JP6551046B2 - engine - Google Patents

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この発明はエンジン、特にターボ過給機とEGR装置を備えるものに関する。   The present invention relates to an engine, particularly to a turbocharger and an EGR device.

タービン、コンプレッサから構成されるターボ過給機と、タービン下流の排気管からコンプレッサ上流の吸気管に排気の一部をEGRガスとして循環させるEGR装置とを備えたエンジンがある(特許文献1参照)。このエンジンでは、EGRクーラをターボ過給機と反対側の部位に取り付けている。   There is an engine provided with a turbocharger composed of a turbine and a compressor, and an EGR device that circulates part of the exhaust gas as EGR gas from an exhaust pipe downstream of the turbine to an intake pipe upstream of the compressor (see Patent Document 1). . In this engine, the EGR cooler is attached to the opposite side of the turbocharger.

特開2011−69252号公報JP 2011-69252 A

ところで、上記EGR装置では、EGR領域のうちの低負荷側で、EGR弁の前後差圧が不足する。このため、EGRガスの吐出口より上流の吸気管に常開の差圧デバイスを設け、EGR領域のうちの低負荷側で差圧デバイスを閉じる。この閉じた分だけEGR弁の前後差圧を大きくすることによって、EGR弁の前後差圧を確保するのである。このように、EGRガスの吐出口より上流の吸気管に差圧デバイスを設けるときには、次の2つの課題が生じている。すなわち、
(1)エンジンの冷間始動時に差圧デバイスを早期に暖機すること、
(2)エンジンの高負荷運転時に差圧デバイスの過熱を回避すること
の2つである。
By the way, in the EGR device, the differential pressure across the EGR valve runs short on the low load side in the EGR region. For this reason, a normally-open differential pressure device is provided in the intake pipe upstream of the EGR gas discharge port, and the differential pressure device is closed on the low load side in the EGR region. By increasing the differential pressure across the EGR valve by this amount of closure, the differential pressure across the EGR valve is secured. As described above, when the differential pressure device is provided in the intake pipe upstream from the EGR gas discharge port, the following two problems arise. That is,
(1) Warm up the differential pressure device early when the engine is cold started,
(2) To avoid overheating of the differential pressure device during high load operation of the engine.

しかしながら、上記特許文献1の技術にはこうした課題について一切記載がない。   However, the technique of Patent Document 1 does not describe any of these problems.

そこで本発明は、エンジン冷間始動時の差圧デバイスの早期暖機と、エンジン高負荷時の差圧デバイスの過熱回避とを両立し得るエンジンを提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide an engine capable of achieving both the early warm-up of the differential pressure device at the time of engine cold start and the overheat avoidance of the differential pressure device at the time of high engine load.

本発明のエンジンでは、前提として、吸気系部品と、排気系部品と、ターボ過給機と、EGR装置と、差圧デバイスと、を備えている。上記吸気系部品は気筒列を有するエンジンブロックに導入する吸入空気が流れる吸気管、前記吸気管に接続され前記吸入空気を分配する吸気マニホールド、前記吸気管の上流端に設けられるエアクリーナから構成される。上記排気系部品は前記エンジンブロックから排出されるガスが流れる排気管から構成される。上記ターボ過給機は前記排気管に設けられるタービン、前記吸気管に設けられるコンプレッサから構成される。上記EGR装置はEGR通路、EGR弁、EGRガス冷却装置を有する。上記EGR通路はEGRガスが流れる通路であって、前記タービン下流の排気管と前記コンプレッサ上流の吸気管を連通する。上記EGR弁は前記EGR通路を開閉する。上記EGRガス冷却装置は前記EGR弁より上流側で前記EGRガスを冷却する。上記差圧デバイスは前記EGRガスの吐出口より上流の吸気管に設けられる。本発明のエンジンでは、前記エンジンブロックを上から見たとき、前記エンジンブロックの気筒列を中心にして、気筒列方向に直交する方向の一方の側に前記吸気マニホールドを、気筒列方向に直交する方向の他方の側に前記排気系部品及び前記ターボ過給機を配置する。また、本発明のエンジンでは、前記排気系部品との間に上下方向のスペースを持たせ、上方から見て前記排気系部品と前記差圧デバイスとが重なる位置に前記差圧デバイスを設け、前記排気系部品と前記差圧デバイスとの間のスペースを通り、且つ差圧デバイスと排気系部品との間に介在するように前記EGRガス冷却装置を設ける。 The engine of the present invention includes, as a premise, an intake system component, an exhaust system component, a turbocharger, an EGR device, and a differential pressure device. The intake system component comprises an intake pipe through which intake air flows introduced into an engine block having a cylinder row, an intake manifold connected to the intake pipe for distributing the intake air, and an air cleaner provided at the upstream end of the intake pipe . The exhaust system component includes an exhaust pipe through which gas exhausted from the engine block flows. The turbocharger is composed of a turbine provided in the exhaust pipe and a compressor provided in the intake pipe. The EGR device has an EGR passage, an EGR valve, and an EGR gas cooling device. The EGR passage is a passage through which EGR gas flows, and communicates an exhaust pipe downstream of the turbine and an intake pipe upstream of the compressor. The EGR valve opens and closes the EGR passage. The EGR gas cooling device cools the EGR gas upstream of the EGR valve. The differential pressure device is provided in an intake pipe upstream from the EGR gas discharge port. In the engine of the present invention, when the engine block is viewed from above, the intake manifold is orthogonal to the cylinder row direction and the intake manifold is orthogonal to the cylinder row direction centering on the cylinder row of the engine block. The exhaust system component and the turbocharger are arranged on the other side in the direction. Further, in the engine of the present invention, a vertical space is provided between the exhaust system parts, and the differential pressure device is provided at a position where the exhaust system parts and the differential pressure device overlap when viewed from above, The EGR gas cooling device is provided so as to pass through a space between the exhaust system component and the differential pressure device and to be interposed between the differential pressure device and the exhaust system component.

エンジンの冷間始動時にはEGRガス冷却装置が排気系部品として機能するため、EGRガス冷却装置からの排気の輻射熱により、差圧デバイスを早期に暖機できる。エンジンの冷間始動時にエンジンの暖機が完了するまでに作動デバイスの氷結が解消されるので、エンジンの暖機完了後すぐに低圧のEGR装置を作動することができる。作動デバイスの氷結により、エンジンの暖機完了後すぐに低圧のEGR装置を作動することができない場合と比較して、燃費改善を行うことができるのである。また、部品のレイアウトの変更によって差圧デバイスの早期暖機が可能になっているので、差圧デバイス凍結防止用の温水配管システムも廃止できる。一方、エンジンの高負荷時にはエンジンの冷間始動直後よりも排気系部品からの排気の輻射熱が大きくなる。このため、排気系部品からの排気の輻射熱が直接差圧デバイスに当たるのでは、差圧デバイスが高温に晒される。この場合に、EGRガス冷却装置が差圧デバイスと排気系部品との間に介在するので、EGRガス冷却装置が、差圧デバイスに対する排気系部品からの輻射熱を遮断する。EGRガス冷却装置に衝突する排気系部品からの排気の輻射熱の分は、差圧デバイスに届かないのである。このように、EGRガス冷却装置によって、排気系部品からの排気の輻射熱を遮ることで差圧デバイスの過熱を回避することができる。また、EGRガス冷却装置内部の循環冷媒による吸熱作用により、EGRガス冷却装置全体の温度が排気系部品より低い温度に保たれる。これによって、差圧デバイスの雰囲気温度の上昇を抑えるので、エンジン高負荷時に排気の輻射熱の影響を緩和することができる。このように、本発明では、エンジン冷間始動時にEGRガス冷却装置からの排気の輻射熱により差圧デバイスを早期暖機できると共に、エンジン高負荷時にはEGRガス冷却装置が排気系部品からの排気の輻射熱を遮って差圧デバイスの過熱を回避することができる。   Since the EGR gas cooling device functions as an exhaust system component at the time of cold start of the engine, the radiation heat of the exhaust gas from the EGR gas cooling device can warm up the differential pressure device early. Since the icing of the operating device is eliminated before the engine warm-up is completed when the engine is cold started, the low-pressure EGR device can be operated immediately after the engine warm-up is completed. Due to the icing of the operating device, the fuel efficiency can be improved compared to the case where the low pressure EGR device cannot be operated immediately after the engine warm-up is completed. In addition, since the differential pressure device can be warmed up promptly by changing the layout of parts, the hot water piping system for preventing differential pressure device freezing can be eliminated. On the other hand, when the engine is heavily loaded, the radiant heat of the exhaust from the exhaust system parts is greater than immediately after the engine is cold started. For this reason, since the radiant heat of the exhaust from the exhaust system components directly hits the differential pressure device, the differential pressure device is exposed to a high temperature. In this case, since the EGR gas cooling device is interposed between the differential pressure device and the exhaust system component, the EGR gas cooling device shuts off the radiation heat from the exhaust system component to the differential pressure device. The radiant heat of the exhaust from the exhaust system components that collide with the EGR gas cooling device does not reach the differential pressure device. Thus, overheating of the differential pressure device can be avoided by blocking the radiant heat of the exhaust from the exhaust system components by the EGR gas cooling device. In addition, the temperature of the entire EGR gas cooling device is maintained at a temperature lower than that of the exhaust system components by the heat absorption effect of the circulating refrigerant inside the EGR gas cooling device. As a result, an increase in the atmospheric temperature of the differential pressure device is suppressed, so that the influence of the radiant heat of the exhaust can be mitigated at a high engine load. Thus, according to the present invention, the differential pressure device can be warmed up early by the radiant heat of the exhaust gas from the EGR gas cooling device at the time of cold start of the engine, and the EGR gas cooling device can radiate the radiant heat of the exhaust gas from the exhaust system parts at a high engine load. The overpressure of the differential pressure device can be avoided.

本発明の第1実施形態のエンジンシステムの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an engine system according to a first embodiment of the present invention. 第1実施形態の横置きエンジンを上から見た全体図である。It is the whole view which looked at the horizontal engine of a 1st embodiment from the top. 第1実施形態の横置きエンジンを車両後方側から見た全体図である。It is the whole view which looked at the transverse engine of a 1st embodiment from the vehicles back side. 差圧デバイス及びその下流側の吸気管の吸入空気の流れに沿う縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view in alignment with the flow of the suction | inhalation air of a differential pressure device and its downstream intake pipe. 流れの下流側から差圧デバイスのバタフライ弁を見た吸入空気の流れに直交する断面図である。It is sectional drawing orthogonal to the flow of the intake air which looked at the butterfly valve of the differential pressure device from the downstream of the flow.

以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on the drawings.

(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態のエンジンシステムの概略構成図である。図1を用いてエンジンシステムを先に概説する。
First Embodiment
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine system according to a first embodiment of the present invention. The engine system is outlined above using FIG.

エンジン1はガソリンエンジンで、図示しない車両に搭載されている。エンジン1には、吸気通路4、排気通路11を備える。上記の吸気通路4は、吸気管4a、吸気コレクタ4b、吸気マニホールド4cで構成される。   The engine 1 is a gasoline engine and is mounted on a vehicle (not shown). The engine 1 includes an intake passage 4 and an exhaust passage 11. The intake passage 4 includes an intake pipe 4a, an intake collector 4b, and an intake manifold 4c.

吸気コレクタ4bのすぐ上流の吸気管4aにはアクセルペダルの踏込量に応動する電子制御のスロットル装置5を備える。スロットル装置5は、スロットルボディ6、スロットルボディ6内部に配置される弁体、弁体を駆動するためのアクチュエータ8で構成される。スロットルボディ6の内部には例えば弁体としてのバタフライ弁7が配置される。スロットルボディ6の外周にアクチュエータとしてのモータ(回転電機)8が取り付けられている。   The intake pipe 4a immediately upstream of the intake collector 4b is provided with an electronically controlled throttle device 5 responsive to the amount of depression of the accelerator pedal. The throttle device 5 includes a throttle body 6, a valve body disposed inside the throttle body 6, and an actuator 8 for driving the valve body. Inside the throttle body 6, for example, a butterfly valve 7 as a valve body is arranged. A motor (rotating electric machine) 8 as an actuator is attached to the outer periphery of the throttle body 6.

吸入空気は吸気管4aを経てスロットル装置5によって調量される。調量された空気は吸気コレクタ4bに蓄えられ、この吸気コレクタ4bから吸気マニホールド4cを介して各気筒のシリンダ9(燃焼室)に分配供給される。実施形態は電子制御のスロットル装置の場合であるが、スロットルバルブとアクセルペダルとがワイヤーにより連結されたものであってよい。   The intake air is metered by the throttle device 5 through the intake pipe 4a. The measured air is stored in the intake collector 4b, and distributed and supplied from the intake collector 4b to the cylinders 9 (combustion chambers) of the cylinders via the intake manifold 4c. Although the embodiment is an electronically controlled throttle device, the throttle valve and the accelerator pedal may be connected by a wire.

燃料噴射弁47が吸気マニホールド4cに、点火プラグ48がシリンダ9に直接臨んでそれぞれ設けられ、燃料噴射弁47から燃料が吸気マニホールド4c(吸気ポート)に噴射される。噴射された燃料は、スロットル装置5によって調量された空気と混合してガスとなり、このガスを点火プラグ48で着火して燃焼させる。燃焼するガスはピストン10を押し下げる仕事をした後、排気通路11に排出される。燃料噴射弁47を設ける位置は吸気マニホールドに限らない。シリンダ9に直接臨ませて燃料噴射弁を設けるものであってよい。   A fuel injection valve 47 is provided in the intake manifold 4c and an ignition plug 48 directly faces the cylinder 9, and fuel is injected from the fuel injection valve 47 into the intake manifold 4c (intake port). The injected fuel is mixed with the air regulated by the throttle device 5 to form a gas, which is ignited and burned by the spark plug 48. The burning gas is discharged into the exhaust passage 11 after performing the work of pushing down the piston 10. The position where the fuel injection valve 47 is provided is not limited to the intake manifold. The fuel injection valve may be provided directly facing the cylinder 9.

排気通路11は、各気筒のシリンダ9からの排気が流入する排気マニホールド11a、この排気マニホールド11aの集合部に接続される排気管11bで構成される。排気中にはHC、CO、NOxの有害三成分を含むので、これらを全て浄化するため排気管11bにマニホールド触媒12を、それよりも下流の排気管11bにメイン触媒13を備えている。メイン触媒13は例えば車両の床下に設けられる。これら各触媒12,13は例えば三元触媒で構成される。排気管11bの末端にはマフラー29を備えている。   The exhaust passage 11 includes an exhaust manifold 11a into which exhaust gas from the cylinders 9 of the respective cylinders flows, and an exhaust pipe 11b connected to a collecting portion of the exhaust manifold 11a. Since exhaust contains harmful three components of HC, CO and NOx, the exhaust pipe 11b is provided with the manifold catalyst 12 and the exhaust pipe 11b downstream thereof is provided with the main catalyst 13 in order to purify all of them. The main catalyst 13 is provided, for example, under the floor of the vehicle. Each of these catalysts 12 and 13 is composed of, for example, a three-way catalyst. A muffler 29 is provided at the end of the exhaust pipe 11b.

エンジン1には、さらにターボ過給機21を備える。ターボ過給機21は、排気管11bに設けられるタービン22、吸気管4aに設けられるコンプレッサ25、これらタービン22,コンプレッサ25を接続する軸28で構成される。タービン22は、主にタービンハウジング23、タービンホイール24から構成され、タービンハウジング23の内部にタービンホイール24が配置されている。一方、コンプレッサ25は、主にコンプレッサハウジング26、コンプレッサホイール27から構成され、コンプレッサハウジング26の内部にコンプレッサホイール27が配置されている。   The engine 1 further includes a turbocharger 21. The turbocharger 21 includes a turbine 22 provided in the exhaust pipe 11b, a compressor 25 provided in the intake pipe 4a, and a shaft 28 connecting the turbine 22 and the compressor 25. The turbine 22 mainly includes a turbine housing 23 and a turbine wheel 24. The turbine wheel 24 is disposed inside the turbine housing 23. On the other hand, the compressor 25 mainly includes a compressor housing 26 and a compressor wheel 27, and the compressor wheel 27 is disposed inside the compressor housing 26.

上記タービン22は排気管11bを流れる排気のエネルギにより回転し、タービン22と同軸のコンプレッサ25を駆動する。コンプレッサ25はエアクリーナ47を介して吸入される吸入空気を圧縮する。圧縮されて大気圧を超える加圧空気は、吸気コレクタ4bへと送られる。ターボ過給機21を働かせることで、目標過給圧を得ることができる。   The turbine 22 is rotated by the energy of the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 11b, and drives a compressor 25 coaxial with the turbine 22. The compressor 25 compresses the intake air taken in via the air cleaner 47. The compressed air that is compressed and exceeds the atmospheric pressure is sent to the intake collector 4b. By operating the turbocharger 21, it is possible to obtain the target boost pressure.

ターボ過給機21には、タービン22をバイパスするバイパス通路41と、このバイパス通路41を開閉する常閉のウェイストゲートバルブ42を備える。ウェイストゲートバルブ42はハウジングとしての本体43、本体43内部に配置される弁体、弁体を駆動するためのアクチュエータで構成される。本体の内部には例えば弁体としてのスイングバルブ44が配置される。本体43の外周にアクチュエータとしてのモータ(回転電機)45が取り付けられている。   The turbocharger 21 is provided with a bypass passage 41 bypassing the turbine 22 and a normally closed waste gate valve 42 opening and closing the bypass passage 41. The waste gate valve 42 includes a main body 43 as a housing, a valve body disposed inside the main body 43, and an actuator for driving the valve body. For example, a swing valve 44 as a valve body is disposed inside the main body. A motor (rotating electric machine) 45 as an actuator is attached to the outer periphery of the main body 43.

例えば、過給圧センサにより検出される実過給圧が目標過給圧より高くなったときには、モータ45を駆動することによりウェイストゲートバルブ42を開いてタービン22に流入する排気の一部を、タービン22をバイパスさせて流す。これによって、タービン回転速度がウェイストゲートバルブ42を開く前より低下し、タービン22と同軸のコンプレッサ回転速度も低下する。コンプレッサ回転速度が低下すると実過給圧が低下してゆき目標過給圧と一致する。実過給圧が目標過給圧と一致するタイミングでウェイストゲートバルブ42の開度を保持させる。   For example, when the actual boost pressure detected by the boost pressure sensor becomes higher than the target boost pressure, by driving the motor 45, the waste gate valve 42 is opened and a part of the exhaust gas flowing into the turbine 22 is The turbine 22 is bypassed to flow. As a result, the turbine rotation speed is lowered before the waste gate valve 42 is opened, and the compressor rotation speed coaxial with the turbine 22 is also lowered. When the compressor rotational speed decreases, the actual boost pressure decreases and matches the target boost pressure. The opening degree of the waste gate valve 42 is held at the timing when the actual boost pressure matches the target boost pressure.

吸気コレクタ4bには、水冷式のインタークーラ51を備える。インタークーラ51はコンプレッサ25により圧縮された空気を、冷却水通路を流れる冷却水によって冷却するためのものである。詳細には、インタークーラ51は冷却水通路、その外周に設けられる空気通路から構成される。インタークーラ51の冷却水通路と空冷のサブラジエータ52とが冷却水通路53,54で接続されている。サブラジエータ52は、例えば、エンジンの冷却水を冷却するためのラジエータと直列に配置され、走行風が通過するようになっている。冷却水通路53には、冷却水を循環させるためのポンプ55を備える。   The intake collector 4b includes a water-cooled intercooler 51. The intercooler 51 is for cooling the air compressed by the compressor 25 with the cooling water flowing through the cooling water passage. Specifically, the intercooler 51 is composed of a cooling water passage and an air passage provided on the outer periphery thereof. The cooling water passage of the intercooler 51 and the air-cooled sub radiator 52 are connected by cooling water passages 53 and 54. For example, the sub-radiator 52 is arranged in series with a radiator for cooling engine coolant so that the traveling wind passes therethrough. The coolant passage 53 is provided with a pump 55 for circulating the coolant.

サブラジエータ52では、インタークーラ51から運ばれてくる冷却水を走行風で冷却する。サブラジエータ52で冷やされた冷却水は、インタークーラ51に導かれる。インタークーラ51では、コンプレッサ25による空気圧縮によって温度上昇した空気と冷却水通路を流れる冷却水との間で熱交換を行い、空気を冷却する。コンプレッサ25による空気圧縮によって温度上昇した空気がインタークーラ51によって冷却されることで、過給効率を高めることができる。   In the sub radiator 52, the cooling water carried from the intercooler 51 is cooled by traveling wind. The cooling water cooled by the sub radiator 52 is guided to the intercooler 51. The intercooler 51 exchanges heat between the air whose temperature has been increased by the air compression by the compressor 25 and the cooling water flowing through the cooling water passage to cool the air. The air whose temperature has been increased by the air compression by the compressor 25 is cooled by the intercooler 51, whereby the supercharging efficiency can be increased.

ターボ過給機21を備えているエンジン1においても、過給域におけるノッキングの抑制のため、ロープレッシャループEGR装置(以下「低圧のEGR装置」という。)14を備える。低圧のEGR装置14は、EGR通路15、EGR通路15に介装されるEGRクーラ16、EGR通路15を開閉するEGR弁17で構成される。   Also in the engine 1 provided with the turbocharger 21, a rope lesser loop EGR device (hereinafter referred to as “low pressure EGR device”) 14 is provided in order to suppress knocking in the supercharging region. The low pressure EGR device 14 includes an EGR passage 15, an EGR cooler 16 interposed in the EGR passage 15, and an EGR valve 17 for opening and closing the EGR passage 15.

EGR弁17は、ハウジングとしての本体18、本体18内部に配置される常閉の弁体、弁体を駆動するためのアクチュエータで構成される。本体18の内部には例えば弁体としてのバタフライ弁19が配置される。本体18の外周にアクチュエータとしてのモータ(回転電機)20が取り付けられている。   The EGR valve 17 includes a main body 18 as a housing, a normally closed valve body disposed inside the main body 18, and an actuator for driving the valve body. For example, a butterfly valve 19 as a valve body is disposed inside the main body 18. A motor (rotating electric machine) 20 as an actuator is attached to the outer periphery of the main body 18.

上記のEGR通路15は、タービン22下流の排気管、具体的にはマニホールド触媒12とメイン触媒13の間の排気管11bから分岐され、コンプレッサ23上流の吸気管4aに合流している。   The EGR passage 15 is branched from the exhaust pipe downstream of the turbine 22, specifically, the exhaust pipe 11 b between the manifold catalyst 12 and the main catalyst 13, and merges with the intake pipe 4 a upstream of the compressor 23.

EGR弁17が開かれる運転域がEGR領域として予め設定されており、エンジンの運転点がEGR領域に入ると、EGR弁17が開かれる。これによって、EGR通路15を介してタービン22下流の排気管11bとコンプレッサ25上流の吸気管4aとを連通する。このとき、タービン下流の排気管圧力とコンプレッサ上流の吸気管圧力との差圧でガス(排気の一部)がEGR弁17を流れる。タービン下流の排気管圧力とコンプレッサ上流の吸気管圧力との差圧は例えば1kPa程度ときわめて小さいので、低圧のEGR装置と呼ばれる。   An operating region in which the EGR valve 17 is opened is set in advance as an EGR region, and when the operating point of the engine enters the EGR region, the EGR valve 17 is opened. As a result, the exhaust pipe 11 b downstream of the turbine 22 and the intake pipe 4 a upstream of the compressor 25 are communicated via the EGR passage 15. At this time, a gas (a part of the exhaust gas) flows through the EGR valve 17 by a differential pressure between the exhaust pipe pressure downstream of the turbine and the intake pipe pressure upstream of the compressor. Since the differential pressure between the exhaust pipe pressure downstream of the turbine and the intake pipe pressure upstream of the compressor is as small as about 1 kPa, for example, it is called a low pressure EGR device.

排気管11bからEGR通路15に分岐して流れる排気の一部を「EGRガス」という。また、排気管11bからEGRガスをEGR通路15に取り出すので、EGR通路15の排気管11bへの開口端を「EGRガス取出し口」という。EGRガス取出し口には符号Aを付す。EGR通路15からEGRガスを吸気管4aに吐出するので、EGR通路15の吸気管4aへの開口端を「EGRガス吐出口」という。EGRガス吐出口には符号Bを付す。   A part of the exhaust gas flowing from the exhaust pipe 11b to the EGR passage 15 is referred to as “EGR gas”. Further, since the EGR gas is taken out from the exhaust pipe 11b to the EGR passage 15, the opening end of the EGR passage 15 to the exhaust pipe 11b is referred to as an “EGR gas outlet”. The symbol A is attached to the EGR gas outlet. Since the EGR gas is discharged from the EGR passage 15 to the intake pipe 4a, the opening end of the EGR passage 15 to the intake pipe 4a is referred to as "EGR gas discharge port". The symbol B is attached to the EGR gas discharge port.

上記のEGRクーラ16は水冷式で、EGR弁17上流のEGR通路15に設けられる。水冷式のEGRクーラ16はEGRガスを冷却水で冷却するものである。このため、EGR領域では冷却されたEGRガスがEGR弁17を流れる。EGRクーラ16の冷却対象がEGRガスであるのに対して、上記インタークーラ51の冷却対象がEGRガスを含んだ空気である点で相違するものの、構成そのものは、EGRクーラ16とインタークーラ51の両者でそれほど変わらない。このため、EGRクーラ16についての詳細な説明は省略する。   The EGR cooler 16 is water-cooled and is provided in the EGR passage 15 upstream of the EGR valve 17. The water-cooled EGR cooler 16 cools EGR gas with cooling water. For this reason, the cooled EGR gas flows through the EGR valve 17 in the EGR region. Although the cooling target of the EGR cooler 16 is EGR gas, the cooling target of the intercooler 51 is different in that it is air containing EGR gas. However, the configuration itself is different between the EGR cooler 16 and the intercooler 51. There is not much difference between the two. For this reason, the detailed description about the EGR cooler 16 is omitted.

低圧のEGR装置14では、EGR領域のうち特に低負荷側の領域でEGR弁17の前後差圧が小さくなり、EGRガス吐出口BからEGRガスを吸気管4aに十分に吐出することができない。これに対処するため、EGRガス吐出口Bよりも上流の吸気管4aに差圧デバイス50を備える。差圧デバイス50はハウジングとしての本体51、本体51内部に配置される常開の弁体、弁体を駆動するためのアクチュエータで構成される。本体51の内部には例えば弁体としてのバタフライ弁52が配置される。本体51の外周にアクチュエータとしてのモータ(回転電機)53が取り付けられている。   In the low pressure EGR device 14, the differential pressure across the EGR valve 17 becomes small particularly in the low load side of the EGR region, and the EGR gas can not be sufficiently discharged from the EGR gas discharge port B to the intake pipe 4a. In order to cope with this, the differential pressure device 50 is provided in the intake pipe 4a upstream of the EGR gas discharge port B. The differential pressure device 50 includes a main body 51 as a housing, a normally open valve body disposed in the main body 51, and an actuator for driving the valve body. For example, a butterfly valve 52 as a valve body is disposed inside the main body 51. A motor (rotating electric machine) 53 as an actuator is attached to the outer periphery of the main body 51.

EGR領域のうち低負荷側の領域が差圧デバイス作動域として予め設定されており、エンジンの運転点が差圧デバイス作動域に入ると、差圧デバイス50が全開位置より所定の開度へと閉じられる。これによって、EGRガス吐出口Bの吸入空気の圧力が、差圧デバイス50が全開位置にあるときより減少する。その減少分だけEGR弁17の前後差圧が大きくなってEGRガス吐出口Bから吐出されるEGRガス量が増える。これは、EGRガス吐出口Bから吐出されるEGRガス量は、EGR弁17の開口面積とEGR弁17の前後差圧に比例するので、EGR弁17の前後差圧が大きくなると、その分、EGRガス吐出口Bから吐出されるEGRガス量が増えるためである。このように、EGR領域のうち低負荷側の領域において差圧デバイス50を作動させることによって、EGR弁17の前後差圧が確保される。   In the EGR region, the low load side region is set in advance as a differential pressure device operating range, and when the engine operating point enters the differential pressure device operating range, the differential pressure device 50 moves from the fully open position to a predetermined opening. It is closed. As a result, the pressure of the intake air at the EGR gas discharge port B is smaller than when the differential pressure device 50 is in the fully open position. The differential pressure across the EGR valve 17 is increased by the decrease, and the amount of EGR gas discharged from the EGR gas discharge port B is increased. This is because the amount of EGR gas discharged from the EGR gas discharge port B is proportional to the opening area of the EGR valve 17 and the differential pressure across the EGR valve 17, so when the differential pressure across the EGR valve 17 becomes large, This is because the amount of EGR gas discharged from the EGR gas discharge port B increases. Thus, by operating the differential pressure device 50 in the region on the low load side in the EGR region, the differential pressure across the EGR valve 17 is secured.

さらに、コンプレッサ23をバイパスするバイパス通路31を備える。バイパス通路31には、リサーキュレーションバルブ32が設けられている。リサーキュレーションバルブ32はハウジングとしての本体33、本体33内部に配置される弁体、弁体を駆動するためのアクチュエータで構成される。本体33の内部には例えば弁体としてのバタフライ弁34が配置される。本体33の外周にアクチュエータとしてのモータ(回転電機)35が取り付けられている。   Furthermore, a bypass passage 31 that bypasses the compressor 23 is provided. A recirculation valve 32 is provided in the bypass passage 31. The recirculation valve 32 includes a main body 33 as a housing, a valve body disposed inside the main body 33, and an actuator for driving the valve body. For example, a butterfly valve 34 as a valve body is disposed inside the main body 33. A motor (rotating electric machine) 35 as an actuator is attached to the outer periphery of the main body 33.

このバルブ32は、車両減速のためスロットル装置5が閉じられた際に、スロットル装置5からコンプレッサ25までの吸気管4aに閉じ込められた加圧空気をコンプレッサ25上流側に再循環(リサーキュレーション)させるためのものである。一方、車両減速時以外の運転域でターボ過給機21により過給が行われている場合には、バルブ32が基本的に全閉保持され、コンプレッサ25の上流側の空気(EGRガスを含む)の全てがコンプレッサ25に導かれる。   When the throttle device 5 is closed to decelerate the vehicle, the valve 32 recirculates pressurized air trapped in the intake pipe 4a from the throttle device 5 to the compressor 25 to the upstream side of the compressor 25 (recirculation). It is for making it happen. On the other hand, when supercharging is performed by the turbocharger 21 in an operating range other than when the vehicle is decelerating, the valve 32 is basically fully closed and air on the upstream side of the compressor 25 (including EGR gas ) Are led to the compressor 25.

上記のエンジン1は車両に横置きされる、いわゆる横置きエンジンである。つまり、車両の前後方向に対してクランク軸が直角方向に位置するようにエンジン1が搭載されている。かつ、車両は前輪駆動車であるため、車両の前方にエンジン1が搭載されている。これでエンジンシステムの概説を終了する。   The engine 1 is a so-called landscape engine that is placed horizontally on a vehicle. That is, the engine 1 is mounted such that the crankshaft is positioned in the direction perpendicular to the front-rear direction of the vehicle. And since the vehicle is a front-wheel drive vehicle, the engine 1 is mounted in front of the vehicle. This completes the overview of the engine system.

図2は上記の横置きエンジン1を上から見た全体図、図3は上記の横置きエンジン1を車両後方側から見た全体図である。ただし、図2,図3には図1に示した各エンジン部品のうちから、本発明に関係しないエンジン部品の記載を省略している。   FIG. 2 is an overall view of the above-described horizontal engine 1 viewed from above, and FIG. 3 is an overall view of the above-described horizontal engine 1 viewed from the vehicle rear side. However, in FIG. 2 and FIG. 3, the description of the engine parts not related to the present invention is omitted from the engine parts shown in FIG.

逆に言うと、図2,図3にはエアクリーナ47からコンプレッサ25まで、吸気コレクタ4b、吸気マニホールド4cの吸気系部品、排気マニホールド11aからマニホールド触媒12までの排気系部品が記載されている。これらの他に記載されている部品は、低圧のEGR装置14、ターボ過給機21、差圧デバイス50である。そして、本発明の要部は、これら部品のレイアウト(配置)にある。   Conversely, FIGS. 2 and 3 show the air cleaner 47 to the compressor 25, the intake collector 4b, the intake system parts of the intake manifold 4c, and the exhaust system parts from the exhaust manifold 11a to the manifold catalyst 12. These other components are the low pressure EGR device 14, the turbocharger 21, and the differential pressure device 50. And the main part of the present invention is in the layout (arrangement) of these parts.

ここで、排気が内部を通る部品を「排気系部品」で定義すると、排気系部品には、排気マニホールド11a、排気管11b、マニホールド触媒12のほか、低圧のEGR装置14が含まれる。この場合、低圧のEGR装置14を除く他の排気系部品は排気熱が多くなるほど温度が上昇していく特性であるが、水冷式のEGRクーラ16は内部を冷却水が流れるため、排気熱が多くなるほど温度が上昇していくものの、ある温度以上に上昇することがない。言い換えると、水冷式のEGRクーラ16は内部の循環冷却水による吸熱作用を有している。EGRクーラ16の下流側に隣接するEGR弁17も、熱的にはEGRクーラ16と同様である。そこで、本実施形態では、低圧のEGR装置14は排気系部品に含めないものとする。また、熱的に大きなマスを占めるのは、排気マニホールド11a、排気管11b、マニホールド触媒12であるので、以下では、排気系部品といえば主にこれら3つ(11a,11b,12)を意味しているものとする。なお、触媒12を設けてあることは必ずしも必須でない。触媒12を設けていない場合に熱的に大きなマスを占めるのは、排気マニホールド11a及び排気管11b(つまり排気通路11)である。   Here, when a component through which the exhaust gas passes is defined as an "exhaust system component", the exhaust system component includes an exhaust manifold 11a, an exhaust pipe 11b, a manifold catalyst 12, and a low pressure EGR device 14. In this case, the temperature of the exhaust system components other than the low pressure EGR device 14 increases as the exhaust heat increases. However, since the coolant water flows inside the water-cooled EGR cooler 16, the exhaust heat is Although the temperature rises as it increases, it does not rise above a certain temperature. In other words, the water-cooled EGR cooler 16 has an endothermic effect due to the internal circulating cooling water. The EGR valve 17 adjacent to the downstream side of the EGR cooler 16 is also thermally similar to the EGR cooler 16. Therefore, in this embodiment, the low-pressure EGR device 14 is not included in the exhaust system parts. Further, since the exhaust manifold 11a, the exhaust pipe 11b, and the manifold catalyst 12 occupy a large thermal mass, in the following, the exhaust system parts mainly mean these three (11a, 11b, 12). It shall be. It is not always essential to provide the catalyst 12. When the catalyst 12 is not provided, the exhaust manifold 11a and the exhaust pipe 11b (that is, the exhaust passage 11) occupy the thermally large mass.

説明を簡単にするため、図2,図3に示す横置きエンジン1はほぼ直立しているものとする。エンジン1はたとえば直列4気筒エンジンである。図2には透視したシリンダの位置を破線で示し、各シリンダに気筒番号を付しているが、各シリンダが直接見えているわけでない。直列エンジンであるので、4つの気筒が一列に並んでいる。   In order to simplify the description, it is assumed that the transversely mounted engine 1 shown in FIGS. 2 and 3 is substantially upright. Engine 1 is, for example, an in-line four-cylinder engine. The position of the see-through cylinder is shown by a broken line in FIG. 2 and each cylinder is assigned a cylinder number, but each cylinder can not be seen directly. Since it is an inline engine, four cylinders are arranged in a line.

シリンダブロック、シリンダブロックの上部に設けられるシリンダヘッド、シリンダヘッドの上部に設けられる動弁機構などの全体を「エンジンブロック」で定義する。そして、エンジンブロック61を簡略化して直方体で記載している。ここで、シリンダヘッドの最上部に設けられるシリンダヘッドカバーは、シリンダヘッドに含まれているものとする。見栄えと静粛性を向上させるため、シリンダヘッドカバーのさらに上部にエンジンカバーが設けられることがある。エンジンカバーが設けられるときには、このエンジンカバーもシリンダヘッドに含まれているものとする。要は、エンジンカバーが設けられていないときにはシリンダヘッドカバーがエンジンブロック61の上面61dとなり、エンジンカバーが設けられているときにはエンジンカバーがエンジンブロックの上面61dとなるものとする。図2では左右方向がエンジンブロック61の気筒列方向となり、気筒列方向の右側が横置きエンジン1の前側、気筒列方向の左側が横置きエンジン1の後ろ側となる。   The whole of the cylinder block, the cylinder head provided on the upper part of the cylinder block, and the valve operating mechanism provided on the upper part of the cylinder head is defined as an “engine block”. And the engine block 61 is simplified and described in the rectangular parallelepiped. Here, the cylinder head cover provided at the top of the cylinder head is assumed to be included in the cylinder head. In order to improve appearance and quietness, an engine cover may be provided on the upper part of the cylinder head cover. When the engine cover is provided, the engine cover is also included in the cylinder head. In short, the cylinder head cover is the upper surface 61d of the engine block 61 when the engine cover is not provided, and the engine cover is the upper surface 61d of the engine block when the engine cover is provided. In FIG. 2, the left-right direction is the cylinder row direction of the engine block 61, the right side in the cylinder row direction is the front side of the horizontally placed engine 1, and the left side in the cylinder row direction is the rear side of the horizontally placed engine 1.

横置きエンジン1を上から見たとき、エンジンブロック61の気筒列を中心にして、車両前方側(気筒列方向に直交する方向の一方の側)の側面61aに吸気系部品が、車両後方側(気筒列方向に直交する方向の他方の側)の側面61bに排気系部品が配置される。以下、エンジンブロック61の車両前方側の側面を、単に「車両前方側面」という。 エンジンブロック61の車両後方側の側面を、単に「車両後方側面」という。すなわち、横置きエンジン1を上から見たとき、図2に示したように吸気コレクタ4b及び吸気マニホールド4cが車両前方側面61aに、排気マニホールド11aが車両後方側面61bにそれぞれ取り付けられている。排気マニホールド11aは、横置きエンジン1を車両後方側から見たときには図3に示したように車両後方側面61bの上方において水平方向に位置している。   When the engine 1 is viewed from above, the intake system components are on the vehicle rear side on the side surface 61a on the vehicle front side (one side in the direction orthogonal to the cylinder column direction) with the cylinder row of the engine block 61 as the center. Exhaust system components are disposed on the side surface 61 b (the other side in the direction orthogonal to the cylinder row direction). Hereinafter, the side surface of the engine block 61 on the vehicle front side is simply referred to as “vehicle front side surface”. The side surface of the engine block 61 on the vehicle rear side is simply referred to as “vehicle rear side surface”. That is, when the horizontally mounted engine 1 is viewed from above, as shown in FIG. 2, the intake collector 4b and the intake manifold 4c are attached to the vehicle front side surface 61a, and the exhaust manifold 11a is attached to the vehicle rear side surface 61b. The exhaust manifold 11a is positioned horizontally above the vehicle rear side surface 61b as shown in FIG. 3 when the horizontally mounted engine 1 is viewed from the vehicle rear side.

このように、横置きエンジン1において車両前方側に吸気系部品を、車両後方側に排気系部品をそれぞれ配置するレイアウトは、「前方吸気・後方排気レイアウト」といわれる。一方、横置きエンジン1において車両後方側に吸気系部品を、車両前方側に排気系部品を配置するレイアウトは、「前方排気・後方吸気レイアウト」といわれる。本実施形態では、前方吸気・後方排気レイアウトの場合で説明するが、前方排気・後方吸気レイアウトの場合にも本発明の適用がある。トランスミッション62はエンジンブロック61の後面61cに接続されている。   As described above, the layout in which the intake system components are arranged on the front side of the vehicle and the exhaust system components are arranged on the rear side of the horizontal engine 1 is referred to as “front intake / rear exhaust layout”. On the other hand, the layout in which the intake system parts are arranged on the rear side of the vehicle and the exhaust system parts are arranged on the front side of the vehicle in the horizontally mounted engine 1 is referred to as “front exhaust / rear intake layout”. In this embodiment, although the case of the front intake / rear exhaust layout is described, the present invention can be applied to the front exhaust / rear intake layout. The transmission 62 is connected to the rear surface 61 c of the engine block 61.

横置きエンジン1を車両後方側から見たとき、車両後方側面61bの、排気マニホールド11aより下方にターボチャージャ21が設けられる。この場合、エアクリーナ47とコンプレッサ25をエンジンブロック61の気筒列方向の反対側に配置するため、コンプレッサ25を気筒列方向のエンジン前方側に、タービン22を気筒列方向のエンジン後方側に配置する。   When the transversely-mounted engine 1 is viewed from the rear side of the vehicle, a turbocharger 21 is provided below the exhaust manifold 11 a on the rear side 61 b of the vehicle. In this case, in order to arrange the air cleaner 47 and the compressor 25 on the opposite side of the engine block 61 in the cylinder row direction, the compressor 25 is arranged on the engine front side in the cylinder row direction, and the turbine 22 is arranged on the engine rear side in the cylinder row direction.

横置きエンジン1を車両後方側から見たとき、タービン22の気筒列方向のエンジン後方側の隣にマニホールド触媒12を設け、タービン22の出口とマニホールド触媒12の入口を排気管11bで接続する。マニホールド触媒12が円柱状であるときには、横置きエンジン1を車両後方側から見たとき、図3に示したように水平方向に設ける。   When the horizontally mounted engine 1 is viewed from the rear side of the vehicle, the manifold catalyst 12 is provided next to the rear side of the turbine 22 in the cylinder row direction, and the outlet of the turbine 22 and the inlet of the manifold catalyst 12 are connected by the exhaust pipe 11b. When the manifold catalyst 12 has a cylindrical shape, it is provided in the horizontal direction as shown in FIG. 3 when the horizontally placed engine 1 is viewed from the rear side of the vehicle.

気筒列方向のエンジン前方側にあるコンプレッサ25の入口には吸気管4aを接続する。横置きエンジン1を車両後方側から見たとき、図3に示したようにコンプレッサ25の入口に接続した吸気管4aを、上方に向かってまっすぐ立ち上がらせた後に折り曲げる。折り曲げた後には、エンジンブロックの上面61dよりも上側を気筒列方向のエンジン後方側に向かって延びるように吸気管4aを設ける。吸気管4aの上流端を、エンジンブロック61の後面61cを少し出るところまで延ばし、吸気管4aの上流端にエアクリーナ47を設ける。これによって、エアクリーナ47からコンプレッサ25までの吸気管距離を確保する。   An intake pipe 4a is connected to the inlet of the compressor 25 on the front side of the engine in the column direction. When the transversely mounted engine 1 is viewed from the rear side of the vehicle, the intake pipe 4a connected to the inlet of the compressor 25 as shown in FIG. After bending, the intake pipe 4a is provided to extend above the upper surface 61d of the engine block toward the rear side of the engine in the cylinder row direction. The upstream end of the intake pipe 4a is extended to a position slightly beyond the rear surface 61c of the engine block 61, and an air cleaner 47 is provided at the upstream end of the intake pipe 4a. Thus, the distance between the air cleaner 47 and the compressor 25 is secured.

エアクリーナ47とコンプレッサ25をエンジンブロック61の気筒列方向の反対側に配置する理由は次の通りである。すなわち、EGRガス吐出口Bの位置がコンプレッサ25に近すぎるときには、温度の高いEGRガスがコンプレッサ25までの吸気管4a内で十分に拡散しないままにコンプレッサ25に流入する。これによって、コンプレッサハウジング26の熱膨張の不均等(不均一)が発生する。すると、コンプレッサホイール27とコンプレッサハウジング26とのクリアランスが不均等になるためにコンプレッサ25の効率が低下してしまう。その一方で、EGRガス吐出口Bの位置が差圧デバイス50に近いときには、エンジン停止時のEGRガスの吹き返しで差圧デバイス50が汚れることが懸念される。こうした事態を回避するには、EGRガス吐出口Bから吐出されたEGRガスが吸気管4a内で吸入空気(新気)中に十分に拡散してからコンプレッサ25に流入するように、EGRガス吐出口Bからコンプレッサ25までの間の吸気管4aの管距離を長くすることである。また、エンジンの停止時にEGRガスの吹返しで差圧デバイス50が汚れるのを防ぐため、差圧デバイス50からEGRガス吐出口Bまでの間の吸気管4aの管距離を長くすることである。そこで、差圧デバイス50からコンプレッサ25までの吸気管の管距離が確保されるように、エアクリーナ47とコンプレッサ25をエンジンブロック61の気筒列方向の反対側に配置するのである。   The reason why the air cleaner 47 and the compressor 25 are arranged on the opposite side of the engine block 61 in the cylinder row direction is as follows. That is, when the position of the EGR gas discharge port B is too close to the compressor 25, the EGR gas having a high temperature flows into the compressor 25 without being sufficiently diffused in the intake pipe 4a up to the compressor 25. As a result, non-uniformity (non-uniformity) of the thermal expansion of the compressor housing 26 occurs. Then, the clearance between the compressor wheel 27 and the compressor housing 26 becomes uneven, so the efficiency of the compressor 25 is reduced. On the other hand, when the position of the EGR gas discharge port B is close to the differential pressure device 50, there is a concern that the differential pressure device 50 may be contaminated by blowing back EGR gas when the engine is stopped. In order to avoid such a situation, the EGR gas is discharged so that the EGR gas discharged from the EGR gas discharge port B sufficiently diffuses into the intake air (fresh air) in the intake pipe 4a and then flows into the compressor 25. This is to increase the pipe distance of the intake pipe 4a from the outlet B to the compressor 25. Further, in order to prevent the differential pressure device 50 from being contaminated by the blow-back of EGR gas when the engine is stopped, the pipe distance of the intake pipe 4a between the differential pressure device 50 and the EGR gas discharge port B is increased. Therefore, the air cleaner 47 and the compressor 25 are arranged on the opposite side of the engine block 61 in the cylinder row direction so that the pipe distance of the intake pipe from the differential pressure device 50 to the compressor 25 is ensured.

かつ、エアクリーナ47とコンプレッサ25を接続する吸気管4aは、横置きエンジン1を上から見たとき、エンジンブロック61の上面61dより上部であって排気系部品側に配置する。すなわち、エンジンブロックの上面61dより上側であって、排気系部品が取り付けられている部位から所定のスペースを置いた上側を気筒列方向のエンジン後方側に向かって延びるように、エアクリーナ47とコンプレッサ25を接続する吸気管4aを設ける。エアクリーナ47とコンプレッサ25を接続する吸気管を、以下「コンプレッサ上流側吸気管」という。そして、図3に示したようにコンプレッサ上流側吸気管4aのうち、排気系部品との間に所定のスペースを持たせたほぼ真上の位置に差圧デバイス50を設けると共に、上記のスペースにEGRクーラ16を設ける。   And, the intake pipe 4a connecting the air cleaner 47 and the compressor 25 is disposed above the upper surface 61d of the engine block 61 and on the exhaust system component side when the engine 1 is viewed from above. That is, the air cleaner 47 and the compressor 25 are extended above the upper surface 61 d of the engine block and above the part where the exhaust system components are attached with a predetermined space left toward the engine rear side in the cylinder row direction. Is provided. The intake pipe connecting the air cleaner 47 and the compressor 25 is hereinafter referred to as a “compressor upstream intake pipe”. As shown in FIG. 3, a differential pressure device 50 is provided at a position almost directly above the compressor upstream intake pipe 4a with a predetermined space between the exhaust system parts and the above space. An EGR cooler 16 is provided.

ここで、図2において、コンプレッサ上流側吸気管4aを記載すると、当該吸気管4aの下方に配置される排気系部品との位置関係が不明となってしまう。このため、図2においてコンプレッサ上流側吸気管4aは仮想線(破線)で記載し、排気系部品(11a,11b,12)との位置関係が明確になるようにしている。すなわち、車両後方側面61bに排気マニホールド11aが取り付けられている。また、排気マニホールド11aから車両後方側に飛び出すようにしてターボ過給機21と排気管11bとマニホールド触媒12がほぼ一列にかつエンジンブロック61の気筒列と平行に設けられている。そして、排気マニホールド11aと排気管11bとマニホールド触媒12の全体のほぼ中央の上方に、エアクリーナ47とコンプレッサ25を接続する吸気管4aを位置させている(図2の破線参照)。差圧デバイス50は、図2では排気マニホールド11aの中央の一部とマニホールド触媒12の一部の両方にかかる位置の上部に存在する。差圧デバイス50の下方にはEGRクーラ16とEGR弁17の見えており、EGRクーラ16が差圧デバイス50との排気系部品(11a,11b,12)との間の上下方向の空間に配置されていることがわかる。   Here, if the compressor upstream side intake pipe 4a is described in FIG. 2, the positional relationship with the exhaust system parts arranged below the intake pipe 4a becomes unclear. Therefore, in FIG. 2, the compressor upstream side intake pipe 4a is indicated by a virtual line (broken line) so that the positional relationship with the exhaust system parts (11a, 11b, 12) becomes clear. That is, the exhaust manifold 11a is attached to the vehicle rear side surface 61b. Further, the turbocharger 21, the exhaust pipe 11 b and the manifold catalyst 12 are provided substantially in line and in parallel with the cylinder row of the engine block 61 so as to project from the exhaust manifold 11 a to the rear side of the vehicle. Then, an intake pipe 4a connecting the air cleaner 47 and the compressor 25 is positioned above substantially the center of the entire exhaust manifold 11a, the exhaust pipe 11b and the manifold catalyst 12 (see a broken line in FIG. 2). The differential pressure device 50 is present in the upper part of the position which is applied to both a part of the center of the exhaust manifold 11 a and a part of the manifold catalyst 12 in FIG. The EGR cooler 16 and the EGR valve 17 can be seen below the differential pressure device 50, and the EGR cooler 16 is disposed in the space in the vertical direction between the differential pressure device 50 and the exhaust system parts (11a, 11b, 12) You can see that

コンプレッサ上流側吸気管4aのうち、排気系部品との間に所定のスペースを持たせたほぼ真上の位置に差圧デバイス50を設けると共に、上記のスペースにEGRクーラ16を設ける理由は次の通りである。すなわち、低圧のEGR装置14の場合、EGRガス吐出口Bはコンプレッサ25と差圧デバイス50の間の吸気管4aに設けられるため、エンジンのキーオフ時にはEGR弁17の隙間からの排気中の水蒸気雰囲気によって差圧デバイス50が結露にさらされる。この結露によって外気温が低い地域でバタフライ弁52や回動軸54の可動部分で氷結が生じる。そのため、差圧デバイス50を吸気系部品の上方やトランスミッション62の上方に配置するときには、外気温が低い地域でエンジンの暖機完了後もバタフライ弁52や回動軸54の可動部分で氷結が解消されない。バタフライ弁52や回動軸54の可動部分で氷結が解消されるまでのしばらくの間、低圧のEGR装置14の作動を開始できないのである。その一方で、排気系部品の近傍に差圧デバイス50を設けたのでは、エンジンの高負荷時に差圧デバイス50が過剰な高温雰囲気に晒されてしまう。従って、エンジンの冷間始動時には差圧デバイス50の早期暖機を行って、バタフライ弁52や回動軸54の可動部分での氷結を解消してやる必要がある。このため、差圧デバイス凍結防止用に温水配管システムを採用するのでは、コストが上昇してしまう。また、エンジンの高負荷時には排気の輻射熱の影響を緩和してやる必要がある。   The reason for providing the differential pressure device 50 at a position almost right above the compressor intake-side intake pipe 4a and a predetermined space with the exhaust system components and for providing the EGR cooler 16 in the above space is as follows: It is street. That is, in the case of the low-pressure EGR device 14, the EGR gas discharge port B is provided in the intake pipe 4 a between the compressor 25 and the differential pressure device 50, so that the steam atmosphere in the exhaust gas from the gap of the EGR valve 17 at the time of engine key-off Causes the differential pressure device 50 to be exposed to condensation. Due to this condensation, icing occurs in the movable parts of the butterfly valve 52 and the rotating shaft 54 in an area where the outside air temperature is low. Therefore, when the differential pressure device 50 is disposed above the intake system components or above the transmission 62, icing is eliminated at the movable portion of the butterfly valve 52 and the pivot shaft 54 even after warm-up of the engine is completed in areas where the outside air temperature is low. I will not. The operation of the low pressure EGR device 14 cannot be started for a while until icing is eliminated at the movable parts of the butterfly valve 52 and the rotating shaft 54. On the other hand, if the differential pressure device 50 is provided in the vicinity of the exhaust system component, the differential pressure device 50 is exposed to an excessively high temperature atmosphere when the engine is under high load. Therefore, when the engine is cold started, it is necessary to warm up the differential pressure device 50 early to eliminate icing in the movable parts of the butterfly valve 52 and the rotating shaft 54. For this reason, if the hot water piping system is employed for preventing the differential pressure device from freezing, the cost increases. In addition, when the engine load is high, it is necessary to reduce the influence of the radiant heat of the exhaust.

一方、排気系部品(11a,11b,12)と差圧デバイス50の間の上下方向のスペースにEGRクーラ16を設けることで、エンジンの冷間始動時にはEGRクーラ16及び排気系部品に排気が流れるため、EGRクーラ16及び排気系部品の温度が上昇する。EGRクーラ16及び排気系部品の温度が上昇すると、EGRクーラ16及び排気系部品から排気の輻射熱が四方に放出される。この場合、EGRクーラ16や排気系部品から上方に向かう排気の輻射熱により、差圧デバイス50が早期に暖機される。この差圧デバイス50の早期の暖機によって、バタフライ弁52や回動軸54の可動部分での氷結が解消される。   On the other hand, by providing the EGR cooler 16 in the space in the vertical direction between the exhaust system parts (11a, 11b, 12) and the differential pressure device 50, exhaust flows into the EGR cooler 16 and the exhaust system parts when the engine is cold started. Therefore, the temperatures of the EGR cooler 16 and the exhaust system components rise. When the temperatures of the EGR cooler 16 and the exhaust system components rise, radiant heat of the exhaust gas is emitted to the four sides from the EGR cooler 16 and the exhaust system components. In this case, the differential pressure device 50 is quickly warmed up by the radiant heat of the exhaust gas directed upward from the EGR cooler 16 and the exhaust system components. The early warming up of the differential pressure device 50 eliminates the icing on the butterfly valve 52 and the movable portion of the pivot shaft 54.

一方、エンジンの高負荷時には排気系部品からの排気の輻射熱が多量となり、この多量の輻射熱に差圧デバイス50を晒したのでは、差圧デバイス50の性能に影響が出かねない。このため、EGRクーラ16と排気系部品との間に遮熱部材を設けることが考え得るが、遮熱部材を設けるのではコストが上昇してしまう。   On the other hand, when the engine is heavily loaded, the radiant heat of the exhaust from the exhaust system parts becomes large. If the differential pressure device 50 is exposed to this large amount of radiant heat, the performance of the differential pressure device 50 may be affected. For this reason, although it can be considered to provide a heat shielding member between the EGR cooler 16 and the exhaust system components, providing the heat shielding member raises the cost.

一方、本実施形態では、排気系部品(11a,11b,12)と差圧デバイス50の間の上下方向のスペースに設けたEGRクーラ16が高負荷時における遮熱部材として機能する。すなわち、EGRクーラ16が差圧デバイス50と排気系部品との間に介在するので、EGRクーラ16が、差圧デバイス50に対する排気系部品からの多量の輻射熱を遮断する。EGRクーラ16によって、排気系部品からの排気の輻射熱を遮ることで差圧デバイス50の過熱を回避できるのである。この場合、EGRクーラ16が排気系部品(11a,11b,12)と同じに排気の熱の吸収量に応じて温度上昇するだけの部品であれば、高負荷時におけるEGRクーラ16からの排気の輻射熱で差圧デバイス50が過熱状態となり得る。しかしながら、実際にはそうならない。すなわち、EGRクーラ16の外部が高負荷時に排気の輻射熱で高温となっても、この高温の熱は内部のEGRガスに伝わり、EGRガスが高温化する。すると、EGRクーラ16では高温となったEGRガスとの間で冷却水が熱交換を行うので、高温となったEGRガスの温度を下げる。つまり、冷却水によってEGRクーラ16の全体の温度が下がる。EGRクーラ16内部の循環冷却水による吸熱作用により、差圧デバイス50の雰囲気温度の上昇を抑えるのである。こうして、高負荷時には水冷式のEGRクーラ16が遮熱部材として機能するので、エンジン高負荷時の差圧デバイス50の過熱を回避することができる。このように、排気系部品との間にスペースを持たせたほぼ真上に差圧デバイス50を設けると共に上記スペースにEGRクーラ16を設けたのは、冷間始動時の差圧デバイスの早期暖機と、高負荷時の差圧デバイスの過熱回避とを両立するためである。   On the other hand, in the present embodiment, the EGR cooler 16 provided in the space in the vertical direction between the exhaust system components (11a, 11b, 12) and the differential pressure device 50 functions as a heat shield at high load. That is, since the EGR cooler 16 is interposed between the differential pressure device 50 and the exhaust system component, the EGR cooler 16 shuts off a large amount of radiant heat from the exhaust system component to the differential pressure device 50. Overheating of the differential pressure device 50 can be avoided by blocking the radiant heat of the exhaust from the exhaust system components by the EGR cooler 16. In this case, if the EGR cooler 16 is a component that raises the temperature according to the amount of heat absorption of exhaust as well as the exhaust system components (11a, 11b, 12), the exhaust from the EGR cooler 16 at high load The differential pressure device 50 can be overheated by radiant heat. However, this is not the case. That is, even if the outside of the EGR cooler 16 becomes high temperature due to the radiant heat of the exhaust when the load is high, the high temperature heat is transmitted to the internal EGR gas, and the EGR gas becomes high temperature. Then, since the cooling water exchanges heat with the EGR gas having a high temperature in the EGR cooler 16, the temperature of the EGR gas having a high temperature is lowered. That is, the cooling water lowers the overall temperature of the EGR cooler 16. The increase in the ambient temperature of the differential pressure device 50 is suppressed by the endothermic action of the circulating cooling water inside the EGR cooler 16. Thus, since the water-cooled EGR cooler 16 functions as a heat shield at high load, overheating of the differential pressure device 50 at high engine load can be avoided. As described above, the differential pressure device 50 is provided almost right above the space between the exhaust system components and the EGR cooler 16 in the above space because the differential pressure device is warmed up early during cold start. This is to achieve both the machine and the overheat avoidance of the differential pressure device under high load.

図3では、EGRクーラ16の全体が細長い円柱状に形成されている場合を示しているが、EGRクーラ16の全体の形状がこの形状に限定されるものでない。EGRクーラ16は様々な形状を取り得るので、様々な形状のEGRクーラ16を差圧デバイス50と排気系部品との間のスペースを通る(遮る)ように設けてやればよい。   Although FIG. 3 shows a case where the entire EGR cooler 16 is formed in an elongated cylindrical shape, the overall shape of the EGR cooler 16 is not limited to this shape. Since the EGR cooler 16 can take various shapes, various shapes of EGR coolers 16 may be provided so as to pass (obstruct) the space between the differential pressure device 50 and the exhaust system components.

次に、EGRクーラ16に隣接させてEGR弁17を設ける。上記のようにEGRクーラ16内部の循環冷却水による吸熱作用により、差圧デバイス50の雰囲気温度の上昇を抑えるので、EGR弁17をもEGRクーラ16に隣接させて設けることで、EGR弁17の作動が保証されるのである。   Next, an EGR valve 17 is provided adjacent to the EGR cooler 16. As described above, since the rise in the ambient temperature of the differential pressure device 50 is suppressed by the heat absorption effect of the circulating cooling water inside the EGR cooler 16, the EGR valve 17 is provided adjacent to the EGR cooler 16 as well. Operation is guaranteed.

さて、横置きエンジン1を車両後方側から見たとき、図3に示したように差圧デバイス50はエンジンブロックの上面61dより上方に、マニホールド触媒12は車両後方側面61aの下方に設けられている。このため、EGRガス吐出口BがEGRガス取出し口Aより上方に位置している。この場合に、横置きエンジン1を車両後方側から見たとき、EGRクーラ16の下流側端16aが、EGRクーラ16の上流側端16bよりも上方に位置するように、EGRクーラ16を傾斜させて設ける。図3に示したように、円柱状のEGRクーラ16の中心を通る線(一点鎖線で示す)と気筒列方向に引いた水平線(一点鎖線で示す)とのなす角度である鋭角が所定値α(0°<α<90°)となるようにするのである。   When the engine 1 is viewed from the rear of the vehicle, as shown in FIG. 3, the differential pressure device 50 is provided above the upper surface 61d of the engine block, and the manifold catalyst 12 is provided below the rear surface 61a of the vehicle. There is. Therefore, the EGR gas discharge port B is located above the EGR gas extraction port A. In this case, when the horizontally mounted engine 1 is viewed from the vehicle rear side, the EGR cooler 16 is inclined so that the downstream end 16a of the EGR cooler 16 is positioned above the upstream end 16b of the EGR cooler 16. Set up. As shown in FIG. 3, an acute angle, which is an angle formed by a line passing through the center of the cylindrical EGR cooler 16 (shown by a one-dot chain line) and a horizontal line drawn by a cylinder row direction (shown by a one-dot chain line), is a predetermined value α. (0 ° <α <90 °).

EGR通路15が、EGRクーラ16より上流側のEGRガス入口管15a、EGR弁17より下流側のEGRガス出口管15bで構成されるとする。このようにEGR通路15を上流側と下流側で区別すると、EGRガス入口管15aは、マニホールド触媒12の下流端12aとEGRクーラ16の上流側端16bとを接続するため、折り曲げて形成する。一方、EGRガス出口管15bは、EGR弁17の下流側端17aと、差圧デバイス50下流の吸気管4aとを接続するため、折り曲げて形成する。このように横置きエンジン1を車両後方側から見たとき、図3に示したようにEGRクーラ16を傾斜させて設けた理由は、EGRガス入口管15aとEGRガス出口管15bの管長さをより短く抑えるためである。   The EGR passage 15 is constituted by an EGR gas inlet pipe 15 a on the upstream side of the EGR cooler 16 and an EGR gas outlet pipe 15 b on the downstream side of the EGR valve 17. As described above, when the EGR passage 15 is distinguished between the upstream side and the downstream side, the EGR gas inlet pipe 15a is formed by bending to connect the downstream end 12a of the manifold catalyst 12 and the upstream end 16b of the EGR cooler 16. On the other hand, the EGR gas outlet pipe 15b is formed by bending so as to connect the downstream end 17a of the EGR valve 17 and the intake pipe 4a downstream of the differential pressure device 50. Thus, when the engine 1 is viewed from the rear side of the vehicle, the reason why the EGR cooler 16 is inclined as shown in FIG. 3 is the length of the EGR gas inlet pipe 15a and the EGR gas outlet pipe 15b. This is to keep it shorter.

図4は、差圧デバイス50及びその下流側の吸気管4aの吸入空気の流れに沿う縦断面図である。図5は流れの下流側から差圧デバイス50のバタフライ弁52を見た吸入空気の流れに直交する断面図である。ここでは、図5に示したように吸入空気の流れに直交する断面で見たとき、バタフライ弁52の回動軸54が水平方向に配置されているものとする。かつ、図4に示したように吸入空気の流れに沿う断面で見たとき、バタフライ弁52が全開位置から所定の開度(部分開度)βにまで閉じられているものとする。   FIG. 4 is a longitudinal sectional view along the flow of the intake air in the differential pressure device 50 and the intake pipe 4a on the downstream side thereof. FIG. 5 is a cross-sectional view orthogonal to the flow of intake air when the butterfly valve 52 of the differential pressure device 50 is viewed from the downstream side of the flow. Here, it is assumed that the rotation shaft 54 of the butterfly valve 52 is disposed in the horizontal direction when viewed in a cross section orthogonal to the flow of intake air as shown in FIG. And when it sees in the cross section along the flow of intake air as shown in FIG. 4, the butterfly valve 52 shall be closed from the full open position to predetermined opening degree (partial opening degree) (beta).

EGRガスは吸入空気に比べて高温であるため、EGRガス吐出口Bから吸気管4aに吐出して吸気管4a内で吸入空気とすぐに混ざらないときには、EGRガスと接する部位の吸気管4aの内壁が部分的に高温に晒される。これに対処するため、EGRガス吐出口B付近の吸気管4aを高温対応材料にするのでは、高温対応材料が高額なためコストが上昇する。   Since the EGR gas is hotter than the intake air, when the EGR gas is discharged from the EGR gas discharge port B to the intake pipe 4a and does not immediately mix with the intake air in the intake pipe 4a, the intake pipe 4a at the portion in contact with the EGR gas The inner wall is partially exposed to high temperatures. In order to cope with this, if the intake pipe 4a near the EGR gas outlet B is made to be a high-temperature compatible material, the cost is increased because the high-temperature compatible material is expensive.

そこで本実施形態では、EGRガス吐出口Bから吐出されたEGRガスを吸気管内4aの空間に早期に拡散(分散)させるため、部分開度βのバタフライ弁52の下流に発生する剥離渦を利用する。これについて説明する。バタフライ弁52を図4に示した部分開度βまで閉じることによって、バタフライ弁52の外周52aと、円筒状の本体51の内周51aとの間の隙間を通って吸入空気が上流側(図4で左側)から下流側(図4で右側)へと流れる。このとき、回動軸54近くの隙間領域R1ではバタフライ弁52の外周52aと本体内周51aとの間の隙間を通過する吸入空気に剥離渦Vが多数発生し、発生した多数の剥離渦Vが渦の状態を保存しつつ吸入空気の流れに乗って下流側へと移動していく。剥離渦Vはバタフライ弁52の外周52aと本体内周51aとの間の隙間で発生して直ぐに消滅するものでなく、渦の状態で保存されつつ、吸入空気の流れに乗って下流側にある距離を流れた後に消滅するのである。一方、回動軸54からある程度離れた隙間領域R2ではバタフライ弁52の外周52aと本体内周51aとの間の隙間を通過する吸入空気に剥離渦Vがもはや発生せず、渦のない整流された状態で吸入空気が移動してゆく(図4の長い矢印参照)。以下、流れの下流側からバタフライ弁52を見たとき、図5に示したように回動軸54を中心にしてバタフライ弁52の外周52aと本体内周51aとの間の隙間を通過する吸入空気に剥離渦が発生する隙間領域R1を「剥離渦主発生領域」という。バタフライ弁52の外周52aと本体内周51aとの間の隙間を通過する吸入空気に剥離渦が発生しない隙間領域R2を「主流領域」という。   Therefore, in the present embodiment, in order to diffuse (disperse) the EGR gas discharged from the EGR gas discharge port B early in the space of the intake pipe 4a, the separation vortex generated downstream of the butterfly valve 52 with the partial opening β is used. Do. This will be described. By closing the butterfly valve 52 to the partial opening degree β shown in FIG. 4, the intake air flows upstream through the gap between the outer periphery 52 a of the butterfly valve 52 and the inner periphery 51 a of the cylindrical main body 51 (see FIG. 4 from the left side to the downstream side (right side in FIG. 4). At this time, a large number of separation vortices V are generated in the intake air passing through the space between the outer periphery 52a of the butterfly valve 52 and the main body inner periphery 51a in the clearance region R1 near the pivot shaft 54. Moves downstream toward the flow of intake air while preserving the state of the vortex. The separation vortex V is generated in the gap between the outer periphery 52a of the butterfly valve 52 and the inner periphery 51a of the main body and does not disappear immediately, but is stored in a vortex state and is on the downstream side with the flow of intake air. It disappears after flowing through the distance. On the other hand, the separation vortex V no longer occurs in the suction air passing through the gap between the outer periphery 52a of the butterfly valve 52 and the inner periphery 51a of the butterfly valve 52 in the gap region R2 that is separated from the rotation shaft 54 to some extent, and rectification without vortex is performed. Inhalation air moves in the state of the contact (see the long arrow in FIG. 4). Hereinafter, when the butterfly valve 52 is viewed from the downstream side of the flow, as shown in FIG. 5, the suction passing through the gap between the outer periphery 52a of the butterfly valve 52 and the inner periphery 51a of the main body about the rotation shaft 54. The clearance area R1 in which the separation vortex is generated in the air is referred to as "a separation vortex main generation area". A gap region R2 in which no separation vortex is generated in the intake air passing through the gap between the outer periphery 52a of the butterfly valve 52 and the inner periphery 51a of the main body is referred to as a “main flow region”.

部分開度βのバタフライ弁52の下流では、主流領域R2と剥離渦主発生領域R1が円筒状の本体51の周方向に分布して生じる。この場合、流れの下流側から見たとき、図5に示したように主流領域R2と剥離渦主発生領域R1が左右対称な位置に生じる。詳細には、図5に示したように、右半分の領域では水平方向に位置する回動軸54を中心にして、上下に所定の角度γ/2ずつの範囲が剥離渦主発生領域R1、上下に残る範囲が主流領域R2の右半分となる。同様に、左半分の領域では水平方向に位置する回動軸54を中心にして、上下に所定の角度γ/2ずつの範囲が剥離渦主発生領域R1、上下に残る範囲が主流領域R2の左半分となる。   Downstream of the butterfly valve 52 with the partial opening degree β, the main flow region R2 and the separation vortex main generation region R1 are distributed and generated in the circumferential direction of the cylindrical main body 51. In this case, when viewed from the downstream side of the flow, as shown in FIG. 5, the main flow region R2 and the separation vortex main generation region R1 occur in symmetrical positions in the left-right direction. Specifically, as shown in FIG. 5, in the right half region, a range of a predetermined angle γ / 2 above and below the rotation axis 54 located in the horizontal direction is a separation vortex main generation region R1, The range that remains above and below is the right half of the mainstream region R2. Similarly, in the left half area, a range with a predetermined angle γ / 2 at each of the upper and lower sides with respect to the rotation axis 54 positioned in the horizontal direction is the main peeling vortex generation area R1 and the remaining area at the upper and lower areas is the main flow area R2. The left half.

この場合、回動軸54から下流側に所定距離だけ離れた断面で見たときには、2つの領域R1,R2の範囲がそれぞれ角度γ、δと必ずしも一致しているわけでない。しかしながら、回動軸54の近辺で生じた2つの領域R1,R2の範囲が、流れに沿う方向の下流側に回動軸54より所定の長さL0の範囲でそのまま保存されるとみなすことができる。つまり、2つの領域の境界R1,R2が回動軸54より所定の長さL0の範囲でそのまま保存されるわけである。   In this case, the range of the two regions R1 and R2 does not necessarily coincide with the angles γ and δ, respectively, when viewed in a cross section separated by a predetermined distance from the rotation shaft 54 to the downstream side. However, it is considered that the range of the two regions R1 and R2 generated in the vicinity of the rotation shaft 54 is stored as it is in the range of the predetermined length L0 from the rotation shaft 54 on the downstream side in the flow direction it can. That is, the boundaries R1 and R2 between the two regions are stored as they are within a predetermined length L0 from the rotation shaft 54.

このように流れに直交する断面及び流れに沿う断面で2つの領域R1,R2に区別したとき、主流領域R2と剥離渦主発生領域R1の境界付近であって回動軸54より所定の長さL1離れた下流側の吸気管4aにEGRガス吐出口Bを設ける。すなわち、図5に示したように流れの下流側からバタフライ弁52を見たとき、流れの断面中心Cから周方向に鋭角である所定の角度(=γ/2)傾けた方向にEGRガス吐出口Bを設ける。これは、EGRガス吐出口Bから吐出されるEGRガスと吸入空気の攪拌にこの剥離渦Vを利用することで、EGRガスと吸入空気を速やかに混ぜるごとができるためである。これによって、吸気管4aを高額な高温対応材料にすることを避けることができる。   As described above, when the cross section perpendicular to the flow and the cross section along the flow are distinguished into the two regions R1 and R2, a predetermined length from the rotation shaft 54 near the boundary between the main flow region R2 and the separation vortex main generation region R1. An EGR gas discharge port B is provided in the intake pipe 4a on the downstream side away from L1. That is, when the butterfly valve 52 is viewed from the downstream side of the flow as shown in FIG. 5, the EGR gas discharge is directed in the direction inclined at a predetermined angle (= γ / 2) which is an acute angle in the circumferential direction from the cross section center C of the flow. An outlet B is provided. This is because by utilizing the separation vortex V for stirring the EGR gas and the intake air discharged from the EGR gas discharge port B, it is possible to rapidly mix the EGR gas and the intake air. As a result, it is possible to avoid making the intake pipe 4a an expensive high temperature compatible material.

EGRガス吐出口Bを回動軸54より所定の長さL1離れた下流側の吸気管4aに設ける理由は次の通りである。すなわち、EGRガス吐出口Bがバタフライ弁52の直ぐ下流にあると、エンジンの停止時にEGRガスが上流側に向かって逆流することがある。このとき、EGRガス中の成分がバタフライ弁52に付着してバタフライ弁52を汚すことが考えられる。そこで、2つの領域R1,R2の範囲が回動軸54より下流側にそのまま保存される吸気管4aの範囲に、つまり吸入空気の流れに沿う断面で見たとき図4に示したように回動軸54より所定の長さL1離れた下流側の吸気管4aにEGRガス吐出口Bを設けるのである。ここで、所定の長さL1は、2つの領域の境界R1,R2が下流側にそのまま保存される、回動軸54よりの所定の長さL0以下になっている。   The reason for providing the EGR gas discharge port B in the intake pipe 4a on the downstream side away from the rotating shaft 54 by the predetermined length L1 is as follows. That is, when the EGR gas discharge port B is immediately downstream of the butterfly valve 52, the EGR gas may flow backward toward the upstream side when the engine is stopped. At this time, it is conceivable that components in the EGR gas adhere to the butterfly valve 52 and contaminate the butterfly valve 52. Therefore, when viewed in a cross section along the flow of intake air, the range of the two regions R1 and R2 is as shown in FIG. 4 in the range of the intake pipe 4a stored as it is downstream of the rotary shaft 54. The EGR gas discharge port B is provided in the intake pipe 4a on the downstream side that is a predetermined length L1 away from the moving shaft 54. Here, the predetermined length L1 is equal to or less than the predetermined length L0 from the rotation shaft 54 in which the boundaries R1 and R2 of the two regions are stored as they are on the downstream side.

これによって、エンジンの停止時にEGRガスがEGRガス吐出口Bから上流側に向かって逆流することがあっても、逆流するEGRガスは所定の距離L1を流れる間に流れを停止し、バタフライ弁52に到達することがない。エンジンの停止時に差圧デバイス50が汚れることを防止できるのである。このように、バタフライ弁52より下流側に所定の距離L1だけ離れた吸気管4aにEGRガス吐出口Bを設けることで、EGRガスによる吸気管4aの過熱回避と、エンジン停止時の差圧デバイス50の汚れ防止を図ることができる。   As a result, even if the EGR gas reversely flows from the EGR gas discharge port B toward the upstream side when the engine is stopped, the backflowing EGR gas stops flowing while flowing through the predetermined distance L1, and the butterfly valve 52 Never reach. It is possible to prevent the differential pressure device 50 from becoming dirty when the engine is stopped. As described above, by providing the EGR gas discharge port B in the intake pipe 4a separated by the predetermined distance L1 downstream of the butterfly valve 52, the overheating of the intake pipe 4a by the EGR gas can be avoided and the differential pressure device at engine stop 50 dirt can be prevented.

ここで、剥離渦Vを利用しないとすれば、EGRガス吐出口Bから吐出されたEGRガスが吸入空気に拡散し終わるまでの回動軸54よりの吸気管長さは、上記所定の長さL1よりも長いものとなる。言い換えると、部分開度βの差圧デバイス50で発生する剥離渦VをEGRガス吐出口Bから吐出したEGRガスの撹拌に利用することで、剥離渦Vを利用しない場合に比べて差圧デバイス50からEGRガス吐出口Bまでの間の吸気管距離を短縮できるのである。   Here, if the separation vortex V is not used, the intake pipe length from the rotary shaft 54 until the EGR gas discharged from the EGR gas discharge port B finishes diffusing into the intake air is the predetermined length L1. Will be longer. In other words, by using the separation vortex V generated in the differential pressure device 50 with the partial opening β for stirring the EGR gas discharged from the EGR gas discharge port B, the differential pressure device is compared with the case where the separation vortex V is not used. The intake pipe distance from 50 to the EGR gas discharge port B can be shortened.

図5では2つの領域R1,R2の境界のうち、右上にある境界にEGRガス吐出口Bを設けたが、この位置に限定されるものでない。図5に示したように、2つの領域R1,R2の境界は、右上、右下、左上、左下の4つの位置があるので、EGRガス出口管15bの管長さが長くならないように4つの位置のいずれかを採用すればよい。   In FIG. 5, the EGR gas outlet B is provided at the upper right boundary of the two regions R1 and R2, but the present invention is not limited to this position. As shown in FIG. 5, the boundary between the two regions R1 and R2 has four positions of upper right, lower right, upper left, and lower left, so that the four positions of the EGR gas outlet pipe 15b are not increased. Either of these may be adopted.

なお、流れに直交する断面及び流れに沿う断面での2つの領域R1,R2の境界の位置は、本体51の口径が定まれば、吸入空気の流れの速度やバタフライ弁52の部分角度βに依存して異なったものとなり得る。そこで、最終的には適合によりEGRガス吐出口Bの位置と所定の長さL1を定める。   The position of the boundary between the two regions R1 and R2 in the cross section perpendicular to the flow and the cross section along the flow corresponds to the flow velocity of the intake air or the partial angle β of the butterfly valve 52 if the diameter of the main body 51 is determined. Depending on it can be different. Therefore, finally, the position of the EGR gas outlet B and the predetermined length L1 are determined by adaptation.

ここで、本実施形態の作用効果を、課題、要求を含めて説明する。   Here, the operation and effect of the present embodiment will be described including problems and requirements.

EGRガス吐出口Bより上流側の吸気管4aに設けられる差圧デバイス50に対しては、次の2つの課題1,2がある。すなわち、
課題1:エンジンの冷間始動時に差圧デバイス50を早期に暖機すること(氷結を解除 すること)、
課題2:エンジンの高負荷時に差圧デバイス50の過熱を回避すること、
の2つである。
The differential pressure device 50 provided in the intake pipe 4 a on the upstream side of the EGR gas discharge port B has the following two problems 1 and 2. That is,
Problem 1: Warm up differential pressure device 50 early at cold start of the engine (cancel freezing),
Problem 2: avoiding overheating of the differential pressure device 50 when the engine is heavily loaded,
Two.

上記課題1,2に対する要求1,2は次の通りとなる。すなわち、
要求1:差圧デバイス50の暖機途中に排気の輻射熱を受け易いよう、差圧デバイス5 0を排気系部品(11a,11b,12)に近付けたい、
要求2:エンジン高負荷時には排気系部品(11a,11b,12)からの差圧デバイ ス50への排気の輻射熱の影響を緩和したい、
というものである。
The requirements 1 and 2 for the tasks 1 and 2 are as follows. That is,
Requirement 1: To make the differential pressure device 50 close to the exhaust system parts (11a, 11b, 12) so that the differential pressure device 50 is easily subjected to radiant heat of the exhaust during warm-up.
Requirement 2: To reduce the influence of exhaust heat from the exhaust system parts (11a, 11b, 12) to the differential pressure device 50 when the engine is heavily loaded.
It is said that.

上記2つの要求1,2に応えるため、本実施形態では、前提として、吸気系部品と、排気系部品と、ターボ過給機21と、低圧のEGR装置14(EGR装置)と、差圧デバイス50と、を備えている。上記吸気系部品は気筒列を有するエンジンブロック61に導入する吸入空気が流れる吸気管4a、吸気管4aに接続され吸入空気を分配する吸気マニホールド4c、吸気管4aの上流端に設けられるエアクリーナ47から構成される。上記排気系部品はエンジンブロック61から排出されるガスが流れる排気管11bから構成される。上記ターボ過給機21は排気管11bに設けられるタービン22、吸気管4aに設けられるコンプレッサ25から構成される。上記低圧のEGR装置15はEGR通路15、EGR弁17、水冷式のEGRクーラ16を有する。上記EGR通路15はタービン22下流の排気管11bとコンプレッサ25上流の吸気管4aを連通する。上記EGR弁17はEGR通路15を開閉する。上記水冷式のEGRクーラ16はEGR弁17より上流側でEGRガスを冷却する。上記差圧デバイス50はEGRガス吐出口(EGRガスの吐出口)より上流の吸気管4aに設けられる。本実施形態では、エンジンブロック61を上から見たとき、エンジンブロック61の気筒列を中心にして車両前方側に吸気マニホールド4cを、車両後方側に排気系部品(11b)及びターボ過給機21を配置している。また、本実施形態では、排気系部品との間に所定のスペースを持たせた上方に差圧デバイス50を設け、排気系部品(11b)と差圧デバイス50との間のスペースを通るようにEGRクーラ16を設けている。エンジンの冷間始動時には水冷式のEGRクーラ16が排気系部品として機能するため、EGRクーラ16からの排気の輻射熱により、差圧デバイス50を早期に暖機できる。エンジンの冷間始動時にエンジンの暖機が完了するまでに作動デバイス50のバタフライ弁52や回動軸54の可動部分での氷結が解消されるので、エンジンの暖機完了後すぐに低圧のEGR装置14を作動することができる。バタフライ弁52や回動軸54の可動部分での氷結により、エンジンの暖機完了後すぐに低圧のEGR装置14を作動することができない場合と比較して、燃費改善を行うことができるのである。また、部品のレイアウトの変更によって差圧デバイス50の早期暖機が可能になっているので、差圧デバイス凍結防止用の温水配管システムも廃止できる。また、前方吸気・後方排気レイアウトであるため、差圧デバイス50に走行風が当たりにくいことから、バタフライ弁52や回動軸54の可動部分での氷結をより早く解消することができる。   In order to meet the above two requirements 1 and 2, in this embodiment, as a premise, an intake system component, an exhaust system component, a turbocharger 21, a low pressure EGR device 14 (EGR device), and a differential pressure device 50. The intake system parts include an intake pipe 4a through which intake air introduced into an engine block 61 having a cylinder row flows, an intake manifold 4c connected to the intake pipe 4a and distributing intake air, and an air cleaner 47 provided at an upstream end of the intake pipe 4a. Configured The exhaust system component is composed of an exhaust pipe 11 b through which gas exhausted from the engine block 61 flows. The turbocharger 21 includes a turbine 22 provided in the exhaust pipe 11b and a compressor 25 provided in the intake pipe 4a. The low-pressure EGR device 15 includes an EGR passage 15, an EGR valve 17, and a water-cooled EGR cooler 16. The EGR passage 15 communicates the exhaust pipe 11b downstream of the turbine 22 and the intake pipe 4a upstream of the compressor 25. The EGR valve 17 opens and closes the EGR passage 15. The water-cooled EGR cooler 16 cools the EGR gas upstream of the EGR valve 17. The differential pressure device 50 is provided in the intake pipe 4a upstream of the EGR gas discharge port (EGR gas discharge port). In this embodiment, when the engine block 61 is viewed from above, the intake manifold 4c is on the front side of the vehicle centering on the cylinder row of the engine block 61, and the exhaust system component (11b) and the turbocharger 21 on the rear side of the vehicle. Is placed. Further, in the present embodiment, the differential pressure device 50 is provided on the upper side with a predetermined space between the exhaust system parts, so as to pass through the space between the exhaust system parts (11 b) and the differential pressure device 50. An EGR cooler 16 is provided. Since the water-cooled EGR cooler 16 functions as an exhaust system component at the time of cold start of the engine, the radiation heat of the exhaust gas from the EGR cooler 16 can warm up the differential pressure device 50 at an early stage. Since icing on the butterfly valve 52 of the actuating device 50 and movable parts of the pivot shaft 54 is eliminated before engine warm-up is completed during cold start of the engine, low-pressure EGR is performed immediately after engine warm-up is completed. The device 14 can be activated. Compared with the case where the low pressure EGR device 14 cannot be operated immediately after the engine warm-up is completed due to icing in the movable parts of the butterfly valve 52 and the rotating shaft 54, fuel consumption can be improved. . In addition, since the differential pressure device 50 can be warmed up promptly by changing the layout of parts, the hot water piping system for preventing differential pressure device freezing can be eliminated. Further, since the traveling air does not easily hit the differential pressure device 50 because of the front intake / rear exhaust layout, the icing at the movable portion of the butterfly valve 52 and the pivot shaft 54 can be eliminated more quickly.

一方、エンジンの高負荷時にはエンジンの冷間始動直後よりも排気系部品(11b)からの排気の輻射熱が大きくなる。このため、排気系部品からの排気の輻射熱が直接差圧デバイス50に当たるのでは、差圧デバイス50が高温に晒される。この場合に、水冷式のEGRクーラ16が差圧デバイス50と排気系部品との間に介在するので、EGRクーラ16が、差圧デバイス50に対する排気系部品からの輻射熱を遮断する。EGRクーラ16に衝突する排気系部品からの排気の輻射熱の分は、差圧デバイス50に届かないのである。このように、EGRクーラ16によって、排気系部品からの排気の輻射熱を遮ることで差圧デバイス50の過熱を回避することができる。また、EGRクーラ16内部の循環冷却水による吸熱作用により、EGRクーラ16全体の温度が排気系部品より低い温度に保たれる。これによって、差圧デバイス50の雰囲気温度の上昇を抑えるので、エンジン高負荷時に排気の輻射熱の影響を緩和することができる。また、遮熱部材を簡素化できる。このように、本実施形態では、エンジン冷間始動時の差圧デバイス50の早期暖機と、エンジン高負荷時の差圧デバイス50の過熱回避とを両立することができる。   On the other hand, at the time of high engine load, the radiant heat of the exhaust from the exhaust system part (11b) becomes larger than immediately after the cold start of the engine. For this reason, if the radiant heat of the exhaust from the exhaust system component directly strikes the differential pressure device 50, the differential pressure device 50 is exposed to high temperature. In this case, since the water-cooled EGR cooler 16 is interposed between the differential pressure device 50 and the exhaust system components, the EGR cooler 16 blocks the radiation heat from the exhaust system components to the differential pressure device 50. The radiant heat of the exhaust gas from the exhaust system components colliding with the EGR cooler 16 does not reach the differential pressure device 50. Thus, overheating of the differential pressure device 50 can be avoided by blocking the radiant heat of the exhaust from the exhaust system components by the EGR cooler 16. In addition, the temperature of the entire EGR cooler 16 is maintained at a temperature lower than that of the exhaust system components by the heat absorbing action of the circulating cooling water inside the EGR cooler 16. As a result, an increase in the ambient temperature of the differential pressure device 50 is suppressed, so that the influence of exhaust radiant heat can be mitigated when the engine is heavily loaded. Further, the heat shield member can be simplified. As described above, in the present embodiment, it is possible to achieve both early warming up of the differential pressure device 50 at the time of engine cold start and overheat avoidance of the differential pressure device 50 at the time of high engine load.

なお、EGRクーラ16が、差圧デバイス50と排気系部品の間のスペースの全部を通って(遮って)いる場合に、最大の効果が得られるが、差圧デバイス50と排気系部品の間のスペースの少なくとも一部を通っていればよい。   Note that the maximum effect is obtained when the EGR cooler 16 passes through (shuts off) the entire space between the differential pressure device 50 and the exhaust system components, but between the differential pressure device 50 and the exhaust system components It is sufficient to pass through at least a part of the space.

本実施形態では、差圧デバイス50をエンジンブロック61の上部であって排気系部品側に配置している。
これによって、差圧デバイス50が排気系部品に近付く分、EGRクーラ16と排気系部品からの排気の輻射熱を受け易くなり、差圧デバイス50の早期暖機を一層促進することができる。
In the present embodiment, the differential pressure device 50 is disposed at the upper part of the engine block 61 and on the exhaust system component side.
By this, as the differential pressure device 50 approaches exhaust system parts, it becomes easy to receive the radiant heat of the exhaust gas from the EGR cooler 16 and the exhaust system parts, and early warm-up of the differential pressure device 50 can be further promoted.

本実施形態では、EGRガス吐出口BをEGRガス取出し口Aより上方に配置すると共に、EGRクーラ16の下流側端16aが、EGRクーラ16の上流側端16bよりも上方に位置するように、EGRクーラ16を傾斜させて設けている。これによって、EGRガス入口管15aとEGRガス出口管15bの管長さを、EGRクーラ16を平行に設ける場合よりも短く抑えることができる。   In the present embodiment, the EGR gas outlet B is disposed above the EGR gas outlet A, and the downstream end 16a of the EGR cooler 16 is positioned above the upstream end 16b of the EGR cooler 16. The EGR cooler 16 is provided to be inclined. Thereby, the tube length of the EGR gas inlet pipe 15a and the EGR gas outlet pipe 15b can be suppressed to be shorter than the case where the EGR cooler 16 is provided in parallel.

さらに、上記課題1,2の下で、次の2つのサブ課題1,2がある。すなわち、
サブ課題1:EGRガス吐出口Bから吐出されたEGRガスが拡散されないままにコン プレッサ25に流入することによるコンプレッサ25の効率の低下を回避す ること、
サブ課題2:エンジンの停止時にEGRガスが吹返すことによる差圧デバイス50の汚 れを回避すること、
の2つである。
Further, under the above-described problems 1 and 2, there are the following two sub-tasks 1 and 2. That is,
Sub-task 1: Avoiding a decrease in the efficiency of the compressor 25 due to the EGR gas discharged from the EGR gas discharge port B flowing into the compressor 25 without being diffused.
Sub-task 2: Avoiding the contamination of the differential pressure device 50 due to the EGR gas blowing back when the engine is stopped,
Two.

上記サブ課題1,2に対する要求3,4は次の通りとなる。すなわち、
要求3:EGRガス吐出口Bから吐出したEGRガスが吸入空気中に十分拡散してから コンプレッサ25に流入するように、EGRガス吐出口Bからコンプレッサ25 までの間の吸気管距離を確保したい、
要求4:エンジンの停止時にEGRガスの吹返しで差圧デバイス50が汚れるのを防ぐ ため、差圧デバイス50からEGRガス吐出口Bまでの間の吸気管距離を確保し たい、
というものである。
The requirements 3 and 4 for the sub-tasks 1 and 2 are as follows. That is,
Demand 3: To ensure the intake pipe distance from the EGR gas outlet B to the compressor 25 so that the EGR gas discharged from the EGR gas outlet B sufficiently diffuses into the intake air and then flows into the compressor 25.
Requirement 4: In order to prevent the differential pressure device 50 from becoming dirty due to the backflow of EGR gas when the engine is stopped, it is necessary to secure the intake pipe distance between the differential pressure device 50 and the EGR gas discharge port B.
It is said that.

上記2つの要求3,4に応えるため、本実施形態では、エアクリーナ47とコンプレッサ25をエンジンブロック61の気筒列方向の反対側に配置している。すなわち、コンプレッサ上流側吸気管4aを、コンプレッサ25の入口より上方に向かって立ち上がった後に折れ曲がり、エンジンブロック61の上面61dより上部であって排気系部品側を水平方向にかつエンジン後方側に向かって延びるように設ける。そして、コンプレッサ上流側吸気管4aの上流端にエアクリーナ47を設けている。これによって、コンプレッサ上流側吸気管4aの気筒列方向の長さが長くなる。コンプレッサ上流側吸気管4aの気筒列方向の長さを長くすることができる分、EGRガス吐出口Bからコンプレッサ25までの間の吸気管距離及び差圧デバイス50からEGRガス吐出口Bまでの間の吸気管距離をより長く確保できる。   In order to meet the above two requirements 3 and 4, in the present embodiment, the air cleaner 47 and the compressor 25 are disposed on the opposite side of the engine block 61 in the cylinder row direction. That is, the compressor upstream intake pipe 4a is bent after rising upward from the inlet of the compressor 25, and is bent above the upper surface 61d of the engine block 61. The exhaust system component side is directed horizontally and toward the engine rear side. Provide to extend. An air cleaner 47 is provided at the upstream end of the compressor upstream side intake pipe 4a. As a result, the length of the compressor upstream side intake pipe 4a in the cylinder row direction becomes long. The intake pipe distance between the EGR gas discharge port B and the compressor 25 and the distance between the differential pressure device 50 and the EGR gas discharge port B are as much as the length of the compressor upstream side intake pipe 4a in the cylinder row direction can be increased. The intake pipe distance can be secured longer.

さらに、上記サブ課題1,2の下で、次のサブ課題3,4がある。すなわち、
サブ課題3:EGRガス吐出口Bから吐出したEGRガスを早期に吸入空気に拡散させ ることによってEGRガス吐出口B下流の吸気管4aの過熱を回避すること 、
サブ課題4:エンジンの停止時にEGRガスの吹き返しによって差圧デバイス50が汚 れることを防止すること、
である。
Further, under the sub-tasks 1 and 2, there are the following sub-tasks 3 and 4. That is,
Sub-task 3: Avoiding overheating of the intake pipe 4a downstream of the EGR gas outlet B by diffusing the EGR gas discharged from the EGR gas outlet B into the intake air at an early stage.
Sub-task 4: Preventing the differential pressure device 50 from being polluted by the blowback of EGR gas when the engine is stopped,
It is.

上記サブ課題3,4に対する要求5,6は次の通りとなる。すなわち、
要求5:部分開度βの差圧デバイスのバタフライ弁52で発生する剥離渦をEGRガス 吐出口Bから吐出したEGRガスの撹拌に利用するため、差圧デバイス50から EGRガス吐出口Bまでの間の吸気管距離を短縮したい、
要求6:エンジンの停止時にEGRガスの吹き返しで差圧デバイス50が汚れるのを防 ぐため、差圧デバイス50からEGRガス吐出口Bまでの間の吸気管距離を確保 したい、
というものである。
The requirements 5 and 6 for the sub-problems 3 and 4 are as follows. That is,
Requirement 5: In order to use the separation vortex generated in the butterfly valve 52 of the differential pressure device with the partial opening β to stir the EGR gas discharged from the EGR gas discharge port B, the differential pressure device 50 to the EGR gas discharge port B Want to reduce the distance between the intake pipes,
Requirement 6: In order to prevent the differential pressure device 50 from becoming dirty due to the blow-back of EGR gas when the engine is stopped, it is necessary to secure the intake pipe distance from the differential pressure device 50 to the EGR gas discharge port B.
It is said that.

上記要求5で剥離渦Vを利用するのは次の理由による。すなわち、EGRガス吐出口B下流の吸気管の過熱を回避するためには、EGRガス吐出口Bで吸入空気と急速に攪拌させる必要がある。急速に攪拌させるには、部分開度βの差圧デバイスのバタフライ弁52で発生する剥離渦による撹拌効果を用いるのが有効であるためである。   The reason why the peeling vortex V is used in the above requirement 5 is as follows. That is, in order to avoid overheating of the intake pipe downstream of the EGR gas discharge port B, the EGR gas discharge port B needs to be rapidly stirred with the intake air. This is because it is effective to use the stirring effect by the separation vortex generated in the butterfly valve 52 of the differential pressure device with the partial opening degree β in order to make stirring rapidly.

上記2つの要求5,6に応えるため、本実施形態では、部分開度βの差圧デバイスのバタフライ弁52の下流に周方向に分布して生じる主流領域R2と剥離渦主発生領域R1の境界付近の吸気管4aにEGRガス吐出口を設けている。すなわち、流れの下流側からバタフライ弁52を見たとき、流れの断面中心Cより周方向に所定の角度(γ/2)傾けた方向にEGRガス吐出口Bを設ける。これは、部分開度βのバタフライ弁52の下流では、主流領域R2と剥離渦主発生領域R1が円筒状の本体51及び下流側の吸気管4aの周方向に分布し、2つの領域R1,R2の境界付近が、剥離渦Vによる撹拌効果が最も下流まで得られる位置であるためである。これにより、差圧デバイス50より下流側に離れた位置で剥離渦Vの撹拌効果を活用してEGRガスと吸入空気を素早く混ぜることができる。よって、高額な高温対応材料を採用することなくEGRガス吐出口B下流の吸気管4aを設計することができる。このように、差圧デバイス50からEGRガス吐出口Bまでの間の吸気管距離を確保しながらも、差圧デバイス50で発生する剥離渦が流れに乗って下流にまで到達し易い位置でEGRガスが吐出されることになり、剥離渦を撹拌に有効に利用することができる。   In order to meet the above two requirements 5 and 6, in the present embodiment, the boundary between the main flow region R2 and the separation vortex main generation region R1 generated circumferentially distributed downstream of the butterfly valve 52 of the differential pressure device with a partial opening degree β. An EGR gas discharge port is provided in the nearby intake pipe 4a. That is, when the butterfly valve 52 is viewed from the downstream side of the flow, the EGR gas discharge port B is provided in a direction inclined by a predetermined angle (γ / 2) in the circumferential direction from the cross section center C of the flow. This is because downstream of the butterfly valve 52 with the partial opening β, the main flow region R2 and the separation vortex main generation region R1 are distributed in the circumferential direction of the cylindrical main body 51 and the downstream intake pipe 4a. This is because the vicinity of the boundary of R2 is a position where the stirring effect by the separation vortex V can be obtained to the most downstream side. As a result, the EGR gas and the intake air can be quickly mixed by utilizing the stirring effect of the separation vortex V at a position distant to the downstream side of the differential pressure device 50. Therefore, the intake pipe 4a downstream of the EGR gas discharge port B can be designed without using an expensive high temperature compatible material. Thus, while securing the intake pipe distance from the differential pressure device 50 to the EGR gas discharge port B, the EGR at a position where the separation vortex generated by the differential pressure device 50 easily reaches the downstream and reaches the flow The gas is discharged, and the separation vortex can be effectively used for stirring.

実施形態では、EGRクーラ16が冷却水でEGRガスを冷却する水冷式の場合で説明したが、これに限られるものでなく、冷却液でEGRガスを冷却する液冷式の場合であればよい。   In the embodiment, the case where the EGR cooler 16 is a water-cooled type that cools the EGR gas with cooling water has been described. However, the present invention is not limited to this, and any liquid-cooled type that cools the EGR gas with a coolant may be used. .

実施形態では、横置きエンジン1はほぼ直立しているものとして説明した。本発明はこの場合に限定されるものでない。例えば、横置きエンジン1が車両前方側や車両後方側にあるいはエンジン前方側やエンジン後方側に所定の角度傾けて搭載されることがある。この場合にも本発明の適用がある。   In the embodiment, the horizontal engine 1 has been described as being substantially upright. The invention is not limited in this case. For example, the transversely mounted engine 1 may be mounted at a predetermined angle on the vehicle front side or the vehicle rear side, or on the engine front side or the engine rear side. In this case, the present invention can be applied.

実施形態では、EGRガス冷却装置として、EGRガスと冷却水との間で熱交換を行う水冷式のEGRクーラ16を挙げたが、EGRガス冷却装置が水冷式など液冷式の冷却装置である場合に限定されるものでない。EGRガスとの熱交換を行う冷媒が、液状ではない気体状で流れる場合であっても、EGRガスを冷却することができるためである。   In the embodiment, the water-cooling type EGR cooler 16 which performs heat exchange between the EGR gas and the cooling water is mentioned as the EGR gas cooling device, but the EGR gas cooling device is a liquid cooling type cooling device such as a water cooling type. It is not limited to the case. This is because the EGR gas can be cooled even when the refrigerant performing heat exchange with the EGR gas flows in a non-liquid gaseous state.

1 横置きエンジン
4a 吸気管
4c 吸気マニホールド
11a 排気マニホールド
11b 排気管
12 マニホールド触媒
14 低圧のEGR装置(EGR装置)
15 EGR通路
16 水冷式のEGRクーラ(EGRガス冷却装置)
17 EGR弁
21 ターボ過給機
22 タービン
25 コンプレッサ
47 エアクリーナ
50 差圧デバイス
52 バタフライ弁
61 エンジンブロック
A EGRガス取出し口
B EGRガス吐出口
1 Horizontal engine 4a Intake pipe 4c Intake manifold 11a Exhaust manifold 11b Exhaust pipe 12 Manifold catalyst 14 Low pressure EGR device (EGR device)
15 EGR passage 16 Water-cooled EGR cooler (EGR gas cooling device)
17 EGR valve 21 Turbocharger 22 Turbine 25 Compressor 47 Air cleaner 50 Differential pressure device 52 Butterfly valve 61 Engine block A EGR gas outlet B EGR gas outlet

Claims (5)

気筒列を有するエンジンブロックに導入する吸入空気が流れる吸気管、前記吸気管に接続され前記吸入空気を分配する吸気マニホールド、前記吸気管の上流端に設けられるエアクリーナから構成される吸気系部品と、
前記エンジンブロックから排出されるガスが流れる排気管から構成される排気系部品と、
前記排気管に設けられるタービン、前記吸気管に設けられるコンプレッサから構成されるターボ過給機と、
EGRガスが流れる通路であって前記タービン下流の排気管と前記コンプレッサ上流の吸気管を連通するEGR通路、前記EGR通路を開閉するEGR弁、前記EGR弁より上流側で前記EGRガスを冷却するEGRガス冷却装置を有するEGR装置と、
前記EGRガスの吐出口より上流の吸気管に設けられる差圧デバイスと、
を備え、
前記エンジンブロックを上から見たとき、前記エンジンブロックの気筒列を中心にして、気筒列方向に直交する方向の一方の側に前記吸気マニホールドを、気筒列方向に直交する方向の他方の側に前記排気系部品及び前記ターボ過給機を配置し、
前記排気系部品との間に上下方向のスペースを持たせ、上方から見て前記排気系部品と前記差圧デバイスとが重なる位置に前記差圧デバイスを設け、
前記スペースを通り、且つ前記差圧デバイスと前記排気系部品との間に介在するように
前記EGRガス冷却装置を設けることを特徴とするエンジン。
An intake system component including an intake pipe through which intake air introduced into an engine block having a cylinder row flows, an intake manifold connected to the intake pipe for distributing the intake air, and an air cleaner provided at an upstream end of the intake pipe;
An exhaust system component composed of an exhaust pipe through which gas exhausted from the engine block flows;
A turbo charger comprising a turbine provided in the exhaust pipe, and a compressor provided in the intake pipe;
EGR gas is a passage through which an exhaust pipe downstream of the turbine communicates with an intake pipe upstream of the compressor, an EGR valve that opens and closes the EGR passage, and an EGR gas that cools the EGR gas upstream of the EGR valve An EGR device having a gas cooling device;
A differential pressure device provided in an intake pipe upstream from the discharge port of the EGR gas;
Equipped with
When the engine block is viewed from above, the intake manifold is placed on one side in the direction perpendicular to the cylinder row direction, with the cylinder row of the engine block as the center, and on the other side in the direction perpendicular to the cylinder row direction. Arranging the exhaust system parts and the turbocharger;
A vertical space is provided between the exhaust system parts and the differential pressure device is provided at a position where the exhaust system parts and the differential pressure device overlap when viewed from above .
An engine comprising the EGR gas cooling device that passes through the space and is interposed between the differential pressure device and the exhaust system component.
前記差圧デバイスを前記エンジンブロックの上面より上部であって前記排気系部品側に配置することを特徴とする請求項1に記載のエンジン。   The engine according to claim 1, wherein the differential pressure device is disposed above the upper surface of the engine block and on the exhaust system component side. 前記EGRガスの吐出口を、前記EGRガスの取出し口より上方に配置すると共に、前記EGRガス冷却装置の下流側端が前記EGRガス冷却装置の上流側端よりも上方に位置するように、前記EGRガス冷却装置を傾斜させて設けることを特徴とする請求項1または2に記載のエンジン。   The EGR gas discharge port is disposed above the EGR gas outlet, and the downstream end of the EGR gas cooling device is positioned above the upstream end of the EGR gas cooling device. The engine according to claim 1 or 2, wherein the EGR gas cooling device is provided at an incline. 前記エアクリーナと前記コンプレッサを前記エンジンブロックの気筒列方向の反対側に配置することを特徴とする請求項1から3までのいずれか一つに記載のエンジン。   The engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the air cleaner and the compressor are disposed on the opposite side of the cylinder block direction of the engine block. 部分開度の前記差圧デバイスの下流に周方向に分布して生じる主流領域と剥離渦主発生領域の境界付近の吸気管に前記EGRガスの吐出口を設けることを特徴とする請求項1から4までのいずれか一つに記載のエンジン。 The discharge port for the EGR gas is provided in an intake pipe in the vicinity of a boundary between a main flow region generated in a circumferential direction downstream of the differential pressure device having a partial opening and a separation vortex main generation region. The engine according to any one of 4 to 4.
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