(57)【要約】【課題】  クロスフロー多気筒エンジンの排気処理装置下流から還流排気を取り出して吸気通路に供給する排気還流装置の排気還流通路の配管途中に設けるフレキシブルチューブの高温排気に対する耐久性を確保する。【解決手段】  水冷還流排気クーラ９を排気マニホールド５を覆うインシュレータ７の外側に配設する。そして、触媒コンバータ６の下流から取り出した還流排気を金属管１８により水冷還流排気クーラ９へ送り、水冷還流排気クーラ９からフレキシブルチューブ１９を介して水冷排気還流制御ユニット１１に送り、各気筒の吸気通路に分配供給する。また、シリンダヘッド２からタ取り出した冷却水を水冷排気還流制御弁ユニット１１を経て水冷還流排気クーラ９に送り、ウォータポンプのサクション側冷却水通路へ戻すよう冷却水通路を構成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒列方向に直交する方向の一側から吸気し他側から排気するクロスフロー多気筒エンジンの排気通路の排気マニホールド下流の排気処理装置の下流から取り出した還流排気を水冷還流排気クーラおよび排気還流制御弁を介し吸気通路に供給する排気還流装置において、
前記水冷還流排気クーラを前記排気マニホールドを覆うインシュレータの外側に取り付け、前記排気還流制御弁を備えた水冷排気還流制御弁ユニットをエンジン本体に取り付け、前記排気通路の排気処理装置下流と前記水冷還流排気クーラの還流排気入口とを金属管で接続し、前記水冷還流排気クーラの還流排気出口と前記水冷排気還流制御弁ユニットの還流排気入口とをフレキシブルチューブを介して接続するとともに、エンジン本体の冷却水取出口から取り出した冷却水を前記水冷排気還流制御弁ユニットを経て前記水冷還流排気クーラに送り、該水冷還流排気クーラを経てウォータポンプのサクション側冷却水通路に送るよう還流排気冷却水通路を配設したことを特徴とするエンジンの排気還流装置。
【請求項２】
前記水冷排気還流制御弁ユニットを前記排気還流制御弁と排気還流通路および冷却水通路を形成するとともにシリンダヘッドへの取付部を形成するブラケットとで構成したことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの排気還流装置。
【請求項３】
水冷還流排気クーラが内側に排気還流通路を形成し外側に冷却水通路を形成する略円筒状二重管構造で、該水冷還流排気クーラを、該水冷還流排気クーラを支持する支持部と該支持部から延び先端に取付けボルト孔を有する狭幅脚部とで構成したブラケットを介して前記インシュレータに取り付けることを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンの排気還流装置。
【請求項４】
前記排気処理装置が触媒コンバータである請求項１〜３のいずれか１項に記載のエンジンの排気還流装置。
【請求項５】
前記水冷還流排気クーラを前記インシュレータと共締めで排気マニホールドに固定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のエンジンの排気還流装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジンの排気還流装置に関し、特に、クロスフロー多気筒エンジンの排気通路の排気マニホールド下流の排気処理装置の下流から還流排気を取り出して吸気通路に供給する排気還流装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの排気通路から取り出したＥＧＲガス（還流排気）を吸気通路に供給するＥＧＲ装置（排気還流装置）において、ＥＧＲガスを取り出す位置は通常は排気マニホールドであるが、最近では、ＥＧＲガス中のカーボンデポジット等の問題に対処するために排気マニホールド下流の触媒の下流から還流排気を取り出すことが行われている（特許文献１参照。）。
【０００３】
また、それとは別に、ＥＧＲ装置において還流排気量を制御するＥＧＲ制御弁（排気還流制御弁）の耐久性や吸気効率の向上を図るために、ＥＧＲ制御弁を水冷構造としたり、ＥＧＲ通路（排気還流通路）に水冷ＥＧＲクーラ（水冷還流排気クーラ）を配設することも行われており、具体的には、ＥＧＲ制御弁をシリンダヘッド直付けで且つウォータホースに取り囲まれる配置としたもの（特許文献２参照。）や、水冷ＥＧＲクーラ用の冷却水の通路と車両のヒータ装置用の冷却水の通路とを並列の通路として構成したもの（特許文献３参照。）が知られ、また、ＥＧＲ配管に接続された内筒を覆うよう外筒を配設し、内筒と外筒との間に冷却水が流れるよう構成した二重管構造の水冷ＥＧＲクーラが知られている（例えば、特許文献４参照）。
【特許文献１】特開２００２−２５６８６２号公報
【特許文献２】特開２００２−１０６４２０号公報
【特許文献３】特開２００２−２２７６４６号公報
【特許文献４】特開平１０−２５９７６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、クロスフロー多気筒エンジンで排気処理装置の下流から還流排気を取り出して吸気通路に供給するよう排気還流装置を構成する場合、エンジン本体に取り付ける排気還流制御弁と排気通路側の還流排気取り出し位置との間の排気還流通路を形成する配管が長く、その配管にエンジン本体および排気マニホールドの熱膨張による応力がかかる。そのため、その排気還流通路の配管は途中一部をフレキシブルチューブで構成する必要がある。また、そのフレキシブルチューブは高温の還流排気に対する耐久性の問題を考慮する必要がある。
【０００５】
本発明はこのようなクロスフロー多気筒エンジンの排気処理装置下流から還流排気を取り出す排気還流装置の排気還流通路の配管途中に設けるフレキシブルチューブの高温排気に対する耐久性を確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、クロスフロー多気筒エンジンの排気処理装置下流から還流排気を取り出すよう排気還流装置を構成する場合に、排気還流制御弁の耐久性向上のために排気還流制御弁上流の排気還流通路に配設する水冷還流排気クーラをエンジン本体側に取り付けたのでは、排気還流通路の配管途中に設けるフレキシブルチューブは水冷還流排気クーラの上流側とならざるを得ず、還流排気が高温のままフレキシブルチューブを流れることとなって耐久性に問題が生ずることから、水冷還流排気クーラを敢えて熱的条件の厳しい排気マニホールド側に取り付け、水冷還流排気クーラを通過することにより温度が下がった還流排気をフレキシブルチューブに流すようにするものであり、その際、水冷還流排気クーラを排気マニホールドを覆うインシュレータの外側に取り付けることで、輻射熱の影響を少なくすることができ、それ自体が冷却構造でもあるため水冷還流排気クーラを排気マニホールド側に配置できることを見出したものである。
【０００７】
すなわち、本発明のエンジンの排気還流装置は、気筒列方向に直交する方向の一側から吸気し他側から排気する多気筒エンジンの排気通路の排気マニホールド下流の排気処理装置の下流から取り出した還流排気を水冷還流排気クーラおよび排気還流制御弁を介し吸気通路に供給する排気還流装置において、水冷還流排気クーラを排気マニホールドを覆うインシュレータの外側に取り付け、排気還流制御弁を備えた水冷排気還流制御弁ユニットをエンジン本体に取り付け、排気通路の排気処理装置下流と水冷還流排気クーラの還流排気入口とを金属管で接続し、水冷還流排気クーラの還流排気出口と水冷排気還流制御弁ユニットの還流排気入口とをフレキシブルチューブを介して接続するとともに、エンジン本体の冷却水取出口から取り出した冷却水を水冷排気還流制御弁ユニットを経て水冷還流排気クーラに送り、水冷還流排気クーラを経てウォータポンプのサクション側冷却水通路に送るよう還流排気冷却水通路を配設した。
【０００８】
この排気還流装置は、水冷還流排気クーラを排気マニホールド側に取り付け、フレキシブルチューブを水冷還流排気クーラの下流側に配置したことにより、フレキシブルチューブには水冷還流排気クーラによって冷やされた還流排気が流れることとなり、フレキシブルチューブの熱に対する耐久性の問題が解消する。
【０００９】
そして、水冷還流排気クーラは敢えて熱的条件の厳しい排気マニホールド側に配置するが、排気マニホールドを覆うインシュレータの外側に取り付けるので輻射熱の影響は小さく、また、それ自体が冷却構造であるため、耐久性を確保できる。
【００１０】
また、水冷還流排気クーラを排気マニホールド側に取り付けることで、エンジン本体側に取り付ける場合に比べて配置のためのスペースに余裕ができ、水冷還流排気クーラの構造変更が容易となる。
【００１１】
また、水冷排気還流制御弁ユニットが上流側となり水冷還流排気クーラが下流側となるよう冷却水を流す構成としたことにより、還流排気冷却水通路を簡素に形成しつつ排気還流制御弁の耐久性を確保できる。
【００１２】
また、この排気還流装置は、水冷排気還流制御弁ユニットを排気還流制御弁と排気還流通路および冷却水通路を形成するとともにシリンダヘッドへの取付部を形成するブラケットとで構成することができる。
【００１３】
また、この排気還流装置は、水冷還流排気クーラを内側に排気還流通路を形成し外側に冷却水通路を形成する略円筒状二重管構造で、該水冷還流気クーラを、該水冷還流排気クーラを支持する支持部と該支持部から延び先端に取付けボルト孔を有する狭幅脚部とで構成したブラケットを介してインシュレータに取り付けるのがよい。この場合、二重管構造のクーラは外側に冷却水が流れ、また、排気マニホールド側からの熱伝導がブラケットの狭幅脚部で制限され、輻射熱はインシュレータで遮断されるため、クーラの耐久性を確保できる。
【００１４】
排気処理装置は例えば触媒コンバータであってよい。
【００１５】
また、水冷還流排気クーラは、インシュレータと共締めで排気マニホールドに固定してよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明はこのように多気筒エンジンの排気処理装置下流から還流排気を取り出す排気還流装置の排気還流通路の配管途中に設けるフレキシブルチューブの高温排気に対する耐久性を確保する点で顕著な効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図１〜７を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１はこの実施の形態のエンジンの排気側前部斜め上方から視た斜視図、図２はエンジン本体上部の側面図、図３は水冷還流排気クーラの断面図、図４はインシュレータの背面図、図５は水冷還流排気クーラ取付用のブラケットの平面図（ａ）および背面図（ｂ）、図６は水冷排気還流制御弁ユニットの全体斜視図、図７は水冷排気還流制御弁ユニットのブラケットの斜視図である。
【００１８】
この実施の形態のエンジンは、車両前部のエンジンルーム内で気筒列方向が略車幅方向となる横置きタイプであり、気筒列方向に直交する方向の一側から吸気し他側から排気するクロスフロータイプで、吸気側を車両前方側、排気側を車両後方側となる配置とされ、排気側に傾斜した姿勢で搭載される傾斜搭載式の直列４気筒エンジンである。図１、図２において、１および２はこのエンジンの本体を構成するシリンダブロックおよびシリンダヘッド、３はヘッドカバーである。エンジン本体の吸気側には各気筒の吸気ポートに連通する分岐した吸気通路を形成する吸気マニホールド４が配設され、排気側には各気筒の排気ポートに連通し下流側で集合する排気通路を形成する排気マニホールド５が配置され、排気マニホールド５の下流に触媒コンバータ６が接続されている。また、エンジンの排気側には、排気マニホールド５を覆うようインシュレータ７が配設されている。
【００１９】
そして、このエンジンの排気通路の触媒コンバータ６下流には、還流排気取出口８が設けられる。
【００２０】
また、水冷還流排気クーラ９が排気マニホールド５を覆うインシュレータ７の上部外側に配設され、ブラケット１０を介してインシュレータ７と共締めで排気マニホールド５にボルト固定される。また、シリンダヘッド２の気筒列方向一側であるエンジン前端側の排気側側面に水冷排気還流制御弁ユニット１１が取り付けられる。
【００２１】
水冷還流排気クーラ９は、図３に示すように内外二重に通路部分を形成する略円筒状二重管構造で、内側通路部分１２が長手方向一端に還流排気入口１３を有し他端に還流排気出口１４を有する排気還流通路を構成し、外側通路部分１５が周壁部の長手方向両側に離れた位置に冷却水入口１６および冷却水出口１７を有する冷却水通路を構成する。そして、還流排気入口１３に金属管１８の一端が溶接固定され、還流排気出口１４にＳＵＳ製のフレキシブルチューブ１９が溶接固定されている。また、冷却水入口１６と冷却水出口１７にパイプ部材２０および２１がそれぞれ溶接固定されている。そして、本体底部の長手方向の両側に離れた位置にネジ孔２２，２３を有する一対の脚片２４，２５が溶接固定されている。
【００２２】
インシュレータ７には、図４に示すように４箇所に取付用のボルト穴２６，２７，２８，２９が設けられている。
【００２３】
水冷還流気クーラ９を支持するブラケット１０は、図５の（ａ）および（ｂ）に示すように、水冷還流排気クーラ９を支持する支持部３０と、この支持部３０の長手方向両端から一方は上方へ向け他方は下方へ向けて互いに反対方向に曲折して延びる二つの狭幅脚部３１，３２とで構成されている、そして、支持部３０に２個のクーラ固定用のネジ孔３３，３４が設けられ、各狭幅脚部３１，３２の先端に各１個の取付けボルト孔３５，３６が設けられている。２個の取付けボルト孔３５，３６は、上側に曲折した狭幅脚部３１の取付ボルト孔３５が丸孔で、下側に曲折した狭幅脚部３２の取付ボルト孔３６は長孔である。
【００２４】
ブラケット１０は、上下の狭幅脚部３１，３２のボルト孔３５，３６をインシュレータ７の４箇所中２箇所のボルト孔２７，２８に合わせ、インシュレータ７と共締めで排気マニホールド５にボルト固定する。
【００２５】
そして、水冷還流排気クーラ９は、両側の脚片２４，２５をブラケット１０の支持部３０に載せ、支持部３０のネジ孔３３，３４に脚片２４，２５のネジ孔２２，２３を合わせてネジで固定する。
【００２６】
水冷排気還流制御弁ユニット１１は、還流排気量を制御する水冷式の排気還流制御弁３７とシリンダヘッド２への取付部を形成するブラケット３８とが一体化したものである。排気還流制御弁３７は内部に弁冷却用の冷却水通路を有するもので、その冷却水導入部を形成するパイプ部材３９が一側に溶接固定されている。
【００２７】
また、ブラケット３８は、排気還流制御弁取付用のフランジ部４１と、還流排気取入用のフランジ部４２と、還流排気取出用のパイプ連結部４３を有し、下部左右両端に連結用のボルト孔４４，４５を有している。そして、図７に示すように、ブラケット３８の内部には、一端が還流排気取入用のフランジ部４２のフランジ面に開口し他端が排気還流制御弁取付用のフランジ部４１のフランジ面に開口する第１の通路部分４６と、一端が第１の通路部分４６とは別に排気還流制御弁取付用のフランジ部４１に開口し他端が還流排気取出用のパイプ連結部４３に接続する第２の通路部分４７とからなる還流排気通路が形成されている。また、ブラケット３８の内部には、一端がブラケット本体の側面に開口し他端が排気還流制御弁取付用のフランジ部４１に開口する冷却水通路４８が形成されている。冷却水通路４８には図６に示すように冷却水取出部を形成するパイプ部材４９が溶接固定される。
【００２８】
排気還流制御弁３７はその取付フランジ部５０をブラケット３８の排気還流制御弁取付用のフランジ部４１に重ね、ボルト締結により一体化する。これにより、ブラケット３８内の第１の通路部分４６が排気還流制御弁３７内の図示しない排気入口通路に連通し、第２の通路部分４７が排気還流制御弁３７内の図示しない排気出口通路に連通する。また、ブラケット３８内の冷却水通路４８が排気還流制御弁３７内の図示しない冷却水通路に連通する。
【００２９】
水冷排気還流制御弁ユニット１１は、ブラケット３８が連結用のボルト孔４４，４５を介してシリンダヘッド２にボルト固定される。そして、図１に示すように、還流排気取入用のフランジ部４２に、水冷還流排気クーラ９の還流排気出口１４に一端が固定されたフレキシブルチューブ１９の他端が連結される。
【００３０】
また、図１に示すように、水冷還流排気クーラ９の還流排気入口１３に一端が固定された金属管１８の他端は、触媒コンバータ６下流の還流排気取出口８に連結される。
【００３１】
そして、水冷排気還流制御弁ユニット１１のブラケット３８の還流排気取出用のパイプ連結部４３には、金属管５１の一端が連結されている。この金属管５１は他端が吸気マニホールド４とシリンダヘッド２との接続部に配設されて各気筒の吸気通路に還流排気を分配するスペーサ部材の還流排気取入通路に連通するインレット部材５０に連結される。
【００３２】
また、水冷排気還流制御弁ユニット１１の冷却水導入部を形成するパイプ部材３９には、図１に示すように、シリンダヘッド２側から図示しないラジエータを経てウォ―タポンプに戻る途中の冷却水を排気還流制御弁３７内部の冷却水通路に導入するようシリンダヘッド２の冷却水取出口５２に接続する冷却水パイプ５３が連結される。
【００３３】
そして、水冷排気還流制御弁ユニット１１の冷却水取出部を形成するパイプ部材４９には、水冷還流排気クーラ９の冷却水入口１６のパイプ部材２０との間に冷却水パイプ５４が連結される。
【００３４】
また、水冷還流排気クーラ９の冷却水出口１７のパイプ部材２１には、リターン側の冷却水パイプ５５が連結される。
【００３５】
こうして、エンジンの排気マニホールド５下流の排気処理装置である触媒コンバータ６の下流から取り出した還流排気を金属管１８により水冷還流排気クーラ９へ送り、水冷還流排気クーラ９からフレキシブルチューブ１９を介して水冷排気還流制御ユニット１１に送り、排気還流制御弁３７で流量を制御して、金属管５１を介し図示しないスペーサ部材の還流排気取入通路に送り、スペーサ部材内に形成された還流排気分配通路を介して各気筒の吸気通路に分配供給する排気還流装置が構成される。
【００３６】
また、図示しないウォータポンプからシリンダブロック１を経てシリンダヘッド２に流れた冷却水が、シリンダヘッド２の冷却水取出口５２から取り出されて水冷排気還流制御弁ユニット１１を経て水冷還流排気クーラ９に流れ、水冷還流排気クーラ９からリターン側の冷却水パイプ５５に流れ、車室用ヒータからの冷却水と合流して図示しないラジエータを介しウォータポンプのサクション側冷却水通路へ戻るよう還流排気冷却水通路が構成される。
【００３７】
なお、上記実施の形態は排気処理装置として触媒コンバータを備えたものであるが、本発明は触媒コンバータ以外の排気処理装置を備えたエンジンにも適用できることは勿論である。
また、本発明はクロスフローエンジンに限らず、気筒列方向に直交する方向の一側から吸気し他側から排気するエンジン一般に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施の形態のエンジンの排気側前部斜め上方から視た斜視図である。
【図２】実施の形態のエンジン本体上部の側面図である。
【図３】実施の形態の水冷還流排気クーラの断面図である。
【図４】実施の形態のインシュレータの背面図である。
【図５】実施の形態の水冷還流排気クーラ取付用のブラケットの平面図（ａ）および背面図（ｂ）である。
【図６】実施の形態の水冷排気還流制御弁ユニットの全体斜視図である。
【図７】実施の形態の水冷排気還流制御弁ユニットのブラケットの斜視図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  シリンダブロック
２  シリンダヘッド
４  吸気マニホールド
５  排気マニホールド
６  触媒コンバータ
７  インシュレータ
８  還流排気取出口
９  水冷還流排気クーラ
１０  ブラケット１０
１１  水冷排気還流制御弁ユニット
１３  還流排気入口
１４  還流排気出口
１６  冷却水入口
１７  冷却水出口
１８  金属管
１９  フレキシブルチューブ
３０  支持部
３１，３２  狭幅脚部
３７  排気還流制御弁
３８  ブラケット
【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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