JP7088359B2 - 内燃機関のｅｇｒ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＥＧＲ通路をシリンダヘッド内の冷却通路に隣接して配置し、ＥＧＲ通路の冷却効率を向上させ、車両の小型・軽量化を図った内燃機関のＥＧＲ装置に関する。

エンジンのノッキング限界向上やデトネーション防止を図るために、燃焼室外部から燃焼後の排気ガスの一部を取り込み、再度エンジン吸気側に供給し、燃焼温度を低下させる外部ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ：排気ガス再循環）装置という技術がある。

外部ＥＧＲ装置は、エンジン排気通路とその吸気通路とをＥＧＲ配管で繋げたり、ＥＧＲガス流量を調整する制御バルブが必要であったり、ＥＧＲ装置として大きな配置スペースが必要になってくる。

外部ＥＧＲ装置を自動二輪車に採用すると、車両の大型化や重量増加を招き、組付性の低下を招く虞があった。ＥＧＲ配管が複雑になると、流路抵抗が大きくなり、排気ガスの再循環性のスムーズさが失われてしまう。

また、外部ＥＧＲ装置では、ＥＧＲガスの充填効率低下を防ぐために、高温の排気ガスを冷却する必要があり、排気ガスを冷却する外部ＥＧＲクーラが備えられている（特許文献１参照）。

特開２０１２－１９３６２４号公報

特許文献１に記載の発明では、燃焼後の排気ガスの一部をＥＧＲガスとして機関本体側に循環させるＥＧＲ循環系に、排気ガスを冷却する（外部）ＥＧＲクーラが設けられ、このＥＧＲクーラで排気ガスを冷却して、ＥＧＲガスの充填効率低下を防止している。

しかし、ＥＧＲクーラは大型部品であり、ＥＧＲクーラをＥＧＲ循環系に設けることで、車両の大型化を招いてしまう。

また、外部ＥＧＲクーラがエンジン振動によって破損しないように、浮動支持構造で保持する必要があり、冷却のために配設場所上の制約が大きく、部品配置スペース上の制約が大きい自動二輪車では、外部ＥＧＲクーラを採用することが容易でなく、困難であった。

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、ＥＧＲ通路とシリンダヘッド内の冷却通路との隣接範囲を拡大し、排気ガスを効率的に冷却することができる内燃機関のＥＧＲ装置を提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、ＥＧＲ通路の冷却効率を向上させてＥＧＲガスを効率的に冷却させ（クーラの小型化または廃止させ）ることが可能で、車両の小型・軽量化を図ることができる内燃機関のＥＧＲ装置を提供することにある。

本発明は、上述した課題を解決するために、エンジンの排気ガスが排出される排気ポート部と、前記排気ポート部から排出される排気ガスの一部をＥＧＲガスとしてエンジン吸気側に還流させるＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路内を流れるＥＧＲガスの流量を調整する制御バルブとを備え、前記制御バルブはエンジンの外部で前記エンジン吸気側に配置され、前記ＥＧＲ通路は、前記排気ポート部からシリンダヘッド内を通り、前記エンジンの外部を経て前記エンジン吸気側に延びており、前記シリンダヘッドには前記排気ポート部の周囲に冷却通路が設けられており、前記排気ポート部の上側を冷却するポート上側冷却通路は、前記排気ポート部とＥＧＲ通路の２つの通路の上方に位置し、前記排気ポート部の側方にカムチェーン室が設けられ、前記ポート上側冷却通路は前記ＥＧＲ通路の側方でエンジン上下方向に延びる冷却通路を有し、エンジン上下方向に延びる冷却通路は前記ＥＧＲ通路と前記カムチェーン室の間に配置され、前記排気ポート部は二股に分岐されており、前記ポート上側冷却通路は前記排気ポート部の二股の間でエンジン上下方向に延びる冷却通路を有し、前記ＥＧＲ通路は、２つのエンジン上下方向に延びる冷却通路に挟まれていることを特徴とする内燃機関のＥＧＲ装置である。

本発明に係る内燃機関のＥＧＲ装置は、ＥＧＲ通路とシリンダヘッド内の冷却通路内の冷却通路とが隣接する範囲が増え、排気ガスを効率的に冷却することができ（ＥＧＲクーラの小型化あるいは廃止することができ）るので、車両の小型・軽量化を図ることができる。

ＥＧＲ装置を備えた内燃機関（エンジン）をオイルクーラとともに示す正面図。 図１に示されたエンジンを示す右側面図。 エンジンのシリンダアッセンブリが備えられたオイルの冷却通路構造を排気ポート側から目視した斜視図。 本発明の内燃機関のＥＧＲ装置を簡略化したもので、図３に示すシリンダアッセンブリのオイルの冷却通路構造を示す平面図。 本発明に係る内燃機関のＥＧＲ装置の一実施形態を示すシリンダアッセンブリの右側面図。 図５に示す内燃機関のＥＧＲ装置を、シリンダアッセンブリのエンジン吸気側から見た図。 図５に示す内燃機関のＥＧＲ装置を、シリンダアッセンブリのエンジン左後方から見た斜視図。 図５に示す内燃機関のＥＧＲ装置を、シリンダアッセンブリのエンジン右後方から見た斜視図。 図５のＡ－Ａ線に沿う平断面で、ＥＧＲ通路のＥＧＲ噴射通路側の一部を部分平断面で示す平断面図。 図６のＢ－Ｂ線に沿う縦断面を示すエンジン右後方から見たシリンダアッセンブリの縦断面を示す斜視図。 図６のＣ－Ｃ断面を示すもので、エンジン左後方から見たシリンダアッセンブリの縦断面を示す斜視図。

以下、本発明を実施するための形態を、添付図面を参照して説明する。

図１および図２は、自動二輪車の車体フレーム（不図示）に搭載される内燃機関としてのエンジン１０を示すものである。エンジン１０は４サイクル単気筒エンジンであり、クランクケース１１とクランクケース１１の前部上面にやや前傾姿勢で結合されたシリンダアッセンブリ１２とを有する。シリンダアッセンブリ１２は、シリンダブロック１３と、シリンダヘッド１４と、ヘッドカバー１５とが順次積層されて一体的に組み立てられる。シリンダヘッド１４の後部にはエンジン吸気系（不図示）を構成するキャブレタ（またはスロットルボディ）およびエアクリーナ等が順次接続される。シリンダヘッド１４の前部に、エンジン排気系（不図示）が接続される。

クランクケース１１は、左側半体１１Ａと右側半体１１Ｂとが結合面１１Ｃで結合されて一体化され、左側半体１１Ａにマグネットカバー１７が、右側半体１１Ｂにクラッチカバー１８がそれぞれ設けられる。クランクケース１１はクランク室内に図２に示すクランクシャフト１９が回転自在に収容される。

また、クランクケース１１内には、クランク室に隣接してミッション室２０が設けられる。このミッション室２０内にカウンタシャフトやドライブシャフト（共に不図示）を備え、トランスミッション２１が収容される。クランクケース１１の下部に、エンジンオイルを貯溜するオイルパン２２が設けられる。

クランクケース１１内には、貯溜されたエンジンオイルを吐出させるオイルポンプ２３が収容される。オイルポンプ２３は、クランクシャフト１９に回転一体の補機ドライブギア（不図示）により駆動される機械式オイルポンプである。オイルポンプ２３の出力はクランクシャフト１９の回転数に依存し、クランクシャフト１９の回転数が高くなるほど多量のエンジンオイルが吐出される。

オイルポンプ２３の稼動により、オイルパン２２内のエンジンオイルは直接またはオイルストレーナにより異物が除去された後、オイルポンプ２３から吐き出され、オイルフィルタ２４に流入して、エンジンオイル中の異物が除去される。

オイルフィルタ２４にて異物が除去されたエンジンオイルは、エンジン１０の各潤滑部、例えばクランク室内のクランクシャフト１９、シリンダブロック１３のシリンダ室内を摺動するピストン２５、ミッション室２０のトランスミッション２１等に供給され、これらクランクシャフト１９、ピストン２５、トランスミッション２１等の各摺動部を潤滑している。

ところで、エンジン１０はエンジンオイルを用いてエンジン１０の各潤滑部を潤滑し、かつ冷却するためのオイル通路構造３０を有する。オイル通路構造３０は、クランクケース側オイル通路３１と、シリンダ側オイル通路３２とシリンダヘッド側オイル通路３３とを備えて構成される。

クランクケース側オイル通路３１は、クランクケース１１に設けられたオイル通路であり、クランクケース１１およびシリンダブロック１３内の各潤滑部へエンジンオイルを供給して潤滑している。また、シリンダ側オイル通路３２は、シリンダブロック１３内にエンジンオイルを流動させるオイル通路であり、特に燃焼室３５の周囲をエンジンオイルにより冷却している。

さらに、シリンダヘッド側オイル通路３３は、シリンダ側オイル通路３２に連通してシリンダヘッド１４内にエンジンオイルを流動させるオイル通路である。このエンジンオイルにより動弁機構（不図示）を潤滑し、冷却するとともに、排気ポート３６の周囲や燃焼室３５の上方部位、点火プラグ差込周辺部、吸気ポート３７の下方部位を主に冷却している。

エンジン１０のオイル通路構造３０では、オイルポンプ２３から吐出され、オイルフィルタ２４からクランクケース側オイル通路３１およびシリンダ側オイル通路３２を経たエンジンオイルは、外部の流入側オイルホース３８を通ってオイルクーラ３９に送られて冷却される。オイルクーラ３９は、自動二輪車の走行風に晒され易い位置、例えばエンジン１０の左側斜め前上方に配置される。オイルクーラ３９は、流入したエンジンオイルが冷却ファン（不図示）による冷却風や自動二輪車の走行風と熱交換して積極的に冷却される。

自動二輪車のオイル通路構造３０では、オイルクーラ３９で冷却されたエンジンオイルは、流出側オイルホース４０を経てシリンダヘッド側オイル通路３３やシリンダ側オイル通路３２に案内され、シリンダヘッド１４およびシリンダブロック１３内の各冷却通路を冷却している。

具体的には、オイルクーラ３９で冷却されたエンジンオイルは、図３および図４に示すように、シリンダヘッド側オイル通路３３に導かれる。シリンダヘッド１４内では、排気ポート部周囲の冷却通路４３（例えば、ポート上側冷却通路４４およびポート下側冷却通路４５）、シリンダプロック１３内の燃焼室３５周囲の冷却通路４６、さらにシリンダヘッド１４に戻って吸気ポート３７下部の冷却通路４７および点火プラグ差込部４１の冷却通路４８に順次案内され、各冷却通路をそれぞれ冷却している。排気ポート部周囲の冷却通路４３や燃焼室３５周囲の冷却通路４６等を通って冷却したエンジンオイルは、シリンダブロック１３側のオイル還流通路５０からクランクケース１１側オイル還流通路（不図示）を通って下降し、クランクケース１１底部のオイルパン２２内に戻されて貯溜される。

また、自動二輪車に搭載されるエンジン１０は、例えば、図１および図２に示すように単気筒の４バルブエンジンであり、車両前方側がエンジン排気側で車両後方側がエンジン吸気側に構成される。エンジン１０には、図２ないし図４に示すように、シリンダアッセンブリ１２のエンジン吸気側に外部ＥＧＲ装置５５が備えられる。外部ＥＧＲ装置５５は、図２および図５ないし図８に示すように、シリンダアッセンブリ１２のシリンダヘッド１４後方のエンジン外部に、浮動支持装置５６により制御バルブ５７が浮動支持される。

浮動支持装置５６は、図５ないし図８に示すように、シリンダヘッド１４の後部右側に設けられた取付ブラケット５８にサポートロッド５９が溶接等で固定される。サポートロッド５９は取付ブラケット５８から斜め後上方に延設され、例えば左右一対のサポートロッド５９に制御バルブ５７が、ゴムクッション等の弾性体６０を介して安定的に弾性保持される。制御バルブ５７は、シリンダアッセンブリ１２より後方右側直後に離間して浮動支持状態で安定的に保持される。

また、外部ＥＧＲ装置５５は、図４および図９に示すように、シリンダヘッド１４内の排気ポート部である右側排気通路部３６ａから排気ガスの一部をシリンダヘッド１４斜め後方の制御バルブ５７の流入側に案内するＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）通路６３を有する。ＥＧＲ通路６３は、シリンダヘッド１４内をその後方あるいは斜め後方側に延びるＥＧＲ排気通路６４と、シリンダヘッド１４後方の制御バルブ５７に連通する排気側連結通路６５とを備える。

シリンダヘッド１４内のＥＧＲ排気通路６４は、図３および図４に示すように、（排気ポート３６に至る左右の排気通路のうち）右側排気通路部（排気ポート部）３６ａの後部または側部に連通している。ＥＧＲ排気通路６４は、図４および図９に示すように、右側排気通路部（排気ポート部）３６ａから排気ポート３６の方向に延びるのではなく、シリンダヘッド１４内を後方あるいは斜め後方側に延び、さらに、シリンダヘッド１４内の（左右の吸気通路の一方の）右側吸気通路部（吸気ポート部）３７ａと右端側のカムチェーン室７１との間を通って後方に延び、シリンダヘッド１４の右側後方から突出している。なお、エンジン吸気系の左右の吸気通路部（吸気ポート部）３７ａは図４に示すように、吸気ポート３７からシリンダヘッド１４内で二又に分岐されて燃焼室３５に連通している。

また、ＥＧＲ排気通路６４は、シリンダヘッド１４の右側後方でシリンダヘッド１４外に突出し、シリンダヘッド１４に圧入されたユニオン６９により排気側連結通路６５に連通される。排気側連結通路６５は途中から図５に示すように後方斜め上方に立ち上がり、制御バルブ５７の流入側に接続される。

さらに、ＥＧＲ通路６３は、制御バルブ５７下部の流出側から延びる吸気側連結通路６６と、この吸気側連結通路６６から二又に分岐されて、シリンダヘッド１４内の左右の吸気通路部３７ａに連通されるＥＧＲ噴射通路６７とを有する。ＥＧＲ噴射通路６７は、制御バルブ５７で流量調整されたＥＧＲガスが、エンジン吸気側の二又分岐の吸気ポート部（吸気通路部）３７ａに還流されるようになっている。その際、制御バルブ５７はＥＧＲ通路６３の最も高い位置に設けられ、制御バルブ５７内に水が滞留するのを有効的にかつ確実に防止することができる。水による制御バルブ５７の故障を防ぐことができる。

ＥＧＲ装置６３のＥＧＲ噴射通路６７は、シリンダヘッド１４内に構成される。ＥＧＲ噴射通路６７は二又に分岐された吸気側連結通路６６に図７および図９に示すように、プレート６８を介して接続される。ＥＧＲ噴射通路６７は、シリンダヘッド１４内を略平行な直線状に前方に延びて、シリンダヘッド１４内の左右の吸気通路部（吸気ポート部）３７ａにそれぞれ連通される。シリンダヘッド１４内のＥＧＲ噴射通路６７は、略平行な直線状に形成されるので、噴射孔の孔成形を容易に行なうことができる。

このように外部ＥＧＲ装置５５は、シリンダヘッド１４内のＥＧＲ排気通路６４と、シリンダヘッド１４外右側後方の排気側連結通路６５と、制御バルブ５７と、シリンダヘッド１４外後方の吸気側連結通路６６と、シリンダヘッド１４内のＥＧＲ噴射通路６７とからＥＧＲ通路６３が構成される。ＥＧＲ通路６３を構成するＥＧＲ排気通路６４とＥＧＲ噴射通路６７とはシリンダヘッド１４内にショートカットして配置される。残りのＥＧＲ通路６３を構成する排気側連結通路６５、制御バルブ５７および吸気側連結通路６６は、外部ＥＧＲ配管で形成され、シリンダヘッド１４の外部後方側（エンジン吸気側下方）に集約して浮動支持状態に配置される。制御バルブ５７を接続する排気側連結通路６５や吸気側連結通路６６は、ホースやパイプ、ゴム配管で構成される。

吸気側連結通路６６は、制御バルブ５７の流出側にゴムホース、ゴム配管等の弾力性コネクタ７０が備えられる。吸気側連結通路６６の下流側は、分岐された吸気通路部３７ａに合せて二又に分岐されており、プレート６８を介してＥＧＲ噴射通路６７に連通される。制御バルブ５７の流入側はその流出側より上方に位置するように配置されるが、シリンダヘッド１４に圧入されるユニオン６９とプレート６８との取付高さは略同じ高さに設定することができる。

シリンダアッセンブリ１２のシリンダヘッド１４内に、一方の右側排気通路部（排気ポート部）３６ａの後部または側部から排気ガスの一部をＥＧＲ排気通路６４に案内している。ＥＧＲ排気通路６４は、オイル通路構造３０の排気ポート周囲の冷却通路４３（ポート上側冷却通路４４およびポート下側冷却通路４５）に隣接して、あるいは近傍を通ってシリンダヘッド右側斜め後方に延び、シリンダヘッド１４の外部後方の排気側連結通路６５を経て制御バルブ５７に連通され、接続される。

ＥＧＲ通路６３は、図９に平断面で示されている。ＥＧＲ通路６３を構成するシリンダヘッド１４内のＥＧＲ排気通路６４は、排気ポート周囲の冷却通路４３に隣接し、あるいはその近傍をショートカットして通るように、斜め後ろのカムチェーン室７１側に向って延びている。ＥＧＲ排気通路６４は、カムチェーン室７１内でシリンダヘッド１４後部側が突出（露出）しており、カムチェーン室７１の突出部分に、放熱フィン７２が設けられる。放熱フィン７２は、シリンダヘッド１４内で排気ポート部周囲の冷却通路４３近くあるいは隣に位置して冷却作用を受け、ＥＧＲ排気通路６４内を通る高温の排気ガス（ＥＧＲガス）を放熱し、冷却している。シリンダヘッド１４内のカムチェーン室７１で放熱フィン７２を備えたＥＧＲ排気通路６４は、シリンダアッセンブリ１２と一体の内部ＥＧＲクーラを構成している。

エンジン１０は、シリンダヘッド１４内において、シリンダヘッド１４一側（右側）のカムチェーン室７１内に放熱フィン７２が一体あるいは一体的に設けられる。放熱フィン７２は突出したＥＧＲ排気通路６４の軸方向に沿って複数設けられ、ＥＧＲガスである排気ガスを冷却している。また、放熱フィン７２は、シリンダアッセンブリ１２のカムチェーン室７１内に設けることで、容積のあるカムチェーン室７１により、別体の外部ＥＧＲクーラの設置が不要となり、車両の小型・軽量化を図ることができる。

さらに、シリンダヘッド１４内にＥＧＲ通路６３の一部（ＥＧＲ排気通路６４とＥＧＲ噴射通路６７）を設けることにより、ＥＧＲ通路６３の外部ＥＧＲ配管（排気側連結通路６５と吸気側連結通路６６）を短縮して簡素化することができる。ＥＧＲ装置５５は、ＥＧＲ通路６３の一部をシリンダヘッド１４内に通して外部ＥＧＲ配管をシリンダアッセンブリ１２の後部側、エンジン外部の吸気側に集約して配置することができる。ＥＧＲ装置５５はシリンダアッセンブリ１２の後部側に外部ＥＧＲ配管をコンパクトにレイアウトすることができる。

加えて、ＥＧＲ装置５５の制御バルブ５７は、図５ないし図９に示すように、シリンダヘッド１４の右側後方近くで、カムチェーン室７１後方と吸気ポート３７との間に配置される。したがって、制御バルブ５７を備えたＥＧＲ通路６３の通路長を短くでき、ＥＧＲガス量制御の応答速度を向上させることができる。制御バルブ５７のＥＧＲガス吸気側はシリンダアッセンブリ１２のシリンダヘッド１４直後に位置し、制御バルブ５７はＥＧＲ通路６３の上方に位置するので、制御バルブ５７内に水が溜ることがなく、故障を未然に防ぐことができる。

具体的には、制御バルブ５７は、図２に示すように前傾姿勢のシリンダアッセンブリ１２のエンジン吸気側に設置される。制御バルブ５７は、前傾しているシリンダヘッド１４に傾けて配置されるので、制御バルブ５７とシリンダヘッド１４を接続するＥＧＲ通路６３（排気側連結通路６５および吸気側連結通路６６）は傾斜状態で配設される。このため、制御バルブ５７内に水が貯まり難くなる。

また、排気側連結通路６５および吸気側連結通路６６に接続される制御バルブ５７の流入ニップルおよび流出ニップル（図示せず）がシリンダヘッド１４内のＥＧＲ通路６３（ＥＧＲ排気通路６４およびＥＧＲ噴射通路６７）より高い位置に位置される。したがって、制御バルブ５７内の水は抜け易くなり、残留するのを確実に防止することができる。

また、ＥＧＲ装置５５は、シリンダヘッド１２の後側外部に露出する排気側連結通路６５と吸気側連結通路６６とは通路形状が滑らかで曲げ点が少なく、略同じ取付高さに位置され、かつ制御バルブ５７はエンジン１０側に近付けて配置することができ、ＥＧＲガスのガス流れをスムーズに円滑に流すことができる。

さらに、ＥＧＲ装置５５の吸気側連結通路６６は、図９に示すように、二又に分岐されて、シリンダヘッド１４内でＥＧＲ噴射通路６７にプレート６８を介して接続され、吸気通路部（吸気ポート部）３７ａにシリンダヘッド１４内を略並列にかつ直線状に延びてそれぞれ連通される。したがって、シリンダヘッド１４内のＥＧＲ噴射通路６７の孔加工が容易になる。また、図１１に示すように、ＥＧＲ噴射通路６７から吸気通路部３７ａへの噴射孔の向きの設定も容易で、噴射孔は吸気通路と鋭角に交差している。したがって、シリンダブロック１３の燃焼室３５内へのＥＧＲガスのスムーズな流れを確保することができる。加えて、ＥＧＲ通路６３を通るＥＧＲガスは放熱フィン７２で冷却される。ＥＧＲガスは、シリンダヘッド１４内の冷却通路を通るエンジンオイルによっても冷却される。冷却されたＥＧＲガスがＥＧＲ通路６３を通ってエンジン吸気側の吸気通路部３７ａに噴射され、供給（還流）されるので、ＥＧＲガスの充填効率を向上させることができる。

また、本実施形態に係る内燃機関のＥＧＲ装置５５は、エンジン１０のシリンダアッセンブリ１２の直ぐ後方に、制御バルブ５７および外部ＥＧＲ配管（排気側連結通路６５および吸気側連結通路６６）を集約して配置することができる。ＥＧＲ通路６３は、ＥＧＲ排気通路６４とＥＧＲ噴射通路６７とがシリンダヘッド１４内に設けられるので、外部ＥＧＲ配管を短縮化することができ、レイアウト配置を簡素化することができる。加えて、排気ポート部３６ａからの排気ガスの一部は、シリンダヘッド１４内の冷却通路（排気ポート周囲の冷却通路４３および燃焼室周囲の冷却通路４６）近くあるいは隣を通ってシリンダヘッド１４後方に案内されるので、ＥＧＲガスを冷却することができる。しかも、ＥＧＲ通路６３の一部は、カムチェーン室７１内に突出して設けられるので、放熱用表面積を増加させることができる。動弁部品を潤滑し、冷却してカムチェーン室７１からオイルパン２２に戻るエンジンオイルが突出部で接触し易くなり、ＥＧＲガスを冷却することができ、冷却性能を向上させることができる。その上、ＥＧＲ排気通路６４は、カムチェーン室７１内に放熱フィン７２を設けて案内され、排気ガスのＥＧＲガスは放熱フィン７２での放熱によっても冷却される。

冷却されたＥＧＲガスは、制御バルブ５７で流量制御されてＥＧＲ噴射通路６７に送られ、シリンダヘッド１４内でエンジン吸気系の吸気通路部３７ａに噴射される。吸気通路部３７ａから噴射されるＥＧＲガスは、冷却されて温度降下した排気ガスである。しかも、ＥＧＲ噴射通路６７は吸気ポート３７からの二又の吸気通路に鋭角に交差しているので、吸気通路部３７ａに噴射されるＥＧＲガスは吸気の流れ方向に向けて、あるいは流れ方向にスムーズに噴射される。ＥＧＲガスの充填効率を向上させることができる。

このＥＧＲ装置５５は、ＥＧＲガスをシリンダヘッド１４内の排気ポート周囲の冷却通路４３近くや、シリンダブロック１３内の燃焼室周囲の冷却通路４６付近を通すことで冷却し、かつ、カムチェーン室７１内の放熱フィン７２で放熱することで積極的に冷却され、ＥＧＲガス温度を低下させることができる。したがって、ＥＧＲ装置５５に独立した外部ＥＧＲクーラを設置することが不要となる。

さらに、本実施形態の内燃機関のＥＧＲ装置５５は、ＥＧＲガスを冷却してエンジン吸気系の吸気通路部３７ａに効率よくスムーズに噴射させることができ、ＥＧＲガスの充填効率が向上し、エンジン１０の燃焼ガス温度を低下させることができる。したがって、ノッキング限界向上やＮＯｘ排出量を低減させてデトネーション防止を図ることができる。このＥＧＲ装置５５は、今後自動二輪車の排気ガス規制が厳しくなる方向にある中で、エンジン効率を維持しながら、排ガス規制値を有効に充足させることが可能となる。

［実施形態の効果］
本実施形態に係る内燃機関のＥＧＲ装置５５では、シリンダヘッド１４の直ぐ後方（エンジン吸気側）に制御バルブ５７を配置し、外部ＥＧＲ配管をシリンダアッセンブリ１２のエンジン吸気側に集約して配置することで、全体のＥＧＲ通路６３を短縮し、簡素化することができる。ＥＧＲ通路６３を短縮することでＥＧＲガスを高い圧力のまま吸気ポート部３７ａに流すことができ、ＥＧＲガスの充填効率を向上させることができる。さらに、ＥＧＲ通路６３の一部をシリンダヘッド１４内に設けることで、外部ＥＧＲ配管を削減することができ、ＥＧＲ装置５５をコンパクトにレイアウトすることができる。

また、内燃機関のＥＧＲ装置５５は、独立した大型の外部ＥＧＲクーラの設置が不要となる。外部ＥＧＲクーラが不要で、そのクーラ耐振動支持構造を必要としないので、車体の小型・軽量化を図ることができる。

さらに、エンジンの排気ガスであるＥＧＲガスは、シリンダヘッド１４内の冷却通路やシリンダ内の燃焼室周囲の冷却通路４６上方近くを通すことによりエンジンオイルで冷却され、さらにカムチェーン室７１の放熱フィン７２からの放熱により冷却されるので、ＥＧＲガスを有効的に効率よく冷却することができる。シリンダヘッド１４内の冷却通路で排気ポート３６とＥＧＲ通路６３とを同時に冷却することができ、排気ガスを効率的に冷却することができる。シリンダアッセンブリ１２内のカムチェーン室７１側は比較的スペースに余裕があるため、ＥＧＲ通路６３の設定は、設定の自由度が大きい。
また、ＥＧＲ通路６３とシリンダヘッド１４内の冷却通路が隣接する範囲が増え、排気ガスを効率的に冷却することができる。さらに、ポート上側冷却通路４４は、図３および図４に示すように、ＥＧＲ通路６３の側方でエンジン上下方向に延びる冷却通路を有し、エンジン上下方向に延びる冷却通路はカムチェーン室７１と隣接することで冷却通路の温度上昇を抑制することができ、排気ガスを効率的に冷却することができる。エンジン上下方向に延びる冷却通路は排気ポート３６に隣接しないので、冷却通路の温度上昇を抑制することができ、排気ガスを効率的に冷却することができる。
一方、排気ポート３６とＥＧＲ通路６３とは図３および図４に示すように、シリンダヘッド１４内の冷却通路や吸気ポート３７で、両側から冷却することができ、また、ＥＧＲ通路６３を下方からも冷却することができ、排気ガスを効率的に冷却することができる。

加えて、制御バルブ５７は、シリンダヘッド１４右側後方近くで、吸気ポート３７とカムチェーン室７１後方との間に配置されるので、ＥＧＲ通路６３の外部ＥＧＲ配管６５，６６を短くでき、ＥＧＲガスの流量制御の応答速度が向上する。

また、シリンダヘッド１４の右側後方近くに配置される制御バルブ５７は、シリンダヘッド１４直後でＥＧＲ通路６３の上方に配置されるので、制御バルブ５７内に水が溜ることなく、水による故障を防ぐことができる。

さらに、制御バルブ５７の流入側の排気側連結通路６５とバルブ流出側の吸気側連結通路６６はほぼ同じ高さ位置に設置されるので、各連結通路６５，６６は通路形状に曲げ点が少なく、かつ制御バルブ５７はエンジン１０側に近付けて配置でき、排気ガスであるＥＧＲガスの流れをスムーズに安定化させることができる。

さらにまた、シリンダヘッド１４内に形成されるＥＧＲ噴射通路６７の孔加工が容易となる。加えて、吸気通路の吸気通路部３７ａに開口するＥＧＲガス噴出孔の向きの設定も容易で、シリンダブロック１３内に形成される燃焼室の流れを改善することができる。

［その他の実施例］
本実施形態に係る内燃機関のＥＧＲ装置５５では、シリンダアッセンブリ１２のシリンダヘッド１４やシリンダブロック１３内に各オイル冷却通路を設け、オイルクーラ３９で冷却されたオイルをオイル冷却通路内に案内することで、シリンダヘッド１４やシリンダブロック１３内を冷却する例を示したが、オイルクーラ３９に代えてラジエータを設け、このラジエータで冷却される冷却水でシリンダヘッド１４やシリンダブロック１３内を冷却するようにしてもよい。

また、本実施形態に係る内燃機関のＥＧＲ装置５５では、単気筒の４バルブエンジンにＥＧＲ装置５５を適用した例を示したが、このＥＧＲ装置５５は自動二輪車の多気筒エンジンに適用するようにしても、さらに自動三輪車に適用するようにしてもよい。

さらに、本実施形態に係る内燃機関のＥＧＲ装置５５では、シリンダヘッド１４のカムチェーン室７１内に突出するＥＧＲ排気通路６４の突出部に、冷却フィンとしての放熱フィン７２を設けた例を示したが、別体の独立した外部ＥＧＲクーラを設けることなく、ＥＧＲクーラをシリンダヘッド１４あるいはシリンダブロック１３、ヘッドカバー１５と一体化させ、エンジン１０と一体構造のＥＧＲクーラを備えてもよい。エンジン１０と一体構造のＥＧＲクーラは、耐振動支持構造が不要となり、車体の小型・軽量化を図ることができる。

加えて、シリンダヘッド１４やシリンダブロック１３内に設けられたＥＧＲ通路を、シリンダヘッド１４やシリンダブロック１３のカムチェーン室７１内で突出（露出）させ、その突出（露出）部に放熱フィン７２を一体あるいは別体で設け、エンジン１０内にＥＧＲクーラを設けてもよい。

また、本発明の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、様々な形態で実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…エンジン（内燃機関）、１１…クランクケース、１２…シリンダアッセンブリ、１３…シリンダブロック、１４…シリンダヘッド、１５…ヘッドカバー、１８…クラッチカバー、１９…クランクシャフト、２０…ミッション室、２１…トランスミッション、２２…オイルパン、２３…オイルポンプ、２４…オイルフィルタ、２５…ピストン、３０…オイル通路構造、３１…クランクケース側オイル通路、３２…シリンダ側オイル通路、３３…シリンダヘッド側オイル通路、３５…燃焼室、３６…排気ポート、３７…吸気ポート、３８…流入側オイルホース、３９…オイルクーラ、４０…流出側オイルホース、４１…点火プラグ差込部、４３…排気ポート部周囲の冷却通路、４４…ポート上側冷却通路、４５…ポート下側冷却通路、４６…燃焼室周囲の冷却通路、４７…吸気ポート下部の冷却通路、４８…点火プラグ差込部の冷却通路、５０…シリンダ側オイル還流通路、５５…（外部）ＥＧＲ装置、５６…浮動支持装置、５７…制御バルブ、５８…取付ブラケット、５９…サポートロッド、６０…弾性体、６３…ＥＧＲ通路、６４…ＥＧＲ排気通路、６５…排気側連結通路、６６…吸気側連結通路、６７…ＥＧＲ噴射通路、６８…プレート、７０…弾力性コネクタ、７１…カムチェーン室、７２…放熱フィン、７４…気筒。

Claims (4)

1. エンジンの排気ガスが排出される排気ポート部と、前記排気ポート部から排出される排気ガスの一部をＥＧＲガスとしてエンジン吸気側に還流させるＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路内を流れるＥＧＲガスの流量を調整する制御バルブとを備え、
   前記制御バルブはエンジンの外部で前記エンジン吸気側に配置され、
   前記ＥＧＲ通路は、前記排気ポート部からシリンダヘッド内を通り、前記エンジンの外部を経て前記エンジン吸気側に延びており、
   前記シリンダヘッドには前記排気ポート部の周囲に冷却通路が設けられており、前記排気ポート部の上側を冷却するポート上側冷却通路は、前記排気ポート部とＥＧＲ通路の２つの通路の上方に位置し、
   前記排気ポート部の側方にカムチェーン室が設けられ、
   前記ポート上側冷却通路は前記ＥＧＲ通路の側方でエンジン上下方向に延びる冷却通路を有し、エンジン上下方向に延びる冷却通路は前記ＥＧＲ通路と前記カムチェーン室の間に配置され、
   前記排気ポート部は二股に分岐されており、
   前記ポート上側冷却通路は前記排気ポート部の二股の間でエンジン上下方向に延びる冷却通路を有し、
   前記ＥＧＲ通路は、２つのエンジン上下方向に延びる冷却通路に挟まれていることを特徴とする内燃機関のＥＧＲ装置。
2. 前記排気ポート部のエンジン後部に吸気ポート部が設けられ、
   前記ポート上側冷却通路は、平面視で前記排気ポート部と前記吸気ポート部との間で前記排気ポート部と前記吸気ポート部とに重なるように配置され、
   前記ＥＧＲ通路は排気ポート部から斜め後ろに向いて前記エンジン吸気側に延びている請求項１に記載の内燃機関のＥＧＲ装置。
3. シリンダブロックには燃焼室の周囲を囲む燃焼室周囲の冷却通路が設けられており、
   前記燃焼室周囲の冷却通路は前記ＥＧＲ通路の下方に配置され、平面視で前記ＥＧＲ通路は前記燃焼室周囲の冷却通路と重なっている請求項１に記載の内燃機関のＥＧＲ装置。
4. 前記排気ポート部の周囲に設けられた冷却通路は、前記排気ポート部の下側を冷却するポート下側冷却通路を有し、
   前記ＥＧＲ通路は前記排気ポート部を挟んで前記ポート下側冷却通路とは反対側に設けられる請求項１または３に記載の内燃機関のＥＧＲ装置。
   

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