JP2002339809A - 内燃機関のegrガス還流装置 - Google Patents

内燃機関のegrガス還流装置

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JP2002339809A JP2001148377A JP2001148377A JP2002339809A JP 2002339809 A JP2002339809 A JP 2002339809A JP 2001148377 A JP2001148377 A JP 2001148377A JP 2001148377 A JP2001148377 A JP 2001148377A JP 2002339809 A JP2002339809 A JP 2002339809A
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    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリンダヘッドを複雑な形状に加工すること
なく、コンパクトかつ簡素な構成でEGRガスを効果的
に冷却することができるようにする。 【解決手段】 シリンダヘッド3に設けられた吸気口2
0にインマニが接続されている。シリンダヘッド3とイ
ンマニの間にガスケット30およびプレート部材40が
配設されており、プレート部材40には、シリンダヘッ
ド3の吸気口20にEGRガスEGを還流するEGRガ
ス通路43が形成されている。このプレート部材40の
周囲に、EGRガスEGを冷却する冷却用のリブ45A
〜45Eが形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のEGR
ガス還流装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、自動車用エンジンには、混合気
の燃焼温度を低下させてNOx発生量を低減させるため
に、排気通路内の排気ガスの一部をEGRガスとして吸
気系に還流させるEGR機構(排気ガス還流機構)が設
けられている。このEGRガスは、温度が高いので、こ
れを吸気通路に導入すると、吸入エアの温度が上昇して
その密度が小さくなり、充填効率の低下によりエンジン
出力が低下するといった問題がある。
【0003】そこで、各気筒へのEGRガスの分配を均
一化することができ、かつEGRガス導入による吸入エ
アの温度上昇を有効に防止する技術として、たとえば特
開平5−180091号公報に開示された技術がある。
【0004】前記公報に開示された技術においては、シ
リンダヘッド内に形成された第1EGR供給通路は、E
GR抽出通路を介して、第1〜第4気筒の排気ポートと
連通し、各気筒から均等にEGRガスが供給されるよう
になっている。また、第1EGR供給通路は、シリンダ
ヘッドの排気側側部近傍でシリンダヘッド長手方向に伸
長するHLA用のオイル供給通路(潤滑油供給通路)に
近接してこれと平行に配置されている。ここで、オイル
供給通路内のオイルは、オイルクーラで冷却され、比較
的低温となっている。このため、第1EGR供給通路内
の高温のEGRガスが、低温のオイルによって冷却され
る。これにより、EGRガス導入による吸入エアの温度
上昇が低減され、充填効率が高められる。また、EGE
供給通路内のEGRガスが、潤滑油通路内のオイルによ
って冷却されるので、EGRガス導入による吸気温上昇
が低減され、充填効率が一層高められる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記公報に開
示された技術では、EGRガスを冷却するために、EG
Rガス供給通路をシリンダヘッド内に形成し、さらにH
LA用のオイル供給通路に近接してこれと平行に配置さ
れている。このため、シリンダへッドを複雑な形状に加
工しなければならず、非常に手間がかかるという問題が
あった。
【0006】本発明は、前記従来の問題点を解決するた
めになされたものであって、シリンダヘッドを複雑な形
状に加工することなく、コンパクトかつ簡素な構成でE
GRガスを効果的に冷却し、もってEGRガスの導入に
よる吸入エアの温度上昇を有効に防止することができる
エンジンを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決した本発
明は、シリンダヘッドと吸気マニホールドの間に配設さ
れるプレート部材に排気通路からEGRガスを還流する
排気還流通路が形成された内燃機関のEGRガス還流装
置において、前記プレート部材に前記排気還流通路を通
過するEGRガスを冷却する冷却用のリブが形成されて
いることを特徴とする内燃機関のEGRガス還流装置で
ある。
【0008】本発明においては、プレート部材にEGR
ガスが流れる還流路が形成されている。また、プレート
部材には、還流路を流れるEGRガスを冷却するための
リブが形成されている。プレート部材に冷却用のリブが
形成されていることにより、還流路を流れるEGRガス
は、プレート部材の外部と効率的に熱交換を行うことが
できる。このため、EGRガスを効果的に冷却して、吸
入エアの温度上昇を有効に防止することができる。ま
た、EGRガスを冷却するためにプレート部材にリブを
設けているのみであるので、シリンダヘッドを複雑な形
状に加工するよりもコンパクトかつ簡素な構成とするこ
とができる。しかも、リブは本体と一体成形することが
できるので、部品点数の増加を防止することもできる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照しながら、具体的に説明する。図1は、本発明
に係るEGRガス還流装置の分解斜視図である。本実施
形態に係るエンジンにおけるシリンダヘッド3の前方に
は、吸気口20が形成されている。シリンダヘッド3の
吸気口20には、図1に示すように、ガスケット30お
よびプレート部材40を介して吸気マニホールド(以下
「インマニ」という)50が接続されている。このイン
マニ50は、樹脂製のものである。また、吸気口20の
側方位置には、EGR弁60が取り付けられている。イ
ンマニ50は、内燃機関であるエンジンの本体よりも車
両の前方位置に配置されている。これらの吸気口20、
ガスケット30、プレート部材40、EGR弁60等に
よって本発明のEGRガス還流装置が構成されている。
なお、図1において、矢印Fで車両の前方を示し、矢印
Rで車両の後方を示している。また、図1では、プレー
ト部材40を断面図で示し、本発明の排気還流通路であ
るEGRガス通路43が見えるようにしてある。
【0010】吸気口20は、肉厚の吸気口本体21を備
えている。吸気口本体21の高さ方向中央部には、4つ
の貫通孔22A〜22Dが形成されている。また、貫通
孔22A〜22Dが形成されている位置のやや上方に
は、EGRガスをプレート部材40に導入するための導
入溝23が形成されている。さらに、吸気口本体21の
周囲には、ガスケット30やプレート部材40を図示し
ないボルトなどによって取り付けるための5つのボス部
24A〜24Eが形成されている。また、吸気口本体2
1の側部には、EGR弁60を取り付けるためのEGR
弁用ボス部24F,24Gが形成されている。4つの貫
通孔22A〜22Dには、それぞれ溝状のEGRガス導
入孔25A〜25Dが連通した状態で形成されている。
このため、EGRガス導入孔25A〜25Dから導入さ
れたEGRガスは、それぞれ貫通孔22A〜22Dを介
してシリンダヘッド3内の図示しない吸気ポートへと導
入される。そして、吸気口本体21の側方位置には、E
GR弁60に連結するEGRガス出口孔26およびEG
Rガス入口孔27が形成されている。EGRガス出口孔
26は、図示しない排気ポートに連結されており、排気
ポートから排出された排気ガスの一部をEGR弁60に
還流している。EGR弁60に導入されたEGRガス
は、EGR弁60を通過してEGRガス入口孔27へと
導かれ、再び吸気口20のEGRガス導入孔25A〜2
5D内に流れ込むようになっている。なお、図示しない
排気ポートから導入溝23までが、本発明の排気通路を
構成する。
【0011】ガスケット30は、ステンレス製であり、
薄肉の部材からなる本体部31を有しており、本体部3
1の高さ方向中央位置には、4つの貫通孔32A〜32
Dが形成されている。これらの4つの貫通孔32A〜3
2Dは、それぞれ4つの貫通孔22A〜22Dに連通し
ている。また、貫通孔32A〜32Dが形成されている
位置の若干上方位置であって、本体部31の長手方向中
央位置には、EGRガスをプレート部材40に導入する
ための導入口33が形成されている。導入口33は、吸
気口20に形成された導入溝23の端部に対応する位置
に形成されている。さらに、本体部31の周囲には、5
つのボス部34A〜34Eが形成されている。これらの
5つのボス部34A〜34Eは、吸気口20に形成され
たボス部24A〜24Eに対応する位置にそれぞれ形成
されている。そして、貫通孔32A〜32Dのそれぞれ
の側部近傍には、4つのEGRガス通過孔35A〜35
Dがそれぞれ独立して形成されている。
【0012】プレート部材40は、アルミ製であり、図
2(a),(b)にも示すように、プレート部材本体4
1を備えており、プレート部材本体41の中央部に4つ
の貫通孔42A〜42Dが形成されている。これらの4
つの貫通孔42A〜42Dは、それぞれガスケット30
に形成された貫通孔32A〜32Dに対応する位置に形
成されている。さらに、そのプレート部材本体41の裏
面側には、図2(b)に示すように、EGRガスを通流
させるEGRガス通路43が溝状に形成されている。E
GRガス通路43は、プレート部材本体41における中
央上部において、長手方向に延在する上方流路43A
と、この上方流路43Aと連通し、下方位置において分
岐する第1分岐路43Bおよび第2分岐路43Cによっ
て構成されている。上方流路43Aにおける長手方向中
央位置は、ガスケット30に形成された導入口33に対
応する位置に配置されている。また、第1分岐路43B
および第2分岐路43Cのそれぞれの端部は、ガスケッ
ト30に形成されたEGRガス通過孔35A〜35Dに
対応する位置に配置されている。このEGRガス通路4
3における第1分岐路43Bおよび第2分岐路43Cに
よって、各気筒の吸引ポートにEGRガスEGをほぼ均
等に分配するものである。このEGRガス通路43は、
プレート部材本体41の裏側が溝状に掘り込まれ、断面
「コ」字形状となるようにして形成されている。このた
め、ガスケット30の表面を構成する部分がEGRガス
通路43の一壁面として利用されている。
【0013】また、プレート部材本体41の周囲には、
プレート部材40をシリンダヘッド3の吸気口20に対
して、図示しないボルトによって取り付けるためのボス
部44A〜44Eが形成されている。さらに、ボス部4
4A〜44Eの間における適宜の位置には、冷却用のリ
ブ45A〜45Eが形成されている。このリブ45A〜
45Eは放熱用であり、リブ45A〜45Eを介して、
EGRガス通路43を流れるEGRガスEGの熱を放熱
している。EGRガス通路43を流れるEGRガスEG
は、プレート部材40に形成されたEGRガス通路43
に熱を奪われる。このため、プレート部材40に熱が蓄
えられるとともに、EGRガスEGは、冷却される。ま
た、プレート部材40に蓄えられた熱は、冷却用のリブ
45A〜45Eを介して外部に放熱される。このよう
に、EGRガスEGの温度を低下させることができるの
で、樹脂製のインマニ50の耐久性を向上させることが
できる。また、このEGRガス通路43は、すべてプレ
ート部材40に形成されているので、エンジンのシリン
ダヘッドを複雑な形状に加工する必要はなくなる。リブ
45A〜45Eは、たとえばダイキャスト製法によりプ
レート部材本体41に対して一体的に形成されている。
リブ45A〜45Eは、プレート部材本体41の厚さ方
向ほぼ中央に立設されており、周囲の風などを受けて、
プレート部材本体41を介してEGRガス通路43を流
れるEGRガスを冷却することができる。
【0014】インマニ50は、図4に示すように、4つ
の吸気管51A〜51Dを備えており、それぞれプレー
ト部材40に形成された貫通孔42A〜42Dに対応し
て取り付けられている。
【0015】EGR弁60は、吸気口20に形成された
EGRガス出口孔26およびEGRガス入口孔27と連
通する図示しないEGR流路が形成されており、吸気口
20におけるEGRガス出口孔26から排出されたEG
RガスがEGRガス通路を通過してEGRガス入口孔2
7に到達する。また、EGR弁60は、図示しない制御
装置によって開度を調整される図示しない弁体をその内
部に備えている。制御装置によって弁体の開度を調整す
ることによって、EGRガスの還流量を調整している。
【0016】以上の構成を有するEGRガス還流装置を
備える内燃機関の作用について説明する。まず、EGR
ガスの流れについて、図3〜図5を参照して説明する。
シリンダヘッド3に形成されたEGRガス出口孔26か
ら排出されたEGRガスEGは、EGR弁60に導入さ
れ、EGR弁60を通過した後、EGRガス入口孔27
を介して再びシリンダヘッド3内に導入される。このと
き、EGRガスEGの流量は、EGR弁60における弁
体の開度によって適宜調整される。EGRガス入口孔2
7から導入されたEGRガスEGは、図4に示すよう
に、シリンダヘッド3の吸気口20に形成された導入溝
23を通過してガスケット30の導入口33に導かれ
る。
【0017】導入口33に導かれたEGRガスEGは、
そのまま導入口33を通過して、プレート部材40に形
成されたEGRガス通路43のうちの上方流路43Aに
流入する。上方流路43Aに流入したEGRガスEG
は、左右にほぼ均等に振り分けられ、それぞれ第1分岐
路43Bおよび第2分岐路43Cへと流れ込む。第1分
岐路43Bに流れたEGRガスEGは、ガスケット30
に形成されたEGRガス通過孔35A,35Bを通過し
て吸気口20に形成されたEGRガス導入孔25A,2
5Bから吸気口20内に導入される。同様に、第2分岐
路43Cに流れたEGRガスEGは、ガスケット30に
形成されたEGRガス通過孔35C,35Dを通過して
吸気口20に形成されたEGRガス導入孔25C,25
Dから吸気口20内に導入される。
【0018】また、インマニ50を介して導入される吸
入エアIG(白抜き矢印参照)は、吸気管51A〜51
Dを介してプレート部材40の貫通孔42A〜42Dに
それぞれ導入される。プレート部材40の貫通孔42A
〜42Dに導入された吸入エアIGは、ガスケット30
の貫通孔32A〜32Dを介して吸気口20における貫
通孔22A〜22Dに導入される。このようにして、吸
入エアIGがインマニ50から吸気口20を介してシリ
ンダヘッド3の内部に形成された吸気ポートに導入され
る。
【0019】ここで、本実施形態においては、プレート
部材40に冷却用のリブ45A〜45Eが形成されてい
る。この冷却用のリブ45A〜45Eが形成されている
ことにより、EGRガス通路43を流れるEGRガスE
Gの熱を放熱している。こうして、プレート部材40と
外気との間で好適に熱交換が行われる。プレート部材4
0のリブ45A〜45Eを介してEGRガス通路43を
流れるEGRガスEGの熱が放熱されるので、プレート
部材40に導入され、EGRガス通路43を流れるEG
RガスEGは好適に冷却されてその温度を低下させるこ
とができる。特に、本実施形態においては、インマニ5
0がエンジンよりも車両の前方位置に配置されているこ
とから、車両の走行風がプレート部材40に形成された
冷却用のリブ45A〜45Eに直接当たるようになって
いる。このようにリブ45A〜45Eに走行風が直接当
たることにより、走行風が冷却風となって、さらに好適
にプレート部材40を冷却することができる。したがっ
て、プレート部材40に形成されたEGRガス通路43
を流れるEGRガスEGは、さらに好適に冷却されるこ
とになる。
【0020】このように、本実施形態においては、プレ
ート部材40に冷却用のリブ45A〜45Eを設けると
いう簡素な構成のみによってEGRガスEGを好適に冷
却することができる。したがって、EGRガスを冷却す
るために、シリンダヘッドを複雑な形状に加工する必要
はない。しかも、リブ45A〜45Eの存在によって好
適に冷却されるプレート部材40を吸入エアIGが通過
するので、吸入エアIG自体を冷却することができると
いう効果も奏するものである。
【0021】以上、本発明の好適な実施形態について説
明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものでは
ない。たとえば、前記実施形態において、プレート部材
40に形成したリブ45Aは、図6(c)に示すよう
に、プレート部材40の厚さ方向ほぼ中央位置に形成し
ているが、たとえば、図6(b)に示すリブ45Aの位
置を前方にずらし、図6(d)に示すように、プレート
部材40の厚さ方向後方位置にリブ45Fを設ける態様
としてもよい。あるいは、図6(e)に示すように、プ
レート部材40の厚さ方向前方にリブ45Gを設ける態
様としてもよい。さらには、図示はしないが、前後に重
ねてリブを設ける態様とすることもできるし、各リブの
高さを変えることもできる。もちろん、他のリブ45B
〜45Eも同様の変形例とすることができる。なお、図
6(c)〜(e)は、図6(a)のX−X線断面図であ
る。
【0022】また、図7(a)に示すように、プレート
部材80の周囲に、波型のリブ81を形成することもで
きる。この場合、図7(b)に示すように、プレート部
材80の厚さ方向一杯に延在するようにリブ81Aを形
成してもよいし、図7(c)に示すように、プレート部
材80の厚さ方向中央位置に薄い波型のリブ81Bとし
て形成してもよい。この場合ももちろん、リブは、プレ
ート部材80の厚さ方向後方または前方位置に形成する
こともできるし、前後方向に複数並べて形成することも
できる。
【0023】さらに、図8(a),(b)に示すプレー
ト部材90のように、EGRガス通路91などのEGR
ガスが流れる部分にリブ92A,92Bを形成すること
もできる。この態様では、EGRガス通路91の長さ方
向に沿って2枚の受熱用のリブ92A,92Bがそれぞ
れ平行に並んで延在している。このようなリブ92A,
92Bを形成することにより、EGRガスとプレート部
材90と接触面積を広くして、その受熱量を増加させる
ことができるので、EGRガスの冷却効率を高めること
ができる。このとき、たとえば、放熱のためのリブ45
A〜45Eは、設けない態様とすることもできる。
【0024】なお、前記実施形態では、インマニ50と
して、軽量化や生産性向上の観点から樹脂製のものを用
いている。EGRガス通路から排出されるEGRガスは
高温であることから、樹脂製インマニを用いる場合に
は、特にEGRガスのよる熱的影響に対する充分な対策
を施す必要があるものである。また、たとえばアルミ製
のインマニを用いる場合には、たとえば図9(a)に示
すように、ガスケット70には、EGRガス通過孔35
A〜35Dに相当するEGRガスの通過部を形成するこ
となく、プレート部材71から吸気管51A〜51Dに
対して直接EGRガスを導入するために、プレート部材
71にそれぞれEGR導入口71A〜71Dを形成する
態様とすることができる。また、図9(b)に示すよう
に、プレート部材71における吸気管51A〜51Dの
挿入部の後端部に切欠きを形成し、これらの切欠きとガ
スケット70との間でEGR導入口72A〜72Dを形
成する態様とすることもできる。こうして、吸入エアI
Gが吸気口20から導入される前に、EGRガスEGを
導入することもできる。もちろん、図9(a),(b)
に示す形態とした場合であっても、樹脂製のインマニを
用いることもできる。
【0025】さらに、前記実施形態では、ガスケット3
0としてプレート部材40よりも小さなものを用いてい
るが、ガスケットとしてプレート部材よりも大きなもの
を用いることもできる。この場合、ガスケット自体で走
行風を受けることができるので、さらに好適にEGRガ
スを冷却することができる。
【0026】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、EGR
ガスを冷却するためにプレート部材にリブを設けている
のみで、シリンダヘッドを複雑な形状に加工するよりも
コンパクトかつ簡素な構成でEGRガスを効果的に冷却
し、吸入エアの温度上昇を有効に防止することができ
る。また、部品点数の増加を防ぐこともできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るEGRガス還流装置の分解斜視図
である。
【図2】(a)は、プレート部材を前方から見た斜視
図、(b)は、プレート部材を後方から見た斜視図であ
る。
【図3】EGRガスの流れの全体を説明するための説明
図である。
【図4】(a)は、EGRガスをプレート部材に導入す
るまでの流れを説明するための平断面図、(b)は、プ
レート部材から吸気口にEGRガスを導入するまでの流
れを示す平断面図である。
【図5】EGRガスの流れを説明するための分解側面図
である。
【図6】プレート部材に形成するリブの変形例を示すた
めの図であり、(a)は正面図、(b)は要部斜視図、
(c)は第1の例のリブの位置を示すX−X線断面図、
(b)は第2の例のリブの位置を示すX−X線断面図、
(e)は第3の例のリブの位置を示すX−X線断面図で
ある。
【図7】プレート部材の他の例を示す図であり、(a)
はその全体を示す正面図、(b)はその要部拡大斜視
図、(c)は他の例の要部拡大斜視図である。
【図8】プレート部材のEGRガス通路に受熱用のリブ
を設けた例であり、(a)は正面図、(b)は要部側断
面図である。
【図9】(a)はEGRガスを導入する例の他の例を示
す平断面図であり、(b)はさらに他の例を示す平断面
図である。
【符号の説明】
3 シリンダヘッド 20 吸気口 21 吸気口本体 22A〜22D 貫通孔 23 導入溝 25A〜25D EGRガス導入孔 26 EGRガス出口孔 27 EGRガス入口孔 30 ガスケット 31 本体部 32A〜32D 貫通孔 33 導入口 35A〜35D EGRガス通過孔 40 プレート部材 41 プレート部材本体 42A〜42D 貫通孔 43 EGRガス通路 43A 上方流路 43B 第1分岐路 43C 第2分岐路 45A〜45G リブ(放熱用) 50 インマニ(吸気マニホールド) 51A〜51D 吸気管 60 EGR弁 EG EGRガス IG 吸入エア
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 新三 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 Fターム(参考) 3G024 AA07 AA09 BA05 BA25 FA14 3G062 AA03 ED05 ED08 ED11 ED15

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリンダヘッドと吸気マニホールドの間
    に配設されるプレート部材に排気通路からEGRガスを
    還流する排気還流通路が形成された内燃機関のEGRガ
    ス還流装置において、 前記プレート部材に前記排気還流通路を通過するEGR
    ガスを冷却する冷却用のリブが形成されていることを特
    徴とする内燃機関のEGRガス還流装置。
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