JP4850790B2

JP4850790B2 - エンジン

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Publication number: JP4850790B2
Application number: JP2007181888A
Authority: JP
Inventors: 正夫岡崎; 哲也小坂; 智杉本; 忠夫大和; 能和竹本; 裕三梅田
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2007-07-11
Filing date: 2007-07-11
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2027-07-11
Also published as: WO2009008188A1; JP2009019541A

Description

本発明は、エンジンに関し、詳しくは、エンジン回転のハンチングを抑制することができるエンジンに関するものである。

従来のエンジンとして、本発明と同様、排気エネルギーで駆動される過給機で吸気通路内に過給を行い、ＥＧＲ弁の駆動にニューマチック式の弁アクチュエータを用い、この弁アクチュエータの弁作動圧室に過給圧伝達通路を介して吸気通路を連携させ、この吸気通路内の過給圧が高くなるにつれて弁アクチュエータの弁作動圧室の弁作動圧が高くなるようにし、弁作動圧室の弁作動圧が所定値未満となる場合には、閉弁付勢手段でＥＧＲ弁の閉弁状態を維持し、弁作動圧室の弁作動圧が所定値以上となる場合には、弁作動圧室の弁作動圧でＥＧＲ弁を開弁するようにしたものがある。

この種のエンジンでは、負荷の増加による燃料増加で、排気エネルギーが増加し、過給圧が増加すると、弁作動圧が増加し、ＥＧＲ弁が開弁し、ＥＧＲガスが吸気通路に供給され、最高燃焼温度が低下し、ＮＯ_Ｘの発生が抑制される。また、負荷の減少による燃料減少で、排気エネルギーが低下し、過給圧が減少すると、弁作動圧が低下し、ＥＧＲ弁が閉弁し、ＥＧＲガスの供給が停止される。
しかし、従来のエンジンでは、過給圧の変動に対するＥＧＲ弁の開閉作動の追従性を調節する手段がないため、問題が生じている。

上記従来技術では、次の問題がある。
《問題》エンジン回転のハンチングが起こりやすい。
過給圧の変動に対するＥＧＲ弁の開閉作動の追従性を調節する手段がないため、ＥＧＲ弁の開弁直後、ＥＧＲガスの供給によって燃焼が不安定になり、過給圧の脈動が起こると、これにＥＧＲ弁の開閉作動が過敏に追従し、短時間中にＥＧＲガスの供給と停止が頻繁に繰り返され、過給圧の脈動が増幅され、エンジン回転のハンチングが起こりやすい。

本発明は、上記問題点を解決することができるエンジン、すなわち、エンジン回転のハンチングを抑制することができるエンジンを提供することを課題とする。

請求項１に係る発明の発明特定事項は、次の通りである。
図１、図２(Ａ)に例示するように、排気エネルギーで駆動される過給機(３０)で吸気通路(３)内に過給を行い、ＥＧＲ弁(９)の駆動にニューマチック式の弁アクチュエータ(８)を用い、この弁アクチュエータ(８)の弁作動圧室(３４)に過給圧伝達通路(２０)を介して吸気通路(３)を連携させ、この吸気通路(３)内の過給圧が高くなるにつれて弁アクチュエータ(８)の弁作動圧室(３４)の弁作動圧が高くなるようにし、弁作動圧室(３４)の弁作動圧が所定値未満となる場合には、閉弁付勢手段(９ｂ)でＥＧＲ弁(９)の閉弁状態を維持し、弁作動圧室(３４)の弁作動圧が所定値以上となる場合には、弁作動圧室(３４)の弁作動圧でＥＧＲ弁(９)を開弁するようにした、エンジンにおいて、
過給圧伝達通路(２０)の途中に伝達媒体の通過抵抗となる抵抗体(２１)を設けることにより、この抵抗体(２１)で吸気通路(３)内の過給圧の変動に対するＥＧＲ弁(９)の開閉作動の追従性を低下させ、
過給圧伝達通路(２０)に過給圧伝達室(２３)を設け、この過給圧伝達室(２３)内をダイヤフラム(２３ａ)で区画して、相互に不通の上流室(２３ｂ)と下流室(２３ｃ)とを形成し、上流室(２３ｂ)を吸気通路(３)内に連通させ、
下流室(２３ｃ)を抵抗体(２１)を介して弁アクチュエータ(８)の弁作動圧室(３４)に連通させることにより、
吸気通路(３)内の過給圧の変動を、上流室(２３ｂ)からダイヤフラム(２３ａ)を介して下流室(２３ｃ)に伝達し、下流室(２３ｃ)から抵抗体(２１)を介して弁作動圧室(３４)に伝達するようにした、ことを特徴とするエンジン。

（請求項１に係る発明）
《効果１−１》エンジン回転のハンチングを抑制することができる。
図１、図２(Ａ)に例示するように、過給圧伝達通路(２０)の途中に伝達媒体の通過抵抗となる抵抗体(２１)を設けることにより、この抵抗体(２１)で吸気通路(３)内の過給圧の変動に対するＥＧＲ弁(９)の開閉作動の追従性を低下させたので、過給圧の脈動が起こっても、これにＥＧＲ弁(９)の開閉作動が過敏に追従せず、短時間中にＥＧＲガスの供給と停止が頻繁に繰り返される不具合が回避される。このため、過給圧の脈動が増幅される不具合が回避され、これに起因するエンジン回転のハンチングを抑制することができる。

《効果１−２》抵抗体の機能低下を抑制することができる。
図１、図２(Ａ)に例示するように、吸気通路(３)内の過給圧の変動を、上流室(２３ｂ)からダイヤフラム(２３ａ)を介して下流室(２３ｃ)に伝達し、下流室(２３ｃ)から抵抗体(２１)を介して弁作動圧室(３４)に伝達するので、吸気に含まれる塵埃、カーボン、オイルミスト等の異物が、ダイヤフラム(２３ａ)で遮られ、抵抗体(２１)に接近することがない。このため、これら異物の詰まりによる抵抗体(２１)の機能低下を抑制することができる。

《効果１−３》過給圧伝達通路の導出位置設定の自由度が高まる。
図１、図２(Ａ)に例示するように、吸気に含まれる異物がダイヤフラム(２３ａ)で遮られ、抵抗体(２１)に接近することがないので、吸気通路(３)からの過給圧伝達通路(２０)の導出位置を異物が進入しにくい位置に設定しなければならないという制約がなくなり、過給圧伝達通路(２０)の導出位置設定の自由度が高まる。

（請求項２に係る発明）
請求項１に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果２》エンジンの始動性が高まる。
図２(Ａ)に例示するように、エンジン温度が所定値未満の冷間始動時には、吸気通路(３)内の過給圧に拘わらず、過給圧遮断弁(３６)が閉弁して、閉弁付勢手段(９ｂ)でＥＧＲ弁(９)の閉弁状態を維持するので、冷間始動時には吸気にＥＧＲガスが供給されず、エンジンの始動性が高まる。

（請求項３に係る発明）
請求項１に係る発明の効果１−１、請求項２に係る発明の効果２に加え、次の効果を奏する。
《効果３−１》過給圧遮断弁の機能低下を抑制することができる。
図１、図２(Ａ)に例示するように、吸気通路(３)内の過給圧の変動を、上流室(２３ｂ)からダイヤフラム(２３ａ)を介して下流室(２３ｃ)に伝達し、下流室(２３ｃ)から過給圧遮断弁(３６)を介して弁作動圧室(３４)に伝達するので、吸気に含まれる塵埃、カーボン、オイルミスト等の異物が、ダイヤフラム(２３ａ)で遮られ、過給圧遮断弁(３６)に接近することがない。このため、これら異物の詰まりによる過給圧遮断弁(３６)の機能低下を抑制することができる。

《効果３−２》過給圧伝達通路の導出位置設定の自由度が高まる。
図１、図２(Ａ)に例示するように、吸気に含まれる異物がダイヤフラム(２３ａ)で遮られ、過給圧遮断弁(３６)に接近することがないので、吸気通路(３)からの過給圧伝達通路(２０)の導出位置を異物が進入しにくい位置に設定しなければならないという制約がなくなり、過給圧伝達通路(２０)の導出位置設定の自由度が高まる。
(請求項４に係る発明)
請求項３に係る発明の効果に加え、請求項１に係る発明の効果１−２、効果１−３と同様の次の効果１−２´、効果１−３´を奏する。
《効果１−２´》抵抗体と過給圧遮断弁の機能低下を抑制することができる。
図１、図２(Ａ)に例示するように、吸気通路(３)内の過給圧の変動を、上流室(２３ｂ)からダイヤフラム(２３ａ)を介して下流室(２３ｃ)に伝達し、下流室(２３ｃ)から抵抗体(２１)と過給圧遮断弁(３６)を介して弁作動圧室(３４)に伝達するので、吸気に含まれる塵埃、カーボン、オイルミスト等の異物が、ダイヤフラム(２３ａ)で遮られ、抵抗体(２１)と過給圧遮断弁(３６)に接近することがない。このため、これら異物の詰まりによる抵抗体(２１)と過給圧遮断弁(３６)の機能低下を抑制することができる。
《効果１−３´》過給圧伝達通路の導出位置設定の自由度が高まる。
図１、図２(Ａ)に例示するように、吸気に含まれる異物がダイヤフラム(２３ａ)で遮られ、抵抗体(２１)と過給圧遮断弁(３６)に接近することがないので、吸気通路(３)からの過給圧伝達通路(２０)の導出位置を異物が進入しにくい位置に設定しなければならないという制約がなくなり、過給圧伝達通路(２０)の導出位置設定の自由度が高まる。

（請求項５に係る発明）
請求項１から請求項４のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果５》過熱によるＥＧＲ弁やＥＧＲ弁ケースの損傷を抑制することができる。
図３に例示するように、ＥＧＲ弁(９)を収容したＥＧＲ弁ケース(７)を吸気通路(３)の通路壁に取り付けたので、ＥＧＲ弁(９)やＥＧＲ弁ケース(７)の熱が吸気通路(３)の通路壁に放熱され、過熱によるＥＧＲ弁(９)やＥＧＲ弁ケース(７)の損傷を抑制することができる。

（請求項６に係る発明）
請求項５に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》過給圧伝達通路が短くて済む。
図３、図４に例示するように、ＥＧＲ弁(９)の弁アクチュエータ(８)をＥＧＲ弁ケース(７)に取り付けたので、吸気通路(３)とＥＧＲアクチュエータ(８)との距離が短くなり、過給圧伝達通路(２０)が短くて済む。

（請求項７に係る発明）
請求項５または請求項６に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果７》過熱によるＥＧＲ弁の損傷を抑制することができる。
図２に例示するように、ＥＧＲ弁ケース(７)に弁冷却水路(３１)を設けたので、過熱によるＥＧＲ弁(９)の損傷を抑制することができる。

（請求項８に係る発明）
請求項１に係る発明の効果１−１、請求項５に係る発明の効果５、請求項７に係る発明の効果７に加え、次の効果を奏する。
《効果》過給圧伝達通路が短くて済む。
図４に示すように、ＥＧＲ弁ケース(７)に感温作動性の過給圧遮断弁(３６)を取り付け、弁冷却水路(３１)に過給圧遮断弁(３６)の入熱部(３７)を臨ませたので、吸気通路(３)と過給圧遮断弁(３６)との距離が近くなり、過給圧伝達通路(２０)が短くて済む。
(請求項９に係る発明)
請求項８に係る発明の効果に加え、請求項３に係る発明の効果３−１、効果３−２を奏する。
(請求項１０に係る発明)
請求項８に係る発明の効果に加え、請求項１に係る発明の効果１−２、１−３を奏する。
(請求項１１に係る発明)
請求項８に係る発明の効果に加え、請求項１に係る発明の効果１−２、効果１−３と同様の次の効果１−２´、効果１−３´を奏する。
《効果１−２´》抵抗体と過給圧遮断弁の機能低下を抑制することができる。
図１、図２(Ａ)に例示するように、吸気通路(３)内の過給圧の変動を、上流室(２３ｂ)からダイヤフラム(２３ａ)を介して下流室(２３ｃ)に伝達し、下流室(２３ｃ)から抵抗体(２１)と過給圧遮断弁(３６)を介して弁作動圧室(３４)に伝達するので、吸気に含まれる塵埃、カーボン、オイルミスト等の異物が、ダイヤフラム(２３ａ)で遮られ、抵抗体(２１)と過給圧遮断弁(３６)に接近することがない。このため、これら異物の詰まりによる抵抗体(２１)と過給圧遮断弁(３６)の機能低下を抑制することができる。
《効果１−３´》過給圧伝達通路の導出位置設定の自由度が高まる。
図１、図２(Ａ)に例示するように、吸気に含まれる異物がダイヤフラム(２３ａ)で遮られ、抵抗体(２１)と過給圧遮断弁(３６)に接近することがないので、吸気通路(３)からの過給圧伝達通路(２０)の導出位置を異物が進入しにくい位置に設定しなければならないという制約がなくなり、過給圧伝達通路(２０)の導出位置設定の自由度が高まる。

（請求項１２係る発明）
請求項５から請求項１１のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》ＥＧＲ弁の損傷を抑制することができる。
図２に示すように、ＥＧＲ弁(９)の弁軸(９ａ)を垂直にしてＥＧＲ弁ケース(７)内の弁軸挿通孔(７ｃ)に摺動自在に内嵌させたので、ＥＧＲ弁(９)の弁軸(９ａ)を水平にした場合のように、ＥＧＲ弁(９)の弁軸(９ａ)が自重で弁軸挿通孔(７ｃ)に片当たりする不具合がなく、偏磨耗によるＥＧＲ弁(９)の損傷を抑制することができる。
（請求項１３に係る発明）
請求項１から請求項１２のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》絞り抵抗の大きさを容易に調節することができる。
図２(Ａ)(Ｂ)に例示するように、抵抗体(２１)を細管(２２)で構成したので、細管(２２)の内径と長さの設定によって絞り抵抗の大きさを容易に調節することができる。

本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１から図９は本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンを説明する図で、この実施形態では、立型水冷式の多気筒ディーゼルエンジンについて説明する。

本発明の実施形態の概要は、次の通りである。
図５に示すように、シリンダブロック(２６)の上部にシリンダヘッド(２)を組み付け、シリンダブロック(２６)の下部にオイルパン(２７)を組み付け、シリンダブロック(２６)の前部に水ポンプ(３９)とギヤケース(２８)を組み付け、シリンダブロック(２６)の後部にフライホイルハウジング(２９)を組み付けている。

ＥＧＲ装置の構成は、次の通りである。
図１に示すように、排気通路(４)をＥＧＲクーラ(６)とＥＧＲ弁ケース(７)と逆止弁ケース(１０)とを介して吸気通路(３)に連通させている。排気通路(４)は排気マニホルドであり、吸気通路(３)は吸気マニホルドである。

図１、図２(Ａ)に示すように、排気エネルギーで駆動される過給機(３０)で吸気通路(３)内に過給を行い、ＥＧＲ弁(９)の駆動にニューマチック式の弁アクチュエータ(８)を用い、この弁アクチュエータ(８)の弁作動圧室(３４)に過給圧伝達通路(２０)を介して吸気通路(３)を連携させ、この吸気通路(３)内の過給圧が高くなるにつれて弁アクチュエータ(８)の弁作動圧室(３４)の弁作動圧が高くなるようにし、弁作動圧室(３４)の弁作動圧が所定値未満となる場合には、閉弁付勢手段(９ｂ)でＥＧＲ弁(９)の閉弁状態を維持し、弁作動圧室(３４)の弁作動圧が所定値以上となる場合には、弁作動圧室(３４)の弁作動圧でＥＧＲ弁(９)を開弁するようにしている。図１中の符号(４５)はエアクリーナ、(４６)は燃焼室、(４７)は排気マフラである。

ＥＧＲ装置の工夫は、次の通りである。
図２(Ａ)(Ｂ)に示すように、過給圧伝達通路(２０)の途中に伝達媒体の通過抵抗となる抵抗体(２１)を設けることにより、この抵抗体(２１)で吸気通路(３)内の過給圧の変動に対するＥＧＲ弁(９)の開閉作動の追従性を低下させている。抵抗体(２１)を細管(２２)で構成している。抵抗体(２１)は下流室(２３ｃ)の出口に配置されている。

図２(Ａ)に示すように、過給圧伝達通路(２０)に過給圧伝達室(２３)を設け、この過給圧伝達室(２３)内をダイヤフラム(２３ａ)で区画して、相互に不通の上流室(２３ｂ)と下流室(２３ｃ)とを形成し、上流室(２３ｂ)を吸気通路(３)内に連通させ、下流室(２３ｃ)を抵抗体(２１)を介して弁アクチュエータ(８)の弁作動圧室(３４)に連通させることにより、吸気通路(３)内の過給圧の変動を、上流室(２３ｂ)からダイヤフラム(２３ａ)を介して下流室(２３ｃ)に伝達し、下流室(２３ｃ)から抵抗体(２１)を介して弁作動圧室(３４)に伝達するようにしている。抵抗体(２１)で絞り抵抗を受ける伝達媒体は、下流室(２３ｃ)内から弁作動圧室(３４)内にかけて封入されている空気である。図７に示すように、過給圧伝達室(２３)はシリンダヘッド(２)に取り付けたヘッドカバー(４８)に取り付けている。

図２(Ａ)に示すように、過給圧伝達通路(２０)に感温作動性の過給圧遮断弁(３６)を設け、エンジン温度が所定値未満の冷間始動時には、吸気通路(３)内の過給圧に拘わらず、過給圧遮断弁(３６)が閉弁して、閉弁付勢手段(９ｂ)でＥＧＲ弁(９)の閉弁状態を維持し、エンジン温度が所定値以上の温間始動時や通常運転時には、過給圧遮断弁(３６)が開弁して、吸気通路(３)内の過給圧に応じたＥＧＲ弁(９)の開閉を行なうようにしている。吸気圧遮断弁(３６)は、内部にバイメタル製の感温性変形手段(３６ａ)を備え、その温度による変形で弁体(３６ｂ)の開弁圧を変更する。

この過給圧遮断弁(３６)は、過給圧伝達室(２３)の下流室(２３ｃ)と弁作動圧室(３４)との間に配置され、吸気通路(３)内の過給圧の変動は、下流室(２３ｃ)から抵抗体(２１)と過給圧遮断弁(３６)を介して弁作動圧室(３４)に伝達される。

他の工夫は、次の通りである。
図３に示すように、ＥＧＲ弁(９)を収容したＥＧＲ弁ケース(７)を吸気通路(３)の通路壁に取り付けている。ＥＧＲ弁(９)の弁アクチュエータ(８)をＥＧＲ弁ケース(７)に取り付けている。図４に示すように、ＥＧＲ弁ケース(７)に弁冷却水路(３１)を設けている。ＥＧＲ弁ケース(７)に感温作動性の過給圧遮断弁(３６)を取り付け、弁冷却水路(３１)に過給圧遮断弁(３６)の入熱部(３７)を臨ませている。弁冷却水路(３１)は平面視でコの字状に形成されている。図２(Ａ)に示すように、ＥＧＲ弁(９)の弁軸(９ａ)を垂直にしてＥＧＲ弁ケース(７)内の弁軸挿通孔(７ｃ)に摺動自在に内嵌させている。

ＥＧＲガスの冷却装置は、次の通りである。
図３、図４に示すように、ＥＧＲクーラ(６)内にクーラジャケット(３３)を形成し、ＥＧＲ弁ケース(７)内に弁冷却水路(３１)を形成し、このクーラジャケット(３３)と弁冷却水路(３１)とを冷却水中継パイプ(３２)を介して直列接続し、エンジン冷却水をクーラジャケット(３３)と弁冷却水路(３１)とに通過させるに当たり、ＥＧＲクーラ(６)とＥＧＲ弁ケース(７)とを隣合わせに配置している。図５に示すように、クーラジャケット(３３)のクーラジャケット入口(３３ａ)は、冷却水入口パイプ(４０)を介してシリンダジャケット出口(４１)と連通させている。クーラジャケット(３３)のクーラジャケット出口(３３ｂ)は、冷却水中継パイプ(３２)を介して弁冷却水路(３１)の水路入口(３１ａ)に連通させている。弁冷却水路(３１)の水路出口(３１ｂ)は、冷却水出口パイプ(４２)を介して冷却水吸込み通路(図外)の通路入口(４３)に連通させている。冷却水吸込み通路の通路出口(図外)は、水ポンプ(３９)の吸込み口(図外)と連通している。シリンダジャケット内の冷却水は、水ポンプ(３９)の吸込み力により、シリンダジャケット出口(４１)とクーラジャケット(３３)と弁冷却水路(３１)と冷却水出口パイプ(４２)と冷却水吸込み通路とをその順に通過して水ポンプ(３９)に吸い込まれ、他の冷却水と合流して、ラジエータ(図外)に圧送され、再度、シリンダジャケット内に戻る。図４に示すように、ＥＧＲクーラ(６)とＥＧＲ弁ケース(７)とを吸気通路(３)の通路壁に沿って配置している。

図３、図４に示すように、クランク軸(１)の架設方向を前後方向、この前後方向と直交するシリンダヘッド(２)の幅方向を横方向として、シリンダヘッド(２)の横一側面に吸気通路(３)の通路壁を取り付け、シリンダヘッド(２)の横他側方に排気通路(４)の通路壁を取り付けるに当たり、吸気通路(３)の通路壁の上部に吸気入口管(５)を立設し、吸気通路(３)の通路壁の上方でＥＧＲクーラ(６)を前後方向に架設し、吸気入口管(５)とＥＧＲクーラ(６)とを前後に並べて配置している。ＥＧＲクーラ(６)は、吸気通路(３)の通路壁の真上、すなわち、図４に示すように、シリンダ中心軸線(２５)と平行な向きに見た場合に、吸気通路(３)の通路壁の上方で、吸気通路(３)の通路壁と重なる位置に配置している。ＥＧＲクーラ(６)は、シリンダ中心軸線(２５)と平行な向きに見た場合に、吸気通路(３)の通路壁よりも横外(シリンダヘッドから離れる側)にはみ出さないように配置している。ＥＧＲクーラ(６)には、シリンダブロック(２６)内の水冷ジャケットから冷却水を導入し、冷却水ポンプ(図外)に冷却水を導出する。

図３に示すように、吸気通路(３)の通路壁の上方にＥＧＲ弁ケース(７)を配置し、吸気入口管(５)とＥＧＲ弁ケース(７)とＥＧＲクーラ(６)とを前後に並べて配置し、ＥＧＲクーラ(６)の下流にＥＧＲ弁ケース(７)を位置させ、ＥＧＲ弁ケース(７)に弁アクチュエータ(８)を取り付けている。ＥＧＲ弁ケース(７)は、吸気通路(３)の通路壁の真上、すなわち、図４に示すように、シリンダ中心軸線(２５)と平行な向きに見た場合に、吸気通路(３)の通路壁の上方で、吸気通路(３)の通路壁と重なる位置に配置している。図３に示すように、ポペット弁製のＥＧＲ弁(９)の弁軸(９ａ)を垂直にしてＥＧＲ弁ケース(７)内の弁軸挿通孔(７ｃ)内のガスシール(３８)に摺動自在に内嵌させている。ＥＧＲガスは、図３に矢印で示すように、ＥＧＲ弁ケース(７)内を通過し、ガスシール(３８)はＥＧＲ弁(９)の弁口(４４)よりも下流側にある。

図３、図４に示すように、ＥＧＲ弁ケース(７)と吸気入口管(５)との間に逆止弁ケース(１０)を配置し、この逆止弁ケース(１０)内の逆止弁(１０ｃ)で吸気入口管(５)からＥＧＲ弁ケース(７)への吸気の流入とＥＧＲガスの逆流とを阻止することができるようにしている。シリンダヘッド(２)に水冷ジャケット内を通過するヘッド内ＥＧＲ通路(１１)を設け、このヘッド内ＥＧＲ通路(１１)の下流にＥＧＲクーラ(６)を配置している。

図５に示すように、前後方向のうち、エンジン冷却ファン(１４)を配置した方を前、その反対側を後として、後から前に向かって順に、吸気入口管(５)とＥＧＲ弁ケース(７)とＥＧＲクーラ(６)と接続管(１２)とを配置している。図３、図４に示すように、吸気入口管(５)の周壁前部のＥＧＲガス入口部(５ａ)にＥＧＲ弁ケース(７)の後部のＥＧＲ弁ケース出口部(７ａ)を連通させ、ＥＧＲ弁ケース(７)の前部のＥＧＲ弁ケース入口部(７ｂ)にＥＧＲクーラ(６)の後端のクーラ出口部(６ａ)を取り付けてこれらを連通させ、ＥＧＲクーラ(６)の前端のクーラ入口部(６ｂ)に接続管(１２)の後面上部の接続管出口部(１２ａ)を取り付けてこれらを連通させ、接続管(１２)の横面下部の接続管入口部(１２ｂ)をシリンダヘッド(２)の横面前部のヘッド内ＥＧＲ通路出口部(１１ａ)に取り付けてこれらを連通させている。

ＥＧＲ弁ケース(７)とＥＧＲクーラ(６)と接続管(１２)とを剛性連結体の構成要素とし、これら構成要素で可撓性のない剛性連結体を構成している。また、逆止弁ケース(１０)も剛性連結体の構成要素とし、ＥＧＲ弁ケース(７)の後部のＥＧＲ弁ケース出口部(７ａ)に逆止弁ケース(１０)の前部の逆止弁ケース入口部(１０ｂ)を取り付けてこれらを連通させ、逆止弁ケース(１０)の後面の逆止弁ケース出口部(１０ａ)を吸気入口管(５)の周壁前部のＥＧＲガス入口部(５ａ)に取り付けてこれらを連通させ、逆止弁ケース(１０)内の逆止弁(１０ｃ)で吸気入口管(５)からＥＧＲ弁ケース(７)への吸気の流入とＥＧＲガスの逆流とを阻止することができるようにしている。

図３、図４に示すように、排気通路(４)内からシリンダヘッド(２)外を通過するヘッド外ＥＧＲ通路(１３)を導出し、このヘッド外ＥＧＲ通路(１３)の下流にＥＧＲクーラ(６)を配置し、ＥＧＲクーラ(６)にヘッド内ＥＧＲ通路(１１)とヘッド外ＥＧＲ通路(１３)の両方からＥＧＲガスを導入するようにしている。

図５〜図７に示すように、エンジン冷却ファン(１４)の後方にヘッド外ＥＧＲ通路(１３)を配置し、このヘッド外ＥＧＲ通路(１３)にエンジン冷却ファン(１４)で起こしたエンジン冷却風が吹き当たるようにしている。図７に示すように、クランク軸(１)の架設方向と平行な向きに見た場合に、ヘッド外ＥＧＲ通路(１３)はエンジン冷却ファン(１４)と重なる位置よりも僅かにずれているが、エンジン冷却風の吹き当たり領域は、エンジン冷却ファン(１４)の外周の軌跡よりも拡がるため、エンジン冷却風はヘッド外ＥＧＲ通路(１３)に吹き当たる。

図８に示すように、吸気入口管(５)の周壁前部に横長のＥＧＲガス入口部(５ａ)を設け、このＥＧＲガス入口部(５ａ)に左右一対のキリ孔のＥＧＲガス入口(５ｂ)(５ｃ)をあけ、吸気入口管(５)の中心軸線(１６)と平行な向きに見た場合に、吸気入口管(５)の中心軸線(１６)を通過する前後方向仮想線(１７)の左右に、各ＥＧＲガス入口(５ｂ)(５ｃ)の中心線(２５ｂ)(２５ｃ)を位置させ、シリンダヘッド(２)から遠い外寄りのＥＧＲガス入口(５ｂ)の中心線(２５ｂ)がシリンダヘッド(２)に近い内寄りのＥＧＲガス入口(５ｃ)の中心線(２５ｃ)よりも、前後方向仮想線(１７)から遠ざかるようにし、吸気入口管(５)に接続する吸気供給パイプ(１８)をシリンダヘッド(２)側から吸気入口管(５)に近づけている。図５〜図７に示すように、吸気供給パイプ(１８)は、排気通路(４)の通路壁の上部に取り付けた過給機(３０)から導出している。

図９(Ａ)(Ｂ)は本発明の実施形態に係るエンジンで用いるＥＧＲ装置の変形例を説明する図で、図９(Ａ)は第１変更例の図２(Ａ)相当図、図９(Ｂ)は第２変更例で用いる逆止弁を示している。いずれの変更例も抵抗体(２１)として、細管(２２)に代えて、所定流量の逆流を許容する逆止弁(２４)を用い、この逆止弁(２４)が弁作動圧室(３４)側からの伝達媒体の逆流の通過抵抗となり、この逆止弁(２４)で吸気通路(３)内の過給圧の変動に対するＥＧＲ弁(９)の開閉作動の追従性を低下させている。図９(Ａ)の第１変更例では、逆止弁(２４)としてリード弁を用い、所定流量の逆流を許容するため、リード弁の全閉を阻止する突起(４９)を設けている。図９(Ｂ)の第２変更例では、逆止弁(２４)としてボール弁を用い、所定流量の逆流を許容するため、弁座(５０)にスリット(５１)を設けている。いずれも変更例も他の構成は、図１〜図８のものと同じである。図９(Ａ)中、図１〜図８のものと同一の要素には同一の符号を付しておく。

本発明の実施形態に係るエンジンのＥＧＲ装置の模式図である。図２(Ａ)は本発明の実施形態に係るエンジンのＥＧＲ装置の要部の拡大図、図２(Ｂ)は図２(Ａ)のＢ−Ｂ線断面図である。

本発明の実施形態に係るエンジンの吸気通路壁とその周辺部分の左側面図である。本発明の実施形態に係るエンジンのシリンダヘッドのその周辺部分の平面図である。本発明の実施形態に係るエンジンの左側面図である。本発明の実施形態に係るエンジンの平面図である。本発明の実施形態に係るエンジンの正面図である。本発明の実施形態に係るエンジンで用いる吸気通路壁を説明する図で、図８(Ａ)は後部の左側面図、図８(Ｂ)は図８(Ａ)のＢ−Ｂ線断面図、図８(Ｃ)は後部の平面図である。本発明の実施形態に係るエンジンで用いるＥＧＲ装置の変更例を説明する図で、図９(Ａ)は第１変更例の図２(Ａ)相当図、図９(Ｂ)は第２変更例で用いる逆止弁を示している。

(３) 吸気通路
(７) ＥＧＲ弁ケース
(７ｃ) 弁軸挿通孔
(８) 弁アクチュエータ
(９) ＥＧＲ弁
(９ａ) 弁軸
(９ｂ) 閉弁付勢手段
(２０) 過給圧伝達通路
(２１) 抵抗体
(２２) 細管
(２３) 過給圧伝達室
(２３ａ) ダイヤフラム
(２３ｂ) 上流室
(２３ｃ) 下流室
(３０) 過給機
(３１) 弁冷却水路
(３４) 弁作動圧室
(３６) 過給圧遮断弁
(３７) 入熱部

Claims

排気エネルギーで駆動される過給機(３０)で吸気通路(３)内に過給を行い、ＥＧＲ弁(９)の駆動にニューマチック式の弁アクチュエータ(８)を用い、この弁アクチュエータ(８)の弁作動圧室(３４)に過給圧伝達通路(２０)を介して吸気通路(３)を連携させ、この吸気通路(３)内の過給圧が高くなるにつれて弁アクチュエータ(８)の弁作動圧室(３４)の弁作動圧が高くなるようにし、弁作動圧室(３４)の弁作動圧が所定値未満となる場合には、閉弁付勢手段(９ｂ)でＥＧＲ弁(９)の閉弁状態を維持し、弁作動圧室(３４)の弁作動圧が所定値以上となる場合には、弁作動圧室(３４)の弁作動圧でＥＧＲ弁(９)を開弁するようにした、エンジンにおいて、
過給圧伝達通路(２０)の途中に伝達媒体の通過抵抗となる抵抗体(２１)を設けることにより、この抵抗体(２１)で吸気通路(３)内の過給圧の変動に対するＥＧＲ弁(９)の開閉作動の追従性を低下させ、
過給圧伝達通路(２０)に過給圧伝達室(２３)を設け、この過給圧伝達室(２３)内をダイヤフラム(２３ａ)で区画して、相互に不通の上流室(２３ｂ)と下流室(２３ｃ)とを形成し、上流室(２３ｂ)を吸気通路(３)内に連通させ、
下流室(２３ｃ)を抵抗体(２１)を介して弁アクチュエータ(８)の弁作動圧室(３４)に連通させることにより、
吸気通路(３)内の過給圧の変動を、上流室(２３ｂ)からダイヤフラム(２３ａ)を介して下流室(２３ｃ)に伝達し、下流室(２３ｃ)から抵抗体(２１)を介して弁作動圧室(３４)に伝達するようにした、ことを特徴とするエンジン。
請求項１に記載したエンジンにおいて、
過給圧伝達通路(２０)に感温作動性の過給圧遮断弁(３６)を設け、
エンジン温度が所定値未満の冷間始動時には、吸気通路(３)内の過給圧に拘わらず、過給圧遮断弁(３６)が閉弁して、閉弁付勢手段(９ｂ)でＥＧＲ弁(９)の閉弁状態を維持し、
エンジン温度が所定値以上の温間始動時や通常運転時には、過給圧遮断弁(３６)が開弁して、吸気通路(３)内の過給圧に応じたＥＧＲ弁(９)の開閉を行なうようにした、ことを特徴とするエンジン。
排気エネルギーで駆動される過給機(３０)で吸気通路(３)内に過給を行い、ＥＧＲ弁(９)の駆動にニューマチック式の弁アクチュエータ(８)を用い、この弁アクチュエータ(８)の弁作動圧室(３４)に過給圧伝達通路(２０)を介して吸気通路(３)を連携させ、この吸気通路(３)内の過給圧が高くなるにつれて弁アクチュエータ(８)の弁作動圧室(３４)の弁作動圧が高くなるようにし、弁作動圧室(３４)の弁作動圧が所定値未満となる場合には、閉弁付勢手段(９ｂ)でＥＧＲ弁(９)の閉弁状態を維持し、弁作動圧室(３４)の弁作動圧が所定値以上となる場合には、弁作動圧室(３４)の弁作動圧でＥＧＲ弁(９)を開弁するようにした、エンジンにおいて、
過給圧伝達通路(２０)の途中に伝達媒体の通過抵抗となる抵抗体(２１)を設けることにより、この抵抗体(２１)で吸気通路(３)内の過給圧の変動に対するＥＧＲ弁(９)の開閉作動の追従性を低下させ、
過給圧伝達通路(２０)に感温作動性の過給圧遮断弁(３６)を設け、
エンジン温度が所定値未満の冷間始動時には、吸気通路(３)内の過給圧に拘わらず、過給圧遮断弁(３６)が閉弁して、閉弁付勢手段(９ｂ)でＥＧＲ弁(９)の閉弁状態を維持し、
エンジン温度が所定値以上の温間始動時や通常運転時には、過給圧遮断弁(３６)が開弁して、吸気通路(３)内の過給圧に応じたＥＧＲ弁(９)の開閉を行なうようにし、
過給圧伝達通路(２０)に過給圧伝達室(２３)を設け、この過給圧伝達室(２３)内をダイヤフラム(２３ａ)で区画して、相互に不通の上流室(２３ｂ)と下流室(２３ｃ)とを形成し、上流室(２３ｂ)を吸気通路(３)内に連通させ、
下流室(２３ｃ)を過給圧遮断弁(３６)を介して弁アクチュエータ(８)の弁作動圧室(３４)に連通させることにより、
吸気通路(３)内の過給圧の変動を、上流室(２３ｂ)からダイヤフラム(２３ａ)を介して下流室(２３ｃ)に伝達し、下流室(２３ｃ)から過給圧遮断弁(３６)を介して弁作動圧室(３４)に伝達するようにした、ことを特徴とするエンジン。
請求項３に記載したエンジンにおいて、
下流室(２３ｃ)を過給圧遮断弁(３６)を介して弁アクチュエータ(８)の弁作動圧室(３４)に連通させることにより、
吸気通路(３)内の過給圧の変動を、上流室(２３ｂ)からダイヤフラム(２３ａ)を介して下流室(２３ｃ)に伝達し、下流室(２３ｃ)から過給圧遮断弁(３６)を介して弁作動圧室(３４)に伝達するようにした、ことに代えて、
下流室(２３ｃ)を抵抗体(２１)と過給圧遮断弁(３６)を介して弁アクチュエータ(８)の弁作動圧室(３４)に連通させることにより、
吸気通路(３)内の過給圧の変動を、上流室(２３ｂ)からダイヤフラム(２３ａ)を介して下流室(２３ｃ)に伝達し、下流室(２３ｃ)から抵抗体(２１)と過給圧遮断弁(３６)を介して弁作動圧室(３４)に伝達するようにした、ことを特徴とするエンジン。
請求項１から請求項４のいずれかに記載したエンジンにおいて、
ＥＧＲ弁(９)を収容したＥＧＲ弁ケース(７)を吸気通路(３)の通路壁に取り付けた、ことを特徴とするエンジン。
請求項５に記載したエンジンにおいて、
ＥＧＲ弁(９)の弁アクチュエータ(８)をＥＧＲ弁ケース(７)に取り付けた、ことを特徴とするエンジン。
請求項５または請求項６に記載したエンジンにおいて、
ＥＧＲ弁ケース(７)に弁冷却水路(３１)を設けた、ことを特徴とするエンジン。
排気エネルギーで駆動される過給機(３０)で吸気通路(３)内に過給を行い、ＥＧＲ弁(９)の駆動にニューマチック式の弁アクチュエータ(８)を用い、この弁アクチュエータ(８)の弁作動圧室(３４)に過給圧伝達通路(２０)を介して吸気通路(３)を連携させ、この吸気通路(３)内の過給圧が高くなるにつれて弁アクチュエータ(８)の弁作動圧室(３４)の弁作動圧が高くなるようにし、弁作動圧室(３４)の弁作動圧が所定値未満となる場合には、閉弁付勢手段(９ｂ)でＥＧＲ弁(９)の閉弁状態を維持し、弁作動圧室(３４)の弁作動圧が所定値以上となる場合には、弁作動圧室(３４)の弁作動圧でＥＧＲ弁(９)を開弁するようにした、エンジンにおいて、
過給圧伝達通路(２０)の途中に伝達媒体の通過抵抗となる抵抗体(２１)を設けることにより、この抵抗体(２１)で吸気通路(３)内の過給圧の変動に対するＥＧＲ弁(９)の開閉作動の追従性を低下させ、
ＥＧＲ弁(９)を収容したＥＧＲ弁ケース(７)を吸気通路(３)の通路壁に取り付け、
ＥＧＲ弁ケース(７)に弁冷却水路(３１)を設け、
過給圧伝達通路(２０)に感温作動性の過給圧遮断弁(３６)を設け、
エンジン温度が所定値未満の冷間始動時には、吸気通路(３)内の過給圧に拘わらず、過給圧遮断弁(３６)が閉弁して、閉弁付勢手段(９ｂ)でＥＧＲ弁(９)の閉弁状態を維持し、
エンジン温度が所定値以上の温間始動時や通常運転時には、過給圧遮断弁(３６)が開弁して、吸気通路(３)内の過給圧に応じたＥＧＲ弁(９)の開閉を行なうようにするに当たり、
ＥＧＲ弁ケース(７)に感温作動性の過給圧遮断弁(３６)を取り付け、弁冷却水路(３１)に過給圧遮断弁(３６)の入熱部(３７)を臨ませた、ことを特徴とするエンジン。
請求項８に記載したエンジンにおいて、
過給圧伝達通路(２０)に過給圧伝達室(２３)を設け、この過給圧伝達室(２３)内をダイヤフラム(２３ａ)で区画して、相互に不通の上流室(２３ｂ)と下流室(２３ｃ)とを形成し、上流室(２３ｂ)を吸気通路(３)内に連通させ、
下流室(２３ｃ)を過給圧遮断弁(３６)を介して弁アクチュエータ(８)の弁作動圧室(３４)に連通させることにより、
吸気通路(３)内の過給圧の変動を、上流室(２３ｂ)からダイヤフラム(２３ａ)を介して下流室(２３ｃ)に伝達し、下流室(２３ｃ)から過給圧遮断弁(３６)を介して弁作動圧室(３４)に伝達するようにした、ことを特徴とするエンジン。
請求項８に記載したエンジンにおいて、
過給圧伝達通路(２０)に過給圧伝達室(２３)を設け、この過給圧伝達室(２３)内をダイヤフラム(２３ａ)で区画して、相互に不通の上流室(２３ｂ)と下流室(２３ｃ)とを形成し、上流室(２３ｂ)を吸気通路(３)内に連通させ、
下流室(２３ｃ)を抵抗体(２１)を介して弁アクチュエータ(８)の弁作動圧室(３４)に連通させることにより、
吸気通路(３)内の過給圧の変動を、上流室(２３ｂ)からダイヤフラム(２３ａ)を介して下流室(２３ｃ)に伝達し、下流室(２３ｃ)から抵抗体(２１)を介して弁作動圧室(３４)に伝達するようにした、ことを特徴とするエンジン。
請求項１０に記載したエンジンにおいて、
下流室(２３ｃ)を抵抗体(２１)を介して弁アクチュエータ(８)の弁作動圧室(３４)に連通させることにより、
吸気通路(３)内の過給圧の変動を、上流室(２３ｂ)からダイヤフラム(２３ａ)を介して下流室(２３ｃ)に伝達し、下流室(２３ｃ)から抵抗体(２１)を介して弁作動圧室(３４)に伝達するようにした、ことに代えて、
下流室(２３ｃ)を抵抗体(２１)と過給圧遮断弁(３６)を介して弁アクチュエータ(８)の弁作動圧室(３４)に連通させることにより、
吸気通路(３)内の過給圧の変動を、上流室(２３ｂ)からダイヤフラム(２３ａ)を介して下流室(２３ｃ)に伝達し、下流室(２３ｃ)から抵抗体(２１)と過給圧遮断弁(３６)を介して弁作動圧室(３４)に伝達するようにした、ことを特徴とするエンジン。
請求項５から請求項１１のいずれかに記載したエンジンにおいて、
ＥＧＲ弁(９)の弁軸(９ａ)を垂直にしてＥＧＲ弁ケース(７)内の弁軸挿通孔(７ｃ)に摺動自在に内嵌させた、ことを特徴とするエンジン。
請求項１から請求項１２のいずれかに記載したエンジンにおいて、
抵抗体(２１)を細管(２２)で構成した、ことを特徴とするエンジン。