JP2011064073A - 多気筒ディーゼルエンジン - Google Patents
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Abstract
【解決手段】EGR弁ケース31の下流に逆止弁ケース34を配置し、クランク軸1の架設方向を前後方向、前後方向と直交するエンジンの幅方向を横方向とし、吸気マニホルド2の両横側方のうち、シリンダヘッド33とは逆側の外横側方で、吸気マニホルド2の外横側壁の後寄り部に沿って逆止弁ケース34を設け、この逆止弁ケース34の前方に吸気マニホルド2の吸気入口部6を設け、逆止弁ケース34と吸気マニホルド2の吸気入口部6との間で、吸気マニホルド2の外横側壁に沿って前後方向に向けたEGRガス放熱通路36を形成した。
【選択図】図1
Description
この種のエンジンによれば、EGR弁でEGR率を調節し、逆止弁で吸気側からのEGRガスの逆流を阻止することにより、燃焼室に適正量のEGRガスを供給し、燃焼最高温度を低下させ、NOXの発生量を低減させることができる利点がある。
しかし、この従来技術では、EGR弁ケースの上流に逆止弁ケースを配置しているため、問題がある。
EGR弁ケースの上流に逆止弁ケースを配置しているため、排気脈動がEGR弁の弁口の絞り抵抗を経ることなく逆止弁に作用し、逆止弁が排気脈動で振動しやすく、逆止弁の耐久性が低下することがある。
図1、または図9に例示するように、EGR通路の途中にEGR弁ケース(31)と逆止弁ケース(34)とを配置し、逆止弁ケース(34)に収容した逆止弁(35)で吸気側からの逆流を阻止するようにした、多気筒ディーゼルエンジンにおいて、
EGR弁ケース(31)の下流に逆止弁ケース(34)を配置し、
クランク軸(1)の架設方向を前後方向、前後方向と直交するエンジンの幅方向を横方向とし、吸気マニホルド(2)の両横側方のうち、シリンダヘッド(33)とは逆側の外横側方で、吸気マニホルド(2)の外横側壁の後寄り部に沿って逆止弁ケース(34)を設け、この逆止弁ケース(34)の前方に吸気マニホルド(2)の吸気入口部(6)を設け、
逆止弁ケース(34)と吸気マニホルド(2)の吸気入口部(6)との間で、吸気マニホルド(2)の外横側壁に沿って前後方向に向けたEGRガス放熱通路(36)を形成した、ことを特徴とする多気筒ディーゼルエンジン。
請求項1に係る発明は、次の効果を奏する。
《効果》 逆止弁の耐久性を高く維持することができる。
図1、または図9に例示するように、EGR弁ケース(31)の下流に逆止弁ケース(34)を配置しているので、排気脈動がEGR弁(38)の弁口の絞り抵抗を経て逆止弁(35)に作用し、逆止弁(35)が排気脈動で振動しにくい。
逆止弁ケース(34)と吸気マニホルド(2)の吸気入口部(6)との間で、吸気マニホルド(2)の外横側壁に沿って前後方向に向けたEGRガス放熱通路(36)を形成したので、吸気脈動がEGRガス放熱通路(36)の通路抵抗を経て逆止弁(35)に作用し、逆止弁(35)が吸気脈動で振動しにくい。
これらの理由により、逆止弁(35)の耐久性を高く維持することができる
図1、または図9に例示するように、逆止弁ケース(34)と吸気マニホルド(2)の吸気入口部(6)との間で、吸気マニホルド(2)の外横側壁に沿って前後方向に向けたEGRガス放熱通路(36)を形成したので、このEGRガス放熱通路(36)からの放熱でEGRガスの温度が下がり、吸気の充填効率が高まることにより、エンジン出力を高めることができる。
請求項2に係る発明は、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》 エンジンの全高が高くなるのを抑制でき、また、エンジンの全長が長くなるのを抑制することができる。
図1に例示するように、逆止弁ケース(34)の上部にEGR弁ケース(31)を取り付け、このEGR弁ケース(31)の前部からEGR弁アクチュエータ(32)を前向きに突出させたので、EGR弁ケース(31)の上部からEGR弁アクチュエータ(32)を上向きに突出させた場合に比べ、エンジンの全高が高くなるのを抑制でき、また、EGR弁ケース(31)の後部からEGR弁アクチュエータ(32)を後向きに突出させた場合に比べ、エンジンの全長が長くなるのを抑制することができる。
請求項3に係る発明は、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》 コモンレールの熱損傷と燃料の温度上昇を抑制することができる。
図1〜図3に例示するように、吸気マニホルド(2)の上方に前後方向に向けたコモンレール(3)を配置するので、シリンダヘッド(33)やシリンダブロック(7)からコモンレール(3)への入熱を抑制することができる。
エンジン冷却ファン(4)からのエンジン冷却風の吹き当たり個所にコモンレール(3)を配置したので、コモンレール(3)にエンジン冷却風が吹き当たり、コモンレール(3)の放熱を促進することができる。
コモンレール(3)の外横側方に、前後に並べた吸気マニホルド(2)の吸気入口部(6)とEGR弁アクチュエータ(32)とEGR弁ケース(31)からなるエンジン冷却風ガイド壁を配置したので、コモンレール(3)の外横側方からの冷却風の逃げが抑制され、コモンレール(3)の放熱を促進することができる。
これらの理由により、コモンレール(3)の放熱性を高め、コモンレール(3)の熱損傷と燃料の温度上昇を抑制することができる。
請求項4に係る発明は、請求項1から請求項3のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 エンジン出力を高めることができる。
図8(B)に例示するように、逆止弁ケース(35)と吸気マニホルド(2)の後部とをEGRガス短絡通路(37)で連通させたので、吸気マニホルド(2)の吸気入口部(6)と後部気筒の吸気ポート入口(39)が離れている場合であっても、EGRガスがEGRガス短絡通路(37)を介して後部気筒の吸気ポート入口(39)付近に流入するので、各気筒へのEGRガスの分配を均等化することができ、各気筒の燃焼を均等化して、エンジン出力を高めることができる。
請求項5に係る発明は、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》 エンジンの全長が長くなるのを抑制することができる。
図9に例示するように、逆止弁ケース(35)の後部にEGR弁ケース(31)を取り付け、EGR弁ケース(31)の上部からEGR弁アクチュエータ(32)を上向きに突出させたので、EGR弁ケース(31)の後部からEGR弁アクチュエータ(32)を後向きに突出させた場合に比べ、エンジンの全長が長くなるのを抑制することができる。
請求項6に係る発明は、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》 コモンレールの熱損傷と燃料の温度上昇を抑制することができる。
図9〜図11に例示するように、エンジン冷却ファン(4)からのエンジン冷却風の吹き当たり個所にコモンレール(3)を配置したので、コモンレール(3)にエンジン冷却風が吹き当たり、コモンレール(3)の放熱を促進することができる。
コモンレール(3)の外横側方に、前後に並べた吸気マニホルド(2)の吸気入口部(6)とEGR弁アクチュエータ(32)からなるエンジン冷却風ガイド壁を配置したので、コモンレール(3)の外横側方からの冷却風の逃げが抑制され、コモンレール(3)の放熱を促進することができる。
これらの理由により、コモンレール(3)の放熱性を高め、コモンレール(3)の熱損傷と燃料の温度上昇を抑制することができる。
このエンジンは、図3に示すように、シリンダブロック(7)の上部にシリンダヘッド(33)を組み付け、シリンダヘッド(33)の上部にヘッドカバー(5)を組み付け、シリンダブロック(7)の下部にオイルパン(40)を組み付け、シリンダブロック(7)の前部にギヤケース(21)を組み付けている。図4に示すように、シリンダブロック(7)の後部にはフライホイールハウジング(41)を組み付け、フライホイールハウジング(41)内にクランク軸(1)に組み付けたフライホイール(42)を収容している。
このエンジンは、コモンレールシステムとEGRシステムとを備えている。
燃料タンク(図外)の燃料は、燃料フィルタ(図外)と燃料フィードポンプ(47)とを介して燃料サプライポンプ(9)に供給され、燃料サプライポンプ(9)で高圧化された燃料がコモンレール(3)に供給され、コモンレール(3)で蓄圧された燃料は、燃料インジェクタ(48)の電磁弁の開弁により、燃料噴射管(49)と燃料インジェクタ(48)とを介して燃焼室に噴射される。
コモンレール圧の調節は、コモンレール圧センサ(29)で圧を検出しながら、調圧弁アクチュエータ(28)で燃料サプライポンプ(9)の調圧弁の開度を調節するフィードバック制御により行われる。
燃料インジェクタ(48)からの燃料噴射開始時期や燃料噴射量の調節はエンジン回転数やエンジン負荷に基づいて、燃料インジェクタ(48)の電磁弁の開弁時期や開弁期間を調節することにより行われる。
燃料インジェクタ(48)の電磁弁の開弁開始時期は、クランク角センサ(50)とカム軸ポジションセンサ(25)の検出信号で特定される各気筒の燃焼行程毎のクランク角に基づいて調節される。クランク角センサ(50)はエンジン回転数センサも兼ねている。このエンジンは、4サイクルエンジンであり、クランク軸(1)が2回転する間にポンプ駆動カム軸(12)は1回転する。
排気マニホルド(43)の排気の一部はEGRガスとして、EGRクーラ(51)とEGRガス中継パイプ(52)とEGR弁ケース(31)とEGRガス導入ケース(30)とEGRガス放熱通路(36)とを介して吸気マニホルド(2)の吸気入口部(6)に供給される。
EGR弁(38)の開度は、エンジン回転数やエンジン負荷に基づいて、エンジンECUの制御によってEGR弁アクチュエータ(32)で調節される。
図1〜図3に示すように、クランク軸(1)の架設方向を前後方向として、吸気マニホルド(2)の上方に前後方向に向けたコモンレール(3)を配置し、エンジンの前側にエンジン冷却ファン(4)を配置している。
前後方向と直交するエンジンの幅方向を横方向とし、コモンレール(3)の両横側方のうち、ヘッドカバー(5)側とは逆側の外横側方に吸気マニホルド(2)の吸気入口部(6)を配置し、エンジン冷却ファン(4)からのエンジン冷却風の吹き当たり個所にコモンレール(3)を配置している。
図8(A)(B)に示すように、吸気マニホルド(2)は枝管のない前後に長い箱形構造で、シリンダヘッド(33)の横側壁に沿って配置され、シリンダヘッド(33)側は開口され、シリンダヘッド(33)の吸気ポート入口(39)と連通している。
コモンレール(3)の両横側方のうち、ヘッドカバー(5)側で、シリンダヘッド(33)の上部に燃料インジェクタ(48)が、ヘッドカバー(5)に沿って前後に配列されている。
図3に示すように、ポンプ収容室(8)から上方に突出させた燃料サプライポンプ(9)の上側部(13)をエンジン冷却ファン(4)からエンジン冷却風の吹き当たり個所に配置している。
図6に示すように、ポンプ収容室(8)の横外側部から横外側方に燃料フィードポンプ(47)を突出させ、この燃料フィードポンプ(47)もポンプ駆動カム軸(12)で駆動する。
動力取り出し部(14)には、動力取り出しケース(53)を設け、この動力取り出しケース(53)にポンプ駆動カム軸(12)の後端に取り付けたカム軸出力ギヤ(54)とこのカム軸出力ギヤ(54)と噛み合わせた連動ギヤ(55)とこの連動ギヤ(56)から後向きに導出された動力取り出し軸(60)を収容している。ポンプ駆動カム軸(12)の前後寄り部はいずれも転がり軸受(56)(56)で軸受けされ、動力取り出し軸(60)も転がり軸受(57)で軸受けされている。
図7(A)に示すように、燃料サプライポンプ(9)の周壁にタペット(18)昇降用の空気出入孔(19)を設け、この空気出入孔(19)よりも下の部分で、タペットガイド筒(17)をポンプ嵌合孔(16)に内嵌させている。このため、ポンプ駆動室(11)でポンプ駆動カム軸(12)によって跳ね上げられたエンジンオイルは区画壁(15)で受け止められ、空気出入孔(19)には進入しにくい。このため、空気出入孔(19)にエンジンオイルが詰まりにくく、タペット(18)のスムーズな昇降が維持される。また、燃料サプライポンプ(9)内の燃料へのエンジンオイルの混入も抑制される。
図7(B)に示すように、ポンプ収容室(8)の4隅のうちシリンダブロック(7)寄りの2隅には、区画壁(15)に上下連通孔(61)をあけ、この上下連通孔(61)でポンプ収容室(8)とポンプ駆動室(11)とを連通させている。
ポンプ駆動室(11)はシリンダブロック(7)のクランクケース内と連通孔で連通され、クランクケースからポンプ駆動室(11)内にオイルミストが供給される。
ギヤケース(21)の上壁(26)の後方にポンプ収容室(8)の上壁(27)を配置し、ポンプ収容室(8)の上壁(27)から上方に突出する燃料サプライポンプ(9)の上側部(10)の前側に調圧弁アクチュエータ(28)を配置し、コモンレール(3)の前端にコモンレール圧センサ(29)を配置している。
このため、カム軸ポジションセンサ(25)と調圧弁アクチュエータ(28)とコモンレール圧センサ(29)とを、コモンレール(3)側のエンジンの前寄りに集約化することができ、これら複数の電子部品(25)(28)(29)にワイヤーハーネスを接続する作業をエンジンの前寄りで容易に行うことができる。
図1に示すように、EGR通路の途中にEGR弁ケース(31)と逆止弁ケース(34)とを配置し、逆止弁ケース(34)に収容した逆止弁(35)で吸気側からの逆流を阻止する。この逆止弁ケース(34)は前記したEGRガス導入ケース(30)である。図8(C)に示すように、逆止弁(35)は、楔形の弁ホルダ(58)に取り付けたリード弁である。
図8(D)に示すように、逆止弁ケース(34)と吸気マニホルド(2)の後部とをEGRガス短絡通路(37)で連通させている。
この第2実施形態のエンジンは、立形直列3気筒ディーゼルエンジンである。
EGRガス導入ケース(30)、すなわち逆止弁ケース(34)の後部にEGR弁ケース(31)を取り付け、このEGR弁ケース(31)の上部からEGR弁アクチュエータ(32)を上向きに突出させ、コモンレール(3)の外横側方に、前後方向に並べた吸気マニホルド(2)の吸気入口部(6)とEGR弁アクチュエータ(32)からなるエンジン冷却風ガイド壁を配置している。
EGRガス導入ケース(30)、すなわち逆止弁ケース(34)と吸気マニホルドとの間にEGRガス短絡通路はない。
吸気マニホルド(2)の吸気入口部(6)は吸気スロットル弁を収容したスロットルボディ(59)を備えている。
他の構成は、第1実施形態と同じであり、図9〜図12中、第1実施形態と同一の要素には、同一の符号を付しておく。
(2) 吸気マニホルド
(3) コモンレール
(4) エンジン冷却ファン
(5) ヘッドカバー
(6) 吸気入口部
(31) EGR弁ケース
(32) EGR弁アクチュエータ
(33) シリンダヘッド
(34) 逆止弁ケース
(35) 逆止弁
(36) EGRガス放熱通路
(37) EGRガス短絡通路
(38) EGR弁
Claims (6)
- EGR通路の途中にEGR弁ケース(31)と逆止弁ケース(34)とを配置し、逆止弁ケース(34)に収容した逆止弁(35)で吸気側からの逆流を阻止するようにした、多気筒ディーゼルエンジンにおいて、
EGR弁ケース(31)の下流に逆止弁ケース(34)を配置し、
クランク軸(1)の架設方向を前後方向、前後方向と直交するエンジンの幅方向を横方向とし、吸気マニホルド(2)の両横側方のうち、シリンダヘッド(33)とは逆側の外横側方で、吸気マニホルド(2)の外横側壁の後寄り部に沿って逆止弁ケース(34)を設け、この逆止弁ケース(34)の前方に吸気マニホルド(2)の吸気入口部(6)を設け、
逆止弁ケース(34)と吸気マニホルド(2)の吸気入口部(6)との間で、吸気マニホルド(2)の外横側壁に沿って前後方向に向けたEGRガス放熱通路(36)を形成した、ことを特徴とする多気筒ディーゼルエンジン。 - 請求項1に記載した多気筒ディーゼルエンジンにおいて、
逆止弁ケース(34)の上部にEGR弁ケース(31)を取り付け、このEGR弁ケース(31)の前部からEGR弁アクチュエータ(32)を前向きに突出させた、ことを特徴とする多気筒ディーゼルエンジン。 - 請求項2に記載した多気筒ディーゼルエンジンにおいて、
吸気マニホルド(2)の上方に前後方向に向けたコモンレール(3)を配置し、
エンジンの前側にエンジン冷却ファン(4)を配置し、
コモンレール(3)の両横側方のうち、ヘッドカバー(5)とは逆側の外横側方に吸気マニホルド(2)の吸気入口部(6)を配置し、エンジン冷却ファン(4)からのエンジン冷却風の吹き当たり個所にコモンレール(3)を配置し、
コモンレール(3)の外横側方に、前後に並べた吸気マニホルド(2)の吸気入口部(6)とEGR弁アクチュエータ(32)とEGR弁ケース(31)からなるエンジン冷却風ガイド壁を配置した、ことを特徴とする多気筒ディーゼルエンジン。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載した多気筒ディーゼルエンジンにおいて、
逆止弁ケース(34)と吸気マニホルド(2)の後部とをEGRガス短絡通路(37)で連通させた、ことを特徴とする - 請求項1に記載した多気筒ディーゼルエンジンにおいて、
逆止弁ケース(34)の後部にEGR弁ケース(31)を取り付け、
EGR弁ケース(31)の上部からEGR弁アクチュエータ(32)を上向きに突出させた、ことを特徴とする多気筒ディーゼルエンジン。 - 請求項5に記載した多気筒ディーゼルエンジンにおいて、
吸気マニホルド(2)の上方に前後方向に向けたコモンレール(3)を配置し、
エンジンの前側にエンジン冷却ファン(4)を配置し、
コモンレール(3)の両横側方のうち、ヘッドカバー(5)とは逆側の外横側方に吸気マニホルド(2)の吸気入口部(6)を配置し、エンジン冷却ファン(4)からのエンジン冷却風の吹き当たり個所にコモンレール(3)を配置し、
コモンレール(3)の外横側方に、前後方向に並べた吸気マニホルド(2)の吸気入口部(6)とEGR弁アクチュエータ(32)からなる冷却風ガイド壁を配置した、ことを特徴とする多気筒ディーゼルエンジン。
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