JP6296789B2

JP6296789B2 - Internal combustion engine

Info

Publication number: JP6296789B2
Application number: JP2013269587A
Authority: JP
Inventors: 吉田　和久; 和久吉田; 健治郎篠原; 奈穂美廣瀬; 奥田　浩司; 浩司奥田
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2013-12-26
Filing date: 2013-12-26
Publication date: 2018-03-20
Anticipated expiration: 2033-12-26
Also published as: JP2015124695A

Description

本願発明は、内燃機関に関し、特にＥＧＲ装置（排気ガス還流装置）に関するものである。 The present invention relates to an internal combustion engine , and more particularly to an EGR device (exhaust gas recirculation device).

近年の車両用内燃機関では、排気ガスの浄化促進や燃費向上等のために、排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気系に還流させるＥＧＲ装置を備えていることが多い。ＥＧＲガスの取り出し手段として、排気通路からＥＧＲ配管を分岐させることが広く行われており、その例として特許文献１には、ＥＧＲ配管を排気通路のうち触媒コンバータの直下部に固着して、ＥＧＲ配管を上向きに立ち上げてその上端に略水平姿勢のフランジを設けており、フランジを使用してＥＧＲクーラに接続することが記載されている。 In recent years, an internal combustion engine for a vehicle is often provided with an EGR device that recirculates a part of the exhaust gas to the intake system as EGR gas in order to promote exhaust gas purification and improve fuel efficiency. As a means for taking out EGR gas, it is widely performed to branch an EGR pipe from an exhaust passage. As an example, Patent Document 1 discloses that an EGR pipe is fixed to a portion directly below a catalytic converter in an exhaust passage. It is described that a pipe is raised upward and a flange in a substantially horizontal posture is provided at the upper end of the pipe and connected to the EGR cooler using the flange.

また、特許文献１では、ＥＧＲ配管に蛇腹部を設けることで、触媒コンバータの熱膨張による上下方向の伸びを吸収することが記載されている。 Patent Document 1 describes that the EGR pipe is provided with a bellows portion to absorb the vertical extension due to the thermal expansion of the catalytic converter.

特開２０１２−３１７８２号公報JP 2012-31882 A

特許文献１では、触媒コンバータの熱膨張によるＥＧＲ配管の伸びを許容するため、ＥＧＲ配管に蛇腹部を設けているが、蛇腹部を加工するのは手間がかかるためコストが嵩むおそれがある。また、排気ガスの熱が蛇腹部に籠もることで、蛇腹部が損傷しやすくなるという問題もある。 In Patent Document 1, a bellows portion is provided in the EGR pipe in order to allow the EGR pipe to extend due to the thermal expansion of the catalytic converter. However, since it takes time and effort to process the bellows part, the cost may increase. There is also a problem that the heat of exhaust gas is trapped in the bellows part, and the bellows part is easily damaged.

更に、特許文献１では、ＥＧＲ配管は触媒コンバータの直下部の横から上向きに立ち上げているが、この構成では、ＥＧＲ配管が他の部材の配置の邪魔になるおそれもある。 Furthermore, in Patent Document 1, the EGR pipe is raised upward from the side immediately below the catalytic converter. However, in this configuration, the EGR pipe may interfere with the arrangement of other members.

本願発明は、このような現状を改善すべく成されたものである。 The present invention has been made to improve the current situation.

本願発明は内燃機関に関し、この内燃機関は、
機関本体のうちクランク軸線と平行な一側面の外側に、触媒コンバータを有する排気通路と、前記触媒コンバータの下流部に接続されたＥＧＲ配管とが配置されており、前記ＥＧＲ配管の始端は、前記触媒コンバータの下流部のうち前記機関本体に向いた後面に接続されていて、前記ＥＧＲ配管の終端は、前記始端よりも高い位置において前記機関本体に接続されている構成であって、
前記ＥＧＲ配管は、前記触媒コンバータの下流部から機関本体に向いた後ろ向き部と、前記後ろ向き部から姿勢を変えてクランク軸線方向に延びる横長部と、前記横長部の終端から立ち上がった上向きの部分とを有しており、
前記機関本体の一側面と対向した方向から見て、ＥＧＲ配管のうち前記上向きの部分は、前記触媒コンバータの外側において上向きに立ち上がっており、前記立ち上がった部分にＥＧＲクーラが配置されている。 The present invention relates to an internal combustion engine,
An exhaust passage having a catalytic converter and an EGR pipe connected to a downstream portion of the catalytic converter are disposed outside one side surface parallel to the crank axis in the engine body, and the start end of the EGR pipe is The downstream end of the catalytic converter is connected to the rear surface facing the engine body, and the end of the EGR pipe is connected to the engine body at a position higher than the start end,
The EGR pipe includes a rearwardly facing portion from the downstream portion of the catalytic converter toward the engine body, a horizontally long portion that changes its posture from the backwardly facing portion and extends in the crank axis direction, and an upward portion that rises from the end of the horizontally long portion. Have
When viewed from the direction facing one side of the engine main body, the upward portion of the EGR pipe rises upward outside the catalytic converter, and an EGR cooler is disposed at the raised portion.

本願発明では、ＥＧＲ配管は排気通路から後ろ向きに延びる部分と横向きに延びる部分を有するため、排気通路がその長手方向に熱膨張することでＥＧＲ配管の始端が下向きに移動しても、ＥＧＲ配管のうち後ろ向きに延びる部分のねじりと横向きに延びる部分の曲がりとにより、ＥＧＲ配管が全体として下向きに容易に伸びることが許容される。 In the present invention, since the EGR pipe has a portion extending backward from the exhaust passage and a portion extending laterally, even if the start end of the EGR pipe moves downward due to thermal expansion of the exhaust passage in the longitudinal direction, the EGR pipe Of these, the EGR pipe is allowed to easily extend downward as a whole due to the twist of the portion extending backward and the bending of the portion extending laterally.

このため、蛇腹部の加工のような手間を掛けることなく排気通路の熱膨張による変形を吸収して、コストダウンが可能になる。また、ＥＧＲ配管は横向きに向いてから上向きに姿勢を変えるため、横向きに延びた部分の終端よりも上の部分に大きな曲がり部を設けることも容易であり、この曲がり部の変形によっても、ＥＧＲ配管全体として上下方向の伸びを容易に吸収可能になる。 For this reason, it is possible to reduce the cost by absorbing the deformation due to the thermal expansion of the exhaust passage without taking the trouble of processing the bellows portion. In addition, since the EGR pipe changes its posture from the side to the side and then upwards, it is easy to provide a large bent part at the upper part of the end of the part that extends in the horizontal direction. The entire pipe can easily absorb the vertical extension.

更に、ＥＧＲ配管は機関本体（例えばシリンダブロック）の側に寄るため、機関全体としてコンパクト化できるのみならず、ＥＧＲ配管が他の部材の配置の邪魔になることも防止又は抑制して、部材のレイアウトの自由性にも貢献できる。 Furthermore, since the EGR pipe is closer to the engine body (for example, the cylinder block), not only can the engine be made compact, but also the EGR pipe can be prevented or suppressed from interfering with the arrangement of other members. It can also contribute to the freedom of layout.

内燃機関の全体的な側面図である。1 is an overall side view of an internal combustion engine. 図１のII-II 視正面図である。It is the II-II front view of FIG. 図１のIII-III 視断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 1. 図１の IV-IV視図である。It is a IV-IV view of FIG. （Ａ）は図１の VA-VA視断面図、（Ｂ）は図１の VB-VB視断面図である。(A) is a cross-sectional view taken along the line VA-VA in FIG. 1, and (B) is a cross-sectional view taken along the line VB-VB in FIG. （Ａ）は図２のVIA-VIA 視断面図、（Ｂ）は図２のVIB-VIB 視断面図、（Ｃ）は（Ｂ）の部分拡大図である。(A) is a sectional view taken along the line VIA-VIA in FIG. 2, (B) is a sectional view taken along the line VIB-VIB in FIG. 2, and (C) is a partially enlarged view of (B).

次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の説明では方向を特定するため上下・左右・前後の文言を使用するが、上下は鉛直線の方向であり、前後方向はクランク軸及びシリンダボアに対して直交した方向であり、左右方向はクランク軸の長手方向である。なお、正面視はクランク軸線方向から見た状態、側面視はクランク軸線と直交した方向から見た状態であり、側面視方向を前後方向としている。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the terms “upper”, “left”, “right”, “front” and “rear” are used to specify the direction, but the “upper” and “lower” directions are directions perpendicular to the crankshaft and the cylinder bore. It is the longitudinal direction of the shaft. The front view is a state seen from the crank axis direction, the side view is a state seen from a direction orthogonal to the crank axis, and the side view direction is the front-rear direction.

(1).概要
本実施形態の内燃機関は、シリンダブロック１とその上面に固定されたシリンダヘッド２とを有する機関本体を備えており、機関本体は、クランク軸３を左右長手の姿勢にした横向きで車両に搭載されている（図１では、クランク軸３は一点鎖線で模式的に表示している。）。シリンダヘッド２の上面にはシリンダヘッドカバー４が固定されており、シリンダブロック１の下面にはオイルパン５を固定している。 (1). Overview The internal combustion engine of the present embodiment includes an engine body having a cylinder block 1 and a cylinder head 2 fixed to the upper surface of the cylinder block 1. It is mounted on the vehicle in a horizontal direction (in FIG. 1, the crankshaft 3 is schematically indicated by a one-dot chain line). A cylinder head cover 4 is fixed to the upper surface of the cylinder head 2, and an oil pan 5 is fixed to the lower surface of the cylinder block 1.

シリンダブロック１及びシリンダヘッド２の左右端面（短手側面）のうち一方の端面１ａ，２ａには１枚のチェーンケース６が固定されており、チェーンケース６とシリンダブロック１及びシリンダヘッド１との間に形成された空間に、タイミングチェーン（図示せず）等のカム軸駆動機構を配置している。 One chain case 6 is fixed to one of the left and right end surfaces (short side surfaces) of the cylinder block 1 and the cylinder head 2, and the chain case 6, the cylinder block 1, and the cylinder head 1 are connected to each other. A cam shaft drive mechanism such as a timing chain (not shown) is disposed in a space formed therebetween.

クランク軸３の一端部はチェーンケース６の外側に突出しており、図２のとおり、突出端部に補機駆動プーリ７を固定し、補機駆動プーリ７に巻き掛けた補機駆動ベルト８により、オルタネータ９とウォータポンプ１０とエアコン用コンプレッサ１１とを駆動している。オルタネータ９とウォータポンプ１０とエアコン用コンプレッサ１１とは、機関本体のうち手前側に寄っている。このため、ウォータポンプ１０のプーリ１２には補機駆動ベルト８が背面掛けされている。図２に示す符号１３は、テンションプーリである。 One end of the crankshaft 3 protrudes to the outside of the chain case 6, and as shown in FIG. 2, an accessory driving pulley 7 is fixed to the protruding end, and the accessory driving belt 8 is wound around the accessory driving pulley 7. The alternator 9, the water pump 10, and the air conditioner compressor 11 are driven. The alternator 9, the water pump 10, and the air conditioner compressor 11 are close to the front side of the engine body. For this reason, the accessory drive belt 8 is hung on the back surface of the pulley 12 of the water pump 10. Reference numeral 13 shown in FIG. 2 is a tension pulley.

ウォータポンプ１０は、チェーンケース６の一部であるハウジング部１４と、ハウンジング１０に対してプーリ１２の側から固定されたポンプカバー１５と、ハウンジング１０に対してプーリ１２と反対側から固定されたインレットカバー１６とを主要要素としており、内蔵した羽根が回転することで、内部に設けた吐出口から冷却水がシリンダブロック１に設けたメインギャラリーに圧送される。 The water pump 10 is fixed to the housing 14 that is a part of the chain case 6, the pump cover 15 that is fixed to the housing 10 from the pulley 12 side, and the housing 10 that is fixed to the housing 10 from the opposite side of the pulley 12. The inlet cover 16 is a main element, and cooling water is pumped from the discharge port provided inside to the main gallery provided in the cylinder block 1 by rotation of the built-in blade.

ウォータポンプ１０のインレットカバー１６は、クランク軸３と平行な流入口１６ａを備えており、流入口１６ａはチェーンケース６と反対側に突出している。なお、シリンダブロック１のうち、チェーンケース６と反対側の他端面１ｂには変速機１７を固定している。 The inlet cover 16 of the water pump 10 includes an inflow port 16 a parallel to the crankshaft 3, and the inflow port 16 a protrudes on the opposite side to the chain case 6. A transmission 17 is fixed to the other end surface 1 b of the cylinder block 1 opposite to the chain case 6.

図１に示すように、シリンダヘッド２における前面２ｃの左右略中間部には、排気継手１８が固定されており、排気継手１８に、排気通路の一部を構成する触媒コンバータ１９が一体に設けられている。本実施形態では、各気筒ごとに設けた排気ポートを集合させる集合通路（排気マニホールド部）はシリンダヘッド２の内部に設けており、シリンダヘッド２の外面には１つの排気口が空いているだけである。 As shown in FIG. 1, an exhaust joint 18 is fixed to a substantially middle portion of the front surface 2 c of the cylinder head 2, and a catalytic converter 19 constituting a part of the exhaust passage is integrally provided on the exhaust joint 18. It has been. In the present embodiment, the collecting passage (exhaust manifold portion) for collecting the exhaust ports provided for each cylinder is provided inside the cylinder head 2, and only one exhaust port is open on the outer surface of the cylinder head 2. It is.

触媒コンバータ１９の上部と下部にはテーパ部を設けており、下テーパ部の下端に継手管２０を接続し、継手管２０に排気管２１が接続されている。また、継手管２０にはフランジ板２２が固定されている。フランジ板２２はブラケット（図示ぜす）を介してシリンダブロック１に固定されている。 Tapered portions are provided at the upper and lower portions of the catalytic converter 19, a joint pipe 20 is connected to the lower end of the lower taper section, and an exhaust pipe 21 is connected to the joint pipe 20. A flange plate 22 is fixed to the joint pipe 20. The flange plate 22 is fixed to the cylinder block 1 via a bracket (shown in the drawing).

図１に示すとおり、触媒コンバータ１９は、クランク軸３及びシリンダボアと直交した方向から見ると、下に行くに従ってチェーンケース６から遠ざかるように鉛直線に対して傾斜し、図２に示すように、クランク軸３の軸心方向から見ると、下に行くに従ってシリンダブロック１から離れるように直線に対して傾斜している。なお、触媒コンバータ１９は、薄板製のインシュレータ（図示せず）で手前から覆われている（半周程度を覆っている。）。 As shown in FIG. 1, when viewed from a direction orthogonal to the crankshaft 3 and the cylinder bore, the catalytic converter 19 is inclined with respect to the vertical line so as to move away from the chain case 6 as it goes downward, and as shown in FIG. When viewed from the axial direction of the crankshaft 3, the crankshaft 3 is inclined with respect to a straight line so as to move away from the cylinder block 1. The catalytic converter 19 is covered from the front with a thin plate insulator (not shown) (covers about a half circumference).

(2).冷却水配管・ＥＧＲ装置
シリンダヘッド２のうちチェーンケース６と反対側に位置した他方の端面２ｂには、冷却水の流れを制御するサーモ弁ユニット２５を設けている。図示は省略するが、サーモ弁ユニット２５の箇所からラジェータやヒータ等に配管されている。 (2). Cooling water piping / EGR device A thermo valve unit 25 for controlling the flow of cooling water is provided on the other end surface 2b of the cylinder head 2 on the side opposite to the chain case 6. Although illustration is omitted, piping is provided from a location of the thermo valve unit 25 to a radiator, a heater, or the like.

シリンダヘッド２の前面２ｃのうちサーモ弁ユニット２５に近い端部に冷却水出口２６が開口しており、冷却水出口２６とウォータポンプ１０の流入口１６ａとが戻り管２７で接続されている。他方、触媒コンバータ１９の継手管２０には、排気ガスを吸気系に還流させるＥＧＲ配管２８が接続されており、ＥＧＲ配管２８の終端は、シリンダヘッド２の前面のうち冷却水出口２６の直下にフランジ板２９を介して接続されている。シリンダヘッド２には、ＥＧＲ配管２８に連通したＥＧＲ内部通路が空いており、ＥＧＲガスは、ＥＧＲ内部通路からＥＧＲバルブを経由して吸気系に送られる。 A cooling water outlet 26 is opened at the end of the front surface 2 c of the cylinder head 2 near the thermo valve unit 25, and the cooling water outlet 26 and the inlet 16 a of the water pump 10 are connected by a return pipe 27. On the other hand, an EGR pipe 28 that recirculates exhaust gas to the intake system is connected to the joint pipe 20 of the catalytic converter 19, and the end of the EGR pipe 28 is directly below the cooling water outlet 26 in the front surface of the cylinder head 2. It is connected via a flange plate 29. The cylinder head 2 has an EGR internal passage communicating with the EGR pipe 28, and EGR gas is sent from the EGR internal passage to the intake system via the EGR valve.

ＥＧＲ配管２８の中途部にはＥＧＲクーラ３０が介挿されており、ＥＧＲクーラ３０は戻り管２７にも介挿されている。従って、戻り管２７は、ＥＧＲクーラ３０よりも上流側に位置した流入管２７ａと、ＥＧＲクーラ３０よりも下流側に位置した出口管２７ｂとに分離されている。 An EGR cooler 30 is inserted in the middle of the EGR pipe 28, and the EGR cooler 30 is also inserted in the return pipe 27. Therefore, the return pipe 27 is separated into an inflow pipe 27 a located on the upstream side of the EGR cooler 30 and an outlet pipe 27 b located on the downstream side of the EGR cooler 30.

他方、ＥＧＲ配管２８もＥＧＲクーラ３０で分断されているが、ＥＧＲクーラ３０よりも上流側の部分は、触媒コンバータ１９の継手管２０に固定された第１部分２８ａと、ＥＧＲクーラ３０に固定された第２部分２８ｂとに分離していて、両者は、その端部に固定された第１及び第２のフランジ３１，３２をボルト３３で締結することで接続されている。第１部分２８ａは、第２部分２８ｂよりも少し大径になっている。 On the other hand, the EGR pipe 28 is also divided by the EGR cooler 30, but the portion upstream of the EGR cooler 30 is fixed to the first portion 28 a fixed to the joint pipe 20 of the catalytic converter 19 and the EGR cooler 30. The two parts 28b are separated from each other and are connected by fastening bolts 33 to the first and second flanges 31 and 32 fixed to the ends thereof. The first portion 28a has a slightly larger diameter than the second portion 28b.

ＥＧＲ配管２８のうち、ＥＧＲクーラ３０よりも下流側の部分は１本の第３部分２８ｃから成っており、その終端に既述のフランジ板２９が固定されていて、フランジ板２９がボルト３４（簡略表示している）でシリンダヘッド２に固定されている。 The portion of the EGR pipe 28 downstream of the EGR cooler 30 is composed of one third portion 28c, and the flange plate 29 is fixed to the end of the third portion 28c. It is fixed to the cylinder head 2 in a simplified manner).

戻り管２７における流入管２７ａの始端にもフランジ板３５が固定されていて、フランジ板３５がボルト３６でシリンダヘッド２に固定されている。図３及び図４に示すように、シリンダヘッド２のうち戻り管２７及びＥＧＲ配管２８を固定している部分は、排気継手１８を固定している部分よりも後ろ側に段落ちしている。 A flange plate 35 is also fixed to the start end of the inflow pipe 27 a in the return pipe 27, and the flange plate 35 is fixed to the cylinder head 2 with a bolt 36. As shown in FIGS. 3 and 4, the portion of the cylinder head 2 where the return pipe 27 and the EGR pipe 28 are fixed is stepped back to the rear side of the portion where the exhaust joint 18 is fixed.

ＥＧＲクーラ３０は、上下面と前後面及び左右面を有していて略角形に近い形態であり、図１のとおり、触媒コンバータ１９とウォータポンプ１０との間に配置されているが、ウォータポンプ１０よりも触媒コンバータ１９に近づくように配置されている。また、図５に明示するように、ＥＧＲクーラ３０は触媒コンバータ１９よりもシリンダブロック１の側に寄せて配置されている。また、ＥＧＲクーラ３０は、平面視で、ウォータポンプ１０から遠ざかるほどシリンダブロック１に近づく姿勢で配置している。 The EGR cooler 30 has an upper and lower surface, a front and rear surface, and a left and right surface, and has a substantially square shape, and is disposed between the catalytic converter 19 and the water pump 10 as shown in FIG. It is arranged so as to be closer to the catalytic converter 19 than 10. Further, as clearly shown in FIG. 5, the EGR cooler 30 is arranged closer to the cylinder block 1 than the catalytic converter 19. Further, the EGR cooler 30 is arranged in a posture closer to the cylinder block 1 as it is farther from the water pump 10 in a plan view.

ＥＧＲクーラ３０の内部には、偏平チューブ状のガス通路（フィン）３７ａの多数枚からなる熱交換部３７が配置されており、隣り合ったガス通路３７ａの間を冷却水が通ることでＥＧＲガスが冷却される。この場合、流入管２７ａと出口管２７ｂとを手前側に寄せてＥＧＲクーラ３０に接続し（すなわち、入口３０ａと出口３０ｂとを手前に寄せて）、かつ、熱交換部３７は後ろ側に寄せている。このため、熱交換部３７の手前には逃がし通路３８が空いている。また、熱交換部３７の左右両側にも逃がし通路３８が空いている。出口管２７ｂは流入管２７ａよりも少し下に配置している。 Inside the EGR cooler 30, a heat exchanging portion 37 made up of a large number of flat tube-like gas passages (fins) 37a is arranged, and cooling water passes between the adjacent gas passages 37a so that EGR gas Is cooled. In this case, the inflow pipe 27a and the outlet pipe 27b are moved closer to each other and connected to the EGR cooler 30 (that is, the inlet 30a and the outlet 30b are moved closer to each other), and the heat exchanging portion 37 is moved rearward. ing. For this reason, the escape passage 38 is vacant before the heat exchanging portion 37. In addition, escape passages 38 are open on both the left and right sides of the heat exchanging portion 37. The outlet pipe 27b is disposed slightly below the inflow pipe 27a.

図５（Ａ）に示すように、戻り管２７のうち出口管２７ｂは、ウォータポンプ１０の流入口１６ａに内側から差し込んだだけの接続構造になっている。従って、ＥＧＲクーラ３０はウォータポンプ１０の軸心上に配置されている。 As shown in FIG. 5A, the outlet pipe 27 b of the return pipe 27 has a connection structure that is simply inserted into the inlet 16 a of the water pump 10 from the inside. Therefore, the EGR cooler 30 is disposed on the axial center of the water pump 10.

この場合、流入口１６ａの開口縁に内向きの環状突起３９を設ける一方、出口管２７ｂには、環状突起３９に嵌合する外向きの環状溝４０を形成しており、出口管２７ｂは流入口１６ａに圧入によって嵌め込まれている。環状突起３９と環状溝４０とが嵌まり合っているため、出口管２７ｂが流入口１６ａに対して多少は傾くことが許容されており、かつ、多少傾いてもシール性は確保されている。 In this case, an inward annular protrusion 39 is provided at the opening edge of the inflow port 16a, while an outward annular groove 40 that fits the annular protrusion 39 is formed in the outlet pipe 27b. It is inserted into the inlet 16a by press fitting. Since the annular protrusion 39 and the annular groove 40 are fitted to each other, the outlet pipe 27b is allowed to be slightly inclined with respect to the inflow port 16a, and the sealing performance is secured even if it is slightly inclined.

戻り管２７を構成する流入管２７ａは触媒コンバータ１９の後ろに配置されているが、図１の側面視では略く字状に屈曲し、図３の正面視では略Ｚ字状に屈曲し、図５の平面視でも屈曲している。流入管２７ａはこのように三次元方向に曲がっているため、上下方向等に容易に曲がり変形できる。 The inflow pipe 27a constituting the return pipe 27 is disposed behind the catalytic converter 19, but bends in a substantially square shape when viewed from the side in FIG. 1, and bends in a substantially Z shape when viewed from the front in FIG. Even in the plan view of FIG. Since the inflow pipe 27a is bent in the three-dimensional direction as described above, it can be easily bent and deformed in the vertical direction.

ＥＧＲ配管２８を構成する第３部分２８ｃも、図１の側面視ではクランク状に曲がって、図３の正面視では略Ｚ字状に曲がって、図５の平面視ではく字状に曲がっている。従って、第３部分２８ｃも上下方向に伸縮するように簡単に曲がり変形する。 The third portion 28c constituting the EGR pipe 28 is also bent in a crank shape in the side view of FIG. 1, bent in a substantially Z shape in the front view of FIG. 3, and bent in a square shape in the plan view of FIG. Yes. Accordingly, the third portion 28c is also easily bent and deformed so as to expand and contract in the vertical direction.

図６（Ａ）のとおり、ＥＧＲ配管２８の第１部分２８ａの始端は、触媒コンバータ１９の継手管２０の後面（シリンダブロック１に向いた面）に溶接で固定されており、シリンダブロック１に向けていったん後ろ向きに延びてから、シリンダブロック１の前面に沿って横向きに延びるように姿勢を変えている。従って、第１部分２８ａは、後ろ向き部２８ａ′と左右横長部２８ａ″とを有していて平面視略Ｌ形の形態を成している。 As shown in FIG. 6 (A), the starting end of the first portion 28a of the EGR pipe 28 is fixed to the rear surface (surface facing the cylinder block 1) of the joint pipe 20 of the catalytic converter 19 by welding. The posture is changed so as to extend rearward and then extend sideways along the front surface of the cylinder block 1. Accordingly, the first portion 28a has a rearward facing portion 28a 'and a left and right laterally long portion 28a "and has a substantially L shape in plan view.

図６（Ｂ）のとおり、第１部分２８ａのうち左右横長部２８ａ″の部分は、上流側が低くなるように水平に対して僅かに傾斜している。後ろ向き部２８ａ′も手前に行くに従って低くなるように傾斜している。従って、第１部分２８ａは、全体として、触媒コンバータ１９の継手管２０に向けて低くなるように傾斜している。 As shown in FIG. 6B, the left and right laterally long portion 28a ″ of the first portion 28a is slightly inclined with respect to the horizontal so that the upstream side is lower. The rearwardly facing portion 28a ′ is also lowered toward the front. Accordingly, the first portion 28a is inclined so as to become lower toward the joint pipe 20 of the catalytic converter 19 as a whole.

ＥＧＲ配管２８のうち第２部分２８ｂは、図１の側面視で略Ｌ形に曲がっており、上向きに立ち上がった部分が、ＥＧＲクーラ３０に対して溶接（又はろう付け）で固定されている。そして、第１部分２８ａの終端に溶接で固定した第１フランジ３１と、第２部分２８ｂの始端に溶接で固定した第２フランジ３２とをボルト３３で締結しているが、第１フランジ３１を第２フランジ３２よりも厚くして、第１フランジ３１に雌ねじを形成している。図３，４のとおり、ボルト３３は第１部分２８ａを挟んだ上下に位置している。このため、レンチ（図示せず）によるボルト３３の回転操作を簡単に行える。 The second portion 28b of the EGR pipe 28 is bent into a substantially L-shaped in a side view in FIG. 1, upwardly upstanding portion is fixed by welding (or brazing) with respect to the EGR cooler 30 . The first flange 31 fixed by welding to the end of the first portion 28a and the second flange 32 fixed by welding to the starting end of the second portion 28b are fastened with bolts 33. The first flange 31 is formed with a female thread that is thicker than the second flange 32. As shown in FIGS. 3 and 4, the bolts 33 are positioned above and below the first portion 28a. For this reason, the rotation operation of the bolt 33 by a wrench (not shown) can be easily performed.

また、図６（Ｃ）に明示するように、第１フランジ３１の終端部の内周面を削り取ることにより、第１フランジ３１と第２フランジ３２とで環状溝４１を形成している。従って、機関の運転停止後にＥＧＲクーラ３０の内面に凝縮水が発生しても、その凝縮水Ｗを環状溝４１に溜めることができる。フランジ３１，３２は、ステンレス板のような防錆性の高いものが好ましい。 Further, as clearly shown in FIG. 6C, the annular groove 41 is formed by the first flange 31 and the second flange 32 by scraping the inner peripheral surface of the terminal portion of the first flange 31. Therefore, even if condensed water is generated on the inner surface of the EGR cooler 30 after the operation of the engine is stopped, the condensed water W can be stored in the annular groove 41. The flanges 31 and 32 are preferably made of a highly rust-proof material such as a stainless steel plate.

(3).まとめ
さて、内燃機関を始動すると、触媒コンバータ１９は、排気ガスの熱を受けてその長手方向である上下方向に伸長するように熱膨張する。このため、継手管２０は下向き動し、これに伴って、ＥＧＲ配管２８は全体として下向きに引っ張られる。 (3) Summary When the internal combustion engine is started, the catalytic converter 19 receives the heat of the exhaust gas and thermally expands so as to extend in the vertical direction, which is the longitudinal direction thereof. For this reason, the joint pipe 20 moves downward, and accordingly , the EGR pipe 28 is pulled downward as a whole.

そして、図５（Ａ）を参照して説明したように、戻り管２７の出口管２７ｂはウォータポンプ１０の流入口１６ａに対してシール性を保持した状態で傾き得ると共に、戻り管２７の流入管２７ａは上下方向に容易に弾性変形し、かつ、ＥＧＲ配管２８の第３部分２８ｃも上下方向に容易に変形するため、ＥＧＲクーラ３０は触媒コンバータ１９の熱膨張に追従して容易に下降動する。このため、触媒コンバータ１９の熱膨張によって各配管に熱歪みが溜まるようなことはなくて、配管部分の耐久性を向上できる。 As described with reference to FIG. 5A, the outlet pipe 27b of the return pipe 27 can incline while maintaining the sealing property with respect to the inlet 16a of the water pump 10, and the inflow of the return pipe 27 Since the pipe 27a is easily elastically deformed in the vertical direction, and the third portion 28c of the EGR pipe 28 is also easily deformed in the vertical direction, the EGR cooler 30 easily moves downward following the thermal expansion of the catalytic converter 19. To do. For this reason, the thermal expansion of the catalytic converter 19 does not cause thermal distortion in each pipe, and the durability of the pipe portion can be improved.

また、ＥＧＲクーラ３０が戻り管２７に規制されていて殆ど下向き動しない状態であっても、第１部分２８ａの後ろ向き部２８ａ′は容易にねじれ変形すると共に、第１部分２８ａの左右横長部２８ａ″は容易に曲がり変形するため、これら第１部分２８ａの変形により、触媒コンバータ１９の熱膨張を簡単に吸収できる。 Even when the EGR cooler 30 is restricted by the return pipe 27 and hardly moves downward, the rearwardly-facing portion 28a 'of the first portion 28a is easily twisted and deformed, and the left and right laterally long portions 28a of the first portion 28a are easily deformed. Since ″ easily bends and deforms, the thermal expansion of the catalytic converter 19 can be easily absorbed by the deformation of the first portion 28a.

また、ＥＧＲ配管２８において、第２部分２８ｂは第１部分２８ａより小径で剛性が低いため、触媒コンバータ１９の熱膨張によって第２部分２８ｂが容易に曲がり変形する。このため、触媒コンバータ１９の下降動によって、例えば第１部分２８ａと触媒コンバータ１９との接合部に応力が集中するようなことはない。結局、第１部分２８ａと第２部分２８ｂとが全体的に容易に曲がるため、触媒コンバータ１９の熱膨張を簡単に吸収できるのである。 Further, in the EGR pipe 28, the second portion 28b is smaller in diameter and lower in rigidity than the first portion 28a, so that the second portion 28b is easily bent and deformed by the thermal expansion of the catalytic converter 19. For this reason, the downward movement of the catalytic converter 19 does not cause stress to concentrate at the joint between the first portion 28a and the catalytic converter 19, for example. Eventually, the first portion 28a and the second portion 28b are easily bent as a whole, so that the thermal expansion of the catalytic converter 19 can be easily absorbed.

図３から理解できるように、第１部分２８ａの後ろ向き部２８ａ′は継手管１０（排気通路）に向けて下向きに僅かに傾斜している一方、継手管１０は下に行くに従ってシリンダブロック１に近づくように僅かに傾斜しており、このため、正面視方向から見て、後ろ向き部２８′と継手管１０とは直交している。また、図６（Ａ）のとおり、後ろ向き部２８ａ′は、当該後ろ向き部２８ａ′の接続部の箇所での継手管１０の接線と直交している。 As can be understood from FIG. 3, the rearwardly-facing portion 28 a ′ of the first portion 28 a is slightly inclined downward toward the joint pipe 10 (exhaust passage), while the joint pipe 10 moves downward toward the cylinder block 1. It is slightly inclined so as to approach, and therefore, the rearward facing portion 28 ′ and the joint pipe 10 are orthogonal to each other when viewed from the front view direction. Further, as shown in FIG. 6A, the rearward facing portion 28a 'is orthogonal to the tangent of the joint pipe 10 at the connecting portion of the rearward facing portion 28a'.

そして、一方のパイプに穴を空けて他のパイプを溶接又はろう付けする場合、両者の軸心が直交してなかったり、一方のパイプが他方のパイプの接線に対して直交してなかったりすると、一方のパイプにドリル加工にて穴空けするに際してドリルが滑って加工が面倒であるのみならず、他方のパイプの先端を複雑に削り加工せねばならないため、加工が厄介で接合精度も低下するおそれがある。また、一方のパイプが熱膨張すると、接合部に複雑な応力が生じて特定部位に応力が集中するおそれもある。 And when making a hole in one pipe and welding or brazing the other pipe, if both axes are not orthogonal or one pipe is not orthogonal to the tangent of the other pipe When drilling a hole in one pipe, not only the drill slides but is troublesome, but the tip of the other pipe must be cut in a complicated manner, which makes the process cumbersome and reduces the joining accuracy. There is a fear. Further, when one of the pipes is thermally expanded, a complicated stress is generated in the joint portion, and the stress may be concentrated on a specific portion.

これに対して本実施形態では、第１部分２８ａの後ろ向き部２８ａ′は継手管１０に対して直交していると共に、継手管１０の軸線方向から見ても当該継手管１０の接線に対して直交しているため、継手管１０への穴空け加工（ドリル加工）が容易であるのみならず、後ろ向き部２８ａ′の端面は継手管１０の曲率に合わせて対称に切削したら足りるため、後ろ向き部２８ａ′の切削加工も容易かつ高精度で行える。 On the other hand, in the present embodiment, the rearwardly facing portion 28a ′ of the first portion 28a is orthogonal to the joint pipe 10 and is also tangential to the joint pipe 10 when viewed from the axial direction of the joint pipe 10. Since they are orthogonal to each other, not only drilling (drilling) in the joint pipe 10 is easy, but the end face of the rearwardly-facing portion 28 a ′ only needs to be cut symmetrically in accordance with the curvature of the joint pipe 10. 28a 'can be cut easily and with high accuracy.

しかも、触媒コンバータ１９の熱膨張による応力は後ろ向き部２８ａ′と継手管１０と接合部に略均等に生じるため、接合部のうちの特定箇所に応力が集中するようなことはなくて、高い接合強度を確保できる。従って、凝縮水の排出を確実化しつつ、部材の加工の容易性と接合強度の向上とに貢献できるのであり、この点、本実施形態の利点の１つである。 In addition, since the stress due to thermal expansion of the catalytic converter 19 occurs substantially evenly in the rearwardly facing portion 28a ', the joint pipe 10, and the joint portion, the stress does not concentrate at a specific portion of the joint portion, and the high joint Strength can be secured. Therefore, it is possible to contribute to the easiness of the processing of the member and the improvement of the joining strength while ensuring the discharge of the condensed water, which is one of the advantages of this embodiment.

さて、金属は温度が高くなると強度が低下するため、高温になる部分ほど断面積を大きくしたり耐熱性の高い素材を使用したりする必要がある。しかるに、本実施形態では、第２部分２８ｂ（及び第３部分２８ｃ）は触媒コンバータ１９から遠いと共にＥＧＲクーラ３０に近いことから第１部分２８ａよりも温度が低いため、第１部分２８ａと同じ素材でかつ第１部分２８ａより小径であっても、必要な強度を確保することができる。従って、第２部分２８ｂ（及び第３部分２８ｃ）を小径とすることで、必要な強度を確保しつつコストを抑制できると共に、触媒コンバータ１９の熱膨張吸収にも貢献できる。 Now, since the strength of the metal decreases as the temperature rises, it is necessary to increase the cross-sectional area or use a heat-resistant material as the temperature increases. However, in this embodiment, since the second portion 28b (and the third portion 28c) is far from the catalytic converter 19 and close to the EGR cooler 30, the temperature is lower than that of the first portion 28a, and therefore the same material as the first portion 28a. In addition, even if the diameter is smaller than that of the first portion 28a, the necessary strength can be ensured. Therefore, by making the second portion 28b (and the third portion 28c) have a small diameter, it is possible to reduce the cost while ensuring the necessary strength, and to contribute to the thermal expansion absorption of the catalytic converter 19.

本願発明では、第１部分２８ａが平面視Ｌ形であることや、第２部分２８ａ及び第３部分２８ｃが小径であることで触媒コンバータ１９の熱膨張を吸収できる弱い部分が形成されており、これによって第１部分２８ａの付け根部（始端部）等に応力が集中することを緩和しているが、応力集中を抑制する弱い部分を設ける手段としては、他にも、例えば変形し易い素材を使用したり、肉厚を薄くしたり、オーバル管を使用して力が短手方向に掛かるように配置するなど、他の手段を採用してもよい（複数の手段を併用してもい。）。 In the present invention, the first portion 28a is L-shaped in plan view, and the second portion 28a and the third portion 28c have a small diameter so that a weak portion that can absorb the thermal expansion of the catalytic converter 19 is formed. This alleviates stress concentration at the base portion (starting end) of the first portion 28a, but other means for providing a weak portion that suppresses stress concentration include other materials that are easily deformed, for example. Other means such as use, thinning of the wall thickness, or use of an oval tube so that the force is applied in the short direction may be adopted (a plurality of means may be used in combination). .

本実施形態は、戻り管２７の始端は、ＥＧＲクーラ３０を挟んでウォータポンプ１０と反対側でかつＥＧＲクーラ３０よりも上の位置においてシリンダヘッド２に固定されており、ＥＧＲ配管２８の始端は、ＥＧＲクーラ３０よりも下方の部位でかつウォータポンプ１０と反対側において触媒コンバータ１９の継手管２０に固定されている。このため、戻り管２７の始端と、戻り管２７の終端と、ＥＧＲ配管２８の始端とが三角形の頂点を成すように配置されており、ＥＧＲクーラ３０は三角形の内側に配置されている。このため、ＥＧＲクーラ３０は専用のブラケットを要することなく安定的に支持されている。従って、コスト抑制・軽量化に貢献できる。 This embodiment, the start of the return pipe 27 is fixed to the cylinder head 2 at a position above the opposite side and the EGR cooler 30 and the water pump 10 across the EGR cooler 30, the starting end of the EGR pipe 28 is In addition, it is fixed to the joint pipe 20 of the catalytic converter 19 at a position below the EGR cooler 30 and on the side opposite to the water pump 10. For this reason, the start end of the return pipe 27, the end of the return pipe 27, and the start end of the EGR pipe 28 are arranged to form a vertex of a triangle, and the EGR cooler 30 is arranged inside the triangle. For this reason, the EGR cooler 30 is stably supported without requiring a dedicated bracket. Therefore, it can contribute to cost reduction and weight reduction.

また、既述のように、触媒コンバータ１９は下に行くほどシリンダブロック１から遠ざかるように傾斜しているが、かかる姿勢とすることにより、ＥＧＲクーラ３０をできるだけ大型化しつつ、正面視で触媒コンバータ１９とシリンダブロック１との間の位置に配置できる。その結果、ＥＧＲガスの冷却性向上と冷却水の流れ抵抗抑制とに貢献できると共に、ＥＧＲクーラ３０で触媒コンバータ１９の熱害を阻止する機能を向上できる。 Further, as described above, the catalytic converter 19 is inclined so as to move away from the cylinder block 1 as it goes down. However, by adopting such a posture, the EGR cooler 30 is enlarged as much as possible and the catalytic converter is viewed from the front. It can be arranged at a position between 19 and the cylinder block 1. As a result, it is possible to contribute to improving the cooling performance of the EGR gas and suppressing the flow resistance of the cooling water, and to improve the function of preventing the thermal damage of the catalytic converter 19 by the EGR cooler 30.

本実施形態では、ＥＧＲ配管２８の第３部分２８ｃは戻り管２７における流入管２７ａの後ろを通ってシリンダヘッド２に向かっている。すなわち、第３部分２８ｃと触媒コンバータ１９との間に戻り管２７の流入管２７ａが介在している。このため、ＥＧＲクーラ３０で冷却されたＥＧＲガスが触媒コンバータ１９で加熱されることを抑制できる。これによっても、充填効率を向上させて燃費向上に貢献できる。 In the present embodiment, the third portion 28 c of the EGR pipe 28 passes toward the cylinder head 2 through the back of the inflow pipe 27 a in the return pipe 27. That is, the inflow pipe 27 a of the return pipe 27 is interposed between the third portion 28 c and the catalytic converter 19. For this reason, it is possible to suppress the EGR gas cooled by the EGR cooler 30 from being heated by the catalytic converter 19. This can also improve the fuel efficiency by improving the charging efficiency.

本願発明は、上記の実施形態の他にも様々に具体化できる。 The present invention can be embodied in various ways other than the above-described embodiment.

本願発明は、内燃機関に具体化できる。従って、産業上利用できる。 The present invention can be embodied in an internal combustion engine. Therefore, it can be used industrially.

１シリンダブロック
２シリンダヘッド
１０ウォータポンプ
１９触媒コンバータ（触媒ケース）
２０継手管
２７冷却水の戻り管
２８ＥＧＲ配管
２８ａ第１部分
２８ａ′ 第１部分の後ろ向き部
２８ａ″ 第１部分の左右横長部
２８ｂＥＧＲ配管の第２部分
２８ｃＥＧＲ配管の第３部分
３０ＥＧＲクーラ
３１，３２フランジ 1 Cylinder Block 2 Cylinder Head 10 Water Pump 19 Catalytic Converter (Catalyst Case)
20 Joint pipe 27 Cooling water return pipe 28 EGR pipe 28a 1st part 28a 'Backward part 28a''of 1st part Left and right laterally long part 28b 2nd part of EGR pipe 28c 3rd part of EGR pipe 30 EGR cooler 31, 32 Flange

Claims

An exhaust passage having a catalytic converter and an EGR pipe connected to a downstream portion of the catalytic converter are disposed outside one side surface parallel to the crank axis in the engine body, and the start end of the EGR pipe is The downstream end of the catalytic converter is connected to the rear surface facing the engine body, and the end of the EGR pipe is connected to the engine body at a position higher than the start end,
The EGR pipe includes a rearward facing portion that faces the engine body from the downstream portion of the catalytic converter, a horizontally long portion that changes its posture from the rearward facing portion and extends in the crank axis direction, and an upward portion that rises from the end of the horizontally long portion. Have
The upward portion of the EGR pipe rises upward on the outside of the catalytic converter when viewed from a direction facing one side of the engine body, and an EGR cooler is disposed in the raised portion.
Internal combustion engine.