JP6850251B2 - Engine with EGR - Google Patents

Description

本発明は、排気再循環であるＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）を備えたディーゼルエンジンなど、ＥＧＲ付エンジンに関するものである。 The present invention relates to an engine with EGR, such as a diesel engine equipped with EGR (Exhaust Gas Recirculation), which is an exhaust gas recirculation.

ＥＧＲ付エンジンにおいては、排気ガス中の窒素酸化物の低減や部分負荷時の燃費向上のために、排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気マニホルドなどの吸気経路に戻して再度吸入させている。このＥＧＲ付エンジンとしては、特許文献１において開示されたものなどが知られている。 In an engine with EGR, in order to reduce nitrogen oxides in the exhaust gas and improve fuel efficiency at the time of partial load, a part of the exhaust gas is returned to an intake path such as an intake manifold as EGR gas and re-inhaled. As the engine with EGR, those disclosed in Patent Document 1 and the like are known.

従来のＥＧＲ付エンジンでは、ＥＧＲガスを流すＥＧＲパイプを、エンジンケースにおけるシリンダヘッドの横外方を迂回させて吸気側に配管させる構造が採られていた。特許文献１のものでは、その図３に示されるように、排気マニホルド（１３）と吸気マニホルド（１４）とを連通するＥＧＲパイプ（１５）は、シリンダヘッド（１２）の横外方を通して迂回配管されている。 In the conventional engine with EGR, a structure is adopted in which the EGR pipe through which the EGR gas flows is piped to the intake side by bypassing the lateral outer side of the cylinder head in the engine case. In Patent Document 1, as shown in FIG. 3, the EGR pipe (15) communicating the exhaust manifold (13) and the intake manifold (14) is a detour pipe passing through the lateral outer side of the cylinder head (12). Has been done.

特開２０１４−１９０１７１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-190171 特開２０１０−２３６３９７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-236397

従来のＥＧＲ付エンジンは、高温になるＥＧＲパイプがエンジンの横外方を通して配管されるため、エンジン全長が長くなる不利があった。ＥＧＲパイプは高温になるので、周囲に放熱用の隙間を確保することからも、寸法増が避けられない。また、エンジンレイアウトの都合により、ＥＧＲパイプはエンジンのフライホイール側の横外方に通されるため、冷却風による空冷作用を享受し難い不利もあった。 The conventional engine with EGR has a disadvantage that the overall length of the engine becomes long because the EGR pipe that becomes hot is piped through the lateral outer side of the engine. Since the EGR pipe becomes hot, it is inevitable to increase the size because a gap for heat dissipation is secured around it. Further, due to the convenience of the engine layout, the EGR pipe is passed to the lateral outside on the flywheel side of the engine, so that there is a disadvantage that it is difficult to enjoy the air cooling action by the cooling air.

とりわけ、特許文献２において開示されるエンジンのように、直列多気筒エンジンのフライホイール側の横外方にＥＧＲパイプより嵩張るＥＧＲクーラ（１５）が配置されている構造では、前述の各不利がさらに顕著になるものであった。 In particular, in the structure in which the EGR cooler (15), which is bulkier than the EGR pipe, is arranged laterally outside the flywheel side of the in-line multi-cylinder engine as in the engine disclosed in Patent Document 2, each of the above-mentioned disadvantages is further added. It was something that became prominent.

本発明の目的は、エンジンケースの構造やＥＧＲパイプの取り直しなど総合的に見直して工夫することにより、ＥＧＲパイプが冷却され易く、かつ、エンジン長の増大も抑制可能となるように改善されたＥＧＲ付エンジンを提供する点にある。 An object of the present invention is to improve the EGR so that the EGR pipe can be easily cooled and the increase in the engine length can be suppressed by comprehensively reviewing and devising the structure of the engine case and the re-installation of the EGR pipe. The point is to provide an engine with a pipe.

本発明は、ＥＧＲ付エンジンにおいて、
ＥＧＲガスｇを吸気経路５に導くためのＥＧＲパイプ６が、エンジンケースｋ内の冷却水路ｗ臨む状態で前記エンジンケースｋを通して配管され、
前記ＥＧＲパイプ６内をＥＧＲガスｇが螺旋状に流れるように案内する旋回流機構Ｂが、前記ＥＧＲパイプ６に設けられ、
前記旋回流機構Ｂは、前記ＥＧＲパイプ６の始端側及び／又は終端側が扁平に潰されてなる潰し部２３を設けるとともに、前記潰し部２３における断面形状変化部２４に通孔２２を形成することにより構成されていることを特徴とする。 The present invention relates to an engine with EGR.
An EGR pipe 6 for guiding the EGR gas g to the intake path 5 is piped through the engine case k in a state of facing the cooling water passage w in the engine case k.
The EGR pipe 6 is provided with a swirling flow mechanism B that guides the EGR gas g to flow spirally in the EGR pipe 6.
The swirling flow mechanism B is provided with a crushed portion 23 in which the start end side and / or the end end side of the EGR pipe 6 is flatly crushed, and a through hole 22 is formed in the cross-sectional shape changing portion 24 of the crushed portion 23. It is characterized in that it is composed of.

第２の本発明は、本発明のＥＧＲ付エンジンにおいて、
前記エンジンケースｋの端部であるケース端部２Ａが部分的に外方に膨出されており、前記ケース端部２Ａの外方への膨出部分７に前記ＥＧＲパイプ６が通されていることを特徴とする。 The second invention relates to the engine with EGR of the present invention.
The case end 2A, which is the end of the engine case k, is partially bulged outward, and the EGR pipe 6 is passed through the outward bulging portion 7 of the case end 2A. It is characterized by that.

第３の本発明は、本発明及び第２の本発明のＥＧＲ付エンジンにおいて、
前記エンジンケースｋはシリンダヘッド２であることを特徴とする。 The third invention relates to the engine with EGR of the present invention and the second invention.
The engine case k is a cylinder head 2 .

本発明によれば、ＥＧＲパイプをエンジンケース内部を通してあるので、外部に配管する場合に比べてエンジン長を短くすることができる。そして、ＥＧＲパイプはエンジンケース内の冷却水路に臨んでいるから、冷却水によるＥＧＲパイプの冷却が可能となり、高温となるＥＧＲパイプを既存の設備を用いて効率良く冷却できるようになる。 According to the present invention, since the EGR pipe is passed through the inside of the engine case, the engine length can be shortened as compared with the case where the EGR pipe is piped to the outside. Since the EGR pipe faces the cooling water channel in the engine case, the EGR pipe can be cooled by the cooling water, and the high temperature EGR pipe can be efficiently cooled by using the existing equipment.

加えて、旋回流機構によってＥＧＲパイプ内をＥＧＲガスが螺旋状に流れるので、ＥＧＲガスのＥＧＲパイプへの接触機会や接触時間が増え、冷却水によるＥＧＲガスの水冷作用が強化されるようになる。より効率よく冷却することができる In addition, since the EGR gas spirally flows in the EGR pipe by the swirling flow mechanism, the contact opportunity and contact time of the EGR gas to the EGR pipe are increased, and the water cooling action of the EGR gas by the cooling water is strengthened. .. Can be cooled more efficiently

その結果、エンジンケースの構造やＥＧＲパイプの取り直しなど総合的に見直して工夫することにより、ＥＧＲガスが効率よく冷却され、かつ、エンジン長の増大も抑制可能となるように改善されたＥＧＲ付エンジンを提供することができる。 As a result, the engine with EGR has been improved so that the EGR gas can be cooled efficiently and the increase in engine length can be suppressed by comprehensively reviewing and devising the structure of the engine case and the re-installation of the EGR pipe. Can be provided.

ＥＧＲパイプ付近の構造を示すシリンダヘッド端部の横断断面図Cross-sectional view of the end of the cylinder head showing the structure near the EGR pipe ＥＧＲパイプ付近の構造を示すシリンダヘッド端部の縦断断面図Longitudinal sectional view of the end of the cylinder head showing the structure near the EGR pipe. 他の構造によるＥＧＲパイプを示す側面図Side view showing an EGR pipe with another structure 図３のＥＧＲパイプ各部を示し、（ａ）図３の矢視Ｘによる正面図、（ｂ）は図３のＹ−Ｙ線での断面図Each part of the EGR pipe of FIG. 3 is shown, (a) a front view taken along the arrow X of FIG. 3, and (b) a cross-sectional view taken along the line YY of FIG. シリンダヘッド端部の断面構造を横方向から示す概略図Schematic diagram showing the cross-sectional structure of the end of the cylinder head from the lateral direction ＥＧＲパイプを備えるシリンダヘッド端部を示す概略の斜視図Schematic perspective view showing the end of a cylinder head with an EGR pipe 参考実施形態１のＥＧＲパイプを示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は図７（ａ）の矢印Ｑ方向から見た矢視図 The EGR pipe of Reference Embodiment 1 is shown, (a) is a side view, and (b) is an arrow view seen from the direction of arrow Q in FIG. 7 (a). 参考実施形態２のＥＧＲパイプを示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は図８（ａ）のａ−ａ線の断面図 Reference Embodiment 2 shows an EGR pipe, (a) is a side view, (b) is a sectional view taken along the line aa of FIG. 8 (a). 実施形態のＥＧＲパイプの要部を示す断面図Sectional drawing which shows the main part of the EGR pipe of embodiment （ａ）は参考実施形態３のＥＧＲパイプを示す側面図、（ｂ）は参考実施形態２の構造とは別構造のＥＧＲパイプの要部を示す断面図(A) is a side view showing the EGR pipe of the reference embodiment 3 , and (b) is a cross-sectional view showing a main part of the EGR pipe having a structure different from that of the reference embodiment 2. 参考実施形態４のＥＧＲパイプを示すシリンダヘッド端部の横断断面図Cross-sectional view of the end of the cylinder head showing the EGR pipe of Reference Embodiment 4 導入孔を示す図１１の側面図Side view of FIG. 11 showing an introduction hole

以下に、本発明によるＥＧＲ付エンジンの実施の形態を、産業用エンジンの場合について、図面を参照しながら説明する。なお、エンジンケースｋとは、シリンダヘッド２やシリンダ部１Ａなどを含む概念である。また、エンジンケースｋの排気マニホルド４側を左、吸気マニホルド５側を右とする。 Hereinafter, embodiments of the engine with EGR according to the present invention will be described with reference to the drawings in the case of an industrial engine. The engine case k is a concept including a cylinder head 2 and a cylinder portion 1A. Further, the exhaust manifold 4 side of the engine case k is on the left, and the intake manifold 5 side is on the right.

図６に示されるように、立形の産業用エンジンＥにおいて、シリンダブロック１の上部であるシリンダ部１Ａの上にシリンダヘッド２が組付けられ、シリンダヘッド２の上にシリンダヘッドカバー３が組付けられている。シリンダヘッド２の左右の一端側には排気マニホルド４が組付けられ、他端側には吸気マニホルド５が組付けられている。 As shown in FIG. 6, in the vertical industrial engine E, the cylinder head 2 is assembled on the cylinder portion 1A which is the upper part of the cylinder block 1, and the cylinder head cover 3 is assembled on the cylinder head 2. Has been done. Exhaust manifolds 4 are assembled on the left and right one end sides of the cylinder head 2, and intake manifolds 5 are assembled on the other end side.

この産業用エンジンＥでは、排ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気経路に戻すＥＧＲ装置Ａが装備されている。図６に示されるように、ＥＧＲ装置Ａは、排気マニホルド４と吸気マニホルド５とを連通させる管路であるＥＧＲパイプ６と、ＥＧＲパイプを冷却可能なＥＧＲ冷却機構ｒと、を有して構成されている。 The industrial engine E is equipped with an EGR device A that returns a part of the exhaust gas as EGR gas to the intake path. As shown in FIG. 6, the EGR device A includes an EGR pipe 6 which is a pipeline for communicating the exhaust manifold 4 and the intake manifold 5, and an EGR cooling mechanism r capable of cooling the EGR pipe. Has been done.

ＥＧＲパイプ６は、エンジンケースｋの一例であるシリンダヘッド２の内部を通して配管されている。シリンダヘッド２の前後の端部であるケース端部２Ａには、ＥＧＲパイプ６を内蔵するため、外方に膨らんだ膨出ケース部（膨出部分の一例）７が形成されている。なお、図６において、４Ａは、排気マニホルド４の一部であって排気マニホルド４をシリンダヘッド２にボルト止めするための取付ベースである。 The EGR pipe 6 is piped through the inside of the cylinder head 2, which is an example of the engine case k. Since the EGR pipe 6 is built in the case end 2A, which is the front and rear ends of the cylinder head 2, an outwardly bulging case portion (an example of the bulging portion) 7 is formed. In FIG. 6, 4A is a part of the exhaust manifold 4 and is a mounting base for bolting the exhaust manifold 4 to the cylinder head 2.

図１〜図３に示されるように、一例としてのＥＧＲパイプ６は、本体パイプ６Ａと、本体パイプ６Ａに固着されている取付フランジ６Ｂとを有して構成されている。
本体パイプ６Ａは、基本パイプ部８と、その基端側に形成される径が若干絞られた細径部９と、基本パイプ部８と細径部９との間に形成されるテーパ管部１０とを備えている。基本パイプ部８は、その長手方向の両端部を除いた大部分が複雑な断面形状の異形管部８Ａに形成されている。なお、ＥＧＲパイプ６が一般的なパイプで形成されてもよい。 As shown in FIGS. 1 to 3, the EGR pipe 6 as an example includes a main body pipe 6A and a mounting flange 6B fixed to the main body pipe 6A.
The main body pipe 6A has a basic pipe portion 8, a small diameter portion 9 formed on the base end side thereof, and a tapered pipe portion formed between the basic pipe portion 8 and the small diameter portion 9. It is equipped with 10. Most of the basic pipe portion 8 except for both ends in the longitudinal direction is formed in a deformed pipe portion 8A having a complicated cross-sectional shape. The EGR pipe 6 may be formed of a general pipe.

図３、図４（ａ）に示されるように、異形管部８Ａは、外周面を大きく凹ませてパイプ軸心Ｐ方向に延びる帯状の深溝部１１が、周方向の複数個所（６箇所）に形成されて部分である。長さの長い深溝部１１により、単純な円径のパイプに比べて、ＥＧＲパイプ６としての表面積を大きく増大させることができる。
深溝部１１は、溝底面１１ａと、左右一対の溝側面１１ｂ、１１ｂとを有しており、基本パイプ部８の径の約半分の径を持つ溝底面１１ａまで一定の溝幅ｄで凹まされている。 As shown in FIGS. 3 and 4A, the deformed pipe portion 8A has a plurality of strip-shaped deep groove portions 11 extending in the pipe axis P direction with the outer peripheral surface greatly recessed (6 locations) in the circumferential direction. It is a part formed in. The long deep groove portion 11 can greatly increase the surface area of the EGR pipe 6 as compared with a pipe having a simple circular diameter.
The deep groove portion 11 has a groove bottom surface 11a and a pair of left and right groove side surfaces 11b and 11b, and is recessed with a constant groove width d to the groove bottom surface 11a having a diameter of about half the diameter of the basic pipe portion 8. ing.

図３、図４（ｂ）に示されるように、取付フランジ６Ｂは、６箇所の取付孔１２ａ，１２ａを外周部に備える厚板製の本体フランジ１２で形成されており、溶着などにより本体パイプ６Ａの基本パイプ部８における開放側の端部に一体化されている。取付フランジ６Ｂは、図３に示されるように、基本パイプ部８の端から若干内側に寄った箇所に取り付けられている。本体パイプ６Ａ及び取付フランジ６Ｂは、比熱が小さく熱伝導性に優れて高強度のアルミ合金製が望ましいが、その他の金属製でもよい。アルミ合金製では、ＳＵＳ材と同等の耐食性を有しながらＳＵＳ材よりも安価であるという利点もある。 As shown in FIGS. 3 and 4B, the mounting flange 6B is formed of a thick plate main body flange 12 having six mounting holes 12a and 12a on the outer peripheral portion, and is formed by welding or the like to form a main body pipe. It is integrated with the open end of the basic pipe portion 8 of 6A. As shown in FIG. 3, the mounting flange 6B is mounted at a position slightly inward from the end of the basic pipe portion 8. The main body pipe 6A and the mounting flange 6B are preferably made of a high-strength aluminum alloy having a small specific heat and excellent thermal conductivity, but may be made of other metals. The aluminum alloy has the advantage that it has the same corrosion resistance as the SUS material but is cheaper than the SUS material.

図１、図２、図５に示されるように、ＥＧＲパイプ６はシリンダヘッド２の膨出ケース部７の内部を通して配管されており、ＥＧＲパイプ６における膨出ケース部７内に収容されている殆どの部分は、シリンダヘッド２の内部の
路ｗに臨む状態で設けられている。なお、膨出ケース部７は、ケース端部２Ａの下部（部分的の一例）に外方に半円弧状（図５を参照）に膨出させることで形成されている。 As shown in FIGS. 1, 2, and 5, the EGR pipe 6 is piped through the inside of the bulging case portion 7 of the cylinder head 2, and is housed in the bulging case portion 7 of the EGR pipe 6. Most of the parts are provided so as to face the road w inside the cylinder head 2. The bulging case portion 7 is formed by bulging outward in a semicircular shape (see FIG. 5) at the lower portion (partial example) of the case end portion 2A.

ＥＧＲパイプ６は、例えば、シリンダヘッド２の吸気マニホルド５側の側壁（右側壁）２Ｂに形成されている装着孔１９より挿入されて、細径部９がシリンダヘッド２の排気マニホルド４側の側壁（左側壁）２Ｃに形成されている円孔であるガス取込口１５に圧入又は密着内嵌され、かつ、取付フランジ６Ｂが２本のボルト（図示省略）によりシリンダヘッド２の吸気マニホルド側の側面２ａに取り付けられている。この場合、装着孔１９の径はガス取込口１５の径より少し大きい。 The EGR pipe 6 is inserted from, for example, a mounting hole 19 formed in the side wall (right side wall) 2B of the cylinder head 2 on the intake manifold 5 side, and the small diameter portion 9 is a side wall of the cylinder head 2 on the exhaust manifold 4 side. (Left wall) A circular hole formed in 2C, which is press-fitted or intimately fitted into the gas intake port 15, and the mounting flange 6B is attached to the intake manifold side of the cylinder head 2 by two bolts (not shown). It is attached to the side surface 2a. In this case, the diameter of the mounting hole 19 is slightly larger than the diameter of the gas intake port 15.

図１、図２、図５に示されるように、シリンダヘッド２内の冷却水路ｗは、シリンダヘッド２の下部に位置する下部水路ｗ１、上部に位置する上部水路ｗ２、及び端部に位置する端部水路ｗ３を有するとともに、膨出ケース部７内におけるＥＧＲパイプ６の外周側に形成される外周水路ｗ４を有している。外周水路ｗ４の存在により、冷却水路ｗはＥＧＲパイプ６を囲繞する状態に形成されている。つまり、ＥＧＲパイプ６が冷却水路に臨む状態で設けられることでＥＧＲ冷却機構ｒが構成されている。 As shown in FIGS. 1, 2, and 5, the cooling water channel w in the cylinder head 2 is located at the lower water channel w1 located at the lower part of the cylinder head 2, the upper water channel w2 located at the upper part, and the end portion. It has an end water channel w3 and an outer peripheral water channel w4 formed on the outer peripheral side of the EGR pipe 6 in the bulging case portion 7. Due to the presence of the outer peripheral water channel w4, the cooling water channel w is formed so as to surround the EGR pipe 6. That is, the EGR cooling mechanism r is configured by providing the EGR pipe 6 so as to face the cooling water channel.

図６に示されるように、ＥＧＲ装置Ａにより、燃焼室（図示省略）からの排気ガスＧは、シリンダヘッド２の排気出口１３から排気マニホルド４内に放出され、その一部がＥＧＲガスｇとなって出口孔１４からシリンダヘッド２のガス取込口１５（図１，２を参照）に入り、それからＥＧＲパイプ６を通って吸気マニホルド５内に還元される。ＥＧＲパイプ６のシリンダヘッド２内部分とは、図１などからは、基本パイプ部８、テーパ管部１０、及び細径部９の一部であるが、主に基本パイプ部８である。 As shown in FIG. 6, the exhaust gas G from the combustion chamber (not shown) is discharged into the exhaust manifold 4 from the exhaust outlet 13 of the cylinder head 2 by the EGR device A, and a part of the exhaust gas G is combined with the EGR gas g. Then, it enters the gas intake port 15 (see FIGS. 1 and 2) of the cylinder head 2 through the outlet hole 14, and then is reduced to the intake manifold 5 through the EGR pipe 6. The inner portion of the cylinder head 2 of the EGR pipe 6 is a part of the basic pipe portion 8, the tapered pipe portion 10, and the small diameter portion 9 from FIG. 1 and the like, but is mainly the basic pipe portion 8.

ＥＧＲパイプ６は膨出ケース部７に収容されているので、ＥＧＲパイプが別のものとしてシリンダヘッドの横外に配管されている従来のＥＧＲ装置に比べて、シリンダヘッド２の横外方への張出し量を軽減（抑制）させることができる。加えて、膨出ケース部７内にけるＥＧＲパイプ６の張出し側の外周にも外周水路ｗ４が存在しているので、図１，５に示されるように、この外周水路ｗ４、端部水路ｗ３、下部水路ｗ１を流れる冷却水２０によって冷やされＥＧＲクーラの機能を、効率よく発揮させることが可能になる。 Since the EGR pipe 6 is housed in the bulging case portion 7, the EGR pipe 6 is laterally outward to the cylinder head 2 as compared with the conventional EGR device in which the EGR pipe is separately piped to the laterally outer side of the cylinder head. The amount of overhang can be reduced (suppressed). In addition, since the outer peripheral water channel w4 also exists on the outer periphery of the EGR pipe 6 on the overhang side in the bulging case portion 7, as shown in FIGS. 1 and 5, the outer peripheral water channel w4 and the end water channel w3 , It is cooled by the cooling water 20 flowing through the lower water channel w1 and the function of the EGR cooler can be efficiently exerted.

従って、シリンダヘッド２を少し膨らましてＥＧＲパイプを内蔵させるという構造工夫によるＥＧＲ装置Ａ及びＥＧＲ冷却機構ｒにより、既存の冷却水２０を有効利用してＥＧＲガスｇを冷却しながらも、エンジンとしての横方向への嵩張りを低減できるＥＧＲ付エンジンＥが実現できている。ＥＧＲパイプ６において効果的に冷却できるので、外付けＥＧＲクーラ（図示省略）を不要に又は小型化することが可能となる利点もある。 Therefore, the EGR device A and the EGR cooling mechanism r, which are structurally devised by slightly inflating the cylinder head 2 and incorporating the EGR pipe, effectively utilize the existing cooling water 20 to cool the EGR gas g, but as an engine. An engine E with EGR that can reduce bulkiness in the lateral direction has been realized. Since the EGR pipe 6 can be effectively cooled, there is an advantage that the external EGR cooler (not shown) can be unnecessary or miniaturized.

図１，２、及び図５に示されるように、冷却水路ｗにおけるＥＧＲパイプ６の径外側部位に冷却水２０を導き案内するガイド部１６（図１，２では実線で、図５では仮想線で示す）が設けられている構成とすれば好都合である。ガイド部１６は、ＥＧＲパイプ６の下方において下部水路ｗ１へ突出するように形成されるガイド本体１７と、ＥＧＲパイプ６を半周で囲繞するように外周水路ｗ４半分へ突出するように形成される周ガイド部１８とを備えて構成されている。なおガイド部１６はガイド本体１７のみ有する構成でもよく、また、鋳抜きより形成されるものでもよい。 As shown in FIGS. 1, 2 and 5, a guide portion 16 (solid line in FIGS. 1 and 2 and virtual line in FIG. 5) guides and guides the cooling water 20 to the outer diameter portion of the EGR pipe 6 in the cooling water channel w. It is convenient if the configuration is provided with). The guide portion 16 has a guide main body 17 formed so as to project to the lower water channel w1 below the EGR pipe 6, and a circumference formed so as to project to the outer peripheral water channel w4 half so as to surround the EGR pipe 6 in half. It is configured to include a guide portion 18. The guide portion 16 may have only the guide main body 17, or may be formed by casting.

ガイド部１６を設けたことにより、冷却水路ｗを流れる冷却水２０が外周水路ｗ４に流れ込むことが促進されるようになり、殆どコストアップのない経済的な手段（ガイド部１６）でありながら、冷却水によるＥＧＲパイプ６（ＥＧＲガスｇ）の水冷作用を高めることができる利点がある。 By providing the guide portion 16, the cooling water 20 flowing through the cooling water passage w is promoted to flow into the outer peripheral water passage w4, which is an economical means (guide portion 16) with almost no cost increase. There is an advantage that the water cooling action of the EGR pipe 6 (EGR gas g) by the cooling water can be enhanced.

また、図１に示されるように、シリンダブロック１の冷却水路（図示省略）からの冷却水は、左右の水路２Ｌ，２Ｒからシリンダヘッド２内の下部水路ｗ１に送られてくる。従って、左の水路２Ｌと右の水路２Ｒの間に位置するガイド部１６により、左右の水路２Ｌ，２Ｒからの冷却水が互いに衝突して干渉することなく円滑に外周水路ｗ４へ分けて効率よく案内する、という好ましい作用効果も発揮される。 Further, as shown in FIG. 1, the cooling water from the cooling water channel (not shown) of the cylinder block 1 is sent from the left and right water channels 2L and 2R to the lower water channel w1 in the cylinder head 2. Therefore, the guide portion 16 located between the left water channel 2L and the right water channel 2R smoothly divides the cooling water from the left and right water channels 2L and 2R into the outer water channel w4 without colliding with each other and efficiently. The favorable effect of guiding is also exhibited.

〔旋回流機構について〕
本発明によるＥＧＲ付エンジンでは、ＥＧＲパイプ６内をＥＧＲガスｇが螺旋状に流れるように案内する旋回流機構Ｂが設けられている。以下に、種々の旋回流機構Ｂについて説明する。なお、ＥＧＲパイプ６としては、細径部９を有する段付パイプを用いてもよいし、径が一定な直管を用いてもよい。
なお、図７〜図１０に示す各ＥＧＲパイプ６は、図３などに示される「一例としてのＥＧＲパイプ６」に代えて、必要に応じてガス取込口１５と装着孔１９とを互いに同径とするなどして、シリンダヘッド２に組み込むことができるものである。 [About swirl flow mechanism]
The engine with EGR according to the present invention is provided with a swirling flow mechanism B that guides the EGR gas g to flow spirally in the EGR pipe 6. Hereinafter, various swirling flow mechanisms B will be described. As the EGR pipe 6, a stepped pipe having a small diameter portion 9 may be used, or a straight pipe having a constant diameter may be used.
In each of the EGR pipes 6 shown in FIGS. 7 to 10, instead of the "EGR pipe 6 as an example" shown in FIG. 3 and the like, the gas intake port 15 and the mounting hole 19 are the same as each other as necessary. It can be incorporated into the cylinder head 2 by adjusting the diameter.

〔参考実施形態１〕
図７（ａ），（ｂ）に示されるように、旋回流機構ＢはＥＧＲパイプ６に設けられており、詳しくは、ＥＧＲパイプ６の入口６ａを、ＥＧＲパイプ６の軸心Ｐの径方向に偏らせることにより構成されている。
ＥＧＲパイプ６は、断面円形の本体パイプ６Ａの入口側の開口が蓋板６Ｃで閉塞されるとともに、その蓋板６Ｃに、本体パイプ６Ａの内径よりも小さい径の円孔でなる入口６ａが開けられている。入口６ａの中心６ａｐとＥＧＲパイプ６の軸心Ｐとは間隔ａで位置ズレさせてあり、その結果、入口６ａは軸心Ｐに対して偏心配置されている。 [ Reference Embodiment 1]
As shown in FIGS. 7A and 7B, the swirling flow mechanism B is provided in the EGR pipe 6, and more specifically, the inlet 6a of the EGR pipe 6 is provided in the radial direction of the axial center P of the EGR pipe 6. It is composed by biasing to.
In the EGR pipe 6, the opening on the inlet side of the main body pipe 6A having a circular cross section is closed by the lid plate 6C, and the lid plate 6C is opened with an inlet 6a having a circular hole having a diameter smaller than the inner diameter of the main body pipe 6A. Has been done. The center 6ap of the inlet 6a and the axial center P of the EGR pipe 6 are displaced at an interval a, and as a result, the inlet 6a is eccentrically arranged with respect to the axial center P.

この入口６ａの偏心配置により、図７（ａ）に示されるように、入口６ａから入ったＥＧＲガスｇは、その本体パイプ６Ａ内に侵入する時点で軸心Ｐに対して傾いた流れになり、その傾いた流れが本体パイプ６Ａの内壁６ｎに沿って螺旋状に流れていくようになる。偏心配置の入口６ａが案内なお、図示は省略するが、ＥＧＲパイプ６の出口６ｂを軸心Ｐに対して偏心させる構成でも良く、また、入口６ａと出口６ｂとの双方を軸心Ｐに対して偏心させる構成でもよい。 Due to the eccentric arrangement of the inlet 6a, as shown in FIG. 7A, the EGR gas g entering from the inlet 6a becomes a flow inclined with respect to the axial center P at the time of entering the main body pipe 6A. , The inclined flow comes to flow spirally along the inner wall 6n of the main body pipe 6A. The inlet 6a of the eccentric arrangement is guided. Although not shown, the outlet 6b of the EGR pipe 6 may be eccentric with respect to the axis P, and both the inlet 6a and the outlet 6b may be directed with respect to the axis P. It may be configured to be eccentric.

従って、この参考実施形態１によるＥＧＲパイプ６がシリンダヘッド２に装着された状態では、ＥＧＲガスｇが本体パイプ６Ａの内壁６ｎ近くを螺旋状に流れて本体パイプ６Ａへの接触機会が、ＥＧＲガスｇが真っ直ぐ流れる場合に比べて増大するようになる。その結果、ＥＧＲパイプ６の周囲に存在する冷却水２０による水冷作用が強化されるようになり、より効率よく冷却することができる利点がある。 Therefore, in the state where the EGR pipe 6 according to the reference embodiment 1 is attached to the cylinder head 2, the EGR gas g spirally flows near the inner wall 6n of the main body pipe 6A, and the opportunity to contact the main body pipe 6A is the EGR gas. It will increase as compared with the case where g flows straight. As a result, the water cooling action of the cooling water 20 existing around the EGR pipe 6 is strengthened, and there is an advantage that cooling can be performed more efficiently.

〔参考実施形態２〕
図８（ａ），（ｂ）に示されるように、旋回流機構Ｂは、ＥＧＲパイプ６の入口６ａ及び／又は出口６ｂをパイプ側壁に開けられた横向き孔（孔の一例）２１で形成するとともに、横向き孔２１が形成されている側のパイプ端を蓋板６Ｃで閉塞することにより構成されている。横向き孔２１は、本体パイプ６Ａの基端側端に、軸心Ｐに関して互いに点対象となる１８０度離れた位置に一対（２箇所）形成されている。 [ Reference Embodiment 2]
As shown in FIGS. 8A and 8B, the swirling flow mechanism B forms the inlet 6a and / or the outlet 6b of the EGR pipe 6 with a lateral hole (an example of a hole) 21 formed in the side wall of the pipe. At the same time, the end of the pipe on the side where the lateral hole 21 is formed is closed with the lid plate 6C. A pair (two places) of lateral holes 21 are formed at the base end side end of the main body pipe 6A at positions 180 degrees apart from each other with respect to the axial center P.

図８（ｂ）に示されるように、横向き孔２１は、本体パイプ６Ａの側壁を部分的に切り起してなる矩形孔（円孔や楕円孔などでもよい）であり、その切り起し片をパイプ内側曲げてなる案内壁２５を有している。案内壁２５の向きは、一対の案内壁２５，２５が互いに平行となる水平方向に曲げられているが、斜め上向きや斜め下向きでもよい。 As shown in FIG. 8B, the lateral hole 21 is a rectangular hole (which may be a circular hole or an elliptical hole) formed by partially cutting out the side wall of the main body pipe 6A, and the cut-out piece thereof. Has a guide wall 25 formed by bending the inside of the pipe. The direction of the guide wall 25 is bent in the horizontal direction in which the pair of guide walls 25, 25 are parallel to each other, but may be diagonally upward or diagonally downward.

各横向き孔２１，２１から導入されてくるＥＧＲガスｇ，ｇは、本体パイプ６Ａ内に侵入する時点で互いに同方向で軸心Ｐに対して傾いた流れになり、その傾いた流れが本体パイプ６Ａの内壁６ｎに沿って螺旋状に流れていくようになる。この参考実施形態２の旋回流機構Ｂによる作用効果は、参考実施形態１の旋回流機構Ｂの場合と同様に得られる。 The EGR gases g and g introduced from the lateral holes 21 and 21 become inclined flows with respect to the axis P in the same direction at the time of entering the main body pipe 6A, and the inclined flow becomes the main body pipe. It flows spirally along the inner wall 6n of 6A. The effect of the swirling flow mechanism B of the reference embodiment 2 can be obtained in the same manner as in the case of the swirling flow mechanism B of the reference embodiment 1.

なお、参考実施形態２の別構造として、図１０（ｂ）に示されるように、本体パイプ６Ａの始端又は終端に、小径の横向きパイプ２６を取付けてその開口部を横向き孔２１とした構成の旋回流機構Ｂでもよい。図示のように、軸心Ｐ周りで１８０度の間隔を空けて一対のパイプ製の横向き穴２１，２１を設ける構成とすれば、好都合である。その他の構成は、図８に示されるものに準ずる。 As another structure of the reference embodiment 2, as shown in FIG. 10B, a small-diameter lateral pipe 26 is attached to the start end or the end of the main body pipe 6A, and the opening thereof is a lateral hole 21. The swirling flow mechanism B may be used. As shown in the drawing, it is convenient to provide a pair of horizontal holes 21 and 21 made of pipes at intervals of 180 degrees around the axis P. Other configurations are the same as those shown in FIG.

〔実施形態〕
図９に示されるように、旋回流機構Ｂは、ＥＧＲパイプ６の始端側及び／又は終端側が扁平に潰されてなる潰し部２３を設けるとともに、潰し部２３における一対の断面形状変化部２４，２４に通孔２２を形成することにより構成されている。潰し部２３は、平らに潰れた扁平部２３Ａと、この扁平部２３Ａと円形の本体パイプ６Ａとの間で形状が変化する箇所であり、一対の断面形状変化部２４のそれぞれに円形の通孔（孔の一例）２２が形成されている。 [ Embodiment ]
As shown in FIG. 9, the swirling flow mechanism B is provided with a crushed portion 23 in which the start end side and / or the end end side of the EGR pipe 6 is flatly crushed, and the pair of cross-sectional shape changing portions 24 in the crushed portion 23, It is configured by forming a through hole 22 in 24. The crushed portion 23 is a portion where the shape changes between the flat portion 23A crushed flat and the flat portion 23A and the circular main body pipe 6A, and a circular through hole is formed in each of the pair of cross-sectional shape changing portions 24. (Example of hole) 22 is formed.

断面形状変化部２４は、ＥＧＲパイプ６の軸心Ｐに対して傾いた面となり、その傾斜面に開けられた通孔２２からＥＧＲガスｇが侵入又は放出される際に旋回状の流れに変換されるようになる。ＥＧＲパイプ６の出口に通孔２２が配置される場合は、出口で生じる螺旋流が時間の経過により次第に上流側に影響し、結果として、ＥＧＲパイプ６内においては、ＥＧＲガスｇは旋回流になって流れる。この実施形態の旋回流機構Ｂによる作用効果は、参考実施形態１の旋回流機構Ｂの場合と同様に得られる。 The cross-sectional shape changing portion 24 becomes a surface inclined with respect to the axial center P of the EGR pipe 6, and is converted into a swirling flow when the EGR gas g enters or is discharged from the through hole 22 formed in the inclined surface. Will be done. When the through hole 22 is arranged at the outlet of the EGR pipe 6, the spiral flow generated at the outlet gradually affects the upstream side with the passage of time, and as a result, in the EGR pipe 6, the EGR gas g becomes a swirling flow. It flows. The action and effect of the swirling flow mechanism B of this embodiment can be obtained in the same manner as in the case of the swirling flow mechanism B of the reference embodiment 1.

〔参考実施形態３〕
図１０（ａ）に示されるように、旋回流機構Ｂは、ＥＧＲパイプ６をツイストパイプ製とすることにより構成されている。詳しくは、本体パイプ６Ａがツイストパイプ２７である。ツイストパイプ２７の螺旋状の合せ箇所２７ａが案内作用を発揮して、パイプ内を流れるＥＧＲガスｇの流れが螺旋状の旋回流になる。参考実施形態３の旋回流機構Ｂによる作用効果は、参考実施形態１の旋回流機構Ｂの場合と同様に得られる。ツイストパイプはスパイラルパイプとも呼ばれる。 [ Reference Embodiment 3 ]
As shown in FIG. 10 (a), the swirling flow mechanism B is constituted by the EGR pipe 6 made of twisted pipe. Specifically, the main body pipe 6A is the twist pipe 27. The spiral mating portion 27a of the twist pipe 27 exerts a guiding action, and the flow of the EGR gas g flowing in the pipe becomes a spiral swirling flow. The action and effect of the swirling flow mechanism B of the reference embodiment 3 can be obtained in the same manner as in the case of the swirling flow mechanism B of the reference embodiment 1. Twisted pipes are also called spiral pipes.

〔参考実施形態４〕
図１１、図１２に示されるように、旋回流機構Ｂは、ＥＧＲパイプ６の入口６ａ及び／又は出口６ｂをパイプ側壁に開けられた横向き孔２１で形成し、横向き孔２１が形成されている側のパイプ端を閉塞するとともに、シリンダケースｋにおけるＥＧＲガスｇの導入孔又は導出孔２８を、ＥＧＲパイプ６の軸心Ｐから横向き孔２１の存在側にずらして形成することにより構成されている。導出孔２８の軸心２８ａは、ＥＧＲパイプ６の軸心Ｐと同心ではなく、縦横の双方に離された位置に設けられている。つまり、シリンダヘッド２の導入孔２８、つまりはエンジンケースｋ及びＥＧＲパイプ６によりなる旋回流機構Ｂである。 [ Reference Embodiment 4 ]
As shown in FIGS. 11 and 12 , in the swirling flow mechanism B, the inlet 6a and / or the outlet 6b of the EGR pipe 6 is formed by a lateral hole 21 formed in the side wall of the pipe, and the lateral hole 21 is formed. The end of the pipe on the side is closed, and the introduction hole or the out-out hole 28 for the EGR gas g in the cylinder case k is formed by shifting it from the axial center P of the EGR pipe 6 to the side where the lateral hole 21 exists. .. The axis 28a of the lead-out hole 28 is not concentric with the axis P of the EGR pipe 6, but is provided at a position separated from each other in both the vertical and horizontal directions. That is, the introduction hole 28 of the cylinder head 2, that is, the swirling flow mechanism B including the engine case k and the EGR pipe 6.

図１１，１２においては、入口側に横向き孔２１が形成され、シリンダヘッド２の入口側（排気マニホルド４の存在側）の導入孔２８（図１のガス取込口１５に相当）は、ＥＧＲパイプ６の軸心Ｐから横へ（前へ）ずらして形成され、導入孔２８に横向き孔２１が臨む状態に構成されている。ＥＧＲパイプ６の入口側は蓋板６Ｃを設けて閉塞されているが、その他の手段（例：パイプ端の閉じ加工による一体のエンド壁）によるものでもよい。参考実施形態４の旋回流機構Ｂによる作用効果も、参考実施形態１の旋回流機構Ｂの場合と同様に得られる。 In FIGS. 11 and 12 , a lateral hole 21 is formed on the inlet side, and the introduction hole 28 (corresponding to the gas intake port 15 in FIG. 1) on the inlet side of the cylinder head 2 (the side where the exhaust manifold 4 exists) is EGR. It is formed so as to be laterally (forwardly) displaced from the axial center P of the pipe 6, and is configured such that the lateral hole 21 faces the introduction hole 28. The inlet side of the EGR pipe 6 is closed by providing a lid plate 6C, but other means (eg, an integral end wall by closing the end of the pipe) may be used. The action and effect of the swirling flow mechanism B of the reference embodiment 4 can be obtained in the same manner as in the case of the swirling flow mechanism B of the reference embodiment 1.

２ シリンダヘッド
２Ａ ケース端部
６ ＥＧＲパイプ
６ａ 入口
６ｂ 出口
７ 膨出部分
２１ 孔
２２ 孔
２３ 潰し部
２４ 断面形状変化部
Ｂ 旋回流機構
Ｐ 軸心
ｇ ＥＧＲガス
ｋ エンジンケース 2 Cylinder head 2A Case end 6 EGR pipe 6a Inlet 6b Outlet 7 Swelling part 21 hole 22 hole 23 Crushed part 24 Cross-sectional shape change part B Swirling flow mechanism P Axis center g EGR gas k Engine case

Claims (3)

ＥＧＲガスを吸気経路に導くためのＥＧＲパイプが、エンジンケース内の冷却水路に臨む状態で前記エンジンケースを通して配管され、
前記ＥＧＲパイプ内をＥＧＲガスが螺旋状に流れるように案内する旋回流機構が、前記ＥＧＲパイプに設けられ、
前記旋回流機構は、前記ＥＧＲパイプの始端側及び／又は終端側が扁平に潰されてなる潰し部を設けるとともに、前記潰し部における断面形状変化部に孔を形成することにより構成されているＥＧＲ付エンジン。 An EGR pipe for guiding the EGR gas to the intake path is laid through the engine case so as to face the cooling water channel in the engine case.
The EGR pipe is provided with a swirling flow mechanism that guides the EGR gas to flow spirally in the EGR pipe.
The swirling flow mechanism includes an EGR that is configured by providing a crushed portion in which the start end side and / or the end side of the EGR pipe is flatly crushed and forming a hole in the cross-sectional shape changing portion in the crushed portion . engine. 前記エンジンケースの端部であるケース端部が部分的に外方に膨出されており、前記ケース端部の外方への膨出部分に前記ＥＧＲパイプが通されている請求項１に記載のＥＧＲ付エンジン。 The first aspect of claim 1, wherein the case end portion, which is the end portion of the engine case, is partially bulged outward, and the EGR pipe is passed through the outward bulging portion of the case end portion. Engine with EGR. 前記エンジンケースはシリンダヘッドである請求項１又は２に記載のＥＧＲ付エンジン。 The engine with EGR according to claim 1 or 2, wherein the engine case is a cylinder head.

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