CN102317610A - 内燃机 - Google Patents

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Abstract

在避免EGR气体过度冷却并且抑制在排气再循环通路构件周边部分上的热损坏的同时，使EGR管通路的长度最小化。在发动机主体(100)沿气缸列方向(A)的一个发动机主体端部处设置突出部(101)，突出部(101)沿着进气侧发动机主体侧面(21)和排气侧发动机主体侧面(23)彼此连接的方向延伸。EGR管(41)布置在突出部(101)下方的空间(102)中，在管本身与发动机主体端部之间形成有空间(103)。

Description

内燃机
技术领域
本发明涉及一种内燃机，尤其涉及内燃机的用于使排气再循环的排气再循环通路构件的布置和周围的结构。 
背景技术
用于汽车的内燃机通常包括：限定在发动机主体内的多个气缸，气缸由气缸体和气缸盖组成；进气歧管或进气通路构件，其设置在发动机主体的进气侧，进气侧限定在发动机主体相对于气缸列方向的一侧上；以及排气歧管或排气通路构件，其设置在发动机主体相对于气缸列方向的排气侧。 
为了改善排气性能，进行排气再循环(EGR)的内燃机设置了将排气从排气侧再循环至进气侧的排气再循环通路构件。 
作为排气再循环通路的一个示例，由经过发动机主体气缸列端部旁边或越过气缸盖的排气再循环管(EGR管)限定通路，将进气歧管限定的通路与排气歧管限定的通路相连通(例如，参见日本专利申请公报：No.H8-218950)。排气再循环通路的另一示例是这样的通路，其主要部分为从进气侧到排气侧的穿过气缸盖的内部通路(例如，参见日本专利申请公报：No.H11-82185)。 
发明内容
在EGR管布置成从发动机主体的气缸列端部旁边经过的结构中，排气再循环通路会变长，从而通过排气再循环通路的排气(EGR排气)的温度降低更大，这导致燃烧温度的降低，从而使得内燃机的燃烧劣化。 
在EGR管越过气缸盖的结构中，与EGR管从发动机主体的气缸列端部旁边经过的结构相比，排气再循环通路的长度可设计地更短，由此 防止通过排气再循环通路的EGR气体的温度降低。 
然而，在该结构中，由于在气缸盖上布置了许多耐热性差的塑料构件，例如空气滤清器和进气管，所以当EGR管变热时，布置在气缸盖上的这些构件会暴露于穿过EGR管的排气的热量中，由此它们的耐用性和性能就会恶化。因此，布置在EGR管附近的部件会被热破坏。另外，该结构需要用于布置EGR管的空间，由此限制了车辆前部布置的自由度。 
另一方面，如果排气再循环通路的主要部分是从进气侧至排气侧穿过气缸盖的内部通路，那么排气再循环通路的长度可以设计得更短，然而，在冷起动一暖机的过程中，存在EGR气体可能被具有大的热容量的冷却气缸盖过度冷却的风险。这会导致燃烧温度的下降，由此降低内燃机的燃烧质量。 
本发明要解决的问题是在减小排气再循环通路构件(EGR管)的长度的同时，防止EGR气体过度地冷却，并防止布置在排气再循环通路构件附近的部件被热破坏。 
根据本发明的内燃机包括：限定了多个气缸的发动机主体；进气通路构件，该进气通路构件设置在所述发动机主体的进气侧，该进气侧限定于所述发动机主体相对于气缸列方向的一侧；排气通路构件，该排气通路构件设置在所述发动机主体的排气侧上，该排气侧限定于所述发动机主体相对于气缸列方向的另一侧；排气再循环通路构件，该排气再循环通路构件将由所述进气通路构件限定的通路与由所述排气通路构件限定的通路连通，由此使排气从所述排气侧至所述进气侧再循环，其中，所述发动机主体包括从该发动机主体的气缸列端部突出并从所述进气侧向所述排气侧延伸的突出部，而且其中，所述排气再循环通路构件布置在所述突出部下方限定的空间中，在所述排气再循环通路构件和所述发动机主体的气缸列端部之间限定有间隙。 
在根据本发明的内燃机中，所述排气再循环通路构件具有非面对侧，该非面对侧不面对所述发动机主体的所述气缸列端部或所述突出部的壁，并且所述内燃机还包括覆盖所述非面对侧且不与该非面对侧接触的挡热板。 
在根据本发明的内燃机中，优选地，所述挡热板在其上端附接至所述突出部，并从所述上端向下延伸以便限定通路容纳空间，所述排气再循环通路构件穿过该通路容纳空间，所述通路容纳空间包括在所述突出部下方限定的所述空间。 
在根据本发明的内燃机中，优选地，所述发动机主体的气缸列端部在比所述挡热板附接于所述突出部的附接点更高的位置设置有燃料泵安装表面，所述挡热板限定了通路容纳空间，并延伸成将所述燃料泵安装表面与所述排气再循环通路构件空间分离。 
在根据本发明的内燃机中，所述发动机主体的所述气缸列端部在比所述挡热板附接于所述突出部的附接点高而比所述燃料泵安装表面低的位置处设置有肋条，该肋条在与所述突出部的突出方向相同的方向上突出。 
在根据本发明的内燃机中，优选地，所述肋条的边缘布置成比所述挡热板附接至所述突出部的附接点更加朝外。 
在根据本发明的内燃机中，优选地，所述肋条具有相对于垂直方向倾斜的倾斜部，所述挡热板具有凹部，该凹部朝所述肋条的底端凹进并位于所述肋条的所述倾斜部的最低点的下方。 
在根据本发明的内燃机中，优选地，所述挡热板在其所述凹部处利用螺栓附接至所述发动机主体的所述气缸列端部。 
在根据本发明的内燃机中，优选地，所述排气再循环通路构件不与所述发动机主体接触，由此在所述排气再循环通路构件和所述发动机主体之间不存在直接热传导。 
根据本发明的内燃机，由于排气再循环通路构件布置在突出部下方限定的空间中，在排气再循环通路构件本身和发动机主体的气缸列端部之间具有间隙，所以特别地，在冷起动-暖机过程中，不存在由于从排气再循环通路构件到发动机主体的热传导引起的排气再循环通路构件的热损失的风险，其中发动机主体被穿过在气缸体和气缸盖中形成的冷却水通路的冷却水冷却并由此具有大的热容量。因此，可防止经过排气再循环通路构件的EGR气体被过度地冷却。 
另外，通过有效地利用在突出部下方限定的空间(死空间)，排气再循环通路构件的长度可比经过发动机主体外侧的其他传统管更短，同时，可减少排气再循环通路构件所占的空间，由此避免了发动机室布置的自由度降低。 
另外，由于排气再循环通路构件布置在突出部下方限定的空间中，所以突出部提供了屏障效应，抑制了来自排气再循环通路构件的向上热扩散。这样防止了布置在排气再循环通路构件附近的构件被热破坏。 
附图说明
图1是一个实施方式中根据本发明的内燃机的主要部件的立体图； 
图2是同一实施方式中根据本发明的内燃机的主要部件的放大主视图； 
图3是同一实施方式中根据本发明的内燃机的主要部件的放大立体图； 
附图标记说明 
10气缸体  20气缸盖  21进气侧  23排气侧 
24冷却水通路  25排气歧管  28肋条  30凸轮架 
33燃料泵安装表面  40燃料泵  41、42EGR管 
43EGR气体冷却器  44EGR旁路阀  45EGR阀 
50挡热板 100发动机主体  101突出部  102下方空间 
103间隙  104EGR管容纳空间 
具体实施方式
下面，参照图1至4描述根据本发明的内燃机的实施方式。 
发动机主体100包括气缸体10、安装在气缸体10上的气缸盖20、以及安装在气缸盖20上的突轮架30。 
气缸体10具有多个形成在其中的气缸孔(未示出)，并限定了多个气缸，气缸与覆盖气缸体10的气缸盖20一起布置在一直线上。多个气缸的列方向由这些图中的箭头A表示。 
气缸盖20具有形成在发动机主体的进气侧21上的用于气缸的进气口22，进气侧限定在发动机主体相对于气缸列方向A的一侧。气缸盖20还具有形成在发动机主体的排气侧23上的用于气缸的排气口(未示出)，排气侧23限定在发动机主体相对于气缸列方向A的另一侧。另外，气缸盖20设置有形成在其中的冷却水通路24。 
气缸盖20在发动机主体的进气侧21上设置有进气歧管(未示出)或进气通路构件，在发动机主体的排气侧23上设置有排气歧管25或排气通路构件。 
气缸盖20设置有突出部101，突出部101从气缸盖20相对于气缸列方向A的端部26(气缸列端部26)突出，并从发动机主体进气侧21向排气侧23的方向延伸。通过使气缸盖20的气缸列端部26的上部相对于发动机主体比气缸体10在气缸列方向A上的端部11(气缸列端部11)更向外突起而形成突出部101，由此限定了突出部101下方的空间102。在该实施方式中，突出部101从发动机主体的进气侧21到排气侧23几乎均匀地形成。气缸体10的气缸列端部11和气缸盖20的气缸列端部26的下部形成几乎连续的表面。 
突轮架30支撑发动机阀系统的突轮轴31和32。突轮架30在其相对于气缸列方向A的端部处设置有用来安装燃料泵40的燃料泵安装表面33。燃料泵安装表面33布置在比突出部101更高的位置。燃料泵40以可驱动的方式连接到突轮轴31，并由此通过突轮轴31旋转。 
内燃机包括排气再循环系统，排气再循环系统由EGR管41和42、EGR气体冷却器43、EGR旁路阀44和EGR阀45组成，它们是排气再循环构件。这些构件将进气歧管(未示出)限定的通路与排气歧管25限定的通路连通，由此使排气从排气侧向进气侧再循环。 
EGR管42、EGR气体冷却器43、EGR旁路阀44和EGR阀45布置在发动机主体的进气侧21的附近，并紧邻设置在发动机主体的进气侧21上的进气歧管(未示出)。 
EGR管41的主要部分布置在突出部101下方的空间102中，并且由EGR管41限定的通路在其一端与排气歧管25上形成的EGR口27连通，而在其另一端与由布置在比EGR管41更低位置的另一EGR管42限定的通路的端部连通。另外，EGR管41未直接或间接地与发动机主体100相接触(例如，不存在将EGR管41的中间部分和发动机主体100相连接的支撑件)，由此不存在EGR管41和发动机主体100之间的直接热传导。 
具体地，EGR管41与从发动机主体的排气侧23至进气侧21的方向几乎平行地延伸，并且布置在突出部101下方限定的空间102中，从而与气缸体10的端部11和气缸盖20的端部26一起限定间隙103。因此，EGR管41设置成使其以短长度从发动机主体的端部旁边经过。 
突出部101的气缸列端部作为气缸盖20的气缸列端部26的一部分，设置有在突出部101上附接的挡热板50。挡热板50在其上端利用螺栓51，52和53附接至突出部101的气缸列端部，并且从该上端处朝着在突出部101下方限定的空间102向下延伸，从而限定EGR管容纳空间104，该EGR管容纳空间包括在突出部101下方限定的空间102。 
挡热板50覆盖EGR管41的非面对侧(non-facing side)41A，非面对侧是EGR管41的、不面对气缸盖20的端部26或突出部101且不与它们接触的部分。挡热板50与气缸盖20的端部26和突出部101一起限定了EGR管容纳空间104，并将燃料泵安装表面33与EGR管的安装空间(EGR管容纳空间104)空间分离。 
在该实施方式中，EGR管41从在突出部101下方限定的空间102部分地突出，并且挡热板50构造成相对于发动机主体向外弯曲，从而覆盖EGR管41的一部分，该部分从在突出部101下方限定的空间102突出并且不与其接触。 
气缸盖20的端部26在比挡热板50附接至气缸盖20的端部26的附接点55高而比燃料泵安装表面33低的位置设有肋条28。肋条28形成为在与突出部101从气缸20的端部26突出的方向相同的方向上突出。从前方看(正视)时，肋条28具有V字形状，并且其比附接点55更向外突出。由于从前看(正视)时，肋条28具有V字形状，所以其具有相对于垂直方向倾斜的倾斜部28A。 
挡热板50在其上形成有凹部56，凹部56在肋条28的倾斜部28A的最低点28B的下方形成并朝肋条28的底端凹进。挡热板50在凹部56处利用螺栓51附接至气缸盖20的端部26。 
具有上述构造的内燃机提供了以下优点： 
(1)由于EGR管41布置在突出部101下方限定的空间102中，在 EGR管41本身和发动机主体100之间存在间隙103，所以特别是在冷起动-暖机过程中，不存在由于EGR管41到发动机主体100的热传导而造成EGR管41热损失的风险，发动机主体被穿过在气缸体10和气缸盖20中形成的冷却水通路24的冷却水冷却并由此具有大的热容量。因此，可防止经过EGR管41的EGR气体被过度地冷却。 
另外，通过有效地利用在突出部101下方限定的空间102(死空间)，EGR管41的长度可比经过发动机主体外侧的其它传统EGR管更短，同时，可减少EGR管41所占的空间，由此避免了发动机室布置的自由度的降低。 
另外，由于EGR管41布置在突出部101下方限定的空间102中，突出部101提供了屏障效应，抑制了EGR管41向上的热扩散。这样防止了EGR管41附近的构件被热破坏，由此减少了这些构件的性能劣化和耐久性损耗。 
(2)由于挡热板50覆盖了EGR管41的非面对侧41A，非面对侧41A不面对气缸盖20的端部26或突出部101且不与它们接触，由此更能有效地抑制EGR管41向上的热扩散。 
(3)由于挡热板50在其上端附接于突出部101，并从该上端处向下朝着在突出部101下方限定的空间102延伸，限定了包括在突出部101下方限定的空间102的EGR管容纳空间104，因此可阻止EGR管41向发动机室的辐射热扩散。另外，由于EGR管41释放的热量被限制在EGR管容纳空间104中，所以可防止经过EGR管41的EGR气体的温度降低。 
(4)由于安装燃料泵40的燃料泵安装表面33设置在比安装到发动机主体端部的突出部101高的位置，且挡热板50将燃料泵安装表面33与EGR管41的安装空间空间分离，所以当移除燃料泵时，可防止从燃料泵安装表面33上滴下的油或燃料到达EGR管41。 
(5)由于肋条28形成在比挡热板50附接在发动机主体的端部处的附接点55高而比燃料泵安装表面33低的位置，使其在与突出部101从发动机主体的端部突出的方向相同的方向突出，所以，可将在发动机主体端部表面上流动的油或燃料导离挡热板50，从而防止油或燃料到达和 弄污挡热板50。 
(6)由于肋条28比挡热板50附接在发动机主体端部处的附接点55更向外突出，所以可防止油或燃料在附接点55处通过挡热板50和发动机主体端部之间的间隙到达EGR管容纳空间104。 
(7)由于肋条28具有沿垂直方向倾斜的倾斜部28A，并且挡热板50在其上形成有凹部56，凹部56在肋条28的倾斜部28A的最低点28B的下方形成并朝肋条28的底端凹进，所以可进一步防止油或燃料在附接点55处通过挡热板50和发动机主体端部之间的间隙渗透到EGR管容纳空间104中。 
(8)由于挡热板50在凹部56处利用螺栓51附接在发动机主体的端部，所以可更进一步防止油或燃料在附接点55处通过挡热板50和发动机主体端部之间的间隙渗透到EGR管容纳空间104中。 
(9)由于EGR管41不与发动机主体100接触，也不存在例如将EGR管41的中间部分与发动机主体100连接的支撑件，所以不存在EGR管41和发动机主体100之间的直接热传导。由此，可更进一步阻止由于EGR管41向具有大热容量的发动机主体100热传导造成的EGR管41的热量损失。 
需要注意的是，本发明并不局限于上述实施方式，显而易见的是，在不脱离本发明范围精神的情况下，能够对本发明进行各种修改和变化。例如，由突出部101限定的空间102可容纳其它EGR部件，例如EGR气体冷却器43、EGR旁路阀44和EGR阀45。 
另外，突出部101不需要从发动机主体的进气侧21到排气侧23几乎均匀，并且可部分地设置在发动机主体的端部。 
另外，尽管在上述实施方式中，EGR管41从在突出部101下方限定的空间102部分地突出，而在另一个实施方式中，根据突出部101和EGR管41的尺寸，EGR管41可不从在突出部101下方限定的空间102突出。 
在上述实施方式中，尽管通过使气缸盖20的气缸列端部26的上部突出而形成突出部101，且EGR管41布置在突出部101下方限定的空 间102中，但是气缸列端部26的较低部可凹进，并且EGR管41可布置在凹进部分中。 
另外，可通过使气缸盖20的整个气缸列端部26相对于发动机主体比气缸体10的气缸列端部11更向外突出而形成突出部101。在这种情况下，突出部101的下表面设置在与气缸体10和气缸盖20之间的接合面几乎相同的高度处。 

Claims (9)

1.一种内燃机，包括：
限定了多个气缸的发动机主体；
进气通路构件，该进气通路构件设置在所述发动机主体的进气侧，该进气侧限定于所述发动机主体相对于气缸列方向的一侧；
排气通路构件，该排气通路构件设置在所述发动机主体的排气侧，该排气侧限定于所述发动机主体相对于气缸列方向的另一侧；
排气再循环通路构件，该排气再循环通路构件将由所述进气通路构件限定的通路与由所述排气通路构件限定的通路连通，由此使排气从所述排气侧至所述进气侧再循环，
其中，所述发动机主体包括从该发动机主体的气缸列端部突出并从所述进气侧向所述排气侧延伸的突出部，而且
其中，所述排气再循环通路构件布置在所述突出部下方限定的空间中，在所述排气再循环通路构件和所述发动机主体的气缸列端部之间限定有间隙。
2.根据权利要求1所述的内燃机，其中，所述排气再循环通路构件具有非面对侧，该非面对侧不面对所述发动机主体的所述气缸列端部或所述突出部的壁，并且所述内燃机还包括覆盖所述非面对侧且不与该非面对侧接触的挡热板。
3.根据权利要求2所述的内燃机，其中，所述挡热板在其上端附接至所述突出部，并从所述上端向下延伸以便限定通路容纳空间，所述排气再循环通路构件穿过该通路容纳空间，所述通路容纳空间包括在所述突出部下方限定的所述空间。
4.根据权利要求2所述的内燃机，其中，所述发动机主体的气缸列端部在比所述挡热板附接于所述突出部的附接点更高的位置设置有用于安装燃料泵的燃料泵安装表面，所述挡热板限定了通路容纳空间，并延伸成将所述燃料泵安装表面与所述排气再循环通路构件空间分离。
5.根据权利要求4所述的内燃机，其中，所述发动机主体的所述气缸列端部在比所述挡热板附接于所述突出部的附接点高而比所述燃料泵安装表面低的位置处设置有肋条，该肋条在与所述突出部的突出方向相同的方向上突出。
6.根据权利要求5所述的内燃机，其中，所述肋条的边缘布置成比所述挡热板附接至所述突出部的附接点更加朝外。
7.根据权利要求5所述的内燃机，其中，所述肋条具有相对于垂直方向倾斜的倾斜部，所述挡热板具有凹部，该凹部朝所述肋条的底端凹进并位于所述肋条的所述倾斜部的最低点的下方。
8.根据权利要求7所述的内燃机，其中，所述挡热板在其所述凹部处利用螺栓附接至所述发动机主体的所述气缸列端部。
9.根据权利要求1所述的内燃机，其中，所述排气再循环通路构件不与所述发动机主体接触，由此在所述排气再循环通路构件和所述发动机主体之间不存在直接热传导。
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