(57)【要約】【課題】簡単な構成で良好な冷却効率を実現することができるエンジンのＥＧＲクーラを提供する。【解決手段】水渡し通路１５に併設されたガス冷却通路２５と、ガス冷却通路２５の内壁部から突出されてガス冷却通路２５の上流側から下流側に延在する複数の第１のリブ３５と、ガス冷却通路２５の内壁部から突出されて第１のリブ３５と微少間隔隔てて対向するようガス冷却通路２５の上流側から下流側に延在する複数の第２のリブ３６と、を備えてＥＧＲクーラ２２を構成する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却水通路に一体的に併設され、上流側が排気系に連通するとともに下流側が吸気系に連通されたガス冷却通路と、
前記ガス冷却通路の内壁部から突出されて前記ガス冷却通路の上流側から下流側に延在する複数の第１のリブと、
前記ガス冷却通路の内壁部から突出されて前記第１のリブと微少間隔隔てて対向するよう前記ガス冷却通路の上流側から下流側に延在する複数の第２のリブと、を備えたことを特徴とするエンジンのＥＧＲクーラ。
【請求項２】
互いに対向する前記第１のリブと前記第２のリブとの間隔は、前記ガス冷却通路の上流側端部領域及び下部側端部領域の間隔が、これらの中途領域の間隔よりも相対的に広く設定されていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンのＥＧＲクーラ。
【請求項３】
前記第１，第２のリブの配列方向の側部において前記ガス冷却通路の内壁部から突出する第３のリブを有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエンジンのＥＧＲクーラ。
【請求項４】
前記ガス冷却通路は、鋳造品からなる前記冷却水通路の外壁部に凹設され、前記第１のリブを有する第１の通路部材と、
前記冷却水通路とは別体の鋳造品で構成され、前記第２のリブを有する第２の通路部材と、が接合されて構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載のエンジンのＥＧＲクーラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気系に還流するエンジンのＥＧＲクーラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンにおいては、ＮＯｘの排出量の低減や燃費の向上等を目的として、排気ガスの一部を吸気系に還流する排気ガス循環（Exhaust Gas Recirculation:ＥＧＲ）装置が広く採用されている。このＥＧＲ装置には、一般に、エンジンから排出される高温の排気ガス（ＥＧＲガス）を冷却するためのＥＧＲクーラが設けられている。ＥＧＲクーラとしては、気体であるＥＧＲガスをエンジン冷却水で冷却する気−液熱交換タイプのＥＧＲクーラが数多く採用されている。
【０００３】
この種のＥＧＲクーラの冷却効率を向上させるための技術として、例えば、特許文献１には、所謂シェルアンドチューブ型の熱交換器を構成する扁平伝熱管に、断面略矩形のチャンネル形状をなすコルゲートフィンを内装するとともに、コルゲートフィン上に複数のスリット状の切欠部を設けた技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１４５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の特許文献１に開示された技術は、伝熱管に別体のコルゲートフィンを内装する必要があるため、構造が複雑化する。
【０００６】
また、上述の特許文献１に開示された技術のように、単にコルゲートフィン上にスリット状の切欠部を設けただけの構成では、コルゲートフィンによって区画された小流路間でのＥＧＲガスの流通が局所的にしか行われないため、十分な冷却効率の向上を図ることが困難となる虞がある。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、簡単な構成で良好な冷却効率を実現することができるエンジンのＥＧＲクーラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によるエンジンのＥＧＲクーラは、冷却水通路に一体的に併設され、上流側が排気系に連通するとともに下流側が吸気系に連通されたガス冷却通路と、前記ガス冷却通路の内壁部から突出されて前記ガス冷却通路の上流側から下流側に延在する複数の第１のリブと、前記ガス冷却通路の内壁部から突出されて前記第１のリブと微少間隔隔てて対向するよう前記ガス冷却通路の上流側から下流側に延在する複数の第２のリブと、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のエンジンのＥＧＲクーラによれば、簡単な構成で良好な冷却効率を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】エンジンの概略構成図
【図２】エンジンの冷却水通路を構成する水渡し通路をシリンダブロックの背面側から見た斜視図
【図３】水渡し通路の要部を一部破砕して示す平面図
【図４】図３のIV−IV線に沿う断面図
【図５】図３のＶ−Ｖ線に沿う断面図
【図６】水渡し通路及びＥＧＲクーラの要部断面斜視図
【図７】水渡し通路及びＥＧＲクーラの要部断面分解斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の形態を説明する。図面は本発明の一実施形態に係わり、図１はエンジンの概略構成図、図２はエンジンの冷却水通路を構成する水渡し通路をシリンダブロックの背面側から見た斜視図、図３は水渡し通路の要部を一部破砕して示す平面図、図４は図３のIV−IV線に沿う断面図、図５は図３のＶ−Ｖ線に沿う断面図、図６は水渡し通路及びＥＧＲクーラの要部断面斜視図、図７は水渡し通路及びＥＧＲクーラの要部断面分解斜視図である。
【００１２】
図１において、符号１はエンジンであり、本実施形態では水平対向４気筒エンジンを示す。このエンジン１のシリンダヘッド２には、各気筒の吸気ポート２ａが形成されている。これら各吸気ポート２ａは、吸気マニホルド４を介して集合され、その集合端が吸気管５の下流に形成されたエアチャンバ５ａに連通されている。また、吸気管５の上流側の空気取り入れ口側にはエアクリーナ１０が介装され、さらに、吸気管５の中途には電子制御式のスロットル弁１１が介装されている。
【００１３】
また、各吸気ポート２ａに連通する吸気マニホルド４の下流端には、インジェクタ１３が配設されている。さらに、シリンダヘッド２には、その先端が各気筒の燃焼室に臨まされた点火プラグ１４が取り付けられている。
【００１４】
一方、シリンダヘッド２に形成された排気ポート２ｂには、排気マニホルド６を介して排気管７が連通されている。この排気管７には、上流端に排気浄化触媒８が介装され、下流端にマフラ９が取り付けられている。
【００１５】
また、４つの気筒のうち例えば＃３気筒の排気ポート２ｂに連通する排気マニホルド６の管路からは、ＥＧＲ装置２０を構成する排気ガス還流（ＥＧＲ）通路２１が延出され、エアチャンバ５ａに連通されている。このＥＧＲ通路２１の中途には、ＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ２２が介装され、さらに、ＥＧＲ量を調整するための流量制御弁であるＥＧＲ弁２３が介装されている。本実施形態のＥＧＲクーラ２２は、気−液熱交換タイプのＥＧＲクーラであり、例えば、シリンダブロック３の左右バンクを連通する冷却水通路（所謂水渡し通路）１５に一体的に併設されている。
【００１６】
具体的に説明すると、図２に示すように、本実施形態の水渡し通路１５は、例えば、シリンダブロック３の上部後方寄りに固設されている。この水渡し通路１５は、例えば、熱伝導性の良好なアルミニウム合金製の鋳造品からなる略角筒形状をなす扁平な管路によって構成されている。水渡し通路１５の左右端部は断面積が徐々に縮小するよう絞り形成されており（図３参照）、これら絞り形成された左右端部の底面側には、シリンダブロック３の各バンクのウォータジャケット３ａに連通する連通口１５ａが開口されている（図１，２参照）。
【００１７】
また、例えば、水渡し通路１５の左側端部には冷却水をラジエータ（図示せず）に循環させるための主循環通路１６が接続され、右側端部には冷却水をヒータコア（図示せず）に循環させるための副循環通路１７が連通されている。さらに、水渡し通路１５の中途には、冷態時等にラジエータをバイパスして冷却水を循環させるためのボトムバイパス通路１８が連通されている。
【００１８】
図４乃至図７に示すように、水渡し通路１５の底面側には、ＥＧＲクーラ２２を構成するガス冷却通路２５が併設されている。このガス冷却通路２５は、例えば、水渡し通路１５に沿って延在するものであり、水渡し通路１５の底面側の外壁部に凹設された溝部からなる第１の通路部材２７と、水渡し通路１５とは別体の鋳造品で構成された第２の通路部材２８と、が互いに接合されることによって構成されている。
【００１９】
例えば、図２〜４に示すように、ガス冷却通路２５の上流側である右側端部には水渡し通路１５の内外を貫通する上流側連結パイプ３０が連通され、この上流側連結パイプ３０には、上流側が排気マニホルド６に連通するＥＧＲ通路２１の上流側通路２１ａが連結されている。
【００２０】
一方、例えば、図３，６に示すように、ガス冷却通路２５の下流側である左側端部には水渡し通路の内外を貫通する下流側連結パイプ３１が連通され、この下流側連結パイプ３１には、下流側がエアチャンバ５ａに連通するＥＧＲ通路２１の下流側通路２１ｂが連結されている。さらに、ガス冷却通路２５と下流側連結パイプ３１との間にはバルブ保持穴３２が介装され、このバルブ保持穴３２にはＥＧＲ弁２３（図１参照）が保持されている。そして、このＥＧＲ弁２３の開度が調整されることにより、排気系から吸気系に還流されるＥＧＲ量が調整される。
【００２１】
また、第１の通路部材２７の内壁部（すなわち、水渡し通路１５の外壁部）からは、突条形状をなす複数の第１のリブ３５が突設されている。これら第１のリブ３５は、例えば、水渡し通路１５の鋳造時（すなわち、第１の通路部材２７の鋳造時）に一体形成されるものであり、ガス冷却通路２５の上流側から下流側にかけて延在されている。
【００２２】
また、第２の通路部材２８の内壁部からは、突条形状をなす複数の第２のリブ３６が突設されている。これら第２のリブ３６は、第２の通路部材２８の鋳造時に一体形成されるものであり、各第１のリブ３５と微少間隔隔ててそれぞれ対向するよう、ガス冷却通路２５の上流側から下流側にかけて延在されている。
【００２３】
ここで、互いに対向する第１，第２のリブ３５，３６の間隔Ｄ１は、例えば、鋳造品に対して精度上安定的に加工可能な限界値近傍の間隔に設定されており、具体的には、Ｄ１＝１ｍｍ前後の間隔に設定されている。但し、ガス冷却通路２５の上流側端部領域（右側端部領域）と下流側端部領域（左側端部領域）における第１，第２のリブ３５，３６の間隔Ｄ２は、Ｄ１よりも相対的に広い間隔に設定されており、具体的には、Ｄ２＝３ｍｍ以上に設定されている。
【００２４】
すなわち、第１，第２のリブ３５，３６はガス冷却通路２５の上流側から下流側にかけての全域に亘って離間され、これらの間隔Ｄは、基本的には微少間隔Ｄ１に設定されるものであるが、ガス冷却通路２５の上流側端部領域及び下流側端部領域に限り、微少間隔Ｄ１よりも相対的に広い間隔Ｄ２に設定されている。
【００２５】
また、例えば、図３，５，７に示すように、第１，第２のリブ３５，３６の配列方向の側部において、ガス冷却通路２５の内壁部からは、上下方向（すなわち、第１，第２のリブ３５，３６の延在方向と略直交する方向）に延在する複数の第３のリブ３７が突設されている。これら第３のリブ３７は、例えば、第１の通路部材２７から第２の通路部材２８にかけて形成される一連のリブによって構成され（図５参照）、第１，第２のリブ３５，３６の間隔が微少間隔Ｄ１に設定されるガス冷却通路２５の中途領域において所定間隔毎に設けられている（図３参照）。
【００２６】
このような構成において、各燃焼室から排気マニホルド６に排出された排気ガスの一部（ＥＧＲガス）がＥＧＲ通路２１の上流側通路２１ａを介してガス冷却通路２５内に導入されると、ＥＧＲガスは、ガス冷却通路２５の上流側端部領域において、第１，第２のリブ３５，３６によって区画された各小通路２５ａ内に配分される。このとき、上流側端部領域における第１，第２のリブ３５，３６の間隔Ｄ２は、中途領域の間隔Ｄ１よりも相対的に広く設定されているため、ガス冷却通路２５内における上流側端部領域はエアチャンバとして機能し、上流側通路２１ａから導入されるＥＧＲガスに対して過大な流路抵抗を発生させることなく、各小通路２５ａ内にＥＧＲガスを効率良く配分することができる。
【００２７】
また、ガス冷却通路２５の上流側端部領域で各小通路２５ａに配分されたＥＧＲガスは、ガス冷却通路２５（各小通路２５ａ）内を流通する過程において各第１，第２のリブ３５，３６との熱交換等によって冷却される。その際、各小通路２５ａ間に圧力差等により、ＥＧＲガスの一部は、第１，第２のリブ３５，３６の間隙を介して、隣接する小通路２５ａ間を相互に移動する。この場合において、特に、第１，第２のリブ３５，３６の間隔が微少間隔Ｄ１に設定された中途領域においては、隣接する小通路２５ａ間を比較的速い流速でＥＧＲガスが移動し、小通路２５ａ内のＥＧＲガスを攪拌した後、第１，第２のリブ３５，３６に衝突する。これにより、第１，第２のリブ３５，３６とＥＧＲガスとの熱交換が促進され、ＥＧＲガスの良好な冷却効率が実現される。
【００２８】
加えて、ＥＧＲガスの一部が第３のリブ３７に衝突すると、ガス冷却通路２５内にＥＧＲガスの乱流が発生し、これによっても小通路２５ａ間のＥＧＲガスの移動等がより促進される。従って、第１，第２のリブ３５，３６とＥＧＲガスとの熱交換がさらに促進され、ＥＧＲガスの良好な冷却効率が実現される。
【００２９】
また、ガス冷却通路２５の中途領域を流通して下流側端部領域に到達したＥＧＲガスは、ＥＧＲ弁２３を介して、下流側通路２１ｂに流出される。このとき、下流側端部領域における第１，第２のリブ３５，３６の間隔Ｄ２は、中途領域の間隔Ｄ１よりも相対的に広く設定されているため、ガス冷却通路２５内における下流側端部領域はエアチャンバとして機能し、各小通路２５ａに配分されたＥＧＲガスを効率良く集合させてＥＧＲ弁２３に導くことができる。
【００３０】
このような実施形態によれば、水渡し通路１５に併設されたガス冷却通路２５と、ガス冷却通路２５の内壁部から突出されてガス冷却通路２５の上流側から下流側に延在する複数の第１のリブ３５と、ガス冷却通路２５の内壁部から突出されて第１のリブ３５と微少間隔隔てて対向するようガス冷却通路２５の上流側から下流側に延在する複数の第２のリブ３６とを備えてＥＧＲクーラ２２を構成することにより、簡単な構成でＥＧＲガスの良好な冷却効率を実現することができる。
【００３１】
すなわち、第１，第２のリブ３５，３６によってガス冷却通路２５内を複数の小通路２５ａに区画するとともに、第１，第２のリブ３５，３６間に形成した微少間隔Ｄ１の間隙によってＥＧＲガスの一部を各小通路２５ａ間で速い流速にて移動させることにより、ＥＧＲガスの良好な冷却効率を実現することができる。この場合、第１，第２のリブ３５，３６をガス冷却通路２５から突出させる構成を採用することにより、スリットを設けたコルゲートフィン等の別部材を用いることなく、簡単な構成により、ガス冷却通路２５内を複数の小通路２５ａに区画するとともに、ＥＧＲガスの一部を各小通路２５ａ間で移動可能とすることができる。
【００３２】
また、ガス冷却通路２５の上流側端部領域及び下流側端部領域における第１，第２のリブ３５，３６の間隔Ｄを中途領域の間隔（微少間隔Ｄ１）よりも相対的に広い間隔Ｄ２に設定することにより、第１，第２のリブ３５，３６を設けた場合にも、ガス冷却通路２５に対するＥＧＲガスの流入出時における流路抵抗の増大等を好適に抑制することができる。
【００３３】
また、第１，第２のリブ３５，３６の配列方向の側部においてガス冷却通路２５の内壁部から突出する第３のリブ３７を設けることにより、小通路２５ａ間のＥＧＲガスの移動等をより好適に促進することができる。
【００３４】
また、第１のリブ３５を有する鋳造品からなる第１の通路部材２７と、第２のリブ３６を有する鋳造品からなる第２の通路部材２８と、でガス冷却通路２５を分割形成することにより、高い加工精度で第１，第２のリブ３５，２６の間隔を管理することができ、１ｍｍ程度の微少間隔Ｄ１を広範囲に亘って設定することができる。その際、第１の通路部材２７を水渡し通路１５と一体的に形成することにより、部品点数を削減してＥＧＲクーラ２２の更なる簡素化を実現することができる。
【００３５】
なお、本発明は、以上説明した各実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲内である。
【符号の説明】
【００３６】
１  …  エンジン
２  …  シリンダヘッド
２ａ  …  吸気ポート
２ｂ  …  排気ポート
３  …  シリンダブロック
３ａ  …  ウォータジャケット
４  …  吸気マニホルド
５  …  吸気管
５ａ  …  エアチャンバ
６  …  排気マニホルド
７  …  排気管
８  …  排気浄化触媒
９  …  マフラ
１５  …  水渡し通路（冷却水通路）
１５ａ  …  連通口
１６  …  主循環通路
１７  …  副循環通路
１８  …  ボトムバイパス通路
２０  …  ＥＧＲ装置
２１  …  ＥＧＲ通路
２１ａ  …  上流側通路
２１ｂ  …  下流側通路
２２  …  ＥＧＲクーラ
２３  …  ＥＧＲ弁
２５  …  ガス冷却通路
２５ａ  …  小通路
２７  …  第１の通路部材
２８  …  第２の通路部材
３０  …  上流側連結パイプ
３１  …  下流側連結パイプ
３２  …  バルブ保持穴
３５  …  第１のリブ
３６  …  第２のリブ
３７  …  第３のリブ
Ｄ１  …  中途領域の間隔（微少間隔）
Ｄ２  …  上流側端部領域及び下流側端部領域の間隔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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