(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路(１)に過給機(２)を連通させ、排気通路(１)を通過する排気のエネルギーで吸気通路(３)に過給を行うようにするとともに、排気通路(１)から吸気通路(３)にＥＧＲガスを導入するＥＧＲガス通路(４)を設け、このＥＧＲガス通路(４)にＥＧＲ弁(５)を設け、このＥＧＲ弁(５)を弁アクチュエータ(６)で開閉するようにした、過給機付きエンジンにおいて、
ＥＧＲ弁(５)の弁アクチュエータ(６)として過給圧アクチュエータ(７)を用い、吸気通路(３)に過給圧導入通路(８)を介して過給圧アクチュエータ(７)の過給圧室(９)を連通させ、この過給圧室(９)に受圧作動体(１０)を臨ませ、過給圧室(９)に導入した過給圧(１１)で受圧作動体(１０)を作動させ、この受圧作動体(１０)にＥＧＲ弁(５)を連動連結し、受圧作動体(１０)の作動でＥＧＲ弁(５)を開弁方向に駆動することができるようにするとともに、ＥＧＲ弁(５)に閉弁付勢手段(１２)を設け、この閉弁付勢手段(１２)の閉弁付勢力(１３)でＥＧＲ弁(５)を閉弁方向に付勢することができるようにし、
過給圧室(９)に導入される過給圧(１１)が所定値未満である場合には、閉弁付勢手段(１２)の閉弁付勢力(１３)でＥＧＲ弁(５)の閉弁状態を維持し、過給圧室(９)に導入される過給圧(１１)が所定値以上になると、過給圧室(９)に導入された過給圧(１１)でＥＧＲ弁(５)が開弁するようにして、アイドル運転から急加速操作を行った場合、過給圧(１１)が上昇しない間は、ＥＧＲ弁(５)の閉弁を維持することができるようにし、
過給圧導入通路(８)に感温作動性の通路遮断弁(１４)を設け、エンジンの発熱が通路遮断弁(１４)の入熱部(１５)に伝達されるようにし、入熱部(１５)の入熱温度が所定値を超える場合には、通路遮断弁(１４)が開弁して過給圧(１１)を過給圧室(９)に導入できるようにし、入熱部(１５)の入熱温度が所定値未満である場合には、通路遮断弁(１４)が閉弁して過給圧(１１)が過給圧室(９)に導入されず、ＥＧＲ弁(５)の閉弁状態が維持されるようにした、ことを特徴とする過給機付きエンジン。
【請求項２】
請求項１に記載した過給機付きエンジンにおいて、
ＥＧＲ弁(５)をバタフライ弁(１６)で構成した、ことを特徴とする過給機付きエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過給機付きエンジンに関し、詳しくは、エンジン製造コストを低減することができるとともに、急加速操作時のスモーク発生を抑制することができる過給機付きエンジンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のエンジンとして、本発明と同様、排気通路に過給機を連通させ、排気通路を通過する排気のエネルギーで吸気通路に過給を行うようにするとともに、排気通路から吸気通路にＥＧＲガスを導入するＥＧＲガス通路を設け、このＥＧＲガス通路にＥＧＲ弁を設け、このＥＧＲ弁を弁アクチュエータで開閉するようにしたものがある。
この種のエンジンでは、過給によって出力を高めることができるとともに、吸気にＥＧＲガス(排気)を還流させ、燃焼室内での最高燃焼温度を低下させることにより、ＮＯＸの発生量を低減させることができる利点がある。
【０００３】
しかし、上記従来のエンジンでは、ＥＧＲ弁の弁アクチュエータとして電動アクチュエータを用い、この電動アクチュエータを制御手段を介してエンジン回転数センサや負荷センサに連携させているので、問題が生じている。また、このエンジンでは、エンジン回転数や負荷に基づくＥＧＲ弁の制御が行われているが、過給圧に基づくＥＧＲ弁の制御が行われていないので、問題が生じている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術では、次の問題がある。
《問題》  エンジン製造コストが高い。
ＥＧＲ弁の弁アクチュエータとして電動アクチュエータを用い、この電動アクチュエータを制御手段を介してエンジン回転数センサや負荷センサに連携させているので、ＥＧＲの弁制御に多数の電子部品を必要とする。また、電動アクチュエータは熱に弱いため、ＥＧＲ弁のガスシールに高精度のものを用いる必要がある。このため、部品コストが高くなり、エンジン製造コストが高い。
【０００５】
《問題》  急加速操作時にスモークが発生しやすい。
過給圧に基づくＥＧＲ弁の制御が行われていないので、アイドル運転から急加速操作を行った場合、過給圧が十分に上昇しない間に燃料が増量されるとともにＥＧＲ弁が開弁されることがある。このような場合には、吸気不足によってスモークが発生しやすい。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決することができる過給機付きエンジン、すなわち、エンジン製造コストを低減することができるとともに、急加速操作時のスモーク発生を抑制することができる過給機付きエンジンを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明の発明特定事項は、次の通りである。
図２に例示するように、排気通路(１)に過給機(２)を連通させ、排気通路(１)を通過する排気のエネルギーで吸気通路(３)に過給を行うようにするとともに、排気通路(１)から吸気通路(３)にＥＧＲガスを導入するＥＧＲガス通路(４)を設け、このＥＧＲガス通路(４)にＥＧＲ弁(５)を設け、このＥＧＲ弁(５)を弁アクチュエータ(６)で開閉するようにした、過給機付きエンジンにおいて、
図１または図４に例示するように、ＥＧＲ弁(５)の弁アクチュエータ(６)として過給圧アクチュエータ(７)を用い、吸気通路(３)に過給圧導入通路(８)を介して過給圧アクチュエータ(７)の過給圧室(９)を連通させ、この過給圧室(９)に受圧作動体(１０)を臨ませ、過給圧室(９)に導入した過給圧(１１)で受圧作動体(１０)を作動させ、この受圧作動体(１０)にＥＧＲ弁(５)を連動連結し、受圧作動体(１０)の作動でＥＧＲ弁(５)を開弁方向に駆動することができるようにするとともに、ＥＧＲ弁(５)に閉弁付勢手段(１２)を設け、この閉弁付勢手段(１２)の閉弁付勢力(１３)でＥＧＲ弁(５)を閉弁方向に付勢することができるようにし、
過給圧室(９)に導入される過給圧(１１)が所定値未満である場合には、閉弁付勢手段(１２)の閉弁付勢力(１３)でＥＧＲ弁(５)の閉弁状態を維持し、過給圧室(９)に導入される過給圧(１１)が所定値以上になると、過給圧室(９)に導入された過給圧(１１)でＥＧＲ弁(５)が開弁するようにして、アイドル運転から急加速操作を行った場合、過給圧(１１)が上昇しない間は、ＥＧＲ弁(５)の閉弁を維持することができるようにし、
過給圧導入通路(８)に感温作動性の通路遮断弁(１４)を設け、エンジンの発熱が通路遮断弁(１４)の入熱部(１５)に伝達されるようにし、入熱部(１５)の入熱温度が所定値を超える場合には、通路遮断弁(１４)が開弁して過給圧(１１)を過給圧室(９)に導入できるようにし、入熱部(１５)の入熱温度が所定値未満である場合には、通路遮断弁(１４)が閉弁して過給圧(１１)が過給圧室(９)に導入されないようにして、ＥＧＲ弁(５)の閉弁状態が維持されるようにした、ことを特徴とする過給機付きエンジン。
【発明の効果】
【０００８】
（請求項１に係る発明）
《効果》  エンジン製造コストを低減することができる。
図１または図４に例示するように、ＥＧＲ弁(５)の弁アクチュエータ(６)として過給圧アクチュエータ(７)を用い、吸気通路(３)に過給圧導入通路(８)を介して過給圧アクチュエータ(７)の過給圧室(９)を連通させ、この過給圧室(９)に受圧作動体(１０)を臨ませ、過給圧室(９)に導入した過給圧(１１)で受圧作動体(１０)を作動させ、この受圧作動体(１０)にＥＧＲ弁(５)を連動連結し、受圧作動体(１０)の作動でＥＧＲ弁(５)を開弁方向に駆動することができるようにするとともに、ＥＧＲ弁(５)に閉弁付勢手段(１２)を設け、この閉弁付勢手段(１２)の閉弁付勢力(１３)でＥＧＲ弁(５)を閉弁方向に付勢することができるようにしたので、ＥＧＲ弁(５)の弁制御に電子部品を必要としない。また、過給圧アクチュエータ(７)は、電動アクチュエータに比べて耐熱性が高いので、ＥＧＲ弁(５)のガスシール(３９)に高精度のものを用いる必要はない。このため、部品コストが低くなり、エンジン製造コストを低減することができる。
【０００９】
《効果》  急加速操作時のスモーク発生を抑制することができる。
図１または図４に例示するように、過給圧室(９)に導入される過給圧(１１)が所定値未満である場合には、閉弁付勢手段(１２)の閉弁付勢力(１３)でＥＧＲ弁(５)の閉弁状態を維持し、過給圧室(９)に導入される過給圧(１１)が所定値以上になると、過給圧室(９)に導入された過給圧(１１)でＥＧＲ弁(５)が開弁するようにして、アイドル運転から急加速操作を行った場合、過給圧(１１)が上昇しない間は、ＥＧＲ弁(５)の閉弁を維持することができるようにする。このため、吸気不足に起因する急加速操作時のスモーク発生を抑制することができる。
【００１０】
《効果》  始動時と暖気運転時の青白煙発生を抑制することができる。
図１または図４に例示するように、過給圧導入通路(８)に感温作動性の通路遮断弁(１４)を設け、エンジンの発熱が通路遮断弁(１４)の入熱部(１５)に伝達されるようにし、入熱部(１５)の入熱温度が所定値未満である場合には、通路遮断弁(１４)が閉弁して過給圧(１１)が過給圧室(９)に導入されず、ＥＧＲ弁(５)の閉弁状態が維持されるようにしたので、始動時と暖機運転時にＥＧＲ弁(５)の閉弁状態が維持される。このため、始動時と暖機運転時にＥＧＲガス(３４)で燃焼性が低下する不具合を防止することができ、青白煙発生を抑制することができる。
【００１１】
(請求項２に係る発明)
《効果》  過給圧アクチュエータに小出力のものを用いることができるとともに、ＥＧＲガスの還元率を正確に調節することができる。
図４に例示するように、ＥＧＲ弁(５)をバタフライ弁(１６)で構成したので、ポペット弁で構成する場合に比べ、開弁時の抵抗が小さく、過給圧アクチュエータ(７)に小出力のものを用いることができる。また、バタフライ弁(１６)は弁軸(１６ａ)が２箇所で軸受けされるので、ガタが少なく、ＥＧＲガス(３４)の還元率を正確に調節することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１〜図３は第１実施形態、図４と図５は第２実施形態を示している。
第１実施形態に係る過給機付きエンジンの構成は、次の通りである。
図３に示すように、シリンダブロック(１７)の上部にシリンダヘッド(１８)を組み付け、シリンダヘッド(１８)の上部にヘッドカバー(１９)を組み付けている。シリンダブロック(１)の前部にギヤケース(２０)と冷却水ポンプ(２１)とを組み付け、ギヤケース(２０)の後部に燃料噴射ポンプ(２２)を組み付けている。冷却水ポンプ(２１)のポンプ軸(２３)に冷却ファン(２４)を取り付け、ポンプ軸(２３)と冷却ファン(２４)とをファンベルト(２５)を介してクランク軸(２６)で駆動している。図２に示すように、シリンダヘッド(１９)の横一側に吸気通路(３)となる吸気マニホルド(２７)を取り付け、シリンダヘッド(１９)の横他側に排気通路(１)となる排気マニホルド(２８)を取り付けている。
【００１３】
図２に示すように、排気通路(１)に過給機(２)を連通させ、排気通路(１)を通過する排気のエネルギーで吸気通路(３)に過給を行うようにするとともに、排気通路(１)から吸気通路(３)にＥＧＲガス(排気)を導入するＥＧＲガス通路(４)を設け、このＥＧＲガス通路(４)にＥＧＲ弁(５)を設け、このＥＧＲ弁(５)を弁アクチュエータ(６)で開閉するようにしている。吸気通路(３)への過給は、過給機(２)から過給通路(２ａ)を介して行なわれる。ＥＧＲ弁(５)は、ＥＧＲ弁ケース(２９)内に収容されている。ＥＧＲ弁ケース(２９)は、ＥＧＲガス通路(４)の終端に配置されている。弁アクチュエータ(６)は、ＥＧＲ弁ケース(２９)に取り付けられている。
【００１４】
ＥＧＲ弁の駆動機構は、次の通りである。
図１に示すように、ＥＧＲ弁(５)の弁アクチュエータ(６)として過給圧アクチュエータ(７)を用い、吸気通路(３)に過給圧導入通路(８)を介して過給圧アクチュエータ(７)の過給圧室(９)を連通させ、この過給圧室(９)に受圧作動体(１０)を臨ませ、過給圧室(９)に導入した過給圧(１１)で受圧作動体(１０)を作動させ、この受圧作動体(１０)にＥＧＲ弁(５)を連動連結し、受圧作動体(１０)の作動でＥＧＲ弁(５)を開弁方向に駆動することができるようにするとともに、ＥＧＲ弁(５)に閉弁付勢手段(１２)を設け、この閉弁付勢手段(１２)の閉弁付勢力(１３)でＥＧＲ弁(５)を閉弁方向に付勢することができるようにしている。ＥＧＲ弁(５)はポヘット弁(３０)、受圧作動体(１０)はダイヤフラム(３１)、閉弁付勢手段(１２)は押しバネ(３２)である。図１中の符号(３４)はＥＧＲガスを示している。ポペット弁(３０)の弁軸の周囲はガスシール(３９)で封止されている。
【００１５】
ＥＧＲ弁の作動は、次の通りである。
図１に示すように、過給圧室(９)に導入される過給圧(１１)が所定値未満である場合には、閉弁付勢手段(１２)の閉弁付勢力(１３)でＥＧＲ弁(５)の閉弁状態を維持し、過給圧室(９)に導入される過給圧(１１)が所定値以上になると、過給圧室(９)に導入された過給圧(１１)でＥＧＲ弁(５)が開弁するようにして、アイドル運転から急加速操作を行った場合、燃料が増量されても、過給圧(１１)が十分に上昇しない間は、ＥＧＲ弁(５)の閉弁を維持することができるようにしている。
【００１６】
他の工夫は、次の通りである。
図１に示すように、過給圧導入通路(８)に感温作動性の通路遮断弁(１４)を設け、エンジンの発熱が通路遮断弁(１４)の入熱部(１５)に伝達されるようにし、入熱部(１５)の入熱温度が所定値を超える場合には、通路遮断弁(１４)が開弁して過給圧(１１)を過給圧室(９)に導入できるようにし、入熱部(１５)の入熱温度が所定値未満である場合には、通路遮断弁(１４)が閉弁して過給圧(１１)が過給圧室(９)に導入されず、ＥＧＲ弁(５)の閉弁状態が維持されるようにしている。通路遮断弁(１４)はバイメタルで開閉する弁機構を備え、入熱部(１５)はシリンダジャケット(３５)内に臨ませ、シリンダジャケット(３５)内の冷却水の熱が入熱部(１５)に入熱されるようになっている。この通路遮断弁(１４)の入熱部(１５)は、エンジンの発熱が伝達されるものであればよく、冷却水の熱に限らず、エンジンオイルの熱、エンジン機壁の熱、ラジエータの冷却排風の熱が入熱されるものであってもよい。
【００１７】
第２実施形態は、次の点で第１実施形態が異なる。
図４に示すように、ＥＧＲ弁(５)をバタフライ弁(１６)で構成している。弁軸(１６ａ)を２箇所で軸受けしている。閉弁付勢手段(１１)をねじりバネ(３２)で構成している。弁ケース(２９)内にストッパ(３３)を設け、ねじりバネ(３２)で付勢したバタフライ弁(１６)をストッパ(３３)で受け止めることにより、バタフライ弁(１６)の閉弁状態を維持する。弁ケース(２９)に取付金具(３６)を介して過給圧アクチュエータ(７)を取り付けている。過給圧アクチュエータ(７)の出力軸(３７)の先端をバタフライ弁(１６)の入力アーム(３８)に接当させている。他の構成と機能は、第１実施形態と同じであり、図４と図５中、第１実施形態と同一の要素には、同一の符号を付しておく。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る過給機付きエンジンの過給圧アクチュエータとその周辺部分の縦断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る過給機付きエンジンの平面図を示す。
【図３】本発明の第１実施形態である過給機付きエンジンの正面図を示す。
【図４】本発明の第２実施形態に係る過給機付きエンジンの過給圧アクチュエータとその周辺部分の縦断面図である。
【図５】図５(Ａ)は図４のエンジンをＡ矢視方向から見た一部断面図、図５(Ｂ)は図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
【００１９】
(１) 排気通路
(２) 過給機
(３) 吸気通路
(４) ＥＧＲガス通路
(５) ＥＧＲ弁
(６) 弁アクチュエータ
(７) 過給圧アクチュエータ
(８) 過給圧導入通路
(９) 過給圧室
(１０) 受圧作動体
(１１) 過給圧
(１２) 閉弁付勢手段
(１３) 閉弁付勢力
(１４) 通路遮断弁
(１５) 入熱部
(１６) バタフライ弁
【図１】
0004613129.tif 000002
【図２】
0004613129.tif 000003
【図３】
0004613129.tif 000004
【図４】
0004613129.tif 000005
【図５】
0004613129.tif 000006