JP2019120162A

JP2019120162A - Egr-equipped engine

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Publication number: JP2019120162A
Application number: JP2017254214A
Authority: JP
Inventors: 能和竹本; Norikazu Takemoto; 後藤　英之; Hideyuki Goto; 英之後藤; 貴人濱崎; Takahito Hamazaki; 長井　健太郎; Kentaro Nagai; 健太郎長井; 智也秋朝; Tomoya Akitomo; 久美子坂口; Kumiko Sakaguchi
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2017-12-28
Filing date: 2017-12-28
Publication date: 2019-07-22

Abstract

To provide an EGR-equipped engine in which a structure of an engine case, an arrangement of an EGR pipe, and the like are comprehensively reviewed and devised to make the EGR pipe cooled more easily and enable suppressing an increase of an engine length.SOLUTION: In an EGR-equipped engine, an EGR pipe 6 for introducing EGR gas g into an intake path 5 is arranged through an engine case k with the EGR pipe 6 facing a cooling water passage w within the engine case k, and a flow speed reduction mechanism C which reduce a flow speed of the EGR gas g is provided in the EGR pipe 6. The flow speed reduction mechanism C is constituted by providing an area variation part 25 in which a cross sectional area of the EGR pipe 6 is varied along an axial center P direction of the EGR pipe 6.SELECTED DRAWING: Figure 9

Description

本発明は、排気再循環であるＥＧＲ（ＥｘｈａｕｓｔＧａｓＲｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）を備えたディーゼルエンジンなど、ＥＧＲ付エンジンに関するものである。 The present invention relates to an engine with EGR, such as a diesel engine equipped with EGR (Exhaust Gas Recirculation) that is exhaust gas recirculation.

ＥＧＲ付エンジンにおいては、排気ガス中の窒素酸化物の低減や部分負荷時の燃費向上のために、排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気マニホルドなどの吸気経路に戻して再度吸入させている。このＥＧＲ付エンジンとしては、特許文献１において開示されたものなどが知られている。 In an engine with EGR, part of the exhaust gas is returned to the intake passage such as an intake manifold as EGR gas to reduce the nitrogen oxides in the exhaust gas and to improve the fuel efficiency at partial load. As this engine with EGR, those disclosed in Patent Document 1 and the like are known.

従来のＥＧＲ付エンジンでは、ＥＧＲガスを流すＥＧＲパイプを、エンジンケースにおけるシリンダヘッドの横外方を迂回させて吸気側に配管させる構造が採られていた。特許文献１のものでは、その図３に示されるように、排気マニホルド（１３）と吸気マニホルド（１４）とを連通するＥＧＲパイプ（１５）は、シリンダヘッド（１２）の横外方を通して迂回配管されている。 In a conventional engine with EGR, a structure is adopted in which an EGR pipe for flowing EGR gas is piped to the intake side by bypassing the lateral outside of the cylinder head in the engine case. In the case of Patent Document 1, as shown in FIG. 3, an EGR pipe (15) communicating the exhaust manifold (13) with the intake manifold (14) is bypassed through the lateral outside of the cylinder head (12). It is done.

特開２０１４−１９０１７１号公報JP, 2014-190171, A 特開２０１０−２３６３９７号公報JP, 2010-236397, A

従来のＥＧＲ付エンジンは、高温になるＥＧＲパイプがエンジンの横外方を通して配管されるため、エンジン全長が長くなる不利があった。ＥＧＲパイプは高温になるので、周囲に放熱用の隙間を確保することからも、寸法増が避けられない。また、エンジンレイアウトの都合により、ＥＧＲパイプはエンジンのフライホイール側の横外方に通されるため、冷却風による空冷作用を享受し難い不利もあった。 The conventional engine with EGR has a disadvantage that the overall length of the engine becomes long because the EGR pipe which becomes high temperature is piped through the lateral and outer sides of the engine. Since the EGR pipe is heated to a high temperature, an increase in size can not be avoided because a heat radiation gap is secured around the EGR pipe. In addition, since the EGR pipe is passed laterally outward of the engine on the side of the flywheel due to the layout of the engine, there is a disadvantage that it is difficult to enjoy the air cooling effect by the cooling air.

とりわけ、特許文献２において開示されるエンジンのように、直列多気筒エンジンのフライホイール側の横外方にＥＧＲパイプより嵩張るＥＧＲクーラ（１５）が配置されている構造では、前述の各不利がさらに顕著になるものであった。 In particular, in the structure in which the EGR cooler (15) bulkier than the EGR pipe is disposed on the flywheel side of the in-line multi-cylinder engine as in the engine disclosed in Patent Document 2, the above-mentioned disadvantages are further increased. It was noticeable.

本発明の目的は、エンジンケースの構造やＥＧＲパイプの取り直しなど総合的に見直して工夫することにより、ＥＧＲパイプが冷却され易く、かつ、エンジン長の増大も抑制可能となるように改善されたＥＧＲ付エンジンを提供する点にある。 The object of the present invention is to improve the EGR pipe so that the EGR pipe can be easily cooled and the increase of the engine length can be suppressed by comprehensively reviewing and devising the structure of the engine case and the replacement of the EGR pipe. To provide an integrated engine.

本発明は、ＥＧＲ付エンジンにおいて、
ＥＧＲガスｇを吸気経路５に導くためのＥＧＲパイプ６が、エンジンケースｋ内の冷却水路ｗに臨む状態で前記エンジンケースｋを通して配管され、
前記ＥＧＲパイプ６に、ＥＧＲガスｇの流速を遅める流速低下機構Ｃが設けられていることを特徴とする。 The present invention relates to an engine with EGR,
An EGR pipe 6 for guiding the EGR gas g to the intake passage 5 is piped through the engine case k in a state facing the cooling water passage w in the engine case k,
The EGR pipe 6 is characterized in that a flow velocity reduction mechanism C for delaying the flow velocity of the EGR gas g is provided.

第２の本発明は、本発明のＥＧＲ付エンジンにおいて、
前記流速低下機構Ｃは、前記ＥＧＲパイプ６内の経路Ｆを複数に分離する仕切り壁２１と、前記複数の経路ｆ、ｆから出たＥＧＲガスｇを集めて一つのガス出口６ｂに導く集合路Ｆｓと、を備えて構成されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the engine with EGR of the present invention,
The flow velocity reduction mechanism C includes a partition wall 21 for dividing the path F in the EGR pipe 6 into a plurality of parts, and a collective path for collecting the EGR gas g coming out from the plurality of paths f and f and guiding it to one gas outlet 6b. And Fs.

第３の本発明は、本発明のＥＧＲ付エンジンにおいて、
前記流速低下機構Ｃは、前記ＥＧＲパイプ６内に突出する突起２３を設けることにより構成されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the engine with EGR of the present invention,
The flow rate reduction mechanism C is characterized by providing a protrusion 23 projecting into the EGR pipe 6.

第４の本発明は、本発明のＥＧＲ付エンジンにおいて、
前記流速低下機構Ｃは、前記ＥＧＲパイプ６の断面積が前記ＥＧＲパイプ６の軸心Ｐ方向へ進むに従って変化する面積変化部２５を設けることにより構成されていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the engine with EGR of the present invention,
The flow velocity reduction mechanism C is characterized by providing an area changing portion 25 which changes as the cross sectional area of the EGR pipe 6 advances in the direction of the axis P of the EGR pipe 6.

第５の本発明は、第４の本発明によるＥＧＲ付エンジンにおいて、
前記面積変化部２５は、互いに径の異なる拡径パイプ部２６と縮径パイプ部２７との境目により形成されていることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the engine with EGR according to the fourth aspect,
The area change portion 25 is characterized by being formed by the boundary between the diameter-increased pipe portion 26 and the diameter-reduced pipe portion 27 having mutually different diameters.

第６の本発明は、本発明〜第５の本発明のいずれかのＥＧＲ付エンジンにおいて、
前記エンジンケースｋの端部であるケース端部２Ａが部分的に外方に膨出されており、前記ケース端部２Ａの外方への膨出部分７に前記ＥＧＲパイプ６が通されていることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the engine with EGR according to any one of the fifth to the fifth aspects of the present invention,
A case end 2A, which is an end of the engine case k, is partially bulged outward, and the EGR pipe 6 is passed through an outwardly bulged portion 7 of the case end 2A. It is characterized by

第７の本発明は、本発明〜第６の本発明のいずれかのＥＧＲ付エンジンにおいて、
前記エンジンケースｋはシリンダヘッド２であることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the engine with EGR according to any one of the sixth to sixth aspects of the present invention,
The engine case k is a cylinder head 2.

本発明によれば、ＥＧＲパイプをエンジンケース内部を通してあるので、外部に配管する場合に比べてエンジン長を短くすることができる。そして、ＥＧＲパイプはエンジンケース内の冷却水路に臨んでいるから、冷却水によるＥＧＲパイプの冷却が可能となり、高温となるＥＧＲパイプを既存の設備を用いて効率良く冷却できるようになる。 According to the present invention, since the EGR pipe passes through the inside of the engine case, the engine length can be shortened as compared with the case of piping to the outside. And since the EGR pipe faces the cooling water passage in the engine case, cooling of the EGR pipe by the cooling water becomes possible, and the EGR pipe which becomes high temperature can be efficiently cooled using the existing equipment.

加えて、流速低下機構により、ＥＧＲパイプ内を流れるＥＧＲガスの流速が低下するようになるので、ＥＧＲパイプを通過する時間が長くなり、従ってＥＧＲガスの冷却性能が向上する効果が得られる。 In addition, since the flow velocity reduction mechanism reduces the flow velocity of the EGR gas flowing in the EGR pipe, the time for passing through the EGR pipe is lengthened, and therefore, the effect of improving the cooling performance of the EGR gas is obtained.

その結果、エンジンケースの構造やＥＧＲパイプの取り直しなど総合的に見直して工夫することにより、ＥＧＲパイプが効率よく冷却され、かつ、エンジン長の増大も抑制可能となるように改善されたＥＧＲ付エンジンを提供することができる。 As a result, by comprehensively reviewing and devising the structure of the engine case and the replacement of the EGR pipe and the like, the EGR pipe is efficiently cooled and the engine with EGR improved to be able to suppress an increase in the engine length. Can be provided.

ＥＧＲパイプ付近の構造を示すシリンダヘッド端部の横断断面図Transverse sectional view of the cylinder head end showing the structure near the EGR pipe ＥＧＲパイプ付近の構造を示すシリンダヘッド端部の縦断断面図Longitudinal sectional view of cylinder head end showing structure near EGR pipe 他の構造によるＥＧＲパイプを示す側面図Side view showing an EGR pipe with another structure 図３のＥＧＲパイプ各部を示し、（ａ）図３の矢視Ｘによる正面図、（ｂ）は図３のＹ−Ｙ線での断面図(A) A front view by arrow X of FIG. 3, (b) is a sectional view by the YY line of FIG. シリンダヘッド端部の断面構造を横方向から示す概略図Schematic showing the cross-sectional structure of the end of the cylinder head from the lateral direction ＥＧＲパイプを備えるシリンダヘッド端部を示す概略の斜視図Schematic perspective view showing the end of the cylinder head with the EGR pipe 実施形態１のＥＧＲパイプを示し、（ａ）は横断断面図、（ｂ）は図７（ａ）のａ−ａ線の断面図The EGR pipe of Embodiment 1 is shown, (a) is a cross-sectional view, (b) is a cross-sectional view along the line aa of FIG. 7 (a). 実施形態２のＥＧＲパイプを示す横断断面図Cross-sectional view showing the EGR pipe of Embodiment 2 シリンダヘッドに組付けられた状態の実施形態３のＥＧＲパイプを示す横断断面図Cross-sectional view showing the EGR pipe of Embodiment 3 in a state of being assembled to the cylinder head

以下に、本発明によるＥＧＲ付エンジンの実施の形態を、産業用エンジンの場合について、図面を参照しながら説明する。なお、エンジンケースｋとは、シリンダヘッド２やシリンダ部１Ａなどを含む概念である。また、エンジンケースｋの排気マニホルド４側を左、吸気マニホルド５側を右とする。 Hereinafter, an embodiment of an engine with EGR according to the present invention will be described in the case of an industrial engine with reference to the drawings. The engine case k is a concept including the cylinder head 2 and the cylinder portion 1A. Also, let the exhaust manifold 4 side of the engine case k be the left, and the intake manifold 5 side be the right.

図６に示されるように、立形の産業用エンジンＥにおいて、シリンダブロック１の上部であるシリンダ部１Ａの上にシリンダヘッド２が組付けられ、シリンダヘッド２の上にシリンダヘッドカバー３が組付けられている。シリンダヘッド２の左右の一端側には排気マニホルド４が組付けられ、他端側には吸気マニホルド５が組付けられている。 As shown in FIG. 6, in a vertical industrial engine E, the cylinder head 2 is assembled on the cylinder portion 1A which is the upper portion of the cylinder block 1, and the cylinder head cover 3 is assembled on the cylinder head 2 It is done. An exhaust manifold 4 is assembled on one end side of the cylinder head 2 on the left and right sides, and an intake manifold 5 is assembled on the other end side.

この産業用エンジンＥでは、排ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気経路に戻すＥＧＲ装置Ａが装備されている。図６に示されるように、ＥＧＲ装置Ａは、排気マニホルド４と吸気マニホルド５とを連通させる管路であるＥＧＲパイプ６と、ＥＧＲパイプを冷却可能なＥＧＲ冷却機構ｒと、を有して構成されている。 The industrial engine E is equipped with an EGR device A that returns part of the exhaust gas as EGR gas to the intake path. As shown in FIG. 6, the EGR device A is configured to include an EGR pipe 6 which is a pipe line connecting the exhaust manifold 4 and the intake manifold 5 and an EGR cooling mechanism r capable of cooling the EGR pipe. It is done.

ＥＧＲパイプ６は、エンジンケースｋの一例であるシリンダヘッド２の内部を通して配管されている。シリンダヘッド２の前後の端部であるケース端部２Ａには、ＥＧＲパイプ６を内蔵するため、外方に膨らんだ膨出ケース部（膨出部分の一例）７が形成されている。なお、図６において、４Ａは、排気マニホルド４の一部であって排気マニホルド４をシリンダヘッド２にボルト止めするための取付ベースである。 The EGR pipe 6 is piped through the inside of a cylinder head 2 which is an example of the engine case k. At the case end 2A, which is the front and rear end of the cylinder head 2, a bulging case portion (an example of a bulging portion) 7 is formed so as to expand outward in order to incorporate the EGR pipe 6. In FIG. 6, 4A is a part of the exhaust manifold 4 and is a mounting base for bolting the exhaust manifold 4 to the cylinder head 2.

図１〜図３に示されるように、一例としてのＥＧＲパイプ６は、本体パイプ６Ａと、本体パイプ６Ａに固着されている取付フランジ６Ｂとを有して構成されている。
本体パイプ６Ａは、基本パイプ部８と、その基端側に形成される径が若干絞られた細径部９と、基本パイプ部８と細径部９との間に形成されるテーパ管部１０とを備えている。基本パイプ部８は、その長手方向の両端部を除いた大部分が複雑な断面形状の異形管部８Ａに形成されている。なお、ＥＧＲパイプ６が一般的なパイプで形成されてもよい。 As shown in FIGS. 1 to 3, the EGR pipe 6 as an example has a main body pipe 6A and a mounting flange 6B fixed to the main body pipe 6A.
The main body pipe 6A includes a basic pipe portion 8, a narrow diameter portion 9 having a slightly reduced diameter formed on the base end side thereof, and a tapered pipe portion formed between the basic pipe portion 8 and the small diameter portion 9 It has 10 and. The basic pipe portion 8 is formed into a deformed pipe portion 8A having a complicated cross-sectional shape, with the exception of both longitudinal end portions. The EGR pipe 6 may be formed of a general pipe.

図３、図４（ａ）に示されるように、異形管部８Ａは、外周面を大きく凹ませてＥＧＲパイプ６の軸心Ｐ方向に延びる帯状の深溝部１１が、周方向の複数個所（６箇所）に形成されて部分である。長さの長い深溝部１１により、単純な円径のパイプに比べて、ＥＧＲパイプ６としての表面積を大きく増大させることができる。
深溝部１１は、溝底面１１ａと、左右一対の溝側面１１ｂ、１１ｂとを有しており、基本パイプ部８の径の約半分の径を持つ溝底面１１ａまで一定の溝幅ｄで凹まされている。 As shown in FIGS. 3 and 4 (a), in the deformed tube portion 8A, a plurality of strip-like deep groove portions 11 extending in the axial center P direction of the EGR pipe 6 are formed by recessing the outer peripheral surface greatly. 6) is a part formed. The long deep groove portion 11 can greatly increase the surface area of the EGR pipe 6 as compared with a simple circular pipe.
The deep groove portion 11 has a groove bottom surface 11a and a pair of left and right groove side surfaces 11b and 11b, and is recessed with a constant groove width d to a groove bottom surface 11a having a diameter of about half the diameter of the basic pipe portion 8 ing.

図３、図４（ｂ）に示されるように、取付フランジ６Ｂは、６箇所の取付孔１２ａ，１２ａを外周部に備える厚板製の本体フランジ１２で形成されており、溶着などにより本体パイプ６Ａの基本パイプ部８における開放側の端部に一体化されている。取付フランジ６Ｂは、図３に示されるように、基本パイプ部８の端から若干内側に寄った箇所に取り付けられている。本体パイプ６Ａ及び取付フランジ６Ｂは、比熱が小さく熱伝導性に優れて高強度のアルミ合金製が望ましいが、その他の金属製でもよい。アルミ合金製では、ＳＵＳ材と同等の耐食性を有しながらＳＵＳ材よりも安価であるという利点もある。 As shown in FIG. 3 and FIG. 4 (b), the mounting flange 6B is formed of a thick plate main body flange 12 having six mounting holes 12a, 12a at its outer peripheral portion, and the main body pipe is welded or the like. It is integrated with the open end of the basic pipe portion 8 of 6A. The mounting flange 6B is mounted at a position slightly inward from the end of the basic pipe portion 8 as shown in FIG. The main body pipe 6A and the mounting flange 6B are desirably made of an aluminum alloy having small specific heat and excellent thermal conductivity and high strength, but may be made of other metals. The aluminum alloy has an advantage that it is less expensive than the SUS material while having the same corrosion resistance as the SUS material.

図１、図２、図５に示されるように、ＥＧＲパイプ６はシリンダヘッド２の膨出ケース部７の内部を通して配管されており、ＥＧＲパイプ６における膨出ケース部７内に収容されている殆どの部分は、シリンダヘッド２の内部の
路ｗに臨む状態で設けられている。なお、膨出ケース部７は、ケース端部２Ａの下部（部分的の一例）に外方に半円弧状（図５を参照）に膨出させることで形成されている。 As shown in FIGS. 1, 2 and 5, the EGR pipe 6 is piped through the inside of the bulging case 7 of the cylinder head 2, and is accommodated in the bulging case 7 of the EGR pipe 6. Most of the parts are provided facing the passage w inside the cylinder head 2. The bulging case portion 7 is formed by bulging outward in a semicircular arc shape (see FIG. 5) on the lower portion (a partial example) of the case end portion 2A.

ＥＧＲパイプ６は、例えば、シリンダヘッド２の吸気マニホルド５側の側壁（右側壁）２Ｂに形成されている装着孔１９より挿入されて、細径部９がシリンダヘッド２の排気マニホルド４側の側壁（左側壁）２Ｃに形成されている円孔であるガス取込口１５に圧入又は密着内嵌され、かつ、取付フランジ６Ｂが２本のボルト（図示省略）によりシリンダヘッド２の吸気マニホルド側の側面２ａに取り付けられている。この場合、装着孔１９の径はガス取込口１５の径より少し大きい。 The EGR pipe 6 is inserted, for example, from a mounting hole 19 formed in a side wall (right side wall) 2B on the side of the intake manifold 5 of the cylinder head 2 and the small diameter portion 9 is a side wall on the side of the exhaust manifold 4 of the cylinder head 2 (Left side wall) Press-fit or close-fit fit into gas inlet port 15 which is a circular hole formed in 2C, and mounting flange 6B on the intake manifold side of cylinder head 2 by two bolts (not shown). It is attached to the side 2a. In this case, the diameter of the mounting hole 19 is slightly larger than the diameter of the gas inlet 15.

図１、図２、図５に示されるように、シリンダヘッド２内の冷却水路ｗは、シリンダヘッド２の下部に位置する下部水路ｗ１、上部に位置する上部水路ｗ２、及び端部に位置する端部水路ｗ３を有するとともに、膨出ケース部７内におけるＥＧＲパイプ６の外周側に形成される外周水路ｗ４を有している。外周水路ｗ４の存在により、冷却水路ｗはＥＧＲパイプ６を囲繞する状態に形成されている。つまり、ＥＧＲパイプ６が冷却水路に臨む状態で設けられることでＥＧＲ冷却機構ｒが構成されている。 As shown in FIG. 1, FIG. 2 and FIG. 5, the cooling water passage w in the cylinder head 2 is located in the lower water passage w1 located in the lower part of the cylinder head 2, the upper water passage w2 located in the upper part, and the end. While having the end part water channel w3, it has the outer peripheral water channel w4 formed in the outer peripheral side of the EGR pipe 6 in the bulging case 7. The cooling water passage w is formed to surround the EGR pipe 6 due to the presence of the outer peripheral water passage w4. That is, the EGR cooling mechanism r is configured by providing the EGR pipe 6 facing the cooling water passage.

図６に示されるように、ＥＧＲ装置Ａにより、燃焼室（図示省略）からの排気ガスＧは、シリンダヘッド２の排気出口１３から排気マニホルド４内に放出され、その一部がＥＧＲガスｇとなって出口孔１４からシリンダヘッド２のガス取込口１５（図１，２を参照）に入り、それからＥＧＲパイプ６を通って吸気マニホルド５内に還元される。ＥＧＲパイプ６のシリンダヘッド２内部分とは、図１などからは、基本パイプ部８、テーパ管部１０、及び細径部９の一部であるが、主に基本パイプ部８である。 As shown in FIG. 6, the exhaust gas G from the combustion chamber (not shown) is discharged from the exhaust outlet 13 of the cylinder head 2 into the exhaust manifold 4 by the EGR device A, and a portion thereof is mixed with the EGR gas g. As a result, the gas intake port 15 (see FIGS. 1 and 2) of the cylinder head 2 is entered from the outlet hole 14 and then reduced into the intake manifold 5 through the EGR pipe 6. The internal portion of the cylinder head 2 of the EGR pipe 6 refers to the basic pipe portion 8, the tapered pipe portion 10, and a part of the small diameter portion 9 from FIG.

ＥＧＲパイプ６は膨出ケース部７に収容されているので、ＥＧＲパイプが別のものとしてシリンダヘッドの横外に配管されている従来のＥＧＲ装置に比べて、シリンダヘッド２の横外方への張出し量を軽減（抑制）させることができる。加えて、膨出ケース部７内にけるＥＧＲパイプ６の張出し側の外周にも外周水路ｗ４が存在しているので、図１，５に示されるように、この外周水路ｗ４、端部水路ｗ３、下部水路ｗ１を流れる冷却水２０によって冷やされＥＧＲクーラの機能を、効率よく発揮させることが可能になる。 Since the EGR pipe 6 is accommodated in the bulging case portion 7, compared with the conventional EGR device in which the EGR pipe is piped outside the cylinder head as a separate one, the cylinder head 2 is laterally outward The amount of overhang can be reduced (suppressed). In addition, since the outer peripheral water passage w4 is also present on the outer periphery of the overhang side of the EGR pipe 6 in the bulging case portion 7, as shown in FIGS. 1 and 5, the outer peripheral water passage w4 and the end water passage w3 The cooling water 20 flowing through the lower water channel w1 cools the refrigerant, and the function of the EGR cooler can be efficiently exhibited.

従って、シリンダヘッド２を少し膨らましてＥＧＲパイプを内蔵させるという構造工夫によるＥＧＲ装置Ａ及びＥＧＲ冷却機構ｒにより、既存の冷却水２０を有効利用してＥＧＲガスｇを冷却しながらも、エンジンとしての横方向への嵩張りを低減できるＥＧＲ付エンジンＥが実現できている。ＥＧＲパイプ６において効果的に冷却できるので、外付けＥＧＲクーラ（図示省略）を不要に又は小型化することが可能となる利点もある。 Therefore, as the engine, the EGR device A and the EGR cooling mechanism r according to a structural device in which the cylinder head 2 is slightly expanded to incorporate the EGR pipe, while the EGR gas g is cooled by effectively using the existing cooling water 20 An EGR-equipped engine E capable of reducing the bulkiness in the lateral direction is realized. Since the EGR pipe 6 can be effectively cooled, there is also an advantage that the external EGR cooler (not shown) can be made unnecessary or miniaturized.

図１，２、及び図５に示されるように、冷却水路ｗにおけるＥＧＲパイプ６の径外側部位に冷却水２０を導き案内するガイド部１６（図１，２では実線で、図５では仮想線で示す）が設けられている構成とすれば好都合である。ガイド部１６は、ＥＧＲパイプ６の下方において下部水路ｗ１へ突出するように形成されるガイド本体１７と、ＥＧＲパイプ６を半周で囲繞するように外周水路ｗ４半分へ突出するように形成される周ガイド部１８とを備えて構成されている。なおガイド部１６はガイド本体１７のみ有する構成でもよく、また、鋳抜きより形成されるものでもよい。 As shown in FIGS. 1, 2 and 5, guide portions 16 (solid lines in FIGS. 1 and 2; imaginary lines in FIG. 5) for guiding and guiding the cooling water 20 to the radially outer portion of the EGR pipe 6 in the cooling water passage w. It is convenient to have a configuration provided with The guide portion 16 is a guide main body 17 formed so as to project to the lower water passage w1 below the EGR pipe 6 and a circumferential formed so as to project to the outer circumferential water passage w4 so as to surround the EGR pipe 6 at a half circumference. It comprises the guide part 18 and is comprised. The guide portion 16 may have only the guide main body 17 or may be formed by casting.

ガイド部１６を設けたことにより、冷却水路ｗを流れる冷却水２０が外周水路ｗ４に流れ込むことが促進されるようになり、殆どコストアップのない経済的な手段（ガイド部１６）でありながら、冷却水によるＥＧＲパイプ６（ＥＧＲガスｇ）の水冷作用を高めることができる利点がある。 The provision of the guide portion 16 promotes the flow of the cooling water 20 flowing through the cooling water passage w into the outer peripheral water passage w4, thus providing an economical means (guide portion 16) with almost no increase in cost. There is an advantage that the water cooling action of the EGR pipe 6 (EGR gas g) by the cooling water can be enhanced.

また、図１に示されるように、シリンダブロック１の冷却水路（図示省略）からの冷却水は、左右の水路２Ｌ，２Ｒからシリンダヘッド２内の下部水路ｗ１に送られてくる。従って、左の水路２Ｌと右の水路２Ｒの間に位置するガイド部１６により、左右の水路２Ｌ，２Ｒからの冷却水が互いに衝突して干渉することなく円滑に外周水路ｗ４へ分けて効率よく案内する、という好ましい作用効果も発揮される。 Further, as shown in FIG. 1, the cooling water from the cooling water channel (not shown) of the cylinder block 1 is sent from the left and right water channels 2L and 2R to the lower water channel w1 in the cylinder head 2. Therefore, the cooling water from the left and right water channels 2L, 2R is smoothly divided into the outer peripheral water channel w4 without interference due to the guide portion 16 located between the left water channel 2L and the right water channel 2R. The preferable effect of guiding is also exhibited.

〔流速低下機構について〕
本発明によるＥＧＲ付エンジンでは、ＥＧＲパイプ６に、ＥＧＲガスｇの流速を遅める流速低下機構Ｃが設けられている。以下に、種々の流速低下機構Ｃについて説明する。なお、図７，８に示す実施形態１，２のＥＧＲパイプ６は、単品で図示説明するが、図３などに示される「一例としてのＥＧＲパイプ６」に代えてシリンダヘッド２に組み込むことができるものである。 [About the flow velocity reduction mechanism]
In the engine with EGR according to the present invention, the EGR pipe 6 is provided with a flow velocity reduction mechanism C for delaying the flow velocity of the EGR gas g. Hereinafter, various flow rate reduction mechanisms C will be described. Although the EGR pipe 6 of the first and second embodiments shown in FIGS. 7 and 8 is illustrated as a single unit, it may be incorporated into the cylinder head 2 instead of the “EGR pipe 6 as an example” shown in FIG. It is possible.

〔実施形態１〕
図７（ａ），（ｂ）に示されるように、流速低下機構Ｃは、ＥＧＲパイプ６内の経路Ｆを複数に分離する仕切り壁２１と、複数の経路ｆ、ｆから出たＥＧＲガスｇを集めて一つのガス出口６ｂに導く集合路Ｆｓと、を備えて構成されている。具体的には、本体パイプ６Ａにおける基本パイプ部８のパイプ側壁に対向される状態で形成された一対の深絞り部２２，２２によって仕切り壁２１が構成されている。 Embodiment 1
As shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b), the flow velocity reduction mechanism C separates the passage F in the EGR pipe 6 into a plurality of passages 21 and a plurality of passages f, EGR gas g coming out of the passages f And a collecting path Fs for collecting and guiding it to one gas outlet 6b. Specifically, the partition wall 21 is configured by a pair of deep drawn portions 22 and 22 formed in a state of being opposed to the pipe side wall of the basic pipe portion 8 in the main body pipe 6A.

深絞り部２２は、底壁２２ａと一対の側壁２２ｂ、２２ｂとを備え、対向配置される深絞り部２２，２２の底壁２２ａどうしが互いに当接されて、本体パイプ６Ａの経路Ｆを左右一対の分割経路ｆ、ｆに分断する仕切り壁２１に形成されている。仕切り壁２１は、基本パイプ部８の両端部を除く大部分に形成されて異形管部８Ａとされており、異形管部８Ａ８は、その内部空間が左右２つに仕切られている。 The deep drawn portion 22 includes a bottom wall 22a and a pair of side walls 22b and 22b, and the bottom walls 22a of the deep drawn portions 22 and 22 disposed opposite to each other are in contact with each other. It is formed in the partition wall 21 divided | segmented into a pair of division path f, f. The partition wall 21 is formed in most part except the both ends of the basic pipe part 8 and is made into the modified pipe part 8A, and the internal space of the modified pipe part 8A8 is divided into two right and left.

つまり、本体パイプ６Ａの内部空間は、入口６ａ側の単一の経路Ｆ、仕切り壁２１による２つに分割経路ｆ、ｆ、及び仕切り壁２１の終端と出口６ｂとの間の単一の集合路Ｆｓに分かれている。なお、実施形態１によるＥＧＲパイプ６は、図３などに示すＥＧＲパイプ６の深溝部１１が仕切り壁２１に置き換えられたものであり、それ以外の部分は図３などに示すＥＧＲパイプ６と同じであり、同じ符号を付して説明は割愛する。 That is, the internal space of the main pipe 6A is a single path F on the inlet 6a side, the divided paths f and f into two by the partition wall 21, and a single set between the end of the partition wall 21 and the outlet 6b. It is divided into road Fs. In the EGR pipe 6 according to the first embodiment, the deep groove portion 11 of the EGR pipe 6 shown in FIG. 3 and the like is replaced by the partition wall 21, and the other parts are the same as the EGR pipe 6 shown in FIG. The same reference numerals are attached and the explanation is omitted.

入口６ａから入ったＥＧＲガスｇは、入口の単一の経路Ｆを通るとすぐに仕切り壁２１によって左右の分割分経路ｆ、ｆに分かれて流れ、出口６ｂ近くの集合路Ｆｓにて二つの分割経路ｆ、ｆから出たＥＧＲガスｇ、ｇどうしが干渉して圧が上昇し、流速が低下するようになる。本体パイプ６Ａ流れるＥＧＲガスｇの流速が低下することにより、ＥＧＲパイプ６の通過時間が長くなり、従って冷却性能が向上する効果が得られる。この効果は、ＥＧＲパイプ６の表面積が増える点でも好ましい。 As soon as the EGR gas g entering from the inlet 6a passes through the single passage F of the inlet, it is divided into left and right divided paths f and f by the partition wall 21 and flows into two collecting paths Fs near the outlet 6b. The EGR gases g and g coming out of the divided paths f and f interfere with each other to increase the pressure and to decrease the flow velocity. As the flow velocity of the EGR gas g flowing through the main body pipe 6A decreases, the passing time of the EGR pipe 6 becomes longer, so that the effect of improving the cooling performance can be obtained. This effect is also preferable in that the surface area of the EGR pipe 6 is increased.

〔実施形態２〕
図８に示されるように、流速低下機構Ｃは、ＥＧＲパイプ６内に突出する突起２３を設けることにより構成されている。突起２３は、基本パイプ部８を断面積が約半分になるように部分的にパイプ側壁を径の軸心Ｐまで絞り込んで形成される深凹み部２４により構成されている。 Second Embodiment
As shown in FIG. 8, the flow velocity reduction mechanism C is configured by providing a protrusion 23 projecting into the EGR pipe 6. The projection 23 is constituted by a deep recess 24 formed by partially squeezing the pipe side wall to the axial center P of the diameter so that the basic pipe portion 8 has a cross sectional area of about half.

図８に示されるＥＧＲパイプ６では、前述の深凹み部２４を軸心Ｐ方向に所定間隔開けて左右交互に複数形成することにより、左右（上下、斜め上下など種々の変更設定が可能である）互い違いで複数個所に突起２３を設けて流速低下機構Ｃが構成されている。基本パイプ部８における突起２３がある箇所は異形管部８Ａである。実施形態２によるＥＧＲパイプ６も、図３などに示すＥＧＲパイプ６の深溝部１１が複数の突起２３に置き換えられたものであり、それ以外の部分は図３などに示すＥＧＲパイプ６と同じであり、同じ符号を付して説明は割愛する。 In the EGR pipe 6 shown in FIG. 8, various changes and settings such as upper and lower, oblique upper and lower, etc. are possible by forming the above-mentioned deep recessed portions 24 at predetermined intervals in the axial center P direction and alternately forming left and right The flow velocity reduction mechanism C is configured by providing projections 23 at a plurality of places alternately. The portion of the basic pipe portion 8 where the projection 23 is located is the deformed pipe portion 8A. Also in the EGR pipe 6 according to the second embodiment, the deep groove portion 11 of the EGR pipe 6 shown in FIG. 3 and the like is replaced with a plurality of protrusions 23, and the other parts are the same as the EGR pipe 6 shown in FIG. Yes, the same symbols are attached and the explanation is omitted.

実施形態２によるＥＧＲパイプ６は、複数の突起２３によって内部空間がラビリンス構造とされたものであり、ＥＧＲガスｇが突起２３へ衝突のしながら蛇行して流れることにより、その流速が低下されるように流速低下機構Ｃが機能する。この実施形態２の流速低下機構Ｃによる作用効果は、図７に示される実施形態１の流速低下機構Ｃによる効果と同様に得られる。 In the EGR pipe 6 according to the second embodiment, the inner space is formed into a labyrinth structure by a plurality of protrusions 23, and the EGR gas g flows in a meandering manner while colliding with the protrusions 23, whereby the flow velocity is reduced. As a result, the flow velocity reduction mechanism C functions. The effects and effects of the flow velocity reduction mechanism C of the second embodiment are obtained in the same manner as the effects of the flow velocity reduction mechanism C of the first embodiment shown in FIG.

〔実施形態３〕
図９に示されるように、流速低下機構Ｃは、図９に示されるように、ＥＧＲパイプ６の断面積がＥＧＲパイプ６の軸心Ｐ方向へ進むに従って変化する面積変化部２５を設けることにより構成されている。面積変化部２５は、互いに径の異なる拡径パイプ部２６と縮径パイプ部２７との境目により形成されている Third Embodiment
As shown in FIG. 9, the flow velocity reduction mechanism C is provided with an area changing portion 25 which changes as the cross-sectional area of the EGR pipe 6 moves in the direction of the axis P of the EGR pipe 6, as shown in FIG. It is configured. The area changing portion 25 is formed by the boundary between the diameter-increasing pipe portion 26 and the diameter-reducing pipe portion 27 having mutually different diameters.

図９に示されるように、基本パイプ部８に、その径を若干細くした縮径パイプ部２７がＥＧＲパイプ６の軸心Ｐ方向で一定間隔ごとに複数個所形成されており、従って、隣合う縮径パイプ部２７どうしの間は拡径パイプ部２６に相当している。
面積変化部２５により、パイプ内部を流れるＥＧＲガスｇの圧力が変動するので、その圧力変動によって圧力波が生じ、圧力波がＥＧＲガスｇの主流と干渉することで流速が低下し、従って、ＥＧＲパイプ６の通過時間が長くなる。 As shown in FIG. 9, in the basic pipe portion 8, reduced diameter pipe portions 27 whose diameter is slightly reduced are formed at a plurality of positions at constant intervals in the axial center P direction of the EGR pipe 6. A portion between the reduced diameter pipe portions 27 corresponds to the enlarged diameter pipe portion 26.
Since the pressure of the EGR gas g flowing in the pipe fluctuates by the area changing unit 25, a pressure wave is generated due to the pressure fluctuation, and the pressure wave interferes with the main flow of the EGR gas g to reduce the flow velocity. The transit time of the pipe 6 becomes long.

図９のように、出口６ｂが拡径パイプ部２６に相当する構成のＥＧＲパイプ６では、出口６ｂ側の解放端で圧力波が反射し、その反射による前記干渉によりＥＧＲガスｇの流速が遅められる作用がある。実施形態３によるＥＧＲパイプ６は、図３などに示すＥＧＲパイプ６の深溝部１１が縮径パイプ部２７に置き換えられたものであり、それ以外の部分は図１などに示すＥＧＲパイプ６と同じであり、同じ符号を付して説明は割愛する。 As shown in FIG. 9, in the EGR pipe 6 configured such that the outlet 6b corresponds to the enlarged diameter pipe portion 26, a pressure wave is reflected at the open end on the outlet 6b side, and the interference by the reflection slows the flow velocity of the EGR gas g. There is an action that The EGR pipe 6 according to the third embodiment is obtained by replacing the deep groove portion 11 of the EGR pipe 6 shown in FIG. 3 and the like with the diameter-reduced pipe portion 27, and the other parts are the same as the EGR pipe 6 shown in FIG. The same reference numerals are attached and the explanation is omitted.

２シリンダヘッド
２Ａケース端部
６ＥＧＲパイプ
６ｂガス出口
７膨出部分
２１仕切り壁
２３突起
２５面積変化部
２６拡径パイプ部
２７縮径パイプ部
Ｃ流速低下機構
Ｆ経路
Ｆｓ集合路
Ｐ軸心
ｆ経路
ｇＥＧＲガス
ｋエンジンケース
ｗ冷却水路 Reference Signs List 2 cylinder head 2A case end 6 EGR pipe 6b gas outlet 7 bulging portion 21 partition wall 23 protrusion 25 area changing portion 26 diameter increasing pipe portion 27 diameter reducing pipe portion C flow velocity reduction mechanism F path Fs collecting path P axial center f path g EGR gas k engine case w cooling channel

Claims

An EGR pipe for guiding the EGR gas to the intake path is piped through the engine case, facing the cooling water passage in the engine case,
An engine with EGR, wherein the EGR pipe is provided with a flow rate reduction mechanism that slows the flow rate of the EGR gas.

The flow rate reduction mechanism is configured to include a partition wall that divides the path in the EGR pipe into a plurality of parts, and a collective path that collects the EGR gas that has exited from the plurality of paths and guides it to one gas outlet. An engine with EGR according to claim 1.

The engine with EGR according to claim 1, wherein the flow rate reduction mechanism is configured by providing a protrusion that protrudes into the EGR pipe.

The engine with EGR according to claim 1, wherein the flow rate reduction mechanism is configured by providing an area changing portion in which a cross-sectional area of the EGR pipe changes in a direction of an axial center of the EGR pipe.

The engine with EGR according to claim 4, wherein the area change portion is formed by a boundary between an enlarged diameter pipe portion and a reduced diameter pipe portion having mutually different diameters.

The case end which is the end of the engine case is partially expanded outward, and the EGR pipe is passed through the outward expanded portion of the case end. An engine with EGR according to any one of the preceding claims.

The engine with EGR according to any one of claims 1 to 6, wherein the engine case is a cylinder head.