34dを介して弁体34cが上方へと変位し、図示しないストッパの係止作用下に該弁体34cの変位が停止する。そして、前記弁体34cの第2弁部58が開動作して第2配管路50を連通状態にする。その際、第1配管路48は、第1弁部56によって閉塞されて非連通状態となる。
【0048】
この第2の実施形態に係る排気ガス浄化装置100では、負圧によって駆動するエア駆動部102を設け、前記エア駆動部102の駆動作用下に弁体34cを作動させている。そのため、第1の実施形態に係る排気ガス浄化装置30に適用されたソレノイド部34bと比較して、より低コスト化を図ることができる。
【0049】
次に、図6A〜図6Cを参照しながら、第3の実施形態に係る排気ガス浄化装置150について説明する。
【0050】
この排気ガス浄化装置150では、前述した第1の実施形態の排気ガス浄化装置30における制御用バルブ機構34のソレノイド部34bに代替して、ハウジング34aの内部を軸線方向に沿って変位する弁体34cの位置を、第2配管路50のみを閉塞する下方位置(図6A参照)、第1配管路48のみを閉塞する上方位置(図6C参照)および前記第1配管路48および第2配管路50をともに閉塞する中間位置(図6B参照)の3位置で静止させることが可能な電磁アクチュエータ等からなるソレノイド部152が備えられる。
【0051】
このような構成とすることにより、図6Aに示されるように、弁体34cの第2弁部58で第2配管路50が閉塞された状態において、図示しないエンジンコンピュータの指令に基づいて制御用バルブ機構34のソレノイド部152が作動される。この場合、弁体34cが上方側に駆動され、第1弁部56によって第1配管路48が閉塞されるとともに、第2配管路50が引き続き第2弁部58によって閉塞されている(図6B参照)。換言すると、弁体34cがハウジング34aの内部における略中間に位置した中間位置となり、第1配管路48と第2配管路50のいずれもが閉塞された全閉状態となる。
【0052】
そして、前記エンジンコンピュータの指令に基づいて制御用バルブ機構34のソレノイド部152が作動され、さらに、弁体34cが上方側に駆動されることにより、第1弁部56によって引き続き第1配管路48が閉塞された状態が保持されるとともに、弁体34cの第2弁部58が開動作して第2配管路50を連通状態にする(図6C参照)。
【0053】
すなわち、エンジン32の使用状態によっては、排気管36への2次空気の供給、および排気管36からの排気ガスの再循環を両方とも行わない場合があり、このとき、制御用バルブ機構34におけるソレノイド部152を制御し、弁体34cを、第1配管路48および第2配管路50を両方とも閉塞状態にするとよい(図6B参照)。
【0054】
第3の実施形態に係る排気ガス浄化装置150では、第1配管路48および第2配管路50の連通状態を、第1配管路48のみが連通した状態、第2配管路50のみが連通した状態、および第1配管路48と第2配管路50のいずれもが閉塞された状態の3段階に切り換えることが可能となる。
【0055】
次に、図7A〜図7Cを参照しながら、第4の実施形態に係る排気ガス浄化装置200について説明する。なお、第2の実施形態に係る排気ガス浄化装置100と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【0056】
この排気ガス浄化装置200では、前述した第2の実施形態の排気ガス浄化装置100に対して、第1配管路48の途中に該第1配管路48を流通する2次空気の連通状態を切り換える補助弁204が設けられている。
【0057】
さらに、この補助弁204は、第1配管路48の上流側に設けてもよいし、下流側に設けてもよい。
【0058】
この補助弁204は、例えば、前記補助弁204の内部に設けられる図示しない加熱ヒータに電流を供給することによりシャフト206を軸線方向に沿って駆動し、第1配管路48の連通状態を切り換える開閉弁が採用されている。詳細には、加熱ヒータの加熱作用下に補助弁204内の温度が高くなると、ワックスが膨張してシャフト206を押圧することにより作動させている。すなわち、加熱ヒータによってワックスを加熱し、前記ワックスの膨張作用下に作動するシャフト206を精度よく制御することができる。
【0059】
なお、前記シャフト206を作動させる手段は、前記ワックスに限定されるものではなく、熱膨張係数の異なる2種類の金属を張り合わせ、温度が上昇した際に生じる曲がり変形を利用してシャフト206を作動させるバイメタルを採用するようにしてもよい。
【0060】
また、前記ワックスを加熱させるための手段として、所定温度に加熱されたエンジンの冷却水を利用するようにしてもよい。
【0061】
このような構成とすることにより、図7Aに示されるように、弁体34cの第1弁部56で第1配管路48が閉塞され、第2配管路50を介して排気ガスが流通している状態において、図示しない負圧供給源より負圧流体が第1ケーシング104aの内部に供給され、前記負圧流体によってダイヤフラム108がスプリング110の弾発力に抗して上方へと変位する。この場合、ダイヤフラム108に連結された弁軸34dを介して弁体34cが上方へと変位し、前記弁体34cの第1弁部56が開動作して第1配管路48を連通状態にする。その際、第2配管路50は、第2弁部58によって閉塞されているため、第2配管路50を流通していた排気ガスの連通状態が遮断される。
【0062】
その際、補助弁204における図示しない加熱ヒータに供給されていた電流を停止することにより図示しないワックスの膨張状態が解消され、シャフト206が上方へと変位した弁開状態となる。そのため、制御用バルブ機構34の内部を流通する2次空気が、第1配管路48を介して補助弁204の内部へと流通する(図7B参照)。
【0063】
一方、前記第1配管路48に2次空気が流通した状態において、補助弁204における図示しない加熱ヒータに電流を供給することにより、前記加熱ヒータによる加熱作用下に前記ワックスが膨張し、シャフト206を下方へと押圧する。
【0064】
その結果、前記シャフト206によって第1配管路48が閉塞され、該第1配管路48を流通する2次空気の連通状態が遮断される(図7C参照)。換言すると、補助弁204によって第1配管路48が閉塞されることにより、第2配管路50および第1配管路48が、弁体34cおよび補助弁204とによってそれぞれ閉塞された状態となる。
【0065】
すなわち、第1配管路48の途中に開閉自在な補助弁204を設け、第1配管路48が連通した状態で補助弁204によって閉塞することにより、第2配管路50および第1配管路48の連通状態を、第2配管路50のみが連通した状態、第1配管路48のみが連通した状態、および第2配管路50と第1配管路48のいずれもが閉塞された状態の3段階に切り換えることが可能となる。
【0066】
すなわち、エンジン32の使用状態によっては、排気管36への2次空気の供給、および排気管36からの排気ガスの再循環を両方とも行わない場合があり、このとき、補助弁204を制御し、第1配管路48および第2配管路50を両方とも閉塞状態にするとよい(図7C参照)。
【0067】
この第4の実施形態に係る排気ガス浄化装置200では、負圧によって駆動するエア駆動部102を設けるとともに、第1配管路48の途中に開閉自在な補助弁204を設けて該第1配管路48の連通状態を切り換えている。そのため、ソレノイド部152によって弁体34cを駆動している第3の実施形態に係る排気ガス浄化装置150と比較して、より低コスト化を図ることができる。
【0068】
次に、制御用バルブ機構34におけるハウジング34aの変形例について説明する。
【0069】
第1変形例に係るハウジング250では、図8に示されるように、ハウジング250の外周面に配設される第1配管路48と、前記ハウジング250の外周面における第1配管路48の下方に配設され、排気ガスを再循環する第2配管路50との間に第1開口部252が形成されている。この第1開口部252は、ハウジング250の外周面に沿って所定間隔離間して複数形成され、ハウジング250の外部と内部とを貫通する構造としている。
【0070】
このような構造とすることにより、ハウジング250の内部に第1開口部252を介して外気を導入することができるため、第2配管路50を流通する排気ガスによって熱せられた弁体254を好適に冷却することができる。その際、第1開口部252が第1配管路48と第2配管路50との間に設けられているため、第2弁部58に排気ガスによって付与された熱が、該第2弁部58側から第1弁部56側へと伝熱されることを防止することができる。
【0071】
なお、弁体254における第1開口部252に対峙する外周面に、所定径だけ縮径した凹部256を設けることにより、ハウジング250の内部に導入される外気の量を増大させることができる。そのため、弁体254を一層好適に外気に曝して弁体254の冷却効果を向上させることができる。
【0072】
また、この第1変形例に係るハウジング250は、弁体254を駆動させる制御用バルブ機構34における駆動部がソレノイド部34b、152である場合に適用してもよいし、エア駆動部102(図4および図5参照)である場合に適用してもよい。
【0073】
第2変形例に係るハウジング300では、図9に示されるように、ハウジング300の外周面に配設される第1配管路48と、前記ハウジング300の上部に配設されるソレノイド部34b、152(図6A〜図6C参照)、またはエア駆動部102(図4および図5参照)との間に第2開口部302が形成されている。この第2開口部302は、ハウジング300の外周面に沿って所定間隔離間して複数形成され、前記ハウジング300の外部と内部とを貫通する構造としている。
【0074】
このような構造とすることにより、ハウジング300の内部に第2開口部302を介して外気を導入することができるため、第2配管路50を流通する排気ガスによって熱せられた弁体254を好適に冷却することができる。その際、第2開口部302がソレノイド部34b、152または前記エア駆動部102と第1配管路48との間に設けられているため、第2弁部58に排気ガスによって付与された熱が、ソレノイド部34b、152または前記エア駆動部102へと伝熱されることを防止することができる。
【0075】
また、この第2変形例に係るハウジング300は、弁体254を駆動させる制御用バルブ機構34における駆動部がソレノイド部34b、152である場合に適用してもよいし、エア駆動部102である場合に適用してもよい。
【0076】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【0077】
すなわち、第1配管路に配設される制御用AIバルブと、第2配管路に配設される制御用EGRバルブとを、単一のハウジングの内部に設け、該制御用AIバルブと制御用EGRバルブとを駆動部の駆動作用下に一体的に駆動制御させることにより、排気ガス浄化装置の小型化と低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る排気ガス浄化装置が適用されるエンジンの概略構成説明図である。
【図2】前記排気ガス浄化装置の内部に2次空気が流通した状態を示す縦断面説明図である。
【図3】図2の排気ガス浄化装置の内部に排気ガスが流通した状態を示す縦断面説明図である。
【図4】第2の実施形態に係る排気ガス浄化装置の内部に2次空気が流通した状態を示す縦断面説明図である。
【図5】図4の排気ガス浄化装置の内部に排気ガスが流通した状態を示す縦断面説明図である。
【図6】図6A〜図6Cは、第3の実施形態に係る排気ガス浄化装置の縦断面動作説明図である。
【図7】図7A〜図7Cは、第4の実施形態に係る排気ガス浄化装置の縦断面動作説明図である。
【図8】第1配管路と第2配管路との間に第1開口部が設けられたハウジングの第1変形例を示す縦断面説明図である。
【図9】ソレノイド部と第1配管路との間に第2開口部が設けられたハウジングの第2変形例を示す縦断面説明図である。
【図10】従来技術に係る排気浄化用バルブ装置の説明図である。
【符号の説明】
30、100、150、200…排気ガス浄化装置
32…エンジン(内燃機関) 33…排気系
34…制御用バルブ機構 34a、250、300…ハウジング
34b、152…ソレノイド部 34c、254…弁体
35…吸気系 36…排気管
38…触媒装置 40…メインエアクリーナ
42…吸気管 44…スロットルバルブ
46…サブエアクリーナ 48…第1配管路
50…第2配管路 52…マニホールド部
54…第3配管路 56…第1弁部
58…第2弁部 66…第1リード弁
68…第2リード弁 102…エア駆動部
252…第1開口部 302…第2開口部
Claims (3)
- 内燃機関の排気系に2次空気を供給する第1配管路に配設される制御用AIバルブと、
前記排気系から前記内燃機関の吸気系に排気ガスを再循環させる第2配管路に配設される制御用EGRバルブと、
前記制御用AIバルブと前記制御用EGRバルブとをそれぞれ駆動させる単一の駆動部と、
前記第1配管路と前記第2配管路とを集約し、それぞれ前記排気系に接続するマニホールド部と、
を備え、
前記制御用AIバルブは、前記駆動部と前記制御用EGRバルブとの間に設けられ、単一のハウジングの内部に設けられた前記制御用AIバルブと前記制御用EGRバルブとからなる制御用バルブ機構が、前記マニホールド部とは別体で該マニホールド部から吸気系側に離間して配置されると共に、前記第1配管路および第2配管路が、前記マニホールド部から前記制御用バルブ機構に向けて同一方向に延在していることを特徴とする排気ガス浄化装置。 - 請求項1記載の排気ガス浄化装置において、
前記制御用AIバルブと前記制御用EGRバルブとの間、または、前記制御用AIバルブと前記駆動部との間に、前記ハウジングを貫通する開口部を設けたことを特徴とする排気ガス浄化装置。 - 請求項1又は2記載の排気ガス浄化装置において、
前記マニホールド部に、前記第1配管路と接続される第1チェック弁と、前記第2配管路に接続される第2チェック弁とを設け、前記第1チェック弁および第2チェック弁は、それぞれの流通方向が互いに逆向きになるように設けられることを特徴とする排気ガス浄化装置。
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-
2003
- 2003-05-01 JP JP2003126355A patent/JP3984927B2/ja not_active Expired - Lifetime
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