CN113494394B - 发动机的egr系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机的EGR系统。EGR通路(40)使废气回流到进气通路(20)。EGR通路(40)在EGR冷却器(41)的上游侧包括通过气缸盖(11)的内部的EGR内部通路(44)。EGR内部通路(44)具有曲管部(70)，曲管部(70)包括EGR内部通路(44)的上游侧部分向远离EGR冷却器(41)的气体流入口(41a)的方向发生弯曲的第一弯曲部(71)、EGR内部通路(44)向靠近气体流入口(41a)的方向发生弯曲的第二弯曲部(72)以及将二者连结起来的中间部(73)。在曲管部(70)周围布置有水冷通路(50)。因此，通过有效地除去EGR气体的热量，使EGR冷却器具有优异的耐久性。

Description

发动机的EGR系统

技术领域

此处公开的技术涉及一种发动机的EGR系统。

背景技术

已知一种技术，可在驱动车辆等的发动机中，将废气的一部分(又称为EGR气体)送回进气侧，即所谓的EGR(Exhaust Gas Recirculation：废气再循环)。通常，为了对高温EGR气体进行冷却，进行EGR的EGR系统大多设有EGR冷却器。

关于此处公开的技术，有的发动机将供EGR气体流动的通路中EGR冷却器上游部分的一部分(EGR内部通路37)设在气缸盖的内部(专利文献1)。在该发动机中，使EGR内部通路37的靠EGR冷却器侧的部分从EGR冷却器侧向下倾斜。这样一来，避免在EGR冷却器中产生的冷凝水积聚到EGR内部通路37中。

专利文献1：日本公开专利公报特开2019－157800号公报

发明内容

－发明要解决的技术问题－

在EGR系统的某些工作条件下，相对于EGR冷却器的性能而言，EGR气体的热量有时可能过多。如果EGR气体的热量过多，EGR冷却器的耐久性就会降低。

此处公开的技术的主要目的在于：提供一种发动机的EGR系统，通过有效地除去流入EGR冷却器的EGR气体的热量，使EGR冷却器具有优异的耐久性。

－用于解决技术问题的技术方案－

此处公开的技术涉及一种发动机的EGR系统。所述发动机的EGR系统包括发动机本体、进气通路、排气通路以及EGR通路，所述发动机本体在上部包括气缸盖，所述气缸盖构成进行燃烧的燃烧室和供冷却水流动的水冷通路，所述进气通路与所述气缸盖相连接且用于将进气引入所述燃烧室，所述排气通路与所述气缸盖相连接且从所述燃烧室排出废气，EGR通路连接所述排气通路和所述进气通路，且使废气作为EGR气体从所述排气通路回流到所述进气通路。

所述EGR通路包括EGR冷却器和EGR内部通路，所述EGR冷却器对EGR气体进行冷却，所述EGR内部通路构成位于所述EGR冷却器的上游侧的所述EGR通路，且包括通过所述气缸盖的内部的通路。所述EGR内部通路具有曲管部，所述曲管部包括第一弯曲部、第二弯曲部以及中间部，所述第一弯曲部是所述EGR内部通路的上游侧部分向远离所述EGR冷却器的气体流入口的方向发生弯曲的部分，所述第二弯曲部位于所述第一弯曲部的下游侧，该第二弯曲部是所述EGR内部通路向靠近所述气体流入口的方向发生弯曲的部分，所述中间部在所述第一弯曲部和所述第二弯曲部之间将该第一弯曲部和该第二弯曲部连结起来。在所述曲管部周围布置有所述水冷通路。

根据该发动机的EGR系统，在EGR通路的位于EGR冷却器的上游侧的部分，设有EGR内部通路，所述EGR内部通路包括通过气缸盖的内部的通路。EGR内部通路不是布置在发动机周围的管道等通路，而是通过发动机的构成部件的内部的通路。EGR内部通路可以仅通过气缸盖的内部，也可以还通过其他部件的内部。

为了对燃烧室进行冷却，在气缸盖的内部形成有供冷却水流动的水冷通路。在该发动机的EGR系统中，下了功夫以便能够利用在该水冷通路中流动的冷却水，高效地对在EGR内部通路中流动的EGR气体进行冷却。

也就是说，EGR内部通路具有曲管部，该曲管部从其上游侧起依次由第一弯曲部、中间部以及第二弯曲部构成。第一弯曲部是EGR内部通路的上游侧部分向远离EGR冷却器的气体流入口的方向发生弯曲的部分。第二弯曲部是EGR内部通路向靠近气体流入口的方向发生弯曲的部分。

这样一来，能够将EGR内部通路顺畅地与气体流入口连接起来，从而能够使EGR气体顺畅地流动。并且，能够使EGR内部通路较长，从而能够保证有足够的对EGR气体进行冷却的部位。而且，能够使第一弯曲部和第二弯曲部大幅度弯曲。

当在EGR内部通路上形成这样大幅度弯曲的曲管部时，在其各弯折部位，在EGR内部通路中流动的EGR气体与其壁面碰撞。在曲管部，EGR气体的流动停滞。其结果是，曲管部处的EGR气体的散热性得到提高。

并且，在该曲管部周围布置有水冷通路。因此，EGR气体与冷却水的热交换得到促进。也就是说，通过曲管部和水冷通路的组合，能够有效地对EGR气体进行冷却。其结果是，能够有效地除去流入EGR冷却器的EGR气体的热量，因此EGR冷却器的耐久性得到提高。

所述发动机的EGR系统还可以是：所述EGR冷却器位于所述EGR内部通路的上方，所述EGR内部通路的位于所述第二弯曲部的下游侧的下游侧部分朝向所述气体流入口向上方延伸。

这样一来，因为EGR内部通路的下游侧部分朝向气体流入口延伸，所以能够将EGR内部通路顺畅地与气体流入口连接起来，从而能够使EGR气体顺畅地流动。此外，因为EGR内部通路的下游侧部分朝向上方延伸，所以即使在EGR内部通路中产生冷凝水，冷凝水也不会流入EGR内部通路的下游侧。因此，不会对EGR冷却器产生负面影响。

所述发动机的EGR系统还可以是：所述EGR内部通路的位于所述第一弯曲部的上游侧的上游侧部分中的至少一部分布置为横穿所述水冷通路。

这样一来，在横穿水冷通路的EGR内部通路的上游侧部分，处于通过该管壁与在水冷通路中流动的冷却水接触的状态。因此，因为在EGR内部通路中流动的EGR气体通过该部分时，高效地被冷却水吸热，所以能够有效地对EGR气体进行冷却。

所述发动机的EGR系统还可以是：该发动机的EGR系统还包括出水部，所述出水部安装在所述气缸盖的端面上，且将冷却水分配到多个送水管道，所述出水部在内部具有构成所述水冷通路且与各个所述送水管道连通的多条出口通路，包括所述第二弯曲部的所述曲管部的下游侧部分位于所述出水部的内部，该曲管部的下游侧部分中的一部分伸到多条所述出口通路中流路剖面最大的第一出口通路的内部。

在此情况下，利用出水部，不仅能够将EGR内部通路延长到气缸盖的内部，还能够将EGR内部通路延长到出水部的内部。能够扩大能够有效地进行冷却的范围，从而能够进一步对EGR气体进行冷却。

并且，在该出水部的内部，形成有供冷却水流动的多条出口通路(水冷通路)，曲管部的下游侧部分位于出水部的内部。因此，通过与在出口通路中流动的冷却水进行热交换，能够对在曲管部的下游侧部分中流动的EGR气体进行冷却。

而且，曲管部的下游侧部分中的一部分伸到流路剖面最大的第一出口通路的内部。在流路剖面最大的第一出口通路中流动的冷却水的流量最大。因为与热交换效率最高的冷却水进行热交换，所以EGR气体与冷却水的热交换得到促进，能够进一步对EGR气体进行冷却。

所述发动机的EGR系统还可以是：所述曲管部的下游侧部分中未伸到所述第一出口通路的内部的部分与不同于所述第一出口通路的第二出口通路接触。

曲管部的下游侧部分中，伸到第一出口通路的内部的部分具有优异的冷却性能。另一方面，因为未伸到第一出口通路的内部的部分远离第一出口通路，所以在与第一出口通路的关系中冷却性能较差。对此，在该发动机的EGR系统中，因为使该部分与不同于所述第一出口通路的第二出口通路接触，所以在未伸到第一出口通路的内部的部分也能够通过与在第二出口通路中流动的冷却水进行热交换，对EGR气体进行冷却。因此，对EGR气体的冷却性能进一步得到提高。

所述发动机的EGR系统还可以是：当所述发动机在包括全负荷的高负荷区间运转时，在所述燃烧室进行以理论空燃比为目标值的燃烧。

通常，当发动机在这样的高负荷区间运转时，燃烧温度会升高而出现异常燃烧。因此，增加燃料量，利用其汽化潜热对混合气进行冷却，由此抑制异常燃烧。该方法因为燃料量增加，所以省油性变差。

对此，如果以理论空燃比进行燃烧，则省油性得到提高，但无法充分利用汽化潜热，因此无法抑制异常燃烧。如果增加EGR气体的回流量，则由于进气的氧浓度降低，能够抑制异常燃烧。然而，以理论空燃比进行燃烧时，废气的温度会变高。

因此，当发动机在高负荷区间运转时，如果一边使EGR气体的回流量增加来抑制异常燃烧，一边以理论空燃比进行燃烧，则会有比现有技术中温度更高且量更多的EGR气体回流。因为相对于EGR冷却器的性能而言，EGR气体的热量过多，所以EGR冷却器的耐久性会降低。

对此，如上所述，在该发动机的EGR系统中，能够有效地除去流入EGR冷却器的EGR气体的热量。因此，即使使温度更高且量更多的EGR气体回流，也能够抑制相对于EGR冷却器的性能而言，EGR气体的热量过多。也就是说，根据该发动机的EGR系统，能够提高省油性。

－发明的效果－

根据此处公开的发动机的EGR系统，因为能够在EGR气体流入EGR冷却器之前，有效地除去EGR气体的热量，所以EGR冷却器的耐久性得到提高。

附图说明

图1是示例出发动机的主要设备的构成的图；

图2是示出发动机的具体整体结构的立体简图；

图3是从前方观察到的发动机的上部的简图；

图4是从左侧观察到的发动机的上部的简图；

图5是从斜上方观察到的发动机的上部的立体简图；

图6是将发动机的主要部分放大示出的立体简图；

图7是附设在发动机中的水冷系统的回路图；

图8是示出气缸盖的第一端面的简图；

图9是图6中箭头线Y1－Y1示出的部位的剖视简图；

图10是EGR内部通路和水冷通路的内部形状的立体简图。

－符号说明－

1－发动机；10－发动机本体；10a－气缸体；11－气缸盖；11a－前侧面；11b－后侧面；11c－第一端面；11d－第二端面；12－燃烧室；20－进气通路；21－节气门；22－缓压罐；23－进气歧管；30－排气通路；31－排气歧管；32－尾气净化装置；40－EGR通路；41－EGR冷却器；42－EGR阀；43－EGR引入管道；44－EGR内部通路；45－中继管道；50－水冷通路；51－水泵；52－出水部；53－散热器；63－第一出口通路；64－第二出口通路；70－曲管部；71－第一弯曲部；72－第二弯曲部；73－中间部。

具体实施方式

下面，对此处公开的技术进行说明。不过，以下说明仅为示例。并不限制本发明、其应用对象或其用途。

图1是示例出与发动机构成为一体的EGR系统(以下，将它们整体简称为“发动机1”)的主要设备的构成的图。图2是示出发动机1的具体整体结构的立体简图。图3是从前方观察到的发动机1的上部的简图。图4是从气缸盖11的第一端面11c一侧观察到的发动机1的上部的简图。图5是从斜上方观察到的发动机1的上部的立体简图。图6是将发动机1的主要部分放大示出的立体简图。

各图所示的箭头表示说明中所使用的“前后”、“左右”、“上下”这些方向。此外，说明中所使用的“上游”和“下游”的基准是作为对象的流体流动的方向。为便于说明，在各图中，省略发动机的部分图示。

发动机1搭载在四轮汽车上。具体而言，是收纳在汽车的发动机室中。如图3、图4所示，发动机1的上方由发动机盖2覆盖。根据驾驶员的操作，使发动机1运转，由此使汽车行驶。发动机1在后述的燃烧室12使包括汽油的混合气燃烧。发动机1是反复进行进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程以及排气冲程的四冲程发动机。

发动机1包括进气通路20和排气通路30，进气通路20随着燃烧循环，向各燃烧室12送入进气，排气通路30随着燃烧循环，从燃烧室12排出废气。而且，该发动机1还包括上述EGR系统。也就是说，发动机1进行EGR，使排出到排气通路30的废气的一部分作为EGR气体回流到进气通路20。

在该发动机1中，使EGR气体的回流量比现有技术中多，来抑制异常燃烧。这样一来，当发动机1在高负荷区间运转时，也能够进行以理论空燃比为目标值的燃烧。

通常，发动机1在要求大扭矩输出的高负荷区间运转时，燃烧温度会升高而出现异常燃烧。因此，当发动机1在高负荷区间运转时，进行混合气加浓控制，使空气量相对于燃料量的比例(所谓的A/F，空燃比)变小。利用由此增加的燃料的汽化潜热对混合气进行冷却，抑制异常燃烧。然而，在混合气加浓控制中，因为燃料量增加，所以省油性变差。

另一方面，如果燃料和氧恰到好处地燃烧，即以理论空燃比进行燃烧，则省油性得到提高。然而，在以理论空燃比进行燃烧时，因为无法充分利用汽化潜热，所以无法抑制异常燃烧。对此，如果使EGR气体的回流量增加，则进气的氧浓度会降低。这样一来，自点火时刻延迟，能够抑制异常燃烧。

该发动机1在高负荷区间运转时，进行以理论空燃比为目标值的燃烧。并且，通过增加EGR气体的回流量，来抑制异常燃烧。此处所说的高负荷区间例如是包括全负荷的规定负荷以上的区间。高负荷区间例如是将发动机1的运转区间沿负荷方向二等分时，位于高负荷侧的区间。高负荷区间也可以是将发动机1的运转区间沿负荷方向三等分时，位于最高负荷侧的区间。

以理论空燃比进行燃烧时，废气的温度会变高。因此，当该发动机1在高负荷区间运转时，会有比现有技术中温度更高且量更多的EGR气体回流。对此，在该发动机1中，详细而言是在该EGR系统中，下了功夫以便能够解决随之产生的问题(详情后述)。

＜发动机本体10＞

如图2所示，发动机1包括由气缸体10a、气缸盖11等构成的发动机本体10。气缸盖11安装在气缸体10a上。气缸盖11构成发动机本体10的上部，气缸体10a构成发动机本体10的下部。在发动机本体10中，设有多个燃烧室12。如图1所示，示例的发动机1是具有四个燃烧室12的所谓的四气缸发动机。

四个燃烧室12沿未图示的曲轴延伸的方向(输出轴方向)布置成一列。发动机本体10具有在输出轴方向上较长的形状。发动机本体10横置在发动机室，该发动机本体10的输出轴方向与车宽方向(左右方向)大致一致。

因此，如图1所示，以气缸盖11为基准时，气缸盖11相对较长的一对侧面中的各侧面分别面向前(前侧面11a)、后(后侧面11b)。四个燃烧室12在气缸盖11的左右端面(第一端面11c与第二端面11d)之间排成一列布置。需要说明的是，气缸盖11的小黑点显示的部分表示安装附设部件的接合面。

在气缸体10a中，形成有四个气缸，省略图示。在各气缸中，设有做往复运动的活塞。各气缸的下表面由活塞封住。各气缸的上表面由气缸盖11封住。通过由气缸体10a、活塞以及气缸盖11进行划分，在发动机本体10的内部构成各燃烧室12。

发动机1运转时，发动机本体10的温度变为高温。为了对该发动机本体10进行冷却，通过冷却水进行冷却的水冷系统附设在发动机1中(详情后述)。需要说明的是，在发动机1中，还附设有将燃料供向各燃烧室12的燃烧供给系统、对混合气进行点火的火花塞、气门传动机构等，但为便于说明，省略它们的图示和说明。

＜进气通路20＞

在气缸盖11的前侧面11a形成有八个进气道13。各个燃烧室12分别有两个与它连通的进气道13。各进气道13通过进气门与各燃烧室12连通，进气门的开、关受控制。在该发动机1中，各进气道13的入口在气缸盖11的前侧面11a上敞开口(共八个)。并且，在气缸盖11的前侧面11a上连接有进气通路20，且进气通路20与上述进气道13连通。

如图1所示，在进气通路20中，设有节气门21、缓压罐22、进气歧管23等。节气门21对吸入进气通路20的空气(新鲜空气)的量进行调节。如图3、图4所示，节气门21布置在发动机本体10的上部的左前侧。

缓压罐22是大容量的容器，布置在节气门21的下游侧。如图3、图4所示，缓压罐22与进气歧管23构成为一体。缓压罐22靠近发动机本体10的前侧布置。进气歧管23具有与缓压罐22连通的四条流路，通过上述流路向各燃烧室12分配进气。

具体而言，进气歧管23具有四个进气支管23a和连结支架23b。各进气支管23a从缓压罐22的前表面的下端部朝向上方弯曲且分支延伸。这样，各进气支管23a横穿过缓压罐22的前表面后，朝向气缸盖11的前侧面11a延伸。

如图2所示，连结支架23b是各进气支管23a相连的横向长度较长的支架。连结支架23b安装在气缸盖11的前侧面11a上，且沿气缸盖11横向延伸。如图1所示，在连结支架23b的内部形成有使各进气道13的入口与各进气支管23a连通的多条分支通路24a、24b。

如图1所示，各进气支管23a的下游侧端部在其内部分支成两条通路。并且，上述各通路与形成在连结支架23b的内部的一对分支流路(第一分支通路24a和第二分支通路24b)相连接。

在各第一分支通路24a中，设有涡流控制阀25。涡流控制阀25对第一分支通路24a的流路的开度进行调节。上述涡流控制阀25由附设在发动机本体10中的一个驱动电机26统一驱动。燃烧室12中产生的涡流的强度根据涡流控制阀25的开、关而发生变化。

需要说明的是，在该发动机1中不进行增压。发动机1在大气压力下进气。该发动机1是所谓的自然进气发动机。

＜排气通路30＞

如图1所示，在气缸盖11的后侧面11b形成有八个排气道14。各个燃烧室12分别有两个与它连通的排气道14。各排气道14通过排气门与各燃烧室12连通，排气门的开、关受控制。在该发动机1中，各两个排气道14汇合的出口在气缸盖11的后侧面11b上敞开口(共四个)。并且，在该气缸盖11的后侧面11b上连接有排气通路30，且排气通路30与上述排气道14连通。

在排气通路30中，设有排气歧管31、尾气净化装置32等。如图2、图5所示，排气歧管31具有由多个管道构成的管道群31a和连接支架31b。管道群31a分支，而构成与各排气道14连通的四条流路。连接支架31b由横向长度较长的板状支架构成。

管道群31a的上游侧端部安装在连接支架31b上。该连接支架31b安装在气缸盖11的后侧面11b上，以使构成管道群31a的各管道和各排气道14连通。管道群31a的下游侧端部汇合到一条流路(汇合部31c)。排气歧管31通过该汇合部31c与尾气净化装置32的气体引入部32a相连接。

如图2、图4所示，尾气净化装置32具有胶囊形状的壳体。尾气净化装置32靠近发动机本体10的后侧布置。在该壳体内，收纳有三效催化剂和过滤器。尾气净化装置32的气体引出部32b与向后方延伸的挠性管道33相连接，通过该挠性管道33，未图示的排气管道向发动机室外延伸。

＜EGR通路40＞

如图1所示，EGR通路40连接在排气通路30与进气通路20之间。EGR气体按箭头所示的方向在该EGR通路40中流动。具体而言，EGR通路40的上游侧端部与排气通路30的位于尾气净化装置32的下游侧的下游侧部分相连接。EGR通路40的下游侧端部与进气通路20的位于节气门21与缓压罐22之间的部分相连接。

在EGR通路40中，设有EGR冷却器41、EGR阀42等。EGR冷却器41在其一端部具有气体流入口41a，在其另一端部具有气体流出口41b。在EGR气体(废气的一部分)从气体流入口41a流入到从气体流出口41b流出的期间，EGR冷却器41对EGR气体进行冷却。EGR阀42对在EGR通路40中流动的EGR气体的流量进行调节。EGR阀42布置在EGR冷却器41的下游侧。EGR通路40、EGR冷却器41以及EGR阀42构成“EGR系统”。

如图2、图3、图5所示，EGR冷却器41和EGR阀42以相邻的状态布置在进气歧管23的上方。如图1所示，EGR通路40由EGR引入管道43、EGR内部通路44、中继管道45等构成。

EGR引入管道43是构成EGR通路40的上游侧部分的管道。如图2所示，EGR引入管道43的上游侧端部与尾气净化装置32的气体引出部32b相连接。如图2、图5所示，EGR引入管道43的下游侧端部安装在连接支架31b的端部。EGR引入管道43通过连接支架31b，安装在气缸盖11的后侧面11b上。EGR引入管道43从上游侧朝向下游侧向上方延伸。

EGR内部通路44是形成在气缸盖11中的管状通路。EGR内部通路44通过气缸盖11的内部。EGR引入管道43与EGR内部通路44连通。

如图1所示，在气缸盖11的内部形成有供冷却水流动的通路(水冷通路50)。EGR内部通路44构成为：通过与在该水冷通路50中流动的冷却水进行热交换，来除去在EGR内部通路44的内部流动的EGR气体的热量。并且，在该发动机1中，通过在EGR系统的形状和布局上下功夫，能够在EGR气体流入EGR冷却器41之前，有效地对EGR气体进行冷却(关于EGR内部通路44后面会另外说明)。

如图5、图6所示，中继管道45是与EGR冷却器41的气体流入口41a相连接的管道。中继管道45朝向气缸盖11的第一端面11c一侧延伸。在气缸盖11的第一端面11c上，安装有后述的出水部(water outlet)52。中继管道45的上游侧端部与出水部52相连接。这样一来，中继管道45与EGR内部通路44连通。

＜水冷系统＞

图7示出附设在该发动机1中的水冷系统的回路图。水冷系统由水泵51、出水部52、散热器53、多条水冷通路50等构成。水冷系统通过与冷却水进行热交换，对发动机本体10、用于空调的加热器芯(heater core)3、EGR冷却器41以及ATF冷却器4(对变速箱油进行冷却的冷却器)进行冷却。

散热器53设在发动机室中靠近前格栅的位置。散热器53通过与行驶风进行热交换，对冷却水进行冷却。水泵51设在气缸体10a的侧面。水泵51与发动机本体10的运转同步地工作。水泵51通过多条水冷通路50，使冷却水循环。

水冷通路50具有主水冷通路(第一水冷通路501)和副水冷通路(第二水冷通路502到第四水冷通路504)，主水冷通路通过发动机本体10的内部且使冷却水循环，副水冷通路从第一水冷通路501分支，且分别使冷却水循环到加热器芯3、EGR冷却器41以及ATF冷却器4。主水冷通路中冷却水的流量远远多于各副水冷通路中冷却水的流量。

第一水冷通路501由内环路径和外环路径构成，内环路径供水泵51喷出的冷却水依次流过气缸体10a、气缸盖11后返回水泵51，外环路径供水泵51喷出的冷却水依次流过气缸体10a、气缸盖11、散热器53后返回水泵51。由出水部52进行内环路径和外环路径的切换。

出水部52由金属铸件构成，且安装在气缸盖11上。具体而言，如图8所示，在气缸盖11的第一端面11c上，气缸盖11的内部的水冷通路50的出口敞开口，详细而言，是构成第一水冷通路501的出口的第一出口15a和构成第二水冷通路502的出口的第二出口15b敞开口。出水部52安装在该第一端面11c上。

在出水部52安装有恒温器54(图6用双点划线示出)。该恒温器54对第一水冷通路501的内环路径和外环路径进行切换。

如图5所示，在第一水冷通路501中，将冷却水送回水泵51的通路(主回水通路501a)与出水部52的后侧端部相连接。在第一水冷通路501中，向散热器53输送冷却水的通路(主送水通路501b)与出水部52的前侧的侧部(图6所示的第一出水口52a)相连接。

出水部52还将在第一水冷通路501中流动的冷却水的一部分分配到多条水冷通路。具体而言，出水部52与上述各副水冷通路(第二水冷通路502到第四水冷通路504)(送水管道)相连接。如图6所示，使冷却水循环到EGR冷却器41的第三水冷通路503与从第一出水口52a分支的第三出水口52c相连接。使冷却水循环到ATF冷却器4的第四水冷通路504与从第一出水口52a分支的第四出水口52d相连接。

使冷却水循环到加热器芯3的第二水冷通路502与设在出水部52的前侧端部的第二出水口52b相连接。出水部52一边使冷却水在第一水冷通路501中循环，一边将冷却水的一部分分配并送往上述第二水冷通路502到第四水冷通路504中的各通路中。

如图7所示，第二水冷通路502到第四水冷通路504中各通路的下游侧端部与第一水冷通路501的下游侧部分相连接。这样一来，流过第二水冷通路502到第四水冷通路504中各通路的冷却水会返回第一水冷通路501的下游侧部分。

＜EGR内部通路44＞

如上所述，该发动机1在高负荷区间运转时，进行以理论空燃比为目标值的燃烧。并且，通过增加EGR气体的回流量，来抑制异常燃烧。因此，会有比现有技术中温度更高且量更多的EGR气体在EGR通路40中流动。

其结果是，超过EGR冷却器41的冷却性能的热量会施加于EGR冷却器41，可能导致EGR冷却器41的耐久性降低。对此，在该发动机1中，通过在EGR内部通路44的形状和布局上下功夫，能够有效地对流入EGR冷却器41的EGR气体进行冷却，从而能够除去流入EGR冷却器41的EGR气体的热量。

图9示出图6中箭头线Y1-Y1示出的部分的剖视简图。图10示出EGR内部通路44和水冷通路50的内部形状(各通路本身的形状)的立体简图。在图10中，用圆点标出供冷却水流动的水冷通路50。EGR内部通路44不仅设在气缸盖11的内部，还设在出水部52的内部。

如图1、图5、图8所示，EGR内部通路44的上游侧端部在气缸盖11的后侧面11b的左侧(第一端面11c附近)敞开口。EGR内部通路44的上游侧端部与EGR引入管道43相连接。EGR内部通路44的上游侧部分以沿着第一端面11c的状态朝向前侧面11a在气缸盖11的内部延伸。EGR内部通路44的上游侧部分大致水平。

并且，如图8、图10所示，EGR内部通路44的上游侧部分中的一部分布置为横穿水冷通路50的内部(图1所示的第一冷却部位CP1)。

详细而言，第一冷却部位CP1沿冷却水的流量最大且流路剖面最大的第一水冷通路501的第一出口15a的边缘延伸。在第一冷却部位CP1，在EGR内部通路44中流动的EGR气体处于通过厚度较小的管壁间接地与在第一水冷通路501中流动的冷却水接触的状态。因此，能够高效地进行热交换，从而能够有效地对EGR气体进行冷却。

而且，在EGR内部通路44的与第一冷却部位CP1相连的下游侧部位，设有弯曲形状的曲管部70。曲管部70包括第一弯曲部71、第二弯曲部72以及中间部73。第二弯曲部72位于第一弯曲部71的下游侧。中间部73在第一弯曲部71和第二弯曲部72之间将第一弯曲部71和第二弯曲部72连结起来。

第一弯曲部71布置在气缸盖11中。如图5、图10所示，第一弯曲部71是EGR内部通路44发生大致90度弯曲的部分。具体而言，与第一弯曲部71的下游侧相连的中间部73朝向第一端面11c延伸。

如图5、图9、图10所示，中间部73跨设在气缸盖11和出水部52这二者上。位于气缸盖11的内部的中间部73通过图8所示的气体出口46与位于出水部52的内部的中间部73相连结。

第二弯曲部72布置在出水部52的内部。第二弯曲部72是EGR内部通路44发生大致90度弯曲的部分。具体而言，如图5、图10所示，与第二弯曲部72的下游侧相连的EGR内部通路44的下游侧部分(下游侧EGR内部通路74)以略向前方倾斜的状态，朝向上方延伸。下游侧EGR内部通路74与中继管道45连通。

如上所述，EGR冷却器41布置在进气歧管23的上方。因此，EGR冷却器41位于EGR内部通路44的上方。这样一来，下游侧EGR内部通路74在第二弯曲部72向靠近气体流入口41a的方向弯曲，也就是说向前上方弯曲。相对于此，EGR内部通路44的上游侧部分在第一弯曲部71向远离气体流入口41a的方向弯曲，也就是说向后方弯曲。

因为下游侧EGR内部通路74向靠近气体流入口41a的方向弯曲，所以能够将EGR内部通路44顺畅地与气体流入口41a连接起来，从而能够使EGR气体顺畅地流动。而且，因为下游侧EGR内部通路74朝向上方延伸，所以即使在EGR内部通路44中产生冷凝水，冷凝水也不会流入EGR内部通路44的下游侧。因此，EGR冷却器的耐久性得到提高。

并且，因为EGR内部通路44的下游侧部分和上游侧部分向相反方向延伸，所以能够使位于EGR冷却器41的上游侧的EGR内部通路44较长，从而能够保证有足够的第一冷却部位CP1。而且，因为能够使第一弯曲部71和第二弯曲部72大幅度弯曲，所以能够在EGR气体流入EGR冷却器41之前，有效地对EGR气体进行冷却。

也就是说，如图9、图10所示，在曲管部70周围布置有水冷通路50，能够高效地除去在曲管部70中流动的EGR气体的热量。

如图8所示，在气缸盖11的第一端面11c上形成有呈矩形且开口较大的第一出口15a和沿气体出口46周围呈弧状延伸的第二出口15b。如图8、图9、图10所示，水冷通路50(第一水冷通路501)在第一端面11c附近分支为流向第一出口15a的主流通路61和流向第二出口15b的侧流通路62。主流通路61构成第一水冷通路501，侧流通路62构成第二水冷通路502。

侧流通路62是具有与第二出口15b相同的流路剖面的弧状流路。侧流通路62通过直径较小的通水孔与主流通路61连通。侧流通路62的中间部分由出水部52封住。第二出口15b的流路剖面远远小于第一出口15a的流路剖面。

在出水部52的内部也构成有水冷通路50。具体而言，在出水部52的内部，形成有构成第一水冷通路501的第一出口通路63和构成第二水冷通路502的第二出口通路64。第一出口通路63具有最大的流路剖面，且通过第一出口15a与主流通路61相连接。第一出口通路63还通过第二出口15b的一端部，与侧流通路62也相连接。

第二出口通路64是细长的通路。第二出口通路64通过第二出口15b的另一端部，与侧流通路62相连接。第二出口通路64的流路剖面远远小于第一出口通路63的流路剖面。

如图9所示，第一出口通路63从第一出口15a略倾斜地向左前方延伸。第一出口通路63与第一出水口52a连通。第二出口通路64向左方延伸。第二出口通路64与第二出水口52b连通。

如图8、图9、图10所示，第一弯曲部71和中间部73被侧流通路62和主流通路61包围。这样一来，第一弯曲部71和中间部73通过管壁与侧流通路62和主流通路61接触。

并且，第二弯曲部72伸到第一出口通路63的内部。详细而言，如图9中多个箭头WF所示，冷却水在第一出口通路63的内部沿其流路的形状流动。第二弯曲部72的弯折部位布置在该冷却水的流路的中心附近。

此外，如图8、图9、图10所示，在第二弯曲部72和中间部73中，未伸到第一出口通路63的内部的部分被第二出口通路64包围。这样一来，在第二弯曲部72和中间部73中，未伸到第一出口通路63的内部的部分通过管壁与第二出口通路64接触。

通过在EGR内部通路44上形成这样的曲管部70，在第一弯曲部71和第二弯曲部72的各弯折部位，在EGR内部通路44中流动的EGR气体会与其壁面碰撞。在曲管部70，EGR气体的流动停滞。其结果是，曲管部70处的EGR气体的散热性得到提高。并且，在该曲管部70周围布置有水冷通路50。因此，EGR气体与冷却水的热交换得到促进。也就是说，通过曲管部70和水冷通路50的组合，能够有效地对EGR气体进行冷却(图1所示的第二冷却部位CP2)。

曲管部70不仅布置在气缸盖11中，还布置在出水部52。这样一来，能够扩大能够有效地进行冷却的范围，从而能够进一步对EGR气体进行冷却。

尤其是第二弯曲部72的弯折部位，其伸到冷却水的流量最大的第一出口通路63的内部。这样一来，冷却水会以热交换效率最高的状态与第二弯曲部72的弯折部位接触。因此，EGR气体与冷却水的热交换得到促进，能够进一步对EGR气体进行冷却。

而且，在第二弯曲部72和中间部73中，未伸到第一出口通路63的内部的部分也通过管壁与第二出口通路64接触。在第二弯曲部72和中间部73的大部分，与在第一出口通路63或第二出口通路64中流动的冷却水进行热交换，由此能够对EGR气体进行冷却。因此，对EGR气体的冷却性能进一步得到提高。

像这样，在该发动机1中，在EGR通路40的位于EGR冷却器41的上游侧的部位，设有EGR内部通路44，EGR内部通路44具有通过与冷却水进行热交换，能够有效地对EGR气体进行冷却的结构和布局。因此，能够有效地除去EGR气体的热量。EGR冷却器41的耐久性得到提高。

这样一来，能够使比现有技术中温度更高且量更多的EGR气体回流。其结果是，在高负荷区间运转时，即使进行以理论空燃比为目标值的燃烧，也能够使EGR气体的回流量增加而抑制异常燃烧。因此，能够提高该发动机1的省油性。

需要说明的是，此处公开的技术所涉及的发动机的EGR系统不限于上述实施方式，也包括除此之外的各种构成。例如，在实施方式中，示出汽油发动机为例，但也能够应用于柴油发动机。还示出自然进气的发动机为例，但也能够应用于带有可增压的增压器的发动机。

Claims (5)

1.一种发动机的EGR系统，其特征在于：

该发动机的EGR系统包括发动机本体、进气通路、排气通路以及EGR通路，

所述发动机本体在上部包括气缸盖，所述气缸盖构成进行燃烧的燃烧室和供冷却水流动的水冷通路，

所述进气通路与所述气缸盖相连接且用于将进气引入所述燃烧室，

所述排气通路与所述气缸盖相连接且从所述燃烧室排出废气，

EGR通路连接所述排气通路和所述进气通路，且使废气作为EGR气体从所述排气通路回流到所述进气通路，

所述EGR通路包括EGR冷却器和EGR内部通路，

所述EGR冷却器对EGR气体进行冷却，

所述EGR内部通路构成位于所述EGR冷却器的上游侧的所述EGR通路，且包括通过所述气缸盖的内部的通路，

所述EGR内部通路具有曲管部，所述曲管部包括第一弯曲部、第二弯曲部以及中间部，

所述第一弯曲部是所述EGR内部通路的上游侧部分向远离所述EGR冷却器的气体流入口的方向发生弯曲的部分，

所述第二弯曲部位于所述第一弯曲部的下游侧，该第二弯曲部是所述EGR内部通路向靠近所述气体流入口的方向发生弯曲的部分，

所述中间部在所述第一弯曲部和所述第二弯曲部之间将该第一弯曲部和该第二弯曲部连结起来，

在所述曲管部周围布置有所述水冷通路，

该发动机的EGR系统还包括出水部，所述出水部安装在所述气缸盖的端面上，且将冷却水分配到多个送水管道，

所述出水部在内部具有构成所述水冷通路且与各个所述送水管道连通的多条出口通路，

包括所述第二弯曲部的所述曲管部的下游侧部分位于所述出水部的内部，该曲管部的下游侧部分中的一部分伸到多条所述出口通路中流路剖面最大的第一出口通路的内部，并且所述曲管部的下游侧部分中未伸到所述第一出口通路的内部的部分与不同于所述第一出口通路的第二出口通路接触。

2.根据权利要求1所述的发动机的EGR系统，其特征在于：

所述EGR冷却器位于所述EGR内部通路的上方，所述EGR内部通路的位于所述第二弯曲部的下游侧的下游侧部分朝向所述气体流入口向上方延伸。

3.根据权利要求1所述的发动机的EGR系统，其特征在于：

所述EGR内部通路的位于所述第一弯曲部的上游侧的上游侧部分中的至少一部分布置为横穿所述水冷通路。

4.根据权利要求2所述的发动机的EGR系统，其特征在于：

所述EGR内部通路的位于所述第一弯曲部的上游侧的上游侧部分中的至少一部分布置为横穿所述水冷通路。

5.根据权利要求1到4中任一项权利要求所述的发动机的EGR系统，其特征在于：

当所述发动机在包括全负荷的高负荷区间运转时，在所述燃烧室进行以理论空燃比为目标值的燃烧。