WO2017169700A1

WO2017169700A1 - エンジン装置

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Publication number: WO2017169700A1
Application number: PCT/JP2017/010037
Authority: WO
Inventors: 正崇内堀; 政博明井
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2016-03-29
Filing date: 2017-03-13
Publication date: 2017-10-05
Anticipated expiration: 2018-09-29
Also published as: EP3438438A4; EP3438438B1; US10626833B2; CN108884791B; KR20180059847A; US20190078540A1; EP3438438A1; CN108884791A; US20200240374A1; KR101970930B1; US11035327B2

Abstract

エンジン装置１は、排気マニホールド４から排出される排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気マニホールド３に還流させるＥＧＲ装置２４と、ＥＧＲガスを冷却してＥＧＲ装置２４に供給するＥＧＲクーラ２７とを備える。ＥＧＲクーラ２７は、冷却水流路とＥＧＲガス流路とが交互に積層された熱交換部９１と、熱交換部９１の一側面における左右両端部分に設けられた左右一対のフランジ部９２，９３とを備える。冷却水の入口と出口がフランジ部９２，９３に振り分けて設けられる一方、ＥＧＲガスの入口と出口がフランジ部９２，９３に振り分けて設けられている。

Description

エンジン装置

　本願発明は、排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気側に還流させるエンジン装置に関するものである。

　従来から、ディーゼルエンジン等の排気ガス対策として、排気ガスの一部を吸気側に還流させるＥＧＲ装置（排気ガス再循環装置）を設けることにより、燃焼温度を低く抑えて排気ガス中のＮＯｘ量（窒素酸化物量）を低減させるという技術が知られている。

　この種のＥＧＲ装置の一例が特許文献１～特許文献４などに開示されている。特許文献１及び特許文献３のＥＧＲ装置においては、ディーゼルエンジンの排気マニホールドから分岐した還流管路が吸気マニホールドに接続されている。排気ガスの一部（ＥＧＲガス）を還流管路経由で吸気マニホールドに供給することによって、ＥＧＲガスと吸気側からの新気とが混合され、当該混合ガスがディーゼルエンジンの各気筒内（吸気行程の気筒内）に導入される。

特許第３８５２２５５号公報特許第４０７１３７０号公報特許第４４８４８００号公報特開平２０００－００８９６９号公報

　ところで、ディーゼルエンジンの搭載スペースは搭載対象の作業車両（建設機械や農作業機等）によって様々だが、近年は、軽量化・コンパクト化の要請で、搭載スペースに制約がある（狭小である）ことが多い。このため、ディーゼルエンジンの構成部品をコンパクトにレイアウトする必要がある。また、搭載スペースの制約という問題もさることながら、ＥＧＲ装置やターボ過給機などの部品をシリンダヘッドに連結して支持させるため、シリンダヘッドにおいては剛性の高い構造が要求される。

　また、特許文献１のようにＥＧＲクーラ（ＥＧＲ熱交換器）とオイルクーラ（オイル熱交換器）とを一体に構成した場合、液体であるオイル及び冷却水と気体であるＥＧＲガス両方を密封する必要があり、それぞれの流体特性の差によりシール構造が複雑化するという問題がある。そして、シリンダヘッドに連結する場合においては、シリンダヘッドの熱変形が連結状態に影響を与えることから、ＥＧＲクーラとオイルクーラとを一体化することで大型化した装置とした場合、シリンダヘッドへの連結部分も限定されてしまい、結果的にエンジン装置の大型化につながる。一方、特許文献２のようにＥＧＲバルブ装置に冷却水を流す構造とした場合、ＥＧＲバルブ装置自体の構成が複雑化するだけでなく、冷却水配管やＥＧＲガス管を連結させる必要があった。

　更に、ＥＧＲクーラを配管接続した場合、ディーゼルエンジンの発熱によるＥＧＲガス温度の上昇により、ＥＧＲガスの体積が増大することから、十分なＥＧＲガス量を維持できず、排気ガス中のＮＯｘ量を低減するのが困難になる。一方、冷却ファンからの冷却風などにＥＧＲ配管が曝されるなどしてＥＧＲガスが冷却されすぎた場合も、シリンダ内の燃焼に悪影響を与える。従って、ＥＧＲガスを適温で供給するために、ディーゼルエンジンにおける各部品の適切な配置構造や冷却構造を検討する必要もある。また、ＥＧＲガスと新気の混合分布に偏りが生じた場合、複数の気筒に供給される新気中のＥＧＲガス量がばらつくことで、気筒毎の燃焼作用やＮＯｘ低減作用に影響を与えて、ディーゼルエンジンの運転効率が低下する恐れがある。

　本願発明は、上記のような現状を検討して改善を施したエンジン装置を提供することを技術的課題としている。

　本願発明は、シリンダヘッドの左右両側に振り分けられて配置される排気マニホールド及び吸気マニホールドと、前記排気マニホールドから排出される排気ガスの一部をＥＧＲガスとして前記吸気マニホールドに還流させるＥＧＲ装置と、前記ＥＧＲガスを冷却して前記ＥＧＲ装置に供給するＥＧＲクーラとを備えるエンジン装置であって、前記ＥＧＲクーラは、冷却水流路とＥＧＲガス流路とが交互に積層された熱交換部と、熱交換部の一側面における左右両端部分に設けられた左右一対のフランジ部とを備え、前記冷却水の入口と出口が左右の前記フランジ部に振り分けて設けられる一方、前記ＥＧＲガスの入口と出口が左右の前記フランジ部に振り分けて設けられ、前記シリンダヘッドの前後側面の一方に左右の前記フランジ部が連結されているものである。

　上記エンジン装置において、前記ＥＧＲクーラにおける前記熱交換部と前記シリンダヘッドの間に空間が構成されるようにしてもよい。

　上記エンジン装置において、前記左右のフランジ部の一方に、前記冷却水の入口と前記ＥＧＲガスの出口が設けられる一方、前記左右のフランジ部の他方に、前記冷却水の出口と前記ＥＧＲガスの入口が設けられ、前記冷却水の入口及び前記ＥＧＲガスの出口と、前記冷却水の出口及び前記ＥＧＲガスの入口とが前記フランジ部で上下に設けられており、前記冷却水の入口と前記ＥＧＲガスの入口とが同一高さに配置される一方、前記冷却水の出口と前記ＥＧＲガスの出口とが同一高さに配置されるものとしてもよい。

　上記エンジン装置において、前記シリンダヘッドは、前記排気マニホールドが配置される側面から前記ＥＧＲクーラが配置される側面に連通された上流側ＥＧＲ流路と、前記吸気マニホールドが配置される側面から前記ＥＧＲクーラが配置される側面に連通された下流側ＥＧＲ流路と、前記冷却水の入口と連通する上流側冷却水流路と、前記冷却水の出口と連通する下流側冷却水流路とを備えており、前記上流側ＥＧＲ流路近傍に前記下流側冷却水流路が設けられる一方で、前記下流側ＥＧＲ流路近傍に前記上流側冷却水流路が設けられるものとしてもよい。

　上記エンジン装置において、板状のガスケットが、前記左右のフランジ部を架設するようにして、前記シリンダヘッドと前記フランジ部との間に挟持されており、前記フランジ部における前記冷却水の入口及び出口それぞれと連通する前記シリンダヘッドにおける前記冷却水の出口及び入口それぞれにリング状のシール部材が埋設され、前記シール部材が、前記フランジ部で覆われているものとしてもよい。

　上記エンジン装置において、前記ＥＧＲ装置が、前記新気と前記ＥＧＲガスを混合して前記吸気マニホールドに供給する本体ケースを備えており、前記本体ケース内において、新気流れ方向と前記ＥＧＲガス流れ方向とが直交又は鈍角を形成して交わり、ＥＧＲガスと新気との混合ガスを前記吸気マニホールドに吸気させる方向が前記新気流れ方向及び前記ＥＧＲガス流れ方向それぞれと交差する方向となるものとしてもよい。

　上記エンジン装置において、新気が供給される新気入口と、前記ＥＧＲガスが供給されるＥＧＲガス入口とが前記本体ケースの前後両側面に振り分けて開口されるとともに、前記吸気マニホールドと連結する吸気出口が前記本体ケースの左右両側面の一方に開口され、前記吸気出口と前記ＥＧＲガス入口が同一高さ位置に配置されるとともに、前記新気入口と前記ＥＧＲガス入口が異なる高さ位置に配置されるようにしてもよい。

　上記エンジン装置において、前記本体ケースが、前記新気入口を有する第１ケースと、前記吸気出口と前記ＥＧＲガス入口とを有する第２ケースとが連結されて構成されるものとしてもよい。

　上記エンジン装置において、前記ＥＧＲガスが流れるＥＧＲガス流路の一部である第１ＥＧＲガス流路と、新気と前記ＥＧＲガスを混合する混合室とが、前記第１ケースに設けられており、前記第１ＥＧＲガス流路と前記ＥＧＲガス入口とを連通させる第２ＥＧＲガス流路と、新気と前記ＥＧＲガスが混合された混合ガスを前記混合室から前記吸気マニホールドに供給する混合ガス流路とが、前記第２ケースに設けられているものとしてもよい。

　上記エンジン装置において、前記第１ＥＧＲガス流路が、前記混合室の中心軸に対して前記吸気出口の設けられた側面と反対側の側面側にオフセットして連結しており、前記第１ＥＧＲガス流路と前記第２ＥＧＲガス流路とが連通されて、ＥＧＲガス流路が螺旋状に構成されているものとしてもよい。

　本願発明によると、左右一対のフランジ部それぞれに、冷却水用の開口部分とＥＧＲガス用の開口部分を設けた構成とすることで、フランジ部それぞれを共通の部材で構成できるだけでなく、フランジ部にかかる材料コストを抑制できる。また、フランジ部と熱交換部との連結部分を最低限に構成できるため、熱交換部に対するシリンダヘッドからの熱の伝達量を低減でき、熱交換部におけるＥＧＲガスの冷却効果を高める。

　本願発明によると、熱交換部とシリンダヘッドの間に空間が構成されるため、ＥＧＲクーラは、熱交換部の前後面の広い範囲が外気に曝された状態となり、熱交換部からも放熱されるため、ＥＧＲクーラにおけるＥＧＲガスの冷却効果が高くなる。従って、熱交換部全面が取り付けられる場合に比べて、熱交換部の容量を減らすことができるため、エンジン装置の小型化をも図れる。

　本願発明によると、一方のフランジ部に上下に冷却水出口とＥＧＲガス入口を設ける一方で、他方のフランジ部に上下にＥＧＲガス出口と冷却水入口を設ける構成としたため、同一形状となるフランジ部が、互いに上下反転されて熱交換部に取り付けられることとなる。そのため、ＥＧＲクーラを構成する部品の種類が低減でき、ＥＧＲクーラの組み立て性が良くなるとともに、部品コストが低減される。

　本願発明によると、ＥＧＲクーラは、冷却水出口と冷却水入口とが対角に配置されるとともに、ＥＧＲガス入口とＥＧＲガス出口とが対角に配置されて、熱量の異なるＥＧＲガス及び冷却水それぞれが、対角位置より供給又は排出されるため、ＥＧＲクーラ２とシリンダヘッドとの連結部分における熱変形を互いに緩和して、連結部分の撓みや緩みを抑制できる。従って、ＥＧＲクーラとシリンダヘッドにおけるＥＧＲガスや冷却水の漏れを防止できるだけでなく、連結強度の低下をも防止できる。

　本願発明によると、ガスケットによりＥＧＲガスを密封させるとともにＯリングにより冷却水を密封させる向上とすることで、液体及び気体の流出入を行うＥＧＲクーラをシリンダヘッドに連結したとしても、液体及び気体それぞれにおけるシール性を十分に確保でき、ＥＧＲガス及び冷却水それぞれの漏れを防止できる。

　本願発明によると、ＥＧＲ装置の本体ケース内では、新気流れ方向に対するＥＧＲガス流れ方向が９０°以上となって、新気流れとＥＧＲガス流れが交差することで、新気に対するＥＧＲガスの混合分布を一様なものとして、吸気マニホールド内でのＥＧＲガスの偏流を抑制できる。結果、吸気マニホールドから複数の吸気流路それぞれに供給される混合ガスのＥＧＲガス濃度を均一化して、エンジン装置における各気筒の燃焼作用のバラツキを抑制できるとともに、ＥＧＲ装置をコンパクトに構成できる。

　本願発明によると、新気入口に導入された新気が、前後方向から上下方向にＬ字状に屈曲して流れる一方、ＥＧＲ入口に導入されたＥＧＲガスが、斜め上方に向かって流れて、混合室で混合されるため、新気の流れる方向に向かうようにしてＥＧＲガスが流れ込むこととなり、新気に対してＥＧＲガスが混合しやすくなる。新気とＥＧＲガスとの混合ガスが上下方向から左右方向にＬ字状に屈曲して流れ、吸気出口から吸気マニホールドに流入するため、混合ガスの導出方向が、新気の導入方向及びＥＧＲガスの導入方向だけでなく、本体ケース内での新気及びＥＧＲガスの流れる方向とも交差するため、ＥＧＲガスの新気への混合分布を均一化できる。

　本願発明によると、本体ケースを、第１ケースと第２ケースとで分割可能な構成とすることで、ＥＧＲガス流れと新気流れとが９０°以上で交差する混合流路を本体ケース内に容易に構成できる。そのため、本体ケースを剛性の高い鋳物で構成することができるだけでなく、アルミニウム系の鋳造物とすることで軽量化を図れる。また、本体ケース内に形成されるＥＧＲガス流路、混合室、及び混合ガス流路それぞれをコンパクトに構成でき、本体ケースの小型化が図れる。

　本願発明によると、第２ケースにＥＧＲガス入口が設けられる一方、第１ケースに新気入口と混合室とが設けられるため、混合室において、新気入口から流れ込む新気と第２ケースから流れ込むＥＧＲガスとが、互いに交差するようにして流れることなり、新気とＥＧＲガスが効率よく混合する。更に、第２ケースに吸気出口が設けられることにより、第１ケースに流入した新気が第２ケースに向かって流れようとすることで、第１ケースに向かって流れるＥＧＲガスの新気への混合が均一化される。

　本願発明によると、混合室においてＥＧＲガス流路との連通箇所が、吸気出口と逆側となるため、混合室内に流入するＥＧＲガスは新気の流れに誘導されて吸気出口まで到達することとなり、新気に対してＥＧＲガスを均一に混合させることができる。また、ＥＧＲガス流路から混合室に流れ込むＥＧＲガスは、混合室から混合流路に向かう流れに逆らう方向に流れるため、混合室内において、新気とＥＧＲガスとが互いに衝突するようにして流れることとなり、ＥＧＲガスが新気にスムーズに混合する。

エンジンの正面図である。エンジンの背面図である。エンジンの左側面図である。エンジンの右側面図である。エンジンの平面図である。エンジンの底面図である。エンジンを斜め前方から見た斜視図である。エンジンを斜め後方から見た斜視図である。シリンダヘッドを吸気マニホールド側から見た拡大斜視図である。シリンダヘッドを排気マニホールド側から見た分解斜視図である。シリンダヘッドを吸気マニホールド側から見た分解斜視図である。シリンダヘッドの平面図である。シリンダヘッドの正面図である。シリンダヘッド及びＥＧＲ装置の断面斜視図である。シリンダヘッド及び排気マニホールドの断面斜視図である。シリンダヘッドにおけるＥＧＲクーラとの連結部分の断面斜視図である。ＥＧＲ装置の断面斜視図である。ＥＧＲ装置の平面図である。ＥＧＲ装置の分解斜視図である。ＥＧＲ装置におけるコレクタの分解図である。ＥＧＲ装置におけるコレクタの分解図である。シリンダヘッドにおけるＥＧＲクーラとの連結部分の分解図である。ＥＧＲクーラの背面図である。シリンダヘッドにおけるＥＧＲクーラとの連結部分の断面図である。

　以下に、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。まず、図１～図８を参照しながら、ディーゼルエンジン（エンジン装置）１の全体構造について説明する。なお、以下の説明では、クランク軸５と平行な両側部（クランク軸５を挟んで両側の側部）を左右、フライホイールハウジング７設置側を前側、冷却ファン９設置側を後側と称して、これらを便宜的に、ディーゼルエンジン１における四方及び上下の位置関係の基準としている。

　図１～図８に示す如く、ディーゼルエンジン１におけるクランク軸５と平行な一側部に吸気マニホールド３を、他側部に排気マニホールド４を配置している。実施形態では、シリンダヘッド２の右側面に吸気マニホールド３がシリンダヘッド２と一体に成形されており、シリンダヘッド２の左側面に排気マニホールド４が設置されている。シリンダヘッド２は、クランク軸５とピストン（図示省略）が内蔵されたシリンダブロック６上に搭載されている。

　シリンダブロック６の前後両側面から、クランク軸５の前後先端側を突出させている。ディーゼルエンジン１におけるクランク軸５と交差する一側部（実施形態ではシリンダブロック６の前側面側）に、フライホイールハウジング７が固着されている。フライホイールハウジング７内にフライホイール８が配置されている。フライホイール８はクランク軸５の前端側に軸支されていて、クランク軸５と一体的に回転するように構成されている。作業機械（例えば油圧ショベルやフォークリフト等）の作動部に、フライホイール８を介してディーゼルエンジン１の動力を取り出すように構成されている。ディーゼルエンジン１におけるクランク軸５と交差する他側部（実施形態ではシリンダブロック６の後側面側）に、冷却ファン９が設けられている。クランク軸５の後端側からＶベルト１０を介して冷却ファン９に回転力を伝達するように構成されている。

　シリンダブロック６の下面にはオイルパン１１を配置する。オイルパン１１内には潤滑油が貯留されている。オイルパン１１内の潤滑油は、シリンダブロック６のフライホイールハウジング７との連結部分であってシリンダブロック６の右側面側に配置されたオイルポンプ（図示省略）にて吸引され、シリンダブロック６の右側面に配置されたオイルクーラ１３並びにオイルフィルタ１４を介して、ディーゼルエンジン１の各潤滑部に供給される。各潤滑部に供給された潤滑油は、その後オイルパン１１に戻される。オイルポンプ（図示省略）はクランク軸５の回転にて駆動するように構成されている。

　シリンダブロック６のフライホイールハウジング７との連結部分に、燃料を供給するための燃料供給ポンプ１５が取り付けられ、燃料供給ポンプ１５がＥＧＲ装置２４下方に配置される。コモンレール１６が、シリンダヘッド２の吸気マニホールド３下側でシリンダブロック６側面に固定されており、燃料供給ポンプ１５上方に配置されている。ヘッドカバー１８で覆われているシリンダヘッド２上面部に、電磁開閉制御型の燃料噴射バルブを有する４気筒分の各インジェクタ（図示省略）が設けられている。

　各インジェクタが、燃料供給ポンプ１５及び円筒状のコモンレール１６を介して、作業車両に搭載される燃料タンク（図示省略）が接続されている。燃料タンクの燃料が燃料供給ポンプ１５からコモンレール１６に圧送され、高圧の燃料がコモンレール１６に蓄えられる。各インジェクタの燃料噴射バルブをそれぞれ開閉制御することによって、コモンレール１６内の高圧の燃料が各インジェクタからディーゼルエンジン１の各気筒に噴射される。

　シリンダヘッド２上面部に設ける吸気弁及び排気弁（図示省略）などを覆うヘッドカバー１８上面に、ディーゼルエンジン１の燃焼室などからシリンダヘッド２上面側に漏れ出たブローバイガスを取入れるブローバイガス還元装置１９が設けられている。ブローバイガス還元装置１９のブローバイガス出口が、還元ホース６８を介して、二段過給機３０の吸気部に連通される。ブローバイガス還元装置１９内にて潤滑油成分が除去されたブローバイガスは、二段過給機３０を介して、吸気マニホールド３に還元される。

　フライホイールハウジング７にエンジン始動用スタータ２０が取り付けられ、エンジン始動用スタータ２０が排気マニホールド４下方に配置される。エンジン始動用スタータ２０は、シリンダブロック６とフライホイールハウジング７との連結部下方となる位置で、フライホイールハウジング７に取り付けられる。

　シリンダブロック６の後面左寄りの部位には、冷却水潤滑用の冷却水ポンプ２１が冷却ファン９の下方に配置されている。クランク軸５の回転にて、冷却ファン駆動用Ｖベルト１０を介して、冷却ファン９と共に冷却水ポンプ２１が駆動される。作業車両に搭載されるラジエータ（図示省略）内の冷却水が、冷却水ポンプ２１の駆動にて、冷却水ポンプ２１に供給される。そして、シリンダヘッド２及びシリンダブロック６に冷却水が供給され、ディーゼルエンジン１を冷却する。

　冷却水ポンプ２１は、排気マニホールド４下方に配置されており、ラジエータの冷却水出口と連通される冷却水入口管２２が、シリンダブロック６の左側面であって冷却水ポンプ２１と同一高さ位置に固設される。一方、ラジエータの冷却水入口と連通される冷却水出口管２３が、シリンダヘッド２の後面上方に固設されている。シリンダヘッド２は、吸気マニホールド３後方に突設させた冷却水排水部３５を有しており、当該冷却水排水部３５上面に冷却水出口管２３が設置される。

　吸気マニホールド３の入口側は、後述するＥＧＲ装置２４（排気ガス再循環装置）のコレクタ（ＥＧＲ本体ケース）２５を介してエアクリーナ（図示省略）に連結されている。エアクリーナに吸い込まれた新気（外部空気）は、当該エアクリーナにて除塵・浄化されたのち、コレクタ２５を介して吸気マニホールド３に送られ、そして、ディーゼルエンジン１の各気筒に供給される。実施形態では、ＥＧＲ装置２４のコレクタ２５が、シリンダヘッド２と一体成形されてシリンダヘッド２の右側面を構成している吸気マニホールド３の右側方に連結している。すなわち、シリンダヘッド２の右側面に設けられる吸気マニホールド３の入口開口部に、ＥＧＲ装置２４のコレクタ２５の出口開口部が連結されている。なお、本実施形態では、後述するように、ＥＧＲ装置２４のコレクタ２５は、インタークーラ（図示省略）及び二段過給機３０を介して、エアクリーナに連結している。

　ＥＧＲ装置２４は、ディーゼルエンジン１の再循環排気ガス（排気マニホールド４からのＥＧＲガス）と新気（エアクリーナからの外部空気）とを混合させて吸気マニホールド３に供給する中継管路としてのコレクタ２５と、エアクリーナにコレクタ２５を連通させる吸気スロットル部材２６と、排気マニホールド４にＥＧＲクーラ２７を介して接続する還流管路の一部となる再循環排気ガス管２８と、再循環排気ガス管２８にコレクタ２５を連通させるＥＧＲバルブ部材２９とを有している。

　ＥＧＲ装置２４は、シリンダヘッド２における吸気マニホールド３の右側方に配置されている。すなわち、ＥＧＲ装置２４は、シリンダヘッド２の右側面に固定され、シリンダヘッド２内の吸気マニホールド３と連通されている。ＥＧＲ装置２４は、コレクタ２５がシリンダヘッド２右側面の吸気マニホールド３に連結するとともに、再循環排気ガス管２８のＥＧＲガス入口がシリンダヘッド２右側面の吸気マニホールド３前方部分と連結して固定される。また、コレクタ２５の前後それぞれにＥＧＲバルブ部材２９及び吸気スロットル部材２６が連結され、ＥＧＲバルブ部材２９の後端に再循環排気ガス管２８のＥＧＲガス出口が連結される。

　ＥＧＲクーラ２７は、シリンダヘッド２の前側面に固定されており、シリンダヘッド２内を流れる冷却水とＥＧＲガスがＥＧＲクーラ２７に流出入し、ＥＧＲクーラ２７においてＥＧＲガスが冷却される。シリンダヘッド２の前側面は、その左右位置にＥＧＲクーラ２７を連結するＥＧＲクーラ連結台座３３，３４を突設し、連結台座３３，３４にＥＧＲクーラ２７が連結されている。すなわち、ＥＧＲクーラ２７は、ＥＧＲクーラ２７後端面とシリンダヘッド２の前側面とが離間するようにして、フライホイールハウジング７上方位置であってシリンダヘッド２前方位置に配置されている。

　排気マニホールド４の側方（実施形態では左側方）に、二段過給機３０が配置されている。二段過給機３０は、高圧過給機５１と低圧過給機５２とを備える。高圧過給機５１が、タービンホイール（図示省略）を内蔵した高圧タービン５３とブロアホイール（図示省略）を内蔵した高圧コンプレッサ５４とを有するとともに、低圧過給機５２が、タービンホイール（図示省略）を内蔵した低圧タービン５５とブロアホイール（図示省略）を内蔵した低圧コンプレッサ５６とを有する。

　排気マニホールド４に高圧タービン５３の排気ガス入口５７を連結させ、高圧タービン５３の排気ガス出口５８に高圧排気ガス管５９を介して低圧タービン５５の排気ガス入口６０を連結させ、低圧タービン５５の排気ガス出口６１に排気ガス排出管（図示省略）の排気ガス取入れ側端部を連結させている。一方、低圧コンプレッサ５６の新気取入れ口（新気入口）６３に給気管６２を介してエアクリーナ（図示省略）の新気供給側（新気出口側）を接続し、低圧コンプレッサ５６の新気供給口（新気出口）６４に低圧新気通路管６５を介して高圧コンプレッサ５４の新気取入れ口６６を連結させ、高圧コンプレッサ５４の新気供給口６７に高圧新気通路管（図示省略）を介してインタークーラ（図示省略）の新気取り込み側を接続させる。

　高圧過給機５１が排気マニホールド４の排気ガス出口５８に連結して、排気マニホールド４の左側方に固定される一方、低圧過給機５２が高圧排気ガス管５９及び低圧新気通路管６５を介して高圧過給機５１と連結して、排気マニホールド４の上方に固定される。すなわち、小径となる高圧過給機５１と排気マニホールド４とが、大径となる低圧過給機５２下方で左右に並設されることで、二段過給機３０が排気マニホールド４の左側面及び上面を囲うように配置される。すなわち、排気マニホールド４と二段過給機３０とが、背面視（正面視）で矩形状に配置されるようにして、シリンダヘッド２左側面にコンパクトに固定されている。

　次いで、シリンダヘッド２の構成について、図９～図１６を参照して、以下に説明する。図９～図１６に示す如く、シリンダヘッド２は、複数の吸気ポート（図示省略）に新気を導入させる複数の吸気流路３６と複数の排気ポートから排気ガスを導出させる複数の排気流路３７とが形成されている。そして、複数の吸気流路３６を集合する吸気マニホールド３が、シリンダヘッド２の右側部に一体に形成されている。シリンダヘッド２と吸気マニホールド３とを一体に構成することで、吸気マニホールド３から吸気流路３６に対する気体シール性を向上させるとともに、シリンダヘッド２の剛性を高めることができる。

　シリンダヘッド２は、吸気マニホールド３が構成される右側面と逆側となる左側面に排気マニホールド４が連結され、左右側面と隣接する前側面（フライホイールハウジング７側側面）にＥＧＲクーラ２７が連結される。そして、ＥＧＲクーラ２７と連結する連結台座（ＥＧＲクーラ連結台座）３３，３４がシリンダヘッド２の前側面より突出して形成され、連結台座３３，３４内にＥＧＲガス流路（ＥＧＲガス中継流路）３１，３２と冷却水流路（冷却水中継流路）３８，３９とが形成されている。

　ＥＧＲクーラ２７の連結する連結台座３３，３４にＥＧＲガス中継流路３１，３２及び冷却水流路３８，３９を構成することで、ＥＧＲクーラ２７とシリンダヘッド２との間に冷却水用配管及びＥＧＲガス用配管を設ける必要がない。そのため、ＥＧＲガスや冷却水による配管の伸縮などに影響されることなく、ＥＧＲクーラ２７との連結部分におけるシール性を確保できるだけでなく、熱や振動などによる外部からの変動要素に対する耐性（構造安定性）が向上する上に、コンパクトに構成できる。

　シリンダヘッド２は、左側面前方部分から前側面に連通する上流側ＥＧＲガス中継流路３１を備えており、排気マニホールド４前端側に設けられたＥＧＲガス出口４１が上流側ＥＧＲガス中継流路３１と連通している。また、シリンダヘッド２は、右側面前方部分（吸気マニホールド３前方）から前側面に連通する下流側ＥＧＲガス中継流路３２を備えており、再循環排気ガス管２８のＥＧＲガス入口が下流側ＥＧＲガス中継流路３２と連通している。シリンダヘッド２は、その前側面の左右両縁側（シリンダヘッド２の前左隅部分及び前右隅部分）を前方に突設されたＥＧＲクーラ連結台座３３，３４を備えている。そして、連結台座３３内に上流側ＥＧＲガス中継流路３１が設けられ、連結台座３４内に下流側ＥＧＲガス中継流路３２が設けられている。

　ＥＧＲ装置２４が、シリンダヘッド２の右側面で突設されている吸気マニホールド３と連結している。吸気マニホールド３は、シリンダヘッド２右側面後方（冷却ファン９側）寄りに設けられており、シリンダヘッド２右側面下側部分を右側方に突設して構成されており、その前後中心位置に吸気入口４０を有している。ＥＧＲ装置２４のコレクタ２５における吸気出口８３が、シリンダヘッド２右側面に突設された吸気マニホールド３の吸気入口４０と連結し、シリンダヘッド２の右側方にＥＧＲ装置２４が固定される。

　シリンダヘッド２の右側面前方（フライホイールハウジング７側）に、ＥＧＲクーラ２７と連結する連結台座３４が前方に向かって突設されており、連結台座３４右側面に下流側ＥＧＲガス中継流路３２のＥＧＲガス出口が開口している。そして、ＥＧＲ装置２４の再循環排気ガス管２８の一端が連結台座３４の右側面に連結することで、ＥＧＲ装置２４のコレクタ２５が、再循環排気ガス管２８及びＥＧＲバルブ部材２９を介して、シリンダヘッド２内の下流側ＥＧＲガス中継流路３２と連通する。

　シリンダヘッド２の右側面後方（冷却ファン９側）に、上面が開口して冷却水出口管（サーモスタットカバー）２３と連通される冷却水排水部（サーモスタットケース）３５が後方に向かって突設されており、その内部にサーモスタット（図示省略）が設置される。シリンダヘッド２の右側面後方でオフセットして冷却水排水部３５が構成されるため、冷却ファン９が固定されるファンプーリ９ａに巻回されるＶベルト１０を、冷却水排水部３５の下側の空間に通すことができ、ディーゼルエンジン１の前後方向長さを短くできる。冷却水排水部３５は、シリンダヘッド２右側面からも突出しており、シリンダヘッド２の右側面において、吸気マニホールド３と冷却水排水部３５とが前後に並んで設けられている。

　シリンダヘッド２の左側面前方（フライホイールハウジング７側）に、ＥＧＲクーラ２７と連結する連結台座３３が前方に向かって突設されており、連結台座３３左側面に上流側ＥＧＲガス中継流路３１のＥＧＲガス入口が開口している。すなわち、シリンダヘッド２の左側面では、上流側ＥＧＲガス中継流路３１のＥＧＲガス入口と複数の排気流路３７の排気出口とが、前後方向に並んで開口している。一方、排気マニホールド４は、シリンダヘッド２左側面との連結面となる右側面に、上流側ＥＧＲガス中継流路３１と連通するＥＧＲガス出口４１と、複数の排気流路３７と連通する排気入口４２とが、前後方向に並んで開口している。そのため、シリンダヘッド２の同一面にＥＧＲ入口及び排気出口を並べて設けるため、シリンダヘッド２と排気マニホールド４との連結部分は、１枚のガスケット４５を狭持させることにより、容易に気密性（ガスシール性）を確保できる。

　排気マニホールド４には、ＥＧＲガス出口４１及び排気入口４２と連通している排気集合部４３が、前後方向を長手方向とするように内設されており、排気マニホールド４の後方左側面に、排気集合部４３と連通する排気出口４４が開口されている。排気マニホールド４は、シリンダヘッド２の排気流路３７からの排気ガスが排気入口４２を通じて排気集合部４３に流れ込むと、排気ガスの一部がＥＧＲガスとなり、ＥＧＲガス出口４１からシリンダヘッド２の上流側ＥＧＲガス中継流路３１に流れ込み、排気ガスの残りが排気出口４４より二段過給機３０に流れ込む。

　シリンダヘッド２の前側面には、左右一対となるＥＧＲクーラ連結台座３３，３４が、排気マニホールド４側及び吸気マニホールド３側それぞれに設けられている。そして、ＥＧＲクーラ連結台座３３に、排気マニホールド４及びＥＧＲクーラ２７それぞれのＥＧＲガス流路を連通させる上流側ＥＧＲガス中継流路３１を設けている。一方、ＥＧＲクーラ連結台座３４に、ＥＧＲ装置２４及びＥＧＲクーラ２７それぞれのＥＧＲガス流路を連通させる下流側ＥＧＲガス中継流路３２を設けている。また、ＥＧＲクーラ連結台座３３に、ＥＧＲクーラ２７から冷却水が排出される下流側冷却水流路３８を設けている。一方、ＥＧＲクーラ連結台座３４に、ＥＧＲ装置２４及びＥＧＲクーラ２７へ冷却水を供給する上流側冷却水流路３９を設けている。

　ＥＧＲクーラ連結台座３３，３４を突設した構成とすることで、排気マニホールド４、ＥＧＲクーラ２７、及びＥＧＲ装置２４それぞれを連通させるＥＧＲガス用の配管が不要となり、ＥＧＲガス流路における連結箇所が少なくなる。従って、ＥＧＲガスによるＮＯｘ低減を図るディーゼルエンジン１において、ＥＧＲガス漏れを低減できるだけでなく、配管の伸縮による応力変化などによる変形を抑制できる。また、ＥＧＲクーラ連結台座３３，３４にＥＧＲガス中継流路３１，３２と冷却水流路３８，３９とを構成するため、シリンダヘッド２内に構成する各流路３１，３２，３８，３９の形状が単純化されることから、複雑な中子を用いることなく、シリンダヘッド２を容易に鋳造することができる。

　吸気マニホールド３側のＥＧＲクーラ連結台座３３と、排気マニホールド４側のＥＧＲクーラ連結台座３４とが離間されているため、連結台座３３，３４それぞれにおける熱変形による相互の影響を抑制できる。従って、ＥＧＲクーラ連結台座３３，３４とＥＧＲクーラ２７との連結部分におけるガス漏れや破損を防止できるだけでなく、シリンダヘッド２の剛性バランスを保持できる。また、シリンダヘッド２前側面における容積を低減できることから、シリンダヘッド２の軽量化を図れる．更に、ＥＧＲクーラ２７をシリンダヘッド２前側面より離間させて配置でき、ＥＧＲクーラ２７の前後に空間を有する構成とできるため、ＥＧＲクーラ２７の周辺に冷却空気を流すことができるため、ＥＧＲクーラ２７における冷却効率を高めることができる。

　ＥＧＲクーラ連結台座３３には、下流側冷却水流路３８と上流側ＥＧＲガス中継流路３１とが上下に配置されており、ＥＧＲクーラ連結台座３４には、下流側ＥＧＲガス中継流路３２と上流側冷却水流路３９とが上下に配置されている。そして、下流側冷却水流路３８の冷却水入口と下流側ＥＧＲガス中継流路３２のＥＧＲガス入口とが同一高さに配置される一方、上流側冷却水流路３９の冷却水出口と下流側ＥＧＲガス中継流路３２のＥＧＲガス出口とが同一高さに配置される。

　分離して突設させたＥＧＲクーラ連結台座３３，３４にＥＧＲガス中継流路３１，３２及び冷却水流路３８，３９を内設した構成とすることで、ＥＧＲクーラ連結台座３３，３４双方における熱変形の影響が緩和される。また、ＥＧＲクーラ連結台座３３，３４内において、ＥＧＲガス中継流路３１，３２を流れるＥＧＲガスが冷却水流路３８，３９を流れる冷却水による冷却され、ＥＧＲクーラ連結台座３３，３４における熱変形自体も抑制される。更に、ＥＧＲクーラ連結台座３３，３４それぞれにおいて、ＥＧＲガス中継流路３１，３２と冷却水流路３８，３９とが、それぞれの上下高さ位置を置換して配置されている。そのため、ＥＧＲクーラ連結台座３３，３４における熱分布が上下逆方向となり、シリンダヘッド２における高さ方向の熱変形の影響を低減できる。

　シリンダヘッド２は、その上面周縁から上方向に向かって立設させた外周壁により、ヘッドカバー１８下面周縁と連結する間座４６を備えている。間座４６は、右側面に複数の開口部４７を備えており、当該開口部４７には、シリンダヘッド２に設けられたインジェクタ（図示省略）とコモンレール１６とを連結する燃料管４８が通されている。シリンダヘッド２上方に間座４６を一体に設けた構成とすることで、シリンダヘッド２の剛性を高めることとなり、シリンダヘッド２の自体の歪みを低減できるだけでなく、シリンダヘッド２に連結させる各部品を高剛性に支持できる。

　次いで、ＥＧＲ装置２４の構成について、図９～図１５、及び図１７～図２１を参照して、以下に説明する。図９～図１５、及び図１７～図２１に示す如く、ＥＧＲ装置２４は、新気とＥＧＲガスを混合して吸気マニホールド３に供給するコレクタ（本体ケース）２５を備えており、吸気マニホールド３と新気導入用の吸気スロットル部材２６とがコレクタ２５を介して連通接続されている。コレクタ２５には、再循環排気ガス管２８の出口側につながるＥＧＲバルブ部材２９が連通接続されている。

　コレクタ２５内において、新気流れ方向とＥＧＲガス流れ方向とが直交又は鈍角を形成して交わり、ＥＧＲガスと新気との混合ガスを吸気マニホールド３に吸気させる方向が新気流れ方向及びＥＧＲガス流れ方向それぞれと交差する方向となる。また、新気が供給される新気入口８１と、ＥＧＲガスが供給されるＥＧＲガス入口８２とが、コレクタ２５の前後両側面に振り分けて開口され、吸気マニホールド３と連結する吸気出口８３が、コレクタ２５の左側面に開口されている。ＥＧＲガス入口８２と吸気出口８３とが同一高さ位置に配置されるとともに、新気入口８１とＥＧＲガス入口８２が異なる高さ位置に配置されている。

　コレクタ２５内において、吸気スロットル部材２６から新気入口８１に導入された新気が、前後方向から上下方向にＬ字状に屈曲して流れる一方、ＥＧＲバルブ部材２９からＥＧＲガス入口８２に導入されたＥＧＲガスが、斜め上方に向かって流れる。そのため、新気の流れる方向に向かうようにしてＥＧＲガスが流れ込むこととなり、新気に対してＥＧＲガスが混合しやすくなる。また、新気とＥＧＲガスとの混合ガスが上下方向から左右方向にＬ字状に屈曲して流れ、吸気出口８３から吸気マニホールド３に流入する。混合ガスの導出方向が、新気の導入方向及びＥＧＲガスの導入方向だけでなく、コレクタ２５内での新気及びＥＧＲガスの流れる方向とも交差するため、ＥＧＲガスの新気への混合分布を均一化できる。

　上述のように、コレクタ２５内では、新気流れ方向に対するＥＧＲガス流れ方向が９０°以上となって、新気流れとＥＧＲガス流れが交差することで、新気に対するＥＧＲガスの混合分布を一様なものとして、吸気マニホールド３内でのＥＧＲガスの偏流を抑制できる。結果、シリンダヘッド２における複数の吸気流路３６それぞれに供給される吸気のＥＧＲガス濃度を均一化して、ディーゼルエンジン１における各気筒の燃焼作用のバラツキを抑制できる。その結果、黒煙の発生が抑制され、ディーゼルエンジン１の燃焼状態を良好に保ちながら、ＮＯｘ量を低減できる。すなわち、特定の気筒で失火を招来することなく、ＥＧＲガスの還流による排気ガスの清浄化（クリーン化）を達成できるのである。

　コレクタ２５は、新気入口８１を有する上側ケース（第１ケース）８４と、ＥＧＲガス入口８２と吸気出口８３とを有する下側ケース（第２ケース）８５とが連結されて構成される。コレクタ２５を、上側ケース８４と下側ケース８５とで上下分割可能な構成とすることで、ＥＧＲガス流れと新気流れとが９０°以上で交差する混合流路をコレクタ２５内に容易に構成できる。そのため、コレクタ２５を剛性の高い鋳物で構成することができるだけでなく、アルミニウム系の鋳造物とすることで軽量化を図れる。

　ＥＧＲガスが流れるＥＧＲガス流路８６の一部である下流側ＥＧＲガス流路（第１ＥＧＲガス流路）８６ａと、新気とＥＧＲガスを混合する混合室８７とが、上側ケース８４に設けられている。下流側ＥＧＲガス流路８６ａとＥＧＲガス入口８２とを連通させる上流側ＥＧＲガス流路（第２ＥＧＲガス流路）８６ｂと、新気とＥＧＲガスが混合された混合ガスを混合室８７から吸気マニホールド３に供給する混合ガス流路８８とが、下側ケース８５に設けられている。

　下側ケース８５にＥＧＲガス入口８２が設けられる一方、上側ケース８４に新気入口８１と混合室８７とが設けられるため、混合室８７において、新気入口８１から流れ込む新気と下側ケース８５から流れ込むＥＧＲガスとが、互いに交差するようにして流れることなり、新気とＥＧＲガスが効率よく混合する。更に、下側ケース８５に吸気出口８３が設けられることにより、上側ケース８４に流入した新気が下側ケース８５に向かって流れようとすることで、上側ケース８４に向かって流れるＥＧＲガスの新気への混合が均一化される。また、ＥＧＲガス流路８６、混合室８７、及び混合ガス流路８８それぞれをコレクタ２５内にコンパクトに構成でき、コレクタ２５の小型化が図れる。

　平面視において、下流側ＥＧＲガス流路８６ａが混合室８７の中心軸に対して吸気出口８３の設けられた側面（左側面）と反対側の側面側（右側）にオフセットして連結し、下流側ＥＧＲガス流路８６ａと上流側ＥＧＲガス流路８６ｂとが連通されて、ＥＧＲガス流路８６が螺旋状に構成されている。すなわち、下流側ＥＧＲガス流路８６ａと上流側ＥＧＲガス流路８６ｂによるＥＧＲガス流路８６が、平面視で吸気出口８３と逆側（右側）に膨らむように湾曲させた形状となっている。そして、上流側ＥＧＲガス流路８６ｂの底が、ＥＧＲガス入口８２から上側ケース８４に向かう傾斜面（後方上側への傾斜面）で構成される。

　混合室８７においてＥＧＲガス流路８６との連通箇所が、吸気出口８３と逆側となるため、混合室８７内に流入するＥＧＲガスは新気の流れに誘導されて吸気出口８３まで到達することとなり、新気に対してＥＧＲガスを均一に混合させることができる。また、ＥＧＲガス流路８６から混合室８７に流れ込むＥＧＲガスは、混合室８７から混合ガス流路８８に向かう流れに逆らう方向に流れるため、混合室８７内において、新気とＥＧＲガスとが互いに衝突するようにして流れることとなり、ＥＧＲガスが新気にスムーズに混合する。

　更に、螺旋状のＥＧＲガス流路８６に沿ってＥＧＲガスが流れているため、ＥＧＲガスは、時計回りの渦を形成する旋回流となって、混合室８７内に流入することとなる。このように乱れたＥＧＲガスが、新気ガスの流れに逆らう方向に流れ込むから、ＥＧＲガスは、混合室８７内への流入と同時に、内部を流れる新気にスムーズに混合される。従って、コレクタ２５内において、新気とＥＧＲガスとを吸気マニホールド３に送り込む前に撹拌しながら効率よく混合でき（混合ガス中においてＥＧＲガスをスムーズに分散でき）、コレクタ２５内でのガス混合状態のバラツキ（ムラ）をより確実に抑制できる。その結果、ディーゼルエンジン１の各気筒にムラの少ない混合ガスを分配して、各気筒間のＥＧＲガス量のバラツキを抑制できるため、黒煙の発生を抑制して、ディーゼルエンジン１の燃焼状態を良好に保ちながら、ＮＯｘ量を低減できる。また、ＥＧＲガス流路８６を螺旋状とすることで、混合室８７内に流入させるＥＧＲガスに十分な旋回性を与えるため、コレクタ２５の前後方向長さを短く形成できる。

　上側ケース８４の下面フランジ８４ａと下側ケース８５の上面フランジ８５ａとをボルト締結して、３方向（前後方向及び左方向）の開口部（新気入口８１、ＥＧＲガス入口８２、及び吸気出口８３）を有するコレクタ２５が構成される。上側ケース８４は、新気入口８１を開口した後面フランジ８４ｂに、吸気スロットル部材２６の新気出口がボルト締結されている。吸気スロットル部材２６は、その内部にある吸気バルブ（バタフライ弁）２６ａの開度を調節することにより、コレクタ２５への新気の供給量を調節する。

　下側ケース８５は、ＥＧＲガス入口８２を開口した前面フランジ８５ｂに、矩形管状の中継フランジ８９を介して、ＥＧＲバルブ部材２９のＥＧＲガス出口がボルト締結されている。ＥＧＲバルブ部材２９は、その内部にあるＥＧＲバルブ（図示省略）の開度を調節することにより、コレクタ２５へのＥＧＲガスの供給量を調節する。ＥＧＲガス入口８２に挿入されるリードバルブ９０が、下側ケース８５の前面フランジ８５ｂ内側で固定されている。そして、前面フランジ８５ｂにボルト締結される中継フランジ（間座）８９が、リードバルブ９０前方を覆うことで、コレクタ２５は、ＥＧＲガス流路８６のＥＧＲガス入口８２側にリードバルブ９０を内設する。

　中継フランジ８９は、コレクタ２５と連結する後面にＥＧＲガス入口８２と連通するＥＧＲガス出口８９ａが開口されている。中継フランジ８９の前面は、ＥＧＲバルブ部材２９と連結するバルブ連結座８９ｂ、８９ｃが突設しており、バルブ連結座８９ｂ，８９ｃの開口部がＥＧＲバルブ部材２９のＥＧＲガス出口と連通している。中継フランジ８９では、上下のバルブ連結座８９ｂ，８９ｃにおけるＥＧＲガス入口にＥＧＲガスを合流させて、ＥＧＲガス入口８２からリードバルブ９０を介してコレクタ２５内のＥＧＲガス流路８６へ流入させる。

　ＥＧＲバルブ部材２９は、バルブ本体２９ｅに設けたＥＧＲガス流路２９ｆにＥＧＲバルブ（図示省略）を内設し、当該ＥＧＲバルブの開度を調節するアクチュエータ２９ｄをバルブ本体２９ｅ上方に設け、上下方向を長手方向として、中継フランジ８９を介してコレクタ２５前方に連結される。ＥＧＲバルブ部材２９は、下側バルブ本体２９ｅの後面において、中継フランジ８９のバルブ連結座８９ｂ，８９ｃそれぞれと連結する出口側フランジ２９ａ，２９ｂを上下に設けている。一方、ＥＧＲバルブ部材２９の前面には、再循環排気ガス管２８のＥＧＲガス出口と連通するＥＧＲガス入口を備えた入口側フランジ２９ｃを備える。

　ＥＧＲバルブ部材２９は、ＥＧＲクーラ２７で冷却されたＥＧＲガスが、ＥＧＲクーラ連結台座３４の下流側ＥＧＲガス中継流路３２及び再循環排気ガス管２８を介して、入口側フランジ２９ｃのＥＧＲガス入口に流入すると、バルブ本体２９ｅのＥＧＲガス流路２９ｆを通じてＥＧＲガスが上下に振り分けられる。そして、ＥＧＲガス流路２９ｆにより上下に流れたＥＧＲガスは、ＥＧＲバルブにより流量調整されて、上下の出口側フランジ２９ａ，２９ｂにおけるＥＧＲガス出口より、中継フランジ８９内に流れ込む。

　再循環排気ガス管２８は、平面視でＬ字状に屈曲したガス管部２８ａと、ガス管部２８ａの外壁内周側から突設させた平板状のリブ２８ｂとを有している。また、再循環排気ガス管２８は、ＥＧＲバルブ部材２９の入口側フランジ２９ｃと連結する出口側フランジ２８ｃをガス管部２８ａ一端（後端）に設ける一方、ＥＧＲクーラ連結台座３４の右側面と連結する入口側フランジ２８ｄをガス管部２８ａ他端（左端）に設けている。更に、再循環排気ガス管２８は、ガス管部２８ａの屈曲部分の上面に、ＥＧＲガス温度センサを取り付けるセンサ取り付け座２８ｅが設けられている。

　ＥＧＲ装置２４は、コレクタ２５の長さを短く構成できるため、ＥＧＲバルブ部材２９と吸気スロットル部材２６との距離を短くでき、結果、ＥＧＲ装置２４の前後長さを短く構成できる。また、ＥＧＲバルブ部材２９は、アクチュエータ２９ｄを上方に設けた構成とするため、ＥＧＲバルブ部材２９、コレクタ２５、及び吸気スロットル部材２６それぞれの最上部を同一高さとできるため、ＥＧＲ装置２４の上下高さを低く構成できるだけでなく、ＥＧＲ装置２４の左右幅を狭く構成できる。従って、ＥＧＲ装置２４がコンパクトに構成されるため、吸気マニホールド３と一体形成されたシリンダヘッド２右側方向において、再循環排気ガス管２８で調整するだけで容易に連結できるだけでなく、ディーゼルエンジン１の小型化に貢献する。

　再循環排気ガス管２８は、ガス管部２８ａの両端を繋ぐようにして平板状のリブ２８ｂが連結された構成となるため、再循環排気ガス管２８が高剛性に構成されるとともに、シリンダヘッド２に対してＥＧＲ装置２４の前端側の支持強度をも高める。また、再循環排気ガス管２８は、ガス管部２８ａ内のＥＧＲガス流路２８ｆに沿って平板状のリブ２８ｂを設けた構成となるため、リブ２８ｂによりガス管部２８ａにおける放熱面積が広くなるため、ＥＧＲガス流路２８ｆを流れるＥＧＲガスの冷却効果を高めることとなる。その結果、ＥＧＲ装置２４で精製される混合ガスの冷却に寄与して、混合ガスによるＮＯｘ量低減効果を適正な状態に維持し易くなるという効果を奏する。

　次いで、ＥＧＲクーラ２７の構成について、図９～図１６、及び図２２～図２４を参照して、以下に説明する。図９～図１６、及び図２２～図２４に示す如く、ＥＧＲクーラ２７は、冷却水流路とＥＧＲガス流路とが交互に積層された熱交換部９１と、熱交換部９１の一側面における左右両端部分に設けられた左右一対のフランジ部９２，９３とを備える。そして、冷却水出口９４及び冷却水入口９５が左右のフランジ部９２，９３に振り分けて設けられる一方、ＥＧＲガス入口９６及びＥＧＲガス出口９７が左右のフランジ部９２，９３に振り分けて設けられている。また、シリンダヘッド２の前側面に左右のフランジ部９２，９３が連結され、ＥＧＲクーラ２７がシリンダヘッド２に固定される。

　左右一対のフランジ部９２，９３それぞれに、冷却水用の開口部分とＥＧＲガス用の開口部分を設けた構成とすることで、フランジ部９２，９３それぞれを共通の部材で構成できるだけでなく、フランジ部９２，９３にかかる材料コストを抑制できる。また、フランジ部９２，９３は、冷却水用及びＥＧＲガス用それぞれの貫通穴９４～９７をシリンダヘッド２との連結用の平板に穿設して構成されるため、ＥＧＲクーラ２７における製造が容易である。また、フランジ部９２，９３と熱交換部９１との連結部分を最低限に構成できるため、熱交換部９１に対するシリンダヘッド２からの熱の伝達量を低減でき、熱交換部９１におけるＥＧＲガスの冷却効果を高める。

　ＥＧＲクーラ２７は、フランジ部９２，９３を熱交換部９１後面より突設した構成とすることで、熱交換部９１とシリンダヘッド２の間に空間が構成される。従って、ＥＧＲクーラ２７は、熱交換部９１の前後面の広い範囲が外気に曝された状態となり、熱交換部９１からも放熱されるため、ＥＧＲクーラ２７におけるＥＧＲガスの冷却効果が高くなる。従って、熱交換部９１後面前面が取り付けられる場合に比べて、熱交換部９１における積層数を減らすことができ、ＥＧＲクーラ２７の前後長さを短くできるため、ディーゼルエンジン１の小型化をも図れる。

　左側フランジ部９２に、冷却水出口９４とＥＧＲガス入口９６が設けられる一方、右側フランジ部９３に、冷却水入口９５とＥＧＲガス出口９７が設けられる。そして、左側フランジ部９２において、冷却水出口９４とＥＧＲガス入口９６とが上下に設けられている一方、右側フランジ部９３において、ＥＧＲガス出口９７と冷却水入口９５とが上下に設けられている。また、冷却水出口９４とＥＧＲガス出口９７とが同一高さに配置される一方、冷却水入口９５とＥＧＲガス入口９６とが同一高さに配置される。

　このとき、シリンダヘッド２前側面より突出して形成されたＥＧＲクーラ連結台座３３，３４それぞれに、ＥＧＲクーラ２７の左右フランジ部９２，９３が連結される。そして、左側ＥＧＲクーラ連結台座３３における上流側ＥＧＲガス中継流路３１及び下流側冷却水中継流路３８それぞれが、左側フランジ部９２のＥＧＲガス入口９６及び冷却水出口９４と連通し、右側ＥＧＲクーラ連結台座３４における下流側ＥＧＲガス中継流路３２及び上流側冷却水中継流路３９それぞれが、右側フランジ部９３のＥＧＲガス出口９７及び冷却水入口９５と連通する。

　ＥＧＲクーラ２７のフランジ部９２，９３が連結される連結台座３３，３４にＥＧＲガス中継流路３１，３２及び冷却水流路３８，３９を構成し、フランジ部９２，９３にＥＧＲガス入口９６及び出口９７と冷却水出口９４及び入口９５と連通させている。そのため、ＥＧＲクーラ２７とシリンダヘッド２との間に冷却水用配管及びＥＧＲガス用配管を設ける必要がない。従って、ＥＧＲガスや冷却水による配管の伸縮などに影響されることなく、ＥＧＲクーラ２７とシリンダヘッド２との連結部分におけるシール性を確保できる上、ＥＧＲクーラ２７は、熱や振動などによる外部からの変動要素に対する耐性が向上し、シリンダヘッド２にコンパクトに設置できる。

　フランジ部９２に上下に冷却水出口９４とＥＧＲガス入口９６を設ける一方で、フランジ部９３に上下にＥＧＲガス出口９７と冷却水入口９５を設ける構成としたため、同一形状となるフランジ部９２及び９３が、互いに上下反転させて熱交換部９１に取り付けられることとなる。そのため、ＥＧＲクーラ２７を構成する部品の種類が低減でき、ＥＧＲクーラ２７の組み立て性が良くなるとともに、部品コストが低減される。

　また、フランジ部９２には、熱量の大きい冷却水又はＥＧＲガスが通過する冷却水出口９４とＥＧＲガス入口９６が設けられる一方、フランジ部９３には、熱量の小さい冷却水又はＥＧＲガスが通過する冷却水入口９５とＥＧＲガス出口９７が設けられる。そのため、フランジ部９２，９３それぞれにおける熱変形による歪みが抑制されるだけでなく、フランジ部９２，９３が別体として構成されて、互いの熱変形による影響が少ないため、ＥＧＲクーラ２７の破損や故障を防止できる。

　ＥＧＲクーラ２７は、背面視において、冷却水出口９４と冷却水入口９５とが対角に配置されるとともに、ＥＧＲガス入口９６とＥＧＲガス出口９７とが対角に配置される。熱量の異なるＥＧＲガス及び冷却水それぞれが、対角位置より供給又は排出されるため、ＥＧＲクーラ２７とシリンダヘッド２との連結部分における熱変形を互いに緩和して、連結部分の撓みや緩みを抑制できる。従って、ＥＧＲクーラ２７とシリンダヘッド２におけるＥＧＲガスや冷却水の漏れを防止できるだけでなく、連結強度の低下をも防止できる。

　板状のガスケット９８が、左右のフランジ部９２，９３を架設するようにして、シリンダヘッド２とフランジ部９２，９３との間に挟持されている。フランジ部９２，９３における冷却水出口９４及び冷却水入口９５それぞれと連通するシリンダヘッド２における冷却水入口及び冷却水出口それぞれにリング状のシール部材であるＯリング９９が埋設され、Ｏリング９９がフランジ部９２，９３で覆われている。

　別体とされるフランジ部９２，９３が、シリンダヘッド２の連結台座３３，３４にガスケット９８を介して連結されるため、シリンダヘッド２との連結部分における熱変形により、ガスケット９８に張力が働く。そのため、ＥＧＲガス入口９６及びＥＧＲガス出口９７それぞれの連結部分において、ガスケット９８によるシール性（密封性）が向上することとなり、シリンダヘッド２とＥＧＲクーラ２７との間を行き来するＥＧＲガスの漏れを防止できる。また、Ｏリング９９が、シリンダヘッド２の連結台座３３，３４における冷却水入口及び冷却水出口とフランジ部９２，９３の後端面とで構成される空間に埋設されているため、冷却水が流れた際に、連結台座３３，３４及びフランジ部９２，９３の連通部分をＯリング９９に当接することとなり、冷却水出入口における連結部分のシール性（密封性）を確保できる。従って、液体及び気体の流出入を行うＥＧＲクーラ２７をシリンダヘッド２に連結したとしても、液体及び気体それぞれにおけるシール性を確保でき、ＥＧＲガス及び冷却水それぞれの漏れを防止できる。

　フランジ部９２，９３の外周部であって外側位置に、ボルト締結用の貫通穴１００が穿設されている。すなわち、左側フランジ部９２は、上下及び左側に５つの貫通穴１００を有しており、右側フランジ部９３は、上下及び右側に５つの貫通穴１００を有している。従って、左側フランジ部９２は、冷却水出口９４の上側、ＥＧＲガス入口９６の下側、及び、冷却水出口９４及びＥＧＲガス入口９６間の左側それぞれに貫通穴１００が設けられることで、シリンダヘッド２の連結台座３３とボルト締結した場合に、冷却水出口９４及びＥＧＲガス入口９６におけるシール性が確保される。同様に、右側フランジ部９３は、冷却水入口９５の下側、ＥＧＲガス出口９７の上側、及び、冷却水入口９５及びＥＧＲガス出口９７間の右側それぞれに貫通穴１００が設けられることで、シリンダヘッド２の連結台座３４とボルト締結した場合に、冷却水入口９５及びＥＧＲガス出口９７におけるシール性が確保される。

　ガスケット９８は、貫通穴１０１～１０３を設けた２枚の板９８ａ，９８ｂを貼り合わせて構成されており、貫通穴（ＥＧＲガス用貫通穴）１０１をＥＧＲガスが通過し、貫通穴（冷却水用貫通穴）１０２を冷却水が通過し、貫通穴（ボルト用貫通穴）１０３に締結用ボルトが挿入される。ガスケット９８は、ＥＧＲガス用貫通穴１０１における内周縁が前後方向に反り返るように分岐させた形状を有しており、冷却水用貫通穴１０２の開口面積を冷却水出入口９４，９５の開口面積よりも広くなるように構成している。

　ガスケット９８は、前側板９８ａのＥＧＲガス用貫通穴１０１における内周縁を前側に反り返らせる一方で、後側板９８ｂのＥＧＲガス用貫通穴１０１における内周縁を後側に反り返らせおり、前側板９８ａと後側板９８ｂを溶接により貼り合わせることで、ＥＧＲガス用貫通穴１０１における内周縁がＹ字状の断面となる。ＥＧＲガス用貫通穴１０１における内周縁が前後に反り返った形状とすることで、ＥＧＲガス用貫通穴１０１の内周縁における前後面を連結台座３３，３４及びフランジ部９２，９３それぞれの端面に密着させることとなり、十分な気密性を確保できる。

　ガスケット９８は、冷却水用貫通穴１０２の開口を冷却水出入口９４，９５よりも広くなるように構成することで、Ｏリング９９が冷却水用貫通穴１０２に挿入される。すなわち、フランジ部９２，９３の冷却水出入口と連結台座３３，３４内の冷却水中継流路３８，３９との連通部分が、ガスケット９８の冷却水用貫通穴１０２に嵌合されたＯリング９９により密封される。

　また、シリンダヘッド２の連結台座３３，３４は、冷却水出入口それぞれを段差付きで開口することで、連結台座３３，３４内の冷却水中継流路３８，３９の流路径よりも大きく開口させて、連結台座３３，３４の冷却水出入口に対して、冷却水中継流路３８，３９の外周側にＯリング９９が嵌合される。すなわち、Ｏリング９９は、ガスケット９８に挿入されるとともに、連結台座３３，３４における冷却水出入口の段差部分に嵌合されて、連結台座３３，３４及びフランジ部９２，９３により狭持される。従って、弾性材で構成されるＯリング９９の内側を冷却水が通過することにより、Ｏリング９９が外側に広がるように変形し、連結台座３３，３４及びフランジ部９２，９３と密着することにより、冷却水のシール性を確保する。

　リング状のＯリング９９は、内周部分が前後に膨らんだ形状を備えており、Ｏリングの内周部分を通過する冷却水により押圧されることで、内周部分の前後縁が前後に突出するように変形する。これにより、Ｏリング９９の内周部分が連結台座３３，３４及びフランジ部９２，９３と密着するため、シリンダヘッド２とＥＧＲクーラ２７との連結部分における冷却水のシール性を向上できる。

　また、リング状のＯリング９９は、内周部分が前後に膨らんだ形状とした上で、その内周面に凹部を備えた形状を有している。すなわち、Ｏリング９９の内周面を前後にそり返されたＹ字状の断面で構成することで、Ｏリングの内周部分を通過する冷却水により押圧されて、内周部分の前後縁を前後に更に突出させることとなり、Ｏリング９９の内周部分と連結台座３３，３４及びフランジ部９２，９３との密着性を高める、従って、シリンダヘッド２とＥＧＲクーラ２７との連結部分における冷却水のシール性を向上できる。

　なお、本願発明における各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本願発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。

１　エンジン
２　シリンダヘッド
３　吸気マニホールド
４　排気マニホールド
５　クランク軸
６　シリンダブロック
７　フライホイールハウジング
８　フライホイール
９　冷却ファン
２４　ＥＧＲ装置
２５　コレクタ（ＥＧＲ本体ケース）
２６　吸気スロットル部材
２７　ＥＧＲクーラ
２８　再循環排気ガス管
２９　ＥＧＲバルブ部材
３１　上流側ＥＧＲガス中継流路
３２　下流側ＥＧＲガス中継流路
３３　ＥＧＲクーラ連結台座
３４　ＥＧＲクーラ連結台座
３５　冷却水排水部
３６　吸気流路
３７　排気流路
３８　下流側冷却水中継流路
３９　上流側冷却水中継流路
４０　吸気入口
９１　熱交換部
９２　フランジ部
９３　フランジ部
９４　冷却水出口
９５　冷却水入口
９６　ＥＧＲガス入口
９７　ＥＧＲガス出口
９８　ガスケット
９８ａ　前側板
９８ｂ　後側板
９９　Ｏリング
１００　貫通穴（ボルト締結用）
１０１　ＥＧＲガス用貫通穴
１０２　冷却水用貫通穴
１０３　ボルト用貫通穴

Claims

　シリンダヘッドの左右両側に振り分けられて配置される排気マニホールド及び吸気マニホールドと、前記排気マニホールドから排出される排気ガスの一部をＥＧＲガスとして前記吸気マニホールドに還流させるＥＧＲ装置と、前記ＥＧＲガスを冷却して前記ＥＧＲ装置に供給するＥＧＲクーラとを備えるエンジン装置であって、
　前記ＥＧＲクーラは、冷却水流路とＥＧＲガス流路とが交互に積層された熱交換部と、熱交換部の一側面における左右両端部分に設けられた左右一対のフランジ部とを備え、前記冷却水の入口と出口が左右の前記フランジ部に振り分けて設けられる一方、前記ＥＧＲガスの入口と出口が左右の前記フランジ部に振り分けて設けられ、前記シリンダヘッドの前後側面の一方に左右の前記フランジ部が連結されていることを特徴とするエンジン装置。
　前記ＥＧＲクーラにおける前記熱交換部と前記シリンダヘッドの間に空間が構成されることを特徴とする請求項１に記載のエンジン装置。
　前記左右のフランジ部の一方に、前記冷却水の入口と前記ＥＧＲガスの出口が設けられる一方、前記左右のフランジ部の他方に、前記冷却水の出口と前記ＥＧＲガスの入口が設けられ、
　前記冷却水の入口及び前記ＥＧＲガスの出口と、前記冷却水の出口及び前記ＥＧＲガスの入口とが前記フランジ部で上下に設けられており、前記冷却水の入口と前記ＥＧＲガスの入口とが同一高さに配置される一方、前記冷却水の出口と前記ＥＧＲガスの出口とが同一高さに配置されることを特徴とする請求項１に記載のエンジン装置。
　前記シリンダヘッドは、前記排気マニホールドが配置される側面から前記ＥＧＲクーラが配置される側面に連通された上流側ＥＧＲ流路と、前記吸気マニホールドが配置される側面から前記ＥＧＲクーラが配置される側面に連通された下流側ＥＧＲ流路と、前記冷却水の入口と連通する上流側冷却水流路と、前記冷却水の出口と連通する下流側冷却水流路とを備えており、前記上流側ＥＧＲ流路近傍に前記下流側冷却水流路が設けられる一方で、前記下流側ＥＧＲ流路近傍に前記上流側冷却水流路が設けられることを特徴とする請求項３に記載のエンジン装置。
　板状のガスケットが、前記左右のフランジ部を架設するようにして、前記シリンダヘッドと前記フランジ部との間に挟持されており、前記フランジ部における前記冷却水の入口及び出口それぞれと連通する前記シリンダヘッドにおける前記冷却水の出口及び入口それぞれにリング状のシール部材が埋設され、前記シール部材が、前記フランジ部で覆われていることを特徴とする請求項１に記載のエンジン装置。
　前記ＥＧＲ装置が、前記新気と前記ＥＧＲガスを混合して前記吸気マニホールドに供給する本体ケースを備えており、前記本体ケース内において、新気流れ方向と前記ＥＧＲガス流れ方向とが直交又は鈍角を形成して交わり、ＥＧＲガスと新気との混合ガスを前記吸気マニホールドに吸気させる方向が前記新気流れ方向及び前記ＥＧＲガス流れ方向それぞれと交差する方向となることを特徴とする請求項１に記載のエンジン装置。
　新気が供給される新気入口と、前記ＥＧＲガスが供給されるＥＧＲガス入口とが前記本体ケースの前後両側面に振り分けて開口されるとともに、前記吸気マニホールドと連結する吸気出口が前記本体ケースの左右両側面の一方に開口され、前記吸気出口と前記ＥＧＲガス入口が同一高さ位置に配置されるとともに、前記新気入口と前記ＥＧＲガス入口が異なる高さ位置に配置されることを特徴とする請求項６に記載のエンジン装置。
　前記本体ケースが、前記新気入口を有する第１ケースと、前記吸気出口と前記ＥＧＲガス入口とを有する第２ケースとが連結されて構成されることを特徴とする請求項７に記載のエンジン装置。
　前記ＥＧＲガスが流れるＥＧＲガス流路の一部である第１ＥＧＲガス流路と、新気と前記ＥＧＲガスを混合する混合室とが、前記第１ケースに設けられており、
　前記第１ＥＧＲガス流路と前記ＥＧＲガス入口とを連通させる第２ＥＧＲガス流路と、新気と前記ＥＧＲガスが混合された混合ガスを前記混合室から前記吸気マニホールドに供給する混合ガス流路とが、前記第２ケースに設けられていることを特徴とする請求項８に記載のエンジン装置。
　前記第１ＥＧＲガス流路が、前記混合室の中心軸に対して前記吸気出口の設けられた側面と反対側の側面側にオフセットして連結しており、
　前記第１ＥＧＲガス流路と前記第２ＥＧＲガス流路とが連通されて、ＥＧＲガス流路が螺旋状に構成されていることを特徴とする請求項９に記載のエンジン装置。