JP7057173B2 - Internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は、EGR装置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 equipped with an EGR device.

自動車用の内燃機関を初めとして、近年の内燃機関では、排気ガスの浄化促進等のために、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、EGR装置には、EGRガスを冷却するために水冷式のEGRクーラを備えていることも多い。また、内燃機関では、タイミングチェーンを配置している側を前として、変速機を配置している側を後ろと呼ぶことが行われており、シリンダヘッドの後部に、サーモ弁などを配置した冷却水分配部を設けていることが多い。 In recent years, internal combustion engines such as internal combustion engines for automobiles are often equipped with an EGR device that recirculates a part of the exhaust gas to the intake system in order to promote purification of the exhaust gas. Often equipped with a water-cooled EGR cooler to cool the EGR gas. Further, in an internal combustion engine, the side on which the timing chain is arranged is called the front, and the side on which the transmission is arranged is called the rear. Cooling in which a thermo valve or the like is arranged at the rear of the cylinder head. A water distribution unit is often provided.

EGR通路の態様やEGRクーラの配置位置、冷却水の配管態様などは様々であるが、一例としての特許文献1には、EGRクーラを機関本体の排気側に配置して、シリンダヘッドを経由した冷却水をEGRクーラに取り込んで、EGRクーラから排出された冷却水は、ラジエータアウトレット配管に戻すことが開示されている。 There are various modes of the EGR passage, the arrangement position of the EGR cooler, the piping mode of the cooling water, etc., but in Patent Document 1 as an example, the EGR cooler is arranged on the exhaust side of the engine body and passed through the cylinder head. It is disclosed that the cooling water is taken into the EGR cooler and the cooling water discharged from the EGR cooler is returned to the radiator outlet pipe.

特開2016-14345号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-14345

内燃機関の軽量化や冷却水の圧損低減のためには、EGRクーラに接続する管路はできるだけ短いのが好ましく、また、組み立て能率の点からは、パイプの接続もできるだけ容易に行えるようにすべきである。 In order to reduce the weight of the internal combustion engine and reduce the pressure loss of the cooling water, it is preferable that the pipeline connected to the EGR cooler is as short as possible, and from the viewpoint of assembly efficiency, the pipes should be connected as easily as possible. Should be.

しかるに、特許文献1では、EGRクーラへの冷却水の流入管路は、シリンダヘッドの冷却水分配部に接続されたパイプから分岐させているため、流入管路が長くなって重量も増大しがちであると共に、冷却水は分岐部において急激に方向変換せねばならないため、EGRクーラへの冷却水の取り込みの効率が悪くなることが懸念される。 However, in Patent Document 1, since the cooling water inflow pipeline to the EGR cooler is branched from the pipe connected to the cooling water distribution portion of the cylinder head, the inflow pipeline tends to be long and the weight tends to increase. At the same time, since the cooling water must change direction rapidly at the branch portion, there is a concern that the efficiency of taking the cooling water into the EGR cooler will deteriorate.

本願発明はこのような現状を契機として成されたものであり、EGRクーラに冷却水を送る管路をできるだけコンパクト化しつつ、組み付けも容易化できるようにしようとするものである。 The present invention has been made in the wake of such a situation, and is intended to make the pipeline for sending cooling water to the EGR cooler as compact as possible while facilitating assembly.

本願発明の内燃機関は、
「シリンダヘッドと水冷式のEGRクーラとを備えており、
前記シリンダヘッドのうちタイミングチェーン配置部と反対側の後端部に、前記EGRクーラに冷却水を送る筒状のEGR送りポートを前記タイミングチェーンと反対側の方向である後ろ向きに突出させた冷却水分配部が設けられている一方、
前記EGRクーラは、前記EGR送りポートに冷却水送りパイプを介して接続された筒状の冷却水入口ポートと、冷却水戻りパイプが接続される筒状の冷却水出口ポートとを有して、前記冷却水入口ポート及び冷却水出口ポートとを後ろ向きに突出させた状態で前記冷却水分配部の外側に配置されており、
前記EGRクーラの冷却水入口ポートは、後ろに行くに従って前記EGR送りポートに近づくように傾斜している
という構成になっている。
The internal combustion engine of the present invention is
"Equipped with a cylinder head and a water-cooled EGR cooler,
Cooling water having a tubular EGR feed port that sends cooling water to the EGR cooler projecting backward in the direction opposite to the timing chain at the rear end of the cylinder head on the side opposite to the timing chain arrangement portion. While a distribution unit is provided,
The EGR cooler has a tubular cooling water inlet port connected to the EGR feed port via a cooling water feed pipe, and a tubular cooling water outlet port to which a cooling water return pipe is connected. The cooling water inlet port and the cooling water outlet port are arranged on the outside of the cooling water distribution unit in a state of protruding backward .
The cooling water inlet port of the EGR cooler is inclined toward the EGR feed port as it goes backward. "
It is configured as.

シリンダヘッドの冷却水分配部には、冷却水の送りポートや戻りポートが形成されているが、一般に、これらのポートは、タイミングチェーン配置部と反対側に向いた後ろ向きに開口していることが多い。従って、EGR送りポートもシリンダヘッドの後ろ向きに開口させることが合理的であ、EGRクーラの冷却水入口ポートも後ろ向きに開口させているThe cooling water distribution section of the cylinder head is formed with a cooling water feed port and a return port, but in general, these ports should be open backward facing the side opposite to the timing chain arrangement section. many. Therefore, it is rational to open the EGR feed port backward of the cylinder head, and the cooling water inlet port of the EGR cooler is also opened backward .

本願発明では、EGRクーラはシリンダヘッドの冷却水分配部の外側に配置しているが、EGRクーラを冷却水分配部にできるだけ近づけることができる。従って、EGR送りパイプをできるだけ短くして、内燃機関の軽量化に貢献できる。 In the present invention, the EGR cooler is arranged outside the cooling water distribution section of the cylinder head, but the EGR cooler can be as close as possible to the cooling water distribution section. Therefore, the EGR feed pipe can be made as short as possible, which can contribute to the weight reduction of the internal combustion engine.

そして、EGR送りポートと冷却水入口ポートとは同じ方向に向いているため、これらを繋ぐEGR送りパイプはU形等の単純な形状になる。従って、EGR送りパイプを金属製とする場合は加工が容易である一方、EGR送りパイプとして可撓性のホースを採用する場合は、取り回しが容易であるため接続作業を容易に行える。
また、内燃機関を組み立てるに際しては、冷却水分配部の後ろ側はオープンな空間になっているため、本願発明では、障害物がない状態でEGR送りパイプを接続できる。従って、作業の容易性を一層高くできる利点がある。更に、EGRクーラの冷却水出口ポートも後ろ向きに開口しているため、冷却水出口ポートへのEGR戻りパイプの嵌め込みも容易に行える利点がある。
Since the EGR feed port and the cooling water inlet port are oriented in the same direction, the EGR feed pipe connecting them has a simple shape such as a U shape. Therefore, when the EGR feed pipe is made of metal, it is easy to process, while when a flexible hose is used as the EGR feed pipe, it is easy to handle and the connection work can be easily performed.
Further, when assembling the internal combustion engine, since the rear side of the cooling water distribution unit is an open space, in the present invention, the EGR feed pipe can be connected without any obstacles. Therefore, there is an advantage that the workability can be further improved. Further, since the cooling water outlet port of the EGR cooler is also opened backward, there is an advantage that the EGR return pipe can be easily fitted into the cooling water outlet port.

実施形態に係る内燃機関の大まかな斜視図である。It is a rough perspective view of the internal combustion engine which concerns on embodiment. シリンダブロックを捨象した状態での斜視図である。It is a perspective view in the state which the cylinder block is dismissed. 図2の要部拡大図である。It is an enlarged view of the main part of FIG. 上部の側面図である。It is a side view of the upper part. 図4の部分拡大図である。It is a partially enlarged view of FIG. 平面視図である。It is a plan view. 背面図である。It is a rear view. 上前方から見た斜視図である。It is a perspective view seen from the upper front. 後ろ下方から見た斜視図である。It is a perspective view seen from the lower back. EGRクーラとEGRバルブとEGR通路下流側第2部分との斜視図である。It is a perspective view of the EGR cooler, the EGR valve, and the second part on the downstream side of the EGR passage. 要部の正面図である。It is a front view of a main part. EGRバルブとEGRクーラとブラケットとの分離斜視図である(なお、三者の縮尺は正確には揃えていない。)。It is a separation perspective view of an EGR valve, an EGR cooler, and a bracket (note that the scales of the three are not exactly aligned). (A)はEGRバルブの底面図、(B)は図12のB-B視図、(C)は図12のC-C視図である。(A) is a bottom view of the EGR valve, (B) is a view of BB of FIG. 12, and (C) is a view of FIG. 12 CC.

(1).基本構造
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、車両に搭載される3気筒内燃機関に適用している。まず、概要を説明する。各図において、ドットの群や平行斜線を表示している箇所があるが、これは、部材の外形(輪郭)を明示するための措置であり断面等の表示ではない。
(1). Basic structure Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment is applied to a 3-cylinder internal combustion engine mounted on a vehicle. First, an outline will be described. In each figure, there are places where a group of dots and parallel diagonal lines are displayed, but this is a measure to clearly indicate the outer shape (outline) of the member, not the cross section or the like.

図1では内燃機関の全体を示している。本実施形態では、方向を特定するために前後・左右の文言を使用するが、機関の前後方向はクランク軸線Oの方向として定義し、左右方向は、クランク軸線O及びシリンダボア軸線と直交した方向として定義している。前と後ろは、タイミングチェーンが配置された側を前として、変速機が配置された側を後ろとしており、念のため、図1等に方向を明示している。 FIG. 1 shows the entire internal combustion engine. In this embodiment, front-back and left-right wording are used to specify the direction, but the front-back direction of the engine is defined as the direction of the crank axis O, and the left-right direction is the direction orthogonal to the crank axis O and the cylinder bore axis. It is defined. As for the front and the rear, the side where the timing chain is arranged is the front and the side where the transmission is arranged is the rear, and the directions are clearly shown in FIG. 1 and the like just in case.

内燃機関は車両のエンジンルームに搭載されているが、内燃機関は、クランク軸が車両の左右方向に長い姿勢となる横置きにして搭載されている。従って、内燃機関の前後方向と車両の前後方向とは、90度相違している。以下で使用する方向は、特に断らない限り機関の方向である。 The internal combustion engine is mounted in the engine room of the vehicle, but the internal combustion engine is mounted horizontally so that the crank shaft is in a long position in the left-right direction of the vehicle. Therefore, the front-rear direction of the internal combustion engine and the front-rear direction of the vehicle are different by 90 degrees. The directions used below are the directions of the institution unless otherwise noted.

シリンダブロック1及びシリンダヘッド2は、吸気マニホールド3が固定されている吸気側面と、排気系が接続されている排気側面とを有しているが、本実施形態の内燃機関は、排気側面が車両の前方に向くように配置している(機関の方向から見ると、排気側面が右を向いて、吸気側面が左を向いている。)。 The cylinder block 1 and the cylinder head 2 have an intake side surface to which the intake manifold 3 is fixed and an exhaust side surface to which the exhaust system is connected. However, in the internal combustion engine of the present embodiment, the exhaust side surface is a vehicle. It is arranged so that it faces the front of the engine (when viewed from the direction of the engine, the exhaust side faces right and the intake side faces left).

図1は内燃機関を後ろから見ており、シリンダブロック1の後部に、スタータモータで駆動されるリングギア4が配置されている。符号5はオイルパン、符号6はオイルフィルターを示している。 FIG. 1 shows the internal combustion engine from the rear, and a ring gear 4 driven by a starter motor is arranged at the rear of the cylinder block 1. Reference numeral 5 indicates an oil pan, and reference numeral 6 indicates an oil filter.

シリンダヘッド2の構造は、図8で表示している。この図から理解できるように、シリンダヘッド2は、基本的には従来と同様の構造であり、周囲には、吸気側長手壁7、排気側長手壁8、フロント壁9、リア壁10を備えていて、上向きに開口している。フロント壁9にはフロント軸受け11を形成し、内部には、中間軸受け12とリア軸受け13とを形成している。 The structure of the cylinder head 2 is shown in FIG. As can be understood from this figure, the cylinder head 2 has basically the same structure as the conventional one, and is provided with an intake side longitudinal wall 7, an exhaust side longitudinal wall 8, a front wall 9, and a rear wall 10 around the cylinder head 2. It is open upwards. A front bearing 11 is formed on the front wall 9, and an intermediate bearing 12 and a rear bearing 13 are formed inside.

例えば図に示すように、シリンダヘッド2の後部には、冷却水分配部14が一体に形成されている(冷却水分配部14は、シリンダヘッド2とは別体に構成することも可能である。)。 For example, as shown in the figure, a cooling water distribution unit 14 is integrally formed at the rear portion of the cylinder head 2 (the cooling water distribution unit 14 can be configured separately from the cylinder head 2). .).

冷却水分配部14には、ラジエータ行きポート15、ラジエータ戻りポート(サーモ室)16、ヒータ戻りポート17、EGR送りポート18などが開口している。各ポート15~18は後ろ向きに開口している。図2に示すラジエータ戻りポート16には、図1に示すサーモキャップ19が固定されている。 The cooling water distribution unit 14 is open with a radiator bound port 15, a radiator return port (thermo chamber) 16, a heater return port 17, an EGR feed port 18, and the like. Each port 15-18 is open backwards. The thermocap 19 shown in FIG. 1 is fixed to the radiator return port 16 shown in FIG. 2.

(2).吸気・排気系の概要
図では省略しているが、シリンダヘッド2の上面にはヘッドカバーが固定されており、ヘッドカバーの上に、吸気ユニット22が配置されている。図6に示すように、吸気ユニット22は、概ねシリンダヘッド2の上に配置されたエアクリーナ23と、エアクリーナ23のダスト室に接続された吸気ダクト24と、吸気ダクト24に接続されたレゾネータ25とを備えている。
(2). Outline of intake / exhaust system Although omitted in the figure, a head cover is fixed to the upper surface of the cylinder head 2, and the intake unit 22 is arranged on the head cover. As shown in FIG. 6, the intake unit 22 includes an air cleaner 23 generally arranged above the cylinder head 2, an intake duct 24 connected to the dust chamber of the air cleaner 23, and a resonator 25 connected to the intake duct 24. It is equipped with.

吸気ダク24bの始端は前向き(車両の方向では右向き)に開口しており、平面視でUターンしてからエアクリーナ23に接続されている。レゾネータ25はエアクリーナ23の手前側に配置されており、吸気ダクト24を流れる吸気は、直進性を持ってレゾネータ25に流入する。レゾネータ25は、エアクリーナ23のダスト室とも連通している。吸気ダクト24のうち方向変換部の上流側には、拡張室26を接続している。 The starting end of the intake duck 24b is open forward (to the right in the direction of the vehicle), and is connected to the air cleaner 23 after making a U-turn in a plan view. The resonator 25 is arranged on the front side of the air cleaner 23, and the intake air flowing through the intake duct 24 flows into the resonator 25 with straightness. The resonator 25 also communicates with the dust chamber of the air cleaner 23. An expansion chamber 26 is connected to the upstream side of the direction changing portion of the intake duct 24.

図1に示すように、エアクリーナ23のクリーン室には、吸気マニホールド3の上に位置した吸気出口27が、下向きに開口するように形成されている。他方、図4,7に示すように、吸気マニホールド3は、サージタンク28と3本の枝管29とを備えており、サージタンク28のうち前より部位に上向きに開口した受け座30を設けて、サージタンク28の受け座30とエアクリーナ23の吸気出口27との間に、図1及び図7に示すスロットルバルブ31が介在している。 As shown in FIG. 1, in the clean chamber of the air cleaner 23, an intake outlet 27 located above the intake manifold 3 is formed so as to open downward. On the other hand, as shown in FIGS. 4 and 7, the intake manifold 3 includes a surge tank 28 and three branch pipes 29, and is provided with a receiving seat 30 which is open upward from the front of the surge tank 28. The throttle valve 31 shown in FIGS. 1 and 7 is interposed between the receiving seat 30 of the surge tank 28 and the intake outlet 27 of the air cleaner 23.

例えば図7,8から理解できるように、吸気マニホールド3は、樹脂製の複数のパーツを上下に重ねて溶着することによって中空に形成されており、図2~4に示すように、枝管29は、サージタンク28を囲うように下から上に向けて1周近くぐるりと回っており、各枝管29の先端は、図7や図11に示すように、シリンダヘッド2の吸気側面32に固定されている。 For example, as can be understood from FIGS. 7 and 8, the intake manifold 3 is formed in a hollow shape by laminating and welding a plurality of resin parts vertically, and as shown in FIGS. 2 to 4, the branch pipe 29 is formed. Circulates around the surge tank 28 from the bottom to the top for nearly one round, and the tip of each branch pipe 29 is attached to the intake side surface 32 of the cylinder head 2 as shown in FIGS. 7 and 11. It is fixed.

図8に示すように、シリンダヘッド2の排気側面33には、1つの排気出口34が開口しており、この排気出口34に、図1,2に示す触媒ケース35が、排気ターボ過給機(図示せず)を介して接続されている。そして、図2に示すように、触媒ケース35の下流端部に、金属パイプよりなるEGR通路上流部分36の始端が接続されている。 As shown in FIG. 8, one exhaust outlet 34 is open on the exhaust side surface 33 of the cylinder head 2, and the catalyst case 35 shown in FIGS. 1 and 2 is provided at the exhaust outlet 34 as an exhaust turbocharger. It is connected via (not shown). Then, as shown in FIG. 2, the start end of the EGR passage upstream portion 36 made of a metal pipe is connected to the downstream end portion of the catalyst case 35.

他方、シリンダヘッド2のうち後部には、吸気側面と排気側面とに貫通したEGR内部通路37が形成されており、EGR内部通路37の始端に、EGR通路上流部分36の終端がフランジ接合によって接続されている。図7に示すように、EGR内部通路37は、概ね上流側の半分程度は水平状の姿勢になって、下流側の半分程度は、EGRガスの流れ方向に向けて徐々に高くなるように傾斜している。また、傾斜部は、断面円弧状のリブで囲われている。 On the other hand, an EGR internal passage 37 penetrating the intake side surface and the exhaust side surface is formed in the rear portion of the cylinder head 2, and the end of the EGR passage upstream portion 36 is connected to the start end of the EGR internal passage 37 by flange joining. Has been done. As shown in FIG. 7, the EGR internal passage 37 is inclined so that about half of the upstream side is in a horizontal posture and about half of the downstream side is gradually increased in the flow direction of the EGR gas. are doing. Further, the inclined portion is surrounded by ribs having an arcuate cross section.

例えば図2,3に示すように、EGR内部通路37の終端には、EGRクーラ40が、継手パイプ41及び下フランジ42を介して接続されており、更に、EGRクーラ40の上端にはEGRバルブ43が接続されている。図4,5に明示するように、EGRクーラ40及びEGRバルブ43は、吸気マニホールド3よりも後ろ側に配置されている。EGRバルブ43はシリンダヘッド2よりも高い位置に配置されており、EGRクーラ40も、大部分がシリンダヘッド2よりも上に位置している。 For example, as shown in FIGS. 2 and 3, an EGR cooler 40 is connected to the end of the EGR internal passage 37 via a joint pipe 41 and a lower flange 42, and an EGR valve is further connected to the upper end of the EGR cooler 40. 43 is connected. As clearly shown in FIGS. 4 and 5, the EGR cooler 40 and the EGR valve 43 are arranged behind the intake manifold 3. The EGR valve 43 is located higher than the cylinder head 2, and the EGR cooler 40 is also mostly located above the cylinder head 2.

本実施形態では、継手パイプ41とEGRクーラ40及びEGRバルブ43によってEGR通路下流側第1部分が構成されており、EGRバルブ43の出口ポート44(図12参照)に、EGR通路下流側第2部分45が接続されており、更に、EGR通路下流側第2部分45の下流端に、EGRガスを吸気マニホールド3における各枝管29の下流部に分けて流すEGR分配通路46が接続されている。EGR通路下流側第2部分45及びEGR分配通路46はアルミ等の鋳造品であるが、両者を一体構造品として製造することも可能である。或いは、樹脂の成形品(複合品)として製造することも可能である。 In the present embodiment, the joint pipe 41, the EGR cooler 40, and the EGR valve 43 form the first portion on the downstream side of the EGR passage, and the outlet port 44 (see FIG. 12) of the EGR valve 43 is connected to the second portion on the downstream side of the EGR passage. A portion 45 is connected, and further, an EGR distribution passage 46 for flowing EGR gas separately to the downstream portion of each branch pipe 29 in the intake manifold 3 is connected to the downstream end of the second portion 45 on the downstream side of the EGR passage. .. The second portion 45 on the downstream side of the EGR passage and the EGR distribution passage 46 are cast products such as aluminum, but both can be manufactured as an integral structure product. Alternatively, it can also be manufactured as a resin molded product (composite product).

(3).EGR装置の要部
EGRクーラ40は、角形のボデーを有していて鉛直方向(上下方向)に長い姿勢になっており、EGRガスは下から上に向けて流れる。そこで、上端には、上フランジ47aを備えた出口パイプ47を設けている。出口パイプ47の曲げ方や上フランジ47aの姿勢を調整することにより、EGRバルブ43の取付け姿勢を任意に設定できる。
(3) .Main part of the EGR device The EGR cooler 40 has a square body and is in a long vertical direction (vertical direction), and the EGR gas flows from the bottom to the top. Therefore, an outlet pipe 47 provided with an upper flange 47a is provided at the upper end. The mounting posture of the EGR valve 43 can be arbitrarily set by adjusting the bending method of the outlet pipe 47 and the posture of the upper flange 47a.

EGRクーラ40は上下長手の姿勢になっているが、図5に明示するように、側面視では、上に行くに従ってシリンダヘッド2から後ろに僅かずつ離れるように鉛直線に対して傾斜しており、また、図7に示すように、背面視では、上に行くに従って吸気マニホールド3から離れるように、鉛直線に対して傾斜している。また、図7のとおり、EGR通路下流側第2部分45は、EGRガスの流れ方向に向けて低くなるように背面視で傾斜している。 The EGR cooler 40 is in a vertically long posture, but as is clearly shown in FIG. 5, in the side view, the EGR cooler 40 is inclined with respect to the vertical line so as to gradually move backward from the cylinder head 2 as it goes up. Further, as shown in FIG. 7, in the rear view, it is inclined with respect to the vertical line so as to move away from the intake manifold 3 as it goes upward. Further, as shown in FIG. 7, the second portion 45 on the downstream side of the EGR passage is inclined in the rear view so as to be lower in the flow direction of the EGR gas.

例えば図9,10に明示するように、EGRクーラ40の後面には、冷却水入口ポート48aと冷却水出口ポート48bとを設けている。冷却水入口ポート48aはボデーの下部に位置して、冷却水出口ポート48bはボデーの上部に位置しており、ボデーの内部には、冷却水が下から上に向けて流れる熱交換エレメントが配置されている。 For example, as clearly shown in FIGS. 9 and 10, a cooling water inlet port 48a and a cooling water outlet port 48b are provided on the rear surface of the EGR cooler 40. The cooling water inlet port 48a is located at the bottom of the body, the cooling water outlet port 48b is located at the top of the body, and inside the body is a heat exchange element through which the cooling water flows from bottom to top. Has been done.

冷却水入口ポート48a及び冷却水出口ポート48bは、ボデーに圧入された継手パイプによって筒状に成っていて後ろ向きに開口(突出)しており、図3に模式的に示すように、シリンダヘッド2のEGR送りポート18とEGRクーラ40の冷却水入口ポート48aとが、EGR送りパイプ49a(図1も参照)で接続されている。 The cooling water inlet port 48a and the cooling water outlet port 48b are formed in a tubular shape by a joint pipe press-fitted into the body and open ( protruding) backward, and as schematically shown in FIG. 3, the cylinder head 2 The EGR feed port 18 and the cooling water inlet port 48a of the EGR cooler 40 are connected by an EGR feed pipe 49a (see also FIG. 1).

図2,3のとおり、冷却水分配部14のEGR送りポート18は、冷却水分配部14のうちシリンダヘッド2の吸気側(左側)の端部に設けており、EGRクーラ40も、冷却水分配部14の外側のうち左側に寄せて配置されている。このため、EGR送りポート18と冷却水入口ポート48aとは、EGR送りパイプ49aの取り回しを許容できる範囲で間隔が狭くなっている。図4に明示するように、EGR送りポート18は水平姿勢であるが、冷却水入口ポート48aは斜め下向きに傾斜している。 As shown in FIGS. 2 and 3, the EGR feed port 18 of the cooling water distribution unit 14 is provided at the end of the cooling water distribution unit 14 on the intake side (left side) of the cylinder head 2, and the EGR cooler 40 is also provided with the cooling water. It is arranged closer to the left side of the outside of the distribution unit 14. Therefore, the distance between the EGR feed port 18 and the cooling water inlet port 48a is narrowed within an allowable range for handling the EGR feed pipe 49a. As is clearly shown in FIG. 4, the EGR feed port 18 is in a horizontal position, but the cooling water inlet port 48a is inclined diagonally downward.

EGR送りパイプ49aは可撓性を有するホースで構成されており、その端部EGR送りポート18及び冷却水入口ポート48aに、弾性に抗して嵌め込まれており、バンドで抜け不能に保持されている。そこで、ポート48a,48bの先端には、EGR送りパイプ49aの抜けを防止するための拡径部が形成されている。図4から理解できるように、EGR送りポート18も継手パイプで筒状に構成されて後ろ向きに突出している(図2,3では、EGR送りポート18は、継手パイプを圧入する前の状態に描いている。)。 The EGR feed pipe 49a is composed of a flexible hose, the ends of which are fitted into the EGR feed port 18 and the cooling water inlet port 48a against elasticity, and are held by a band so as not to be pulled out. ing. Therefore, a diameter-expanded portion for preventing the EGR feed pipe 49a from coming off is formed at the tips of the ports 48a and 48b. As can be understood from FIG. 4, the EGR feed port 18 is also formed in a cylindrical shape with a joint pipe and protrudes backward (in FIGS. 2 and 3, the EGR feed port 18 is drawn in a state before the joint pipe is press-fitted). ing.).

冷却水出口ポート48bには、EGR戻りパイプ49b(図1参照)が接続されている。EGR戻りパイプ49bも可撓性を有するポースで構成されているが、両者とも金属管を使用可能である。なお、図2,3に示すヒータ戻りポート17には、図1に示すヒータ戻りパイプ17aが接続されており、ヒータ戻りパイプ17aとEGR戻りパイプ49bとの他端は、1つのジョイント部材に固定されている。また、図1に示すように、ヒータ戻りパイプ17aとEGR戻りパイプ49bは、背面視でEGR送りパイプ49aと交差している。EGR戻りパイプ49bは、ヒータコアやCVTウォーマなどに接続可能である。 An EGR return pipe 49b (see FIG. 1) is connected to the cooling water outlet port 48b. The EGR return pipe 49b is also made of flexible porcelain, but both can use metal pipes. The heater return pipe 17a shown in FIG. 1 is connected to the heater return port 17 shown in FIGS. 2 and 3, and the other ends of the heater return pipe 17a and the EGR return pipe 49b are fixed to one joint member. Has been done. Further, as shown in FIG. 1, the heater return pipe 17a and the EGR return pipe 49b intersect with the EGR feed pipe 49a in the rear view. The EGR return pipe 49b can be connected to a heater core, a CVT warmer, or the like.

EGRクーラ40の上端部には、EGRバルブ行きポート50を設けている。また、EGRクーラ40のボデーには、他の部材を固定するための補助ブラケット51,52が溶接で固定されている。 A port 50 for the EGR valve is provided at the upper end of the EGR cooler 40. Further, auxiliary brackets 51 and 52 for fixing other members are fixed to the body of the EGR cooler 40 by welding.

図10や図12に示すように、EGRバルブ43は、おおまかには筒状の形態であり、図4,5に示すように、前後方向(クランク軸線方向)に長い姿勢で配置されているが、図4,5の側面視で、吸気マニホールド3から離れるに従って低くなるように、水平に対して傾斜している。すなわち、EGRバルブ43は、EGRクーラ40に接続された端部が低くなるように、水平に近い姿勢に寝た姿勢になっている。 As shown in FIGS. 10 and 12, the EGR valve 43 has a roughly tubular shape, and as shown in FIGS. 4 and 5, the EGR valve 43 is arranged in a long posture in the front-rear direction (crank axis direction). , In the side view of FIGS. 4 and 5, the intake manifold 3 is tilted with respect to the horizontal so as to become lower as the distance from the intake manifold 3 increases. That is, the EGR valve 43 is in a posture close to horizontal so that the end connected to the EGR cooler 40 is lowered.

図13(A)に示すように、EGRバルブ43の一端部(後端部)にはフランジ部53を形成しており、フランジ部53が、EGRクーラ40の上フランジ47aに固定されている。フランジ部53の中央部には、EGRガスが流れる入口穴54が下向きに開口している。図12に示すように、EGRバルブ43のうちフランジ部53に寄った部位に、横向き(左向き)に露出した締結座面55が形成されており、この締結座面55に、EGRガス出口穴56が横向き(左向き)に開口している。 As shown in FIG. 13A, a flange portion 53 is formed at one end (rear end) of the EGR valve 43, and the flange portion 53 is fixed to the upper flange 47a of the EGR cooler 40. An inlet hole 54 through which EGR gas flows is opened downward in the central portion of the flange portion 53. As shown in FIG. 12, a fastening seat surface 55 exposed sideways (leftward) is formed in a portion of the EGR valve 43 closer to the flange portion 53, and the EGR gas outlet hole 56 is formed in the fastening seat surface 55. Is open sideways (to the left).

EGR通路下流側第2部分45の始端部は、フランジ57を介してEGRバルブ43の締結座面55に固定されている。フランジ57は2本のボルトで固定されており、締結座面55には、EGR通路下流側第2部分45のフランジ57を固定するために、ボルトが螺合する2つのタップ穴58を形成している。 The starting end of the second portion 45 on the downstream side of the EGR passage is fixed to the fastening seat surface 55 of the EGR valve 43 via the flange 57. The flange 57 is fixed with two bolts, and two tap holes 58 to which the bolts are screwed are formed on the fastening seat surface 55 in order to fix the flange 57 of the second portion 45 on the downstream side of the EGR passage. ing.

EGRバルブ43の他端部(前端部)には、電磁ソレノイド等のアクチュエータを備えた制御部59を設けている。制御部59によってニードル弁等の弁体を操作することにより、EGRガスの吐出量が制御される。制御部59には、ケーブルを接続するコネクタ60が横向きに突設されている。また、EGRバルブ43は水冷式であり、上面に、冷却水の流入ポート61と流出ポート62とを設けており、冷却水の流入ポート61は、EGRクーラ40に設けたEGRバルブ行きポート50とEGRバルブ行きパイプ50aによって接続されている。冷却水の流入ポート61と流出ポート62とは逆に配置してもよい。 A control unit 59 provided with an actuator such as an electromagnetic solenoid is provided at the other end (front end) of the EGR valve 43. By operating a valve body such as a needle valve by the control unit 59, the discharge amount of EGR gas is controlled. A connector 60 for connecting a cable is provided laterally in the control unit 59. Further, the EGR valve 43 is a water-cooled type, and an inflow port 61 and an outflow port 62 for cooling water are provided on the upper surface thereof, and the inflow port 61 for cooling water is a port 50 for the EGR valve provided in the EGR cooler 40. It is connected by a pipe 50a to the EGR valve. The inflow port 61 and the outflow port 62 of the cooling water may be arranged in the opposite direction.

既述のとおり、EGR通路下流側第2部分45は、図4,5の側面視で、下流端に向けて低くなるように傾斜している。また、図7に示すように、背面視でも、下流端に向けて低くなるように傾斜している。また、EGR通路下流側第2部分45の下流端部にはフランジ63を設けており、フランジ63が、EGR分配通路46の後端部にボルト(スタッドボルト)及びナットで固定されている。 As described above, the second portion 45 on the downstream side of the EGR passage is inclined so as to be lowered toward the downstream end in the side view of FIGS. 4 and 5. Further, as shown in FIG. 7, even in the rear view, it is inclined so as to be lowered toward the downstream end. Further, a flange 63 is provided at the downstream end of the second portion 45 on the downstream side of the EGR passage, and the flange 63 is fixed to the rear end of the EGR distribution passage 46 with bolts (stud bolts) and nuts.

例えば図3から容易に理解できるように、EGR分配通路46は、前後長手の幹通路64と、幹通路64から分岐した3つの枝通路65とを有しており、幹通路64の後端部にEGR通路下流側第2部分45の下流端が接続されている一方、各枝通路65は、それぞれ枝管29の下流部に上から接続されている。なお、枝通路65は、吸気マニホールド3の枝管29に対してボルトで固定されているが、EGR分配通路46を樹脂製として、吸気マニホールド3に溶着することも可能である。 For example, as can be easily understood from FIG. 3, the EGR distribution passage 46 has an anteroposterior longitudinal trunk passage 64 and three branch passages 65 branched from the trunk passage 64, and has a rear end portion of the trunk passage 64. While the downstream end of the second portion 45 on the downstream side of the EGR passage is connected to the EGR passage, each branch passage 65 is connected to the downstream portion of the branch pipe 29 from above. Although the branch passage 65 is bolted to the branch pipe 29 of the intake manifold 3, the EGR distribution passage 46 may be made of resin and welded to the intake manifold 3.

(4).EGRバルブを支持するブラケット
図8から容易に理解できるように、EGRクーラ40及びEGRバルブ43は、大まかには、シリンダヘッド2の後部に形成した冷却水分配部14の上方に配置されており、シリンダヘッド2の四隅のうち、吸気側長手壁7とリア壁10との連接部である第1コーナー部68の近傍に配置されている。そして、EGRバルブ43が、第1コーナー部68の上面に固定された金属板製のブラケット69に、スタッドボルト70及びナット(図12参照)で固定されている。
(4). Bracket supporting the EGR valve As can be easily understood from FIG. 8, the EGR cooler 40 and the EGR valve 43 are roughly arranged above the cooling water distribution unit 14 formed at the rear of the cylinder head 2. Of the four corners of the cylinder head 2, they are arranged in the vicinity of the first corner portion 68, which is the connecting portion between the intake side longitudinal wall 7 and the rear wall 10. Then, the EGR valve 43 is fixed to a metal plate bracket 69 fixed to the upper surface of the first corner portion 68 with a stud bolt 70 and a nut (see FIG. 12).

図12,13のとおり、ブラケット69は、シリンダヘッド2の第1コーナー部68の上面にスタッドボルト71及びナットで固定された底板73と、底板73から立ち上がった第1側板74と、底板73から立ち上がると共に第1側板74と繋がった第2側板75とを備えている。第1側板74と第2側板75とは概ねL形に交差しており、第1側板74の上端部に、EGRバルブ43の締結座面55の下端部がボルト76(図12参照)で固定されている。このため、第1側板74の上端部にはボルト挿通穴77が空いて、EGRバルブ43の締結座面55の下端部にはタップ穴78が空いている。 As shown in FIGS. 12 and 13, the bracket 69 is provided from the bottom plate 73 fixed to the upper surface of the first corner portion 68 of the cylinder head 2 with stud bolts 71 and nuts, the first side plate 74 rising from the bottom plate 73, and the bottom plate 73. It has a second side plate 75 that stands up and is connected to the first side plate 74. The first side plate 74 and the second side plate 75 intersect in an L shape, and the lower end of the fastening seat surface 55 of the EGR valve 43 is fixed to the upper end of the first side plate 74 with a bolt 76 (see FIG. 12). Has been done. Therefore, a bolt insertion hole 77 is formed in the upper end portion of the first side plate 74, and a tap hole 78 is formed in the lower end portion of the fastening seat surface 55 of the EGR valve 43.

第1側板74は概ね前後方向に広がって、第2側板75は概ね左右方向に広がっている。これは、EGRバルブ43が概ね前後方向に長い姿勢になっていることと符合している。第1側板74の中途高さ位置には前向き張り出し部74aが形成されており、前向き張り出し部74aに、他の部材を取り付けるための補助ブラケット79が溶接で固定されている。 The first side plate 74 spreads substantially in the front-rear direction, and the second side plate 75 spreads substantially in the left-right direction. This is consistent with the fact that the EGR valve 43 is in a generally long posture in the front-rear direction. A forward overhanging portion 74a is formed at a midway height position of the first side plate 74, and an auxiliary bracket 79 for attaching another member is fixed to the forward overhanging portion 74a by welding.

また、第1側板74のうち第2側板75と反対側に向いた左側面に、上下長手の補強リブ板80が溶接で固定されている。補強リブ板80は、ブラケット69よりも厚くなっており、その端面が第1側板74に重なっている。また、補強リブ板80の上下中途部には、第1側板74に向けて開口した切欠き部81が形成されており、切欠き部81よりも上の部分は、前向き張り出し部64aの箇所において第1側板74に溶接されており、切欠き部81よりも下の部分は、第1側板74の縁部に溶接されている。 Further, the vertically elongated reinforcing rib plate 80 is fixed by welding to the left side surface of the first side plate 74 facing the side opposite to the second side plate 75. The reinforcing rib plate 80 is thicker than the bracket 69, and its end face overlaps with the first side plate 74. Further, a notch 81 opened toward the first side plate 74 is formed in the upper and lower middle portions of the reinforcing rib plate 80, and the portion above the notch 81 is a portion of the forward overhanging portion 64a. It is welded to the first side plate 74, and the portion below the notch 81 is welded to the edge portion of the first side plate 74.

図6を引用して説明したように、吸気ユニット22は広い範囲に広がっていて機関本体の大部分を覆っているが、図6に明示するように、EGRバルブ43及びEGRクーラ40は、吸気ユニット22では覆われていない。すなわち、エアクリーナ23と吸気ダクト24とで形成された入り隅部に、EGRバルブ43及びEGRクーラ40が配置されている。図4では、エンジンルームを覆うフード(ボンネット)82を一点鎖線で模式的に表示している。 As described with reference to FIG. 6, the intake unit 22 extends over a wide area and covers most of the engine body, but as is shown in FIG. 6, the EGR valve 43 and the EGR cooler 40 take intake air. Not covered by unit 22. That is, the EGR valve 43 and the EGR cooler 40 are arranged at the entrance corner formed by the air cleaner 23 and the intake duct 24. In FIG. 4, the hood (bonnet) 82 covering the engine room is schematically shown by a alternate long and short dash line.

(5).まとめ
本実施形態では、EGRクーラ40はシリンダヘッド2の第1コーナー部68の近くに配置されているため、冷却水分配部14のEGR送りポート18とEGRクーラ40の冷却水入口ポート48aとを接続するEGR送りパイプ49aの長さは短かくなっている。従って、内燃機関の軽量化に貢献できる。また、EGR送りポート18はEGRクーラ40への専用のポートになっているため、EGRクーラ40への冷却水の送り込みを確実に行える。従って、EGRクーラで必要な流量を確保して、EGRガスをしっかりと冷却できる。
(5). Summary In this embodiment, since the EGR cooler 40 is arranged near the first corner portion 68 of the cylinder head 2, the EGR feed port 18 of the cooling water distribution portion 14 and the cooling water inlet of the EGR cooler 40 The length of the EGR feed pipe 49a connecting to the port 48a is short. Therefore, it can contribute to the weight reduction of the internal combustion engine. Further, since the EGR feed port 18 is a dedicated port to the EGR cooler 40, it is possible to reliably feed the cooling water to the EGR cooler 40. Therefore, the required flow rate can be secured by the EGR cooler, and the EGR gas can be cooled firmly.

そして、EGR送りパイプ49aの接続工程では、一端を一方のポートに弾性に抗して嵌め込んでから、EGR送りパイプ49aを曲げ変形させて他端を弾性に抗して他方のポートに嵌め込むことになるが、EGR送りパイプ49aの長さが短い場合は、冷却水分配部14のEGR送りポート18とEGRクーラ40の冷却水入口ポート48aとの姿勢が大きく相違していると、一端を一方のポートに嵌め込んでから変形させて他端を他方のポートに嵌め込むに際して、EGR送りパイプ49aを曲げ変形させにくいと共に、EGR送りパイプ49aに力を掛けにくいため、接続作業(EGR送りパイプ49aの取り回し)が面倒になるおそれがある。 Then, in the connection step of the EGR feed pipe 49a, one end is fitted into one port against elasticity, then the EGR feed pipe 49a is bent and deformed, and the other end is fitted into the other port against elasticity. However, if the length of the EGR feed pipe 49a is short, the postures of the EGR feed port 18 of the cooling water distribution unit 14 and the cooling water inlet port 48a of the EGR cooler 40 are significantly different. When fitting into one port and then deforming and fitting the other end into the other port, it is difficult to bend and deform the EGR feed pipe 49a, and it is difficult to apply force to the EGR feed pipe 49a, so connection work (EGR feed pipe) (Handling of 49a) may be troublesome.

これに対して、本実施形態では、2つのポート18,48aは同じ方向に開口しているため、EGR送りパイプ49aは単純なU形に曲げるだけでよい。従って、EGR送りパイプ49aが短くても、曲げ変形させてその他端を他方のポートに嵌め込むにおいて、曲げることを無理なく容易に行えると共に、EGR送りパイプ49aの他端部をしっかりと持って他方のポートに強い力で差し込むことができる。従って、EGR送りパイプ49aの接続作業を、能率良く確実に行える。 On the other hand, in the present embodiment, since the two ports 18, 48a are open in the same direction, the EGR feed pipe 49a need only be bent into a simple U shape. Therefore, even if the EGR feed pipe 49a is short, it can be easily bent by bending and deforming and fitting the other end into the other port, and the other end is firmly held by the other end of the EGR feed pipe 49a. It can be inserted into the port with a strong force. Therefore, the connection work of the EGR feed pipe 49a can be performed efficiently and reliably.

内燃機関は、工場のラインで1つのユニットとして組み立ててから車両のエンジンルームに搭載されるが、内燃機関を組み立てるに際しては、冷却水分配部14の後ろ側はオープンな空間になっている。従って、本実施形態のように、EGR送りポート18と冷却水入口ポート48aとを機関の後ろ向きに開口させると、障害物がない状態でEGR送りパイプ49aを接続できるため、作業の容易性を一層高くできる利点がある。 The internal combustion engine is assembled as one unit on the factory line and then mounted in the engine room of the vehicle. When assembling the internal combustion engine, the rear side of the cooling water distribution unit 14 is an open space. Therefore, if the EGR feed port 18 and the cooling water inlet port 48a are opened rearward of the engine as in the present embodiment, the EGR feed pipe 49a can be connected without any obstacles, which further enhances the ease of work. There is an advantage that it can be increased.

また、実施形態では、EGRクーラ40の冷却水出口ポート48bも後ろ向きに開口ささせているが、このように構成すると、冷却水出口ポート48bへのEGR戻りパイプ49bの嵌め込みも容易に行える利点がある。 Further, in the embodiment, the cooling water outlet port 48b of the EGR cooler 40 is also opened backward, but with such a configuration, there is an advantage that the EGR return pipe 49b can be easily fitted into the cooling water outlet port 48b. be.

図8を引用して説明したように、本実施形態では、EGRクーラ40のシリンダヘッド2の第1コーナー部68の外側に配置されている。このため、EGRクーラ40は、冷却水分配部14に接続されたパイプ類の邪魔になることはない。また、冷却水分配部14のEGR送りポート18も第1コーナー部68の箇所に形成されているため、EGR送りパイプ49aを短くすることに貢献している。 As described with reference to FIG. 8, in the present embodiment, it is arranged outside the first corner portion 68 of the cylinder head 2 of the EGR cooler 40. Therefore, the EGR cooler 40 does not interfere with the pipes connected to the cooling water distribution unit 14. Further, since the EGR feed port 18 of the cooling water distribution unit 14 is also formed at the position of the first corner portion 68, it contributes to shortening the EGR feed pipe 49a.

本実施形態では、EGRバルブ43がEGR通路の最も高い位置に配置されているため、EGRバルブ43が閉じていても、EGR通路に発生した凝縮水は、EGRバルブ43の上流側においても下流側においても下方に流下していく。このため、凝縮水が溜まることによる腐食の問題や凍結の問題を解消できる。 In the present embodiment, since the EGR valve 43 is arranged at the highest position of the EGR passage, even if the EGR valve 43 is closed, the condensed water generated in the EGR passage is on the upstream side and the downstream side of the EGR valve 43. It also flows downward. Therefore, the problem of corrosion and the problem of freezing due to the accumulation of condensed water can be solved.

本実施形態では、図4,5に明示するように、EGRクーラ40は、側面視で上に行くに従って吸気マニホールド3から離れるように傾斜している。このため、EGRクーラ40がヘッドカバーに当たることを防止できる。換言すると、EGRクーラ40を、ヘッドカバーに当たらない状態で縦型姿勢に配置できる。 In the present embodiment, as clearly shown in FIGS. 4 and 5, the EGR cooler 40 is inclined so as to move away from the intake manifold 3 as it goes upward in the side view. Therefore, it is possible to prevent the EGR cooler 40 from hitting the head cover. In other words, the EGR cooler 40 can be arranged in a vertical position without hitting the head cover.

本願発明は、上記の他にも様々に具体化できる。例えば、EGR送りポート18及び冷却水入口ポート48aはストレートタイプの継手パイプを設けているが、L形やく字形の継手パイプで構成することも可能である。 The invention of the present application can be embodied in various ways other than the above. For example, the EGR feed port 18 and the cooling water inlet port 48a are provided with straight type joint pipes, but they can also be configured with L-shaped or doglegged joint pipes.

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 invention of the present application can be embodied in an internal combustion engine. Therefore, it can be used industrially.

1 機関本体を構成するシリンダブロック
2 機関本体を構成するシリンダヘッド
3 吸気マニホールド
14 冷却水分配部
18 EGR送りポート
35 触媒ケース
36 EGR通路上流部分
37 EGR内部通路
40 EGRクーラ
41 継手パイプ
43 EGRバルブ
45 EGR通路下流側第2部分
46 EGR分配通路
48a EGRクーラの冷却水入口ポート
48b EGRクーラの冷却水出口ポート
49a EGR送りパイプ
49b EGR戻りパイプ
1 Cylinder block that constitutes the main body of the engine 2 Cylinder head that constitutes the main body of the engine 3 Intake manifold 14 Cooling water distribution section 18 EGR feed port 35 Catalyst case 36 EGR passage upstream part 37 EGR internal passage 40 EGR cooler 41 Joint pipe 43 EGR valve 45 EGR passage downstream second part 46 EGR distribution passage 48a EGR cooler cooling water inlet port 48b EGR cooler cooling water outlet port 49a EGR feed pipe 49b EGR return pipe

Claims (1)

シリンダヘッドと水冷式のEGRクーラとを備えており、
前記シリンダヘッドのうちタイミングチェーン配置部と反対側の後端部に、前記EGRクーラに冷却水を送る筒状のEGR送りポートを前記タイミングチェーンと反対側の方向である後ろ向きに突出させた冷却水分配部が設けられている一方、
前記EGRクーラは、前記EGR送りポートに冷却水送りパイプを介して接続された筒状の冷却水入口ポートと、冷却水戻りパイプが接続される筒状の冷却水出口ポートとを有して、前記冷却水入口ポート及び冷却水出口ポートとを後ろ向きに突出させた状態で前記冷却水分配部の外側に配置されており、
前記EGRクーラの冷却水入口ポートは、後ろに行くに従って前記EGR送りポートに近づくように傾斜している、
内燃機関。
Equipped with a cylinder head and a water-cooled EGR cooler,
Cooling water having a tubular EGR feed port that sends cooling water to the EGR cooler projecting backward in the direction opposite to the timing chain at the rear end of the cylinder head on the side opposite to the timing chain arrangement portion. While a distribution unit is provided,
The EGR cooler has a tubular cooling water inlet port connected to the EGR feed port via a cooling water feed pipe, and a tubular cooling water outlet port to which a cooling water return pipe is connected. The cooling water inlet port and the cooling water outlet port are arranged on the outside of the cooling water distribution unit in a state of protruding backward .
The cooling water inlet port of the EGR cooler is inclined toward the EGR feed port as it goes backward.
Internal combustion engine.
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