(57)【要約】 【課題】冷却装置の大型化を招くことがなく、かつＥＧＲ率を増加させてもＮＯｘ低減効果が損なわれることのない排気ガス再循環装置の提供。【解決手段】エンジン１の排気マニホールド４１に接続される排気ライン４と、エンジン１の吸気マニホールド３１に接続される吸気ライン３と、排気ライン４及び吸気ライン３を短絡するＥＧＲライン７とを備え、排気ライン４から排出される排気ガスの一部を、ＥＧＲライン７を介して吸気ライン３に供給してエンジン１に再循環させる排気ガス再循環装置は、吸気ライン３におけるＥＧＲライン７の接続位置の下流側に、耐腐食性部材で構成された熱交換器８２を備えた液冷式冷却手段８が設けられている。【選択図】図１
2007224786.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気マニホールドに接続される排気ラインと、前記エンジンの吸気マニホールドに接続される吸気ラインと、前記排気ライン及び前記吸気ラインを短絡するＥＧＲラインとを備え、
前記排気ラインから排出される排気ガスの一部を、前記ＥＧＲラインを介して前記吸気ラインに供給してエンジンに再循環させる排気ガス再循環装置であって、
前記吸気ラインにおける前記ＥＧＲラインの接続位置の下流側に、耐腐食性部材で構成された液冷式の熱交換器が設けられていることを特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項２】
請求項１に記載の排気ガス再循環装置において、
前記ＥＧＲラインには、前記排気ラインからの排気ガスを冷却するＥＧＲ冷却手段が設けられていることを特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の排気ガス再循環装置において、
前記液冷式の熱交換器は、前記エンジン冷却用の冷媒循環ラインと接続されていることを特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の排気ガス再循環装置において、
前記液冷式の熱交換器には、冷却用冷媒の熱を外部に放出する放熱器が当該熱交換器及び前記放熱器の間で冷媒の授受を行う冷媒循環ラインを介して接続され、
前記冷媒循環ラインには、循環ポンプが設けられていることを特徴とする排気ガス再循環装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の排気ガス再循環装置において、
前記吸気ラインには、過給機が設けられ、
前記ＥＧＲラインは、前記吸気ラインにおける前記過給機よりも下流側に接続されていることを特徴とする排気ガス再循環装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの排気マニホールドに接続される排気ラインと、前記エンジンの吸気マニホールドに接続される吸気ラインと、前記排気ライン及び前記吸気ラインを短絡するＥＧＲラインとを備え、前記排気ラインから排出される排気ガスの一部を、前記ＥＧＲラインを介して前記吸気ラインに供給してエンジンに再循環させる排気ガス再循環装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジンの燃焼温度を下げてＮＯｘの発生を抑制するために、エンジンから排出される排気ガスの一部を、吸気ラインに供給する排気ガス再循環装置、いわゆるＥＧＲ（Exhaust-Gas Recirculation）システムが知られている。
このＥＧＲシステムは、エンジンの排気マニホールドに接続される排気ライン、及び吸気マニホールドに接続される吸気ラインをＥＧＲラインで接続し、エンジンから排出された排気ガスの一部を、ＥＧＲラインを介して吸気ラインに供給し、吸気ラインに供給された空気と混合して吸気マニホールドからエンジンに供給している。
【０００３】
ここで、このようなＥＧＲシステムにおけるＮＯｘ低減効果は、吸気マニホールドに供給される混合気の温度によって左右され、混合気の温度が高いとＮＯｘ低減効果が十分に得られない。
このため、ＥＧＲラインにＥＧＲクーラを設け、排気ガスをこのＥＧＲクーラで冷却した後、吸気ラインから供給される空気と混合し、吸気マニホールドに供給する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特表平０９−５０８６９１号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、ＮＯｘに対する規制がさらに厳しくなっているため、より多くの排気ガスを吸気側に戻して（ＥＧＲ率を高くすることにより）ＮＯｘ低減効果を向上させる必要がある。
ＥＧＲ率を高めるということは、排気ガスの量が増し、吸気マニホールドに供給される混合気の温度が高くなってしまうということであり、これを前記特許文献１に記載の技術で解決しようとすれば、ＥＧＲクーラの能力を大幅に向上させる必要があり、ＥＧＲクーラの大型化を招くという問題がある。
【０００６】
一方、吸気ラインには通常空冷式のアフタークーラが設けられているので、吸気ラインから供給される空気を、ＥＧＲガスと混合した後、空冷式アフタークーラによって冷却することで吸気マニホールドに供給される混合気を一気に冷却することが考えられる。
しかしながら、空冷式アフタークーラは軽量化を図るべく、一般にアルミ等の材料から構成されているため、ＥＧＲガスに含まれる硫黄分によって腐食する可能性が高く、混合気を空冷式アフタークーラで冷却することはできない。
【０００７】
本発明の目的は、冷却装置の大型化を招くことがなく、かつＥＧＲ率を増加させてもＮＯｘ低減効果が損なわれることのない排気ガス再循環装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１発明に係る排気ガス再循環装置は、
エンジンの排気マニホールドに接続される排気ラインと、前記エンジンの吸気マニホールドに接続される吸気ラインと、前記排気ライン及び前記吸気ラインを短絡するＥＧＲラインとを備え、
前記排気ラインから排出される排気ガスの一部を、前記ＥＧＲラインを介して前記吸気ラインに供給してエンジンに再循環させる排気ガス再循環装置であって、
前記吸気ラインにおける前記ＥＧＲラインの接続位置の下流側に、耐腐食性部材で構成された液冷式の熱交換器が設けられていることを特徴とする。
ここで、液冷式の熱交換器を構成する耐腐食性部材とは、排気ガス中に含まれる硫黄分を含む凝集水によって腐食しない部材であればよく、例えば、ステンレス材、鋼材外表面にクロムめっき等の表面処理を行った部材を採用することができる。
【０００９】
第２発明に係る排気ガス再循環装置は、第１発明において、
前記ＥＧＲラインには、前記排気ラインからの排気ガスを冷却するＥＧＲ冷却手段が設けられていることを特徴とする。
第３発明に係る排気ガス再循環装置は、第１発明又は第２発明において、
前記液冷式の熱交換器は、前記エンジン冷却用の冷媒循環ラインと接続されていることを特徴とする。
【００１０】
第４発明に係る排気ガス再循環装置は、第１発明又は第２発明において、
前記液冷式の熱交換器には、冷却用冷媒の熱を外部に放出する放熱器が当該熱交換器及び前記放熱器の間で冷媒の授受を行う冷媒循環ラインを介して接続され、
前記冷媒循環ラインには、循環ポンプが設けられていることを特徴とする。
第５発明に係る排気ガス再循環装置は、第１発明乃至第４発明のいずれかにおいて、
前記吸気ラインには、過給機が設けられ、
前記ＥＧＲラインは、前記吸気ラインにおける前記過給機よりも下流側に接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
第１発明によれば、吸気ラインにおけるＥＧＲラインの接続位置の下流側に液冷式冷却手段が設けられていることにより、吸気ラインからの空気とＥＧＲラインからのＥＧＲガスの混合気を液冷式の熱交換器で効率的に冷却することができるので、ＥＧＲライン中のＥＧＲクーラを大型化することなく、ＮＯｘ低減効果を損なうことなく、ＥＧＲ率を増加させることができる。
また、液冷式の熱交換器が耐腐食性部材で構成されることにより、混合気を液冷式冷却手段によって直接冷却しても、冷却手段自身が腐食することがない。
【００１２】
第２発明によれば、ＥＧＲラインにＥＧＲ冷却手段が設けられることにより、ＥＧＲガスを強制的に冷却して吸気ラインに供給することができるので、液冷式冷却手段と相俟って吸気マニホールドに供給される混合気の温度を下げて、ＮＯｘ低減効果を維持しつつ、ＥＧＲ率を一層向上させることができる。
第３発明によれば、液冷式の熱交換器がエンジン冷却用の冷媒循環ラインと接続されることにより、エンジンの冷却と同時に吸気マニホールドへの混合気の冷却を実現することができるので、装置の大型化を招くことがない。
【００１３】
第４発明によれば、液冷式の熱交換器内を流れる冷媒がエンジンのラジエータとは独立して設けられた放熱器によって冷却されることとなるので、エンジンを冷却することによる冷媒の温度上昇の影響を受けることなく、混合気の冷却を行うことができ、液冷式の熱交換器による冷却効率の向上を図ることができる。
第５発明によれば、ＥＧＲラインが吸気ラインに設けられた過給機よりも下流側に接続されることにより、過給機によって空気を強制的に吸気マニホールドに供給することができるので、ＥＧＲガスを増加しても、混合気の酸素を含む空気の供給量が減ることなく、エンジンにおける燃焼効率の低下を防止して、ＰＭ等の発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
■１．全体構成
図１には、本発明の第１実施形態に係るディーゼルエンジン（内燃機関）１のＥＧＲシステムを示す概略図が示されている。
ディーゼルエンジン１は、直列４気筒のエンジン本体２と、燃焼室に吸気を供給する吸気ライン３と、燃焼室外部へ排気ガスを排出する排気ライン４と、ディーゼルエンジン１を冷却するためのエンジン冷却用冷媒循環ライン５とを備えて構成され、吸気ライン３の上流側及び排気ライン４の下流側には、これらを跨ぐように、排気タービン過給機６が設けられている。尚、図１では図示を略したが、これらの各機器は、オペレータの操作によって制御信号を出力するエンジンコントローラによって動作制御される。
【００１５】
吸気ライン３とエンジン本体２との間には、吸気ライン３からの吸気がそれぞれの燃焼室に分配されるように吸気マニホールド３１が取り付けられている。また、エンジン本体２と排気ライン４との間には、それぞれの燃焼室からの排気がまとめて排気ライン４に流入するように排気マニホールド４１が取り付けられている。
エンジン冷却用冷媒循環ライン５は、図示を略したが、エンジン本体２内に収められたクランクシャフト（図示せず）等により駆動されるポンプ５１、冷媒としての冷却水を循環させる配管ライン５２、及びラジエータ５３を備え、ポンプ５１によって圧送された冷却水は、ディーゼルエンジン１のエンジン本体２、排気タービン過給機６、図示しないオイルクーラ等の冷却必要部位を冷却した後、エンジン冷却用冷媒循環ライン５に設けられたラジエータ５３で、エンジン本体２のクランクシャフトにより回転駆動するファン５４によって冷却作用が促進されるようになっている。
【００１６】
排気タービン過給機６は、吸気ライン３の途中に設けられる圧縮機６１と、排気ライン４の途中に設けられる排気タービン６２とを備え、圧縮機６１及び排気タービン６２は、回転軸６３によって連結されている。そして、排気ライン６２から排気ガスが排出されると、排気タービン６２が回転し、これに伴い、回転軸６３を介して圧縮機６１が回転し、これにより、吸気ライン３に供給される空気が圧縮されて吸気マニホールド３１に供給され、エンジン本体２内に供給される空気が増加することにより、エンジンの出力が向上する。
【００１７】
■２．ＥＧＲライン７の構造
このようなエンジン１の構成において、吸気ライン３における排気タービン過給機６の下流側、及び排気ライン４における排気タービン過給機６の上流側は、ＥＧＲライン７によって短絡され、このＥＧＲライン７には、ライン途中にＥＧＲクーラ７１及びＥＧＲバルブ７２が設けられている。
ＥＧＲクーラ７１は、図２に示されるように、筒状のボディ７１１と、ボディ７１１の両側開口部を閉塞する一対のヘッダプレート７１２と、ボディ７１内に配置されて両端がヘッダプレート７１２に溶接等で接合される複数の熱交換チューブ７１３と、各ヘッダプレート７１２を覆うようにヘッダプレート７１２の端縁に溶接等で接合される一対のヘッドピース７１４とを備えている。
【００１８】
ボディ７１１の長手方向の一端側には、内部に冷却水を流入する冷却水入口７１１Ａが、他端側には内部から冷却水を流出させる冷却水出口７１１Ｂが設けられている。これらの冷却水入出口７１１Ａ、７１１Ｂは径方向に対向して位置している。
この冷却水入出７１１Ａ、７１１Ｂには、図示しないエンジン側と連通させるための配管を取り付ける取付用フランジ７１１Ｃ、７１１Ｄが設けられている。冷却水としては、例えば、エンジン冷却用の冷却水を用いることができる。
また、ボディ７１１の中程の部分は、両端側に比較して小径とされた小径部７１１Ｅとなっており、一端側の冷却水入口７１１Ａから流入した冷却水が小径部７１１Ｅにおいて熱交換チューブ７１３間の隙間に良好に入り込むようになっている。
この一端側において、冷却水入口７１１Ａと径方向に対向した位置には、図示を略したが、内部に溜まっているエアを抜き出すエア抜き孔が形成されている。
【００１９】
ヘッダプレート７１２の円形の取付面７１２Ａには多数の丸孔７１２Ｂが穿設されており、これらの丸孔７１２Ｂに熱交換チューブ７１３が嵌め込まれ、丸孔７１２Ｂの周縁と熱交換チューブ７１３の端部とがレーザ溶接等で接合される。
ヘッダプレート７１２の外周側には、ボディ７１１端部の内周面に当接される当接フランジが周方向に連続して設けられ、ヘッダプレート７１２は、このフランジ部分でレーザ溶接又はＴｉｇ溶接によってボディ７１１に接合固定されている。
【００２０】
熱交換チューブ７１３は、内部に排気ガスを流すことで、この排気ガスと冷却水との間で熱交換を行うものであり、本実施形態ではストレート状の丸チューブによって構成されている。
ヘッドピース７１４は、ボディ７１１の一端側すなわち冷却水入口７１１Ａが設けられた側において、排気ガスを各熱交換チューブ７１３に分配する入口側ガス室ＩＮを形成し、他端側すなわち冷却水出口７１１Ｂが設けられた側において、排気ガスを集合させる出口側ガス室ＯＵＴを形成している。
【００２１】
このヘッドピース７１４のボディ７１１との接合部分とは反対側の部分には、入口側ガス室ＩＮを構成する部分において、ＥＧＲライン７の排気側からの配管部材が取り付けられる取付用フランジ７１５が設けられ、出口側ガス室ＯＵＴを構成する部分において、吸気側への配管部材が取り付けられる取付用フランジ７１６が設けられている。
これら取付用フランジ７１５、７１６には、略中央に孔７１５Ａ、７１６Ａが形成されており、ＥＧＲライン７を流れる排気ガスは、入口側ガス室ＩＮにおける孔７１５ＡからＥＧＲクーラ７１に供給され、内部で熱交換が行われて冷却された後、出口側ガス室ＯＵＴにおける孔７１６Ａから排出され、吸気ライン３に供給される。
【００２２】
ＥＧＲクーラ７１の下流側には、ＥＧＲバルブ７２が設けられている。このＥＧＲバルブ７２は、前述したコントローラからの電気信号により開閉する電磁バルブとして構成される。この際、ＥＧＲライン７からの排気ガスは、吸気ライン３との接続部に設けられた絞り３２から吸い出されるようにして戻され、吸気ライン３に供給される空気と混合される。
【００２３】
■３．液冷式冷却装置８の構造
前述した吸気ライン３に接続される吸気マニホールド３１には、エンジン１のエンジン冷却用冷媒循環ライン５とは別に独立して液冷式冷却装置８が設けられている。この液冷式冷却装置８は、ラジエータ８１、熱交換器８２、配管ライン８３、及びポンプ８４を備えた冷却装置である。
ラジエータ８１は、エンジン１を冷却するエンジン冷却用冷媒循環ライン５を構成するラジエータ５３と略同様の構造を有し、ラジエータ５３の前方に配置され、ファン５４によって冷却が促進される。
【００２４】
熱交換器８２は、吸気ライン３と吸気マニホールド３１の間に設けられ、吸気マニホールド３１内部に配置され、吸気マニホールド３１に供給される混合気を冷却する。具体的には、図３に示されるように、この熱交換器８１は、冷却水を流す複数のパイプ部材８２１と、複数の板状体から構成され、板状体に各パイプ部材８２１を挿通するための孔が複数形成された複数のフィン部材８２２とから構成されている。パイプ部材８２１及びフィン部材８２２は、ＳＵＳ３０４等の耐腐食性の材料から構成され、パイプ部材８２１及びフィン部材８２２の間はＴｉｇ溶接等によって接合されている。尚、この熱交換器８２の長さは、エンジン本体２の一方の端部に配置される気筒の端部から他方の端部に配置される気筒の端部に亘る長さと略同じとなるのが好ましい。
パイプ部材８２１に冷却水が循環されると、パイプ部材８２１及び複数のフィン部材８２２が冷却される。この状態で吸気ライン３から混合気が供給されると、混合気は、各フィン部材８２２間に形成された隙間部分に供給され、ここで、フィン部材８２２との間で熱交換が行われ、冷却された後、吸気マニホールドに供給される。
【００２５】
冷媒循環ラインとしての配管ライン８３は、ラジエータ８１及び熱交換器８２間を２ラインで連絡し、一方のライン８３により、熱交換器８２で熱交換により暖められた冷却水をラジエータ８１に供給し、他方のライン８３によりラジエータ８１で冷却された冷却水を再び熱交換器８２に供給する。
冷媒循環ポンプとしてのポンプ８４は、２ラインからなる配管ライン８３の途中に設けられ、配管ライン８３内の冷却水を、ラジエータ８１及び熱交換器８２間で強制的に循環させるために設けられている。
ポンプ８４から吐出された冷却水は、熱交換器８２に供給され、パイプ部材８２１の内部を流れつつ、フィンを介して外部との熱交換を行い暖められた後、ラジエータ８１に供給され、冷却されて再びポンプ８４の吸込側に供給される。
【００２６】
■４．実施形態の作用及び効果
次に、前述した構造のディーゼルエンジン１のＥＧＲシステムの作用について説明する。
ディーゼルエンジン１の駆動中、排気マニホールド４１から排出された排気ガスによって、排気タービン過給機６の排気タービン６２が排気ガスによって回転し、これに伴い回転軸６３を介して圧縮機６１が回転し、エアクリーナから入り込む空気が圧縮されて吸気ライン３に供給される。
一方、排気マニホールド４１から排出された排気ガスの一部は、ＥＧＲバルブ７２が開の状態において、ＥＧＲライン７からＥＧＲクーラ７１に供給され、ＥＧＲクーラ７１によって冷却された後、吸気ライン３に設けられた絞り３２の部分で、エアクリーナから供給される空気と混合される。
【００２７】
混合気は、さらに、熱交換器８２の複数のフィン８２２の隙間部分に供給され、各フィン８２２との間で熱交換され、冷却された後、吸気マニホールド３１からディーゼルエンジン１の燃焼室で燃焼される。
従って、液冷式冷却装置８の熱交換器８２がＳＵＳ３０４等の耐腐食性の材料で構成されることにより、排気ガスに由来する硫黄分が熱交換器８２に供給されても、腐食することがなく、ディーゼルエンジン１の燃焼室に供給される混合気の温度を十分に低下させた状態で燃焼させることが可能となり、ＮＯｘ低減効果を損なうことなく、ＥＧＲ率を増加させることが可能となる。
【００２８】
また、液冷式冷却装置８として、ディーゼルエンジン１のエンジン冷却用冷媒循環ライン５とは独立した冷却水の循環構成を採用することにより、冷却効率のコントロールを自由に行って効率的に混合気の冷却を行うことができるうえ、ＥＧＲクーラ７１の大きさも必要以上に大きくしなくて済む。
さらに、液冷式冷却装置８が冷媒として水等の液体を採用していることにより、ディーゼルエンジン１を停止した際、熱交換器８２内に混合気が残留しても、パイプ部材８２１中に、空冷式の冷媒である空気よりも熱容量の大きな冷却水が残存しているので、混合気が直ちに結露して硫黄分を含む腐食水となることがなく、熱交換器８２の耐久性を一層向上させることができる。
【００２９】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について説明する。尚、以下の説明では、既に説明した部分と同一部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
前述の第１実施形態では、液冷式冷却装置８は、ディーゼルエンジン１のエンジン冷却用冷媒循環ライン５とは独立した冷却水の循環構成を採用していた。
これに対して、第２実施形態に係る液冷式冷却装置１８は、図４に示されるように、ディーゼルエンジン１のエンジン冷却用冷媒循環ライン５の冷却水を循環させる配管ライン５２の一部に分岐配管ライン１８２を設け、熱交換器１８１にポンプ１８３により冷却水を供給するようにしている点が相違する。
本実施形態では、エンジン冷却用冷媒循環ライン５の冷却水の一部を熱交換器１８１に供給するように構成しているため、分岐配管ライン１８２の管径及びポンプ１８３の容量は、エンジン冷却用冷媒循環ライン５を構成する配管ライン５２の管径及びポンプ５１の容量よりも小さなものとされる。
【００３０】
また、前述の第１実施形態では、液冷式冷却装置８を構成する熱交換器８１は、フィンアンドチューブ方式のものを採用していた。
これに対して、第２実施形態に係る液冷式冷却装置１８を構成する熱交換器１８１は、図５に示されるように、フィンアンドプレート方式のものを採用している点が相違する。
すなわち、熱交換器１８１は、延出方向が揃えられた複数のリブから構成される冷却水供給部１８１Ａと、この冷却水供給部１８１Ａのリブの延出方向とは直交する方向に複数のリブが延出形成されたガス供給部１８１Ｂとを備えて構成され、冷却水供給部１８１Ａ及びガス供給部１８１Ｂを交互に積層配置して構成される。
そして、冷却水供給部１８１Ａ及びガス供給部１８１Ｂの間は、伝熱プレート１８１Ｃによって区画され、冷却水供給部１８１Ａを流れる冷却水と、ガス供給部１８１Ｂを流れるＥＧＲガスは、この伝熱プレート１８１Ｃを介して熱交換が行われる。尚、冷却水供給部１８１Ａ、ガス供給部１８１Ｂ、及び伝熱プレート１８１Ｃの材質は、第１実施形態と同様に、ＳＵＳ３０４等の耐腐食性のものとされ、溶接等により接合されて一体化されている。
【００３１】
このような第２実施形態によれば、第１実施形態で述べた基本的な効果に加え、相違点を有するが故に、次のような特有の効果がある。
すなわち、液冷式冷却装置１８が、ディーゼルエンジン１のエンジン冷却用冷媒循環ライン５の配管ライン５２から分岐配管ライン１８２を分岐させて熱交換器１８１に冷却水を供給するように構成されているので、液冷式冷却装置１８の放熱器をディーゼルエンジン１のエンジン冷却用冷媒循環ライン５のラジエータ５１と兼用させることができ、車体に設けられ、隔壁により略密閉されたたディーゼルエンジン１の収納空間内で液冷式冷却装置１８が必要以上に大型化しない。
また、熱交換器１８１としてフィンアンドプレート方式のものを採用することにより、伝熱プレート１８１Ｃ全体を介して冷却水とＥＧＲガス間の熱交換を行うことができるため、効率的に熱交換を行って冷却効率を向上させることができる。
【００３２】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
前述した第１実施形態では、ディーゼルエンジン１には、排気タービン過給機６が１機装着されていた。
これに対して、第３実施形態では、図６に示されるように、ディーゼルエンジン１に排気タービン過給機６が２機搭載されたツインターボ式とされている点が相違する。
また、吸気ライン３側には、２機の排気タービン過給機６の間に空冷式のＡＴＡＡＣ（Air To Air After Cooler）３３が設けられている点が相違する。
【００３３】
このような第３実施形態によれば、第１実施形態で述べた基本的な効果に加えて、２機の排気タービン過給機６によって、吸気マニホールド３１に供給される圧縮率の増加による燃焼率の向上を図ることができる上、２機の排気タービン過給機６間に設けられるＡＴＡＡＣ３３による吸気ライン３の冷却促進を図ることができるため、吸気マニホールド３１に供給される混合気の温度を一層低くすることができ、ＮＯｘ低減効果を損なうことなく、ＥＧＲ率を確実に増加することができる。
【００３４】
〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
前述の第１実施形態では、ＥＧＲライン７には、該ＥＧＲライン７を排気ライン４側から吸気ライン３側に流通するＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ７１が設けられていた。
これに対して、第４実施形態では、図７に示されるように、ＥＧＲライン７にＥＧＲクーラが設けられていない点が相違する。
【００３５】
すなわち、吸気ライン３から供給される空気と、ＥＧＲライン７から供給される排気ガスとの混合気は、吸気マニホールド３１部分に設けられる熱交換器１８１によって冷却される。この熱交換器１８１としては、第２実施形態の図５に示されるフィンアンドプレート方式と同様の構造のものが採用されており、吸気マニホールド３１内に供給される混合気との熱交換効率を第１実施形態の場合よりも向上させている。
このような第４実施形態によれば、第１実施形態で述べた基本的な効果に加え、ＥＧＲクーラ７１を省略することができるので、ＥＧＲライン７の構造を簡素化することができ、ＥＧＲシステムの小型化を図ることができる。
【００３６】
〔第５実施形態〕
次に、本発明の第５実施形態について説明する。
前述の第１実施形態及び第２実施形態では、液冷式冷却装置１８を構成する熱交換器１８１は、ディーゼルエンジン１の吸気マニホールド３１内部に内装されていた。
これに対して、第５実施形態では、図８に示されるように、液冷式冷却装置１８Ａを構成する熱交換器１８１Ａが吸気ライン３の途中に装着されている点が相違する。
【００３７】
この熱交換器１８１Ａは、ＥＧＲライン７から供給されるＥＧＲガスと、吸気ライン３から供給される空気を混合する絞り３２の下流側に設けられ、吸気ライン３を流れる混合気は、吸気ライン３中で冷却された後、吸気マニホールド３１に供給される。尚、熱交換器１８１Ａ自体は、第２実施形態と同様のＳＵＳ３０４等の材質から構成されるフィンアンドプレート方式と同様の構造を具備するものである。
このような第５実施形態によっても、第２実施形態で述べた基本的な効果に加え、熱交換器１８１Ａを吸気マニホールド３１と一体的に設ける必要がないので、熱交換器１８１Ａの配置自由度が向上する。
【００３８】
〔実施形態の変形〕
尚、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、次に示されるような変形をも含むものである。
前述した各実施形態では、熱交換器８２、１８１、１８１Ａは、耐腐食性の高いＳＵＳ３０４等の材質で構成されていたが、これに限らず、鋼材にクロムめっき等を施して耐腐食性を向上させた材料で熱交換器を製作してもよい。
また、前記各実施形態では、排気ライン４に特段の処理装置を明示していなかったが、排気ラインの後段、特に排気タービン過給機６の後段にＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）等の処理装置を設け、排気ガス中のＰＭ（Particulate Matter）を除去するようなシステムとしてもよい。
【００３９】
さらに、前記第１実施形態及び第３実施形態では、液冷式の熱交換器としてフィンアンドチューブ方式のものを採用していたが、これに限らず、これらの各実施形態において、フィンアンドプレート方式の熱交換器を採用してもよい。逆に第２実施形態第４実施形態では、液冷式の熱交換器としてフィンアンドプレート方式のものを採用していたが、これに限らず、これらの各実施形態においてフィンアンドチューブ方式の熱交換器を採用してもよい。
また、前記第２実施形態及び第５実施形態では、ポンプ８４から吐出された冷却水は、エンジン本体２内に供給される前に配管ライン５２から分岐した分岐配管ライン１８２を介して熱交換器８１に供給されるようになっていたが、本発明はこれに限られない。すなわち、ポンプから吐出された冷却水を熱交換器に供給して熱交換を行わせた後、エンジン本体に供給するような直列式の配管構造としてもよい。
その他、本発明の実施の際の具体的な構造及び形状等は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、ブルドーザや油圧ショベル等の建設機械に用いられるディーゼルエンジンのシステムに利用できる他、ダンプトラック等の運送車両に用いられるディーゼルエンジンのシステムにも利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るディーゼルエンジンのＥＧＲシステムを示す模式図。
【図２】本実施形態におけるＥＧＲクーラの構造を示す模式断面図
【図３】本実施形態における液冷式冷却手段を構成する熱交換器の構造を示す斜視図。
【図４】本発明の第２実施形態に係るディーゼルエンジンのＥＧＲシステムを示す模式図。
【図５】本実施形態における液冷式冷却手段を構成する熱交換器の構造を示す斜視図。
【図６】本発明の第３実施形態に係るディーゼルエンジンのＥＧＲシステムを示す模式図。
【図７】本発明の第４実施形態に係るディーゼルエンジンのＥＧＲシステムを示す模式図。
【図８】本発明の第５実施形態に係るディーゼルエンジンのＥＧＲシステムを示す模式図。
【符号の説明】
【００４２】
１…ディーゼルエンジン、３…吸気ライン、４…排気ライン、６…排気タービン過給機、７…ＥＧＲライン、３１…吸気マニホールド、８、１８、１８Ａ…液冷式冷却装置、４１…排気マニホールド、７１…ＥＧＲクーラ、８２、１８１、１８１Ａ…熱交換器、８３、１８２…配管ライン、８４、１８３…ポンプ
【図１】
2007224786.tif 000003
【図２】
2007224786.tif 000004
【図３】
2007224786.tif 000005
【図４】
2007224786.tif 000006
【図５】
2007224786.tif 000007
【図６】
2007224786.tif 000008
【図７】
2007224786.tif 000009
【図８】
2007224786.tif 000010