JP2014134177A - Cylinder head - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cylinder head capable of reducing a pressure drop which arises when EGR gas passes through an EGR passage provided within the cylinder head.SOLUTION: An inflow part 43IN for an EGR gas into an EGR passage 43 is shifted in a second direction with respect to an outflow part 43OUT for the EGR gas from the EGR passage 43. In a central section 433 of the EGR passage 43, a cross section area of an outflow region 47 nearer to the outflow part in the second direction is wider than a cross section area of an inflow region 46 nearer to the inflow part in the second direction.

Description

本発明は、EGRガスが通過するEGR通路が内部に設けられているシリンダヘッドに関する。   The present invention relates to a cylinder head in which an EGR passage through which EGR gas passes is provided.

エンジンの燃焼室から排出された排気の一部をEGRガスとして吸気通路に還流させる排気還流装置として、例えば特許文献1〜3に記載されるように、シリンダヘッド内に設けられているEGR通路を通じてEGRガスを還流させる装置が知られている。なお、EGRとは、「Exhaust Gas Recirculation」の略記である。こうした装置にあっては、冷却水が循環するウォータージャケットがシリンダヘッド内に設けられているため、シリンダヘッド内のEGR通路を通過する際にEGRガスが冷却されるようになっている。   As an exhaust gas recirculation device that recirculates a part of the exhaust discharged from the combustion chamber of the engine to the intake passage as EGR gas, for example, as described in Patent Documents 1 to 3, through an EGR passage provided in the cylinder head An apparatus for refluxing EGR gas is known. EGR is an abbreviation for “Exhaust Gas Recirculation”. In such an apparatus, since a water jacket through which cooling water circulates is provided in the cylinder head, the EGR gas is cooled when passing through the EGR passage in the cylinder head.

特開2004−278342号公報JP 2004-278342 A 特開2011−252441号公報JP 2011-252441 A 特開2011−111938号公報JP 2011-1111938 A

ところで、排気還流装置にあっては、EGRガスを効率良く吸気通路に還流させることが望まされている。そのため、EGR通路が内部に設けられているシリンダヘッドでは、EGRガスを冷却させるだけではなく、同EGR通路をEGRガスが通過する際における圧力損失の低減が希求されている。   By the way, in the exhaust gas recirculation device, it is desired to efficiently recirculate the EGR gas to the intake passage. Therefore, in a cylinder head in which an EGR passage is provided, there is a demand for not only cooling the EGR gas but also reducing pressure loss when the EGR gas passes through the EGR passage.

本発明の目的は、内部に設けられたEGR通路をEGRガスが通過する際に生じる圧力損失を低減させることができるシリンダヘッドを提供することにある。   The objective of this invention is providing the cylinder head which can reduce the pressure loss which arises when EGR gas passes through the EGR channel | path provided in the inside.

上記課題を解決するシリンダヘッドは、EGR通路とウォータージャケットとが内部に設けられてなるシリンダヘッドを前提としている。このシリンダヘッドでは、EGR通路の一端にはEGRガスの流入部が設けられ、同EGR通路の他端にはEGRガスの流出部が設けられ、流入部及び流出部はEGR通路の延伸方向と直交する規定方向で互いにずれている。そして、このシリンダヘッドでは、EGR通路の規定方向における流出部側の領域を流出部領域とし、EGR通路の規定方向における流入部側の領域を流入部領域としたとき、流出部領域の通路断面積を流入部領域の通路断面積よりも広くした。   The cylinder head that solves the above problems is premised on a cylinder head in which an EGR passage and a water jacket are provided. In this cylinder head, an EGR gas inflow portion is provided at one end of the EGR passage, an EGR gas outflow portion is provided at the other end of the EGR passage, and the inflow portion and the outflow portion are orthogonal to the extending direction of the EGR passage. Are displaced from each other in the specified direction. In this cylinder head, when the region on the outflow portion side in the prescribed direction of the EGR passage is the outflow portion region, and the region on the inflow portion side in the prescribed direction of the EGR passage is the inflow portion region, the passage sectional area of the outflow portion region Is made wider than the cross-sectional area of the inflow region.

上記構成によれば、流入部を通じてEGR通路内に流入したEGRガスは、通路断面積の狭い流入部領域から通路断面積の広い流出部領域に流れやすくなる。すなわち、EGR通路内では、流入部から流出部へのEGRガスの流れが形成されやすくなる。そのため、流入部を通じてEGR通路内に流入したEGRガスを、流出部からEGR通路外に円滑に流出させ、EGR通路をEGRガスが通過する際における圧力損失を低減させることができるようになる。   According to the above configuration, the EGR gas that has flowed into the EGR passage through the inflow portion easily flows from the inflow portion region having a small passage cross-sectional area to the outflow portion region having a large passage cross-sectional area. That is, the flow of EGR gas from the inflow portion to the outflow portion is easily formed in the EGR passage. Therefore, the EGR gas that has flowed into the EGR passage through the inflow portion can smoothly flow out of the EGR passage from the outflow portion, and pressure loss when the EGR gas passes through the EGR passage can be reduced.

なお、上記のシリンダヘッドにおいては、流出部領域の通路断面積を、EGR通路の延伸方向において流出部に近づくに連れて広くすることが好ましい。この構成によれば、流出部に近づくに連れて次第に流出部領域の通路断面積が広くなるため、流入部からEGR通路内に流入したEGRガスは、徐々に流入部領域から流出部領域へと流れやすくなる。したがって、流入部を通じたEGR通路への流入直後はEGRガスをEGR通路全体に行き渡らせてウォータージャケットを流れる冷却水との熱交換を促進させる一方で、徐々に流出部に向かう流れを形成することができ、EGR通路をEGRガスが通過する際における圧力損失を低減させるとともに、EGRガスの冷却効率を向上させることができるようになる。   In the above-described cylinder head, it is preferable that the passage cross-sectional area of the outflow portion region is widened as it approaches the outflow portion in the extending direction of the EGR passage. According to this configuration, the passage cross-sectional area of the outflow portion region gradually increases as it approaches the outflow portion, so that the EGR gas that has flowed into the EGR passage from the inflow portion gradually moves from the inflow portion region to the outflow portion region. It becomes easy to flow. Therefore, immediately after inflow to the EGR passage through the inflow portion, the EGR gas is spread over the entire EGR passage to promote heat exchange with the cooling water flowing through the water jacket, while gradually forming a flow toward the outflow portion. Thus, the pressure loss when the EGR gas passes through the EGR passage can be reduced, and the cooling efficiency of the EGR gas can be improved.

また、上記のシリンダヘッドにおいては、流入部領域の通路断面積を、EGR通路の延伸方向において流出部に近づくに連れて狭くしてもよい。この構成によれば、流出部に近づくに連れて次第に流入部領域の通路断面積が狭くなる。そのため、この構成を採用しても、流入部からEGR通路内に流入したEGRガスは徐々に流入部領域から流出部領域へと流れやすくなる。したがって、流入部を通じたEGR通路への流入直後はEGRガスをEGR通路全体に行き渡らせてウォータージャケットを流れる冷却水との熱交換を促進させる一方で、徐々に流出部に向かう流れを形成することができ、EGR通路をEGRガスが通過する際における圧力損失を低減させるとともに、EGRガスの冷却効率を向上させることができるようになる。   In the above cylinder head, the passage cross-sectional area of the inflow portion region may be narrowed as it approaches the outflow portion in the extending direction of the EGR passage. According to this configuration, the passage cross-sectional area of the inflow portion region gradually becomes narrower as it approaches the outflow portion. Therefore, even if this configuration is adopted, the EGR gas that has flowed into the EGR passage from the inflow portion gradually flows from the inflow portion region to the outflow portion region. Therefore, immediately after inflow to the EGR passage through the inflow portion, the EGR gas is spread over the entire EGR passage to promote heat exchange with the cooling water flowing through the water jacket, while gradually forming a flow toward the outflow portion. Thus, the pressure loss when the EGR gas passes through the EGR passage can be reduced, and the cooling efficiency of the EGR gas can be improved.

ところで、シリンダヘッド内のEGR通路では、シリンダヘッドに設けられたウォータージャケット内を流れる冷却水による冷却効果によって凝縮水が発生することがある。そこで、上記のシリンダヘッドにあっては、流入部と流出部とを鉛直方向上下にずらした位置に設け、流出部を流入部よりも鉛直方向上側に配置するようにしてもよい。そして、流入部領域よりも鉛直方向上側に位置する流出部領域の通路断面積を流入部領域の通路断面積よりも広くすることが好ましい。こうした構成を採用すると、EGR通路内で発生した凝縮水が上方に位置する流出部からは排出されにくくなる一方、下方に位置する流入部を介してEGR通路外に排出されやすくなる。そのため、EGRガスとともに凝縮水が燃焼室に導入されることを抑制するとともに、凝縮水を流入部側から排出し、EGR通路内に凝縮水が滞留することによる内壁の腐食を抑制することができるようになる。   By the way, in the EGR passage in the cylinder head, condensed water may be generated due to the cooling effect by the cooling water flowing in the water jacket provided in the cylinder head. Therefore, in the above-described cylinder head, the inflow portion and the outflow portion may be provided at a position shifted vertically in the vertical direction, and the outflow portion may be disposed above the inflow portion in the vertical direction. And it is preferable to make the passage cross-sectional area of the outflow part area | region located in the perpendicular direction upper side rather than the inflow part area | region larger than the cross-sectional area of the inflow part area | region. When such a configuration is adopted, the condensed water generated in the EGR passage is difficult to be discharged from the outflow portion positioned above, but is easily discharged out of the EGR passage through the inflow portion positioned below. Therefore, it is possible to prevent the condensed water from being introduced into the combustion chamber together with the EGR gas, discharge the condensed water from the inflow portion side, and suppress the corrosion of the inner wall due to the condensed water remaining in the EGR passage. It becomes like this.

また、上記のシリンダヘッドにおいては、ウォータージャケットの少なくとも一部をEGR通路よりも鉛直方向上側に設けることが好ましい。この場合、EGR通路内を流れるEGRガスが流入部領域よりもウォータージャケットに近い流出部領域に集まるようになるため、EGR通路でのEGRガスの冷却効率を向上させることができるようになる。   In the cylinder head, it is preferable that at least a part of the water jacket is provided on the upper side in the vertical direction with respect to the EGR passage. In this case, since the EGR gas flowing in the EGR passage is collected in the outflow region closer to the water jacket than in the inflow region, the cooling efficiency of the EGR gas in the EGR passage can be improved.

第1の実施形態のシリンダヘッドを備える内燃機関の一部を模式的に示す側面図。The side view which shows typically a part of internal combustion engine provided with the cylinder head of 1st Embodiment. 第1の実施形態のシリンダヘッド内に設けられているEGR通路を模式的に示す一部断面図。The partial cross section figure which shows typically the EGR channel | path provided in the cylinder head of 1st Embodiment. 図2における3−3線で切断した場合のEGR通路の断面形状を示す模式図。The schematic diagram which shows the cross-sectional shape of an EGR channel | path at the time of cut | disconnecting by the 3-3 line in FIG. 第1の実施形態のシリンダヘッドに設けられているEGR通路内をEGRガスが流れる様子を模式的に示す作用図。FIG. 5 is an operation diagram schematically showing how EGR gas flows in an EGR passage provided in the cylinder head of the first embodiment. 第2の実施形態のシリンダヘッドに設けられているEGR通路内をEGRガスが流れる様子を示す作用図。The action figure which shows a mode that EGR gas flows through the inside of the EGR channel | path provided in the cylinder head of 2nd Embodiment. (a)は図5における6a−6a線で切断した場合のEGR通路の断面形状を示す模式図、(b)は図5における6b−6b線で切断した場合のEGR通路の断面形状を示す模式図、(c)は図5における6c−6c線で切断した場合のEGR通路の断面形状を示す模式図。(A) is a schematic diagram showing a cross-sectional shape of the EGR passage when cut along line 6a-6a in FIG. 5, (b) is a schematic diagram showing a cross-sectional shape of the EGR passage when cut along line 6b-6b in FIG. The figure, (c) is a schematic diagram which shows the cross-sectional shape of the EGR passage at the time of cut | disconnecting by the 6c-6c line | wire in FIG. 別の実施形態のシリンダヘッドに設けられているEGR通路の断面形状を示す模式図。The schematic diagram which shows the cross-sectional shape of the EGR channel | path provided in the cylinder head of another embodiment. (a)〜(c)は、別の実施形態のシリンダヘッドに設けられているEGR通路の通路断面積が次第に変化する様子を示す模式図。(A)-(c) is a schematic diagram which shows a mode that the passage cross-sectional area of the EGR passage provided in the cylinder head of another embodiment changes gradually.

(第1の実施形態)
以下、内部にEGR通路が設けられたシリンダヘッドを具体化した第1の実施形態を図1〜図4に従って説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment in which a cylinder head having an EGR passage provided therein is embodied will be described with reference to FIGS.

図1に示すように、内燃機関11はエンジンルーム内で傾斜した状態で配置されており、燃焼室12に吸入空気を供給する吸気系20は、燃焼室12で発生した排気を排出する排気系30よりも上方に位置している。そして、シリンダブロック13の上部に組み付けられているシリンダヘッド14には吸気系20を構成する吸気管21が接続されており、この吸気管21を流れる吸入空気はシリンダヘッド14に設けられている吸気ポート22を通じて燃焼室12に導入される。また、シリンダヘッド14には、排気系30を構成する排気管31が接続されており、この排気管31にはシリンダヘッド14に設けられている排気ポート32を通じて燃焼室12で発生した排気が排出される。   As shown in FIG. 1, the internal combustion engine 11 is disposed in an inclined state in the engine room, and an intake system 20 that supplies intake air to the combustion chamber 12 is an exhaust system that discharges exhaust generated in the combustion chamber 12. It is located above 30. An intake pipe 21 constituting an intake system 20 is connected to the cylinder head 14 assembled on the upper portion of the cylinder block 13, and intake air flowing through the intake pipe 21 is intake air provided in the cylinder head 14. It is introduced into the combustion chamber 12 through the port 22. In addition, an exhaust pipe 31 constituting an exhaust system 30 is connected to the cylinder head 14, and exhaust gas generated in the combustion chamber 12 is exhausted to the exhaust pipe 31 through an exhaust port 32 provided in the cylinder head 14. Is done.

本実施形態の内燃機関11は、排気管31を流れる排気の一部をEGRガスとして吸気管21に還流させる排気還流装置40を備えている。なお、EGRは、「Exhaust Gas Recirculation」の略記である。   The internal combustion engine 11 of the present embodiment includes an exhaust gas recirculation device 40 that recirculates a part of the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 31 to the intake pipe 21 as EGR gas. EGR is an abbreviation for “Exhaust Gas Recirculation”.

排気還流装置40を構成する還流通路41は、排気管31に接続される上流側還流管42と、シリンダヘッド14内に設けられているEGR通路43と、吸気管21に接続される下流側還流管44とを備えている。上流側還流管42の上流端は排気管31に接続され、上流側還流管42の下流端はシリンダヘッド14に接続されている。また、下流側還流管44の上流端はシリンダヘッド14に接続され、下流側還流管44の下流端は吸気管21に接続されている。そして、排気管31から上流側還流管42に流入した排気は、EGRガスとしてEGR通路43及び下流側還流管44を通じて吸気管21内に流入する。   A reflux passage 41 constituting the exhaust gas recirculation device 40 includes an upstream reflux pipe 42 connected to the exhaust pipe 31, an EGR passage 43 provided in the cylinder head 14, and a downstream reflux connected to the intake pipe 21. A tube 44. The upstream end of the upstream reflux pipe 42 is connected to the exhaust pipe 31, and the downstream end of the upstream reflux pipe 42 is connected to the cylinder head 14. The upstream end of the downstream reflux pipe 44 is connected to the cylinder head 14, and the downstream end of the downstream reflux pipe 44 is connected to the intake pipe 21. Then, the exhaust gas flowing into the upstream reflux pipe 42 from the exhaust pipe 31 flows into the intake pipe 21 through the EGR passage 43 and the downstream reflux pipe 44 as EGR gas.

なお、シリンダヘッド14内には、冷却水が流れるウォータージャケット15が設けられており、このウォータージャケット15は、EGR通路43を挟んでシリンダブロック13の反対側、すなわちEGR通路43よりも鉛直方向上側に位置している。そして、還流通路41を流れるEGRガスは、EGR通路43を通過する際にウォータージャケット15を流れる冷却水の冷却効果によって冷却される。   A water jacket 15 through which cooling water flows is provided in the cylinder head 14, and the water jacket 15 is on the opposite side of the cylinder block 13 across the EGR passage 43, that is, above the EGR passage 43 in the vertical direction. Is located. The EGR gas flowing through the reflux passage 41 is cooled by the cooling effect of the cooling water flowing through the water jacket 15 when passing through the EGR passage 43.

次に、図1〜図3を参照して、EGR通路43について詳述する。なお、本実施形態では、EGR通路43の延伸方向を「第1の方向」といい、この第1の方向と直交する方向であって且つ図示しないピストンの往復動する方向を「第2の方向」といい、第1の方向及び第2の方向に直交する方向、すなわち各気筒の配列方向を「第3の方向」というものとする。   Next, the EGR passage 43 will be described in detail with reference to FIGS. In the present embodiment, the extending direction of the EGR passage 43 is referred to as a “first direction”, and the direction that is orthogonal to the first direction and in which a piston (not shown) reciprocates is referred to as a “second direction”. The direction orthogonal to the first direction and the second direction, that is, the arrangement direction of each cylinder is referred to as a “third direction”.

図1及び図2に示すように、EGR通路43は、内燃機関11がエンジンルーム内に設置された状態では上流端から上斜め上方に延伸している。そのため、EGR通路43にあっては、下流端が上流端よりも鉛直方向上側に位置している。そして、EGR通路43の上流端には上流側還流管42が接続される流入部43INが設けられ、EGR通路43の下流端には下流側還流管44が接続される流出部43OUTが設けられている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the EGR passage 43 extends obliquely upward and upward from the upstream end when the internal combustion engine 11 is installed in the engine room. Therefore, in the EGR passage 43, the downstream end is positioned above the upstream end in the vertical direction. The upstream end of the EGR passage 43 is provided with an inflow portion 43IN to which the upstream side reflux pipe 42 is connected, and the downstream end of the EGR passage 43 is provided with an outflow portion 43OUT to which the downstream side reflux pipe 44 is connected. Yes.

ここで、図2においてEGR通路43の第2の方向における中心を通過する線を「中心線S」とする。この場合、流入部43INは、中心線Sよりもウォータージャケット15から離れた位置であって且つ流出部43OUTよりも鉛直方向下側となる位置に配置されている。その一方で、流入部43INは、中心線Sよりもウォータージャケット15に近い位置であって且つ流入部43INよりも鉛直方向上側となる位置に配置されている。したがって、本実施形態では、第2の方向が「規定方向」に相当する。   Here, the line passing through the center of the EGR passage 43 in the second direction in FIG. In this case, the inflow portion 43IN is disposed at a position farther from the water jacket 15 than the center line S and at a lower position in the vertical direction than the outflow portion 43OUT. On the other hand, the inflow portion 43IN is disposed at a position closer to the water jacket 15 than the center line S and on the upper side in the vertical direction from the inflow portion 43IN. Therefore, in the present embodiment, the second direction corresponds to the “specified direction”.

こうしたEGR通路43は、流入部43INから離れるに連れて次第に第2の方向におけるウォータージャケット15側に通路断面積が広がる拡大部431と、流出部43OUTに近づくに連れて次第に通路断面積が狭くなる縮小部432とを有している。なお、EGR通路43における拡大部431と縮小部432との間の部分を、中央部433というものとする。   The EGR passage 43 has an enlarged portion 431 in which the passage cross-sectional area gradually increases toward the water jacket 15 in the second direction as it moves away from the inflow portion 43IN, and the passage cross-sectional area gradually decreases as it approaches the outflow portion 43OUT. A reduction unit 432. A portion between the enlarged portion 431 and the reduced portion 432 in the EGR passage 43 is referred to as a central portion 433.

図3に示すように、中央部433内には、複数の区画壁451が第3の方向に並ぶようにして設けられている。これにより、中央部433には、第3の方向に並ぶ複数の区画通路45が形成されている。   As shown in FIG. 3, a plurality of partition walls 451 are provided in the central portion 433 so as to be arranged in the third direction. Thereby, a plurality of partition passages 45 arranged in the third direction are formed in the central portion 433.

こうした区画通路45の第2の方向における中心(図3にて一点鎖線で示す。)よりも流入部側(図3では下側)を流入部領域46とし、第2の方向における中心よりも流出部側(図3では上側)を流出部領域47とする。この場合、流出部領域47の通路断面積が、流入部領域46の通路断面積よりも広くなっている。本実施形態では、区画通路45の幅(すなわち、第3の方向における長さ)は、第2の方向においてウォータージャケット15に向かうに連れて次第に広くなっている。   The inflow part side (lower side in FIG. 3) is the inflow part region 46 from the center in the second direction of the partition passage 45 (indicated by a one-dot chain line in FIG. 3), and the outflow from the center in the second direction. The part side (upper side in FIG. 3) is defined as an outflow part region 47. In this case, the passage cross-sectional area of the outflow region 47 is wider than the passage cross-sectional area of the inflow region 46. In the present embodiment, the width of the partition passage 45 (that is, the length in the third direction) gradually becomes wider toward the water jacket 15 in the second direction.

次に、図4を参照して、EGRガスがEGR通路43を流れる際の作用について説明する。
図4に示すように、流入部43INを通じてEGR通路43に流入したEGRガスは、拡大部431を通過した後、中央部433の各区画通路45内を流れることとなる。このとき、流出部領域47の通路断面積が流入部領域46の通路断面積よりも広いため、区画通路45内においては、EGRガスが流入部領域46よりも流出部領域47に流れやすい。すなわち、区画通路45内に流入したEGRガスは、図4にて矢印で示すように、比較的早期に流出部領域47内を流出部43OUTに向けて流れるようになる。
Next, with reference to FIG. 4, an operation when EGR gas flows through the EGR passage 43 will be described.
As shown in FIG. 4, the EGR gas that has flowed into the EGR passage 43 through the inflow portion 43 </ b> IN flows through the partition passages 45 in the central portion 433 after passing through the enlarged portion 431. At this time, the passage cross-sectional area of the outflow region 47 is larger than the cross-sectional area of the inflow region 46, so that EGR gas flows more easily in the outflow region 47 than in the inflow region 46 in the partition passage 45. That is, the EGR gas that has flowed into the partition passage 45 flows in the outflow portion region 47 toward the outflow portion 43OUT relatively early as indicated by an arrow in FIG.

以上説明した構成や作用により、本実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
(1)流入部43INを通じてEGR通路43内に流入したEGRガスは、流入部領域46よりも通路断面積の広い流出部領域47に流れやすくなる。すなわち、EGR通路43内では、流入部43INから流出部43OUTへのEGRガスの流れが形成されやすくなる。そのため、流入部43INを通じてEGR通路43内に流入したEGRガスを、流出部43OUTからEGR通路43外に円滑に流出させ、EGR通路43をEGRガスが通過する際における圧力損失を低減させることができるようになる。
With the configuration and operation described above, in the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) EGR gas that has flowed into the EGR passage 43 through the inflow portion 43IN is likely to flow into the outflow portion region 47 having a larger passage cross-sectional area than the inflow portion region 46. That is, in the EGR passage 43, an EGR gas flow from the inflow portion 43IN to the outflow portion 43OUT is easily formed. Therefore, the EGR gas that has flowed into the EGR passage 43 through the inflow portion 43IN can smoothly flow out of the EGR passage 43 from the outflow portion 43OUT, and the pressure loss when the EGR gas passes through the EGR passage 43 can be reduced. It becomes like this.

(2)本実施形態では、流出部43OUTが流入部43INよりも鉛直方向上側に位置するようにEGR通路43が構成されているため、EGR通路43内で発生した凝縮水が上方に位置する流出部43OUTからは排出されにくくなる一方、下方に位置する流入部43INを介してEGR通路43外に排出されやすくなる。そのため、EGRガスとともに凝縮水が燃焼室12に導入されることを抑制するとともに、凝縮水を流入部43INから排出し、EGR通路43内に凝縮水が滞留することによる内壁の腐食を抑制することができるようになる。   (2) In the present embodiment, since the EGR passage 43 is configured such that the outflow portion 43OUT is positioned above the inflow portion 43IN in the vertical direction, the condensed water generated in the EGR passage 43 is located above. While being difficult to be discharged from the portion 43OUT, it is likely to be discharged out of the EGR passage 43 via the inflow portion 43IN positioned below. Therefore, the condensate is prevented from being introduced into the combustion chamber 12 together with the EGR gas, and the condensate is discharged from the inflow portion 43IN, and the inner wall is prevented from corroding due to the condensate remaining in the EGR passage 43. Will be able to.

(3)また、EGR通路43の中央部433においては、流出部領域47の通路断面積のほうが流入部領域46の通路断面積よりも広い。すなわち、中央部433では、ウォータージャケット15に近い流出部領域47におけるEGRガスの流量が、ウォータージャケット15から離れている流入部領域46におけるEGRガスの流量よりも多くなる。そのため、流入部領域46の通路断面積が流出部領域47と同等である場合と比較して、EGR通路43でのEGRガスの冷却効率を向上させることができるようになる。   (3) Further, in the central portion 433 of the EGR passage 43, the passage sectional area of the outflow region 47 is wider than the passage sectional area of the inflow region 46. That is, in the central portion 433, the flow rate of EGR gas in the outflow region 47 close to the water jacket 15 is larger than the flow rate of EGR gas in the inflow region 46 away from the water jacket 15. Therefore, the cooling efficiency of the EGR gas in the EGR passage 43 can be improved as compared with the case where the passage sectional area of the inflow portion region 46 is equal to that of the outflow portion region 47.

(第2の実施形態)
次に、シリンダヘッド14に設けられるEGR通路の第2の実施形態を図5及び図6に従って説明する。なお、第2の実施形態は、EGR通路の中央部の形状が第1の実施形態と異なっている。したがって、以下の説明においては、第1の実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第1の実施形態と同一の部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the EGR passage provided in the cylinder head 14 will be described with reference to FIGS. The second embodiment is different from the first embodiment in the shape of the central portion of the EGR passage. Therefore, in the following description, parts different from those of the first embodiment will be mainly described, and the same member configuration as that of the first embodiment will be denoted by the same reference numerals and redundant description will be omitted. To do.

図5に示すように、EGR通路43Aは、内燃機関11がエンジンルーム内に設置された状態では上流端から上斜め上方に延伸している。こうしたEGR通路43Aは、上記第1の実施形態と同様に、流入部43IN、拡大部431、中央部433A、縮小部432、流出部43OUTを有している。なお、流入部43INは中心線Sよりもウォータージャケット15から離れた位置に設けられるとともに、流出部43OUTは中心線Sよりもウォータージャケット15に近い位置に設けられている。   As shown in FIG. 5, the EGR passage 43A extends upward and obliquely upward from the upstream end when the internal combustion engine 11 is installed in the engine room. Similar to the first embodiment, the EGR passage 43A has an inflow portion 43IN, an enlarged portion 431, a central portion 433A, a reduced portion 432, and an outflow portion 43OUT. The inflow portion 43IN is provided at a position farther from the water jacket 15 than the center line S, and the outflow portion 43OUT is provided at a position closer to the water jacket 15 than the center line S.

図6(a),(b),(c)に示すように、こうしたEGR通路43Aの中央部433Aの通路断面積は、流出部43OUTに近づくに連れて変化している。すなわち、第2の方向における中央よりもウォータージャケット15から離れた側の流入部領域46Aの通路断面積は一定であるものの、第2の方向における中央よりもウォータージャケット15に近い側の流出部領域47Aの通路断面積は、流出部43OUTに近づくに連れて次第に広くなっている。   As shown in FIGS. 6A, 6B, and 6C, the passage cross-sectional area of the central portion 433A of the EGR passage 43A changes as it approaches the outflow portion 43OUT. That is, the passage cross-sectional area of the inflow region 46A on the side farther from the water jacket 15 than the center in the second direction is constant, but the outflow region on the side closer to the water jacket 15 than the center in the second direction. The passage cross-sectional area of 47A gradually increases as it approaches the outflow portion 43OUT.

次に、EGRガスがEGR通路43を流れる際の作用について説明する。
流入部43INを通じてEGR通路43Aに流入したEGRガスは、区画通路45に流入した直後では区画通路45全体に広がる。そして、流出部43OUTに近づくに連れて流出部領域47Aの通路断面積が広くなるため、図5にて矢印で示すように区画通路45を流れるEGRガスのうち流入部領域46A内を流れるEGRガスは次第に流出部領域47Aに集まるようになる。そして、各区画通路45を流れたEGRガスは、縮小部432で合流した後に流出部43OUTを通じて下流側還流管44内に流出される。
Next, the operation when EGR gas flows through the EGR passage 43 will be described.
The EGR gas that has flowed into the EGR passage 43 </ b> A through the inflow portion 43 </ b> IN spreads throughout the partition passage 45 immediately after flowing into the partition passage 45. And since the passage cross-sectional area of the outflow portion region 47A becomes wider as it approaches the outflow portion 43OUT, the EGR gas flowing in the inflow portion region 46A among the EGR gas flowing through the partition passage 45 as shown by the arrows in FIG. Gradually gather in the outflow region 47A. Then, the EGR gas that has flowed through each of the partition passages 45 merges in the reduction unit 432 and then flows out into the downstream reflux pipe 44 through the outflow unit 43OUT.

以上説明した構成や作用により、本実施形態では、上記第1の実施形態における効果(1)〜(3)と同等の効果に加え、以下に示す効果をさらに得ることができる。
(4)流出部領域47Aの通路断面積が流出部43OUTに近づくに連れて次第に広くなっているため、流入部43INからEGR通路43A内に流入したEGRガスは、徐々に流入部領域46Aから流出部領域47Aへと流れやすくなる。したがって、EGRガスがEGR通路43Aに流入した直後においては、EGRガスをEGR通路43A全体に行き渡らせてウォータージャケット15を流れる冷却水との熱交換を促進させることができる。その一方で、徐々に流出部43OUTに向かうEGRガスの流れを形成することもでき、EGR通路43AをEGRガスが通過する際における圧力損失を低減させるとともに、EGRガスの冷却効率を向上させることができるようになる。
With the configuration and operation described above, in this embodiment, in addition to the effects equivalent to the effects (1) to (3) in the first embodiment, the following effects can be further obtained.
(4) Since the passage cross-sectional area of the outflow portion area 47A gradually increases as it approaches the outflow portion 43OUT, the EGR gas that has flowed into the EGR passage 43A from the inflow portion 43IN gradually flows out of the inflow portion region 46A. It becomes easy to flow to the partial area 47A. Therefore, immediately after the EGR gas flows into the EGR passage 43A, it is possible to promote the heat exchange with the cooling water flowing through the water jacket 15 by spreading the EGR gas over the entire EGR passage 43A. On the other hand, the flow of EGR gas toward the outflow part 43OUT can also be formed gradually, reducing the pressure loss when the EGR gas passes through the EGR passage 43A and improving the cooling efficiency of the EGR gas. become able to.

なお、上記各実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・流出部領域の通路断面積が流入部領域の通路断面積よりも広くなっていれば、流入部から流出部への流れが形成されやすくなるため、流出部領域の通路断面積が流入部領域の通路断面積よりも広くなっていれば各区画通路の断面形状は適宜変更することができる。例えば、図7に示すように、EGR通路の中央部433Bの区画通路45は、流入部領域46Bの幅が第1の幅で一定であって、且つ流出部領域47Bの幅が第1の幅よりも広い第2の幅で一定となる形状であってもよい。
In addition, you may change each said embodiment into another embodiment as follows.
・ If the cross-sectional area of the outflow region is larger than the cross-sectional area of the inflow region, a flow from the inflow portion to the outflow portion is likely to be formed. If the cross-sectional area is larger than the cross-sectional area, the sectional shape of each partition passage can be changed as appropriate. For example, as shown in FIG. 7, in the partition passage 45 of the central portion 433B of the EGR passage, the width of the inflow portion region 46B is constant at the first width, and the width of the outflow portion region 47B is the first width. The shape may be constant with a wider second width.

・図8(a),(b),(c)に示すように、EGR通路の中央部433Cの流入部領域46Cの通路断面積を流出部43OUTに近づくに連れて次第に狭くするようにしてもよい。この場合、流出部領域47Cの通路断面積を、一定としてもよいし、流出部43OUTに近づくに連れて次第に広くしてもよい。このように構成しても、流出部領域の通路断面積が流入部領域の通路断面積よりも広くなるため、上記(1)〜(4)と同等の効果を得ることができる。   As shown in FIGS. 8A, 8B, and 8C, the passage cross-sectional area of the inflow portion region 46C of the central portion 433C of the EGR passage may be gradually narrowed as it approaches the outflow portion 43OUT. Good. In this case, the passage cross-sectional area of the outflow portion region 47C may be constant, or may gradually increase as the outflow portion 43OUT is approached. Even if comprised in this way, since the passage cross-sectional area of an outflow part area | region becomes wider than the passage cross-sectional area of an inflow part area | region, the effect equivalent to said (1)-(4) can be acquired.

・内燃機関11がエンジンルーム内に設置された状態で、EGR通路43,43Aは、鉛直方向と直交する水平方向に延伸する形状であってもよいし、上流端から下斜め下方に延伸する形状であってもよい。EGR通路がこうした形状であっても、流入部43INと流出部43OUTを第2の方向でずれた位置に設け、流出部領域の通路断面積を流入部領域の通路断面積よりも広くすることにより、上記(1)と同等の効果を得ることができる。   In a state where the internal combustion engine 11 is installed in the engine room, the EGR passages 43 and 43A may have a shape that extends in a horizontal direction perpendicular to the vertical direction, or a shape that extends downward and obliquely downward from the upstream end. It may be. Even if the EGR passage has such a shape, the inflow portion 43IN and the outflow portion 43OUT are provided at positions shifted in the second direction, and the passage cross-sectional area of the outflow portion region is made wider than the passage cross-sectional area of the inflow portion region. The effect equivalent to the above (1) can be obtained.

・上記各実施形態では、ウォータージャケットがEGR通路よりも上方に設けられている例を開示したが、EGR通路を流れるEGRガスを冷却することのできる形状であればウォータージャケットの形状は適宜変更することができる。なお、ウォータージャケットの一部がEGR通路よりも上方に設けられていれば、上記(3)と同様の効果を得ることができる。   In each of the above embodiments, an example in which the water jacket is provided above the EGR passage has been disclosed. However, the shape of the water jacket is appropriately changed as long as the EGR gas flowing through the EGR passage can be cooled. be able to. If a part of the water jacket is provided above the EGR passage, the same effect as the above (3) can be obtained.

・上記各実施形態では、流入部と流出部とを上下方向にずらした例を開示した。これに対して、流入部と流出部とが他の方向にずれている場合であっても、流出部領域の通路断面積を流入部領域の通路断面積よりも広くすれば、上記実施形態と同様に流入部から流出部への流れを形成することができる。例えば、流入部43IN及び流出部43OUTは、第3の方向で互いにずれた位置に設けてもよい。この場合、EGR通路において第3の方向における流入部側の領域を流入部領域とし、第3の方向における流出部側の領域を流出部領域としたとき、流出部領域の通路断面積を流入部領域の通路断面積よりも広くすることとなる。こうした構成であっても、上記(1)と同等の効果を得ることができる。   In each of the above embodiments, an example in which the inflow portion and the outflow portion are shifted in the vertical direction has been disclosed. On the other hand, even if the inflow portion and the outflow portion are displaced in other directions, if the passage cross-sectional area of the outflow portion region is made larger than the passage cross-sectional area of the inflow portion region, Similarly, a flow from the inflow portion to the outflow portion can be formed. For example, the inflow portion 43IN and the outflow portion 43OUT may be provided at positions shifted from each other in the third direction. In this case, in the EGR passage, when the region on the inflow portion side in the third direction is the inflow portion region and the region on the outflow portion side in the third direction is the outflow portion region, the passage cross-sectional area of the outflow portion region is the inflow portion. It will be wider than the cross-sectional area of the region. Even if it is such a structure, the effect equivalent to said (1) can be acquired.

14…シリンダヘッド、15…ウォータージャケット、43,43A…EGR通路、43IN…流入部、43OUT…流出部、46,46A〜46C…流入部領域、47,47A〜47C…流出部領域。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 14 ... Cylinder head, 15 ... Water jacket, 43, 43A ... EGR passage, 43IN ... Inflow part, 43OUT ... Outflow part, 46, 46A-46C ... Inflow part area | region, 47, 47A-47C ... Outflow part area | region.

Claims (5)

EGR通路とウォータージャケットとが内部に設けられてなるシリンダヘッドであって、
前記EGR通路の一端にはEGRガスの流入部が設けられ、同EGR通路の他端にはEGRガスの流出部が設けられ、前記流入部及び前記流出部は前記EGR通路の延伸方向と直交する規定方向で互いにずれており、
前記EGR通路の前記規定方向における前記流出部側の領域を流出部領域とし、前記EGR通路の前記規定方向における前記流入部側の領域を流入部領域としたとき、前記流出部領域の通路断面積を前記流入部領域の通路断面積よりも広くしてなる
ことを特徴とするシリンダヘッド。
A cylinder head in which an EGR passage and a water jacket are provided;
An EGR gas inflow portion is provided at one end of the EGR passage, an EGR gas outflow portion is provided at the other end of the EGR passage, and the inflow portion and the outflow portion are orthogonal to the extending direction of the EGR passage. They are offset from each other in the specified direction,
When the region on the outflow portion side in the prescribed direction of the EGR passage is an outflow portion region and the region on the inflow portion side in the prescribed direction of the EGR passage is an inflow portion region, the passage sectional area of the outflow portion region The cylinder head is characterized in that it is made wider than the passage cross-sectional area of the inflow portion region.
前記流出部領域の通路断面積を、前記EGR通路の延伸方向において前記流出部に近づくに連れて広くしてなる
請求項1に記載のシリンダヘッド。
2. The cylinder head according to claim 1, wherein a passage cross-sectional area of the outflow portion region is widened as approaching the outflow portion in the extending direction of the EGR passage.
前記流入部領域の通路断面積を、前記EGR通路の延伸方向において前記流出部に近づくに連れて狭くしてなる
請求項1又は請求項2に記載のシリンダヘッド。
3. The cylinder head according to claim 1, wherein a passage cross-sectional area of the inflow portion region is narrowed as approaching the outflow portion in the extending direction of the EGR passage.
前記流入部と前記流出部が鉛直方向上下にずれた位置に設けられ、前記流出部が前記流入部よりも鉛直方向上側に位置しており、
前記流入部領域よりも鉛直方向上側に位置する前記流出部領域の通路断面積を前記流入部領域の通路断面積よりも広くしてなる
請求項1〜請求項3のうち何れか一項に記載のシリンダヘッド。
The inflow portion and the outflow portion are provided at positions shifted vertically up and down, and the outflow portion is positioned above the inflow portion in the vertical direction,
4. The passage cross-sectional area of the outflow region located vertically above the inflow portion region is made wider than the cross-sectional area of the inflow portion region. 5. Cylinder head.
前記ウォータージャケットの少なくとも一部が、前記EGR通路よりも鉛直方向上側に設けられてなる
請求項4に記載のシリンダヘッド。
The cylinder head according to claim 4, wherein at least a part of the water jacket is provided vertically above the EGR passage.
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