JP6019352B1 - 排気圧力制御弁 - Google Patents
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Abstract
Description
別の観点の弁体は流通方向に対して45度から70度の斜めに傾いた状態で排気ガスの流路を閉状態にする。また排気ガスの上流側にある弁体の背側が凸状の曲面であってもよい。
図1は、ディーゼルエンジン(以下、単に「エンジン」と言う。)1の排気系の概略構成図である。エンジン1の排気系は、DPF(ディーゼル微粒子捕集フィルタ)装置2、第1排気圧力制御弁3、マフラ4及び第2排気圧力制御弁9を有する。また、エンジン1の排気系は、エンジン1の燃料ポンプ14と第1排気圧力制御弁3とを制御するために、ECU(電子制御装置)16を有する。エンジン1の排気マニホールド8は、断面が円形の排気ガス管路7に接続される。その排気ガス管路7の下流のDPF装置2は、セラミック製のフィルタと酸化触媒を内蔵し、排気ガスに含まれるパティキュレートや黒鉛を捕集する。DPF装置2の下流側は、排気ガス管路7を介して第1排気圧力制御弁3に接続される。第1排気圧力制御弁3は、エンジン1から排出される排気ガスの圧力を制御するために設けられる。第1排気圧力制御弁3の下流側は、排気ガス管路7を介してマフラ4が接続される。マフラ4は、排気ガスが外部へ排出される際に発生する排気音を低減する。マフラ4の下流側は、排気ガス管路7を介して第2排気圧力制御弁9が接続される。第2排気圧力制御弁9は、エンジン1の燃費向上のために設けられる。また第2排気圧力制御弁9は排気音を下げることができ、DPF装置2のパティキュレートや黒鉛も補助する。
図2(A)及び(B)に示されるように、第2排気圧力制御弁9Aのハウジング95Aは開口97を有し、その開口97にマフラ4の下流の排気ガス管路7が取り付けられる。また、ハウジング95Aはその下流側に開口99を有し、その開口99にも排気ガス管路7が取り付けられている。ハウジング95Aの下流の排気ガス管路7は無くてもよく、開口99から排気ガスが直接外部へ放出されてもよい。
以下、第1実施形態の動作について説明する。ECU16は、エンジン1の運転状態を検出する各種センサの検出信号を入力する。ECU16は、これら検出信号に基づいて、燃料ポンプ14を制御することによりエンジン1への燃料供給量及び燃料供給タイミングを制御する。エンジン1から排出される排気ガスは、排気マニホールド8及び排気ガス管路7を介してDPF装置2へ流れる。
三菱キャンター、型式KK−FE82DG、排気量4890ccのディーゼルエンジンで、同じ条件の速度で同じ道を走行し、燃費向上を測定した。
第2排気圧力制御弁9Aを取り付ける前:1リッターあたりの走行距離4.3km
第2排気圧力制御弁9Aを取り付けた後:1リッターあたりの走行距離5.3km
第2排気圧力制御弁9Aをマフラ4の下流に取り付けた方が、燃費が約23.3%向上した。
第1実施形態では、ディーゼルエンジンの排気系での説明であったが、ガソリンエンジンにも適用できる。
三菱パジュロミニ、型式E−H56A、排気量660ccのガソリンエンジンで、同じ条件の速度で同じ道を走行し、燃費向上を測定した。
第2排気圧力制御弁9Aを取り付ける前:1リッターあたりの走行距離6.4km
第2排気圧力制御弁9Aを取り付けた後:1リッターあたりの走行距離9.5km
第2排気圧力制御弁9Aをマフラ4の下流に取り付けた方が、燃費が約46.2%向上した。
図3は、別の第2排気圧力制御弁9Bの概略構成図である。図3(A)は、この第2排気圧力制御弁9Bを開状態にした弁体92を示した断面図である。図3(B)は、この第2排気圧力制御弁9Bを閉状態にした弁体92を示した断面図である。なお、一例の第2排気圧力制御弁9Aと同じ構造には同じ符号が付されている。
図3(C)は、この第2排気圧力制御弁9Cを開状態にした弁体92を示した断面図である。第2排気圧力制御弁9Bの例では、排気ガス管路7が斜め開口73を有していた。第2排気圧力制御弁9Cは、排気ガス管路7が流通方向に直交する開口でありながら、弁体92が流通方向に対して70度から45度ほどに傾き排気ガスの流路を閉じる。
<第2実施形態の構成>
図4は、ディーゼルエンジン1の排気系の概略構成図である。エンジン1の排気系は、DPF装置2、第3排気圧力制御弁19及びマフラ4を有する。また、エンジン1の排気系は、エンジン1の燃料ポンプ14と第3排気圧力制御弁19用の駆動モータ6とを制御するために、ECU16を有する。エンジン1の排気マニホールド8は、断面が円形の排気ガス管路7に接続される。その排気ガス管路7の下流にDPF装置2が配置され、DPF装置2の下流側は、排気ガス管路7を介して第3排気圧力制御弁19に接続される。第3排気圧力制御弁19は、エンジン1から排出される排気ガスの圧力及び遮蔽を制御するために設けられる。第3排気圧力制御弁19の下流側は、排気ガス管路7を介してマフラ4が接続される。排気ガスはマフラ4を通って外部へ放出される。
図5は、第3排気圧力制御弁19の第3排気圧力制御弁19Aの概略構成図である。図5(A)は、この第3排気圧力制御弁19Aを開状態にした弁体192Aを示した断面図である。図5(B)は、この第3排気圧力制御弁19Aを閉状態にした弁体192Aを示した断面図である。図5(C)は、図5(A)のC−C断面である。矢印は排気ガスの流通する流通方向である。
図6は第2実施形態の動作についてフローチャートである。以下このフローチャートを参照して説明する。
図7は、別の第3排気圧力制御弁19Bの概略構成図である。図7(A)は、この第3排気圧力制御弁19Bを開状態にした弁体192Bを示した断面図である。図7(B)は、この第3排気圧力制御弁19Bを閉状態にした弁体192bを示した断面図である。なお、第3排気圧力制御弁19Aと同じ構造には同じ符号が付されている。
2 … DPF装置
3 … 第1排気圧力制御弁
4 … マフラ
6 … 駆動モータ
7 … 排気ガス管路
8 … 排気マニホールド
9、9A、9B、9C … 第2排気圧力制御弁
12、13 … 圧力センサ
14 … 燃料ポンプ
16 … ECU
19、19A、19B … 第3排気圧力制御弁
61 … 軸受け
62 … シールリング
63 … カップリング
64 … 回転軸
65 … ステータコイル
67 … ロータ
71、91、191 … ボア
92、192A、192B、192b … 弁体
192p … 腹側
192r … 背側
93a … 溝
93b … リブ
94 … コイルバネ
95A、95B、95C、195A、195B … ハウジング
96、196 … 弁軸
97、97C、99、99C、197、199、199B … 開口
Claims (4)
- エンジンからの排気ガスが流通する第1断面を有するガス管路に取り付けられ、マフラより上流又は前記マフラから下流に配置される排気圧力制御弁であって、
前記第1断面の面積より大きな第2断面を有し、且つ該第2断面は上流から下流にかけて高さが低く形成される傾斜領域を有し、前記ガス管路に接続されて前記排気ガスを流通するハウジングと、
前記流通方向から見て前記第1断面と重なり合わない前記第2断面の位置に、前記ハウジングに前記流通方向と交差する方向に支持された弁軸と、
前記弁軸に連結されて、前記ガス管路に流通する前記排気ガスの流量を調整する弁体と、を備え、
前記エンジンから前記排気ガスが流通しない際に、前記弁体は前記流通方向に対して45度から70度の斜めに傾いた状態で前記排気ガスの流路を閉状態にし、
前記エンジンから前記排気ガスが強く流通する際に、前記弁体が前記傾斜領域に収まり前記排気ガスの流路を開状態にする排気圧力制御弁。 - 前記弁体で前記排気ガスの流通を調整するため、前記弁体を駆動する駆動部を備えた請求項1に記載の排気圧力制御弁。
- 前記駆動部は前記弁体の回転に弾性力を与える弾性体を含み、前記弾性力を使って前記弁体で前記排気ガスの流通を調整する請求項2に記載の排気圧力制御弁。
- 前記排気ガスの上流側にある前記弁体の背側が凸状の曲面で形成されている請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の排気圧力制御弁。
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