本發(fā)明涉及排氣再循環(huán)(exhaustgasrecirculation：egr)裝置及具備該egr裝置的自卸卡車(chē)。

背景技術(shù)：

以往，已知有降低柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃燒溫度而抑制nox的產(chǎn)生的egr裝置。在這種egr裝置中，使來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的排出氣體的一部分向進(jìn)氣側(cè)再循環(huán)，而有時(shí)會(huì)為了冷卻再循環(huán)的排出氣體而設(shè)置egr冷卻器。

例如，專(zhuān)利文獻(xiàn)1及專(zhuān)利文獻(xiàn)2中，公開(kāi)了如下的結(jié)構(gòu)，即，在v型發(fā)動(dòng)機(jī)的外側(cè)設(shè)置egr裝置，使從在左右配置的排氣歧管排出的排出氣體在v型發(fā)動(dòng)機(jī)的v形空間內(nèi)合流，利用配置于v形空間內(nèi)的egr冷卻器進(jìn)行冷卻，并向進(jìn)氣歧管進(jìn)行再循環(huán)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：(日本)特開(kāi)2007－291948號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)2：(日本)特開(kāi)2008－255970號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的課題

但是，上述專(zhuān)利文獻(xiàn)1及專(zhuān)利文獻(xiàn)2中記載的結(jié)構(gòu)是如下的結(jié)構(gòu)，即，使從左右排氣歧管排出的排出氣體合流，并用一個(gè)egr冷卻器進(jìn)行冷卻。

然而，當(dāng)v型發(fā)動(dòng)機(jī)的排量大時(shí)，需要提升冷卻能力，故而必須將egr冷卻器大型化，具有難以在v形空間內(nèi)收納egr冷卻器的課題。

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠以所需最小限度的大小設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)上且冷卻效率高的egr裝置及具備該egr裝置的自卸卡車(chē)。

用于解決課題的手段

本發(fā)明的egr裝置是使從發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣歧管排出的排出氣體向所述發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管循環(huán)的egr裝置，具備：egr冷卻器，其設(shè)置在所述排氣歧管的下游，冷卻從所述排氣歧管排出的排出氣體；egr閥，其設(shè)置在所述進(jìn)氣歧管的上游，調(diào)節(jié)向所述進(jìn)氣歧管供給的排出氣體的供給量；排出氣體連接器，其使所述egr冷卻器及所述排氣歧管連通；所述排出氣體連接器具備供給有對(duì)在內(nèi)部流動(dòng)的排出氣體進(jìn)行冷卻的冷卻水的冷卻水通路。

本發(fā)明中，優(yōu)選地，在所述排出氣體連接器供給有通過(guò)了所述egr冷卻器的冷卻水。

本發(fā)明中，優(yōu)選地，具備：托架，其將所述egr裝置安裝于所述發(fā)動(dòng)機(jī)；所述托架具備內(nèi)部被供給通過(guò)了所述egr冷卻器的冷卻水的冷卻水通路，向所述排出氣體連接器供給通過(guò)了所述托架的冷卻水。

本發(fā)明的egr裝置是設(shè)于一對(duì)氣缸列被分開(kāi)配置在左右的v型發(fā)動(dòng)機(jī)，使從所述v型發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣歧管排出的排出氣體向所述v型發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管循環(huán)的egr裝置，具備：一對(duì)egr冷卻器，其設(shè)置在所述一對(duì)氣缸列的各排氣歧管的下游，冷卻從各排氣歧管排出的排出氣體；一對(duì)egr閥，其設(shè)置在所述一對(duì)氣缸列的各進(jìn)氣歧管的上游，調(diào)節(jié)向各進(jìn)氣歧管供給的排出氣體的供給量；一對(duì)排出氣體連接器，其使各所述egr冷卻器及各所述排氣歧管連通；各所述排出氣體連接器具備供給有對(duì)在內(nèi)部流動(dòng)的排出氣體進(jìn)行冷卻的冷卻水的冷卻水通路。

本發(fā)明的自卸卡車(chē)的特征在于，具備上述任一個(gè)egr裝置。

本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述egr裝置是收納于發(fā)動(dòng)機(jī)的俯視投影面內(nèi)的大小。

附圖說(shuō)明

圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的自卸卡車(chē)的立體圖。

圖2是表示所述實(shí)施方式的自卸卡車(chē)的側(cè)視圖。

圖3是表示所述實(shí)施方式的自卸卡車(chē)的架體上搭載的v型發(fā)動(dòng)機(jī)的俯視圖。

圖4是表示所述實(shí)施方式的自卸卡車(chē)的架體上搭載的v型發(fā)動(dòng)機(jī)的主視圖。

圖5是表示所述實(shí)施方式的自卸卡車(chē)的架體上搭載的v型發(fā)動(dòng)機(jī)的側(cè)視圖。

圖6是表示所述實(shí)施方式的v型發(fā)動(dòng)機(jī)、可變?nèi)萘繙u輪裝置及egr裝置的俯視圖。

圖7是表示所述實(shí)施方式的可變?nèi)萘繙u輪裝置及egr裝置的示意圖。

圖8是表示所述實(shí)施方式的egr裝置的立體圖。

圖9是表示所述實(shí)施方式的egr裝置的俯視圖。

圖10是表示沿圖9的a－a線(xiàn)的egr冷卻器的剖面圖。

圖11是表示沿圖9的b－b線(xiàn)的托架的剖面圖。

圖12是表示沿圖11的c－c線(xiàn)的排出氣體連接器的剖面圖。

圖13是表示所述實(shí)施方式的egr冷卻器、托架及排出氣體連接器的結(jié)構(gòu)的立體圖。

圖14是表示所述實(shí)施方式的排出氣體連接器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的立體圖。

具體實(shí)施方式

以下，基于附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。

[1]自卸卡車(chē)1的整體結(jié)構(gòu)

圖1及圖2表示本發(fā)明實(shí)施方式的自卸卡車(chē)1。圖1是從俯瞰狀態(tài)進(jìn)行觀(guān)察的立體圖，圖2是從與行駛方向正交的寬度方向進(jìn)行觀(guān)察的側(cè)視圖。

需要說(shuō)明的是，各圖所示的本實(shí)施方式中的x軸、y軸、z軸分別為正交的關(guān)系。進(jìn)一步地，為了便于說(shuō)明，本實(shí)施方式中，以圖1為基準(zhǔn)，將自卸卡車(chē)1的前進(jìn)行駛方向作為x軸的箭頭方向，將車(chē)寬方向的從左到右的方向作為y軸的箭頭方向，將與地面垂直朝上的方向作為z軸的箭頭方向。另外，在以下的實(shí)施方式中，有時(shí)將行駛方向稱(chēng)作“前”，另一方稱(chēng)作“后”；將車(chē)寬方向的右方向稱(chēng)作“右”，另一方稱(chēng)作“左”。

自卸卡車(chē)1是在礦山等采掘現(xiàn)場(chǎng)搬運(yùn)砂土等裝載物的作業(yè)車(chē)輛，具備底盤(pán)2和自卸本體3。

底盤(pán)2通過(guò)懸架裝置由四個(gè)車(chē)輪4支承，四個(gè)車(chē)輪4在車(chē)寬度方向的兩端配置于行駛方向。

底盤(pán)2具有架體5，架體5具備：沿架體5的寬度方向端部延伸的一對(duì)側(cè)梁5a、5b(參照?qǐng)D5)；沿車(chē)輛寬度方向延伸且將一對(duì)側(cè)梁5a、5b彼此連結(jié)的多根橫梁5c、5d(參照?qǐng)D4)。

在底盤(pán)2上，通過(guò)未圖示的鉸鏈在后方側(cè)可俯仰地安裝有自卸本體3，底盤(pán)2的左前方上方設(shè)有作為駕駛座的駕駛室6。需要說(shuō)明的是，駕駛室6也可以設(shè)置在底盤(pán)2的寬度方向中央上方。

自卸本體3具有矩形狀的載貨空間，以鉸鏈為旋轉(zhuǎn)軸可旋轉(zhuǎn)地設(shè)于底盤(pán)2上。通過(guò)使設(shè)于底盤(pán)2后部的舉升油缸3a伸縮，自卸本體3相對(duì)于底盤(pán)2產(chǎn)生俯仰，對(duì)砂土等裝載物進(jìn)行排土。

如圖1所示，駕駛室6起到使操縱者乘車(chē)并操縱自卸卡車(chē)1的駕駛座的功能，操縱者通過(guò)升降在自卸卡車(chē)1前方設(shè)置的梯子6a，能夠坐上駕駛室6，或從駕駛室6下車(chē)。

圖3～圖5表示在底盤(pán)2的架體5上搭載的v型發(fā)動(dòng)機(jī)7。圖3是俯視圖，圖4是主視圖，圖5是側(cè)視圖。

架體5具備：沿底盤(pán)2的行駛方向延伸的一對(duì)下側(cè)梁5a及一對(duì)上側(cè)梁5b、沿底盤(pán)2的寬度方向延伸的一對(duì)下橫梁5c及一對(duì)上橫梁5d、沿垂直方向配置的四根立梁5e。

立梁5e在下側(cè)梁5a及上側(cè)梁5b之間連結(jié)，下橫梁5c在立梁5e的下端之間連結(jié)，上橫梁5d在立梁5e的上端之間連結(jié)。于是，該一對(duì)立梁5e、下橫梁5c及上橫梁5d構(gòu)成門(mén)型框架。

[2]egr裝置20的結(jié)構(gòu)

圖6～圖8中表示v型發(fā)動(dòng)機(jī)上設(shè)置的可變?nèi)萘繙u輪裝置(variablegeometryturbo：vgt)10及egr裝置20。圖6是卸下了排出氣體后處理裝置8的狀態(tài)下的v型發(fā)動(dòng)機(jī)7的俯視圖，圖7是表示可變?nèi)萘繙u輪裝置10及egr裝置20的示意圖，圖8是組合了可變?nèi)萘繙u輪裝置10及egr裝置20的立體圖。

本實(shí)施方式中，可變?nèi)萘繙u輪裝置10及egr裝置20獨(dú)立地設(shè)置在v型發(fā)動(dòng)機(jī)7的各氣缸列7a。(參照?qǐng)D7)。

如圖7所示，v型發(fā)動(dòng)機(jī)7具備在自卸卡車(chē)1的寬度方向的左右分開(kāi)直列配置的氣缸列7a的結(jié)構(gòu)，收納在架體5的門(mén)型框架5內(nèi)。在v型發(fā)動(dòng)機(jī)7的氣缸列7a分別設(shè)有排氣歧管7b及進(jìn)氣歧管7c。排氣歧管7b是為了將來(lái)自v型發(fā)動(dòng)機(jī)7的燃燒室的排出氣體排出而將排出氣體合而為一的管路，進(jìn)氣歧管7c是為了向v型發(fā)動(dòng)機(jī)7的燃燒室導(dǎo)入空氣而分支的管路。

在v型發(fā)動(dòng)機(jī)的上部設(shè)有排出氣體后處理裝置8和egr裝置20，排出氣體后處理裝置8及egr裝置20被設(shè)為俯視時(shí)收納于v型發(fā)動(dòng)機(jī)7的投影面內(nèi)的大小。

排出氣體后處理裝置8是在圓筒狀的殼體內(nèi)部收納了柴油微粒過(guò)濾器(dieselparticulatefilter：dpf)的結(jié)構(gòu)，設(shè)置在v型發(fā)動(dòng)機(jī)7的一對(duì)氣缸列的每個(gè)氣缸列。dpf捕集通過(guò)的排出氣體中的粒狀物質(zhì)，在殼體內(nèi)，也可以在dpf的上游側(cè)設(shè)置氧化催化劑。氧化催化劑將在其上游側(cè)被供給的后噴射燃料或計(jì)量燃料(均與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料相同)氧化而活性化，使向dpf流入的排出氣體的溫度上升至dpf的可再生溫度。通過(guò)該高溫排出氣體，在dpf被捕集到的粒狀物質(zhì)自燃而燒盡，dpf再生。

可變?nèi)萘繙u輪裝置10對(duì)從空氣濾清器9供給的空氣進(jìn)行壓縮，并向v型發(fā)動(dòng)機(jī)7的氣缸列7a的進(jìn)氣歧管7c進(jìn)行供給，具備排氣渦輪11、后冷卻器12及發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(enginecontrolunit：ecu)13。

可變?nèi)萘繙u輪裝置10具備設(shè)于排氣路徑上的排氣渦輪11和經(jīng)由旋轉(zhuǎn)軸與排氣渦輪11連接且設(shè)于進(jìn)氣路徑上的壓縮機(jī)，排氣渦輪11利用從v型發(fā)動(dòng)機(jī)7的排氣歧管7b排出的排出氣體旋轉(zhuǎn)，壓縮機(jī)隨之旋轉(zhuǎn)而壓縮進(jìn)氣路徑中的空氣。

后冷卻器12具有如下的功能，即，使在排氣渦輪11中被壓縮的空氣降溫，使空氣密度上升，確保向進(jìn)氣歧管7c供給的空氣的供給量。

如圖7所示，ecu13是對(duì)可變?nèi)萘繙u輪裝置10整體進(jìn)行控制的控制器，設(shè)置在v型發(fā)動(dòng)機(jī)7的各氣缸列7a。ecu13彼此通過(guò)控制器局域網(wǎng)絡(luò)(controlareanetwork：can)可通信地連接，在v型發(fā)動(dòng)機(jī)7驅(qū)動(dòng)時(shí)，以協(xié)作的方式進(jìn)行控制。

如圖7～圖9所示，egr裝置20是使從v型發(fā)動(dòng)機(jī)7的排氣歧管7b排出的排出氣體的一部分向進(jìn)氣歧管7c再循環(huán)，通過(guò)使其再燃燒，降低排出的nox的裝置。

具體地，如圖8所示，egr裝置20具備：egr冷卻器21、egr閥22、托架23、排出氣體連接器24。

egr冷卻器21在v型發(fā)動(dòng)機(jī)7的氣缸列7a的排氣歧管7b的下游設(shè)有兩處，使從v型發(fā)動(dòng)機(jī)7排出的排出氣體分支，并利用各egr冷卻器21對(duì)排出氣體進(jìn)行冷卻。

具體地，如沿圖9的a－a線(xiàn)的剖面圖即圖10所示，egr冷卻器21具備：內(nèi)管21a、外管21b、彎管21c，排出氣體流過(guò)內(nèi)管21a的內(nèi)部，冷卻水在內(nèi)管21a及外管21b之間流動(dòng)，通過(guò)進(jìn)行排出氣體及冷卻水之間的熱交換，排出氣體被冷卻。

被冷卻了的排出氣體在彎管21c合流，經(jīng)由配管21d，在從后冷卻器12到進(jìn)氣歧管7c的配管12a合流(參照?qǐng)D8)。

如圖7及圖8所示，egr閥22設(shè)置在v型發(fā)動(dòng)機(jī)7的氣缸列7a的進(jìn)氣歧管7c的上游，通過(guò)變更其開(kāi)度，調(diào)節(jié)向進(jìn)氣歧管7c供給的排出氣體的供給量。

如圖8及圖9所示，托架23是將egr冷卻器21固定在圖8及圖9中未圖示的v型發(fā)動(dòng)機(jī)7的部件，冷卻水在其內(nèi)部通過(guò)。

具體地，如沿圖9的b－b線(xiàn)的剖面圖即圖11所示，托架23具備：固定于v型發(fā)動(dòng)機(jī)7上的固定部23a、與固定部23a的上部一體形成的冷卻水通路23b。向冷卻水通路23b供給有egr冷卻器21的冷卻水。

這樣在托架23設(shè)置冷卻水通路23b是為了通過(guò)向托架23的冷卻水通路23b供給egr冷卻器21的冷卻水，減少egr冷卻器21與托架23間的溫差，防止在egr冷卻器21及托架23之間產(chǎn)生熱應(yīng)力。

托架23的冷卻水通路23b的下游側(cè)端部與排出氣體連接器24連接。

排出氣體連接器24具備向在內(nèi)部流動(dòng)的排出氣體供給冷卻水的冷卻水路24d，排出氣體連接器24使排氣歧管7b及egr冷卻器21連通，冷卻從排氣歧管7b排出的排出氣體，向egr冷卻器21供給。

具體地，如沿圖11的c－c線(xiàn)的剖面圖即圖12所示，排出氣體連接器24具備：內(nèi)管24a、外管24b、冷卻水導(dǎo)入孔24c，內(nèi)管24a及外管24b之間的間隙被作為冷卻水通路24d。冷卻水導(dǎo)入孔24c連接有托架23的冷卻水通路23b的下游側(cè)端部。

內(nèi)管24a由在外管24b的內(nèi)部設(shè)置的圓筒狀的鋼管構(gòu)成，內(nèi)管24a的上游側(cè)通過(guò)右側(cè)的配管24f與v型發(fā)動(dòng)機(jī)7的排氣歧管7b連接。另外，內(nèi)管24a的下游側(cè)與egr冷卻器21的內(nèi)管21a連接。

如圖13及圖14所示，外管24b由正面開(kāi)口的箱形的鋼制部件構(gòu)成，圖13及圖14中，雖省略了圖示，但通過(guò)用蓋部件24e(參照?qǐng)D11)覆蓋而將冷卻水通路24d密閉。

在外管24b的上游側(cè)形成有三處冷卻水導(dǎo)入孔24c，冷卻水導(dǎo)入孔24c與托架23的冷卻水通路23b連接。外管24b的下游側(cè)端部與冷卻水排出用的配管24g連接。

[3]排出氣體及冷卻水的流動(dòng)

接著，基于圖8～圖12對(duì)本實(shí)施方式的egr裝置20的排出氣體及冷卻水的流動(dòng)進(jìn)行說(shuō)明。

如圖8所示，從v型發(fā)動(dòng)機(jī)7的排氣歧管7b排出的排出氣體順著圖8的黑色箭頭的流向而流動(dòng)，在排出氣體連接器24的內(nèi)管24a內(nèi)通過(guò)(圖9及圖12的流向a1)，被供給至egr冷卻器(圖9及圖10的流向a2)。被供給至egr冷卻器21的排出氣體通過(guò)內(nèi)管21a(圖9及圖10的流向a3)，在彎管21c合流(圖9的流向a4)，一邊通過(guò)egr閥22對(duì)供給量進(jìn)行調(diào)節(jié)，一邊在自后冷卻器12起的進(jìn)氣路徑合流，向進(jìn)氣歧管7c供給。

另一方面，冷卻水順著圖8的白色箭頭的流向而流動(dòng)，通過(guò)泵等被供給至egr冷卻器21(圖10的流向b1)，沿著排出氣體的流動(dòng)而向v型發(fā)動(dòng)機(jī)7的上游側(cè)流動(dòng)，進(jìn)行排出氣體的冷卻(圖10的流向b2)。

接著，冷卻水在egr冷卻器21的下游側(cè)端部被供給至托架23的冷卻水通路23b(圖10的流向b3)，從與冷卻水通路23b的下游側(cè)端部連接的排出氣體連接器24的冷卻水導(dǎo)入孔24c被供給至排出氣體連接器24的冷卻水通道24d內(nèi)(圖11的流向b4及流向b5)。在排出氣體連接器24內(nèi)，進(jìn)行與從排氣歧管7b排出的排出氣體間的熱交換，進(jìn)行排出氣體的冷卻(圖12的流向b6)。

最后，對(duì)排出氣體連接器24的內(nèi)管24a進(jìn)行了冷卻的冷卻水從配管24g被供給至v型發(fā)動(dòng)機(jī)7的缸體(圖12的流向b7)。

[4]實(shí)施方式的效果

根據(jù)這樣的本實(shí)施方式，排出氣體連接器24具備冷卻水通路24d，由此在冷卻從排氣歧管7b排出的排出氣體的基礎(chǔ)上，還能夠進(jìn)行egr冷卻器21實(shí)現(xiàn)的排出氣體的冷卻，故而能夠有效地冷卻排出氣體。

另外，通過(guò)與v型發(fā)動(dòng)機(jī)7的氣缸列7a相對(duì)應(yīng)地設(shè)置egr裝置20，避免了大型化，并能夠通過(guò)兩個(gè)egr裝置20，有效地冷卻從各氣缸列7a排出的排出氣體。

[5]實(shí)施方式的變形

需要說(shuō)明的是，本發(fā)明不限于前述的實(shí)施方式，在可達(dá)成本發(fā)明的目的的范圍內(nèi)的變形、改良等也包含在本發(fā)明中。

例如，在上述實(shí)施方式中，將本發(fā)明適用于固定式自卸卡車(chē)1，但不限于此，也可以適用于鉸接式自卸卡車(chē)，還可以將本發(fā)明適用于輪式裝載機(jī)等其他的作業(yè)車(chē)輛。

另外，egr冷卻器21中所使用的冷卻水被供給至托架23的冷卻水通路，在使托架23升溫后，向排出氣體連接器24的冷卻水通路24d供給，但本發(fā)明不限于此。例如，也可以構(gòu)成為從egr冷卻器21直接向排出氣體連接器24的冷卻水通路24d供給。

除此以外，本發(fā)明實(shí)施時(shí)的具體結(jié)構(gòu)及形狀等也可以在可達(dá)成本發(fā)明目的的范圍內(nèi)設(shè)為其他的結(jié)構(gòu)等。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

1…自卸卡車(chē)、2…底盤(pán)、3…自卸本體、3a…舉升油缸、4…車(chē)輪、5…架體、5a…下側(cè)梁、5b…上側(cè)梁、5c…下橫梁、5d…上橫梁、5e…立梁、6…駕駛室、6a…梯子、7…v型發(fā)動(dòng)機(jī)、7a…氣缸列、7b…排氣歧管、7c…進(jìn)氣歧管、8…排出氣體后處理裝置、9…空氣濾清器、10…可變?nèi)萘繙u輪裝置、11…排氣渦輪、12…后冷卻器、12a…配管、13…ecu、20…egr裝置、21…egr冷卻器、21a…內(nèi)管、21b…外管、21c…彎管、21d…配管、22…egr閥、23…托架、23a…固定部、23b…冷卻水通路、24…排出氣體連接器、24a…內(nèi)管、24b…外管、24c…冷卻水導(dǎo)入孔、24d…冷卻水通路、24e…蓋部件、24f…配管、24g…配管。