JP7238645B2 - 車両用エンジン - Google Patents

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Description

本発明は、車両用エンジンに関する。
従来、車両用エンジンとして、特許文献1に記載されたものが知られている。特許文献1に記載の車両用エンジンにおいて、シリンダヘッドの側面に固定したサーモケースの上方にエアクリーナが配置されており、サーモケースにエアクリーナを支持するブラケットが取付けられている。このブラケットは、サーモケースとヒータとを連絡する冷却配管の一部を支持している。
特開2000-337166号公報
しかしながら、特許文献1に記載のものは、ブラケットがサーモケースの端部に固定されているため、ブラケットの取付ピッチを大きくした場合であっても、サーモケースへの取付剛性を高めない限り、エアクリーナが振動しやすくなってしまうという問題があった。
一方、エンジンには、サーモケースのハウジングにEGR通路を一体化したものがあり、このようなハウジングにおいては、ブラケットをEGR通路と干渉しないような形状にする必要がある。このため、干渉を避ける形状にしたためにブラケットの剛性が低下し、エアクリーナが振動しやすくなってしまうという問題があった。
本発明は、上記のような事情に着目してなされたものであり、エンジン本体の上方に配置されるエアクリーナを、冷却水通路とEGR通路とを有するハウジングに支持する構成であっても、エアクリーナの振動を低減することができる車両用エンジンを提供することを目的とするものである。
本発明は、エンジン本体の上部に配置されたシリンダヘッドと連通する冷却水通路を形成する筒状の冷却水通路部と、排気ガスが通過するEGR通路を形成するEGR通路部とを有し、前記シリンダヘッドの側面に連結されるハウジングと、前記ハウジングに取付けられ、前記EGR通路を通過する前記排気ガスの量を調整するEGRバルブと、を備える車両用エンジンであって、前記エンジン本体の上方の位置から前記ハウジングの上方の位置に延びるエアクリーナと、前記エアクリーナを前記ハウジングに支持させるブラケットと、を備え、前記ハウジングにおける前記シリンダヘッドの側面に連結される第1の端部に前記冷却水通路の一端が開口し、前記ハウジングにおける前記第1の端部と対向する第2の端部に前記冷却水通路の他端が開口し、前記冷却水通路部の外周部に、前記シリンダヘッドに締結される複数のボス部が形成され、前記EGR通路部は、前記第1の端部から前記第2の端部側に離れた位置で前記冷却水通路部の下面に連結され、前記冷却水通路部と交差する方向に延びるように前記EGR通路を形成する上流側EGR通路部と、前記第1の端部から前記第2の端部側に離れた位置で前記冷却水通路部の側面に連結され、前記上流側EGR通路部の下流側端部に連通し、前記冷却水通路部と交差するように上方向へ延びるように前記EGR通路を形成する下流側EGR通路部とを有し、前記下流側EGR通路部の上端は、前記シリンダヘッドの上端よりも上側に延び、前記下流側EGR通路部の上端に、前記EGRバルブを取付けるEGRバルブ取付フランジ部が形成され、前記ブラケットが前記EGRバルブ取付フランジ部に固定されていることを特徴とする。
このように上記の本発明によれば、エンジン本体の上方に配置されるエアクリーナを、冷却水通路とEGR通路とを有するハウジングに支持する構成であっても、エアクリーナの振動を低減することができる。
図1は、本発明の一実施例に係る車両用エンジンの平面図である。 図2は、本発明の一実施例に係る車両用エンジンの上部の正面図である。 図3は、本発明の一実施例に係る車両用エンジンの左側面図である。 図4は、図1のIV-IV方向矢視断面図である。 図5は、本発明の一実施例に係る車両用エンジンのハウジングの左側面図である。 図6は、図8のVI-VI方向矢視断面図である。 図7は、本発明の一実施例に係る車両用エンジンのハウジングの平面図である。 図8は、本発明の一実施例に係る車両用エンジンのハウジングの背面図である。 図9は、本発明の一実施例に係る車両用エンジンのハウジングの右側面図である。 図10は、本発明の一実施例に係る車両用エンジンのハウジングの斜視図である。
本発明の一実施の形態に係る車両用エンジンは、エンジン本体の上部に配置されたシリンダヘッドと連通する冷却水通路を形成する筒状の冷却水通路部と、排気ガスが通過するEGR通路を形成するEGR通路部とを有し、シリンダヘッドの側面に連結されるハウジングと、ハウジングに取付けられ、EGR通路を通過する排気ガスの量を調整するEGRバルブと、を備える車両用エンジンであって、エンジン本体の上方の位置からハウジングの上方の位置に延びるエアクリーナと、エアクリーナをハウジングに支持させるブラケットと、を備え、ハウジングにおけるシリンダヘッドの側面に連結される第1の端部に冷却水通路の一端が開口し、ハウジングにおける第1の端部と対向する第2の端部に冷却水通路の他端が開口し、冷却水通路部の外周部に、シリンダヘッドに締結される複数のボス部が形成され、EGR通路部は、第1の端部から第2の端部側に離れた位置で冷却水通路部の下面に連結され、冷却水通路部と交差する方向に延びるようにEGR通路を形成する上流側EGR通路部と、第1の端部から第2の端部側に離れた位置で冷却水通路部の側面に連結され、上流側EGR通路部の下流側端部に連通し、冷却水通路部と交差するように上方向へ延びるようにEGR通路を形成する下流側EGR通路部とを有し、下流側EGR通路部の上端は、シリンダヘッドの上端よりも上側に延び、下流側EGR通路部の上端に、EGRバルブを取付けるEGRバルブ取付フランジ部が形成され、ブラケットがEGRバルブ取付フランジ部に固定されていることを特徴とする。これにより、本発明の一実施の形態に係る車両用エンジンは、シリンダヘッドに連通する冷却水通路とEGR通路とを有し、EGRバルブが取付けられるハウジングをシリンダヘッドの側面に取付ける際、EGR通路およびEGRバルブがシリンダヘッドの側方に離れた位置に配置されていてもEGRバルブの振動を抑制できる。
以下、本発明の一実施例に係る車両用エンジンについて、図面を用いて説明する。図1から図10は、本発明の一実施例に係る車両用エンジンを示す図である。図1から図10において、上下前後左右方向は、車両に設置された状態の車両用エンジンの上下前後左右方向とし、前後方向に対して直交する方向が左右方向、車両用エンジンの高さ方向が上下方向である。
まず、構成を説明する。図1、図10において、車両用エンジン1は、エンジン本体10と、このエンジン本体10に装着される各種の補機や部品等から構成されている。エンジン本体10は、シリンダヘッド12と、シリンダヘッドカバー13と、シリンダブロック11(図10参照)とを備えている。また、エンジン本体10は、潤滑用のオイルが貯留される図示しないオイルパンを備えている。
シリンダブロック11には図示しない複数の気筒が設けられている。複数の気筒は左右方向に並べて配置されている。本実施例の車両用エンジン1は、3つの気筒を有する3気筒エンジンから構成されているが、3気筒エンジンに限定されるものではない。
気筒には図示しないピストンが収納されており、ピストンは、気筒に対して上下方向に往復運動する。ピストンは、図示しないコネクティングロッドを介して図示しないクランク軸に連結されており、ピストンの往復運動は、コネクティングロッドを介してクランク軸の回転運動に変換される。
図2において、シリンダヘッド12の気筒列方向の右端部にはチェーンケース15が締結されている。チェーンケース15は、シリンダヘッド12およびシリンダブロック11(図10参照)に配置された図示しないタイミングチェーンを覆っている。
ここで、車両用エンジン1の気筒列方向は、左右方向、すなわち車幅方向となっている。したがって、車両用エンジン1は、図示しない車両にいわゆる横置きで配置されている。
図1から図4において、エンジン本体10の上方には、エアクリーナ入口配管21と、レゾネータ22と、エアクリーナ23と、エアクリーナ出口配管24とが設けられている。エアクリーナ入口配管21は、エンジン本体10の左右方向中央部の上方に配置されており、後方に向かった後に左前方に向かうように湾曲している。エアクリーナ入口配管21は、エアクリーナ23に連結されており、前方から取り込んだ空気をエアクリーナ23に供給する。レゾネータ22はエアクリーナ入口配管21の後方に配置されており、エアクリーナ入口配管21の途中に連結されている。レゾネータ22は、エアクリーナ入口配管21を空気が通過する際に発生するノイズを、気柱共鳴作用によって打ち消している。エアクリーナ23は、エンジン本体10の左側の部分の上方から左方にはみ出して配置されている。エアクリーナ23は、その内部に設けられた図示しないエアクリーナエレメントによって空気を濾過している。エアクリーナ出口配管24は、エアクリーナ23の左端部と後述するスロットルボディ25とに連結されており、エアクリーナ23で濾過された空気をスロットルボディ25に供給している。
図1、図3において、車両用エンジン1はスロットルボディ25を有しており、スロットルボディ25は、吸気マニホールド26に流入する空気の量を調整する。スロットルボディ25はエアクリーナ23の後方に配置されている。
図1、図3において、シリンダヘッド12の後面には吸気マニホールド26が設けられており、吸気マニホールド26は、吸入空気を、シリンダヘッド12に形成された図示しない各吸気ポートを通して各気筒に導入する。
シリンダヘッド12の内部には図示しない排気マニホールドが形成されている。排気マニホールドは、各気筒に連通される図示しない複数の排気ポートを有し、気筒から排出される排気(排出ガスまたは排気ガスともいう)を集合する。つまり、シリンダヘッド12の内部には、排気ポートと一体型の排気マニホールドが形成されている。排気マニホールドは、図示しない共通の集合排気出口を有する。集合排気出口は、気筒列方向の中央部においてシリンダヘッド12の前面に開口している。気筒から排出される排気は、排気マニホールドで集合された後、集合排気出口からシリンダヘッド12の外部に排出される。
図1、図2、図3において、シリンダヘッド12の前面側には、排気浄化装置31が配置されており、排気浄化装置31は、エンジン本体10の前面に沿って下方に延びている。排気浄化装置31の内部には図示しない三元触媒およびパティキュレートフィルタが収容されている。三元触媒は、排気中に含まれるHC、CO、NOxを酸化還元反応により同時に浄化処理する。
パティキュレートフィルタは、三元触媒の下流側に設置されており、排気中の粒子状物質であるPM(パティキュレートマター)として、黒鉛、燃料の燃え残り(SOF:可燃性有機成分)、エンジンオイルの燃え滓(オイルアッシュ)などを捕集する。
排気浄化装置31の下端には図示しない排気管が連結されている。排気浄化装置31を通過して浄化された排気ガスは、排気管を介して車外に放出される。
図1、図7において、車両用エンジン1はEGR装置40を有している。EGR装置40は、EGR通路を構成するEGR上流配管41およびEGR下流配管42を備えている。EGR上流配管41は、排気浄化装置31の下端と後述するハウジング60(図7参照)とに接続されている。EGR下流配管42はハウジング60と吸気経路とに接続されている。EGR上流配管41およびEGR下流配管42は、排気浄化装置31を通過した排気ガスの一部を吸気経路に還流している。EGR上流配管41の途中にはEGRクーラ43が設けられており、このEGRクーラ43は、冷却水との熱交換によって排気ガスを冷却する。EGR上流配管41およびEGR下流配管42を通過する排気ガスは、ハウジング60に流通する冷却水との熱交換によって冷却される。
図1、図2、図3において、エアクリーナ23は、エンジン本体10の上方の位置からハウジング60の上方の位置に延びるように配置されている。車両用エンジン1は、エアクリーナ23をハウジング60に支持させるブラケット51(図4参照)を備えている。ブラケット51は、板状の金属等をZ字状に曲げたものからなり、エアクリーナ23とハウジング60とに固定されている。また、エアクリーナ23の後部は図示しない支持部により吸気マニホールド26に支持される。吸気マニホールド26は、ブラケット52によってシリンダヘッドカバー13に支持される。エアクリーナ23の下部には、下方に突出する脚部23Aが設けられており、脚部23Aはシリンダヘッドカバー13の上面に固定されている。このように、エアクリーナ23は、脚部23Aおよびブラケット51、図示しない支持部によってエンジン本体10に支持されている。
図2、図3、図4、図5、図10において、車両用エンジン1はハウジング60を有しており、このハウジング60は、シリンダヘッド12の左の側面12Aに連結されている。ハウジング60の内部には冷却水の流通量を調整するサーモスタット46が収容されている。本実施例では、シリンダヘッド12の側面12Aとは、シリンダヘッド12の4つの側面のうち、気筒列方向における図示しないトランスミッション側の端部の面であるが、他の側面であってもよい。
図6、図10において、ハウジング60は、冷却水通路61Aを形成する筒状の冷却水通路部61を有しており、この冷却水通路部61は、エンジン本体10の上部に配置されたシリンダヘッド12と連通している。また、ハウジング60は、排気ガスが通過するEGR通路62Aを形成するEGR通路部62を有している。ハウジング60の上部には、EGR通路62Aを通過する排気ガスの量を調整するEGRバルブ47が取付けられている。
図4において、ハウジング60は、シリンダヘッド12の側面12Aに連結される第1の端部60A(右端部)と、第1の端部60Aと対向する第2の端部60B(左端部)とを有している。
第1の端部60Aには冷却水通路61A(図5参照)の一端(右端)が開口し、第2の端部60Bには冷却水通路61Aの他端(左端)が開口している。図3において、第2の端部60Bには、円筒状のキャップ45がボルト50D、50Eによって固定されている。
図5、図6、図9において、冷却水通路部61の外周部には、シリンダヘッド12に締結される複数のボス部67A、67B、67Cが形成されている。ボス部67Aは冷却水通路61Aの中心よりも上側に配置されている。ボス部67B、67Cは冷却水通路61Aの中心より下側に配置されている。ボス部67A、67B、67Cは、本発明における第1のボス部、第2のボス部、第3のボス部を構成している。ボス部67A、67B、67Cには、図3に示すように、ボルト50A、50B、50Cが締結される。また、図3において、キャップ45はボルト50D、50Eによってハウジング60に締結されている。
図6において、ボス部67Aは、EGRバルブ取付フランジ部65と冷却水通路部61の上面との間に配置されている。ボス部67Bは、上流側EGR通路部63の上側に配置されている。ボス部67Cは、下流側EGR通路部64に対して冷却水通路61Aと反対側の縁部に配置されている。また、ボス部67Aの中心と第2のボス部67Bの中心とを結ぶ仮想線LはEGRバルブ取付フランジ部65の中央部を通過している。
図5、図6、図10において、EGR通路部62は、上流側EGR通路部63と、下流側EGR通路部64とを有している。上流側EGR通路部63は、第1の端部60Aから第2の端部60B側に離れた位置で冷却水通路部61の下面に連結されており、冷却水通路部61と交差する方向(前後方向)に延びるようにEGR通路62Aを形成している。下流側EGR通路部64は、第1の端部60Aから第2の端部60B側に離れた位置で冷却水通路部61の後側の側面に連結されており、上流側EGR通路部63の下流側端部に連通し、冷却水通路部61と交差するように上方向へ延びるようにEGR通路62Aを形成している。
ここで、上流側EGR通路部63および下流側EGR通路部64の内部のEGR通路62Aは、円形断面に形成されている。そして、上流側EGR通路部63および下流側EGR通路部64は、円形断面のEGR通路62Aを囲うように筒状に形成されている。
図5において、下流側EGR通路部64の上端64Bは、シリンダヘッド12の上端12Bよりも上側に延びている。下流側EGR通路部64の上端64Bには、EGRバルブ47を取付けるEGRバルブ取付フランジ部65が形成されている。図9において、ブラケット51は、EGRバルブ取付フランジ部65の一部である第2締結部65Bに固定されている。
図4において、EGR通路部62は、第1の端部60Aよりも第2の端部60Bに近接するようにハウジング60に配置されている。
図6において、EGRバルブ取付フランジ部65は、第1締結部65Aと第2締結部65Bとを有している。第1締結部65Aと第2締結部65Bとは、下流側EGR通路部64の中心64Cに対して互いに反対側に配置されている。なお、下流側EGR通路部64の中心64Cと上流側EGR通路部63の中心63Cは直角に交差している。
図5、図10において、ハウジング60は、平面形状のリブ66を有しており、このリブ66は、冷却水通路部61と交差する平面に沿って上下方向に延びている。リブ66は、EGRバルブ取付フランジ部65と冷却水通路部61の上面とを連結している。
図9において、第1締結部65Aと第2締結部65Bのうち一方(本実施例では第1締結部65A)の下部は、上下方向に延びるリブ66によって冷却水通路部61の上面に連結されている。第1締結部65Aと第2締結部65Bのうち他方(本実施例では第2締結部65B)の上部にはブラケット51が取付けられている。
図6、図9において、EGRバルブ取付フランジ部65は、EGRバルブ47が取付けられる取付面65Cを有しており、この取付面65Cの第1締結部65A側の端部は冷却水通路部61の上方の位置に延びている。
図6、図9において、冷却水通路部61の内壁面には、冷却水通路61A内へ突出しサーモスタット46を位置決めする2つの突部61Bが設けられている。突部61Bは、冷却水通路部61の内壁面における周方向でリブ66および下流側EGR通路部64と隣接する部位に配置されている。
図5、図6、図10において、上流側EGR通路部63は、排気ガスを取入れるEGR上流配管41が締結される上流側フランジ部68を有している。上流側フランジ部68は、冷却水通路61Aに対して下流側EGR通路部64と反対側に配置され、かつ、冷却水通路部61の側方の位置に連結されている。
図5、図8において、下流側EGR通路部64は、排気ガスを排出するEGR下流配管42(図8参照)が締結される下流側フランジ部69を有している。下流側フランジ部69の取付面は、第2の端部60Bに沿う平面と平行に配置されている。下流側フランジ部69の締結部69Aは、EGRバルブ取付フランジ部65よりも下方、かつ、冷却水通路部61よりも上方に配置されている。
図10において、シリンダヘッド12の左の側面12Aにはカム角センサ53が設けられており、このカム角センサ53は、シリンダヘッド12の内部に設けられた図示しないカムシャフトの回転角度を検出する。
ここで、カム角センサ53は、カムシャフトに対応する位置に配置する必要があることから、その設置位置を自由に選択することは困難である。そこで、本実施例では、カム角センサ53と位置が干渉しないように、ハウジング60およびEGRバルブ47を配置している。詳しくは、カム角センサ53がハウジング60の前側の上部に位置するように、ハウジング60が配置されている。これにより、カム角センサ53とハウジングとが干渉することを防止している。また、ハウジング60の後側の上部にEGRバルブ47を配置することにより、カム角センサ53とEGRバルブ47とが干渉することを防止している。また、カム角センサ53の左方の位置にリブ66が配置していることにより、カム角センサ53を異物等の衝突から保護している。
以上説明したように、本実施例の車両用エンジン1において、EGR通路部62は、第1の端部60Aから第2の端部60B側に離れた位置で冷却水通路部61の下面に連結され、冷却水通路部61と交差する方向に延びるようにEGR通路62Aを形成する上流側EGR通路部63と、第1の端部60Aから第2の端部60B側に離れた位置で冷却水通路部61の側面に連結され、上流側EGR通路部63の下流側端部に連通し、冷却水通路部61と交差するように上方向へ延びるようにEGR通路62Aを形成する下流側EGR通路部64とを有している。
これにより、EGR通路部62が冷却水通路部61の下面と側面とに2箇所で連結されているため、EGR通路部62と冷却水通路部61とを強固に連結できる。このため、ハウジング60の剛性を向上させることができる。
また、下流側EGR通路部64の上端64Bは、シリンダヘッド12の上端12Bよりも上側に延び、下流側EGR通路部64の上端64Bに、EGRバルブ47を取付けるEGRバルブ取付フランジ部65が形成されている。
これにより、EGRバルブ取付フランジ部65をエアクリーナ23の下部に近づけることができる。
また、エアクリーナ23を支持するブラケット51がEGRバルブ取付フランジ部65に固定されている。
これにより、板状のブラケット51と比較して剛性の高い円筒状のEGR通路部62と、EGRバルブ取付フランジ部65と、の両方とを介してエアクリーナ23をエンジン本体10に強固に支持できるので、エアクリーナ23の振動を抑制できる。
したがって、エアクリーナ23を、ブラケット51により、冷却水通路部61とEGR通路部62とを有するハウジング60で支持する構成であっても、エアクリーナ23の振動を低減することができる。
この結果、エンジン本体10の上方に配置されるエアクリーナ23を、冷却水通路61AとEGR通路62Aとを有するハウジング60に支持する構成であっても、エアクリーナ23の振動を低減することができる。
また、本実施例の車両用エンジン1において、EGR通路部62は、第1の端部60Aよりも第2の端部60Bに近接するようにハウジング60に配置されている。
これにより、エアクリーナ23のより外側(左端部側)の部位をEGR通路部62によってエンジン本体10に支持させることができ、エアクリーナ23の振動を低減できる。
また、本実施例の車両用エンジン1において、EGRバルブ取付フランジ部65は、下流側EGR通路部64の中心に対して互いに反対側に配置される第1締結部65Aと第2締結部65Bとを有している。そして、第1締結部65Aと第2締結部65Bのうち一方の下部が、上下方向に延びるリブ66によって冷却水通路部61の上面に連結され、第1締結部65Aと第2締結部65Bのうち他方の上部にブラケット51が取付けられている。
これにより、エアクリーナ23が上下方向に振動しようとする場合、ブラケット51と反対側に配置されているリブ66によってブラケット51の上下動を抑制することができ、エアクリーナ23の上下方向の振動を抑制できる。
本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。
1...車両用エンジン、10...エンジン本体、12...シリンダヘッド、12A...側面、12B...上端、23...エアクリーナ、41...EGR上流配管、42...EGR下流配管、47...EGRバルブ、51...ブラケット、60...ハウジング、60A...第1の端部、60B...第2の端部、61...冷却水通路部、61A...冷却水通路、62...EGR通路部、62A...EGR通路、63...上流側EGR通路部、64...下流側EGR通路部、64B...上端、64C...中心、65...EGRバルブ取付フランジ部、65A...第1締結部、65B...第2締結部、66...リブ、67A、67B、67C...ボス部

Claims (3)

  1. エンジン本体の上部に配置されたシリンダヘッドと連通する冷却水通路を形成する筒状の冷却水通路部と、排気ガスが通過するEGR通路を形成するEGR通路部とを有し、前記シリンダヘッドの側面に連結されるハウジングと、
    前記ハウジングに取付けられ、前記EGR通路を通過する前記排気ガスの量を調整するEGRバルブと、を備える車両用エンジンであって、
    前記エンジン本体の上方の位置から前記ハウジングの上方の位置に延びるエアクリーナと、
    前記エアクリーナを前記ハウジングに支持させるブラケットと、を備え、
    前記ハウジングにおける前記シリンダヘッドの側面に連結される第1の端部に前記冷却水通路の一端が開口し、
    前記ハウジングにおける前記第1の端部と対向する第2の端部に前記冷却水通路の他端が開口し、
    前記冷却水通路部の外周部に、前記シリンダヘッドに締結される複数のボス部が形成され、
    前記EGR通路部は、
    前記第1の端部から前記第2の端部側に離れた位置で前記冷却水通路部の下面に連結され、前記冷却水通路部と交差する方向に延びるように前記EGR通路を形成する上流側EGR通路部と、
    前記第1の端部から前記第2の端部側に離れた位置で前記冷却水通路部の側面に連結され、前記上流側EGR通路部の下流側端部に連通し、前記冷却水通路部と交差するように上方向へ延びるように前記EGR通路を形成する下流側EGR通路部とを有し、
    前記下流側EGR通路部の上端は、前記シリンダヘッドの上端よりも上側に延び、
    前記下流側EGR通路部の上端に、前記EGRバルブを取付けるEGRバルブ取付フランジ部が形成され、
    前記ブラケットが前記EGRバルブ取付フランジ部に固定されていることを特徴とする車両用エンジン。
  2. 前記EGR通路部は、前記第1の端部よりも前記第2の端部に近接するように前記ハウジングに配置されていることを特徴とする請求項1に記載の車両用エンジン。
  3. 前記EGRバルブ取付フランジ部は、前記下流側EGR通路部の中心に対して互いに反対側に配置される第1締結部と第2締結部とを有し、
    前記第1締結部と第2締結部のうち一方の下部が、上下方向に延びるリブによって前記冷却水通路部の上面に連結され、前記第1締結部と第2締結部のうち他方の上部に前記ブラケットが取付けられていることを特徴とする請求項1に記載の車両用エンジン。
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