JP2011127492A - 内燃機関における排気ガス還流装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シリンダヘッドの排気側面に形成された、排気ガス還流通路を塞ぐ排気マニホールド接合用フランジの気密性を確保する。
【解決手段】シリンダヘッド１の排気側面５に，クランク軸線の方向に延びる凹み溝１５を凹み形成し，この凹み溝の一端を排気ポート８に，他端を吸気系への排気ガス還流通路に各々連通し，この凹み溝を，排気マニホールド８の接合用フランジ板１０に一体に設けた蓋板１６にて塞ぎ、前記蓋板１６に，冷却水通路２２を，前記凹み溝１５に沿って延びるように一体に設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は，内燃機関において，その排気ガスのクリーン化等を図るために，排気ガスの一部を吸気系に還流する装置に関するものである。

先行技術としての特許文献１及び２には，
「シリンダヘッドのうち排気ガスポートが開口する排気側面に，凹み溝をクランク軸の方向に延びるように凹み形成し，この凹み溝の一端を前記排気ポートに，他端を前記シリンダの内部に設けた排気ガス還流通路に各々連通し，前記排気側面に接合される排気マニホールドの接合用フランジ板には，前記排気側面に沿って延びるように延長した蓋板を一体に設けて，この蓋板を前記排気側面に，前記凹み溝を塞ぐように接合して，前記凹み溝を密閉した流れ通路に構成して成る排気ガス還流装置。」
が記載されている。

特開２００１−３４２９０７号公報 特開２００２−１０６４２０号公報

これらの先行技術によると，排気系から吸気系に至る排気ガス還流経路の一部を，シリンダヘッドにおける排気側面に凹み形成した凹み溝にて構成することができるから，部品点数の低減，スペースの縮小化及び軽量化等を図ることができる。

しかし，その反面，前記凹み溝を塞ぐ蓋板のうち前記凹み溝内の部分には，排気ガスがこれに沿って流れることにより，前記蓋板は，排気ガスによる大きな熱負荷を受けて，シリンダヘッドに対して大きく熱変形することになるから，シリンダヘッドの排気側面に対して接合する部分における気密性が低くて，この部分にガス漏れが発生するおそれが著しく大きいという問題があった。

しかも，前記排気マニホールドの接合用フランジ板及びこれに一体の前記蓋板を，比較的薄い金属板製（板金製）にした場合に，前記蓋板の部分に排気ガスの脈動に起因して膜振動が発生し，これにより騒音が大きくなるという問題があった。

本発明は，これらの問題を解消することを技術的課題としている。

この技術的課題を達成するため請求項１は，
「シリンダヘッドのうち排気ポートが開口する排気側面に，凹み溝をクランク軸の方向に延びるように凹み形成し，この凹み溝の一端を前記排気ポートに，他端を前記シリンダの内部に設けた排気ガス還流通路に各々連通し，前記排気側面に接合される排気マニホールドの接合用フランジ板には，前記排気側面に沿って延びるように延長した蓋板を一体に設けて，この蓋板を前記排気側面に，前記凹み溝を塞ぐように接合して成る排気ガス還流装置において，
前記蓋板には，冷却水通路を，前記凹み溝に沿って延びるように一体に設けた。」
ことを特徴としている。

また，請求項２は，
「前記請求項１の記載において，前記冷却水通路を，前記凹み溝内に突出する構成にした。」
ことを特徴としている。

請求項１によると，シリンダヘッドの排気側面における凹み溝を塞ぐ蓋板は，これに設けた冷却水通路にて冷却されることになって，この蓋板における熱変形を確実に小さくできるから，シリンダヘッドの排気側面に対して接合する部分における気密性が向上し，この部分にガス漏れが発生するおそれを著しく低減できる。

これと同時に，排気ポートから吸気系に還流される排気ガスは，前記凹み溝を塞ぐ蓋板に設けた冷却水通路にて冷却されることにより，排気ガスのクリーン化を促進することができる。

しかも，前記蓋板は，これに一体に設けた冷却水通路にて補強されて，その剛性が向上されるから，この蓋板を，排気マニホールドの接合用フランジ板と一緒に，比較的薄い金属板製（板金製）にした場合に，前記蓋板に発生する膜振動の増大，ひいては，騒音の増大することを確実に低減できる。

また，請求項２によると，前記凹み溝内での排気ガスと冷却水通路との接触面積が増大して，還流排気ガスの冷却性能をより向上できる利点がある。

実施の形態においてシリンダヘッドの要部を示す一部切欠平面図である。 図１のII−II視側面図である。 図１のIII −III 視拡大断面図である。 別の実施の形態を示す一部切欠平面図である。 図４のＶ−Ｖ視拡大断面図である。

以下，本発明の実施の形態を，図１〜図５の図面について説明する。

これらの図において，符号１は，クランク軸線２に沿って並べた複数の気筒３を有する内燃機関におけるシリンダヘッドを示す。

このシリンダヘッド１には，前記各気筒３からの排気ポート４が，当該シリンダヘッド１における左右両側面５，６のうち一方の側面５，つまり，排気側面５に開口するように設けられている。

更に，前記シリンダヘッド１には，前記各気筒３への吸気ポート７が，左右両側面５，６のうち他方の側面６，つまり，吸気側面６に開口するように設けられている。

前記シリンダヘッド１における排気側面５には，前記各気筒３の排気ポート４に対する排気マニホールド８が，その間にシール用ガスケット９を挟んだ状態で着脱可能に接合されている。

この排気マニホールド８は，前記排気側面５に対して複数本のボルト１１にて締結される接合用フランジ板１０と，この接合用フランジ板１０に接合した排気管１２とによって構成されている。

なお，前記シリンダヘッド１における吸気側面６には，前記各気筒３への吸気マニホールド（図示せず）が接合されている。

また，前記シリンダヘッド１における内部には，冷却水ジャケット１３が形成されている。

更にまた，前記シリンダヘッド１のうちクランク軸線２の方向の一端の部分には，前記排気側面５から前記吸気側面６に向かって延びるように構成した排気ガス還流通路１４が形成されている。

この排気ガス還流通路１４のうち前記吸気側面６側の部分は，前記吸気側面６における吸気マニホールドに連通していて，この排気ガス還流通路１４内を前記吸気側面６の方向に流れる排気ガスは，前記吸気マニホールドを介して各気筒３に分配するように還流される。

前記シリンダヘッド１における排気側面５のうち，前記排気ポート４と，前記排気ガス還流通路１４との間の部分には，凹み溝１５が，前記クランク軸線２の方向に延びるように凹み形成されている。

この凹み溝１５は，前記シリンダヘッド１の鋳造の際に，鋳物型によって同時に形成されるか，或いは，前記シリンダヘッド１を鋳造したあとにおける機械加工によって形成されるもので，その一端１５ａは，前記排気ポート４に連通している一方，他端１５ｂは，前記排気ガス還流通路１４に連通している。

一方，前記排気マニホールド８における接合用フランジ板１０には，前記凹み溝１５を塞ぐようにした蓋板１６が，前記排気側面５に沿って延びるように延長して一体に設けられており，この蓋板１６は，前記排気側面５に対して，その間にシール用ガスケット１７を挟んだ状態で，複数本のボルト１８による締結にて接合されている。

これにより，前記凹み溝１５を密閉した流れ通路に構成しており，この流れ通路により，前記排気ポート４を前記排気ガス還流通路１４に連通するという構成になっている。

なお，本実施の形態においては，前記蓋板１６に対するシール用ガスケット１７を，前記接合用フランジ板１０に対するシール用ガスケット９と一体に構成している。

そして，前記蓋板１６のうち前記凹み溝１５内の部分には，パイプ部材１９を，図１〜図３に示すように，前記凹み溝１５内をクランク軸線２の方向に延びるように配設して，このパイプ部材１９を，前記蓋板１６に溶接等にて一体に固着する一方，前記蓋板１６には，前記パイプ部材１９の一端に対する入口管２０と，他端に対する出口管２１とを設けることにより，前記パイプ部材１９の内部を冷却水通路２２に形成している。

これにより，前記蓋板１６には，冷却水通路２２を，前記凹み溝１５に沿って延びるように一体に設けるという構成にしており，しかも，前記冷却水通路２２を，前記凹み溝１５内に突出するという構成にしている。

なお，前記した実施の形態においては，前記冷却水通路２２を，前記蓋板１６の裏面にパイプ部材１９を溶接等にして固着することによって形成する場合であったが，本発明はこれに限らず，図４及び図５に示すように，前記蓋板１６の裏面に金属板にて横向きコ字状の断面に形成した溝型部材１９′を溶接等にして固着することによって前記冷却水通路２２を一体に設けるという構成にすることができる。

また，前記排気マニホールド８の全体がその接合用フランジ板１０及び前記蓋板１６を含めて鋳造製である場合には，前記冷却水通路２２を，その鋳造時において同時に設けるという構成にすることもできる。

この構成において，シリンダヘッド１の排気側面５における凹み溝１５を塞ぐ蓋板１６は，これに設けた冷却水通路２２にて冷却されることにより，この蓋板１６における熱変形を確実に小さくできる。

これと同時に，排気ポート４から吸気系に還流される排気ガスは，前記蓋板１６に設けた冷却水通路２２にて冷却されることになる。

しかも，前記蓋板１６は，これに一体に設けた冷却水通路２２にて補強されることにより，この蓋板１６における剛性を向上できる。

特に，前記蓋板１６に一体に設けた冷却水通路２２は，前記凹み溝１５内に突出していることにより，前記凹み溝１５内での排気ガスと冷却水通路２２との接触面積が増大して，還流排気ガスの冷却性能をより向上できる。

１ シリンダヘッド
２ クランク軸線
３ 気筒
４ 排気ポート
５ シリンダヘッドの排気側面
８ 排気マニホールド
９，１７ シール用ガスケット
１０ 排気マニホールドの接合用フランジ板
１４ 排気ガス還流通路
１５ 凹み溝
１６ 蓋板
１１，１８ 接合用ボルト

Claims (2)

1. シリンダヘッドのうち排気ガスポートが開口する排気側面に，凹み溝をクランク軸の方向に延びるように凹み形成し，この凹み溝の一端を前記排気ポートに，他端を前記シリンダの内部に設けた排気ガス還流通路に各々連通し，前記排気側面に接合される排気マニホールドの接合用フランジ板には，前記排気側面に沿って延びるように延長した蓋板を一体に設けて，この蓋板を前記排気側面に，前記凹み溝を塞ぐように接合して成る排気ガス還流装置において，
   前記蓋板には，冷却水通路を，前記凹み溝に沿って延びるように一体に設けたことを特徴とする内燃機関における排気ガス還流装置。
2. 前記請求項１の記載において，前記冷却水通路を，前記凹み溝内に突出する構成にしたことを特徴とする内燃機関における排気ガス還流装置。

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