JP3669275B2 - 内燃機関のｅｇｒガス冷却装置 - Google Patents
内燃機関のｅｇｒガス冷却装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3669275B2 JP3669275B2 JP2001042846A JP2001042846A JP3669275B2 JP 3669275 B2 JP3669275 B2 JP 3669275B2 JP 2001042846 A JP2001042846 A JP 2001042846A JP 2001042846 A JP2001042846 A JP 2001042846A JP 3669275 B2 JP3669275 B2 JP 3669275B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- egr gas
- cylinder head
- valve
- combustion engine
- internal combustion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
- F02M26/41—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories characterised by the arrangement of the recirculation passage in relation to the engine, e.g. to cylinder heads, liners, spark plugs or manifolds; characterised by the arrangement of the recirculation passage in relation to specially adapted combustion chambers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
- F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
- F02M26/29—Constructional details of the coolers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation or materials
- F02M26/30—Connections of coolers to other devices, e.g. to valves, heaters, compressors or filters; Coolers characterised by their location on the engine
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
- F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
- F02M26/29—Constructional details of the coolers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation or materials
- F02M26/32—Liquid-cooled heat exchangers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関の排気還流（ＥＧＲ）装置において、排気系から吸気系へと還流されるＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲガス冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、内燃機関のＮＯｘ低減等のために、排気ガスの一部を吸気系へと還流する排気還流装置が従来から用いられており、また、この排気還流装置において、吸気系へ流入する排気ガスつまりＥＧＲガスの温度を低下させ、例えば吸気マニホルドを合成樹脂化したような場合の熱的影響を抑制するために、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲガス冷却装置を設けることが従来から知られている。
【０００３】
従来のＥＧＲガス冷却装置は、独立した一種の熱交換機からなるＥＧＲガスクーラを用いたものであり、それぞれ外部配管を介してＥＧＲガスおよび冷却水が導入される構成であったため、部品点数が非常に増えるとともに、冷却水の配管を含めた全体のレイアウトが複雑化する欠点がある。
【０００４】
これに対し、特開平１１−８２１８５号公報には、内部にウォータジャケットを備えたシリンダヘッドにＥＧＲガス通路を形成し、このＥＧＲガス通路にウォータジャケットを近接させた構成とすることで、ＥＧＲガスを冷却する構成が開示されている。このものでは、ＥＧＲガス通路は、単純な１本の通路として形成されており、排気還流量を制御するＥＧＲバルブは、ＥＧＲガス通路の入口側となるシリンダヘッド側面に取り付けられる構成となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成においては、ＥＧＲバルブがシリンダヘッドの外部に配置されることから、シリンダヘッド内を流れる冷却水によるＥＧＲバルブの冷却作用は殆ど期待できない。近年の排気還流装置におけるＥＧＲバルブは、排気還流量を精度良く制御するために、例えばステップモータを利用して弁体の開度を可変制御する構成となっているが、この駆動モータ部は一般に耐熱性が低く、従って、その耐熱限界によって、ＥＧＲバルブを通過させ得る最大流量つまり最大排気還流量が制限されてしまう、という問題がある。特に、排気マニホルドから取り出されたＥＧＲガスが冷却水による冷却作用を受ける前にＥＧＲバルブに案内されるので、ＥＧＲバルブは高温に晒されやすい。
【０００６】
また、上記公報に記載の構成では、シリンダヘッド自体にＥＧＲガス通路を形成しているため、鋳造中子の制約等によって、ＥＧＲガス通路に対するウォータジャケットの構造を必ずしも最適化することができず、効果的な冷却水の流れによるＥＧＲガスの十分な冷却性能を確保することが難しい、という課題がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る内燃機関のＥＧＲガス冷却装置は、シリンダヘッドの一部が、ガスクーラハウジングとしてシリンダヘッド本体とは別体に形成されているとともに、このガスクーラハウジングは外周縁に接合面となるフランジ部を有し、該フランジ部の内側部分がウォータジャケットとして窪んでおり、かつ上記シリンダヘッド本体の端面には上記フランジ部に対応した開口が設けられていて、上記ガスクーラハウジング内部とシリンダヘッド本体内部とに連続してシリンダヘッド側のウォータジャケットが形成されており、ラジエータから上記シリンダヘッド側ウォータジャケットへ冷却水が流入する冷却水入口が上記ガスクーラハウジングに設けられており、上記ガスクーラハウジングの壁部に、排気系に接続されるＥＧＲガス入口および吸気系に接続されるＥＧＲガス出口を有するＥＧＲガス通路が形成されているとともに、上記ＥＧＲガス通路の通路途中に、ＥＧＲバルブを収容するバルブ収容室が形成されており、上記ＥＧＲガス通路を構成する管状部および上記バルブ収容室を構成するバルブ収容室外壁部が、上記壁部の内側へ膨出して形成され、上記ウォータジャケット内に露出していることを特徴としている。上記バルブ収容室は、少なくとも一部が開口した凹部状にシリンダヘッドに形成されており、ここに収容されたＥＧＲバルブの弁体が上記ＥＧＲガス通路を開閉することになる。上記バルブ収容室がシリンダヘッドに一体に設けられているので、ＥＧＲバルブ自体も冷却水による冷却作用を受け、しかも、ＥＧＲガスは、シリンダヘッド内のＥＧＲガス通路の一部を通って冷却作用を受けた後にＥＧＲバルブの弁体部分に達するので、ＥＧＲバルブの熱的影響は少ない。
【０００８】
上記管状部およびバルブ収容室外壁部は適宜な肉厚で形成され、これらによって、ＥＧＲガス通路およびバルブ収容室がガスクーラハウジングの壁部内部に構成される。管状部およびバルブ収容室外壁部がウォータジャケット内に膨出しているので、冷却水との熱交換面積が増大する。
本発明では、シリンダヘッドの一部がガスクーラハウジングとして例えば鋳造により別に形成された上で、互いに一体に固定され、両者間にウォータジャケットが形成される。そのため、ガスクーラハウジング内部に形成されるＥＧＲガス通路に対するウォータジャケットの形状を容易に最適化できる。
【０００９】
そして、上記冷却水入口には、ラジエータから戻る低温冷却水が導入されるので、この低温冷却水によって、ＥＧＲガス通路やバルブ収容室が積極的に冷却される。
【００１２】
より具体的な請求項２の発明では、上記管状部の表面に、リブ状のヒートシンクが一体に形成されている。このヒートシンクによって冷却水との熱交換面積が増大することとなるが、このヒートシンクは、ウォータジャケットを分割した状態においてガスクーラハウジング側に形成されるので、その形成は容易である。
【００１４】
さらに、請求項３の発明では、上記バルブ収容室外壁部の表面に、リブ状のヒートシンクが一体に形成されている。
【００１７】
この場合、請求項４のように、上記冷却水入口からウォータジャケット内に流入した冷却水がヒートシンクへ向かうように構成されることが一層望ましい。
【００１８】
上記バルブ収容室は、請求項５のように、シリンダヘッドにおける排気側および吸気側の間で、相対的に吸気側に近い位置に配置されていることが望ましい。シリンダヘッドは、一般に吸気側の方が排気側に比べて熱負荷が小さいので、吸気側に近く配置することが好ましい。しかも、通常は、シリンダヘッド内で排気側から吸気側へとＥＧＲガスが流れるようにＥＧＲガス通路を形成するので、バルブ収容室を吸気側に片寄らせることで、ＥＧＲバルブに至るまでのＥＧＲガス通路の通路長が相対的に長くなり、ＥＧＲバルブへの熱的影響を低減する上で有利となる。
【００１９】
さらに、請求項６の発明では、上記バルブ収容室は、一端が上方へ向かって開口しており、この開口端から駆動モータ部が外部に突出した状態に、上記ＥＧＲバルブが取り付けられる。これにより、最も熱的に弱い駆動モータ部への熱伝達が抑制されるとともに、外気による冷却作用を受ける。
【００２０】
また請求項７の発明は、上記ＥＧＲガス通路の入口側部分と出口側部分とが上記バルブ収容室を挟んで段差状に配置されており、かつ上記バルブ収容室は、上記入口側部分から上記出口側部分へと向かう排気の流れに沿うように傾斜して形成されていることを特徴としている。これにより、ＥＧＲガス通路の入口側部分から出口側部分へとＥＧＲバルブを介してＥＧＲガスが一層円滑に流れ、ＥＧＲバルブにおける通路抵抗が低減する。
【００２１】
請求項８に係る発明は、シリンダヘッドの吸気側が車両前方へ向かうように、内燃機関が車両に横置に搭載されており、上記バルブ収容室が、シリンダヘッドにおける排気側および吸気側の間で、相対的に吸気側に近い位置に配置されているとともに、その上端の開口が車両の斜め前方へ向かうように傾斜して形成されており、かつこの開口端から駆動モータ部が外部に突出した状態に、上記ＥＧＲバルブが取り付けられることを特徴としている。従って、車載状態において、ＥＧＲバルブが車両前方寄り位置でかつ前方へ向かって斜めに配置されることになる。従って、ＥＧＲバルブの整備性や熱的影響の上で有利となる。特にエンジンルームのフードが後部をヒンジとして開く場合には、整備性の点で一層有利である。
【００２２】
また、請求項９のように、上記ＥＧＲガス入口は、シリンダヘッドの排気マニホルド取付面と同じ方向へ向かって開口していることが望ましい。これにより、例えば請求項１３のように、排気マニホルドに一体に形成したＥＧＲガス通路と直接に接続することが可能となる。
【００２３】
同様に、請求項１０のように、上記ＥＧＲガス出口は、シリンダヘッドの吸気マニホルド取付面と同じ方向へ向かって開口していることが望ましい。これにより、例えば請求項１３のように、吸気マニホルドに一体に形成したＥＧＲガス通路と直接に接続することが可能となる。
【００２４】
さらに、請求項１１のように、上記ＥＧＲガス入口は、シリンダヘッドの排気マニホルド取付面と同一面に開口していることが望ましい。これにより、排気マニホルドとの間のガスケットでもって、ＥＧＲガス通路間のシールが可能となる。
【００２５】
同様に、請求項１２のように、上記ＥＧＲガス出口は、シリンダヘッドの吸気マニホルド取付面と同一面に開口していることが望ましい。これにより、吸気マニホルドとの間のガスケットでもって、ＥＧＲガス通路間のシールが可能となる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、外部配管等によるレイアウトの複雑化を回避しつつ、排気系から吸気系へと還流するＥＧＲガスを、シリンダヘッド側のウォータジャケットを流れる冷却水を利用して効果的に冷却することができる。
【００２７】
特に、ＥＧＲバルブ自体を効果的に冷却することができるとともに、ある程度冷却作用を受けたＥＧＲガスがＥＧＲバルブを通過するようにでき、耐熱性が低いＥＧＲバルブへの熱的影響を低減できる。そのため、ＥＧＲバルブの耐久性が向上するとともに、より多量のＥＧＲガスを吸気系へ還流することが可能となる。
【００２８】
また、シリンダヘッドの鋳造時の中子等による制約を受けることなく、ＥＧＲガス通路やＥＧＲバルブに対する冷却水の流れや熱交換面積等を容易に最適化することができる。
【００２９】
さらに請求項１０〜１３の構成によれば、外部配管を用いずに、排気マニホルドから吸気マニホルドへとシリンダヘッド内のＥＧＲガス通路を通してＥＧＲガスを供給することが可能となり、構成の簡素化ならびに作業性の向上が図れる。
【００３０】
また、請求項７の構成によれば、中間のＥＧＲバルブによる通路抵抗が低減し、排気系と吸気系との間の圧力差が小さいときに一層良好に排気還流を行うことができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３２】
図１〜図５は、この発明を、直列４気筒内燃機関に適用した一実施例を示している。図２に示すように、この内燃機関は、４本のシリンダ（図示せず）が形成されたシリンダブロック１と、このシリンダブロック１の上面に固定されたシリンダヘッド２と、から大略構成されており、シリンダヘッド２の一方の側面に排気マニホルド３が取り付けられているとともに、他方の側面に吸気マニホルド４が取り付けられており、かつシリンダヘッド２の上面は、シリンダヘッドカバー５によって覆われている。上記排気マニホルド３は、４本のブランチ部６が１つの触媒コンバータ取付部７へと集合している。上記吸気マニホルド４は、図示せぬコレクタが取り付けられるコレクタ取付フランジ８まで各ブランチ部９が延びており、各気筒毎に、燃料噴射弁取付部１０を備えている。なお、この実施例では、内燃機関は、車両前部のエンジンルーム内に、いわゆる横置の姿勢で搭載されるようになっており、吸気マニホルド４側つまり図１，２の左方が車両前方となる。
【００３３】
上記シリンダブロック１は、鋳鉄もしくはアルミニウム合金等により一体に鋳造されており、その内部には、各シリンダの周囲を囲む前後に連続したウォータジャケット（図示せず）が形成されている。同様に、シリンダヘッド２側にも、図示せぬ燃焼室や吸排気ポートの周囲を囲む後述のウォータジャケットが前後に連続した形で形成されている。なお、これらのシリンダブロック１側のウォータジャケットとシリンダヘッド２側のウォータジャケットとは、通常、両者の接合面における多数の連通孔（図示せず）を介して互いに連通しているが、それぞれを独立した構成とすることもできる。
【００３４】
図１に示すように、上記シリンダヘッド２は、各燃焼室や吸排気ポートを含む主要部をなすシリンダヘッド本体１１と、このシリンダヘッド本体１１の前端部に取り付けられるガスクーラハウジング１２と、から構成されている。上記シリンダヘッド本体１１は、例えばアルミニウム合金等を用いて一体に鋳造されており、その内部に、前述したように、前後方向に連続したウォータジャケットが形成されているが、特に、このシリンダヘッド本体１１の前端面において、その略前面に亘って内部のウォータジャケットが広く開口した状態となっている。そして、上記ガスクーラハウジング１２は、やはりアルミニウム合金等を用いて一体に鋳造されたものであって、上記ウォータジャケットの開口面を覆う一種のカバー状をなし、ガスケット例えば液体ガスケットを介して、図示せぬ複数本のボルトによりシリンダヘッド本体１１前端面に取り付けられている。
【００３５】
図３は、上記ガスクーラハウジング１２がシリンダヘッド本体１１に取り付けられた状態を示しており、図４は、ガスクーラハウジング１２のみを取り外した状態で示している。また、図５は、ガスクーラハウジング１２単体を裏面側から示している。
【００３６】
これらの図に示すように、ガスクーラハウジング１２は、シリンダヘッド本体１１側の外周縁に、接合面となるフランジ部１５が全周に亘って形成されており、その内側部分がウォータジャケット１６として窪んでいる。換言すれば、一方の面が開口した適宜な肉厚のカバー状に一体成形されている。図示せぬシリンダヘッド本体１１の前端面には、上記フランジ部１５の形状に対応して、略同一形状の開口が設けられており、従って、上記のガスクーラハウジング１２内のウォータジャケット１６は、シリンダヘッド２側のウォータジャケットの一部を構成している。上記フランジ部１５の近傍には、図示せぬ取付用ボルトが貫通するボス部１７が複数形成されている。
【００３７】
上記ガスクーラハウジング１２の前面の壁部には、シリンダヘッド２の左右方向に沿って、ＥＧＲガス通路１８が貫通形成されている。このＥＧＲガス通路１８は、ガスクーラハウジング１２の壁部を内側および外側へそれぞれ断面略半円形に膨出させてなる管状部１９によって構成されている。つまり、管状部１９の一部は図４のように外側へ膨出し、かつ一部は図５のように内側へ膨出してウォータジャケット１６内に露出している。またＥＧＲガス通路１８は、シリンダヘッド２の排気マニホルド３側となるガスクーラハウジング１２の一方の側面にＥＧＲガス入口２０を有し、シリンダヘッド２の吸気マニホルド４側となる他方の側面にＥＧＲガス出口２１を有している。そして、ＥＧＲガス通路１８は、それぞれ直線状をなす入口側部分１８Ａと出口側部分１８Ｂとに区分され、後者の出口側部分１８Ｂが僅かに上方に位置するように互いに段差状に配置されているとともに、両者の境界となる位置に、有底円筒状をなすバルブ収容室２２が形成されている。つまり、上記入口側部分１８Ａと出口側部分１８Ｂとは、バルブ収容室２２を介して、１本の通路として連続している。
【００３８】
上記バルブ収容室２２は、ＥＧＲガス通路１８よりも大径であるとともに、上端の開口部２２ａが吸気系側へ向かうように傾斜して形成され、その底面に入口側部分１８Ａの一端が開口し、かつ側面に出口側部分１８Ｂの一端が開口している。このバルブ収容室２２は、ＥＧＲガス通路１８の管状部１９と同様に、ガスクーラハウジング１２の壁部を内側および外側へそれぞれ断面略半円形に膨出させてなるバルブ収容室外壁部２３によって構成されている。つまり、該バルブ収容室外壁部２３の一部は図４のように外側へ膨出し、かつ一部は図５のように内側へ膨出してウォータジャケット１６内に露出している。
【００３９】
上記バルブ収容室２２は、図４，図５に示すように、シリンダヘッド２の吸気側となる方に片寄った位置に形成されており、従って、ＥＧＲガス通路１８の入口側部分１８Ａは比較的長く、かつ出口側部分１８Ｂは非常に短い。そして、図５に示すように、ウォータジャケット１６内においては、上記入口側部分１８Ａとなる部分の管状部１９に、複数のリブ状のヒートシンク２４が一体に形成されているとともに、バルブ収容室外壁部２３に同じく複数のリブ状のヒートシンク２５が一体に形成されている。
【００４０】
上記バルブ収容室２２の開口部２２ａは、ガスクーラハウジング１２の上側部に斜めに形成された略円形のバルブ取付用フランジ部２６に開口しており、ここに、図５，図１等に示すように、ＥＧＲバルブ３１が取り付けられるようになっている。このＥＧＲバルブ３１は、ＥＧＲガスが通流するシート部３３および弁体３４を含むバルブ部３２と、弁体３４を上下に駆動する駆動モータ部３５と、から構成されているが、取付状態では、上記バルブ部３２がバルブ収容室２２内に収容され、かつ駆動モータ部３５が外部に突出した状態となる。上記シート部３３は、ＥＧＲガス通路１８の入口側部分１８Ａが接続されたバルブ収容室２２の底面に向かって位置しており、弁体３４の開閉に伴って、入口側部分１８Ａから出口側部分１８Ｂへと流れるＥＧＲガスの流量が制御される。
【００４１】
上記ガスクーラハウジング１２の上部のバルブ収容室２２と反対側となる位置には、ホース接続用の管部４１ａを備えた冷却水入口４１が形成されている。この冷却水入口４１は、シリンダヘッド２内のウォータジャケット全体の冷却水入口となるものであって、図５に示すように、ガスクーラハウジング１２内のウォータジャケット１６の上方隅部に位置する円形の開口部４１ｂを介して該ウォータジャケット１６に連通している。また、上記管部４１ａは、図１に示すように斜め前方へ延びており、特に図４，図５に明らかなように、排気系側の側方へと延びている。従って、図示せぬウォータポンプによって送り込まれた低温冷却水は、図４，図５の左右方向の速度成分を有するものとしてウォータジャケット１６内に流入し、バルブ収容室外壁部２３のヒートシンク２５ならびに管状部１９のヒートシンク２４へと流れて、これらを積極的に冷却することができる。なお、この実施例では、上記管部４１ａに、図示せぬスロットル弁駆動用モータを冷却した冷却水が戻る配管用のコネクタ部４２が合流している。
【００４２】
上記ガスクーラハウジング１２がシリンダヘッド本体１１に取り付けられた状態においては、上記ＥＧＲガス入口２０が開口する一方のフランジ面４５は、排気マニホルド３が取り付けられるシリンダヘッド本体１１の一方の側面と同一平面をなしている。また同時に、上記ＥＧＲガス出口２１が開口する他方のフランジ面４６は、吸気マニホルド４が取り付けられるシリンダヘッド本体１１の他方の側面と同一平面をなしている。
【００４３】
そして、上記排気マニホルド３に、上記ガスクーラハウジング１２の側方まで延びる延長部３ａが設けられているとともに、この延長部３ａの内部を通してＥＧＲガス通路４７が形成されており、その先端が上記ＥＧＲガス入口２０に接続されている。特に、排気マニホルド３とシリンダヘッド本体１１との間に配設されるシート状のガスケット（図示せず）の一部によって、排気マニホルド３側のＥＧＲガス通路４７と上記ＥＧＲガス入口２０との間がシールされている。上記ＥＧＲガス通路４７は、排気マニホルド３内の排気流路に適宜な位置で連通している。また、同様に、上記吸気マニホルド４に、上記ガスクーラハウジング１２の側方まで延びる延長部４ａが設けられているとともに、この延長部４ａの内部を通してＥＧＲガス通路４８が形成されており、その先端が上記ＥＧＲガス出口２１に接続されている。そして、吸気マニホルド４とシリンダヘッド本体１１との間に配設されるガスケット（図示せず）の一部によって、吸気マニホルド４側のＥＧＲガス通路４８と上記ＥＧＲガス出口２１との間がシールされている。なお、上記ＥＧＲガス通路４８は、図１に示すように気筒列方向に沿って延び、各気筒にＥＧＲガスを分配するようになっている。
【００４４】
従って、排気の一部が、排気マニホルド３内から上記ＥＧＲガス通路４７を通してガスクーラハウジング１２のＥＧＲガス通路１８へと直接に導かれ、ここで冷却水との間で熱交換して温度低下した後に、吸気マニホルド４のＥＧＲガス通路４８へと流れる。このＥＧＲガスの流れは、バルブ収容室２２に配設されたＥＧＲバルブ３１によって制御されるが、バルブ収容室２２ならびにＥＧＲバルブ３１が、ＥＧＲガス通路１８の入口側部分１８Ａから出口側部分１８ＢへのＥＧＲガスの流れに沿うように傾斜しているので、流れの屈曲に伴う通路抵抗は小さく、圧力差が比較的小さな条件下でも、ＥＧＲガスが円滑に流れる。
【００４５】
上記実施例の構成においては、シリンダヘッド２内において、ウォータジャケット１６を流れる冷却水によってＥＧＲガス通路１８およびバルブ収容室２２が積極的に冷却され、特に、ＥＧＲガス通路１８の入口側部分１８Ａにおいて冷却された後にバルブ収容室２２にＥＧＲガスが入るので、ＥＧＲバルブ３１に伝達される熱量が少なくなり、駆動モータ部３５の温度上昇を十分に抑制することができる。特に、この駆動モータ部３５は、シリンダヘッド２全体として、熱負荷のより低い吸気系側に位置し、かつ車両前方に向かって外気による冷却も受けるので、温度上昇抑制の上で有利となる。従って、より多量のＥＧＲガスの還流が可能となる。なお、このようなＥＧＲバルブ３１の配置により、特に車両のフードが後部をヒンジとして開く場合に、ＥＧＲバルブ３１に対する整備性が非常に優れたものとなる。また、シリンダヘッド２側の一連のウォータジャケットの最も上流においてＥＧＲガス通路１８やバルブ収容室２２の冷却が行われるので、ヒートシンク２４，２５の形成と併せて、低温冷却水によって良好に冷却される。
【００４６】
また、上記のようにガスクーラハウジング１２をシリンダヘッド本体１１とは別に鋳造して組み合わせることにより、ヒートシンク２４，２５の形成や冷却水入口４１のレイアウト等を、中子の制約を受けることなく、冷却性能の上で最適なものとすることが容易となる。そして、その一方で、ＥＧＲガス入口２０やＥＧＲガス出口２１を、排気マニホルド３や吸気マニホルド４の取付面と整列させておくことにより、排気マニホルド３や吸気マニホルド４の内部に設けたＥＧＲガス通路４７，４８と直接に接続することが可能になるとともにガスケットの共用化が図れ、ガスクーラハウジング１２を別部材としたことに伴う構成の複雑化や部品点数の増加が可及的に回避される。
【００４７】
なお、上記実施例では、シリンダヘッドの長手方向の一端部をガスクーラハウジングとして別体に構成した例を説明したが、一体に鋳造されるシリンダヘッド自体にＥＧＲガス通路およびバルブ収容室を同様に形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るＥＧＲガス冷却装置を備えた内燃機関の平面図。
【図２】同じく内燃機関の正面図。
【図３】ガスクーラハウジングを備えたシリンダヘッドの正面図。
【図４】ＥＧＲバルブを備えたガスクーラハウジングの正面図。
【図５】ガスクーラハウジングのみの背面図。
【符号の説明】
３…排気マニホルド
４…吸気マニホルド
１１…シリンダヘッド本体
１２…ガスクーラハウジング
１６…ウォータジャケット
１８…ＥＧＲガス通路
２２…バルブ収容室
２４，２５…ヒートシンク
３１…ＥＧＲバルブ
４１…冷却水入口
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関の排気還流（ＥＧＲ）装置において、排気系から吸気系へと還流されるＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲガス冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、内燃機関のＮＯｘ低減等のために、排気ガスの一部を吸気系へと還流する排気還流装置が従来から用いられており、また、この排気還流装置において、吸気系へ流入する排気ガスつまりＥＧＲガスの温度を低下させ、例えば吸気マニホルドを合成樹脂化したような場合の熱的影響を抑制するために、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲガス冷却装置を設けることが従来から知られている。
【０００３】
従来のＥＧＲガス冷却装置は、独立した一種の熱交換機からなるＥＧＲガスクーラを用いたものであり、それぞれ外部配管を介してＥＧＲガスおよび冷却水が導入される構成であったため、部品点数が非常に増えるとともに、冷却水の配管を含めた全体のレイアウトが複雑化する欠点がある。
【０００４】
これに対し、特開平１１−８２１８５号公報には、内部にウォータジャケットを備えたシリンダヘッドにＥＧＲガス通路を形成し、このＥＧＲガス通路にウォータジャケットを近接させた構成とすることで、ＥＧＲガスを冷却する構成が開示されている。このものでは、ＥＧＲガス通路は、単純な１本の通路として形成されており、排気還流量を制御するＥＧＲバルブは、ＥＧＲガス通路の入口側となるシリンダヘッド側面に取り付けられる構成となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成においては、ＥＧＲバルブがシリンダヘッドの外部に配置されることから、シリンダヘッド内を流れる冷却水によるＥＧＲバルブの冷却作用は殆ど期待できない。近年の排気還流装置におけるＥＧＲバルブは、排気還流量を精度良く制御するために、例えばステップモータを利用して弁体の開度を可変制御する構成となっているが、この駆動モータ部は一般に耐熱性が低く、従って、その耐熱限界によって、ＥＧＲバルブを通過させ得る最大流量つまり最大排気還流量が制限されてしまう、という問題がある。特に、排気マニホルドから取り出されたＥＧＲガスが冷却水による冷却作用を受ける前にＥＧＲバルブに案内されるので、ＥＧＲバルブは高温に晒されやすい。
【０００６】
また、上記公報に記載の構成では、シリンダヘッド自体にＥＧＲガス通路を形成しているため、鋳造中子の制約等によって、ＥＧＲガス通路に対するウォータジャケットの構造を必ずしも最適化することができず、効果的な冷却水の流れによるＥＧＲガスの十分な冷却性能を確保することが難しい、という課題がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る内燃機関のＥＧＲガス冷却装置は、シリンダヘッドの一部が、ガスクーラハウジングとしてシリンダヘッド本体とは別体に形成されているとともに、このガスクーラハウジングは外周縁に接合面となるフランジ部を有し、該フランジ部の内側部分がウォータジャケットとして窪んでおり、かつ上記シリンダヘッド本体の端面には上記フランジ部に対応した開口が設けられていて、上記ガスクーラハウジング内部とシリンダヘッド本体内部とに連続してシリンダヘッド側のウォータジャケットが形成されており、ラジエータから上記シリンダヘッド側ウォータジャケットへ冷却水が流入する冷却水入口が上記ガスクーラハウジングに設けられており、上記ガスクーラハウジングの壁部に、排気系に接続されるＥＧＲガス入口および吸気系に接続されるＥＧＲガス出口を有するＥＧＲガス通路が形成されているとともに、上記ＥＧＲガス通路の通路途中に、ＥＧＲバルブを収容するバルブ収容室が形成されており、上記ＥＧＲガス通路を構成する管状部および上記バルブ収容室を構成するバルブ収容室外壁部が、上記壁部の内側へ膨出して形成され、上記ウォータジャケット内に露出していることを特徴としている。上記バルブ収容室は、少なくとも一部が開口した凹部状にシリンダヘッドに形成されており、ここに収容されたＥＧＲバルブの弁体が上記ＥＧＲガス通路を開閉することになる。上記バルブ収容室がシリンダヘッドに一体に設けられているので、ＥＧＲバルブ自体も冷却水による冷却作用を受け、しかも、ＥＧＲガスは、シリンダヘッド内のＥＧＲガス通路の一部を通って冷却作用を受けた後にＥＧＲバルブの弁体部分に達するので、ＥＧＲバルブの熱的影響は少ない。
【０００８】
上記管状部およびバルブ収容室外壁部は適宜な肉厚で形成され、これらによって、ＥＧＲガス通路およびバルブ収容室がガスクーラハウジングの壁部内部に構成される。管状部およびバルブ収容室外壁部がウォータジャケット内に膨出しているので、冷却水との熱交換面積が増大する。
本発明では、シリンダヘッドの一部がガスクーラハウジングとして例えば鋳造により別に形成された上で、互いに一体に固定され、両者間にウォータジャケットが形成される。そのため、ガスクーラハウジング内部に形成されるＥＧＲガス通路に対するウォータジャケットの形状を容易に最適化できる。
【０００９】
そして、上記冷却水入口には、ラジエータから戻る低温冷却水が導入されるので、この低温冷却水によって、ＥＧＲガス通路やバルブ収容室が積極的に冷却される。
【００１２】
より具体的な請求項２の発明では、上記管状部の表面に、リブ状のヒートシンクが一体に形成されている。このヒートシンクによって冷却水との熱交換面積が増大することとなるが、このヒートシンクは、ウォータジャケットを分割した状態においてガスクーラハウジング側に形成されるので、その形成は容易である。
【００１４】
さらに、請求項３の発明では、上記バルブ収容室外壁部の表面に、リブ状のヒートシンクが一体に形成されている。
【００１７】
この場合、請求項４のように、上記冷却水入口からウォータジャケット内に流入した冷却水がヒートシンクへ向かうように構成されることが一層望ましい。
【００１８】
上記バルブ収容室は、請求項５のように、シリンダヘッドにおける排気側および吸気側の間で、相対的に吸気側に近い位置に配置されていることが望ましい。シリンダヘッドは、一般に吸気側の方が排気側に比べて熱負荷が小さいので、吸気側に近く配置することが好ましい。しかも、通常は、シリンダヘッド内で排気側から吸気側へとＥＧＲガスが流れるようにＥＧＲガス通路を形成するので、バルブ収容室を吸気側に片寄らせることで、ＥＧＲバルブに至るまでのＥＧＲガス通路の通路長が相対的に長くなり、ＥＧＲバルブへの熱的影響を低減する上で有利となる。
【００１９】
さらに、請求項６の発明では、上記バルブ収容室は、一端が上方へ向かって開口しており、この開口端から駆動モータ部が外部に突出した状態に、上記ＥＧＲバルブが取り付けられる。これにより、最も熱的に弱い駆動モータ部への熱伝達が抑制されるとともに、外気による冷却作用を受ける。
【００２０】
また請求項７の発明は、上記ＥＧＲガス通路の入口側部分と出口側部分とが上記バルブ収容室を挟んで段差状に配置されており、かつ上記バルブ収容室は、上記入口側部分から上記出口側部分へと向かう排気の流れに沿うように傾斜して形成されていることを特徴としている。これにより、ＥＧＲガス通路の入口側部分から出口側部分へとＥＧＲバルブを介してＥＧＲガスが一層円滑に流れ、ＥＧＲバルブにおける通路抵抗が低減する。
【００２１】
請求項８に係る発明は、シリンダヘッドの吸気側が車両前方へ向かうように、内燃機関が車両に横置に搭載されており、上記バルブ収容室が、シリンダヘッドにおける排気側および吸気側の間で、相対的に吸気側に近い位置に配置されているとともに、その上端の開口が車両の斜め前方へ向かうように傾斜して形成されており、かつこの開口端から駆動モータ部が外部に突出した状態に、上記ＥＧＲバルブが取り付けられることを特徴としている。従って、車載状態において、ＥＧＲバルブが車両前方寄り位置でかつ前方へ向かって斜めに配置されることになる。従って、ＥＧＲバルブの整備性や熱的影響の上で有利となる。特にエンジンルームのフードが後部をヒンジとして開く場合には、整備性の点で一層有利である。
【００２２】
また、請求項９のように、上記ＥＧＲガス入口は、シリンダヘッドの排気マニホルド取付面と同じ方向へ向かって開口していることが望ましい。これにより、例えば請求項１３のように、排気マニホルドに一体に形成したＥＧＲガス通路と直接に接続することが可能となる。
【００２３】
同様に、請求項１０のように、上記ＥＧＲガス出口は、シリンダヘッドの吸気マニホルド取付面と同じ方向へ向かって開口していることが望ましい。これにより、例えば請求項１３のように、吸気マニホルドに一体に形成したＥＧＲガス通路と直接に接続することが可能となる。
【００２４】
さらに、請求項１１のように、上記ＥＧＲガス入口は、シリンダヘッドの排気マニホルド取付面と同一面に開口していることが望ましい。これにより、排気マニホルドとの間のガスケットでもって、ＥＧＲガス通路間のシールが可能となる。
【００２５】
同様に、請求項１２のように、上記ＥＧＲガス出口は、シリンダヘッドの吸気マニホルド取付面と同一面に開口していることが望ましい。これにより、吸気マニホルドとの間のガスケットでもって、ＥＧＲガス通路間のシールが可能となる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、外部配管等によるレイアウトの複雑化を回避しつつ、排気系から吸気系へと還流するＥＧＲガスを、シリンダヘッド側のウォータジャケットを流れる冷却水を利用して効果的に冷却することができる。
【００２７】
特に、ＥＧＲバルブ自体を効果的に冷却することができるとともに、ある程度冷却作用を受けたＥＧＲガスがＥＧＲバルブを通過するようにでき、耐熱性が低いＥＧＲバルブへの熱的影響を低減できる。そのため、ＥＧＲバルブの耐久性が向上するとともに、より多量のＥＧＲガスを吸気系へ還流することが可能となる。
【００２８】
また、シリンダヘッドの鋳造時の中子等による制約を受けることなく、ＥＧＲガス通路やＥＧＲバルブに対する冷却水の流れや熱交換面積等を容易に最適化することができる。
【００２９】
さらに請求項１０〜１３の構成によれば、外部配管を用いずに、排気マニホルドから吸気マニホルドへとシリンダヘッド内のＥＧＲガス通路を通してＥＧＲガスを供給することが可能となり、構成の簡素化ならびに作業性の向上が図れる。
【００３０】
また、請求項７の構成によれば、中間のＥＧＲバルブによる通路抵抗が低減し、排気系と吸気系との間の圧力差が小さいときに一層良好に排気還流を行うことができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３２】
図１〜図５は、この発明を、直列４気筒内燃機関に適用した一実施例を示している。図２に示すように、この内燃機関は、４本のシリンダ（図示せず）が形成されたシリンダブロック１と、このシリンダブロック１の上面に固定されたシリンダヘッド２と、から大略構成されており、シリンダヘッド２の一方の側面に排気マニホルド３が取り付けられているとともに、他方の側面に吸気マニホルド４が取り付けられており、かつシリンダヘッド２の上面は、シリンダヘッドカバー５によって覆われている。上記排気マニホルド３は、４本のブランチ部６が１つの触媒コンバータ取付部７へと集合している。上記吸気マニホルド４は、図示せぬコレクタが取り付けられるコレクタ取付フランジ８まで各ブランチ部９が延びており、各気筒毎に、燃料噴射弁取付部１０を備えている。なお、この実施例では、内燃機関は、車両前部のエンジンルーム内に、いわゆる横置の姿勢で搭載されるようになっており、吸気マニホルド４側つまり図１，２の左方が車両前方となる。
【００３３】
上記シリンダブロック１は、鋳鉄もしくはアルミニウム合金等により一体に鋳造されており、その内部には、各シリンダの周囲を囲む前後に連続したウォータジャケット（図示せず）が形成されている。同様に、シリンダヘッド２側にも、図示せぬ燃焼室や吸排気ポートの周囲を囲む後述のウォータジャケットが前後に連続した形で形成されている。なお、これらのシリンダブロック１側のウォータジャケットとシリンダヘッド２側のウォータジャケットとは、通常、両者の接合面における多数の連通孔（図示せず）を介して互いに連通しているが、それぞれを独立した構成とすることもできる。
【００３４】
図１に示すように、上記シリンダヘッド２は、各燃焼室や吸排気ポートを含む主要部をなすシリンダヘッド本体１１と、このシリンダヘッド本体１１の前端部に取り付けられるガスクーラハウジング１２と、から構成されている。上記シリンダヘッド本体１１は、例えばアルミニウム合金等を用いて一体に鋳造されており、その内部に、前述したように、前後方向に連続したウォータジャケットが形成されているが、特に、このシリンダヘッド本体１１の前端面において、その略前面に亘って内部のウォータジャケットが広く開口した状態となっている。そして、上記ガスクーラハウジング１２は、やはりアルミニウム合金等を用いて一体に鋳造されたものであって、上記ウォータジャケットの開口面を覆う一種のカバー状をなし、ガスケット例えば液体ガスケットを介して、図示せぬ複数本のボルトによりシリンダヘッド本体１１前端面に取り付けられている。
【００３５】
図３は、上記ガスクーラハウジング１２がシリンダヘッド本体１１に取り付けられた状態を示しており、図４は、ガスクーラハウジング１２のみを取り外した状態で示している。また、図５は、ガスクーラハウジング１２単体を裏面側から示している。
【００３６】
これらの図に示すように、ガスクーラハウジング１２は、シリンダヘッド本体１１側の外周縁に、接合面となるフランジ部１５が全周に亘って形成されており、その内側部分がウォータジャケット１６として窪んでいる。換言すれば、一方の面が開口した適宜な肉厚のカバー状に一体成形されている。図示せぬシリンダヘッド本体１１の前端面には、上記フランジ部１５の形状に対応して、略同一形状の開口が設けられており、従って、上記のガスクーラハウジング１２内のウォータジャケット１６は、シリンダヘッド２側のウォータジャケットの一部を構成している。上記フランジ部１５の近傍には、図示せぬ取付用ボルトが貫通するボス部１７が複数形成されている。
【００３７】
上記ガスクーラハウジング１２の前面の壁部には、シリンダヘッド２の左右方向に沿って、ＥＧＲガス通路１８が貫通形成されている。このＥＧＲガス通路１８は、ガスクーラハウジング１２の壁部を内側および外側へそれぞれ断面略半円形に膨出させてなる管状部１９によって構成されている。つまり、管状部１９の一部は図４のように外側へ膨出し、かつ一部は図５のように内側へ膨出してウォータジャケット１６内に露出している。またＥＧＲガス通路１８は、シリンダヘッド２の排気マニホルド３側となるガスクーラハウジング１２の一方の側面にＥＧＲガス入口２０を有し、シリンダヘッド２の吸気マニホルド４側となる他方の側面にＥＧＲガス出口２１を有している。そして、ＥＧＲガス通路１８は、それぞれ直線状をなす入口側部分１８Ａと出口側部分１８Ｂとに区分され、後者の出口側部分１８Ｂが僅かに上方に位置するように互いに段差状に配置されているとともに、両者の境界となる位置に、有底円筒状をなすバルブ収容室２２が形成されている。つまり、上記入口側部分１８Ａと出口側部分１８Ｂとは、バルブ収容室２２を介して、１本の通路として連続している。
【００３８】
上記バルブ収容室２２は、ＥＧＲガス通路１８よりも大径であるとともに、上端の開口部２２ａが吸気系側へ向かうように傾斜して形成され、その底面に入口側部分１８Ａの一端が開口し、かつ側面に出口側部分１８Ｂの一端が開口している。このバルブ収容室２２は、ＥＧＲガス通路１８の管状部１９と同様に、ガスクーラハウジング１２の壁部を内側および外側へそれぞれ断面略半円形に膨出させてなるバルブ収容室外壁部２３によって構成されている。つまり、該バルブ収容室外壁部２３の一部は図４のように外側へ膨出し、かつ一部は図５のように内側へ膨出してウォータジャケット１６内に露出している。
【００３９】
上記バルブ収容室２２は、図４，図５に示すように、シリンダヘッド２の吸気側となる方に片寄った位置に形成されており、従って、ＥＧＲガス通路１８の入口側部分１８Ａは比較的長く、かつ出口側部分１８Ｂは非常に短い。そして、図５に示すように、ウォータジャケット１６内においては、上記入口側部分１８Ａとなる部分の管状部１９に、複数のリブ状のヒートシンク２４が一体に形成されているとともに、バルブ収容室外壁部２３に同じく複数のリブ状のヒートシンク２５が一体に形成されている。
【００４０】
上記バルブ収容室２２の開口部２２ａは、ガスクーラハウジング１２の上側部に斜めに形成された略円形のバルブ取付用フランジ部２６に開口しており、ここに、図５，図１等に示すように、ＥＧＲバルブ３１が取り付けられるようになっている。このＥＧＲバルブ３１は、ＥＧＲガスが通流するシート部３３および弁体３４を含むバルブ部３２と、弁体３４を上下に駆動する駆動モータ部３５と、から構成されているが、取付状態では、上記バルブ部３２がバルブ収容室２２内に収容され、かつ駆動モータ部３５が外部に突出した状態となる。上記シート部３３は、ＥＧＲガス通路１８の入口側部分１８Ａが接続されたバルブ収容室２２の底面に向かって位置しており、弁体３４の開閉に伴って、入口側部分１８Ａから出口側部分１８Ｂへと流れるＥＧＲガスの流量が制御される。
【００４１】
上記ガスクーラハウジング１２の上部のバルブ収容室２２と反対側となる位置には、ホース接続用の管部４１ａを備えた冷却水入口４１が形成されている。この冷却水入口４１は、シリンダヘッド２内のウォータジャケット全体の冷却水入口となるものであって、図５に示すように、ガスクーラハウジング１２内のウォータジャケット１６の上方隅部に位置する円形の開口部４１ｂを介して該ウォータジャケット１６に連通している。また、上記管部４１ａは、図１に示すように斜め前方へ延びており、特に図４，図５に明らかなように、排気系側の側方へと延びている。従って、図示せぬウォータポンプによって送り込まれた低温冷却水は、図４，図５の左右方向の速度成分を有するものとしてウォータジャケット１６内に流入し、バルブ収容室外壁部２３のヒートシンク２５ならびに管状部１９のヒートシンク２４へと流れて、これらを積極的に冷却することができる。なお、この実施例では、上記管部４１ａに、図示せぬスロットル弁駆動用モータを冷却した冷却水が戻る配管用のコネクタ部４２が合流している。
【００４２】
上記ガスクーラハウジング１２がシリンダヘッド本体１１に取り付けられた状態においては、上記ＥＧＲガス入口２０が開口する一方のフランジ面４５は、排気マニホルド３が取り付けられるシリンダヘッド本体１１の一方の側面と同一平面をなしている。また同時に、上記ＥＧＲガス出口２１が開口する他方のフランジ面４６は、吸気マニホルド４が取り付けられるシリンダヘッド本体１１の他方の側面と同一平面をなしている。
【００４３】
そして、上記排気マニホルド３に、上記ガスクーラハウジング１２の側方まで延びる延長部３ａが設けられているとともに、この延長部３ａの内部を通してＥＧＲガス通路４７が形成されており、その先端が上記ＥＧＲガス入口２０に接続されている。特に、排気マニホルド３とシリンダヘッド本体１１との間に配設されるシート状のガスケット（図示せず）の一部によって、排気マニホルド３側のＥＧＲガス通路４７と上記ＥＧＲガス入口２０との間がシールされている。上記ＥＧＲガス通路４７は、排気マニホルド３内の排気流路に適宜な位置で連通している。また、同様に、上記吸気マニホルド４に、上記ガスクーラハウジング１２の側方まで延びる延長部４ａが設けられているとともに、この延長部４ａの内部を通してＥＧＲガス通路４８が形成されており、その先端が上記ＥＧＲガス出口２１に接続されている。そして、吸気マニホルド４とシリンダヘッド本体１１との間に配設されるガスケット（図示せず）の一部によって、吸気マニホルド４側のＥＧＲガス通路４８と上記ＥＧＲガス出口２１との間がシールされている。なお、上記ＥＧＲガス通路４８は、図１に示すように気筒列方向に沿って延び、各気筒にＥＧＲガスを分配するようになっている。
【００４４】
従って、排気の一部が、排気マニホルド３内から上記ＥＧＲガス通路４７を通してガスクーラハウジング１２のＥＧＲガス通路１８へと直接に導かれ、ここで冷却水との間で熱交換して温度低下した後に、吸気マニホルド４のＥＧＲガス通路４８へと流れる。このＥＧＲガスの流れは、バルブ収容室２２に配設されたＥＧＲバルブ３１によって制御されるが、バルブ収容室２２ならびにＥＧＲバルブ３１が、ＥＧＲガス通路１８の入口側部分１８Ａから出口側部分１８ＢへのＥＧＲガスの流れに沿うように傾斜しているので、流れの屈曲に伴う通路抵抗は小さく、圧力差が比較的小さな条件下でも、ＥＧＲガスが円滑に流れる。
【００４５】
上記実施例の構成においては、シリンダヘッド２内において、ウォータジャケット１６を流れる冷却水によってＥＧＲガス通路１８およびバルブ収容室２２が積極的に冷却され、特に、ＥＧＲガス通路１８の入口側部分１８Ａにおいて冷却された後にバルブ収容室２２にＥＧＲガスが入るので、ＥＧＲバルブ３１に伝達される熱量が少なくなり、駆動モータ部３５の温度上昇を十分に抑制することができる。特に、この駆動モータ部３５は、シリンダヘッド２全体として、熱負荷のより低い吸気系側に位置し、かつ車両前方に向かって外気による冷却も受けるので、温度上昇抑制の上で有利となる。従って、より多量のＥＧＲガスの還流が可能となる。なお、このようなＥＧＲバルブ３１の配置により、特に車両のフードが後部をヒンジとして開く場合に、ＥＧＲバルブ３１に対する整備性が非常に優れたものとなる。また、シリンダヘッド２側の一連のウォータジャケットの最も上流においてＥＧＲガス通路１８やバルブ収容室２２の冷却が行われるので、ヒートシンク２４，２５の形成と併せて、低温冷却水によって良好に冷却される。
【００４６】
また、上記のようにガスクーラハウジング１２をシリンダヘッド本体１１とは別に鋳造して組み合わせることにより、ヒートシンク２４，２５の形成や冷却水入口４１のレイアウト等を、中子の制約を受けることなく、冷却性能の上で最適なものとすることが容易となる。そして、その一方で、ＥＧＲガス入口２０やＥＧＲガス出口２１を、排気マニホルド３や吸気マニホルド４の取付面と整列させておくことにより、排気マニホルド３や吸気マニホルド４の内部に設けたＥＧＲガス通路４７，４８と直接に接続することが可能になるとともにガスケットの共用化が図れ、ガスクーラハウジング１２を別部材としたことに伴う構成の複雑化や部品点数の増加が可及的に回避される。
【００４７】
なお、上記実施例では、シリンダヘッドの長手方向の一端部をガスクーラハウジングとして別体に構成した例を説明したが、一体に鋳造されるシリンダヘッド自体にＥＧＲガス通路およびバルブ収容室を同様に形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るＥＧＲガス冷却装置を備えた内燃機関の平面図。
【図２】同じく内燃機関の正面図。
【図３】ガスクーラハウジングを備えたシリンダヘッドの正面図。
【図４】ＥＧＲバルブを備えたガスクーラハウジングの正面図。
【図５】ガスクーラハウジングのみの背面図。
【符号の説明】
３…排気マニホルド
４…吸気マニホルド
１１…シリンダヘッド本体
１２…ガスクーラハウジング
１６…ウォータジャケット
１８…ＥＧＲガス通路
２２…バルブ収容室
２４，２５…ヒートシンク
３１…ＥＧＲバルブ
４１…冷却水入口
Claims (13)
- シリンダヘッドの一部が、ガスクーラハウジングとしてシリンダヘッド本体とは別体に形成されているとともに、このガスクーラハウジングは外周縁に接合面となるフランジ部を有し、該フランジ部の内側部分がウォータジャケットとして窪んでおり、かつ上記シリンダヘッド本体の端面には上記フランジ部に対応した開口が設けられていて、上記ガスクーラハウジング内部とシリンダヘッド本体内部とに連続してシリンダヘッド側のウォータジャケットが形成されており、
ラジエータから上記シリンダヘッド側ウォータジャケットへ冷却水が流入する冷却水入口が上記ガスクーラハウジングに設けられており、
上記ガスクーラハウジングの壁部に、排気系に接続されるＥＧＲガス入口および吸気系に接続されるＥＧＲガス出口を有するＥＧＲガス通路が形成されているとともに、上記ＥＧＲガス通路の通路途中に、ＥＧＲバルブを収容するバルブ収容室が形成されており、
上記ＥＧＲガス通路を構成する管状部および上記バルブ収容室を構成するバルブ収容室外壁部が、上記壁部の内側へ膨出して形成され、上記ウォータジャケット内に露出していることを特徴とする内燃機関のＥＧＲガス冷却装置。 - 上記管状部の表面に、リブ状のヒートシンクが一体に形成されていることを特徴とする請求項１記載の内燃機関のＥＧＲガス冷却装置。
- 上記バルブ収容室外壁部の表面に、リブ状のヒートシンクが一体に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関のＥＧＲガス冷却装置。
- 上記冷却水入口からウォータジャケット内に流入した冷却水が上記ヒートシンクへ向かうように構成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の内燃機関のＥＧＲガス冷却装置。
- 上記バルブ収容室は、シリンダヘッドにおける排気側および吸気側の間で、相対的に吸気側に近い位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関のＥＧＲガス冷却装置。
- 上記バルブ収容室は、一端が上方へ向かって開口しており、この開口端から駆動モータ部が外部に突出した状態に、上記ＥＧＲバルブが取り付けられることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関のＥＧＲガス冷却装置。
- 上記ＥＧＲガス通路の入口側部分と出口側部分とが上記バルブ収容室を挟んで段差状に配置されており、かつ上記バルブ収容室は、上記入口側部分から上記出口側部分へと向かう排気の流れに沿うように傾斜して形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関のＥＧＲガス冷却装置。
- シリンダヘッドの吸気側が車両前方へ向かうように、内燃機関が車両に横置に搭載されており、上記バルブ収容室が、シリンダヘッドにおける排気側および吸気側の間で、相対的に吸気側に近い位置に配置されているとともに、その上端の開口が車両の斜め前方へ向かうように傾斜して形成されており、かつこの開口端から駆動モータ部が外部に突出した状態に、上記ＥＧＲバルブが取り付けられることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の内燃機関のＥＧＲガス冷却装置。
- 上記ＥＧＲガス入口は、シリンダヘッドの排気マニホルド取付面と同じ方向へ向かって開口していることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の内燃機関のＥＧＲガス冷却装置。
- 上記ＥＧＲガス出口は、シリンダヘッドの吸気マニホルド取付面と同じ方向へ向かって開口していることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の内燃機関のＥＧＲガス冷却装置。
- 上記ＥＧＲガス入口は、シリンダヘッドの排気マニホルド取付面と同一面に開口していることを特徴とする請求項９に記載の内燃機関のＥＧＲガス冷却装置。
- 上記ＥＧＲガス出口は、シリンダヘッドの吸気マニホルド取付面と同一面に開口していることを特徴とする請求項１０に記載の内燃機関のＥＧＲガス冷却装置。
- 排気マニホルドもしくは吸気マニホルドの少なくとも一方にＥＧＲガス通路が一体に形成されており、このＥＧＲガス通路が上記ＥＧＲガス入口もしくはＥＧＲガス出口に直接接続されていることを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載の内燃機関のＥＧＲガス冷却装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001042846A JP3669275B2 (ja) | 2001-02-20 | 2001-02-20 | 内燃機関のｅｇｒガス冷却装置 |
| EP02000973A EP1233170A3 (en) | 2001-02-20 | 2002-01-16 | Recirculated exhaust gas cooling device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001042846A JP3669275B2 (ja) | 2001-02-20 | 2001-02-20 | 内燃機関のｅｇｒガス冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002242767A JP2002242767A (ja) | 2002-08-28 |
| JP3669275B2 true JP3669275B2 (ja) | 2005-07-06 |
Family
ID=18905094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001042846A Expired - Fee Related JP3669275B2 (ja) | 2001-02-20 | 2001-02-20 | 内燃機関のｅｇｒガス冷却装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1233170A3 (ja) |
| JP (1) | JP3669275B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011122514A (ja) * | 2009-12-10 | 2011-06-23 | Daihatsu Motor Co Ltd | 内燃機関の排気ガス還流装置 |
Families Citing this family (39)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005031300B4 (de) | 2005-07-05 | 2021-05-12 | Daimler Ag | Brennkraftmaschine mit Kühlsystem und Abgasrückführsystem |
| JP4497043B2 (ja) | 2005-07-20 | 2010-07-07 | 株式会社デンソー | 排気ガス再循環装置 |
| JP4484800B2 (ja) * | 2005-09-28 | 2010-06-16 | 株式会社クボタ | エンジン |
| DE102005059006A1 (de) * | 2005-12-08 | 2007-06-14 | Deutz Ag | Abgasrückführung einer Brennkraftmaschine |
| NL1031231C2 (nl) * | 2006-02-24 | 2007-08-27 | Daf Trucks Nv | Verbrandingsmotor met uitlaatgasrecirculatie. |
| KR101189377B1 (ko) | 2006-12-15 | 2012-10-09 | 현대자동차주식회사 | 디젤엔진의 통합형 다기능 냉각모듈구조 |
| FR2917132A1 (fr) * | 2007-06-07 | 2008-12-12 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Organe monobloc et module multifonctionnel comportant l'organe pour moteur avec reinjection des gaz d'echappement. |
| ES2299405B1 (es) * | 2007-10-09 | 2009-09-11 | Dayco Ensa S.L. | Modulo integrado egr/refrigeracion para un motor de combustion interna. |
| EP2077387B1 (de) * | 2008-01-07 | 2011-07-27 | Ford Global Technologies, LLC | Verfahren zur Kühlung eines rückzuführenden Abgasstroms einer Brennkraftmaschine |
| JP2010038201A (ja) * | 2008-08-01 | 2010-02-18 | Aisan Ind Co Ltd | 中空流体通路部品及びその製造方法 |
| FR2935436B1 (fr) * | 2008-08-29 | 2010-09-17 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Boucle de recirculation de gaz d'echappement. |
| KR101004255B1 (ko) | 2008-11-28 | 2011-01-03 | 쌍용자동차 주식회사 | 자동차용 ｅｇｒ 및 스월시스템 통합 인테이크 메니폴드 |
| JP5328024B2 (ja) * | 2009-02-12 | 2013-10-30 | ヤンマー株式会社 | エンジン |
| JP5278020B2 (ja) * | 2009-02-16 | 2013-09-04 | 株式会社デンソー | Ｅｇｒガス冷却装置 |
| JP5423169B2 (ja) * | 2009-06-15 | 2014-02-19 | いすゞ自動車株式会社 | 内燃機関 |
| FR2954954B1 (fr) * | 2010-01-04 | 2012-01-06 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Moteur dont la ligne d'alimentation en air comporte une boucle de re-circulation de gaz d'echappement |
| FR2954955B1 (fr) * | 2010-01-04 | 2012-05-25 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Moteur comportant une ligne d'air avec une boucle de re-circulation de gaz d'echappement |
| FR2954956B1 (fr) * | 2010-01-04 | 2012-01-06 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Moteur comprenant une culasse et une ligne d'alimentation en air |
| FR2954957B1 (fr) * | 2010-01-04 | 2012-07-20 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Moteur avec une ligne d'air comportant une boucle de re-circulation de gaz d'echappement |
| DE102010010594B4 (de) | 2010-03-08 | 2014-10-09 | Audi Ag | Kühlkreislauf für eine Brennkraftmaschine |
| CN102893012B (zh) * | 2010-05-17 | 2015-03-18 | 丰田自动车株式会社 | 具有egr气体冷却构造的气缸盖及其制造方法 |
| JP5595175B2 (ja) * | 2010-08-19 | 2014-09-24 | ダイハツ工業株式会社 | 内燃機関 |
| JP5691359B2 (ja) * | 2010-10-04 | 2015-04-01 | 株式会社デンソー | 排気ガス還流バルブ |
| DE102011001461B4 (de) * | 2011-03-22 | 2017-01-26 | Pierburg Gmbh | Abgasrückführmodul für eine Verbrennungskraftmaschine |
| JP5881983B2 (ja) * | 2011-07-07 | 2016-03-09 | ヤンマー株式会社 | エンジンの排気再循環装置 |
| CN102400819A (zh) * | 2011-12-02 | 2012-04-04 | 湖南天雁机械有限责任公司 | 柴油发动机废气再循环***冷却方法及装置 |
| FR2991393B1 (fr) * | 2012-05-30 | 2014-06-06 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Structure de ligne de recyclage des gaz d'echappement d'un moteur thermique |
| JP6040771B2 (ja) * | 2012-12-28 | 2016-12-07 | スズキ株式会社 | 車両用エンジンの排気ガス還流装置 |
| JP6065763B2 (ja) * | 2013-06-27 | 2017-01-25 | スズキ株式会社 | 車両用エンジンの排気ガス還流装置 |
| US9828894B2 (en) | 2013-11-13 | 2017-11-28 | Deere & Company | Exhaust manifold comprising an EGR passage and a coolant passage |
| JP6065868B2 (ja) * | 2014-03-28 | 2017-01-25 | マツダ株式会社 | エンジンの排気ガス還流装置 |
| JP6303870B2 (ja) * | 2014-06-30 | 2018-04-04 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関のシリンダブロック |
| JP6156340B2 (ja) * | 2014-11-27 | 2017-07-05 | マツダ株式会社 | エンジンの吸気装置 |
| DE102015206891A1 (de) * | 2015-04-16 | 2016-10-20 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Abgasrückführungsbaugruppe mit Abgaskrümmer |
| JP7296251B2 (ja) * | 2019-05-31 | 2023-06-22 | ダイハツ工業株式会社 | 内燃機関のｅｇｒ装置 |
| JP7251366B2 (ja) * | 2019-07-03 | 2023-04-04 | スズキ株式会社 | 車両用エンジン |
| JP7251367B2 (ja) * | 2019-07-03 | 2023-04-04 | スズキ株式会社 | 車両用エンジン |
| US11242819B2 (en) | 2020-02-17 | 2022-02-08 | Komatsu Ltd. | Cylinder head and engine |
| KR20230086354A (ko) | 2021-12-08 | 2023-06-15 | 현대자동차주식회사 | Egr 쿨러 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4715046Y1 (ja) * | 1969-11-08 | 1972-05-29 | ||
| JPH0354271U (ja) * | 1989-10-02 | 1991-05-24 | ||
| JPH0676644U (ja) * | 1993-03-31 | 1994-10-28 | いすゞ自動車株式会社 | 排気再循環装置 |
| JP2584319Y2 (ja) * | 1993-12-22 | 1998-10-30 | ダイハツ工業株式会社 | 排気ガス再循環装置 |
| JP3392513B2 (ja) * | 1994-03-22 | 2003-03-31 | 本田技研工業株式会社 | Ｖ型エンジンの排気環流装置 |
| JPH07259653A (ja) * | 1994-03-25 | 1995-10-09 | Kubota Corp | エンジンの排ガス再循環装置 |
| JP3544269B2 (ja) * | 1996-06-18 | 2004-07-21 | 日野自動車株式会社 | エンジンのｅｇｒ装置 |
| JP3601640B2 (ja) * | 1996-09-10 | 2004-12-15 | 本田技研工業株式会社 | 多気筒内燃機関の吸気装置 |
| JP3428392B2 (ja) | 1997-09-12 | 2003-07-22 | 本田技研工業株式会社 | エンジン |
| DE19750588B4 (de) * | 1997-11-17 | 2016-10-13 | MAHLE Behr GmbH & Co. KG | Vorrichtung zur Abgasrückführung für einen Verbrennungsmotor |
| US6237547B1 (en) * | 1998-09-10 | 2001-05-29 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Engine cooling arrangement |
| JP4071370B2 (ja) * | 1998-09-10 | 2008-04-02 | ヤマハ発動機株式会社 | 筒内噴射式エンジン用ｅｇｒ弁装置 |
| US6116026A (en) * | 1998-12-18 | 2000-09-12 | Detroit Diesel Corporation | Engine air intake manifold having built-in intercooler |
-
2001
- 2001-02-20 JP JP2001042846A patent/JP3669275B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-01-16 EP EP02000973A patent/EP1233170A3/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011122514A (ja) * | 2009-12-10 | 2011-06-23 | Daihatsu Motor Co Ltd | 内燃機関の排気ガス還流装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1233170A2 (en) | 2002-08-21 |
| JP2002242767A (ja) | 2002-08-28 |
| EP1233170A3 (en) | 2006-05-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3669275B2 (ja) | 内燃機関のｅｇｒガス冷却装置 | |
| EP0763655B1 (en) | Structure for supporting EGR valve in engine | |
| JP3775572B2 (ja) | 水冷式内燃機関 | |
| EP1770271B1 (en) | Multi-cylinder internal combustion engine with EGR-cooler | |
| JP3700836B2 (ja) | 内燃機関のシリンダヘッドの冷却構造 | |
| JP2000186639A (ja) | ビルトイン中間冷却機を有するエンジン空気の吸気マニホ―ルド | |
| JP4375261B2 (ja) | シリンダヘッドおよびこれを用いた水冷エンジン | |
| JP6174348B2 (ja) | 車両用内燃機関 | |
| JP5551547B2 (ja) | 内燃機関 | |
| JP2021161979A (ja) | エンジンのｅｇｒシステム | |
| JP2882438B2 (ja) | 内燃機関の吸気マニホールド | |
| JP4067248B2 (ja) | 水冷式内燃機関におけるシリンダヘッドの構造 | |
| JPH10331621A (ja) | 内燃機関のブリーザ通路構造 | |
| JP4578415B2 (ja) | Ｖ型内燃機関の熱交換器配置構造 | |
| JP3904554B2 (ja) | 多気筒エンジンの排気ガス還流装置 | |
| JP4054441B2 (ja) | Ｅｇｒ装置 | |
| JP3775926B2 (ja) | Ｅｇｒ装置 | |
| JP2004044465A (ja) | エンジンにおけるシリンダヘッド構造 | |
| JP4157714B2 (ja) | エンジンの熱交換器 | |
| JP4411969B2 (ja) | エンジンの冷却装置 | |
| JP2012002164A (ja) | 内燃機関の冷却装置 | |
| JP4729547B2 (ja) | エンジン | |
| JP2593649Y2 (ja) | 内燃機関の冷却装置 | |
| JP2022155125A (ja) | エンジンの流体冷却装置 | |
| JPH11141335A (ja) | 自動二輪車のエンジン冷却装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040720 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040727 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040901 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050322 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050404 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090422 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |