JPS6115255B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はデイーゼル機関の負荷に対応して排気
の還流量を制御し、排気中のNOxを低減するよ
うにした排気還流制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

デイーゼル機関の排気還流制御装置としては、
例えば実開昭49−11113号公報やは特開昭53−
141825号公報などに開示されているように、機関
の吸気管に絞り弁を設け、機関の排気管と吸気管
とを還流管で連結し、還流管の吸気管開口部を絞
り弁の下流側に設け、絞り弁の開閉状態を電磁ア
クチユエータにより調節することにより排気還流
量を制御している。しかし、電磁アクチユエータ
はアクチユエータ自体の構成が複雑となる欠点を
有している。また、空気圧式アクチユエータによ
り絞り弁を制御することも考えられるが、空気圧
式アクチユエータは空気圧（正圧あるいは負圧）
源が別途必要であり、構成が複雑となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は上記従来技術の欠点を除去し、
構成が簡単で、さらに機関の負荷により精度良く
排気還流量を制御することができるデイーゼル機
関の排気還流制御装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明の構成は機
関の排気管と吸気管とを結ぶ還流管と、吸気管の
前記還流管との接続部よりも上流側部分に設けた
吸気弁と、該吸気弁の開度を調節するための油圧
アクチユエータと、前記油圧アクチユエータと燃
料噴射装置のフイードポンプの吐出口側とを接続
しフイードポンプの吐出燃料を前記油圧アクチユ
エータに導く手段と、前記油圧アクチユエータに
加えられる燃料圧力を調節するための電磁弁と、
前記電磁弁を開閉するための電気制御装置とを具
備し、該電気制御装置が燃料噴射装置の回転数お
よび燃料噴射量にそれぞれ対応する電気信号を入
力とし、機関の負荷に対応して排気還流量を制御
するものである。

〔作用〕

機関の負荷の増減に対応して電磁弁８，９が開
閉され、これにより油圧アクチユエータ２４が作
動し、吸気弁２０の開度が制御される。この吸気
弁２０の開度の変化に対応して吸気管１８におけ
る還流管２２の出口２２ａとの接続部の圧力が変
化し、排気管２３から還流管２２を経て還流され
る排気還流量が加減される。排気還流量は電磁弁
８，９を開閉する電気制御装置１０により最適に
制御される。

〔発明の実施例〕

本発明を実施例に基づいて説明する。第２図に
示すように、機関２１の吸気管１８に吸気弁２０
を設け、排気管２３から還流管２２を分岐し、吸
気管１８の吸気弁２０に隣接しかつ下流側に接続
する。吸気弁２０の開度を調節するために、吸気
弁２０の支軸に固定したレバー１７が油圧アクチ
ユエータ２４に接続される。油圧アクチユエータ
２４はシリンダ１２にピストン１５を嵌装して室
１４，１６を仕切り、室１６に収容したばね１１
によりピストン１５が左方へ付勢されるように構
成される。

燃料噴射装置２６の内部に構成される燃料溜室
から通路２８，２９を経て室１４に燃料圧力が加
えられる一方、燃料溜室から通路２８，３０、絞
り４０および通路３１を経て室１６に減圧された
燃料圧力が加えられる。通路２８を燃料タンク１
３へ接続する通路３３の途中に電磁弁８が挿入接
続され、さらに通路３１を燃料タンク１３に接続
する通路３２の途中に電磁弁９が挿入接続され
る。

燃料噴射装置２６は公知のように燃料タンク１
３から燃料を燃料溜室へ供給するためのフイード
ポンプ２を備えており、この吐出口が燃料溜室に
接続される。燃料噴射装置２６の端部には分配バ
レルとこの内部に嵌装されるプランジヤとを有す
るハイドロリツクヘツド５が備えられる。プラン
ジヤは燃料溜室の内部に収容されたオルダム継手
とカム機構によりポンプ軸と結合されて回転しな
がら往復動するようになつている。

プランジヤにより加圧された燃料はハイドロリ
ツクヘツド５の端部に周方向に沿つて配設した吐
出弁４を経て機関の各気筒へ順次圧送される。燃
料噴射量を制御するために、プランジヤに外嵌し
た燃料制御スリーブ３が加速レバーの操作量と調
速装置に関連してプランジヤの軸方向に変位し、
プランジヤの圧送ストロークが加減される。ま
た、カム機構を回転変位させることにより、機関
により駆動されるカム軸１とプランジヤとの同期
回転位相を変更する噴射時期調節装置７が組み込
まれる。

１対の電磁弁８，９を制御するために電気制御
装置１０が設けられ、これに機関回転数、燃料噴
射量および吸入空気量に対応する電気的信号が加
えられる。機関回転数を検出するために、フイー
ドポンプ２に対向して公知の回転数検出器２５が
設けられる。燃料噴射量を検出するために燃料制
御スリーブ３の変位を、例えばコイルのインダク
タンス変化として検出する噴射量検出器６が設け
られる。さらに吸気管１８の入口に機関２１へ吸
入される空気量を検出する空気量検出器１９が設
けられる。

次に、本発明によるデイーゼル機関の排気還流
制御装置の作動について説明する。回転数検出器
２５と噴射量検出器６との信号により電気制御装
置１０において機関の負荷が検出され、機関の負
荷に応じて電磁弁８，９がそれぞれ開閉される。
一方、燃料噴射装置２６の燃料溜室の圧力は機関
回転数にほぼ比例して上昇し、この圧力は通路２
８，２９および通路３０，３１を経て油圧アクチ
ユエータ２４の室１４，１６に加えられ、両室間
の圧力差とばね１１の力とが釣り合う位置にピス
トン１５が停止している。

いま、機関の負荷が増加すると、電気制御装置
１０の出力により電磁弁９だけが開かれる。室１
６の圧力が通路３１、電磁弁９および通路３２を
経て燃料タンク１３へ解放され、ピストン１５が
ばね１１の力に抗して右方へ移動する。したがつ
て、レバー１７を介して吸気弁２０が時計方向に
回動され、開度が小さくなる。還流管２２の出口
２２ａにおける吸気管１８の静圧が低下し、還流
管２２を経て吸気管１８へ流れる排気の還流量が
増加する。この時、吸気管１８から吸入される新
鮮空気の流量が減少し、この変化は空気量検出器
１９により電気制御装置１０へフイードバツクさ
れる。そして、負荷に見合つた新鮮空気と還流排
気との割合が得られたところで電磁弁９が閉じ
る。

室１６の圧力が再び高くなり、ピストン１５が
左方へ移動し、吸気弁２０の開度を再び増大しよ
うとすると、吸気弁２０の開度変化が空気量検出
器１９のフイードバツク信号として電気制御装置
１０に加えられ、機関の負荷と比較され、再び電
磁弁９を開く。このように、負荷の変動およびそ
の大きさに対応して電磁弁９が間歇的に開閉さ
れ、室１６の圧力が調節される。電磁弁として比
例制御型のもの、つまり電磁コイルに加えられる
電流の強さに応じて通路の開度が変化する形式の
ものを用いてもよい。

逆に、機関の負荷が減少すると、電磁弁９が閉
じ、電磁弁８だけが開かれ、通路２８，２９を経
て室１４に加えられる圧力が低下し、ばね１１の
力によりピストン１５が左方へ移動し、室１４の
燃料が通路２９，２８および通路３３の電磁弁８
を経て燃料タンク１３へ戻される。ピストン１５
の左方運動に伴つて吸気弁２０の開度が増加し、
それだけ還流管２２の出口２２ａの静圧が上昇
し、還流管２２から吸気管１８へ流れる排気還流
量が少なくなる。この時、吸気管１８から吸入さ
れる新鮮空気の流量が増加し、この変化が空気量
検出器１９により電気制御装置１０へフイードバ
ツクされる。そして、新鮮空気の流量が負荷の減
少分に見合つた値になるように電磁弁８が間歇的
に開閉され、油圧アクチユエータ２４が制御さ
れ、吸気弁２０の開度が調節され、排気還流率が
機関の負荷に関連して制御される。

この排気還流率は第１図に示すようにNOx濃
度の最も高い3/4負荷で最大となるように、予め
電気制御装置１０に設定される。実際には電磁弁
８，９は交互に駆動されるのではなく、いずれも
間歇的に開閉され、その開閉時間の割合が電気制
御装置１０により制御される。すなわち、電磁弁
９は主として機関回転数の変化に対応して開閉時
間の割合が制御され、電磁弁８は負荷の上昇変化
に対応して電磁弁９よりも開いている時間の割合
が小さくなり、逆に負荷の減少変化に対応して開
いている時間の割合が大きくなる。したがつて、
燃料噴射装置２６の燃料溜室の圧力は通路３３ま
たは通路３２から燃料タンク１３へ間歇的に解放
され、機関と同期駆動される燃料噴射装置２６の
カム軸１の回転数変化に対する燃料溜室の圧力変
化が抑えられ、ほぼ一定に維持される。このこと
は機関回転数の上昇に対応して作動する噴射時期
調節装置７による噴射時期の進みが抑えられ、排
気中のNOxの発生量を抑えるのに役立つ。

電気制御装置１０は電子式中央演算装置を構成
するものであり、機関に過給機が取り付けられて
いる場合には、空気量検出器１９からの信号に基
づいて空気過給に見合つた還流量を得るように電
気制御装置１０から電磁弁８，９へ送られる信号
が補正される。過給機をもたない機関の場合に
は、空気量検出器１９は設けなくても所期の作用
効果を得ることができる。

〔発明の効果〕

本発明は上述のように、デイーゼル機関の排気
還流制御装置として、吸気弁２０の開度を制御す
る油圧アクチユエータ２４がデイーゼル機関に付
設される燃料噴射装置２６のフイードポンプ２か
らの吐出燃料油圧を駆動源として作動されるもの
であるから、格別に油圧源を設ける必要がなく、
コストの削減に役立つ。また、油圧アクチユエー
タ２４は１対の電磁弁８，９を吸気量や機関の負
荷などを入力信号とする電気制御装置１０により
開閉されるので、最適な新鮮空気量と排気還流量
との割合が吸気弁２０の開度だけで制御され、作
動が確実で精度が高く、特にNOxの発生量が最
も多い機関の最大負荷の3/4に近い運転で排気還
流率が最大とすることが可能であり、これにより
排気中のNOxの濃度を効果的に低減することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の排気還流制御装置により制御
されるデイーゼル機関の負荷と排気還流量との関
係を示す線図、第２図は本発明に係る機関の排気
還流制御装置についての構成図である。 １：カム軸、２：フイードポンプ、３：燃料制
御スリーブ、６：噴射量検出器、７：噴射時期調
節装置、８，９：電磁弁、１０：電気制御装置、
１３：燃料タンク、１８：吸気管、１９：空気量
検出器、２０：吸気弁、２２：還流管、２３：排
気管、２４：油圧アクチユエータ、２５：回転数
検出器、２６：燃料噴射装置、４０：絞り。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 機関の排気管と吸気管とを結ぶ還流管と、吸
   気管の前記還流管との接続部よりも上流側部分に
   設けた吸気弁と、該吸気弁の開度を調節するため
   の油圧アクチユエータと、前記油圧アクチユエー
   タと燃料噴射装置のフイードポンプの吐出口側と
   を接続しフイードポンプの吐出燃料を前記油圧ア
   クチユエータに導く手段と、前記油圧アクチユエ
   ータに加えられる燃料圧力を調節するための電磁
   弁と、前記電磁弁を開閉するための電気制御装置
   とからなり、該電気制御装置は燃料噴射装置の回
   転数および燃料噴射量にそれぞれ対応する電気信
   号を入力とし、機関の負荷に対応して排気還流量
   を制御することを特徴とするデイーゼル機関の排
   気還流制御装置。