JP2015200236A - EGR cooler - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、EGR(Exhaust Gas Recirculation)クーラに関し、特に、内燃機関のシリンダヘッドに設けられたEGRクーラに関する。 The present invention relates to an EGR (Exhaust Gas Recirculation) cooler, and more particularly to an EGR cooler provided in a cylinder head of an internal combustion engine.
従来、この種のEGRクーラとして、例えば、特許文献1に記載のように、ハウジングと、排気還流管と、排気還流管に固着されるとともに、ハウジングに溶接や圧接などにより接合された伸縮吸収部材とを備えたものが提案されている。 Conventionally, as this type of EGR cooler, for example, as described in Patent Document 1, a stretchable absorbing member fixed to a housing, an exhaust gas recirculation pipe, and an exhaust gas recirculation pipe and joined to the housing by welding or pressure welding The one with is proposed.
ハウジングは、シリンダヘッドの一端側で冷却水出口通路を形成しており、排気還流管は、冷却水出口通路内でハウジングに支持され、排気ガスを冷却して吸気通路内に還流させるよう構成される。伸縮吸収部材は、排気還流管の端部の周りで伸縮する径方向に凹凸をなすように断面が湾曲する環状の凹凸部を有しており、排気還流管がハウジングに対し熱膨張差によって伸縮するとき、凹凸部で伸縮を吸収する。 The housing forms a cooling water outlet passage on one end side of the cylinder head, and the exhaust gas recirculation pipe is supported by the housing in the cooling water outlet passage, and is configured to cool the exhaust gas and return it to the intake passage. The The expansion / contraction absorbing member has an annular concavo-convex portion whose section is curved so as to form a concavo-convex shape in the radial direction that expands and contracts around the end portion of the exhaust gas recirculation pipe. When it does, it absorbs the expansion and contraction at the uneven part.
従来のEGRクーラは、伸縮吸収部材によって排気還流管のハウジングに対する伸縮を吸収することにより、排気還流管のハウジングへの接合部分に生ずる熱応力を緩和する。 The conventional EGR cooler absorbs expansion and contraction of the exhaust gas recirculation pipe with respect to the housing by the expansion and contraction absorbing member, thereby relieving thermal stress generated at the joint portion of the exhaust gas recirculation pipe to the housing.
しかしながら、このような特許文献1に記載の従来のEGRクーラは、伸縮吸収部材に凹凸を形成するのに伸縮吸収部材の製造工程が増加してしまうという問題がある。また、従来のEGRクーラは、排気還流管の両端部で伸縮吸収部材の保持板部を排気還流管に固着させて一体化し、伸縮吸収部材の凹凸部をハウジングに接合しているので、固着工程や接合工程が必要となるという問題がある。さらに従来のEGRクーラは、排気還流管をハウジングに組み付ける作業が複雑化してしまうという問題がある。 However, the conventional EGR cooler described in Patent Document 1 has a problem in that the manufacturing process of the stretchable absorbent member is increased in order to form irregularities on the stretchable absorbent member. In addition, the conventional EGR cooler has the holding plate portion of the expansion / contraction absorbing member fixed to the exhaust gas recirculation tube at both ends of the exhaust gas recirculation tube, and the uneven portion of the expansion / contraction absorption member is joined to the housing. There is a problem that a joining process is required. Furthermore, the conventional EGR cooler has a problem that the work of assembling the exhaust gas recirculation pipe to the housing becomes complicated.
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、従来のものと比較して、製造工程の少ない簡易な構造で、容易に組み付けることができ、耐久性を向上させることができるEGRクーラを提供することを課題とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can be easily assembled with a simple structure with fewer manufacturing steps and improve durability as compared with the conventional one. It is an object of the present invention to provide an EGR cooler capable of performing the above.
上記課題を解決するための、本発明の第1の態様は、内燃機関の排気通路から吸気通路に還流される排気ガスを冷却するEGRクーラであって、冷却水を流通させる冷却水流通部を有するハウジングと、冷却水流通部内で排気ガスを上流側から下流側に流通させる排気ガス流通パイプと、ハウジングと排気ガス流通パイプとの間に設けられ、排気ガス流通パイプを前記ハウジングに支持する支持リングと、を備え、ハウジングが、排気ガス流通パイプを冷却水流通部内に挿入させるよう上流側に形成された挿入孔と、支持リングを保持するよう下流側に形成された貫通孔とを有し、排気ガス流通パイプが、上流側でハウジングの外側に固定されるフランジ部と、下流側で前記支持リングを装着する装着部とを有し、冷却水流通部内で流通する冷却水と排気ガス流通パイプ内で流通する排気ガスとの間で熱交換させるものから構成される。 In order to solve the above problems, a first aspect of the present invention is an EGR cooler that cools the exhaust gas recirculated from the exhaust passage of the internal combustion engine to the intake passage, and includes a cooling water circulation portion that circulates the cooling water. A housing having an exhaust gas distribution pipe that distributes the exhaust gas from the upstream side to the downstream side in the cooling water distribution part, and a support that supports the exhaust gas distribution pipe to the housing. And a housing having an insertion hole formed on the upstream side so that the exhaust gas circulation pipe is inserted into the cooling water circulation part, and a through hole formed on the downstream side to hold the support ring. The exhaust gas distribution pipe has a flange portion fixed to the outside of the housing on the upstream side and a mounting portion for mounting the support ring on the downstream side, and circulates in the cooling water distribution portion. It consists of the components to be heat exchanged with the exhaust gas flowing in 却水 and the exhaust gas circulation pipe.
本発明の第2の態様としては、排気ガス流通パイプのフランジ部が、ハウジングに接触する側面と反対側の側面で排気ガスを流通させる排気パイプの端部に設けられた連結フランジ部と連結されるようにしてもよい。 As a second aspect of the present invention, the flange portion of the exhaust gas circulation pipe is connected to a connection flange portion provided at an end portion of the exhaust pipe that allows the exhaust gas to flow on the side surface opposite to the side surface that contacts the housing. You may make it do.
本発明の第3の態様としては、ハウジングが、内燃機関を構成するシリンダヘッドの一部からなり、冷却水が、内燃機関を冷却する冷却水で構成するようにしてもよい。 As a third aspect of the present invention, the housing may be a part of a cylinder head constituting the internal combustion engine, and the cooling water may be constituted by cooling water for cooling the internal combustion engine.
このように上記の第1の態様によれば、排気ガス流通パイプがハウジングに固定するフランジ部と、支持リングを装着する装着部とを有する簡単な構造で構成されるので、従来のものと比較して、EGRクーラの製造工程が少なくなる。 Thus, according to said 1st aspect, since an exhaust-gas distribution | circulation pipe is comprised by the simple structure which has a flange part which fixes to a housing, and a mounting part which mounts a support ring, compared with the conventional one And the manufacturing process of an EGR cooler decreases.
また、支持リングを装着部に装着し、支持リングが装着された状態で、排気ガス流通パイプをハウジング内に挿入し、フランジ部をハウジングに固定するだけの作業で組み付けされる。その結果、従来のものと比較して、組付工程が少なくなり、排気ガス流通パイプを容易にハウジングに組み付けできる。 In addition, the support ring is mounted on the mounting portion, and the exhaust gas distribution pipe is inserted into the housing and the flange portion is fixed to the housing with the support ring mounted. As a result, the assembly process is reduced as compared with the conventional one, and the exhaust gas distribution pipe can be easily assembled to the housing.
また、排気ガス流通パイプの下流側の端部が自由端となり、支持リングにより、排気ガス流通パイプがハウジングに支持されるとともに、排気ガス流通パイプのハウジングに対する伸縮が吸収されるので、排気ガス流通パイプに熱応力が生じなくなる。その結果、排気ガス流通パイプの熱応力による損傷が生じなくなるので、EGRクーラの耐久性が向上する。 Further, the downstream end of the exhaust gas circulation pipe becomes a free end, and the exhaust gas circulation pipe is supported by the housing by the support ring and the expansion and contraction of the exhaust gas circulation pipe with respect to the housing is absorbed. No thermal stress is generated on the pipe. As a result, the exhaust gas circulation pipe is not damaged by the thermal stress, so that the durability of the EGR cooler is improved.
上記の第2の態様によれば、排気ガス流通パイプのフランジ部が、排気パイプの連結フランジ部と連結されるので、ハウジングの外部に位置する排気パイプの変形が、ハウジングの内部に位置する排気ガス流通パイプに影響を及ぼさなくなる。 According to said 2nd aspect, since the flange part of an exhaust-gas distribution | circulation pipe is connected with the connection flange part of an exhaust pipe, the deformation | transformation of the exhaust pipe located in the exterior of a housing is exhausted in the inside of a housing. The gas distribution pipe is no longer affected.
その結果、排気ガス流通パイプの変形量が少なくなり、排気ガス流通パイプに排気パイプの変形による応力が生じなくなるので、EGRクーラのシール性が維持されるとともに、耐久性が向上する。 As a result, the deformation amount of the exhaust gas circulation pipe is reduced, and stress due to the deformation of the exhaust pipe is not generated in the exhaust gas circulation pipe, so that the sealing performance of the EGR cooler is maintained and the durability is improved.
上記の第3の態様によれば、ハウジングがシリンダヘッドの一部で構成され、冷却水が、内燃機関を冷却する冷却水で構成されるので、シリンダヘッドの外部にEGRクーラを突出して設けることがなく、内燃機関の省スペース化が図られる。 According to said 3rd aspect, since a housing is comprised by a part of cylinder head and cooling water is comprised by the cooling water which cools an internal combustion engine, an EGR cooler protrudes and is provided in the exterior of a cylinder head. Therefore, space saving of the internal combustion engine can be achieved.
また、ハウジングをシリンダヘッドと別に製造することがなくなるので、従来のものと比較して、部品製作や組付などの製造工程が少なくなる。また、ハウジングがシリンダヘッドの一部で構成されるので、内燃機関を冷却する冷却水をEGRクーラに流通させる配管も少なくなり、部品製作や組付などの製造工程が少なくなる。 Further, since the housing is not manufactured separately from the cylinder head, manufacturing processes such as component manufacturing and assembly are reduced as compared with the conventional one. Further, since the housing is constituted by a part of the cylinder head, the number of pipes through which the cooling water for cooling the internal combustion engine flows to the EGR cooler is reduced, and the number of manufacturing processes such as parts manufacture and assembly is reduced.
以下、本発明に係るEGRクーラを車両に搭載される内燃機関1に適用した実施形態に係るEGRクーラ40について、図面を参照して説明する。
Hereinafter, an EGR
まず、構成を説明する。
内燃機関1は、図1および図2に示すように、シリンダブロック2と、シリンダヘッド3と、EGR装置4と、シリンダヘッドカバー5と、排気マニホールド6と、吸気マニホールド7と、排気ガス浄化装置8とを含んで構成される。また、内燃機関1は、内燃機関1を冷却する冷却水を熱交換させるとともに内燃機関1内を循環させる図示しないラジエータ装置および循環ポンプとを含んで構成される。
First, the configuration will be described.
As shown in FIGS. 1 and 2, the internal combustion engine 1 includes a
この冷却水は、ラジエータ装置からシリンダブロック2内に循環ポンプにより供給され、シリンダブロック2からシリンダヘッド3内を流通した後にシリンダヘッド3からラジエータ装置に還流する。還流した冷却水は、ラジエータ装置で再度、冷却水と外気との間で熱交換されて、シリンダブロック2内に供給される。
This cooling water is supplied from the radiator device into the
内燃機関1は、シリンダブロック2に収容された図示しないピストンが気筒を2往復する間に吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程からなる一連の4行程を行う4サイクルエンジンであって、直列4気筒の横置きエンジンで構成される。
The internal combustion engine 1 is a four-cycle engine that performs a series of four strokes including an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke while a piston (not shown) accommodated in a
シリンダブロック2は、内燃機関1を搭載する図示しない車両の車体にエンジンマウントを介して取付けられており、内部に、ピストンと連結されピストンの往復運動を回転運動に変換するクランクシャフトを収容する。
The
また、シリンダブロック2の下部には、内燃機関1内を潤滑するオイルを貯蔵するオイルパン2aが取付けられており、オイルパン2a内のオイルは、図示しないポンプにより内燃機関1内に供給され、各構成要素を潤滑した後にオイルパン2a内に戻される。
An
シリンダブロック2内には、冷却水を流通させる図示しないウォータジャケットが形成されており、ウォータジャケット内を流通する冷却水によりシリンダブロック2が冷却される。
In the
シリンダヘッド3は、シリンダブロック2の上部に取り付けられており、内部にEGRクーラ40を構成する後述の冷却水流通部51が形成されている。また、シリンダヘッド3は、図示しない吸気カムシャフトと、排気カムシャフトと、吸気バルブと、排気バルブと、各バルブを動作させる動弁機構を収容する。
The
シリンダヘッド3内には、シリンダブロック2から流入する冷却水を流通させるウォータジャケット3jが形成されており、ウォータジャケット3j内を破線の矢印wで示す方向に流通する冷却水によりシリンダヘッド3が冷却される。
A
また、シリンダヘッド3の左側側壁には、ウォータジャケット3j内を流通した冷却水をラジエータ装置に向けて排出する排出口3hが形成されている。
ここで、前後、左右および上下の各方向は、内燃機関1が搭載された車両の運転席から見た方向を表しており、各図面に矢印で示される。
Further, the left side wall of the
Here, front and rear, left and right, and up and down directions represent directions viewed from the driver's seat of the vehicle on which the internal combustion engine 1 is mounted, and are indicated by arrows in each drawing.
EGR装置4は、EGRクーラ40と、EGRバルブ41と、下流側EGRパイプ42と、ガスケット43とを含んで構成される。EGR装置4は、排気マニホールド6内を流通する排気ガスを導入して、EGRクーラ40で冷却している。冷却された排気ガスは、EGRバルブ41および下流側EGRパイプ42内を通って吸気マニホールド7内に供給され、図示しない燃焼室内に供給される。
The EGR device 4 includes an
燃焼室から排気された排気ガスの一部は、再び燃焼室内に戻り再循環する。排気ガスを再循環させることで、図示しない制御装置が、燃焼室における混合気の燃焼温度の制御を実行し、燃焼によって発生する窒素酸化物やポンピングロスを低減するとともに、ノッキングやプレイグニッションの発生を抑制する。 Part of the exhaust gas exhausted from the combustion chamber returns to the combustion chamber again and recirculates. By recirculating the exhaust gas, a control device (not shown) controls the combustion temperature of the air-fuel mixture in the combustion chamber, reducing nitrogen oxides and pumping loss generated by combustion, and generating knocking and pre-ignition Suppress.
また、吸入空気とともに排気ガスが燃焼室内に取り込まれると、燃料の噴射量が少なく保たれたまま、ピストンの負荷が下がり、混合気の温度上昇が緩やかになるので、異常燃焼の発生が防止され、燃費の向上が図られる。 In addition, when the exhaust gas is taken into the combustion chamber together with the intake air, the load of the piston is lowered while the fuel injection amount is kept small, and the temperature rise of the air-fuel mixture is moderated, thereby preventing abnormal combustion. The fuel consumption is improved.
EGRクーラ40は、冷却水流通部51と、上流側EGRパイプ52と、支持リング53と、ガスケット54と、上流側EGRパイプ52をシリンダヘッド3に固定する一対のボルト55とを含んで構成される。
The EGR
EGRクーラ40は、上流側EGRパイプ52内を流通する高温の排気ガスと冷却水流通部51内を流通する低温の冷却水との間で熱交換させることで、排気ガスを冷却し下流側EGRパイプ42に供給する。
シリンダヘッド3の一部は、本発明のハウジングに対応し、上流側EGRパイプ52は、本発明の排気ガス流通パイプに対応している。
The
A part of the
冷却水流通部51は、図1に示すように、シリンダヘッド3の一部を構成しており、シリンダヘッド3内に形成された冷却水流通室61を有している。冷却水流通部51は、図3に示すように、前側周壁62と、後側周壁63と、前側周壁62および後側周壁63の間で冷却水流通室61を囲む環状周壁64とを有する。これらの各周壁は一体であり、シリンダヘッド3の一部からなる。
As shown in FIG. 1, the cooling
前側周壁62には、上流側EGRパイプ52を冷却水流通室61内に挿入する挿入孔62aがシリンダヘッド3の外部と冷却水流通室61とを貫通して形成されている。
また、前側周壁62には、挿入孔62aの近傍に、一対のねじ穴62nが、挿入孔62aを挟んでシリンダヘッド3の前側の壁面から所定の深さで形成されている。
An
Further, a pair of
後側周壁63には、支持リング53を保持する円環状の貫通孔63aが、後側周壁63の冷却水流通室61側の壁面から後側周壁63の外側の壁面に貫通して形成されている。
An annular through
この貫通孔63aには、排気ガスをシリンダヘッド3の外部に排出するようシリンダヘッド3に形成された図示しないガス排出通路と連通するガス排出口が形成されている。このガス排出通路は、EGRバルブ41の図示しない排気ガス流入口と連通しており、上流側EGRパイプ52内で冷却された排気ガスがガス排出通路を通ってEGRバルブ41内に流入するよう構成される。
The through
環状周壁64には、排気ガスの上流側で、ウォータジャケット3jと冷却水流通室61とを連通し、ウォータジャケット3j内の冷却水を冷却水流通室61に流入させる冷却水流入通路64aが形成されている。また、環状周壁64には、排気ガスの下流側で冷却水流通室61内の冷却水を排出させる冷却水排出通路64bが、シリンダヘッド3の排出口3hと連通するよう形成されている。
The annular
なお、図3に示す冷却水流入通路64aおよび冷却水排出通路64bの環状周壁64における周方向の位置は、各通路を説明するための便宜上の位置であって、冷却水流入通路64aは、ウォータジャケット3jに繋がる最適な位置に、冷却水排出通路64bは、排出口3hと繋がる最適な位置に形成される。
Note that the circumferential positions of the cooling
また、冷却水流入通路64aが排気ガスの上流側に形成されているのは、比較的に高温の上流側の排気ガスを効果的に冷却するためであり、冷却水排出通路64bが、排気ガスの下流側に形成されているのは、冷却水を冷却水流通室61内で上流側から下流側まで十分に流通させるためである。
The cooling
冷却水流通部51においては、ウォータジャケット3j内を流通する冷却水が、環状周壁64の冷却水流入通路64aから冷却水流通室61に流入し、冷却水流通室61内を流通した冷却水が、環状周壁64の冷却水排出通路64bから排出される。
In the cooling
上流側EGRパイプ52は、本体パイプ71と、フランジ72とを有している。
本体パイプ71は、両端で開口され、屈曲した円筒からなり、排気マニホールド6に連結される連結部71aと、排気ガスを導入する導入部71bと、フランジ72が固定される固定部71cと、冷却水流通室61内に挿入され冷却される冷却部71dと、支持リング53が装着される装着部71eとを有している。
The
The
導入部71bは、連結部71aとフランジ72との間で、2分割された一対のパイプからなり、各パイプの端部に設けられたフランジ71fにより互いに連結されている。導入部71bは2分割されて、フランジ71fにより連結されるので、排気マニホールド6や上流側EGRパイプ52の組付の自由度が高められる。
The
装着部71eは、上流側EGRパイプ52における排気ガスの下流側の端部近傍で支持リング53を装着するよう、周面から環状に凹んで形成されている。この装着部71eの凹みにより、支持リング53が装着された際に保持され、上流側EGRパイプ52に対する軸線方向への支持リング53の移動が規制される。
The mounting
なお、装着部71eを下流側の端部近傍に形成したのは、下流側の端部近傍は、上流側EGRパイプ52内を流入する排気ガスが冷却水で冷却されて比較的に低温となっており、装着された支持リング53の耐久性が向上するからである。
The mounting
フランジ72は、上流側EGRパイプ52をシリンダヘッド3の前側周壁62に固定するよう上流側EGRパイプ52の外周部に形成されており、ボルト55を通す一対の貫通孔72aが形成されている。
The
支持リング53は、例えば、Oリングなどの環状に形成された伸縮自在の弾性環状体からなり、装着部71eに嵌め込まれて、装着部71eと、貫通孔63aを形成するシリンダヘッド3の内壁との間に介在する。支持リング53は、上流側EGRパイプ52をシリンダヘッド3に支持する。また、支持リング53は、冷却水流通室61内の冷却水を密封する機能を有するとともに、上流側EGRパイプ52のシリンダヘッド3に対する伸縮を吸収する機能を有する。
The
ガスケット54は、フランジ72とシリンダヘッド3の前側周壁62との間に挟み込まれて、フランジ72とともにボルト55によりシリンダヘッド3の前側面部3mに固定される。ガスケット54は、冷却水流通室61内の冷却水を密封する機能を有するとともに、シリンダヘッド3の外部からの異物の進入を防止する機能を有する。
The
EGRバルブ41は、図3に示すように、バルブハウジング81と、弁体82と、弁体82を駆動する駆動機構83とを有している。
As shown in FIG. 3, the
バルブハウジング81は、一側面で冷却水流通部51の後側周壁63に取り付けられ、一側面側に開口し、貫通孔63aと連通する排気ガス入口通路81aと、一側面の反対側の側面に開口する排気ガス出口通路81bとを有している。また、バルブハウジング81は、排気ガス入口通路81aと排気ガス出口通路81bとを連通する連通通路81cと、連通通路81cと排気ガス入口通路81aとの境界部分に形成されたバルブシート81dとを有している。
The
弁体82は、バルブシート81dに着座することにより連通通路81cを閉状態とし、バルブシート81dから離隔することにより連通通路81cを開状態とする傘部82aと、傘部82aに連結され、駆動装置83によって駆動されるロッド部82bとを有している。
The
駆動機構83は、バルブシート81dを閉状態とするようロッド部82bを付勢する図示しないリターンスプリングと、ロッド部82bに係合し、図示しないステップモータにより傘部82aを開状態とするようロッド部82bを移動させる図示しない駆動部とを有している。なお、駆動機構83は、駆動源が前述のステップモータに限られず、他の構造の駆動源であってもよい。例えば、ダイヤフラムを備え、負圧によってロッド部82bを移動させる駆動アクチュエータを備えた構造のものであってもよい。
The
EGRバルブ41の弁体の開度が制御されることで、排気マニホールド6から導入された排気ガスの流量が調節され、内燃機関1の運転状況に応じた排気ガスの適量が下流側EGRパイプ42を通って吸気マニホールド7に供給される。
By controlling the opening degree of the valve body of the
下流側EGRパイプ42は、図1に示すように、上流側EGRパイプ52と同様、両端で開口され、屈曲した円筒からなり、EGRバルブ41に連結される連結部42aと、吸気マニホールド7に連結される連結部42bとを有している。
下流側EGRパイプ42は、EGRバルブ41から排出される排気ガスを吸気マニホールド7内に還流させる。
As shown in FIG. 1, the
The
ガスケット43は、EGRバルブ41とシリンダヘッド3の後側周壁63との間に挟み込まれて、バルブハウジング81とともに図示しないボルトによりシリンダヘッド3の後側周壁63に固定される。ガスケット43は、貫通孔を有しており貫通孔63aと排気ガス入口通路81aとを流通する排気ガスを密封する機能を有するとともに、シリンダヘッド3の外部からの異物の進入を防止する機能を有する。
The
シリンダヘッドカバー5は、図1および図2に示すように、シリンダヘッド3の図示しない上方開口部を覆うカバーで構成され、シリンダヘッド3に固定される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
排気マニホールド6は、シリンダヘッド3の前側面部3mに取付けられており、シリンダヘッド3に形成された図示しない各排気ポートに接続される。排気マニホールド6は、排気ポートから排気される排気ガスを通す4個の多岐管6tと、多岐管6tを集合させ下流側の排気ガス浄化装置8に接続する集合管6sとを有している。集合管6sには、上流側EGRパイプ52が連結されている。多岐管6tおよび集合管6sには、それぞれ図示しない排気通路が形成されている。
The exhaust manifold 6 is attached to the front
吸気マニホールド7は、シリンダヘッド3の後側壁部3uに取付けられており、吸気ポートに空気を導入させる4個の多岐管7tと、多岐管7tを集合させ上流側の吸気管に接続する集合管7sとを有している。集合管7sには、下流側EGRパイプ42が連結されている。多岐管7tおよび集合管7sには、それぞれ図示しない吸気通路が形成されている。
The intake manifold 7 is attached to the rear side wall portion 3u of the
排気ガス浄化装置8は、排気マニホールド6の下流側近傍に配置され、排気マニホールド6から流入する排気ガス中に含まれる炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物などの大気汚染物質を削減して、浄化された排気ガスを下流側に排出する装置からなり、例えば、触媒コンバータで構成される。
The exhaust
次に、本実施形態のEGR装置4の動作について簡単に説明する。
図1に示す内燃機関1が始動すると、シリンダヘッド3内の燃焼室から排気ガスが排気される。排気ガスは、排気マニホールド6の排気通路を通って排気ガス浄化装置8で浄化される。浄化された排気ガスは、図示しない消音装置を通って大気に排出される。
Next, the operation of the EGR device 4 of this embodiment will be briefly described.
When the internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is started, exhaust gas is exhausted from the combustion chamber in the
内燃機関1の運転状況に応じて、図示しない制御装置によりEGR装置4のEGRバルブ41が開かれる。EGRバルブ41が開かれると、図1の矢印gで示すように、EGRクーラ40の上流側EGRパイプ52の導入部71bから排気ガスが導入され、冷却部71dを通って、EGRバルブ41、下流側EGRパイプ42を順に流通し、吸気マニホールド7の吸気通路に供給される。供給された排気ガスは、シリンダヘッド3内の燃焼室内に還流する。
The
排気ガスは、EGRクーラ40における冷却部71dを通る際に、冷却水流通部51の冷却水流通室61内を流通する冷却水との間で熱交換され、温度が下がる。この冷却水は、図1の矢印wで示すように、図示しないラジエータからシリンダブロック2内を流通した後、シリンダヘッド3のウォータジャケット3j内を流通し、冷却水流通部51の冷却水流入通路64aから冷却水流通室61内に流入する。
When the exhaust gas passes through the
冷却水流通室61内を流通した冷却水は、冷却水排出通路64bから排出され、シリンダヘッド3の排出口3hから排出されてラジエータに還流する。
The cooling water that has flowed through the cooling
排気ガスは、EGRクーラ40で冷却されるので、吸入空気と混合される際に起きる問題が解消される。すなわち、高い温度の排気ガスが吸入空気と混合されると、混合気の温度が上昇して吸気密度が低くなり、充填効率が低下するという問題がある。EGRクーラ40で排気ガスを冷却することによりこのような問題が解消される。
Since the exhaust gas is cooled by the
以上の構成を有する本実施形態のEGRクーラ40によれば、上流側EGRパイプ52がシリンダヘッド3の前側面部3mに固定するフランジ72と、支持リング53を装着する装着部71eとを有する簡単な構造で構成されるので、従来のものと比較して、EGRクーラ40の製造工程を少なくできる。
According to the
また、本実施形態のEGRクーラ40によれば、支持リング53を装着部71eに装着し、支持リング53が装着された状態で、上流側EGRパイプ52を冷却水流通部51の挿入孔62aに挿入して支持リング53を貫通孔63a内にセットし、フランジ72を前側面部3mに固定するだけの作業で上流側EGRパイプ52が組み付けされる。
Further, according to the
その結果、従来のものと比較して、EGRクーラ40の組付工程が少なくなり、上流側EGRパイプ52を容易にシリンダヘッド3の冷却水流通部51に組み付けできる。
As a result, the assembly process of the
また、本実施形態のEGRクーラ40によれば、上流側EGRパイプ52の下流側の端部が自由端となり、支持リング53により、上流側EGRパイプ52のシリンダヘッド3に対する伸縮が吸収されるので、上流側EGRパイプ52に熱応力が生じなくなり、上流側EGRパイプ52にの熱応力による損傷が生じなくなる。その結果、EGRクーラ40の耐久性を向上できる。
Further, according to the
本実施形態のEGRクーラ40によれば、冷却水流通部51がシリンダヘッド3の一部で構成され、冷却水が、内燃機関1を冷却する冷却水で構成されるので、シリンダヘッド3の外部にシリンダヘッド3とは別体で冷却水流通部51を設けることがなくなる。その結果、EGRクーラ40がシリンダヘッド3から突出することがなく、内燃機関の省スペース化が図られる。
According to the
また、本実施形態のEGRクーラ40によれば、冷却水流通部51をシリンダヘッド3とは別に製造することがなくなるので、従来のものと比較して、部品製作や組付などの製造工程が少なくなる。また、冷却水流通部51がシリンダヘッドの一部で構成されるので、内燃機関1を冷却する冷却水を冷却水流通部51に流通させる配管も少なくなり、部品製作や組付などの製造工程を少なくできる。
Further, according to the
なお、本実施形態におけるEGRクーラ40ので排気ガス流通パイプとしての上流側EGRパイプ52を図1に示す導入部71bから冷却部71dまでを単一構造のパイプで構成した場合について説明したが、本発明のEGRクーラの排気ガス流通パイプを単一構造以外の構造で構成してもよい。
In addition, although the
例えば、図4に示すように、排気ガスを導入する導入パイプ81と、排気ガスを冷却する冷却パイプ82との二つのパイプを結合する構造の上流側EGRパイプ80で排気ガス流通パイプを構成するようにしてもよい。
For example, as shown in FIG. 4, an exhaust gas distribution pipe is constituted by an
導入パイプ81は、本体パイプ91と、本体パイプ91の下流側端部に固定されるフランジ部としてのフランジ92とを有している。本体パイプ91は、排気マニホールド6の集合管6sと連結する連結部91aと、排気マニホールド6の集合管6sから排気ガスを導入して冷却パイプ82内に流通させる導入部91bとを有している。フランジ92には、本体パイプ91を挟んで一対の貫通孔92aが形成されている。
The
冷却パイプ82は、本体パイプ95と、本体パイプ95の上流側端部に固定される連結フランジ部としてのフランジ96とを有している。本体パイプ95は、導入パイプ81の本体パイプ91と連結する連結部95aと、導入された排気ガスを冷却する冷却部95b、支持リング53を装着する装着部95cとを有している。フランジ96には、本体パイプ91を挟んで一対の貫通孔96aが形成されている。
The cooling
本体パイプ95の装着部95cに支持リング53が装着されるとともにガスケット54を通した状態で、本体パイプ95が、前側周壁62の挿入孔62aに挿入され、後側周壁63の貫通孔63aに支持リング53が嵌め込まれる。そして、導入パイプ81のフランジ96を冷却パイプ82のフランジ96とガスケット54を挟んだ状態で当接させ、ボルト55を貫通孔92aと貫通孔96aに挿入し、シリンダヘッド3の前側面部3mに締結することで、冷却パイプ82が、シリンダヘッド3に固定される。
The
二つのパイプを結合する構造の上流側EGRパイプ80によれば、冷却パイプ82のフランジ96が導入パイプ81のフランジ92と連結されるので、シリンダヘッド3の外部に位置する導入パイプ81の変形が、シリンダヘッド3の内部に位置する冷却パイプ82に影響を及ぼさなくなる。その結果、冷却パイプ82の変形量が少なくなり、冷却パイプ82に導入パイプ81の変形による応力が生じなくなるので、EGRクーラ40のシール性が維持されるとともに、耐久性が向上する。
According to the
本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。 While embodiments of the invention have been disclosed, it will be apparent to those skilled in the art that changes may be made without departing from the scope of the invention. All such modifications and equivalents are intended to be included in the following claims.
1…内燃機関、3…シリンダヘッド、40…EGRクーラ、51…冷却水流通部(ハウジング)、52,80…上流側EGRパイプ(排気ガス流通パイプ)、53…支持リング、62…前側周壁(ハウジング)、62a…挿入孔、63…後側周壁(ハウジング)、63a…貫通孔、64…環状周壁(ハウジング)、71,95…本体パイプ(排気ガス流通パイプ)、71e、95c…装着部、72,96…フランジ(フランジ部)、92…フランジ(連結フランジ部) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine, 3 ... Cylinder head, 40 ... EGR cooler, 51 ... Cooling water distribution part (housing), 52, 80 ... Upstream EGR pipe (exhaust gas distribution pipe), 53 ... Support ring, 62 ... Front peripheral wall ( Housing), 62a ... insertion hole, 63 ... rear peripheral wall (housing), 63a ... through hole, 64 ... annular peripheral wall (housing), 71, 95 ... main body pipe (exhaust gas distribution pipe), 71e, 95c ... mounting portion, 72, 96 ... flange (flange), 92 ... flange (connection flange)
Claims (3)
冷却水を流通させる冷却水流通部を有するハウジングと、
前記冷却水流通部内で前記排気ガスを上流側から下流側に流通させる排気ガス流通パイプと、
前記ハウジングと前記排気ガス流通パイプとの間に設けられ、前記排気ガス流通パイプを前記ハウジングに支持する支持リングと、を備え、
前記ハウジングが、前記排気ガス流通パイプを前記冷却水流通部内に挿入させるよう前記上流側に形成された挿入孔と、前記支持リングを保持するよう前記下流側に形成された貫通孔とを有し、
前記排気ガス流通パイプが、前記上流側で前記ハウジングの外側に固定されるフランジ部と、前記下流側で前記支持リングを装着する装着部とを有し、
前記冷却水流通部内で流通する前記冷却水と前記排気ガス流通パイプ内で流通する前記排気ガスとの間で熱交換させることを特徴とするEGRクーラ。 An EGR cooler for cooling exhaust gas recirculated from an exhaust passage of an internal combustion engine to an intake passage,
A housing having a cooling water circulation part for circulating cooling water;
An exhaust gas circulation pipe for circulating the exhaust gas from the upstream side to the downstream side in the cooling water circulation part;
A support ring provided between the housing and the exhaust gas circulation pipe, and supporting the exhaust gas circulation pipe to the housing;
The housing has an insertion hole formed on the upstream side so that the exhaust gas circulation pipe is inserted into the cooling water circulation part, and a through hole formed on the downstream side so as to hold the support ring. ,
The exhaust gas distribution pipe has a flange portion fixed to the outside of the housing on the upstream side, and a mounting portion for mounting the support ring on the downstream side,
An EGR cooler, wherein heat is exchanged between the cooling water flowing in the cooling water flow portion and the exhaust gas flowing in the exhaust gas distribution pipe.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014080045A JP2015200236A (en) | 2014-04-09 | 2014-04-09 | EGR cooler |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014080045A JP2015200236A (en) | 2014-04-09 | 2014-04-09 | EGR cooler |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2015200236A true JP2015200236A (en) | 2015-11-12 |
Family
ID=54551725
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2014080045A Pending JP2015200236A (en) | 2014-04-09 | 2014-04-09 | EGR cooler |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2015200236A (en) |
-
2014
- 2014-04-09 JP JP2014080045A patent/JP2015200236A/en active Pending
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