JP5719376B2 - Egrクーラ構造体 - Google Patents
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Description
そうすると、エンジンの排気側に、排気ガス浄化装置及び前記EGRクーラ等が配置されることになる。よって、車両搭載を容易とするため、これらをコンパクトにレイアウトし、全体を小型化するのが重要となる。
また、EGRガス流入パイプは、排気ガス配管からの振動を吸収するようにU字形であるので、排気ガス配管からの振動がEGRクーラに伝達し難くなる。なお、消音器に至るまでの排気ガス配管の下流側大部分は、一般に車体を構成するフレームに固定され、エンジン及びフレーム(車体)とは異なる振動数で独自に振動する。
これにより、排気ガス浄化装置を取り外さずに、EGRクーラの取付部に対して、ボックスドライバー等のストレート工具を排気ガス浄化装置に干渉されずに挿入し、EGRクーラを脱着できる。
また、EGRクーラをシリンダブロックにボルト等によって締結し、シリンダブロックに固定する構成の場合、EGRクーラをシリンダブロックにボルト等で仮締めした後、排気ガス浄化装置を取り付け、その後、ボルト等を本締めすることもできる。
また、ゴム製又は樹脂製の冷却液流入ホース及び冷却液流出ホースは、適宜な可撓性を有し湾曲自在であるので、冷却液流入ゴムホース及び冷却液流出ゴムホースを適宜に曲げ、冷却液の通流経路を自由にレイアウトできる。
本実施形態に係るEGRクーラ構造体1は、車両のボンネット下のエンジンルームに搭載されており、エンジン10(内燃機関)と、三元触媒を内蔵する排気ガス浄化装置20と、エンジン10から排気ガス浄化装置20に向かう排気ガスが通流する第1排気ガス配管31と、排気ガス浄化装置20から消音器(図示しない)に向かう排気ガスが通流する第2排気ガス配管32、第3排気ガス配管33と、第2排気ガス配管32から排気ガスの一部をEGRガスとして吸気配管41(吸気系)に導くEGR配管50と、EGR配管50に設けられEGRガスを冷却するEGRクーラ60と、EGRクーラ60を経由するように冷却液を通流させる冷却液配管70と、を備えている。
エンジン10は、本実施形態では、直列4気筒(図4参照)で構成され横置きで配置されている。また、エンジン10は、マウント15を介して、車体を構成するフレーム101に固定されている(図1参照)。そして、エンジン10は、4つのシリンダ11a(気筒)が形成されたシリンダブロック11と、シリンダブロック11の上面に締結されたシリンダヘッド12と、を備えている。
ただし、エンジン10の型式、つまり、シリンダ11aの数・配列方向はこれに限定されず変更自由であり、例えば、V型6気筒でもよい。
シリンダヘッド12の内部には、4つのシリンダ11aに連通すると共に、燃料と空気との混合ガスを4つのシリンダ11aに導く4つの吸気ポート12aが形成されている(図4参照)。すなわち、吸気ポート12aは、シリンダ11a毎に形成されている。そして、吸気配管41からの燃料と空気との混合ガスは、下流側が四股に分かれた吸気マニホールド42、各吸気ポート12aを通って、各シリンダ11aに吸気されるようになっている。
このように、本実施形態に係るシリンダヘッド12は、その内部に排気マニホールドポート12bを有する構造であるため、前後方向においてシリンダ11aを中心とした場合、シリンダヘッド12の排気側の長さは、吸気側の長さよりも長くなっている(図3参照)。
なお、前後および左右は車両を基準としたときのものである。
ただし、排気マニホールドポート12bは、非対称に形成されてもよい。
第1排気ガス配管31は、排気マニホールドポート12bの出口12cと、排気ガス浄化装置20との入口とを接続し、集合した排気ガスを排気ガス浄化装置20に導く配管であり、右側面視で1/4円弧状の極太かつ短い金属製の配管である(図3参照)。第1排気ガス配管31の上流端に形成されたフランジ部は、シリンダヘッド12に締結されており、第1排気ガス配管31の下流端に形成されたフランジ部は排気ガス浄化装置20を構成する金属製(例えば、SUS製)のケースに締結されている。これにより、第1排気ガス配管31及び排気ガス浄化装置20は、シリンダヘッド12(エンジン10)と一体に構成されている。
このようにして、排気ガスの通流向きが鉛直下向きとなるので、排気ガス浄化装置20が所定間隔を空けつつもシリンダブロック11に沿って配置可能となり、デッドスペースが形成され難く、小型化が図られる。また、排気ガスの通流向きが鉛直下向きとなるので、排気ガスが後記するハニカム体21の鉛直方向に延びる複数の細孔に均等に流入し、排気ガスが効率的に浄化され易くなる。
排気ガス浄化装置20は、Pt系、Rh系等の三元触媒を内蔵し、排気ガス中のHC、CO及びNOxを浄化する装置である。さらに説明すると、排気ガス浄化装置20は、鉛直方向に延びる細孔を複数有し、前記三元触媒が担持されたハニカム体21と、ハニカム体21を収容する金属製のケース22と、を備えている。
第2排気ガス配管32、第3排気ガス配管33は、排気ガス浄化装置20からの排気ガスを消音器(図示しない)に導く配管である。そして、排気ガスが、第2排気ガス配管32、第3排気ガス配管33を順に通って、消音器に向かうようになっている。
一方、第3排気ガス配管33は、ブラケット35を介して、フレーム101(車体)に固定されている。そして、第3排気ガス配管33は、エンジン及びフレーム101(車体)とは異なる振動数で独自に振動する。
EGR配管50は、第1パイプ51(EGRガス流入パイプ)と、第2パイプ52と、第3パイプ53と、を備えて構成されている(図1参照)。なお、第1パイプ51、第2パイプ52及び第3パイプ53は、金属製(例えば、SUS製)であり、高温のEGRガス(排気ガス)の熱や、排気ガス浄化装置20の熱等によって熱劣化することはない。
このように、排気ガス浄化装置20の下流において、つまり、排気ガス浄化装置20でHC、NOx等が浄化された排気ガスの一部がEGRガスとしてEGRクーラ60に向かうので、EGRクーラ60がHC、NOx等で劣化し難くなっている。
EGR弁54は、EGRガスの流量を制御する流量制御弁である。なお、EGR弁54の開度は、図示しないECU(Electronic Control Unit、電子制御装置)によって制御される。
EGRクーラ60は、EGR配管50を通流するEGRガスを冷却液で冷却する液冷式の熱交換器である。そして、EGRクーラ60は、前記した空間S、つまり、シリンダブロック11とシリンダヘッド12(排気マニホールド部)と排気ガス浄化装置20とに囲まれた空間Sに配置されている(図3参照)。
また、EGRクーラ60は、EGRガスの冷却により生成する凝縮水が、第1パイプ51に排出されるように、第1パイプ51側がやや低い下り勾配で配置されている。
具体的には、EGRクーラ60は、シリンダブロック11側(前側)に、3本の脚部61、脚部62、脚部63を備えている。脚部61〜63の先端は、シリンダブロック11に対するEGRクーラ60の取付部61a、62a、63aであって、取付部61a〜63aにはボルト65が挿通される挿通孔が形成されている。そして、ボルト65がシリンダブロック11の後面に形成されたねじ穴11b(図7参照)に螺合されることにより、EGRクーラ60がシリンダブロック11に締結されるようになっている。
ただし、シリンダブロック11へのEGRクーラ60の固定方法はこれに限定されず、その他の固定方法でもよい。
これにより、排気ガス浄化装置20がエンジン10に組み付けられた状態でも、つまり、排気ガス浄化装置20が第1排気ガス配管31を介してシリンダヘッド12(エンジン10)と一体の状態でも、ボックスドライバー等のストレート工具を排気ガス浄化装置20に干渉されずに挿入し、ボルト65を緩め、EGRクーラ60を左右方向にスライドさせることにより、脱着可能となっている(図7、矢印A1参照)。
冷却液配管70は、EGRクーラ60を経由するように、冷却液を通流させる配管であり、冷却液流入パイプ71と、冷却液流入ホース72と、冷却液流出パイプ73と、冷却液流出ホース74と、を備えている(図6参照)。冷却液流入パイプ71及び冷却液流出パイプ73は金属製(例えばSUS製)であり、冷却液流入ホース72及び冷却液流出ホース74はゴム製又は樹脂製である。
なお、冷却液としては、例えば、エチレングリコールを主成分とし不凍液であるラジエータ液、低粘度のオイルが使用される。
そして、図示しないラジエータ(放熱器)での放熱により低温となった冷却液は、冷却液流入ホース72、冷却液流入パイプ71、EGRクーラ60、冷却液流出パイプ73、冷却液流出ホース74、を順に通流し、EGRクーラ60を通流する際にEGRガスを冷却するようになっている。
なお、冷却液流出ホース74からの冷却液は前記ラジエータに向かい、冷却液がEGRクーラ60と前記ラジエータとの間で循環するように構成されている。また、冷却液の循環回路には、冷却液を圧送するポンプ(図示しない)が設けられている。
これにより、排気ガス浄化装置20の熱による冷却液流入ホース72及び冷却液流出ホース74の熱劣化を防止しつつ、可撓性を有し屈曲自在な冷却液流入ホース72及び冷却液流出ホース74によって、冷却液の通流経路を変更自在となっている。
このようなEGRクーラ構造体1によれば、次の効果を得る。
EGRクーラ60が、シリンダブロック11と後方に突出するシリンダヘッド12(排気マニホールド部)と排気ガス浄化装置20とに囲まれた空間Sに配置されているので(図3参照)、空間Sを有効利用しつつ、つまり、空間Sをデッドスペースとせずに、EGRクーラ構造体1を小型化できる。なお、EGRクーラ60は、その内部を冷却液が通流するから、高温となるシリンダブロック11等に囲まれても、EGRクーラ60自体の熱による損傷・劣化等の虞はない。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、次のように変更できる。
10 エンジン
11 シリンダブロック
11a シリンダ
12 シリンダヘッド(排気マニホールド部)
12b 排気マニホールドポート
20 排気ガス浄化装置
31 第1排気ガス配管
32 第2排気ガス配管
33 第3排気ガス配管
50 EGR配管
51 第1パイプ(EGRガス流入パイプ)
60 EGRクーラ
61a、62a、63a 取付部
70 冷却液配管
72 冷却液流入ホース
74 冷却液流出ホース
S 空間
Claims (4)
- 複数のシリンダを有するシリンダブロックと、
前記各シリンダからの排気ガスを集合させる排気マニホールド部と、
前記排気マニホールド部の略直下方に配置され、前記排気マニホールド部からの排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置と、
前記排気ガスの一部をEGRガスとして吸気系に導くEGR配管と、
前記EGR配管に設けられ、EGRガスを冷却液で冷却するEGRクーラと、
を備え、
側面視において、前記各シリンダから前記排気ガス浄化装置に向かう排気ガス通路は、湾曲しており、
前記EGRクーラは、前記シリンダブロックと前記排気マニホールド部と前記排気ガス浄化装置とに囲まれた空間に配置されていると共に、前後方向において前記シリンダブロックと前記排気ガス浄化装置とに挟まれて配置されている
ことを特徴とするEGRクーラ構造体。 - 前記EGRクーラは、前記シリンダブロックに固定されており、
前記EGR配管は、前記排気ガスが通流する排気ガス配管と前記EGRクーラとを接続する金属製のEGRガス流入パイプを備え、
前記EGRガス流入パイプは、前記排気ガス配管からの振動を吸収するようにU字形である
ことを特徴とする請求の範囲第1項に記載のEGRクーラ構造体。 - 前記EGRクーラは、前記シリンダブロックに脱着可能に固定されており、
前記排気ガス浄化装置側から前記シリンダブロックを見て、前記シリンダブロックに対する前記EGRクーラの取付部は、前記排気ガス浄化装置の外側に配置され臨んでいる
ことを特徴とする請求の範囲第1項又は請求の範囲第2項に記載のEGRクーラ構造体。 - 前記EGRクーラに接続され、前記EGRクーラに向かう冷却液が通流する金属製の冷却液流入パイプと、
前記冷却液流入パイプの上流端に接続されたゴム製又は樹脂製の冷却液流入ホースと、
前記EGRクーラに接続され、前記EGRクーラからの冷却液が通流する金属製の冷却液流出パイプと、
前記冷却液流出パイプの下流端に接続されたゴム製又は樹脂製の冷却液流出ホースと、
を備え、
前記排気ガス浄化装置側から前記シリンダブロックを見て、
前記冷却液流入ホース及び前記冷却液流出ホースは、前記排気ガス浄化装置の外側に配置されている
ことを特徴とする請求の範囲第1項又は請求の範囲第2項に記載のEGRクーラ構造体。
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