CN101600875A - 内燃机的排气装置 - Google Patents

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Abstract

在内燃机中，在排气歧管一体型气缸盖(3)的排气出口开口(12)处连接有排气管(13)，且在排气管(13)的排气入口部配置有具有存在因水分附着导致破损的危险性的检测部(15a)的传感器(15)。以在位于中央的气缸(#2)的排气口(9a、9b)的朝向排气集合部(11)的开口部(Xa、Xb)的延长筒状面(Ya、Yb)内不包含传感器(15)的检测部(15a)的方式来形成位于中央的气缸(#2)的排气口(9a、9b)。

Description

内燃机的排气装置
技术领域
本发明涉及内燃机的排气装置。
背景技术
在具备一直线状地排列的多个气缸的内燃机、例如串联四气缸内燃机中，公知有如下内燃机，即：将隔一个点火正时的第一气缸和第四气缸与第一排气歧管连接，而且将隔一个点火正时的第二气缸和第三气缸与第二排气歧管连接，将这些第一排气歧管的出口与第二排气歧管的出口连接到共同的排气管，将空燃比传感器配置在该共同的排气管内(参照JP特开2001-3798号公报)。这样在气缸盖的外部将各气缸的排气口利用排气歧管集合到一个排气管上的情况下，一直以来都采用各种配管的方式。
然而，在具备一直线状地排列的多个气缸，且位于两端的一对气缸的排气口与位于这些一对气缸间的中央气缸的排气口相互集合在形成于气缸盖内的排气集合部上，并且在位于该排气集合部的外侧的气缸盖侧壁面上形成有排气集合部的排气出口开口的内燃机中，即在各气缸的排气口以及这些排气口的排气集合部形成在气缸盖内的、所谓的排气歧管一体型气缸盖中，各气缸的排气口的配置自由度极低，为了使来自各气缸的废气从在气缸盖侧壁面形成的排气出口开口迅速地被排出，而各气缸的排气口朝向排气出口开口延伸地形成。
然而，在这种内燃机中，在与排气出口开口连接的排气管的排气入口部上配置有传感器的情况下，从各气缸被排出的废气在排出后立即到达传感器，因此能够利用传感器响应性较佳地检测出废气的成分变化。但是此时，作为传感器，如果利用具有因水分的附着而破损的危险性的检测部的传感器则会发生问题。例如，在使用了检测废气中的氧气浓度的空燃比传感器作为传感器的情况下，由于传感器的检测部由氧化锆形成，所以当检测部上附着水分而急剧地被冷却时，会发生检测部会因热应力而破裂的问题。
即，在内燃机低温起动后马上从燃烧室排出的废气中包含的水分会附着在排气口内壁面上而冷凝，冷凝的水分汇集而形成大直径的水滴。这些水滴通过从各气缸排出的废气而沿着向各排气口的排气集合部的开口部的延长筒状面在排气集合部内飞散。但是，如上所述那样具备排气歧管一体型气缸盖的内燃机中，中央气缸的排气口被指向排气出口开口，其结果，传感器的检测部必然位于向这些排气口的排气集合部的开口部的延长筒状面内。
因此此时，在中央气缸的排气口内壁面上生成的大直径的水滴通过废气而飞散，并附着在传感器的检测部上，其结果会发生传感器的检测部破损的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种内燃机的排气装置，其在使用了排气歧管一体型气缸盖的情况下，以水滴不会飞散到传感器的检测部的方式形成中央气缸的排气口。
根据本发明，在具备一直线状地排列的多个气缸，且位于两端的一对气缸的排气口与位于这些一对气缸间的中央气缸的排气口相互集合在形成于气缸盖内的排气集合部，并且在位于该排气集合部的外侧的气缸盖侧壁面上形成有排气集合部的排气出口开口的内燃机的排气装置中，在与排气出口开口连接的排气流通路的排气入口部上配置有传感器，该传感器具有存在因水分的附着而破损的危险性的检测部，以传感器的检测部不包含在向中央气缸的排气口的排气集合部的开口部的延长筒状面内的方式形成中央气缸的排气口。
附图说明
图1是气缸盖的俯视剖视图；
图2是沿图1的II-II线所看到的气缸盖的剖视图；
图3是表示气缸盖的其他实施例的俯视剖视图；
图4是表示气缸盖的另外的其他实施例的俯视剖视图。
具体实施方式
参照图1以及图2，1表示气缸区域，2表示活塞，3表示排气歧管一体型气缸盖，4表示燃烧室。图1中，虚线分别表示第一气缸#1、第二气缸#2、第三气缸#3，因此可知图1以及图2所示的内燃机具有一直线状地排列的多个气缸。各气缸#1、#2、#3分别具备火花塞5、一对进气阀6、进气口7、一对排气阀8a、8b、一对排气口9a、9b。此外，在图1中由10表示那样，在气缸盖3上形成有8个气缸盖螺栓孔。另外，气缸盖3实际上具有极其复杂的结构，但是在图1以及图2中对气缸盖3进行简化表示。
如图1所示，位于两端的一对气缸、即第一气缸#1以及第三气缸#3的排气口9a、9b和位于这些一对气缸#1、#3之间的中央气缸、即第二气缸#2的排气口9a、9b，相互集合在形成于气缸盖3内的排气集合部11上，且位于该排气集合部11的外侧的气缸盖3的侧壁面上形成有排气集合部11的排气出口开口12。在图1所示的实施例中，该排气出口开口12形成在稍靠近第三气缸#3处，而不是在气缸盖3的长度方向的中央部。
在图1以及图2所示的实施例中，该排气出口开口12与在排气管13内形成的排气流通路14连接，在该排气流通路14的排气入口部配置有具有存在因水分附着导致破损的危险性的检测部15a的传感器15。在本发明的实施例中，该传感器15由空燃比传感器构成。在图2所示的例子中，在与排气集合部11的上壁面大致处于一个平面的排气流通路14的上壁面上配置有传感器15。
然而，如前述那样，发动机低温起动后马上从燃烧室2排出的废气中包含的水分附着并冷凝在排气口9a、9b的内壁面上，冷凝的水分汇集而形成大直径的水滴。这些水滴通过从各气缸#1、#2、#3分别排出的废气而被运送到排气出口开口12。另一方面，在排气歧管一体型气缸盖3中形成有歧管的部分以尽量不向外侧伸出的方式形成，因此从位于两端的气缸#1、#3排出的废气在排气集合部11处改变流动方向后从排气出口开口12被排出到排气管13内。此时，由于从这些气缸#1、#3的排气口9a、9b的内壁面上飞散的水滴不会与传感器15的检测部15a碰撞，因此没有必要在该水滴上花费特别的精力。
相对于此，成为问题的是从中央气缸#2的排气口9a、9b的内壁面上飞散的水滴。即，当将中央气缸#2的排气口9a的朝向排气集合部11的开口部设为Xa时，在排气口9a的内壁面上生成的水滴会沿着开口部Xa上的排气口9a的延长方向、即排气口9a的朝向排气集合部11的开口部Xa的延长筒状面Ya飞散。同样地，当将中央气缸#2的排气口9b的朝向排气集合部11的开口部设为Xb时，在排气口9b的内壁面上生成的水滴会沿着开口部Xb上的排气口9b的延长方向、即排气口9b的朝向排气集合部11的开口部Xb的延长筒状面Yb飞散。
这样从中央气缸#2的排气口9a、9b的内壁面上飞散水滴时，因排气口9a、9b的形成方式的不同，而存在飞散的水滴从排气出口开口12流入到排气管13内而与传感器15的检测部15a碰撞的危险。因此，在本发明中为了使飞散的水滴不与传感器15的检测部15a碰撞，而以在中央气缸#2的排气口9a、9b的朝向排气集合部11的开口部Xa、Xb的延长筒状面Ya、Yb内不包含传感器15的检测部15a的方式来形成中央气缸#2的排气口9a、9b。
另外，为了进一步使飞散的水滴不与传感器15的检测部15a碰撞，而优选为使飞散的水滴不朝向排气出口开口12，换言之使延长筒状面Ya、Yb不指向排气出口开口12。因此，在根据本发明的实施例中，如图1所示那样，中央气缸#2的排气口9a、9b的朝向排气集合部11的开口部Xa、Xb的延长筒状面Ya、Yb不指向排气出口开口12的方式来形成中央气缸#2的排气口9a、9b。
此时，在图1所示的实施例中，中央气缸#2的排气口9a、9b的朝向排气集合部11的开口部Xa、Xb的延长筒状面Ya、Yb被指向与排气出口开口12相邻的排气集合部11的内壁面。此外，在本发明中，为了使从中央气缸#2检测到的废气也流过传感器15的检测部15a，即在从各气缸#1、#2、#3排出的废气依次流过的排气流通路14的排气入口部上配置传感器15的检测部15a。
图3表示其他的实施例。在该实施例中，中央气缸#2的排气口9a、9b以随着接近排气集合部11而朝向排气出口开口12的两侧相互远离的方式来形成。因此，在该实施例中，为了使飞散的水滴不与传感器15的检测部15a碰撞，也以在中央气缸#2的排气口9a、9b的朝向排气集合部11的开口部Xa、Xb的延长筒状面Ya、Yb内不包含传感器15的检测部15a的方式来形成中央气缸#2的排气口9a、9b。此外，在该实施例中，为了使飞散的水滴进而不与传感器15的检测部15a碰撞，而以中央气缸#2的排气口9a、9b的朝向排气集合部11的开口部Xa、Xb的延长筒状面Ya、Yb不指向排气出口开口12的方式来形成中央气缸#2的排气口9a、9b。
图4表示将本发明适用于具有4个气缸#1、#2、#3、#4的串联四气缸内燃机的情况。如图4所示，在该情况下，为了使飞散的水滴不与传感器15的检测部15a碰撞，也以在一对中央气缸#2、#3的排气口9a、9b的朝向排气集合部11的开口部Xa、Xb的延长筒状面Ya、Yb内不包含传感器15的检测部15a的方式来形成各中央气缸#2、#3的排气口9a、9b。此外，在该实施例中，为了使飞散的水滴进而不与传感器15的检测部15a碰撞，也以一对中央气缸#2、#3的排气口9a、9b的朝向排气集合部11的开口部Xa、Xb的延长筒状面Ya、Yb不指向排气出口开口12的方式来形成各中央气缸#2、#3的排气口9a、9b。

Claims (4)

1.一种内燃机的排气装置，该内燃机具备一直线状地排列的多个气缸，且位于两端的一对气缸的排气口和位于上述一对气缸间的中央气缸的排气口相互集合在形成于气缸盖内的排气集合部，并且在位于该排气集合部的外侧的气缸盖侧壁面上形成有该排气集合部的排气出口开口，该内燃机的排气装置的特征在于，在与该排气出口开口连接的排气流通路的排气入口部上配置有传感器，该传感器具有存在因水分的附着而破损的危险性的检测部，且以该传感器的检测部不包含在上述中央气缸的排气口的朝向上述排气集合部的开口部的延长筒状面内的方式来形成上述中央气缸的排气口。
2.根据权利要求1所述的内燃机的排气装置，其特征在于，以上述中央气缸的排气口的朝向上述排气集合部的开口部的延长筒状面不指向上述排气出口开口的方式来形成上述中央气缸的排气口。
3.根据权利要求2所述的内燃机的排气装置，其特征在于，上述中央气缸的排气口的朝向上述排气集合部的开口部的延长筒状面指向与上述排气出口开口相邻的上述排气集合部的内壁面。
4.根据权利要求1所述的内燃机的排气装置，其特征在于，在从上述各气缸排出的废气依次流通的上述排气流通路的排气入口部上配置有上述传感器的检测部。
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