JP2004278342A - Exhaust gas recirculating device of internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust gas recirculating device of an internal combustion engine for reducing a space of an exhaust system by enhancing rigidity of an EGR takeout pipe for recirculating EGR gas, and properly determining an arrangement position. <P>SOLUTION: This exhaust gas recirculating device takes out and recirculates exhaust gas as the EGR gas to an intake system of an engine (an internal combustion engine) 10 by connecting the EGR takeout pipe 32 to the downstream side of a catalyst device 22 arranged in the exhaust system of the engine (the internal combustion engine) 10. An exhaust pipe 24 is connected to the downstream side of the catalyst device 22 while bending, and the EGR takeout pipe 32 is connected on the bending directional side of the exhaust pipe 24. The EGR takeout pipe 32 is also connected to the catalyst device 22 on the opposite side of an auxiliary machine (ACG 14, and a compressor 16 of an air conditioner) driven by an engine. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は内燃機関の排気還流装置に関し、より詳しくは、内燃機関の排気系から排気を取り出して吸気系にＥＧＲガスとして還流させるＥＧＲ取り出し管の配置構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の排気還流装置において、上記したＥＧＲ取り出し管の構造としては、以下の特許文献１，２に記載のものが知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平４−１７５４４９号公報
【特許文献２】
特開２００２−１８０９１２号公報
【０００４】
特許文献１に記載の内燃機関の排気還流装置にあっては、内燃機関の排気系に設けられた触媒装置の下流において排気を取り出してその吸気系にＥＧＲガスとして還流させるＥＧＲ取り出し管であって、ＥＧＲガスを冷却するべく、機関冷却水で冷却（放熱）する冷却器を備えたものが開示される。
【０００５】
特許文献２に記載の内燃機関の排気還流装置においては、同様のＥＧＲ取り出し管であって、排気マニホルドを内燃機関の本体にフランジを介して取り付けると共に、ＥＧＲ取り出し管をそのフランジと同一面上に形成された別のフランジを介して内燃機関の本体に接続するようにしたものが開示される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この種の内燃機関の排気還流装置にあっては、機関の振動が伝達されることからＥＧＲ取り出し管は可能な限り高い剛性を備えるのが望ましいと共に、ＥＧＲ取出し管を配置するとき、排気系のスペースが限られていることから、省スペースとなる適宜な位置を選択するのが望ましい。しかしながら、上記した特許文献１，２に記載の技術は、その点に関して何ら開示するものではなかった。
【０００７】
また、ＡＣＧ（オルタネータ）、エアコンディショナのコンプレッサなどの内燃機関によって駆動される補機を配置する側にはＥＧＲ取り出し管を配置するスペースが制約されると共に、ＥＧＲ取り出し管からの放熱によりそれらの捕機に対して影響を与えてしまう場合があるため、その点についても対策することが望ましい。しかしながら、上記した特許文献１，２に記載の技術は、その点に関しても何ら開示するものではなかった。
【０００８】
さらに、この種の内燃機関の排気還流装置にあっては、機関の振動が伝達されることからＥＧＲ取り出し管は可能な限り高い剛性を備えるのが望ましいと共に、走行時においてＥＧＲ取り出し管は高温になることから、その放熱を図ることが望ましい。しかしながら、上記した特許文献１，２に記載の技術は、その点に関しても何ら開示するものではなかった。
【０００９】
従って、この発明の目的は上記した不具合を解消し、ＥＧＲガスを還流させるＥＧＲ取り出し管の剛性を高めると共に、その配置位置を適正に決定して排気系の省スペース化を図るようにした内燃機関の排気還流装置を提供することにある。
【００１０】
さらに、ＥＧＲ取り出し管によって補機が配置されるスペースを制約されることがないと共に、ＥＧＲ取り出し管からの放熱による補機への影響を低減するようにした内燃機関の排気還流装置を提供することにある。
【００１１】
さらに、ＥＧＲ取り出し管の剛性を高めると共に、ＥＧＲ取り出し管の放熱を図るようにした内燃機関の排気還流装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１項にあっては、内燃機関の排気系に設けられた触媒装置の下流にＥＧＲ取り出し管を接続し、排気を取り出して前記内燃機関の吸気系にＥＧＲガスとして還流させる内燃機関の排気還流装置において、前記触媒装置の下流に排気管を曲げながら接続すると共に、前記ＥＧＲ取り出し管を、前記排気管の曲げ方向側において接続するように構成した。
【００１３】
触媒装置の下流に排気管を曲げながら接続すると共に、ＥＧＲ取り出し管を排気管の曲げ方向側において接続するように構成したので、ＥＧＲ取り出し管の長さをその分だけ短縮できて剛性を高めることができると共に、突出することがないので、排気系の省スペース化を図ることができる。
【００１４】
請求項２項にあっては、前記ＥＧＲ取り出し管を、前記触媒装置に対し、前記内燃機関で駆動される補機の反対側で接続するように構成した。
【００１５】
ＥＧＲ取り出し管を、触媒装置に対し、内燃機関で駆動される補機の反対側で接続、換言すれば、触媒装置を挟んで補機側と反対側で接続したので、前記した効果に加え、ＥＧＲ取り出し管からの放熱が、ＡＣＧ（オルタネータ）、エアコンディショナのコンプレッサなどの内燃機関によって駆動される補機に与える影響を低減することができる。また、補機が配置される側はスペースが一層制約されるが、そのような位置を避けることによって、ＥＧＲ取り出し管を適正に配置することができる。
【００１６】
請求項３項にあっては、前記排気系は前記内燃機関の本体にフランジを介して取り付けられる排気マニホルドを備えると共に、前記ＥＧＲ取り出し管を、ステーを介して前記フランジに接続するように構成した。
【００１７】
排気系は内燃機関の本体にフランジを介して取り付けられる排気マニホルドを備えると共に、ＥＧＲ取り出し管を、ステーを介してそのフランジに接続するように構成したので、ステーによってＥＧＲ取り出し管の剛性を一層高めることができる。また、ステーを介した熱伝導によってＥＧＲ取り出し管の熱をフランジに伝達する、あるいは大気中に放熱することができる。
【００１８】
請求項４項にあっては、前記ＥＧＲ取り出し管に前記ＥＧＲガスの放熱を促進するコルゲート状部を形成すると共に、前記ステーを前記コルゲート状部よりも下流で前記ＥＧＲ管に取り付けるように構成した。
【００１９】
ＥＧＲガスの放熱を促進するコルゲート状部を形成すると共に、ステーをそれよりも下流（排気系から吸気系に流れるＥＧＲガスの流れにおいて）でＥＧＲ管に取り付けるように構成したので、ステーを短縮することができ、結果としてＥＧＲ取り出し管の剛性も高めることができる。
【００２０】
請求項５項にあっては、前記フランジとステーを一体的に形成するように構成した。
【００２１】
フランジとステーを一体的に形成するように構成したので、請求項４項で述べた効果に加え、部品点数と組み付け工数を削減することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に即してこの発明の一つの実施の形態に係る内燃機関の排気還流装置について説明する。
【００２３】
図１は、この実施の形態に係る内燃機関の排気還流装置を車両に搭載した状態で示す説明斜視図であり、図２は内燃機関に取り付けた状態で示す説明斜視図であり、図３は排気マニホルドと共に示す説明斜視図である。さらに、図４は図３に示す部位の部分断面図であり、図５はその側面図である。
【００２４】
図１から図５を参照して説明すると、符合１０は内燃機関（以下「エンジン」という）を示す。エンジン１０は、火花点火式直列４気筒４サイクルのＳＯＨＣエンジンからなり、車両１２のエンジンルーム１２ａ内に、車両の長手方向に対して横向きとなるように配置される。
【００２５】
図２に良く示す如く、エンジン１０の付近にはＡＣＧ（オルタネータ）１４およびエアコンディショナ（図示せず）のコンプレッサ１６が配置される。これらの補機は、エンジン１０の回転によって駆動される。尚、図示の簡略化のため、図１においてエンジン１０以外の部材の図示を省略すると共に、図１などにおいてエンジン１０を模式的に示すようにした。
【００２６】
エンジン１０にあっては、エアクリーナ（図示せず）から取り入れられた空気は吸気管（図示せず）を流れ、スロットルバルブ（図示せず）で調量されて吸気マニホルドを経て各気筒の吸気ポート（図示せず）に至り、そこでインジェクタ（図示せず）でガソリン燃料を噴射される（図１などで、吸気管および吸気マニホルドなどが配置される吸気側を符号１８で示す）。
【００２７】
よって生じた混合気は吸気バルブ（図示せず）が開放されるときに燃焼室（図示せず）に流入し、点火されて燃焼し、燃焼で生じた排気（排ガス）は排気バルブ（図示せず）が開放されるとき、排気マニホルド２０を流れる。排気マニホルド２０の下流（直下）には触媒装置２２が設けられ、排気はそこで有害成分が除去された後、排気管２４を通って外部に排出される。
【００２８】
排気マニホルド２０は、図３に良く示す如く、その上流端にはフランジ２０ａが形成され、図２に示すようにフランジ２０ａを介してエンジン１０の本体１０ａ、より詳しくはシリンダヘッドに取り付けられる。より具体的には、図３に示す如く、排気マニホルド２０は、フランジ２０ａに穿設された孔にボルト２６を通し、ガスケット３０を挟んでエンジン本体１０ａの壁面に穿設されたボルト挿通孔（図示せず）に止めることで取り付けられる。
【００２９】
図５などに良く示す如く、エンジン１０の、排気マニホルド２０と排気管２４からなる排気系に設けられる触媒装置２２は、円筒状のケース２２ａと、その内部に気密に収容される触媒床２２ｂとからなる。触媒床２２ｂは、三元型の触媒からなる。
【００３０】
触媒床２２ｂとケース２２ａの内面の間には断熱材（図示せず）が収納され、エンジン１０の始動時の触媒床２２ｂの昇温を促進する。図３および図４に示す如く、ケース２２ａはブラケット２２ｃによってエンジン本体１０ａにボルト止めされる。詳細な図示は省略するが、ブラケット２２ｃはケース２２ａの背面に溶接されると共に、ブラケット２２ｃに穿設された孔にボルト２６を通して本体壁面に穿設されたボルト挿通孔に止められ、よって触媒装置２２をエンジン本体１０ａに固定するように構成される。
【００３１】
触媒装置２２のケース２２ａの下流には排気管２４が接続される。排気管２４には触媒装置２２の直下から徐々に縮径するテーパ状部２４ａが形成される。排気管２４は、図２などに良く示すようにＡＣＧ１４およびエアコンディショナのコンプレッサ１６からなる補機から離間する方向に曲がりながら延びるように構成される。排気管２４は、フランジ２４ｂを介してさらに下流の排気管に接続される。
【００３２】
排気管２４のテーパ状部２４ａには、排気を取り出してエンジン１０の、吸気管と吸気マニホルドからなる吸気系にＥＧＲガスとして還流させるＥＧＲ取り出し管３２が接続される。即ち、テーパ状部２４ａは穿設され、そこにＥＧＲ取出し管３２が挿入され、溶接されて固定される。このように、排気管２４は曲げられながら触媒装置２２に接続されると共に、ＥＧＲ取り出し管３２は排気管２４の曲げ方向側において接続される。またＥＧＲ取り出し管３２は、触媒装置２２に対し、ＡＣＧ１４などの補機の反対側で接続される。
【００３３】
ＥＧＲ取り出し管３２には途中にコルゲート状部３２ａが形成される。コルゲート状部３２ａは図示のような凹凸形状とされることで外気と接触する表面積が増加させられ、ＥＧＲ取り出し管３２の内部を通る排気（ＥＧＲガス）の放熱（冷却）を促進する。
【００３４】
ＥＧＲ取り出し管３２は、他端側において、触媒装置２２の下流位置から延び、前記したフランジ２０ａを介してエンジン本体１０ａに接続される。即ち、ＥＧＲ取り出し管３２は、図６に示す如く、フランジ２０ａに穿設された孔２０ａ１に先端３２ｂが挿入され、そこに溶接されてフランジ２０ａに取り付けられ、次いで、図３に示す如く、そのフランジ２０ａに穿設された孔にボルト２６を通し、エンジン本体１０ａの壁面に穿設されたボルト挿通孔に止めることで接続される。
【００３５】
ＥＧＲ取り出し管３２とフランジ２０ａの間にはステー３２ｃが架橋され、ＥＧＲ取り出し管３２はステー３２ｃを介してフランジ２０ａに接続されるように構成される（図３でステー３２ｃの図示省略）。ステー３２ｃは、コルゲート状部３２ａよりも下流（排気系から吸気系に流れるＥＧＲガスの流れにおいて）でＥＧＲ取り出し管３２に取り付けられる。ステー３２ｃはフランジ２０ａに溶接されて接合され、よってフランジ２０ａとステー３２ｃは一体的に形成される。
【００３６】
ＥＧＲ取り出し管３２は、図６に示す如く、フランジ２０ａに取り付けられる部位において先端３２ｂが縮径される。即ち、ＥＧＲ取り出し管３２は、エンジン本体１０ａとの接続部位に至るまでの径（内径ｄ１）が、その接続部位の径（内径ｄ２）よりも大きくなるように構成される。それによって、接続部位に至るまでの部位の外気と接する表面積が増加させられ、同様にＥＧＲ取り出し管３２の内部を通るＥＧＲガスを放熱（冷却）することができる。
【００３７】
図７に示す如く、ＥＧＲ取り出し管３２は、エンジン本体１０ａに接続された後、エンジン本体１０ａを構成するシリンダヘッド内に形成されたヘッド内通路１０ａ１を介してＥＧＲバルブ３６に接続され、ＥＧＲバルブ３６によってＥＧＲガスの流量が調節される。ＥＧＲバルブ３６は第２のヘッド内通路１０ａ２を介して吸気側１８と接続される。それによって、ＥＧＲガスは、ヘッド内通路１０ａ１、ＥＧＲバルブ３６、第２のヘッド内通路１０ａ２と流れ、吸気マニホルドに還流される。図に示す如く、第２のヘッド内通路１０ａ２の付近にはエンジン冷却水通路１０ａ３が形成され、ＥＧＲガスを放熱（冷却）する。
【００３８】
図１に示す如く、この実施の形態に係る排気還流装置において、排気マニホルド２０は車両１２の前方に位置し、触媒装置２２も同様に前方に位置することから、走行時、フロントグリル１２ｂから走行風が進入する。フロントグリル１２ｂの後方にラジエータ３８が配置される。ラジエータ３８はコアやファンなどの通気抵抗が大きいため、走行風がラジエータ３８を通過して触媒装置２２に到達することは少ないが、それ以外の走行風は図示しないその外の搭載部品群の間を縫って触媒装置２２に突き当たり、触媒装置２２を冷却する。
【００３９】
この実施の形態に係るエンジンの排気還流装置は、上記の如く、エンジン（内燃機関）１０の排気系に設けられた触媒装置２２の下流にＥＧＲ取り出し管３２を接続し、排気を取り出してエンジン（内燃機関）１０の吸気系にＥＧＲガスとして還流させるエンジン（内燃機関）の排気還流装置において、触媒装置２２の下流に排気管２４を曲げながら接続すると共に、ＥＧＲ取り出し管３２を、排気管２４の曲げ方向側において接続するように構成したので、ＥＧＲ取り出し管３２の長さをその分だけ短縮できて剛性を高めることができ。また、それによって、ＥＧＲ取り出し管３２は突出することがないので、排気系の省スペース化を図ることができる。
【００４０】
また、ＥＧＲ取り出し管３２を、触媒装置２２に対し、エンジン（内燃機関）１０で駆動される補機の反対側で接続、換言すれば、触媒装置２２を挟んで補機側と反対側で接続したので、剛性の向上と排気系の省スペース化に加え、ＥＧＲ取り出し管３２からの放熱が、ＡＣＧ（オルタネータ）１４、エアコンディショナのコンプレッサ１６などのエンジン１０によって駆動される補機に与える影響を低減することができる。また、補機が配置される側はスペースが一層制約されるが、そのような位置を避けることによって、ＥＧＲ取り出し管３２を適正に配置することができる。
【００４１】
また、排気系はエンジン１０の本体にフランジ２０ａを介して取り付けられる排気マニホルド２０を備えると共に、ＥＧＲ取り出し管３２を、ステー３２ｃを介してフランジ２０ａに接続するように構成したので、ステー３２ｃによってＥＧＲ取り出し管３２の剛性を一層高めることができると共に、ステー３２ｃを介した熱伝導によってＥＧＲ取り出し管３２の熱をフランジ２０ａに伝達する、あるいは大気中に放熱することができる。
【００４２】
また、ＥＧＲ取り出し管３２にＥＧＲガスの放熱を促進するコルゲート状部３２ａを形成すると共に、ステー３２ｃをコルゲート状部３２ａよりも下流（排気系から吸気系に流れるＥＧＲガスの流れにおいて、換言すればフランジ２０ａに接近する側）でＥＧＲ管３２に取り付けるように構成したので、ステー３２ｃを短縮することができ、結果としてＥＧＲ取り出し管３２の剛性も高めることができる。
【００４３】
また、フランジ２０ａとステー３２ｃを一体的に形成するように構成したので、剛性の向上に加え、部品点数と組み付け工数を削減することができる。
【００４４】
尚、上記において、触媒装置２２の構成は図示のものに限られるものではなく、どのような構成であっても良い。
【００４５】
尚、この発明は、エンジン１０のクランク軸を鉛直方向とした船外機などのような船舶推進機用のエンジンにも適用が可能である。
【００４６】
【発明の効果】
請求項１項にあっては、ＥＧＲ取り出し管の長さを短縮できて剛性を高めることができると共に、突出することがないので、排気系の省スペース化を図ることができる。
【００４７】
請求項２項にあっては、前記した効果に加え、ＥＧＲ取り出し管からの放熱が、ＡＣＧ（オルタネータ）、エアコンディショナのコンプレッサなどの内燃機関によって駆動される補機に与える影響を低減することができる。また、補機が配置される側はスペースが一層制約されるが、そのような位置を避けることによって、ＥＧＲ取り出し管を適正に配置することができる。
【００４８】
請求項３項にあっては、ステーによってＥＧＲ取り出し管の剛性を一層高めることができる。また、ステーを介した熱伝導によってＥＧＲ取り出し管の熱をフランジに伝達する、あるいは大気中に放熱することができる。
【００４９】
請求項４項にあっては、ステーを短縮することができ、結果としてＥＧＲ取り出し管の剛性も高めることができる。
【００５０】
請求項５項にあっては、請求項４項で述べた効果に加え、部品点数と組み付け工数を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一つの実施の形態に係る内燃機関の排気還流装置を車両に搭載した状態で示す説明斜視図である。
【図２】図１に示す排気還流装置を内燃機関に取り付けた状態で示す説明斜視図である。
【図３】図１に示す排気還流装置を、排気マニホルドと共に示す説明斜視図である。
【図４】図３に示す排気還流装置の部分断面図である。
【図５】図３に示す排気還流装置の側面図である。
【図６】図４に示す排気還流装置の部分拡大断面図である。
【図７】図２に模式的に示すシリンダヘッドの縦断面図である。
【符号の説明】
１０ エンジン（内燃機関）
１２ 車両
１４ ＡＣＧ（補機）
１６ エアコンディショナのコンプレッサ（補機）
１８ 吸気側
２０ 排気マニホルド（排気系）
２０ａ フランジ
２２ 触媒装置
２４ 排気管（排気系）
３２ ＥＧＲ取り出し管
３２ａ コルゲート状部
３２ｃ ステー[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine, and more particularly, to an arrangement structure of an EGR extraction pipe for extracting exhaust gas from an exhaust system of an internal combustion engine and recirculating the exhaust gas to an intake system as EGR gas.
[0002]
[Prior art]
In an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine, the structures described in Patent Documents 1 and 2 below are known as a structure of the EGR outlet pipe described above.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-4-175449 [Patent Document 2]
JP-A-2002-180912
The exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine described in Patent Literature 1 is an EGR extraction pipe that extracts exhaust gas downstream of a catalyst device provided in an exhaust system of the internal combustion engine and recirculates the exhaust gas as EGR gas to the intake system. And a cooler for cooling (radiating heat) with engine cooling water to cool the EGR gas.
[0005]
In an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine described in Patent Document 2, a similar EGR take-out pipe is used. An exhaust manifold is attached to a main body of an internal combustion engine via a flange, and the EGR take-out pipe is placed on the same surface as the flange. An arrangement for connecting to the body of an internal combustion engine via another formed flange is disclosed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In this type of exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine, it is desirable that the EGR extraction pipe has as high rigidity as possible because the vibration of the engine is transmitted. Since space is limited, it is desirable to select an appropriate position that saves space. However, the techniques described in Patent Literatures 1 and 2 do not disclose at this point.
[0007]
In addition, a space for arranging an auxiliary device driven by an internal combustion engine such as an ACG (alternator) and a compressor of an air conditioner is limited in a space for arranging an EGR take-out tube, and heat is radiated from the EGR take-out tube. Since it may affect the catcher, it is desirable to take measures against that point. However, the techniques described in Patent Literatures 1 and 2 do not disclose anything in that regard.
[0008]
Further, in this type of exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine, it is desirable that the EGR take-out pipe has as high rigidity as possible because the vibration of the engine is transmitted, and the EGR take-out pipe has a high temperature during running. Therefore, it is desirable to dissipate the heat. However, the techniques described in Patent Literatures 1 and 2 do not disclose anything in that regard.
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, to increase the rigidity of an EGR outlet pipe for recirculating EGR gas, and to appropriately determine the position of the EGR outlet pipe to save space in an exhaust system. To provide an exhaust gas recirculation device.
[0010]
Further, the present invention provides an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine in which the space in which the auxiliary equipment is arranged is not restricted by the EGR take-out pipe and the influence of the heat release from the EGR take-out pipe on the auxiliary equipment is reduced. It is in.
[0011]
It is still another object of the present invention to provide an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine that increases the rigidity of an EGR extraction pipe and releases heat from the EGR extraction pipe.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to claim 1, an EGR extraction pipe is connected downstream of a catalyst device provided in an exhaust system of an internal combustion engine, and exhaust gas is extracted and supplied to an intake system of the internal combustion engine. In an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine that recirculates the exhaust gas as EGR gas, the exhaust gas pipe is connected downstream of the catalyst device while bending the exhaust pipe, and the EGR extraction pipe is connected on the bending direction side of the exhaust pipe.
[0013]
The exhaust pipe is connected to the downstream side of the catalyst device while bending the exhaust pipe, and the EGR take-out pipe is connected at the bending direction side of the exhaust pipe. Therefore, the length of the EGR take-out pipe can be shortened by that amount and the rigidity can be increased. In addition, since there is no protrusion, the space in the exhaust system can be reduced.
[0014]
According to a second aspect of the present invention, the EGR outlet pipe is connected to the catalyst device on a side opposite to an auxiliary machine driven by the internal combustion engine.
[0015]
The EGR outlet pipe was connected to the catalyst device on the opposite side of the auxiliary device driven by the internal combustion engine, in other words, the EGR outlet tube was connected on the opposite side to the auxiliary device side across the catalyst device. It is possible to reduce the influence of heat release from the EGR outlet pipe on auxiliary equipment driven by an internal combustion engine such as an ACG (alternator) and a compressor of an air conditioner. Further, the space on the side where the auxiliary machine is arranged is further restricted, but by avoiding such a position, the EGR take-out pipe can be properly arranged.
[0016]
According to claim 3, the exhaust system includes an exhaust manifold attached to the main body of the internal combustion engine via a flange, and the EGR outlet pipe is connected to the flange via a stay. .
[0017]
The exhaust system includes an exhaust manifold attached to the main body of the internal combustion engine via a flange, and the EGR outlet pipe is connected to the flange via a stay, so that the stay further increases the rigidity of the EGR outlet pipe. be able to. Further, the heat of the EGR outlet pipe can be transmitted to the flange by heat conduction through the stay, or can be radiated to the atmosphere.
[0018]
According to a fourth aspect of the present invention, a corrugated portion for promoting heat release of the EGR gas is formed in the EGR outlet tube, and the stay is attached to the EGR tube downstream of the corrugated portion. .
[0019]
The corrugated portion for promoting heat release of the EGR gas is formed, and the stay is configured to be attached to the EGR pipe downstream of the corrugated portion (in the flow of the EGR gas flowing from the exhaust system to the intake system). As a result, the rigidity of the EGR outlet pipe can be increased.
[0020]
According to the fifth aspect, the flange and the stay are formed integrally.
[0021]
Since the flange and the stay are integrally formed, the number of parts and the number of assembling steps can be reduced in addition to the effect described in claim 4.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to one embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0023]
1 is an explanatory perspective view showing a state in which the exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to this embodiment is mounted on a vehicle, FIG. 2 is an explanatory perspective view showing the state in which the exhaust gas recirculation apparatus is mounted on an internal combustion engine, and FIG. FIG. 3 is an explanatory perspective view shown together with an exhaust manifold. FIG. 4 is a partial sectional view of the portion shown in FIG. 3, and FIG. 5 is a side view thereof.
[0024]
Referring to FIGS. 1 to 5, reference numeral 10 indicates an internal combustion engine (hereinafter, referred to as "engine"). The engine 10 is a spark ignition type in-line four-cylinder four-cycle SOHC engine, and is disposed in the engine room 12a of the vehicle 12 so as to be transverse to the longitudinal direction of the vehicle.
[0025]
As shown in FIG. 2, an ACG (alternator) 14 and a compressor 16 of an air conditioner (not shown) are arranged near the engine 10. These accessories are driven by the rotation of the engine 10. For simplicity of illustration, members other than the engine 10 are not shown in FIG. 1 and the engine 10 is schematically shown in FIG. 1 and the like.
[0026]
In the engine 10, air taken in from an air cleaner (not shown) flows through an intake pipe (not shown), is metered by a throttle valve (not shown), passes through an intake manifold, and passes through an intake port of each cylinder. (Not shown), in which gasoline fuel is injected by an injector (not shown) (in FIG. 1, etc., the intake side where an intake pipe and an intake manifold are arranged is indicated by reference numeral 18).
[0027]
The air-fuel mixture thus generated flows into a combustion chamber (not shown) when an intake valve (not shown) is opened, is ignited and burns, and exhaust gas (exhaust gas) generated by the combustion is discharged into an exhaust valve (not shown). Flows through the exhaust manifold 20 when it is opened. A catalyst device 22 is provided downstream (immediately below) the exhaust manifold 20, and the exhaust gas is discharged to the outside through an exhaust pipe 24 after harmful components are removed there.
[0028]
As shown in FIG. 3, the exhaust manifold 20 has a flange 20a formed at an upstream end thereof. As shown in FIG. 2, the exhaust manifold 20 is attached to the main body 10a of the engine 10 via the flange 20a, more specifically, to a cylinder head. More specifically, as shown in FIG. 3, the exhaust manifold 20 is configured such that a bolt 26 is passed through a hole formed in the flange 20 a, and a bolt insertion hole ( (Not shown).
[0029]
As shown in FIG. 5 and the like, the catalyst device 22 provided in the exhaust system of the engine 10 including the exhaust manifold 20 and the exhaust pipe 24 includes a cylindrical case 22a and a catalyst bed 22b hermetically contained therein. Consists of The catalyst bed 22b is made of a ternary catalyst.
[0030]
A heat insulating material (not shown) is accommodated between the catalyst bed 22b and the inner surface of the case 22a to promote the temperature rise of the catalyst bed 22b when the engine 10 starts. As shown in FIGS. 3 and 4, the case 22a is bolted to the engine body 10a by a bracket 22c. Although not shown in detail, the bracket 22c is welded to the back surface of the case 22a, and the bolt 22 is inserted through a hole formed in the bracket 22c and is stopped in a bolt insertion hole formed in the main body wall surface. 22 is configured to be fixed to the engine body 10a.
[0031]
An exhaust pipe 24 is connected downstream of the case 22a of the catalyst device 22. The exhaust pipe 24 is formed with a tapered portion 24 a whose diameter gradually decreases from immediately below the catalyst device 22. The exhaust pipe 24 is configured to bend and extend in a direction away from the auxiliary equipment including the ACG 14 and the compressor 16 of the air conditioner, as is well shown in FIG. The exhaust pipe 24 is connected to an exhaust pipe further downstream via a flange 24b.
[0032]
Connected to the tapered portion 24a of the exhaust pipe 24 is an EGR take-out pipe 32 for taking out exhaust gas and returning it to the intake system of the engine 10 as an EGR gas to an intake system including an intake pipe and an intake manifold. That is, the tapered portion 24a is drilled, and the EGR extraction pipe 32 is inserted therein, welded and fixed. As described above, the exhaust pipe 24 is connected to the catalyst device 22 while being bent, and the EGR extraction pipe 32 is connected on the bending direction side of the exhaust pipe 24. The EGR outlet pipe 32 is connected to the catalyst device 22 on the opposite side of the auxiliary equipment such as the ACG 14.
[0033]
A corrugated portion 32a is formed in the EGR outlet tube 32 in the middle. The corrugated portion 32a is formed to have an uneven shape as shown in the drawing, so that the surface area in contact with the outside air is increased, and heat radiation (cooling) of exhaust gas (EGR gas) passing through the inside of the EGR outlet pipe 32 is promoted.
[0034]
The other end of the EGR outlet pipe 32 extends from a position downstream of the catalyst device 22 and is connected to the engine body 10a via the flange 20a. That is, as shown in FIG. 6, the tip 32b of the EGR outlet pipe 32 is inserted into a hole 20a1 formed in the flange 20a, and is welded thereto and attached to the flange 20a. Then, as shown in FIG. A bolt 26 is passed through a hole formed in the flange 20a, and is connected to a bolt insertion hole formed in the wall surface of the engine body 10a by being bolted.
[0035]
A stay 32c is bridged between the EGR outlet tube 32 and the flange 20a, and the EGR outlet tube 32 is configured to be connected to the flange 20a via the stay 32c (the stay 32c is not shown in FIG. 3). The stay 32c is attached to the EGR extraction pipe 32 downstream (in the flow of the EGR gas flowing from the exhaust system to the intake system) of the corrugated portion 32a. The stay 32c is welded and joined to the flange 20a, so that the flange 20a and the stay 32c are formed integrally.
[0036]
As shown in FIG. 6, the distal end 32b of the EGR take-out pipe 32 is reduced in diameter at a portion attached to the flange 20a. That is, the EGR outlet pipe 32 is configured such that the diameter (inner diameter d1) up to the connection portion with the engine body 10a is larger than the diameter (inner diameter d2) of the connection portion. As a result, the surface area of the part up to the connection part in contact with the outside air is increased, and similarly, the EGR gas passing through the inside of the EGR extraction pipe 32 can be radiated (cooled).
[0037]
As shown in FIG. 7, after the EGR outlet pipe 32 is connected to the engine main body 10a, it is connected to the EGR valve 36 via a head passage 10a1 formed in a cylinder head constituting the engine main body 10a. 36 controls the flow rate of the EGR gas. The EGR valve 36 is connected to the intake side 18 via the second in-head passage 10a2. Thereby, the EGR gas flows through the in-head passage 10a1, the EGR valve 36, and the second in-head passage 10a2, and is returned to the intake manifold. As shown in the figure, an engine cooling water passage 10a3 is formed near the second in-head passage 10a2, and radiates (cools) the EGR gas.
[0038]
As shown in FIG. 1, in the exhaust gas recirculation device according to this embodiment, the exhaust manifold 20 is located in front of the vehicle 12 and the catalyst device 22 is also located in front of the vehicle, so that the vehicle travels from the front grill 12b during traveling. The wind enters. A radiator 38 is arranged behind the front grill 12b. Since the radiator 38 has a large ventilation resistance such as a core or a fan, traveling wind rarely passes through the radiator 38 and reaches the catalyst device 22. Is stuck on the catalyst device 22 to cool the catalyst device 22.
[0039]
As described above, the exhaust gas recirculation device for an engine according to this embodiment connects the EGR extraction pipe 32 downstream of the catalyst device 22 provided in the exhaust system of the engine (internal combustion engine) 10 to extract the exhaust gas and extract the engine ( In an exhaust gas recirculation system for an engine (internal combustion engine) that recirculates EGR gas to the intake system of the internal combustion engine (10), the exhaust pipe (24) is connected to the downstream of the catalyst device (22) while bending the exhaust pipe (24). Since the connection is made on the bending direction side, the length of the EGR extraction pipe 32 can be shortened by that much, and the rigidity can be increased. In addition, since the EGR outlet pipe 32 does not protrude, the space in the exhaust system can be reduced.
[0040]
Further, the EGR take-out pipe 32 is connected to the catalyst device 22 on the opposite side of the accessory driven by the engine (internal combustion engine) 10, in other words, connected on the opposite side of the catalyst device 22 from the accessory. Therefore, in addition to the improvement in rigidity and the space saving of the exhaust system, the effect of the heat release from the EGR outlet pipe 32 on the auxiliary equipment driven by the engine 10 such as the ACG (alternator) 14 and the compressor 16 of the air conditioner. Can be reduced. Further, the space on the side where the auxiliary equipment is arranged is further restricted, but by avoiding such a position, the EGR take-out pipe 32 can be properly arranged.
[0041]
Further, the exhaust system includes the exhaust manifold 20 attached to the main body of the engine 10 via the flange 20a, and the EGR outlet pipe 32 is connected to the flange 20a via the stay 32c. The rigidity of the take-out tube 32 can be further increased, and the heat of the EGR take-out tube 32 can be transmitted to the flange 20a by heat conduction through the stay 32c, or can be radiated to the atmosphere.
[0042]
In addition, a corrugated portion 32a for promoting heat release of the EGR gas is formed in the EGR outlet pipe 32, and the stay 32c is located downstream of the corrugated portion 32a (in other words, in the flow of the EGR gas flowing from the exhaust system to the intake system). Since it is configured to be attached to the EGR pipe 32 at the side (close to the flange 20a), the stay 32c can be shortened, and as a result, the rigidity of the EGR take-out pipe 32 can be increased.
[0043]
Further, since the flange 20a and the stay 32c are integrally formed, the number of parts and the number of assembling steps can be reduced in addition to the improvement in rigidity.
[0044]
In the above description, the configuration of the catalyst device 22 is not limited to the illustrated one, but may be any configuration.
[0045]
The present invention is also applicable to an engine for a marine propulsion machine such as an outboard motor having a vertical crankshaft of the engine 10.
[0046]
【The invention's effect】
According to the first aspect, the length of the EGR take-out pipe can be shortened, the rigidity can be increased, and since there is no protrusion, the space of the exhaust system can be saved.
[0047]
According to a second aspect of the present invention, in addition to the effects described above, the effect of the heat radiation from the EGR outlet pipe on the auxiliary equipment driven by an internal combustion engine such as an ACG (alternator) and a compressor of an air conditioner is reduced. Can be. Further, the space on the side where the auxiliary machine is arranged is further restricted, but by avoiding such a position, the EGR take-out pipe can be properly arranged.
[0048]
According to the third aspect, the rigidity of the EGR outlet pipe can be further increased by the stay. Further, the heat of the EGR outlet pipe can be transmitted to the flange by heat conduction through the stay, or can be radiated to the atmosphere.
[0049]
According to the fourth aspect, the stay can be shortened, and as a result, the rigidity of the EGR outlet pipe can be increased.
[0050]
According to the fifth aspect, in addition to the effects described in the fourth aspect, the number of parts and the number of assembling steps can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory perspective view showing a state in which an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to one embodiment of the present invention is mounted on a vehicle.
FIG. 2 is an explanatory perspective view showing a state in which the exhaust gas recirculation device shown in FIG. 1 is attached to an internal combustion engine.
FIG. 3 is an explanatory perspective view showing the exhaust gas recirculation device shown in FIG. 1 together with an exhaust manifold.
4 is a partial sectional view of the exhaust gas recirculation device shown in FIG.
FIG. 5 is a side view of the exhaust gas recirculation device shown in FIG.
6 is a partially enlarged cross-sectional view of the exhaust gas recirculation device shown in FIG.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of the cylinder head schematically shown in FIG.
[Explanation of symbols]
10. Engine (internal combustion engine)
12 Vehicle 14 ACG (Auxiliary equipment)
16 Air conditioner compressor (auxiliary equipment)
18 Intake side 20 Exhaust manifold (exhaust system)
20a flange 22 catalyst device 24 exhaust pipe (exhaust system)
32 EGR take-out tube 32a Corrugated portion 32c Stay

Claims (5)

内燃機関の排気系に設けられた触媒装置の下流にＥＧＲ取り出し管を接続し、排気を取り出して前記内燃機関の吸気系にＥＧＲガスとして還流させる内燃機関の排気還流装置において、前記触媒装置の下流に排気管を曲げながら接続すると共に、前記ＥＧＲ取り出し管を、前記排気管の曲げ方向側において接続したことを特徴とする内燃機関の排気還流装置。In an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine, an EGR extraction pipe is connected downstream of a catalyst device provided in an exhaust system of the internal combustion engine to extract exhaust gas and recirculate it as EGR gas to an intake system of the internal combustion engine. An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine, wherein the exhaust gas recirculation device is connected to the exhaust pipe while bending the exhaust pipe, and the EGR take-out pipe is connected on the exhaust pipe bending direction side. 前記ＥＧＲ取り出し管を、前記触媒装置に対し、前記内燃機関で駆動される補機の反対側で接続したことを特徴とする請求項１項記載の内燃機関の排気還流装置。The exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the EGR outlet pipe is connected to the catalyst device on a side opposite to an auxiliary machine driven by the internal combustion engine. 前記排気系は前記内燃機関の本体にフランジを介して取り付けられる排気マニホルドを備えると共に、前記ＥＧＲ取り出し管を、ステーを介して前記フランジに接続したことを特徴とする請求項１項または２項記載の内燃機関の排気還流装置。3. The exhaust system according to claim 1, wherein the exhaust system includes an exhaust manifold attached to a main body of the internal combustion engine via a flange, and the EGR outlet pipe is connected to the flange via a stay. Exhaust gas recirculation system for internal combustion engines. 前記ＥＧＲ取り出し管に前記ＥＧＲガスの放熱を促進するコルゲート状部を形成すると共に、前記ステーを前記コルゲート状部よりも下流で前記ＥＧＲ管に取り付けたことを特徴とする請求項３項記載の内燃機関の排気還流装置。4. The internal combustion engine according to claim 3, wherein a corrugated portion for promoting heat release of the EGR gas is formed in the EGR outlet tube, and the stay is attached to the EGR tube downstream of the corrugated portion. Exhaust gas recirculation device for the engine. 前記フランジとステーを一体的に形成したことを特徴とする請求項３項または４項記載の内燃機関の排気還流装置。5. The exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to claim 3, wherein the flange and the stay are formed integrally.
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