JP2019127851A - 多気筒エンジン - Google Patents

Abstract

【課題】それぞれが集合排気通路部を有する２つの排気通路群をシリンダヘッド内に備えながら、シリンダヘッドにおける集合排気通路部同士の間の領域での熱的な負荷を軽減することができる多気筒エンジンを提供する。【解決手段】シリンダヘッド３１には、第１排気ポート群３１Ａと第２排気ポート群３１Ｂとが設けられている。第１排気ポート群３１Ａは、気筒３ａ〜３ｃに接続された６つの排気ポートと、６つの排気ポートが集合されてなるポート集合部３１ｉと、を有する。第２排気ポート群３１Ｂも、複数の排気ポートとポート集合部３１ｐとを有する。シリンダヘッド３１には、排気側ウォータージャケット１６が設けられている。排気側ウォータージャケット１６は、ポート集合部３１ｉとポート集合部３１ｐとの間に設けられた間部通路部１６ａを有する。【選択図】図７

Description

本発明は、多気筒エンジンに関し、特に多気筒エンジンのシリンダヘッド構造に関する。

車両用のエンジンでは、各気筒に接続された複数の独立排気通路部（排気ポート）と、当該複数の独立排気通路部が集合されてなる集合排気通路部（ポート集合部）と、がシリンダヘッド内に設けられた構成が採用されたものがある（特許文献１）。特許文献１に開示されたエンジンでは、それぞれが複数の独立排気通路部と集合排気通路部とを有する２つの排気通路群がシリンダヘッド内に形成されている。

２つの排気通路群のそれぞれでは、排気集合部の開口部がシリンダヘッドの側面部に設けられている。それぞれの集合排気通路部における開口部は、排気管が接続されている。

特開２０００−２６５９０５号公報

上記特許文献１に開示されたエンジンでは、シリンダヘッドにおいて、一方の排気通路群の集合排気通路部と他方の排気通路群の集合排気通路部との間の領域で熱的な負荷が大きくなることが懸念される。即ち、エンジンの駆動中においては、シリンダヘッドという限られた領域の中で隣接する２つの集合排気通路部を交互に排気ガスが流れることになる。このため、シリンダヘッドにおいては、２つの集合排気通路部同士の間の領域で相対的に熱的な負荷が大きくなる。

このようにシリンダヘッドにおける一部領域の熱的な負荷が大きくなると、シリンダヘッドに歪を生じたり、周囲の機器へ悪影響を及ぼしたりするおそれが生じ得る。

本発明は、上記のような問題の解決を図ろうとなされたものであって、それぞれが集合排気通路部を有する２つの排気通路群をシリンダヘッド内に備えながら、シリンダヘッドにおける集合排気通路部同士の間の領域での熱的な負荷を軽減することができる多気筒エンジンを提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る多気筒エンジンは、シリンダヘッドを含むエンジン本体を有し、車両に搭載される多気筒エンジンにおいて、前記エンジン本体に設けられ、隣接配置された複数の気筒からなる第１気筒群と、前記エンジン本体に設けられ、隣接配置された複数の気筒からなるとともに前記第１気筒群に隣接した第２気筒群と、前記シリンダヘッドに設けられ、前記第１気筒群における前記複数の気筒の各々に接続された複数の独立排気通路部と、排気ガスの流れ方向の下流側で前記複数の独立排気通路部が集合されてなる集合排気通路部と、を有する第１排気通路群と、前記シリンダヘッドに設けられ、前記第２気筒群における前記複数の気筒の各々に接続された複数の独立排気通路部と、前記排気ガスの流れ方向の下流側で前記複数の独立排気通路部が集合されてなる集合排気通路部と、を有する第２排気通路群と、前記シリンダヘッドに設けられ、冷却媒体が流通する通路であって、少なくとも前記第１排気通路群における前記集合排気通路部と前記第２排気通路群における前記集合排気通路部との間に設けられた間部通路部を有する冷却媒体通路と、を備える。

上記態様に係る多気筒エンジンでは、エンジン本体のシリンダヘッドにおいて、冷却媒体通路の間部通路部が、少なくとも前記第１排気通路群における前記集合排気通路部と前記第２排気通路群における前記集合排気通路部との間に設けられている。このため、上記態様に係る多気筒エンジンでは、シリンダヘッドにおける第１排気通路群における集合排気通路部からの熱、及び第２排気通路群における集合排気通路部からの熱が冷却媒体通路の間部通路部で吸熱される。

従って、上記態様に係る多気筒エンジンでは、それぞれが集合排気通路部を有する２つの排気通路群をシリンダヘッド内に備えながら、シリンダヘッドにおける集合排気通路部同士の間の領域での熱的な負荷の軽減が可能である。

本発明の別態様に係る多気筒エンジンは、上記態様であって、前記冷却媒体通路は、前記第１排気通路群における前記集合排気通路部に対して、前記車両の上下方向における上方の少なくとも一部に設けられた第１上方通路部と、前記第２排気通路群における前記集合排気通路部に対して、前記車両の上下方向における上方の少なくとも一部に設けられた第２上方通路部と、を更に有する。

上記態様に係る多気筒エンジンでは、冷却媒体通路が第１上方通路部と第２上方通路部とを有するので、第１排気通路群における集合排気通路部から上方に伝達される熱、及び第２排気通路群における集合排気通路部から上方に伝達される熱が第１上方通路部及び第２上方通路部で吸熱される。よって、上記態様に係る多気筒エンジンでは、シリンダヘッドにおける各集合排気通路部が設けられた領域の上方での熱的な負荷の軽減を図ることも可能である。

本発明の別態様に係る多気筒エンジンは、上記態様であって、前記冷却媒体通路は、前記第１排気通路群における前記集合排気通路部に対して、前記車両の上下方向における下方の少なくとも一部に設けられた第１下方通路部と、前記第２排気通路群における前記集合排気通路部に対して、前記車両の上下方向における下方の少なくとも一部に設けられた第２下方通路部と、を更に有する。

上記態様に係る多気筒エンジンでは、冷却媒体通路が第１下方通路部と第２下方通路部とを有するので、第１排気通路群における集合排気通路部から下方に伝達される熱、及び第２排気通路群における集合排気通路部から下方に伝達される熱が第１下方通路部及び第２下方通路部で吸熱される。よって、上記態様に係る多気筒エンジンでは、シリンダヘッドにおける各集合排気通路部が設けられた領域の下方での熱的な負荷の軽減を図ることも可能である。

本発明の別態様に係る多気筒エンジンは、上記態様であって、前記第１排気通路群における前記集合排気通路部及び前記第２排気通路群における前記集合排気通路部の各々は、前記シリンダヘッドの側面部に開口部を有し、前記第２排気通路群を気筒軸方向から平面視する場合に、当該第２排気通路群では、前記複数の独立排気通路部の配列方向において、前記集合排気通路部の前記開口部が前記第１排気通路群が隣接する側にオフセット配置されており、前記第１排気通路群を気筒軸方向から平面視する場合に、当該第１排気通路群では、前記複数の独立排気通路部の配列方向において、前記集合排気通路部の前記開口部が前記第２排気通路群における前記開口部の配置形態に比べて、中央側に配置されている。

上記態様に係る多気筒エンジンでは、第１排気通路群における集合排気通路部の開口部の配置と、第２排気通路群における集合排気通路部の開口部の配置と、が互いに異なっており、集合排気通路部同士の間に間部通路部を設ける領域が確保される。よって、シリンダヘッドにおける集合排気通路部同士の間の領域での熱的な負荷の増大を抑えるのに優位である。

本発明の別態様に係る多気筒エンジンは、上記態様であって、前記第１排気通路群における前記集合排気通路部の前記開口部に対して接続された第１排気管部と、前記第２排気通路群における前記集合排気通路部の前記開口部に対して接続された第２排気管部と、を更に備える。

上記態様に係る多気筒エンジンでは、各集合排気通路部の開口部に対して第１排気管部と第２排気管部とを接続する構成としているので、当該開口部から導出される排気ガスの排気抵抗を低く抑えることが可能である。

本発明の別態様に係る多気筒エンジンは、上記態様であって、前記第１排気管部及び前記第２排気管部に対して前記排気ガスの流れ方向の下流側に設けられ、前記第１排気管部と前記第２排気管部とが集合されてなる集合排気管部と、前記集合排気管部に対して前記排気ガスの流れ方向の下流側に設けられたターボ過給機と、を更に備える。

上記態様に係る多気筒エンジンでは、集合排気管部の下流側にターボ過給機が設けられているので、排気ガスの運動エネルギを回収し、高効率化を図ることができる。

本発明の別態様に係る多気筒エンジンは、上記態様であって、燃料噴射は、前記第１気筒群に属する前記気筒と、前記第２気筒群に属する前記気筒と、に対して経時的に交互になされる。

上記態様に係る多気筒エンジンでは、第１気筒群に属する気筒と、第２気筒群に属する気筒と、に対して経時的に交互に燃料噴射を行う構成としているので、排気干渉の抑制を図ることができ、さらに高い排気効率を実現することができる。

上記の各態様に係る多気筒エンジンでは、それぞれが集合排気通路部を有する２つの排気通路群をシリンダヘッド内に備えながら、シリンダヘッドにおける集合排気通路部同士の間の領域での熱的な負荷を軽減することができる。

実施形態に係る車両におけるエンジンの概略構成を示す模式図である。 エンジンを側方から見た模式側面図である。 エンジンを正面から見た模式正面図である。 エンジン本体に設けられたウォータージャケットの概略構成を示す模式図である。 エンジンにおけるシリンダヘッドとターボ過給機とを抜き出して示す模式斜視図である。 図５のＶＩ−ＶＩ断面を示す図であって、シリンダヘッドにおける排気ポート及びポート集合部の構成を示す模式断面図である。 図５のＶＩＩ−ＶＩＩ断面を示す図であって、シリンダヘッドにおけるポート集合部とウォータージャケットとの位置関係を示す模式断面図である。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面を示す図であって、シリンダヘッドにおけるポート集合部とウォータージャケットとの位置関係を示す模式断面図である。 変形例に係るシリンダヘッドにおけるポート集合部とウォータージャケットとの位置関係を示す模式断面図である。

以下では、本発明の実施形態について、図面を参酌しながら説明する。なお、以下で説明の形態は、本発明の一態様であって、本発明は、その本質的な構成を除き何ら以下の形態に限定を受けるものではない。

なお、以下で用いる図面においては、詳細な車両の図示を省略しているが、＋Ｚ側が車両の上下方向における上方側であり、−Ｚ側が車両の上下方向における下方側である。

［実施形態］
１．多気筒エンジン２の概略構成
多気筒エンジン（以下では、単に「エンジン」と記載する。）２の概略構成について、図１を用い説明する。

図１に示すように、本実施形態に係る車両１は、当該車両１に搭載されたエンジン２と、当該エンジン２の駆動制御を実行するＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１０と、を有する。

エンジン２は、エンジン本体３と、吸気装置４と、排気装置５と、ターボ過給機６と、を備える。本実施形態では、エンジン本体３として、６つの気筒３ａ〜３ｆを有する多気筒のディーゼルエンジンを一例として採用している。

吸気装置４は、エンジン本体３の吸気ポート（図示を省略。）に接続された吸気通路４１を有する。吸気通路４１の上流端には、エアクリーナ４２が設けられており、新気は、エアクリーナ４２を通り吸気通路４１に取り込まれる。

吸気通路４１には、ターボ過給機６のコンプレッサ６１、スロットルバルブ４３、インタークーラ４４、及びサージタンク４５が介挿されている。吸気通路４１を流れてきた空気は、ターボ過給機６のコンプレッサ６１により過給され、スロットルバルブ４３を通りインタークーラ４４に送られる。インタークーラ４４では、コンプレッサ６１による圧縮により温度上昇した空気の冷却がなされる。

なお、スロットルバルブ４３は、エンジン２の運転中において、基本的に全開若しくはこれに近い状態に維持するように開閉制御が実行される。そして、エンジン２の停止時等の必要時のみ閉弁される。

サージタンク４５は、エンジン本体３の吸気ポート（図示を省略。）との接続部分の直前に設けられており、各気筒３ａ〜３ｆへの流入空気量の平準化を図るために設けられている。

排気装置５は、ターボ過給機６のタービン６２が設けられた部分に一端が接続された排気通路５１を有する。排気通路５１には、ＤＯＣ（ディーゼル酸化触媒）５２、ＤＰＦ（ディーゼル微粒子除去フィルタ）５３、排気シャッターバルブ５４、及びサイレンサ５５が介挿されている。

ＤＯＣ５２は、エンジン本体３から排出された排気ガス中のＣＯ及びＨＣを酸化することにより無害化するものであり、ＤＰＦ５３は、排気ガス中に含まれる煤等の微粒子を捕集するものである。排気シャッターバルブ５４は、排気ガスの流れ方向におけるＤＰＦ５３とサイレンサ５５との間に設けられており、サイレンサ５５を通り外部に排気される排気ガスの流量を制御するバルブである。

ターボ過給機６は、コンプレッサ６１及びタービン６２の他に、ケーシング通路部（第１排気管部）６３、ケーシング通路部（第２排気管部）６４、及びケーシング集合部（集合排気管部）６５を有する。ケーシング通路部６３は、気筒３ａ〜３ｃからなる第１気筒群３Ａに接続されており、ケーシング通路部６４は、気筒３ｄ〜３ｆからなる第２気筒群３ｂに接続されている。ケーシング集合部６５は、ケーシング通路部６３とケーシング通路部６４とが集合されてなる管部であり、タービン６２が設けられた部分に接続されている。

エンジン２は、ＨＰ−ＥＧＲ（Ｈｉｇｈ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ−Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置７、ＬＰ−ＥＧＲ（Ｌｏｗ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ−Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置８、及びブローバイガス装置９を更に備える。ＨＰ−ＥＧＲ装置７は、ＨＰ−ＥＧＲ通路（ＥＧＲ通路）７１を有している。ＨＰ−ＥＧＲ通路７１は、エンジン本体３のシリンダヘッドと吸気通路４１との間を接続するように設けられている。なお、吸気通路４１におけるＨＰ−ＥＧＲ通路７１の接続箇所は、インタークーラ４４が介挿された箇所とサージタンク４５との間の箇所である。ＨＰ−ＥＧＲ通路７１には、ＥＧＲバルブ７２が介挿されている。ＥＧＲバルブ７２は、吸気通路４１に対して還流させる排気ガスの量を調節するためのバルブである。

ＬＰ−ＥＧＲ装置８は、ＬＰ−ＥＧＲ通路８１を有している。ＬＰ−ＥＧＲ通路８１は、排気通路５１と吸気通路４１とを接続するように設けられている。排気通路５１におけるＬＰ−ＥＧＲ通路８１の接続箇所は、ＤＰＦ５３が介挿された箇所と排気シャッターバルブ５４が介挿された箇所との間の箇所である。吸気通路４１におけるＬＰ−ＥＧＲ通路８１の接続箇所は、エアクリーナ４２が介挿された箇所とターボ過給機６のコンプレッサ６１が介挿された箇所との間の箇所である。

ＬＰ−ＥＧＲ通路８１には、ＥＧＲクーラ８２とＥＧＲバルブ８３とが介挿されている。ＥＧＲバルブ８３は、ＨＰ−ＥＧＲ装置７におけるＥＧＲバルブ７２と同様に、吸気通路４１に対して還流させる排気ガスの量を調節するためのバルブである。ＥＧＲクーラ８２は、吸気通路４１に還流させる排気ガスを冷却するために設けられている。

ブローバイガス装置９は、ブローバイガス通路９１を有している。ブローバイガス通路９１は、エンジン本体３のヘッドカバ内と吸気通路４１とを接続するように設けられている。ブローバイガス通路９１は、エンジン本体３内で発生したブローバイガスを吸気通路４１へと戻すための通路である。

ＥＣＵ１０は、エンジン本体３における燃料噴射タイミングの制御や、各種バルブ４３，５４，７２，８３の開閉制御などを実行する。

２．エンジン２の外観構成
エンジン２の外観構成について、図２及び図３を用い説明する。図２は、エンジン２を側方から見た模式側面図であり、図３は、エンジン２を正面から見た模式正面図である。

図２及び図３に示すように、エンジン２において、エンジン本体３の−Ｙ側の側面部には、ＬＰ−ＥＧＲ装置８のＬＰ−ＥＧＲ通路８１及びＥＧＲクーラ８２や、排気装置５のＤＯＣ５２及びＤＰＦ５３や、ターボ過給機６等が沿うように配置されている。ＬＰ−ＥＧＲ通路８１は、＋Ｚ側に配されたターボ過給機６におけるコンプレッサ６１（図１を参照。）の直前部分と、−Ｚ側に配されたＤＰＦ５３の下流部分と、を接続するように設けられている。ＥＧＲクーラ８２は、Ｚ方向に略沿うように配置されている。

図２に示すように、排気装置５におけるＤＯＣ５２が設けられた箇所からＤＰＦ５３が設けられた箇所に至る部分は、略Ｕ字形状となるように曲折されている。そして、排気通路５１におけるＤＰＦ５３よりも下流側（排気ガスの流れ方向の下流側）の部分は、−Ｚ側（エンジン本体３のオイルパン３３の側）であって−Ｙ側（図２の紙面手前側）を向くように曲折されている。

図３に示すように、排気装置５におけるＤＯＣ５２は、エンジン本体３のシリンダヘッド３１及びヘッドカバ３４の−Ｙ側に近接して配置されている。ＤＰＦ５３は、エンジン本体３のシリンダブロック３２の−Ｙ側に近接して配置されている。

図２に示すように、ターボ過給機６の−Ｘ側には、カバー１０１とカバー１０２とが設けられている。これらカバー１０１，１０２は、断熱性を有するものである。

ここで、本実施形態では、ターボ過給機６として可変容量ターボ過給機を採用している。このため、容量を可変するためのＶＧＴアクチュエータを備えている（詳細な図示などは省略）。カバー１０１は、ターボ過給機６のＶＧＴアクチュエータを、近接するエンジン本体３やＤＰＦ５３などの熱から保護するために設けられている。

同様に、カバー１０２は、ＬＰ−ＥＧＲ装置８におけるＥＧＲバルブ８３（図２及び図３では、図示を省略。）を、近接するエンジン本体３やＤＰＦ５３などの熱から保護するために設けられている。なお、カバー１０１とカバー１０２とは、別体であってもよいし、一体形成されたものであってもよい。

３．エンジン本体３におけるウォータージャケット１１，１２，１５，１６
エンジン本体３におけるウォータージャケット１１，１２，１５，１６の概略構成について、図４を用い説明する。図４は、エンジン本体３におけるウォータージャケット１１，１２，１５，１６を示す模式図である。

図４に示すように、エンジン本体３には、冷却液（冷却媒体）ＷＦを送り出すためのウォーターポンプ１８が付帯されている。図４では、ウォーターポンプ１８がシリンダブロック３２に取り付けられた状態で図示しているが、ウォーターポンプ１８の配設箇所はこれに限定を受けるものではない。

シリンダブロック３２には、気筒３ａ〜３ｆの吸気側（ＩＮ側）に沿って吸気側ウォータージャケット１１が設けられ、気筒３ａ〜３ｆの排気側（ＥＸ側）に沿って排気側ウォータージャケット１２が設けられている。吸気側ウォータージャケット１１及び排気側ウォータージャケット１２には、気筒３ａ側の各端部に対してウォーターポンプ１８から冷却液ＷＦが供給されるようになっている。

また、シリンダブロック３２では、気筒３ｆ側の端部に導出部１３が設けられており、当該導出部１３で吸気側ウォータージャケット１１と排気側ウォータージャケット１２とが合流されている。

シリンダブロック３２の導出部１３は、シリンダヘッド３１の導入部１４に接続されている。シリンダヘッド３１において、導入部１４は、気筒３ｆ側の端部に設けられている。導入部１４には、シリンダヘッド３１における気筒３ａ〜３ｆの吸気側（ＩＮ側）に沿って設けられた吸気側ウォータージャケット１５と、気筒３ａ〜３ｆの排気側（ＥＸ側）に沿って設けられた排気側ウォータージャケット１６と、が接続されている。

シリンダヘッド３１では、気筒３ａ側の端部に導出部１７が設けられており、当該導出部１７で吸気側ウォータージャケット１５と排気側ウォータージャケット１６とが合流されている。そして、導出部１７は、ウォーターポンプ１８に接続されている。

図４に示すように、ウォーターポンプ１８から送り出された冷却液ＷＦは、シリンダブロック３２の吸気側ウォータージャケット１１及び排気側ウォータージャケット１２を通り、導出部１３に流れる。そして、シリンダブロック３２のウォータージャケット１１，１２を流通した冷却液ＷＦは、シリンダヘッド３１の導入部１４へと送られ、吸気側ウォータージャケット１５及び排気側ウォータージャケット１６を通り、導出部１７へと送られる。導出部１７に送られた冷却液ＷＦは、ラジエータ等（図示を省略。）を経由してウォーターポンプ１８へと戻される。

４．シリンダヘッド３１とターボ過給機６との配置関係
シリンダヘッド３１とターボ過給機６との配置関係について、図５を用い説明する。図５は、エンジン２におけるシリンダヘッド３１とターボ過給機６とを抜き出して示す模式斜視図である。

図５に示すように、シリンダヘッド３１は、Ｘ方向に長い略直方体形状を有している。シリンダヘッド３１の＋Ｚ側は開口されており（上方開口部３１ａ）、ヘッドカバ３４が取り付けられることにより塞がれる（図３を参照）。

ターボ過給機６は、シリンダヘッド３１の−Ｙ側の側面部３１ｂに沿うように配置されている。そして、ターボ過給機６のケーシング通路部６３，６４（図５では、図示の都合上、ケーシング通路部６３のみを図示。）が、シリンダヘッド３１の側面部３１ｂに設けられた排気ポートの開口部に接続されている。これについては、後述する。

ケーシング通路部６３，６４に続くケーシング集合部６５は、ケーシング通路部６３，６４の−Ｙ側で＋Ｚ側に向けて曲折されている。そして、ケーシング集合部６５は、タービン６２が設けられた部分に接続されている。

なお、ケーシング通路部６３には、排気ガスの温度を検出するための排気ガス温度センサ１０３が取り付けられている。

５．シリンダヘッド３１における排気ポート３１ｃ〜３１ｈ，３１ｊ〜３１ｏ及びポート集合部３１ｉ，３１ｐの構成
シリンダヘッド３１における排気ポート３１ｃ〜３１ｈ，３１ｊ〜３１ｏ及びポート集合部３１ｉ，３１ｐの構成について、図６を用い説明する。図６は、図５のＶＩ−ＶＩ断面を示す模式断面図である。

図６に示すように、本実施形態に係るエンジン本体３では、＋Ｚ側から順に、＃１気筒３ａ、＃２気筒３ｂ、＃３気筒３ｃ、＃４気筒３ｄ、＃５気筒３ｅ、＃６気筒３ｆが配列されている。なお、図６では、シリンダヘッド３１の気筒３ａ〜３ｆに相当する箇所を示すために符号３ａ〜３ｆを付している。

本実施形態では、＃１気筒３ａ〜＃３気筒３ｃからなるグループを第１気筒群３Ａとし、＃４気筒３ｄ〜＃６気筒３ｆからなるグループを第２気筒群３Ｂとする。本実施形態に係るエンジン２では、第１気筒群３Ａに属する＃１気筒３ａ〜＃３気筒３ｃに対しては、連続して燃料噴射がされず、同様に、第２気筒群３Ｂに属する＃４気筒３ｄ〜＃６気筒３ｆに対しても、連続して燃料噴射がされないように駆動制御される。具体的に、エンジン２においては、＃１気筒３ａ⇒＃５気筒３ｅ⇒＃３気筒３ｃ⇒＃６気筒３ｆ⇒＃２気筒３ｂ⇒＃４気筒３ｄの順に燃料が噴射される。

＃１気筒３ａには、排気ポート（独立排気通路部）３１ｃと排気ポート（独立排気通路部）３１ｄとが接続されている。同様に、＃２気筒３ｂには、排気ポート（独立排気通路部）３１ｅと排気ポート（独立排気通路部）３１ｆとが接続され、＃３気筒３ｃには、排気ポート（独立排気通路部）３１ｇと排気ポート（独立排気通路部）３１ｈとが接続されている。

排気ポート３１ｃ〜３１ｈは、シリンダヘッド３１における−Ｙ側の部分に設けられたポート集合部３１ｉで集合されている。本実施形態では、排気ポート３１ｃ〜３１ｈとポート集合部３１ｉとを纏めて第１排気ポート群（第１排気通路群）３１Ａと呼ぶ。即ち、本実施形態では、第１気筒群３Ａに対応して設けられた排気通路を第１排気ポート群３１Ａと呼ぶ。

ターボ過給機６のケーシング通路部６３は、第１排気ポート群３１Ａにおけるポート集合部３１ｉに接続されている。具体的には、ケーシング通路部６３は、ポート集合部３１ｉにおける排気ガスの流れ方向下流側の開口部３１ｕに対して接続されている。

＃４気筒３ｄには、排気ポート（独立排気通路部）３１ｊと排気ポート（独立排気通路部）３１ｋとが接続されて、＃５気筒３ｅには、排気ポート（独立排気通路部）３１ｌと排気ポート（独立排気通路部）３１ｍとが接続され、＃６気筒３ｆには、排気ポート（独立排気通路部）３１ｎと排気ポート（独立排気通路部）３１ｏとが接続されている。

排気ポート３１ｊ〜３１ｏは、シリンダヘッド３１における−Ｙ側の部分に設けられたポート集合部３１ｐで集合されている。上記同様に、本実施形態では、排気ポート３１ｊ〜３１ｏとポート集合部３１ｐとを纏めて第２排気ポート群（第２排気通路群）３１Ｂと呼ぶ。

ターボ過給機６のケーシング通路部６４は、第２排気ポート群３１Ｂにおけるポート集合部３１ｐに接続されている。具体的には、ケーシング通路部６４は、ポート集合部３１ｐにおける排気ガスの流れ方向下流側の開口部３１ｖに対して接続されている。

第１排気ポート群３１Ａでは、Ｘ方向において、＃１気筒３ａに排気ポート３１ｃが接続された箇所から＃３気筒３ｃに排気ポート３１ｈが接続された箇所までの範囲の略中央となる部分にポート集合部３１ｉの開口部３１ｕが配置されている。換言すると、ポート集合部３１ｉの開口部３１ｕは、＃２気筒３ｂに排気ポート３１ｆが接続された箇所の−Ｙ側にポート集合部３１ｉが配置されている。即ち、第１排気ポート群３１Ａでは、排気ポート３１ｃ〜３１ｈが等長（略等長）に設定されている。

一方、第２排気ポート群３１Ｂでは、Ｘ方向において、＃４気筒３ｄに排気ポート３１ｊが接続された箇所から＃６気筒３ｆに排気ポート３１ｏが接続された箇所までの範囲の中央に対して、＋Ｘ側（第１排気ポート群３１Ａが隣接する側）にオフセットした状態でポート集合部３１ｐの開口部３１ｖが配置されている。より具体的には、ポート集合部３１ｐの開口部３１ｖは、Ｘ方向において、＃４気筒３ｄに排気ポート３１ｊが接続された箇所よりも＋Ｘ側に配置されている。

図６に示すように、ケーシング通路部６４は、ポート集合部３１ｐとの接続部分からケーシング集合部６５との接続部分までの間を略直線状に延びるように設けられている。即ち、ケーシング通路部６４の通路の中心軸Ａｘ_６４は、ポート集合部３１ｐの開口部３１ｖからケーシング集合部６５までの間において、略直線状に設けられている。

一方、ケーシング通路部６３は、ポート集合部３１ｉとの接続部分からケーシング集合部６５との接続部分までの間で−Ｘ側に向けて曲折された部分を有する。即ち、ケーシング通路部６３の通路の中心軸Ａｘ_６３は、ポート集合部３１ｉの開口部３１ｕからケーシング集合部６５までの間において、曲折された状態で設けられている。

図６に示すように、エンジン本体３のシリンダヘッド３１においては、ＨＰ−ＥＧＲ通路７１が排気ポート３１ｃにのみ選択的に接続されている。ＨＰ−ＥＧＲ通路７１は、その少なくとも一部がシリンダヘッド３１内に形成されている。

ＨＰ−ＥＧＲ通路７１は、排気ポート３１ｃとの接続部分から＋Ｘ側に向けて延び、先端部分で＋Ｙ側に向けて曲折されている。ＨＰ−ＥＧＲ通路７１は、排気ポート３１ｃにおける排気ポート３１ｄとの合流箇所よりも＋Ｙ側（排気ガスの流れ方向の上流側）の箇所に接続されている。

６．シリンダヘッド３１におけるポート集合部３１ｉ，３１ｐと排気側ウォータージャケット１６との関係
シリンダヘッド３１におけるポート集合部３１ｉ，３１ｐと排気側ウォータージャケット１６との関係について、図７及び図８を用い説明する。図７は、図５のＶＩＩ−ＶＩＩ断面を示す模式断面図であり、図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面を示す模式断面図である。

図７に示すように、シリンダヘッド３１をＺ方向（気筒軸方向）から平面視する場合に、第１排気ポート群３１Ａのポート集合部３１ｉと第２排気ポート群３１Ｂのポート集合部３１ｐとは、間隔を空けて配されている。そして、ポート集合部３１ｉとポート週後凹部３１ｐとの間の領域には、排気側ウォータージャケット１６の間部通路部１６ａが設けられている。

排気側ウォータージャケット１６においては、間部通路部１６ａを経由して冷却液ＷＦが流れるようになっている。

図７に示すように、排気側ウォータージャケット１６の間部通路部１６ａは、ポート集合部３１ｉの−Ｘ側側壁部に近接して沿った状態で設けられているとともに、ポート集合部３１ｐの＋Ｘ側側壁部に近接して沿った状態で設けられている。

図８に示すように、シリンダヘッド３１の排気側ウォータージャケット１６は、ポート集合部３１ｉに対して＋Ｚ側（車両１の上下方向における上方側）に設けられた上方通路部（第１上方通路部）１６ｂと、ポート集合部３１ｐに対して＋Ｚ側（車両１の上下方向における上方側）に設けられた上方通路部（第２上方通路部）１６ｃと、を有する。

上方通路部１６ｂ及び上方通路部１６ｃは、間部通路部１６ａと連続しており、冷却液ＷＦが流れるようになっている。

７．効果
本実施形態に係るエンジン２では、図７及び図８を用い説明したように、エンジン本体３のシリンダヘッド３１において、排気側ウォータージャケット１６の間部通路部１６ａが、少なくとも第１排気ポート群３１Ａにおけるポート集合部３１ｉと第２排気ポート群３１Ｂにおけるポート集合部３１ｐとの間に設けられている。このため、本実施形態に係るエンジン２では、シリンダヘッド３１における第１排気ポート群におけるポート集合部３１ｉからの熱、及び第２排気ポート群３１Ｂにおけるポート集合部３１ｐからの熱が排気側ウォータージャケット１６の間部通路部１６ａで吸熱される。

従って、本実施形態に係るエンジン２では、それぞれがポート集合部３１ｉ，３１ｐを有する２つの排気ポート群３１Ａ，３１Ｂをシリンダヘッド３１内に備えながら、シリンダヘッド３１におけるポート集合部３１ｉとポート集合部３１ｐとの間の領域での熱的な負荷の軽減が可能である。

また、本実施形態に係るエンジン２では、図８を用い説明したように、排気側ウォータージャケット１６が上方通路部１６ｂ，１６ｃを有するので、第１排気ポート群３１Ａにおけるポート集合部３１ｉから＋Ｚ側に伝達される熱、及び第２排気ポート群３１Ｂにおけるポート集合部３１ｐから＋Ｚ側に伝達される熱が上方通路部１６ｂ，１６ｃで吸熱される。よって、本実施形態に係るエンジン２では、シリンダヘッド３１における各ポート集合部３１ｉ，３１ｐが設けられた領域の＋Ｚ側部分での熱的な負荷の軽減を図ることも可能である。

また、本実施形態に係るエンジン２では、図６を用い説明したように、第１排気ポート群３１Ａにおけるポート集合部３１ｉの開口部３１ｕのＸ方向配置と、第２排気ポート群３１Ｂにおけるポート集合部３１ｐの開口部３１ｖのＸ方向配置と、が互いに異なっており、ポート集合部３１ｉとポート集合部３１ｐとの間に間部通路部１６ａを設ける領域が確保される。よって、シリンダヘッド３１におけるポート集合部３１ｉとポート集合部３１ｐとの間の領域での熱的な負荷の増大を抑えるのに優位である。

また、本実施形態に係るエンジン２では、図５及び図６を用い説明したように、ポート集合部３１ｉの開口部３１ｕに対してケーシング通路部６３が接続され、ポート集合部３１ｐの開口部３１ｖに対してケーシング通路部６４が接続された構成を採用しているので、開口部３１ｕ，３１ｖから導出される排気ガスの排気抵抗を低く抑えることが可能である。

また、本実施形態に係るエンジン２では、図１を用い説明したように、ケーシング通路部６３及びケーシング通路部６４に接続されたケーシング集合部６５に対して、排気ガスの流れ方向における下流側にターボ過給機６のタービン６２が設けられているので、排気ガスの運動エネルギを回収し、高効率化を図ることができる。

また、本実施形態に係るエンジン２では、ＥＣＵ１０が、第１気筒群３Ａに属する気筒３ａ〜３ｃと、第２気筒群３Ｂに属する気筒３ｄ〜３ｆと、に対して経時的に交互に燃料噴射を行うこととしているので、排気干渉の抑制を図ることができ、さらに高い排気効率を実現することができる。

以上のように、本実施形態に係るエンジン２では、それぞれがポート集合部３１ｉ，３１ｐを有する２つの排気ポート群３１Ａ，３１Ｂをシリンダヘッド３１内に備えながら、シリンダヘッド３１におけるポート集合部３１ｉとポート集合部３１ｐとの間の領域での熱的な負荷を軽減することができる。

［変形例］
変形例に係る多気筒エンジンの構成について、図９を用い説明する。図９は、上記実施形態の説明で用いた図８に対応する図であって、シリンダヘッド１３１におけるポート集合部１３１ｉ及びポート集合部１３１ｐと排気側ウォータージャケット１１６との位置関係を示す模式断面図である。

なお、本変形例に係る多気筒エンジンでは、以下で説明する部分を除き上記実施形態と同じ構成を有するので、重複説明を省略する。

図９に示すように、本変形例に係るシリンダヘッド１３１にも、第１排気ポート群のポート集合部１３１ｉと、第２排気ポート群のポート集合部１３１ｐと、がＸ方向に間隔を空けた状態で設けられている。各ポート集合部１３１ｉ，１３１ｐは、紙面に垂直な方向に延びている。

シリンダヘッド３１にも、Ｘ方向におけるポート集合部１３１ｉとポート集合部１３１ｐとの間の領域に設けられた間部通路部１１６ａを有する排気側ウォータージャケット１１６が設けられている。また、排気側ウォータージャケット１１６は、ポート集合部１３１ｉに対して＋Ｚ側となる領域に設けられた上方通路部１１６ｂ、及びポート集合部１３１ｐに対して＋Ｚ側となる領域に設けられた上方通路部１１６ｃを有する。

さらに、本変形例に係る多気筒エンジンのシリンダヘッド１３１では、排気側ウォータージャケット１１６が、ポート集合部１３１ｉに対して−Ｚ側となる領域に設けられた下方通路部１１６ｄ、及びポート集合部１３１ｐに対して−Ｚ側となる領域に設けられた下方通路部１１６ｅを有する。

排気側ウォータージャケット１１６において、上方通路部１１６ｂ，１１６ｃ及び下方通路部１１６ｄ，１１６ｅは、間部通路部１１６ａに連続した状態で設けられている。このため、排気側ウォータージャケット１１６を流通する冷却液ＷＦは、上方通路部１１６ｂ，１１６ｃ及び下方通路部１１６ｄ，１１６ｅも経由する。

本変形例に係る多気筒エンジンでは、エンジン本体のシリンダヘッド１３１に上記構成の排気側ウォータージャケット１１６を備えることにより、上記実施形態に係る多気筒エンジン２が奏する効果に加えて、次のような効果を奏することができる。

本変形例に係る多気筒エンジンでは、排気側ウォータージャケット１１６が間部通路部１１６ａ及び上方通路部１１６ｂ，１１６ｃに加えて、下方通路部１１６ｄ，１１６ｅを有するので、第１排気ポート群におけるポート集合部１３１ｉから−Ｚ側に伝達される熱、及び第２排気ポート群におけるポート集合部１３１ｐから−Ｚ側に伝達される熱が下方通路部１１６ｄ，１１６ｅで吸熱される。よって、本変形例に係る多気筒エンジンでは、シリンダヘッド１３１におけるポート集合部１３１ｉ及びポート集合部１３１ｐが設けられた各領域の−Ｚ側での熱的な負荷の軽減を図ることも可能である。

［その他の変形例］
上記実施形態及び上記変形例では、冷却媒体の一例として冷却液を用いることとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、気体や気液混合体を用いてシリンダヘッド及びシリンダブロックの冷却を行うこととしてもよい。

上記実施形態及び上記変形例では、ポート集合部３１ｉ，１３１ｉとポート集合部３１ｐ，１３１ｐとの間に設けられた間部通路部１６ａ，１１６ａについて説明したが、本発明では、第１排気ポート群３１Ａ及び第２排気ポート群３１Ｂの他の部分に隣接するようにウォータージャケットの通路部を設けることとしてもよい。

上記実施形態及び上記変形例では、排気側ウォータージャケット１６，１１６の一部として間部通路部１６ａ，１１６ａを設けることとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、排気側ウォータージャケットとは別系統のウォータージャケットをシリンダヘッドに設け、当該別系統のウォータージャケットでポート集合部を通過する排気ガスを冷却することとしてもよい。

上記実施形態及び上記変形例では、シリンダヘッド３１，１３１の内部において、排気ポート３１ｃからＨＰ−ＥＧＲ通路７１を分岐することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、シリンダヘッドの側面部に接続される排気管部（上記実施形態の「ケーシング通路部６３」に相当。）からＥＧＲ通路を分岐することもできる。

上記実施形態及び上記変形例では、１つの気筒に対して２つの排気ポートを接続してなる構成を採用したが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、１つの気筒に対して１つの排気ポートを接続してなる構成や、１つの気筒に対して３つ以上の排気ポートを接続してなる構成を採用することもできる。

上記実施形態及び上記変形例では、エンジン２が１つのターボ過給機６を備える構成を一例として採用したが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、ターボ過給機を備えない自然吸気エンジンを採用することもできるし、２つ以上のターボ過給機を備える構成、電動過給機や機械式過給機などを備える構成などを採用することもできる。

上記実施形態及び上記変形例では、エンジン本体３の一例として６気筒のディーゼルエンジンを採用することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、気筒数については、４気筒や５気筒であってもよいし、７気筒以上であってもよい。また、エンジン種類については、ガソリンエンジンであってもよいし、エンジンの形式についても、直列型に限らず、Ｖ型やＷ型、あるいは水平対向などを採用することもできる。

２ 多気筒エンジン
３ エンジン本体
３Ａ 第１気筒群
３Ｂ 第２気筒群
３ａ〜３ｆ 気筒
４ 吸気装置
５ 排気装置
６ ターボ過給機
１６，１１６ 排気側ウォータージャケット（冷却媒体通路）
１６ａ，１１６ａ 間部通路部
１６ｂ，１１６ｂ 上方通路部（第１上方通路部）
１６ｃ，１１６ｃ 上方通路部（第２上方通路部）
３１，１３１ シリンダヘッド
３１Ａ 第１排気ポート群（第１排気通路群）
３１Ｂ 第２排気ポート群（第２排気通路群）
３１ｃ〜３１ｈ，３１ｊ〜３１ｏ 排気ポート（独立排気通路部）
３１ｉ，３１ｐ，１３１ｉ，１３１ｐ ポート集合部（集合排気通路部）
４１ 排気通路
６３ ケーシング通路部（第１排気管部）
６４ ケーシング通路部（第２排気管部）
６５ ケーシング集合部（集合排気管部）
１１６ｄ 下方通路部（第１下方通路部）
１１６ｅ 下方通路部（第２下方通路部）

Claims (7)

1. シリンダヘッドを含むエンジン本体を有し、車両に搭載される多気筒エンジンにおいて、
   前記エンジン本体に設けられ、隣接配置された複数の気筒からなる第１気筒群と、
   前記エンジン本体に設けられ、隣接配置された複数の気筒からなるとともに前記第１気筒群に隣接した第２気筒群と、
   前記シリンダヘッドに設けられ、前記第１気筒群における前記複数の気筒の各々に接続された複数の独立排気通路部と、排気ガスの流れ方向の下流側で前記複数の独立排気通路部が集合されてなる集合排気通路部と、を有する第１排気通路群と、
   前記シリンダヘッドに設けられ、前記第２気筒群における前記複数の気筒の各々に接続された複数の独立排気通路部と、前記排気ガスの流れ方向の下流側で前記複数の独立排気通路部が集合されてなる集合排気通路部と、を有する第２排気通路群と、
   前記シリンダヘッドに設けられ、冷却媒体が流通する通路であって、少なくとも前記第１排気通路群における前記集合排気通路部と前記第２排気通路群における前記集合排気通路部との間に設けられた間部通路部を有する冷却媒体通路と、
   を備える、
   多気筒エンジン。
2. 請求項１に記載の多気筒エンジンであって、
   前記冷却媒体通路は、
   前記第１排気通路群における前記集合排気通路部に対して、前記車両の上下方向における上方の少なくとも一部に設けられた第１上方通路部と、
   前記第２排気通路群における前記集合排気通路部に対して、前記車両の上下方向における上方の少なくとも一部に設けられた第２上方通路部と、
   を更に有する、
   多気筒エンジン。
3. 請求項１又は請求項２に記載の多気筒エンジンであって、
   前記冷却媒体通路は、
   前記第１排気通路群における前記集合排気通路部に対して、前記車両の上下方向における下方の少なくとも一部に設けられた第１下方通路部と、
   前記第２排気通路群における前記集合排気通路部に対して、前記車両の上下方向における下方の少なくとも一部に設けられた第２下方通路部と、
   を更に有する、
   多気筒エンジン。
4. 請求項１から請求項３の何れかに記載の多気筒エンジンであって、
   前記第１排気通路群における前記集合排気通路部及び前記第２排気通路群における前記集合排気通路部の各々は、前記シリンダヘッドの側面部に開口部を有し、
   前記第２排気通路群を気筒軸方向から平面視する場合に、当該第２排気通路群では、前記複数の独立排気通路部の配列方向において、前記集合排気通路部の前記開口部が前記第１排気通路群が隣接する側にオフセット配置されており、
   前記第１排気通路群を気筒軸方向から平面視する場合に、当該第１排気通路群では、前記複数の独立排気通路部の配列方向において、前記集合排気通路部の前記開口部が前記第２排気通路群における前記開口部の配置形態に比べて、中央側に配置されている、
   多気筒エンジン。
5. 請求項４に記載の多気筒エンジンであって、
   前記第１排気通路群における前記集合排気通路部の前記開口部に対して接続された第１排気管部と、
   前記第２排気通路群における前記集合排気通路部の前記開口部に対して接続された第２排気管部と、
   を更に備える、
   多気筒エンジン。
6. 請求項５に記載の多気筒エンジンであって、
   前記第１排気管部及び前記第２排気管部に対して前記排気ガスの流れ方向の下流側に設けられ、前記第１排気管部と前記第２排気管部とが集合されてなる集合排気管部と、
   前記集合排気管部に対して前記排気ガスの流れ方向の下流側に設けられたターボ過給機と、
   を更に備える、
   多気筒エンジン。
7. 請求項１から請求項６の何れかに記載の多気筒エンジンであって、
   燃料噴射は、前記第１気筒群に属する前記気筒と、前記第２気筒群に属する前記気筒と、に対して経時的に交互になされる、
   多気筒エンジン。

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