(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッドの前部に冷却水温を制御するサーモスタットが収められたケースが取付けられ、気筒を挟むシリンダヘッドの一側に吸気路を有し他側に排気路に有する縦置きのエンジンと、
前記エンジンの前方に配設されたインタークーラーと、
前記エンジンの排気ガスのエネルギーにより過給された吸気を前記インタークーラーを通じて前記吸気路へ供給するターボ過給機と、
前記排気路から分かれ、排気ガスの一部を前記サーモスタットのケースの下部分に一体に形成されたガス路を通じて前記エンジンの吸気路へ導くＥＧＲ通路とを有し、
前記ＥＧＲ通路の出口側が、前記エンジンの他側からエンジンの前方を通して前記エンジンの一側へ導かれて前記吸気路の上流側の地点に接続されることを特徴とするエンジンのＥＧＲ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンから排出された排気ガスの一部を吸気へ還流させるエンジンのＥＧＲ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車に搭載される多気筒の水冷式エンジンは、ＮＯＸの低減のために、排気ガスの一部を吸入側へ導入して、燃焼を緩慢にし燃焼温度を下げることが行われている。
【０００３】
ＥＧＲ装置は、この排気ガスの一部を吸入側へ還流させる装置をいい、通常、同装置には、気筒列を挟むシリンダヘッドの一側に有る排気路、例えば排気マニホールドの一部と、それとは反対側に有る吸気路、例えば吸気マニホールドに取付けたＥＧＲバルブとの間を、ロッカーカバーおよびシリンダヘッドの上側、具体的にはエンジン全長方向中央の上側を跨るように配設されたＥＧＲ通路で接続した構造が用いられ、ＥＧＲバルブを通じて、ＥＧＲガスを吸気側へ導入させることが行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ＥＧＲバルブから吸気路へ導入される排気ガスは高温であるため、単位体積当たりのガス濃度が減少してしまい、所望のＥＧＲ量が導入できないと共に、排気ガスの熱で吸気温が上昇して、吸気効率が低下しやすい問題がある。
【０００５】
またインタークーラーが前方に配設され、ターボ過給機でインタークーラーを通じて過給吸気を吸気路へ導く縦置きのエンジンは、ロッカーカバーおよびシリンダヘッドの上側を通過するＥＧＲ通路の地点の影響を受けて、ＥＧＲバルブの取付位置が吸気マニホールドの下流側に強いられやすい。このため、排気ガスは吸気マニホールドの下流から導入される傾向となる。ところが、排気ガスは、吸気マニホールドの下流側から導入される程、吸気と混合が良好に行えなくなるので、ＥＧＲガス濃度が異なる吸気がエンジンの各気筒へ導かれやすくなる問題がある。しかも、ＥＧＲ通路がロッカーカバーの上側を跨る構造は、ロッカーカバーを外して行うエンジンのメンテナンスや修理の作業がしにくい上、ＥＧＲ通路の形成するパイプ長さをかなり必要とするので、エンジン周りが複雑になりやすい問題もあった。
【０００７】
本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、全長を短く抑えたＥＧＲ通路で、エンジン上部での脱着作業性を高め、さらには吸気温度の上昇を抑えつつ、均一なＥＧＲガス濃度の吸気を各気筒へ供給可能としたエンジンのＥＧＲ装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載のエンジンのＥＧＲ装置は、シリンダヘッドの前部に冷却水温を制御するサーモスタットが収められたケースが取付けられ、さらに排気ガスのエネルギーで過給された吸気を前方のインタークーラーを通じて吸気路へ供給可能としたターボ過給機式の縦置きエンジンを前提として、該エンジンの一側に有る排気路から分かれて排気ガスの一部をサーモスタットのケースの下部分に一体に形成したガス路を通じてエンジンの他側に有る吸気路へ導くＥＧＲ通路を形成し、このＥＧＲ通路の出口側を、エンジンの他側からエンジンの前方を通じエンジンの一側へ導き吸気路の上流側の地点に接続する構造とした。
【０００９】
これにより、ＥＧＲガス（排気ガス）は、サーモスタットのケース内を流れるエンジンの冷却水で冷却されてから、エンジンの吸気路へ導入されるようになるから、ＥＧＲ量が増大されると共にエンジンの吸気効率が高められる。
【００１１】
しかも、ＥＧＲ通路の出口側は、エンジンの上側でなく、インタークーラーの有るエンジン前方を通じて、エンジンの排気路から反対側の吸気路へ回り込んで、インタークーラーに近い吸気路の部分に接続される。
【００１２】
それ故、ＥＧＲガスと吸気との混合は、吸気路の全長を有効に活用して十分に行われ、均一なＥＧＲガス濃度の吸気がエンジンの各気筒に供給される。しかも、ＥＧＲ通路の出口は、インタークーラー（エンジンの前方側）に向かって延びるように配管されている吸気路の上流部分、すなわちインタークーラーに近い地点に接続されるから、最短の経路ですみ、エンジン周辺が簡素化される。そのうえ、ＥＧＲ通路は、エンジンの上側を開放させるようエンジン前方に配設されるので、ロッカーカバー、シリンダヘッドといったエンジン上部の部品の脱着が行いやすくなり、エンジンに対して優れた脱着作業性をもたらす。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図１ないし図３に示す一実施形態にもとづいて説明する。
【００１４】
図１は、エンジン、例えばトラックに搭載されるターボ過給機を用いた縦置き水冷式ディーゼルエンジン（車体前後方向に沿ってレイアウトされるエンジン）の前部側の平面図、図２は同図１中のＡ〜Ａ線から見たエンジン上部側の側面図をそれぞれ示し、図中１は、前方に冷却ファン１ａおよびラジエーター１ｂが配設されたディーゼルエンジンのエンジン本体、２０は同エンジン本体１に取付けられたターボ過給機（詳細図示なし）を示している。
【００１５】
エンジン本体１は、複数の気筒２がエンジン前後方向に収められたクランクケース３（図２だけ一部図示）と、このクランクケース３の上部に取付けた、吸・排気弁や同弁を駆動するカムシャフトといった動弁系、インジェクタ（いずれも図示しない）などの機器が収められたシリンダヘッド４と、このシリンダヘッド４の上部に取付けたロッカーケース（図示しない）、このロッカケースの開口を塞ぐロッカカバー５とを有している。そして、吸・排気弁，インジェクタ，気筒２内を往復動するピストン（図示しない）により、各気筒２内で、吸気、圧縮、爆発、排気の各行程を繰り返して動力を出力するようにしてある。また気筒２列を挟むシリンダヘッド４の一側には、各気筒２へ吸気を導く吸気路、例えばインレットパイプ６が接続された吸気マニホールド７が取付けられている。反対側の他側には各気筒２の燃焼ガスを排出する排気路、例えば排気マニホールド８が取付けてある。なお、インレットパイプ６はエンジン前方へ延びるように形成してある。
【００１６】
またエンジン本体１の前部、例えばシリンダヘッド４の前部には、例えば２個のサーモスタット１０が取付けられている。サーモスタット１０は、冷却水が流れるケース、例えばアルミ材から形成された箱形状の上下２分割式のケース１１内に収めて、１部品に構成してある。このケース１１の一側面がシリンヘッド４の前面と密接するように取付けてある。ケース１１は、上部に外部排出口１２を備え、シリンダヘッド４と密接する側面にシリンダヘッド４の内部に形成してあるウォータジャケットの出口（いずれも図示しない）と連通する入口１３を備え、下部にクランクケース３の前部に取付けてあるエンジン軸力駆動式のウォータポンプ１４（図２だけに図示）のバイパス路と連通するバイパス口（図示しない）を備えて構成してある。そして、ケース１１の外部排出口１２が、ラジエーターホース（図示しない）を介して、上記ラジエーター１ｂの入口（図示しない）に接続してある。これで、サーモスタット１０が行う冷却水温に応じたバイパス口あるいは外部排出口１２の切換動作（出口制御）により、ウォータジャケット内の冷却水が高温のときは、ラジエーター１ｂを冷却水が通過する流れに変え、冷却水が低温のときはウォータポンプのバイパス路を通過する流れ（ラジエーター１ｂを通らない流れ）に変えるようにしてある。
【００１７】
ターボ過給機２０は、排気マニホールド８の出口に取付けられている。同ターボ過給機２０は、排気マニホールド８から排出される排気ガスのエネルギーにより回転するタービン（図示しない）とこれと同軸につながるコンプレッサー（図示しない）とを有している。吸気管２２ａの入口は、エアクリーナー（図示しない）に接続され、コンプレッサーハウジングの出口パイプ２２は、エンジン前方、すなわち冷却ファン１ａの前方に配設された例えば空冷式のインタークーラー２３の入口に接続されている。なお、２３ａはそのコンプレッサーハウジングの出口パイプ２２とインタークーラー２３の入口とをむすぶ入口配管を示す。またインタークーラー２３の出口は、出口配管２３ｂを介して、インタクーラー２３へ向かって延びているインレットパイプ６の入口６ａに接続してあり、ターボ過給機２０で過給された吸気をインタークーラー２３で冷却してからディーゼルエンジンの吸気側へ供給させるようにしてある。
【００１８】
またエンジン本体１には、排気路、例えば排気マニホールド８内に排出された排気ガスをＥＧＲガスとして、エンジン本体１の吸気側のマニホールドに還流するＥＧＲ装置２５が取付けられている。
【００１９】
そして、このＥＧＲ装置２５に、吸気効率を高める工夫、パイプ長さが少なくてすむ工夫、ロッカカバー５などエンジン上部の部品の脱着性を高める工夫、均一なＥＧＲガス濃度の吸気を各気筒２へ供給する工夫を施した構造が採用されている。
【００２０】
すなわち、同構造には、冷却水が流れるサーモスタット１０のケース１１を利用した最も短い長さのＥＧＲ通路２６で、気筒２列を挟む排気側から吸気側への配管を実現しながら、できるだけ吸気路の上流側でＥＧＲガスを導入させる構造が用いてある。
【００２１】
同構造について説明すれば、サーモスタット１０のケース１１には、図３（ａ），（ｂ）にも示されるようにエンジン本体１の幅方向に沿って延びる例えばほぼ逆Ｌ字形のガス路２７が一体に形成されている。そして、エンジン本体１の排気側へ向くガス路２７の端部に形成されているフランジ部２７ａは、排気マニホールド７の集合部の下部から分かれてエンジン前方へ延びているＥＧＲ路、すなわちＥＧＲパイプ２９の端部に接続されている。またエンジン本体１の吸気側へ向くガス路２７の端部に形成されているフランジ部２７ｂは、ＥＧＲ路、すなわち吸気路側へ延びるＥＧＲパイプ３０を介して，インレットパイプ６の最も上流側に取付けてあるＥＧＲバルブ３１に接続されている。これらＥＧＲパイプ２９、ケース１１のガス路２７、ＥＧＲパイプ３０によって、エンジンの排気マニーホールド８から分かれてから、エンジン本体１の前方を回り込んで、インレットパイプ６の上流側で接続される構造のＥＧＲ通路２６を構成している。つまり、ケース１１がＥＧＲ通路２６の一部をなす構造にしてある。
【００２２】
こうしたＥＧＲ装置２５は、エンジン運転中、所望とする開度でＥＧＲバルブ３１が動作すると、図１中の二点鎖線で示されるように排気マニホールド８内に排出された排気ガスの一部がＥＧＲガスとして、ＥＧＲパイプ２９から導出されて、エンジン前部に装着されているサーモスタット１０のケース１１にあるガス路２７へ向かう。
【００２３】
このとき、サーモスタット１０のケース１１は、熱伝導性の有る部材、すなわちアルミ材から形成されているから、同ガス路２７は、ＥＧＲクーラー的な役割を果たし、エンジンの冷却水で、ガス路２７を通過するＥＧＲガスを冷却していく。このＥＧＲガスが、ＥＧＲパイプ３０を通じて、ＥＧＲバルブ３１からインレットパイプ６内に導かれる。
【００２４】
つまり、ＥＧＲガスは、インレットパイプ６を流れる吸気と混合しながら、吸気マニホールド７から各気筒２へ供給される。
【００２５】
このとき、インレットパイプ６へ導入されるＥＧＲガスは、サーモスタット１０のケース１１を流れるエンジンの冷却水で冷却されているから、ＥＧＲガスの体積を減少できると共に吸気温の上昇を抑えることができるようになり、結果的にＥＧＲ量を増大することができる。
【００２６】
これにより、ディーゼルエンジンは、高ＥＧＲ量、高い吸気効率で吸気が行われる運転ができる。
【００２７】
また、サーモスタット１０のケース１１をＥＧＲ通路２６の一部としてエンジン本体１の前方を通してＥＧＲ通路２６を配管させる構造と、エンジン本体１の前方にインタークーラー２３の有るターボ過給式の水冷エンジンとが組合うことにより、ＥＧＲ通路２６の出口は、最短の経路で、インレットパイプ６の上流部分、すなわちインタークーラー２３に近い入口６ａ近くの吸気路部分に接続でき、吸気路の全長を有効に活用、すなわちインレットパイプ６および吸気マニホールド７の集合部７ａを十分に活用して、各気筒２に至るまでにＥＧＲガスと吸気とを十分に混合させることができる。これにより、エンジン本体１の各気筒２へ均一なＥＧＲガス濃度の吸気を供給できる。しかも、ＥＧＲ通路２６は、最短の経路ですむので、エンジン周辺が簡素化できる。そのうえ、ＥＧＲ通路２６は、エンジン本体１の上側を開放させるようエンジン前方に配設されるので、ロッカーカバー５、シリンダヘッド４といったエンジン上部の部品の脱着が行いやすく、エンジン本体１に対して優れた脱着作業性をもたらすことができる。
【００２８】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施しても構わない。例えば上述した実施形態では、２つのサーモスタットを収めるケースにガス路を形成したが、これに限らず、１つのサーモスタットや２以上のサーモスタットを収めるケースにガス路を形成するようにしても構わない。また例えば実施形態では、ディーゼルエンジンに適用したが、それ以外のエンジンに適用してもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載の発明によれば、ＥＧＲガスは、サーモスタットのケース内を流れるエンジンの冷却水で冷却されてから、吸気路へ導入されるようになるので、ＥＧＲガスの体積を減少することができると共にＥＧＲガスがもたらす吸気温の上昇を抑えることができ、ＥＧＲ量の増大および吸気効率を高めたエンジンのＥＧＲ運転ができる。
【００３０】
またＥＧＲ通路の出口側は、エンジン前方を通じ、最短の経路で、エンジンの排気路から反対側の吸気路へ回り込んで、インタークーラーに近い吸気路の部分に接続できるので、吸気路の全長を有効に活用して、各気筒に至るまでに、ＥＧＲガスと吸気とを十分に混合させることができ、エンジンの各気筒へ均一なＥＧＲガス濃度の吸気を供給できる。しかも、ＥＧＲ通路は、最短の経路なので、エンジン周辺が簡素化できる。そのうえ、ＥＧＲ通路は、エンジンの上側を開放させるようエンジン前方に配設されるので、ロッカーカバー、シリンダヘッドといったエンジン上部の部品の脱着が行いやすくなり、エンジンに優れた脱着作業性をもたらせることができるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るＥＧＲ装置を、同ＥＧＲ装置を搭載したエンジンとともに示す平面図。
【図２】図１中のＡ〜Ａ線から見たエンジンの上部分の正面図。
【図３】同エンジンの前部に取付けられている、ガス路をもつサーモスタットのケースの構造を説明するための図。
【符号の説明】
１…エンジン本体
１ｂ…ラジエーター
２…気筒
４…シリンダヘッド
６，７…インレットパイプ，吸気マニホールド（吸気路）
８…排気マニホールド（排気路）
１０…サーモスタット
１１…ケース
２０…ターボ過給機
２３…インタークーラー
２５…ＥＧＲ装置
２６…ＥＧＲ通路
２７…ガス路
２９，３０…ＥＧＲパイプ
３１…ＥＧＲバルブ。
【図１】
0003867464.tif 000002
【図２】
0003867464.tif 000003
【図３】
0003867464.tif 000004