KR102355836B1 - 엔진 장치 - Google Patents

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얀마 파워 테크놀로지 가부시키가이샤
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Abstract

엔진 장치 (1) 는, 복수의 흡기 포트에 신기를 도입시키는 복수의 흡기 유로 (36) 와 복수의 배기 포트로부터 배기 가스를 도출시키는 복수의 배기 유로 (37) 가 형성되는 실린더 헤드 (2) 를 구비한다. 복수의 흡기 유로 (36) 를 집합하는 흡기 매니폴드 (3) 가, 실린더 헤드 (2) 의 좌우 일측부의 일방에 일체로 형성되어 있다. 실린더 헤드 (2) 의 전측면에 EGR 쿨러 (27) 가 연결됨과 함께, 실린더 헤드 (2) 에 있어서의 EGR 쿨러 (27) 와의 연결 부위에, EGR 쿨러 (27) 와 연통하는 EGR 가스 유로 (31, 32) 및 냉각수 유로 (38, 39) 가 형성되어 있다.

Description

엔진 장치{ENGINE DEVICE}
본원 발명은, 엔진 장치에 관한 것이다.
종래부터, 흡기 포트 및 배기 포트를 갖는 실린더 헤드는, 그 좌우 측면에 흡기 매니폴드와 배기 매니폴드가 연결되는 구조로 되어 있다 (특허문헌 1 참조). 또한, 디젤 엔진 등의 배기 가스 대책으로서, 배기 가스의 일부를 흡기측에 환류시키는 EGR 장치 (배기 가스 재순환 장치) 를 형성함으로써, 연소 온도를 낮게 억제하여 배기 가스 중의 NOx 량 (질소 산화물량) 을 저감시킨다는 기술이 알려져 있다 (특허문헌 2 ∼ 4 참조).
일본 특허 제3876139호 일본 특허 제3852255호 일본 공개특허공보 2002-235607호 일본 특허 제5387612호
그런데, 디젤 엔진의 탑재 스페이스는 탑재 대상인 작업 차량 (건설 기계나 농작업기 등) 에 따라 다양하지만, 최근에는, 경량화·컴팩트화의 요청으로, 탑재 스페이스에 제약이 있는 (협소한) 경우가 많다. 이 때문에, 디젤 엔진의 구성 부품을 컴팩트하게 레이아웃할 필요가 있다. 또한, 탑재 스페이스의 제약이라는 문제는 물론이고, EGR 장치나 터보 과급기 등의 부품을 실린더 헤드에 연결하여 지지시키기 때문에, 실린더 헤드에 있어서는 강성이 높은 구조가 요구된다.
또한, 상기 특허문헌 2 나 특허문헌 3 에 개시된 엔진의 실린더 헤드 구조는, EGR 가스 유로를 실린더 헤드 내에 구성하도록 되어 있다. 그러나, EGR 가스 유로를 실린더 헤드에 구성하는 경우에는, 특허문헌 2 와 같이 복잡한 구조가 되어, 통로의 레이아웃 자유도가 낮아, 가공 시간, 가공 비용이 증가하게 된다는 문제가 있다.
또한, EGR 쿨러를 배관 접속한 경우, 디젤 엔진의 발열에 의한 EGR 가스 온도의 상승에 의해, EGR 가스의 체적이 증대하는 것으로부터, 충분한 EGR 가스량을 유지할 수 없고, 배기 가스 중의 NOx 량을 저감시키는 것이 곤란해진다. 한편, 냉각 팬으로부터의 냉각풍 등에 EGR 배관이 노출되는 등 하여 EGR 가스가 지나치게 냉각된 경우에도, 실린더 내의 연소에 악영향을 준다. 따라서, EGR 가스를 적온에서 공급하기 위해서, 디젤 엔진에 있어서의 각 부품의 적절한 배치 구조나 냉각 구조를 검토할 필요도 있다. 또한, EGR 가스와 신기 (新氣) 의 혼합 분포에 편재가 발생한 경우, 복수의 기통에 공급되는 신기 중의 EGR 가스량이 편차가 생김으로써, 기통 마다 연소 작용이나 NOx 저감 작용에 영향을 주어, 디젤 엔진의 운전 효율이 저하할 우려가 있다.
본원 발명은, 상기와 같은 현 상황을 검토하여 개선을 실시한 엔진 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 하고 있다.
본원 발명은, 복수의 흡기 포트에 신기를 도입시키는 복수의 흡기 유로와 복수의 배기 포트로부터 배기 가스를 도출시키는 복수의 배기 유로가 형성되는 실린더 헤드와, 상기 배기 유로와 연통하는 배기 매니폴드와, 상기 배기 매니폴드로부터의 배기 가스의 일부인 EGR 가스를 냉각시키는 EGR 쿨러를 구비한 엔진 장치로서, 복수의 상기 흡기 유로를 집합하는 흡기 매니폴드가, 상기 실린더 헤드의 좌우 일측부의 일방에 일체로 형성되어 있고, 상기 실린더 헤드의 전후 일측면에 상기 EGR 쿨러가 연결됨과 함께, 상기 실린더 헤드에 있어서의 상기 EGR 쿨러와의 연결 부위에, 상기 EGR 쿨러와 연통하는 EGR 가스 유로 및 냉각수 유로가 형성된 것이다.
상기 엔진 장치에 있어서, 상기 실린더 헤드는, 상기 흡기 매니폴드와의 경계로부터 상기 배기 매니폴드와의 연결 부분의 영역을 둘러싸는 외주벽이 세워 설치되어 있고, 당해 외주벽의 좌우 일측벽 및 전후 일측벽에 L 자 형상의 냉각수 유로가 형성되는 것으로 해도 된다.
상기 엔진 장치에 있어서, 상기 실린더 헤드가, 상기 외주벽의 좌우 일측벽 및 전후 양측벽에 삽입 통과되는 복수의 볼트에 의해, 실린더 블록 상방에 체결 고정되는 것으로 해도 된다.
상기 엔진 장치에 있어서, 상기 실린더 헤드가, 전후 타측면측이고 상기 흡기 매니폴드 단부에 인접하는 위치에, 상기 외주벽에 형성된 상기 냉각수 유로와 연통하는 냉각수 배수부를 구비한 것으로 해도 된다.
상기 엔진 장치에 있어서, 상기 EGR 쿨러와 연결하는 연결 받침대가 상기 실린더 헤드의 전후 일측면에 좌우 1 쌍으로 형성됨과 함께, 좌우 1 쌍의 상기 연결 받침대 각각이, EGR 가스 유로 및 냉각수 유로를 상하로 나열하여 천공 형성한 구성을 갖는 것으로 해도 된다.
상기 엔진 장치에 있어서, 상기 연결 받침대의 일방이, EGR 가스 유로를 냉각수 유로의 상방에 배치한 구성이 되고, 상기 연결 받침대의 타방이, EGR 가스 유로를 냉각수 유로의 하방에 배치한 구성이 되는 것으로 해도 된다.
본원 발명에 의하면, 실린더 헤드와 흡기 매니폴드를 일체로 구성함으로써, 흡기 매니폴드로부터 흡기 유로에 대한 기체 시일성을 향상시킴과 함께, 실린더 헤드의 강성을 높일 수 있다. 또한, 실린더 헤드에 EGR 장치나 과급기 등의 부속 부품을 연결시키는 경우에, 그 지지 강성을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 실린더 헤드에 있어서의 흡기측의 시일 부재의 부품수를 저감시킬 수 있다.
본원 발명에 의하면, EGR 쿨러를 실린더 헤드에 직접적으로 연결함으로써, EGR 쿨러와 실린더 헤드 사이에 냉각수용 배관 및 EGR 가스용 배관을 형성할 필요가 없다. 그 때문에, EGR 가스나 냉각수에 의한 배관의 신축 등에 영향을 받지 않고, EGR 쿨러와의 연결 부분에 있어서의 시일성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 열이나 진동 등에 의한 외부로부터의 변동 요소에 대한 내성 (구조 안정성) 이 향상되고 또한, 컴팩트하게 구성할 수 있다. 또한, 연결 받침대에 EGR 가스 유로와 냉각수 유로를 구성하기 때문에, 실린더 헤드 내에 구성하는 각 유로의 형상이 단순화되는 것으로부터, 복잡한 중자를 사용하지 않고, 실린더 헤드를 용이하게 주조할 수 있다.
본원 발명에 의하면, 실린더 헤드에 있어서의 외주벽을 따라 냉각수 유로가 형성되기 때문에, 냉각수 유로를 구비한 측벽이 빔과 같이 구성되게 되고, 실린더 헤드의 휨에 대한 강성이 향상된다. 따라서, 실린더 헤드를 주조에 의해 제조할 때, 주조 후의 틀 해체시에 있어서의 휨이 개선된다. 또한, 외주벽에 있어서의 냉각수 유로를 냉각수가 흐름으로써, 기통 내의 연소 열 등에 의한, 볼트의 연신 (열 변형) 을 억제하고, 실린더 헤드를 실린더 블록에 고강성으로 연결할 수 있고, 기통 내의 밀봉성을 해치는 경우가 없다.
본원 발명에 의하면, 분리하여 돌출 형성시킨 연결 받침대에 EGR 가스 유로 및 냉각수 유로를 내설한 구성으로 함으로써, 연결 받침대 쌍방에 있어서의 열 변형의 영향이 완화된다. 또한, 연결 받침대 내에 있어서, EGR 가스 유로를 흐르는 EGR 가스가 냉각수 유로를 흐르는 냉각수에 의해 냉각되고, 연결 받침대에 있어서의 열 변형 자체도 억제된다. 또한, 연결 받침대 각각에 있어서, EGR 가스 유로와 냉각수 유로가, 각각의 상하 높이 위치를 치환하여 배치되어 있기 때문에, 연결 받침대에 있어서의 열 분포가 상하 반대 방향이 되어, 실린더 헤드에 있어서의 높이 방향의 열 변형의 영향을 저감시킬 수 있다.
도 1 은 엔진의 정면도이다.
도 2 는 엔진의 배면도이다.
도 3 은 엔진의 좌측면도이다.
도 4 는 엔진의 우측면도이다.
도 5 는 엔진의 평면도이다.
도 6 은 엔진의 저면도이다.
도 7 은 엔진을 비스듬히 전방으로부터 본 사시도이다.
도 8 은 엔진을 비스듬히 후방으로부터 본 사시도이다.
도 9 는 실린더 헤드를 흡기 매니폴드측으로부터 본 확대 사시도이다.
도 10 은 실린더 헤드를 배기 매니폴드측으로부터 본 분해 사시도이다.
도 11 은 실린더 헤드를 흡기 매니폴드측으로부터 본 분해 사시도이다.
도 12 는 실린더 헤드의 평면도이다.
도 13 은 실린더 헤드의 정면도이다.
도 14 는 실린더 헤드 및 EGR 장치의 단면 사시도이다.
도 15 는 실린더 헤드 및 배기 매니폴드의 단면 사시도이다.
도 16 은 실린더 헤드에 있어서의 EGR 쿨러와의 연결 부분의 단면 사시도이다.
도 17 은 실린더 헤드 및 실린더 블록을 나타내는 개략 평면도이다.
도 18 은 도 17 의 A-A 선에서의 개략 단면도이다.
도 19 는 도 17 의 E-F-G 선에서의 개략 단면 사시도이다.
도 20 은 실린더 헤드에 있어서의 냉각수로의 구성을 나타내는 평면 단면도이다.
도 21 은 실린더 헤드에 있어서의 배기 유로 및 흡기 유로의 구성을 나타내는 평면 단면도이다.
도 22 는 EGR 장치의 평면도이다.
도 23 은 EGR 장치의 단면 사시도이다.
도 24 는 실린더 헤드에 있어서의 EGR 쿨러와의 연결 부분의 단면도이다.
도 25 는 실린더 헤드에 있어서의 EGR 쿨러와의 연결 부분의 분해도이다.
도 26 은 EGR 쿨러의 배면도이다.
도 27 은 엔진 내에 있어서의 냉각수 펌프측의 냉각수 유로의 구성을 나타내는 배면도이다.
도 28 은 냉각수 펌프 및 냉각수 입구관의 장착 구조를 나타내는 분해 사시도이다.
도 29 는 실린더 블록의 블록 내 냉각수 유로를 부분 단면으로 나타내는 평면도이다.
이하에, 본 발명을 구체화한 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다. 먼저, 도 1 ∼ 도 8 을 참조하면서, 디젤 엔진 (엔진 장치) (1) 의 전체 구조에 대하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 크랭크축 (5) 과 평행한 양측부 (크랭크축 (5) 을 사이에 두고 양측의 측부) 를 좌우, 플라이 휠 하우징 (7) 설치측을 전측, 냉각 팬 (9) 설치측을 후측이라고 칭하고, 이들을 편의적으로, 디젤 엔진 (1) 에 있어서의 사방 및 상하의 위치 관계의 기준으로 하고 있다.
도 1 ∼ 도 8 에 나타내는 바와 같이, 디젤 엔진 (1) 에 있어서의 크랭크축 (5) 과 평행한 일측부에 흡기 매니폴드 (3) 를, 타측부에 배기 매니폴드 (4) 를 배치하고 있다. 실시형태에서는, 실린더 헤드 (2) 의 우측면에 흡기 매니폴드 (3) 가 실린더 헤드 (2) 와 일체로 성형되어 있고, 실린더 헤드 (2) 의 좌측면에 배기 매니폴드 (4) 가 설치되어 있다. 실린더 헤드 (2) 는, 크랭크축 (5) 과 피스톤 (도시 생략) 이 내장된 실린더 블록 (6) 상에 탑재되어 있다.
실린더 블록 (6) 의 전후 양측면으로부터, 크랭크축 (5) 의 전후 선단측을 돌출시키고 있다. 디젤 엔진 (1) 에 있어서의 크랭크축 (5) 과 교차하는 일측부 (실시형태에서는 실린더 블록 (6) 의 전측면측) 에, 플라이 휠 하우징 (7) 이 고착되어 있다. 플라이 휠 하우징 (7) 내에 플라이 휠 (8) 이 배치되어 있다. 플라이 휠 (8) 은 크랭크축 (5) 의 전단측에 축 지지되어 있고, 크랭크축 (5) 과 일체적으로 회전하도록 구성되어 있다. 작업 기계 (예를 들어 유압 셔블이나 포크리프트 등) 의 작동부에, 플라이 휠 (8) 을 통하여 디젤 엔진 (1) 의 동력을 취출하도록 구성되어 있다. 디젤 엔진 (1) 에 있어서의 크랭크축 (5) 과 교차하는 타측부 (실시형태에서는 실린더 블록 (6) 의 후측면측) 에, 냉각 팬 (9) 이 형성되어 있다. 크랭크축 (5) 의 후단측으로부터 V 벨트 (10) 를 통하여 냉각 팬 (9) 에 회전력을 전달하도록 구성되어 있다.
실린더 블록 (6) 의 하면에는 오일 팬 (11) 을 배치한다. 오일 팬 (11) 내에는 윤활유가 저류되어 있다. 오일 팬 (11) 내의 윤활유는, 실린더 블록 (6) 의 플라이 휠 하우징 (7) 과의 연결 부분이고 실린더 블록 (6) 의 우측면측에 배치된 오일 펌프 (도시 생략) 로 흡인되어, 실린더 블록 (6) 의 우측면에 배치된 오일 쿨러 (13) 그리고 오일 필터 (14) 를 통하여, 디젤 엔진 (1) 의 각 윤활부에 공급된다. 각 윤활부에 공급된 윤활유는, 그 후 오일 팬 (11) 에 되돌려진다. 오일 펌프 (도시 생략) 는 크랭크축 (5) 의 회전으로 구동하도록 구성되어 있다.
실린더 블록 (6) 의 플라이 휠 하우징 (7) 과의 연결 부분에, 연료를 공급하기 위한 연료 공급 펌프 (15) 가 장착되고, 연료 공급 펌프 (15) 가 EGR 장치 (24) 하방에 배치된다. 커먼 레일 (16) 이, 실린더 헤드 (2) 의 흡기 매니폴드 (3) 하측에서 실린더 블록 (6) 측면에 고정되어 있고, 연료 공급 펌프 (15) 상방에 배치되어 있다. 헤드 커버 (18) 로 덮여 있는 실린더 헤드 (2) 상면부에, 전자 개폐 제어형의 연료 분사 밸브를 갖는 4 기통분의 각 인젝터 (17) (도 17 참조) 가 형성되어 있다.
각 인젝터 (17) 가, 연료 공급 펌프 (15) 및 원통상의 커먼 레일 (16) 을 통하여, 작업 차량에 탑재되는 연료 탱크 (도시 생략) 가 접속되어 있다. 연료 탱크의 연료가 연료 공급 펌프 (15) 로부터 커먼 레일 (16) 에 압송되고, 고압의 연료가 커먼 레일 (16) 에 저장된다. 각 인젝터 (17) 의 연료 분사 밸브를 각각 개폐 제어함으로써, 커먼 레일 (16) 내의 고압의 연료가 각 인젝터 (17) 로부터 디젤 엔진 (1) 의 각 기통에 분사된다.
실린더 헤드 (2) 상면부에 형성하는 흡기 밸브 (136) 및 배기 밸브 (137) (도 17 참조) 등을 덮는 헤드 커버 (18) 상면에, 디젤 엔진 (1) 의 연소실 등으로부터 실린더 헤드 (2) 상면측으로 누출된 블로바이 가스를 취입하는 블로바이 가스 환원 장치 (19) 가 형성되어 있다. 블로바이 가스 환원 장치 (19) 의 블로바이 가스 출구가, 환원 호스 (68) 를 통하여, 2 단 과급기 (30) 의 흡기부에 연통된다. 블로바이 가스 환원 장치 (19) 내에서 윤활유 성분이 제거된 블로바이 가스는, 2 단 과급기 (30) 를 통하여, 흡기 매니폴드 (3) 에 환원된다.
플라이 휠 하우징 (7) 에 엔진 시동용 스타터 (20) 가 장착되고, 엔진 시동용 스타터 (20) 가 배기 매니폴드 (4) 하방에 배치된다. 엔진 시동용 스타터 (20) 는, 실린더 블록 (6) 과 플라이 휠 하우징 (7) 의 연결부 하방이 되는 위치에서, 플라이 휠 하우징 (7) 에 장착된다.
실린더 블록 (6) 의 후면 왼쪽 가까이의 부위에는, 냉각수 윤활용의 냉각수 펌프 (21) 가 냉각 팬 (9) 의 하방에 배치되어 있다. 크랭크축 (5) 의 회전으로, 냉각 팬 구동용 V 벨트 (10) 를 통하여, 냉각 팬 (9) 과 함께 냉각수 펌프 (21) 가 구동된다. 작업 차량에 탑재되는 라디에이터 (도시 생략) 내의 냉각수가, 냉각수 펌프 (21) 의 구동으로, 냉각수 펌프 (21) 에 공급된다. 그리고, 실린더 헤드 (2) 및 실린더 블록 (6) 에 냉각수가 공급되어, 디젤 엔진 (1) 을 냉각시킨다.
냉각수 펌프 (21) 는, 배기 매니폴드 (4) 하방에 배치되어 있고, 라디에이터의 냉각수 출구와 연통되는 냉각수 입구관 (22) 이, 실린더 블록 (6) 의 좌측면이고 냉각수 펌프 (21) 와 동일 높이 위치에 고정 설치된다. 한편, 라디에이터의 냉각수 입구와 연통되는 냉각수 출구관 (23) 이, 실린더 헤드 (2) 의 후면 상방에 고정 설치되어 있다. 실린더 헤드 (2) 는, 흡기 매니폴드 (3) 후방에 돌출 형성시킨 냉각수 배수부 (35) 를 가지고 있고, 당해 냉각수 배수부 (35) 상면에 냉각수 출구관 (23) 이 설치된다.
흡기 매니폴드 (3) 의 입구측은, 후술하는 EGR 장치 (24) (배기 가스 재순환 장치) 의 콜렉터 (EGR 본체 케이스) (25) 를 통하여 에어클리너 (도시 생략) 에 연결되어 있다. 에어클리너에 흡입된 신기 (외부 공기) 는, 당해 에어클리너로 제진·정화된 후, 콜렉터 (25) 를 통하여 흡기 매니폴드 (3) 에 보내지고, 그리고, 디젤 엔진 (1) 의 각 기통에 공급된다. 실시형태에서는, EGR 장치 (24) 의 콜렉터 (25) 가, 실린더 헤드 (2) 와 일체 성형되어 실린더 헤드 (2) 의 우측면을 구성하고 있는 흡기 매니폴드 (3) 의 우측방에 연결되어 있다. 즉, 실린더 헤드 (2) 의 우측면에 형성되는 흡기 매니폴드 (3) 의 입구 개구부에, EGR 장치 (24) 의 콜렉터 (25) 의 출구 개구부가 연결되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 후술하는 바와 같이, EGR 장치 (24) 의 콜렉터 (25) 는, 인터 쿨러 (도시 생략) 및 2 단 과급기 (30) 를 통하여, 에어클리너에 연결되어 있다.
EGR 장치 (24) 는, 디젤 엔진 (1) 의 재순환 배기 가스 (배기 매니폴드 (4) 로부터의 EGR 가스) 와 신기 (에어클리너로부터의 외부 공기) 를 혼합시켜 흡기 매니폴드 (3) 에 공급하는 중계관로로서의 콜렉터 (25) 와, 에어클리너에 콜렉터 (25) 를 연통시키는 흡기 스로틀 부재 (26) 와, 배기 매니폴드 (4) 에 EGR 쿨러 (27) 를 통하여 접속하는 환류관로의 일부가 되는 재순환 배기 가스관 (28) 과, 재순환 배기 가스관 (28) 에 콜렉터 (25) 를 연통시키는 EGR 밸브 부재 (29) 를 가지고 있다.
EGR 장치 (24) 는, 실린더 헤드 (2) 에 있어서의 흡기 매니폴드 (3) 의 우측방에 배치되어 있다. 즉, EGR 장치 (24) 는, 실린더 헤드 (2) 의 우측면에 고정되고, 실린더 헤드 (2) 내의 흡기 매니폴드 (3) 와 연통되어 있다. EGR 장치 (24) 는, 콜렉터 (25) 가 실린더 헤드 (2) 우측면의 흡기 매니폴드 (3) 에 연결됨과 함께, 재순환 배기 가스관 (28) 의 EGR 가스 입구가 실린더 헤드 (2) 우측면의 흡기 매니폴드 (3) 전방 부분과 연결되어 고정된다. 또한, 콜렉터 (25) 의 전후 각각에 EGR 밸브 부재 (29) 및 흡기 스로틀 부재 (26) 가 연결되고, EGR 밸브 부재 (29) 의 후단에 재순환 배기 가스관 (28) 의 EGR 가스 출구가 연결된다.
EGR 쿨러 (27) 는, 실린더 헤드 (2) 의 전측면에 고정되어 있고, 실린더 헤드 (2) 내를 흐르는 냉각수와 EGR 가스가 EGR 쿨러 (27) 에 유출입되고, EGR 쿨러 (27) 에 있어서 EGR 가스가 냉각된다. 실린더 헤드 (2) 의 전측면은, 그 좌우 위치에 EGR 쿨러 (27) 를 연결하는 EGR 쿨러 연결 받침대 (33, 34) 를 돌출 형성하고, 연결 받침대 (33, 34) 에 EGR 쿨러 (27) 가 연결되어 있다. 즉, EGR 쿨러 (27) 는, EGR 쿨러 (27) 후단면과 실린더 헤드 (2) 의 전측면이 이간하도록 하여, 플라이 휠 하우징 (7) 상방 위치이고 실린더 헤드 (2) 전방 위치에 배치되어 있다.
배기 매니폴드 (4) 의 측방 (실시형태에서는 좌측방) 에, 2 단 과급기 (30) 가 배치되어 있다. 2 단 과급기 (30) 는, 고압 과급기 (51) 와 저압 과급기 (52) 를 구비한다. 고압 과급기 (51) 가, 터빈 휠 (도시 생략) 을 내장한 고압 터빈 (53) 과 블로어 휠 (도시 생략) 을 내장한 고압 컴프레서 (54) 를 가짐과 함께, 저압 과급기 (52) 가, 터빈 휠 (도시 생략) 을 내장한 저압 터빈 (55) 과 블로어 휠 (도시 생략) 을 내장한 저압 컴프레서 (56) 를 갖는다.
배기 매니폴드 (4) 에 고압 터빈 (53) 의 배기 가스 입구 (57) 를 연결시키고, 고압 터빈 (53) 의 배기 가스 출구 (58) 에 고압 배기 가스관 (59) 을 통하여 저압 터빈 (55) 의 배기 가스 입구 (60) 를 연결시키고, 저압 터빈 (55) 의 배기 가스 출구 (61) 에 배기 가스 배출관 (도시 생략) 의 배기 가스 취입측 단부를 연결시키고 있다. 한편, 저압 컴프레서 (56) 의 신기 취입구 (신기 입구) (63) 에 급기관 (62) 을 통하여 에어클리너 (도시 생략) 의 신기 공급측 (신기 출구측) 을 접속하고, 저압 컴프레서 (56) 의 신기 공급구 (신기 출구) (64) 에 저압 신기 통로관 (65) 을 통하여 고압 컴프레서 (54) 의 신기 취입구 (66) 를 연결시키고, 고압 컴프레서 (54) 의 신기 공급구 (67) 에 고압 신기 통로관 (도시 생략) 을 통하여 인터 쿨러 (도시 생략) 의 신기 도입측을 접속시킨다.
고압 과급기 (51) 가 배기 매니폴드 (4) 의 배기 가스 출구 (58) 에 연결되어, 배기 매니폴드 (4) 의 좌측방에 고정되는 한편, 저압 과급기 (52) 가 고압 배기 가스관 (59) 및 저압 신기 통로관 (65) 을 통하여 고압 과급기 (51) 와 연결되어, 배기 매니폴드 (4) 의 상방에 고정된다. 즉, 소직경이 되는 고압 과급기 (51) 와 배기 매니폴드 (4) 가, 대직경이 되는 저압 과급기 (52) 하방에서 좌우로 병렬 형설됨으로써, 2 단 과급기 (30) 가 배기 매니폴드 (4) 의 좌측면 및 상면을 둘러싸도록 배치된다. 즉, 배기 매니폴드 (4) 와 2 단 과급기 (30) 가, 배면에서 보아 (정면에서 보아) 사각 형상으로 배치되도록 하여, 실린더 헤드 (2) 좌측면에 컴팩트하게 고정되어 있다.
이어서, 실린더 헤드 (2) 의 구성에 대하여, 도 9 ∼ 도 21 및 도 27 을 참조하여, 이하에 설명한다. 도 9 ∼ 도 21 및 도 27 에 나타내는 바와 같이, 실린더 헤드 (2) 는, 복수의 흡기 포트 (141) 에 신기를 도입시키는 복수의 흡기 유로 (36) 와 복수의 배기 포트 (142) 로부터 배기 가스를 도출시키는 복수의 배기 유로 (37) 가 형성되어 있다. 그리고, 복수의 흡기 유로 (36) 를 집합하는 흡기 매니폴드 (3) 가, 실린더 헤드 (2) 의 우측부에 일체로 형성되어 있다. 실린더 헤드 (2) 와 흡기 매니폴드 (3) 를 일체로 구성함으로써, 흡기 매니폴드 (3) 로부터 흡기 유로 (36) 에 대한 기체 시일성을 향상시킴과 함께, 실린더 헤드 (2) 의 강성을 높일 수 있다.
실린더 헤드 (2) 는, 흡기 매니폴드 (3) 가 구성되는 우측면과 반대측이 되는 좌측면에 배기 매니폴드 (4) 가 연결되고, 좌우 측면과 인접하는 전측면 (플라이 휠 하우징 (7) 측 측면) 에 EGR 쿨러 (27) 가 연결된다. 그리고, EGR 쿨러 (27) 와 연결하는 연결 받침대 (EGR 쿨러 연결 받침대) (33, 34) 가 실린더 헤드 (2) 의 전측면으로부터 돌출되어 형성되고, 연결 받침대 (33, 34) 내에 EGR 가스 유로 (EGR 가스 중계 유로) (31, 32) 와 냉각수 유로 (냉각수 중계 유로) (38, 39) 가 형성되어 있다.
EGR 쿨러 (27) 가 연결되는 연결 받침대 (33, 34) 에 EGR 가스 중계 유로 (31, 32) 및 냉각수 유로 (38, 39) 를 구성함으로써, EGR 쿨러 (27) 와 실린더 헤드 (2) 사이에 냉각수용 배관 및 EGR 가스용 배관을 형성할 필요가 없다. 그 때문에, EGR 가스나 냉각수에 의한 배관의 신축 등에 영향을 받지 않고, EGR 쿨러 (27) 와의 연결 부분에 있어서의 시일성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 열이나 진동 등에 의한 외부로부터의 변동 요소에 대한 내성 (구조 안정성) 이 향상되고 또한, 컴팩트하게 구성할 수 있다.
실린더 헤드 (2) 는, 좌측면 전방 부분으로부터 전측면에 연통하는 상류측 EGR 가스 중계 유로 (31) 를 구비하고 있고, 배기 매니폴드 (4) 전단측에 형성된 EGR 가스 출구 (41) 가 상류측 EGR 가스 중계 유로 (31) 와 연통되어 있다. 또한, 실린더 헤드 (2) 는, 우측면 전방 부분 (흡기 매니폴드 (3) 전방) 으로부터 전측면에 연통하는 하류측 EGR 가스 중계 유로 (32) 를 구비하고 있고, 재순환 배기 가스관 (28) 의 EGR 가스 입구가 하류측 EGR 가스 중계 유로 (32) 와 연통되어 있다. 실린더 헤드 (2) 는, 그 전측면의 좌우 양가장자리측 (실린더 헤드 (2) 의 앞 왼쪽 모서리 부분 및 앞 오른쪽 모서리 부분) 이 전방으로 돌출 형성된 EGR 쿨러 연결 받침대 (33, 34) 를 구비하고 있다. 그리고, 연결 받침대 (33) 내에 상류측 EGR 가스 중계 유로 (31) 가 형성되고, 연결 받침대 (34) 내에 하류측 EGR 가스 중계 유로 (32) 가 형성되어 있다.
EGR 장치 (24) 가, 실린더 헤드 (2) 의 우측면에서 돌출 형성되어 있는 흡기 매니폴드 (3) 와 연결되어 있다. 흡기 매니폴드 (3) 는, 실린더 헤드 (2) 우측면 후방 (냉각 팬 (9) 측) 가까이에 형성되어 있고, 실린더 헤드 (2) 우측면 하측 부분을 우측방으로 돌출 형성하여 구성되어 있고, 그 전후 중심 위치에 흡기 입구 (40) 를 가지고 있다. EGR 장치 (24) 의 콜렉터 (25) 에 있어서의 흡기 출구 (83) 가, 실린더 헤드 (2) 우측면에 돌출 형성된 흡기 매니폴드 (3) 의 흡기 입구 (40) 와 연결되고, 실린더 헤드 (2) 의 우측방에 EGR 장치 (24) 가 고정된다.
실린더 헤드 (2) 의 우측면 전방 (플라이 휠 하우징 (7) 측) 에, EGR 쿨러 (27) 와 연결되는 연결 받침대 (34) 가 전방을 향하여 돌출 형성되어 있고, 연결 받침대 (34) 우측면에 하류측 EGR 가스 중계 유로 (32) 의 EGR 가스 출구가 개구하고 있다. 그리고, EGR 장치 (24) 의 재순환 배기 가스관 (28) 의 일단이 연결 받침대 (34) 의 우측면에 연결됨으로써, EGR 장치 (24) 의 콜렉터 (25) 가, 재순환 배기 가스관 (28) 및 EGR 밸브 부재 (29) 를 통하여, 실린더 헤드 (2) 내의 하류측 EGR 가스 중계 유로 (32) 와 연통한다.
실린더 헤드 (2) 의 우측면 후방 (냉각 팬 (9) 측) 에, 상면이 개구하여 냉각수 출구관 (서모스탯 커버) (23) 과 연통되는 냉각수 배수부 (서모스탯 케이스) (35) 가 후방을 향하여 돌출 형성되어 있고, 그 내부에 서모스탯 (도시 생략) 이 설치된다. 실린더 헤드 (2) 의 우측면 후방에서 오프셋하여 냉각수 배수부 (35) 가 구성되기 때문에, 냉각 팬 (9) 이 고정되는 팬 풀리 (9a) 에 권회되는 V 벨트 (10) 를, 냉각수 배수부 (35) 의 하측의 공간에 통과시킬 수 있고, 디젤 엔진 (1) 의 전후 방향 길이를 짧게 할 수 있다. 냉각수 배수부 (35) 는, 실린더 헤드 (2) 우측면으로부터도 돌출되어 있고, 실린더 헤드 (2) 의 우측면에 있어서, 흡기 매니폴드 (3) 와 냉각수 배수부 (35) 가 전후로 나란히 형성되어 있다.
실린더 헤드 (2) 의 좌측면 전방 (플라이 휠 하우징 (7) 측) 에, EGR 쿨러 (27) 와 연결되는 연결 받침대 (33) 가 전방을 향하여 돌출 형성되어 있고, 연결 받침대 (33) 좌측면에 상류측 EGR 가스 중계 유로 (31) 의 EGR 가스 입구가 개구하고 있다. 즉, 실린더 헤드 (2) 의 좌측면에서는, 상류측 EGR 가스 중계 유로 (31) 의 EGR 가스 입구와 복수의 배기 유로 (37) 의 배기 출구가, 전후 방향으로 나란히 개구하고 있다. 한편, 배기 매니폴드 (4) 는, 실린더 헤드 (2) 좌측면과의 연결면이 되는 우측면에, 상류측 EGR 가스 중계 유로 (31) 와 연통하는 EGR 가스 출구 (41) 와, 복수의 배기 유로 (37) 와 연통하는 배기 입구 (42) 가, 전후 방향으로 나란히 개구하고 있다. 그 때문에, 실린더 헤드 (2) 의 동일면에 EGR 입구 및 배기 출구를 나열하여 형성하기 때문에, 실린더 헤드 (2) 와 배기 매니폴드 (4) 의 연결 부분은, 1 장의 개스킷 (45) 을 협지시킴으로써, 용이하게 기밀성 (가스 시일성) 을 확보할 수 있다.
배기 매니폴드 (4) 에는, EGR 가스 출구 (41) 및 배기 입구 (42) 와 연통되어 있는 배기 집합부 (43) 가, 전후 방향을 길이 방향으로 하도록 내설되어 있고, 배기 매니폴드 (4) 의 후방 좌측면에, 배기 집합부 (43) 와 연통하는 배기 출구 (44) 가 개구되어 있다. 배기 매니폴드 (4) 는, 실린더 헤드 (2) 의 배기 유로 (37) 로부터의 배기 가스가 배기 입구 (42) 를 통하여 배기 집합부 (43) 에 흘러들어가면, 배기 가스의 일부가 EGR 가스가 되어, EGR 가스 출구 (41) 로부터 실린더 헤드 (2) 의 상류측 EGR 가스 중계 유로 (31) 에 흘러들어가고, 배기 가스의 나머지가 배기 출구 (44) 로부터 2 단 과급기 (30) 에 흘러들어간다.
실린더 헤드 (2) 의 전측면에는, 좌우 1 쌍이 되는 EGR 쿨러 연결 받침대 (33, 34) 가, 배기 매니폴드 (4) 측 및 흡기 매니폴드 (3) 측 각각에 형성되어 있다. 그리고, EGR 쿨러 연결 받침대 (33) 에, 배기 매니폴드 (4) 및 EGR 쿨러 (27) 각각의 EGR 가스 유로를 연통시키는 상류측 EGR 가스 중계 유로 (31) 를 형성하고 있다. 한편, EGR 쿨러 연결 받침대 (34) 에, EGR 장치 (24) 및 EGR 쿨러 (27) 각각의 EGR 가스 유로를 연통시키는 하류측 EGR 가스 중계 유로 (32) 를 형성하고 있다. 또한, EGR 쿨러 연결 받침대 (33) 에, EGR 쿨러 (27) 로부터 냉각수가 배출되는 하류측 냉각수 중계 유로 (38) 를 형성하고 있다. 한편, EGR 쿨러 연결 받침대 (34) 에, EGR 장치 (24) 및 EGR 쿨러 (27) 에 냉각수를 공급하는 상류측 냉각수 중계 유로 (39) 를 형성하고 있다.
EGR 쿨러 연결 받침대 (33, 34) 를 돌출 형성한 구성으로 함으로써, 배기 매니폴드 (4), EGR 쿨러 (27), 및 EGR 장치 (24) 각각을 연통시키는 EGR 가스용의 배관이 불필요해져, EGR 가스 유로에 있어서의 연결 지점이 적어진다. 따라서, EGR 가스에 의한 NOx 저감을 도모하는 디젤 엔진 (1) 에 있어서, EGR 가스 누출을 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 배관의 신축에 의한 응력 변화 등에 의한 변형을 억제할 수 있다. 또한, EGR 쿨러 연결 받침대 (33, 34) 에 EGR 가스 중계 유로 (31, 32) 와 냉각수 유로 (38, 39) 를 구성하기 때문에, 실린더 헤드 (2) 내에 구성하는 각 유로 (31, 32, 38, 39) 의 형상이 단순화되는 것으로부터, 복잡한 중자를 사용하지 않고, 실린더 헤드 (2) 를 용이하게 주조할 수 있다.
흡기 매니폴드 (3) 측의 EGR 쿨러 연결 받침대 (33) 와, 배기 매니폴드 (4) 측의 EGR 쿨러 연결 받침대 (34) 가 이간되어 있기 때문에, 연결 받침대 (33, 34) 각각에 있어서의 열 변형에 의한 상호의 영향을 억제할 수 있다. 따라서, EGR 쿨러 연결 받침대 (33, 34) 와 EGR 쿨러 (27) 의 연결 부분에 있어서의 가스 누출이나 파손을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 실린더 헤드 (2) 의 강성 밸런스를 유지할 수 있다. 또한, 실린더 헤드 (2) 전측면에 있어서의 용적을 저감시킬 수 있는 것으로부터, 실린더 헤드 (2) 의 경량화를 도모할 수 있다. 또한, EGR 쿨러 (27) 를 실린더 헤드 (2) 전측면으로부터 이간시켜 배치할 수 있고, EGR 쿨러 (27) 의 전후에 공간을 갖는 구성으로 할 수 있기 때문에, EGR 쿨러 (27) 의 주변에 냉각 공기를 흘릴 수 있기 때문에, EGR 쿨러 (27) 에 있어서의 냉각 효율을 높일 수 있다.
EGR 쿨러 연결 받침대 (33) 에는, 하류측 냉각수 중계 유로 (38) 와 상류측 EGR 가스 중계 유로 (31) 가 상하로 배치되어 있고, EGR 쿨러 연결 받침대 (34) 에는, 하류측 EGR 가스 중계 유로 (32) 와 상류측 냉각수 중계 유로 (39) 가 상하로 배치되어 있다. 그리고, 하류측 냉각수 중계 유로 (38) 의 냉각수 입구와 하류측 EGR 가스 중계 유로 (32) 의 EGR 가스 입구가 동일 높이에 배치되는 한편, 상류측 냉각수 중계 유로 (39) 의 냉각수 출구와 하류측 EGR 가스 중계 유로 (32) 의 EGR 가스 출구가 동일 높이에 배치된다.
분리하여 돌출 형성시킨 EGR 쿨러 연결 받침대 (33, 34) 에 EGR 가스 중계 유로 (31, 32) 및 냉각수 유로 (38, 39) 를 내설한 구성으로 함으로써, EGR 쿨러 연결 받침대 (33, 34) 쌍방에 있어서의 열 변형의 영향이 완화된다. 또한, EGR 쿨러 연결 받침대 (33, 34) 내에 있어서, EGR 가스 중계 유로 (31, 32) 를 흐르는 EGR 가스가 냉각수 유로 (38, 39) 를 흐르는 냉각수에 의해 냉각되고, EGR 쿨러 연결 받침대 (33, 34) 에 있어서의 열 변형 자체도 억제된다. 또한, EGR 쿨러 연결 받침대 (33, 34) 각각에 있어서, EGR 가스 중계 유로 (31, 32) 와 냉각수 유로 (38, 39) 가, 각각의 상하 높이 위치를 치환하여 배치되어 있다. 그 때문에, EGR 쿨러 연결 받침대 (33, 34) 에 있어서의 열 분포가 상하 반대 방향이 되어, 실린더 헤드 (2) 에 있어서의 높이 방향의 열 변형의 영향을 저감시킬 수 있다.
실린더 헤드 (2) 는, 그 상면 둘레 가장자리로부터 상방향을 향하여 세워 설치시킨 외주벽에 의해, 헤드 커버 (18) 하면 둘레 가장자리와 연결하는 스페이서 (46) 를 구비하고 있다. 즉, 스페이서 (46) 는, 좌우 측벽 (46a, 46b) 및 전후 측벽 (46c, 46d) 에 의한 외주벽으로 구성되어 있다. 그리고, 각 측벽 (46a ∼ 46d) 의 상단면 (정상부) 에는, 헤드 커버 (18) 와 연결시키는 커버 체결용 볼트 (133) 가 나착되는 볼트공 (헤드 커버 연결용 볼트공) (135) 이 천공 형성되어 있다. 또한, 우측벽 (46b) 및 전후 측벽 (46c, 46d) 의 상단면 (정상부) 에는, 실린더 블록 (6) 과 연결시키는 헤드 체결용 볼트 (186) 가 삽입되는 볼트용 관통공 (실린더 헤드 연결용 관통공) (136) 이 천공 형성되어 있다.
스페이서 (46) 는, 우측벽 (46a) 에 복수의 개구부 (47) 를 구비하고 있고, 당해 개구부 (47) 에는, 실린더 헤드 (2) 에 형성된 인젝터 (17) 와 커먼 레일 (16) 을 연결하는 연료관 (48) 이 통과되어 있다. 실린더 헤드 (2) 상방에 스페이서 (46) 를 일체로 형성한 구성으로 함으로써, 실린더 헤드 (2) 의 강성을 높이게 되고, 실린더 헤드 (2) 의 자체의 변형을 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 실린더 헤드 (2) 에 연결시키는 각 부품을 고강성으로 지지할 수 있다.
실린더 헤드 (2) 의 스페이서 (46) 상에 헤드 커버 (18) 가 커버 체결용 볼트 (133) 로 연결됨으로써, 스페이서 (46) 및 헤드 커버 (18) 로 덮인 공간을 로커 아암실로서 구성하고, 당해 로커 아암실 내에 인젝터 (17) 및 후술하는 동밸브 기구 (187) 가 수용된다. 실린더 헤드 (2) 는, 스페이서 (46) 로 둘러싸인 영역에, 인젝터 (17) 가 고정되는 인젝터 설치 시트 (138) 와, 동밸브 기구 (187) 가 고정되는 동밸브 기구 설치 시트 (139) 와, 헤드 체결용 볼트 (186) 가 고정되는 볼트 체결 시트 (140) 가 저면으로부터 상방으로 돌출 형성되어 있다. 동(動)밸브 기구 설치 시트 (139) 및 볼트 체결 시트 (140) 각각의 상단면은, 스페이서 (46) 의 상단면과 동일 높이로 되어 있고, 헤드 체결용 볼트 (186) 가 삽입되는 볼트용 관통공 (실린더 헤드 연결용 관통공) (136) 이 천공 형성되어 있다.
실린더 헤드 (2) 는, 스페이서 (46) 에 있어서의 우측벽 (46b) 및 전후 측벽 (46c, 46d), 동밸브 기구 설치 시트 (139), 및 볼트 체결 시트 (140) 각각에 형성된 볼트용 관통공 (135) 에 삽입되는 헤드 체결용 볼트 (186) 에 의해, 실린더 블록 (6) 상에 체결된다. 흡기 밸브 (136) 및 배기 밸브 (137) 각각에 의해 개폐되는 흡기 포트 (141) 및 배기 포트 (142) 가, 실린더 헤드 (2) 저면의 인젝터 설치 시트 (138) 하방 위치에 형성되어 있다. 그리고, 실린더 헤드 (2) 내에 있어서, 실린더 헤드 (2) 우측부의 흡기 매니폴드 (3) 로부터 분기한 복수의 흡기 유로 (36) 가, 인젝터 설치 시트 (138) 하방의 흡기 포트 (141) 를 향하여 연장 형성된다. 또한, 실린더 헤드 (2) 좌측면에 고정된 배기 매니폴드 (4) 와 연통하는 복수의 배기 유로 (37) 가, 인젝터 설치 시트 (138) 하방의 배기 포트 (142) 를 향하여 연장 형성된다.
실린더 헤드 (2) 의 전측면에 EGR 쿨러 (27) 가 연결됨과 함께, 실린더 헤드 (2) 에 있어서의 EGR 쿨러 (27) 와의 연결 부위에, EGR 쿨러 (27) 와 연통하는 EGR 가스 중계 유로 (EGR 가스 유로) (31, 32) 및 냉각수 중계 유로 (냉각수 유로) (37, 38) 가 형성되어 있다. EGR 쿨러 (27) 를 실린더 헤드 (2) 에 직접적으로 연결함으로써, EGR 쿨러 (27) 와 실린더 헤드 (2) 사이에 냉각수용 배관 및 EGR 가스용 배관을 형성할 필요가 없다. 그 때문에, EGR 가스나 냉각수에 의한 배관의 신축 등에 영향을 받지 않고, EGR 쿨러 (27) 와의 연결 부분에 있어서의 시일성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 실린더 헤드 (2) 에 있어서, 열이나 진동 등에 의한 외부로부터의 변동 요소에 대한 내성 (구조 안정성) 이 향상되고 또한, 컴팩트하게 구성할 수 있다.
실린더 헤드 (2) 는, 흡기 매니폴드 (3) 와의 경계로부터 배기 매니폴드 (4) 와의 연결 부분의 영역 (로커 아암실을 구성하는 영역) 을 둘러싸는 외주벽에 의한 스페이서 (46) 가 세워 설치되어 있다. 그리고, 스페이서 (46) 의 우측벽 (46b) 및 전측벽 (46c) 에, L 자 형상의 냉각수 유로가 되는 냉각수 집합로 (143) 가 형성된다. 실린더 헤드 (2) 에 있어서의 외주벽이 되는 스페이서 (46) 를 따라 냉각수 집합로 (143) 가 형성되기 때문에, 냉각수 집합로 (143) 를 구비한 측벽 (46b, 46c) 이 빔과 같이 구성되게 되고, 실린더 헤드 (2) 의 휨에 대한 강성이 향상된다. 따라서, 실린더 헤드 (2) 를 주조에 의해 제조할 때, 주조 후의 틀 해체시에 있어서의 휨이 개선된다.
실린더 헤드 (2) 가, 스페이서 (46) 의 우측벽 (46b) 및 전후 양측벽 (46c, 46d) 에 삽입 통과되는 복수의 헤드 체결용 볼트 (186) 에 의해, 실린더 블록 (6) 상방에 체결 고정된다. 이 때, 우측벽 (46b) 및 전측벽 (46c) 에 있어서의 냉각수 집합로 (143) 를 냉각수가 흐름으로써, 기통 내의 연소 열 등에 의한, 헤드 체결용 볼트 (186) 의 연신 (열 변형) 을 억제하고, 실린더 헤드 (2) 를 실린더 블록 (6) 에 고강성으로 연결할 수 있어, 기통 내의 밀봉성을 해치는 경우가 없다. 실린더 헤드 (2) 가, 후측면측이고 흡기 매니폴드 (3) 단부에 인접하는 위치에, 스페이서 (46) 에 형성된 냉각수 집합로 (143) 와 연통하는 냉각수 배수부 (35) 를 구비하고 있다.
즉, 냉각수 집합로 (143) 의 상류측은, 전측벽 (46c) 을 따라 좌우 방향으로 연장 형성되어 있고, 그 좌단부 (최상류점) 가, 실린더 헤드 (2) 의 전측면 좌측의 EGR 쿨러 연결 받침대 (33) 에 형성된 하류측 냉각수 중계 유로 (38) 와 연통되어 있다. 또한, 냉각수 집합로 (143) 의 하류측은, 우측벽 (46b) 을 따라 전후 방향으로 연장 형성되고, 그 후단부 (최하류점) 가 냉각수 배수부 (35) 와 연통되어 있다. 또한, 냉각수 집합로 (143) 는, 우측벽 (46b) 에 형성된 하류측 유로가 배기 매니폴드 (4) 측을 향하여 분기되고, 흡기 유로 (36) 및 배기 유로 (37) 등을 둘러싸는 냉각수 재킷 (144) 과 연통되어 있다. 이에 의해, 실린더 헤드 (2) 내에 있어서, 기통 별로 균일하게 냉각시킬 수 있다.
냉각수 재킷 (144) 은, 동밸브 기구 설치 시트 (139) 및 볼트 체결 시트 (140) 하방에 있어서, 볼트용 관통공 (135) 을 둘러싸도록 형성되어 있고, 실린더 헤드 (2) 를 관통하여 실린더 블록 (6) 에 나착되는 헤드 체결용 볼트 (186) 를 냉각시킨다. 그 때문에, 냉각수 재킷 (144) 을 냉각수가 흐름으로써, 기통 내의 연소 열이나 배기 유로 (37) 를 통과하는 배기 가스의 열에 의한, 헤드 체결용 볼트 (186) 의 연신 (열 변형) 을 억제하고, 실린더 헤드 (2) 를 실린더 블록 (6) 에 고강성으로 연결할 수 있고, 기통 내의 밀봉성을 해치는 경우가 없다.
상류측 냉각수 중계 유로 (39) 가, 실린더 블록 (6) 우측면측에 내설되는 냉각수 레일 (185) 의 전단 부분과 상하의 냉각수 유로를 통하여 연통되어 있다. 그리고, 냉각수 레일 (185) 의 후단 부분에, 냉각수 펌프 (21) 로부터 냉각수가 공급되는 냉각수 도입구 (328) 가 구성되어 있다. 이에 의해, 냉각수 펌프 (21) 로부터 공급되는 냉각수가, 냉각수 레일 (185) 및 상류측 냉각수 중계 유로 (39) 를 통해서, EGR 쿨러 (27) 에 공급된다.
EGR 쿨러 (27) 를 통과한 냉각수는, 하류측 냉각수 중계 유로 (38) 를 통해서, 실린더 헤드 (2) 의 냉각수 집합로 (143) 에 유입된다. 그리고, 냉각수 집합로 (143) 를 통과하는 냉각수가, 실린더 헤드 (2) 내에 있어서 기통마다 형성된 냉각수 재킷 (144) 에 분배되어, 실린더 헤드 (2) 의 각 부를 냉각시킨다. 또한, 실린더 헤드 (2) 의 냉각수 재킷 (144) 은, 실린더 블록 (6) 의 냉각수 재킷 (184) 과 연통하고 있고, 실린더 헤드 (2) 의 냉각수 재킷 (144) 내의 냉각수는, 실린더 블록 (6) 의 냉각수 재킷 (184) 에 공급된 후, 냉각수 레일 (185) 에 배수된다.
또한, 냉각수 배수부 (35) 에 있어서 하방을 향하여 관통시킨 냉각수 배수 유로 (145) 가, 실린더 블록 (6) 후단면측에 내설된 냉각수 환류로 (146) 와 연통되어 있다. 이에 의해, 실린더 헤드 (2) 의 냉각수 집합로 (143) 로부터 냉각수 배수부 (35) 에 유입된 냉각수의 일부가, 실린더 블록 (6) 의 냉각수 환류로 (146) 를 통해서, 냉각수 펌프 (21) 의 펌프 흡입구 (334) 에 환류한다.
이어서, EGR 장치 (24) 의 구성에 대하여, 도 9 ∼ 도 15, 도 22, 및 도 23 을 참조하여, 이하에 설명한다. 도 9 ∼ 도 15, 도 22, 및 도 23 에 나타내는 바와 같이, EGR 장치 (24) 는, 신기와 EGR 가스를 혼합하여 흡기 매니폴드 (3) 에 공급하는 콜렉터 (본체 케이스) (25) 를 구비하고 있고, 흡기 매니폴드 (3) 와 신기 도입용의 흡기 스로틀 부재 (26) 가 콜렉터 (25) 를 통하여 연통 접속되어 있다. 콜렉터 (25) 에는, 재순환 배기 가스관 (28) 의 출구측에 연결되는 EGR 밸브 부재 (29) 가 연통 접속되어 있다.
콜렉터 (25) 내에 있어서, 신기 흐름 방향과 EGR 가스 흐름 방향이 직교 또는 둔각을 형성하여 교차하고, EGR 가스와 신기의 혼합 가스를 흡기 매니폴드 (3) 에 흡기시키는 방향이 신기 흐름 방향 및 EGR 가스 흐름 방향 각각과 교차하는 방향이 된다. 또한, 신기가 공급되는 신기 입구 (81) 와, EGR 가스가 공급되는 EGR 가스 입구 (82) 가, 콜렉터 (25) 의 전후 양측면으로 배분되어 개구되고, 흡기 매니폴드 (3) 와 연결하는 흡기 출구 (83) 가, 콜렉터 (25) 의 좌측면에 개구되어 있다. EGR 가스 입구 (82) 와 흡기 출구 (83) 가 동일 높이 위치에 배치됨과 함께, 신기 입구 (81) 와 EGR 가스 입구 (82) 가 상이한 높이 위치에 배치되어 있다.
콜렉터 (25) 내에 있어서, 흡기 스로틀 부재 (26) 로부터 신기 입구 (81) 에 도입된 신기가, 전후 방향으로부터 상하 방향으로 L 자 형상으로 굴곡하여 흐르는 한편, EGR 밸브 부재 (29) 로부터 EGR 가스 입구 (82) 에 도입된 EGR 가스가, 비스듬히 상방을 향하여 흐른다. 그 때문에, 신기가 흐르는 방향을 향하도록 하여 EGR 가스가 흘러들어가게 되고, 신기에 대하여 EGR 가스가 혼합되기 쉬워진다. 또한, 신기와 EGR 가스의 혼합 가스가 상하 방향으로부터 좌우 방향으로 L 자 형상으로 굴곡하여 흘러, 흡기 출구 (83) 로부터 흡기 매니폴드 (3) 에 유입된다. 혼합 가스의 도출 방향이, 신기의 도입 방향 및 EGR 가스의 도입 방향뿐만 아니라, 콜렉터 (25) 내에서의 신기 및 EGR 가스가 흐르는 방향과도 교차하기 때문에, EGR 가스의 신기에 대한 혼합 분포를 균일화할 수 있다.
상기 서술한 바와 같이, 콜렉터 (25) 내에서는, 신기 흐름 방향에 대한 EGR 가스 흐름 방향이 90°이상이 되어, 신기 흐름과 EGR 가스 흐름이 교차함으로써, 신기에 대한 EGR 가스의 혼합 분포를 일정한 것으로 하여, 흡기 매니폴드 (3) 내에서의 EGR 가스의 편류를 억제할 수 있다. 결과, 실린더 헤드 (2) 에 있어서의 복수의 흡기 유로 (36) 각각에 공급되는 흡기의 EGR 가스 농도를 균일화하여, 디젤 엔진 (1) 에 있어서의 각 기통의 연소 작용의 편차를 억제할 수 있다. 그 결과, 흑연의 발생이 억제되고, 디젤 엔진 (1) 의 연소 상태를 양호하게 유지하면서, NOx 량을 저감시킬 수 있다. 즉, 특정한 기통에서 실화를 초래하지 않고, EGR 가스의 환류에 의한 배기 가스의 청정화 (클린화) 를 달성할 수 있는 것이다.
콜렉터 (25) 는, 신기 입구 (81) 를 갖는 상측 케이스 (제 1 케이스) (84) 와, EGR 가스 입구 (82) 와 흡기 출구 (83) 를 갖는 하측 케이스 (제 2 케이스) (85) 가 연결되어 구성된다. 콜렉터 (25) 를, 상측 케이스 (84) 와 하측 케이스 (85) 로 상하 분할 가능한 구성으로 함으로써, EGR 가스 흐름과 신기 흐름이 90°이상으로 교차하는 혼합 유로를 콜렉터 (25) 내에 용이하게 구성할 수 있다. 그 때문에, 콜렉터 (25) 를 강성이 높은 주물로 구성할 수 있을 뿐만 아니라, 알루미늄계의 주조물로 함으로써 경량화를 도모할 수 있다.
EGR 가스가 흐르는 EGR 가스 유로 (86) 의 일부인 하류측 EGR 가스 유로 (제 1 EGR 가스 유로) (86a) 와, 신기와 EGR 가스를 혼합하는 혼합실 (87) 이, 상측 케이스 (84) 에 형성되어 있다. 하류측 EGR 가스 유로 (86a) 와 EGR 가스 입구 (82) 를 연통시키는 상류측 EGR 가스 유로 (제 2 EGR 가스 유로) (86b) 와, 신기와 EGR 가스가 혼합된 혼합 가스를 혼합실 (87) 로부터 흡기 매니폴드 (3) 에 공급하는 혼합 가스 유로 (88) 가, 하측 케이스 (85) 에 형성되어 있다.
하측 케이스 (85) 에 EGR 가스 입구 (82) 가 형성되는 한편, 상측 케이스 (84) 에 신기 입구 (81) 와 혼합실 (87) 이 형성되기 때문에, 혼합실 (87) 에 있어서, 신기 입구 (81) 로부터 흘러들어가는 신기와 하측 케이스 (85) 로부터 흘러들어가는 EGR 가스가, 서로 교차하도록 하여 흐르게 되어, 신기와 EGR 가스가 효율적으로 혼합된다. 또한, 하측 케이스 (85) 에 흡기 출구 (83) 가 형성됨으로써, 상측 케이스 (84) 에 유입된 신기가 하측 케이스 (85) 를 향하여 흐르고자 함으로써, 상측 케이스 (84) 를 향하여 흐르는 EGR 가스의 신기로의 혼합이 균일화된다. 또한, EGR 가스 유로 (86), 혼합실 (87), 및 혼합 가스 유로 (88) 각각을 콜렉터 (25) 내에 컴팩트하게 구성할 수 있어, 콜렉터 (25) 의 소형화가 도모된다.
평면에서 보아, 하류측 EGR 가스 유로 (86a) 가 혼합실 (87) 의 중심축에 대하여 흡기 출구 (83) 가 형성된 측면 (좌측면) 과 반대측의 측면측 (우측) 에 오프셋하여 연결되고, 하류측 EGR 가스 유로 (86a) 와 상류측 EGR 가스 유로 (86b) 가 연통되어, EGR 가스 유로 (86) 가 나선상으로 구성되어 있다. 즉, 하류측 EGR 가스 유로 (86a) 와 상류측 EGR 가스 유로 (86b) 에 의한 EGR 가스 유로 (86) 가, 평면에서 보아 흡기 출구 (83) 와 반대측 (우측) 으로 부풀어 오르도록 만곡시킨 형상이 되어 있다. 그리고, 상류측 EGR 가스 유로 (86b) 의 바닥이, EGR 가스 입구 (82) 로부터 상측 케이스 (84) 를 향하는 경사면 (후방 상측으로의 경사면) 으로 구성된다.
혼합실 (87) 에 있어서 EGR 가스 유로 (86) 와의 연통 지점이, 흡기 출구 (83) 와 반대측이 되기 때문에, 혼합실 (87) 내에 유입되는 EGR 가스는 신기의 흐름에 유도되어 흡기 출구 (83) 까지 도달하게 되어, 신기에 대하여 EGR 가스를 균일하게 혼합시킬 수 있다. 또한, EGR 가스 유로 (86) 로부터 혼합실 (87) 로 흘러들어가는 EGR 가스는, 혼합실 (87) 로부터 혼합 가스 유로 (88) 를 향하는 흐름에 거역하는 방향으로 흐르기 때문에, 혼합실 (87) 내에 있어서, 신기와 EGR 가스가 서로 충돌하도록 하여 흐르게 되어, EGR 가스가 신기에 스무스하게 혼합된다.
또한, 나선상의 EGR 가스 유로 (86) 를 따라 EGR 가스가 흐르고 있기 때문에, EGR 가스는, 시계 방향의 소용돌이를 형성하는 선회류가 되어, 혼합실 (87) 내에 유입되게 된다. 이와 같이 흐트러진 EGR 가스가, 신기 가스의 흐름에 거역하는 방향으로 흘러들어가기 때문에, EGR 가스는, 혼합실 (87) 내로의 유입과 동시에, 내부를 흐르는 신기에 스무스하게 혼합된다. 따라서, 콜렉터 (25) 내에 있어서, 신기와 EGR 가스를 흡기 매니폴드 (3) 에 보내기 전에 교반하면서 효율적으로 혼합할 수 있어 (혼합 가스 중에 있어서 EGR 가스를 스무스하게 분산시킬 수 있어), 콜렉터 (25) 내에서의 가스 혼합 상태의 편차 (불균일) 를 보다 확실하게 억제할 수 있다. 그 결과, 디젤 엔진 (1) 의 각 기통에 불균일이 적은 혼합 가스를 분배하여, 각 기통간의 EGR 가스량의 편차를 억제할 수 있기 때문에, 흑연의 발생을 억제하고, 디젤 엔진 (1) 의 연소 상태를 양호하게 유지하면서, NOx 량을 저감시킬 수 있다. 또한, EGR 가스 유로 (86) 를 나선상으로 함으로써, 혼합실 (87) 내에 유입시키는 EGR 가스에 충분한 선회성을 부여하기 때문에, 콜렉터 (25) 의 전후 방향 길이를 짧게 형성할 수 있다.
상측 케이스 (84) 의 하면 플랜지 (84a) 와 하측 케이스 (85) 의 상면 플랜지 (85a) 를 볼트 체결하여, 3 방향 (전후 방향 및 좌방향) 의 개구부 (신기 입구 (81), EGR 가스 입구 (82), 및 흡기 출구 (83)) 를 갖는 콜렉터 (25) 가 구성된다. 상측 케이스 (84) 는, 신기 입구 (81) 를 개구한 후면 플랜지 (84b) 에, 흡기 스로틀 부재 (26) 의 신기 출구가 볼트 체결되어 있다. 흡기 스로틀 부재 (26) 는, 그 내부에 있는 흡기 밸브 (버터플라이 밸브) (26a) 의 개도를 조절함으로써, 콜렉터 (25) 에 대한 신기의 공급량을 조절한다.
하측 케이스 (85) 는, EGR 가스 입구 (82) 를 개구한 전면 플랜지 (85b) 에, 사각형 관상의 중계 플랜지 (89) 를 통하여, EGR 밸브 부재 (29) 의 EGR 가스 출구가 볼트 체결되어 있다. EGR 밸브 부재 (29) 는, 그 내부에 있는 EGR 밸브 (도시 생략) 의 개도를 조절함으로써, 콜렉터 (25) 에 대한 EGR 가스의 공급량을 조절한다. EGR 가스 입구 (82) 에 삽입되는 리드 밸브 (90) 가, 하측 케이스 (85) 의 전면 플랜지 (85b) 내측에 고정되어 있다. 그리고, 전면 플랜지 (85b) 에 볼트 체결되는 중계 플랜지 (스페이서) (89) 가, 리드 밸브 (90) 전방을 덮음으로써, 콜렉터 (25) 는, EGR 가스 유로 (86) 의 EGR 가스 입구 (82) 측에 리드 밸브 (90) 를 내설한다.
중계 플랜지 (89) 는, 콜렉터 (25) 와 연결하는 후면에 EGR 가스 입구 (82) 와 연통하는 EGR 가스 출구 (89a) 가 개구되어 있다. 중계 플랜지 (89) 의 전면은, EGR 밸브 부재 (29) 와 연결하는 밸브 연결 시트 (89b, 89c) 가 돌출 형성되어 있고, 밸브 연결 시트 (89b, 89c) 의 개구부가 EGR 밸브 부재 (29) 의 EGR 가스 출구와 연통되어 있다. 중계 플랜지 (89) 에서는, 상하의 밸브 연결 시트 (89b, 89c) 에 있어서의 EGR 가스 입구에 EGR 가스를 합류시켜, EGR 가스 입구 (82) 로부터 리드 밸브 (90) 를 통하여 콜렉터 (25) 내의 EGR 가스 유로 (86) 에 유입시킨다.
EGR 밸브 부재 (29) 는, 밸브 본체 (29e) 에 형성한 EGR 가스 유로 (29f) 에 EGR 밸브 (도시 생략) 를 내설하고, 당해 EGR 밸브의 개도를 조절하는 액추에이터 (29d) 를 밸브 본체 (29e) 상방에 형성하고, 상하 방향을 길이 방향으로 하여, 중계 플랜지 (89) 를 통하여 콜렉터 (25) 전방으로 연결된다. EGR 밸브 부재 (29) 는, 하측 밸브 본체 (29e) 의 후면에 있어서, 중계 플랜지 (89) 의 밸브 연결 시트 (89b, 89c) 각각과 연결하는 출구측 플랜지 (29a, 29b) 를 상하로 형성하고 있다. 한편, EGR 밸브 부재 (29) 의 전면에는, 재순환 배기 가스관 (28) 의 EGR 가스 출구와 연통하는 EGR 가스 입구를 구비한 입구측 플랜지 (29c) 를 구비한다.
EGR 밸브 부재 (29) 는, EGR 쿨러 (27) 로 냉각된 EGR 가스가, EGR 쿨러 연결 받침대 (34) 의 하류측 EGR 가스 중계 유로 (32) 및 재순환 배기 가스관 (28) 을 통하여, 입구측 플랜지 (29c) 의 EGR 가스 입구에 유입되면, 밸브 본체 (29e) 의 EGR 가스 유로 (29f) 를 통하여 EGR 가스가 상하에 배분된다. 그리고, EGR 가스 유로 (29f) 에 의해 상하로 흐른 EGR 가스는, EGR 밸브에 의해 유량 조정되어, 상하의 출구측 플랜지 (29a, 29b) 에 있어서의 EGR 가스 출구로부터, 중계 플랜지 (89) 내에 흘러들어간다.
재순환 배기 가스관 (28) 은, 평면에서 보아 L 자 형상으로 굴곡한 가스관부 (28a) 와, 가스관부 (28a) 의 외벽 내주측으로부터 돌출 형성시킨 평판상의 리브 (28b) 를 가지고 있다. 또한, 재순환 배기 가스관 (28) 은, EGR 밸브 부재 (29) 의 입구측 플랜지 (29c) 와 연결하는 출구측 플랜지 (28c) 를 가스관부 (28a) 일단 (후단) 에 형성하는 한편, EGR 쿨러 연결 받침대 (34) 의 우측면과 연결하는 입구측 플랜지 (28d) 를 가스관부 (28a) 타단 (좌단) 에 형성하고 있다. 또한, 재순환 배기 가스관 (28) 은, 가스관부 (28a) 의 굴곡 부분의 상면에, EGR 가스 온도 센서를 장착하는 센서 장착 시트 (28e) 가 형성되어 있다.
EGR 장치 (24) 는, 콜렉터 (25) 의 길이를 짧게 구성할 수 있기 때문에, EGR 밸브 부재 (29) 와 흡기 스로틀 부재 (26) 의 거리를 짧게 할 수 있고, 결과, EGR 장치 (24) 의 전후 길이를 짧게 구성할 수 있다. 또한, EGR 밸브 부재 (29) 는, 액추에이터 (29d) 를 상방에 형성한 구성으로 하기 때문에, EGR 밸브 부재 (29), 콜렉터 (25), 및 흡기 스로틀 부재 (26) 각각의 최상부를 동일 높이로 할 수 있기 때문에, EGR 장치 (24) 의 상하 높이를 낮게 구성할 수 있을 뿐만 아니라, EGR 장치 (24) 의 좌우 폭을 좁게 구성할 수 있다. 따라서, EGR 장치 (24) 가 컴팩트하게 구성되기 때문에, 흡기 매니폴드 (3) 와 일체 형성된 실린더 헤드 (2) 우측 방향에 있어서, 재순환 배기 가스관 (28) 으로 조정하는 것만으로 용이하게 연결할 수 있을 뿐만 아니라, 디젤 엔진 (1) 의 소형화에 공헌한다.
재순환 배기 가스관 (28) 은, 가스관부 (28a) 의 양단을 연결하도록 하여 평판상의 리브 (28b) 가 연결된 구성이 되기 때문에, 재순환 배기 가스관 (28) 이 고강성으로 구성됨과 함께, 실린더 헤드 (2) 에 대하여 EGR 장치 (24) 의 전단측의 지지 강도도 높인다. 또한, 재순환 배기 가스관 (28) 은, 가스관부 (28a) 내의 EGR 가스 유로 (28f) 를 따라 평판상의 리브 (28b) 를 형성한 구성이 되기 때문에, 리브 (28b) 에 의해 가스관부 (28a) 에 있어서의 방열 면적이 넓어지기 때문에, EGR 가스 유로 (28f) 를 흐르는 EGR 가스의 냉각 효과를 높이게 된다. 그 결과, EGR 장치 (24) 로 정제되는 혼합 가스의 냉각에 기여하여, 혼합 가스에 의한 NOx 량 저감 효과를 적정한 상태로 유지하기 쉬워진다는 효과를 발휘한다.
이어서, EGR 쿨러 (27) 의 구성에 대하여, 도 9 ∼ 도 16 및 도 24 ∼ 도 26 을 참조하여, 이하에 설명한다. 도 9 ∼ 도 16 및 도 24 ∼ 도 26 에 나타내는 바와 같이, EGR 쿨러 (27) 는, 냉각수 유로와 EGR 가스 유로가 교대로 적층된 열 교환부 (91) 와, 열 교환부 (91) 의 일측면에 있어서의 좌우 양단 부분에 형성된 좌우 1 쌍의 플랜지부 (92, 93) 를 구비한다. 그리고, 냉각수 출구 (94) 및 냉각수 입구 (95) 가 좌우의 플랜지부 (92, 93) 에 배분되어 형성되는 한편, EGR 가스 입구 (96) 및 EGR 가스 출구 (97) 가 좌우의 플랜지부 (92, 93) 에 배분되어 형성되어 있다. 또한, 실린더 헤드 (2) 의 전측면에 좌우의 플랜지부 (92, 93) 가 연결되고, EGR 쿨러 (27) 가 실린더 헤드 (2) 에 고정된다.
좌우 1 쌍의 플랜지부 (92, 93) 각각에, 냉각수용의 개구 부분과 EGR 가스용의 개구 부분을 형성한 구성으로 함으로써, 플랜지부 (92, 93) 각각을 공통의 부재로 구성할 수 있을 뿐만 아니라, 플랜지부 (92, 93) 에 드는 재료 비용을 억제할 수 있다. 또한, 플랜지부 (92, 93) 는, 냉각수용 및 EGR 가스용 각각의 관통공 (94 ∼ 97) 을 실린더 헤드 (2) 와의 연결용의 평판에 천공 형성하여 구성되기 때문에, EGR 쿨러 (27) 에 있어서의 제조가 용이하다. 또한, 플랜지부 (92, 93) 와 열 교환부 (91) 의 연결 부분을 최저한으로 구성할 수 있기 때문에, 열 교환부 (91) 에 대한 실린더 헤드 (2) 로부터의 열의 전달량을 저감시킬 수 있어, 열 교환부 (91) 에 있어서의 EGR 가스의 냉각 효과를 높인다.
EGR 쿨러 (27) 는, 플랜지부 (92, 93) 를 열 교환부 (91) 후면으로부터 돌출 형성된 구성으로 함으로써, 열 교환부 (91) 와 실린더 헤드 (2) 사이에 공간이 구성된다. 따라서, EGR 쿨러 (27) 는, 열 교환부 (91) 의 전후면의 넓은 범위가 외기에 노출된 상태가 되고, 열 교환부 (91) 로부터도 방열되기 때문에, EGR 쿨러 (27) 에 있어서의 EGR 가스의 냉각 효과가 높아진다. 따라서, 열 교환부 (91) 후면 전면이 장착되는 경우에 비하여, 열 교환부 (91) 에 있어서의 적층수를 줄일 수 있고, EGR 쿨러 (27) 의 전후 길이를 짧게 할 수 있기 때문에, 디젤 엔진 (1) 의 소형화도 도모된다.
좌측 플랜지부 (92) 에, 냉각수 출구 (94) 와 EGR 가스 입구 (96) 가 형성되는 한편, 우측 플랜지부 (93) 에, 냉각수 입구 (95) 와 EGR 가스 출구 (97) 가 형성된다. 그리고, 좌측 플랜지부 (92) 에 있어서, 냉각수 출구 (94) 와 EGR 가스 입구 (96) 가 상하에 형성되어 있는 한편, 우측 플랜지부 (93) 에 있어서, EGR 가스 출구 (97) 와 냉각수 입구 (95) 가 상하에 형성되어 있다. 또한, 냉각수 출구 (94) 와 EGR 가스 출구 (97) 가 동일 높이에 배치되는 한편, 냉각수 입구 (95) 와 EGR 가스 입구 (96) 가 동일 높이에 배치된다.
이 때, 실린더 헤드 (2) 전측면으로부터 돌출되어 형성된 EGR 쿨러 연결 받침대 (33, 34) 각각에, EGR 쿨러 (27) 의 좌우 플랜지부 (92, 93) 가 연결된다. 그리고, 좌측 EGR 쿨러 연결 받침대 (33) 에 있어서의 상류측 EGR 가스 중계 유로 (31) 및 하류측 냉각수 중계 유로 (38) 각각이, 좌측 플랜지부 (92) 의 EGR 가스 입구 (96) 및 냉각수 출구 (94) 와 연통하고, 우측 EGR 쿨러 연결 받침대 (34) 에 있어서의 하류측 EGR 가스 중계 유로 (32) 및 상류측 냉각수 중계 유로 (39) 각각이, 우측 플랜지부 (93) 의 EGR 가스 출구 (97) 및 냉각수 입구 (95) 와 연통한다.
EGR 쿨러 (27) 의 플랜지부 (92, 93) 가 연결되는 연결 받침대 (33, 34) 에 EGR 가스 중계 유로 (31, 32) 및 냉각수 유로 (38, 39) 를 구성하고, 플랜지부 (92, 93) 에 EGR 가스 입구 (96) 및 출구 (97) 와 냉각수 출구 (94) 및 입구 (95) 와 연통시키고 있다. 그 때문에, EGR 쿨러 (27) 와 실린더 헤드 (2) 사이에 냉각수용 배관 및 EGR 가스용 배관을 형성할 필요가 없다. 따라서, EGR 가스나 냉각수에 의한 배관의 신축 등에 영향을 받지 않고, EGR 쿨러 (27) 와 실린더 헤드 (2) 의 연결 부분에 있어서의 시일성을 확보할 수 있고 또한, EGR 쿨러 (27) 는, 열이나 진동 등에 의한 외부로부터의 변동 요소에 대한 내성이 향상되고, 실린더 헤드 (2) 에 컴팩트하게 설치할 수 있다.
플랜지부 (92) 에 상하에 냉각수 출구 (94) 와 EGR 가스 입구 (96) 를 형성하는 한편으로, 플랜지부 (93) 에 상하에 EGR 가스 출구 (97) 와 냉각수 입구 (95) 를 형성하는 구성으로 했기 때문에, 동일 형상이 되는 플랜지부 (92 및 93) 가, 서로 상하 반전시켜 열 교환부 (91) 에 장착되게 된다. 그 때문에, EGR 쿨러 (27) 를 구성하는 부품의 종류를 저감시킬 수 있어, EGR 쿨러 (27) 의 조립성이 양호해짐과 함께, 부품 비용이 저감된다.
또한, 플랜지부 (92) 에는, 열량이 큰 냉각수 또는 EGR 가스가 통과하는 냉각수 출구 (94) 와 EGR 가스 입구 (96) 가 형성되는 한편, 플랜지부 (93) 에는, 열량이 작은 냉각수 또는 EGR 가스가 통과하는 냉각수 입구 (95) 와 EGR 가스 출구 (97) 가 형성된다. 그 때문에, 플랜지부 (92, 93) 각각에 있어서의 열 변형에 의한 변형이 억제될 뿐만 아니라, 플랜지부 (92, 93) 가 별체로서 구성되어, 서로의 열 변형에 의한 영향이 적기 때문에, EGR 쿨러 (27) 의 파손이나 고장을 방지할 수 있다.
EGR 쿨러 (27) 는, 배면에서 보아, 냉각수 출구 (94) 와 냉각수 입구 (95) 가 대각으로 배치됨과 함께, EGR 가스 입구 (96) 와 EGR 가스 출구 (97) 가 대각으로 배치된다. 열량이 상이한 EGR 가스 및 냉각수 각각이, 대각 위치로부터 공급 또는 배출되기 때문에, EGR 쿨러 (27) 와 실린더 헤드 (2) 의 연결 부분에 있어서의 열 변형을 서로 완화하여, 연결 부분의 패임이나 느슨해짐을 억제할 수 있다. 따라서, EGR 쿨러 (27) 와 실린더 헤드 (2) 에 있어서의 EGR 가스나 냉각수의 누수를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 연결 강도의 저하도 방지할 수 있다.
판상의 개스킷 (98) 이, 좌우의 플랜지부 (92, 93) 를 가교 형성하도록 하여, 실린더 헤드 (2) 와 플랜지부 (92, 93) 사이에 협지되어 있다. 플랜지부 (92, 93) 에 있어서의 냉각수 출구 (94) 및 냉각수 입구 (95) 각각과 연통하는 실린더 헤드 (2) 에 있어서의 냉각수 입구 및 냉각수 출구 각각에 링상의 시일 부재인 O 링 (99) 이 매설되고, O 링 (99) 이 플랜지부 (92, 93) 로 덮여 있다.
별체가 되는 플랜지부 (92, 93) 가, 실린더 헤드 (2) 의 연결 받침대 (33, 34) 에 개스킷 (98) 을 통하여 연결되기 때문에, 실린더 헤드 (2) 와의 연결 부분에 있어서의 열 변형에 의해, 개스킷 (98) 에 장력이 작용한다. 그 때문에, EGR 가스 입구 (96) 및 EGR 가스 출구 (97) 각각의 연결 부분에 있어서, 개스킷 (98) 에 의한 시일성 (밀봉성) 이 향상되게 되고, 실린더 헤드 (2) 와 EGR 쿨러 (27) 사이를 왕래하는 EGR 가스의 누출을 방지할 수 있다. 또한, O 링 (99) 이, 실린더 헤드 (2) 의 연결 받침대 (33, 34) 에 있어서의 냉각수 입구 및 냉각수 출구와 플랜지부 (92, 93) 의 후단면으로 구성되는 공간에 매설되어 있기 때문에, 냉각수가 흘렀을 때에, 연결 받침대 (33, 34) 및 플랜지부 (92, 93) 의 연통 부분을 O 링 (99) 에 맞닿음하게 되고, 냉각수 출입구에 있어서의 연결 부분의 시일성 (밀봉성) 을 확보할 수 있다. 따라서, 액체 및 기체의 유출입을 실시하는 EGR 쿨러 (27) 를 실린더 헤드 (2) 에 연결했다고 해도, 액체 및 기체 각각에 있어서의 시일성을 확보할 수 있어, EGR 가스 및 냉각수 각각의 누출을 방지할 수 있다.
플랜지부 (92, 93) 의 외주부이고 외측 위치에, 볼트 체결용의 관통공 (100) 이 천공 형성되어 있다. 즉, 좌측 플랜지부 (92) 는, 상하 및 좌측으로 5 개의 관통공 (100) 을 가지고 있고, 우측 플랜지부 (93) 는, 상하 및 우측으로 5 개의 관통공 (100) 을 가지고 있다. 따라서, 좌측 플랜지부 (92) 는, 냉각수 출구 (94) 의 상측, EGR 가스 입구 (96) 의 하측, 및, 냉각수 출구 (94) 및 EGR 가스 입구 (96) 사이의 좌측 각각에 관통공 (100) 이 형성됨으로써, 실린더 헤드 (2) 의 연결 받침대 (33) 와 볼트 체결한 경우에, 냉각수 출구 (94) 및 EGR 가스 입구 (96) 에 있어서의 시일성이 확보된다. 동일하게, 우측 플랜지부 (93) 는, 냉각수 입구 (95) 의 하측, EGR 가스 출구 (97) 의 상측, 및, 냉각수 입구 (95) 및 EGR 가스 출구 (97) 사이의 우측 각각에 관통공 (100) 이 형성됨으로써, 실린더 헤드 (2) 의 연결 받침대 (34) 와 볼트 체결한 경우에, 냉각수 입구 (95) 및 EGR 가스 출구 (97) 에 있어서의 시일성이 확보된다.
개스킷 (98) 은, 관통공 (101 ∼ 103) 을 형성한 2 장의 판 (98a, 98b) 을 첩합하여 구성되어 있고, 관통공 (EGR 가스용 관통공) (101) 을 EGR 가스가 통과하고, 관통공 (냉각수용 관통공) (102) 을 냉각수가 통과하고, 관통공 (볼트용 관통공) (103) 에 체결용 볼트가 삽입된다. 개스킷 (98) 은, EGR 가스용 관통공 (101) 에 있어서의 내주연이 전후 방향으로 휘도록 분기시킨 형상을 가지고 있고, 냉각수용 관통공 (102) 의 개구 면적을 냉각수 출입구 (94, 95) 의 개구 면적보다 넓어지도록 구성하고 있다.
개스킷 (98) 은, 전측판 (98a) 의 EGR 가스용 관통공 (101) 에 있어서의 내주연을 전측으로 휘게 하는 한편으로, 후측판 (98b) 의 EGR 가스용 관통공 (101) 에 있어서의 내주연을 후측으로 휘게 하고 있고, 전측판 (98a) 과 후측판 (98b) 을 용접에 의해 첩합함으로써, EGR 가스용 관통공 (101) 에 있어서의 내주연이 Y 자 형상의 단면이 된다. EGR 가스용 관통공 (101) 에 있어서의 내주연이 전후로 휘어진 형상으로 함으로써, EGR 가스용 관통공 (101) 의 내주연에 있어서의 전후면을 연결 받침대 (33, 34) 및 플랜지부 (92, 93) 각각의 단면에 밀착시키게 되어, 충분한 기밀성을 확보할 수 있다.
개스킷 (98) 은, 냉각수용 관통공 (102) 의 개구를 냉각수 출입구 (94, 95) 보다 넓어지도록 구성함으로써, O 링 (99) 이 냉각수용 관통공 (102) 에 삽입된다. 즉, 플랜지부 (92, 93) 의 냉각수 출입구와 연결 받침대 (33, 34) 내의 냉각수 중계 유로 (38, 39) 의 연통 부분이, 개스킷 (98) 의 냉각수용 관통공 (102) 에 끼워 맞춤된 O 링 (99) 에 의해 밀봉된다.
또한, 실린더 헤드 (2) 의 연결 받침대 (33, 34) 는, 냉각수 출입구 각각을 단차를 형성하여 개구함으로써, 연결 받침대 (33, 34) 내의 냉각수 중계 유로 (38, 39) 의 유로 직경보다 크게 개구시켜, 연결 받침대 (33, 34) 의 냉각수 출입구에 대하여, 냉각수 중계 유로 (38, 39) 의 외주측에 O 링 (99) 이 끼워 맞춤된다. 즉, O 링 (99) 은, 개스킷 (98) 에 삽입됨과 함께, 연결 받침대 (33, 34) 에 있어서의 냉각수 출입구의 단차 부분에 끼워 맞춤되고, 연결 받침대 (33, 34) 및 플랜지부 (92, 93) 에 의해 협지된다. 따라서, 탄성재로 구성되는 O 링 (99) 의 내측을 냉각수가 통과함으로써, O 링 (99) 이 외측으로 확대되도록 변형하고, 연결 받침대 (33, 34) 및 플랜지부 (92, 93) 와 밀착함으로써, 냉각수의 시일성을 확보한다.
링상의 O 링 (99) 은, 내주 부분이 전후로 부풀어 오른 형상을 구비하고 있고, O 링의 내주 부분을 통과하는 냉각수에 의해 압압됨으로써, 내주 부분의 전후 가장자리가 전후로 돌출되도록 변형된다. 이에 의해, O 링 (99) 의 내주 부분이 연결 받침대 (33, 34) 및 플랜지부 (92, 93) 와 밀착하기 때문에, 실린더 헤드 (2) 와 EGR 쿨러 (27) 의 연결 부분에 있어서의 냉각수의 시일성을 향상시킬 수 있다.
또한, 링상의 O 링 (99) 은, 내주 부분이 전후로 부풀어 오른 형상으로 한 후에, 그 내주면에 오목부를 구비한 형상을 가지고 있다. 즉, O 링 (99) 의 내주면을 전후로 휘어진 Y 자 형상의 단면으로 구성함으로써, O 링의 내주 부분을 통과하는 냉각수에 의해 압압되어, 내주 부분의 전후 가장자리를 전후로 더욱 돌출시키게 되어, O 링 (99) 의 내주 부분과 연결 받침대 (33, 34) 및 플랜지부 (92, 93) 의 밀착성을 높이는, 따라서, 실린더 헤드 (2) 와 EGR 쿨러 (27) 의 연결 부분에 있어서의 냉각수의 시일성을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 도 17 ∼ 도 19 를 참조하면서, 실린더 블록 (6) 및 동밸브 기구의 구성에 대하여 설명한다. 실린더 블록 (6) 에는, 크랭크축 (5) 을 수용하는 크랭크 케이스 (171) 와, 피스톤 (172) 을 각각 수용하는 4 기통분의 실린더 보어 (173) 가 형성되어 있다. 각 피스톤 (172) 은, 각각 커넥팅 로드 (174) 를 통하여 크랭크축 (5) 에 연결되고, 실린더 보어 (173) 내에서 자유롭게 상하 슬라이딩할 수 있게 배치되어 있다.
또한, 실린더 블록 (6) 에는, 캠축 (175) 을 수용하는 캠실 (176) 과, 푸시 로드 (177) 의 하단측을 수용하는 블록측 푸시 로드실 (178) (푸시 로드실) 과, 태핏 (179) 을 자유롭게 슬라이딩할 수 있게 유지하는 태핏 유지부 (180) 가 형성되어 있다. 태핏 (179) 은, 캠축 (175) 의 흡기 캠 (175a) 또는 배기 캠 (175b) 과 푸시 로드 (177) 사이에 배치되고, 캠축 (175) 의 구동력을 푸시 로드 (177) 에 전달한다.
캠실 (176) 은, 실린더 보어 (173) 의 좌측방에서 엔진 (1) 의 전후 방향으로 연장 형성되어 있다. 캠실 (176) 은 크랭크 케이스 (171) 와 통하고 있다. 캠축 (175) 은, 기통 마다 흡기 캠 및 배기 캠의 세트를 구비하고 있고, 흡기 캠 및 배기 캠의 세트끼리의 사이의 부위에, 캠실 (176) 의 베어링부에 축 지지되는 캠 저널부를 구비하고 있다. 캠실 (176) 은, 캠축 (175) 의 흡기 캠 및 배기 캠의 세트 마다 (기통 마다), 복수의 구획 캠실 (181) 로 구획되어 있다. 본 실시형태에서는, 캠실 (176) 은 4 개의 구획 캠실 (181) 로 구획되어 있다.
블록측 푸시 로드실 (178) 은, 캠실 (176) 의 상방에 배치되고, 기통 마다 구획되어 있다. 본 실시형태에서는, 엔진 (1) 의 전후 방향으로 나열되는 4 개의 블록측 푸시 로드실 (178) 이 형성되어 있다. 또한, 실린더 블록 (6) 의 실린더 헤드 (2) 와의 접합면에, 블록측 푸시 로드실 (178) 마다 연통공 (182) 이 형성되어 있다. 그리고, 각 블록측 푸시 로드실 (178) 및 연통공 (182) 에는 푸시 로드 (177) 의 하단측이 2 개씩 삽입되어 있다. 태핏 유지부 (180) 는, 캠실 (176) 과 블록측 푸시 로드실 (178) 사이에 형성되고, 캠실 (176) 과 블록측 푸시 로드실 (178) 사이를 나누고 있다. 또한, 실린더 블록 (6) 에는, 캠실 (176) 과 블록측 푸시 로드실 (178) 을 통과시키는 바이패스 통로 (183) 가 태핏 유지부 (180) 와 실린더 보어 (173) 사이에 형성되어 있다.
또한, 실린더 블록 (6) 내에는, 실린더 보어 (173) 의 주위에 배치된 냉각수 재킷 (184) 과, 전후 방향으로 연장 형성된 냉각수 레일 (185) 이 형성되어 있다. 냉각수 레일 (185) 은, 냉각수 재킷 (184) 보다 낮은 위치에서 실린더 보어 (173) 의 우측방에 배치되어 있다. 또한, 냉각수 레일 (185) 은, 4 기통분의 실린더 보어 (173) 의 배치의 요철을 대체로 따라, 평면에서 보아 사행 (蛇行) 하고 있다. 또한, 냉각수 레일 (185) 은, 평면에서 보아, 실린더 헤드 (2) 를 실린더 블록 (6) 에 고정시키기 위한 헤드 체결용 볼트 (186) 의 축선과는 상이한 위치에 형성되어 있다.
실린더 헤드 (2) 는, 헤드 체결용 볼트 (186) 에 의해 실린더 블록 (6) 에 볼트 체결되어 있다. 실린더 헤드 (2) 의 상면은 헤드 커버 (18) 로 덮여 있다. 헤드 커버 (18) 내부의 공간은 로커 아암실을 형성하고 있다. 헤드 커버 (18) 내에는, 캠축 (175) 에 관련시킨 동밸브 기구 (187) 가 배치되어 있다. 또한, 실린더 헤드 (2) 내에는, 각 기통에 대응하여 흡기 밸브 (136) 및 배기 밸브 (137) 가 형성되어 있다. 본 실시형태의 엔진 (1) 은, 기통마다 2 개의 흡기 밸브 (136) 및 2 개의 배기 밸브 (137) 를 구비한 4 밸브 타입의 것으로 되어 있다.
또한, 엔진 (1) 은 OHV 식의 것으로, 동밸브 기구 (187) 는, 캠축 (175) 의 흡기 캠 및 배기 캠에 의해 태핏 (179) 및 푸시 로드 (177) 와, 푸시 로드 (177) 의 상하 이동으로 헤드 커버 (18) 내에 있는 전후 가로로 긴 로커 아암축 (188) 방향으로 요동하는 로커 아암 (189) 을 구비하고 있다. 푸시 로드 (177) 의 상단측은 실린더 헤드 (2) 에 형성된 헤드측 푸시 로드실 (190) 을 통하여 헤드 커버 (18) 내에 돌출되어 있다. 푸시 로드 (177) 의 상단측은 로커 아암 (189) 의 일단측에 연결되어 있다. 로커 아암 (189) 의 타단측은, 밸브 브릿지 (191) 를 통하여 2 개의 흡기 밸브 (136) 또는 2 개의 배기 밸브 (137) 에 맞닿음하고 있다. 캠축 (175) 의 회전에 의해 푸시 로드 (177) 가 상하 이동하여, 각 로커 아암 (189) 이 로커 아암축 (188) 방향으로 요동함으로써, 각 기통의 흡기 밸브 (136) 의 세트와 배기 밸브 (137) 의 세트가 개폐 작동하도록 구성되어 있다.
크랭크 케이스 (171) 는, 캠실 (176), 바이패스 통로 (183) 및 블록측 푸시 로드실 (178) 을 통하여, 실린더 헤드 (2) 의 헤드측 푸시 로드실 (190) 에 통하고 있다. 크랭크 케이스 (171) 내의 블로바이 가스는, 캠실 (176), 바이패스 통로 (183) 및 블록측 푸시 로드실 (178) 을 통하여, 실린더 헤드 (2) 측으로 이동한다. 또한, 헤드측 푸시 로드실 (190), 블록측 푸시 로드실 (178), 바이패스 통로 (183) 및 캠실 (176) 은, 헤드 커버 (18) 내의 윤활유를 크랭크 케이스 (171) 측으로 되돌리는 오일 떨어뜨림 경로를 겸하고 있다.
상기 서술한 바와 같이, 본 실시형태의 엔진 (1) 에서는, 태핏 유지부 (180) 는 캠실 (176) 과 블록측 푸시 로드실 (178) 사이를 나누고 있다. 또한, 캠실 (176) 과 블록측 푸시 로드실 (178) 을 통과시키는 바이패스 통로 (183) 는, 태핏 유지부 (180) 와 실린더 보어 (173) 사이에 형성되어 있다. 이에 의해, 캠실 (176), 바이패스 통로 (183) 및 블록측 푸시 로드실 (178) 로 구성되는, 태핏 유지부 (180) 를 우회한 절곡된 블로바이 가스 경로가 형성되어 있다. 따라서, 엔진 (1) 은, 당해 절곡된 블로바이 가스 경로로 블로바이 가스를 벽면에 충돌시킴으로써, 벽면에 대한 윤활유의 부착이나 미스트상 윤활유끼리의 결합을 촉진시켜 블로바이 가스 중의 윤활유의 포집량을 증가시킬 수 있고, 크랭크 케이스 (171) 측으로부터 캠실 (176), 바이패스 통로 (183) 및 블록측 푸시 로드실 (178) 을 통하여 실린더 헤드 (2) 측으로 유출되는 윤활유량을 저감시킬 수 있다.
이어서, 냉각수 펌프 (21) 및 냉각수 입구관 (22) 의 구성에 대하여, 도 27 ∼ 도 30 등을 참조하여, 이하에 설명한다. 도 27 ∼ 도 30 등에 나타내는 바와 같이, 실린더 블록 (6) 의 좌측면에 있어서의 후측면 가까이의 부위에, 냉각수 펌프 (21) (도 2 등 참조) 가 장착되는 냉각수 펌프 장착부 (319) 와, 냉각수 입구관 (22) (도 3 등 참조) 이 장착되는 입구관 장착 시트 (320) 가 돌출 형성되어 있다. 냉각수 펌프 장착부 (319) 및 입구관 장착 시트 (320) 는 실린더 블록 (6) 에 일체 성형되어 있다. 또한, 입구관 장착 시트 (320) 의 후측면측의 부위는 냉각수 펌프 장착부 (319) 에 연결되어 있다. 냉각수 펌프 장착부 (319) 및 입구관 장착 시트 (320) 는, 크랭크축 (5) 으로부터 멀어지는 방향으로 돌출 형성되어 있고, 실린더 블록 (6) 의 강성, 강도 및 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.
실린더 블록 (6) 의 후측면 (312) 및 냉각수 펌프 장착부 (319) 에 냉각수 순환용의 냉각수 펌프 (21) 가 볼트 체결되어 있다. 냉각수 펌프 (21) 는, 크게 나누어 베이스 플레이트부 (331) 와 커버 플레이트부 (332) 와 펌프용 풀리 (333) 에 의해 구성된다.
베이스 플레이트부 (331) 와 커버 플레이트부 (332) 는, 베이스 플레이트부 (331) 의 주연부에 형성된 5 개 지점의 관통 볼트공과, 그 관통 볼트공에 대응하는 커버 플레이트부 (332) 의 관통공에 커버 플레이트부 (332) 측으로부터 커버용 볼트 (347) 가 각각 삽입 및 체결되어, 주연부가 서로 밀착 고정되어 있다.
또한, 냉각수 펌프 (21) 는, 베이스 플레이트부 (331) 및 커버 플레이트부 (332) 의 주연부의 9 개 지점에 형성된 관통공에 각각 장착용 볼트 (348) 가 삽입되어, 플레이트부 (331, 332) 가 공 (共) 체결 상태로 실린더 블록 (6) 에 볼트 체결되어 있다. 장착용 볼트 (348) 의 체결에 의해, 베이스 플레이트부 (331) 와 커버 플레이트부 (332) 의 주연부가 서로 밀착 고정됨과 함께, 실린더 블록 (6) 의 냉각수 유로 출구 (327) 의 주위부와 냉각수 펌프 (21) 의 펌프 흡입구 (334) 의 주위부가 서로 밀착 고정되고, 또한 실린더 블록 (6) 의 냉각수 도입구 (328) 의 주위부와 냉각수 펌프 (21) 의 펌프 토출구 (335) 의 주위부가 서로 밀착 고정된다. 냉각수 펌프 (21) 의 주연부를 따른 볼트 (347, 348) 의 배열에 있어서, 이웃하는 커버용 볼트 (347, 347) 사이에는 1 개 또는 2 개의 장착용 볼트 (348) 가 배치되어 있다.
커버용 볼트 (347) 에 의해 베이스 플레이트부 (331) 와 커버 플레이트부 (332) 가 연결되어 있음으로써, 냉각수 펌프 (21) 를 1 부품으로서 유통할 수 있음과 함께, 냉각수 펌프 (21) 를 장착용 볼트 (348) 에 의해 실린더 블록 (6) 에 장착할 때의 장착 작업이 용이해진다.
베이스 플레이트부 (331) 는, 예를 들어 냉각수 펌프 장착부 (319) 의 부위를 포함하여 실린더 블록 (6) 의 후측면의 좌측 가까이의 부위에 개구된 냉각수 유로 출구 (327) 에 접속되는 펌프 흡입구 (334) 와, 실린더 블록 (6) 의 후측면의 좌측 가까이의 부위에 개구된 냉각수 도입구 (328) 에 접속되는 펌프 토출구 (335) 를 구비하고 있다.
베이스 플레이트부 (331) 와 커버 플레이트부 (332) 는 서로 주연부가 밀착되어 펌프 흡입구 (334) 와 펌프 토출구 (335) 를 접속하는 펌프 내 냉각수 유로 (336) 를 형성한다. 베이스 플레이트부 (331) 와 커버 플레이트부 (332) 의 밀착부에는 펌프 흡입구 (334), 펌프 토출구 (335) 및 펌프 내 냉각수 유로 (336) 를 둘러싸는 환상 시일 부재가 배치된다. 커버 플레이트부 (332) 는, 일단부에 날개차 (임펠러) 가 고착되는 펌프축 (337) 을 자유롭게 회전할 수 있도록 축 지지한다. 펌프축 (337) 의 타단부에 펌프용 풀리 (333) 가 고착된다.
실린더 블록 (6) 의 좌측면에 냉각수 유로 입구 (329) 가 개구되어 있다. 냉각수 유로 입구 (329) 는 좌측면에 돌출 형성된 입구관 장착 시트 (320) 에 개구되어 있다. 실린더 블록 (6) 내부에, 좌측면에 개구된 냉각수 유로 입구 (329) 와 후측면에 개구된 냉각수 유로 출구 (327) 를 접속하는 대략 L 자 형상의 블록 내 냉각수 유로 (338) (냉각수 유로) 가 형성되어 있다.
입구관 장착 시트 (320) 에는 냉각수 유로 입구 (329) 를 사이에 두고 1 쌍의 볼트공이 형성되어 있고, 냉각수 입구 (339) 를 갖는 냉각수 입구관 (22) (냉각수 입구 부재) 이 입구관 장착 시트 (320) 에 착탈 가능하게 볼트 체결된다. 냉각수 입구관 (22) 에는 라디에이터의 냉각수 출구에 연결되는 배관이 접속된다. 라디에이터로부터의 냉각수는, 엔진 (1) 에 냉각수 입구관 (22) 으로부터 유입되고, 블록 내 냉각수 유로 (338) 및 냉각수 펌프 (21) 를 통하여 냉각수 도입구 (328) 로부터 실린더 블록 (6) 내에 도입된다.
이 실시형태의 엔진 (1) 에서는, 냉각수 입구 (339) 를 갖는 냉각수 입구관 (22) 이 냉각수 펌프 (21) 의 펌프 흡입구 (334) 로 연결되는 냉각수 유로 입구 (329) 에 착탈 가능하게 장착되기 때문에, 냉각수 입구관 (22) 의 형상 등을 변경하는 것만으로 냉각수 입구 (339) 의 위치를 변경할 수 있다. 이에 의해, 냉각수 펌프 (21) 의 냉각수 입구 (339) 의 위치를 간편하고 또한 대폭적인 설계 변경이나 제조 비용 증대를 초래하지 않고 변경할 수 있다.
또한, 라디에이터로부터의 냉각수를 냉각수 펌프 (21) 에 공급하는 냉각수 유로 출구 (327) 와, 냉각수 펌프 (21) 로부터의 냉각수를 실린더 블록 (6) 내에 도입하는 냉각수 도입구 (328) 가 실린더 블록 (6) 의 좌우로 배분되어 배치되어 있다. 또한, 냉각수 유로 출구 (327) 와 냉각수 도입구 (328) 를 접속하고 있는 펌프 내 냉각수 유로 (336) 는 실린더 블록 (6) 의 좌측면 가까이의 부위로부터 우측면 가까이의 부위에 걸쳐서 배치되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 펌프 내 냉각수 유로 (336) 내를 통과하는 냉각수는, 냉각수 유로 출구 (327) 로부터 냉각수 도입구 (328) 로 이동하는 동안, 냉각 팬 (9) (도 2 참조) 으로부터의 냉각풍에 의해 냉각된다. 따라서, 냉각수를 냉각수 도입구 (328) 로부터 실린더 블록 (6) 내에 도입하기 전에 냉각수 펌프 (21) 내에서 냉각시킬 수 있기 때문에, 엔진 (1) 의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본원 발명에 있어서의 각 부의 구성은 도시한 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 본원 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경이 가능하다.
1 ; 엔진
2 ; 실린더 헤드
3 ; 흡기 매니폴드
4 ; 배기 매니폴드
5 ; 크랭크축
6 ; 실린더 블록
7 ; 플라이 휠 하우징
8 ; 플라이 휠
9 ; 냉각 팬
24 ; EGR 장치
25 ; 콜렉터 (EGR 본체 케이스)
26 ; 흡기 스로틀 부재
27 ; EGR 쿨러
28 ; 재순환 배기 가스관
29 ; EGR 밸브 부재
31 ; 상류측 EGR 가스 중계 유로
32 ; 하류측 EGR 가스 중계 유로
33 ; 좌측 EGR 쿨러 연결 받침대
34 ; 우측 EGR 쿨러 연결 받침대
35 ; 냉각수 배수부
36 ; 흡기 유로
37 ; 배기 유로
38 ; 하류측 냉각수 중계 유로
39 ; 상류측 냉각수 중계 유로
40 ; 흡기 입구
41 ; EGR 가스 출구
42 ; 배기 입구
43 ; 배기 집합부
44 ; 배기 출구
45 ; 개스킷
46 ; 스페이서
47 ; 개구부
48 ; 연료관
91 ; 열 교환부
92 ; 플랜지부
93 ; 플랜지부
94 ; 냉각수 출구
95 ; 냉각수 입구
96 ; EGR 가스 입구
97 ; EGR 가스 출구
98 ; 개스킷

Claims (6)

  1. 흡기 포트에 신기를 도입시키는 흡기 유로와 배기 포트로부터 배기 가스를 도출시키는 배기 유로가 형성되는 실린더 헤드를 구비한 엔진 장치로서,
    상기 실린더 헤드의 좌우 일측벽 및 전후 일측벽에 냉각수 유로가 형성되고,
    상기 흡기 유로를 집합하는 흡기 매니폴드가, 상기 실린더 헤드의 좌우 일측부의 일방에 형성되어 있고,
    상기 실린더 헤드가, 전후 타측면측이고 상기 흡기 매니폴드 단부에 인접하는 위치에, 상기 실린더 헤드에 형성된 상기 냉각수 유로와 연통하는 냉각수 배수부를 구비한 것을 특징으로 하는 엔진 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배기 유로와 연통하는 배기 매니폴드와, 상기 배기 매니폴드로부터의 배기 가스의 일부인 EGR 가스를 냉각시키는 EGR 쿨러를 구비하고,
    상기 실린더 헤드의 전후 일측면에 상기 EGR 쿨러가 연결되고,
    상기 실린더 헤드에 있어서의 상기 EGR 쿨러와의 연결 부위에, 상기 EGR 쿨러와 연통하는 EGR 가스 유로 및 상기 냉각수 유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 엔진 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 실린더 헤드가, 상기 실린더 헤드의 좌우 일측벽 및 전후 양측벽에 삽입 통과되는 복수의 체결 부재에 의해, 실린더 블록 상방에 체결 고정되는 것을 특징으로 하는 엔진 장치.
  4. 삭제
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 EGR 쿨러와 연결하는 연결 받침대가 상기 실린더 헤드의 전후 일측면에 좌우 1 쌍으로 형성됨과 함께, 좌우 1 쌍의 상기 연결 받침대 각각이, EGR 가스 유로 및 냉각수 유로를 상하로 나열하여 천공 형성한 구성을 갖는 것을 특징으로 하는 엔진 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 연결 받침대의 일방이, EGR 가스 유로를 냉각수 유로의 상방에 배치한 구성이 되고, 상기 연결 받침대의 타방이, EGR 가스 유로를 냉각수 유로의 하방에 배치한 구성이 되는, 엔진 장치.
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