CN113494393A - 发动机的egr系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机的EGR系统。EGR通路(40)具有在EGR冷却器(41)的上游侧通过气缸盖(11)的内部的EGR内部通路(44)和在气缸盖(11)的外部进行连接的中继通路(45)。EGR冷却器(41)以气体流入口(41a)位于第一端面(11c)一侧且气体流出口(41b)位于第二端面(11d)一侧的方式布置在进气歧管(23)的上方，中继通路(45)在气缸盖EGR气体出口(16)的一旁与EGR内部通路(44)相连接，且中继通路(45)与EGR内部通路(44)连通。EGR冷却器(41)倾斜，中继通路(45)以弯曲状态与气体流入口(41a)相连接。因此能够抑制高度且提高EGR冷却器的排水性。

Description

发动机的EGR系统

技术领域

此处公开的技术涉及一种发动机的EGR系统。

背景技术

已知一种技术，可在驱动车辆等的发动机中，将废气的一部分(又称为EGR气体)送回进气侧，即所谓的EGR(Exhaust Gas Recirculation：废气再循环)。通常，为了对高温EGR气体进行冷却，进行EGR的EGR系统大多设有EGR冷却器。

关于此处所公开的技术，已公开有一种发动机，其在进气歧管的上侧布置有EGR冷却器(专利文献1)。

专利文献1：日本公开专利公报特开2016－102429号公报

发明内容

－发明要解决的技术问题－

在EGR冷却器的内部，会产生含有氧化物质的冷凝水。因此，像专利文献1的发动机那样将EGR冷却器横置时，优选避免冷凝水积聚到EGR冷却器中。为此能够想到的常见方法是，使EGR冷却器倾斜，来使冷凝水流下。

然而，发动机设在发动机室的有限空间内。而且，像专利文献1的发动机那样将EGR冷却器布置在进气歧管的上侧时，其与覆盖EGR冷却器的上方的发动机盖之间的间隙变窄。需要确保该间隙的大小在规定量以上，以使在碰撞时发动机盖变形而缓和其冲击。

对此，要使横置的EGR冷却器倾斜来使冷凝水流下，需要大幅度抬起EGR冷却器的一端部。其结果是，难以确保大小在规定量以上的间隙。因此，仅靠使EGR冷却器倾斜来提高冷凝水的排水性并不容易。于是，为了既确保发动机与发动机盖之间的间隙又提高横置在发动机上的EGR冷却器的排水性，重新探讨了整个EGR系统的布局。

也就是说，此处公开的技术的主要目的在于：提供一种发动机的EGR系统，能够在抑制包括EGR冷却器的整个EGR系统的高度的状态下，在不影响冷却性能的同时，提高EGR冷却器的排水性。

－用于解决技术问题的技术方案－

此处公开的技术涉及一种发动机的EGR系统。所述发动机的EGR系统包括发动机本体、进气通路、排气通路以及EGR通路，所述发动机本体在上部包括气缸盖，所述气缸盖构成进行燃烧的多个燃烧室，多个所述燃烧室并排布置在所述气缸盖的第一端面与第二端面之间，所述进气通路用于通过安装在所述气缸盖上的进气歧管将进气引入各所述燃烧室，所述排气通路与所述气缸盖相连接且从各所述燃烧室排出废气，所述EGR通路连接在所述排气通路与所述进气通路之间，且使废气作为EGR气体回流到所述进气通路。

所述EGR通路具有EGR冷却器、EGR内部通路以及中继通路，所述EGR冷却器在EGR气体从气体流入口流入到从气体流出口流出的期间，对该EGR气体进行冷却，所述EGR内部通路在所述EGR冷却器的上游侧通过所述气缸盖的内部，所述中继通路在所述气缸盖的外部，在所述EGR内部通路与所述EGR冷却器之间将该EGR内部通路和该EGR冷却器连接起来。所述气缸盖在所述第一端面上具有气缸盖EGR气体出口，所述气缸盖EGR气体出口供通过所述气缸盖的内部的EGR气体流出。

所述EGR冷却器形成为柱体，所述EGR冷却器在长度方向的一端侧具有所述气体流入口，且在长度方向的另一端侧具有所述气体流出口，所述EGR冷却器以所述气体流入口位于所述第一端面一侧且所述气体流出口位于所述第二端面一侧的方式布置在所述进气歧管的上方，并且，所述中继通路在所述气缸盖EGR气体出口的一旁与所述EGR内部通路相连接，且所述中继通路与所述EGR内部通路连通。

所述EGR冷却器以从所述气体流出口朝向所述气体流入口变低的方式倾斜，并且，所述中继通路以越往上游侧则越低的弯曲状态与所述气体流入口相连接。

根据该发动机的EGR系统，EGR通路具有EGR冷却器。因此，能够通过EGR冷却器对EGR气体进行冷却。而且，EGR通路在EGR冷却器的上游侧具有通过气缸盖的内部的EGR内部通路。通常，在气缸盖的内部形成有对燃烧室进行冷却的水冷通路。因此，通过与在该水冷通路中流动的冷却水进行热交换，能够对在EGR内部通路中流动的EGR气体进行冷却。也就是说，能够有效地对EGR气体进行冷却。

并且，EGR冷却器形成为在EGR气体流动的方向(气体流动方向)上较长的柱体状。通过使全长较长，则即使使纵向宽度较小，也能够确保EGR冷却器的冷却性能。能够使EGR冷却器的纵向宽度较小，来抑制高度。

EGR冷却器布置为在其方向与气体流动方向一致的状态下，沿气缸盖的长度方向延伸。这样一来，能够保证EGR气体顺畅地流入和流出。并且，能够在抑制高度的同时，将EGR冷却器控制在气缸盖的全长范围内。

中继通路在气缸盖的端面的一旁与EGR内部通路连接，且中继通路与EGR内部通路连通。也就是说，气缸盖在第一端面上具有出口(气缸盖EGR气体出口)，该气缸盖EGR气体出口使通过气缸盖的内部的EGR气体从气缸盖流出。中继通路构成为在朝着一旁远离该气缸盖EGR气体出口的位置处，与EGR内部通路相连接。通过在朝着一旁远离第一端面的位置处连接中继通路，到EGR冷却器的距离变长，能够使中继通路较长。

并且，EGR冷却器以从该气体流出口朝向该气体流入口变低的方式倾斜。因为EGR冷却器具有在气体流动方向上较长的形状，所以即使倾斜较缓，也能够使在EGR冷却器中产生的冷凝水顺畅地向上游侧流下。此外，能够抑制冷凝水进入EGR阀所在的下游侧。

而且，中继通路以越往上游侧则越低的弯曲状态与气体流入口相连接。在大量EGR气体在EGR通路中流动的情况下，中继通路的流路剖面优选较大，此外，中继通路的流路阻力优选较小。因此，优选地，由沿气体流动方向弯曲的直径较大的管道构成中继通路，并且，顺畅地将该中继通路的两端部分别连接起来。

然而，如果直径变大，则无法大幅度弯曲，曲率半径会变大。关于这一点，在该发动机中，在朝着一旁远离气缸盖的端面的位置处连接中继通路。因此，到气体流入口的距离变长。

这样一来，能够使中继通路的全长较长，从而能够由管道直径较大且曲率半径较大的管道构成中继通路。能够以越往上游侧则越低的弯曲状态，将中继通路的两端也分别顺畅地连接起来。其结果是，即使是大量的EGR气体也能够顺畅地流动。从EGR冷却器向中继管道流下的冷凝水也会顺畅地流下。因此，能够在抑制包括EGR冷却器的整个EGR系统的高度的状态下，在不影响冷却性能的同时，提高EGR冷却器的排水性。

所述发动机的EGR系统还可以是：还包括安装在所述气缸盖的所述第一端面上的第一附设部件，所述第一附设部件具有位于所述第一端面的一旁且构成所述EGR内部通路的延伸通路，所述中继通路与所述第一附设部件相连接，且与所述延伸通路连通。

也就是说，在该发动机的EGR系统中，在气缸盖的第一端面上安装有第一附设部件，第一附设部件具有构成EGR内部通路的延伸通路。利用第一附设部件，将EGR内部通路从气缸盖的第一端面延伸到其一旁的远离第一端面的位置。因此，如果在第一附设部件中也形成水冷通路，则通过与冷却水进行热交换，能够更有效地对EGR气体进行冷却。

并且，因为中继通路与第一附设部件相连接且与上述延伸通路连通，所以如上所述，能够使到气体流入口的距离较长。因此，即使是大量的EGR气体，也能够顺畅地流动，从而能够提高EGR冷却器的排水性。

所述发动机的EGR系统还可以是：所述EGR通路还具有对EGR气体的流量进行调节的EGR阀，所述EGR阀通过与所述气体流出口相连接的连结通路布置在所述EGR冷却器的下游侧，所述EGR阀直接固定在所述进气歧管的上部，所述连结通路以通过所述EGR阀的上方而向所述第二端面一侧延伸的状态，与所述EGR阀的上部相连接。

也就是说，在EGR通路的位于EGR冷却器的下游侧的下游侧部分的布局上也下了功夫。因为EGR阀直接固定在进气歧管的上部，所以对EGR阀的支承强度得到提高，能够抑制EGR阀的晃动。而且，能够抑制EGR阀的高度。

并且，在EGR阀与EGR冷却器的之间将该EGR阀与该EGR冷却器连结起来的连结通路以通过EGR阀的上方而向第二端面一侧延伸的状态，与EGR阀的上部相连接。因此，即使连结通路具有横向长度较长的形状，也能够在不从气缸盖的第二端面向侧方伸出的情况下，布置连结通路。其结果是，能够将包括EGR系统的整个发动机高效地设置在发动机室中。

所述发动机的EGR系统还可以是：所述EGR冷却器以所述气体流出口比所述气体流入口离所述气缸盖更远的方式，以横向上倾斜的状态布置，并且，所述中继通路以纵向上倾斜的状态布置。

也就是说，根据该发动机的EGR系统，EGR冷却器以横向上也倾斜的状态布置。具体而言，沿上下方向观察时，EGR冷却器以气体流出口比气体流入口离气缸盖更远的方式倾斜。

与此同时，中继通路也以纵向上倾斜的状态布置。具体而言，沿左右方向观察时，中继通路以上游侧比下游侧离气体流入口更远的方式上下方向上倾斜。这样一来，能够使EGR冷却器和中继通路更长。因此，能够在将它们高效地布置在小空间的状态下，提高EGR气体流动的顺畅性和冷凝水排出的顺畅性。

所述发动机的EGR系统还可以是：该发动机的EGR系统还包括设在所述气缸盖的所述第一端面附近的第二附设部件，所述第二附设部件布置在所述EGR冷却器和所述中继通路的下方的空间。

也就是说，根据该发动机的EGR系统，由EGR冷却器和中继通路构成的部分通过进气歧管的上方朝向气缸盖的第一端部的一旁延伸。在此情况下，在EGR冷却器和中继管道的下方会产生一定的空间。

如果将第二附设部件布置在该空间内，则能够紧凑且有效地布置第二附设部件，从而能够防止产生死角空间。

所述发动机的EGR系统还可以是：当所述发动机在包括全负荷的高负荷区间运转时，在所述燃烧室进行以理论空燃比为目标值的燃烧。

通常，当发动机在这样的高负荷区间运转时，燃烧温度会升高而出现异常燃烧。因此，增加燃料量，利用其汽化潜热对混合气进行冷却，由此抑制异常燃烧。该方法因为燃料量增加，所以省油性变差。

对此，如果以理论空燃比进行燃烧，则省油性得到提高，但无法充分利用汽化潜热，因此无法抑制异常燃烧。如果增加EGR气体的回流量，则由于进气的氧浓度降低，能够抑制异常燃烧。然而，以理论空燃比进行燃烧时，废气的温度会变高。

因此，当发动机在高负荷区间运转时，如果一边使EGR气体的回流量增加来抑制异常燃烧，一边以理论空燃比进行燃烧，则会有比现有技术中温度更高且量更多的EGR气体回流。因为相对于EGR冷却器的性能而言，EGR气体的热量过多，所以EGR冷却器的耐久性会降低。

对此，如上所述，在该发动机的EGR系统中，能够有效地除去流入EGR冷却器的EGR气体的热量。因此，即使使温度更高且量更多的EGR气体回流，也能够抑制相对于EGR冷却器的性能而言，EGR气体的热量过多。也就是说，根据该发动机的EGR系统，能够提高省油性。

－发明的效果－

根据应用了此处公开的技术的发动机的EGR系统，能够在抑制包括EGR冷却器的整个EGR系统的高度的状态下，在不影响冷却性能的同时，提高EGR冷却器的冷凝水的排出性。

附图说明

图1是示例出发动机的主要设备的构成的图；

图2是示出发动机的具体整体结构的立体简图；

图3是从前方观察到的发动机的上部的简图；

图4是从左侧观察到的发动机的上部的简图；

图5是从斜上方观察到的发动机的上部的立体简图；

图6是将发动机的左侧的主要部分放大示出的立体简图；

图7是从上侧观察到的发动机的上部前侧的简图；

图8是将发动机的上部前侧的主要部分放大示出的立体简图。

－符号说明－

1－发动机；2－发动机盖；10－发动机本体；10a－气缸体；11－气缸盖；11a－前侧面；11b－后侧面；11c－第一端面；11d－第二端面；12－燃烧室；16－气缸盖EGR气体出口；20－进气通路；21－节气门；22－缓压罐；23－进气歧管；30－排气通路；31－排气歧管；32－尾气净化装置；40－EGR通路；41－EGR冷却器；41a－气体流入口；41b－气体流出口；42－EGR阀；45－中继管道(中继通路)；47－连结管道(连结通路)；70－曲管部。

具体实施方式

下面，对此处公开的技术进行说明。不过，以下说明仅为示例。并不限制本发明、其应用对象或其用途。

图1是示例出与发动机构成为一体的EGR系统(以下，将它们整体简称为“发动机1”)的主要设备的构成的图。图2是示出发动机1的具体整体结构的立体简图。图3是从前方观察到的发动机1的上部的简图。图4是从气缸盖11的第一端面11c一侧观察到的发动机1的上部的简图。图5是从斜上方观察到的发动机1的上部的立体简图。图6是将发动机1的主要部分放大示出的立体简图。

各图所示的箭头表示说明中所使用的“前后”、“左右”、“上下”这些方向。此外，说明中所使用的“上游”和“下游”的基准是作为对象的流体流动的方向。为便于说明，在各图中，省略发动机的部分图示。

发动机1搭载在四轮汽车上。具体而言，是收纳在汽车的发动机室中。如图3、图4所示，发动机1的上方由发动机盖2覆盖。需要确保发动机1与发动机盖2之间的间隙G的大小在规定量以上，以使在碰撞时发动机盖2变形而缓和其冲击。在该发动机1中，通过抑制包括EGR系统在内的整体高度，能够确保该间隙G。

根据驾驶员的操作，使发动机1运转，由此使汽车行驶。发动机1在后述的燃烧室12使包括汽油的混合气燃烧。发动机1是反复进行进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程以及排气冲程的四冲程发动机。

发动机1包括进气通路20和排气通路30，进气通路20随着燃烧循环，向各燃烧室12送入进气，排气通路30随着燃烧循环，从燃烧室12排出废气。而且，该发动机1还包括上述EGR系统。也就是说，发动机1进行EGR，使排出到排气通路30的废气的一部分作为EGR气体回流到进气通路20。

在该发动机1中，使EGR气体的回流量比现有技术中多，来抑制异常燃烧。这样一来，当发动机1在高负荷区间运转时，也能够进行以理论空燃比为目标值的燃烧。

通常，发动机1在要求大扭矩输出的高负荷区间运转时，燃烧温度会升高而出现异常燃烧。因此，当发动机1在高负荷区间运转时，进行混合气加浓控制，使空气量相对于燃料量的比例(所谓的A/F，空燃比)变小。利用由此增加的燃料的汽化潜热对混合气进行冷却，抑制异常燃烧。然而，在混合气加浓控制中，因为燃料量增加，所以省油性变差。

另一方面，如果燃料和氧恰到好处地燃烧，即以理论空燃比进行燃烧，则省油性得到提高。然而，在以理论空燃比进行燃烧时，因为无法充分利用汽化潜热，所以无法抑制异常燃烧。对此，如果使EGR气体的回流量增加，则进气的氧浓度会降低。这样一来，自点火时刻延迟，能够抑制异常燃烧。

该发动机1在高负荷区间运转时，进行以理论空燃比为目标值的燃烧。并且，通过增加EGR气体的回流量，来抑制异常燃烧。此处所说的高负荷区间例如是包括全负荷的规定负荷以上的区间。高负荷区间例如是将发动机1的运转区间沿负荷方向二等分时，位于高负荷侧的区间。高负荷区间也可以是将发动机1的运转区间沿负荷方向三等分时，位于最高负荷侧的区间。

以理论空燃比进行燃烧时，废气的温度会变高。因此，当该发动机1在高负荷区间运转时，会有比现有技术中温度更高且量更多的EGR气体回流。对此，在该发动机1中，详细而言是在该EGR系统中，下了功夫以便能够解决随之产生的问题(详情后述)。

＜发动机本体10＞

如图2所示，发动机1包括由气缸体10a、气缸盖11等构成的发动机本体10。气缸盖11安装在气缸体10a上。气缸盖11构成发动机本体10的上部，气缸体10a构成发动机本体10的下部。在发动机本体10中，设有多个燃烧室12。如图1所示，示例的发动机1是具有四个燃烧室12的所谓的四气缸发动机。

四个燃烧室12沿未图示的曲轴延伸的方向(输出轴方向)布置成一列。发动机本体10具有在输出轴方向上较长的形状。发动机本体10横置在发动机室，该发动机本体10的输出轴方向与车宽方向(左右方向)大致一致。

因此，如图1所示，以气缸盖11为基准时，气缸盖11相对较长的一对侧面中的各侧面分别面向前(前侧面11a)、后(后侧面11b)。四个燃烧室12在气缸盖11的左右端面(第一端面11c与第二端面11d)之间排成一列布置。需要说明的是，气缸盖11的小黑点显示的部分表示安装附设部件的接合面。

在气缸体10a中，形成有四个气缸，省略图示。在各气缸中，设有做往复运动的活塞。各气缸的下表面由活塞封住。各气缸的上表面由气缸盖11封住。通过由气缸体10a、活塞以及气缸盖11进行划分，在发动机本体10的内部构成各燃烧室12。

发动机1运转时，发动机本体10的温度变为高温。为了对该发动机本体10进行冷却，通过冷却水进行冷却的水冷系统附设在发动机1中。水冷系统由水泵、散热器等构成，未图示。水冷系统通过与冷却水进行热交换，对发动机本体10、EGR冷却器41、用于空调的加热器芯(heater core)、ATF冷却器(对变速箱油进行冷却的冷却器)进行冷却。

具体而言，如图1所示，在气缸体10a和气缸盖11的各燃烧室12周围，形成有供冷却水流动的水冷通路50。水泵51工作，而使冷却水在水冷通路50中循环。

在气缸盖11的第一端面11c上，安装有出水部52(water outlet)(第一附设部件)，出水部52将在水冷通路50中流动的冷却水的一部分分配到EGR冷却器41、ATF冷却器等。在出水部52安装有恒温器54(图6用双点划线示出)。恒温器54对冷却水的流路进行切换。需要说明的是，在发动机1中，还附设有将燃料供向各燃烧室12的燃烧供给系统、对混合气进行点火的火花塞、气门传动机构等，但为便于说明，省略它们的图示和说明。

＜进气通路20＞

在气缸盖11的前侧面11a形成有八个进气道13。各个燃烧室12分别有两个与它连通的进气道13。各进气道13通过进气门与各燃烧室12连通，进气门的开、关受控制。在该发动机1中，各进气道13的入口在气缸盖11的前侧面11a上敞开口(共八个)。并且，在气缸盖11的前侧面11a上连接有进气通路20，且进气通路20与上述进气道13连通。

如图1所示，在进气通路20中，设有节气门21、缓压罐22、进气歧管23等。节气门21对吸入进气通路20的空气(新鲜空气)的量进行调节。如图3、图4所示，节气门21布置在发动机本体10的上部的左前侧。

缓压罐22是大容量的容器，布置在节气门21的下游侧。如图3、图4所示，缓压罐22与进气歧管23构成为一体。缓压罐22靠近发动机本体10的前侧布置。进气歧管23具有与缓压罐22连通的四条流路，通过上述流路向各燃烧室12分配进气。

具体而言，进气歧管23具有四个进气支管23a和连结支架23b。各进气支管23a从缓压罐22的前表面的下端部朝向上方弯曲且分支延伸。这样，各进气支管23a横穿过缓压罐22的前表面后，朝向气缸盖11的前侧面11a延伸。

如图2所示，连结支架23b是各进气支管23a相连的横向长度较长的支架。连结支架23b安装在气缸盖11的前侧面11a上，且沿气缸盖11横向延伸。如图1所示，在连结支架23b的内部形成有使各进气道13的入口与各进气支管23a连通的多条分支通路24a、24b。

如图1所示，各进气支管23a的下游侧端部在其内部分支成两条通路。并且，上述各通路与形成在连结支架23b的内部的一对分支流路(第一分支通路24a和第二分支通路24b)相连接。

在各第一分支通路24a中，设有涡流控制阀25。涡流控制阀25对第一分支通路24a的流路的开度进行调节。上述涡流控制阀25由附设在发动机本体10中的一个驱动电机26(第二附设部件)统一驱动。燃烧室12中产生的涡流的强度根据涡流控制阀25的开、关而发生变化。

需要说明的是，在该发动机1中不进行增压。发动机1在大气压力下进气。该发动机1是所谓的自然进气发动机。

＜排气通路30＞

如图1所示，在气缸盖11的后侧面11b形成有八个排气道14。各个燃烧室12分别有两个与它连通的排气道14。各排气道14通过排气门与各燃烧室12连通，排气门的开、关受控制。在该发动机1中，各两个排气道14汇合的出口在气缸盖11的后侧面11b上敞开口(共四个)。并且，在该气缸盖11的后侧面11b上连接有排气通路30，且排气通路30与上述排气道14连通。

在排气通路30中，设有排气歧管31、尾气净化装置32等。如图2、图5所示，排气歧管31具有由多个管道构成的管道群31a和连接支架31b。管道群31a分支，而构成与各排气道14连通的四条流路。连接支架31b由横向长度较长的板状支架构成。

管道群31a的上游侧端部安装在连接支架31b上。该连接支架31b安装在气缸盖11的后侧面11b上，以使构成管道群31a的各管道和各排气道14连通。管道群31a的下游侧端部汇合到一条流路(汇合部31c)。排气歧管31通过该汇合部31c与尾气净化装置32的气体引入部32a相连接。

如图2、图4所示，尾气净化装置32具有胶囊形状的壳体。尾气净化装置32靠近发动机本体10的后侧布置。在该壳体内，收纳有三效催化剂和过滤器。尾气净化装置32的气体引出部32b与向后方延伸的挠性管道33相连接，通过该挠性管道33，未图示的排气管道向发动机室外延伸。

＜EGR通路40＞

如图1所示，EGR通路40连接在排气通路30与进气通路20之间。EGR气体按箭头所示的方向在该EGR通路40中流动。具体而言，EGR通路40的上游侧端部与排气通路30的位于尾气净化装置32的下游侧的下游侧部分相连接。EGR通路40的下游侧端部与进气通路20的位于节气门21与缓压罐22之间的部分相连接。

在EGR通路40中，设有EGR冷却器41、EGR阀42等。EGR冷却器41在其一端部具有气体流入口41a，在其另一端部具有气体流出口41b。在EGR气体(废气的一部分)从气体流入口41a流入到从气体流出口41b流出的期间，EGR冷却器41对EGR气体进行冷却。EGR阀42对在EGR通路40中流动的EGR气体的流量进行调节。EGR阀42布置在EGR冷却器41的下游侧。EGR通路40、EGR冷却器41以及EGR阀42构成EGR系统。

如图2、图3、图5所示，EGR冷却器41和EGR阀42以相邻的状态布置在进气歧管23的上方。如图1所示，EGR通路40由EGR引入管道43、EGR内部通路44、中继管道45(中继通路)等构成。

EGR引入管道43是构成EGR通路40的上游侧部分的管道。如图2所示，EGR引入管道43的上游侧端部与尾气净化装置32的气体引出部32b相连接。如图2、图5所示，EGR引入管道43的下游侧端部安装在连接支架31b的端部。EGR引入管道43通过连接支架31b，安装在气缸盖11的后侧面11b上。EGR引入管道43从上游侧朝向下游侧向上方延伸。

EGR内部通路44是形成在气缸盖11中的管状通路。EGR内部通路44通过气缸盖11的内部。EGR引入管道43与EGR内部通路44连通。

如图1所示，在气缸盖11的内部形成有供冷却水流动的通路(水冷通路50)。EGR内部通路44构成为：通过与在该水冷通路50中流动的冷却水进行热交换，来除去在EGR内部通路44的内部流动的EGR气体的热量。并且，在该发动机1中，通过在EGR系统的形状和布局上下功夫，能够在EGR气体流入EGR冷却器41之前，有效地对EGR气体进行冷却(关于EGR内部通路44后面会另外说明)。

如图5、图6所示，中继管道45是与EGR冷却器41的气体流入口41a相连接的管道。中继管道45朝向气缸盖11的第一端面11c一侧延伸。在气缸盖11的第一端面11c上安装有后述的出水部52。中继管道45的上游侧端部与出水部52相连接。这样一来，中继管道45在气缸盖11的外部构成在EGR内部通路44与EGR冷却器41之间将EGR内部通路44和EGR冷却器41连接起来的中继通路。

在该发动机1中，为了提高EGR气体的冷却性能，并且，为了既确保上述发动机1与发动机盖2之间的间隙G又提高横置在发动机1上的EGR冷却器41的排水性，重新探讨了整个EGR系统的布局(其详情后述)。

＜EGR内部通路44＞

如上所述，该发动机1在高负荷区间运转时，进行以理论空燃比为目标值的燃烧。并且，通过增加EGR气体的回流量，来抑制异常燃烧。因此，会有比现有技术中温度更高且量更多的EGR气体在EGR通路40中流动。

其结果是，超过EGR冷却器41的冷却性能的热量会施加于EGR冷却器41，可能导致EGR冷却器41的耐久性降低。对此，在该发动机1中，通过在EGR内部通路44的形状和布局上下功夫，能够有效地对流入EGR冷却器41的EGR气体进行冷却，从而能够除去流入EGR冷却器41的EGR气体的热量。

具体而言，EGR内部通路44不仅设在气缸盖11的内部，还设在出水部52的内部。

如图1、图5所示，EGR内部通路44的上游侧端部在气缸盖11的后侧面11b的左侧(第一端面11c附近)敞开口。EGR内部通路44的上游侧端部与EGR引入管道43相连接。EGR内部通路44的上游侧部分以沿着第一端面11c的状态朝向前侧面11a在气缸盖11的内部延伸。EGR内部通路44的上游侧部分大致水平。

并且，如图1所示，EGR内部通路44的上游侧部分中的一部分布置为横穿水冷通路50的内部(第一冷却部位CP1)。在第一冷却部位CP1，在EGR内部通路44中流动的EGR气体处于通过厚度较小的管壁间接地与在水冷通路50中流动的冷却水接触的状态。因此，能够高效地进行热交换，从而能够有效地对EGR气体进行冷却。

而且，在EGR内部通路44的与第一冷却部位CP1相连的下游侧部位，设有弯曲形状的曲管部70。如图5所示，曲管部70跨设在气缸盖11和出水部52这二者上。并且，在曲管部70周围布置有水冷通路50。在曲管部70中流动的EGR气体与其壁面碰撞。在曲管部70，EGR气体的流动停滞。

其结果是，曲管部70处的EGR气体的散热性得到提高。并且，在该曲管部70周围布置有水冷通路50。因此，EGR气体与冷却水的热交换得到促进。即，能够有效地对EGR气体进行冷却(图1所示的第二冷却部位CP2)。通过这样的曲管部70与水冷通路50的组合，能够有效地除去EGR气体的热量。因此，EGR冷却器41的耐久性和对EGR气体的冷却性能得到提高。

＜EGR系统的布局＞

如上所述，在该发动机1中，有比现有技术中量更多的EGR气体回流。为了使大量EGR气体顺畅地回流，需要扩大EGR通路40的流路剖面或抑制流路阻力。因此，在空间有限的发动机室中，在发动机本体10周边需要进一步确保空间。

而且，如上所述，在发动机1与发动机盖2之间必须确保规定大小的间隙G。因此，将EGR冷却器41横置于进气歧管23的上侧时，需要抑制EGR冷却器41的高度。

如果EGR气体的回流量增加，则在EGR冷却器41中产生的冷凝水也随之增加。因此，将EGR冷却器41横置时，还需要提高EGR冷却器41的排水性。

于是，在该发动机1中，重新探讨了整个EGR系统的布局，在集中解决上述问题方面下了一番功夫。

(EGR冷却器41、中继管道45)

EGR冷却器41采用横向长度较长且扁平的类型。如图5、图7所示，EGR冷却器41具有从气体流入口41a到气体流出口41b的距离较长的横向长度较长的形状。EGR冷却器41还具有流路剖面的横向宽度大于纵向宽度的扁平柱体形状。因此，该EGR冷却器41能够通过使纵向宽度较小，来抑制高度。通过使全长较长，能够确保冷却性能。

此处，柱体形状可以是长方体，也可以是圆柱形状。此外，在EGR冷却器41的表面设有供冷却水出入的管、用于确保刚性的凹凸，此处所说的柱体形状也包括具有上述不规则形状的柱体形状。

并且，EGR冷却器41以气体流入口41a位于第一端面11c一侧且气体流出口41b位于第二端面11d一侧的方式布置在进气歧管23的上方。也就是说，EGR冷却器41布置为在其方向与EGR气体流动的方向(气体流动方向)一致的状态下，沿气缸盖11的长度方向延伸。这样一来，能够保证EGR气体顺畅地流入和流出，并且，能够在抑制高度的同时，将EGR冷却器41控制在气缸盖11的全长的范围内。

如图5、图7所示，中继管道45在气缸盖11的第一端面11c的左侧(一旁)与EGR内部通路44相连接，且中继管道45与EGR内部通路44连通。具体而言，中继管道45与安装在该第一端面11c上的出水部52相连接。

如上所述，在出水部52的内部形成有包括曲管部70的EGR内部通路44的下游侧部分。该EGR内部通路44的下游侧部分位于第一端面11c的一旁，且构成延伸通路。

也就是说，在第一端面11c上形成有供EGR气体从气缸盖11流出的出口(气缸盖EGR气体出口16)。通过气缸盖11的内部的EGR气体通过该气缸盖EGR气体出口16，流入出水部52的内部。包括曲管部70的EGR内部通路44的下游侧部分通过该气缸盖EGR气体出口16，形成在气缸盖11的内部和出水部52的内部这二者中。

并且，中继管道45构成为在朝着一旁远离气缸盖11的第一端面11c的位置处进行连接。也就是说，中继管道45在气缸盖EGR气体出口16的一旁与EGR内部通路44连通。通过在朝着一旁远离第一端面11c的位置处连接中继管道45，到EGR冷却器41的距离变长，能够使中继管道45较长。

并且，如图3所示，EGR冷却器41以从气体流出口41b朝向气体流入口41a变低的方式缓缓倾斜。在车宽方向上，气体流出口41b位于发动机室的大致中央，气体流入口41a位于发动机室的左侧。这样，EGR冷却器41布置为从右侧朝向左侧缓缓向下倾斜。

如上所述，因为EGR冷却器41具有扁平的形状，所以能够在抑制高度的状态下使其倾斜。因为EGR冷却器41具有在气体流动方向上较长的形状，所以即使倾斜较缓，也能够使在EGR冷却器41中产生的冷凝水顺畅地向上游侧流下。此外，能够抑制冷凝水进入EGR阀42所在的下游侧。

通常，如图3所示，发动机盖2具有向上方鼓起的形状。因此，发动机盖2的中间部分比车宽方向的两侧部分高。通过使EGR冷却器41像这样倾斜，能够以沿着发动机盖2的形状的状态布置EGR冷却器41。因此，容易确保EGR冷却器41与发动机盖2之间的间隙G。

如图3、图6所示，中继管道45以越往上游侧则越低的弯曲状态，与气体流入口41a相连接。

在EGR通路40中，有大量EGR气体流动。因此，中继管道45的流路剖面优选较大，此外，中继管道45的流路阻力优选较小。其结果是，优选地，由沿气体流动方向弯曲的直径较大的管道构成中继管道45，并且，顺畅地将该中继管道45与气体流入口41a和出水部52分别连接起来。

通过使EGR冷却器41倾斜，冷凝水会向中继管道45流下。因此，在中继管道45中，也必须使冷凝水顺畅地向上游侧流下。其结果是，中继管道45也需要越往上游侧则越低。并且，要顺畅地连接到气体流入口41a，需要使中继管道45的下游侧部分以与EGR冷却器41同样的角度倾斜。同样，需要将中继管道45的上游侧部分顺畅地连接到出水部52。

然而，如果直径变大，则无法大幅度弯曲，曲率半径会变大。关于这一点，在该发动机1中，在朝着一旁远离气缸盖11的第一端面11c的位置处连接中继通路45。因此，到气体流入口41a的距离变长。

这样一来，能够使中继管道45的全长较长，从而能够由管道直径较大且曲率半径较大的管道构成中继管道45。能够将中继管道45顺畅地分别连接到气体流入口41a和出水部52。其结果是，能够使大量EGR气体顺畅地流动，也能够使冷凝水顺畅地排出。通过使中继管道45弯曲，也能够抑制从气缸盖11的第一端面11c向一旁伸出的伸出量。因此，在发动机室不需要确保较大的设置空间。

而且，EGR冷却器41以横向上也倾斜的状态布置。具体而言，如图7所示，EGR冷却器41以下述状态布置：沿上下方向观察时，以气体流出口41b比气体流入口41a离气缸盖11更远的方式前后方向上倾斜。

与此同时，如图4所示，中继通路也以纵向上倾斜的状态布置。具体而言，以下述状态布置：沿左右方向观察时，以上游侧比下游侧离气体流入口41a更远的方式上下方向上倾斜。这样一来，能够使EGR冷却器41和中继管道45更长。因此，能够在将它们高效地布置在小空间的状态下，提高EGR气体流动的顺畅性和冷凝水排出的顺畅性。

而且，在EGR通路40的位于EGR冷却器41的下游侧的下游侧部分的布局上也下了功夫。

具体而言，如图2、图7、图8所示，EGR阀42直接固定在进气歧管23的上部。具体而言，EGR阀42由阀体42a、阀驱动电机42b等构成。阀驱动电机42b装配在阀体42a上而与阀体42a一体化。

在阀体42a的内部设有供EGR气体流动的气体流路和对该气体流路的开度进行调节的阀心，未图示。气体流路沿上下方向延伸。阀驱动电机42b根据控制驱动阀心，对气体流路的开度进行调节。在阀体42a的外部设有凸缘部42c，且凸缘部42c向阀体42a周围伸出。

如图8所示，在进气歧管23的上部设有安装支架23c。详细而言，在进气歧管23的上部且位于右侧的两个进气支管23a、23a之间的部分设有安装支架23c。凸缘部42c由多个螺栓紧固在该安装支架23c上，由此将EGR阀42直接固定在进气歧管23的上部。

通过将EGR阀42直接固定到进气歧管23上，对EGR阀42的支承强度得到提高，能够抑制EGR阀42的晃动。而且，能够抑制EGR阀42的高度。

而且，如图5、图7、图8所示，EGR冷却器41的气体流出口41b与连结管道47(连结通路)相连接。并且，该连结管道47以通过EGR阀42的上方而向第二端面11d一侧延伸的状态，与EGR阀42的上部相连接。

连结管道47具有在气体流动方向上较长的横向长度较长的形状。连结管道47还具有流路剖面的横向宽度大于纵向宽度的扁平形状。如图3、图8所示，连结管道47以下述状态布置：以下游侧低于上游侧方式缓缓倾斜。因此，即使冷凝水通过EGR冷却器41，该冷凝水也不会积聚在EGR冷却器41内，能够通过连结管道47，使该冷凝水向EGR阀42的气体流路流下。

此外，连结管道47也能够与EGR冷却器41一样，沿发动机盖2的形状布置。因此，容易确保连结管道47与发动机盖2之间的间隙G。

连结管道47通过EGR阀42(详细而言，是阀驱动电机42b)的上方而向第二端面11d一侧延伸。因此，即使连结管道47具有横向长度较长的形状，也能够不让连结管道47从气缸盖11的第二端面11d向右侧伸出布置连结管道47。其结果是，能够将包括EGR系统的整个发动机1高效地设置在发动机室中。

如上所述，在进气歧管23的连结支架23b上设有多个涡流控制阀25。并且，在发动机本体10中附设有驱动上述涡流控制阀25的驱动电机26。驱动电机26由于其结构的关系，需要设在连结支架23b附近。

对此，在该发动机1中，由EGR冷却器41和中继管道45构成的EGR通路40的上游侧部分布置为通过进气歧管23的上方并朝向气缸盖11的第一端面11c的一旁延伸。在此情况下，在EGR冷却器41和中继管道45的下方会产生一定的空间。

如图4、图6所示，驱动电机26布置在该空间内。因此，能够紧凑且有效地布置驱动电机26。能够防止产生死角空间。

像这样，在该发动机1中，通过在EGR通路40中设置在结构和布局上下了功夫的EGR内部通路44，能够有效地除去EGR气体的热量。EGR冷却器41的耐久性和对EGR气体的冷却性能得到提高。

并且，因为在整个EGR系统的布局上下了功夫，所以能够使大量EGR气体顺畅地回流，也能够使在EGR冷却器41中产生的冷凝水顺畅地排出。而且，因为抑制了发动机1的整体高度，所以也能够在发动机1与发动机盖2之间确保规定大小的间隙G。

这样一来，在该发动机1中，能够使比现有技术中温度更高且量更多的EGR气体回流。其结果是，在高负荷区间运转时，即使进行以理论空燃比为目标值的燃烧，也能够使EGR气体的回流量增加而抑制异常燃烧。因此，能够提高该发动机1的EGR系统的省油性。

需要说明的是，此处公开的技术所涉及的发动机的EGR系统不限于上述实施方式，也包括除此之外的各种构成。例如，在实施方式中，示出汽油发动机为例，但也能够应用于柴油发动机。还示出自然进气的发动机为例，但也能够应用于带有可增压的增压器的发动机。

Claims (6)

1.一种发动机的EGR系统，其特征在于：

该发动机的EGR系统包括发动机本体、进气通路、排气通路以及EGR通路，

所述发动机本体在上部包括气缸盖，所述气缸盖构成进行燃烧的多个燃烧室，多个所述燃烧室并排布置在所述气缸盖的第一端面与第二端面之间，

所述进气通路用于通过安装在所述气缸盖上的进气歧管将进气引入各所述燃烧室，

所述排气通路与所述气缸盖相连接且从各所述燃烧室排出废气，

所述EGR通路连接在所述排气通路与所述进气通路之间，且使废气作为EGR气体回流到所述进气通路，

所述EGR通路具有EGR冷却器、EGR内部通路以及中继通路，

所述EGR冷却器在EGR气体从气体流入口流入到从气体流出口流出的期间，对该EGR气体进行冷却，

所述EGR内部通路在所述EGR冷却器的上游侧通过所述气缸盖的内部，

所述中继通路在所述气缸盖的外部，在所述EGR内部通路与所述EGR冷却器之间将该EGR内部通路和该EGR冷却器连接起来，

所述气缸盖在所述第一端面上具有气缸盖EGR气体出口，所述气缸盖EGR气体出口供通过所述气缸盖的内部的EGR气体流出，

所述EGR冷却器形成为柱体，所述EGR冷却器在长度方向的一端侧具有所述气体流入口，且在长度方向的另一端侧具有所述气体流出口，所述EGR冷却器以所述气体流入口位于所述第一端面一侧且所述气体流出口位于所述第二端面一侧的方式布置在所述进气歧管的上方，并且，所述中继通路在所述气缸盖EGR气体出口的一旁与所述EGR内部通路相连接，且所述中继通路与所述EGR内部通路连通，

所述EGR冷却器以从所述气体流出口朝向所述气体流入口变低的方式倾斜，并且，所述中继通路以越往上游侧则越低的弯曲状态与所述气体流入口相连接。

2.根据权利要求1所述的发动机的EGR系统，其特征在于：

该发动机的EGR系统还包括安装在所述气缸盖的所述第一端面上的第一附设部件，

所述第一附设部件具有位于所述第一端面的一旁且构成所述EGR内部通路的延伸通路，

所述中继通路与所述第一附设部件相连接，且与所述延伸通路连通。

3.根据权利要求1或2所述的发动机的EGR系统，其特征在于：

所述EGR通路还具有对EGR气体的流量进行调节的EGR阀，

所述EGR阀通过与所述气体流出口相连接的连结通路布置在所述EGR冷却器的下游侧，

所述EGR阀直接固定在所述进气歧管的上部，所述连结通路以通过所述EGR阀的上方而向所述第二端面一侧延伸的状态，与所述EGR阀的上部相连接。

4.根据权利要求1到3中任一项权利要求所述的发动机的EGR系统，其特征在于：

所述EGR冷却器以所述气体流出口比所述气体流入口离所述气缸盖更远的方式，以横向上倾斜的状态布置，并且，所述中继通路以纵向上倾斜的状态布置。

5.根据权利要求1到4中任一项权利要求所述的发动机的EGR系统，其特征在于：

该发动机的EGR系统还包括设在所述气缸盖的所述第一端面附近的第二附设部件，

所述第二附设部件布置在所述EGR冷却器和所述中继通路的下方的空间。

6.根据权利要求1到5中任一项权利要求所述的发动机的EGR系统，其特征在于：

当所述发动机在包括全负荷的高负荷区间运转时，在所述燃烧室进行以理论空燃比为目标值的燃烧。

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