JP2009209878A - Exhaust system for internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a valve housing of a flow passage switching valve in which a bypass catalytic converter that purifies exhaust immediately after cold starting can be arranged on further upstream side. <P>SOLUTION: The flow passage switching valve 4 is arranged at a gathering section where four upstream side main passages connected to respective cylinders gather as a downstream side main passage. A bypass passage diverges from each of the upstream side main passages and bypass catalytic converters are installed in midway. When the flow passage switching valve 4 is closed, the main flow passage is blocked and the upstream side main passage of each cylinder is disconnected from each other. The flow passage switching valve 4 is provided with the valve housing 21 and a valve body 26, and four valve ports 22 that gather with each other are integrally formed on the valve housing 21 by casting. A center hole 37 that extends in the port longitudinal direction of the valve ports 22 is formed on a center thick section 36 surrounded by four valve ports 22 in a way that it intersects a seal surface 25 in order to equalize the thickness D of the periphery of each valve port 22 in the circumferential direction. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、触媒コンバータで排気浄化を行う内燃機関の排気装置、特に、メイン触媒コンバータが活性化していない冷間始動直後に、別の触媒コンバータを備えたバイパス流路側に排気を案内するようにした形式の排気装置の改良に関する。   The present invention is directed to an exhaust system for an internal combustion engine that performs exhaust purification with a catalytic converter, and in particular, to guide exhaust to the bypass flow path side provided with another catalytic converter immediately after a cold start when the main catalytic converter is not activated. It relates to the improvement of the exhaust system of the type.

従来から知られているように、車両の床下などの排気系の比較的下流側にメイン触媒コンバータを配置した構成では、内燃機関の冷間始動後、触媒コンバータの温度が上昇して活性化するまでの間、十分な排気浄化作用を期待することができない。また一方、触媒コンバータを排気系の上流側つまり内燃機関側に近付けるほど、触媒の熱劣化による耐久性低下が問題となる。   As conventionally known, in a configuration in which the main catalytic converter is disposed relatively downstream of the exhaust system such as under the floor of a vehicle, the temperature of the catalytic converter rises and is activated after a cold start of the internal combustion engine. In the meantime, a sufficient exhaust purification action cannot be expected. On the other hand, the closer the catalytic converter is to the upstream side of the exhaust system, that is, the internal combustion engine side, the lower the durability due to thermal degradation of the catalyst.

そこで、本出願人は以前に特許文献1に記載の排気装置を提案している。この装置では、気筒毎に接続された4本の上流側メイン通路が下流側メイン通路として集合する合流部に、流路切換弁が配置されている。バイパス流路として、上流側メイン通路の各々から、上流側バイパス通路が分岐しており、下流側バイパス通路の途中にバイパス触媒コンバータが介装されている。流路切換弁の閉時には、メイン流路が遮断されると同時に、各気筒の上流側メイン通路同士が非連通状態となる。流路切換弁は、4つの弁開口部が開口したバルブベースと弁体とを有している。シール面の加工や弁体の組付の後に、上流側メイン通路用の金属管がバルブベースの隔壁部に溶接されている。   Therefore, the present applicant has previously proposed an exhaust device described in Patent Document 1. In this apparatus, a flow path switching valve is arranged at a junction where four upstream main passages connected to each cylinder gather as a downstream main passage. As bypass channels, an upstream bypass passage is branched from each of the upstream main passages, and a bypass catalytic converter is interposed in the middle of the downstream bypass passage. When the flow path switching valve is closed, the main flow path is shut off, and at the same time, the upstream main passages of the cylinders are in a non-communication state. The flow path switching valve has a valve base having four valve openings and a valve body. After processing the sealing surface and assembling the valve body, a metal pipe for the upstream main passage is welded to the partition wall of the valve base.

このような装置によれば、一般に排気マニホールドとして構成されるメイン流路の合流点の位置に制約されずに、バイパス触媒コンバータをより上流側つまり各気筒に近い位置に配置することが可能となり、しかもメイン流路を構成する排気マニホールド等の熱容量による冷却作用が低減するので、冷間始動後、早期に排気浄化作用を得ることができる。
特開2007−032414号公報
According to such an apparatus, it is possible to arrange the bypass catalytic converter more upstream, that is, at a position close to each cylinder, without being restricted by the position of the confluence of the main flow path generally configured as an exhaust manifold. Moreover, since the cooling action due to the heat capacity of the exhaust manifold or the like constituting the main flow path is reduced, the exhaust purification action can be obtained early after the cold start.
JP 2007-032414 A

しかしながら、上述した従来の排気装置では、バルブベースに別体の金属管を溶接により固定する必要があり、部品点数や製造工数が多くなるといった課題がある。そこで、上記の金属管に代えて、複数のバルブポートをバルブハウジングに鋳造などにより一体的に形成することも考えられるが、この場合、例えば4つのバルブポートを互いに集合させると、バルブポートの周囲の隔壁部のうちで、隔壁部が十字状に交差することとなる中央部が他の隔壁部に比して不可避的に厚肉化するとともに、高温となり易く、バルブポート、特にそのシール面における周方向での熱歪みが不均一なものとなり、シール性の低下が懸念される。   However, in the above-described conventional exhaust device, it is necessary to fix a separate metal pipe to the valve base by welding, and there is a problem that the number of parts and the number of manufacturing steps increase. Therefore, instead of the above metal pipe, it may be possible to integrally form a plurality of valve ports by casting or the like in the valve housing. In this case, for example, if four valve ports are assembled together, Among the partition walls, the central portion where the partition wall crosses in a cross shape inevitably becomes thicker than the other partition walls, and is likely to become high temperature. The thermal strain in the circumferential direction becomes non-uniform, and there is a concern that the sealing performance is lowered.

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の内燃機関の排気装置は、各気筒にそれぞれ接続された気筒毎の上流側メイン通路と、複数の気筒の上流側メイン通路が合流してなる下流側メイン通路と、上記上流側メイン通路を下流側端部において開閉するとともに、閉時に各上流側メイン通路相互の連通を遮断する流路切換弁と、を備えている。より好ましくは、上記下流側メイン通路もしくはこれよりも下流の流路に介装されたメイン触媒コンバータと、上記上流側メイン通路から分岐するとともにバイパス触媒コンバータが介装されたバイパス通路と、を有し、上記流路切換弁は、各気筒から排出された排気が上記バイパス通路へ流れるように、上記上流側メイン通路を下流側端部において開閉するものである。そして、上記流路切換弁は、各気筒の上流側メイン通路の端部が接続される気筒毎のバルブポートが一体的に形成されたバルブハウジングと、上記バルブポートを囲むシール面に着座する弁体と、を備え、各バルブポートの周囲の肉厚を周方向で均一化するように、上記バルブハウジングには、互いに集合する少なくとも3つのバルブポートに囲まれた中央厚肉部に、上記シール面を横切るように上記バルブポートのポート長手方向に延びる中央孔が形成されている。   The present invention has been made in view of such problems. That is, an exhaust system for an internal combustion engine according to the present invention includes an upstream main passage for each cylinder connected to each cylinder, a downstream main passage formed by joining the upstream main passages of a plurality of cylinders, and the upstream side And a flow path switching valve that opens and closes the main passage at the downstream end and blocks communication between the upstream main passages when the main passage is closed. More preferably, it has a main catalytic converter interposed in the downstream main passage or a downstream flow passage, and a bypass passage branched from the upstream main passage and having a bypass catalytic converter interposed therebetween. The flow path switching valve opens and closes the upstream main passage at the downstream end so that the exhaust discharged from each cylinder flows to the bypass passage. The flow path switching valve includes a valve housing integrally formed with a valve port for each cylinder to which an end of the upstream main passage of each cylinder is connected, and a valve seated on a seal surface surrounding the valve port The valve housing has a central thick wall portion surrounded by at least three valve ports that gather together so that the thickness around each valve port is uniform in the circumferential direction. A central hole extending in the longitudinal direction of the valve port is formed so as to cross the surface.

この発明によれば、一般に排気マニホールドとして構成されるメイン流路の合流点の位置に制約されずに、バイパス触媒コンバータをより上流側つまり各気筒に近い位置に配置することが可能となり、しかもメイン流路を構成する排気マニホールド等の熱容量による冷却作用が低減するので、冷間始動後、早期に排気浄化作用を得ることができる。   According to the present invention, it is possible to dispose the bypass catalytic converter more upstream, that is, closer to each cylinder, without being restricted by the position of the confluence of the main flow path generally configured as an exhaust manifold. Since the cooling action due to the heat capacity of the exhaust manifold or the like constituting the flow path is reduced, the exhaust purification action can be obtained early after the cold start.

そして、バルブハウジングに複数のバルブポートを一体的に形成することで、上述した従来例のように別体の金属管を溶接により固定するものに比して、部品点数や製造工数を大幅に削減することができ、かつ、互いに集合する少なくとも3つのバルブポートの中央厚肉部に、ポート長手方向に延びる中央孔がシール面を横切るように形成されているために、バルブポート、特にそのシール面での周方向の肉厚を均一化しつつ、中央厚肉部の冷却効果を高め、シール面の歪みによるシール性低下を回避することができる。   And, by forming a plurality of valve ports in the valve housing, the number of parts and manufacturing man-hours can be greatly reduced compared to the case where separate metal pipes are fixed by welding as in the conventional example described above. And a central hole extending in the longitudinal direction of the port is formed so as to cross the sealing surface in the central thick part of at least three valve ports that can be assembled with each other. It is possible to increase the cooling effect of the central thick part while avoiding the deterioration of the sealing performance due to the distortion of the seal surface.

以下、この発明を直列4気筒内燃機関の排気装置として適用した一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図1はこの排気装置の配管レイアウトを模式的に示した説明図であり、始めに、この図1に基づいて、排気装置全体の構成を説明する。   Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied as an exhaust system for an in-line four-cylinder internal combustion engine will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view schematically showing the piping layout of the exhaust device. First, the configuration of the entire exhaust device will be described with reference to FIG.

直列に配置された♯1気筒〜♯4気筒からなる各気筒1には、気筒毎に上流側メイン通路2が接続されている。4つの気筒に個々に接続された4本の上流側メイン通路2は、下流側で1本の下流側メイン通路3として合流しており、その合流部、換言すれば、上流側メイン通路2と下流側メイン通路3との境界となる部位には、4本の上流側メイン通路2を一斉に開閉する流路切換弁4が設けられている。この切換弁4は、冷間時に閉じられるものであって、閉時には、上流側メイン通路2と下流側メイン通路3との間の上下の連通を遮断するとともに、4本の上流側メイン通路2の間を互いに非連通状態とする構成となっている。   An upstream main passage 2 is connected to each cylinder 1 including # 1 cylinder to # 4 cylinder arranged in series. The four upstream main passages 2 individually connected to the four cylinders merge as one downstream main passage 3 at the downstream side, and in other words, the upstream main passage 2 A flow path switching valve 4 that opens and closes the four upstream main passages 2 at the same time is provided at a portion that becomes a boundary with the downstream main passage 3. The switching valve 4 is closed when it is cold, and when closed, the upper and lower communication between the upstream main passage 2 and the downstream main passage 3 is blocked and the four upstream main passages 2 are closed. It is the structure which is made into a mutually non-communication state between.

流路切換弁4から下流に延びる下流側メイン通路3の途中には、メイン触媒コンバータ8が介装されている。このメイン触媒コンバータ8は、車両の床下に配置される容量の大きなものであって、その触媒としては、三元触媒とHCトラップ触媒とを含んでいる。以上の上流側メイン通路2と下流側メイン通路3とメイン触媒コンバータ8とによって、通常の運転時に排気が通流するメイン流路が構成される。   A main catalytic converter 8 is interposed in the middle of the downstream main passage 3 extending downstream from the flow path switching valve 4. The main catalytic converter 8 has a large capacity arranged under the floor of the vehicle, and includes a three-way catalyst and an HC trap catalyst as the catalyst. The upstream main passage 2, the downstream main passage 3, and the main catalytic converter 8 constitute a main flow path through which exhaust flows during normal operation.

なお、メイン流路として、直列4気筒内燃機関において周知の「4−2−1」の形で集合するように、一対の上流側メイン通路2に対して1本の下流側メイン通路3をそれぞれ設け、一対の下流側メイン通路3をさらに1本の流路に合流させてメイン触媒コンバータ8を配置するようにしてもよい。この場合も、流路切換弁4は、4本の上流側メイン通路2の端部を開閉するように、下流側メイン通路3との間に設けられる。   As the main flow path, one downstream main passage 3 is provided for each of the pair of upstream main passages 2 so as to gather in a well-known “4-2-1” form in the in-line four-cylinder internal combustion engine. It is also possible to arrange the main catalytic converter 8 by merging the pair of downstream main passages 3 into one flow path. Also in this case, the flow path switching valve 4 is provided between the downstream main passage 3 so as to open and close the ends of the four upstream main passages 2.

一方、バイパス流路として、上流側メイン通路2の各々から、上流側バイパス通路11が分岐している。この上流側バイパス通路11は、上流側メイン通路2よりも通路断面積が十分に小さなものであって、その上流端となる分岐点12は、上流側メイン通路 2のできるだけ上流側の位置に設定されている。そして、互いに隣接した位置にある♯1気筒の上流側バイパス通路11と♯2気筒の上流側バイパス通路11とが合流点13において1本の中間バイパス通路14として互いに合流しており、同様に互いに隣接した位置にある♯3気筒の上流側バイパス通路11と♯4気筒の上流側バイパス通路11とが合流点13において1本の中間バイパス通路14として互いに合流している。なお、各通路を模式的に示した図1では、各上流側バイパス通路11が比較的長く描かれているが、実際には、可能な限り短くなっている。換言すれば、最短距離でもって中間バイパス通路14として合流している。2本の中間バイパス通路14は、合流点15において1本の下流側バイパス通路16として互いに合流している。この下流側バイパス通路16の下流端は、下流側メイン通路3のメイン触媒コンバータ8より上流側の合流点17において、下流側メイン通路3に合流している。そして、上記下流側バイパス通路16の途中には、三元触媒を用いたバイパス触媒コンバータ18が介装されている。このバイパス触媒コンバータ18は、バイパス流路の中で、可能な限り上流側に配置されている。つまり、中間バイパス通路14もできるだけ短くなっている。   On the other hand, an upstream bypass passage 11 is branched from each of the upstream main passages 2 as bypass passages. The upstream bypass passage 11 has a sufficiently smaller passage cross-sectional area than the upstream main passage 2, and the branch point 12 serving as the upstream end of the upstream bypass passage 11 is set at a position as upstream as possible in the upstream main passage 2. Has been. The upstream bypass passage 11 of the # 1 cylinder and the upstream bypass passage 11 of the # 2 cylinder, which are adjacent to each other, merge with each other as a single intermediate bypass passage 14 at the merge point 13. The upstream bypass passage 11 of the # 3 cylinder and the upstream bypass passage 11 of the # 4 cylinder which are adjacent to each other join each other as a single intermediate bypass passage 14 at the junction 13. In FIG. 1 schematically showing each passage, each upstream bypass passage 11 is drawn relatively long, but in practice it is as short as possible. In other words, it merges as the intermediate bypass passage 14 with the shortest distance. The two intermediate bypass passages 14 join each other as one downstream bypass passage 16 at the junction 15. The downstream end of the downstream bypass passage 16 joins the downstream main passage 3 at a junction 17 upstream of the main catalytic converter 8 in the downstream main passage 3. In the middle of the downstream bypass passage 16, a bypass catalytic converter 18 using a three-way catalyst is interposed. The bypass catalytic converter 18 is disposed as upstream as possible in the bypass flow path. That is, the intermediate bypass passage 14 is as short as possible.

なお、上記実施例では、バイパス流路全体の通路長(各気筒のバイパス通路の総和)を短くして、配管自体の熱容量ならびに外気に対する放熱面積を小さくするために、4本の上流側バイパス通路11を長く引き回さずに上流側で2本の中間バイパス通路14にまとめているが、このような構成は任意であり、例えば、バイパス触媒コンバータ18が気筒列の一方に偏って位置する場合などには、他方の端部気筒から直線状に延ばした上流側バイパス通路に残りの気筒の上流側バイパス通路を略直角に接続することにより、全体の通路長を短くすることができる。   In the above embodiment, four upstream bypass passages are used in order to shorten the passage length of the entire bypass passage (the sum of the bypass passages of each cylinder) and reduce the heat capacity of the pipe itself and the heat radiation area for the outside air. 11 are combined into two intermediate bypass passages 14 on the upstream side without being routed for a long time, but such a configuration is arbitrary, for example, when the bypass catalytic converter 18 is biased to one side of the cylinder row For example, the entire passage length can be shortened by connecting the upstream bypass passages of the remaining cylinders at substantially right angles to the upstream bypass passage extending linearly from the other end cylinder.

上記バイパス触媒コンバータ18は、その内部に、前後に分割された2つのモノリス触媒担体つまり第1触媒18aと第2触媒18bとを備えている。そして、これらの第1触媒18aと第2触媒18bとの間の間隙19に、排気還流通路20の一端が接続されている。この排気還流通路20の他端は、図示せぬ排気還流制御弁を介して機関吸気系へと延びている。つまり、上記間隙19が、還流排気の取り出し口となっている。上記バイパス触媒コンバータ18は、メイン触媒コンバータ8に比べて容量が小さな小型のものであり、望ましくは、低温活性に優れた触媒が用いられる。   The bypass catalytic converter 18 includes two monolith catalyst carriers, that is, a first catalyst 18a and a second catalyst 18b, which are divided in the front and rear directions. One end of the exhaust gas recirculation passage 20 is connected to the gap 19 between the first catalyst 18a and the second catalyst 18b. The other end of the exhaust gas recirculation passage 20 extends to the engine intake system via an exhaust gas recirculation control valve (not shown). That is, the gap 19 serves as a recirculation exhaust outlet. The bypass catalytic converter 18 has a small capacity as compared with the main catalytic converter 8, and a catalyst excellent in low temperature activity is desirably used.

上記のように構成された排気装置においては、冷間始動後の機関温度ないしは排気温度が低い段階では、適宜なアクチュエータを介して流路切換弁4が閉じられ、メイン流路が遮断される。そのため、各気筒1から吐出された排気は、その全量が、分岐点12から上流側バイパス通路11および中間バイパス通路14を通してバイパス触媒コンバータ18へと流れる。バイパス触媒コンバータ18は、排気系の上流側つまり気筒1に近い位置にあり、かつ小型のものであるので、速やかに活性化し、早期に排気浄化が開始される。また、このとき、流路切換弁4が閉じることで、各気筒1の上流側メイン通路2が互いに非連通状態となる。そのため、ある気筒から吐出された排気が他の気筒の上流側メイン通路2へと回り込む現象が防止され、この回り込みに伴う排気温度の低下が確実に回避される。   In the exhaust system configured as described above, at the stage where the engine temperature or the exhaust temperature after the cold start is low, the flow path switching valve 4 is closed via an appropriate actuator, and the main flow path is shut off. Therefore, the entire amount of exhaust discharged from each cylinder 1 flows from the branch point 12 to the bypass catalytic converter 18 through the upstream bypass passage 11 and the intermediate bypass passage 14. Since the bypass catalytic converter 18 is located upstream of the exhaust system, that is, close to the cylinder 1 and is small in size, the bypass catalytic converter 18 is activated quickly and exhaust purification is started at an early stage. At this time, the flow path switching valve 4 is closed, so that the upstream main passages 2 of the cylinders 1 are not in communication with each other. Therefore, a phenomenon in which the exhaust discharged from a certain cylinder wraps around the upstream main passage 2 of the other cylinder is prevented, and a decrease in the exhaust gas temperature due to this wraparound is surely avoided.

一方、機関の暖機が進行して、機関温度ないしは排気温度が十分に高くなったら、流路切換弁4が開放される。これにより、各気筒1から吐出された排気は、主に、上流側メイン通路2から下流側メイン通路3を通り、メイン触媒コンバータ8を通過する。このときバイパス流路側は特に遮断されていないが、バイパス流路側の方がメイン流路側よりも通路断面積が小さく、かつバイパス触媒コンバータ18が介在しているので、両者の通気抵抗の差により、排気流の大部分はメイン流路側を通り、バイパス流路側には殆ど流れない。従って、バイパス触媒コンバータ18の熱劣化は十分に抑制される。またバイパス流路側が完全に遮断されないことから、排気流量が大となる高速高負荷時には、排気流の一部がバイパス流路側を流れることで、背圧による充填効率低下を回避することができる。   On the other hand, when the engine warm-up proceeds and the engine temperature or the exhaust temperature becomes sufficiently high, the flow path switching valve 4 is opened. Thereby, the exhaust discharged from each cylinder 1 mainly passes through the main catalytic converter 8 through the upstream main passage 2 and the downstream main passage 3. At this time, the bypass flow path side is not particularly blocked, but the bypass flow path side has a smaller passage cross-sectional area than the main flow path side, and the bypass catalytic converter 18 is interposed. Most of the exhaust flow passes through the main flow path side and hardly flows into the bypass flow path side. Therefore, the thermal deterioration of the bypass catalytic converter 18 is sufficiently suppressed. In addition, since the bypass flow path side is not completely cut off, a part of the exhaust flow flows through the bypass flow path side at a high speed and high load where the exhaust flow rate becomes large, so that a reduction in charging efficiency due to back pressure can be avoided.

次に、本発明の要部である流路切換弁4の構成を図2〜図6を用いて説明する。なお、この例は、前述した直列4気筒内燃機関における周知の「4−2−1」の形で排気系を集合させるように、一対の下流側メイン通路3を備えたものであり、これらの一対の下流側メイン通路3がさらに下流側で1本の通路に合流する。   Next, the structure of the flow-path switching valve 4 which is the principal part of this invention is demonstrated using FIGS. This example is provided with a pair of downstream main passages 3 so as to collect the exhaust system in the form of the well-known “4-2-1” in the in-line four-cylinder internal combustion engine described above. The pair of downstream main passages 3 merge into one passage further downstream.

この実施例では、4気筒分の流路切換弁4が一つのバルブユニットとして一体化されている。この流路切換弁4は、鋳造により一体的に形成されるバルブハウジング21を主体としている。このバルブハウジング21には、各気筒に対応した4つのバルブポート22が、2列に並んで、つまり正方形の頂点となる位置に、それぞれ開口形成されており、これらのバルブポート22を弁体26がそれぞれ上流側から開閉している。上記バルブポート22の途中には、弁体26の外周縁が接するシール面25が機械加工されている。このシール面25は、上流側から下流側へ向けて徐々に縮径する傾斜面・テーパ面をなしている。各バルブポート22のシール面25よりも上流側のポート上流部23は、メイン通路3の下流側端部を構成しており、このポート上流部23の側壁には、開位置にあるときの弁体26を収容するための凹部24が形成されている。また、バルブポート22には、シール面25の縮径された下端から下流側へ直線状に延びる管状のポート下流部29が設けられている。   In this embodiment, the flow path switching valves 4 for four cylinders are integrated as one valve unit. The flow path switching valve 4 is mainly composed of a valve housing 21 formed integrally by casting. The valve housing 21 is formed with four valve ports 22 corresponding to the respective cylinders in two rows, that is, at the positions where the square apexes are formed, and these valve ports 22 are formed as valve bodies 26. Open and close from the upstream side. In the middle of the valve port 22, a sealing surface 25 that is in contact with the outer peripheral edge of the valve body 26 is machined. The sealing surface 25 has an inclined surface / tapered surface that gradually decreases in diameter from the upstream side toward the downstream side. A port upstream portion 23 on the upstream side of the seal surface 25 of each valve port 22 constitutes a downstream end portion of the main passage 3, and a valve at the open position is provided on the side wall of the port upstream portion 23. A recess 24 for accommodating the body 26 is formed. Further, the valve port 22 is provided with a tubular port downstream portion 29 that linearly extends from the lower end of the sealing surface 25 whose diameter is reduced to the downstream side.

弁体26は、回転軸27とともに揺動するアーム28の先端に取り付けられており、その外周縁は、上記シール面25に対応したテーパ形状をなしている。回転軸27は、図4にも示すように、2つの気筒に共通なものであり、1つの回転軸27に2つの弁体26が取り付けられている。従って、流路切換弁4全体としては、2本の回転軸27を備えている。この2本の回転軸27は、適宜なリンク機構27A(図2,図3参照)等の連動機構を介してアクチュエータにより駆動されて、同時に対称的に開閉動作する。つまり、4つの弁体26が一斉に開閉する。図5にも示すように、回転軸27を回転自在に支持するために、各々の回転軸27に対し、バルブハウジング21には計3箇所に軸受部31,32,33が一体に形成されている。   The valve body 26 is attached to the tip of an arm 28 that swings together with the rotary shaft 27, and the outer peripheral edge thereof has a tapered shape corresponding to the seal surface 25. As shown in FIG. 4, the rotating shaft 27 is common to two cylinders, and two valve bodies 26 are attached to one rotating shaft 27. Therefore, the flow path switching valve 4 as a whole is provided with two rotating shafts 27. The two rotary shafts 27 are driven by an actuator via an interlocking mechanism such as an appropriate link mechanism 27A (see FIGS. 2 and 3) and simultaneously open and close symmetrically. That is, the four valve bodies 26 open and close all at once. As shown in FIG. 5, in order to rotatably support the rotary shaft 27, bearing portions 31, 32, and 33 are integrally formed in the valve housing 21 at a total of three locations with respect to each rotary shaft 27. Yes.

4つのバルブポート22は、互いに集合・近接しつつ互いに平行に並設されており、バルブポート22の周囲の隔壁部35が、4つのバルブポート22に囲われた中央厚肉部36において略十字形に連続・交差している。従って、隔壁部35の中で、中央厚肉部36が部分的に厚肉化している。そこで本実施例では、バルブポート22の周囲の隔壁部35の肉厚Dを周方向で均一化するように、中央厚肉部36に、シール面25を横切るようにバルブポート22のポート長手方向に延びる中央孔37が形成されている。この中央孔37は、鋳造時に容易に形成できるように、バルブハウジング21のポート長手方向に直線状に貫通形成されており、かつ、その断面形状が略円形状に設定されている。更に、バルブポート22の周囲の隔壁部35の肉厚Dを周方向で均一化するように、バルブハウジング21には適宜な凹部55などが形成されている。   The four valve ports 22 are juxtaposed in parallel with each other while being gathered / closed to each other, and the partition wall portion 35 around the valve port 22 is substantially tented at a central thick portion 36 surrounded by the four valve ports 22. It is continuous and intersects with a letter shape. Therefore, the central thick portion 36 is partially thickened in the partition wall portion 35. Therefore, in the present embodiment, the longitudinal direction of the port of the valve port 22 extends across the central thick portion 36 so as to cross the seal surface 25 so that the thickness D of the partition wall portion 35 around the valve port 22 is made uniform in the circumferential direction. A central hole 37 is formed extending to the center. The central hole 37 is formed in a straight line in the longitudinal direction of the port of the valve housing 21 so that it can be easily formed during casting, and the cross-sectional shape thereof is set to be substantially circular. Furthermore, an appropriate recess 55 is formed in the valve housing 21 so that the wall thickness D of the partition wall 35 around the valve port 22 is made uniform in the circumferential direction.

バルブハウジング21には、径方向に張り出した所定厚さの上流側フランジ43が一体的に鋳造され、この上流側フランジ43が排気マニホールド39の取付フランジ41にボルト42により固定されている。この上流側フランジ43に、中央孔37の上流側端部が開口している。また、排気マニホールド39には、メイン上流側通路2の一部が内部に形成された4本の排気ブランチ40が一体的に形成されており、これらの排気ブランチ40の一端が取付フランジ41に開口している。なお、この実施例では、シール性などを考慮して、図4に示すように中央孔37を排気マニホールド39の取付フランジ41で閉塞している。しかしながら、排気マニホールド39の取付フランジ41に、上記の中央孔37に連なる貫通孔44(図4の破線参照)を形成しても良く、この場合、中央孔37が上下ともに開放する形となり、中央厚肉部36の冷却効果をより一層高めることができる。   An upstream flange 43 having a predetermined thickness projecting in the radial direction is integrally cast on the valve housing 21, and the upstream flange 43 is fixed to a mounting flange 41 of the exhaust manifold 39 with bolts 42. The upstream end of the central hole 37 is opened in the upstream flange 43. Also, the exhaust manifold 39 is integrally formed with four exhaust branches 40 in which a part of the main upstream passage 2 is formed, and one end of these exhaust branches 40 is opened to the mounting flange 41. is doing. In this embodiment, the central hole 37 is closed by the mounting flange 41 of the exhaust manifold 39 as shown in FIG. However, a through hole 44 (see the broken line in FIG. 4) connected to the center hole 37 may be formed in the mounting flange 41 of the exhaust manifold 39. In this case, the center hole 37 is open both vertically and centrally. The cooling effect of the thick portion 36 can be further enhanced.

また、バルブハウジング21には、上述した複数のポート下流部29が合流する下流側メイン通路3の一部が形成された通路合流部45が一体的に鋳造されている。図4や図6に示すように、中央孔37は、その下端が通路合流部45の上面45aに臨む形で、複数の管状のポート下流部29の間の空間部46に開放している。この通路合流部45には、下流側メイン通路3の一部が形成されたブラケット47のフランジ部48にボルト49で固定される下流側フランジ部50が設けられている。このブラケット47には、配管の短縮化・簡素化を図るために、合流点15において下流側メイン通路3と合流する下流側バイパス通路16が一体的に鋳造されるとともに、バイパス触媒コンバータ18が取り付けられている。   The valve housing 21 is integrally cast with a passage joining portion 45 in which a part of the downstream main passage 3 where the plurality of port downstream portions 29 join together is formed. As shown in FIGS. 4 and 6, the center hole 37 is open to the space 46 between the plurality of tubular port downstream portions 29 such that the lower end thereof faces the upper surface 45 a of the passage merging portion 45. The passage joining portion 45 is provided with a downstream flange portion 50 fixed by a bolt 49 to a flange portion 48 of a bracket 47 in which a part of the downstream main passage 3 is formed. In order to shorten and simplify the piping, the bracket 47 is integrally cast with the downstream bypass passage 16 that joins the downstream main passage 3 at the junction 15 and is attached with the bypass catalytic converter 18. It has been.

図7は、中央厚肉部36に中央孔37を形成した本実施例と、このような中央孔を形成していない比較例と、のシール面25の周囲の肉厚を示している。同図に示すように、中央孔のない比較例では、中央厚肉部36の部分(d)で肉厚が局所的に大きくなっているのに対し、中央孔37を形成した本実施例では、中央厚肉部36の部分(d)の肉厚が他の部分と同程度にまで薄肉化されており、シール面25の周囲の肉厚がほぼ均一化されている。   FIG. 7 shows the thickness of the periphery of the sealing surface 25 of the present embodiment in which the central hole 37 is formed in the central thick portion 36 and the comparative example in which such a central hole is not formed. As shown in the figure, in the comparative example without the central hole, the thickness is locally increased at the portion (d) of the central thick portion 36, whereas in the present embodiment in which the central hole 37 is formed, The thickness of the portion (d) of the central thick portion 36 is reduced to the same level as the other portions, and the thickness around the seal surface 25 is made substantially uniform.

図8を参照して、排気マニホールド39の取付フランジ41と、バルブポート22が開口する上流側フランジ43と、のフランジ合わせ面部のシール構造について説明する。図8(A)に示すように、このフランジ合わせ面部でのシール性が不十分で、気筒毎に設けられる複数のバルブポート(上流側メイン通路)22間での連通・ガス流れを生じると、触媒までの実距離が長くなり、触媒昇温性能が低下する。そこで、このフランジ合わせ面部のシール性を高めるために、図8(B)や(C)の例では、このフランジ合わせ面部の形状を、互いに嵌合する凸部51と凹部52とを有するカギ型構造としている。また、図8(D)に示す例では、フランジ41,43の一方に形成された溝53にガスケット54を入れておき、このガスケット54を押し潰すように両フランジ41,43をボルト等により締結、あるいは接合している。   With reference to FIG. 8, the seal structure of the flange mating surface portion of the mounting flange 41 of the exhaust manifold 39 and the upstream flange 43 where the valve port 22 opens will be described. As shown in FIG. 8A, when the sealing performance at the flange mating surface portion is insufficient and communication / gas flow occurs between a plurality of valve ports (upstream main passages) 22 provided for each cylinder, The actual distance to the catalyst becomes longer, and the catalyst temperature rise performance decreases. Therefore, in order to improve the sealing performance of the flange mating surface portion, in the example of FIGS. 8B and 8C, the shape of the flange mating surface portion is a key type having a convex portion 51 and a concave portion 52 that are fitted to each other. It has a structure. In the example shown in FIG. 8D, a gasket 54 is put in a groove 53 formed in one of the flanges 41 and 43, and both the flanges 41 and 43 are fastened with bolts or the like so as to crush the gasket 54. Or joined.

以上のような本実施例の特徴的な構成及びその作用効果について、以下に列記する。   The characteristic configuration of the present embodiment as described above and the operation and effects thereof are listed below.

(1)この排気装置は、各#1〜#4気筒にそれぞれ接続された気筒毎の上流側メイン通路2と、複数の気筒の上流側メイン通路2が合流してなる下流側メイン通路3と、この下流側メイン通路3もしくはこれよりも下流の流路に介装されたメイン触媒コンバータ8と、上流側メイン通路2から分岐するとともにバイパス触媒コンバータ18が介装されたバイパス通路11,14,16と、各気筒から排出された排気がバイパス通路11,14,16へ流れるように、上流側メイン通路2を下流側端部において開閉するとともに、閉時に各上流側メイン通路2相互の連通を遮断する流路切換弁4と、を備え、流路切換弁4は、各気筒の上流側メイン通路2の端部が接続される気筒毎のバルブポート22が開口形成されたバルブハウジング21と、バルブポート22を囲むシール面25に着座する弁体26と、を備える。   (1) This exhaust system includes an upstream main passage 2 for each cylinder connected to each of the # 1 to # 4 cylinders, and a downstream main passage 3 formed by joining the upstream main passages 2 of a plurality of cylinders. A main catalytic converter 8 interposed in the downstream main passage 3 or a downstream flow passage, and bypass passages 11, 14, branched from the upstream main passage 2 and provided with a bypass catalytic converter 18. 16 and the upstream main passage 2 is opened and closed at the downstream end so that the exhaust discharged from each cylinder flows to the bypass passages 11, 14, and 16, and the upstream main passages 2 communicate with each other when closed. A flow path switching valve 4 that shuts off, and the flow path switching valve 4 has a valve housing 21 in which a valve port 22 for each cylinder to which an end of the upstream main passage 2 of each cylinder is connected is formed. Includes a valve body 26 seated on the seal surface 25 surrounding the valve port 22, a.

このような排気装置においては、バイパス通路の少なくとも上流側部分11は、気筒数と同じ数の通路となっており、メイン流路つまり上流側メイン通路2の合流点13よりも上流側の位置において、該上流側メイン通路2からそれぞれ分岐する。従って、メイン流路2の合流点の位置に制約されずに、バイパス触媒コンバータ18をより上流側に配置することが可能となる。また、バイパス流路側へ分岐する点が各気筒に近い位置となるので、冷間始動直後などに、メイン流路の熱容量による冷却作用を比較的受けずにバイパス流路側に排気が流入する。すなわち、冷間始動直後などには、上記流路切換弁4が閉じ、上流側メイン通路2と下流側メイン通路3との間を遮断する。これにより、各気筒から吐出される排気は、バイパス触媒コンバータ18を備えたバイパス通路11,14,16側を流れる。そして、同時に、流路切換弁4は、複数の上流側メイン通路2のバルブポート22を個々に閉塞するので、各気筒の上流側メイン通路2の相互の連通が遮断される。流路切換弁4を閉状態としたときに各上流側メイン通路2が互いに連通していると、各気筒で順次排気行程が到来することから、一つの気筒の上流側メイン通路から他の気筒の上流側メイン通路へと排気が回り込む現象が生じる。そのため、外部へ熱が逃げやすくなり、バイパス触媒コンバータの温度上昇が阻害される。流路切換弁4の閉時に各上流側メイン通路2が互いに非連通状態となるようにすることで、この回り込みの現象を回避できる。   In such an exhaust device, at least the upstream portion 11 of the bypass passage is the same number of passages as the number of cylinders, and at a position upstream of the main flow path, that is, the junction 13 of the upstream main path 2. , Branch from the upstream main passage 2. Therefore, the bypass catalytic converter 18 can be arranged on the upstream side without being restricted by the position of the junction of the main flow path 2. Further, since the point branching to the bypass flow path side is a position close to each cylinder, the exhaust flows into the bypass flow path side relatively without being cooled by the heat capacity of the main flow path immediately after cold start. That is, immediately after the cold start or the like, the flow path switching valve 4 is closed, and the upstream main passage 2 and the downstream main passage 3 are shut off. As a result, the exhaust discharged from each cylinder flows through the bypass passages 11, 14, and 16 provided with the bypass catalytic converter 18. At the same time, since the flow path switching valve 4 individually closes the valve ports 22 of the plurality of upstream main passages 2, the mutual communication of the upstream main passages 2 of each cylinder is blocked. If the upstream main passages 2 are in communication with each other when the flow path switching valve 4 is in the closed state, exhaust strokes sequentially arrive at each cylinder, and therefore, from the upstream main passage of one cylinder to another cylinder A phenomenon occurs in which the exhaust gas flows into the upstream main passage. Therefore, heat easily escapes to the outside, and the temperature rise of the bypass catalytic converter is hindered. By causing the upstream main passages 2 to be out of communication with each other when the flow path switching valve 4 is closed, this wraparound phenomenon can be avoided.

そして、バルブハウジング21には、気筒毎の複数のバルブポート22が鋳造などにより一体的に形成されている。そして、各バルブポート22の周囲の肉厚Dを周方向で均一化するように、互いに集合・近接する少なくとも3つのバルブポート22に囲まれた中央厚肉部36に、シール面25を横切るようにバルブポート22のポート長手方向に延びる中央孔37が形成されている。   In the valve housing 21, a plurality of valve ports 22 for each cylinder are integrally formed by casting or the like. Then, the central thick portion 36 surrounded by at least three valve ports 22 that are gathered and close to each other so as to cross the seal surface 25 so as to make the thickness D around each valve port 22 uniform in the circumferential direction. A central hole 37 extending in the longitudinal direction of the port of the valve port 22 is formed.

このように、バルブハウジング21に複数のバルブポート22を鋳造などにより一体的に形成することで、上述した従来例のように別体の金属管を溶接により固定するものに比して、部品点数や製造工数を大幅に削減することができる。そして、少なくとも3つのバルブポート22が集合する中央厚肉部36に、ポート長手方向に延びる中央孔37をシール面25を横切るように形成しているために、図7にも示すように、バルブポート22、特にそのシール面25での周方向の肉厚を均一化しつつ、中央厚肉部36の冷却効果を高め、シール面25の周方向での熱歪みによるシール性低下を回避することができる。   In this way, by forming the plurality of valve ports 22 integrally in the valve housing 21 by casting or the like, the number of parts can be reduced compared to the case where a separate metal pipe is fixed by welding as in the above-described conventional example. And manufacturing man-hours can be greatly reduced. Since a central hole 37 extending in the longitudinal direction of the port is formed so as to cross the seal surface 25 in the central thick portion 36 where at least three valve ports 22 are gathered, as shown in FIG. It is possible to improve the cooling effect of the central thick portion 36 while making the circumferential thickness of the port 22, particularly the sealing surface 25 uniform, to avoid the deterioration of the sealing performance due to the thermal strain in the circumferential direction of the sealing surface 25. it can.

(2)4気筒(以上)の多気筒型内燃機関においては、典型的には図3や図4に示すように、バルブハウジング21に4つの気筒に対応した4つ(以上)のバルブポート22が2列に並んで設けられ、バルブポート22の周囲の隔壁部35がバルブハウジング21の中央厚肉部36において略十字形に連続・交差する。このために、2つの隔壁部が十字状に連続・交差する中央厚肉部36が不可避的に厚肉化するとともに、高温の排気ガスにより高温となり易く、上述した中央孔37によるシール性能や冷却性能の向上効果が顕著に得られる。   (2) In a four-cylinder (or more) multi-cylinder internal combustion engine, typically, as shown in FIGS. 3 and 4, the valve housing 21 has four (or more) valve ports 22 corresponding to four cylinders. Are arranged in two rows, and the partition wall portion 35 around the valve port 22 continues and intersects in a substantially cross shape at the central thick portion 36 of the valve housing 21. For this reason, the central thick part 36 in which the two partition walls continue and intersect in a cross shape is inevitably thickened, and is easily heated to a high temperature by the exhaust gas. The performance improvement effect is remarkably obtained.

(3)弁体26は、バルブハウジング21に支持された回転軸27を中心に揺動動作するように構成され、閉弁時に上流側からの排気ガスの圧力により不用意に開弁することのないように、バルブポート22を上流側から開閉するものとなっている。   (3) The valve body 26 is configured to swing around the rotary shaft 27 supported by the valve housing 21. When the valve is closed, the valve body 26 may be inadvertently opened by the pressure of the exhaust gas from the upstream side. In order to prevent this, the valve port 22 is opened and closed from the upstream side.

(4)また、複数のバルブポート22が並んで設けられ、それぞれを開閉する複数の弁体26が共通の回転軸27に取り付けられている。このように、回転軸27を共用することで構成の簡素化が図られている。   (4) A plurality of valve ports 22 are provided side by side, and a plurality of valve bodies 26 that open and close each are attached to a common rotating shaft 27. Thus, the simplification of the configuration is achieved by sharing the rotating shaft 27.

(5)中央孔37は、バルブハウジング21の鋳造時に容易に形成できるように、バルブハウジング21のポート長手方向に直線状に貫通形成された簡素な形状となっている。   (5) The central hole 37 has a simple shape that is linearly penetrated in the longitudinal direction of the port of the valve housing 21 so that it can be easily formed when the valve housing 21 is cast.

(6)図4にも示すように、シール面25は、上流側から下流側へ徐々に縮径するテーパ面をなしている。このため、仮にシール面25よりも下流側のポート下流部がポート上流部23と同程度の大きさ(径方向寸法)に設定され、シール面25の部分が内側へ張り出した突起形状となっていると、排気のスムースな流れが阻害されるとともに、シール面25の周囲の熱容量が少なくなり、高温となり易く、シール面25の熱歪みを招き易い。   (6) As shown in FIG. 4, the sealing surface 25 has a tapered surface that gradually decreases in diameter from the upstream side to the downstream side. For this reason, the downstream portion of the port downstream of the seal surface 25 is set to a size (diameter direction dimension) comparable to that of the port upstream portion 23, and the portion of the seal surface 25 protrudes inward. If so, the smooth flow of the exhaust is hindered, the heat capacity around the seal surface 25 is reduced, the temperature tends to be high, and the heat distortion of the seal surface 25 is likely to occur.

そこで、バルブポート22に、シール面25の縮径された下端から下流側へ直線状に延びる管状のポート下流部29を設けている。つまり、シール面25の周囲が部分的に内側へ張り出すような突起形状となることを無くし、シール面25による縮径分、ポート下流部29をポート上流部23も細い直線状の形状としている。このために、上述した突起形状のものに比して、排気の流れがスムースなものとなり、かつ、シール面25の周囲が厚肉化することとなり、熱容量が大きくなって、シール面25の周囲の歪みを更に抑制することができる。   Therefore, the valve port 22 is provided with a tubular port downstream portion 29 that linearly extends from the lower end of the sealing surface 25 whose diameter is reduced to the downstream side. In other words, the protruding portion in which the periphery of the sealing surface 25 partially protrudes inward is eliminated, and the port downstream portion 29 is also formed into a thin linear shape corresponding to the reduced diameter due to the sealing surface 25. . For this reason, the flow of exhaust gas is smoother than that of the above-mentioned projection shape, and the periphery of the seal surface 25 is thickened, the heat capacity is increased, and the periphery of the seal surface 25 is increased. Can be further suppressed.

(7)また、バルブハウジング21には、排気マニホールド39に固定される上流側フランジ43が一体的に鋳造されており、中央孔37は、その上流側端部が上流側フランジ43に開口し、その下流側端部が複数のポート下流部29の間の空間部46(図4参照)に開放している。このため、中央厚肉部36の冷却効果をより一層高めることができる。   (7) The valve housing 21 is integrally cast with an upstream flange 43 fixed to the exhaust manifold 39. The central hole 37 has an upstream end opened to the upstream flange 43, The downstream end is open to the space 46 (see FIG. 4) between the plurality of downstream ports 29. For this reason, the cooling effect of the central thick part 36 can be further enhanced.

(8)部品点数の削減化や配管構造の簡素化などの目的で、バルブハウジング21には、複数のポート下流部29が合流する下流側メイン通路3の一部が形成された通路合流部45が一体的に鋳造されている。   (8) For the purpose of reducing the number of parts and simplifying the piping structure, the passage merging portion 45 in which a part of the downstream main passage 3 into which the plurality of port downstream portions 29 merge is formed in the valve housing 21. Is integrally cast.

以上のように本発明を具体的な実施例に基づいて説明してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変形・変更を含むものである。例えば、上記実施例では4気筒の内燃機関を例に挙げて説明してきたが、これに限らず、3気筒以上の多気筒内燃機関に本発明を適用することもできる。また、上記の実施例においては、中央孔37を製造の容易な断面略円形のものとしているが、肉厚を更に均一化するように、近接するバルブポートの形状に応じた略矩形状などの異なる断面形状としても良い。   As described above, the present invention has been described based on the specific embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications and changes without departing from the spirit of the present invention. . For example, in the above-described embodiment, the description has been given by taking a four-cylinder internal combustion engine as an example. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to a multi-cylinder internal combustion engine having three or more cylinders. In the above embodiment, the central hole 37 has a substantially circular cross-section that is easy to manufacture. However, in order to make the wall thickness more uniform, the central hole 37 has a substantially rectangular shape corresponding to the shape of the adjacent valve port. It is good also as a different cross-sectional shape.

本発明に係る排気装置の一実施例を示す構成説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Structure explanatory drawing which shows one Example of the exhaust apparatus which concerns on this invention. 本実施例の流路切換弁を示す組立斜視図。The assembly perspective view which shows the flow-path switching valve of a present Example. 上記流路切換弁の分解斜視図。The disassembled perspective view of the said flow-path switching valve. 上記流路切換弁の断面図。Sectional drawing of the said flow-path switching valve. 図4のA−A線に沿う断面図。Sectional drawing in alignment with the AA of FIG. 図4のB−B線に沿う断面図。Sectional drawing which follows the BB line of FIG. シール面の周囲の肉厚を示す説明図。Explanatory drawing which shows the thickness of the circumference | surroundings of a sealing surface. 排気マニホールドとバルブハウジングとのフランジ合わせ面部のシール構造を示す説明図。Explanatory drawing which shows the seal structure of the flange joint surface part of an exhaust manifold and a valve housing.

符号の説明Explanation of symbols

2…上流側メイン通路
3…下流側メイン通路
4…流路切換弁
8…メイン触媒コンバータ
11…上流側バイパス通路
16…下流側バイパス通路
18…バイパス触媒コンバータ
21…バルブハウジング
22…バルブポート
25…シール面
26…弁体
35…隔壁部
36…中央厚肉部
37…中央孔
2 ... Upstream main passage 3 ... Downstream main passage 4 ... Flow path switching valve 8 ... Main catalytic converter 11 ... Upstream bypass passage 16 ... Downstream bypass passage 18 ... Bypass catalytic converter 21 ... Valve housing 22 ... Valve port 25 ... Seal surface 26 ... Valve element 35 ... Partition part 36 ... Central thick part 37 ... Central hole

Claims (9)

各気筒にそれぞれ接続された気筒毎の上流側メイン通路と、
複数の気筒の上流側メイン通路が合流してなる下流側メイン通路と、
上記上流側メイン通路を下流側端部において開閉するとともに、閉時に各上流側メイン通路相互の連通を遮断する流路切換弁と、を備え、
上記流路切換弁は、各気筒の上流側メイン通路の端部が接続される気筒毎のバルブポートが一体的に形成されたバルブハウジングと、上記バルブポートを囲むシール面に着座する弁体と、を備え、
各バルブポートの周囲の肉厚を周方向で均一化するように、上記バルブハウジングには、互いに集合する少なくとも3つのバルブポートに囲まれた中央厚肉部に、上記シール面を横切るように上記バルブポートのポート長手方向に延びる中央孔が形成されていることを特徴とする内燃機関の排気装置。
An upstream main passage for each cylinder connected to each cylinder;
A downstream main passage formed by joining upstream main passages of a plurality of cylinders;
A flow path switching valve that opens and closes the upstream main passage at the downstream end and shuts off communication between the upstream main passages when closed, and
The flow path switching valve includes a valve housing integrally formed with a valve port for each cylinder to which an end of an upstream main passage of each cylinder is connected, and a valve body seated on a seal surface surrounding the valve port; With
In order to make the wall thickness around each valve port uniform in the circumferential direction, the valve housing has a central thick wall portion surrounded by at least three valve ports that gather together so as to cross the sealing surface. An exhaust device for an internal combustion engine, wherein a central hole extending in a longitudinal direction of the valve port is formed.
上記バルブハウジングには、4つの気筒に対応した4つのバルブポートが2列に並んで設けられ、
上記バルブポートの周囲の隔壁部が上記バルブハウジングの中央厚肉部において略十字形に交差していることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排気装置。
The valve housing is provided with four valve ports corresponding to four cylinders arranged in two rows,
2. An exhaust system for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the partition wall around the valve port intersects in a substantially cross shape at the central thick part of the valve housing.
上記弁体は、上記バルブハウジングに支持された回転軸を中心に揺動動作するように構成され、上記バルブポートを上流側から開閉することを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の排気装置。   3. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the valve body is configured to swing around a rotation shaft supported by the valve housing, and opens and closes the valve port from the upstream side. Exhaust system. 複数のバルブポートが並んで設けられ、それぞれを開閉する複数の弁体が共通の回転軸に取り付けられていることを特徴とする請求項3に記載の内燃機関の排気装置。   The exhaust device for an internal combustion engine according to claim 3, wherein a plurality of valve ports are provided side by side, and a plurality of valve bodies for opening and closing each of the valve ports are attached to a common rotating shaft. 上記中央孔は、上記バルブハウジングのポート長手方向に直線状に貫通形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の内燃機関の排気装置。   The exhaust device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the central hole is formed in a straight line in the longitudinal direction of the port of the valve housing. 上記シール面が、上流側から下流側へ徐々に縮径するテーパ面をなし、
上記バルブポートが、上記シール面の縮径された下端から下流側へ直線状に延びる管状のポート下流部を有することを特徴とする請求項5に記載の内燃機関の排気装置。
The sealing surface has a tapered surface that gradually decreases in diameter from the upstream side to the downstream side,
6. The exhaust system for an internal combustion engine according to claim 5, wherein the valve port has a tubular port downstream portion extending linearly from the lower end of the sealing surface having a reduced diameter toward the downstream side.
上記バルブハウジングには、排気マニホールドに固定される上流側フランジが一体的に鋳造されており、
上記中央孔は、その上流側端部が上記上流側フランジに開口し、その下流側端部が上記複数のポート下流部の間の空間部に開放していることを特徴とする請求項6に記載の内燃機関の排気装置。
The valve housing is integrally casted with an upstream flange fixed to the exhaust manifold,
The center hole has an upstream end opened to the upstream flange, and a downstream end opened to a space between the plurality of downstream ports. An exhaust system for an internal combustion engine as described.
上記バルブハウジングには、複数のポート下流部が合流する下流側メイン通路の一部が形成された通路合流部が一体的に鋳造されていることを特徴とする請求項6又は7に記載の内燃機関の排気装置。     8. The internal combustion engine according to claim 6, wherein the valve housing is integrally cast with a passage merging portion in which a part of a downstream main passage where a plurality of downstream portions of the ports merge is formed. Engine exhaust system. 上記下流側メイン通路もしくはこれよりも下流の流路に介装されたメイン触媒コンバータと、
上記上流側メイン通路から分岐するとともにバイパス触媒コンバータが介装されたバイパス通路と、を有し、
上記流路切換弁は、各気筒から排出された排気が上記バイパス通路へ流れるように、上記上流側メイン通路を下流側端部において開閉するものであることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の内燃機関の排気装置。
A main catalytic converter interposed in the downstream main passage or a passage downstream thereof; and
A bypass passage branched from the upstream main passage and having a bypass catalytic converter interposed therebetween,
9. The flow path switching valve according to claim 1, wherein the flow path switching valve opens and closes the upstream main passage at a downstream end so that exhaust discharged from each cylinder flows to the bypass passage. An exhaust system for an internal combustion engine according to any one of the above.
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