(57)【要約】【課題】早期暖機に貢献できるＥＧＲ装置を提供する。【解決手段】排気マニホールド２とこれに接続された浄化装置５とは、金属板製のインシュレータ１５で手前側から覆われている。排気マニホールド２は、気筒に対応した複数の枝管３と、各枝管３が連通した集合管４とを備えており、集合管４の下端に浄化装置５の上端が接続されている。浄化装置５の下端部にＥＧＲ通路１０が接続されており、ＥＧＲ通路１０には水冷式のＥＧＲクーラ１１を設けている。排気マニホールド２と浄化装置５とはインシュレータ１５で覆われているが、ＥＧＲクーラ１１はインシュレータ１５では殆ど覆われていない。ＥＧＲクーラ１１は、浄化装置５から効率よく受熱して冷却水を昇温させることができるため、暖機時間の短縮に貢献できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気マニホールドを始端とする排気通路に、ＥＧＲクーラを備えたＥＧＲ通路が接続されている一方、前記排気通路のうち前記排気マニホールドを含む始端部はインシュレータで覆われている構成であって、
前記ＥＧＲクーラを、前記インシュレータで殆ど覆われることなく前記排気通路の始端部に近付けた状態に配置している、
内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、ＥＧＲ装置を備えた内燃機関燃料に関するもので、特に、車両（自動車）用の内燃機関を好適な対象にしている。
【背景技術】
【０００２】
車両用内燃機関において、燃費向上等のために排気ガスを吸気系に還流させることは広く行われている。この場合、高温の排気ガスをダイレクトに還流させると、充填効率が低下する等の不具合があるため、排気ガスが還流するＥＧＲ通路に水冷式のＥＧＲクーラを設けて、機関の冷却水をＥＧＲクーラに通水していることが多い。
【０００３】
ＥＧＲ通路の配置やＥＧＲクーラの配置については様々な提案が成されており、その一例として特許文献１には、ＥＧＲクーラを寝かせた状態で排気マニホールドの上側に配置し、ＥＧＲクーラを排気マニホールドに取り付けることが開示されている。また、排気マニホールドやこれに接続された排気管、触媒式浄化装置などは非常な高温なるため、エンジンルームに配置しているケーブル類や樹脂製品が熱によって損傷することを防止する等のため、排気マニホールドを始端とする排気通路の始端部をインシュレータ（カバー）で覆うことも行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２０００−８９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さて、冷却水を送るウォータポンプは内燃機関の始動と共に駆動されるようになっており、内燃機関の温度が暖機運転を必要なほどに低い場合は、冷却水はシリンダブロック及びシリンダヘッドの冷却水通路（ウォータジャケット）だけを循環して、暖機運転を脱して冷却水がある程度まで昇温すると、サーモ弁が開いて冷却水がラジェータに循環するようになっている（なお、冷却水は車内暖房用のヒータコアには常に流れている。）。
【０００６】
そして、一般に、機関の水温が一定温度以上に昇温しないとＥＤＲガスの還流は行わないように設定しているが、外気温が低い場合、シリンダブロックやシリンダヘッドのような機関本体は暖機運転を脱する程に昇温していても、ＥＧＲクーラが昇温せずに低い温度のままであると、ＥＧＲ回転域に達してＥＧＲガスが還流すると、ＥＧＲガスがＥＧＲクーラで過度に冷却されて燃焼の不安定化をもたらすおそれがある。
【０００７】
従って、機関の始動と共にＥＧＲクーラに常に通水していると、冷却水からＥＧＲクーラに熱交換されるとそれだけ冷却水の温度が低下するため、シリンダブロックやシリンダヘッドの昇温に時間が掛かって燃費が悪化するおそれがある。この点、特許文献１のようにＥＧＲクーラを排気マニホールドに固定すると、ＥＧＲクーラは排気マニホールドの熱に晒されるため、排気マニホールドの熱を効果的に利用してＥＧＲクーラを早期昇温させることにより、冷却水を早期に昇温させて暖機時間を短縮できると云える。
【０００８】
しかし、特許文献１のように排気マニホールド８を露出させたままであると、ケーブル類を熱害から保護することができない一方、排気マニホールドとＥＧＲクーラとをまとめてインシュレータで覆うと、暖機運転でない通常運転時にＥＧＲクーラが排気マニホールドから過度に受熱して、ＥＧＲガスを的確に冷却できなくなってしまう問題が発生する。また、インシュレータが大型化してコストが嵩むと共に、重量増大によって燃費が悪化するおそれもある。
【０００９】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願発明は、排気マニホールドを始端とする排気通路に、ＥＧＲクーラを備えたＥＧＲ通路が接続されている一方、前記排気通路のうち前記排気マニホールドを含む始端部はインシュレータで覆われている構成において、前記ＥＧＲクーラを、前記インシュレータで殆ど覆われることなく前記排気通路の始端部に近付けた状態に配置している。
【００１１】
本願発明において、「排気通路の始端部に近付けた」とは、排気通路の始端部から発せられる輻射熱を強く受けるほどに近いという意味であり、具体的な間隔は、例えば数ミリ〜十数ｍｍでよいと云える。
【００１２】
自動車用内燃機関（ガソリン機関）では、排気通路に触媒式の浄化装置を設けているが、触媒は活性温度（一般に７００℃程度）に近いほど効率が良いという性質がある。従って、浄化装置を排気マニホールドに直結するか又は短い排気管を介して接続して、排気マニホールドと浄化装置とをインシュレータで覆うと、ケーブル等が熱害を受けることを防止できるのみならず、浄化装置の触媒を早期活性化して排気ガスの浄化性能をアップできる利点がある。
【００１３】
そして、浄化装置を排気マニホールドに直結又は近接して設けた場合、本願発明では、浄化装置に沿ってＥＧＲクーラを配置することが可能である。
【発明の効果】
【００１４】
本願発明では、ＥＧＲクーラが排気通路の始端部の近くに配置されているため、排気通路によって早期昇温するＥＧＲクーラによって冷却水を早期昇温できるため、暖機時間を短縮して燃費を向上させることが可能になる。
【００１５】
また、ＥＧＲクーラはインシュレータで囲われることなく露出しているため、熱が籠もることはないと共に走行風によって冷却することも可能であり、このため、機関が十分に昇温した状態での冷却水の異常昇温を防止できるのであり、その結果、ＥＧＲガスを的確に冷却して充填効率をアップできる。
【００１６】
また、ＥＧＲクーラをインシュレータの一部に兼用できるため、インシュレータの面積及び重量を小さくすることができるのであり、これにより、ＥＧＲ装置及びインシュレータのコンパクト化が可能になり、その結果、重量を抑制して燃費向上に貢献できる。
【００１７】
上記したようにＥＧＲクーラを浄化装置の近くに配置すると、浄化装置の熱を有効利用してＥＧＲクーラを早期昇温できるため、暖機時間の短縮にとってより好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態の正面図である。
【図２】側面図である。
【図３】斜視図である。
【図４】インシュレータのみの正面図である。
【図５】図１の V-V視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は車両用内燃機関に適用している。そして、方向を特定するため上下・左右・前後の文言を使用するが、上下は鉛直線の方向を基準にしており、前後は車両の前進方向を基準にして、左右は車両の前進方向と対向した状態を基準にしている。図１〜３に方向を明示している。
【００２０】
本実施形態の内燃機関は、クランク軸を左右方向に長く伸びる姿勢にした横向きで車両に搭載されており、シリンダヘッド１の前面に排気ポート（図示せず）が開口している。従って、排気マニホールド２はシリンダヘッド１の前面１ａに固定されている。
【００２１】
本実施形態の内燃機関は３気筒であり、このため、排気マニホールド２は３つの枝管３とこれらに連通した集合管４とを有している。集合管４は下向きに開口しており、これに触媒式の浄化装置５が直接固定されている。また、排気マニホールド２は各枝管３の入口部に繋がったフランジ６を備えており、フランジ６がボルト（図示せず）でシリンダヘッド１に固定されている。図１に示す符号７は、ボルトが挿通される取り付け穴である。
【００２２】
浄化装置５は上部と下部とをテーパ部５ａ，５ｂと成した円筒形態であり、下テーパ部５ｂに連続した継手筒８にフランジ９を設けており、継手管８はフランジ９を使用して排気管（図示せず）が接続される。フランジ９は、ブラケット（図示せず）を介してシリンダブロックに固定される取り付け部９ａを上向きに突設している。
【００２３】
排気マニホールド２と浄化装置５とは排気通路の始端部を構成しており、浄化装置５の下テーパ部５ｂにパイプより成るＥＧＲ通路１０の下端を接続し、ＥＧＲ通路１０にこれを覆うようにＥＧＲクーラ１１を設けている（ＥＧＲクーラ１１にＥＧＲガス導入管とＥＧＲガス排出管とが接続されていると云うことも可能である。）。
【００２４】
ＥＧＲクーラ１１は浄化装置５の右側に配置されており（左側に配置してもよい）、正面視ではほぼ浄化装置５と平行で、側面視では浄化装置５及び鉛直線に対してシリンダヘッド１の側に少し後傾した上下長手の姿勢で配置されており、側面視でその大部分が浄化装置５と重なっている。従って、浄化装置５の熱（輻射熱）を全体に受ける配置になっている。ＥＧＲ通路１０の上端部には排水管１２が接続された下端部には給水管１３が接続されており、これら給水管１２と排水管１３とで冷却水を循環させることにより、ＥＧＲガスを冷却できる。
【００２５】
ＥＧＲ通路１０の上端にはフランジ１４が固定されており、フランジ１４をシリンダヘッド１に固定することにより、ＥＧＲ通路１０をシリンダヘッド１に設けたＥＧＲ内部通路に連通させている。なお、シリンダヘッド１のＥＧＲ内部通路は吸気マニホールドが固定された他側面に開口しており、この他側面にＥＧＲバルブを設けて、ＥＧＲバルブを介して吸気通路に接続されている。
【００２６】
排気マニホールド２と浄化装置５の大部分とは、金属板製のインシュレータ１５で手前側及び上側から覆われている。インシュレータ１５の後端は、その大部分がシリンダヘッド１に近接しており、このため、排気マニホールド２及び浄化装置５から放射されるた輻射熱は殆どがインシュレータ１５で遮られる。なお、図１，２で一点鎖線の平行斜線を表示しているが、これは断面表示ではなくて、インシュレータ１５のエリアを示す表示である。
【００２７】
インシュレータ１５は排気マニホールド２及び浄化装置５に設けたボス部（図示せ）にビスで固定されている。このため、インシュレータ１５の上部２カ所と下部の１カ所とには、ビスで固定するための受け座１６が形成されている。また、インシュレータ１５の上部には、排気マニホールド２の集合管４に排気センサを取り付けるためのセンサ挿入用穴１７が空いており、このセンサ挿入用穴１７を利用し熱気を逃がすこともできる。
【００２８】
そして、ＥＧＲクーラ１１と浄化装置５との間隔は僅か（１０ｍｍ前後）しか空いていない一方、インシュレータ１５の右端１５ａは、浄化装置５は覆うもののＥＧＲクーラ１１は手前から殆ど覆わない状態に配置している。図１のとおり、ＥＧＲクーラ１１は、正面視ではごく僅かにインシュレータ１５で覆われていると云えるが、この程度では、殆ど覆われていないに等しい。
【００２９】
また、図５に示すように、インシュレータ１５の右端１５ａは、若干の隙間を持ってＥＧＲクーラ１１に近付けている。インシュレータ１５とＥＧＲクーラ１１との間の隙間は、例えば、人の指が入らない程度の間隔とすることができる。
【００３０】
以上のとおり、ＥＧＲクーラ１１は浄化装置５に近接して配置されているため、暖機時には浄化装置５の熱をＥＧＲクーラ１１に受熱して、内部を流れるＥＧＲ通路１０を早期に昇温させて暖機時間の短縮に貢献できる。また、ＥＧＲクーラ１１はインシュレータ１５のカバー機能を持つため、インシュレータ１５を小型化して、コスト抑制と燃費向上にも貢献できる。
【００３１】
また、ＥＧＲクーラ１１は手前と右側とに露出しているため、通常運転中に熱が籠もることを防止できると共に、図５に示すうに、車両の走行によりエンジンルームに流入した走行風で冷却することもできる。なお、走行風はシリンダヘッド１の一側面１ａにも当たるため、シリンダヘッド１の冷却にも貢献できる。
【００３２】
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クーラを排気マニホールドの上の部分に寝かせた状態で配置することも可能である。インシュレータは複数に分割することも可能である。インシュレータで排気マニホールドのみを覆うことも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本願発明は、内燃機関に実際に具体化できる。従って、産業上利用できる。
【符号の説明】
【００３４】
１  シリンダヘッド
２  排気マニホールド
５  排気ガス浄化装置
１０  ＥＧＲ通路
１１  ＥＧＲクーラ
１２  給水管
１３  排出管
１５  インシュレータ
１５ａ  右端
【図１】
2014109207.tif 000003
【図２】
2014109207.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014109207.tif 000006
【図５】
2014109207.tif 000007