JP2019127920A

JP2019127920A - エンジンの吸排気装置

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Publication number: JP2019127920A
Application number: JP2018011176A
Authority: JP
Inventors: 久善山田; Hisayoshi Yamada; 裕司小島; Yuji Kojima
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2018-01-26
Filing date: 2018-01-26
Publication date: 2019-08-01
Anticipated expiration: 2038-01-26
Also published as: US20190234350A1; JP7043849B2; EP3517767B1; EP3517767A1

Abstract

【課題】ＥＧＲクーラで生じた凝縮水が排気浄化装置に滞留することを抑制する。【解決手段】吸排気装置は、排気通路３０と、排気ガスの一部を吸気通路２０に導入するＬＰ−ＥＧＲ通路５１とを含む。排気通路３０は、排気ガスの導入部３２１及び導出部３２２を備えかつ排気ガスが水平方向に沿って流れるように配置されるＤＰＦ３２（排気ガス浄化部）と、導出部３２２に繋がって浄化後の排気ガスの流路を上下に分岐させる分岐部３２３と、当該分岐部３２３に繋がって排気ガスを導出部３２２よりも下方に案内する案内部３２４とを含む。ＬＰ−ＥＧＲ通路５１は、分岐部３２３に繋がって排気ガスを上方に向かって案内する。【選択図】図２

Description

本発明は、排気ガスの一部を吸気通路に還流させるＥＧＲシステムを備えたエンジンの吸排気装置に関する。

燃焼ガス温度の過度の上昇および窒素酸化物（ＮＯ_Ｘ）の発生を抑制し、さらに吸気時におけるポンピングロスの低減を図るべく、排気ガスの一部を吸気通路に還流するＥＧＲ通路を備えたエンジンが知られている。このようなＥＧＲシステムを備えたエンジンについて、例えば特許文献１には、吸気通路とその下方に配置された排気通路とを上下方向に延びるＥＧＲ通路で連結した構成が開示されている。

特許文献１のＥＧＲ通路は、具体的には、下端部（ＥＧＲガスの流れ方向上流側の端部）が排気通路に接続されて上下方向に延びる上流側ＥＧＲパイプと、その上端部に接続されたＥＧＲクーラと、その出口部分に接続されたＥＧＲバルブと、このＥＧＲバルブと吸気通路（インテークマニホールド）とを接続する下流側ＥＧＲパイプとで構成されている。すなわち、上流側ＥＧＲパイプを通じて排気通路から導出された排気ガス（ＥＧＲガス）は、ＥＧＲクーラで冷却された後、上方に案内され、ＥＧＲバルブで流量調整されつつ下流側ＥＧＲパイプを通じて吸気通路に導入される。

国際公開第２０１３／０５４７１１号

特許文献１のＥＧＲシステムでは、上流側ＥＧＲパイプが排気浄化装置（触媒コンバータ）より下流側の位置の位置で排気通路に接続されている。ここで、当該文献１では、排気浄化装置（触媒コンバータ）は縦置き、つまり排気ガスが上方から下方に通過するようにエンジン本体の側方に配置されている。そのため、ＥＧＲガス中の水分がＥＧＲクーラで凝縮され、その凝縮水が上流側ＥＧＲパイプを通じて排気通路に流下したとしても、当該凝縮水が排気浄化装置に侵入（逆流）することはない。ところが、例えば排気浄化装置が横置き、つまり排気ガスが水平方向における一方側から他方側に通過するようにエンジン本体の側方に配置されていた場合には、上流側ＥＧＲパイプに沿って凝縮水が流下すると、当該凝縮水が排気浄化装置に浸入して滞留することが考えられる。このような場合には、滞留した凝縮水により排気浄化装置が腐食するおそれがある。例えば、ＦＦタイプの車両では、エンジンルーム内のレイアウトとの関係で、排気浄化装置を横置きに配置することが求められることも考えられるため、上記のような排気浄化装置への凝縮水の浸入を抑制することが求められる。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、ＥＧＲシステムを備えたエンジンの吸排気装置において、ＥＧＲクーラで生じた凝縮水が排気浄化装置に滞留することを抑制することができる技術を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、車両に搭載されるエンジンの吸排気装置において、排気通路と、排気ガスの一部を吸気通路に導入するＥＧＲ通路とを含み、前記排気通路は、排気ガスの導入部及び導出部を備えかつ排気ガスが水平方向に沿って流れるように配置された排気ガス浄化部と、前記導出部に繋がって浄化後の排気ガスの流路を車両上下方向に分岐させる分岐部と、当該分岐部に繋がって排気ガスを前記導出部よりも車両上下方向の下方に案内する案内部とを含み、前記ＥＧＲガス通路は、前記分岐部に繋がって排気ガスを車両上下方向の上方に向かって案内するものである。

この吸排気装置の構成によれば、エンジンの運転中は、排気ガス浄化部の導出部から排気ガスが吐出されつつ分岐部を経由して案内部へ流れる一方で、ＥＧＲ通路で発生した凝縮水は、当該ＥＧＲ通路に沿って分岐部に流下する。そのため、分岐部に流下してくる凝縮水は、分岐部で排気ガスの流れに乗ってそのまま案内部に沿って導出部よりも下方へ案内されることとなる。従って、ＥＧＲ通路で発生した凝縮水が排気ガス浄化部に侵入（逆流）することが抑制される。

なお、上記発明中の「排気ガスが水平方向に沿って流れる」とは、いわゆる横方向に排気ガスが流れることを意味し、厳密に水平方向に流れる場合以外に、横方向に上下斜め向きに流れる場合を含む意味である。

なお、ＥＧＲ通路には、ＥＧＲガス（排気ガス）を冷却するためのＥＧＲクーラが設けられるのが一般的であるが、上記構成において、前記ＥＧＲガス通路は、ＥＧＲガスの流れ方向における上流側の端部に備えられたＥＧＲクーラを含み、当該ＥＧＲクーラは、前記分岐部に直接接続されているのが好適である。

この構成によれば、ＥＧＲクーラで発生した凝縮水を速やかに排気通路（分岐部）に導入することが可能となる。

上記の吸排気装置において、前記ＥＧＲクーラは、鉛直方向にＥＧＲガスが流通するように設けられているのが好適である。

この構成によれば、ＥＧＲクーラで発生した凝縮水をより速やかに排気通路に導入することが可能となる。

上記の吸排気装置において、前記排気ガス浄化部は、水平方向における一端部に前記導出部を備えるとともに、他端部における前記導出部よりも車両上下方向の上方の位置に前記導入部を備え、前記導出部は、車両上下方向における前記排気ガス浄化部の下端部に設けられ、かつ当該下端部から水平方向に延びているのが好適である。

この構成によれば、排気ガス浄化部では、上流側から下流側に向かって斜め方向に排気ガスが流れ、当該排気ガスは、排気ガス浄化部の内底部に沿いつつ導出部から導出される。そのため、導出部から分岐部に亘る部分には比較的強い排気ガスの流れが形成されることとなり、これにより凝縮水の排気ガス浄化部への逆流が抑制される。

以上説明したように、本発明によれば、ＥＧＲシステムを備えたエンジンの吸排気装置において、ＥＧＲクーラで生じた凝縮水が排気浄化装置に滞留することを抑制することが可能となる。

エンジンの概略構成を示す模式図である。エンジンの側面図（図３のＩＩ矢視図）である。エンジンの平面図である。図２の要部拡大図である。エンジンの側面図（図２のＶ矢視図）である。上流側吸気通路部（主に傾斜部の部分）の断面図である。エンジンの側面図（図２のＶＩＩ矢視図）である。エンジンの要部拡大側面図（図３のＶＩＩＩ矢視図）である。下流側排気通路部（分岐部の近傍の部分）の平面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施の一形態について詳述する。

［エンジンの概略構成］
図１は、本発明の実施形態に係るエンジンの概略構成を示す模式図である。エンジン２は車両１に搭載されるものであり、当実施形態の車両１は自動車である。エンジン２は、直列多気筒のディーゼルエンジンであり、エンジン本体３と、吸気装置４と、排気装置５と、を備える。当例では、吸気装置４及び排気装置５が本発明の吸排気装置に相当する。

エンジン本体３は、複数の気筒６ａ（図１では、１つの気筒６ａのみ図示。）が形成されたシリンダブロック６と、シリンダブロック６の上に取り付けられたシリンダヘッド７と、シリンダブロック６の下に取り付けられたオイルパン８と、シリンダヘッド７上を覆うように設けられたヘッドカバー９と、を有する。

シリンダブロック６に形成された複数の気筒６ａのそれぞれには、上下方向に往復動自在のピストン１０が収容されている。ピストン１０の頂面は、エンジン本体３における燃焼室１０ａを区画する面の一部となる。

ピストン１０には、下方に向けて延びるコンロッド（コネクティングロッド）１１が連結されている。コンロッド１１の下端には、ピストン１０の往復動に連動して回転するように、クランクシャフト１２が軸支されている。

シリンダヘッド７には、各燃焼室１０ａに対して開口された吸気ポート１３及び排気ポート１４が設けられている。そして、吸気ポート１３の燃焼室１０ａ側の開口部には、当該開口部を開閉する吸気弁１５が設けられ、排気ポート１４の燃焼室１０ａ側の開口部には、当該開口部を開閉する排気弁１６が設けられている。

また、シリンダヘッド７には、各燃焼室１０ａに対して燃料を噴射するインジェクタ１７が気筒６ａごとに設けられている。インジェクタ１７は、その噴口（燃料の噴射口）がピストン１０の頂面に対向するように配されている。

吸気装置４は、エンジン本体３の吸気ポート１３に接続された吸気通路２０を有する。吸気通路２０には、ターボ過給機６０（本発明にかかる過給機の一例）のコンプレッサ６０ａが介挿されている。吸気通路２０は、吸気（空気）の流れ方向においてコンプレッサ６０ａよりも上流側の上流側吸気通路部２０ａと、下流側の下流側吸気通路部２０ｂとを含む。

なお、吸気通路２０の説明において、「上流側」、「下流側」というときには、特に言及する場合を除き、空気（吸気）の流れ方向を基準とする。また、後述する排気通路３０、ＥＧＲ通路４１，５１及びブローバイガス通路５４の説明についても同様に、「上流側」、「下流側」とは、特に言及する場合を除き、各通路におけるガスの流れ方向を基準とする。

下流側吸気通路部２０ｂには、スロットルバルブ２３とインタークーラ２２とサージタンク２４とが設けられている。インタークーラ２２は、ターボ過給機６０のコンプレッサ６０ａにより圧縮された空気を冷却するために設けられている。

スロットルバルブ２３は、吸気通路２０を通り燃焼室１０ａに供給される空気量を調節するための弁である。なお、当例では、スロットルバルブ２３は、エンジン２の運転中は基本的に全開若しくはこれに近い状態に制御され、エンジン２の停止時等の必要時には、閉弁制御される。

サージタンク２４は、吸気通路２０における吸気ポート１３との接続部分の直ぐ上流側の部分に設けられており、複数の燃焼室１０ａへの流入空気量の平準化を図るために設けられている。

排気装置５は、エンジン本体３の排気ポート１４に接続された排気通路３０を有する。排気通路３０には、ターボ過給機６０のタービン６０ｂが介挿されている。エンジン２の運転中は、エンジン本体３から排出される排気ガスによりタービン６０ｂが回転し、当該タービン６０ｂに連結されたコンプレッサ６０ａが当該タービン６０ｂと共に回転することで、吸気通路２０の空気が圧縮される。

排気通路３０は、ターボ過給機６０のタービン６０ｂよりも上流側の上流側排気通路部３０ａと、下流側の下流側排気通路部３０ｂとを含む。

下流側排気通路部３０ｂには、ＤＯＣ（ディーゼル酸化触媒）３１とＤＰＦ（ディーゼル微粒子除去フィルタ）３２と排気シャッターバルブ３３とサイレンサ３４とが設けられている。ＤＯＣ３１は、エンジン本体３から排出される排気ガス中のＣＯ及びＨＣを酸化することにより無害化するものであり、ＤＰＦ３２は、本発明の「排気ガス浄化部」に相当するものであり、排気ガス中に含まれる煤等の微粒子を捕集するものである。

排気シャッターバルブ３３は、下流側排気通路部３０ｂにおけるＤＰＦ３２とサイレンサ３４との間に設けられており、サイレンサ３４を通り外部に排出される排気ガスの流量を制御するバルブである。

エンジン２には、さらに、ＨＰ−ＥＧＲ（ＨｉｇｈＰｒｅｓｓｕｒｅ−ＥｘｈａｕｓｔＧａｓＲｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）通路４１とＬＰ−ＥＧＲ（ＬｏｗＰｒｅｓｓｕｒｅ−ＥｘｈａｕｓｔＧａｓＲｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）通路５１とブローバイガス通路５４とが設けられている。

ＨＰ−ＥＧＲ通路４１は、上流側排気通路部３０ａと下流側吸気通路部２０ｂとを接続するように設けられている。具体的には、ＨＰ−ＥＧＲ通路４１は、上流側排気通路部３０ａのうち、当該上流側排気通路部３０ａと排気ポート１４との接続箇所の直ぐ下流側であってかつタービン６０ｂよりも上流側の位置と、下流側吸気通路部２０ｂのうち、インタークーラ２２とサージタンク２４との間の位置とを接続するように設けられている。ＨＰ−ＥＧＲ通路４１は、燃焼室１０ａから排出された高圧の排気ガスの一部を下流側吸気通路部２０ｂに還流させる通路である。ＨＰ−ＥＧＲ通路４１には、下流側吸気通路部２０ｂに還流させる排気ガスの量を調節するためのＥＧＲバルブ４２が設けられている。

ＬＰ−ＥＧＲ通路５１は、下流側排気通路部３０ｂと上流側吸気通路部２０ａとを接続するように設けられている。具体的には、ＬＰ−ＥＧＲ通路５１は、下流側排気通路部３０ｂにおけるＤＰＦ３２と排気シャッターバルブ３３との間の位置と、上流側吸気通路部２０ａにおけるエアクリーナ２１とコンプレッサ６０ａとの間の位置と、を接続するように設けられている。

ＬＰ−ＥＧＲ通路５１は、本発明の「ＥＧＲ通路」に相当するものである。このＬＰ−ＥＧＲ通路５１には、ＥＧＲバルブ５２とＥＧＲクーラ５３とが設けられている。ＬＰ−ＥＧＲ通路５１を通る排気ガスは、ＥＧＲクーラ５３で冷却された後、ＥＧＲバルブ５２の開度に応じて上流側吸気通路部２０ａへと還流される。

ブローバイガス通路５４は、エンジン本体３内で発生したブローバイガスを上流側吸気通路部２０ａへと戻す通路であり、エンジン本体３のヘッドカバー９と上流側吸気通路部２０ａとを接続するように設けられている。上流側吸気通路部２０ａに戻されたブローバイガスは、新気（空気）に混入されて燃焼室１０ａに送られる。

図１では明確に示していないが、ブローバイガス通路５４は、ターボ過給機６０（コンプレッサ６０ａ）の直ぐ上流側の位置で上流側吸気通路部２０ａに接続されている。

［エンジンの具体的構成］
次に、上述したエンジン２のより具体的な構成について説明する。図２は、エンジン２の側面図（図３のＩＩ矢視図）であり、図３は、エンジン２の平面図である。

図２以降の各図面には、方向関係を明確にするために、Ｘ、Ｙ、Ｚ直角座標系を示している。当実施形態では、エンジン２は、気筒６ａの軸方向が車両１の上下方向となる状態で当該車両１に搭載されている。従って、Ｚ方向は、車両１及びエンジン２の上下方向であり、Ｘ方向は、エンジン２における気筒６ａの配列方向である。また、Ｙ方向は、エンジン２の幅方向であり、−Ｙ側がエンジン２の排気側（排気ポート１４が設けられている側）で、＋Ｙ側がエンジン２の吸気側（吸気ポート１３が設けられている側）である。

図２及び図３に示すように、エンジン本体３の−Ｙ側の側面上には、排気装置５が配置されている。詳しくは、エンジン本体３の−Ｙ側の側面上であってＸ方向中央部における＋Ｚ側の端部近傍の位置にはターボ過給機６０が配置されている。ターボ過給機６０は、タービン６０ｂとコンプレッサ６０ａとの連結軸（図示省略）がＸ方向に水平に延在し、かつ、タービン６０ｂが＋Ｘ側に、コンプレッサ６０ａが−Ｘ側にそれぞれ位置するように配置されている。図２中の符号６０１は、コンプレッサ６０ａが収容されたコンプレッサハウジングであり、符号６０２は、タービン６０ｂが収容されたタービンハウジングである。

そして、下流側排気通路部３０ｂにおける上流側の端部がターボ過給機６０（コンプレッサハウジング６０１）に接続されている。下流側排気通路部３０ｂは、エンジン本体３の−Ｙ側の側面に沿って＋Ｘ側に延びて、エンジン本体３の＋Ｘ側の端部で１８０°反転するように配設されている。具体的には、ＤＯＣ３１がターボ過給機６０の＋Ｘ側に隣接して配置され、ＤＰＦ３２がターボ過給機６０及びＤＯＣ３１の−Ｚ側に隣接して配置されている。そして、ＤＯＣ３１とＤＰＦ３２とがエンジン本体３の＋Ｘ側の端部で互いに直接接続されている。

ＤＰＦ３２は、Ｘ方向に延在する形状を有しており、ＤＯＣ３１の＋Ｘ側の端部からターボ過給機６０の−Ｘ側の端部に対応する領域に亘って配置されている。ＤＰＦ３２は、長方形状の本体部３２０と、その＋Ｘ側の端部であってかつ＋Ｚ側の端部に設けられた排気ガスの導入部３２１と、本体部３２０の−Ｘ側の端部であってかつ−Ｚ側の端部に設けられた排気ガスの導出部３２２とを備えている。導入部３２１は、ほぼＺ方向に貫通する開口部を有し、排気ガスを−Ｚ方向に向かって導入する。導出部３２２は、本体部３２０の端部から−Ｘ側に延びる筒状をなし、Ｘ方向に貫通する開口部を有する。これにより、排気ガスを−Ｘ方向に向かって導出する。この構成により、ＤＰＦ３２では、排気ガスの主流が、図２中に破線矢印で示すように、上流側から下流側に向かって斜め方向に流れ、最終的に、当該ＤＰＦ３２の−Ｚ側の内面（内底面）に沿いながら導出部３２２から導出されるようになっている。

下流側排気通路部３０ｂは、ＤＰＦ３２の導出部３２２に繋がって排気ガスの流路を上下方向に分岐させる分岐部３２３と、この分岐部３２３に繋がって排気ガスを当該分岐部３２３から−Ｙ側であってかつ−Ｚ側に向かって案内する案内部３２４とを含む。分岐部３２３の＋Ｚ側の面（上面）には、後に詳述する通り、ＬＰ−ＥＧＲ通路５１の上流側の端部が接続されている。つまり、下流側排気通路部３０ｂは、ＤＰＦ３２の下流側で略９０°湾曲しており（図９参照）、この屈曲部分が分岐部３２３となっている。そして、この分岐部３２３において排気ガスの流路が案内部３２４とＬＰ−ＥＧＲ通路５１とに分岐している。なお、図２、図３では、サイレンサ３４は省略されている。

図３に示すように、エンジン本体３の＋Ｙ側の側面には、当該側面に沿うように、下流側吸気通路部２０ｂのスロットルバルブ２３、インタークーラ２２及びサージタンク２４が配置されている。そして、下流側吸気通路部２０ｂのうちスロットルバルブ２３よりも下流側の部分がエンジン本体３の＋Ｚ側の端面上を通過するように配置され、当該下流側吸気通路部２０ｂの上流側の端部がターボ過給機６０（コンプレッサハウジング６０１）に接続されている。

エンジン本体３の＋Ｚ側の端面上であって下流側吸気通路部２０ｂの−Ｘ側には、上流側吸気通路部２０ａが配置されている。上流側吸気通路部２０ａの下流側の端部は、ターボ過給機６０（コンプレッサハウジング６０１）に接続されている。

上流側吸気通路部２０ａのうち、ターボ過給機６０との接続箇所の直ぐ上流側（−Ｘ側）の領域には、図２及び図４に示すように、上流側から下流側（−Ｘ側から＋Ｘ側）に向かって−Ｚ側に変位する、すなわち先下がりに傾斜する傾斜部２０１が設けられている。傾斜部２０１の上流側及び下流側には、Ｘ方向に水平に延びる水平部２０２、２０３（上流側水平部２０２、下流側水平部２０３）が連続して設けられている。下流側水平部２０３は、コンプレッサハウジング６０１の側面（−Ｘ側の側面）に突設された筒状の吸入口部６０１ａ（図６参照）に接続されている。これにより、上流側吸気通路部２０ａがターボ過給機６０に接続されている。

上流側吸気通路部２０ａの傾斜部２０１と、下流側吸気通路部２０ｂの分岐部３２３とは、図２に示すようにほぼＺ方向に対向している。そして、ＬＰ−ＥＧＲ通路５１がエンジン本体３の−Ｙ側の側面に沿って配置され、当該ＬＰ−ＥＧＲ通路５１によって傾斜部２０１と分岐部３２３とが連絡されている。

図４に示すように、ＬＰ−ＥＧＲ通路５１はＺ方向に延在するように設けられており、ＥＧＲガスの流れ方向における当該ＬＰ−ＥＧＲ通路５１の下流側の端部が傾斜部２０１の−Ｚ側の面（下部）に接続される一方、上流側の端部が前記分岐部３２３の＋Ｚ側の面（上部）に接続されている。より詳しくは、ＬＰ−ＥＧＲ通路５１は、その下流側の端部にＥＧＲバルブ５２を備える一方、上流側の端部にＥＧＲクーラ５３を備えている。そして、ＥＧＲバルブ５２が傾斜部２０１の−Ｚ側の面に直接接続される一方、ＥＧＲクーラ５３が分岐部３２３の＋Ｚ側の面に直接接続されている。

ＬＰ−ＥＧＲ通路５１のうち、ＥＧＲバルブ５２とＥＧＲクーラ５３との間の部分、すなわちＥＧＲバルブ５２とＥＧＲクーラ５３とを連結する部分（連結通路５１ａと称す）は可撓性を有するパイプ部材で構成されている。図４及び図５に示すように、連結通路５１ａは、ＥＧＲクーラ５３から＋Ｚ側に延び、その途中部分に湾曲部５１１を有している。これにより、連結通路５１ａの通路長Ｌが、ＥＧＲバルブ５２とＥＧＲクーラ５３とを直線的に結んだ場合に比べて長くなっている。なお、湾曲部５１１は、水平よりも下がることのない形状で湾曲している。換言すれば、相対的に下流側となる位置が相対的に上流側となる位置よりも−Ｚ側（下方）に位置しないような形状で湾曲している。

図６に示すように、上流側吸気通路部２０ａの傾斜部２０１のうち、上流側の端部の−Ｚ側の面には筒状の第１ポート部２０１ａが突設されており、当該第１ポート部２０１ａにＥＧＲバルブ５２が接続されている。第１ポート部２０１ａは、その軸線（中心軸）ａ１が傾斜部２０１の軸線ａ０とほぼ直角に交わるように設けられている。これにより、傾斜部２０１を流れる空気（図６中の矢印Ｉ）に対してほぼ直交する方向からＥＧＲガス（図６中の矢印Ｅ）が導入されるようになっている。

また、傾斜部２０１における当該第１ポート部２０１ａとターボ過給機６０との間の位置であって当該傾斜部２０１の＋Ｚ側の面には、さらに筒状の第２ポート部２０１ｂが突設されている。この第２ポート部２０１ｂには、前記ブローバイガス通路５４が接続されている。第２ポート部２０１ｂは、空気の流れ方向において第１ポート部２０１ａと重ならないように、第１ポート部２０１ａの位置よりも僅かに下流側（ターボ過給機６０側）にオフセットされている。また、第２ポート部２０１ｂは、その軸線ａ２が傾斜部２０１の軸線ａ０と鋭角に交わるように、すなわち、傾斜部２０１の軸線ａ０に対して直交する方向よりも下流側に向かってブローバイガスが導入されるように設けられている（図６中の矢印Ｂ参照）。

なお、上流側吸気通路部２０ａのうち傾斜部２０１の部分は、図７に示すように、ブラケット９０、９１（第１ブラケット９０、第２ブラケット９１）を介してシリンダヘッド７に支持されている。詳しくは、シリンダヘッド７の−Ｙ側の側面に第１ブラケット９０がボルトで固定され、この第１ブラケット９０とその−Ｙ側（外側）にボルトで固定された第２ブラケット９１との間に傾斜部２０１の下流端部分が挟持されている。

傾斜部２０１には、その外周面から径方向外側に突出する、すなわち−Ｙ側に突出する連結部２０５と＋Ｙ側に突出する連結部２０６とが設けられており、連結部２０５が第２ブラケット９１に、連結部２０６が第１ブラケット９０にそれぞれボルトで固定されている。これにより、傾斜部２０１がブラケット９０、９１に固定され、当該ブラケット９０、９１を介してシリンダヘッド７に支持されている。

図４及び図８に示すように、ＬＰ−ＥＧＲ通路５１の上流側の端部、すなわちＥＧＲクーラ５３は、分岐部３２３の＋Ｚ側の面に接続されている。具体的には、分岐部３２３の＋Ｚ側の面には、排気ガスの導出口３２３ａと、この導出口３２３ａを包囲するように形成されたフランジ部３２３ｂとが設けられている。そして、分岐部３２３のフランジ部３２３ｂ上にＥＧＲクーラ５３が設置され、当該フランジ部３２３ｂとＥＧＲクーラ５３のフランジ部５３ａとがボルトナットで締結されている。

ＥＧＲクーラ５３は、概略直方体形状であり、その長手方向にＥＧＲガスを流通させながら冷却水との間で熱交換させるように構成されている。ＥＧＲクーラ５３は、縦置き、すなわち分岐部３２３から導出口３２３ａを通じてＥＧＲクーラ５３に導入されるＥＧＲガスが、−Ｚ側から＋Ｚ側に向かって当該ＥＧＲクーラ５３を鉛直方向（Ｚ方向）に流通する状態で分岐部３２３に固定されている。

なお、分岐部３２３の導出口３２３ａには図外のフィルタが設置されており、排気ガス中に残った煤がＬＰ−ＥＧＲ通路５１に導入される際に当該フィルタによって捕集されるようになっている。

導出口３２３ａは、図９に示すように、湾曲した分岐部３２３のやや外側寄り（曲率の小さい側寄り）の位置に形成されており、その形状は、排気ガスの流れ方向に沿って細長いオーバル形状（長円、楕円）とされている。一方、ＥＧＲクーラ５３の断面は長方形であり、当該ＥＧＲクーラ５３は、長方形断面のほぼ中心に導出口３２３ａが位置し、かつ、当該長方形断面の長手方向が導出口３２３ａの長手方向と同じ方向となる状態で分岐部３２３に固定されている。つまり、排気ガスの多くは湾曲する分岐部３２３の外側寄りを流れるため、換言すれば、排気ガスの主流は湾曲する分岐部３２３の外側寄りにあるため、上記のように湾曲する分岐部３２３のやや外側寄りの位置に導出口３２３ａが設けられることで、必要量の排気ガスを適切にＥＧＲクーラ５３に取り込むことが可能となっている。また、導出口３２３ａが排気ガスの流れに沿った細長いオーバル形状とされることで、流速ムラを伴わない多くの排気ガスをＥＧＲクーラ５３に取り込むことができ、これによりＥＧＲクーラ５３の冷却効率を高め得るようになっている。なお、図９では、便宜上、フランジ部３２３ｂを省略している。

［作用効果］
以上説明したエンジン２において、排気ポート１４から排出されて上流側排気通路部３０ａ及びターボ過給機６０（タービン６０ｂ）を経由した排気ガスは、下流側排気通路部３０ｂ（ＤＯＣ３１、ＤＰＦ３２、排気シャッターバルブ３３及びサイレンサ３４）を通じて外部に排出される。そして、下流側排気通路部３０ｂに導入された排気ガスのうちの一部は、ＤＰＦ３２の下流側に設けられた分岐部３２３からＬＰ−ＥＧＲ通路５１に導入され、このＬＰ−ＥＧＲ通路５１を通じて上流側吸気通路部２０ａに還流されることとなる。

ここで、上記実施形態の吸気装置４及び排気装置５によれば、ＬＰ−ＥＧＲ通路５１がＺ方向に延在し、当該ＬＰ−ＥＧＲ通路５１の下流側端部が上流側吸気通路部２０ａの−Ｚ側の面（下部）に対して、また、上流側端部が下流側排気通路部３０ｂの＋Ｚ側の面（上部）に対してそれぞれ接続されている。そのため、ＬＰ−ＥＧＲ通路５１中で生じた凝縮水を、当該ＬＰ−ＥＧＲ通路５１に沿って流下させつつ速やかに案内部３２４に排出することが可能となる。

この場合、上流側吸気通路部２０ａで生じた凝縮水がＬＰ−ＥＧＲ通路５１へ導入されることが懸念されるが、上記実施形態の構成によれば、上流側吸気通路部２０ａのうち、ターボ過給機６０との接続箇所の直ぐ上流側（−Ｘ側）の領域に傾斜部２０１が設けられ、この傾斜部２０１に対してＬＰ−ＥＧＲ通路５１が接続されているため、ＬＰ−ＥＧＲ通路５１への凝縮水の導入が抑制される。すなわち、傾斜部２０１ではその傾斜に沿った方向に凝縮水が移動し易く、空気がターボ過給機６０に吸い込まれることでその傾向はより強くなる。そのため、上流側吸気通路部２０ａ内で凝縮水が生じたとしても、当該凝縮水は主にターボ過給機６０側に移動することとなり、凝縮水がＬＰ−ＥＧＲ通路５１に導入され難くなる。従って、上流側吸気通路部２０ａからＬＰ−ＥＧＲ通路５１に凝縮水が導入されてＥＧＲバルブに付着したり、ＥＧＲバルブ５２の閉弁時などにＥＧＲバルブ５２に凝縮水が溜まること、すなわちＥＧＲバルブ５２の＋Ｚ側の通路部分に凝縮水が溜まることが抑制される。

なお、上記実施形態では、上流側吸気通路部２０ａにブローバイガス通路５４が接続されているため、当該ブローバイガス通路５４内で生じた凝縮水がブローバイガスと共に上流側吸気通路部２０ａに導入されることが考えられるが、この場合も上記と同様に、当該凝縮水は主に傾斜部２０１に沿ってターボ過給機６０側に移動することとなる。

特に、ブローバイガス通路５４は、ＬＰ−ＥＧＲ通路５１の接続位置よりも下流側の位置で傾斜部２０１の＋Ｚ側の面（上部）に接続されており、しかも、ブローバイガス通路５４は、傾斜部２０１において下流側に向かってブローバイガスを導入するように当該傾斜部２０１に対して接続されている。この構成によれば、ブローバイガス通路５４を通じて上流側吸気通路部２０ａ（傾斜部２０１）に凝縮水が導入された場合でも、当該凝縮水は、ＬＰ−ＥＧＲ通路５１の接続位置よりも必ず下流側の位置に滴下、又は移動することとなる。そのため、ブローバイガスと共に上流側吸気通路部２０ａに導入された凝縮水がＬＰ−ＥＧＲ通路５１へ導入されてＥＧＲバルブ５２に溜まるようなことが殆どない。

また、上記実施形態では、ＬＰ−ＥＧＲ通路５１の下流側の端部にＥＧＲバルブ５２が備えられ、このＥＧＲバルブ５２が傾斜部２０１に直接接続されているので、この点でもＥＧＲバルブ５２に凝縮水が溜まることが抑制される。つまり、ＬＰ−ＥＧＲ通路５１において、傾斜部２０１との接続位置からＥＧＲバルブ５２までの距離が長いと、その分、ＥＧＲバルブ下流側の凝縮水が溜まるスペースが大きくなり、より多くの凝縮水が溜まる可能性がある。しかし、上記実施形態によれば、ＥＧＲバルブ５２が傾斜部２０１に直接接続されることにより当該スペースが可及的に小さくなっている。そのため、ＥＧＲバルブ５２に凝縮水が溜まる余地が殆どなく、仮に溜まったとしてもその量は少ない。よって、ＥＧＲバルブ５２に凝縮水が溜まることが抑制されると言える。

しかも、上記実施形態では、ＬＰ−ＥＧＲ通路５１の上流側の端部にＥＧＲクーラ５３が備えられることで、ＥＧＲバルブ５２とＥＧＲクーラ５３とが大きく離間している。そのため、ＥＧＲクーラ５３を通過した冷却後のＥＧＲガス中で凝縮水が生じた場合でも、当該凝縮水はＥＧＲバルブ５２に到達する前に連結通路５１ａに沿って流下することとなる。特に、上記実施形態では、連結通路５１ａの途中に湾曲部５１１が設けられているので、ＥＧＲガスと共に流れる凝縮水は、当該湾曲部５１１の壁面に衝突することでＥＧＲガスから分離される。すなわち、湾曲部５１１の壁面がバッフルプレートとして機能する。そのため、ＬＰ−ＥＧＲ通路５１中で生じた凝縮水がＥＧＲガスと共にＥＧＲバルブ５２を通過して当該ＥＧＲバルブ５２に付着したり、当該ＥＧＲバルブ５２に溜まることが効果的に抑制される。

なお、湾曲部５１１は、上述した通り、水平よりも下がることのない形状、すなわち、相対的に下流側となる位置が相対的に上流側となる位置よりも−Ｚ側（下方）に位置しないような形状で湾曲している。従って、連結通路５１ａの途中にバッフルプレートとしての機能を設けながらも、これによる弊害、すなわち、当該湾曲部５１１に凝縮水が溜まるといった不都合を伴うことがない。

このように、上記実施形態によれば、ＬＰ−ＥＧＲ通路５１のＥＧＲバルブ５２に凝縮水が溜まることが効果的に抑制される。また、仮に溜まったとしてもその量を少なく抑えることができる。そのため、ＥＧＲバルブ５２に溜まった凝縮水が凍結してバルブの作動不良を誘発するといったトラブルの発生を効果的に抑制することが可能となる。

また、上記実施形態によれば、ＬＰ−ＥＧＲ通路５１のＥＧＲクーラ５３は、上記の通り縦置きの状態（ＥＧＲガスが鉛直方向に流通する状態）で下流側吸気通路部２０ｂの分岐部３２３に直接接続されている。この構成によれば、上流側排気通路部３０ａに可及的に近い位置で主に凝縮水が生じ、しかも、その凝縮水はＥＧＲクーラ５３に沿ってＺ方向（−Ｚ側）に速やかに流下することとなる。そのため、ＥＧＲクーラ５３で生じる凝縮水を可及的速やかに下流側排気通路部３０ｂに導入させることが可能となる。特に、ＥＧＲバルブ５２の閉弁時には、ＤＯＣ３１から分岐部３２３を経由して案内部３２４に流れる排気ガスにより、ＥＧＲクーラ５３内における凝縮水の吸い出し効果（エジェクタ効果）が得られる。そのため、ＥＧＲクーラ５３で生じる凝縮水を速やかに下流側排気通路部３０ｂに導入することが可能となる。

なお、上記のように、ＥＧＲバルブ５２とＥＧＲクーラ５３とがＬＰ−ＥＧＲ通路５１の両端に離間して備えられた構成では、連結通路５１ａ内で比較的多くの凝縮水が生じ、これがＥＧＲクーラ５３を通じて下流側排気通路部３０ｂに導入され、当該凝縮水がＤＰＦ３２に逆流（侵入）することが懸念される。しかし、上記実施形態では、下流側排気通路部３０ｂに、ＤＰＦ３２の導出部３２２に繋がる分岐部３２３と、この分岐部３２３に繋がって排気ガスを当該分岐部３２３から−Ｚ側に向かって案内する案内部３２４とが設けられ、分岐部３２３の＋Ｚ側の面（上部）にＬＰ−ＥＧＲ通路５１が接続されている。このような構成によれば、エンジン２の運転中は、ＤＰＦ３２の導出部３２２から排気ガスが吐出されつつ分岐部３２３を経由して案内部３２４へ流れている。そのため、ＥＧＲクーラ５３から導出口３２３ａを通じて分岐部３２３に流下してくる凝縮水は、当該分岐部３２３で排気ガスの流れに乗ってそのまま案内部３２４へと案内されつつ下流側に流れることとなる。しかも、ＤＰＦ３２では、図２中に破線矢印で示したように、上流側から下流側に向かって斜め方向に排気ガスが流れており、排気ガスは、ＤＰＦ３２の−Ｚ側の内面（内底面）に沿いつつＸ方向に延びた筒状の導出部３２２から導出される。そのため、導出部３２２から分岐部３２３に亘る部分には比較的強い排気ガスの流れが形成されており、凝縮水がＬＰ−ＥＧＲ通路５１からＤＰＦ３２へ逆流する余地が殆どない。従って、ＬＰ−ＥＧＲ通路５１からＤＰＦ３２へ凝縮水が逆流し、これに起因してＤＰＦ３２が腐食するといったトラブルの発生が効果的に抑制される。

なお、上流側吸気通路部２０ａの傾斜部２０１に対してＬＰ−ＥＧＲ通路５１のＥＧＲバルブ５２が直接接続された上記実施形態の構成では、傾斜部２０にＥＧＲバルブ５２及び連結通路５１ａの荷重が集中するため、上流側吸気通路部２０ａの支持剛性の確保が課題となる。しかし、上記実施形態によれば、傾斜部２０１がブラケット９０、９１を介してシリンダヘッド７に固定されていることで、充分な支持剛性が確保される。従って、上流側吸気通路部２０ａ（傾斜部２０１）にＥＧＲバルブ５２及び連結通路５１ａがぶら下がる構造でありながらも、エンジン本体３に対して上流側吸気通路部２０ａが安定的に設けられる。

［変形例］
（１）上記実施形態では、ＥＧＲバルブ５２がＬＰ−ＥＧＲ通路５１の下流側の端部に備えられているが、下流側の端部よりも上流側の位置に設けられていてもよい。また、ＥＧＲクーラ５３は、ＬＰ−ＥＧＲ通路５１の上流側の端部に備えられているが、上流側の端部よりも下流側の位置に設けられていてもよい。但し、上記実施形態のように、ＥＧＲバルブ５２とＥＧＲクーラ５３とがＬＰ−ＥＧＲ通路５１の両端に離間して配置された構成によれば、ＥＧＲバルブ５２の＋Ｚ側の通路部分に凝縮水が溜まることを抑制でき、また、ＥＧＲバルブ５２とＥＧＲクーラ５３との間の区間を使って効果的に凝縮水を流下させることができ、また、ＥＧＲクーラ５３内で発生した凝縮水を速やかに下流側排気通路部３０ｂに導入することが可能となる。そのため、ＥＧＲバルブ５２に凝縮水が付着したり溜まったりすることを高度に抑制する上では、上記実施形態のような構成が好適である。

（２）上記実施形態では、下流側排気通路部３０ｂの案内部３２４は、排気ガスを、分岐部３２３から−Ｙ側であってかつ−Ｚ側に向かって案内するように設けられているが、これに限定されない。例えば、案内部３２４は、分岐部３２３から−Ｚ方向に排気ガスを案内するように設けられていてもよい。要は、案内部３２４は、導出部３２２から吐出される排気ガスを当該導出部３２２よりも−Ｚ側に案内するように設けられていればよい。

（３）上記実施形態では、ＥＧＲクーラ５３は、鉛直方向（Ｚ方向）にＥＧＲガスが流通するように設けられているが、これに限定されない。例えば＋Ｚ側に向かって斜めに、又はＸ方向にＥＧＲガスが流通するように設けられていてもよい。但し、ＥＧＲクーラ５３内で発生した凝縮水を下流側排気通路部３０ｂに向かって速やかに導入するには、上記実施形態のような構成が好適である。

（４）上記実施形態では、エンジン本体３の一例として多気筒のディーゼルエンジンを採用することとしたが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、気筒数については、単気筒であってもよいし、エンジン種類については、ガソリンエンジンであってもよい。また、エンジンの形式についても、直列型に限らず、Ｖ型やＷ型、あるいは水平対向などを採用することもできる。

１車両
２エンジン
３エンジン本体
４吸気装置
５排気装置
２０吸気通路
２０ａ上流側吸気通路部
２０ｂ下流側吸気通路部
３０排気通路
３０ａ上流側排気通路部
３０ｂ下流側排気通路部
３１ＤＯＣ
３２ＤＰＦ（排気ガス浄化部）
５１ＬＰ−ＥＧＲ通路（ＥＧＲ通路）
５２ＥＧＲバルブ
５３ＥＧＲクーラ
５４ブローバイガス通路
６０ターボ過給機（過給機）
６０ａコンプレッサ
６０ｂタービン
２０１傾斜部

Claims

車両に搭載されるエンジンの吸排気装置において、
排気通路と、排気ガスの一部を吸気通路に導入するＥＧＲ通路とを含み、
前記排気通路は、排気ガスの導入部及び導出部を備えかつ排気ガスが水平方向に沿って流れるように配置された排気ガス浄化部と、前記導出部に繋がって浄化後の排気ガスの流路を車両上下方向に分岐させる分岐部と、当該分岐部に繋がって排気ガスを前記導出部よりも車両上下方向の下方に案内する案内部とを含み、
前記ＥＧＲガス通路は、前記分岐部に繋がって排気ガスを車両上下方向の上方に向かって案内する、ことを特徴とするエンジンの吸排気装置。
請求項１に記載のエンジンの吸排気装置において、
前記ＥＧＲガス通路は、ＥＧＲガスの流れ方向における上流側の端部に備えられたＥＧＲクーラを含み、当該ＥＧＲクーラは、前記分岐部に直接接続されている、ことを特徴とするエンジンの吸排気装置。
請求項１又は２に記載のエンジンの吸排気装置において、
前記ＥＧＲクーラは、鉛直方向にＥＧＲガスが流通するように設けられている、ことを特徴とするエンジンの吸排気装置。
請求項１乃至３の何れか一項に記載のエンジンの吸排気装置において、
前記排気ガス浄化部は、水平方向における一端部に前記導出部を備えるとともに、他端部における前記導出部よりも車両上下方向の上方の位置に前記導入部を備え、
前記導出部は、車両上下方向における前記排気ガス浄化部の下端部に設けられ、かつ当該下端部から水平方向に沿って延びている、ことを特徴とするエンジンの吸排気装置。