JP6342158B2 - Internal combustion engine - Google Patents

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Description

本願発明は、冷却装置とEGR装置とを備えた内燃機関に関するものである。   The present invention relates to an internal combustion engine including a cooling device and an EGR device.

車両用内燃機関は一般に水冷式になっており、冷却水はウォータポンプによって循環している。他方、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吸気系に還流させるEGR装置を備えていることが多く、このEGR装置は、EGRガスを冷却する水冷式のEGRクーラを設けていることが多い。   An internal combustion engine for a vehicle is generally water-cooled, and cooling water is circulated by a water pump. On the other hand, recent vehicle internal combustion engines are often provided with an EGR device that recirculates a portion of the exhaust gas to the intake system in order to promote purification of exhaust gas, improve fuel efficiency, and the like. In many cases, a water-cooled EGR cooler that cools the water is provided.

EGRクーラの内部には、EGRガスが通る偏平チューブ状や細管状等のガス通路(エレメント)からなる熱交換部を配置しており、冷却水が隣り合ったガス通路の間の隙間を通ることで、EGRガスの熱が冷却水に吸熱される。この場合、EGRクーラは専用のバイパス通路の中途部に設けており、冷却水が熱交換部をまんべんなく通るように設計されているのが普通である(例えば特許文献1)。   Inside the EGR cooler, a heat exchange section consisting of a gas passage (element) such as a flat tube or a thin tube through which EGR gas passes is arranged, and the cooling water passes through a gap between adjacent gas passages. Thus, the heat of the EGR gas is absorbed by the cooling water. In this case, the EGR cooler is usually provided in the middle of the dedicated bypass passage, and is usually designed so that the cooling water passes through the heat exchange part evenly (for example, Patent Document 1).

特開2000−45884号公報JP 2000-45884 A

さて、既述のとおりEGRクーラは専用のバイパス通路に設けているのが普通であるが、EGRクーラの冷却と他の機器・装置類の冷却とを共通の配管で行いたい場合や、EGRクーラを冷却水通路のメイン管路に配置したい場合があり得る。この場合、特許文献1のように冷却水が熱交換部にまんべんなく通る構造では、流れ抵抗が著しく増大してしまい、使用に堪えなくなる可能性が高い。   As described above, the EGR cooler is usually provided in a dedicated bypass passage. However, if the EGR cooler and other equipment / equipment are to be cooled by a common pipe, the EGR cooler May be placed in the main pipeline of the cooling water passage. In this case, in the structure in which the cooling water passes through the heat exchanging portion as in Patent Document 1, the flow resistance is remarkably increased, and there is a high possibility that it cannot be used.

本願発明は、かかる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.

本願発明の内燃機関は、
EGR配管中に水冷式のEGRクーラを備えたEGR装置と、ウォータポンプによって冷却水が循環する冷却装置とを備えており、前記EGRクーラの内部には、冷却水に接触する熱交換部を配置している構成において
前記熱交換部を、前記EGRクーラにおける冷却水入口の軸心を挟んで一方の側にずらすことにより、前記EGRクーラのうち冷却水入口の軸心を挟んで他方の側に、冷却水が前記熱交換部を通過せずに冷却水出口に流れる逃がし通路が形成されている点を特徴にしている。
The internal combustion engine of the present invention is
An EGR device having a water-cooled EGR cooler in the EGR pipe and a cooling device in which the cooling water circulates by a water pump are provided, and a heat exchanging portion that contacts the cooling water is disposed inside the EGR cooler. In the configuration that
By shifting the heat exchanging portion to one side across the axis of the cooling water inlet in the EGR cooler, the cooling water is transferred to the other side of the EGR cooler across the axis of the cooling water inlet. An escape passage that flows to the cooling water outlet without passing through the heat exchange section is formed .

本願発明では、EGRクーラに流入した冷却水の一部が熱交換部を通って熱交換の仕事をして、他の残りは熱交換部を通過せずに入口から出口にスムースに流れるため、EGRクーラの内部を通過する冷却水の流れ抵抗を著しく抑制できる。従って、EGRクーラに、熱交換の仕事に必要な水量以上の量の冷却水を、流れ抵抗の増大を生じさせることなく流すことができる。   In the present invention, a part of the cooling water that has flowed into the EGR cooler performs heat exchange work through the heat exchange part, and the other remaining flows smoothly from the inlet to the outlet without passing through the heat exchange part. The flow resistance of the cooling water passing through the inside of the EGR cooler can be remarkably suppressed. Therefore, it is possible to flow the cooling water in the EGR cooler more than the amount of water necessary for heat exchange work without causing an increase in flow resistance.

その結果、1本の配管でEGRクーラの冷却と他の冷却部の冷却を行ったり、冷却水の全量が通るメイン管路にEGRクーラを配置したりすることが可能になって、内燃機関のコンパクト化やコストダウンに貢献できる。また、EGRクーラの専用のバイパス通路を無くして圧損を低減することで、ウォータポンプの負担を軽減して燃費の向上につなげることも可能になる。更に、EGRクーラには従来以上の冷却水を流すことができるため、EGRクーラの冷却性能も向上できる。 As a result, it is possible or disposed or to cool the cooling and other cooling portion of the EGR cooler, an EGR cooler to the main line the entire amount of the cooling water passes in one pipe, the internal combustion engine Contributes to downsizing and cost reduction. Further, by eliminating the dedicated bypass passage of the EGR cooler and reducing the pressure loss, it becomes possible to reduce the burden on the water pump and improve fuel efficiency. Furthermore, since the cooling water more than the past can flow through the EGR cooler, the cooling performance of the EGR cooler can be improved.

また、熱交換部EGRクーラの内部の一方の側に偏らせて設けることで逃がし通路を形成しているため、熱交換部は既存のものをそのまま使用できる。従って、コスト面で有利である。 Further, since the heat exchanging portion to form a passage relief by providing to bias on one side of the inside of the EGR cooler, the heat exchange unit is Ru can accept the existing ones. Therefore , it is advantageous in terms of cost.

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.

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。   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 identify the direction, but the “upper” and “lower” directions are perpendicular to the crankshaft and cylinder bore. It is the longitudinal direction of the shaft.

(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、インレットカバー16を設けずに、流入口16aをハウジング部14に一体に設けてもよい。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. Note that the inlet 16 a may be provided integrally with the housing portion 14 without providing the inlet cover 16. 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に触媒コンバータ19を一体に設けている。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 is integrally provided on the exhaust joint 18. 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から離れるように鉛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 the vertical 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、触媒コンバータ19の後ろを通る戻り管27で接続されている。   A cooling water outlet 26 opens at the end of the front surface 2c of the cylinder head 2 close to the thermo valve unit 25, and the cooling water outlet 26 and the inlet 16a of the water pump 10 return behind the catalytic converter 19. Connected by a tube 27.

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。   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は冷却水の戻り管27にも介挿されている。従って、冷却水の戻り管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 of the cooling water . Therefore, the cooling water 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.

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。   The EGR pipe 28 is also divided by the EGR cooler 30, but the upstream portion of the EGR cooler 30 includes a first portion 28 a fixed to the joint pipe 20 of the catalytic converter 19 and a first portion fixed to the EGR cooler 30. The two parts 28b are separated from each other, and both are connected by fastening the first and second flanges 31 and 32 fixed to the end portions with bolts 33. 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。EGR配管28の第2部分28bはEGRクーラ30の下面に接続されており、第3部分28cはEGRクーラ30の上面に接続されている。従って、EGRガスはEGRクーラ30を下から上に向かって流れる。第3部分28cは戻り管27の後ろを通っている。 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). The second portion 28 b of the EGR pipe 28 is connected to the lower surface of the EGR cooler 30, and the third portion 28 c is connected to the upper surface of the EGR cooler 30. Accordingly, the EGR gas flows through the EGR cooler 30 from the bottom to the top. The third portion 28 c passes behind the return pipe 27.

冷却水の戻り管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(正確に述べると、戻り管27及びEGR配管28を固定している部分がシリンダヘッド2の基準前面であり、基準前面に蓋板を固定することで排気集合通路を構成し、蓋板の前面に排気継手18を固定している。)。   A flange plate 35 is also fixed to the start end of the inflow pipe 27 a in the return pipe 27 of the cooling water, 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 down to the rear side of the portion where the exhaust joint 18 is fixed ( More precisely, the portion where the return pipe 27 and the EGR pipe 28 are fixed is the reference front surface of the cylinder head 2, and the exhaust plate is formed by fixing the cover plate to the reference front surface. 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。従って、戻り管27を構成する流入管27aは、EGRクーラ30のうち触媒コンバータ19の側に位置した側面に接続されて、出口管27bは、EGRクーラ30のうちウォータポンプ10に向いた面に接続されている。この場合、流入管27aの接続部(冷却水入口)よりも出口管27bの接続部(冷却水出口)が低くなるように配置している。従って、冷却水は、EGRクーラ30の内部を横向きに流れつつ、上から下に向けても流れる。   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. Accordingly, the inflow pipe 27a constituting the return pipe 27 is connected to the side surface of the EGR cooler 30 located on the catalytic converter 19 side, and the outlet pipe 27b is connected to the surface of the EGR cooler 30 facing the water pump 10. It is connected. In this case, it arrange | positions so that the connection part (cooling water exit) of the exit pipe 27b may become lower than the connection part (cooling water inlet) of the inflow pipe 27a. Therefore, the cooling water flows from the top to the bottom while flowing in the EGR cooler 30 sideways.

また、EGRクーラ30は、触媒コンバータ19に寄せて配置されている。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。更に、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に近づく傾斜姿勢で配置している。   Further, the EGR cooler 30 is disposed close to the catalytic converter 19. Further, as clearly shown in FIG. 5, the EGR cooler 30 is arranged closer to the cylinder block 1 than the catalytic converter 19. Furthermore, the EGR cooler 30 is arranged in an inclined posture that approaches the cylinder block 1 as it is farther from the water pump 10 in plan view.

図5に示すように、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、エレメント)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の隙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、かつ、熱交換部37は後ろ側(シリンダブロック1の側)に寄せている。換言すると、熱交換部37が、冷却水入口30aの軸心を挟んで一方の側(後ろ側)にずらして配置されている。
このため、熱交換部37の手前側(冷却水入口30aの軸心を挟んで他方の側(熱交換部37と反対の側)には、冷却水が熱交換部37を通ることなく冷却水入口30aから冷却水出口30bに流れる逃がし通路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。熱交換部37の左右両側の逃がし通路38は、冷却水を熱交換部37の全体に流すためのバッファ空間として機能している。
As shown in FIG. 5, inside the EGR cooler 30, a heat exchanging portion 37 composed of a large number of flat tube-like gas passages (fins, elements) 37a is arranged, and a gap between adjacent gas passages 37a is arranged. The EGR gas is cooled by passing cooling water through.
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, and the heat exchanging portion 37 is moved closer to the rear side (cylinder block 1 side). In other words, the heat exchanging part 37 is arranged so as to be shifted to one side (rear side) with the axis of the cooling water inlet 30a interposed therebetween.
Therefore, the front side of the heat exchange portion 37 (in other across the axis of the cooling water inlet 30a other side (the opposite side to the heat exchange unit 37), the cooling water without the cooling water through the heat exchange portion 37 The escape passage 38 flowing from the inlet 30a to the cooling water outlet 30b is vacant, and the relief passages 38 are vacant on both the left and right sides of the heat exchange unit 37. The relief passages 38 on the left and right sides of the heat exchange unit 37 are cooled. It functions as a buffer space for flowing water through the entire heat exchanging section 37.

更に、熱交換部37の全体、EGRクーラ30の冷却水入口30aから冷却水出口30bに向かう流路から後ろにずらすのではなくて、熱交換部37のうち手前側の一部が、EGRクーラ30の冷却水入口30aから冷却水出口30bに向かう流路からはみ出ている。従って、熱交換部37の手前側の一部(略半分程度)は、冷却水入口30aから冷却水出口30bに向かう水流に晒されることになる。 Furthermore, the overall heat exchange section 37, rather than shifting back from the flow path toward the cooling water outlet 30b from the cooling water inlet 30a of the EGR cooler 30, a portion of the front side of the heat exchanger 37, EGR The cooler 30 protrudes from the flow path from the cooling water inlet 30a to the cooling water outlet 30b. Therefore, a part (about half) of the front side of the heat exchanging portion 37 is exposed to a water flow from the cooling water inlet 30a toward the cooling water outlet 30b.

従って、流入管27aからEGRクーラ30の内部に流入した冷却水のうち、熱交換部38を通過してEGRガスの冷却の働きをするものは一部であり、EGRガスの冷却機能を全く又は殆ど発揮することなく通過するだけの冷却水も相当割合にのぼっている。隣り合ったガス通路37aの間の隙間は、冷却水の流れ方向と同方向に長く延びている(冷却水入口30aの側と冷却水出口30bの側とに開口している。)。 Therefore, some of the cooling water that has flowed into the EGR cooler 30 from the inflow pipe 27a passes through the heat exchanging portion 38 and functions to cool the EGR gas. There is a considerable proportion of cooling water that passes almost without any effect. The gap between the adjacent gas passages 37a extends long in the flow direction and the direction of the cooling water (is open to the side of the side of the cooling water inlet 30a cooling water outlet 30b.).

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.

(3).まとめ
以上の構成において、EGRクーラ30は戻り管27の中途部に介挿しているため、わざわざバイパス通路を設ける必要はない。このため、コストを抑制できると共に、スペースの制約から開放されて、部材の配置の自由性を向上できる。触媒コンバータ19(或いは他の補機)との間の部分は配置すべきものがないデッドスペースになっていることが多いが、本実施形態では、EGRクーラ30は上記のデッドスペースに配置されているため、内燃機関をコンパクト化できる。
(3) Summary In the above configuration, since the EGR cooler 30 is inserted in the middle of the return pipe 27, it is not necessary to provide a bypass passage. Therefore, it is possible to suppress the cost, is released from the constraint of space, it is possible to improve the freedom of the arrangement of the parts material. In many cases, the EGR cooler 30 is arranged in the dead space in the present embodiment, although the portion between the catalytic converter 19 (or other auxiliary machine) is often a dead space that should not be arranged. Therefore, the internal combustion engine can be made compact.

EGRガスの冷却に必要な冷熱はさほど多くないため、戻り管27を流れる冷却水の全量を熱交換部37に通す必要はない。従って、実施形態のようにEGRクーラ30の内部に逃がし通路38を設けることで、流れ抵抗が増えることを防止できて好適である。この場合、実施形態のように逃がし通路38を手前側に設けると、触媒コンバータ19の熱(輻射熱)が逃がし通路38の水で吸熱されるため、遮熱性に優れている。   Since there is not much cooling heat required for cooling the EGR gas, it is not necessary to pass the entire amount of cooling water flowing through the return pipe 27 through the heat exchanging portion 37. Therefore, providing the escape passage 38 inside the EGR cooler 30 as in the embodiment is preferable because it can prevent an increase in flow resistance. In this case, when the escape passage 38 is provided on the near side as in the embodiment, the heat (radiant heat) of the catalytic converter 19 is absorbed by the water in the escape passage 38, so that the heat shielding property is excellent.

実施形態のように、戻り管27のうちの流入管27aを触媒コンバータ19の後ろに配置すると、触媒コンバータ19の熱が流入管27aによっても吸収されるため、シリンダブロック1の冷却性を高めて燃費の向上に貢献できる。   If the inflow pipe 27a of the return pipe 27 is arranged behind the catalytic converter 19 as in the embodiment, the heat of the catalytic converter 19 is also absorbed by the inflow pipe 27a, so that the cooling performance of the cylinder block 1 is improved. Contributes to improved fuel efficiency.

また、EGRクーラ30では、冷却水はウォータポンプ10と反対側から流入してウォータポンプ10の側に流出するため、冷却水はEGRクーラ30をスムースに通過する。このため、冷却水は抵抗がない状態でウォータポンプ10に向けて流れると共に、戻り管27が長くなることはないため、重量の増大も生じない。この場合、流入管27aの終端が出口管27bの始端よりも高くなるように設定しているため、冷却水は触媒コンバータ19の内部で上から下にも流れている。このため、熱交換部37の冷却性が高い。   Further, in the EGR cooler 30, the cooling water flows in from the opposite side of the water pump 10 and flows out to the water pump 10, so that the cooling water passes smoothly through the EGR cooler 30. For this reason, the cooling water flows toward the water pump 10 without resistance, and the return pipe 27 does not become long, so that the weight does not increase. In this case, since the end of the inflow pipe 27a is set to be higher than the start end of the outlet pipe 27b, the cooling water also flows from the top to the bottom inside the catalytic converter 19. For this reason, the cooling property of the heat exchange part 37 is high.

実施形態では、EGRクーラ30の内部で、EGRガスは上向きに流れて冷却水は下向きに流れるため、温度が低下したEGRガスを温度が低い冷却水で冷却して、EGRガスの温度低下を促進できる。このため、EGRガスの冷却性能に優れている。従って、充填効率の向上を通じて燃費の向上に貢献できる。   In the embodiment, since the EGR gas flows upward and the cooling water flows downward inside the EGR cooler 30, the EGR gas whose temperature has decreased is cooled with cooling water having a low temperature to promote the temperature decrease of the EGR gas. it can. For this reason, it is excellent in the cooling performance of EGR gas. Therefore, it is possible to contribute to an improvement in fuel consumption through an improvement in filling efficiency.

また、実施形態では、EGRクーラ30の内部で、EGRガスは下から上に流れている一方、冷却水はおおよそ横向きに流れており、このため、EGRガスの流れ方向と冷却水の流れ方向とがクロスしているが、熱交換部37を挟んで冷却水入口30aの側と冷却水出口30bの側とにも逃がし通路38を設けているため、冷却水は熱交換部37をその上下全長にわたってまんべんなく通過する。このため、熱交換部37の全体に冷却水をまんべんなく接触させて高い冷却効率を確保できる。その結果、燃費向上に貢献できる。 In the embodiment, while the EGR gas flows from the bottom to the top inside the EGR cooler 30, the cooling water flows approximately sideways. Therefore, the flow direction of the EGR gas and the flow direction of the cooling water However, since the escape passage 38 is provided on both the cooling water inlet 30a side and the cooling water outlet 30b side with the heat exchanging portion 37 interposed therebetween, the cooling water passes the heat exchanging portion 37 in its upper and lower overall length. Pass through evenly. For this reason, it is possible to ensure high cooling efficiency by bringing the cooling water into contact with the entire heat exchanging portion 37 evenly. As a result, it can contribute to improvement of fuel consumption.

さて、ウォータポンプ10の回転数は機関回転数に比例して高くなる。従って、EGRクーラ30を流れる冷却水の流速は、機関回転数が高くなるほど速くなる。そして、本実施形態のように、熱交換部37の一部をEGRクーラ30の冷却水入口30aから冷却水出口30bに向かう流路に露出させて、熱交換部37の一部を水流に晒す構成にすると、機関が高速回転して冷却水の流速が速くなると、熱交換部37に対する抵抗が高くなることで、逃がし通路38を高速で流れる冷却水の量(割合)が増える。 Now, the rotation speed of the water pump 10 increases in proportion to the engine rotation speed. Accordingly, the flow rate of the cooling water flowing through the EGR cooler 30 increases as the engine speed increases. And like this embodiment, a part of heat exchange part 37 is exposed to the flow path which goes to the cooling water outlet 30b from the cooling water inlet 30a of the EGR cooler 30, and a part of heat exchange part 37 is exposed to a water flow. With this configuration, when the engine rotates at a high speed and the flow rate of the cooling water increases, the resistance to the heat exchange unit 37 increases, so that the amount (ratio) of the cooling water flowing through the escape passage 38 at a high speed increases.

つまり、機関の回転数が高くなるほど逃がし通路38を抵抗なく流れる冷却水の量が増えるのであり、これにより、各冷却部の冷却に必要な水量を確保しつつ、圧損を抑制して燃費の向上に貢献できるのである。   In other words, the higher the engine speed, the greater the amount of cooling water that flows through the escape passage 38 without resistance, thereby suppressing the pressure loss and improving fuel efficiency while ensuring the amount of water required for cooling each cooling section. Can contribute.

また、本実施形態では、逃がし通路38が触媒コンバータ19の側に位置しているため、熱交換部37が触媒コンバータ19の熱を受けることはない。このため、EGRガスの冷却性能を向上させて、燃費の向上に貢献できる。   Further, in the present embodiment, since the escape passage 38 is located on the catalytic converter 19 side, the heat exchanging portion 37 does not receive the heat of the catalytic converter 19. For this reason, the cooling performance of EGR gas can be improved and it can contribute to the improvement of a fuel consumption.

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。いずれにしても、冷却水入口から冷却水出口に向けて流れる水流の一部が熱交換部に当たるように配置する。また、少なくとも入口側の箇所に、冷却水を熱交換部全体に流すためのバッファ空間を設けるのが好ましい。 The present invention can be embodied in various ways other than the above-described embodiment. Anyway, a part of the water flow flowing from the cooling water inlet towards the cooling water outlet is arranged to meet the heat exchange unit. In addition, it is preferable to provide a buffer space for flowing the cooling water through the entire heat exchanging portion at least at a location on the inlet side.

例えばEGRクーラは、他の冷却部が接続された配管の中途部に設けることも可能である(すなわち、EGRクーラと他の冷却部とを直列に接続してもよい。)。熱交換部の偏より(ずらし)の態様程度は、必要に応じて任意に設定できる。EGRガスの流れ方向と冷却水の流れ方向とを略同じに設定することも可能である。 For example, the EGR cooler can be provided in the middle of a pipe to which another cooling unit is connected (that is, the EGR cooler and the other cooling unit may be connected in series). The mode and degree of deviation (shift) of the heat exchange part can be arbitrarily set as necessary. It is also possible to set the flow direction of the EGR gas and the flow direction of the cooling water to be substantially the same.

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)
25 サーモ弁ユニット
27 冷却水の戻り管
27a 流入管
27b 出口管
28 EGR配管
28a 第1部分
28b 第2部分
28c 第3部分
30 EGRクーラ
30a 冷却水入口
30b 冷却水出口
37a ガス通路(エレメント)
37 熱交換部
38 逃がし通路
1 Cylinder Block 2 Cylinder Head 10 Water Pump 19 Catalytic Converter (Catalyst Case)
25 Thermo valve unit 27 Cooling water return pipe 27a Inflow pipe 27b Outlet pipe 28 EGR pipe 28a 1st part 28b 2nd part 28c 3rd part 30 EGR cooler 30a Cooling water inlet 30b Cooling water outlet 37a Gas passage (element)
37 Heat Exchanger 38 Escape Passage

Claims (1)

EGR配管中に水冷式のEGRクーラを備えたEGR装置と、ウォータポンプによって冷却水が循環する冷却装置とを備えており、前記EGRクーラの内部には、冷却水に接触する熱交換部を配置している構成であって、
前記熱交換部を、前記EGRクーラにおける冷却水入口の軸心を挟んで一方の側にずらすことにより、前記EGRクーラのうち冷却水入口の軸心を挟んで他方の側に、冷却水が前記熱交換部を通過せずに冷却水出口に流れる逃がし通路が形成されている、
内燃機関。
An EGR device having a water-cooled EGR cooler in the EGR pipe and a cooling device in which the cooling water circulates by a water pump are provided, and a heat exchanging portion that contacts the cooling water is disposed inside the EGR cooler. The configuration
By shifting the heat exchanging portion to one side across the axis of the cooling water inlet in the EGR cooler, the cooling water is transferred to the other side of the EGR cooler across the axis of the cooling water inlet. An escape passage that flows to the cooling water outlet without passing through the heat exchange part is formed,
Internal combustion engine.
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