JP2007085215A - 多気筒エンジン - Google Patents

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Abstract

【課題】エンジン組み立てラインでの部品組み付け作業をスムーズに行うことができる多気筒エンジンを提供する。
【解決手段】シリンダヘッド10の幅方向を横方向として、シリンダヘッド10の横一側面に吸気分配通路壁5を設け、シリンダヘッド10の横他側面に排気合流通路壁22を設け、排気合流通路壁22と吸気分配通路壁5とをEGRクーラ15とEGR弁ケース16とを介して連通させた、多気筒エンジンにおいて、クランク軸1の架設方向を前後方向として、吸気分配通路壁5の上部で、吸気分配通路壁5の吸気入口管28とEGR弁ケース16とを前後に並べて配置し、吸気分配通路壁5とEGR弁ケース16とEGRクーラ15とを剛性連結体の構成要素とし、これら構成要素で可撓性のない剛性連結体を構成した。
【選択図】 図2

Description

本発明は、多気筒エンジンに関し、詳しくは、エンジン組み立てラインでの部品組み付け作業をスムーズに行うことができる多気筒エンジンに関するものである。
従来の多気筒エンジンとして、本発明と同様、シリンダヘッドの幅方向を横方向として、シリンダヘッドの横一側面に吸気分配通路壁を設け、シリンダヘッドの横他側面に排気合流通路壁を設け、排気合流通路と吸気合流通路とをEGRクーラとEGR弁ケースとで連通させたものがある。
この種のエンジンでは、EGRガスをEGRクーラで冷却するとともに、EGR弁でEGR率を制御することができるため、高出力を確保しながら、効率的にNOの低減を図ることができる利点がある。
しかし、上記従来のエンジンでは、吸気分配通路壁とEGR弁ケースとEGRクーラとを、個々にエンジンに取り付ける構造となっているため、問題が生じている。
上記従来技術では、次の問題がある。
《問題》 エンジン組み立てラインでの部品組み付け作業が停滞する。
吸気分配通路壁とEGR弁ケースとEGRクーラとを、個々にエンジンに取り付ける構造となっているため、エンジン組み立てラインでの部品組み付け作業が停滞する。
本発明は、上記問題点を解決することができる多気筒エンジン、すなわち、エンジン組み立てラインでの部品組み付け作業をスムーズに行うことができる多気筒エンジンを提供することを課題とする。
請求項1に係る発明の発明特定事項は、次の通りである。
図2に例示するように、シリンダヘッド(10)の幅方向を横方向として、シリンダヘッド(10)の横一側面に吸気分配通路壁(5)を取り付け、シリンダヘッド(10)の横他側面に排気合流通路壁(22)を取り付け、排気合流通路と吸気合流通路とをEGRクーラ(15)とEGR弁ケース(16)とで連通させた、多気筒エンジンにおいて、
図1、図2に例示するように、クランク軸(1)の架設方向を前後方向として、
吸気分配通路壁(5)の上部で、吸気分配通路壁(5)の吸気入口管(28)とEGR弁ケース(16)とを前後に並べて配置し、吸気分配通路壁(5)とEGR弁ケース(16)とEGRクーラ(15)とを剛性連結体の構成要素とし、これら構成要素で可撓性のない剛性連結体を構成した、ことを特徴とする多気筒エンジン。
(請求項1に係る発明)
《問題》 エンジン組み立てラインでの部品組み付け作業をスムーズに行うことができる。
図1、図2に例示するように、吸気分配通路壁(5)とEGR弁ケース(16)とEGRクーラ(15)とを剛性連結体の構成要素とし、これら構成要素で可撓性のない剛性連結体を構成したので、この剛性連結体をエンジン組み立てライン外で予め連結しておくことにより、エンジン組み立てラインでは、複数の部品を一体の剛性連結体として、一括してエンジンに組み付けることができ、エンジン組み立てラインでの部品組み付け作業をスムーズに行うことができる。
《効果》 剛性連結体は取り扱いが容易である。
図2に例示するように、吸気分配通路壁(5)の上部で、吸気分配通路壁(5)の吸気入口管(28)とEGR弁ケース(16)とを前後に並べて配置するので、本来はデッドスペースとなる吸気分配通路壁(5)の上部をEGR弁ケース(16)の配置空間として有効利用することができ、剛性連結体はコンパクトになる。また、剛性連結体は、可撓性がないため、エンジン組み立てラインへの搬入時や、エンジン組み立てラインでの組み付け作業時に変形しない。このように、剛性連結体は、コンパクトで変形しにくいため、その取り扱いが容易である。
《効果》 エンジンをコンパクトにまとめることができる。
図1、図2に例示するように、吸気分配通路壁(5)の上部で、吸気分配通路壁(5)の吸気入口管(28)とEGR弁ケース(16)とを前後に並べて配置するので、本来はデッドスペースとなる吸気分配通路壁(5)の上部をEGR弁ケース(16)の配置スペースとして有効利用することができ、エンジンをコンパクトにまとめることができる。
(請求項2に係る発明)
請求項1に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 他の部品の組み付けが容易になる。
図2に例示するように、シリンダヘッド(10)の後方で、EGRクーラ(15)を横向きにして配置したので、シリンダヘッド(10)の左右と後方の三方に、比較的大型の部品である吸気分配通路壁(5)と吸気合流通路壁(5)とEGRクーラ(15)とをバランスよく分散して分配することができ、他の部品の組み付けが容易になる。
《効果》 エンジンをコンパクトにまとめることができる。
図2に例示するように、シリンダヘッド(10)の左右と後方の三方に、比較的大型の部品である吸気分配通路壁(5)と吸気合流通路壁(5)とEGRクーラ(15)とをバランスよく分配することができ、エンジンをコンパクトにまとめることができる。
(請求項3に係る発明)
請求項1または請求項2に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 エンジン騒音の拡散を抑制することができる。
図1、図2に例示するように、シリンダブロック(2)の後部に伝動装置収容部(9)を配置し、この伝動装置収容部(9)の後方にこの伝動装置収容部(9)と隣接してフライホイルハウジング(29)を設け、このフライホイルハウジング(29)の真上の位置でEGRクーラ(15)を横向きに架設したので、伝動装置収容部(9)から上方に拡散する伝動騒音や、フライホイルハウジング(29)内から上方に拡散するフライホイル騒音を、EGRクーラ(15)で遮蔽することができ、エンジン騒音の拡散を抑制することができる。
なお、フライホイル騒音は、次のようにして起こる。すなわち、クランク軸(1)へのフライホイル(29a)の組み付け誤差等により、クランク軸(1)の軸線に対し、フライホイル(29a)の前面は若干の傾きをもつため、フライホイル(29a)が回転すると、フライホイル(29a)の前面とフライホイルハウジング(29)との間に形成されている隙間の寸法が変動し、この隙間内の空気圧の脈動によりフライホイル騒音が発生する。
(請求項4に係る発明)
請求項2または請求項3に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 剛性連結体をコンパクトに構成することができる。
図1、図2に例示するように、吸気分配通路壁(5)の上面後部の通路入口(5a)にEGR弁ケース(16)の下面のEGR弁ケース出口(16a)を取り付けてこれらを連通させ、EGR弁ケース(16)の後方に上下方向に延びる接続管(60)を配置し、この接続管(60)の前面上部の接続管出口(60a)をEGR弁ケース(16)の後面のEGR弁ケース入口(16b)と対向させてこれらを連通させ、接続管(60)の下部の接続管入口(60b)を排気合流通路壁(22)のある横側方に向け、この横向きの接続管入口(60b)にEGRクーラ(15)の横一端部のクーラ出口(15a)を取り付けてこれらを連通させたので、これらを構成要素とする剛性連結体をコンパクトに構成することができる。
(請求項5に係る発明)
請求項4に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 EGR率の適正化を図ることができる。
逆止弁ケース(61)内の逆止弁で、EGR弁ケース(16)からEGRクーラ(15)側へのEGRガスの逆流を阻止するようにしたので、EGR率の適正化を図ることができる。
(請求項6に係る発明)
請求項4または請求項5に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 EGRクーラ専用の支持部品が不要になる。
図2に例示するように、排気合流通路壁(22)にEGRガス導出管(62)を一体成型で形成し、このEGRガス導出管(62)の導出端(62a)にEGRクーラ(15)の端部のクーラ入口(15b)を取り付けてこれらを連通させることにより、EGRクーラ(15)を排気合流通路壁(22)と剛性連結体の他の部品とを介してシリンダヘッド(10)に支持させたので、EGRクーラ(15)専用の支持部品が不要になる。
(請求項7に係る発明)
請求項1から請求項6に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 エンジンをコンパクトにまとめることができる。
図1、図2に例示するように、吸気分配通路壁(5)の真下の位置で、コモンレール(3)を前後方向に架設したので、本来はデッドスペースとなる吸気分配通路壁(5)の真下の空間をコモンレール(3)の配置空間として有効利用することができ、エンジンをコンパクトにまとめることができる。
《効果》 コモンレールの保護を図ることができる。
図1、図2に例示するように、吸気分配通路壁(5)の真下の位置で、コモンレール(3)を前後方向に架設したので、メンテナンス中にエンジンの上方から落下した工具等は吸気分配通路壁で受け止められ、コモンレール(3)への衝突が回避される。このため、コモンレール(3)の保護を図ることができる。
(請求項8に係る発明)
請求項1から請求項7に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 エンジンをコンパクトにまとめることができる。
図1に例示するように、吸気分配通路壁(5)の真下の位置に電子制御手段(14)を配置したので、本来はデッドスペースとなる吸気分配通路壁(5)の真下の空間を電子制御手段(14)の配置空間として有効利用することができ、エンジンをコンパクトにまとめることができる。
《効果》 電子制御手段の保護を図ることができる。
図1に例示するように、吸気分配通路壁(5)の真下の位置に電子制御手段(14)を配置したので、メンテナンス中にエンジンの上方から落下した工具等は吸気分配通路壁で受け止められ、電子制御手段(14)への衝突が回避される。このため、電子制御手段(14)の保護を図ることができる。
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1から図5は本発明の実施形態に係る多気筒エンジンを説明する図で、この実施形態では、立型の直列多気筒ディーゼルエンジンについて説明する。
本発明の実施形態の概要は、次の通りである。
シリンダブロック(2)またはシリンダヘッド(10)の幅方向を横方向、クランク軸(1)の軸線方向を前後方向、シリンダの軸線方向を上下方向として、図1に示すように、シリンダブロック(2)の上部にシリンダヘッド(10)を組み付け、シリンダヘッド(10)の上部にヘッドカバー(11)を組み付けている。シリンダブロック(2)の前方にラジエータとエンジン冷却ファン(4)とを配置している。このエンジン冷却ファン(4)は、シリンダブロック(2)の前部に配置されたベルト伝動装置(17)を介してクランク軸(1)で駆動される。シリンダブロック(2)の後部には、伝動装置(8)を収容した伝動装置収容部(9)を配置している。クランク軸(1)から伝動装置(8)を介して燃料サプライポンプ(7)を駆動する。この燃料サプライポンプ(7)からコモンレール(3)に燃料を供給する。
EGR装置の構成は、次の通りである。
図2に示すように、シリンダヘッド(10)の幅方向を横方向として、シリンダヘッド(10)の横一側面に吸気分配通路壁(5)を取り付け、シリンダヘッド(10)の横他側面に排気合流通路壁(22)を取り付け、排気合流通路と吸気分配通路とをEGRクーラ(15)とEGR弁ケース(16)とを介して連通させている。吸気分配通路壁(5)は、吸気マニホルドの機能を果たすものであるが、図2に示すように、分岐管のない箱型構造であるため、このような部品名を用いた。排気合流通路壁(22)は排気マニホルドの機能を果たすものであるが、吸気分配通路壁(5)という部品名と対応させてこのような部品名を用いた。排気合流通路壁(22)の上部には過給機(54)を取り付けている。
EGR装置の工夫は、次の通りである。
図1、図2に示すように、吸気分配通路壁(5)の上部で、吸気分配通路壁(5)の吸気入口管(28)とEGR弁ケース(16)とを前後に並べて配置し、吸気分配通路壁(5)とEGR弁ケース(16)とEGRクーラ(15)とを剛性連結体の構成要素とし、これら構成要素で可撓性のない剛性連結体を構成している。図2に示すように、吸気入口管(28)は過給通路(28a)を介して過給機(54)に連通させている。シリンダヘッド(10)の後方で、EGRクーラ(15)を横向きにして配置している。シリンダブロック(2)の後部に伝動装置収容部(9)を配置し、この伝動装置収容部(9)の後方にこの伝動装置収容部(9)と隣接してフライホイルハウジング(29)を設け、このフライホイルハウジング(29)の真上の位置でEGRクーラ(15)を横向きに架設している。この伝動装置収容部(9)に収容したタイミング伝動装置(8)はクランク軸から燃料サプライポンプ(7)とバランサ軸に動力を伝達する。このタイミング伝動装置(8)はタイミングギヤトレインである。フライホイルハウジング(29)の真上の位置とは、シリンダ中心軸線(64)と平行な向きに見た場合に、フライホイルハウジング(29)の上方でフライホイルハウジング(29)と重なる位置をいう。
剛性連結体の構成は、次の通りである。
図1、図2、図4に示すように、吸気分配通路壁(5)の上面後部の通路入口(5a)にEGR弁ケース(16)の下面のEGR弁ケース出口(16a)を取り付けてこれらを連通させ、EGR弁ケース(16)の後方に上下方向に延びる接続管(60)を配置し、この接続管(60)の前面上部の接続管出口(60a)をEGR弁ケース(16)の後面のEGR弁ケース入口(16b)と対向させてこれらを連通させ、接続管(60)の下部の接続管入口(60b)を排気合流通路壁(22)のある横側方に向け、この横向きの接続管入口(60b)にEGRクーラ(15)の横一端部のクーラ出口(15a)を取り付けてこれらを連通させている。吸気分配通路壁(5)とEGR弁ケース(16)と接続管(60)とEGRクーラ(15)とを剛性連結体の構成要素とし、これら構成要素で可撓性のない剛性連結体を構成している。
EGRガスの逆流を阻止する工夫は、次の通りである。
図1、図2に示すように、EGR弁ケース(16)と接続管(60)との間に逆止弁ケース(61)を介在させ、EGR弁ケース(16)の後面のEGR弁ケース入口(16b)に逆止弁ケース(61)の前面の逆止弁ケース出口(61a)を取り付けてこれらを連通させ、この逆止弁ケース(61)の後面の逆止弁ケース入口(61b)に接続管(60)の前面上部の接続管出口(60a)を取り付けてこれらを連通させることにより、逆止弁ケース(61)も剛性連結体の構成要素とし、逆止弁ケース(61)内の逆止弁で、EGR弁ケース(16)からEGRクーラ(15)側へのEGRガスの逆流を阻止するようにしている。
EGRクーラの支持構造は、次の通りである。
図2に示すように、排気合流通路壁(22)にEGRガス導出管(62)を一体成型で形成し、このEGRガス導出管(62)の導出端(62a)にEGRクーラ(15)の端部のクーラ入口(15b)を取り付けてこれらを連通させることにより、EGRクーラ(15)を排気合流通路壁(22)と剛性連結体の他の部品(EGRクーラ以外の部品)とを介してシリンダヘッド(10)に支持させている。
他の工夫は、次の通りである。
図1、図2に示すように、吸気分配通路壁(5)の真下の位置で、コモンレール(3)を前後方向に架設している。図1に示すように、吸気分配通路壁(5)の真下の位置に電子制御手段(14)を配置している。この電子制御手段(14)はマイコンであり、コモンレール(3)から燃料の圧送を受ける燃料噴射弁の開閉を制御し、燃料噴射のタイミングや量を制御する。吸気分配通路壁(5)は枝管のない箱型構造で、枝管の隙間から異物が落下しないようにしている。吸気分配通路壁(5)の真下の位置とは、シリンダ中心軸線(64)と平行な向きに見た場合に、吸気分配通路壁(5)の下方で吸気分配通路壁(5)と重なる位置をいう。コモンレール(3)と電子制御手段(14)とは、シリンダ中心軸線(64)と平行な向きに見た場合に、吸気分配通路壁(5)から横にはみ出さない位置に配置している。
本発明の実施形態に係る多気筒エンジンの左側面図である。 図1のエンジンの平面図である。 図1のエンジンの正面図である。 図1のエンジンの背面図である。 図1のエンジンの右側面図である。
符号の説明
(1) クランク軸
(2) シリンダブロック
(3) コモンレール
(4) エンジン冷却ファン
(5) 吸気分配通路壁
(5a) 通路入口
(9) 伝動装置収容部
(10) シリンダヘッド
(14) 電子制御手段
(15) EGRクーラ
(15a) クーラ出口
(15b) クーラ入口
(16) EGR弁ケース
(16a) EGR弁ケース出口
(16b) EGR弁ケース入口
(22) 排気合流通路壁
(28) 吸気入口管
(29) フライホイルハウジング
(60) 接続管
(60a) 接続管出口
(60b) 接続管入口
(61) 逆止弁ケース
(61a) 逆止弁ケース出口
(61b) 逆止弁ケース入口
(62) EGRガス導出管
(62a) 導出端

Claims (8)

  1. シリンダヘッド(10)の幅方向を横方向として、シリンダヘッド(10)の横一側面に吸気分配通路壁(5)を取り付け、シリンダヘッド(10)の横他側面に排気合流通路壁(22)を取り付け、排気合流通路と吸気分配通路とをEGRクーラ(15)とEGR弁ケース(16)とを介して連通させた、多気筒エンジンにおいて、
    クランク軸(1)の架設方向を前後方向として、
    吸気分配通路壁(5)の上部で、吸気分配通路壁(5)の吸気入口管(28)とEGR弁ケース(16)とを前後に並べて配置し、吸気分配通路壁(5)とEGR弁ケース(16)とEGRクーラ(15)とを剛性連結体の構成要素とし、これら構成要素で可撓性のない剛性連結体を構成した、ことを特徴とする多気筒エンジン。
  2. 請求項1に記載した多気筒エンジンにおいて、
    前後方向のうち、任意の一方を後方として、
    シリンダヘッド(10)の後方で、EGRクーラ(15)を横向きにして配置した、ことを特徴とする多気筒エンジン。
  3. 請求項2に記載した多気筒エンジンにおいて、
    シリンダブロック(2)の後部に伝動装置収容部(9)を配置し、この伝動装置収容部(9)の後方にこの伝動装置収容部(9)と隣接してフライホイルハウジング(29)を設け、このフライホイルハウジング(29)の真上の位置でEGRクーラ(15)を横向きに架設した、ことを特徴とする多気筒エンジン。
  4. 請求項2または請求項3に記載した多気筒エンジンにおいて、
    吸気分配通路壁(5)の上面後部の通路入口(5a)にEGR弁ケース(16)の下面のEGR弁ケース出口(16a)を取り付けてこれらを連通させ、EGR弁ケース(16)の後方に上下方向に延びる接続管(60)を配置し、この接続管(60)の前面上部の接続管出口(60a)をEGR弁ケース(16)の後面のEGR弁ケース入口(16b)と対向させてこれらを連通させ、接続管(60)の下部の接続管入口(60b)を排気合流通路壁(22)のある横側方に向け、この横向きの接続管入口(60b)にEGRクーラ(15)の横一端部のクーラ出口(15a)を取り付けてこれらを連通させ、
    吸気分配通路壁(5)とEGR弁ケース(16)と接続管(60)とEGRクーラ(15)とを剛性連結体の構成要素とし、これら構成要素で可撓性のない剛性連結体を構成した、ことを特徴とする多気筒エンジン。
  5. 請求項4に記載した多気筒エンジンにおいて、
    EGR弁ケース(16)と接続管(60)との間に逆止弁ケース(61)を介在させ、EGR弁ケース(16)の後面のEGR弁ケース入口(16b)に逆止弁ケース(61)の前面の逆止弁ケース出口(61a)を取り付けてこれらを連通させ、この逆止弁ケース(61)の後面の逆止弁ケース入口(61b)に接続管(60)の前面上部の接続管出口(60a)を取り付けてこれらを連通させることにより、逆止弁ケース(61)も剛性連結体の構成要素とし、
    逆止弁ケース(61)内の逆止弁で、EGR弁ケース(16)からEGRクーラ(15)側へのEGRガスの逆流を阻止するようにした、ことを特徴とする多気筒エンジン。
  6. 請求項4または請求項5に記載した多気筒エンジンにおいて、
    排気合流通路壁(22)にEGRガス導出管(62)を一体成型で形成し、このEGRガス導出管(62)の導出端(62a)にEGRクーラ(15)の端部のクーラ入口(15b)を取り付けてこれらを連通させることにより、EGRクーラ(15)を排気合流通路壁(22)と剛性連結体の他の部品とを介してシリンダヘッド(10)に支持させた、ことを特徴とする多気筒エンジン。
  7. 請求項1から請求項6のいずれかに記載した多気筒エンジンにおいて、
    吸気分配通路壁(5)の真下の位置で、コモンレール(3)を前後方向に架設した、ことを特徴とする多気筒エンジン。
  8. 請求項1から請求項7のいずれかに記載した多気筒エンジンにおいて、
    吸気分配通路壁(5)の真下の位置に電子制御手段(14)を配置した、ことを特徴とする多気筒エンジン。
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