CN110410239B

CN110410239B - 内燃机

Info

Publication number: CN110410239B
Application number: CN201910311769.8A
Authority: CN
Inventors: 泽木敦司
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-04-26
Filing date: 2019-04-18
Publication date: 2021-09-14
Anticipated expiration: 2039-04-18
Also published as: US10753318B2; JP7067243B2; DE102019110558A1; JP2019190393A; CN110410239A; US20190331065A1

Abstract

本发明涉及内燃机，具有：具有安装部的内燃机本体；具有紧固连结于内燃机本体的部位的EGR冷却器；以及具有利用螺栓紧固连结于安装部的固定部和紧固连结于EGR冷却器的连接部的EGR阀；销固定于固定部和安装部的一方；供销插入的插入孔设置于固定部和安装部的另一方；插入孔的内径比销的外径大，并且，从插入孔的内径减去销的外径而得到的值比从供螺栓插入的固定部的螺栓孔的内径减去螺栓的轴径而得到的值小。

Description

内燃机

技术领域

本公开涉及内燃机。

背景技术

日本特开2015-203353号公报公开了设置有使排气的一部分返回进气通路的排气再循环装置的内燃机。

排气再循环装置具有使返回进气通路的排气的温度降低的EGR冷却器、以及与EGR冷却器相连并调整返回进气通路的排气的流量的EGR阀等，这些EGR冷却器和EGR阀固定于内燃机本体。

在EGR冷却器和EGR阀组装于内燃机本体的状态下，在由于零部件的制造误差和组装误差等而在EGR冷却器与EGR阀的连接部位产生位置偏移时，有时会在该连接部位产生间隙。即使产生这样的间隙，若牢固地固定EGR冷却器与EGR阀的连接部位来消除间隙，则也能够确保该连接部位的气密性。但是，在牢固地固定产生了间隙的状态的连接部位时，为了消除间隙而EGR冷却器挠曲变形，所以，会在该EGR冷却器产生应力。

发明内容

本公开的目的在于，提供一种能降低在EGR冷却器产生的应力的内燃机。

根据本公开的一方案，内燃机具有：具有安装部的内燃机本体；EGR冷却器，具有紧固连结于所述内燃机本体的部位，并构成为使返回到所述内燃机的进气通路的排气的温度降低；以及EGR阀，该EGR阀具有利用螺栓紧固连结于所述安装部的固定部、以及紧固连结于所述EGR冷却器的连接部，该EGR阀构成为调整返回到所述进气通路的排气的流量；销固定于所述固定部和所述安装部的一方；供所述销插入的插入孔设置于所述固定部和所述安装部的另一方；所述插入孔的内径比所述销的外径大，并且，从所述插入孔的内径减去所述销的外径而得到的值比从供所述螺栓插入的所述固定部的螺栓孔的内径减去所述螺栓的轴径而得到的值小。

附图说明

图1是表示第1实施方式的内燃机的立体图。

图2是从上方观察图1的内燃机的示意图。

图3是沿着图2的3-3线的剖视图。

图4是从上方观察图1的内燃机的示意图。

图5是第2实施方式的内燃机中的固定部和安装部的剖视图。

图6是第3实施方式的内燃机中的固定部和安装部的剖视图。

具体实施方式

(第1实施方式)

以下，参照附图，对第1实施方式的内燃机进行说明。

内燃机10具有多个汽缸，以下，将汽缸排列方向称为内燃机10的“长度方向L”，在图1、图2和图4中用箭头L表示“长度方向L”。另外，将与内燃机10的活塞的移动方向和长度方向L双方正交的方向称为内燃机10的“宽度方向W”，在图1、图2和图4中用箭头W表示“宽度方向W”。并且，将与“长度方向L”和“宽度方向W”双方正交的方向称为内燃机10的“上下方向H”，在图1、图3、图5和图6中用箭头H表示“上下方向H”。

如图1和图2所示，内燃机10具有活塞以能往复移动的方式被收纳的汽缸体40。

在汽缸体40的上部组装有形成有燃烧室11(参照图2)的汽缸盖20。汽缸盖20具有沿着长度方向L延伸的侧面，在该侧面开设有多个进气道25。

在汽缸盖20的上部组装有凸轮壳体30。在凸轮壳体30，设置着驱动进气门的凸轮轴16(参照图2)的轴承部38(参照图2)、以及驱动排气门的凸轮轴的轴承部。

在该凸轮壳体30的上部组装有汽缸盖罩100。

内燃机10具有使排气的一部分返回进气通路的排气再循环装置。该排气再循环装置具有使返回进气通路的排气的温度降低的EGR冷却器50、以及与EGR冷却器50相连并调整返回进气通路的排气的流量的EGR阀60等。

EGR冷却器50具有大致长方体形状且用冷却水冷却排气的冷却部51。在冷却部51中与汽缸盖20相对向的面，设有用于将排气从汽缸盖20导入冷却部51的孔。

在冷却部51的长度方向上的两端中的一端部，连接着供由冷却部51冷却了的排气流动的管部52。该管部52向相对于冷却部51的长度方向大致正交的方向弯曲，在管部52的末端设置着第1冷却器凸缘53。第1冷却器凸缘53形成为在冷却部51的长度方向扩展的板形状，在夹着管部52的对称位置分别开设孔54。另外，在冷却部51的长度方向上的两端中的另一端部设置着第2冷却器凸缘55。第2冷却器凸缘55也形成为在冷却部51的长度方向扩展的板形状，开设有2个供螺栓84插入的孔56。该第2冷却器凸缘55是用于将EGR冷却器50紧固连结于内燃机本体的部位。内燃机本体例如包括汽缸盖20、凸轮壳体30和汽缸体40。

EGR阀60具有与第1冷却器凸缘53相连的板状的第1阀凸缘61。在该第1阀凸缘61的中央部分形成排气导入孔62，该排气导入孔62是用于将排气导入EGR阀60内的孔，并且，通过将第1冷却器凸缘53组装于第1阀凸缘61而与管部52相连通。另外，在第1阀凸缘61中夹着排气导入孔62的对称位置分别设置着插入上述孔54的双头螺栓63。该第1阀凸缘61构成紧固连结于EGR冷却器50的连接部。

另外，EGR阀60具有在与第1阀凸缘61的凸缘面大致正交的方向扩展的第2阀凸缘64。在连接EGR阀60和内燃机10的进气歧管(省略图示)的EGR供给管70的端部设置着的入口凸缘71由螺栓86紧固连结固定于该第2阀凸缘64。另外，在EGR供给管70中设置着入口凸缘71的端部的相反侧的端部设置着出口凸缘73，该出口凸缘73与设置于进气歧管的EGR导入孔(省略图示)相连。

另外，EGR阀60具有在与第1阀凸缘61的凸缘面大致正交的方向扩展的板状的固定部66。在该固定部66，并列形成2个供螺栓82插入的螺栓孔67。这2个螺栓孔67是同一结构。

EGR冷却器50和EGR阀60如以下那样固定于内燃机10。

凸轮壳体30具有沿着长度方向L延伸的侧面13。凸轮壳体30的侧面13朝向与汽缸盖20中开设进气道25的侧面相同的方向。在凸轮壳体30的侧面13，设置着在宽度方向W突出的安装部31。在安装部31，并列形成2个供螺栓82插入的螺栓紧固连结部33。这2个螺栓紧固连结部33是同一结构，由螺栓82将EGR阀60的固定部66紧固连结于该安装部31的上表面31U。此外，螺栓82的配置数量能够适当改变。

另外，汽缸盖20具有沿着宽度方向W延伸的侧面14，在汽缸盖20的侧面14形成供EGR冷却器50的第2冷却器凸缘55固定的凸起部21，在该凸起部21形成供分别插入第2冷却器凸缘55的各孔56的螺栓84的阳螺纹啮合的阴螺纹部22。

接下来，对设置于固定部66的螺栓孔67、以及设置于安装部31的螺栓紧固连结部33的结构进行说明。

图3示出了EGR阀60的固定部66组装于凸轮壳体30的安装部31的状态下的安装部31的沿着上下方向H的剖视图。

在固定部66，在螺栓孔67的中心轴的同轴上压入圆筒状的销90。该销90从固定部66的下表面66T朝向上方压入，该销90的下部从固定部66的下表面66T朝向下方突出。销90的内径D1被设为与螺栓孔67的内径D2大致相同。另外，销90的内周面92的直径即内径D1被设为比在螺栓82中形成有阳螺纹的轴部即螺栓轴部82G的轴径d1大(D1＞d1)，在该销90的内径部分插入已从螺栓孔67插入的上述螺栓82。也就是说，销90是中空的圆筒状，在销90中插入上述螺栓82。

安装部31的螺栓紧固连结部33由从该安装部31的上表面31U朝向下方延伸并供上述销90插入的插入孔33A、以及与该插入孔33A同轴且形成于该插入孔33A的下方的阴螺纹部33B构成。在该阴螺纹部33B啮合上述螺栓82的阳螺纹。

距上表面31U的插入孔33A的深度H1为距下表面66T的销90的突出长度T1以上(H1≥T1)。

另外，插入孔33A的内径D3被设为比销90的外周面91的直径即外径d2大(D3＞d2)。

并且，将从插入孔33A的内径D3减去销90的外径d2而得到的值称为游隙值C1(C1＝D3-d2)。另外，将从螺栓孔67的内径D2减去螺栓轴部82G的轴径d1而得到的值称为游隙值C2(C2＝D2-d1)。游隙值C1比游隙值C2小(C1＜C2)。

EGR冷却器50、EGR阀60如以下那样组装于内燃机本体。

首先，如图3所示，将固定部66的销90插入安装部31的插入孔33A，在固定部66的下表面66T载置于安装部31的上表面31U的状态下，将用于将固定部66紧固连结于安装部31的螺栓82插入固定部66的各螺栓孔67。并且，将已插入的各螺栓82临时拧紧于安装部31的阴螺纹部33B。由此，进行EGR阀60相对于内燃机10的安装部31的临时组装。

另外，如图1所示，在将EGR阀60的2个双头螺栓63分别插入第1冷却器凸缘53的孔54后，将螺母88组装于各双头螺栓63并临时拧紧该螺母88。由此，进行EGR阀60和EGR冷却器50的临时组装。

另外，在使第2冷却器凸缘55的2个孔56和形成于汽缸盖20的凸起部21的2个阴螺纹部22分别一致的状态下，将2个螺栓84分别插入2个孔56，将已插入的2个螺栓84分别临时拧紧于凸起部21的2个阴螺纹部22。由此，进行EGR冷却器50相对于内燃机10的凸起部21的临时组装。

接下来，如图2所示，通过正式拧紧各螺母88而使EGR阀60的第1阀凸缘61的凸缘面61F和与该凸缘面61F相对向的第1冷却器凸缘53的凸缘面53F紧贴，完成EGR阀60和EGR冷却器50的组装。

接下来，通过正式拧紧螺栓82而完成EGR阀60向安装部31的组装，然后，通过正式拧紧螺栓84(参照图1)而完成EGR冷却器50向凸起部21的组装。此外，也可以在通过正式拧紧螺栓84(参照图1)而完成了EGR冷却器50向凸起部21的组装后，通过正式拧紧螺栓82而完成EGR阀60向安装部31的组装。

并且，使用螺栓86而将EGR供给管70组装于EGR阀60。

接下来，对第1实施方式的作用和效果进行说明。

(1)如图4所示，在EGR冷却器50和EGR阀60组装于内燃机本体的状态下，有时由于零部件的制造误差和组装误差等而在EGR冷却器50和EGR阀60的连接部位、即第1冷却器凸缘53的凸缘面53F和第1阀凸缘61的凸缘面61F之间产生间隙S。

在此，在假设EGR阀60牢固地固定于安装部31的状态下产生上述间隙S的情况下，在正式拧紧已组装于EGR阀60的双头螺栓63的螺母88时会成为以下的状态。也就是说，EGR冷却器50挠曲成使得第1冷却器凸缘53的凸缘面53F接近第1阀凸缘61的凸缘面61F，由此消除间隙S，从而确保凸缘面53F和凸缘面61F的气密性。但是，在此情况下，由于以消除间隙S的方式EGR冷却器50挠曲变形，所以，会在该EGR冷却器50产生应力。

关于这一点，在第1实施方式中，如图3所示，销90被压入EGR阀60的固定部66。并且，设置于凸轮壳体30的安装部31并供上述销90插入的插入孔33A的内径D3被设为比销90的外径d2大。

因此，在将EGR阀60的固定部66临时组装于凸轮壳体30的安装部31的状态下，销90能够在插入孔33A内在该插入孔33A的径向移动。也就是说，在临时组装的状态下，EGR阀60能够在安装部31的上表面31U移动最大为上述游隙值C1的量。

因此，如图4所示，即使在临时组装的状态下产生上述间隙S，若将组装于EGR阀60的双头螺栓63的螺母88正式拧紧，则EGR阀60就会以使得第1阀凸缘61的凸缘面61F接近第1冷却器凸缘53的凸缘面53F移动的方式移动。例如图4所示，EGR阀60向箭头M方向移动。通过这样的EGR阀60的移动，消除上述间隙S时的EGR冷却器50的挠曲被抑制，所以，能够减少在该EGR冷却器50产生的应力。

(2)另外，上述游隙值C1被设为比上述游隙值C2小，该游隙值C2是从供用于将固定部66紧固连结于安装部31的螺栓82插入的螺栓孔67的内径D2减去螺栓82的轴径d1而得到的值。也就是说，插入孔33A的内周面与销90的外周面91之间的游隙比螺栓孔67的内周面与螺栓轴部82G的外周面之间的游隙小。因此，与不具有上述插入孔33A和上述销90的构成相比，会提高将EGR阀60的固定部66临时组装于安装部31的状态下的该EGR阀60的定位精度。

(第2实施方式)

接下来，参照附图，对第2实施方式的内燃机进行说明。

在第1实施方式中，在EGR阀60的固定部66设置销90，并且，在凸轮壳体30的安装部31设置着供销90插入的插入孔33A。另一方面，在第2实施方式中，将销90设置于安装部31，并且，将供销90插入的插入孔68设置于固定部66，这一点与第1实施方式不同。于是，以下，以这样的不同点为中心，对第2实施方式的内燃机进行说明。此外，在图5中，对与第1实施方式中说明的部件相同的部件赋予相同的标号。

图5示出了EGR阀60的固定部66组装于凸轮壳体30的安装部31的状态下的安装部31的沿着上下方向H的剖视图。

如图5所示，在安装部31压入圆筒状的销90。该销90从安装部31的上表面31U朝向下方压入，该销90的上部从安装部31的上表面31U朝向上方突出。

另外，在安装部31，在该销90的下方形成与销90同轴的阴螺纹部33B。在该阴螺纹部33B，啮合用于将EGR阀60固定于安装部31的上述螺栓82的阳螺纹。在第2实施方式中，螺栓紧固连结部33由上述销90和上述阴螺纹部33B构成。

固定部66具有与螺栓孔67同轴且供上述销90插入的插入孔68，该插入孔68从该固定部66的下表面66T朝向上方延伸。

销90的内径D1被设为与螺栓孔67的内径D2大致相同。另外，销90的内周面92的直径即内径D1被设为比螺栓轴部82G的轴径d1大(D1＞d1)，在销90的内径部分插入已从螺栓孔67插入的上述螺栓82。也就是说，销90是中空的圆筒状，在销90中插入上述螺栓82。

距下表面66T的插入孔68的深度H1为距上表面31U的销90的突出长度T1以上(H1≥T1)。

另外，插入孔68的内径D3被设为比销90的外周面91的直径即外径d2大(D3＞d2)。

并且，将从插入孔68的内径D3减去销90的外径d2而得到的值称为游隙值C1(C1＝D3-d2)。另外，将从螺栓孔67的内径D2减去螺栓轴部82G的轴径d1而得到的尺寸差称为游隙值C2(C2＝D2-d1)。游隙值C1比游隙值C2短(C1＜C2)。

接下来，对第2实施方式的作用和效果进行说明。

(1)如图5所示，销90被压入凸轮壳体30的安装部31。并且，设置于EGR阀60的固定部66并供上述销90插入的插入孔68的内径D3被设为比销90的外径d2大。

因此，在将EGR阀60的固定部66临时组装于凸轮壳体30的安装部31的状态下，销90能够在插入孔68内在该插入孔68的径向上移动。也就是说，在上述临时组装的状态下，EGR阀60能够在安装部31的上表面31U移动最大为上述游隙值C1的量。

因此，在第2实施方式中，也能够得到与参照图4等说明了的第1实施方式同样的作用效果。也就是说，即使在将EGR阀60的固定部66临时组装于凸轮壳体30的安装部31的状态下产生上述那样的间隙S，只要将组装于EGR阀60的双头螺栓63的螺母88正式拧紧，EGR阀60就会以使得第1阀凸缘61的凸缘面61F接近第1冷却器凸缘53的凸缘面53F的方式移动。通过这样的EGR阀60的移动，消除上述间隙S时的EGR冷却器50的挠曲被抑制，所以，能够减少在该EGR冷却器50产生的应力。

(2)另外，上述游隙值C1被设为比上述游隙值C2小，该游隙值C2是从供用于将固定部66紧固连结于安装部31的螺栓82插入的螺栓孔67的内径D2减去螺栓82的轴径d1而得到的值。也就是说，插入孔68的内周面与销90的外周面91之间的游隙比螺栓孔67的内周面与螺栓轴部82G的外周面之间的游隙窄。因此，在第2实施方式中也同样地，与不具有上述插入孔68和上述销90的构成相比，会提高将EGR阀60的固定部66临时组装于安装部31的状态下的该EGR阀60的定位精度。

(第3实施方式)

接下来，参照附图，对第3实施方式的内燃机进行说明。

在第1实施方式中，销90是中空的圆筒状，在该销90的内径部分中插入用于将固定部66紧固连结于安装部31的上述螺栓82。

另一方面，在第3实施方式中，销110是实心的，供该销110插入的插入孔120设置于从供用于将固定部66紧固连结于安装部31的上述螺栓82插入的孔离开的位置，这一点与第1实施方式不同。于是，以下，以这样的不同点为中心，对第3实施方式的内燃机进行说明。此外，在图6中，对与第1实施方式中说明的部件相同的部件赋予相同的标号。

图6示出了EGR阀60的固定部66组装于凸轮壳体30的安装部31的状态下的安装部31的沿着上下方向H的剖视图。

在固定部66，贯通形成供螺栓82插入的螺栓孔67。

另外，在固定部66，在从螺栓孔67的轴方向观察从螺栓孔67离开的位置固定着上述销110。该销110从固定部66的下表面66T朝向上方压入，该销90的下部从固定部66的下表面66T朝向下方突出。此外，在第3实施方式中，设置2个销110，但该配置数量能够适当改变。

安装部31的螺栓紧固连结部33由从该安装部31的上表面31U朝向下方延伸并供上述螺栓82插入的螺栓孔33C、以及与该螺栓孔33C同轴且形成于该螺栓孔33C的下方的阴螺纹部33B构成。在该阴螺纹部33B啮合上述螺栓82的阳螺纹。另外，螺栓孔33C的内径D1与上述螺栓孔67的内径D2相同且被设为比螺栓82的螺栓轴部82G的轴径d1大(D1＝D2＞d1)。

另外，在安装部31，形成供上述2个销110分别插入的2个插入孔120。各插入孔120从该安装部31的上表面31U朝向下方延伸。该插入孔120形成于从供螺栓82插入的上述螺栓孔33C离开的位置。

距上表面31U的插入孔120的深度H1为距下表面66T的销110的突出长度T1以上(H1≥T1)。

另外，插入孔120的内径D3被设为比销110的外径d2大(D3＞d2)。

并且，将从插入孔120的内径D3减去销110的外径d2而得到的值称为游隙值C1(C1＝D3-d2)。另外，将从螺栓孔67的内径D2减去螺栓轴部82G的轴径d1而得到的值称为游隙值C2(C2＝D2-d1)。游隙值C1比游隙值C2短(C1＜C2)。

接下来，对第3实施方式的作用和效果进行说明。

(1)如图6所示，销110被压入EGR阀60的固定部66。并且，设置于凸轮壳体30的安装部31并供上述销110插入的插入孔120的内径D3被设为比销110的外径d2大。

因此，在将EGR阀60的固定部66临时组装于凸轮壳体30的安装部31的状态下，销110能够在插入孔120内在该插入孔120的径向移动。也就是说，在上述临时组装的状态下，EGR阀60能够在安装部31的上表面31U移动最大为上述游隙值C1的量。

因此，在第3实施方式中，也能够得到与参照图4等说明了的第1实施方式同样的作用效果。也就是说，即使在将EGR阀60的固定部66临时组装于凸轮壳体30的安装部31的状态下产生上述那样的间隙S，只要将组装于EGR阀60的双头螺栓63的螺母88正式拧紧，EGR阀60就会以使得第1阀凸缘61的凸缘面61F接近第1冷却器凸缘53的凸缘面53F的方式移动。通过这样的EGR阀60的移动，消除上述间隙S时的EGR冷却器50的挠曲被抑制，所以，能够减少在该EGR冷却器50产生的应力。

(2)另外，上述游隙值C1被设为比上述游隙值C2小，该游隙值C2是从供用于将固定部66紧固连结于安装部31的螺栓82插入的螺栓孔67的内径D2减去螺栓82的轴径d1而得到的值。也就是说，插入孔120的内周面与销110的外周面之间的游隙比螺栓孔67的内周面与螺栓轴部82G的外周面之间的游隙窄。因此，在第3实施方式中也同样地，与不具有上述插入孔120和上述销110的构成相比，会提高将EGR阀60的固定部66临时组装于安装部31的状态下的该EGR阀60的定位精度。

此外，上述各实施方式能够如以下那样改变地实施。上述各实施方式和以下的改变例能够在技术上不矛盾的范围内相互组合来实施。

·在第3实施方式中，将销110设置于EGR阀60的固定部66，并且，将插入孔120设置于凸轮壳体30的安装部31。也可以在此基础上或者代替于此，将插入孔120设置于EGR阀60的固定部66，并且，将销110设置于凸轮壳体30的安装部31。

·第3实施方式的销110是实心的销，但也可以是中空的销。

·在上述实施方式中，EGR冷却器50的第2冷却器凸缘55紧固连结于汽缸盖20。也可以在此基础上或者代替于此，将第2冷却器凸缘55紧固连结于内燃机本体的其它部位、例如凸轮壳体30和汽缸体40等。

·在上述实施方式中，将EGR阀60的固定部66紧固连结于凸轮壳体30。也可以在此基础上或者代替于此，将固定部66紧固连结于内燃机本体的其它部位、例如汽缸盖20和汽缸体40等。

·在上述实施方式中，内燃机10是凸轮壳体30与汽缸盖20分体的内燃机。也可以代替于此，内燃机10是凸轮壳体30和汽缸盖20一体且上述安装部31设置于汽缸盖20的内燃机。

·在上述实施方式中，EGR冷却器50的管部52是向相对于冷却部51的长度方向大致正交的方向弯曲的形状。也可以代替于此，管部52是其它形状、例如在相对于冷却部51的长度方向大致平行的方向延伸的直线状的管。

·各图所示的EGR冷却器50、EGR阀60的形状能够适当改变。

Claims

1.一种内燃机，具有：

具有安装部的内燃机本体；

EGR冷却器，具有紧固连结于所述内燃机本体的部位，并构成为使返回到所述内燃机的进气通路的排气的温度降低；以及

EGR阀，具有利用螺栓紧固连结于所述安装部的固定部、和紧固连结于所述EGR冷却器的连接部，并构成为调整返回到所述进气通路的排气的流量；

销固定于所述固定部和所述安装部的一方；

供所述销插入的插入孔设置于所述固定部和所述安装部的另一方；

所述插入孔的内径比所述销的外径大，并且，从所述插入孔的内径减去所述销的外径而得到的值比从供所述螺栓插入的所述固定部的螺栓孔的内径减去所述螺栓的轴径而得到的值小。

2.如权利要求1所述的内燃机，

所述销是中空的圆筒状，所述螺栓插入该销。

3.如权利要求1所述的内燃机，

从所述螺栓孔的轴方向观察，所述插入孔设置于从所述螺栓孔离开的位置。