专利名称：废气再循环装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及内燃机附设的EGR装置。
技术背景现有知道附设有使废气的一部分返回到燃烧室的废气再循环(EGR) 装置的内燃机。例如专利文献1公开了结构筒单且能够使燃烧室内的压力 和温度上升，由此提高EGR效果的内燃机。该专利文献1记载的内燃机把经由排气口排气的废气在气体贮存室进 行蓄压，在压缩沖程时等使所述废气返回燃烧室。即在压缩冲程等把EGR 口配置的EGR阀打开，其结果是随着气体fi存室与燃烧室被连通而气体贮 存室内的废气被向燃烧室导入。向燃烧室导入的废气与空气和燃料的混合 气体一起被燃烧。这样使废气再燃烧的内燃机与不具备EGR装置的内燃机相比，有废气 中所包含的NOx量少的优点。专利文献1:(曰本)特开2000-282867号公报但上述这种内燃机在该内燃机的负载明显小时(例如空载时)，以即使 废气返回燃烧室燃烧速度也不变慢的结构为理想。优选即使把空气以最大 量向燃烧室导入，也能抑制出现爆震的结构。发明内容本发明的目的在于提供一种能解决上述课题的EGR装置。 为了达到所述目的，本发明的EGR装置附设于内燃机，该内燃机具备 设置于把空气向燃烧室导入的吸气口的吸气阀、设置于把在所述燃烧室燃烧的废气进行排气的排气口的排气阀，其中，具有 气体贮存室，其贮存所述废气；EGR阀，其设置在用于使所述废气从所述气体贮存室向所述燃烧室返 回的EGR 口处；
控制机构，其判断所述内燃机的负载状况；EGR阀开闭控制机构，其根据判断所述负载状况的所述控制机构的指 令来设定下面状态的某一个使所述EGR阀能够连续开闭的把所述气体贮 存室和所述燃烧室连续地连通或遮断的状态、或者把所述EGR阀关闭而维 持所述气体贮存室与所述燃烧室被遮断的状态。即根据本发明，按照内燃机的负载状况来选择EGR阀的能够开闭状态 或维持关闭状态(停止状态)的某一个。在处于能够开闭状态时，当把EGR 阀打开时则废气被向燃烧室导入而供再燃烧。另一方面，在处于停止状态 时，废气不会被向燃烧室导入。因此，例如在该内燃机的负载明显小时或 明显大时，由于只要把EGR阀设定成停止状态，则这时不会把废气向燃烧 室导入，所以能避免燃烧速度变慢。且能够期待能抑制出现爆震。由于仅设置EGR阀开闭控制机构就能够变更EGR阀的能够开闭状态 和停止状态，所以结构也不会变复杂。因此还能够抑制成本上升。在此，作为EGR阀开闭控制机构的一例能够举出这样的结构，该结构 具有EGR凸轮，其与使所述吸气阀和所述排气阀开闭的凸轮轴抵接；施力机构，其具备能够位移地外嵌在所述凸轮轴处而与该凸轮轴一 体旋转动作且设置有能够与所述EGR凸轮被抵接部进行抵接的抵接部的旋 转部、不进行旋转动作的非旋转部；位移机构，其使所述施力机构沿所述凸轮轴的轴线方向位移，使所述 被抵接部和所述抵接部抵4妄或离开。这时，在凸轮轴的内部不需要配置用于使EGR阀从能够开闭状态向停 止状态或相反变更的杆等。因此避免凸轮轴的径变大，结果是能够避免EGR 装置和内燃机的体积和重量变大。作为所述位移机构的一例能够举出这样的结构，该结构具有把持机 构，其把持具备所述施力机构的非旋转部；驱动器，其使所述把持机构沿 所述凸寿仑轴的轴线方向位移。根据本发明，设置有EGR阀开闭控制机构，而且按照内燃机的负载在 该EGR阀开闭控制机构的作用下把EGR阀从能够开闭状态向停止状态或 相反进行变更。因此，按照负载状况还能够使EGR阀成为停止状态而不使 废气向燃烧室返回。
因此，在内燃机的负载明显小时或明显大时，通过把EGR阀设定成停 止状态，就能够期待提高燃烧速度，且能够抑制出现爆震。
图1是附设有本实施例EGR装置的内燃机主要部分的概略纵剖视图； 图2是图1的II - II线向视剖视图；图3是图1的ni-ni线向视剖视图；图4是表示构成图1的EGR装置的EGR凸轮、施力用组装体、第一 爪和第二爪的概略分解立体结构图；剖视图。符号说明IOEGR装置 12内燃才几 14气缸 18气缸头 22活塞 24燃烧室 26吸气口 28排气口 30吸气阀 32排气阀 34、 36、 98摇臂 38凸轮轴 40、 42凸轮40a、 42a凸出部 64凸轮链轮 66凸轮链条 68EGR口70气体贮存室 72EGR阀80EGR凸轮 82施力用组装体 86、 88凸轮部 90第一凸部 92定位销 102内圈部件 104外圈部件 106轴承108、 110齿部 112第二凸部 114、 116爪 128电》兹元件 130杆 132止轴134电缆具体实施方式
以下关于本发明的EGR装置，以与附设它的内燃机的关系举出优选实 施例并参照附图详细说明。图1是附设有本实施例EGR装置10的内燃机12主要部分的概略纵剖 视图，图2和图3分别是图1的II-II线向视剖视图、图1的III-III线向视剖 视图。该内燃机12例如安装在汽车两轮车等车辆上，燃烧空气与燃料的混 合气来使该车辆行走。内燃机12具有气缸14设置的缸体本体16、与该缸体本体16的上方 连结的气缸头18、覆盖并保护该气缸头18上部的头盖20。活塞22插入气缸14，该活塞22经由连杆而与曲轴(都未图示)连结。
利用被该活塞22的上端面与气缸头18覆盖的空间形成燃烧室24。如图2所示，在气缸头18的内部形成有与用于把空气向燃烧室24 导入的吸气歧管(未图示)连通的吸气口 26、与用于把在燃烧室24燃烧过 的废气进行排气的排气歧管(未图示)连通的排气口 28。 一方面在吸气口 26设置吸气阀30，另一方面在排气口 28设置排气阀32。这些吸气阀30和排气阀32经由摇臂34、 36而在凸轮轴38的作用下 开闭。即凸轮轴38设置有凸轮40、 42，追随凸轮轴38的旋转动作而各凸 轮40、 42的凸出部40a、 42a在到达规定位置时则4姿压所述摇臂34、 36任 一个的一端部，该摇臂34、 36的任一个则以其大致中腹部为中心进行转动 动作。其结果是随着该摇臂34、 36的另一端部设置的按压部件44、 46的 任一个按压吸气阀30或排气阀32而该吸气阀30或排气阀32向燃烧室24 侧位移。在吸气阀30的周围配置有阀弹簧48、 50，这些阀弹簧48、 50的一端 部向被定位固定在气缸头18内的盘部件52就位，且另一端部向净皮外嵌在 吸气阀30前端部的弹簧承受部件54就位。随着凸轮轴38进行旋转动作而 凸轮40的凸出部40a从所述摇臂34的一端部离开，阀弹簧48、 50利用其 弹性作用而按压弹簧承受部件54。由此吸气阀30恢复到原来的位置，结局 是向吸气口 26就位。排气阀32也同样，在其周围配置有岡弹簧56、 58,这些阀弹簧56、 58的一端部向盘部件60就位，且另一端部向被外嵌在排气阀32前端部的 弹簧承受部件62就位。当凸轮轴38进行旋转动作而凸轮42的凸出部42a 从所述摇臂36的一端部离开，随之，在阀弹簧56、 58弹性作用下而弹簧 承受部件62被按压，其结果是排气阀32恢复到原来的位置而向排气口 28 就位。在此，凸轮轴38的一端部有凸轮链轮64连结(参照图1 )。凸轮轴38EGR 口 68 (参照图3 )形成在吸气口 26的右侧，该EGR 口 68与贮存 废气的气体贮存室70连通。EGR岡72在该EGR 口 68上就位或离开。吸气阀30和排气阀32同样地还在EGR阀72周围设置了阀弹簧74(参 照图3 )。该阀弹簧74的一端部向被定位固定在气缸头18内的盘部件76就 位，且另一端部向^皮外嵌在EGR阀72前端部的弹簧岸义受部件78就位。 在此如图1和图3所示，所述凸轮轴38还设置有用于使EGR阀72开 闭的EGR凸轮80。该EGR凸轮80能够相对凸4仑轴38独立地旋转动作。 即旋转作用力不从凸轮轴38向EGR凸轮80传递，而如后述那样仅从施力 机构即施力用组装体82传递。如图4所示，EGR凸轮80呈现大致圆环形状，其内周壁部形成有沿该 内周壁部的圆周方向的环状槽84。外周壁部鼓出地形成有第 一凸轮部86, 在从该第一凸轮部86离开规定角度的位置(例如按曲轴角度180° )形成 与该第一凸轮部86大致同样鼓出的第二凸轮部88。而且>^人其一底面突出地 设置有作为被抵接部的第一凸部90，该第一凸部90位于第一凸轮部86与 第二凸轮部88之间。另一方面，凸轮轴38设置有定位销92，该定位销92进入EGR凸轮 80内周壁部设置的所述环状槽84 (参照图1 )。由此，EGR凸轮80沿凸轮 轴38轴线方向的^f立移;故阻止。EGR凸轮80上也有摇臂98的一端部抵接。且该摇臂98的另一端部也 设置按压部件100，该按压部件100与EGR阀72的上端部4氐才妄。凸轮轴38还设置有所述施力用组装体82。该施力用组装体82具有盘 形状的内圈部件102和外圈部件104，在这些内圈部件102与外圈部件104 之间装配有轴承106 (参照图1 )。内圈部件102的内周壁部形成有齿部108 (参照图1、图3和图4),该 齿部108与凸轮轴38端部近旁的外周壁上形成的齿部IIO啮合。因此，随 着凸轮轴38的旋转动作而内圈部件102与凸轮轴38成一体地进行旋转动 作。即该内圈部件102是旋转部。在该内圈部件102中面临EGR凸4仑80侧的底面突出地形成有作为4氐 接部的第二凸部112 (参照图1和图4)。如后述那样，与该第二凸部112 抵接的所述第一凸部90 ^皮该第二凸部112按压而^f吏EGR凸轮80进行旋转 动作。另一方面，由于在内圈部件102与外圈部件104之间如上所述安装有 轴承106 (参照图1 )，所以外圏部件104并不追随内圈部件102而进行旋 转动作。换言之，外圏部件104是非旋转部。如图4所示，外圈部件104其外周壁被作为把持机构的第一爪114和 第二爪116所把持。这些第一爪114和第二爪116具有相互离开那样弯曲的 弯曲部118、 118，这些弯曲部118、 118彼此之间收容施力用组装体82。各 弯曲部118、 118分别设置有螺钉通孔，通过了这些螺钉通孔的螺钉120、 120与外圈部件104旋合，于是外圏部件104被与第一爪114和第二爪116连结。这些第一爪114和第二爪116的各直线部122、 122通过枢轴124的轴 线方向大致中腹部。如图2所示，该枢轴124被支承在气缸头18内。第一爪114和第二爪116的各正方形前端部126、 126分别形成有U字 状的缺口部，各缺口部通过有把构成作为驱动器的电磁元件(乂^乂< K、) 128的杆130进行卡止的止轴132。利用这些第一爪114、第二爪116(把持 机构)和电^f兹元件128来构成用于使施力用组装体82沿凸轮轴38的轴线 方向位移的位移才几构。如后所述，在该位移机构、EGR凸轮80 (参照图1、图3和图4)和 施力用组装体82的作用下，能够把EGR阀72设定成能够开闭状态或停止 状态的任一个。即这些位移机构、EGR凸轮80和施力用组装体82有EGR 阀开闭控制机构的功能。所述电磁元件128经由用于传递控制信号的电缆134而与未图示的控 制机构例如CPU电连接。该CPU进而与未图示的所述吸气歧管内部设置的也电连接。附设了本实施例EGR装置10的内燃机12基本上是以上的结构，下面 说明其作用效果。当内燃机12被施力，在凸轮链条66和凸轮链轮64的作用下则凸轮轴 38旋转动作。随之则凸轮40、 42进行旋转动作，当其中凸轮42的凸出部 42a到达规定位置，则摇臂36的端部经由按压部件46按压排气阀32。由此， 在阀弹簧56、 58收缩的同时而排气阀32从排气口 28离开。即排气口 28 与燃烧室24连通，随之，燃烧的废气被贮存在气体贮存室70中。部离开，在伸长的阀弹簧56、 58的弹性作用下，排气阀32返回到原来的 位置，向排气口28就位。即排气口 28与燃烧室24被遮断。另一方面，凸轮40的凸出部40a成为按压摇臂34端部的位置，由此， 在阀弹簧48、 50收缩的同时而吸气阀30从吸气口 26离开。换言之，吸气
口 26与燃烧室24连通，空气经由吸气口 26被向燃烧室24导入。当然，当凸轮轴38继续进行旋转动作而凸轮40的凸出部40a从摇臂 34的端部离开，则阀弹簧48、 50伸长并对吸气阀30施加弹性力。其结果 是吸气阀30返回到原来的位置并向吸气口 26就位，以至吸气口 26与燃烧 室24纟皮遮断。该期间，齿部108与凸轮轴38的齿部110啮合的施力用组装体82的 内圈部件102也与凸轮轴38随动进行旋转动作。该过程当中，所述CPU根据来自节气门开度传感器和旋转传感器等的 电信息而判断内燃机12的负载处于中速区域到部分区域时，该CPU向所述 电磁元件128发出指令，成为图1所示的状态。这时如该图1所示，EGR凸轮80的第一凸部90与施力用组装体82的 第二凸部112相互抵接。由于如上述那样施力用组装体82的内圏部件102 进行旋转动作，所以EGR凸轮80的第一凸部90 ^^皮施力用组装体82的第 二凸部112按压，由此则EGR凸轮80也进行旋转动作。当进行旋转动作的EGR凸轮80的第一凸轮部86或第二凸轮部88到 达规定位置，则由该第一凸轮部86或第二凸轮部88按压的摇臂98进行转 动动作，其端部经由:^安压部件100 ^^要压EGR阀72。由此在阀弹簧74 #皮压 缩的同时而EGR阀72从EGR 口 68离开而向燃烧室24侧位移，其结果是 把燃烧室24与气体贮存室70连通。因此，气体贮存室70所贮存的废气被 向燃烧室24导入，在下一个吸气沖程经由吸气口 26与新导入的空气和新 导入的燃料一起供给燃烧。当然，当第一凸轮部86或第二凸轮部88从摇臂98离开，则利用伸长 的阀弹簧74的弹性作用力而EGR阀72返回到原来的位置，向EGR 口 68 就位。如以上这样，当第一凸部90与第二凸部112相互抵接时，则EGR阀 72连续反复地;陂打开、关闭。另一方面，在所述节气阀开度成为最小的空载时和开度成为最大的最 大负载时，所述CPU根据来自节气门开度传感器和旋转传感器等的电信息 则判断是低负载区域到高负载区域。这时不需要把EGR阀72打开而使废 气返回到燃烧室24。于是所述CPU经由电缆134发出控制信号，向电^f兹元件128发出"使
杆130前进"的指令。通过该控制信号而如图5所示那样杆130进行前进 动作。随着该前进动作，其正方形前端部126、126经由止轴132而与该杆130 连结的第一爪114和第二爪116则以枢轴124为中心转动动作。如上所述，第一爪114和第二爪116都经由螺钉120、 120与外圈部件 104连结。因此，外圈部件104以至施力用组装体82整体都沿凸轮轴38的 轴线方向向图5中的右侧后退。当然，这时施力用组装体82被凸轮轴38 的齿部110所引导。这是由于该齿部IIO与内圈部件102的齿部108啮合的 缘故。通过该后退动作而内圈部件102的第二凸部112从EGR凸轮80的第 一凸部90离开。因此，不向EGR凸轮80传递旋转作用力，最终则EGR 凸轮80的旋转动作停止。当然EGR凸轮80的第一凸轮部86和第二凸轮 部88也不与摇臂98抵接，因此，EGR阀72也不经由按压部件IOO被摇臂 98所按压。即EGR阀72维持向EGR 口 68就位的状态，换言之是维持EGR 阀72被关闭的状态，结果是维持燃烧室24与气体贮存室70被遮断的状态。 是EGR阀72成为停止状态，因此废气不会向燃烧室24返回。这时，凸轮轴38继续进行旋转动作。因此构成施力用组装体82的内 圈部件102继续^:转动作。^旦如上所述，由于/人凸4仑轴38并不向EGR凸 轮80传递旋转作用力，所以EGR凸轮80不进行旋转动作。凸轮轴38设 置的定位销92在环状槽84内位移。因此，定位销92也不向EGR凸轮80 传递旋转作用力。由于定位用螺钉插入环状槽84,所以能够避免EGR凸轮80沿凸轮轴 38的轴线方向进行位移。即还能抑制产生EGR凸轮80的位置偏差。当所述节气阀开度从该状态被变更，则内燃机12的负载成为中速区域 到部分区域，检测到该情况的CPU经由电缆134向电磁元件128发出"使 杆130后退"的指令。通过该控制信号而杆130进行后退动作，同时经由 止轴132而与该杆130连结的第一爪114和第二爪116则以^fe轴124为中心 进行转动动作。最终如图1所示，内圏部件102的第二凸部112能够与EGR 凸轮80的第 一 凸部90抵接，结果是内圈部件102的旋转作用力能够向EGR 凸轮80传递。即EGR阀72能够开闭，在EGR阀72打开时则废气向燃烧 室24返回。
才艮据本实施例，仅组装具有相对EGR凸轮80有抵接或离开部位的施 力用组装体82这样简单的结构，就能够按照内燃机12的负载状况而把EGR 阀72设定成能够开闭状态或是维持关闭状态(停止状态)等，且从一个状 态向另一个状态的变更也非常容易。例如在该内燃机12的负载明显小时或明显大时，通过把EGR阀72设 定成停止状态，就能够期待提高燃烧速度，且能够抑制出现爆震。在上述实施例中把EGR阀72控制成能够开闭状态或停止状态的任一 个的EGR阀开闭控制机构是由EGR凸轮80、施力用组装体82和位移机构 所构成，但只要使EGR阀72能够从能够开闭状态向停止状态以及从停止 状态向能够开闭状态变更，则也可以是任何结构。另外，驱动器也可以是缸体结构。
权利要求
1、一种EGR装置，附设于内燃机，该内燃机具备设置于把空气向燃烧室导入的吸气口的吸气阀、设置于把在所述燃烧室燃烧的废气进行排气的排气口的排气阀，其特征在于，具有气体贮存室，其贮存所述废气；EGR阀，其设置在用于使所述废气从所述气体贮存室向所述燃烧室返回的EGR口处；控制机构，其判断所述内燃机的负载状况；EGR阀开闭控制机构，其根据判断所述负载状况的所述控制机构的指令来设定下面状态的某一个使所述EGR阀能够连续开闭的把所述气体贮存室和所述燃烧室连续地连通或遮断的状态、或者把所述EGR阀关闭而维持所述气体贮存室与所述燃烧室被遮断的状态。
2、 如权利要求1所述的EGR装置，其特征在于，所述EGR阀开闭控 制机构具有EGR凸轮，其与使所述吸气阀和所述排气阀开闭的凸轮轴抵接； 施力机构，其具备能够位移地外嵌在所述凸轮轴处而与该凸轮轴一体旋转动作且设置有能够与所述EGR凸轮被抵接部进行抵接的抵接部的旋转部、不进行旋转动作的非旋转部；位移机构，其使所述施力^U勾沿所述凸轮轴的轴线方向位移，使所述#^氐接部和所述4氐接部4氐接或离开。
3、 如权利要求2所述的EGR装置，其特征在于，所迷位移机构具有 把持机构，其把持具备所述施力机构的非旋转部；驱动器，其使所述把持 机构沿所述凸轮轴的轴线方向位移。
全文摘要
提供一种能提高燃烧速度且能抑制出现爆震的EGR装置。构成EGR装置(10)的EGR凸轮(80)设置在凸轮轴(38)上。该EGR凸轮相对凸轮轴能独立进行旋转动作，在其一底面突出形成有第一凸部(90)。凸轮轴也设置有施力用组装体(82)。该施力用组装体具有突出形成有第二凸部(112)且追随凸轮轴进行旋转动作的内圈部件(102)、经由第一爪(114)和第二爪(116)而与电磁元件(128)的杆(130)连结的外圈部件(104)，其中内圈部件追随凸轮轴进行旋转动作。在第一凸部与第二凸部抵接的状态下当内圈部件旋转，则EGR凸轮被传递旋转作用力而该EGR凸轮进行旋转动作。随之而EGR阀(72)进行开闭。
文档编号F02D13/02GK101397955SQ200810161800
公开日2009年4月1日 申请日期2008年9月26日 优先权日2007年9月28日
发明者薰 塙, 菊池一纪 申请人:本田技研工业株式会社