(57)【要約】【課題】シリンダブロック内部にＥＧＲガス通路を形成したエンジンを提供する。【解決手段】排気マニホールド２から排出される排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気マニホールド３に還流させるように構成したエンジン１において、前記排気マニホールド２と吸気マニホールド３との間のシリンダブロック６内部に、ガス還流通路１０を形成し、該ガス還流通路１０の周囲をウォータージャケット１１で覆う構造とした。また、前記排気マニホールド２は、前記ガス還流通路１０と接続する出口通路２ａを一体的に形成した。また、前記吸気マニホールド３は、前記ガス還流通路１０からＥＧＲバルブ４を介して入口通路３ａと接続し、該入口通路３ａを吸気マニホールド３と一体的に形成した。【選択図】図１
2008111373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気マニホールドから排出される排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気マニホールドに還流させるように構成したエンジンにおいて、前記排気マニホールドと吸気マニホールドとの間のシリンダブロック内部に、ガス還流通路を形成し、該ガス還流通路の周囲をウォータージャケットで覆う構造としたことを特徴とするエンジン。
【請求項２】
前記排気マニホールドは、前記ガス還流通路と接続する出口通路を一体的に形成したことを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
【請求項３】
前記吸気マニホールドは、前記ガス還流通路からＥＧＲバルブを介して入口通路と接続し、該入口通路を吸気マニホールドと一体的に形成したことを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
【請求項４】
前記排気マニホールドとガス還流通路との間を排気側ＥＧＲパイプで接続し、前記吸気マニホールドに直接接続したＥＧＲバルブとガス還流通路との間を吸気側ＥＧＲパイプで接続したことを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
【請求項５】
前記ガス還流通路は吸気側若しくは排気側のどちらか一方が下方になるように傾斜させて配置し、該ガス還流通路の低い側より下方のシリンダブロック内に凝縮水溜りを設けて連通し、該凝縮水溜りと外部との間に排出口を形成したことを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
【請求項６】
前記ガス還流通路は吸気側若しくは排気側のどちらか一方が下方になるように傾斜させて配置し、該ガス還流通路の低い側に接続した通路の下部に凝縮水溜りを形成し、該凝縮水溜りの下部に排出口を形成したことを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの技術、特に排気マニホールドから排出される排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気マニホールドに還流させるように構成したエンジンの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの燃焼時に発生する窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減するため、排気ガスの一部を吸気側に還流（ＥＧＲ）させるＥＧＲ装置が知られている。窒素酸化物は、高温の排気ガスのもとで空気中の酸素と窒素が反応してできるため、このＥＧＲ装置は、排気還流により燃焼温度を下げて窒素酸化物の発生を抑制するものである。そして、該ＥＧＲ装置は、吸気側に還流させる排気ガスの温度を下げるほど、燃焼時の窒素酸化物の発生が減少することが実験的に明らかとなっている。
【０００３】
そこで、昨今では、エンジンの吸気通路と排気通路との間を連結したＥＧＲ管に、水冷式のクーラを装着したＥＧＲ装置が知られている。上記クーラは、ラジエータの冷却水を利用して排気ガスを冷却するものである。
【特許文献１】特開平８−２６１０７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のエンジンは、吸気通路と排気通路との間を連結するためにＥＧＲパイプを用いて接続し、排気ガスを吸気側に再循環させて、排気エミッションを低減する構造としていた。しかし、ＥＧＲパイプを用いると、ＥＧＲパイプのパイプ長が長くなるため、振動や熱歪による応力が課題となり、破損に至る恐れがあった。また、エンジン外部を配管するため、搭載状態によってはエンジンの配置に制限が係る場合があった。また、ＥＧＲ装置の無いエンジンに対し部品点数が増加し、またそれに伴い組立工数も増大し、高コストとなった。また、ＥＧＲクーラを使用しない場合には、高温のＥＧＲガスがそのまま吸気に混入されるため、排気エミッション低減効果が小さくなった。
そこで、本発明はかかる課題に鑑み、シリンダブロック内部にＥＧＲガス通路を形成したエンジンを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００６】
即ち、請求項１においては、排気マニホールドから排出される排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気マニホールドに還流させるように構成したエンジンにおいて、前記排気マニホールドと吸気マニホールドとの間のシリンダブロック内部に、ガス還流通路を形成し、該ガス還流通路の周囲をウォータージャケットで覆う構造としたものである。
【０００７】
請求項２においては、前記排気マニホールドは、前記ガス還流通路と接続する出口通路を一体的に形成したものである。
【０００８】
請求項３においては、前記吸気マニホールドは、前記ガス還流通路からＥＧＲバルブを介して入口通路と接続し、該入口通路を吸気マニホールドと一体的に形成したものである。
【０００９】
請求項４においては、前記排気マニホールドとガス還流通路との間を排気側ＥＧＲパイプで接続し、前記吸気マニホールドに直接接続したＥＧＲバルブとガス還流通路との間を吸気側ＥＧＲパイプで接続したものである。
【００１０】
請求項５においては、前記ガス還流通路は吸気側若しくは排気側のどちらか一方が下方になるように傾斜させて配置し、該ガス還流通路の低い側より下方のシリンダブロック内に凝縮水溜りを設けて連通し、該凝縮水溜りと外部との間に排出口を形成したものである。
【００１１】
請求項６においては、前記ガス還流通路は吸気側若しくは排気側のどちらか一方が下方になるように傾斜させて配置し、該ガス還流通路の低い側に接続した通路の下部に凝縮水溜りを形成し、該凝縮水溜りの下部に排出口を形成したものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１３】
請求項１においては、パイプを使用しないため、破損の恐れがなく信頼性が向上する。また、パイプを使用しないため、部品点数の増加を抑制でき、組立工数の増加及びコスト増加を抑制できる。また、パイプを使用しないため、エンジンの外形の状態を保持でき、エンジン搭載位置の自由度が向上する。また、排気ガスがシリンダブロック内で冷却水により冷却されるので、簡易的なＥＧＲクーラの役割を果たし、排気エミッション低減効果が向上する。
【００１４】
請求項２においては、出口通路が一体的に形成されるため、部品点数を減少でき、接続部が減少して信頼性が向上する。また、組立工数を減少でき、コスト削減ができる。
【００１５】
請求項３においては、入口通路が一体的に形成されるため、部品点数を減少でき、接続部が減少して信頼性が向上する。また、組立工数を減少でき、コスト削減が出来る。
【００１６】
請求項４においては、排気側及び吸気側のＥＧＲパイプの長さを短くでき、振動や熱歪による応力を低減できるため、パイプの信頼性が向上する。また、エンジンの外側にパイプを配置しないため、エンジンの外形を保持でき、エンジン搭載位置の自由度が向上する。
【００１７】
請求項５においては、凝縮水が決まった場所に溜まるため、凝縮水溜りの周囲部分の肉厚を厚くしておく等の対応がしやすくなり、信頼性が向上する。また、排出口にドレンコック等を設けることで溜まった水を容易に排出できるため、簡便なメンテナンスにより腐食が回避でき、信頼性が向上する。
【００１８】
請求項６においては、凝縮水をシリンダブロック外部に形成した凝縮水溜りに貯めることができ、溜まった水を容易に排出でき、メンテナンスも簡単に出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施例に係るエンジンの全体的な構成を示した斜視図、図２は排気マニホールドを示した斜視図、図３は吸気マニホールドを示した斜視図、図４はガス還流通路を示した平面断面図、図５はガス還流通路を示した側面断面図、図６は本発明の一実施例に係るエンジンの全体的な構成を示した斜視図、図７は排気マニホールドを示した斜視図、図８は吸気マニホールドを示した斜視図、図９はガス還流通路を示した正面図、図１０はガス還流通路を示した正面図、図１１は従来のガス還流装置を示した斜視図である。
【００２０】
従来、図１１に示すように、エンジン１０１の上部のシリンダヘッド両側には排気マニホールド１０２及び吸気マニホールド１０３を設けており、前記吸気マニホールド１０３の上部には、ＥＧＲバルブ１０４が設けられており、排気側から吸気側へと流入する排気ガスの量を調節することが可能となっている。該排気マニホールド１０２とＥＧＲバルブ１０４とはＥＧＲパイプ１０５を用いて接続し、排気ガスを吸気側に再循環させて、排気エミッションを低減する構造としていた。しかし、ＥＧＲパイプ１０５を用いると、ＥＧＲパイプのパイプ長が長くなるため、振動や熱歪による応力が課題となり、破損に至る恐れがあった。また、エンジン外部を配管するため、搭載状態によってはエンジンの配置に制限が係る場合があった。また、ＥＧＲ装置の無いエンジンに対し部品点数が増加し、またそれに伴い組立工数も増大し、高コストとなった。また、ＥＧＲクーラを使用しない場合には、高温のＥＧＲガスがそのまま吸気に混入されるため、排気エミッション低減効果が小さくなった。
そこで、かかる課題を解消すべく本発明は、シリンダブロック内部にＥＧＲガス通路を形成したエンジンについて説明する。
【実施例１】
【００２１】
本発明の実施例に係るエンジン１を図１乃至図３に示す。
図１に示すように、エンジン１はシリンダブロック６上部にシリンダヘッド７が固定され、該シリンダヘッド７両側には排気マニホールド２と吸気マニホールド３とが固設されている。該シリンダヘッド７に吸気バルブや排気バルブ等が配置され、該シリンダヘッド７上部に弁腕等を配置して、該弁腕等は弁腕カバー８により覆われ、弁腕室を形成している。
前記吸気マニホールド３にはエアクリーナーが接続され、浄化した空気を吸入できるようにし、排気マニホールド２にはマフラーが接続されて、騒音を低下するようにしている。また、前記吸気マニホールド３の下部にはＥＧＲバルブ４が設けられており、排気側から吸気側へと流入する排気ガスの量を調節することが可能となっており、低温時等には閉じるようにしている。
【００２２】
図２に示すように、前記排気マニホールド２は排気ガスの一部を吸気側へと送るガス還流通路１０へ導くための出口通路２ａが一体的に形成されており、該出口通路２ａは排気マニホールド２の一側の下面より下方に突出され、該出口通路２ａの先端はシリンダブロック６側面よりエンジン１内部に設けられたガス還流通路１０の一端に接続している。一方、図３に示すように、前記吸気マニホールド３は、前記ＥＧＲバルブ４に接続する入口通路３ａが一体的に形成されており、該入口通路３ａは吸気マニホールド３の一端の下面に固設され、他方（下端）がＥＧＲバルブ４の一側に接続され、ＥＧＲバルブ４の他側がシリンダブロック６側面よりエンジン１内部に設けられたガス還流通路１０に接続している。該ＥＧＲバルブ４のソレノイドは制御装置と接続され、外気温や始動時等において開閉制御される。これにより、パイプを使用することなく排気マニホールド２と吸気マニホールド３が連通されるため、ガス還流通路の破損の恐れがなく信頼性が向上する。また、エンジンの外形の状態を保持でき、エンジン搭載位置の自由度が向上する。
【００２３】
また、前記ガス還流通路１０はシリンダブロック６製造時に鋳抜きによってウォータージャケット１１とともに一体的に構成されている。これにより、新たな部品を付加することなくガス還流通路を設けることができるため、部品点数の増加を抑制でき、組立工数の増加及びコスト増加を抑制できる。
【００２４】
図４及び図５に示すように、前記ガス還流通路１０はシリンダブロック６内部に水平方向に形成されており、両側に配置する排気マニホールド２と吸気マニホールド３（ＥＧＲバルブ４）を最短距離で連通する役割を果たしている。該ガス還流通路１０はシリンダブロック６内に形成されるウォータージャケット１１の外側に配設され、該ウォータージャケット１１は図５に示す側面断面視のように、ガス還流通路１０の周囲を覆うように配設されている。こうして、ウォータージャケット１１にラジエーターからの冷却水を流すことにより、ガス還流通路１０内を流れる排気ガスが冷却されるようになり、簡易的なＥＧＲクーラの役割を果たし、排気エミッション低減効果が向上する。
【実施例２】
【００２５】
次に本発明の他の実施例にかかるエンジンについて図６乃至図８を用いて説明する。
図６に示すように、シリンダブロック６上に固設したシリンダヘッド７の両側には排気マニホールド２と吸気マニホールド３とが固設されている。該シリンダヘッド７に吸気バルブや排気バルブ等が配置され、該シリンダヘッド７上部に弁腕等を配置して、該弁腕等は弁腕カバー８により覆われ、弁腕室を形成している。また、前記吸気マニホールド３の長手方向一端の側部にはＥＧＲバルブ４が設けられており、排気側から吸気側へと流入する排気ガスの量を開閉することにより調節することが可能となっている。
【００２６】
図７に示すように、前記排気マニホールド２の長手方向一端の下部には、前記排気マニホールド２よりシリンダブロック６内部に設けたガス還流通路１０へ排気ガスを導くための排気側ＥＧＲパイプ２ｂの一端が連結され、他端がシリンダブロック６側面よりガス還流通路１０に連通されている。一方、図８に示すように前記吸気マニホールド３の側部に設けられたＥＧＲバルブ４とガス還流通路１０を連結するために、両者の間に吸気側ＥＧＲパイプ３ｂが連通して設けられている。このようにシリンダブロック６内部にガス還流通路を設けることにより、排気側及び吸気側のＥＧＲパイプの長さを短くでき、振動や熱歪による応力を低減できるため、パイプの信頼性が向上する。
【００２７】
また、前記ガス還流通路１０は前記同様にシリンダブロック６製造時にウォータージャケット１１とともに鋳抜きによって構成されている。これにより、新たな部品を付加することなくガス還流通路を設けることができるため、部品点数の増加を抑制でき、組立工数の増加及びコスト増加を抑制できる。
【００２８】
図５及び図６に示すように、前記ガス還流通路１０はシリンダブロック６内部に設けられており、排気マニホールド２と吸気マニホールド３（ＥＧＲバルブ４）を連繋する役割を果たしている。該ガス還流通路１０はウォータージャケット１１に覆われるように配設されている。前記ウォータージャケット１１を流れる冷却水によりガス還流通路１０内の排気ガスが冷却されるので、簡易的なＥＧＲクーラの役割を果たし、排気エミッション低減効果が向上する。
【実施例３】
【００２９】
次に本発明に係る別の実施例について図９及び図１０を用いて説明する。
図９に示すように、シリンダブロック６内部に設けたガス還流通路１０は排気ガスの入口、すなわち排気マニホールド２に連結している側から、吸気マニホールド３に連結している側に向けて水平方向に設けられているが、ガス還流通路１０の一側の下部には凝縮水溜り２０が設けられて、ガス還流通路１０の下面は凝縮水溜り２０に向かって下方へ傾斜をつけている。本実施例では、ガス還流通路１０の下内面１０ａは、排気マニホールド２からのＥＧＲガス流入口から吸気マニホールド３への流出口に向かって下がるように傾斜して形成され、該ガス還流通路１０の吸気マニホールド３側下部に凹状の凝縮水溜り２０が形成されて排気ガス中の水分が凝縮されて得られる液体を下方へ集めるようにしている。該凝縮水溜り１２の底部からエンジン外側に向かって排水通路が連通され、該排水通路の出口側にはドレンコック２１が設けられている。
【００３０】
前記ドレンコック２１は、開閉することにより、凝縮水溜り２０の内部に溜まった水を排水することが可能となっている。よって、適宜ドレンコック２１を開けることにより凝縮水溜りに溜まった凝縮水を排出することが可能である。これにより、凝縮水を凝縮水溜りに溜めておくことで、冷却水として、または、気化熱によりシリンダブロック６を冷却することが可能となり、ＥＧＲガスも冷却することができる。また、排出口にドレンコックを設けることで溜まった水を容易に排出できるため、簡便なメンテナンスにより腐食が回避でき、信頼性が向上する。
なお、本実施例では、排気マニホールド２側の高さを高くしているが、吸気マニホールド３側の高さを高くする構成とすることも可能である。
【００３１】
また、図１０に示すように、ガス還流通路の低い側に接続する通路に凝縮水溜り２０を設けることもできる。図１０では、ガス還流通路１０の下内面１０ａは吸気マニホールド３側が低くなるように構成され、吸気マニホールド３に連結する吸気側ＥＧＲパイプ３ｂの中途部下側に凝縮水溜り２０を設けており、該凝縮水溜りの下側方にドレンコック２１が設けられている。前記ドレンコック２１を開閉することにより、凝縮水溜り２０の内部の水を排水することが可能となっている。これにより、凝縮水をシリンダブロック外部に形成した凝縮水溜りに貯めることができ、溜まった水を容易に排出でき、メンテナンスも簡単にできる。
なお、本実施例では、排気マニホールド２側の高さを高くしているが、吸気マニホールド３側の高さを高くする構成とし、排気側ＥＧＲパイプ２ｂに凝縮水溜り２０を設けることもできる。
【００３２】
以上のように、本実施例に係るエンジン１は、排気マニホールド２から排出される排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気マニホールド３に還流させるように構成したエンジン１において、前記排気マニホールド２と吸気マニホールド３との間のシリンダブロック６内部に、ガス還流通路１０を形成し、該ガス還流通路１０の周囲をウォータージャケット１１で覆う構造としたものである。このように構成することにより、パイプを使用しないため、破損の恐れがなく信頼性が向上する。また、パイプを使用しないため、部品点数の増加を抑制でき、組立工数の増加及びコスト増加を抑制できる。また、パイプを使用しないため、エンジンの外形の状態を保持でき、エンジン搭載位置の自由度が向上する。また、排気ガスがシリンダブロック内で冷却水により冷却されるので、簡易的なＥＧＲクーラの役割を果たし、排気エミッション低減効果が向上する。
【００３３】
また、前記排気マニホールド２は、前記ガス還流通路１０と接続する出口通路２ａを一体的に形成したものである。このように構成することにより、出口通路が一体的に形成されるため、部品点数を減少でき、接続部が減少して信頼性が向上する。また、組立工数を減少でき、コスト削減ができる。
【００３４】
また、前記吸気マニホールド３は、前記ガス還流通路１０からＥＧＲバルブ４を介して入口通路３ａと接続し、該入口通路３ａを吸気マニホールド３と一体的に形成したものである。このように構成することにより、入口通路が一体的に形成されるため、部品点数を減少でき、接続部が減少して信頼性が向上する。また、組立工数を減少でき、コスト削減が出来る。
【００３５】
前記排気マニホールド２とガス還流通路１０との間を排気側ＥＧＲパイプ２ｂで接続し、前記吸気マニホールド３に直接接続したＥＧＲバルブ４とガス還流通路１０との間を吸気側ＥＧＲパイプ３ｂで接続したものである。このように構成することにより、排気側及び吸気側のＥＧＲパイプの長さを短くでき、振動や熱歪による応力を低減できるため、パイプの信頼性が向上する。また、エンジンの外側にパイプを配置しないため、エンジンの外形を保持でき、エンジン搭載位置の自由度が向上する。
【００３６】
また、前記ガス還流通路１０は吸気側若しくは排気側のどちらか一方が下方になるように傾斜させて配置し、該ガス還流通路１０の低い側より下方のシリンダブロック６内に凝縮水溜り２０を設けて連通し、該凝縮水溜り２０と外部との間に排出口２１を形成したものである。このように構成することにより、凝縮水が決まった場所に溜まるため、凝縮水溜りの周囲部分の肉厚を厚くしておく等の対応がしやすくなり、信頼性が向上する。また、排出口にドレンコック等を設けることで溜まった水を容易に排出できるため、簡便なメンテナンスにより腐食が回避でき、信頼性が向上する。
【００３７】
また、前記ガス還流通路１０は吸気側若しくは排気側のどちらか一方が下方になるように傾斜させて配置し、該ガス還流通路１０の低い側に接続した通路の下部に凝縮水溜り２０を形成し、該凝縮水溜り２０の下部に排出口２１を形成したものである。このように構成することにより、凝縮水をシリンダブロック外部に形成した凝縮水溜りに貯めることができ、溜まった水を容易に排出でき、メンテナンスも簡単に出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施例に係るエンジンの全体的な構成を示した斜視図。
【図２】排気マニホールドを示した斜視図。
【図３】吸気マニホールドを示した斜視図。
【図４】ガス還流通路を示した平面断面図。
【図５】ガス還流通路を示した側面断面図。
【図６】本発明の一実施例に係るエンジンの全体的な構成を示した斜視図。
【図７】排気マニホールドを示した斜視図。
【図８】吸気マニホールドを示した斜視図。
【図９】ガス還流通路を示した正面図。
【図１０】ガス還流通路を示した正面図。
【図１１】従来のガス還流装置を示した斜視図。
【符号の説明】
【００３９】
１    エンジン
２    排気マニホールド
３    吸気マニホールド
４    ＥＧＲバルブ
１０    ガス還流通路
１１    ウォータージャケット
２０    凝縮水溜り
２１    ドレンコック
【図１】
2008111373.tif 000003
【図２】
2008111373.tif 000004
【図３】
2008111373.tif 000005
【図４】
2008111373.tif 000006
【図５】
2008111373.tif 000007
【図６】
2008111373.tif 000008
【図７】
2008111373.tif 000009
【図８】
2008111373.tif 000010
【図９】
2008111373.tif 000011
【図１０】
2008111373.tif 000012
【図１１】
2008111373.tif 000013