JP2016050541A - 多気筒エンジンの排気装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】多気筒エンジンからの排気ガスの、排気浄化装置内の触媒などへの分散性を向上させるとともに、触媒などの処理担体全体における排気ガスの流速を略均一にすることで、排気ガス浄化性能の向上を図る。【解決手段】２つの集合管部３１が、その中央部に配置された直線状の断面形状の仕切板部３３を挟んで略対称の位置に配置されかつそれぞれＤ字状の断面形状に形成されている。このＤ字状の断面形状が、第１直線部３４と、それぞれ該第１直線部３４の各端部に接続されかつ互いに略平行に配置された一対の第２直線部３５と、該一対の第２直線部３５における第１直線部３４とは反対側の端部同士を接続する円弧部３６とからなる。【選択図】図４

Description

本発明は、多気筒エンジンの排気装置に関するものである。
特許文献１では、直列に配置された３つの気筒の排気系を、下流側端部において１本の流路に集合させる内燃機関の排気マニホールドにおいて、最前端に位置する気筒から内燃機関の気筒列方向に沿って後方へ延び、上記下流側端部に至る第１の排気通路と、残りの気筒からそれぞれ延び、かつそれぞれの端部が、第１の排気通路の軸方向の異なる点において、順次、第１の排気通路に合流する複数の第２の排気通路とを備える。この第２の排気通路は、機関の前方から見たときに、各気筒から、第１の排気通路の外周に巻き付くように延び、周方向においてシリンダヘッド側とは反対側の方向から第１の排気通路に合流する。第１の排気通路は、上流側のブランチ管と、該ブランチ管の下流側に順次継ぎ合わされる中間管と、上記下流側端部を含む出口管とに分割して構成されている。そして、第２の排気通路をそれぞれ構成するブランチ管の端部が、中間管もしくは出口管の入口部に、第１の排気通路のブランチ管の端部もしくは中間管の端部とともに挿入固定されている。
特許第４４２４０１７号
近年では、多気筒エンジンの排気装置において、排気ガス浄化性能の早期向上を図るべく、高温の排気ガスを排気浄化装置に導入して当該排気浄化装置内の触媒の温度を早期に上昇させるために、排気浄化装置がエンジンの比較的近くに設けられる。
しかしながら、多気筒エンジンの各排気通路からの排気ガスの、排気浄化装置内の触媒などへの分散性を向上させるとともに、触媒などの処理担体全体における排気ガスの流速を略均一にすることで、排気ガス浄化性能の向上を図る技術を確立できていないという課題がある。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、多気筒エンジンからの排気ガスの、排気浄化装置内の触媒などへの分散性を向上させるとともに、触媒などの処理担体全体における排気ガスの流速を略均一にすることで、排気ガス浄化性能の向上を図ることにある。
上記の課題を解決するため、本発明は、２つの集合管部又は２つの分岐管部における排気下流側の端部をそれぞれＤ字状の断面形状に形成し、このＤ字状の断面形状を、第１直線部と、それぞれ該第１直線部の各端部に接続されかつ互いに略平行に配置された一対の第２直線部と、該一対の第２直線部における第１直線部とは反対側の端部同士を接続する弧部とで構成したことを特徴とする。
具体的には、本発明は、複数の気筒を、複数の気筒からなる２組の気筒群に分けて、該２組の気筒群毎に当該気筒群の気筒に連通する分岐管部同士を集合させてなる２つの集合管部をテーパー部を介して排気浄化装置に接続した多気筒エンジンの排気装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。
すなわち、第１の発明は、上記２つの集合管部は、その中央部に配置された直線状の断面形状の仕切部を挟んで略対称の位置に配置されかつそれぞれＤ字状の断面形状に形成され、上記Ｄ字状の断面形状は、第１直線部と、それぞれ該第１直線部の各端部に接続されかつ互いに略平行に配置された一対の第２直線部と、該一対の第２直線部における上記第１直線部とは反対側の端部同士を接続する弧部とからなることを特徴とするものである。
これによれば、２つの集合管部が、その中央部に配置された直線状の断面形状の仕切部を挟んで略対称の位置に配置されかつそれぞれＤ字状の断面形状に形成されている。そして、このＤ字状の断面形状が、第１直線部と、それぞれ該第１直線部の各端部に接続されかつ互いに略平行に配置された一対の第２直線部と、該一対の第２直線部における第１直線部とは反対側の端部同士を接続する弧部とからなる。このため、排気ガスを各集合管部内の仕切部とは反対側に逃がすことができ、排気ガスが各集合管部内の仕切部側に集中して流通することを抑制することができる。したがって、排気ガスが排気浄化装置内の中央部に集中して流通することを抑制することができ、排気ガスの、排気浄化装置内の触媒などへの分散性を向上させるとともに、触媒などの処理担体全体における排気ガスの流速を略均一にすることができる。よって、排気ガス浄化性能の向上を図ることができる。
また、別の発明は、２つの気筒にそれぞれ連通する２つの分岐管部をテーパー部を介して排気浄化装置に接続した多気筒エンジンの排気装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。
すなわち、第２の発明は、上記２つの分岐管部における排気下流側の端部は、その中央部に配置された直線状の断面形状の仕切部を挟んで略対称の位置に配置されかつそれぞれＤ字状の断面形状に形成され、上記Ｄ字状の断面形状は、第１直線部と、それぞれ該第１直線部の各端部に接続されかつ互いに略平行に配置された一対の第２直線部と、該一対の第２直線部における上記第１直線部とは反対側の端部同士を接続する弧部とからなることを特徴とするものである。
これによれば、２つの分岐管部における排気下流側の端部が、その中央部に配置された直線状の断面形状の仕切部を挟んで略対称の位置に配置されかつそれぞれＤ字状の断面形状に形成されている。そして、このＤ字状の断面形状が、第１直線部と、それぞれ該第１直線部の各端部に接続されかつ互いに略平行に配置された一対の第２直線部と、該一対の第２直線部における第１直線部とは反対側の端部同士を接続する弧部とからなる。このため、排気ガスを各分岐管部の排気下流側の端部内の、仕切部とは反対側に逃がすことができ、排気ガスが各分岐管部の排気下流側の端部内の、仕切部側に集中して流通することを抑制することができる。したがって、排気ガスが排気浄化装置内の中央部に集中して流通することを抑制することができ、排気ガスの、排気浄化装置内の触媒などへの分散性を向上させるとともに、触媒などの処理担体全体における排気ガスの流速を略均一にすることができる。よって、排気ガス浄化性能の向上を図ることができる。
第３の発明は、上記第１の発明において、上記多気筒エンジンは、４気筒エンジンであり、上記各気筒群は、排気行程が互いに連続しない２つの気筒からなることを特徴とするものである。
これによれば、４つの気筒を、排気行程が互いに連続しない２つの気筒からなる２組の気筒群に分けて、２つの集合管部が、該２組の気筒群毎に当該気筒群の２つの気筒に連通する分岐管部同士を集合させてなるので、各気筒の高圧の排気圧力波が互いに干渉することを抑制でき、排気効率を向上させることができる。このため、燃焼室内の残留ガスを低減することができる。
第４の発明は、上記第１〜第３のいずれか１つの発明において、上記２つの集合管部又は上記２つの分岐管部における排気下流側の端部は、車両後側に向かって下側に斜めに延び、上記排気浄化装置は、車両後側に向かって下側に斜めに延びかつ上記２つの集合管部又は上記２つの分岐管部における排気下流側の端部よりも傾きが水平に近くなるように配置され、上記テーパー部の車両前側の端部には、該テーパー部の内側に凹みかつ排気センサを取り付けるためのセンサ取付部が形成された凹部が形成されていることを特徴とするものである。
これによれば、２つの集合管部又は２つの分岐管部における排気下流側の端部が、車両後側に向かって下側に斜めに延び、排気浄化装置が、車両後側に向かって下側に斜めに延びかつ２つの集合管部又は２つの分岐管部における排気下流側の端部よりも傾きが水平に近くなるように配置されているので、何ら手段を講じなければ、排気ガスが排気浄化装置内の車両前側に集中して流通する。
しかしながら、第４の発明によれば、テーパー部の車両前側の端部に、該テーパー部の内側に凹みかつ排気センサを取り付けるためのセンサ取付部が形成された凹部が形成されているので、この凹部で、テーパー部内の車両前側を流通する排気ガスが車両後側に案内される。このため、排気ガスの、排気浄化装置内の触媒などへの分散性をより一層向上させることができ、排気ガス浄化性能の向上をより一層図ることができる。
第５の発明は、上記第１〜第４のいずれか１つの発明において、上記第１直線部の長さをＡ、上記第２直線部の長さをＢ、該第１直線部と上記弧部の凸側の端部との距離をＣとすると、下記式（１）及び式（２）を満たすことを特徴とするものである。
Ａ／Ｂ＝４〜５…（１）
Ｃ／Ａ＝０．７〜０．８…（２）
これによれば、Ａ／Ｂ＝４〜５、Ｃ／Ａ＝０．７〜０．８であるので、排気ガスを各集合管部内又は各分岐管部の排気下流側の端部内の、仕切部とは反対側に適度に逃がすことができ、排気ガスが各集合管部内又は各分岐管部の排気下流側の端部内の、仕切部側に集中して流通することを確実に抑制することができる。このため、排気ガスが排気浄化装置内の中央部に集中して流通することを抑制することができ、排気ガスの、排気浄化装置内の触媒などへの分散性をより一層向上させるとともに、触媒などの処理担体全体における排気ガスの流速を確実に略均一にすることができる。したがって、排気ガス浄化性能の向上をより一層図ることができる。
本発明によれば、２つの集合管部又は２つの分岐管部における排気下流側の端部が、その中央部に配置された直線状の断面形状の仕切部を挟んで略対称の位置に配置されかつそれぞれＤ字状の断面形状に形成され、このＤ字状の断面形状が、第１直線部と、それぞれ該第１直線部の各端部に接続されかつ互いに略平行に配置された一対の第２直線部と、該一対の第２直線部における第１直線部とは反対側の端部同士を接続する弧部とからなるため、排気ガスを各集合管部内又は各分岐管部の排気下流側の端部内の、仕切部とは反対側に逃がすことができ、排気ガスが各集合管部内又は各分岐管部の排気下流側の端部内の、仕切部側に集中して流通することを抑制することができ、したがって、排気ガスが排気浄化装置内の中央部に集中して流通することを抑制することができ、排気ガスの、排気浄化装置内の触媒などへの分散性を向上させるとともに、触媒などの処理担体全体における排気ガスの流速を略均一にすることができ、よって、排気ガス浄化性能の向上を図ることができる。
本発明の実施形態に係る排気装置を車両右側から見た側面図である。 排気装置を上側から見た平面図である。 図１のIII−III線で切断した図２相当の断面図である。 図１のIV−IV線で切断した図２相当の断面図である。 図１のV−V線で切断した図２相当の断面図である。 図１のVI−VI線で切断した図２相当の断面図である。 集合管部のＤ字状の断面形状を模式的に示す図である。 Ａ／Ｂ、Ｃ／Ａ、ＥＭ悪化指標、及び４気筒の平均γとの関係を示す表である。 （ａ）は、Ａ／ＢとＥＭ悪化指標との関係を示すグラフ、（ｂ）は、Ａ／Ｂと４気筒の平均γとの関係を示すグラフである。 （ａ）は、Ｃ／ＡとＥＭ悪化指標との関係を示すグラフ、（ｂ）は、Ｃ／Ａと４気筒の平均γとの関係を示すグラフである。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
図１は、本発明の実施形態に係る排気装置Ｅを示し、この排気装置Ｅは、縦置きエンジンの排気装置である。このエンジンは、４つの気筒（図示せず）を列状に有する直列４気筒エンジンであって、車両の前部のエンジンルームに気筒列方向が車両前後方向（図１の左右方向）を向くように縦置きに配置されている。
エンジンの車両右側には、エンジンの各気筒内の排気ガスを排出するための上記排気装置Ｅが配設されている。以下、この排気装置Ｅについて、図１〜図７を参照して詳細に説明する。
上記排気装置Ｅは、排気マニホールド３、エンジンの排気浄化装置としてのキャタリスト４及び下流側排気管５で構成され、排気上流側から、この順に並んでいる。
排気マニホールド３は、エンジンの４つの気筒にそれぞれ連通する４つの分岐管部３０と、該４つの分岐管部３０の２つずつを互いに集合させてなる２つの集合管部３１とを含む。この集合管部３１の排気下流側の端部に、テーパー部４０（キャタリスト４の排気上流側の端部）を介してキャタリスト４が接続されている。
以下、４つの気筒を、車両前側（エンジンについての前側）から車両後側（エンジンについての後側）へ向かって順に、１番気筒、２番気筒、３番気筒及び４番気筒という（これらを区別しない場合には、単に気筒という場合もある）。また、１番気筒〜４番気筒にそれぞれ連通する分岐管部３０を、それぞれ第１〜第４分岐管部３０ａ〜３０ｄという（これらを区別しない場合には、単に分岐管部３０という場合もある）。
上記第１〜第４分岐管部３０ａ〜３０ｄの排気上流側の端部には、該第１〜第４分岐管部３０ａ〜３０ｄをエンジンの車両右側の側面に取り付けるための、全分岐管部３０ａ〜３０ｄに共通の車両前後方向に延びる１つのフランジ部３２が設けられており、このフランジ部３２をエンジンの車両右側の側面に取り付けることで、第１〜第４分岐管部３０ａ〜３０ｄが、１番気筒〜４番気筒とそれぞれ連通しかつエンジンの車両右側の側面に開口する４つの排気ポート（図示せず）の開口にそれぞれ接続される。
上記集合管部３１は、上記全気筒を排気行程（爆発行程）が互いに連続しない２つの気筒からなる２組の気筒群に分けかつ該各組の気筒群毎に当該気筒群の２つの気筒に連通する分岐管部３０同士を集合させてなるものである。本実施形態では、排気行程が、１番気筒、３番気筒、４番気筒及び２番気筒の順に行われるので、１番気筒及び４番気筒からなる気筒群と、２番気筒及び３番気筒からなる気筒群とに分けられており、１番気筒及び４番気筒にそれぞれ連通する第１及び第４分岐管部３０ａ，３０ｄ同士を集合させてなる集合管部３１と、２番気筒及び３番気筒にそれぞれ連通する第２及び第３分岐管部３０ｂ，３０ｃ同士を集合させてなる集合管部３１とが設けられることになる。以下、第１及び第４分岐管部３０ａ，３０ｄ同士を集合させてなる集合管部３１を、第１集合管部３１ａといい、第２及び第３分岐管部３０ｂ，３０ｃ同士を集合させてなる集合管部３１を、第２集合管部３１ｂという（これらを区別しない場合には、単に集合管部３１という場合もある）。
第１分岐管部３０ａは、エンジンの車両右側の側面（厳密には、フランジ部３２）から車両右側へ延びた後、車両後側へ向かって下側へ斜めに延び、第４分岐管部３０ｄは、上記側面から車両右側へ延びた後、車両前側へ向かって下側へ斜めに延びており、車両前後方向において３番気筒と略同じ位置（フランジ部３２の車両前後方向中央付近）で、第１分岐管部３０ａと第４分岐管部３０ｄとが集合して第１集合管部３１ａとなる。また、第２分岐管部３０ｂは、上記側面から車両右側へ延びた後、車両後側へ向かって下側へ斜めに延び、第３分岐管部３０ｃは、上記側面から車両右側へ延びた後、下側に延びており、車両前後方向において３番気筒（第１集合管部３１ａ）と略同じ位置で、第２分岐管部３０ｂと第３分岐管部３０ｃとが集合して第２集合管部３１ｂとなる。第２及び第３分岐管部３０ｂ，３０ｃにおける排気下流側の部分は、第１及び第４分岐管部３０ａ，３０ｄにおける排気下流側の部分に対して車両右側に位置している。これらにより、第１〜第４分岐管部３０ａ〜３０ｄ（各排気ポートから集合管部３１までの排気経路）が比較的長くなっている。また、第１分岐管部３０ａ及び第４分岐管部３０ｄと第２分岐管部３０ｂ及び第３分岐管部３０ｃとをそれぞれ集合させることで、掃気効果を向上させることができる。このため、燃焼室内の残留ガスを低減することができる。
上記第１及び第２集合管部３１ａ，３１ｂは、互いに車幅方向にずれて配置されている。すなわち、第１集合管部３１ａが、車幅方向において第２集合管部３１ｂに対して車両左側に位置している。第１及び第２集合管部３１ａ，３１ｂは、車両後側へ向かって下側へ斜めに延びており、車幅方向において４番気筒と略同じ位置で、上記テーパー部４０に接続される。
本実施形態では、第１及び第２集合管部３１ａ，３１ｂ（厳密には、第１及び第２集合管部３１ａ，３１ｂの排気下流側の部分）が、その中央部に配置された直線状の断面形状の仕切板部３３（仕切部）を挟んで略対称の位置に配置されかつそれぞれＤ字状の断面形状に形成されている。このＤ字状の断面形状は、第１直線部３４と、それぞれ該第１直線部３４の各端部に接続されかつ互いに略平行に配置された略同じ長さの一対の第２直線部３５と、この一対の第２直線部３５における第１直線部３４とは反対側の端部同士を接続しかつその中間部が両端部に対して第１直線部３４とは反対側に凸となる円弧部３６（弧部）とからなる。上記仕切板部３３は、第１及び第２集合管部３１ａ，３１ｂの隔てとなるように設けられ、テーパー部４０の排気上流側の端部近傍まで延びている。
本実施形態では、第１直線部３４の長さをＡ、第２直線部３５の長さをＢ、第１直線部３４と円弧部３６の凸側の端部との距離をＣとすると、下記式（１）及び式（２）を満たす。
Ａ／Ｂ＝４〜５…（１）
Ｃ／Ａ＝０．７〜０．８…（２）
これらの式（１）及び式（２）を満たすと、下記式（３）及び式（４）を満たす。
ＥＭ悪化指数≦６５…（３）
γ≧０．９１…（４）
以下、Ａ／Ｂ、Ｃ／Ａ、ＥＭ悪化指標、及び４気筒の平均γとの関係について、図７〜図１０を参照して詳細に説明する。
このＥＭ悪化指数とは、ＣＡＥ解析により求めたキャタリスト端面の排気ガス流速分布特性に基づいてキャタリストの各セル毎の浄化率を算出して、排気ガスをキャタリスト全体に略均一に流通させた場合（キャタリスト全体における排気ガスの流速が略均一である場合）に対する、排気ガスの流速が不均一である場合におけるキャタリスト全体の浄化率の低下を算出することにより決定した値である。
具体的に、ＥＭ悪化指数は、下記１．〜３．に示すように求められる。
１．各セル毎の、排気ガスのピーク流速分布特性に基づいて算出した値を基に、各セル毎の浄化率を推定。
２．排気ガス流量に透過率（１−浄化率）を乗じることにより排気エミッション値を算出して、キャタリスト全体の浄化率を推定。
３．排気ガスをキャタリスト全体に略均一に流通させた場合におけるキャタリスト全体の浄化率に基づいて、排気ガスの流速が不均一である場合におけるＥＭ悪化率を推定。
なお、ＥＭ悪化指数の閾値「６５」は、各排気系において、ＣＡＥ解析により求めたキャタリスト浄化率と実車の排気エミッション値とのコリレーションを取得することにより決定した値である。
上記γとは、各排気系において、ＣＡＥ解析により求めたγ値と、実車のキャタリスト温度(多点測温)と、実車の排気エミッション値とのコリレーションを取得して、信頼性(キャタリストの温度差)と実車の排気エミッション値とに基づいて決定した値である。なお、γの閾値は、上記したように、０．９１である。
ここで、Ａ／ＢとＣ／Ａの値を変えて、ＥＭ悪化指標と４気筒の平均γを求めた。その結果を図８〜図１０に示す。
図８は、Ａ／Ｂ、Ｃ／Ａ、ＥＭ悪化指標、及び４気筒の平均γとの関係を示す表である。図９の（ａ）は、Ａ／ＢとＥＭ悪化指標との関係を示すグラフ、（ｂ）は、Ａ／Ｂと４気筒の平均γとの関係を示すグラフである。図１０の（ａ）は、Ｃ／ＡとＥＭ悪化指標との関係を示すグラフ、（ｂ）は、Ｃ／Ａと４気筒の平均γとの関係を示すグラフである。
これらの図８〜図１０から明らかなように、Ａ／Ｂ＝４〜５、Ｃ／Ａ＝０．７〜０．８（上記式（１）及び式（２））を満たすと、ＥＭ悪化指数≦６５、γ≧０．９１（上記式（３）及び式（４））を満たすことが分かった。
そこで、本実施形態では、Ａ／Ｂ＝４〜５、Ｃ／Ａ＝０．７〜０．８とした。
上記テーパー部４０は、車両後側へ向かって下側へ斜めに延びている。テーパー部４０は、その排気下流側の端部がキャタリスト４の後述のケース４１と同径になるように、略円錐状に次第に拡径し、車幅方向において４番気筒と略同じ位置で、ケース４１の排気上流側の端面に接続される。
テーパー部４０の車両前側の端部には、該テーパー部４０の内側に凹む凹部４０ａが形成されている。この凹部４０ａには、排気の性状（本実施形態では酸素濃度）を検出する排気センサ６（図１のみ図示）を取り付けるためのセンサ取付孔４０ｂ（センサ取付部）が形成されている。このセンサ取付孔４０ｂは、ケース４１の軸方向視で、上記仕切板部３３の延長上に位置している。上記排気センサ６の検出信号はエンジンＥＣＵ（図示せず）へと送信され、ＥＣＵでは、この検出信号を基に、エンジンの燃料噴射量やＥＧＲ量を制御する。この排気センサ６は、ジルコニアセラミックを使用した酸素濃度センサ（Ｏ２センサ）である。
上記キャタリスト４は、排気ガス浄化性能の早期向上を図るべく、高温の排気ガスをキャタリスト４に導入して当該キャタリスト４内の触媒の温度を早期に上昇させるために、エンジンの比較的近くに設けられている。キャタリスト４は、ケース４１内のガス流路が車両後側に向かって下側に斜めに延びるように、車両後側に向かって下側に斜めに延びかつ第１及び第２集合管部３１ａ，３１ｂよりも傾きが水平に僅かに近くなる（勾配が若干寝る）ように配置されている。
また、キャタリスト４は、略円筒形状のケース４１内のガス流路に触媒が配設されてなる。このケース４１内のガス流路における触媒配設部（図示せず）の断面は略円形状をなす。上記触媒は、三元触媒であって、ＨＣ及びＣＯの浄化を図るものである。尚、上記触媒配設部の断面形状は、略円形には限られない。
キャタリスト４は、エンジンの車両右側の側面に取り付けられて支持されている。すなわち、ケース４１には、車両前側に突出する支持部材４２が固定され、この支持部材４２を介して、キャタリスト４がエンジンの車両右側の側面に支持されることになる。
上記下流側排気管５は、上記キャタリスト４におけるケース４１の排気下流側の端面にテーパー部４３（キャタリスト４の排気下流側の端部）を介して接続されている。この下流側排気管５は、キャタリスト４との接続部（排気上流側の端部）から車両後方へ延びている。
−効果−
以上より、本実施形態によれば、２つの集合管部３１が、その中央部に配置された直線状の断面形状の仕切板部３３を挟んで略対称の位置に配置されかつそれぞれＤ字状の断面形状に形成されている。そして、このＤ字状の断面形状が、第１直線部３４と、それぞれ該第１直線部３４の各端部に接続されかつ互いに略平行に配置された一対の第２直線部３５と、該一対の第２直線部３５における第１直線部３４とは反対側の端部同士を接続する円弧部３６とからなる。このため、排気ガスを各集合管部３１内の仕切板部３３とは反対側に逃がすことができ、排気ガスが各集合管部３１内の仕切板部３３側に集中して流通することを抑制することができる。したがって、排気ガスがキャタリスト４内の中央部に集中して流通することを抑制することができ、排気ガスの、キャタリスト４内の触媒への分散性を向上させるとともに、触媒全体における排気ガスの流速を略均一にすることができる。よって、排気ガス浄化性能の向上を図ることができる。
また、４つの気筒を、排気行程が互いに連続しない２つの気筒からなる２組の気筒群に分けて、２つの集合管部３１が、該２組の気筒群毎に当該気筒群の２つの気筒に連通する分岐管部３０同士を集合させてなるので、各気筒の高圧の排気圧力波が互いに干渉することを抑制でき、排気効率を向上させることができる。このため、燃焼室内の残留ガスを低減することができる。
また、２つの集合管部３１が、車両後側に向かって下側に斜めに延び、キャタリスト４が、車両後側に向かって下側に斜めに延びかつ２つの集合管部３１よりも傾きが水平に近くなるように配置されているので、何ら手段を講じなければ、排気ガスがキャタリスト４内の車両前側に集中して流通する。
しかしながら、本実施形態によれば、テーパー部４０の車両前側の端部に、該テーパー部４０の内側に凹みかつ排気センサ６を取り付けるためのセンサ取付孔４０ｂが形成された凹部４０ａが形成されているので、この凹部４０ａで、テーパー部４０内の車両前側を流通する排気ガスが車両後側に案内される。このため、排気ガスの、キャタリスト４内の触媒への分散性をより一層向上させることができ、排気ガス浄化性能の向上をより一層図ることができる。
また、Ａ／Ｂ＝４〜５、Ｃ／Ａ＝０．７〜０．８であるので、排気ガスを各集合管部３１内の仕切板部３３とは反対側に適度に逃がすことができ、排気ガスが各集合管部３１内の仕切板部３３側に集中して流通することを確実に抑制することができる。このため、排気ガスがキャタリスト４内の中央部に集中して流通することを抑制することができ、排気ガスの、キャタリスト４内の触媒への分散性をより一層向上させるとともに、触媒全体における排気ガスの流速を確実に略均一にすることができる。したがって、排気ガス浄化性能の向上をより一層図ることができる。
（その他の実施形態）
上記実施形態では、エンジンを縦置きに配置したが、横置きに配置しても良い。
また、上記実施形態では、エンジンを直列４気筒エンジンとしたが、複数の気筒を含むエンジンである限り、これに限定されず、例えば、直列２気筒エンジンや直列６気筒エンジン、直列８気筒エンジンとしても良い。また、複数気筒のＶ型エンジンとしても良い。
直列２気筒エンジンの場合、２つの気筒にそれぞれ連通する２つの分岐管部３０をテーパー部４０を介してキャタリスト４に接続する。２つの分岐管部３０における排気下流側の端部は、その中央部に配置された直線状の断面形状の仕切板部を挟んで略対称の位置に配置されかつそれぞれＤ字状の断面形状に形成されている。このＤ字状の断面形状は、第１直線部と、それぞれ該第１直線部の各端部に接続されかつ互いに略平行に配置された一対の第２直線部と、該一対の第２直線部における上記第１直線部とは反対側の端部同士を接続する弧部とからなる。
これによれば、排気ガスを各分岐管部３０の排気下流側の端部内の、仕切板部とは反対側に逃がすことができ、排気ガスが各分岐管部３０の排気下流側の端部内の、仕切板部側に集中して流通することを抑制することができる。したがって、排気ガスがキャタリスト４内の中央部に集中して流通することを抑制することができ、排気ガスの、キャタリスト４内の触媒への分散性を向上させるとともに、触媒全体における排気ガスの流速を略均一にすることができる。よって、排気ガス浄化性能の向上を図ることができる。
また、上記実施形態では、本発明に係る弧部を円弧部３６としたが、弓形に曲がる湾曲部としても良い。
また、上記実施形態では、排気センサ６を、排気の性状として酸素濃度を検出するＯ２センサとしたが、これに限らず、例えば、排気の性状として排気温度を検出する温度センサとしても良い。
また、上記実施形態では、Ａ／Ｂ＝４〜５、Ｃ／Ａ＝０．７〜０．８としたが、排気ガス浄化性能の向上を図ることができる限り、これに限定されない。
また、上記実施形態では、排気浄化装置をキャタリスト（触媒）４としたが、これに限らず、例えば、触媒成分を担持して排気微粒子を捕集・処理する排気浄化装置としても良い。
以上説明したように、本発明に係る多気筒エンジンの排気装置は、多気筒エンジンからの排気ガスの、排気浄化装置内の触媒などへの分散性を向上させるとともに、触媒などの処理担体全体における排気ガスの流速を略均一にすることで、排気ガス浄化性能の向上を図ることが必要な用途等に適用することができる。
３ 排気マニホールド
３０ 分岐管部
３１ 集合管部
３３ 仕切板部（仕切部）
３４ 第１直線部
３５ 第２直線部
３６ 円弧部（弧部）
４ キャタリスト（排気浄化装置）
４０ テーパー部
４０ａ 凹部
４０ｂ センサ取付孔（センサ取付部）
６ 排気センサ

Claims (5)

  1. 複数の気筒を、複数の気筒からなる２組の気筒群に分けて、該２組の気筒群毎に当該気筒群の気筒に連通する分岐管部同士を集合させてなる２つの集合管部をテーパー部を介して排気浄化装置に接続した多気筒エンジンの排気装置であって、
    上記２つの集合管部は、その中央部に配置された直線状の断面形状の仕切部を挟んで略対称の位置に配置されかつそれぞれＤ字状の断面形状に形成され、
    上記Ｄ字状の断面形状は、第１直線部と、それぞれ該第１直線部の各端部に接続されかつ互いに略平行に配置された一対の第２直線部と、該一対の第２直線部における上記第１直線部とは反対側の端部同士を接続する弧部とからなることを特徴とする多気筒エンジンの排気装置。
  2. ２つの気筒にそれぞれ連通する２つの分岐管部をテーパー部を介して排気浄化装置に接続した多気筒エンジンの排気装置であって、
    上記２つの分岐管部における排気下流側の端部は、その中央部に配置された直線状の断面形状の仕切部を挟んで略対称の位置に配置されかつそれぞれＤ字状の断面形状に形成され、
    上記Ｄ字状の断面形状は、第１直線部と、それぞれ該第１直線部の各端部に接続されかつ互いに略平行に配置された一対の第２直線部と、該一対の第２直線部における上記第１直線部とは反対側の端部同士を接続する弧部とからな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記載の多気筒エンジンの排気装置において、
    上記多気筒エンジンは、４気筒エンジンであり、
    上記各気筒群は、排気行程が互いに連続しない２つの気筒からな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１〜３のいずれか１つに記載の多気筒エンジンの排気装置において、
    上記２つの集合管部又は上記２つの分岐管部における排気下流側の端部は、車両後側に向かって下側に斜めに延び、
    上記排気浄化装置は、車両後側に向かって下側に斜めに延びかつ上記２つの集合管部又は上記２つの分岐管部における排気下流側の端部よりも傾きが水平に近くなるように配置され、
    上記テーパー部の車両前側の端部には、該テーパー部の内側に凹みかつ排気センサを取り付けるためのセンサ取付部が形成された凹部が形成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。
  5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の多気筒エンジンの排気装置において、
    上記第１直線部の長さをＡ、上記第２直線部の長さをＢ、該第１直線部と上記弧部の凸側の端部との距離をＣとすると、下記式（１）及び式（２）を満たすことを特徴とする多気筒エンジンの排気装置。
    Ａ／Ｂ＝４〜５…（１）
    Ｃ／Ａ＝０．７〜０．８…（２）
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