(57)【要約】【課題】内燃機関のＥＧＲ装置において、ＥＧＲガスの温度をより低下させることができる技術を提供する。【解決手段】排気通路４を流れる内燃機関１からの排気を吸気通路３へ再循環させるＥＧＲ装置３０であって、排気通路４と吸気通路３とを接続するＥＧＲ通路３５と、ＥＧＲ通路３５の途中に設けられＥＧＲ通路３５を流れるＥＧＲガスと空気とで熱交換を行う空冷式のＥＧＲクーラ３３と、他の熱交換器４２と、を備え、空冷式のＥＧＲクーラ３３は、他の熱交換器４２と共に車両に取り付けられ、且つ車両を補強するための補強部材として車両に取り付ける。【選択図】図１
2007177651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路を流れる内燃機関からの排気を吸気通路へ再循環させるＥＧＲ装置であって、
前記排気通路と前記吸気通路とを接続するＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路の途中に設けられ前記ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスと空気とで熱交換を行う空冷式のＥＧＲクーラと、
他の熱交換器と、
を備え、
前記空冷式のＥＧＲクーラは、前記他の熱交換器と共に車両に取り付けられ、且つ車両を補強するための補強部材として車両に取り付けられることを特徴とする内燃機関のＥＧＲ装置。
【請求項２】
前記空冷式のＥＧＲクーラよりも前記排気通路側に設けられ、前記ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスと前記内燃機関の冷却水とで熱交換を行う水冷式のＥＧＲクーラをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のＥＧＲ装置。
【請求項３】
前記水冷式のＥＧＲクーラから前記空冷式のＥＧＲクーラの間の少なくとも一部が曲折自在であることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のＥＧＲ装置。
【請求項４】
前記空冷式のＥＧＲクーラは、前記他の熱交換器よりも上方または下方に設けられることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の内燃機関のＥＧＲ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のＥＧＲ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水冷式のＥＧＲクーラおよび空冷式のＥＧＲクーラを備え、ＥＧＲガスを水冷式のＥＧＲクーラから空冷式のＥＧＲクーラの順に流すＥＧＲ装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。このＥＧＲ装置によれば、ＥＧＲガスの温度を冷却水温度よりも低くすることができる。
【０００３】
しかし、従来のＥＧＲ装置では、ＥＧＲクーラの取り付け位置に関しては特に規定されていなかった。空冷式のＥＧＲクーラは、空気とＥＧＲガスとの熱交換によりＥＧＲガスを冷却するため、該空冷式のＥＧＲクーラの取り付け位置によっては、ＥＧＲガスの温度を更に低下させることができる。
【特許文献１】特開２００２−１８８５２６号公報
【特許文献２】特開２０００−１３０２７０号公報
【特許文献３】特開２００３−２７８６０８号公報
【特許文献４】特開平１０−７７８５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、内燃機関のＥＧＲ装置において、ＥＧＲガスの温度をより低下させることができる技術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】
【０００５】
上記課題を達成するために本発明による内燃機関のＥＧＲ装置は、以下の手段を採用した。すなわち、本発明による内燃機関のＥＧＲ装置は、
排気通路を流れる内燃機関からの排気を吸気通路へ再循環させるＥＧＲ装置であって、
前記排気通路と前記吸気通路とを接続するＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路の途中に設けられ前記ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスと空気とで熱交換を行う空冷式のＥＧＲクーラと、
他の熱交換器と、
を備え、
前記空冷式のＥＧＲクーラは、前記他の熱交換器と共に車両に取り付けられ、且つ車両を補強するための補強部材として車両に取り付けられることを特徴とする。
【０００６】
「他の熱交換器と共に車両に取り付けられ」とは、空冷式のＥＧＲクーラと他の熱交換器とが一体となっている場合、および別体となっている場合を含んでいる。そして、空冷式のＥＧＲクーラが他の熱交換器の近傍に位置することを示している。また、「他の熱交換器」とは、例えば、内燃機関の冷却水と外気とで熱交換を行うラジエータ、過給機により圧縮された吸気と外気とで熱交換を行うインタークーラ、または冷房用の熱媒体と外気とで熱交換を行うエアコンディショナ用コンデンサを挙げることができる。これらは通常、走行風が当たる車両前側に取り付けられるため、他の熱交換器と共に取り付けられる空冷式のＥＧＲクーラにも走行風が当たることになる。これにより、ＥＧＲガスの冷却度合いを高くすることができる。また、他の熱交換器と共に車両に取り付けることにより、全体として省スペース化が可能となる。さらに、ＥＧＲガスの温度が新気の温度近傍まで低下されれば、吸気通路においてＥＧＲガス中の酸性物質が凝縮してしまうことが抑制され
るので、吸気系を構成する部材の耐久性を向上させることができる。
【０００７】
一方、空冷式のＥＧＲクーラは車両を補強するための補強部材として車両に取り付けられる。すなわち、内燃機関側ではなく車両本体側に取り付けられている。そして、この空冷式のＥＧＲクーラが補強部材を兼ねることにより、他の補強部材を少なくしたり、軽量化を図ったりすることができる。
【０００８】
また、本発明においては、前記空冷式のＥＧＲクーラよりも前記排気通路側に設けられ、前記ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスと前記内燃機関の冷却水とで熱交換を行う水冷式のＥＧＲクーラをさらに備えることができる。
【０００９】
水冷式のＥＧＲクーラと空冷式のＥＧＲクーラとが同じ大きさとした場合、水冷式のＥＧＲクーラのほうが、空冷式のＥＧＲクーラよりも冷却効率が高い。そして、ＥＧＲガスが、まず水冷式のＥＧＲクーラで冷却されることにより、ＥＧＲガスの温度が冷却水の温度近くまで低下する。次に、空冷式のＥＧＲクーラで冷却されることにより、ＥＧＲガスの温度が外気の温度近くまで低下する。このように、２つのＥＧＲクーラを通過させることにより、ＥＧＲガスの温度をより確実に低下させることができる。また、水冷式のＥＧＲクーラによりＥＧＲガスの温度を低下させると、その下流のＥＧＲ通路に耐熱性の低い材料を用いることができる。
【００１０】
また、本発明においては、前記水冷式のＥＧＲクーラから前記空冷式のＥＧＲクーラの間の少なくとも一部が曲折自在であっても良い。排気通路は、内燃機関と共に振動する。しかし、水冷式のＥＧＲクーラから空冷式のＥＧＲクーラの間の少なくとも一部が曲折自在であれば、この振動が空冷式のＥＧＲクーラに伝わるのが抑制される。これにより、空冷式のＥＧＲクーラを車両に固定することもできる。また、水冷式のＥＧＲクーラを通過した後のＥＧＲガスが、この屈曲自在な部分を流れるため、この部分の耐熱性は低くても良い。そのため、樹脂等からなる部品を用いることができる。
【００１１】
そして、本発明においては、前記空冷式のＥＧＲクーラは、前記他の熱交換器よりも上方または下方に設けられることができる。
【００１２】
空冷式のＥＧＲクーラおよび他の熱交換器は、車両前側に取り付けられる。つまり、空冷式ＥＧＲクーラは、車両前側の補強部材として取り付けられる。そして、他の熱交換器よりも上方または下方に取り付けることにより、他の熱交換器および空冷式のＥＧＲクーラの夫々に走行風を直接当てることができる。これにより、ＥＧＲガスの冷却性能を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る内燃機関のＥＧＲ装置によれば、ＥＧＲガスの温度をより低下させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る内燃機関のＥＧＲ装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本実施例に係るＥＧＲ装置を適用する内燃機関とその吸・排気系および過給機の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、４つの気筒２を有する水冷式の４サイクル・ディーゼルエンジンである。
【００１６】
内燃機関１には、吸気通路３および排気通路４が接続されている。この吸気通路３の途中には、排気のエネルギを駆動源として作動するターボチャージャ５のコンプレッサハウジング５ａが設けられている。また、コンプレッサハウジング５ａよりも上流の吸気通路３には、該吸気通路３内を流通する吸気の流量を調節する吸気スロットル６が設けられている。この吸気スロットル６は、電動アクチュエータにより開閉される。
【００１７】
コンプレッサハウジング５ａよりも内燃機関１側の吸気通路３には、該吸気通路３内の吸気と外気とで熱交換を行うインタークーラ８が設けられている。
【００１８】
一方、排気通路４の途中には、前記ターボチャージャ５のタービンハウジング５ｂが設けられている。また、タービンハウジング５ｂよりも下流の排気通路４には、吸蔵還元型ＮＯx触媒を担持したパティキュレートフィルタ９が設けられている。
【００１９】
そして、内燃機関１には、排気通路４内を流通する排気の一部を吸気通路３へ再循環させるＥＧＲ装置３０が備えられている。このＥＧＲ装置３０は、金属製配管３１、水冷式ＥＧＲクーラ３２、空冷式ＥＧＲクーラ３３、ＥＧＲ弁３４、およびゴム製配管３５を備えて構成されている。金属製配管３１の材質はステンレス鋼であり、ゴム製配管３５の材質は曲折自在のゴムである。また、水冷式ＥＧＲクーラ３２および空冷式ＥＧＲクーラ３３の材質は、ステンレス鋼である。
【００２０】
金属製配管３１の一端側はパティキュレートフィルタ９よりも下流側の排気通路４に接続され、他端側はゴム製配管３５の一端側に接続されている。また、ゴム製配管３５の他端側はコンプレッサハウジング５ａよりも上流の吸気通路３に接続されている。この金属製配管３１およびゴム製配管３５を順に通って、排気が再循環される。
【００２１】
そして、金属製配管３１には、水冷式ＥＧＲクーラ３２が備えられている。また、ゴム製配管３５には、排気通路４側から順に、空冷式ＥＧＲクーラ３３およびＥＧＲ弁３４が備えられている。
【００２２】
ＥＧＲ弁３４は、ゴム製配管３５の通路断面積を調整することにより、該ゴム製配管３５を流れる外部ＥＧＲガスの量を調整する。水冷式ＥＧＲクーラ３２は、内燃機関１の冷却水が循環しＥＧＲガスと冷却水とで熱交換を行うことにより、ＥＧＲガスの温度を低下させる。この水冷式ＥＧＲクーラ３２により、ＥＧＲガスの温度が冷却水の温度近くまで低下される。また、空冷式ＥＧＲクーラ３３は、走行風が当たる車両前側に取り付けられ、空気とＥＧＲガスとで熱交換を行うことにより、ＥＧＲガスの温度を低下させる。この空冷式ＥＧＲクーラ３３により、ＥＧＲガスの温度が外気温度近くまで低下される。
【００２３】
また、内燃機関１には、冷却水通路４１が接続され冷却水が循環されている。冷却水通路４１の途中には、ラジエータ４２が備えられている。ラジエータ４２は、走行風が当たる車両前側に取り付けられ、空気と冷却水とで熱交換を行うことにより冷却水の温度を低下させる。
【００２４】
ここで、図２は、車両前面から見たときの空冷式ＥＧＲクーラ３３およびラジエータ４２の取り付け状態を示した図である。空冷式ＥＧＲクーラ３３およびラジエータ４２は、車両の左側を構成する部材５１（以下、左側構成部材５１という。）と、車両の右側を構成する部材５２（以下、右側構成部材５２という。）の間に設置されている。また、空冷式ＥＧＲクーラ３３は、ラジエータ４２の下方に取り付けられている。なお、空冷式ＥＧＲクーラ３３およびラジエータ４２は、一体であっても別体であっても良い。
【００２５】
ラジエータ４２よりも上側には、左側構成部材５１と右側構成部材５２とを接続する上
側補強部材５３が取り付けられている。また、空冷式ＥＧＲクーラ３３よりも下側には、左側構成部材５１と右側構成部材５２とを接続する下側補強部材５４が取り付けられている。
【００２６】
このように空冷式ＥＧＲクーラ３３およびラジエータ４２を取り付けることにより、ＥＧＲガスを車両前側で冷却することができる。また、ＥＧＲガスは水冷式ＥＧＲクーラ３２を通過した後に空冷式ＥＧＲクーラ３３を通過するため、空冷式ＥＧＲクーラ３３を通過する前に冷却水の温度近くまで低下している。そのため、空冷式ＥＧＲクーラ３３の付近のゴム製配管３５の材質をゴムにすることができる。これにより、内燃機関１で発生する振動がゴムにより吸収されるので、空冷式ＥＧＲクーラ３３を左側構成部材５１、右側構成部材５２、上側補強部材５３、または下側補強部材５４に固定することができる。また、省スペース化を実現することができる。なお、ラジエータ４２に代えて、インタークーラ８またはエアコンディショナ用のコンデンサと空冷式ＥＧＲクーラ３３とを組み合わせても良い。
【００２７】
また、図３は、車両前面から見たときの空冷式ＥＧＲクーラ３３およびラジエータ４２の他の取り付け状態を示した図である。図２に示した場合と比較して、下側補強部材５４を備えておらず、空冷式ＥＧＲクーラ３３が下側補強部材５４を兼ねている点で相違する。空冷式ＥＧＲクーラ３３は、材質がステンレス鋼のため、強度および剛性が高い。そのため、空冷式ＥＧＲクーラ３３を介して、左側構成部材５１と右側構成部材５２とを接続することで、該空冷式ＥＧＲクーラ３３自体が車両の補強部材となり、車両の剛性を高めることができる。また、従来の補強部材を廃止することができるので、軽量化を図ることもできる。
【００２８】
なお、空冷式ＥＧＲクーラ３３をラジエータ４２の上側に取り付けて、上側補強部材５３を兼ねるようにしても良い。
【００２９】
そして、図１に示したように、水冷式ＥＧＲクーラ３２および空冷式ＥＧＲクーラ３３をＥＧＲガスが通過するので、ＥＧＲガスの温度を外気温度近傍まで低下させることができる。また、本実施例に示すようなタービンハウジング５ｂよりも下流からＥＧＲガスを取り入れて、コンプレッサハウジング５ａよりも上流へＥＧＲガスを供給するＥＧＲ装置では、インタークーラ８でＥＧＲガスが冷却されると、ＥＧＲガス中の酸性物質（例えば燃料中に含まれる硫黄成分）が凝縮するおそれがある。しかし、本実施例によれば、ＥＧＲガスが吸気通路３に供給される時点で既に温度が低くなっているため、ＥＧＲガスがインタークーラ８に流入したとしても、該インタークーラ８での酸性物質の凝縮が抑制される。そのため、吸気系の部材（例えばインタークーラ８）の腐食を抑制することができる。また、腐食が抑制されるので、インタークーラ８等にアルミ等の軽量な素材を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施例に係る内燃機関のＥＧＲ装置を適用する内燃機関とその吸・排気系および過給機の概略構成を示す図である。
【図２】車両前面から見たときの空冷式ＥＧＲクーラおよびラジエータの取り付け状態を示した図である。
【図３】車両前面から見たときの空冷式ＥＧＲクーラおよびラジエータの他の取り付け状態を示した図である。
【符号の説明】
【００３１】
１     内燃機関
２     気筒
３     吸気通路
４     排気通路
５     ターボチャージャ
５ａ   コンプレッサハウジング
５ｂ   タービンハウジング
６     吸気スロットル
８     インタークーラ
９     パティキュレートフィルタ
３０   ＥＧＲ装置
３１   金属製配管
３２   水冷式ＥＧＲクーラ
３３   空冷式ＥＧＲクーラ
３４   ＥＧＲ弁
３５   ゴム製配管
４１   冷却水通路
４２   ラジエータ
５１   左側構成部材
５２   右側構成部材
５３   上側補強部材
５４   下側補強部材
【図１】
2007177651.tif 000003
【図２】
2007177651.tif 000004
【図３】
2007177651.tif 000005