JP7063679B2 - EGR device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関のEGR装置に関するものである。 The present invention relates to an EGR device for an internal combustion engine.

自動車用等の内燃機関において、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装置を設けることは広く行われている。EGR装置は、EGRガスを冷却するために、水冷式等のEGRクーラを備えていることが多い。 In internal combustion engines for automobiles and the like, it is widely practiced to provide an EGR device that recirculates a part of exhaust gas to an intake system in order to promote purification of exhaust gas. The EGR device is often equipped with an EGR cooler such as a water-cooled type for cooling the EGR gas.

EGRクーラを備えEGR装置の例として、特許文献1には、触媒ケースの下流端部にEGR取り出しパイプ(上流側EGRパイプ)の下端を接続して、EGR取り出しパイプの上端に上下長手のEGRクーラを接続し、EGRクーラの上端をEGRバルブに接続した構成において、機関本体の排気側面と対向した方向から見て、EGR取り出しパイプを略逆L形の姿勢に形成することにより、触媒ケースの熱膨張をEGR取り出しパイプの曲がり変形で吸収することが開示されている。 As an example of an EGR apparatus provided with an EGR cooler, in Patent Document 1, the lower end of an EGR take-out pipe (upstream EGR pipe) is connected to the downstream end of a catalyst case, and the upper and lower EGRs are vertically elongated at the upper end of the EGR take-out pipe. In a configuration in which a cooler is connected and the upper end of the EGR cooler is connected to the EGR valve, the EGR take-out pipe is formed in a substantially inverted L-shaped posture when viewed from the direction facing the exhaust side of the engine body, so that the catalyst case can be used. It is disclosed that the thermal expansion is absorbed by the bending deformation of the EGR take-out pipe.

特許第5805206号公報Japanese Patent No. 5805206

特許文献1では、EGR取り出しパイプの下端は、機関本体の排気側面と直交した方向から見て、触媒ケースの前面に接続している。従って、EGR取り出しパイプは、機関本体の排気側面の外側に大きく張り出しているが、この構成では、機関本体の排気側面の外側に他の部材を配置するにおいて、他の部材はEGR取り出しパイプに当たらないように配置位置を選択しなければならないため、機関の設計の自由性が損なわれると共に、機関が大型化することが懸念される。 In Patent Document 1, the lower end of the EGR take-out pipe is connected to the front surface of the catalyst case when viewed from a direction orthogonal to the exhaust side surface of the engine body. Therefore, the EGR take-out pipe greatly overhangs the outside of the exhaust side surface of the engine body, but in this configuration, when other members are arranged outside the exhaust side surface of the engine body, the other members hit the EGR take-out pipe. Since it is necessary to select the placement position so that it does not exist, there is a concern that the freedom of design of the engine will be impaired and the size of the engine will increase.

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

本願発明のEGR装置は、
「機関本体の排気側面部に、排気ガスを浄化する触媒が内蔵された上下長手の触媒ケースと、前記触媒ケースのうち前記触媒よりも下流側の部位から分岐したEGR取り出しパイプと、前記EGR取り出しパイプの終端に接続されたEGRクーラとを配置している」
という基本構成である。
The EGR apparatus of the present invention is
"A vertically long catalyst case in which a catalyst for purifying exhaust gas is built in the exhaust side surface of the engine body, an EGR take-out pipe branched from a portion of the catalyst case downstream of the catalyst, and the EGR take-out. We have placed an EGR cooler connected to the end of the pipe. "
It is a basic configuration.

そして、請求項1の発明は、上記基本構成において、
クランク軸線方向を前後方向として、前記EGRクーラは、前記機関本体の排気側面と対向した方向から見た側面視において前記触媒ケースを挟んで前後に分かれた2つのエリアのうち一方のエリアに配置されて、
前記EGR取り出しパイプは、前記触媒ケースのうち前記一方のエリアに向いた面に接続されて、一部が前記触媒ケースと機関本体との間を通るように蛇行して前記EGRクーラに向かっており、
かつ、前記EGRクーラの出口は、前記一方のエリアにおいて中間パイプを介して前記機関本体に接続されている」
という構成になっている。
The invention of claim 1 is based on the above basic configuration.
"The EGR cooler is arranged in one of two areas divided into front and rear across the catalyst case when viewed from the side facing the exhaust side surface of the engine body with the crank axis direction as the front-rear direction. Being done
The EGR take-out pipe is connected to the surface of the catalyst case facing the one area, and a part of the EGR take-out pipe meanders toward the EGR cooler so as to pass between the catalyst case and the engine body. ,
Moreover, the outlet of the EGR cooler is connected to the engine body via an intermediate pipe in the one area. "
It is configured as.

また、請求項2の発明は、上記基本構成において、
クランク軸線方向を前後方向として、前記EGR取り出しパイプは、前記機関本体の排気側面と対向した方向から見た側面視において前記触媒ケースを挟んで前後に分かれた2つのエリアのうち一方のエリアに露出してから、いったん前記触媒ケースと機関本体との間に入ってのち前記一方のエリアに露出するように、前記側面視においてS字形に曲がっており、
かつ、前記EGR取り出しパイプのうち前記触媒ケースと機関本体との間に入り込んだ部位は、前記側面視において前記触媒ケースの軸心よりも前記一方のエリアの側に配置されている」
という構成になっている。
Further, the invention of claim 2 is based on the above basic configuration.
" With the crank axis direction as the front-rear direction, the EGR take-out pipe is placed in one of two areas divided into front and rear across the catalyst case when viewed from the side facing the exhaust side surface of the engine body. After being exposed, it is bent in an S shape in the side view so that it once enters between the catalyst case and the engine body and then is exposed to the one area.
Moreover, the portion of the EGR take-out pipe that has entered between the catalyst case and the engine body is arranged on the side of the one area of the axis of the catalyst case in the side view. "
It is configured as.

本願発明は、更に様々な構成を有している。その例として請求項3の発明では、請求項1又は2において、
「前記EGR取り出しパイプは、前記側面視において上下方向と前記前後方向とに離れた複数の曲がり部を有するように立体的に曲がっている」
という構成になっている。
The invention of the present application further has various configurations. As an example, in the invention of claim 3, in claim 1 or 2,
"The EGR take-out pipe is three-dimensionally bent so as to have a plurality of bent portions separated in the vertical direction and the front-rear direction in the side view."
It is configured as.

請求項1~3のうちのいずれかの展開例として、請求項4では、
前記EGRクーラは、下端には前記EGR取り出しパイプが接続される排気ガス入口が開口して上端には排気ガス出口が開口している上下長手の形態であり、前記排気ガス入口が前記触媒ケースと機関本体との間に向けて開口している」
という構成になっている。
As an example of development of any one of claims 1 to 3 , claim 4
"The EGR cooler has a vertically elongated shape in which an exhaust gas inlet to which the EGR take-out pipe is connected is opened at the lower end and an exhaust gas outlet is opened at the upper end, and the exhaust gas inlet is the catalyst case. Is open toward the main body of the engine. "
It is configured as.

なお、請求項1の発明は請求項2の発明とは相反するものではない。互いに組み合わせると好適である。 The invention of claim 1 does not contradict the invention of claim 2. It is suitable to combine them with each other.

本願発明では、EGR取り出しパイプは蛇行した形態になっていて容易に曲がり変形するため、排気通路が熱膨張して、伸びを的確に吸収できる。従って、排気通路の熱膨張のためにEGRクーラが強く引っ張られることはなくて、EGRクーラを安定的に保持できる。 In the present invention, the EGR take-out pipe has a meandering shape and is easily bent and deformed, so that even if the exhaust passage is thermally expanded, the elongation can be accurately absorbed. Therefore, the EGR cooler is not strongly pulled due to the thermal expansion of the exhaust passage, and the EGR cooler can be stably held.

そして、EGR取り出しパイプはその一部が触媒ケースの後ろ(触媒ケースと機関本体との間の空間)に位置しており、EGR取り出しパイプの全体が触媒ケースの外側(シリンダブロックと反対側)にはみ出ない状態に配置できる。すなわち、触媒ケースと機関本体との間の空間はデットスペースになっているが、このデッドスペースを利用して、EGR取り出しパイプを蛇行した形態に形成できる。 A part of the EGR take-out pipe is located behind the catalyst case (the space between the catalyst case and the engine body), and the entire EGR take-out pipe is on the outside of the catalyst case (on the opposite side of the cylinder block). It can be placed in a state where it does not protrude. That is, the space between the catalyst case and the engine body is a dead space, and this dead space can be used to form the EGR take-out pipe in a meandering form.

従って、他の部材を機関本体の排気通路(触媒ケース)の外側に配置するにおいて、EGR取り出しパイプが邪魔になることはなくて、設計の自由性を向上できると共に、内燃機関のコンパクト化にも貢献できる。 Therefore, when the other members are arranged outside the exhaust passage (catalyst case) of the engine body, the EGR take-out pipe does not get in the way, the design freedom can be improved, and the internal combustion engine can be made compact. I can contribute.

本願発明では、排気通路が熱膨張して伸び変形すると、EGRクーラは、機関本体への取付け部を支点にして回動するような作用を受ける。従って、EGRクーラに引っ張り力が作用することは殆ど無く、機関本体との接合部が破損したり変形したりすることを防止できる。 In the present invention, when the exhaust passage is thermally expanded and expanded and deformed, the EGR cooler is subjected to an action of rotating with the attachment portion to the engine body as a fulcrum. Therefore, the tensile force hardly acts on the EGR cooler, and it is possible to prevent the joint with the engine body from being damaged or deformed.

従って、本願発明では、この面でも、特許文献1のように排気通路の外側にはみ出たEGR取り出しパイプは不要であり、その結果、計の自由性を向上できると共に、内燃機関のコンパクト化にも貢献できる。 Therefore, in this aspect as well, the invention of the present application does not require the EGR take-out pipe protruding to the outside of the exhaust passage as in Patent Document 1, and as a result, the freedom of design can be improved and the internal combustion engine can be made compact. Can also contribute.

排気通路には一般に触媒ケースを配置しているが、触媒ケースは相当の外径があるため、側面視において、触媒ケースの側方には大きな空間が空いている。そして、本願発明では、触媒ケースの側方の空間(一方のエリア)を有効利用してEGRクーラを配置できるが、実施形態のように、機関本体の排気側面と対向した方向から見て、EGRクーラをその横断面形状が奥行き方向に長い(クランク軸線及び気筒軸線と直交した方向に長い)形状に形成すると、機関の側面視でのEGRクーラの配置面積(投影面積)を小さくできるため、他の部材を配置するにおいて、EGRクーラとの干渉を回避するように設計する手間を抑制して、設計の自由性向上に貢献できる。 A catalyst case is generally arranged in the exhaust passage, but since the catalyst case has a considerable outer diameter, a large space is vacant on the side of the catalyst case in terms of side view. In the present invention, the EGR cooler can be arranged by effectively utilizing the space (one area) on the side of the catalyst case, but as in the embodiment , the EGR is viewed from the direction facing the exhaust side surface of the engine body. If the cooler is formed so that its cross-sectional shape is long in the depth direction (long in the direction orthogonal to the crank axis and cylinder axis ), the placement area (projected area) of the EGR cooler in the side view of the engine can be reduced. In arranging the members of the above, it is possible to suppress the trouble of designing so as to avoid interference with the EGR cooler, and to contribute to the improvement of design freedom.

請求項3のようにEGR取り出しパイプを立体的に曲げると、EGR取り出しパイプは上下方向・前後方向(クランク軸線方向)・左右方向(機関本体の排気側面と対向した方向)のいずれの方向にも容易に曲がり変形するため、触媒ケースが熱膨張したり前後方向や左右方向に振れ動いたりしても、それら熱膨張や振れ動きを曲がり変形によって容易に吸収できる。
実施形態のようにEGRクーラの取り付けにブラケットを使用すると、EGRクーラの取付けがブラケットによって補強されるため、EGRクーラの安定性を更に向上できる。
When the EGR take-out pipe is three-dimensionally bent as in claim 3, the EGR take-out pipe can be used in any of the vertical direction, the front-rear direction (crank axis direction) , and the left-right direction (the direction facing the exhaust side surface of the engine body) . Since the catalyst case bends and deforms easily, even if the catalyst case thermally expands or swings in the front-back direction or the left-right direction, the thermal expansion and swinging movement can be easily absorbed by the bending deformation.
When the bracket is used for mounting the EGR cooler as in the embodiment, the mounting of the EGR cooler is reinforced by the bracket, so that the stability of the EGR cooler can be further improved.

内燃機関の概略側面図である。It is a schematic side view of an internal combustion engine. 図1のII-II 視図(後面図)である。It is a view (rear view) of II-II of FIG. 図1の部分拡大図である。It is a partially enlarged view of FIG. (A)は図3のIVA-IVA視後面図、(B)は図3のIVA-IVA視一部破断平面図である。(A) is a rear view of IVA-IVA in FIG. 3, and (B) is a partially broken plan view of IVA-IVA in FIG.

(1).概要
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下では、方向を特定するため前後や側面視等の文言を使用するが、前後方向は請求項のとおりクランク軸線方向であり、タイミングチェーンやクランクプーリ(いずれも図示せず)を設けている側を前としている。上下方向は鉛直方向であり、左右方向は、鉛直方向及びクランク軸線方向と直交した方向(機関本体の排気側面と対向した方向)である。念のため、図面に方向を明示している。
(1). Overview Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, words such as front-back and side view are used to specify the direction, but the front-back direction is the crank axis direction as claimed , and the side where the timing chain and the crank pulley (neither are shown) are provided. Is in front. The vertical direction is the vertical direction, and the left-right direction is the direction orthogonal to the vertical direction and the crank axis direction (the direction facing the exhaust side surface of the engine body) . Just in case, the direction is clearly shown in the drawing.

内燃機関の基本構成は従来と同様であり、図1,2に示すように、機関本体の中核部材として、シリンダボア(図示せず)が複数形成されたシリンダブロック1と、その頂面に固定されたシリンダヘッド2とを備えている。なお、図1において描いている平行斜線はシリンダブロック1の後端面の表示であり、断面の表示ではない。 The basic configuration of the internal combustion engine is the same as the conventional one, and as shown in FIGS. 1 and 2, the cylinder block 1 in which a plurality of cylinder bores (not shown) are formed as the core member of the engine body and the cylinder block 1 are fixed to the top surface thereof. It also has a cylinder head 2. The parallel diagonal lines drawn in FIG. 1 indicate the rear end surface of the cylinder block 1, not the cross section.

シリンダブロック1の下面にはオイルパン3が固定されており、シリンダヘッド2の上面にはヘッドカバー4が固定されている。また、シリンダヘッド2の後面には,冷却水分配ユニット5が配置されている。シリンダブロック1とシリンダヘッド2の前面には、タイミングチェーンを覆うフロントカバー6が固定されており、ヘッドカバー4の前端部はフロントカバー6にボア軸線方向から重なっている。シリンダブロック1及びオイルパン3の後面に、ミッションケース7が多数のボルトで固定されている。 An oil pan 3 is fixed to the lower surface of the cylinder block 1, and a head cover 4 is fixed to the upper surface of the cylinder head 2. Further, a cooling water distribution unit 5 is arranged on the rear surface of the cylinder head 2. A front cover 6 that covers the timing chain is fixed to the front surfaces of the cylinder block 1 and the cylinder head 2, and the front end portion of the head cover 4 overlaps the front cover 6 from the bore axis direction. The mission case 7 is fixed to the rear surfaces of the cylinder block 1 and the oil pan 3 with a large number of bolts.

本実施形態のシリンダヘッド2は排気集合部を内蔵したタイプであり、排気側面に1つの排気出口が開口しており、この排気出口に、排気通路の一部として、エルボ管8を介して触媒ケース9が接続されている。エルボ管8はフランジ板10を備えており、フランジ板10がボルト(及びナット)でシリンダヘッド2に固定されている。 The cylinder head 2 of the present embodiment is a type having a built-in exhaust collecting portion, and one exhaust outlet is opened on the exhaust side surface, and a catalyst is provided at this exhaust outlet via an elbow pipe 8 as a part of an exhaust passage. Case 9 is connected. The elbow pipe 8 includes a flange plate 10, and the flange plate 10 is fixed to the cylinder head 2 with bolts (and nuts).

触媒ケース9は上下長手の形態であり、触媒が内蔵されたストレート部9aと、その上端に一体に設けた上窄まりのアッパーコーン部9bと、ストレート部9aの下端に一体に設けた下窄まりのロアコーン部9cとを有しており、ロアコーン部9cの下端に、フランジ板11を備えた排気継手管12が一体に設けられている。 The catalyst case 9 has a vertically elongated shape, and has a straight portion 9a containing a catalyst, an upper cone portion 9b having an upper constriction integrally provided at the upper end thereof, and a lower constriction integrally provided at the lower end of the straight portion 9a. It has a lower cone portion 9c, and an exhaust joint pipe 12 provided with a flange plate 11 is integrally provided at the lower end of the lower cone portion 9c.

触媒ケース9は、図1、3のとおり、側面視では、下に行くに従って後ろにずれるように鉛直線に対して若干の角度で傾斜している。また、図2のとおり、後面視(及び正面視)では、下に行くに従ってシリンダブロック1から僅かに離れるように傾斜している(後面視での傾斜は僅かであり、シリンダブロック1の排気側面と略平行と云っても差し支えない。)。 As shown in FIGS. 1 and 3, the catalyst case 9 is tilted at a slight angle with respect to the vertical line so as to shift backward as it goes down in the side view. Further, as shown in FIG. 2, in the rear view (and front view), the cylinder block 1 is tilted slightly away from the cylinder block 1 as it goes down (the tilt in the rear view is slight, and the exhaust side surface of the cylinder block 1 is tilted). It can be said that they are almost parallel.)

(2).EGR装置
次に、EGR装置を説明する。触媒ケース9におけるロアコーン部9cのうちその上部でかつ後面部に(すなわち、機関の側面視において触媒ケース9を挟んで前後に分かれた2つのエリアのうち後ろ側のエリア(一方のエリア)に向いた面に)、EGRガスを取り出すEGR取り出しパイプ13の下端(上流端)が溶接等で接続されている。図4(B)の表示では、触媒ケース9のロアコーン部9cに、EGR取り出しパイプ13の下端が嵌入する受け部材9dを溶接で固定しているが、ロアコーン部9cに、EGR取り出しパイプ13の下端が嵌入する筒部をバーリング加工で形成してもよい。
(2). EGR device Next, the EGR device will be described. In the lower cone portion 9c of the catalyst case 9, the upper portion and the rear surface portion thereof (that is, toward the rear side area (one area) of the two areas divided into front and rear across the catalyst case 9 in the side view of the engine). The lower end (upstream end) of the EGR take-out pipe 13 for taking out the EGR gas is connected to the surface of the pipe by welding or the like. In the display of FIG. 4B, the receiving member 9d into which the lower end of the EGR take-out pipe 13 is fitted is fixed to the lower cone portion 9c of the catalyst case 9 by welding, but the lower end of the EGR take-out pipe 13 is fixed to the lower cone portion 9c. The tubular portion into which the is fitted may be formed by burring.

EGR取り出しパイプ13は蛇行して上向きに延びており、上端(下流端)にEGRクーラ14の下端が接続されて、EGRクーラ14の上端は、L形の中間パイプ15及びフランジ板16を介してシリンダヘッド2の後部側面に固定されている。EGRクーラ14は、機関の側面視で、触媒ケース9の側方(横方向)に配置されており、機関の方向でいうと、触媒ケース9の後ろのエリアに配置されている。 The EGR take-out pipe 13 meanders and extends upward, the lower end of the EGR cooler 14 is connected to the upper end (downstream end), and the upper end of the EGR cooler 14 is via an L-shaped intermediate pipe 15 and a flange plate 16. It is fixed to the rear side surface of the cylinder head 2. The EGR cooler 14 is arranged on the side (lateral direction) of the catalyst case 9 in the side view of the engine, and is arranged in the area behind the catalyst case 9 in the direction of the engine.

図2に示すように、シリンダヘッド2の後部には、排気側面と吸気側面とに開口したEGR内部通路17が形成されており、中間パイプ15はEGR内部通路17の始端に接続されている。 As shown in FIG. 2, an EGR internal passage 17 opened to the exhaust side surface and the intake side surface is formed at the rear portion of the cylinder head 2, and the intermediate pipe 15 is connected to the start end of the EGR internal passage 17.

EGR取り出しパイプ13は、図1や図3に示すように、側面視では略S形に蛇行しており、図4(A)に示すように、後面視では逆L形に曲がっている。正確には、EGR取り出しパイプ13は、触媒ケース9に接続された第1部分13aと、EGRクーラ14に接続された第3部分13cと、両者を繋ぐ第2部分13bとを有しており、第1部分13aと第2部分13bとは第1曲がり部18を介して繋がって、第2部分13bと第3部分13cとは第2曲がり部19を介して繋がっている。 As shown in FIGS. 1 and 3, the EGR take-out pipe 13 meanders in a substantially S shape in a side view, and is bent in an inverted L shape in a rear view as shown in FIG. 4 (A). To be precise, the EGR take-out pipe 13 has a first portion 13a connected to the catalyst case 9, a third portion 13c connected to the EGR cooler 14, and a second portion 13b connecting the two. The first portion 13a and the second portion 13b are connected via the first bent portion 18, and the second portion 13b and the third portion 13c are connected via the second bent portion 19.

そして、第1部分13aの下端は、触媒ケース9におけるロアコーン部9cのほぼ真後ろ部分に接続されていて、図4(A)のとおり、後面視では、上に行くに従ってシリンダヘッド2に近づくように傾斜しつつ、側面視では斜め後ろ向きに傾斜している。 The lower end of the first portion 13a is connected to a portion substantially directly behind the lower cone portion 9c in the catalyst case 9, and as shown in FIG. 4A, the lower end thereof approaches the cylinder head 2 as it goes upward in the rear view. While tilting, it is tilted diagonally backward in the side view.

第1部分13aと第2部分13bとは、殆ど同一平面上で曲がっている。従って、第2部分13bは、図4(A)のとおり、後面視では上に行くに従ってシリンダブロック1に近づくように傾斜しつつ、側面視では、図3に示すように、前向きに傾斜している。すなわち、第1部分13aと第2部分13bとは、側面視で逆向きの姿勢になっている。第1部分13aと第2部分13bとは、平面視では、図4(B)に示すように、全体としてつ字形になっている。 The first portion 13a and the second portion 13b are bent on almost the same plane. Therefore, as shown in FIG. 4A, the second portion 13b is inclined so as to approach the cylinder block 1 as it goes upward in the rear view, and is inclined forward as shown in FIG. 3 in the side view. There is. That is, the first portion 13a and the second portion 13b are in opposite postures when viewed from the side. As shown in FIG. 4B, the first portion 13a and the second portion 13b have an overall shape of a glyph as shown in FIG. 4B.

第3部分13cは、側面視では、上に行くに従って後ろに向かうように斜め上向きに傾斜しており、機関の正面視及び後面視では、図4(A)のとおり、上に行くに従ってシリンダブロック1から離れるように傾斜している。従って、第2部分13bと第3部分13cとは、全体としてく字状に緩く湾曲している。第2部分13bと第3部分13cとは、平面視では、図4(B)のとおりUターンしたような形態になっている。 In the side view, the third portion 13c is inclined diagonally upward so as to go backward as it goes up, and in the front view and the rear view of the engine, as shown in FIG. 4 (A), the cylinder increases as it goes up. It is tilted away from block 1. Therefore, the second portion 13b and the third portion 13c are gently curved in a dogleg shape as a whole. The second portion 13b and the third portion 13c are in the form of making a U-turn as shown in FIG. 4B in a plan view.

結局、EGR取り出しパイプ13は、側面視と平面視とでS字形かそれに近い状態に蛇行しており、後面視ではL形に曲がっている。すなわち、EGR取り出しパイプ13は、上下方向と機関の左右方向(機関の側面視では前後方向)に離反した2つの曲がり部18,19を有して立体的に蛇行しており、上下方向・前後方向・左右方向のいずれの方向にも容易に曲がり変形するようになっている。従って、触媒ケース9が熱膨張したり前後方向や左右方向に振れ動いたりしても、それら熱膨張や振れ動きを曲がり変形によって容易に吸収できる。 After all, the EGR take-out pipe 13 meanders in an S-shape or a state close to it in the side view and the plan view, and is bent in the L shape in the rear view . That is, the EGR take-out pipe 13 has two bent portions 18 and 19 separated in the vertical direction and the left-right direction of the engine (front-back direction in the side view of the engine), and is three-dimensionally meandering. It is designed to easily bend and deform in either the direction or the left-right direction. Therefore, even if the catalyst case 9 thermally expands or swings in the front-rear direction or the left-right direction, the thermal expansion and the swinging movement can be easily absorbed by bending and deformation.

EGRクーラ14は、横断面形状が細長い長方形になっている箱型で上下長手であり、下端に排気ガス入口が開口して上端に排気ガス出口が開口している。そして、図3のとおり、側面視では、上に行くほど後ろに行くように傾斜している。従って、側面視では、触媒ケース9とEGRクーラ14とは、上に向けて間隔が広がる逆ハ字の姿勢(或いはV形の姿勢)になっている。 The EGR cooler 14 has a box shape having an elongated rectangular cross-sectional shape and is vertically elongated, and has an exhaust gas inlet at the lower end and an exhaust gas outlet at the upper end. Then, as shown in FIG. 3, in the side view, it is inclined so as to go backward as it goes up. Therefore, from the side view, the catalyst case 9 and the EGR cooler 14 are in an inverted C-shaped posture (or a V-shaped posture) in which the distance between the catalyst case 9 and the EGR cooler 14 is widened upward.

EGR取り出しパイプ13のうち、第3部分13cの全体と第2部分13bの半分ほどは、側面視で触媒ケース9の裏に隠れている(正確には、触媒ケース9とシリンダブロック1との間の空間に入り込んでいる。)。そして、機関の後面視では、例えば図4(A)に示すように、EGRクーラ14と触媒ケース9とが重なっているが、EGRクーラ14は触媒ケース9の後ろに配置されているので、EGRクーラ14と触媒ケース9とが当たることはない。 Of the EGR take-out pipe 13, the entire third portion 13c and about half of the second portion 13b are hidden behind the catalyst case 9 in a side view (to be exact, between the catalyst case 9 and the cylinder block 1). It is in the space of.). Then, in the rear view of the engine, for example, as shown in FIG. 4A, the EGR cooler 14 and the catalyst case 9 overlap each other, but since the EGR cooler 14 is arranged behind the catalyst case 9, EGR The cooler 14 and the catalyst case 9 do not hit each other.

また、EGRクーラ14は、その軸心方向から見て幅方向Xと長手方向Yとを有する長方形の横断面形状になっているが、図4のとおり、機関の側面視において、長手方向Yが奥行き方向(左右方向)となる姿勢で配置している。従って、側面視で幅方向Xが奥行き方向の姿勢にした場合に比べて、側面視での面積(投影面積)は遥かに小さくなっている。
既述のように、EGR取り出しパイプ13の第3部分13cは、側面視では上に行くに従って後ろに向かうように斜め上向きに傾斜して、機関の正面視及び後面視力では上に行くに従ってシリンダブロック1から離れるように傾斜しており、図4に示すように、第3部分13cは、EGRクーラ14から見ると、触媒ケース9とシリンダブロック1との間に向かっている。従って、EGRクーラ14の排気ガス入口も、触媒ケース9とシリンダブロック1との間の空間に向かって開口している。
Further, the EGR cooler 14 has a rectangular cross-sectional shape having a width direction X and a longitudinal direction Y when viewed from the axial direction thereof, but as shown in FIG. 4, the longitudinal direction Y is the lateral view of the engine. It is arranged in a posture that is in the depth direction (horizontal direction) . Therefore, the area (projected area) in the side view is much smaller than that in the case where the width direction X is the posture in the depth direction in the side view.
As described above, the third portion 13c of the EGR take-out pipe 13 is inclined diagonally upward so as to go backward as it goes up in the side view, and the cylinder block as it goes up in the front view and the rear view of the engine. It is tilted away from 1 and, as shown in FIG. 4, the third portion 13c faces between the catalyst case 9 and the cylinder block 1 when viewed from the EGR cooler 14. Therefore, the exhaust gas inlet of the EGR cooler 14 is also open toward the space between the catalyst case 9 and the cylinder block 1.

EGRクーラ14は水冷式であり、下部には冷却水導入ポート20を設けて、上部に冷却水排出ポート21を設けている。冷却水排出ポート21と冷却水導入ポート20とは、図1や図3の側面視で左右に振り分けて配置している。 The EGR cooler 14 is a water-cooled type, and a cooling water introduction port 20 is provided in the lower part and a cooling water discharge port 21 is provided in the upper part. The cooling water discharge port 21 and the cooling water introduction port 20 are arranged separately on the left and right in the side view of FIGS. 1 and 3.

シリンダヘッド2に固定されるフランジ板16は略前後長手の形態であり、その前端部と後端部とがボルトでシリンダヘッド2に固定されている。そして、図4に示すように、EGRクーラ14の上端部とフランジ板16とが、ブラケット22で固定されている。ブラケット22は、上端部はフランジ板16に溶接されて、下端部はEGRクーラ14の側面(シリンダヘッド2と対向した面)に溶接されており、上端部と下端部とは傾斜部によって繋がっている。 The flange plate 16 fixed to the cylinder head 2 has a substantially longitudinal shape in the front-rear direction, and its front end portion and rear end portion are fixed to the cylinder head 2 with bolts. Then, as shown in FIG. 4, the upper end portion of the EGR cooler 14 and the flange plate 16 are fixed by the bracket 22. The upper end of the bracket 22 is welded to the flange plate 16, the lower end is welded to the side surface of the EGR cooler 14 (the surface facing the cylinder head 2), and the upper end and the lower end are connected by an inclined portion. There is.

ブラケット22は、側面視で中間パイプ15と重なる姿勢になっている(このため、図1や図3には、ブラケット22は現れていない。)。ブラケット22は、シリンダヘッド2の排気側面に固定することも可能である。但し、本実施形態のようにフランジ板16に固定すると、EGR装置の全体をユニット化できるため、取付け作業が容易になる等の利点がある。 The bracket 22 is in a posture that overlaps with the intermediate pipe 15 in a side view (for this reason, the bracket 22 does not appear in FIGS. 1 and 3). The bracket 22 can also be fixed to the exhaust side surface of the cylinder head 2. However, if it is fixed to the flange plate 16 as in the present embodiment, the entire EGR device can be unitized, so that there is an advantage that the mounting work becomes easy.

(3).まとめ
既に述べたように、触媒ケース9は熱膨張によって伸びたり、機関の振動によって振れ動いたりするが、これらの伸びや振れ動きはEGR取り出しパイプ13の変形によって吸収されて、中間パイプ15とフランジ板16との接合部に強い外力が作用することはない。従って、中間パイプ15がフランジ板16から外れる現象は発生せず、高い耐久性を維持できる。
(3). Summary As already mentioned, the catalyst case 9 stretches due to thermal expansion and swings due to the vibration of the engine, but these stretches and swings are absorbed by the deformation of the EGR take-out pipe 13 and are intermediate. A strong external force does not act on the joint between the pipe 15 and the flange plate 16. Therefore, the phenomenon that the intermediate pipe 15 is detached from the flange plate 16 does not occur, and high durability can be maintained.

また、触媒ケース9とEGRクーラ14とが逆ハ字(或いはV形)の姿勢になっているため、触媒ケース9が熱膨張すると、EGR取り出しパイプ13及びEGRクーラ14は、中間パイプ15の上端を支点にして回動するような外力を受けることになり、EGRクーラ14をその長手方向に引っ張るような外力は小さい。 Further, since the catalyst case 9 and the EGR cooler 14 are in an inverted C-shaped (or V-shaped) posture, when the catalyst case 9 thermally expands, the EGR take-out pipe 13 and the EGR cooler 14 are at the upper ends of the intermediate pipe 15. It receives an external force that rotates with the EGR cooler 14 as a fulcrum, and the external force that pulls the EGR cooler 14 in the longitudinal direction is small.

そして、EGR取り出しパイプ13及びEGRクーラ14を回動させるような外力は、主としてEGR取り出しパイプ13が変形することによって吸収される。この面でも、中間パイプ15とフランジ板16との接合部に過大な負荷がかかることを防止して、高い耐久性を確保することができる。 Then, the external force that rotates the EGR take-out pipe 13 and the EGR cooler 14 is mainly absorbed by the deformation of the EGR take-out pipe 13. Also in this aspect, it is possible to prevent an excessive load from being applied to the joint portion between the intermediate pipe 15 and the flange plate 16 and ensure high durability.

本実施形態では、EGR取り出しパイプ13は立体的に曲がっていて、螺旋に近い状態になっている。このため、EGRガスは、EGR取り出しパイプ13をスムースに流れる。従って、EGR取り出しパイプ13を蛇行した形態にしつつ、EGRガスが曲がり部に強く当たって劣化を促進させるような不具合を防止できる。 In the present embodiment, the EGR take-out pipe 13 is three-dimensionally bent and is in a state close to a spiral. Therefore, the EGR gas smoothly flows through the EGR take-out pipe 13. Therefore, it is possible to prevent the EGR gas from hitting the bent portion strongly and accelerating the deterioration while forming the EGR take-out pipe 13 in a meandering form.

EGRクーラ14は、機関の側面視で奥行き方向に長くなっているため、側面視においてEGRクーラ14が占める面積は小さくなっている。従って、触媒ケース9の後ろに他の部材を配置するにおいて、設計の自由性を向上できる。 Since the EGR cooler 14 is longer in the depth direction in the side view of the engine, the area occupied by the EGR cooler 14 in the side view is smaller. Therefore, in arranging other members behind the catalyst case 9, design freedom can be improved.

本願発明は、上記の実施形態の他にも様々に具体化できる。例えば、EGRクーラ14の上端部は、中間パイプ15を使用せずに、シリンダヘッド2の排気側面に直接重ね固定してもよい。実施形態では、EGR取り出しパイプ13は2つの曲がり部を設けて蛇行させたが、1つ又は3つ以上の曲がり部を有する形態に形成したり、曲がり部が明確でない螺旋状に形成したりすることも可能である。 The invention of the present application can be variously embodied in addition to the above-described embodiments. For example, the upper end portion of the EGR cooler 14 may be directly overlapped and fixed to the exhaust side surface of the cylinder head 2 without using the intermediate pipe 15. In the embodiment, the EGR take-out pipe 13 is provided with two bends and meandered, but may be formed into a form having one or three or more bends, or may be formed in a spiral shape in which the bends are not clear. It is also possible.

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

1 シリンダブロック
2 シリンダヘッド
8 排気通路を構成するエルボ管
9 排気通路を構成する触媒ケース
13 EGR取り出しパイプ
13a 第1部分
13b 第2部分
13c 第3部分
14 EGRクーラ1
15 中間パイプ
16 フランジ板
18,19 曲がり部
22 ブラケット
1 Cylinder block 2 Cylinder head 8 Elbow pipe that constitutes the exhaust passage 9 Catalyst case that constitutes the exhaust passage 13 EGR take-out pipe 13a 1st part 13b 2nd part 13c 3rd part 14 EGR cooler 1
15 Intermediate pipe 16 Flange plate 18, 19 Bent part 22 Bracket

Claims (4)

機関本体の排気側面部に、排気ガスを浄化する触媒が内蔵された上下長手の触媒ケースと、前記触媒ケースのうち前記触媒よりも下流側の部位から分岐したEGR取り出しパイプと、前記EGR取り出しパイプの終端に接続されたEGRクーラとを配置している構成であって、
クランク軸線方向を前後方向として、前記EGRクーラは、前記機関本体の排気側面と対向した方向から見た側面視において前記触媒ケースを挟んで前後に分かれた2つのエリアのうち一方のエリアに配置されて、
前記EGR取り出しパイプは、前記触媒ケースのうち前記一方のエリアに向いた面に接続されて、一部が前記触媒ケースと機関本体との間を通るように蛇行して前記EGRクーラに向かっており、
かつ、前記EGRクーラの出口は、前記一方のエリアにおいて中間パイプを介して前記機関本体に接続されている、
内燃機関のEGR装置。
An vertically long catalyst case having a catalyst for purifying exhaust gas built in the exhaust side surface of the engine body, an EGR take-out pipe branched from a portion of the catalyst case downstream of the catalyst, and the EGR take-out pipe. It is a configuration in which the EGR cooler connected to the end of is placed.
With the crank axis direction as the front-rear direction, the EGR cooler is arranged in one of two areas divided into front and rear across the catalyst case in a side view seen from the direction facing the exhaust side surface of the engine body. hand,
The EGR take-out pipe is connected to the surface of the catalyst case facing the one area, and a part of the EGR take-out pipe meanders toward the EGR cooler so as to pass between the catalyst case and the engine body. ,
Moreover, the outlet of the EGR cooler is connected to the engine body via an intermediate pipe in the one area.
EGR device for internal combustion engine.
機関本体の排気側面部に、排気ガスを浄化する触媒が内蔵された上下長手の触媒ケースと、前記触媒ケースのうち前記触媒よりも下流側の部位から分岐したEGR取り出しパイプと、前記EGR取り出しパイプの終端に接続されたEGRクーラとを配置している構成であって、
クランク軸線方向を前後方向として、前記EGR取り出しパイプは、前記機関本体の排気側面と対向した方向から見た側面視において前記触媒ケースを挟んで前後に分かれた2つのエリアのうち一方のエリアに露出してから、いったん前記触媒ケースと機関本体との間に入ってのち前記一方のエリアに露出するように、前記側面視においてS字形に曲がっており、
かつ、前記EGR取り出しパイプのうち前記触媒ケースと機関本体との間に入り込んだ部位は、前記側面視において前記触媒ケースの軸心よりも前記一方のエリアの側に配置されている、
内燃機関のEGR装置。
An vertically long catalyst case having a catalyst for purifying exhaust gas built in the exhaust side surface of the engine body, an EGR take-out pipe branched from a portion of the catalyst case downstream of the catalyst, and the EGR take-out pipe. It is a configuration in which the EGR cooler connected to the end of is placed.
With the crank axis direction as the front-rear direction, the EGR take-out pipe is exposed to one of two areas divided into front and rear across the catalyst case when viewed from the side facing the exhaust side surface of the engine body. Then, it is bent in an S shape in the side view so that it once enters between the catalyst case and the engine body and then is exposed to the one area.
Further, the portion of the EGR take-out pipe that has entered between the catalyst case and the engine body is arranged on the side of one of the areas of the catalyst case with respect to the axial center in the side view.
EGR device for internal combustion engine.
前記EGR取り出しパイプは、前記側面視において上下方向と前記前後方向とに離れた複数の曲がり部を有するように立体的に曲がっている、
請求項1又は2に記載した内燃機関のEGR装置。
The EGR take-out pipe is three-dimensionally bent so as to have a plurality of bent portions separated in the vertical direction and the front-rear direction in the side view.
The EGR device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2.
前記EGRクーラは、下端には前記EGR取り出しパイプが接続される排気ガス入口が開口して上端には排気ガス出口が開口している上下長手の形態であり、前記排気ガス入口が前記触媒ケースと機関本体との間に向けて開口している、
請求項1~3のうちのいずれかに記載した内燃機関のEGR装置。
The EGR cooler has a vertically elongated shape in which an exhaust gas inlet to which the EGR take-out pipe is connected is opened at the lower end and an exhaust gas outlet is opened at the upper end, and the exhaust gas inlet is the catalyst case. It is open toward the main body of the engine,
The EGR device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3.
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