(57)【要約】【課題】ＥＧＲ配管に腐食が発生する恐れがなく、エンジンのメンテナンス性にも優れ、しかもエンジン装置全体をコンパクトにすることが可能な排気ガス再循環装置及び該排気ガス再循環装置を備えるエンジン装置を提供すること。【解決手段】エンジン（２）の排気通路を流れる排気ガスの一部を吸気通路に再循環させる排気ガス再循環装置（１０）において、排気通路を流れる排気ガスの一部を吸気通路に戻すＥＧＲ配管（１０Ａ）と、ＥＧＲ配管を通過する排気ガスを冷却可能なＥＧＲクーラ（１０Ｂ）と、を備え、ＥＧＲ配管は、エンジンのロッカーカバー（２０）を平面的に迂回するように配置されるとともに、縦断的には頂部（１０Ａ１）を境として両側に傾斜部（１０Ａ２，１０Ａ３）が形成されるように配置されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気通路を流れる排気ガスの一部を吸気通路に再循環させる排気ガス再循環装置において、
前記排気通路を流れる排気ガスの一部を前記吸気通路に戻すＥＧＲ配管と、
前記ＥＧＲ配管を通過する排気ガスを冷却可能なＥＧＲクーラと、を備え、
前記ＥＧＲ配管は、前記エンジンのロッカーカバーを平面的に迂回するように配置されるとともに、縦断的には頂部を境として両側に傾斜部が形成されるように配置されることを特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項２】
前記ＥＧＲクーラは、前記ＥＧＲ配管の傾斜部の一つと同じ方向に傾斜した状態で、該傾斜部に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の排気ガス再循環装置。
【請求項３】
前記ＥＧＲクーラは、前記ＥＧＲ配管の縦断的な頂部を境として両側に形成される傾斜部の内、水平面に対して急傾斜側の傾斜部と接続されていることを特徴とする請求項２に記載の排気ガス再循環装置。
【請求項４】
前記ＥＧＲ配管の縦断的な頂部は、所定長さの水平部を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の排気ガス再循環装置。
【請求項５】
エンジンの排気通路を流れる排気ガスの一部を吸気通路に再循環させる排気ガス再循環装置を備えるエンジン装置において、
前記排気ガス再循環装置が、
前記排気通路を流れる排気ガスの一部を前記吸気通路に戻すＥＧＲ配管と、
前記ＥＧＲ配管を通過する排気ガスを冷却可能なＥＧＲクーラと、を備え、
前記ＥＧＲ配管は、前記エンジンのロッカーカバーを平面的に迂回するように配置されるとともに、縦断的には頂部を境として両側に傾斜部が形成されるように配置されることを特徴とする排気ガス再循環装置を備えるエンジン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、エンジンの排気通路を流れる排気ガスの一部を吸気通路に再循環させる排気ガス再循環装置及び該排気ガス再循環装置を備えるエンジン装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの排気通路と吸気通路とを接続するＥＧＲ配管を備え、排気通路を流れる排気ガスの一部を吸気通路に戻すことで排気ガスを再循環させる排気ガス再循環装置が知られている。この排気ガス再循環装置では、ＥＧＲクーラによってＥＧＲ配管を通過する排気ガスを冷却することが行われる。このような排気ガス再循環装置によれば、特にディーゼルエンジンにおいて、エンジンの燃焼室内における燃焼温度を低下させることが出来るため、ＮＯｘ排出量の抑制に効果的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−８７８１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＥＧＲ配管には高温の排気ガスが流れるため、エンジン運転時にはＥＧＲ配管自体も熱されて高温になる。ところが、エンジン停止時にはＥＧＲ配管の内部が冷やされて低温となり、ＥＧＲ配管の内部に凝縮水が発生する。この凝縮水は、外周部に冷却水が循環するＥＧＲクーラの近傍において、特に多量に発生する。このような凝縮水が発生すると、排気ガス中の硫黄分と反応して硫酸が生成され、ＥＧＲ配管が腐食する恐れがある。
【０００５】
特許文献１には、エンジンの上を跨ぐように配置されたＥＧＲ配管において、その内部で発生した凝縮水によってＥＧＲバルブが腐食するのを防止するため、ＥＧＲ配管の縦断的な頂部の位置をＥＧＲバルブ側に近づけた排気ガス再循環装置が開示されている。しかしながら、特許文献１の排気ガス再循環装置のようにエンジンの上を跨ぐようにＥＧＲ配管を配置すると、エンジンの保守点検時など、エンジンのロッカーカバーを取り外す際にＥＧＲ配管も取り外す必要があるため、エンジンのメンテナンス性に劣るとの問題がある。また、エンジン装置全体の高さが高くなってしまうとの問題がある。
【０００６】
本発明の少なくとも一つの実施形態は、上述したような従来技術の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、ＥＧＲ配管に腐食が発生する恐れがなく、エンジンのメンテナンス性にも優れ、しかもエンジン装置全体をコンパクトにすることが可能な排気ガス再循環装置及び該排気ガス再循環装置を備えるエンジン装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した目的を達成するために、本発明の排気ガス再循環装置の少なくとも一つの実施形態は、
エンジンの排気通路を流れる排気ガスの一部を吸気通路に再循環させる排気ガス再循環装置において、
前記排気通路を流れる排気ガスの一部を前記吸気通路に戻すＥＧＲ配管と、
前記ＥＧＲ配管を通過する排気ガスを冷却可能なＥＧＲクーラと、を備え、
前記ＥＧＲ配管は、前記エンジンのロッカーカバーを平面的に迂回するように配置されるとともに、縦断的には頂部を境として両側に傾斜部が形成されるように配置されることを特徴とする。
【０００８】
このような排気ガス再循環装置によれば、ＥＧＲ配管が縦断的には頂部を境として両側に傾斜部が形成されるように配置されるため、ＥＧＲ配管の内部に凝縮水が滞留することがなく、ＥＧＲ配管に腐食が発生する恐れがない。また、ＥＧＲ配管がエンジンのロッカーカバーを平面的に迂回するように配置されるため、ロッカーカバーを取り外す際にＥＧＲ配管を取り外す必要がなく、メンテナンス性に優れる。また、ＥＧＲ配管がエンジンの上方を跨ぐ従来の場合と比べて、エンジン装置全体をコンパクトに構成することが出来る。
【０００９】
なお、本明細書において、「ＥＧＲ配管がエンジンのロッカーカバーを平面的に迂回するように配置される」とは、ＥＧＲ配管とロッカーカバーとの相対配置を平面的に視認した場合において、図６（ａ）に示したように、ＥＧＲ配管１０Ａがロッカーカバー２０から平面的に離間して配置される状態だけでなく、図６（ｂ）に示したように、ＥＧＲ配管１０Ａがロッカーカバー２０の一周縁端２０ａ上に沿って配置され、ＥＧＲ配管１０Ａの横断面の一部がロッカーカバー２０に重なっている状態も含むものとする。一方、図６（ｃ）に示したように、ＥＧＲ配管１０Ａがロッカーカバー２０の一周縁端２０ａ上よりも内側に位置し、ＥＧＲ配管１０Ａの横断面の全部がロッカーカバー２０に重なっている状態は、本明細書における「ＥＧＲ配管がエンジンのロッカーカバー上方を平面的に迂回するように配置される」には含まれない。
【００１０】
また、本発明の一実施形態では、
前記ＥＧＲクーラは、前記ＥＧＲ配管の傾斜部の一つと同じ方向に傾斜した状態で、該傾斜部に接続されている。
【００１１】
このような構成によれば、ＥＧＲクーラの内部にも凝縮水が滞留することがなく、ＥＧＲクーラの内部に腐食が発生する恐れがない。
【００１２】
また、本発明の一実施形態では、
前記ＥＧＲクーラは、前記ＥＧＲ配管の縦断的な頂部を境として両側に形成される傾斜部の内、急傾斜側の傾斜部と接続されている。
【００１３】
このような構成によれば、ＥＧＲクーラ及びその近傍において多量に発生する凝縮水が速やかに排出される。
【００１４】
また、本発明の一実施形態では、
前記ＥＧＲ配管の縦断的な頂部は、所定長さの水平部を含んでいる。
【００１５】
このような構成によれば、水平部を利用してＥＧＲ配管をエンジン装置に配置することが出来るため、ＥＧＲ配管の位置決め及びエンジン装置への取り付けが容易である。
【００１６】
また、本発明の排気ガス再循環装置を備えるエンジン装置の少なくとも一つの実施形態は、
エンジンの排気通路を流れる排気ガスの一部を吸気通路に再循環させる排気ガス再循環装置において、
前記排気通路を流れる排気ガスの一部を前記吸気通路に戻すＥＧＲ配管と、
前記ＥＧＲ配管を通過する排気ガスを冷却可能なＥＧＲクーラと、を備え、
前記ＥＧＲ配管は、前記エンジンのロッカーカバーを平面的に迂回するように配置されるとともに、縦断的には頂部を境として両側に傾斜部が形成されるように配置されることを特徴とする。
【００１７】
このような排気ガス再循環装置を備えるエンジン装置によれば、ＥＧＲ配管が縦断的には頂部を境として両側に傾斜部が形成されるように配置されるため、ＥＧＲ配管の内部に凝縮水が滞留することがなく、ＥＧＲ配管に腐食が発生する恐れがない。また、ＥＧＲ配管がエンジンのロッカーカバーを平面的に迂回するように配置されるため、ロッカーカバーを取り外す際にＥＧＲ配管を取り外す必要がなく、メンテナンス性に優れるとともに、ＥＧＲ配管がエンジンの上方を跨ぐ従来の場合と比べて、エンジン装置全体をコンパクトに構成することが出来る。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、ＥＧＲ配管に腐食が発生する恐れがなく、エンジンのメンテナンス性にも優れ、しかもエンジン装置全体をコンパクトにすることが可能な排気ガス再循環装置及び該排気ガス再循環装置を備えるエンジン装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態のエンジン装置全体の外観を示した斜視図である。
【図２】本実施形態のエンジン装置全体の外観を示した平面図である。
【図３】エンジン周辺における排気ガス、吸気ガス、及びＥＧＲガスの流れを説明するための説明図である。
【図４】排気ガス再循環装置を拡大して示した平面図である。
【図５】図５（ａ）は、図４を前方側から視認した図、図５（ｂ）は、図４を排気側から視認した図である。
【図６】ＥＧＲ配管とロッカーカバーとの位置関係を説明するための平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
ただし、本発明の範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、本発明の範囲をそれにのみ限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００２１】
図１は、本実施形態のエンジン装置全体の外観を示した斜視図、図２は、本実施形態のエンジン装置全体の外観を示した平面図である。また、図１及び図２において、説明の便宜上、図の手前側を「前方側」、奥側を「後方側」、左側を「排気側」、右側を「吸気側」と定義する。なお、この「前方側」「後方側」とは、本実施形態のエンジン装置が車両に搭載された時の車両に対する配向方向とは無関係である。
【００２２】
また図３は、エンジン周辺における排気ガス、吸気ガス、及びＥＧＲガスの流れを説明するための説明図である。なお、図３においては、エンジン周辺の排気ガス、吸気ガス、及びＥＧＲガスの流れの説明に必要な構成だけを抽出して表示しており、後述するロッカーカバー等は省略して表示している。
【００２３】
本実施形態のエンジン装置１は、図１及び図２に示したように、ＥＧＲ配管１０Ａ、ＥＧＲクーラ１０Ｂ、及びＥＧＲバルブ１０Ｃからなる排気ガス再循環装置１０を備えている。また、ロッカーカバー２０の下方には、図３に示したように、例えば４筒のディーゼルエンジン気筒２が直列に配置されている。このロッカーカバー２０は、ボルト２１によって、各ディーゼルエンジン気筒２上部のシリンダヘッドに締結されている。また、各ディーゼルエンジン気筒２は、吸気バルブ５、排気バルブ６、及び燃料噴射弁２ａをそれぞれ備えている。
【００２４】
排気ガス再循環装置１０は、図３に示したように、吸気管３および吸気マニホールド４からなる吸気通路と、排気マニホールド７からなる排気通路とを接続するように配置されている。そして、排気バルブ６の開弁によりディーゼルエンジン気筒２から排出された排気ガスｅの一部が、排気マニホールド７からＥＧＲクーラ１０Ｂへと流入する。そして、図３の矢印ｒで示したように、ＥＧＲ配管１０Ａを通って吸気通路の吸気マニホールド４へと流出する。吸気マニホールド４に流出したＥＧＲガスｒは、吸気バルブ５の開弁により、吸気ガスｉとともにディーゼルエンジン気筒２に供給される。これにより、ディーゼルエンジン気筒２の排気通路を流れる排気ガスｅの一部が、ＥＧＲガスｒとして吸気通路に再循環されるようになっている。
【００２５】
なお、ディーゼルエンジン気筒２から排出された排気ガスｅの内、再循環されるＥＧＲガスｒを除く残りの排気ガスは、ターボチャージャ１４のタービンスクロールへと流入し、排気タービンを回転させる。排気タービンの同軸上にはコンプレッサが設置されており、排気タービンと同軸駆動したコンプレッサによって圧縮された吸気ガスｉが、上述した吸気管３からディーゼルエンジン気筒２へと送給される。
【００２６】
ＥＧＲ配管１０Ａは、排気通路を流れる排気ガスの一部を吸気通路に戻すための配管である。ＥＧＲ配管１０Ａは、後述するように、平面的および縦断的にも湾曲した三次元形状をなしている。また、両端部にフランジを有している。
【００２７】
ＥＧＲクーラ１０Ｂは、ＥＧＲ配管１０Ａの上流側端部と接続されている。両者はフランジによって気密に接合されている。またＥＧＲクーラ１０Ｂの内部には、排気ガスが流れる流路部と、該流路部の周囲に形成された冷却水が流れる冷却部とが構成されており、流路部を通過する排気ガス（ＥＧＲガスｒ）を冷却部の冷却水によって冷却可能に構成されている。
【００２８】
ＥＧＲバルブ１０Ｃは、ＥＧＲ配管１０Ａの下流側端部に接続されている。両者はフランジによって気密に接合されている。そして、ＥＧＲバルブ１０Ｃの弁開度を調整することで、ＥＧＲ配管１０Ａを流れて吸気マニホールド４に再循環するＥＧＲガスｅの流量が制御される。
【００２９】
図１及び図２に示したように、ＥＧＲクーラ１０Ｂは、平面視において、ロッカーカバー２０に対して排気側に設置されるとともに、ロッカーカバー２０の長手方向に対して平行に設置されている。一方、ＥＧＲバルブ１０Ｃは、平面視において、ロッカーカバー２０に対して吸気側に設置されている。そして、ＥＧＲ配管１０Ａは、エンジン装置１の排気側から吸気側に向かって直線的に延在し、ロッカーカバー２０を過ぎた辺りで後方側に向かって湾曲して、ＥＧＲバルブ１０Ｃに接続している。
【００３０】
また、エンジン装置１の前方側にはファン１６が配置されている。このファン１６で生成される風によって、ファン１６の前面または上流側に配置されている不図示のラジエータが冷却されるようになっている。また、上述したＥＧＲ配管１０Ａは、平面視において、このエンジン装置１の前方側に配置されているファン１６とロッカーカバー２０との間に配置されている。このような位置にＥＧＲ配管１０Ａを配置したことで、ファン１６で生成される風がＥＧＲ配管１０Ａにも当たり、ＥＧＲ配管１０Ａの温度上昇が緩和され、ＥＧＲ配管１０Ａの内部における凝縮水の発生量が低減される。
【００３１】
また、エンジン装置１の後方側には、ＤＰＦ装置１２が配置されている。ＤＰＦ装置１２は、ロッカーカバー２０の長手方向に対して直交方向に延在している。このＤＰＦ装置１２には、上述したターボチャージャ１４から排出された排気ガスが流入するようになっており、排気ガス中のススなどを除去するように構成されている。
【００３２】
また、図１及び図２に示したように、エンジン装置１には、ディーゼルエンジン気筒２から漏れ出たブローバイガスを吸気通路へと還流させるブローバイガス管２６が設置されている。ディーゼルエンジン気筒２から漏れ出たブローバイガスは、フィルター２４によってガス中に含まれるオイル分が除去された後、ブローバイガス管２６へと流入する。このブローバイガス管２６は、平面視において、ＥＧＲ配管１０Ａよりも後方側に配置されており、ロッカーカバー２０の上方を通過している。したがって、ロッカーカバー２０を取り外す際には、このブローバイガス管２６も取り外す必要がある。このため、ロッカーカバー２０の上方を通過しているブローバイガス管２６は、図２に示すように、着脱容易な管継手２６ａによって上下流の配管と接続されている。
【００３３】
次に、本実施形態における排気ガス再循環装置１０の平面および縦断形状について、図４および図５を基に説明する。ここで図４は、排気ガス再循環装置１０を拡大して示した平面図であって、図５（ａ）は、図４を前方側から視認した図、図５（ｂ）は、図４を排気側から視認した図である。なお、本実施形態のロッカーカバー２０には、その頂面の後方側に凸部２０Ａが形成されている。
【００３４】
ＥＧＲ配管１０Ａの平面形状は、図４に示したように、長尺筒状のＥＧＲクーラ１０Ｂの一端部側周面と接続し、ロッカーカバー２０の長手方向と直交する方向に配置され、吸気側に向かって直線状に延在している。そして、ロッカーカバー２０を過ぎた辺りで後方側に向かって湾曲し、吸気側に設置されているＥＧＲバルブ１０Ｃに接続している。このように、ＥＧＲ配管１０Ａは、ロッカーカバー２０を平面的に迂回すように配置されている。
【００３５】
ここで本実施形態のＥＧＲ配管１０Ａは、図６（ｂ）に示したように、ＥＧＲ配管１０Ａがロッカーカバー２０の一周縁端２０ａ上に沿って配置され、ＥＧＲ配管１０Ａの横断面の一部がロッカーカバー２０に重なっている。このように、ＥＧＲ配管１０Ａがロッカーカバー２０に重なっていても、ＥＧＲ配管２０の横断面の一部がロッカーカバーに２０に重なっている程度であれば、ボルト２１の脱着や締付け等、ロッカーカバー２０の取り外し作業において特に障害とはならない。なお、スペースに余裕があれば、図６（ａ）に示したように、ＥＧＲ配管１０Ａをロッカーカバー２０から平面的に離間して配置してもよいのは勿論である。
【００３６】
ＥＧＲ配管１０Ａの縦断形状は、図５（ａ）に示したように、所定長さの水平部からなる頂部１０Ａ１を境として両側に傾斜部１０Ａ２，１０Ａ３が形成されている。傾斜部１０Ａ２は、傾斜部１０Ａ３よりも水平面に対して急傾斜に形成され、急傾斜側の傾斜部１０Ａ２には、ＥＧＲクーラ１０Ｂが接続されている。傾斜部１０Ａ２，１０Ａ３の傾斜角度の一例として、傾斜部１０Ａ２の傾斜角度θ２は例えば１０〜４０°、傾斜部１０Ａ３の傾斜角度θ３は例えば２〜５°の範囲である。
【００３７】
また、この水平部１０Ａ１は、ＥＧＲ配管１０Ａを支持する固定支柱２８の爪部２８ａによってクランプされており、これにより、ＥＧＲ配管１０Ａがエンジン装置１に固定されている。このような構成によれば、水平部１０Ａ１を利用してＥＧＲ配管１０Ａをエンジン装置１に配置することが出来るため、ＥＧＲ配管１０Ａの位置決め及びエンジン装置１への取り付けが容易である。
【００３８】
また、ＥＧＲクーラ１０Ｂは、図５（ｂ）に示したように、縦断的に傾斜した状態でＥＧＲ配管１０Ａと接続されている。ＥＧＲクーラ１０Ｂは、傾斜部１０Ａ２と縦断的に同じ方向に上流側に向かって傾斜している。その傾斜角度θ３は、例えば２〜５°である。なお、ＥＧＲバルブ１０Ｃは、弁の作動性を考慮して水平に設置される。
【００３９】
このように構成される本実施形態の排気ガス再循環装置によれば、ＥＧＲ配管１０Ａが縦断的には頂部１０Ａ１を境として両側に傾斜部１０Ａ２，１０Ａ３が形成されるように配置されるため、ＥＧＲ配管１０Ａの内部に凝縮水が滞留することがなく、ＥＧＲ配管１０Ａに腐食が発生する恐れがない。
【００４０】
また上述したように、ＥＧＲ配管１０Ａがディーゼルエンジン気筒２のロッカーカバー２０を平面的に迂回するように配置されている。このため、ロッカーカバー２０を取り外す際にＥＧＲ配管１０Ａを取り外す必要がなく、メンテナンス性に優れるとともに、ＥＧＲ配管１０ＡとＥＧＲクーラ１０Ｂ及びＥＧＲバルブ１０Ｃとをフランジ接合によって気密に締結することが可能となる。またしかも、ＥＧＲ配管１０Ａがエンジンの上方を跨ぐ従来の場合と比べて、エンジン装置１全体をコンパクトに構成することが出来る。
【００４１】
また上述したように、ＥＧＲクーラ１０Ｂは、傾斜部１０Ａ２と同じ方向に傾斜した状態でＥＧＲ配管１０Ａに接続されている。このため、ＥＧＲクーラ１０Ｂの内部に凝縮水が滞留することがなく、ＥＧＲクーラ１０Ｂの内部に腐食が発生する恐れがない。またこの際、ＥＧＲクーラ１０Ｂと接続する傾斜部１０Ａ２は、傾斜部１０Ａ３よりも急傾斜に形成されており、ＥＧＲクーラ１０Ｂ及びその近傍において多量に発生する凝縮水を速やかに排出することが出来る。また、傾斜部１０Ａ３を緩傾斜に形成することで、水平に設置されるＥＧＲバルブ１０Ｃとの接続構造を容易に構成することが可能となる。
【００４２】
以上、本発明の好ましい形態について説明したが、本発明は上記の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の少なくとも一つの実施形態は、エンジンの排気通路を流れる排気ガスの一部を吸気通路に再循環させる排気ガス再循環装置及び該排気ガス再循環装置を備えるエンジン装置として、特に、産業用車両に搭載されるディーゼルエンジン等に好適に用いられる。
【符号の説明】
【００４４】
１          エンジン装置
２          ディーゼルエンジン気筒
２ａ        燃料噴射弁
３          吸気管（吸気通路）
４          吸気マニホールド（吸気通路）
５          吸気バルブ
６          排気バルブ
７          排気マニホールド（排気通路）
１０        排気ガス再循環装置
１０Ａ      ＥＧＲ配管
１０Ａ１    頂部（水平部）
１０Ａ２    傾斜部
１０Ａ３    傾斜部
１０Ｂ      ＥＧＲクーラ
１０Ｃ      ＥＧＲバルブ
１２        ＤＰＦ装置
１４        ターボチャージャ
１６        ファン
２０        ロッカーカバー
２０ａ      周縁端
２０Ａ      凸部
２１        ボルト
２４        フィルター
２６        ブローバイガス管
２６ａ      管継手
２８        固定支柱
２８ａ      爪部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2014095328.tif 000006
【図５】
2014095328.tif 000007
【図６】
2014095328.tif 000008