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発明の名称 過給機付きエンジン
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−177698(P2007−177698A)
公開日 平成19年7月12日(2007.7.12)
出願番号 特願2005−377352(P2005−377352)
出願日 平成17年12月28日(2005.12.28)
代理人 【識別番号】100087653
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴江 正二
発明者 畑浦 潔 / 宮▲崎▼ 学 / 中村 靖 / 滝井 紀 / 石原 睦久
要約 課題
エンジン製造コストの低減とともに、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。

解決手段
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、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、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、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11でEGR弁5が開弁するようにした。
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、
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、NO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、
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たので、アイドル運転から急加速操作を行った場合、過給圧(11)が十分に上昇しない間は、燃料が増量されても、EGR弁(5)の閉弁を維持することができる。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




 

 


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