JP2009191699A - 内燃機関の排気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】排気脈動の低減を抑制して過給機の過給応答性を向上させることが可能な内燃機関の排気装置を提供することを目的とする。
【解決手段】エンジン１の各気筒２は、過給機４０Ａ，４０Ｂに通じる第１排気ポート１０Ａと、過給機４０Ａ，４０Ｂ下流に通じる第２排気ポート１０Ｂとを有している。第１バンク６の隣り合う第１及び第３気筒＃１，＃３の第１排気ポート１０Ａ、及び第５及び第７気筒＃５，＃７の第１排気ポート１０Ａが、それぞれシリンダヘッド４内で最初に合流される。第２バンク８の隣り合う第２及び第４気筒＃２，＃４の第１排気ポート１０Ａ、及び第６及び第８気筒＃６，＃８の第１排気ポート１０Ａが、それぞれシリンダヘッド４内で最初に合流される。
【選択図】図１

Description

本発明は、不等間隔で爆発する内燃機関の排気装置に係り、特に過給機付き内燃機関の排気装置に関する。

気筒毎に、タービンに通じる第１排気通路を開閉する第１排気弁と、タービンを通らない第２排気通路を開閉する第２排気弁とを備えた装置（独立排気エンジン）が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

また、不等間隔で爆発が行われるエンジンにおいて、排気行程にオーバラップ期間が重なる気筒の排気通路面積に対して、排気行程にオーバラップ期間が重ならない気筒の排気通路面積を大きくすることが知られている（例えば、特許文献２参照。）。

特開平１０−８９１０６号公報 特開２００６−１６１５８１号公報

ところで、過給機は、排気脈動がある状態で効率が上がるように設計されている。よって、過給機に導かれる排気脈動が低減されると、過渡時の過給応答性が低下する可能性がある。
また、一気筒の排気作用が他気筒の排気作用によって阻害される、いわゆる排気干渉が発生する場合がある。この場合、残留ガス量が増加してしまい、良好な燃焼状態を得ることができず、性能が低下する可能性がある。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、排気脈動の低減を抑制して過給機の過給応答性を向上させることが可能な内燃機関の排気装置を提供することを目的とする。また、本発明は、排気干渉を抑制して筒内残留ガス量の増加を抑制することが可能な内燃機関の排気装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、上記の目的を達成するため、過給機に通じる第１排気通路に設けられた第１排気弁と、過給機下流に通じる第２排気通路に設けられた第２排気弁とを気筒毎に備え、不等間隔で爆発する内燃機関の排気装置であって、
隣り合う気筒の前記第１排気通路が最初に合流し、該第１排気通路の合流点から前記過給機までの間に他の第１排気通路と合流することを特徴とする。

また、第２の発明は、第１の発明において、
前記内燃機関はＶ型８気筒エンジンであり、
一気筒の前記第１排気通路と、該一気筒の爆発行程とクランク角度１８０°だけ離れた爆発行程を有する他気筒の前記第１排気通路とが、前記過給機上流で最初に合流しないことを特徴とする。

また、第３の発明は、第２の発明において、
前記Ｖ型８気筒エンジンは、第１気筒と第３気筒と第５気筒と第７気筒とを有する第１バンクと、第２気筒と第４気筒と第６気筒と第８気筒とを有する第２バンクとをシリンダヘッド内に備え、
前記第１気筒と前記第３気筒の前記第１排気通路、前記第５気筒と前記第７気筒の前記第１排気通路、前記第２気筒と前記第４気筒の前記第１排気通路、および前記第６気筒と前記第８気筒の前記第１排気通路が、それぞれ前記シリンダヘッド内で最初に合流することを特徴とする。

また、第４の発明は、過給機に通じる第１排気通路に設けられた第１排気弁と、過給機下流に通じる第２排気通路に設けられた第２排気弁とを気筒毎に備え、不等間隔で爆発する内燃機関の排気装置であって、
前記内燃機関は、第１気筒と第３気筒と第５気筒と第７気筒とを有する第１バンクと、第２気筒と第４気筒と第６気筒と第８気筒とを有する第２バンクとをシリンダヘッド内に備えるＶ型８気筒エンジンであり、
前記第３気筒と前記第５気筒の前記第１排気通路が最初に合流せずに前記過給機に導かれると共に、前記第４気筒と前記第６気筒の前記第１排気通路が最初に合流せずに前記過給機に導かれることを特徴とする。

また、第５の発明は、過給機に通じる第１排気通路に設けられた第１排気弁と、過給機下流に通じる第２排気通路に設けられた第２排気弁とを気筒毎に備え、不等間隔で爆発する内燃機関の排気装置であって、
前記内燃機関は、第１気筒と第３気筒と第５気筒と第７気筒とを有する第１バンクと、第２気筒と第４気筒と第６気筒と第８気筒とを有する第２バンクとをシリンダヘッド内に備えるＶ型８気筒エンジンであり、
前記第２気筒と前記第４気筒の前記第１排気通路が最初に合流して前記過給機に導かれると共に、前記第３気筒と前記第７気筒の前記第１排気通路が最初に合流して前記過給機に導かれることを特徴とする。

第１の発明では、隣り合う気筒の第１排気通路が最初に合流し、その合流点から過給機までの間に他の第１排気通路と合流する。これにより、過給機に導かれる排気脈動が低減されることを抑制することができる。従って、過給機の過渡応答性を向上させることができる。

第２の発明では、Ｖ型８気筒エンジンの一気筒の第１排気通路と、該一気筒と爆発行程がクランク角度１８０°だけ離れた他気筒の第１排気通路とが、過給機上流で最初に合流されない。これにより、一気筒の排気作用が他気筒の排気作用により阻害される排気干渉を抑制することができ、筒内残留ガス量の増加を抑制することができる。

第３の発明では、Ｖ型８気筒エンジンにおいて、第１気筒と第３気筒の第１排気通路、第５気筒と第７気筒の第１排気通路、第２気筒と第４気筒の第１排気通路、および第６気筒と第８気筒の第１排気通路が、それぞれシリンダヘッド内で最初に合流されている。これにより、第１気筒〜第８気筒の排気干渉を抑制することができる。さらに、排気通路の取り回しをコンパクトにすることができる。

第４の発明では、Ｖ型８気筒エンジンにおいて、第３気筒と第５気筒の第１排気通路が最初に合流せずに過給機に導かれると共に、第４気筒と第６気筒の第１排気通路が最初に合流せずに過給機に導かれる。ここで、第１バンクで隣り合う第３気筒と第５気筒とは、爆発行程がクランク角度１８０°だけ離れている。同様に、第２バンクで隣り合う第４気筒と第６気筒とは、爆発行程がクランク角度１８０°だけ離れている。よって、第４の発明では、同一バンクで隣り合い、かつ、爆発行程がクランク角度１８０°だけ離れた気筒の第１排気通路が、過給機上流で最初に合流されない。これにより、排気干渉を抑制することができ、筒内残留ガス量の増加を抑制することができる。

第５の発明では、Ｖ型８気筒エンジンにおいて、第２気筒と第４気筒の第１排気通路が最初に合流して過給機に導かれると共に、第３気筒と第７気筒の第１排気通路が最初に合流して過給機に導かれる。ここで、第４気筒と第２気筒は連続して爆発し、第７気筒と第３気筒は連続して爆発する。よって、第５の発明によれば、第４気筒の排気脈動と第２気筒の排気脈動が合成され、排気脈動の振幅が拡大される。同様に、第７気筒の排気脈動と第３気筒の排気脈動が合成され、排気脈動の振幅が拡大される。従って、過給機を効率的に駆動することができるため、過渡時の過給応答性を向上させることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

実施の形態１．
［システム構成の説明］
図１は、本発明の実施の形態１によるシステムの構成を説明するための図である。図１に示すシステムは、複数の気筒２を有するエンジン１を備えている。エンジン１は、例えば、Ｖ型８気筒エンジンである。エンジン１のシリンダヘッド４は、第１バンク６と第２バンク８とを有している。

第１バンク６と第２バンク８は、所定角度で傾斜して配置されている。第１バンク６には、第１気筒＃１、第３気筒＃３、第５気筒＃５および第７気筒＃７が直列に配置されている。第２バンク８には、第２気筒＃２、第４気筒＃４、第６気筒＃６および第８気筒＃８が直列に配置されている。

エンジン１における爆発順序は、第１気筒＃１→第８気筒＃８→第７気筒＃７→第３気筒＃３→第６気筒＃６→第５気筒＃５→第４気筒＃４→第２気筒＃２である。よって、各バンク６，８において、爆発間隔が不等間隔となっている。

各気筒２は、過給機（ターボチャージャ）４０Ａ，４０Ｂのタービン４１Ａ，４１Ｂに通じる第１排気ポート１０Ａに設けられた第１排気弁１１Ａと、タービン下流に通じる第２排気ポート１０Ｂに設けられた第２排気弁１１Ｂとを有している。

隣り合う気筒２の第１排気ポート１０Ａがシリンダヘッド４内で合流している。但し、一気筒の第１排気ポート１０Ａと、該一気筒の爆発行程とクランク角度１８０°だけ離れた爆発行程を有する他気筒の第１排気ポート１０Ａとは、シリンダヘッド４内で合流させないようにする。これは、後述するように、過給機４０Ａ，４０Ｂに導かれる排気脈動の減少を抑制するためである。

詳細には、図１に示すように、隣り合う第１気筒＃１と第３気筒＃３の第１排気ポート１０Ａがシリンダヘッド４内で合流している。この第１排気ポート１０Ａの合流点には、排気通路２１の一端が接続されている。排気通路２１の他端は、過給機４０Ａのタービン４１Ａに導かれている。このタービン４１Ａに接続されたコンプレッサ４２Ａは、図示しない吸気通路に設けられている。

また、隣り合う第５気筒＃５と第７気筒＃７の第１排気ポート１０Ａがシリンダヘッド４内で合流している。この第１排気ポート１０Ａの合流点には、排気通路２２の一端が接続されている。排気通路２２の他端は、タービン４１Ａに導かれている。タービン４１Ａ直前において、排気通路２１と排気通路２２とが合流している。タービン４１Ａ下流の排気通路４４Ａには、始動時触媒４６Ａが設けられている。この始動時触媒４６Ａは、例えば、公知の酸化触媒である。始動時触媒４６Ａ下流には、図示しないＮＯｘ触媒が設けられている。

一方、第１気筒＃１の第２排気ポート１０Ｂには、排気通路２３の一端が接続されている。第３気筒＃３と第５気筒＃５の第２排気ポート１０Ｂがシリンダヘッド４内で合流している。この第２排気ポート１０Ｂの合流点には、排気通路２４の一端が接続されている。また、第７気筒＃７の第２排気ポート１０Ｂには、排気通路２５の一端が接続されている。これらの排気通路２３，２４，２５の他端は合流され、排気通路２６となる。この排気通路２６は、タービン４１Ａ下流の排気通路４４Ａに接続されている。すなわち、排気通路２６は、タービン４１Ａと始動時触媒４６Ａとの間の排気通路４４Ａに接続されている。

また、第２気筒＃２と第４気筒＃４の第１排気ポート１０Ａがシリンダヘッド４内で合流している。この第１排気ポート１０Ａの合流点には、排気通路３１の一端が接続されている。排気通路３１の他端は、過給機４０Ｂのタービン４１Ｂに導かれている。また、第６気筒＃６と第８気筒＃８の第１排気ポート１０Ａがシリンダヘッド４内で合流している。この第１排気ポート１０Ａの合流点には、排気通路３２の一端が接続されている。排気通路３２の他端は、タービン４１Ｂに導かれている。タービン４１Ｂ直前において、排気通路３１と排気通路３２とが合流している。タービン４１Ｂ下流の排気通路４４Ｂには、始動時触媒４６Ｂとしての酸化触媒が設けられている。始動時触媒４６Ｂ下流には、図示しないＮＯｘ触媒が設けられている。

一方、第２気筒＃２の第２排気ポート１０Ｂには、排気通路３３の一端が接続されている。第４気筒＃４と第６気筒＃６の第２排気ポート１０Ｂがシリンダヘッド４内で合流している。この第２排気ポート１０Ｂの合流点には、排気通路３４の一端が接続されている。また、第８気筒＃８の第２排気ポート１０Ｂには、排気通路３５の一端が接続されている。これらの排気通路３３，３４，３５の他端は合流され、排気通路３６となる。この排気通路３６は、タービン４１Ｂ下流の排気通路４４Ｂに接続されている。すなわち、排気通路３６は、タービン４１Ｂと始動時触媒４６Ｂとの間の排気通路４４Ｂに接続されている。

［実施の形態１の特徴］
上記システムにおいて、第１排気弁１１Ａと吸気弁（図示せず）は、例えば、図２に示すようなタイミングで開閉される。図２は、Ｖ型８気筒エンジンのバルブタイミングの一例を示す図である。
ここで、任意の一気筒の第１排気弁１１Ａの開弁中（特に、閉じタイミング）に、他気筒の排気開始による圧力波（以下「排気脈動」という。）が到達すると、該一気筒の排気作用が阻害されてしまう。いわゆる排気干渉の発生により、該一気筒の排気作用が効率的に行われなくなる。そうすると、筒内圧力が増大すると共に、筒内残留ガス量が増大してしまう。その結果、燃焼速度が低下してしまい、良好な燃焼状態が得られない可能性がある。ひいては、出力低下や燃費悪化を招来する可能性がある。特に、図２に示すように、第１排気弁１１Ａと吸気弁とが共に開弁されるバルブオーバラップがある場合には、さらに筒内残留ガス量が増大するため、このような排気干渉の問題がより顕著になる。

また、過給機４０Ａ，４０Ｂは、排気脈動によって効率が上がるように設計されている。このため、一気筒の排気脈動が、他気筒の排気脈動により減じられてしまうと、過給機４０Ａ，４０Ｂに導かれる排気脈動が減少してしまう。よって、過給機４０Ａ，４０Ｂの過渡時の過給応答性が低下する可能性がある。

図３は、Ｖ型８気筒エンジンの各気筒の排気脈動を示す図である。図３に示すように、Ｖ型８気筒エンジンにおける爆発順序は、第１気筒＃１→第８気筒＃８→第７気筒＃７→第３気筒＃３→第６気筒＃６→第５気筒＃５→第４気筒＃４→第２気筒＃２であり、爆発間隔は９０°ＣＡである。

図３における矢印は、第１気筒＃１、第８気筒＃８および第７気筒＃７の第１排気弁１１Ａの作用角を示している。一般的に、Ｖ型８気筒エンジンでは、第１排気弁１１Ａの作用角が、２２０°〜２７０°ＣＡに制御される。かかる作用角の制御は、エンジン１に搭載された図示しないＥＣＵ（Electronic Control Unit）及び可変動弁機構によって実現することができる。この可変動弁機構は、第１排気弁１１Ａに接続され、公知の油圧式もしくは機械式の可変動弁機構や電磁駆動弁機構を採用することができる。

図３に示すように、Ｖ型８気筒エンジンでは、一気筒の第１排気弁１１Ａの開弁中に、３回の爆発が行われると共に、３回の排気が行われる。詳細には、図３に示すように、第１気筒＃１の第１排気弁１１Ａの開弁中に、第８気筒＃８と第７気筒＃７の第１排気弁１１Ａが順番に開弁される。そうすると、第１気筒＃１の排気作用が、第８気筒＃８及び第７気筒＃７の排気作用により阻害され得る。しかし、図３に示すように、第１気筒＃１の第１排気弁１１Ａの閉弁間際に、第７気筒＃７の第１排気弁１１Ａが開弁されている。よって、第８気筒＃８の排気作用よりも第７気筒＃７の排気作用の方が、第１気筒＃１の排気作用に大きく影響する。

そこで、第１気筒＃１の排気干渉を抑制するためには、第７気筒＃７の排気脈動の作用を抑制することが好適である。すなわち、第１気筒＃１の爆発行程から１８０°ＣＡ遅い爆発行程を有する第７気筒＃７の排気脈動の作用を抑制することが好適である。
これと同様に、爆発行程が１８０°ＣＡ離間する気筒の組として、第８気筒＃８と第３気筒＃３、第７気筒＃７と第６気筒＃６、第３気筒＃３と第５気筒＃５、第６気筒＃６と第４気筒＃４、第５気筒＃５と第２気筒＃２、第４気筒＃４と第１気筒＃１、および第２気筒＃２と第８気筒＃８がある。

ここで、例えば、第８気筒＃８と第３気筒＃３のように、互いに異なるバンクに配置されている場合には、排気脈動が減衰されるため、排気干渉は問題とはならない。第７気筒＃７と第６気筒＃６、第５気筒＃５と第２気筒＃２、第４気筒＃４と第１気筒＃１についても同様に、排気干渉は問題とはならない。

よって、実際に排気干渉が問題となるのは、第１気筒＃１と第７気筒＃７、第３気筒＃３と第５気筒＃５、第６気筒＃６と第４気筒＃４、第２気筒＃２と第８気筒＃８の組である。

図１に示すシステムでは、第１気筒＃１の第１排気ポート１０Ａは、第３気筒＃３の第１排気ポート１０Ａとシリンダヘッド４内で合流している。このため、第１気筒＃１の第１排気ポート１０Ａと第７気筒＃７の第１排気ポート１０Ａとがシリンダヘッド４内で合流していない。すなわち、第１気筒＃１の第１排気ポート１０Ａは、１８０°ＣＡだけ爆発行程が離れた第７気筒＃７の第１排気ポート１０Ａと最初に合流せずに、タービン４１Ａに導かれている。

また、第３気筒＃３の第１排気ポート１０Ａと、第５気筒＃５の第１排気ポート１０Ａとがシリンダヘッド４内で合流していない。すなわち、第３気筒＃３の第１排気ポート１０Ａは、第５気筒＃５の第１排気ポート１０Ａと最初に合流せずに、タービン４１Ａに導かれている。

第２バンク８についても同様である。図１に示すように、第６気筒＃６の第１排気ポート１０Ａと、第４気筒＃４の第１排気ポート１０Ａとがシリンダヘッド４内で合流していない。すなわち、第６気筒＃６の第１排気ポート１０Ａは、第４気筒＃４の第１排気ポート１０Ａと最初に合流せずに、タービン４１Ｂに導かれている。

また、第２気筒＃２の第１排気ポート１０Ａと、第８気筒＃８の第１排気ポート１０Ａとがシリンダヘッド４内で合流していない。すなわち、第２気筒＃２の第１排気ポート１０Ａは、第８気筒＃８の第１排気ポート１０Ａと最初に合流せずに、タービン４１Ｂに導かれている。

以上説明したように、上記実施の形態１では、第１バンク６の隣り合う第１気筒＃１と第３気筒＃３の第１排気ポート１０Ａが最初に合流し、第５気筒＃５と第７気筒＃７の第１排気ポート１０Ａが最初に合流している。また、第２バンク８の隣り合う第２気筒＃２と第４気筒＃４の第１排気ポート１０Ａが最初に合流し、第６気筒＃６と第８気筒＃８の第１排気ポート１０Ａが最初に合流している。すなわち、一気筒の第１排気ポート１０Ａが、１８０°ＣＡだけ爆発行程が離れた他気筒の第１排気ポート１０Ａと最初に合流していないため、該一気筒の排気干渉を抑制することができる。従って、筒内残留ガス量の増大を抑制することができ、良好な燃焼状態を得ることができる。その結果、出力及び燃費を向上させることができる。
さらに、過給機４０Ａ，４０Ｂでの排気脈動の減少を抑制することができるため、過渡時の過給応答性を向上させることができる。
さらに、図１に示すように第１排気ポート１０Ａをシリンダヘッド４内で合流させることで、排気通路の取り回しを最もコンパクトにすることができる。

ところで、図１に示すシステムでは、排気通路２１，２２が合流してからタービン４１Ａに導かれていると共に、排気通路３１，３２が合流してからタービン４１Ｂに導かれている。すなわち、過給機４０Ａの入口部分が排気通路２１，２２の集合部となっていると共に、過給機４０Ｂの入口部分が排気通路３１，３２の集合部となっている。さらに、図１に示すシステムでは、気筒毎に排気ポート１０Ａ，１０Ｂが独立して構成されている。このため、燃焼室からタービン４１Ａ，４１Ｂまでの排気通路体積が小さく、排気脈動は増大するものの、他気筒の排気脈動の影響を受けやすい（すなわち、排気干渉が発生しやすい）。
そこで、図４に示すように、排気通路２１と排気通路２２を独立してタービン４１Ａに導くと共に、排気通路３１と排気通路３２を独立してタービン４１Ｂに導く構成としてもよい。図４は、本実施の形態１の変形例によるシステムの構成を説明するための図である。図４において破線丸印で示すように、本変形例では、過給機４０Ａ，４０Ｂがツインエントリ構成とされている。これにより、上記実施の形態１と同様に排気脈動の増大効果を得つつ、上記実施の形態１に比して排気干渉を更に低減することができる。

また、上記実施の形態１では、エンジン１の爆発順序が、第１気筒＃１→第８気筒＃８→第７気筒＃７→第３気筒＃３→第６気筒＃６→第５気筒＃５→第４気筒＃４→第２気筒＃２である場合について説明した。これに限らず、爆発順序が第１気筒＃１→第８気筒＃８→第４気筒＃４→第３気筒＃３→第６気筒＃６→第５気筒＃５→第７気筒＃７→第２気筒＃２である場合にも本発明を適用することができる（後述する実施の形態２，３についても同様）。かかる場合にも、上記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

尚、本実施の形態１においては、過給機４０Ａ，４０Ｂが第１の発明における「過給機」に、第１排気ポート１０Ａが第１及び第２の発明における「第１排気通路」に、第１排気弁１１Ａが第１の発明における「第１排気弁」に、第２排気ポート１０Ｂが第１の発明における「第２排気通路」に、第２排気弁１１Ｂが第１の発明における「第２排気弁」に、気筒２が第１の発明における「気筒」に、エンジン１が第１の発明における「内燃機関」に、第１気筒＃１〜第８気筒＃８が第３の発明における「第１気筒〜第８気筒」に、第１バンク６が第３の発明における「第１バンク」に、第２バンク８が第３の発明における「第２バンク」に、シリンダヘッド４が第３の発明における「シリンダヘッド」に、それぞれ相当する。

実施の形態２．
次に、図５を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
上記実施の形態１では、隣り合う気筒の第１排気ポート１０Ａがシリンダヘッド４内で最初に合流している。具体的には、第１気筒＃１と第３気筒＃３、第２気筒＃２と第４気筒＃４、第５気筒＃５と第７気筒＃７、第６気筒＃６と第８気筒＃８の第１排気ポート１０Ａが、それぞれ最初に合流している。これにより、例えば、第１気筒＃１と第７気筒＃７のように、同一バンク６，８で爆発間隔が１８０°ＣＡ離れた気筒につき、第１排気ポート１０Ａがシリンダヘッド４内で最初に合流しないようにされている。

ところで、第１気筒＃１と第７気筒＃７は、爆発間隔が１８０°ＣＡ離れているものの、第１バンク６の両端に配置されている。よって、第１気筒＃１と第７気筒＃７の第１排気ポート１０Ａを最短で合流させたとしても、排気干渉の程度は比較的小さくて済む。これは、第１気筒＃１の第１排気弁１１Ａの閉じタイミングで、第７気筒＃７からの比較的小さな排気圧力波が到達するためである。第２バンク８の両端に配置されている第２気筒＃２と第８気筒＃８についても同様である。

これに対して、第３気筒＃３と第５気筒＃５は、爆発間隔が１８０°ＣＡ離れている上に、第１バンク６内で隣接して配置されている。かかる第３気筒＃３と第５気筒＃５の第１排気ポート１０Ａを最短で合流させると、上記第１気筒＃１と第７気筒＃７の第１排気ポート１０Ａを最短で合流させる場合に比して、排気干渉の程度は著しく大きい。これは、第３気筒＃３の第１排気弁１１Ａの閉じタイミングで、第５気筒＃５からの大きな排気圧力波が到達するためである。

第４気筒＃４と第６気筒＃６も、爆発間隔が１８０°ＣＡ離れている上に、第２バンク８内で隣接して配置されている。かかる第４気筒＃４と第６気筒＃６の第１排気ポート１０Ａを最短で合流させると、第６気筒＃６の第１排気弁の閉じタイミングで第４気筒＃４からの大きな排気圧力波が到達するため、排気干渉の程度は著しく大きくなる。

そこで、本実施の形態２では、図５に示すように、Ｖ型８気筒エンジンにおいて、第３気筒＃３と第５気筒＃５の排気通路５２，５３を最初に合流させずに過給機４０Ａに導くようにする。これと共に、第４気筒＃４と第６気筒＃６の排気通路５６，５７を最初に合流させずに過給機４０Ｂに導くようにする。

図５は、本実施の形態２において、過給機４０Ａ，４０Ｂに連通する排気通路の構成を示す概略図である。詳細には、図５（Ａ）は、本実施の形態２の第１実施例による排気通路の構成を、図５（Ｂ）は、第２実施例による排気通路の構成を、図５（Ｃ）は、第３実施例による排気通路の構成を、それぞれ示している。
なお、図５においては、第２排気弁１１Ｂが設けられた第２排気ポートや該第２排気ポートに接続される排気通路等の図示を省略している。省略した部分については、図１に示す構成と同様であるため、説明を省略するものとする。

（第１実施例）
第１実施例では、図５（Ａ）に示すように、第１バンク６の第１気筒＃１と第３気筒＃３の排気通路５１，５２が最初に合流し、合流後の排気通路６１が過給機４０Ａに導かれている。また、第５気筒＃５と第７気筒＃７の排気通路５３，５４が最初に合流し、合流後の排気通路６２が過給機４０Ａに導かれている。

第２バンク８についても同様である。詳細には、図５（Ａ）に示すように、第２気筒＃２と第４気筒＃４の排気通路５５，５６が最初に合流し、合流後の排気通路６３が過給機４０Ｂに導かれている。また、第６気筒＃６と第８気筒＃８の排気通路５７，５８が最初に合流し、合流後の排気通路６４が過給機４０Ｂに導かれている。

なお、本第１実施例において、排気通路５１，５２、排気通路５３，５４、排気通路５５，５６及び排気通路５７，５８をそれぞれ最短で合流させると（つまり、シリンダヘッド４内で合流させると）、上記実施の形態１と同じ構成となる。この場合、排気通路５１〜５８は、第１排気ポート１０Ａに対応することとなる。
また、排気通路６１，６２を独立して過給機４０Ａに導くのではなく（すなわち、ツインエントリ構成ではなく）、排気通路６１，６２を合流させた後に、合流後の排気通路を過給機４０Ａに導いてもよい。同様に、排気通路６３，６４を合流させた後に、合流後の排気通路を過給機４０Ｂに導いてもよい。

（第２実施例）
第２実施例では、図５（Ｂ）に示すように、第１バンク６の第１気筒＃１と第５気筒＃５と第７気筒＃７の排気通路５１，５３，５４が最初に合流し、合流後の排気通路６５が過給機４０Ａに導かれている。一方、第３気筒＃３の排気通路５２は、他の排気通路とは合流せずに過給機４０Ａに導かれている。

第２バンク８についても同様である。詳細には、図５（Ｂ）に示すように、第２気筒＃２と第６気筒＃６と第８気筒＃８の排気通路５５，５７，５８が最初に合流し、合流後の排気通路６６が過給機４０Ｂに導かれている。一方、第４気筒＃４の排気通路５６は、他の排気通路とは合流せずに過給機４０Ｂに導かれている。

なお、排気通路５２，６５を独立して過給機４０Ａに導くのではなく（すなわち、ツインエントリ構成ではなく）、排気通路５２，６５を合流させた後に、合流後の排気通路を過給機４０Ａに導いてもよい。同様に、排気通路５６，６６を合流させた後に、合流後の排気通路を過給機４０Ｂに導いてもよい。

（第３実施例）
第３実施例では、図５（Ｃ）に示すように、第１バンク６の第１気筒＃１と第５気筒＃５の排気通路５１，５３が最初に合流し、合流後の排気通路６７が過給機４０Ａに導かれている。また、第３気筒＃３と第７気筒＃７の排気通路５２，５４が最初に合流し、合流後の排気通路６８が過給機４０Ａに導かれている。

第２バンク８についても同様である。詳細には、図５（Ｃ）に示すように、第２気筒＃２と第６気筒＃６の排気通路５５，５７が最初に合流し、合流後の排気通路６９が過給機４０Ｂに導かれている。また、第４気筒＃４と第８気筒＃８の排気通路５６，５８が最初に合流し、合流後の排気通路７０が過給機４０Ｂに導かれている。

なお、排気通路６７，６８を独立して過給機４０Ａに導くのではなく（すなわち、ツインエントリ構成ではなく）、排気通路６７，６８を合流させた後に、合流後の排気通路を過給機４０Ａに導いてもよい。同様に、排気通路６９，７０を合流させた後に、合流後の排気通路を過給機４０Ｂに導いてもよい。

以上説明したように、本実施の形態２では、第１バンク６の第３気筒＃３と第５気筒＃５の排気通路５２，５３を最初に合流させないようにすると共に、第２バンク８の第４気筒＃４と第６気筒＃６の排気通路５６，５７を最初に合流させないようにした。これにより、同一バンクで隣接して配置され、かつ、爆発行程が１８０°ＣＡ離れた気筒の排気干渉を抑制することができる。従って、上記実施の形態１と同様に、筒内残留ガス量の増大を抑制することができ、良好な燃焼状態を得ることができる。よって、出力及び燃費を向上させることができる。

尚、本実施の形態２においては、排気通路５２，５３が第４の発明における「第３気筒と第５気筒の第１排気通路」に、排気通路５６，５７が第４の発明における「第４気筒と第６気筒の第１排気通路」に、排気通路５２，５４が第５の発明における「第３気筒と第７気筒の第１排気通路」に、それぞれ相当する。

実施の形態３．
次に、図６及び図７を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。図６は、本実施の形態３において、過給機４０Ｂに連通する排気通路の構成を示す概略図である。図６に示す構成は、図５（Ａ）に示す第２バンク８の排気構成と同じである。

上述したように、過給機４０Ａ，４０Ｂの性能は、排気脈動のピーク圧、すなわち、排気脈動の振幅により決定される。

本実施の形態３では、排気脈動のピーク圧を上昇させて排気脈動の振幅を増大させる態様について説明する。ここで、本実施の形態３では、内燃機関としてＶ型８気筒エンジンを採用する。上述したように、Ｖ型８気筒エンジンにおける爆発順序は、第１気筒＃１→第８気筒＃８→第７気筒＃７→第３気筒＃３→第６気筒＃６→第５気筒＃５→第４気筒＃４→第２気筒＃２である（図３参照）。よって、第２バンク８では、第４気筒＃４と第２気筒＃２が連続して爆発している。

そこで、本実施の形態３では、図６に示すように、第２バンク８の連続して爆発する第２気筒＃２と第４気筒＃４の排気通路５５，５６を最初に合流させるようにする。かかる排気通路５５，５６が合流した後の排気通路６３が過給機４０Ｂに導かれている。

そうすると、図７において一点鎖線で示すように、連続する第４気筒＃４と第２気筒＃２の排気脈動が合成され、排気脈動のピーク圧が上昇する。図７は、本実施の形態３において、排気脈動の合成を示す図である。図７に示すように、合成されない第８気筒＃８や第６気筒＃６の排気脈動の振幅に比して、合成後の排気脈動の振幅が増大する。これにより、過給機４０Ｂを効率良く駆動することができるため、過渡時の過給応答性等の過給機４０Ｂの性能を向上させることができる。

ところで、本実施の形態３では、第２バンク８の第４気筒＃４と第２気筒＃２の排気脈動を合成させる態様について説明したが、第１バンク６で連続して爆発する第７気筒＃７と第３気筒＃３の排気脈動を合成するようにしてもよい。すなわち、図５（Ｃ）に示すように、第３気筒＃３と第７気筒＃７の排気通路５２，５４を最初に合流させるようにする。そうすると、図示しないが、連続する第７気筒＃７と第３気筒＃３の排気脈動が合成される。その結果、合成されない第１気筒＃１や第５気筒＃５の排気脈動に比して、合成後の排気脈動の振幅が増大する。これにより、過給機４０Ａを効率良く駆動することができるため、過渡応答性等の過給機４０Ｂの性能を向上させることができる。

（変形例）
また、本実施の形態３では、排気通路６３と排気通路６４とを合流させずに過給機４０Ｂに導いているが、これらの排気通路６３，６４を過給機４０Ｂ直前で合流させてもよい。また、図８に示すように、排気通路５５〜５８を合流させた後に、合流後の排気通路７１を過給機４０Ｂに導いてもよい。図８は、本実施の形態３の変形例において、過給機４０Ｂに連通する排気通路の構成を示す概略図である。これらの場合、排気通路体積が増大してしまうため、排気脈動合成による振幅拡大量が小さくなる可能性がある。

尚、本実施の形態３においては、排気通路５５，５６が第５の発明における「第２気筒と第４気筒の第１排気通路」に相当する。

本発明の実施の形態１によるシステムの構成を説明するための図である。 Ｖ型８気筒エンジンのバルブタイミングの一例を示す図である。 Ｖ型８気筒エンジンの各気筒の排気脈動を示す図である。 本発明の実施の形態１の変形例によるシステムの構成を説明するための図である。 本発明の実施の形態２において、過給機４０Ａ，４０Ｂに連通する排気通路の構成を示す概略図である。 本発明の実施の形態３において、過給機４０Ｂに連通する排気通路の構成を示す概略図である。 本発明の実施の形態３において、排気脈動の合成を示す図である。 本発明の実施の形態３の変形例において、過給機４０Ｂに連通する排気通路の構成を示す概略図である。

符号の説明

１ 内燃機関
４ シリンダヘッド
６ 第１バンク
８ 第２バンク
１０Ａ 第１排気ポート
１０Ｂ 第２排気ポート
１１Ａ 第１排気弁
１１Ｂ 第２排気弁
２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７ 排気通路
３１，３２，３３，３４，３５，３６ 排気通路
４０Ａ，４０Ｂ 過給機
４１Ａ，４１Ｂ タービン
５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７，５８ 排気通路
６１，６２，６３，６４，６５，６６，６７，６８，６９，７０，７１ 排気通路

Claims (5)

1. 過給機に通じる第１排気通路に設けられた第１排気弁と、過給機下流に通じる第２排気通路に設けられた第２排気弁とを気筒毎に備え、不等間隔で爆発する内燃機関の排気装置であって、
   隣り合う気筒の前記第１排気通路が最初に合流し、該第１排気通路の合流点から前記過給機までの間に他の第１排気通路と合流することを特徴とする内燃機関の排気装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関の排気装置において、
   前記内燃機関はＶ型８気筒エンジンであり、
   一気筒の前記第１排気通路と、該一気筒の爆発行程とクランク角度１８０°だけ離れた爆発行程を有する他気筒の前記第１排気通路とが、前記過給機上流で最初に合流しないことを特徴とする内燃機関の排気装置。
3. 請求項２に記載の内燃機関の排気装置において、
   前記Ｖ型８気筒エンジンは、第１気筒と第３気筒と第５気筒と第７気筒とを有する第１バンクと、第２気筒と第４気筒と第６気筒と第８気筒とを有する第２バンクとをシリンダヘッド内に備え、
   前記第１気筒と前記第３気筒の前記第１排気通路、前記第５気筒と前記第７気筒の前記第１排気通路、前記第２気筒と前記第４気筒の前記第１排気通路、および前記第６気筒と前記第８気筒の前記第１排気通路が、それぞれ前記シリンダヘッド内で最初に合流することを特徴とする内燃機関の排気装置。
4. 過給機に通じる第１排気通路に設けられた第１排気弁と、過給機下流に通じる第２排気通路に設けられた第２排気弁とを気筒毎に備え、不等間隔で爆発する内燃機関の排気装置であって、
   前記内燃機関は、第１気筒と第３気筒と第５気筒と第７気筒とを有する第１バンクと、第２気筒と第４気筒と第６気筒と第８気筒とを有する第２バンクとをシリンダヘッド内に備えるＶ型８気筒エンジンであり、
   前記第３気筒と前記第５気筒の前記第１排気通路が最初に合流せずに前記過給機に導かれると共に、前記第４気筒と前記第６気筒の前記第１排気通路が最初に合流せずに前記過給機に導かれることを特徴とする内燃機関の排気装置。
5. 過給機に通じる第１排気通路に設けられた第１排気弁と、過給機下流に通じる第２排気通路に設けられた第２排気弁とを気筒毎に備え、不等間隔で爆発する内燃機関の排気装置であって、
   前記内燃機関は、第１気筒と第３気筒と第５気筒と第７気筒とを有する第１バンクと、第２気筒と第４気筒と第６気筒と第８気筒とを有する第２バンクとをシリンダヘッド内に備えるＶ型８気筒エンジンであり、
   前記第２気筒と前記第４気筒の前記第１排気通路が最初に合流して前記過給機に導かれると共に、前記第３気筒と前記第７気筒の前記第１排気通路が最初に合流して前記過給機に導かれることを特徴とする内燃機関の排気装置。

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