JP3633824B2 - Egrクーラの支持装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、EGRガスを冷却させるEGRクーラの支持装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
排気ガスの主としてNOx低減に効果のあるEGRガスを冷却することが、EGR本来の目的である高温燃焼の抑制、新吸気量の増加によるサイクル効率の向上に効果が大きいことは公知である。その冷却方法は、複数の煙管を冷却水で冷却する方法が最も一般的である。
図7及び図8は、従来の水冷式EGRクーラ32の支持装置の例を示したもので、排気マニホールド34に形成された座34A、34Bに、バンド41、42でそれぞれ上下一対の締結ボルト41A、42Aによって緊締されている。EGRクーラ32のガス入口部32Aは第1のEGR管35の出口部35Bに、ガス出口部32Bは第2のEGR管37の入口部37Aにそれぞれ接続されている。また、EGRクーラ32には冷却水管33が接続されている。
なお、第1のEGR管35の入口部35Aは排気マニホールド34の分岐口部34Cに、第2のEGR管37の出口部37Bは吸気マニホールド39に接続されたEGR弁38にそれぞれ接続されている。このように、EGRクーラ32は、一対のバンド35、36によってエンジンの排気マニホールド34に固定され支持されている。
【0003】
このような従来のEGRクーラの支持装置では、
1)排気マニホールド34とEGRクーラ32との熱膨張差による熱応力の回避、
2)振動によるEGRクーラ破損の回避、
が必ずしも十分に対策されていなかった。熱応力については、とくに、エンジン熱負荷大時の排気マニホールド34の伸長と、水冷によるEGRクーラ32の収縮との差による応力及びその繰り返しが、EGRクーラ32と内部の煙管に負荷を与えている。また、振動では車両の走行時、とくに悪路走行時の上下振動及びエンジン低速回転時のトルク変動による振動による煙管の破損の恐れがあった。仮に煙管の破損が発生すれば、エンジン燃焼室に冷却水が入って重大故障になるので、この懸念の完全な払拭が必要である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、EGRクーラの支持装置の改善によるEGRクーラへの熱的負荷の低減と、エンジン及び車両振動によるEGRクーラの振動変位を抑制、とによってEGRクーラの破損を予防をするEGRクーラの支持装置を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明のEGRクーラの支持装置は、EGRクーラと、そのEGRクーラと排気マニホールドを接続する第1のEGR管と、EGRクーラとEGR弁とを接続する第2のEGR管、とで構成されるEGR装置のEGRクーラの支持装置において、円弧部がEGRクーラの外周に固着され2ヶの脚部が排気マニホールドの側面に締結された前バンドと、EGRクーラの外周を緊締する両抱き形の一対の後バンドと、後バンドと排気マニホールドに介装されて底フランジが排気マニホールドに締結され上フランジが前記後バンドに締結されリブが底フランジ及び上フランジに平行する方向に弾性を有するよう形成されたコの字状ブラケット、とで構成される対熱支持装置を含んで構成されている。
ここで、前記第1のEGR管の出口部フランジ上面と排気マニホールドを連結する平板状の前部支持材と、前記第1のEGR管の入口部フランジと前記第2のEGR管の入口部フランジ上面を連結する平板状の後部支持材、とで構成される対振支持装置、とを含んで構成されているのが好ましい。
【0006】
この発明によるEGRクーラの支持装置によれば、排気マニホールドの熱膨張によるEGRクーラへの引張り負荷は対熱支持装置のコの字状ブラケットのリブの弾性変形によって吸収されてEGRクーラの応力は大きくならない。また、対振支持装置の前部支持板と後部支持板が、エンジン振動と車両走行振動によるEGRクーラの上下振動変位を抑圧してEGRクーラの破損予防をする。
【0007】
本発明の実施に際して、前記前バンドの排気マニホールド側面への締結位置は、前後方向において排気マニホールドの熱膨張変位の最小点である基準孔の近傍位置にされることが好ましい。
【0008】
これによって、熱膨張による寸法変化のない排気マニホールドの原点をEGRクーラの前バンド締結位置とするので、排気マニホールドの膨張寸法のEGRクーラへの伝達を最小にする。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明のEGRクーラ2の支持装置1の実施の形態を説明する。EGRクーラ2の支持装置1は、対熱効果を含んだ対熱支持装置1Aと対振動用の対振支持装置1Bとで構成されている。図1にEGRクーラ2の支持装置1が含まれた側面図を示し、図2にその斜視構成図を、図6に振動支持装置1Bを含んだ斜視構成図をそれぞれ示している。
【0010】
図1及び図2において、EGRクーラ2は前バンド15及び後バンド16によって排気マニホールド4の外側面に固定されている。
【0011】
前バンド15は、横U字型に形成されてその円弧部15aがEGRクーラ2の外周にに溶接固定され、脚部15bの端部に設けられた上下の取付け孔4Dによって座4Aにボルト固定されている。この取付け孔4Dの前後方向位置は、排気マニホールド4のシリンダヘッドHへの固定基準孔4Cの位置にほぼ一致して設けられている。基準孔4Cは、排気マニホールド4をシリンダヘッドHに固定する位置の原点であると共に、熱膨張時に最も変位の少ない位置になっている。
【0012】
後バンド16は、図4に示すように、両抱き形の座部16c付き半円型に形成され、円弧部16dで両側からEGRクーラ2を抱くよう、座部16cでボルト固定されるよう構成されている。そして、座部16cは、ブラケット17にボルト締結されている。ブラケット17は、図3に示すように、底フランジ17a、リブ17b、上フランジ17c、のコ字型断面に形成されて、底フランジ17aが排気マニホールド4の座4Bにボルト締結されるよう構成されている。リブ17bには、円弧状切欠17eが設けられて前記円弧部16dを避けるよう形成されている。図5は、後バンド16を半片のみとするブラケット27を示したもので、製造及び装着の容易さによって使用を選択して良い。
【0013】
上記の前、後バンド15、16、ブラケット17が、熱対策を配慮した対熱支持装置1Aを構成し、排気マニホールド4にボルト締結されている。
【0014】
対熱支持装置1Aの作用を説明する。図1及び図2において、エンジンが運転され排気マニホールド4が加熱され前後方向に膨張すると、前バンド15を固定されたEGRクーラ2もバンド16を介して引張られる。図1及び図2においては、後方に引っ張られる。EGRクーラ4内には冷却水が流れているので、収縮側に作用して座4Bによる後方への引張力は一層大きくなる。この時、ブラケット17のリブ17bは、底フランジ17aと上フランジ17cとの間で両フランジに平行する方向に弾性材として作用する。即ち、図3に示すブラケット17では、それまでの底フランジ17aとリブ17bとの角度90度が変化して取付け孔17hと17iの前後方向の相対距離が変化する。この取付け孔17hと17iとの相対距離の変化量は、リブ17bの高さZ、長さW、板厚tによって決定される前後方向ばね力によって吸収される。
【0015】
次に、上下振動力によるEGRクーラ2の上下変位、いわゆるぶらつき量抑制用の対振支持装置1Bを説明する。対振支持装置1Bは、図1及び図6における前部支持部材18と、後部支持部材19、とで構成されている。
【0016】
前部支持部材18は平板で形成され、4ヶのボルト孔18hが設けられている。そして、端部に切欠き18cが設けられている。後部支持部材19も、平板で形成され4ヶのボルト孔19hと、切欠き19cが設けられている。図1におけるスペーサ18a及び19aは、取り付け用の高さ調整片である。
【0017】
前部支持部材18は、ボルト孔18hの2ヶによって、入口部5Bのフランジ上面に、切欠18cで第1のEGR管5との干渉を避けて、締結される。ボルト孔18hの他の2ヶは、排気マニホールド4または、図示しないシリンダヘッドに締結される。
【0018】
後部支持部材19は、ボルト孔19hの2ヶによって、入口部7Aのフランジ上面に、切欠19cで第2のEGR管7との干渉を避けて、締結される。ボルト孔19hの他の2ヶは、第1のEGR管5の入口部5Aのフランジ上面に締結される。
【0019】
対振支持装置1Bの作用を説明する。図1及び図6において、エンジンが運転され、車両が走行されてEGRクーラ2に上下振動力がかかる。この上下振動力の多くの部分は、前記前、後バンド15及び16によって支えられるが、前、後バンド15及び16の上下剛性に基因する上下変位と、前バンド15の前方及び後バンド16の後方に突き出た部分が上下に振動して変位することは避けられない。この変位量を前部支持部材18と、後部支持部材19とによって抑制する。
【0020】
【発明の効果】
本発明の作用効果を、以下に列挙する。
【0021】
(1) 本発明のEGRクーラの支持装置では、排気マニホールドの熱膨張によるEGRクーラへの引張り力は対熱支持装置のコの字状ブラケットのリブの弾性変形によって吸収されてEGRクーラの応力は大きくならない。また、対振支持装置の前部支持板と後部支持板が、エンジン振動と車両走行振動によるEGRクーラの上下振動変位を抑圧するので、とくに懸念されるEGRクーラ内の煙管の破損が生じることはない。。
【0022】
(2) 前バンドの排気マニホールド側面への締結位置は、前後方向において排気マニホールドの熱膨張変位の最小点である基準孔の近傍位置にされることが好ましく、これによって、熱膨張による寸法変化のない排気マニホールドの原点をEGRクーラの前バンド締結位置とするので、排気マニホールドの膨張寸法のEGRクーラへの伝達を最小にし応力の発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示すEGRクーラの支持装置の平面図。
【図2】本発明のEGRクーラの支持装置周辺を示す斜視構成図。
【図3】ブラケットの斜視図。
【図4】後バンドの半片を示す斜視図。
【図5】別の後バンドの斜視図。
【図6】対振支持装置を含んだ周辺斜視図。
【図7】従来のEGRクーラ周辺を示す斜視構成図。
【図8】従来のEGRクーラの支持装置周辺を示す斜視構成図。
【符号の説明】
1・・・EGRクーラの支持装置
1A・・対熱支持装置
1B・・対振支持装置
2・・・EGRクーラ
2A・・ガス入口部
2B・・ガス出口部
4・・・排気マニホールド
4A、4B・・座
5・・・第1のEGR管
5A・・入口部
5B・・出口部
7・・・第2のEGR管
7A・・入口部
15・・・前バンド
16・・・後バンド
17・・・ブラケット
18・・・前部支持部材
19・・・後部支持部材
Claims (3)
- EGRクーラと、そのEGRクーラと排気マニホールドを接続する第1のEGR管と、EGRクーラとEGR弁とを接続する第2のEGR管、とで構成されるEGR装置のEGRクーラの支持装置において、円弧部がEGRクーラの外周に固着され2ヶの脚部が排気マニホールドの側面に締結された前バンドと、EGRクーラの外周を緊締する両抱き形の一対の後バンドと、後バンドと排気マニホールドに介装されて底フランジが排気マニホールドに締結され上フランジが前記後バンドに締結されリブが底フランジ及び上フランジに平行する方向に弾性を有するよう形成されたコの字状ブラケット、とで構成される対熱支持装置を含んで構成されることを特徴とするEGRクーラの支持装置。
- 前記第1のEGR管の出口部フランジ上面と排気マニホールドを連結する平板状の前部支持材と、前記第1のEGR管の入口部フランジと前記第2のEGR管の入口部フランジ上面を連結する平板状の後部支持材、とで構成される対振支持装置、とを含んで構成される請求項1のEGRクーラの支持装置。
- 前記前バンドの排気マニホールド側面への締結位置は、前後方向において排気マニホールドの熱膨張変位の最小点である基準孔の近傍位置である請求項1、2のいずれかのEGRクーラの支持装置。
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