JP7316515B2

JP7316515B2 - エンジンの排気循環装置

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Publication number: JP7316515B2
Application number: JP2020027788A
Authority: JP
Inventors: 学杉本; 裕司小島; 拓倉増
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2020-02-21
Filing date: 2020-02-21
Publication date: 2023-07-28
Anticipated expiration: 2040-02-21
Also published as: JP2021131077A

Description

この発明は、例えばエンジンが排出した排気ガスの一部を吸気通路に還流するようなエンジンの排気循環装置に関する。

自動車などの車両では、エンジンが排出した排気ガスを外部に排出するとともに、排気ガスの一部を吸気通路に還流する排気循環装置を備えたものが知られている。
例えば、特許文献１には、エンジンが排出した排気ガスを浄化する排気浄化装置と、排気浄化装置をとおった排気ガスを外部に導出する排気管と、排気ガスの一部を吸気通路に還流する排気再循環（以下、「ＥＧＲ」と呼ぶ）装置とを備えた排気循環装置が開示されている。

ところで、ＥＧＲ装置を備えたエンジンの排気循環装置では、比較的高温ではない排気ガスがＥＧＲ装置に流入した場合、排気ガスがＥＧＲクーラーによって過度に冷却されることになる。
このような場合、外部から取り込んだ比較的低温な新気と、ＥＧＲクーラーで過度に冷却された排気ガスとが燃焼室に流入するため、燃焼室の温度が低下して、エンジンの燃焼が安定し難くなる。このため、エンジンの熱効率が低下するおそれがあった。

特開２０１９－１２７９２０号公報

本発明は、上述の問題に鑑み、ＥＧＲクーラーを備えたＥＧＲ装置を介して、排気ガスの一部を吸気通路に還流する場合であっても、エンジンの熱効率低下を抑えられるエンジンの排気循環装置を提供することを目的とする。

この発明は、エンジンが排出した排気ガスを浄化する排気浄化装置と、該排気浄化装置をとおった前記排気ガスを外部に導出する排気管と、前記排気浄化装置をとおった前記排気ガスの一部を吸気通路に還流するＥＧＲ装置とを備えたエンジンの排気循環装置であって、前記排気浄化装置の下部をとおった前記排気ガスの一部を導出させる第１取出口と、前記第１取出口よりも上方に設けられ、前記排気浄化装置の上部をとおった前記排気ガスの一部を導出させる第２取出口とを備え、前記ＥＧＲ装置は、前記排気ガスを冷却するＥＧＲクーラーを介して、前記第１取出口を前記吸気通路に連通させる第１ＥＧＲ通路と、前記第２取出口を前記吸気通路に直接的に連通させる第２ＥＧＲ通路とを備えたことを特徴とする。

上記第１取出口、及び第２取出口は、排気浄化装置をとおった排気ガスの一部を取り出す取出口であって、排気管または排気浄化装置に設けられた略筒状の取出口、あるいは排気管または排気浄化装置に形成された開口のことをいう。

この発明によれば、ＥＧＲクーラーを備えたＥＧＲ装置を介して、排気ガスの一部を吸気通路に還流する場合であっても、エンジンの熱効率低下を抑えることができる。
具体的には、ＥＧＲクーラーを介して、第１取出口を吸気通路に連通させる第１ＥＧＲ通路により、エンジンの排気循環装置は、排気浄化装置の下部をとおった排気ガスを、ＥＧＲクーラーを介して吸気通路に還流することができる。

さらに、第２取出口を直接的に吸気通路に連通させる第２ＥＧＲ通路により、エンジンの排気循環装置は、第１ＥＧＲ通路を流れる排気ガスに比べて高温な排気ガスを、ＥＧＲクーラーを介することなく、直接的に吸気通路に還流することができる。

この際、排気浄化装置の内部において、下部を流れる排気ガスの温度に対して上部を流れる排気ガスの温度が高いため、エンジンの排気循環装置は、より高温の排気ガスを、第２取出口、及び第２ＥＧＲ通路を介して、吸気通路に還流することができる。

これにより、エンジンの排気循環装置は、温度の異なる排気ガスを吸気通路に還流できるため、燃焼室へ向かう排気ガスの温度を容易に調整することができる。このため、エンジンの排気循環装置は、所望される温度よりも低温な排気ガス、あるいは所望される温度よりも高温の排気ガスが、燃焼室に供給されることを防止できる。

さらに、例えば、排気ガスの流量を調整するＥＧＲバルブを、第１ＥＧＲ通路、及び第２ＥＧＲ通路の双方に設けることで、エンジンの排気循環装置は、吸気通路に還流される排気ガスの温度を、エンジンの燃焼状態に応じた温度により容易に調整することができる。
したがって、エンジンの排気循環装置は、ＥＧＲクーラーを備えたＥＧＲ装置を介して、排気ガスの一部を吸気通路に還流する場合であっても、エンジンの熱効率低下を抑えることができる。

この発明の態様として、前記第１ＥＧＲ通路は、前記ＥＧＲクーラーよりも上方に、前記排気ガスの流量を調整する第１ＥＧＲバルブを備え、前記第２ＥＧＲ通路は、前記排気浄化装置よりも上方に、前記排気ガスの流量を調整する第２ＥＧＲバルブを備えてもよい。

この構成によれば、エンジンの排気循環装置は、第１ＥＧＲ通路、及び第２ＥＧＲ通路をそれぞれ下方から上方へ向けて延びるように構成することができる。このため、エンジンの排気循環装置は、下方から上方へ向けて流動し易い排気ガスを排気浄化装置から効率よく吸気通路に還流させることができる。

さらに、エンジンの排気循環装置は、例えば、第１ＥＧＲ通路の内部で生じた凝縮水が、吸気通路が向けて流動することを抑制できる。
よって、エンジンの排気循環装置は、エンジンの安定した制御を容易するとともに、エンジンの熱効率低下をより抑えることができる。

また、この発明の態様として、前記第１ＥＧＲバルブ、及び前記第２ＥＧＲバルブは、略同じ水平方向の位置において、鉛直方向に隣り合うように配置されてもよい。
上記略同じ水平方向の位置とは、例えばエンジンのクランク軸における軸中心に沿った方向を前後方向とし、前後方向に対して前方視で直交する方向を幅方向とした場合、略同じ前後方向の位置、または／および略同じ幅方向の位置のことをいう。

この構成によれば、エンジンの排気循環装置は、第１ＥＧＲバルブ、及び第２ＥＧＲバルブによって水平方向のスペースが圧迫されることを防止できる。このため、エンジンの排気循環装置は、第１ＥＧＲ通路、及び第２ＥＧＲ通路を備えたＥＧＲ装置の大型化を抑えることができる。

また、この発明の態様として、前記第１ＥＧＲ通路、及び前記第２ＥＧＲ通路は、前記排気浄化装置を流れる排気ガスの流れ方向に対して略直交する水平方向で対向するように配置されてもよい。

この構成によれば、エンジンの排気循環装置は、排気浄化装置を流れる排気ガスの流れ方向に沿った水平方向に、第１ＥＧＲ通路と第２ＥＧＲ通路とを並設した場合に比べて、流れ方向に沿った大きさを抑えることができる。
このため、エンジンの排気循環装置は、第１ＥＧＲ通路、及び第２ＥＧＲ通路を備えたＥＧＲ装置の大型化をより抑えることができる。

本発明により、ＥＧＲクーラーを備えたＥＧＲ装置を介して、排気ガスの一部を吸気通路に還流する場合であっても、エンジンの熱効率低下を抑えられるエンジンの排気循環装置を提供することができる。

エンジンの吸気通路、及び排気循環装置の概略を示す概略図。右方向から見た第１ＥＧＲ通路、及び第２ＥＧＲ通路の外観を示す側面図。左方向から見た第１ＥＧＲ通路、及び第２ＥＧＲ通路の外観を示す側面図。背面視での第１ＥＧＲ通路、及び第２ＥＧＲ通路を示す背面図。第１ＥＧＲ通路、及び第２ＥＧＲ通路の外観を示す外観斜視図。図２中のＡ－Ａ矢視断面図。

この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。
本実施形態では、エンジンが排出した排気ガスを車外に導出するとともに、排気ガスの一部を吸気通路に還流する排気循環装置について、図１から図６を用いて説明する。

なお、図１はエンジン１の吸気通路２、及び排気循環装置３の概略図を示し、図２は右方向から見た第１ＥＧＲ通路９、及び第２ＥＧＲ通路１０の側面図を示し、図３は左方向から見た第１ＥＧＲ通路９、及び第２ＥＧＲ通路１０の側面図を示している。

さらに、図４は第１ＥＧＲ通路９、及び第２ＥＧＲ通路１０の背面図を示し、図５は第１ＥＧＲ通路９、及び第２ＥＧＲ通路１０の外観斜視図を示し、図６は図２中のＡ－Ａ矢視断面図を示している。
また、図示を明確にするため、図２から図６において、エンジン１の図示を省略している。

さらに、図２から図６中において、矢印Ｆｒ及び矢印Ｒｒはエンジン１におけるクランク軸１１の軸中心に沿った水平方向であるエンジン１の前後方向を示しており、矢印Ｆｒは前方を示し、矢印Ｒｒは後方を示している。

加えて、矢印Ｒｈ及び矢印Ｌｈは前方視において、前後方向に略直交する水平方向であるエンジン１の幅方向を示し、矢印Ｒｈは右方向（幅方向の右側）を示し、矢印Ｌｈは左方向（幅方向の左側）を示している。
さらにまた、図２中における上方をエンジン１の上方とし、図２中における下方をエンジン１の下方とする。

まず、エンジン１は、図１に示すように、例えば、クランク軸１１の軸中心に沿って、６つの気筒が直列に配設された、所謂、直列６気筒エンジンである。なお、本実施形態では、エンジン１は、軽油を燃料とするディーゼルエンジンとする。

このエンジン１は、図１に示すように、クランク軸１１を回転自在に支持するエンジンブロック１２と、シリンダヘッド１３と、ヘッドカバー１４と、オイルパン１５とで構成されている。
なお、シリンダヘッド１３は、エンジンブロック１２の上面に装着され、ヘッドカバー１４は、シリンダヘッド１３の上面に装着されている。さらに、オイルパン１５は、エンジンブロック１２の下面に装着されている。

このエンジン１の内部には、図１に示すように、ピストン１６を上下方向に摺動可能に収容する気筒１２ａと、気筒１２ａ、ピストン１６、及びシリンダヘッド１３で構成された空間である燃焼室Ｓとが、前後方向に沿って６つ形成されている。

さらに、エンジン１のシリンダヘッド１３には、図１に示すように、燃焼室Ｓとエンジン１の外部とを連通する２つの吸気ポート１３ａ、及び２つの排気ポート１３ｂが、気筒１２ａごとに形成されている。
加えて、エンジン１には、図１に示すように、吸気ポート１３ａを開閉する吸気バルブ１７と、排気ポート１３ｂを開閉する排気バルブ１８と、燃焼室Ｓ内に燃料を噴射する燃料噴射用インジェクタ１９とを、気筒１２ａごとに備えている。

このようなエンジン１には、図１に示すように、少なくともの新気を含む気体を導入する吸気通路２と、エンジン１が排出した排気ガスを車外に導出するとともに、排気ガスの一部を吸気通路２に還流する排気循環装置３とが連結されている。

吸気通路２は、外気を新気として取り込んで、エンジン１の吸気ポート１３ａに導入する通路である。
この吸気通路２は、図１に示すように、外気を新気として取り込むエアダクト２１と、新気に含まれる粉塵を除去するエアクリーナー２２と、エアクリーナー２２に連通する上流吸気通路部２３と、上流吸気通路部２３に連通するターボ過給機４のコンプレッサー部４ａとを備えている。

さらに、吸気通路２は、図１に示すように、ターボ過給機４によって過給された新気の流量を調整するスロットルバルブ２４と、過給された新気を冷却するインタークーラー２５と、これらをこの順番でエンジン１の吸気ポート１３ａに連通させる下流吸気通路部２６とを備えている。

なお、吸気通路２を介して、エアダクト２１からエンジン１へ向けて流れる新気の流れを、吸気通路２における新気の流れ方向とし、新気の流れ方向におけるエアダクト側を上流側、エンジン１側を下流側とする。

また、排気循環装置３は、図１に示すように、エンジン１が排出した排気ガスを車外へ導出する排気通路５と、排気ガスの一部を吸気通路２に還流するブローバイ通路６、及びＥＧＲ装置７とで構成されている。

排気通路５は、図１に示すように、エンジン１の排気ポート１３ｂに連通して、排気ガスが導出されるエキゾーストマニホールド５１と、エキゾーストマニホールド５１に連通するターボ過給機４のタービン部４ｂとを備えている。

さらに、排気通路５は、図１に示すように、ターボ過給機４に連結された第１触媒５２、及び第２触媒５３と、第２触媒５３に連結された排気管５４と、排気管５４に設けた排気シャッターバルブ５５と、排気管５４に連結されたサイレンサー５６とを備えている。

なお、排気通路５を介して、エンジン１の排気ポート１３ｂからサイレンサー５６へ向けて流れる排気ガスの流れを、排気通路５における排気ガスの流れ方向とし、排気ガスの流れ方向におけるエンジン１側を上流側、サイレンサー５６側を下流側とする。

ブローバイ通路６は、図１に示すように、エンジン１の燃焼室Ｓで生じたブローバイガスを、吸気通路２に還流するものである。このブローバイ通路６は、図１に示すように、エンジン１の燃焼室Ｓと、吸気通路２の上流吸気通路部２３とを、エンジン１のヘッドカバー１４を介して連通している。

ＥＧＲ装置７は、図１に示すように、高圧ＥＧＲ通路８と、後ほど詳述する第１ＥＧＲ通路９、及び第２ＥＧＲ通路１０とで構成されている。
高圧ＥＧＲ通路８は、図１に示すように、エキゾーストマニホールド５１と吸気通路２の下流吸気通路部２６とを連通して、エキゾーストマニホールド５１を流れる高圧の排気ガスの一部を、吸気通路２に還流する通路である。

この高圧ＥＧＲ通路８は、図１に示すように、エキゾーストマニホールド５１に連通する上流高圧通路部８１と、高圧ＥＧＲ通路８を流れる排気ガスの流量を調整する高圧ＥＧＲバルブ８２と、高圧ＥＧＲバルブ８２を下流吸気通路部２６に連通させる下流高圧通路部８３とで構成されている。
なお、下流高圧通路部８３は、図１に示すように、インタークーラー２５よりも下流側の下流吸気通路部２６に連通している。

第１ＥＧＲ通路９、及び第２ＥＧＲ通路１０は、図１に示すように、第２触媒５３をとおった排気ガスの一部を、吸気通路２の上流吸気通路部２３に還流する通路である。つまり、第１ＥＧＲ通路９、及び第２ＥＧＲ通路１０は、高圧ＥＧＲ通路８を流れる排気ガスに比べて低圧な排気ガスの一部を、吸気通路２に還流する低圧ＥＧＲ通路として構成されている。

なお、第１ＥＧＲ通路９、及び第２ＥＧＲ通路１０を介して、第２触媒５３から吸気通路２へ向けて流れる排気ガスの流れを、第１ＥＧＲ通路９、及び第２ＥＧＲ通路１０における排気ガスの流れ方向とし、排気ガスの流れ方向における第２触媒５３側を上流側、吸気通路２側を下流側とする。

具体的には、第１ＥＧＲ通路９は、図１に示すように、排気通路５における第２触媒５３よりも下流側の排気管５４と、吸気通路２の上流吸気通路部２３とを連通している。
この第１ＥＧＲ通路９には、図１に示すように、第１ＥＧＲ通路９を流れる排気ガスを冷却するＥＧＲクーラー９１と、第１ＥＧＲ通路９を流れる排気ガスの流量を調整する第１ＥＧＲバルブ９２とが設けられている。

一方、第２ＥＧＲ通路１０は、図１に示すように、第２触媒５３をとおった排気ガスを、第１ＥＧＲ通路９のＥＧＲクーラー９１を迂回して、吸気通路２の上流吸気通路部２３に還流するように構成されている。

より詳しくは、第２ＥＧＲ通路１０は、図１に示すように、第２触媒５３と、第１ＥＧＲ通路９における第１ＥＧＲバルブ９２よりも下流側とを連通している。この第２ＥＧＲ通路１０は、図１に示すように、第２ＥＧＲ通路１０を流れる排気ガスの流量を調整する第２ＥＧＲバルブ１０１が設けられている。

引き続き、上述した排気循環装置３のうち、排気通路５、第１ＥＧＲ通路９、及び第２ＥＧＲ通路１０について、さらに詳しく説明する。なお、排気通路５、第１ＥＧＲ通路９、及び第２ＥＧＲ通路１０は、幅方向におけるエンジン１の右側面に隣接して配設されている。

排気通路５は、上述したように、エキゾーストマニホールド５１、ターボ過給機４のタービン部４ｂ、第１触媒５２、第２触媒５３、排気管５４、排気シャッターバルブ５５、及びサイレンサー５６を備えている。

エキゾーストマニホールド５１は、エンジン１の各排気ポート１３ｂとターボ過給機４のタービン部４ｂとを連通している。
ターボ過給機４のタービン部４ｂは、詳細な図示を省略するが、幅方向におけるエンジン１の右側面に隣接して配置されている。

第１触媒５２、及び第２触媒５３は、エンジン１が排出した排気ガスを浄化する排気浄化装置である。
第１触媒５２は、図１及び図２に示すように、例えば、酸化触媒であって、詳細な図示を省略したターボ過給機４を介して、エキゾーストマニホールド５１に連結されている。

この第１触媒５２は、排気ガスを後方から前方へ向けて流下させたのち、下方へ向けて流下させるように形成されている。
具体的には、第１触媒５２は、図２に示すように、ターボ過給機４から前方へ向けて延びる略筒状体部分と、略筒状体部分の前端から下方へ向けて開口した出口部分とで構成されている。

第２触媒５３は、図２に示すように、例えば、ディーゼル微粒子除去フィルタであって、第１触媒５２の出口部分に連結されている。この第２触媒５３は、第１触媒５２をとおった排気ガスを、前方から後方へ向けて流下させる形状に形成されている。
具体的には、第２触媒５３は、図２に示すように、上下方向に長い略長楕円形状を前後方向に延設した略筒状体に形成されている。

排気管５４は、図３及び図４に示すように、第２触媒５３をとおった排気ガスを、幅方向の右側へ向けて流下させたのち、後方下方へ向けて流下させる形状に形成されている。
具体的には、排気管５４の上流部分は、図３及び図４に示すように、第２触媒５３の下部に連結している。

この排気管５４の上流部分は、図３及び図４に示すように、エンジン１から離間するように幅方向の右側へ向けて湾曲した湾曲部分５４１と、湾曲部分５４１から後方下方へ向けて延びる直線部分５４２とで、平面視略クランク状の略筒状体に形成されている。

さらに、排気管５４の湾曲部分５４１には、図２、図３、及び図６に示すように、第２触媒５３の下部をとおった排気ガスの一部を導出する第１取出口５４１ａと、第２触媒５３の上部をとおった排気ガスの一部を導出する第２取出口５４１ｃとが形成されている。

第１取出口５４１ａは、図２及び図３に示すように、上下方向の位置が第２触媒５３の下方で、前後方向の位置が第２触媒５３近傍の位置に形成されるとともに、第２触媒５３の下部をとおった排気ガスの一部を導出可能に構成されている。
具体的には、第１取出口５４１ａは、図６に示すように、排気管５４における湾曲部分５４１の下部を幅方向右側へ向けて延設するとともに、湾曲部分５４１の内部と連通する内部空間を有する形状に形成されている。

一方、第２取出口５４１ｃは、図３及び図６に示すように、上下方向の位置が第１取出口５４１ａよりも上方で、前後方向の位置が第２触媒５３近傍の位置に形成されるとともに、第２触媒５３の上部をとおった排気ガスの一部を導出可能に構成されている。
具体的には、第２取出口５４１ｃは、図６に示すように、排気管５４における湾曲部分５４１の上部を幅方向右側へ向けて延設するとともに、湾曲部分５４１の内部と連通する内部空間を有する略筒状に形成されている。

排気シャッターバルブ５５は、図１に示すように、排気管５４の直線部分５４２に配設されている。この排気シャッターバルブ５５は、サイレンサー５６へ向かう排気ガスの流量を調整する機能を有している。
サイレンサー５６は、排気管５４をとおった排気ガスを、排気音を低減して外部に排出可能に構成されている。

また、第１ＥＧＲ通路９は、図２から図４に示すように、第１触媒５２の後方、かつ第２触媒５３よりも上方に配設された吸気通路２の上流吸気通路部２３と排気管５４とを上下方向に連結している。

この第１ＥＧＲ通路９は、図２から図４に示すように、ＥＧＲクーラー９１と、第１ＥＧＲバルブ９２と、第１ＥＧＲバルブ９２を吸気通路２に連通させる第１内側配管９３、及び第１外側配管９４とで構成されている。

ＥＧＲクーラー９１は、図４及び図５に示すように、上下方向に長い内部中空の略ボックス状であって、下方から上方へ向けて排気ガスを流下可能に構成されている。
このＥＧＲクーラー９１は、図２から図５に示すように、排気管５４の湾曲部分５４１に設けた傾斜面５４１ｂに近接して配置されている。

具体的には、ＥＧＲクーラー９１の下端には、図６に示すように、排気管５４の湾曲部分５４１に設けた第１取出口５４１ａに連結される連結部分９１ａが一体形成されている。このＥＧＲクーラー９１の連結部分９１ａは、図６に示すように、湾曲部分５４１の第１取出口５４１ａに対して、幅方向に沿って締結固定されている。

さらに、ＥＧＲクーラー９１は、図６に示すように、幅方向に沿った縦断面において、排気管５４の第１取出口５４１ａとの連結箇所に対して、上端がエンジン１側、すなわち幅方向の左側に位置するように傾倒した状態で配設されている。

また、第１ＥＧＲバルブ９２は、図２及び図４に示すように、排気管５４の第１取出口５４１ａとＥＧＲクーラー９１との連結箇所に略同じ前後方向の位置、かつ排気管５４における第２触媒５３近傍の部分に略同じ幅方向の位置に配置されている。
この第１ＥＧＲバルブ９２には、幅方向の右側にＥＧＲクーラー９１の上端が幅方向で連通するように連結されている。

また、第１内側配管９３、及び第１外側配管９４は、図２、図３、及び図５に示すように、互いに連通するとともに、第１ＥＧＲバルブ９２と吸気通路２とを連通させている。
具体的には、第１内側配管９３は、図４及び図５に示すように、背面視において、第１ＥＧＲバルブ９２に対して、幅方向の左側、すなわちエンジン１側に配置されている。

この第１内側配管９３は、図３に示すように、幅方向の左側から見て、第１ＥＧＲバルブ９２から上方へ延びたのち、前方へ向けて屈曲した側面視略Ｌ字状に形成されている。
そして、第１内側配管９３は、図３及び図５に示すように、その下端が第１ＥＧＲバルブ９２の左側に連結され、上端が後述する第２ＥＧＲバルブ１０１の前方側で、第１外側配管９４に連結されている。

一方、第１外側配管９４は、図４及び図５に示すように、背面視において、第１ＥＧＲバルブ９２に対して、幅方向の右側に配置され、その下端が第１内側配管９３の上端に連結されている。
この第１外側配管９４は、図２及び図５に示すように、第１内側配管９３に連結された下端から右方向へ延びたのち、上方へ湾曲した背面視略Ｕ字状に形成されている。そして、第１外側配管９４の上端は、図２及び図５に示すように、吸気通路２の上流吸気通路部２３に連結されている。

なお、詳細な図示を省略するが、上述した構成の第１ＥＧＲ通路９は、排気ガスの流れ方向におけるＥＧＲクーラー９１よりも下流に位置する第１内側配管９３を、ブラケットを介してエンジン１に締結固定することで支持されている。

また、第２ＥＧＲ通路１０は、図２及び図５に示すように、第１ＥＧＲ通路９を介して、吸気通路２と第２触媒５３とを上下方向に連結している。
この第２ＥＧＲ通路１０は、図２及び図５に示すように、第１ＥＧＲ通路９に連通する第２ＥＧＲバルブ１０１と、第２ＥＧＲバルブ１０１を第２取出口５４１ｃに連通させる第２外側配管１０２とで構成され、第１ＥＧＲ通路９を介して吸気通路２と第２触媒５３とを連通している。

第２外側配管１０２は、図４に示すように、背面視において、第１ＥＧＲバルブ９２に対して、幅方向の右側に位置するとともに、第１ＥＧＲ通路９の第１内側配管９３と幅方向で対向するように配設されている。

さらに、第２外側配管１０２の下端は、図３及び図６に示すように、排気管５４の湾曲部分５４１を介して、第２触媒５３の上部に連通するように、湾曲部分５４１における第２触媒５３近傍に連結されている。

具体的には、第２外側配管１０２の下端は、図３及び図６に示すように、排気管５４の湾曲部分５４１に設けた第２取出口５４１ｃに連結されている。
この第２外側配管１０２は、図２及び図５に示すように、幅方向の右側から見て、湾曲部分５４１の第２取出口５４１ｃから後方へ延びたのち、上方へ湾曲した側面視略Ｌ字状に形成されている。

また、第２ＥＧＲバルブ１０１は、図２から図４に示すように、第１ＥＧＲバルブ９２と略同じ前後方向の位置、かつ第１ＥＧＲバルブ９２と略同じ幅方向の位置において、第１ＥＧＲバルブ９２の上方に近接配置されている。
この第２ＥＧＲバルブ１０１の右側には、図５に示すように、第２外側配管１０２の上端が幅方向で連通するように連結されている。

さらに、第２ＥＧＲバルブ１０１の左側は、図３及び図５に示すように、第１ＥＧＲ通路９の第１内側配管９３に連結され、第１ＥＧＲ通路９の第１外側配管９４を介して、吸気通路２に連通している。
このため、第２ＥＧＲ通路１０は、第１ＥＧＲ通路９の第１内側配管９３、及びブラケットを介して、エンジン１に支持されている。

以上のように、エンジン１の排気循環装置３は、エンジン１が排出した排気ガスを浄化する第２触媒５３と、第２触媒５３をとおった排気ガスを外部に導出する排気管５４と、第２触媒５３をとおった排気ガスの一部を吸気通路２に還流するＥＧＲ装置７とを備えている。

さらに、エンジン１の排気循環装置３は、第２触媒５３の下部をとおった排気ガスの一部を導出させる第１取出口５４１ａと、第１取出口５４１ａよりも上方に設けられ、第２触媒５３の上部をとおった排気ガスの一部を導出させる第２取出口５４１ｃとを備えている。

そして、ＥＧＲ装置７は、排気ガスを冷却するＥＧＲクーラー９１を介して、第１取出口５４１ａを吸気通路２に連通させる第１ＥＧＲ通路９と、第２取出口５４１ｃを吸気通路２に直接的に連通させる第２ＥＧＲ通路１０とを備えている。

この発明によれば、エンジン１の排気循環装置３は、ＥＧＲクーラー９１を備えたＥＧＲ装置７を介して、排気ガスの一部を吸気通路２に還流する場合であっても、エンジン１の熱効率低下を抑えることができる。

具体的には、ＥＧＲクーラー９１を介して、第１取出口５４１ａを吸気通路２に連通させる第１ＥＧＲ通路９により、エンジン１の排気循環装置３は、第２触媒５３の下部をとおった排気ガスを、ＥＧＲクーラー９１を介して吸気通路２に還流することができる。

さらに、第２取出口５４１ｃを直接的に吸気通路２に連通させる第２ＥＧＲ通路１０により、エンジン１の排気循環装置３は、第１ＥＧＲ通路９を流れる排気ガスに比べて高温な排気ガスを、ＥＧＲクーラー９１を介することなく、直接的に吸気通路２に還流することができる。

この際、第２触媒５３の内部において、下部を流れる排気ガスの温度に対して上部を流れる排気ガスの温度が高いため、エンジン１の排気循環装置３は、より高温の排気ガスを、第２取出口５４１ｃ、及び第２ＥＧＲ通路１０を介して、吸気通路２に還流することができる。

これにより、エンジン１の排気循環装置３は、温度の異なる排気ガスを吸気通路２に還流できるため、燃焼室Ｓへ向かう排気ガスの温度を容易に調整することができる。このため、エンジン１の排気循環装置３は、所望される温度よりも低温な排気ガス、あるいは所望される温度よりも高温の排気ガスが、燃焼室Ｓに供給されることを防止できる。

さらに、排気ガスの流量を調整するＥＧＲバルブ（第１ＥＧＲバルブ９２、及び第２ＥＧＲバルブ１０１）を、第１ＥＧＲ通路９、及び第２ＥＧＲ通路１０の双方に設けることで、エンジン１の排気循環装置３は、吸気通路２に還流される排気ガスの温度を、エンジン１の燃焼状態に応じた温度により容易に調整することができる。
したがって、エンジン１の排気循環装置３は、ＥＧＲクーラー９１を備えたＥＧＲ装置７を介して、排気ガスの一部を吸気通路２に還流する場合であっても、エンジン１の熱効率低下を抑えることができる。

また、第１ＥＧＲ通路９は、ＥＧＲクーラー９１よりも上方に、排気ガスの流量を調整する第１ＥＧＲバルブ９２を備えたものである。さらに、第２ＥＧＲ通路１０は、第２触媒５３よりも上方に、排気ガスの流量を調整する第２ＥＧＲバルブ１０１を備えたものである。

この構成によれば、エンジン１の排気循環装置３は、第１ＥＧＲ通路９、及び第２ＥＧＲ通路１０をそれぞれ下方から上方へ向けて延びるように構成することができる。このため、エンジン１の排気循環装置３は、下方から上方へ向けて流動し易い排気ガスを第２触媒５３から効率よく吸気通路２に還流させることができる。

さらに、エンジン１の排気循環装置３は、例えば、第１ＥＧＲ通路９の内部で生じた凝縮水が、吸気通路２が向けて流動することを抑制できる。
よって、エンジン１の排気循環装置３は、エンジン１の安定した制御を容易するとともに、エンジン１の熱効率低下をより抑えることができる。

また、第１ＥＧＲバルブ９２、及び第２ＥＧＲバルブ１０１は、略同じ前後方向の位置、かつ略同じ幅方向の位置において、上下方向に隣り合うように配置されたものである。
この構成によれば、エンジン１の排気循環装置３は、第１ＥＧＲバルブ９２、及び第２ＥＧＲバルブ１０１によって前後方向、及び幅方向のスペースが圧迫されることを防止できる。このため、エンジン１の排気循環装置３は、第１ＥＧＲ通路９、及び第２ＥＧＲ通路１０を備えたＥＧＲ装置７の大型化を抑えることができる。

また、第１ＥＧＲ通路９の第１内側配管９３、及び第２ＥＧＲ通路１０の第２外側配管１０２は、第２触媒５３を流れる排気ガスの流れ方向に対して略直交する幅方向で対向するように配置されたものである。
この構成によれば、エンジン１の排気循環装置３は、第２触媒５３を流れる排気ガスの流れ方向に沿った前後方向に、第１ＥＧＲ通路と第２ＥＧＲ通路とを並設した場合に比べて、前後方向に沿った大きさを抑えることができる。
このため、エンジン１の排気循環装置３は、第１ＥＧＲ通路９、及び第２ＥＧＲ通路１０を備えたＥＧＲ装置７の大型化をより抑えることができる。

この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の排気浄化装置は、実施形態の第１触媒５２、及び第２触媒５３に対応し、
以下同様に、
排気ガスの流れ方向に対して略直交する水平方向は、幅方向に対応するが、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。

例えば、上述した実施形態において、軽油を燃料とするエンジン１としたが、これに限定せず、ガソリンを燃料とするエンジンであってもよい。
また、エンジン１に連通するターボ過給機４を備えた構成としたが、これに限定せず、ターボ過給機を備えていない構成であってもよい。

また、第１触媒５２、及び第２触媒５３で構成された排気浄化装置としたが、これに限定せず、排気ガスを浄化できる構成であれば、１つの触媒で構成された排気浄化装置であってもよい。

また、高圧ＥＧＲ通路８、第１ＥＧＲ通路９、及び第２ＥＧＲ通路１０で構成されたＥＧＲ装置７としたが、これに限定せず、第１ＥＧＲ通路、及び第２ＥＧＲ通路で構成されたＥＧＲ装置であってもよい。

また、第１ＥＧＲ通路９において、第１内側配管９３、及び第１外側配管９４を介して、第１ＥＧＲバルブ９２と吸気通路２とを連通させたが、これに限定せず、第１内側配管と第１外側配管とで一体形成された配管を介して、第１ＥＧＲバルブ９２と吸気通路２とを連通させてもよい。

また、排気管５４の湾曲部分５４１から延設した部分を第１取出口５４１ａ、及び第２取出口５４１ｃとしたが、これに限定せず、湾曲部分５４１の下部に形成した開口を第１取出口とし、湾曲部分５４１の上部に形成した開口を第２取出口としてもよい。

また、第１取出口５４１ａ、及び第２取出口５４１ｃを排気管５４の湾曲部分５４１に設けたが、これに限定せず、第２触媒５３に設けてもよい。この場合、第２触媒５３の下部をとおった排気ガスの一部を導出可能な第１取出口を第２触媒５３の下部に形成する。さらに、第２触媒５３の上部をとおった排気ガスの一部を導出可能な第２取出口を、第１取出口よりも上方となる第２触媒５３の上部に形成する。

また、第２ＥＧＲ通路１０において、第１ＥＧＲ通路９の第１外側配管９４を介して、第２ＥＧＲバルブ１０１と吸気通路２とを連通させたが、これに限定せず、第１ＥＧＲ通路９の第１外側配管９４とは別体で設けた配管を介して、第２ＥＧＲバルブ１０１と吸気通路２とを連通させてよい。

１…エンジン
２…吸気通路
７…ＥＧＲ装置
９…第１ＥＧＲ通路
１０…第２ＥＧＲ通路
５２…第１触媒
５３…第２触媒
５４…排気管
９１…ＥＧＲクーラー
９２…第１ＥＧＲバルブ
１０１…第２ＥＧＲバルブ
５４１ａ…第１取出口
５４１ｃ…第２取出口

Claims

エンジンが排出した排気ガスを浄化する排気浄化装置と、
該排気浄化装置をとおった前記排気ガスを外部に導出する排気管と、
前記排気浄化装置をとおった前記排気ガスの一部を吸気通路に還流するＥＧＲ装置とを備えたエンジンの排気循環装置であって、
前記排気浄化装置の下部をとおった前記排気ガスの一部を導出させる第１取出口と、
前記第１取出口よりも上方に設けられ、前記排気浄化装置の上部をとおった前記排気ガスの一部を導出させる第２取出口とを備え、
前記ＥＧＲ装置は、
前記排気ガスを冷却するＥＧＲクーラーを介して、前記第１取出口を前記吸気通路に連通させる第１ＥＧＲ通路と、
前記第２取出口を前記吸気通路に直接的に連通させる第２ＥＧＲ通路とを備えた
エンジンの排気循環装置。
前記第１ＥＧＲ通路は、
前記ＥＧＲクーラーよりも上方に、前記排気ガスの流量を調整する第１ＥＧＲバルブを備え、
前記第２ＥＧＲ通路は、
前記排気浄化装置よりも上方に、前記排気ガスの流量を調整する第２ＥＧＲバルブを備えた
請求項１に記載のエンジンの排気循環装置。
前記第１ＥＧＲバルブ、及び前記第２ＥＧＲバルブは、
略同じ水平方向の位置において、鉛直方向に隣り合うように配置された
請求項２に記載のエンジンの排気循環装置。
前記第１ＥＧＲ通路、及び前記第２ＥＧＲ通路は、
前記排気浄化装置を流れる排気ガスの流れ方向に対して略直交する水平方向で対向するように配置された
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のエンジンの排気循環装置。