(57)【要約】  【課題】熱によるＥＧＲ弁制御部品の損傷を抑制することができるエンジンを提供する。  【解決手段】エンジンの冷間始動時には、感温変形手段１９の感温変形状態に基づいて、遠心錘８からＥＧＲ弁９に開弁駆動力９ｄが伝達されないようにして、エンジンの回転数に拘わらず、弁バネ９ｂの付勢力９ｃでＥＧＲ弁９を閉弁状態に維持し、エンジンの温間始動時や通常運転時には、感温変形手段１９の感温変形状態に基づいて、遠心錘８からＥＧＲ弁９に開弁駆動力９ｄが伝達されるようにして、ＥＧＲ弁９を開弁し、エンジンの回転数が増加するにつれて、ＥＧＲ弁９の開度を大きくする。【選択図】図１
2008240583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＧＲ弁(９)の開弁でＥＧＲガスを吸気に導入するようにした、エンジンにおいて、
ＥＧＲ弁(９)を弁バネ(９ｂ)で閉弁方向に付勢し、ＥＧＲ弁(９)の開弁駆動手段として、エンジンの回転力を開弁駆動力(９ｄ)に変換する遠心錘(８)を用い、この遠心錘(８)とＥＧＲ弁(９)との間に感温変形手段(１９)を設け、
エンジンの冷間始動時には、感温変形手段(１９)の感温変形状態に基づいて、遠心錘(８)からＥＧＲ弁(９)に開弁駆動力(９ｄ)が伝達されないようにして、エンジンの回転数に拘わらず、弁バネ(９ｂ)の付勢力(９ｃ)でＥＧＲ弁(９)を閉弁状態に維持し、
エンジンの温間始動時や通常運転時には、感温変形手段(１９)の感温変形状態に基づいて、遠心錘(８)からＥＧＲ弁(９)に開弁駆動力(９ｄ)が伝達されるようにして、ＥＧＲ弁(９)を開弁し、エンジンの回転数が増加するにつれて、ＥＧＲ弁(９)の開度を大きくするようにした、ことを特徴とするエンジン。
【請求項２】
請求項１に記載したエンジンにおいて、
感温変形手段(１９)として、感温伸縮手段(２０)を用い、ＥＧＲ弁(９)に係止部(２１)を設け、この係止部(２１)に感温伸縮手段(２０)の一端部を接当させ、この感温伸縮手段(２０)の他端部に入力部(２０ａ)を設け、この入力部(２０ａ)に遠心錘(８)の出力部(８ａ)を対向させ、
エンジンの冷間始動時には、感温伸縮手段(２０)の感温による収縮変形状態に基づいて、入力部(２０ａ)を遠心錘(８)の出力部(８ａ)から離間させることにより、遠心錘(８)からＥＧＲ弁(９)に開弁駆動力(９ｄ)が伝達されないようにし、
エンジンの温間始動時や通常運転時には、感温伸縮手段(２０)の感温による伸長変形状態に基づいて、入力部(２０ａ)を遠心錘(８)の出力部(８ａ)に接当させることにより、遠心錘(８)からＥＧＲ弁(９)に開弁駆動力(９ｄ)が伝達されるようにした、ことを特徴とするエンジン。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載したエンジンにおいて、
ＥＧＲ弁(９)を収容したＥＧＲ弁ケース(７)を吸気通路壁(３ａ)に沿って配置した、ことを特徴とするエンジン。
【請求項４】
請求項３に記載したエンジンにおいて、
ＥＧＲクーラ(６)を吸気通路壁(３ａ)に沿って配置した、ことを特徴とするエンジン。
【請求項５】
請求項４に記載したエンジンにおいて、
クランク軸(１)の架設方向を前後方向、この前後方向と直交するシリンダヘッド(２)の幅方向を横方向として、シリンダヘッド(２)の横一側面に吸気通路壁(３ａ)を構成する吸気分配通路壁(３)を取り付けるに当たり、
吸気分配通路壁(３)の上部に吸気入口管(５)を立設し、吸気分配通路壁(３)の上方でＥＧＲクーラ(６)を前後方向に架設し、吸気分配通路壁(３)の上方にＥＧＲ弁ケース(７)を配置し、吸気入口管(５)とＥＧＲ弁ケース(７)とＥＧＲクーラ(６)とを前後に並べて配置し、
ＥＧＲクーラ(６)の下流にＥＧＲ弁ケース(７)を位置させ、ＥＧＲ弁ケース(７)に感温変形手段(１９)を収容した変形手段収容室(２４)を取り付けた、ことを特徴とするエンジン。
【請求項６】
請求項５に記載したエンジンにおいて、
ＥＧＲ弁ケース(７)と吸気入口管(５)との間に逆止弁ケース(１０)を配置し、この逆止弁ケース(１０)内の逆止弁(１０ｃ)で吸気入口管(５)からＥＧＲ弁ケース(７)への吸気の流入とＥＧＲガスの逆流とを阻止することができるようにした、ことを特徴とするエンジン。
【請求項７】
請求項４から請求項６のいずれかに記載したエンジンにおいて、
シリンダヘッド(２)に水冷ジャケット内を通過するヘッド内ＥＧＲ通路(１１)を設け、このヘッド内ＥＧＲ通路(１１)の下流にＥＧＲクーラ(６)を配置した、ことを特徴とするエンジン。
【請求項８】
請求項７に記載したエンジンにおいて、
前後方向の任意の一方を前、その反対側を後として、後から前に向かって順に、吸気入口管(５)とＥＧＲ弁ケース(７)とＥＧＲクーラ(６)と接続管(１２)とを配置し、
吸気入口管(５)の周壁前部のＥＧＲガス入口部(５ａ)にＥＧＲ弁ケース(７)の後部のＥＧＲ弁ケース出口部(７ａ)を連通させ、ＥＧＲ弁ケース(７)の前部のＥＧＲ弁ケース入口部(７ｂ)にＥＧＲクーラ(６)の後端のクーラ出口部(６ａ)を取り付けてこれらを連通させ、ＥＧＲクーラ(６)の前端のクーラ入口部(６ｂ)に接続管(１２)の後面上部の接続管出口部(１２ａ)を取り付けてこれらを連通させ、接続管(１２)の横面下部の接続管入口部(１２ｂ)をシリンダヘッド(２)の横面前部のヘッド内ＥＧＲ通路出口部(１１ａ)に取り付けてこれらを連通させた、ことを特徴とするエンジン。
【請求項９】
請求項８に記載したエンジンにおいて、
ＥＧＲ弁ケース(７)とＥＧＲクーラ(６)と接続管(１２)とを剛性連結体の構成要素とし、これら構成要素で可撓性のない剛性連結体を構成した、ことを特徴とするエンジン。
【請求項１０】
請求項９に記載したエンジンにおいて、
逆止弁ケース(１０)も剛性連結体の構成要素とし、
ＥＧＲ弁ケース(７)の後部のＥＧＲ弁ケース出口部(７ａ)に逆止弁ケース(１０)の前部の逆止弁ケース入口部(１０ｂ)を取り付けてこれらを連通させ、逆止弁ケース(１０)の後面の逆止弁ケース出口部(１０ａ)を吸気入口管(５)の周壁前部のＥＧＲガス入口部(５ａ)に取り付けてこれらを連通させ、逆止弁ケース(１０)内の逆止弁(１０ｃ)で吸気入口管(５)からＥＧＲ弁ケース(７)への吸気の流入とＥＧＲガスの逆流とを阻止することができるようにした、ことを特徴とするエンジン。
【請求項１１】
請求項７から請求項１０のいずれかに記載したエンジンにおいて、
吸気分配通路壁(３)内からシリンダヘッド(２)外を通過するヘッド外ＥＧＲ通路(１３)を導出し、このヘッド外ＥＧＲ通路(１３)の下流にＥＧＲクーラ(６)を配置し、ＥＧＲクーラ(６)にヘッド内ＥＧＲ通路(１１)とヘッド外ＥＧＲ通路(１３)の両方からＥＧＲガスを導入するようにした、ことを特徴とするエンジン。
【請求項１２】
請求項１１に記載したエンジンにおいて、
前後方向のうち、エンジン冷却ファン(１４)を配置した方を前、その反対側を後として、エンジン冷却ファン(１４)の後方にヘッド外ＥＧＲ通路(１３)を配置し、このヘッド外ＥＧＲ通路(１３)にエンジン冷却ファン(１４)で起こしたエンジン冷却風が吹き当たるようにした、ことを特徴とするエンジン。
【請求項１３】
請求項５から請求項１２のいずれかに記載したエンジンにおいて、
前後方向の任意の一方を前として、吸気入口管(５)の周壁前部に横長のＥＧＲガス入口部(５ａ)を設け、このＥＧＲガス入口部(５ａ)に左右一対のキリ孔のＥＧＲガス入口(５ｂ)(５ｃ)をあけ、吸気入口管(５)の中心軸線(１６)と平行な向きに見た場合に、吸気入口管(５)の中心軸線(１６)を通過する前後方向仮想線(１７)の左右に、各ＥＧＲガス入口(５ｂ)(５ｃ)の中心線(２５ｂ)(２５ｃ)を位置させ、シリンダヘッド(２)から遠い外寄りのＥＧＲガス入口(５ｂ)の中心線(２５ｂ)がシリンダヘッド(２)に近い内寄りのＥＧＲガス入口(５ｃ)の中心線(２５ｃ)よりも、前後方向仮想線(１７)から遠ざかるようにし、吸気入口管(５)に接続する吸気供給パイプ(１８)をシリンダヘッド(２)側から吸気入口管(５)に近づけた、ことを特徴とするエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンに関し、詳しくは、熱によるＥＧＲ弁制御部品の損傷を抑制することができるエンジンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のエンジンとして、本発明と同様、ＥＧＲ弁の開弁でＥＧＲガスを吸気に導入するようにしたものがある。
この種のエンジンでは、エンジン運転中にＥＧＲガスを吸気に導入することにより、最高燃焼温度を低下させ、ＮＯＸの発生を低減させることができる利点がある。
【０００３】
しかし、従来のエンジンでは、ＥＧＲ弁の開弁駆動手段として電動アクチュエータを用い、この電動アクチュエータを制御手段を介して各種センサに連携させているため、問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術では、次の問題がある。
《問題》  熱によるＥＧＲ部品の損傷が起こり易い。
ＥＧＲ弁の開弁駆動手段として電動アクチュエータを用い、この電動アクチュエータを制御手段を介して各種センサに連携させているため、ＥＧＲ弁弁制御部品に多数の電子部品を必要とし、熱によるＥＧＲ弁制御部品の損傷が起こり易い。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決することができるエンジン、すなわち、熱によるＥＧＲ弁制御部品の損傷を抑制することができるエンジンを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明の発明特定事項は、次の通りである。
図１に例示するように、ＥＧＲ弁(９)の開弁でＥＧＲガスを吸気に導入するようにした、エンジンにおいて、
ＥＧＲ弁(９)を弁バネ(９ｂ)で閉弁方向に付勢し、ＥＧＲ弁(９)の開弁駆動手段として、エンジンの回転力を開弁駆動力(９ｄ)に変換する遠心錘(８)を用い、この遠心錘(８)とＥＧＲ弁(９)との間に感温変形手段(１９)を設け、
エンジンの冷間始動時には、感温変形手段(１９)の感温変形状態に基づいて、遠心錘(８)からＥＧＲ弁(９)に開弁駆動力(９ｄ)が伝達されないようにして、エンジンの回転数に拘わらず、弁バネ(９ｂ)の付勢力(９ｃ)でＥＧＲ弁(９)を閉弁状態に維持し、
エンジンの温間始動時や通常運転時には、感温変形手段(１９)の感温変形状態に基づいて、遠心錘(８)からＥＧＲ弁(９)に開弁駆動力(９ｄ)が伝達されるようにして、ＥＧＲ弁(９)を開弁し、エンジンの回転数が増加するにつれて、ＥＧＲ弁(９)の開度を大きくするようにした、ことを特徴とするエンジン。
【発明の効果】
【０００７】
（請求項１に係る発明）
《効果》  熱によるＥＧＲ弁制御部品の損傷を防止することができる。
図１に例示するように、ＥＧＲ弁(９)を弁バネ(９ｂ)で閉弁方向に付勢し、ＥＧＲ弁(９)の開弁駆動手段として、エンジンの回転力を開弁駆動力(９ｄ)に変換する遠心錘(８)を用い、この遠心錘(８)とＥＧＲ弁(９)との間に感温変形手段(１９)を設けるので、電子部品を用いることなく、機械部品のみでＥＧＲ弁(９)の開閉の制御を行うことができ、熱によるＥＧＲ弁制御部品の損傷を防止することができる。
【０００８】
《効果》  エンジンの冷間始動時の白煙の発生を抑制することができる。
エンジンの冷間始動時には、感温変形手段(１９)の感温変形状態に基づいて、遠心錘(８)からＥＧＲ弁(９)に開弁駆動力(９ｄ)が伝達されないようにして、エンジンの回転数に拘わらず、弁バネ(９ｂ)の付勢力(９ｃ)でＥＧＲ弁(９)を閉弁状態に維持するので、エンジンの冷間始動時には、ＥＧＲガスが吸気に導入されることがなく、ＥＧＲガスによる燃焼の悪化が防止され、これに起因する冷間始動時の白煙の発生を抑制することができる。
【０００９】
《効果》  エンジンの温間始動時や通常運転時のＮＯＸの発生を抑制することができる。
エンジンの温間始動時や通常運転時には、感温変形手段(１９)の感温変形状態に基づいて、遠心錘(８)からＥＧＲ弁(９)に開弁駆動力(９ｄ)が伝達されないようにして、ＥＧＲ弁(９)を開弁するので、エンジンの温間始動時や通常運転時には、ＥＧＲガスを吸気に導入することによって、最高燃焼温度を低下させ、温間始動時や通常運転時のＮＯＸの発生を抑制することができる。
【００１０】
《効果》  エンジンの温間始動時や低速運転時の黒煙の発生を抑制することができる。
エンジンの回転数が増加するにつれて、ＥＧＲ弁(９)の開度を大きくするようにしたので、エンジンの回転数が低い温間始動時や低速運転時には、ＥＧＲ弁(９)の開度が小さく、ＥＧＲ率が低くなり、ＥＧＲガスによる不完全燃焼が起こりにくく、これに起因するエンジンの温間始動時や低速運転時の黒煙の発生を抑制することができる。
【００１１】
（請求項２に係る発明）
請求項１に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  簡単な構造で、ＥＧＲ弁の開閉の制御を実施することができる。
図１に例示するように、感温変形手段(１９)として、感温伸縮手段(２０)を用い、ＥＧＲ弁(９)に係止部(２１)を設け、この係止部(２１)に感温伸縮手段(２０)の一端部を接当させ、この感温伸縮手段(２０)の他端部に入力部(２０ａ)を設け、この入力部(２０ａ)に遠心錘(８)の出力部(８ａ)を対向させるので、簡単な構造で、ＥＧＲ弁(９)の開閉の制御を実施することができる。
【００１２】
(請求項３に係る発明)
請求項１または請求項２に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  熱によるＥＧＲ弁の損傷が抑制される。
図１に例示するように、ＥＧＲ弁(９)を収容したＥＧＲ弁ケース(７)を吸気通路壁(３ａ)に沿って配置したので、ＥＧＲ弁(９)の熱がＥＧＲ弁ケース(７)を介して放熱されやすく、熱によるＥＧＲ弁(９)の損傷が抑制される。
【００１３】
（請求項４に係る発明）
請求項３に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  熱によるＥＧＲクーラの損傷が抑制される。
図１に例示するように、ＥＧＲクーラ(６)を吸気通路壁(３ａ)に沿って配置したので、ＥＧＲクーラ(６)の熱が放熱されやすく、熱によるＥＧＲクーラ(６)の損傷が抑制される。
【００１４】
（請求項５に係る発明）
請求項４に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  エンジンを小型化することができる。
図１、図２に例示するように、吸気分配通路壁(３)の上部に吸気入口管(５)を立設し、吸気分配通路壁(３)の上方でＥＧＲクーラ(６)を前後方向に架設し、吸気分配通路壁(３)の上方にＥＧＲ弁ケース(７)を配置し、吸気入口管(５)とＥＧＲ弁ケース(７)とＥＧＲクーラ(６)とを前後に並べて配置したので、本来はデッドスペースとなる吸気分配通路壁(３)の上方空間を、ＥＧＲクーラ(６)とＥＧＲケース(７)の配置スペースとして有効利用することができ、エンジンを小型化することができる。
【００１５】
《効果》  熱によるＥＧＲ弁の損傷を抑制することができる。
図１に例示するように、ＥＧＲクーラ(６)の下流にＥＧＲ弁ケース(７)を位置させたので、ＥＧＲクーラ(６)で冷却されたＥＧＲガスがＥＧＲ弁ケース(７)に流入する。このため、熱によるＥＧＲ弁(９)の損傷を抑制することができる。
【００１６】
《効果》  熱による感温変形手段の損傷を抑制することができる。
図１に例示するように、ＥＧＲ弁ケース(７)に感温変形手段(１９)を収容した変形手段収容室(２４)を取り付けたので、感温変形手段(１９)も過熱されにくい。このため、熱による感温変形手段(１９)の損傷を抑制することができる。
【００１７】
（請求項６に係る発明）
請求項５に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  ＥＧＲ弁の損傷を抑制することができる。
図１に例示するように、逆止弁(１０ｃ)で吸気入口管(５)からＥＧＲ弁ケース(７)への吸気の流入を阻止することができるようにしたので、ＥＧＲ弁(９)が吸気の流入で急激に冷却される不具合がなく、急激な冷却によるＥＧＲ弁(９)の損傷を抑制することができる。
【００１８】
《効果》  ＮＯＸの低減を図ることができる。
図１に例示するように、逆止弁(１０ｃ)で吸気入口管(５)からＥＧＲ弁ケース(７)へのＥＧＲガスの逆流を抑制することができるようにしたので、ＥＧＲ率の適正化により効率的にＮＯＸの低減を図ることができる。
【００１９】
（請求項７に係る発明）
請求項４から請求項６のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  ＥＧＲクーラを小型化することができる。
図２に例示するように、シリンダヘッド(２)に水冷ジャケット内を通過するヘッド内ＥＧＲ通路(１１)を設け、このヘッド内ＥＧＲ通路(１１)の下流にＥＧＲクーラ(６)を配置したので、ＥＧＲガスをヘッド内ＥＧＲ通路(１１)で冷却できる分だけ、ＥＧＲクーラ(６)の冷却能力を下げることができ、ＥＧＲクーラ(６)を小型化することができる。
【００２０】
《効果》  ＮＯＸの低減を図ることができる。
ＥＧＲガスをヘッド内ＥＧＲ通路(１１)で冷却できる分だけ、ＥＧＲガスの温度を低下させることができ、効率的にＮＯＸの低減を図ることができる。
【００２１】
（請求項８に係る発明）
請求項７に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  ＥＧＲクーラの損傷を抑制することができる。
図１、図２に例示するように、後から前に向かって順に、後から前に向かって順に、吸気入口管(５)とＥＧＲ弁ケース(７)とＥＧＲクーラ(６)と接続管(１２)とを配置したので、エンジンの製造時やメンテナンス時に部品や工具等の物体がＥＧＲクーラ(６)に後方から接近しても、この物体がＥＧＲクーラ(６)に後方から衝突する前に、この物体を吸気入口管(５)や吸気入口(５)に接続した吸気供給パイプ(１８)で受け止めることができる。このため、後方からの物体の衝突によってＥＧＲクーラ(６)が損傷するのを抑制することができる。また、同様に、物体がＥＧＲクーラ(６)に前方から接近しても、この物体がＥＧＲクーラ(６)に前方から衝突する前に、この物体を接続管(１２)で受け止めることができる。このため、前方からの物体の衝突によってＥＧＲクーラ(６)が損傷するのを抑制することもできる。
【００２２】
（請求項９に係る発明）
請求項８に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  エンジン組み立てラインでの部品組み付け作業をスムーズに行なうことができる。
図１、図２に示すように、ＥＧＲ弁ケース(７)とＥＧＲクーラ(６)と接続管(１２)とを剛性連結体の構成要素とし、これら構成要素で可撓性のない剛性連結体を構成したので、この剛性連結体をエンジン組み立てライン外で予め連結しておくことにより、エンジン組み立てラインでは、複数の部品を一体の剛性連結体として、一括してエンジンに組み付けることができ、エンジン組み立てラインでの部品組み付け作業をスムーズに行なうことができる。
【００２３】
《効果》  剛性連結体は取り扱いが容易である。
剛性連結体は可撓性がないため、エンジン組み立てラインへの搬入時や、エンジン組み立てラインでの組み付け作業時に変形せず、その取り扱いが容易である。
【００２４】
（請求項１０に係る発明）
請求項９に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  ＥＧＲ弁の損傷を抑制することができる。
図１に例示するように、逆止弁(１０ｃ)で吸気入口管(５)からＥＧＲ弁ケース(７)への吸気の流入とＥＧＲガスの逆流とを阻止することができるようにしたので、ＥＧＲ弁(９)が吸気の流入で急激に冷却される不具合がなく、急激な冷却によるＥＧＲ弁(９)の損傷を抑制することができる。
【００２５】
《効果》  ＮＯＸの低減を図ることができる。
図１に例示するように逆止弁(１０ｃ)で吸気入口管(５)からＥＧＲ弁ケース(７)へのＥＧＲガスの逆流を抑制することができるようにしたので、ＥＧＲ率の適正化により、効率的にＮＯＸの低減を図ることができる。
【００２６】
（請求項１１に係る発明）
請求項７から請求項１０のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  ＮＯＸの低減を図ることができる。
図２に例示するように、ＥＧＲクーラ(６)にヘッド内ＥＧＲ通路(１１)とヘッド外ＥＧＲ通路(１３)の両方からＥＧＲガスを導入するようにしたので、高いＥＧＲ率を確保することにより、効率的にＮＯＸの低減を図ることができる。
【００２７】
（請求項１２に係る発明）
請求項１１に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  ＥＧＲクーラを小型化することができる。
図３〜図５に例示するように、ヘッド外ＥＧＲ通路(１３)にエンジン冷却ファン(１４)で起こしたエンジン冷却風が吹き当たるようにしたので、ＥＧＲガスをヘッド外ＥＧＲ通路(１３)で冷却できる分だけ、ＥＧＲクーラ(６)の冷却能力を下げることができ、ＥＧＲクーラ(６)を小型化することができる。
【００２８】
《効果》  ＮＯＸの低減を図ることができる。
ＥＧＲガスをヘッド外ＥＧＲ通路(１３)で冷却できる分だけ、ＥＧＲガスの温度を低下させることができ、効率的にＮＯＸの低減を図ることができる。
【００２９】
（請求項１３に係る発明）
請求項５から請求項１２のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  ＮＯＸの低減を図ることができる。
図６に例示するように、横長のＥＧＲガス入口部(５ａ)に左右一対のキリ孔のＥＧＲガス入口(５ｂ)(５ｃ)をあけたので、ＥＧＲガス入口部(５ａ)に単一のキリ孔のＥＧＲガス入口をあける場合に比べ、ＥＧＲガス入口の径を大きくすることなく、ＥＧＲガス入口の総面積を広くすることができ、高いＥＧＲ率を確保することにより、ＮＯＸの低減を図ることができる。また、シリンダヘッド(２)から遠い外寄りのＥＧＲガス入口(５ｂ)の中心線(２５ｂ)がシリンダヘッド(２)に近い内寄りのＥＧＲガス入口(５ｃ)の中心線(２５ｃ)よりも、前後方向仮想線(１７)から遠ざかるようにし、吸気入口管(５)に接続する吸気供給パイプ(１８)をシリンダヘッド(２)側から吸気入口管(５)に近づけたので、各気筒へのＥＧＲガスの分配が均等になり、効率的にＮＯＸの低減を図ることができる。その理由としては、外寄りのＥＧＲガス入口(５ｂ)から吸気入口管(５)の外寄りに流入したＥＧＲガスが、吸気入口管(５)の外寄りで発生する高速の吸気流に巻き込まれ、吸気とＥＧＲガスとの混合が良好なるためではないかと考えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１から図６は本発明の実施形態に係る多気筒エンジンを説明する図で、この実施形態では、立型水冷式多気筒ディーゼルエンジンについて説明する。
【００３１】
本発明の実施形態の概要は、次の通りである。
図３に示すように、シリンダブロック(２６)の上部にシリンダヘッド(２)を組み付け、シリンダブロック(２６)の下部にオイルパン(２７)を組み付け、シリンダブロック(２６)の前部に水ポンプ(３９)とギヤケース(２８)を組み付け、シリンダブロック(２６)の後部にフライホイルハウジング(２９)を組み付けている。
【００３２】
ＥＧＲ装置の概要は、次の通りである。
図１に示すように、ＥＧＲ弁(９)の開弁でＥＧＲガスを吸気に導入するに当たり、ＥＧＲ弁(９)を弁バネ(９ｂ)で閉弁方向に付勢し、ＥＧＲ弁(９)の開弁駆動手段として、エンジンの回転力を開弁駆動力(９ｄ)に変換する遠心錘(８)を用い、この遠心錘(８)とＥＧＲ弁(９)との間に感温変形手段(１９)を設けている。
エンジン温度が所定値未満となるエンジンの冷間始動時には、感温変形手段(１９)の感温変形状態に基づいて、遠心錘(８)からＥＧＲ弁(９)に開弁駆動力(９ｄ)が伝達されないようにして、エンジンの回転数に拘わらず、弁バネ(９ｂ)の付勢力(９ｃ)でＥＧＲ弁(９)を閉弁状態に維持し、エンジン温度が所定値以上となるエンジンの温間始動時や通常運転時には、感温変形手段(１９)の感温変形状態に基づいて、遠心錘(８)からＥＧＲ弁(９)に開弁駆動力(９ｄ)が伝達されるようにして、ＥＧＲ弁(９)を開弁し、エンジンの回転数が増加するにつれて、ＥＧＲ弁(９)の開度を大きくするようにしている。
エンジンの回転力は、クランク軸(１)やクランク軸(１)で駆動される動弁カム軸や燃料噴射カム軸からフレキシブルワイヤ(２５)で遠心錘(８)に伝達される。エンジンの冷間始動時とは、例えば、エンジン温度が０°Ｃ未満の場合の始動時をいい、エンジンの温間始動時とは、エンジンの周囲温度が比較的高いか、或いは、エンジン停止直後のようにエンジン温度が０°以上である場合の始動時をいい、通常運転時とは、始動後の運転時をいう。
【００３３】
ＥＧＲ装置の具体的構造は、次の通りである。
感温変形手段(１９)として、感温伸縮手段(２０)を用い、ＥＧＲ弁(９)に係止部(２１)を設け、この係止部(２１)に感温伸縮手段(２０)の一端部を接当させ、この感温伸縮手段(２０)の他端部に入力部(２０ａ)を設け、この入力部(２０ａ)に遠心錘(８)の出力部(８ａ)を対向させている。
エンジンの冷間始動時には、感温伸縮手段(２０)の感温による収縮変形状態に基づいて、入力部(２０ａ)を遠心錘(８)の出力部(８ａ)から離間させることにより、遠心錘(８)からＥＧＲ弁(９)に開弁駆動力(９ｄ)が伝達されないようにし、
エンジンの温間始動時や通常運転時には、感温伸縮手段(２０)の感温による伸長変形状態に基づいて、入力部(２０ａ)を遠心錘(８)の出力部(８ａ)に接当させることにより、遠心錘(８)からＥＧＲ弁(９)に開弁駆動力(９ｄ)が伝達されるようにしている。
係止部(２１)はＥＧＲ弁(９)の弁軸に(９ａ)に固定したフランジであり、感温伸縮手段(２０)は形状記憶合金で形成したコイルであり、感温伸縮手段(２０)の入力部(２０ａ)は感温伸縮手段(２０)に被せたキャップ(２２)の端壁(２３)である。感温伸縮手段(２０)にはワックスの相変化によって伸縮するものを用いてもよい。
【００３４】
ＥＧＲ部品の配置の工夫は、次の通りである。
図１に示すように、ＥＧＲ弁(９)を収容したＥＧＲ弁ケース(７)とＥＧＲクーラ(６)とを吸気通路壁(３ａ)に沿って配置している。
図２に示すように、クランク軸(１)の架設方向を前後方向、この前後方向と直交するシリンダヘッド(２)の幅方向を横方向として、シリンダヘッド(２)の横一側面に吸気通路壁(３ａ)を構成する吸気分配通路壁(３)を取り付け、シリンダヘッド(２)の横他側方に排気合流通路壁(４)を取り付けるに当たり、図１に示すように、吸気分配通路壁(３)の上部に吸気入口管(５)を立設し、吸気分配通路壁(３)の上方でＥＧＲクーラ(６)を前後方向に架設し、吸気分配通路壁(３)の上方にＥＧＲ弁ケース(７)を配置し、吸気入口管(５)とＥＧＲ弁ケース(７)とＥＧＲクーラ(６)とを前後に並べて配置している。
【００３５】
ＥＧＲクーラ(６)は、吸気分配通路壁(３)の真上、すなわち、図２に示すように、シリンダ中心軸線(２５)と平行な向きに見た場合に、吸気分配通路壁(３)の上方で、吸気分配通路壁(３)と重なる位置に配置している。ＥＧＲクーラ(６)は、シリンダ中心軸線(２５)と平行な向きに見た場合に、吸気分配通路壁(３)よりも横外(シリンダヘッドから離れる側)にはみ出さないように配置している。
【００３６】
図１に示すように、ＥＧＲクーラ(６)の下流にＥＧＲ弁ケース(７)を位置させ、ＥＧＲ弁ケース(７)に感温変形手段(１９)を収容した変形手段収容室(２４)を取り付けている。ＥＧＲ弁ケース(７)は、吸気分配通路壁(３)の真上、すなわち、図２に示すように、シリンダ中心軸線(２５)と平行な向きに見た場合に、吸気分配通路壁(３)の上方で、吸気分配通路壁(３)と重なる位置に配置している。図１に示すように、ポペット弁製のＥＧＲ弁(９)の弁軸(９ａ)を垂直にしてＥＧＲ弁ケース(７)内の弁軸挿通孔(７ｃ)内のガスシール(３８)に摺動自在に内嵌させている。ＥＧＲガスは、図１に矢印で示すように、ＥＧＲ弁ケース(７)内を通過する。ガスシール(３８)はＥＧＲ弁(９)の弁口(４４)よりも下流側にある。
【００３７】
図１、図２に示すように、排気合流通路をＥＧＲクーラ(６)とＥＧＲ弁ケース(７)とを介して吸気分配通路に連通させ、ＥＧＲクーラ(６)内にクーラジャケット(３３)を形成し、ＥＧＲ弁ケース(７)内に弁冷却水路(３１)を形成し、このクーラジャケット(３３)と弁冷却水路(３１)とを冷却水中継パイプ(３２)を介して直列接続し、エンジン冷却水をクーラジャケット(３３)と弁冷却水路(３１)とに通過させるに当たり、ＥＧＲクーラ(６)とＥＧＲ弁ケース(７)とを隣合わせに配置している。
【００３８】
吸気分配通路壁(３)は、吸気マニホルドの機能を果たすものであるが、図１に示すように、分岐管のない箱型構造であるため、このような部品名を用いた。排気合流通路を構成する排気合流通路壁(４)は排気マニホルドの機能を果たすものであるが、吸気分配通路壁(３)という部品名と対応させてこのような部品名を用いた。図３に示すように、クーラジャケット(３３)のクーラジャケット入口(３３ａ)は、冷却水入口パイプ(４０)を介してシリンダジャケット出口(４１)と連通させている。クーラジャケット(３３)のクーラジャケット出口(３３ｂ)は、冷却水中継パイプ(３２)を介して弁冷却水路(３１)の水路入口(３１ａ)に連通させている。弁冷却水路(３１)の水路出口(３１ｂ)は、冷却水出口パイプ(４２)を介して冷却水吸込み通路(図外)の通路入口(４３)に連通させている。冷却水吸込み通路の通路出口(図外)は、水ポンプ(３９)の吸込み口(図外)と連通している。シリンダジャケット内の冷却水は、水ポンプ(３９)の吸込み力により、シリンダジャケット出口(４１)とクーラジャケット(３３)と弁冷却水路(３１)と冷却水出口パイプ(４２)と冷却水吸込み通路とをその順に通過して水ポンプ(３９)に吸い込まれ、他の冷却水と合流して、ラジエータ(図外)に圧送され、再度、シリンダジャケット内に戻る。図２に示すように、弁冷却水路(３１)は平面視でコの字状に形成されている。
【００３９】
図１、図２に示すように、ＥＧＲ弁ケース(７)と吸気入口管(５)との間に逆止弁ケース(１０)を配置し、この逆止弁ケース(１０)内の逆止弁(１０ｃ)で吸気入口管(５)からＥＧＲ弁ケース(７)への吸気の流入とＥＧＲガスの逆流とを阻止することができるようにしている。シリンダヘッド(２)に水冷ジャケット内を通過するヘッド内ＥＧＲ通路(１１)を設け、このヘッド内ＥＧＲ通路(１１)の下流にＥＧＲクーラ(６)を配置している。
【００４０】
図３に示すように、前後方向のうち、エンジン冷却ファン(１４)を配置した方を前、その反対側を後として、後から前に向かって順に、吸気入口管(５)とＥＧＲ弁ケース(７)とＥＧＲクーラ(６)と接続管(１２)とを配置している。図１、図２に示すように、吸気入口管(５)の周壁前部のＥＧＲガス入口部(５ａ)にＥＧＲ弁ケース(７)の後部のＥＧＲ弁ケース出口部(７ａ)を連通させ、ＥＧＲ弁ケース(７)の前部のＥＧＲ弁ケース入口部(７ｂ)にＥＧＲクーラ(６)の後端のクーラ出口部(６ａ)を取り付けてこれらを連通させ、ＥＧＲクーラ(６)の前端のクーラ入口部(６ｂ)に接続管(１２)の後面上部の接続管出口部(１２ａ)を取り付けてこれらを連通させ、接続管(１２)の横面下部の接続管入口部(１２ｂ)をシリンダヘッド(２)の横面前部のヘッド内ＥＧＲ通路出口部(１１ａ)に取り付けてこれらを連通させている。
【００４１】
ＥＧＲ弁ケース(７)とＥＧＲクーラ(６)と接続管(１２)とを剛性連結体の構成要素とし、これら構成要素で可撓性のない剛性連結体を構成している。また、逆止弁ケース(１０)も剛性連結体の構成要素とし、ＥＧＲ弁ケース(７)の後部のＥＧＲ弁ケース出口部(７ａ)に逆止弁ケース(１０)の前部の逆止弁ケース入口部(１０ｂ)を取り付けてこれらを連通させ、逆止弁ケース(１０)の後面の逆止弁ケース出口部(１０ａ)を吸気入口管(５)の周壁前部のＥＧＲガス入口部(５ａ)に取り付けてこれらを連通させ、逆止弁ケース(１０)内の逆止弁(１０ｃ)で吸気入口管(５)からＥＧＲ弁ケース(７)への吸気の流入とＥＧＲガスの逆流とを阻止することができるようにしている。
【００４２】
図１、図２に示すように、吸気分配通路壁(３)内からシリンダヘッド(２)外を通過するヘッド外ＥＧＲ通路(１３)を導出し、このヘッド外ＥＧＲ通路(１３)の下流にＥＧＲクーラ(６)を配置し、ＥＧＲクーラ(６)にヘッド内ＥＧＲ通路(１１)とヘッド外ＥＧＲ通路(１３)の両方からＥＧＲガスを導入するようにしている。
【００４３】
図３〜図５に示すように、エンジン冷却ファン(１４)の後方にヘッド外ＥＧＲ通路(１３)を配置し、このヘッド外ＥＧＲ通路(１３)にエンジン冷却ファン(１４)で起こしたエンジン冷却風が吹き当たるようにしている。図５に示すように、クランク軸(１)の架設方向と平行な向きに見た場合に、ヘッド外ＥＧＲ通路(１３)はエンジン冷却ファン(１４)と重なる位置よりも僅かにずれているが、エンジン冷却風の吹き当たり領域は、エンジン冷却ファン(１４)の外周の軌跡よりも拡がるため、エンジン冷却風はヘッド外ＥＧＲ通路(１３)に吹き当たる。
【００４４】
図６に示すように、吸気入口管(５)の周壁前部に横長のＥＧＲガス入口部(５ａ)を設け、このＥＧＲガス入口部(５ａ)に左右一対のキリ孔のＥＧＲガス入口(５ｂ)(５ｃ)をあけ、吸気入口管(５)の中心軸線(１６)と平行な向きに見た場合に、吸気入口管(５)の中心軸線(１６)を通過する前後方向仮想線(１７)の左右に、各ＥＧＲガス入口(５ｂ)(５ｃ)の中心線(２５ｂ)(２５ｃ)を位置させ、シリンダヘッド(２)から遠い外寄りのＥＧＲガス入口(５ｂ)の中心線(２５ｂ)がシリンダヘッド(２)に近い内寄りのＥＧＲガス入口(５ｃ)の中心線(２５ｃ)よりも、前後方向仮想線(１７)から遠ざかるようにし、吸気入口管(５)に接続する吸気供給パイプ(１８)をシリンダヘッド(２)側から吸気入口管(５)に近づけている。図３〜図５に示すように、吸気供給パイプ(１８)は、排気合流通路壁(４)の上部に取り付けた過給機(３０)から導出している。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施形態に係るエンジンの吸気分配通路壁とその周辺部分の左側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るエンジンのシリンダヘッドのその周辺部分の平面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るエンジンの左側面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るエンジンの平面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るエンジンの正面図である。
【図６】本発明の実施形態に係るエンジンで用いる吸気分配通路壁を説明する図で、図６(Ａ)は後部の左側面図、図６(Ｂ)は図６(Ａ)のＢ−Ｂ線断面図、図６(Ｃ)は後部の平面図である。
【符号の説明】
【００４６】
(１) クランク軸
(２) シリンダヘッド
(３) 吸気分配通路壁
(３ａ) 吸気通路壁
(４) 排気合流通路壁
(５) 吸気入口管
(５ａ) ＥＧＲガス入口部
(５ｂ)(５ｃ) ＥＧＲガス入口
(６) ＥＧＲクーラ
(６ａ) クーラ出口部
(６ｂ) クーラ入口部
(７) ＥＧＲ弁ケース
(７ａ) ＥＧＲ弁ケース出口部
(７ｂ) ＥＧＲ弁ケース入口部
(８) 遠心錘
(８ａ) 出力部
(９) ＥＧＲ弁
(９ａ) 弁軸
(９ｂ) 弁バネ
(９ｃ) 付勢力
(９ｄ) 開弁駆動力
(１０) 逆止弁ケース
(１０ａ) 逆止弁ケース出口部
(１０ｂ) 逆止弁ケース入口部
(１０ｃ) 逆止弁
(１１) ヘッド内ＥＧＲ通路
(１１ａ) ヘッド内ＥＧＲ通路出口部
(１２) 接続管
(１２ａ) 接続管出口部
(１２ｂ) 接続管入口部
(１３) ヘッド外ＥＧＲ通路
(１４) エンジン冷却ファン
(１６) 中心軸線
(１７) 前後方向仮想線
(１８) 吸気供給パイプ
(１９) 感温変形手段
(２０) 感温伸縮手段
(２１) 係止部
(２２) キャップ
(２３) 端壁
(２４) 変形手段収容室
(２５ｂ) ＥＧＲガス入口の中心線
(２５ｃ) ＥＧＲガス入口の中心線
【図１】
2008240583.tif 000003
【図２】
2008240583.tif 000004
【図３】
2008240583.tif 000005
【図４】
2008240583.tif 000006
【図５】
2008240583.tif 000007
【図６】
2008240583.tif 000008