JP2013113224A5 - - Google Patents

Description

前記課題を解決するために、本発明は、吸気ポート、排気ポート、吸気ポートを開閉可能な吸気弁、及び排気ポートを開閉可能な排気弁がそれぞれ備えられた気筒を複数有する多気筒エンジンの排気装置であって、１つの気筒又は排気順序が連続しない複数の気筒の排気ポートに上流端が接続された複数の独立排気通路と、前記各独立排気通路の下流端に接続され、前記各独立排気通路を通過した排気が流入する混合管とを有し、前記各独立排気通路の下流端が束ねられた状態で前記混合管に接続され、前記混合管より下流の排気通路に、流路段面積が拡大した空間部を有するプリサイレンサ及びメインサイレンサが、メインサイレンサがプリサイレンサよりも下流側に位置する順番で配設され、各気筒の排気ポートにおける排気弁の着座位置から前記プリサイレンサの上流端までの距離が、エンジンの回転数が予め設定された第１の基準回転数以上でかつ第１の基準回転数よりも高い第２の基準回転数以下の中速域を少なくとも含む第１運転領域において、排気弁の開弁により生じる排気の圧力波が前記プリサイレンサに到達して反射することにより負圧波が生じ、この負圧波が、前記排気弁を開弁した自気筒の前記排気弁の開弁期間と吸気弁の開弁期間とが所定期間オーバーラップするオーバーラップ期間中に自気筒の排気ポートに到達する距離に設定されており、各気筒の排気ポートにおける排気弁の着座位置から前記メインサイレンサの上流端までの距離が、エンジンの回転数が前記第１の基準回転数未満の低速域を少なくとも含む第２運転領域において、排気弁の開弁により生じる排気の圧力波が前記メインサイレンサに到達して反射することにより負圧波が生じ、この負圧波が、前記排気弁を開弁した自気筒の前記排気弁の開弁期間と吸気弁の開弁期間とが所定期間オーバーラップするオーバーラップ期間中に自気筒の排気ポートに到達する距離に設定されており、エンジンの回転数が前記第２の基準回転数以下の低・中速域を少なくとも含む所定の運転領域において、前記各気筒の排気弁の開弁期間と吸気弁の開弁期間とが所定期間オーバーラップすると共に、排気順序が連続する気筒間において先行の気筒の前記オーバーラップ期間中に後続の気筒の排気弁が開弁するように、各気筒の吸気弁及び排気弁を駆動する弁駆動手段が設けられていることを特徴とする多気筒エンジンの排気装置である。

また、本発明によれば、プリサイレンサによって、前記中速域における体積効率の落ち込みが抑制され、メインサイレンサによって、少なくともエンジン回転数が前記第１基準回転数未満である低速域における体積効率の落ち込みが抑制される。そのため、トルクのワイドレンジ化が達成され、広い回転域に亘って走り易いトルクが確保される。

本発明では、エンジンの回転数が前記第２の基準回転数を超える高速域を少なくとも含む第３運転領域において、吸気弁の開弁により生じる吸気の負圧波の反射により生じる正圧波が前記吸気弁の閉弁直前に吸気ポートに到達するように吸気系が設定されていることが好ましい。

この構成によれば、吸気の慣性過給効果によって、少なくともエンジン回転数が前記第２基準回転数を超える高速域における体積効率の落ち込みが抑制される。そのため、トルクのより一層のワイドレンジ化が達成され、より一層広い回転域に亘って走り易いトルクが確保される。

本発明では、各気筒の排気ポートにおける排気弁の着座位置から各独立排気通路の下流端までの距離が５００ｍｍ以下に設定されていることが好ましい。

この構成によれば、各気筒から排出され、各独立排気通路を通過した排気が混合管に流入することにより混合管内に十分な負圧が発生し、前記エゼクタ効果が十分良好に発揮される。

本発明では、前記混合管より下流の排気通路に、触媒本体を収容する触媒装置のケーシングが配設され、前記ケーシングより下流の排気通路に、前記プリサイレンサが配設され、前記プリサイレンサの内部空間部の容積をＡとし、前記ケーシングの内部空間部の容積をＢとしたときに、Ａ＞Ｂに設定されていることが好ましい。

（４）本実施形態の作用
本実施形態では、吸気ポート１７、排気ポート１８、吸気ポート１７を開閉可能な吸気弁１９、及び排気ポート１８を開閉可能な排気弁２０がそれぞれ備えられた気筒１２を複数有する多気筒エンジンの排気装置１００が提供される。前記排気装置１００は、１つの気筒１２又は排気順序が連続しない複数の気筒１２の排気ポート１８に上流端が接続された複数の独立排気通路５２と、前記各独立排気通路５２の下流端に接続され、前記各独立排気通路５２を通過した排気が流入する混合管５０とを有している。前記各独立排気通路５２の下流端が束ねられた状態で前記混合管５０に接続されている。所定の運転領域（低速域（ｉｉ）及び中速域（ｉ））において、前記各気筒１２の排気弁２０の開弁期間と吸気弁１９の開弁期間とが所定期間オーバーラップすると共に、排気順序が連続する気筒１２，１２間において先行の気筒１２の前記オーバーラップ期間Ｔ＿Ｏ／Ｌ中に後続の気筒１２の排気弁２０が開弁するように、各気筒１２の吸気弁１９及び排気弁２０を駆動する弁駆動手段３０，４０が設けられている。前記混合管５０より下流の排気通路に、流路段面積が拡大した空間部を有するプリサイレンサ８及びメインサイレンサ１０が、メインサイレンサ１０がプリサイレンサ８よりも下流側に位置する順番で配設され、各気筒１２の排気ポート１８における排気弁２０の着座位置から前記プリサイレンサ８の上流端までの距離が、エンジンの回転数が予め設定された第１の基準回転数Ｎｅ１以上でかつ第１の基準回転数Ｎｅ１よりも高い予め設定された第２の基準回転数Ｎｅ２以下の中速域（ｉ）において、排気弁２０の開弁により生じる排気の圧力波が前記プリサイレンサ８に到達して反射することにより負圧波（ア）が生じ、この負圧波（ア）が、前記排気弁２０を開弁した自気筒１２の前記排気弁２０の開弁期間と吸気弁１９の開弁期間とが所定期間オーバーラップするオーバーラップ期間Ｔ＿Ｏ／Ｌ中に自気筒１２の排気ポート１８に到達する距離Ｌ２に設定されている。各気筒１２の排気ポート１８における排気弁２０の着座位置から前記メインサイレンサ１０の上流端までの距離が、エンジンの回転数が前記第１の基準回転数Ｎｅ１未満の第２運転領域（低速域（ｉｉ））において、排気弁２０の開弁により生じる排気の圧力波が前記メインサイレンサ１０に到達して反射することにより負圧波（カ）が生じ、この負圧波（カ）が、前記排気弁２０を開弁した自気筒１２の前記排気弁２０の開弁期間と吸気弁１９の開弁期間とが所定期間オーバーラップするオーバーラップ期間Ｔ＿Ｏ／Ｌ中に自気筒１２の排気ポート１８に到達する距離Ｌ３に設定されている。

また、本実施形態によれば、プリサイレンサ８によって、前記中速域（ｉ）における体積効率の落ち込みが抑制されると共に、メインサイレンサ１０によって、少なくともエンジン回転数が前記第１基準回転数Ｎｅ１未満である低速域（ｉｉ）における体積効率の落ち込みが抑制される。そのため、トルクのワイドレンジ化が達成され、広い回転域に亘って走り易いトルクが確保される。

本実施形態では、エンジンの回転数が前記第２の基準回転数Ｎｅ２を超える第３運転領域（高速域（ｉｉｉ））において、吸気弁１９の開弁により生じる吸気の負圧波の反射により生じる正圧波が前記吸気弁１９の閉弁直前に吸気ポート１７に到達するように吸気系が設定されている。

これにより、吸気の慣性過給効果によって、少なくともエンジン回転数が前記第２基準回転数Ｎｅ２を超える高速域（ｉｉｉ）における体積効率の落ち込みが抑制される。そのため、トルクのより一層のワイドレンジ化が達成され、より一層広い回転域に亘って走り易いトルクが確保される。

本実施形態では、各気筒１２の排気ポート１８における排気弁２０の着座位置から各独立排気通路５２の下流端までの距離Ｌ１が５００ｍｍ以下に設定されている。

これにより、例えば低速域（ｉｉ）において、各気筒１２から排出され、各独立排気通路５２を通過した排気が混合管５０に流入することにより混合管５０内に十分な負圧が発生し、前記エゼクタ効果が十分良好に発揮される。

本実施形態では、前記混合管５０より下流の排気通路に、触媒本体を収容する触媒装置６，７のケーシングが配設され、前記ケーシングより下流の排気通路に、前記プリサイレンサ８が配設され、前記プリサイレンサ８の内部空間部の容積をＡとし、前記ケーシングの内部空間部の容積をＢとしたときに、Ａ＞Ｂに設定されている。

Claims (4)

1. 吸気ポート、排気ポート、吸気ポートを開閉可能な吸気弁、及び排気ポートを開閉可能な排気弁がそれぞれ備えられた気筒を複数有する多気筒エンジンの排気装置であって、
   １つの気筒又は排気順序が連続しない複数の気筒の排気ポートに上流端が接続された複数の独立排気通路と、前記各独立排気通路の下流端に接続され、前記各独立排気通路を通過した排気が流入する混合管とを有し、
   前記各独立排気通路の下流端が束ねられた状態で前記混合管に接続され、
   前記混合管より下流の排気通路に、流路段面積が拡大した空間部を有するプリサイレンサ及びメインサイレンサが、メインサイレンサがプリサイレンサよりも下流側に位置する順番で配設され、
   各気筒の排気ポートにおける排気弁の着座位置から前記プリサイレンサの上流端までの距離が、エンジンの回転数が予め設定された第１の基準回転数以上でかつ第１の基準回転数よりも高い第２の基準回転数以下の中速域を少なくとも含む第１運転領域において、排気弁の開弁により生じる排気の圧力波が前記プリサイレンサに到達して反射することにより負圧波が生じ、この負圧波が、前記排気弁を開弁した自気筒の前記排気弁の開弁期間と吸気弁の開弁期間とが所定期間オーバーラップするオーバーラップ期間中に自気筒の排気ポートに到達する距離に設定されており、
   各気筒の排気ポートにおける排気弁の着座位置から前記メインサイレンサの上流端までの距離が、エンジンの回転数が前記第１の基準回転数未満の低速域を少なくとも含む第２運転領域において、排気弁の開弁により生じる排気の圧力波が前記メインサイレンサに到達して反射することにより負圧波が生じ、この負圧波が、前記排気弁を開弁した自気筒の前記排気弁の開弁期間と吸気弁の開弁期間とが所定期間オーバーラップするオーバーラップ期間中に自気筒の排気ポートに到達する距離に設定されており、
   エンジンの回転数が前記第２の基準回転数以下の低・中速域を少なくとも含む所定の運転領域において、前記各気筒の排気弁の開弁期間と吸気弁の開弁期間とが所定期間オーバーラップすると共に、排気順序が連続する気筒間において先行の気筒の前記オーバーラップ期間中に後続の気筒の排気弁が開弁するように、各気筒の吸気弁及び排気弁を駆動する弁駆動手段が設けられていることを特徴とする多気筒エンジンの排気装置。
2. 請求項１に記載の多気筒エンジンの排気装置において、
   エンジンの回転数が前記第２の基準回転数を超える高速域を少なくとも含む第３運転領域において、吸気弁の開弁により生じる吸気の負圧波の反射により生じる正圧波が前記吸気弁の閉弁直前に吸気ポートに到達するように吸気系が設定されていることを特徴とする多気筒エンジンの排気装置。
3. 請求項１又は２に記載の多気筒エンジンの排気装置において、
   各気筒の排気ポートにおける排気弁の着座位置から各独立排気通路の下流端までの距離が５００ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする多気筒エンジンの排気装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の多気筒エンジンの排気装置において、
   前記混合管より下流の排気通路に、触媒本体を収容する触媒装置のケーシングが配設され、
   前記ケーシングより下流の排気通路に、前記プリサイレンサが配設され、
   前記プリサイレンサの内部空間部の容積をＡとし、前記ケーシングの内部空間部の容積をＢとしたときに、Ａ＞Ｂに設定されていることを特徴とする多気筒エンジンの排気装置。