JP2020097913A - Exhaust device of engine - Google Patents

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Abstract

To provide an exhaust device of an engine which can effectively oxidize an unburnt component in an exhaust gas by using air introduced into an exhaust passage.SOLUTION: An engine having an engine main body 1 in which a cylinder 7 is formed, an exhaust passage 13 in which an exhaust gas discharged from the cylinder 7 circulates, and a catalyst device 34 arranged in the exhaust passage 13, and having a catalyst for purifying the exhaust gas comprises: an upstream-side air introduction part 81 for introducing air from the outside into the exhaust passage 13 at an upstream side rather than the catalyst device 34; and a downstream-side air introduction part 41 for introducing air from the outside into the exhaust passage 13 at a downstream side rather than a portion into which air is introduced by the upstream-side air introduction part 81.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、気筒が形成されたエンジン本体と気筒から排出された排気ガスが流通する排気通路とを備えるエンジンの排気装置に関する。 The present invention relates to an engine exhaust system including an engine body having a cylinder and an exhaust passage through which exhaust gas discharged from the cylinder flows.

エンジンの排気装置として、下記特許文献1のものが知られている。この特許文献1の排気装置では、排気通路の途中部にターボ過給機のタービンが設けられるとともに、タービンよりもさらに下流側の排気通路に三元触媒を含む触媒装置が設けられている。また、タービンとエンジン本体との間に位置する部分の排気通路には、当該排気通路内に外部から空気(二次空気)を導入するための二次空気供給通路が接続されている。 As an exhaust system for an engine, one disclosed in Patent Document 1 below is known. In the exhaust device of Patent Document 1, a turbocharger turbine is provided in the middle of the exhaust passage, and a catalyst device including a three-way catalyst is provided in the exhaust passage further downstream than the turbine. A secondary air supply passage for introducing air (secondary air) from the outside into the exhaust passage is connected to the exhaust passage located between the turbine and the engine body.

特開2013−167188号公報JP, 2013-167188, A

特許文献1のように、排気通路内に二次空気が導入されれば、排気ガス中の未燃成分(HC等)と二次空気との酸化反応を生じさせることができる。そして、この反応熱によって、二次空気の導入位置よりも下流側における排気ガスの温度を上昇させて、触媒の活性化を促進することができる。 If secondary air is introduced into the exhaust passage as in Patent Document 1, it is possible to cause an oxidation reaction between unburned components (HC and the like) in the exhaust gas and the secondary air. The reaction heat can raise the temperature of the exhaust gas on the downstream side of the introduction position of the secondary air to promote the activation of the catalyst.

ここで、排気ガスの温度が低いときは前記の酸化反応を十分に生じさせることができない。これより、排気通路のより上流側の部位であって排気ガスの温度が高温に維持される部位に二次空気が供給されるのが望ましい。しかしながら、排気行程の開始直後は、気筒から高圧の排気ガスが排出されることで排気通路の上流側の部位の圧力は非常に高くなる。そのため、この場合には、排気通路の上流側の部位に外部から二次空気を導入するのが困難となり、未燃の成分を適切に酸化反応させることができない。 Here, when the temperature of the exhaust gas is low, the above oxidation reaction cannot be sufficiently caused. Therefore, it is desirable that the secondary air is supplied to a portion on the upstream side of the exhaust passage where the temperature of the exhaust gas is maintained at a high temperature. However, immediately after the start of the exhaust stroke, high-pressure exhaust gas is discharged from the cylinder, and the pressure at the upstream side portion of the exhaust passage becomes extremely high. Therefore, in this case, it becomes difficult to introduce the secondary air from the outside to the upstream side portion of the exhaust passage, and the unburned component cannot be appropriately oxidized.

本発明は、前記のような事情に鑑みてなされたものであり、排気通路に導入される空気により排気ガス中の未燃成分を効果的に酸化させることができるエンジンの排気装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an exhaust system for an engine capable of effectively oxidizing unburned components in exhaust gas by air introduced into an exhaust passage. With the goal.

前記課題を解決するためのものとして、本発明は、気筒が形成されたエンジン本体と、前記気筒から排出された排気ガスが流通する排気通路と、前記排気通路に設けられて前記排気ガスを浄化するための触媒を含む触媒装置と、前記触媒装置よりも上流側の前記排気通路の内側に外部から空気を導入する上流側空気導入部と、前記上流側空気導入部によって空気が導入される部分よりも下流側の前記排気通路の内側に外部から空気を導入する下流側空気導入部とを備える、ことを特徴とするものである(請求項1)。 As a solution to the above problems, the present invention provides an engine body having a cylinder, an exhaust passage through which exhaust gas discharged from the cylinder flows, and an exhaust passage provided in the exhaust passage to purify the exhaust gas. A catalyst device including a catalyst for performing, an upstream air introduction part for introducing air from the outside into the exhaust passage on the upstream side of the catalyst device, and a part to which air is introduced by the upstream air introduction part And a downstream air introduction section for introducing air from the outside into the exhaust passage on the downstream side of the exhaust passage (claim 1).

本発明では、排気通路の上下流方向の互いに異なる位置に排気通路に空気を導入するための空気導入部がそれぞれ設けられている。そのため、まだ高温に維持されている排気ガスに上流側の空気導入部から空気を導入することができ、空気と未燃成分との酸化反応を促進できる。そして、排気行程の開始直後に気筒から排出された排気ガスであって上流側の空気導入部から空気を供給するのが困難な排気ガスに対しては、排気行程が開始してから所定の時間が経過してこの排気ガスが下流側に移動したとき、および、排気通路内の圧力が低下したときに、下流側の空気導入部から空気を供給することができ、この排気ガスの未燃成分も適切に酸化反応させることができる。従って、排気ガス中の未燃成分を効果的に酸化させることができる。ここで、排気行程の開始直後に気筒から排出された排気ガスの温度は非常に高く、下流側に移動してもその温度は高く維持される。そのため、下流側の空気導入部から付近においても、排気行程の開始直後に気筒から排出された排気ガス中の未燃成分を適切に酸化させることができる。 In the present invention, air introduction portions for introducing air into the exhaust passage are provided at different positions in the upstream and downstream directions of the exhaust passage. Therefore, air can be introduced into the exhaust gas that is still maintained at a high temperature from the air introduction section on the upstream side, and the oxidation reaction between air and unburned components can be promoted. Then, for exhaust gas exhausted from the cylinder immediately after the start of the exhaust stroke and for which it is difficult to supply air from the upstream air introduction portion, a predetermined time has elapsed since the start of the exhaust stroke. When this exhaust gas moves to the downstream side after the passage of time and when the pressure in the exhaust passage decreases, air can be supplied from the air introduction section on the downstream side, and the unburned component of this exhaust gas Can also be appropriately oxidized. Therefore, the unburned components in the exhaust gas can be effectively oxidized. Here, the temperature of the exhaust gas discharged from the cylinder is very high immediately after the start of the exhaust stroke, and even if the exhaust gas moves to the downstream side, the temperature is maintained high. Therefore, even in the vicinity of the air introduction portion on the downstream side, it is possible to appropriately oxidize the unburned components in the exhaust gas discharged from the cylinder immediately after the start of the exhaust stroke.

前記構成において、好ましくは、前記上流側空気導入部から前記排気通路の内側に空気が導入されるのを許容または停止する上流側切替装置と、前記下流側空気導入部から前記排気通路の内側に空気が導入されるのを許容または停止する下流側切替装置とをさらに備え、前記上流側切替装置および前記下流側切替装置は、少なくとも前記触媒の温度が所定値未満のときに、前記上流側気導入部および前記下流側空気導入部から前記排気通路の内側にそれぞれ空気が導入されるのを許容する(請求項2)。 In the above configuration, preferably, an upstream side switching device that allows or stops the introduction of air from the upstream side air introduction part to the inside of the exhaust passage, and from the downstream side air introduction part to the inside of the exhaust passage. A downstream side switching device that allows or stops the introduction of air is further provided, and the upstream side switching device and the downstream side switching device include the upstream side switching device when at least the temperature of the catalyst is lower than a predetermined value. Air is allowed to be introduced into the exhaust passage from the introduction portion and the downstream air introduction portion, respectively (claim 2).

この構成によれば、前記のように未燃成分の酸化に伴い高温化された排気ガスを利用して触媒装置内の触媒を迅速に活性化することができる。 According to this configuration, the catalyst in the catalyst device can be rapidly activated by utilizing the exhaust gas whose temperature is raised due to the oxidation of the unburned components as described above.

前記構成において、好ましくは、前記気筒内の空燃比を変更可能な空燃比変更手段をさらに備え、前記上流側切替装置と前記下流側切替装置が前記上流側気導入部と前記下流側空気導入部から前記排気通路の内側にそれぞれ空気が導入されるのを許容しているとき、前記空燃比変更手段は前記気筒内の空燃比を理論空燃比未満にする(請求項3)。 In the above configuration, preferably, further comprising an air-fuel ratio changing means capable of changing an air-fuel ratio in the cylinder, wherein the upstream side switching device and the downstream side switching device are the upstream side air introduction part and the downstream side air introduction part. To allow the introduction of air into the exhaust passage, the air-fuel ratio changing means sets the air-fuel ratio in the cylinder to less than the theoretical air-fuel ratio (claim 3).

この構成によれば、排気通路に未燃成分をより多く導入して、各空気導入部から導入される空気とこの未燃成分とを排気通路内で酸化反応させることで、排気通路内で生じる燃焼エネルギーを高めることができる。そして、このエネルギーを、前記のように触媒の早期活性化に利用することができる。 According to this configuration, a larger amount of unburned components is introduced into the exhaust passage, and the air introduced from each air introduction section and the unburned components are oxidized in the exhaust passage to generate in the exhaust passage. The combustion energy can be increased. Then, this energy can be utilized for early activation of the catalyst as described above.

前記構成において、好ましくは、前記下流側空気導入部は、排気ガスが内側を通過する第1管部と、当該第1管部の外周を取り囲むように配置された第2管部と、前記第1管部と前記第2管部との間に形成された隙間に空気を取り込むための下流側取込部とを有し、前記第1管部の下流端部は、前記第2管部の内部に開放された開放端とされ、前記第1管部の下流端部の流路面積は、当該下流端部よりも上流側を流れる排気ガス通路の流路面積に比べて小さい値に設定されている(請求項4)。 In the above configuration, preferably, the downstream air introduction section includes a first tube section through which exhaust gas passes inside, a second tube section arranged so as to surround an outer circumference of the first tube section, and the second tube section. A downstream side intake part for taking in air into a gap formed between the first pipe part and the second pipe part, and the downstream end part of the first pipe part is the second pipe part of the second pipe part. The flow passage area of the downstream end of the first pipe portion is set to a value smaller than the flow passage area of the exhaust gas passage that flows upstream from the downstream end portion. (Claim 4).

この構成によれば、二重管構造をなすように配置された第1管部および第2管部を含む下流側空気導入部が排気通路に設けられることになるため、第1管部内を通過する排気ガスを保温することができ、当該排気ガスと未燃成分との酸化反応を促進できる。また、第1管部の下流端部の流路面積が、当該下流端部よりも上流側を流れる排気ガス通路の流路面積(排気ガスが流通する通路の流路面積)に比べて小さい値に設定されるので、第1管部を通過した後の排気ガスの流速が第1管部を通過する前の流速よりも速くなる。このような排気ガスの高速化は、いわゆるエゼクタ効果を生じさせ、第1管部と第2管部との間の隙間の圧力を負圧化させる。これにより、下流側取込部を介した外部から排気通路内への空気の流入を促進することができる。 According to this structure, the downstream air introducing portion including the first pipe portion and the second pipe portion arranged so as to form the double pipe structure is provided in the exhaust passage, so that the air passes through the first pipe portion. The exhaust gas generated can be kept warm, and the oxidation reaction between the exhaust gas and unburned components can be promoted. In addition, the flow passage area of the downstream end portion of the first pipe portion is smaller than the flow passage area of the exhaust gas passage that flows upstream of the downstream end portion (the passage area of the passage through which the exhaust gas flows). Therefore, the flow velocity of the exhaust gas after passing through the first pipe portion is higher than the flow velocity before passing through the first pipe portion. Such an increase in the speed of the exhaust gas causes a so-called ejector effect, and makes the pressure in the gap between the first pipe portion and the second pipe portion negative. As a result, the inflow of air from the outside into the exhaust passage via the downstream intake portion can be promoted.

前記構成において、好ましくは、前記エンジン本体には、前記排気通路の上流端部を構成する排気ポートが形成されており、前記上流側空気導入部は、前記排気ポートと連通する通路が内側に形成された上流側管部と、当該上流側管部の内側に空気を取り込むための上流側取込部と、当該上流側取込部から前記排気ポートの内側まで延びて当該上流側取込部から取り込まれた空気を前記排気ポート内に案内する案内部とを有する(請求項5)。 In the above configuration, preferably, the engine body is formed with an exhaust port that constitutes an upstream end of the exhaust passage, and the upstream air introducing portion is formed with a passage communicating with the exhaust port inside. The upstream side pipe part, an upstream side intake part for taking in air inside the upstream side pipe part, and an upstream side intake part extending from the upstream side intake part to the inside of the exhaust port. A guide portion for guiding the taken-in air into the exhaust port (claim 5).

この構成によれば、気筒により近い位置であって排気ガスの温度がより高く維持される位置に空気を導入することができ、排気ガス中の未燃成分の酸化反応をより一層促進できる。 With this configuration, air can be introduced to a position closer to the cylinder and the temperature of the exhaust gas is maintained higher, and the oxidation reaction of the unburned components in the exhaust gas can be further promoted.

ここで、ロータリーピストンエンジンではレシプロエンジンに比べて気筒から排出される排気ガスの圧力が高く排気行程開始直後の排気通路内の圧力が高くなりやすい、つまり、上流側の空気導入部から排気通路への空気の導入が困難になりやすい。従って、本発明をロータリーピストンエンジンに適用すれば、効果的である(請求項6)。 Here, in the rotary piston engine, the pressure of the exhaust gas discharged from the cylinder is higher than in the reciprocating engine, and the pressure in the exhaust passage immediately after the start of the exhaust stroke tends to be high, that is, from the air introduction portion on the upstream side to the exhaust passage. It is easy to introduce air. Therefore, it is effective when the present invention is applied to a rotary piston engine (claim 6).

以上説明したように、本発明のエンジンの排気装置によれば、排気通路に導入される空気により排気ガス中の未燃成分を効果的に酸化させることができる。 As described above, according to the exhaust system for an engine of the present invention, the unburned components in the exhaust gas can be effectively oxidized by the air introduced into the exhaust passage.

本発明の排気装置が適用されたターボ過給エンジンの好ましい実施形態を示す概略システム図である。1 is a schematic system diagram showing a preferred embodiment of a turbocharged engine to which an exhaust system of the present invention is applied. エンジン本体を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an engine main body. ターボ過給機およびその周辺部品の構造を示す図1の一部拡大図である。It is a partially enlarged view of FIG. 1 which shows the structure of a turbocharger and its peripheral components. 空気導入部の詳細構造を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the detailed structure of an air introduction part. エキセン角に対する各パラメータの変化を示したグラフである。6 is a graph showing changes in each parameter with respect to eccentric angle. エンジンの制御系を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the control system of the engine. 本発明の他の実施形態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating other embodiment of this invention.

(1)全体構成
図1は、本発明の排気装置が適用されたエンジンの好ましい実施形態を示す概略システム図であり、図2は、当該エンジンのエンジン本体1を示す概略断面図である。なお図2では、後述する二次空気システム40の図示は省略している。本図に示されるエンジンは、走行用の動力源として車両に搭載された4サイクルのガソリンエンジンであり、後述するロータ収容室7が形成されたエンジン本体1と、エンジン本体1に導入される吸気が内側を流通する吸気管20と、エンジン本体1から排出される排気ガスが内側を流通する排気管30と、排気ガスのエネルギーにより駆動されて吸気を過給するターボ過給機60とを備えている。また、エンジンは、ロータ収容室7から排出された排気ガスが流通する排気通路13の内側に外部から空気を導入する二次空気システム40を備えている。前記の排気管30は、内側を排気ガスが流通する排気通路13の一部を構成する。また、前記の吸気管20は、ロータ収容室7に導入される吸気が流通する吸気通路12を構成する。
(1) Overall Configuration FIG. 1 is a schematic system diagram showing a preferred embodiment of an engine to which the exhaust system of the present invention is applied, and FIG. 2 is a schematic sectional view showing an engine body 1 of the engine. In addition, in FIG. 2, the illustration of the secondary air system 40 described later is omitted. The engine shown in this figure is a 4-cycle gasoline engine mounted on a vehicle as a power source for traveling, and includes an engine body 1 in which a rotor accommodating chamber 7 described later is formed, and an intake air introduced into the engine body 1. Includes an intake pipe 20 that circulates inside, an exhaust pipe 30 that exhaust gas discharged from the engine body 1 circulates inside, and a turbocharger 60 that is driven by the energy of the exhaust gas to supercharge intake air. ing. The engine also includes a secondary air system 40 that introduces air from the outside into the exhaust passage 13 through which the exhaust gas discharged from the rotor housing chamber 7 flows. The exhaust pipe 30 constitutes a part of the exhaust passage 13 through which exhaust gas flows. Further, the intake pipe 20 constitutes an intake passage 12 through which intake air introduced into the rotor accommodating chamber 7 flows.

エンジン本体1は、回転軸Xの周りを回転する2つのロータ2を有した2ロータタイプのロータリーピストンエンジン(以下、ロータリエンジンという)である。なお、以下では、回転軸Xと平行な方向を前後方向と称し、このうち回転軸Xの一方側(図1の左側)を前側、回転軸Xの他方側(図1の右側)を後側とする。 The engine body 1 is a two-rotor type rotary piston engine (hereinafter referred to as a rotary engine) having two rotors 2 that rotate around a rotation axis X. Note that, hereinafter, the direction parallel to the rotation axis X is referred to as the front-back direction, of which one side (the left side in FIG. 1) of the rotation axis X is the front side and the other side of the rotation axis X (the right side in FIG. 1) is the rear side. And

エンジン本体1は、前述した2つのロータ2と、各ロータ2を内部に収容する2つのロータハウジング3と、両ロータハウジング3の間に設けられたインターミディエイトハウジング4と、これらロータハウジング3およびインターミディエイトハウジング4を前後から挟むように取り付けられた2つのサイドハウジング5とを有している。 The engine body 1 includes the two rotors 2 described above, two rotor housings 3 that house the rotors 2 therein, an intermediate housing 4 provided between the rotor housings 3, and the rotor housings 3 and the intermediate housings 4. It has two side housings 5 attached so as to sandwich the front housing 4 from the front and rear.

前側のサイドハウジング5と前側のロータハウジング3とインターミディエイトハウジング4とによって、前側のロータ2を収容するロータ収容室7が形成されている。同様に、後側のサイドハウジング5と後側のロータハウジング3とインターミディエイトハウジング4とによって、後側のロータ2を収容するロータ収容室7が形成されている。なお、ロータ収容室7は請求項にいう「気筒」に相当する。言い換えると、当実施形態のエンジンは、2つの気筒を備えた2気筒エンジンである。 The front side housing 5, the front rotor housing 3, and the intermediate housing 4 form a rotor housing chamber 7 that houses the front rotor 2. Similarly, the side housing 5 on the rear side, the rotor housing 3 on the rear side, and the intermediate housing 4 form a rotor accommodating chamber 7 for accommodating the rotor 2 on the rear side. The rotor housing chamber 7 corresponds to the "cylinder" in the claims. In other words, the engine of this embodiment is a two-cylinder engine including two cylinders.

各ロータハウジング3の内周面(各ロータ収容室7の周面)は、前後方向視(図2)において、2ノードのペリトロコイド曲線に沿うように形成されている。以下では、このロータハウジング3の内周面をトロコイド内周面3aという。トロコイド内周面3aにより囲まれたロータ収容室7は、前後方向視で繭に近似した略楕円状の空間とされる。 The inner peripheral surface of each rotor housing 3 (the peripheral surface of each rotor accommodating chamber 7) is formed so as to follow a peritrochoid curve of two nodes when viewed in the front-rear direction (FIG. 2 ). Hereinafter, the inner peripheral surface of the rotor housing 3 is referred to as a trochoid inner peripheral surface 3a. The rotor accommodating chamber 7 surrounded by the trochoid inner peripheral surface 3a is a substantially elliptical space that is similar to a cocoon in the front-rear direction.

インターミディエイトハウジング4は、2つのロータ収容室7を前後方向に隔てる隔壁として機能する。前側のサイドハウジング5は、前側のロータ収容室7の前面を塞ぐように前側のロータハウジング3に取り付けられ、後側のサイドハウジング5は、後側のロータ収容室7の後面を塞ぐように後側のロータハウジング3に取り付けられている。 The intermediate housing 4 functions as a partition wall that separates the two rotor housing chambers 7 in the front-rear direction. The front side housing 5 is attached to the front rotor housing 3 so as to close the front surface of the front rotor housing chamber 7, and the rear side housing 5 is arranged so as to close the rear surface of the rear rotor housing chamber 7. Mounted on the side rotor housing 3.

ロータ2は、前後方向視で略三角形をなすブロック体であり、ロータハウジング3と略同一の厚みを有しかつその内周面(トロコイド内周面3a)と内接するように形成されている。ロータ2は、その外周面として、前記三角形の各辺に対応する3つのフランク面2aを有し、各フランク面2aは、径方向外側に凸となるように膨出した曲面状に形成されている。 The rotor 2 is a block body having a substantially triangular shape when viewed in the front-rear direction, has substantially the same thickness as the rotor housing 3, and is formed so as to be inscribed in its inner peripheral surface (trochoid inner peripheral surface 3a). The rotor 2 has, as its outer peripheral surface, three flank surfaces 2a corresponding to the respective sides of the triangle, and each flank surface 2a is formed in a curved surface shape that bulges outwardly in the radial direction. There is.

ロータ2は、前記三角形の各頂点に対応する位置に、それぞれ図示しないアペックスシールを有している。アペックスシールは、ロータハウジング3のトロコイド内周面3aに摺接するように取り付けられている。ロータ収容室7の内部には、ロータ2の各フランク面2aとトロコイド内周面3aとにより画成された3つの作動室8が形成される。 The rotor 2 has an apex seal (not shown) at a position corresponding to each vertex of the triangle. The apex seal is attached so as to be in sliding contact with the trochoid inner peripheral surface 3 a of the rotor housing 3. Inside the rotor accommodating chamber 7, three working chambers 8 defined by the respective flank surfaces 2a of the rotor 2 and the trochoid inner peripheral surface 3a are formed.

ロータ2の側面(前面および後面)には環状のオイルシール18が取り付けられている。オイルシール18は、余分な潤滑オイルが作動室8内に流入するのを防止するものである。 An annular oil seal 18 is attached to the side surfaces (front surface and rear surface) of the rotor 2. The oil seal 18 prevents excess lubricating oil from flowing into the working chamber 8.

エンジン本体1は、ロータ2の回転軸Xに沿って設けられたエキセントリックシャフト6を有している。エキセントリックシャフト6は、インターミディエイトハウジング4および前後のサイドハウジング5をそれぞれ貫通するように前後方向に延びており、ロータ2の位置に対応する前後2箇所に偏心状に拡径した偏心部6aを有している。ロータ2の中心部には円形状の孔が形成されており、その孔には図略のロータベアリングを介して偏心部6aが嵌合されている。 The engine body 1 has an eccentric shaft 6 provided along the rotation axis X of the rotor 2. The eccentric shaft 6 extends in the front-rear direction so as to pass through the intermediate housing 4 and the front and rear side housings 5, respectively, and has eccentric portions 6a that are eccentrically expanded in two front and rear positions corresponding to the position of the rotor 2. doing. A circular hole is formed in the center of the rotor 2, and the eccentric portion 6a is fitted into the hole through a rotor bearing (not shown).

ロータ2は、エキセントリックシャフト6に対して遊星回転運動して、ロータ収容室7の内周面に沿って回転するように支持されている。すなわち、ロータ2は、エキセントリックシャフト6の偏心部6aの周りを自転しつつ、回転軸Xの周りに自転と同方向に公転するように支持されている(この自転および公転を含め、広い意味で単にロータの回転という)。ロータ2が回転すると、これに伴い3つの作動室8が同時に周方向に移動して、各作動室8にて吸気、圧縮、膨張(燃焼)、および排気の各行程が順次行われる。各作動室8での燃焼により生じる回転力は、ロータ2を介してエキセントリックシャフト6から出力される。 The rotor 2 is supported so as to make a planetary rotational movement with respect to the eccentric shaft 6 and rotate along the inner peripheral surface of the rotor housing chamber 7. That is, the rotor 2 is supported so as to revolve around the eccentric portion 6a of the eccentric shaft 6 and revolve around the rotation axis X in the same direction as the rotation (in a broad sense, including this rotation and revolution). Simply called the rotation of the rotor). When the rotor 2 rotates, three working chambers 8 simultaneously move in the circumferential direction accordingly, and intake, compression, expansion (combustion), and exhaust strokes are sequentially performed in each working chamber 8. The rotational force generated by the combustion in each working chamber 8 is output from the eccentric shaft 6 via the rotor 2.

ロータ2の内周面には図略のインターナルギヤが形成されており、このインターナルギヤと噛み合う外歯車を構成するステーショナリギヤ(固定ギヤ)がサイドハウジング5に取り付けられている。これらインターナルギヤとステーショナリギヤとは、ロータ2が1回転する間にエキセントリックシャフト6が3回転するようなギヤ比で組み合わされている。 An internal gear (not shown) is formed on the inner peripheral surface of the rotor 2, and a stationary gear (fixed gear) that constitutes an external gear that meshes with the internal gear is attached to the side housing 5. The internal gear and the stationary gear are combined in a gear ratio such that the eccentric shaft 6 makes three revolutions while the rotor 2 makes one revolution.

当実施形態の場合、ロータ2は図2における時計回り(矢印の方向)に回転する。回転軸Xを通るロータ収容室7の長軸Yを挟んで分けられるロータ収容室7の右側が概ね排気行程および吸気行程の領域となり、左側が概ね圧縮行程および膨張行程の領域となっている。 In the case of this embodiment, the rotor 2 rotates in the clockwise direction (the direction of the arrow) in FIG. The right side of the rotor housing chamber 7, which is divided by the long axis Y of the rotor housing chamber 7 passing through the rotation axis X, is approximately the exhaust stroke and intake stroke areas, and the left side is the compression stroke and expansion stroke areas.

インターミディエイトハウジング4には、前側のロータ収容室7に連通する吸気ポート10が形成されており、後側のサイドハウジング5には、後側のロータ収容室7に連通する吸気ポート10が形成されている。これら吸気ポート10、10は、それぞれ吸気行程にある作動室8に開口する位置に形成されている。すなわち、吸気ポート10は吸気行程中に開放され、この開放された吸気ポート10を通じて、吸気管20から供給された空気(新気)が作動室8に導入される。 The intermediate housing 4 is formed with an intake port 10 communicating with the front rotor housing chamber 7, and the rear side housing 5 is formed with an intake port 10 communicating with the rear rotor housing chamber 7. ing. These intake ports 10 and 10 are formed at positions that open to the working chamber 8 in the intake stroke. That is, the intake port 10 is opened during the intake stroke, and the air (fresh air) supplied from the intake pipe 20 is introduced into the working chamber 8 through the opened intake port 10.

エンジン本体1には、ガソリンを主成分とする燃料を吸気ポート10に噴射するインジェクタ15が各ロータ2に1つずつ設けられている。前側のロータ2用のインジェクタ15は、対応する吸気ポート10に臨む状態でインターミディエイトハウジング4に取り付けられ(図2)、後側のロータ2用のインジェクタ15は、対応する吸気ポート10に臨む状態で後側のサイドハウジング5に取り付けられている(図示省略)。 The engine body 1 is provided with one injector 15 for each rotor 2 for injecting fuel whose main component is gasoline into the intake port 10. The injector 15 for the front rotor 2 is attached to the intermediate housing 4 so as to face the corresponding intake port 10 (FIG. 2), and the injector 15 for the rear rotor 2 faces the corresponding intake port 10. Is attached to the rear side housing 5 (not shown).

前側のサイドハウジング5には、前側のロータ収容室7に連通する排気ポート11が形成されており、インターミディエイトハウジング4には、後側のロータ収容室7に連通する排気ポート11が形成されている。これら排気ポート11、11は、それぞれ排気行程にある作動室8に開口する位置に形成されている。すなわち、排気ポート11は排気行程中に開放され、この開放された排気ポート11を通じて、作動室8内の排気ガスが排気管30に排出される。このように、排気ポート11、11の内側にはロータ収容室7から排出された排気ガスが流通するようになっており、これら排気ポート11、11は排気通路13の一部を構成する。また、排気ポート11、11はロータ収容室7に開口しており、排気通路13の上流端部(排気ガスの流れ方向の上流端部)を構成する。 An exhaust port 11 communicating with the front rotor housing chamber 7 is formed in the front side housing 5, and an exhaust port 11 communicating with the rear rotor housing chamber 7 is formed in the intermediate housing 4. There is. These exhaust ports 11 and 11 are formed at positions that open to the working chamber 8 in the exhaust stroke. That is, the exhaust port 11 is opened during the exhaust stroke, and the exhaust gas in the working chamber 8 is discharged to the exhaust pipe 30 through the opened exhaust port 11. In this way, the exhaust gas discharged from the rotor housing chamber 7 flows inside the exhaust ports 11 and 11, and these exhaust ports 11 and 11 form a part of the exhaust passage 13. Further, the exhaust ports 11 and 11 are open to the rotor housing chamber 7 and constitute an upstream end portion of the exhaust passage 13 (an upstream end portion in the exhaust gas flow direction).

エンジン本体1には、混合気に点火する点火プラグ16、17が各ロータ2に2つずつ設けられている。前側のロータ2および後側のロータ2用の各点火プラグ16、17は、圧縮行程が終了した(圧縮行程から膨張行程に切り替わる)状態の作動室8に臨む状態で、対応するロータハウジング3にそれぞれ取り付けられている。点火プラグ16、17は、ロータ収容室7の短軸Zを挟んだロータ回転方向のトレーリング側(遅れ側)とリーディング側(進み側)とにそれぞれ配置されており、作動室8内の混合気に対し同時に、または所定の位相差を持って点火を行う。 The engine body 1 is provided with two spark plugs 16 and 17 for each rotor 2 for igniting the air-fuel mixture. Each of the spark plugs 16 and 17 for the front rotor 2 and the rear rotor 2 is attached to the corresponding rotor housing 3 in a state of facing the working chamber 8 in a state where the compression stroke is completed (compression stroke is switched to expansion stroke). Each is installed. The spark plugs 16 and 17 are respectively arranged on the trailing side (lagging side) and the leading side (leading side) of the rotor accommodating chamber 7 with respect to the minor axis Z of the rotor accommodating chamber 7, and the mixing inside the working chamber 8 is performed. Ignition is performed to the air at the same time or with a predetermined phase difference.

以上のようなエンジン本体1の燃焼サイクルは、次のようにして進行する。まず、図2における右下の作動室8は吸気行程にあり、この作動室8では、吸気ポート10から導入された吸気とインジェクタ15から噴射された燃料とが混合されて混合気が形成される。ロータ2の回転に伴って作動室8が左下の領域に移動すると、その作動室8内の混合気が圧縮され、圧縮行程が行われる。ロータ2がさらに回転すると、図2の左側の作動室8のように、圧縮行程がほぼ終了した状態になり、その状態で点火プラグ16、17による点火が行われて、混合気の燃焼が開始される。その後、作動室8が左上の領域へと移動するとともに、作動室8内の燃焼ガスが膨張し、膨張行程が行われる。ロータ2がさらに回転し、作動室8が右上の領域に移行すると、その作動室8内の燃焼ガスが排気ポート11から排出され、排気行程が行われる。その後は再び吸気行程に戻り、以後、同じ動作が繰り返される。 The combustion cycle of the engine body 1 as described above proceeds as follows. First, the lower right working chamber 8 in FIG. 2 is in the intake stroke, and in this working chamber 8, the intake air introduced from the intake port 10 and the fuel injected from the injector 15 are mixed to form an air-fuel mixture. .. When the working chamber 8 moves to the lower left region as the rotor 2 rotates, the air-fuel mixture in the working chamber 8 is compressed, and the compression stroke is performed. When the rotor 2 rotates further, the compression stroke is almost completed, as in the working chamber 8 on the left side of FIG. 2, and ignition is performed by the spark plugs 16 and 17 in that state, and combustion of the air-fuel mixture is started. To be done. After that, the working chamber 8 moves to the upper left region, and the combustion gas in the working chamber 8 expands to perform the expansion stroke. When the rotor 2 further rotates and the working chamber 8 moves to the upper right region, the combustion gas in the working chamber 8 is discharged from the exhaust port 11, and the exhaust stroke is performed. After that, the procedure returns to the intake stroke again, and the same operation is repeated thereafter.

吸気管20は、単管状の共通吸気管21と、共通吸気管21の下流端から分岐した第1独立吸気管22および第2独立吸気管23とを有している。第1独立吸気管22の下流端部は、前側のロータ2用の吸気ポート10に連通するようにエンジン本体1(インターミディエイトハウジング4)に接続され、第2独立吸気管23の下流端部は、後側のロータ2用の吸気ポート10に連通するようにエンジン本体1(後側のサイドハウジング5)に接続されている。なお、本明細書において、吸気管20における下流(または上流)とは、吸気管20を流通する吸気の流れ方向の下流(または上流)のことをいう。 The intake pipe 20 has a single tubular common intake pipe 21, and a first independent intake pipe 22 and a second independent intake pipe 23 branched from the downstream end of the common intake pipe 21. The downstream end of the first independent intake pipe 22 is connected to the engine body 1 (intermediate housing 4) so as to communicate with the intake port 10 for the rotor 2 on the front side, and the downstream end of the second independent intake pipe 23 is , Is connected to the engine body 1 (rear side housing 5) so as to communicate with the intake port 10 for the rear rotor 2. In this specification, the downstream (or upstream) of the intake pipe 20 refers to the downstream (or upstream) in the flow direction of the intake air flowing through the intake pipe 20.

共通吸気管21には、吸気中に含まれる異物を除去するエアクリーナ24と、ターボ過給機60のコンプレッサ62と、ターボ過給機60により過給された吸気を冷却するインタークーラ25と、吸気管20を流通する吸気の流量を調整する開閉可能なスロットル弁26とが、上流側からこの順に設けられている。 The common intake pipe 21 includes an air cleaner 24 that removes foreign matters contained in the intake air, a compressor 62 of the turbocharger 60, an intercooler 25 that cools the intake air supercharged by the turbocharger 60, and an intake air An openable/closable throttle valve 26 for adjusting the flow rate of intake air flowing through the pipe 20 is provided in this order from the upstream side.

排気管30は、単管状の共通排気管33と、共通排気管33の上流端から分岐する第1独立排気管31および第2独立排気管32とを有している。第1独立排気管31の上流端部は、前側のロータ2用の排気ポート11に連通するようにエンジン本体1(前側のサイドハウジング5)に接続され、第2独立排気管32の上流端部は、後側のロータ2用の排気ポート11に連通するようにエンジン本体1(インターミディエイトハウジング4)に接続されている。なお、本明細書において、排気管30および排気通路13における上流(または下流)とは、排気管30および排気通路13を流通する排気ガスの流れ方向の上流(または下流)のことをいう。 The exhaust pipe 30 has a single tubular common exhaust pipe 33, and a first independent exhaust pipe 31 and a second independent exhaust pipe 32 that branch from the upstream end of the common exhaust pipe 33. The upstream end of the first independent exhaust pipe 31 is connected to the engine body 1 (front side housing 5) so as to communicate with the exhaust port 11 for the front rotor 2 and the upstream end of the second independent exhaust pipe 32. Is connected to the engine body 1 (intermediate housing 4) so as to communicate with the exhaust port 11 for the rear rotor 2. In this specification, the upstream (or downstream) of the exhaust pipe 30 and the exhaust passage 13 refers to the upstream (or downstream) of the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 30 and the exhaust passage 13 in the flow direction.

共通排気管33には触媒装置34が設けられている。触媒装置34には、排気ガス中の有害成分を浄化するための触媒が内蔵されている。本実施形態では、触媒装置34は、三元触媒を含む。 The common exhaust pipe 33 is provided with a catalyst device 34. The catalyst device 34 contains a catalyst for purifying harmful components in the exhaust gas. In the present embodiment, the catalyst device 34 includes a three-way catalyst.

排気管30には、第1・第2独立排気管31、32の内部にそれぞれ外部から空気を導入するための2つの下流側空気導入部41と、各排気ポート11、11の内部にそれぞれ外部から空気を導入するための上流側空気導入部81、81が設けられている。これら空気導入部41、41、81、81は、触媒装置34よりも排気ガスの上流側に設けられており、触媒装置34よりも上流側において排気通路13内に空気を導入する。これら空気導入部41、41、81、81の詳細については後述する。 In the exhaust pipe 30, two downstream air introducing portions 41 for introducing air from the outside into the first and second independent exhaust pipes 31, 32, respectively, and outside each inside the exhaust ports 11, 11. Upstream air introduction portions 81, 81 for introducing air from the are provided. These air introduction parts 41, 41, 81, 81 are provided on the upstream side of exhaust gas from the catalyst device 34, and introduce air into the exhaust passage 13 on the upstream side of the catalyst device 34. The details of these air introduction parts 41, 41, 81, 81 will be described later.

図3は、ターボ過給機60およびその周辺部品を拡大して示す図である。この図3および先の図1に示すように、ターボ過給機60は、排気管30に設けられたタービン61と、吸気管20に設けられたコンプレッサ62と、タービン61とコンプレッサ62とを連結する連結軸63と、タービン61を収容するタービンハウジング64と、コンプレッサ62を収容するコンプレッサハウジング65とを有している。 FIG. 3 is an enlarged view of the turbocharger 60 and its peripheral components. As shown in FIG. 3 and FIG. 1 described above, the turbocharger 60 connects the turbine 61 provided in the exhaust pipe 30, the compressor 62 provided in the intake pipe 20, and the turbine 61 and the compressor 62 to each other. A connecting shaft 63, a turbine housing 64 that houses the turbine 61, and a compressor housing 65 that houses the compressor 62.

タービン61は、排気管30を流通する排気ガスのエネルギーを受けて回転し、連結軸63を介してコンプレッサ62を回転させる。コンプレッサ62は、タービン61と連動して回転することにより、吸気管20を流通する吸気を圧縮する。 The turbine 61 rotates by receiving the energy of the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 30, and rotates the compressor 62 via the connecting shaft 63. The compressor 62 rotates in conjunction with the turbine 61 to compress the intake air flowing through the intake pipe 20.

コンプレッサハウジング65は、エアクリーナ24とインタークーラ25との間に位置する部分の共通吸気管21に介設されている。 The compressor housing 65 is provided in the common intake pipe 21 in a portion located between the air cleaner 24 and the intercooler 25.

タービンハウジング64は、第1独立排気管31および第2独立排気管32の各下流端部と共通排気管33との間に介設されている。第1・第2独立排気管31、32からタービンハウジング64に導入された排気ガスは、いずれもタービン61を通過した後に共通排気管33に導出される。 The turbine housing 64 is interposed between the downstream ends of the first independent exhaust pipe 31 and the second independent exhaust pipe 32 and the common exhaust pipe 33. The exhaust gas introduced into the turbine housing 64 from the first and second independent exhaust pipes 31, 32 is led out to the common exhaust pipe 33 after passing through the turbine 61.

タービンハウジング64は、いわゆるツインスクロール型のものであり、第1スクロール部64aおよび第2スクロール部64bをその内部に有している。両スクロール部64a、64bは、タービン61の周囲の空間をタービン61の軸方向に2分割する仕切壁Sによって仕切られている。第1スクロール部64aは第1独立排気管31と連通し、第2スクロール部64bは第2独立排気管32と連通している。これにより、第1独立排気管31からの排気ガスが第1スクロール部64aを介してタービン61に導入されるとともに、第2独立排気管32からの排気ガスが第2スクロール部64bを介してタービン61に導入されるようになっている。 The turbine housing 64 is a so-called twin scroll type, and has a first scroll portion 64a and a second scroll portion 64b therein. Both scroll parts 64a and 64b are partitioned by a partition wall S that divides the space around the turbine 61 into two in the axial direction of the turbine 61. The first scroll portion 64a communicates with the first independent exhaust pipe 31, and the second scroll portion 64b communicates with the second independent exhaust pipe 32. As a result, the exhaust gas from the first independent exhaust pipe 31 is introduced into the turbine 61 via the first scroll portion 64a, and the exhaust gas from the second independent exhaust pipe 32 is passed through the second scroll portion 64b to the turbine. It will be introduced in 61.

タービンハウジング64には、タービン61の上流側の内部通路(第1・第2スクロール部64a、64b)とタービン61の下流側の内部通路とを連通するバイパス通路71が設けられている。バイパス通路71には、過給圧が予め定められた上限値を超えないように開閉制御されるウェストゲート弁72が設けられている。なお、図1では第1スクロール部64aのみにバイパス通路71が連通しているように図示されているが、バイパス通路71は第1スクロール部64aだけでなく第2スクロール部64bにも連通している。 The turbine housing 64 is provided with a bypass passage 71 that connects the internal passage on the upstream side of the turbine 61 (first and second scroll portions 64 a and 64 b) and the internal passage on the downstream side of the turbine 61. The bypass passage 71 is provided with a wastegate valve 72 that is controlled to open and close so that the boost pressure does not exceed a predetermined upper limit value. Although the bypass passage 71 communicates only with the first scroll portion 64a in FIG. 1, the bypass passage 71 communicates not only with the first scroll portion 64a but also with the second scroll portion 64b. There is.

(2)二次空気システムの構成
図1に示すように、二次空気システム40は、第1・第2独立排気管31、32内に空気を導入するための前述した2つの下流側空気導入部41、41と、各排気ポート11、11内にそれぞれ外部から空気を導入するための前述した2つの上流側空気導入部81、81と、これら空気導入部41、41、81、81と吸気管20とを連通する連通路42とを有している。
(2) Configuration of Secondary Air System As shown in FIG. 1, the secondary air system 40 includes the above-mentioned two downstream air introductions for introducing air into the first and second independent exhaust pipes 31, 32. Parts 41, 41, the above-mentioned two upstream side air introducing parts 81, 81 for introducing air into the exhaust ports 11, 11 from the outside, respectively, and the air introducing parts 41, 41, 81, 81 and intake air. It has a communication passage 42 that communicates with the pipe 20.

連通路42は、吸気管20の共通吸気管21から分岐して延びる共通連通管55と、共通連通管55の下流端から分岐した第1独立連通管56および第2独立連通管57とを有している。 The communication passage 42 includes a common communication pipe 55 that branches from the common intake pipe 21 of the intake pipe 20 and extends, and a first independent communication pipe 56 and a second independent communication pipe 57 that branch from the downstream end of the common communication pipe 55. doing.

共通連通管55の上流端部は、コンプレッサ62よりも下流側(コンプレッサ62とインタークーラ25との間)に位置する部分の共通吸気管21に接続されている。第1独立連通管56の下流端部は、第1独立排気管31用(前側のロータ2用)の下流側空気導入部41および上流側空気導入部81に接続されている。第2独立連通管57の下流端部は、第2独立排気管32用(後側のロータ2用)の下流側空気導入部41および上流側空気導入部81に接続されている。 The upstream end of the common communication pipe 55 is connected to the portion of the common intake pipe 21 located downstream of the compressor 62 (between the compressor 62 and the intercooler 25). The downstream end of the first independent communication pipe 56 is connected to the downstream air introduction portion 41 and the upstream air introduction portion 81 for the first independent exhaust pipe 31 (for the front rotor 2). The downstream end portion of the second independent communication pipe 57 is connected to the downstream air introduction portion 41 and the upstream air introduction portion 81 for the second independent exhaust pipe 32 (for the rear rotor 2).

共通連通管55には、吸気管20から各空気導入部41、41、81、81へと空気が導入されるのを、ひいては、各空気導入部41、41、81、81から排気通路13の内側に空気が導入されるのを、許容または停止するための切替弁58が設けられている。また、第1独立連通管56および第2独立連通管57には、切替弁58の開弁時に各空気導入部41、41、81、81から吸気管20へと空気が逆流するのを防止するための逆止弁59がそれぞれ設けられている。 Into the common communication pipe 55, air is introduced from the intake pipe 20 to the air introduction parts 41, 41, 81, 81, and by extension, from the air introduction parts 41, 41, 81, 81 of the exhaust passage 13. A switching valve 58 is provided to allow or stop the introduction of air inside. Further, in the first independent communication pipe 56 and the second independent communication pipe 57, it is possible to prevent air from flowing back from the air introduction portions 41, 41, 81, 81 to the intake pipe 20 when the switching valve 58 is opened. A check valve 59 is provided for each.

前記の切替弁58は、請求項の「上流側切替装置」および「下流側切替装置」に相当する。なお、ここでは、1つの切替弁58によって上流側空気導入部81、81と下流側空気導入部41、41から排気通路13の内側への空気の導入が許容または停止される場合について説明したが、上流側空気導入部81、81から排気通路13の内側への空気の導入を許容または停止する切替装置と、下流側空気導入部41、41から排気通路13の内側への空気の導入を許容または停止する切替装置と、を個別に設けてもよい。 The switching valve 58 corresponds to the "upstream switching device" and the "downstream switching device" in the claims. In addition, here, the case where the introduction of the air from the upstream side air introduction sections 81, 81 and the downstream side air introduction sections 41, 41 to the inside of the exhaust passage 13 is permitted or stopped by one switching valve 58 has been described. A switching device that allows or stops the introduction of air from the upstream air introduction parts 81, 81 into the exhaust passage 13 and the introduction of air from the downstream air introduction parts 41, 41 into the exhaust passage 13 Alternatively, a switching device that stops may be provided separately.

切替弁58が開弁されると、吸気管20(共通吸気管21)を流通する空気の一部が連通路42へと分流して各空気導入部41、41、81、81に供給される。 When the switching valve 58 is opened, a part of the air flowing through the intake pipe 20 (common intake pipe 21) is diverted to the communication passage 42 and supplied to the air introduction parts 41, 41, 81, 81. ..

第1独立排気管31用の下流側空気導入部41と、第2独立排気管32用の下流側空気導入部41とは、いずれも同一の構造を有している。また、第1独立排気管31用の上流側空気導入部81と、第2独立排気管32用の上流側空気導入部81とは、いずれも同一の構造を有している。図4は、これら空気導入部41、81の詳細を示した概略断面図である。 The downstream air introducing portion 41 for the first independent exhaust pipe 31 and the downstream air introducing portion 41 for the second independent exhaust pipe 32 have the same structure. The upstream air introducing portion 81 for the first independent exhaust pipe 31 and the upstream air introducing portion 81 for the second independent exhaust pipe 32 have the same structure. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the details of the air introducing portions 41 and 81.

上流側空気導入部81は、排気ポート11の下流側の開口端から下流側に延びて排気ポート11の内部通路と連通する通路が内側に形成された上流側外管部82と、上流側外管部82の内側に配置されて内側に排気ガスが通過する通路が形成された上流側内管部83とを有する。また、上流側空気導入部81は、上流側外管部82の外周面に開口して上流側外管部82の内側に空気を取り込むための上流側取込部84を有している。 The upstream air introduction portion 81 includes an upstream outer pipe portion 82 in which a passage that extends downstream from the downstream opening end of the exhaust port 11 and communicates with the internal passage of the exhaust port 11 is formed inside, and an upstream outer pipe portion 82. The upstream inner pipe portion 83 is provided inside the pipe portion 82, and a passage through which exhaust gas passes is formed inside. In addition, the upstream air introduction portion 81 has an upstream intake portion 84 that opens into the outer peripheral surface of the upstream outer pipe portion 82 and takes in air inside the upstream outer pipe portion 82.

上流側外管部82は、その内周面が排気ポート11の下流端部の内周面と上下流方向に連続するように、エンジン本体1に取付けられている。具体的には、前側のロータ2用の排気ポート11と連通する上流側外管部82は、前側のサイドハウジング5に結合されており、後側のロータ2用の排気ポート11と連通する上流側外管部82は、インターミディエイトハウジング4に結合されている。本実施形態では、上流側外管部82は、その上流端にフランジ部82aを有しており、このフランジ部82aとハウジング4、5とが結合されている。 The upstream outer pipe portion 82 is attached to the engine body 1 so that the inner peripheral surface thereof is continuous with the inner peripheral surface of the downstream end of the exhaust port 11 in the upstream and downstream directions. Specifically, the upstream outer pipe portion 82 communicating with the exhaust port 11 for the rotor 2 on the front side is coupled to the side housing 5 on the front side, and the upstream outer pipe portion 82 communicating with the exhaust port 11 for the rotor 2 on the rear side. The outer side tube portion 82 is coupled to the intermediate housing 4. In the present embodiment, the upstream outer pipe portion 82 has a flange portion 82a at its upstream end, and the flange portion 82a and the housings 4 and 5 are joined together.

上流側内管部83は、上下流方向について、上流側外管部82と排気ポート11とにわたって延びる形状を有している。つまり、上流側内管部83の下流端部は、上流側外管部82の内側に配置されており、これよりも上流側の部分は排気ポート11の内側に配置されている。上流側内管部83は、上流側外管部82の下流端と対向する位置から、排気ポート11の上流端すなわちロータ収容室7に開口する開口端付近まで延びている。上流側内管部83の上流端および下流端は開口しており、前記のように、排気ポート11から排出された排気ガスは上流側内管部83の内側を通過する。 The upstream inner pipe portion 83 has a shape extending in the upstream/downstream direction across the upstream outer pipe portion 82 and the exhaust port 11. That is, the downstream end portion of the upstream inner pipe portion 83 is arranged inside the upstream outer pipe portion 82, and the portion upstream of this is arranged inside the exhaust port 11. The upstream-side inner pipe portion 83 extends from a position facing the downstream end of the upstream-side outer pipe portion 82 to the upstream end of the exhaust port 11, that is, the vicinity of the open end that opens to the rotor accommodating chamber 7. The upstream end and the downstream end of the upstream inner pipe portion 83 are open, and as described above, the exhaust gas discharged from the exhaust port 11 passes inside the upstream inner pipe portion 83.

上流側内管部83の外径は、その外周面と上流側外管部82の内周面および排気ポート11の内周面との間に断面視で円環状の隙間D1(以下、適宜、上流側隙間D1という)が区画されるように設定されている。上流側隙間D1は、上流側内管部83の外周面の上下流方向の全体にわたって形成されている。なお、上流側隙間D1の径方向寸法が全周に亘って略同一となるように、上流側外管部82と上流側内管部83とは両者の中心軸が略一致する状態で配置される。 The outer diameter of the upstream inner pipe portion 83 has an annular gap D1 (hereinafter, appropriately, in a cross-sectional view) between the outer peripheral surface thereof and the inner peripheral surface of the upstream outer pipe portion 82 and the inner peripheral surface of the exhaust port 11. The upstream side gap D1) is set to be partitioned. The upstream gap D1 is formed over the entire outer peripheral surface of the upstream inner pipe portion 83 in the upstream and downstream directions. The upstream outer pipe portion 82 and the upstream inner pipe portion 83 are arranged such that their central axes are substantially the same so that the radial dimension of the upstream gap D1 is substantially the same over the entire circumference. It

上流側空気導入部81には、上流側内管部83の下流端部の外周面と、上流側外管部82の下流端部の内周面との間を、これらの全周にわたってつなぐ環状壁85を有しており、上流側隙間D1の下流端はこの環状壁85により塞がれている。一方、上流側隙間D1の上流端は排気ポート11の内側に開放されている。 The upstream air introducing portion 81 has an annular shape that connects the outer peripheral surface of the downstream end portion of the upstream inner pipe portion 83 and the inner peripheral surface of the downstream end portion of the upstream outer pipe portion 82 over their entire circumferences. It has a wall 85, and the downstream end of the upstream gap D1 is closed by this annular wall 85. On the other hand, the upstream end of the upstream gap D1 is open inside the exhaust port 11.

上流側取込部84は、上流側隙間D1と連通しており、上流側取込部84を介して上流側外管部82に流入した空気は、上流側隙間D1に導入される。この空気は、上流側隙間D1を通って上流に移動して排気ポート11内に導出される。そして、この空気は、上流側隙間D1の上流端付近つまり上流側内管部83の上流端付近において、排気ガスに混入される。本実施形態では、上流側取込部84は、各ハウジング4、5の近傍つまり排気ポート11の下流側の開口端の近傍に設けられている。このように、本実施形態では、上流側内管部83の外周面によって上流側隙間D1が区画されて、この上流側隙間D1を通って上流側取込部84から上流側に空気が案内されるようになっており、上流側内管部83が請求項の「案内部」として機能する。また、前記の上流側外管部82が請求項の「第3管部」に相当する。 The upstream-side intake portion 84 communicates with the upstream-side clearance D1, and the air flowing into the upstream-side outer pipe portion 82 via the upstream-side intake portion 84 is introduced into the upstream-side clearance D1. This air moves upstream through the upstream gap D1 and is drawn into the exhaust port 11. Then, this air is mixed with the exhaust gas near the upstream end of the upstream gap D1, that is, near the upstream end of the upstream inner pipe portion 83. In the present embodiment, the upstream intake portion 84 is provided near each of the housings 4 and 5, that is, near the downstream opening end of the exhaust port 11. As described above, in the present embodiment, the upstream clearance D1 is defined by the outer peripheral surface of the upstream inner pipe portion 83, and the air is guided from the upstream intake portion 84 to the upstream side through the upstream clearance D1. The inner pipe portion 83 on the upstream side functions as the "guide portion" in the claims. The upstream outer pipe portion 82 corresponds to the "third pipe portion" in the claims.

下流側空気導入部41は、上流側内管部83を通過した排気ガスが内部を通過する下流側内管部53と、下流側内管部53の外周面を取り囲むように配置された下流側外管部52とを有する。また、下流側空気導入部41は、下流側外管部52の外周面に開口して下流側外管部52の内側に空気を取り込むための下流側取込部54を有している。下流側内管部53は請求項の「第1管部」に相当し、下流側外管部52は請求項の「第2管部」に相当する。 The downstream air introducing portion 41 includes a downstream inner pipe portion 53 through which the exhaust gas passing through the upstream inner pipe portion 83 passes, and a downstream side arranged so as to surround the outer peripheral surface of the downstream inner pipe portion 53. And an outer tube portion 52. Further, the downstream air introduction portion 41 has a downstream intake portion 54 that is open to the outer peripheral surface of the downstream outer pipe portion 52 and takes in air inside the downstream outer pipe portion 52. The downstream inner pipe portion 53 corresponds to the "first pipe portion" in the claims, and the downstream outer pipe portion 52 corresponds to the "second pipe portion" in the claims.

下流側外管部52は、上流側外管部82の下流端から下流側に延びており、上流側外管部82を介してエンジン本体1(前側のサイドハウジング5またはインターミディエイトハウジング4)に結合されている。 The downstream outer pipe portion 52 extends from the downstream end of the upstream outer pipe portion 82 to the downstream side, and is connected to the engine body 1 (the front side housing 5 or the intermediate housing 4) via the upstream outer pipe portion 82. Are combined.

下流側外管部52は、下流側内管部53の外径よりも大きい内径を有するストレート管状を有している。下流側外管部52の下流端は、第1独立排気管31または第2独立排気管32の上流側に同軸状に配置された状態で、第1独立排気管31または第2独立排気管32の上流端部にフランジ部を介して結合されている。 The downstream outer pipe portion 52 has a straight tubular shape having an inner diameter larger than the outer diameter of the downstream inner pipe portion 53. The downstream end of the downstream side outer pipe portion 52 is coaxially arranged on the upstream side of the first independent exhaust pipe 31 or the second independent exhaust pipe 32, and the first independent exhaust pipe 31 or the second independent exhaust pipe 32. Is connected to the upstream end of the via a flange.

下流側外管部52は、その上流側の一部が下流側内管部53の外周面を取り囲むように配置されている。これにより、下流側内管部53の外周面と下流側外管部52の内周面との間には、断面視で円環状の隙間D2(以下、下流側隙間D2という)が形成されるようになっている。下流側隙間D2の上流端は、その全周にわたって環状壁85により塞がれている。一方、下流側隙間D2の下流端は下流側外管部52の内側に開放されている。なお、下流側隙間D2の径方向寸法が全周に亘って略同一となるように、下流側内管部53と下流側外管部52とは両者の中心軸が略一致する状態で配置されている。 The downstream outer pipe portion 52 is arranged so that a part of the upstream side thereof surrounds the outer peripheral surface of the downstream inner pipe portion 53. As a result, an annular gap D2 (hereinafter referred to as the downstream gap D2) in cross section is formed between the outer peripheral surface of the downstream inner pipe portion 53 and the inner peripheral surface of the downstream outer pipe portion 52. It is like this. The upstream end of the downstream gap D2 is closed by an annular wall 85 over the entire circumference. On the other hand, the downstream end of the downstream gap D2 is open to the inside of the downstream outer pipe portion 52. It should be noted that the downstream inner pipe portion 53 and the downstream outer pipe portion 52 are arranged so that their central axes are substantially the same so that the radial dimension of the downstream gap D2 is substantially the same over the entire circumference. ing.

下流側内管部53は上流側内管部83の下流端から下流側に延びており、上流側内管部83および環状壁85および上流側外管部82を介してエンジン本体1(前側のサイドハウジング5またはインターミディエイトハウジング4)に結合されている。 The downstream side inner pipe portion 53 extends from the downstream end of the upstream side inner pipe portion 83 to the downstream side, and through the upstream side inner pipe portion 83, the annular wall 85 and the upstream side outer pipe portion 82, the engine main body 1 (front side It is connected to the side housing 5 or the intermediate housing 4).

下流側内管部53は、その上流側の一部分が、下流側ほど流路面積が小さくなるような絞り形状とされている。このため、下流側内管部53の下流端部の流路面積、つまり下流側内管部53の出口面積A2は、下流側内管部53の上流側部分の流路面積よりも小さい。また、上流側内管部83の下流端部の流路面積、つまり上流側内管部83の出口面積A1は、下流側内管部53の上流端部の流路面積とほぼ同一とされ、下流側内管部53の出口面積A2よりも大きい。言い換えると、下流側内管部53の出口面積A2は、下流側内管部53の上流側部分の流路面積および上流側内管部83の出口面積A1のいずれよりも小さい値に設定されている。上流側内管部83から下流側内管部53に導入された排気ガスは、このような形状の下流側内管部53を通過することにより、上流側内管部83を通過していた時点よりも流速が高められた状態で下流側内管部53から排出されることになる。 The downstream side inner pipe portion 53 has a part of the upstream side in a throttle shape such that the flow passage area becomes smaller toward the downstream side. Therefore, the flow passage area of the downstream end portion of the downstream inner pipe portion 53, that is, the outlet area A2 of the downstream inner pipe portion 53 is smaller than the flow passage area of the upstream portion of the downstream inner pipe portion 53. Further, the flow passage area of the downstream end portion of the upstream side inner pipe portion 83, that is, the outlet area A1 of the upstream side inner pipe portion 83 is set to be substantially the same as the flow passage area of the upstream end portion of the downstream side inner pipe portion 53, It is larger than the outlet area A2 of the downstream inner pipe portion 53. In other words, the outlet area A2 of the downstream inner pipe portion 53 is set to a value smaller than both the flow passage area of the upstream portion of the downstream inner pipe portion 53 and the outlet area A1 of the upstream inner pipe portion 83. There is. When the exhaust gas introduced from the upstream inner pipe portion 83 to the downstream inner pipe portion 53 passes through the downstream inner pipe portion 53 having such a shape and thus passes through the upstream inner pipe portion 83. It is discharged from the downstream side inner pipe portion 53 in a state where the flow velocity is higher than that.

下流側取込部54は、下流側外管部52の上流端付近に形成されており、下流側隙間D2と連通している。これより、下流側取込部54を介して下流側外管部52に流入した空気は、下流側隙間D2に導入される。この空気は、下流側隙間D2を通って下流に移動する。そして、この空気は、下流側隙間D2の下流端付近つまり下流側内管部53の下流端付近において、下流側内管部53を通過した排気ガスに混入される。 The downstream-side intake portion 54 is formed near the upstream end of the downstream-side outer pipe portion 52, and communicates with the downstream-side gap D2. As a result, the air that has flowed into the downstream outer pipe portion 52 via the downstream intake portion 54 is introduced into the downstream gap D2. This air moves downstream through the downstream gap D2. Then, this air is mixed with the exhaust gas that has passed through the downstream inner pipe portion 53 near the downstream end of the downstream gap D2, that is, near the downstream end of the downstream inner pipe portion 53.

下流側内管部53の下流端の上下流方向の位置は、排気ポート11内の圧力が連通路42の上流端の圧力よりも低い基準圧力まで低下した時点で、排気行程開始直後(排気ポート11の開口直後)にロータ収容室7から排気ポート11に排出された排気ガスが存在する位置に設定されている。前記のように、連通路42の上流端は、コンプレッサ62よりも下流側の共通吸気管21に接続されており、連通路42の上流端の圧力は過給圧とほぼ一致する。これより、前記基準圧力は、大気圧よりも高い圧力に設定されている。また、本実施形態では、後述するように、触媒装置34の活性化を促進するための触媒暖機制御の実施時に、各空気導入部41、81から排気通路13内に空気が導入される。これに伴い、触媒暖機制御が実施される機会の多い所定の回転数でエンジンが駆動されている状態で排気ポート11の圧力が前記基準圧力未満まで低下する位置に、下流側内管部53の下流端が配設されている。前記所定のエンジン回転数は、例えば、1500rpmとされている。 Immediately after the start of the exhaust stroke (exhaust port), the position of the downstream end of the downstream-side inner pipe portion 53 in the upstream/downstream direction is at the time when the pressure in the exhaust port 11 drops to a reference pressure lower than the pressure at the upstream end of the communication passage 42. Immediately after the opening of 11), it is set at a position where the exhaust gas discharged from the rotor housing chamber 7 to the exhaust port 11 exists. As described above, the upstream end of the communication passage 42 is connected to the common intake pipe 21 on the downstream side of the compressor 62, and the pressure at the upstream end of the communication passage 42 substantially matches the boost pressure. Therefore, the reference pressure is set to a pressure higher than the atmospheric pressure. Further, in the present embodiment, as will be described later, air is introduced into the exhaust passage 13 from each of the air introduction parts 41 and 81 when performing catalyst warm-up control for promoting activation of the catalyst device 34. Along with this, the downstream side inner pipe portion 53 is located at a position where the pressure of the exhaust port 11 drops to less than the reference pressure in a state where the engine is driven at a predetermined rotation speed at which the catalyst warm-up control is often performed. The downstream end of is disposed. The predetermined engine speed is, for example, 1500 rpm.

図5を用いて詳細を説明する。図5には上から順に、排気ポート11内の圧力、排気行程開始直後に排気ポート11に排出された排気ガスの移動距離、排気ポート11の開口面積、のそれぞれのエキセン角(エキセントリックシャフトの回転角)に対する変化を示している。図5は、エンジン回転数が前記所定のエンジン回転数のときの各変化を示している。 Details will be described with reference to FIG. In FIG. 5, eccentric angles (rotation of the eccentric shaft) of the pressure in the exhaust port 11, the moving distance of the exhaust gas discharged to the exhaust port 11 immediately after the start of the exhaust stroke, and the opening area of the exhaust port 11 are shown in this order from the top. Angle) is shown. FIG. 5 shows each change when the engine speed is the predetermined engine speed.

エキセン角がt1のとき、排気ポート11が開弁を開始する。これに伴い、排気ポート11には高圧の排気ガスが排出されて排気ポート11内の圧力は急増する。その後、排気行程が進むに従って排気ポート11内の圧力は低下していく。排気ポート11が開口を開始してから(t1から)所定の時間が経過すると(エキセン角がt2のときに)、排気ポート11内の圧力は前記の基準圧力まで低下する。なお、本実施形態では、エンジン本体1がロータリエンジンであり、ロータ2が排気ポート11に対向する領域を通過することで排気ポート11が開閉するようになっているため、図5に示すように、開口直後から排気ポート11の開口面積は高くなる。これより、排気ポート11の開口直後(排気行程の開始直後)に排気ポート11に高圧の排気ガスが多量に排出されて、排気ポート11内の圧力は排気ポート11の開口直後に最も高くなる。 When the eccentric angle is t1, the exhaust port 11 starts opening the valve. Along with this, high-pressure exhaust gas is discharged to the exhaust port 11, and the pressure in the exhaust port 11 rapidly increases. After that, the pressure in the exhaust port 11 decreases as the exhaust stroke proceeds. When a predetermined time has elapsed (from t1) after the exhaust port 11 starts opening (when the eccentric angle is t2), the pressure in the exhaust port 11 decreases to the reference pressure. In the present embodiment, the engine body 1 is a rotary engine, and the exhaust port 11 opens and closes when the rotor 2 passes through a region facing the exhaust port 11. Therefore, as shown in FIG. Immediately after the opening, the opening area of the exhaust port 11 increases. As a result, a large amount of high-pressure exhaust gas is discharged to the exhaust port 11 immediately after the opening of the exhaust port 11 (immediately after the start of the exhaust stroke), and the pressure inside the exhaust port 11 becomes highest immediately after the opening of the exhaust port 11.

図5の上から2つめのグラフに示すように、排気ポート11の開口直後にロータ収容室7から排気ポート11に排出された排気ガスは、時間の経過とともに下流側に移動していく。排気ポート11内の圧力が基準圧力まで低下したエキセン角t2では、この排気ガス(排気ポート11の開口直後にロータ収容室7から排気ポート11に排出された排気ガス)は、排気ポート11の上流端から図5に示す距離Lだけ下流側の位置に移動している。 As shown in the second graph from the top of FIG. 5, the exhaust gas discharged from the rotor housing chamber 7 to the exhaust port 11 immediately after the opening of the exhaust port 11 moves to the downstream side with the passage of time. At the eccentric angle t2 where the pressure in the exhaust port 11 has dropped to the reference pressure, this exhaust gas (exhaust gas discharged from the rotor housing chamber 7 to the exhaust port 11 immediately after the opening of the exhaust port 11) is upstream of the exhaust port 11. It moves to the position on the downstream side by the distance L shown in FIG. 5 from the end.

これより、下流側内管部53の下流端の上下流方向の位置は、排気ポート11の上流端から前記の距離Lだけ下流側の位置に設定されている。なお、距離Lは、排気ガスの流路に沿った距離である。この距離Lは、例えば100mm程度に設定される。 As a result, the position of the downstream end of the downstream inner pipe portion 53 in the upstream/downstream direction is set to the position downstream of the upstream end of the exhaust port 11 by the distance L. The distance L is a distance along the flow path of the exhaust gas. This distance L is set to about 100 mm, for example.

(3)制御系
図6は、エンジンの制御系統を示すブロック図である。車両には、エンジン等を統括的に制御するためのPCM90が搭載されている。PCM90は、マイクロプロセッサであり、周知のCPU、ROM、RAM等から構成されている。
(3) Control System FIG. 6 is a block diagram showing a control system of the engine. A PCM 90 for integrally controlling an engine and the like is mounted on the vehicle. The PCM 90 is a microprocessor and includes a well-known CPU, ROM, RAM and the like.

PCM90には各種センサによる検出信号が入力される。例えば、PCM90は、エンジン回転数を検出する回転数センサSN1、共通吸気管21内を流通する吸気の流量を検出するエアフローセンサSN2、共通吸気管21内を流通する吸気の圧力を検出する吸気圧センサSN3、触媒装置34の温度である触媒温度を検出する触媒温度センサSN4と電気的に接続されている。エアフローセンサSN2は、共通吸気管21のエアクリーナ24とコンプレッサ62の間の部分に取付けられており、この部分の吸気流量を検出する。吸気圧センサSN3は共通吸気管21のコンプレッサ62とインタークーラ25の間の部分に取付けられており、この部分の吸気の圧力すなわち過給圧を検出する。PCM90は、これらのセンサによって検出された情報(つまり、エンジン回転数、吸気流量、吸気圧、筒内圧、触媒温度)に基づいて各種演算をし、インジェクタ15、スロットル弁26、点火プラグ16、17、切替弁58、ウェストゲート弁72等を制御する。 Detection signals from various sensors are input to the PCM 90. For example, the PCM 90 includes a rotation speed sensor SN1 that detects an engine speed, an air flow sensor SN2 that detects a flow rate of intake air flowing through the common intake pipe 21, and an intake pressure that detects a pressure of intake air flowing through the common intake pipe 21. The sensor SN3 and the catalyst temperature sensor SN4 for detecting the catalyst temperature which is the temperature of the catalyst device 34 are electrically connected. The air flow sensor SN2 is attached to a portion of the common intake pipe 21 between the air cleaner 24 and the compressor 62, and detects the intake flow rate of this portion. The intake pressure sensor SN3 is attached to a part of the common intake pipe 21 between the compressor 62 and the intercooler 25, and detects the intake pressure of this part, that is, the supercharging pressure. The PCM 90 performs various calculations based on information detected by these sensors (that is, engine speed, intake air flow rate, intake pressure, in-cylinder pressure, catalyst temperature), and the injector 15, throttle valve 26, spark plugs 16, 17 , The switching valve 58, the waste gate valve 72, etc. are controlled.

本実施形態では、触媒装置34の温度が所定の基準温度未満であって触媒装置34が十分に活性化していないときには、触媒装置34を昇温して触媒装置34の活性化を促進する触媒暖機制御が実施される。前記の基準温度は、例えば、350℃に設定されている。 In this embodiment, when the temperature of the catalyst device 34 is lower than a predetermined reference temperature and the catalyst device 34 is not sufficiently activated, the catalyst device 34 is heated to accelerate the activation of the catalyst device 34. Machine control is implemented. The reference temperature is set to 350° C., for example.

PCM90は、触媒温度センサSN4で検出された触媒温度が基準温度未満であるか否かを判定する。PCM90は、触媒温度が基準温度未満であると判定すると触媒暖機制御を実施し、触媒温度が基準温度以上であると判定すると通常の制御を実施する。 The PCM 90 determines whether the catalyst temperature detected by the catalyst temperature sensor SN4 is lower than the reference temperature. The PCM 90 executes the catalyst warm-up control when it is determined that the catalyst temperature is lower than the reference temperature, and executes the normal control when it is determined that the catalyst temperature is equal to or higher than the reference temperature.

触媒暖機制御では、ロータ収容室7内の空燃比が理論空燃比未満とされ、且つ、点火プラグ16、17が混合気に点火を行う時期である点火時期が遅角側の時期とされる。また、触媒暖機制御では、各空気導入部41、41、81、81から排気通路13内に空気が導入されるように、切替弁58を開弁する。本実施形態では、このとき、切替弁58は全開とされる。また、本実施形態では、触媒暖機制御の非実施中つまり触媒温度が基準温度以上の場合は切替弁58は閉弁される。 In the catalyst warm-up control, the air-fuel ratio in the rotor accommodating chamber 7 is less than the stoichiometric air-fuel ratio, and the ignition timing at which the spark plugs 16 and 17 ignite the air-fuel mixture is retarded. .. Further, in the catalyst warm-up control, the switching valve 58 is opened so that the air is introduced into the exhaust passage 13 from each of the air introduction parts 41, 41, 81, 81. In this embodiment, at this time, the switching valve 58 is fully opened. Further, in the present embodiment, the switching valve 58 is closed while the catalyst warm-up control is not performed, that is, when the catalyst temperature is equal to or higher than the reference temperature.

具体的には、PCM90は、触媒温度が基準温度未満であると判定すると、スロットル弁26の開度を通常の制御時の開度よりも閉じ側の開度にする。すなわち、同じエンジン回転数およびエンジン負荷であっても、触媒暖機制御の実施時の方が通常運転時(通常の制御が行われる時)よりもスロットル弁26の開度が低くされる。また、PCM90は、触媒温度が基準温度未満であると判定すると、ロータ収容室7内の空燃比が理論空燃比未満となるような量の燃料をインジェクタ15から噴射させる。詳細には、PCM90は、エアフローセンサSN2の検出値等に基づいてロータ収容室7内に導入される空気の量を推定し、推定した空気量に対して空燃比が理論空燃比未満となる燃料の量を算出して、算出した量の燃料がロータ収容室7内に噴射されるようにインジェクタ15を駆動する。このように、本実施形態では、インジェクタ15から噴射される燃料の量によってロータ収容室7内の空燃比が変更されるようになっており、インジェクタ15が請求項の「空燃比変更手段」に相当する。 Specifically, when the PCM 90 determines that the catalyst temperature is lower than the reference temperature, the PCM 90 makes the opening of the throttle valve 26 closer to the closing side than the opening during normal control. That is, even if the engine speed and engine load are the same, the opening degree of the throttle valve 26 is lower during the catalyst warm-up control than during normal operation (when normal control is performed). Further, when the PCM 90 determines that the catalyst temperature is lower than the reference temperature, the PCM 90 causes the injector 15 to inject an amount of fuel such that the air-fuel ratio in the rotor housing chamber 7 becomes less than the stoichiometric air-fuel ratio. Specifically, the PCM 90 estimates the amount of air introduced into the rotor housing chamber 7 based on the detection value of the air flow sensor SN2 and the like, and the fuel whose air-fuel ratio becomes less than the theoretical air-fuel ratio with respect to the estimated air amount. Is calculated, and the injector 15 is driven so that the calculated amount of fuel is injected into the rotor housing chamber 7. As described above, in the present embodiment, the air-fuel ratio in the rotor housing chamber 7 is changed by the amount of fuel injected from the injector 15, and the injector 15 is the “air-fuel ratio changing means” in the claims. Equivalent to.

また、PCM90は、触媒温度が基準温度未満であると判定すると、点火時期を通常運転時の時期よりも遅角側の時期に設定する。すなわち、同じエンジン回転数およびエンジン負荷であっても、触媒暖機制御の実施時の方が通常運転時よりも点火時期が遅角側に設定される。そして、PCM90は、設定した点火時期で点火プラグ16、17に点火を行わせる。 When the PCM 90 determines that the catalyst temperature is lower than the reference temperature, the PCM 90 sets the ignition timing to a timing that is on the retard side with respect to the timing during normal operation. That is, even if the engine speed and the engine load are the same, the ignition timing is set to be retarded when the catalyst warm-up control is performed as compared to during the normal operation. Then, the PCM 90 causes the spark plugs 16 and 17 to ignite at the set ignition timing.

また、PCM90は、エンジン回転数やエンジン負荷等に応じて、ロータ収容室7内に導入する空気量の目標値と、各空気導入部41、41、81、81によって排気通路13に導入する空気量の目標値とを算出し、これら目標値が実現されるようにスロットル弁26の開度を制御する。 Further, the PCM 90 uses the target value of the amount of air introduced into the rotor housing chamber 7 and the air introduced into the exhaust passage 13 by the air introduction parts 41, 41, 81, 81 according to the engine speed, the engine load, and the like. The target value of the amount is calculated, and the opening degree of the throttle valve 26 is controlled so that these target values are realized.

このように、触媒暖機制御では、ロータ収容室7内の空燃比が理論空燃比未満とされることで、ロータ収容室7内で生成される燃焼エネルギーが高くされる。また、点火時期が遅角側の時期とされることで、燃焼エネルギーが生成されるタイミングが排気ポート11の開口開始時期に近くなり、ロータ収容室7内で生成された燃焼エネルギーが排気通路13内に効率よく排出される。さらに、ロータ収容室7内の空燃比が理論空燃比未満とされることで排気通路130には未燃の成分(HC等の未燃の燃料)が排出されるが、排気通路13に各空気導入部41、41、81、81から空気が導入されることで、排気通路13内で未燃の成分と空気とを酸化反応させることができ、未燃の成分のエンジン外部への排出が抑制されるとともに、この反応熱によって排気ガスの温度が高くされる。前述のように、各空気導入部41、41、81、81からは、触媒装置34よりも上流側の排気通路13に空気が導入される。そのため、酸化反応の反応熱によって昇温された排気ガスは触媒装置34に導入される。このようにして、触媒暖機制御の実施によって、触媒装置34に導入される排気ガスの熱エネルギーが増大され、この熱エネルギーを受けて触媒装置34が昇温される。 As described above, in the catalyst warm-up control, the combustion energy generated in the rotor housing chamber 7 is increased by setting the air-fuel ratio in the rotor housing chamber 7 to be less than the theoretical air-fuel ratio. Further, since the ignition timing is retarded, the timing at which the combustion energy is generated becomes closer to the opening start timing of the exhaust port 11, and the combustion energy generated in the rotor accommodating chamber 7 is exhausted. Efficiently discharged inside. Further, since the air-fuel ratio in the rotor accommodating chamber 7 is set to be less than the stoichiometric air-fuel ratio, unburned components (unburned fuel such as HC) are discharged to the exhaust passage 130. By introducing air from the introduction portions 41, 41, 81, 81, it is possible to cause an unburned component and air to undergo an oxidation reaction in the exhaust passage 13, and to suppress the discharge of the unburned component to the outside of the engine. At the same time, the heat of reaction raises the temperature of the exhaust gas. As described above, the air is introduced from each of the air introduction parts 41, 41, 81, 81 into the exhaust passage 13 on the upstream side of the catalyst device 34. Therefore, the exhaust gas heated by the reaction heat of the oxidation reaction is introduced into the catalyst device 34. In this way, by performing the catalyst warm-up control, the heat energy of the exhaust gas introduced into the catalyst device 34 is increased, and the catalyst device 34 is heated by receiving this heat energy.

(4)作用効果等
以上説明したように、本実施形態では、触媒装置34の温度が基準温度未満と低いときに、切替弁58が開弁されて各空気導入部41、41、81、81から排気通路13に空気が導入される。そのため、排気通路13内で排気ガス中の未燃成分(未燃燃料)と空気とを酸化反応させて排気ガスの熱エネルギーを増大させ、触媒装置34を昇温することができる。従って、触媒装置34を早期に活性化させることができる。特に、本実施形態では、触媒装置34の温度が基準温度未満のときに触媒暖機制御の実施によってロータ収容室7内の空燃比が理論空燃比未満とされる。そのため、排気通路13内に排出される未燃の成分を多くして、これを空気と反応させることで、排気ガスの熱エネルギーを確実に増大させることができる。
(4) Functions and Effects, etc. As described above, in the present embodiment, when the temperature of the catalyst device 34 is lower than the reference temperature, the switching valve 58 is opened and the air introduction portions 41, 41, 81, 81. The air is introduced into the exhaust passage 13. Therefore, the unburned component (unburned fuel) in the exhaust gas and the air are oxidized in the exhaust passage 13 to increase the thermal energy of the exhaust gas, and the catalyst device 34 can be heated. Therefore, the catalyst device 34 can be activated early. Particularly, in the present embodiment, when the temperature of the catalyst device 34 is lower than the reference temperature, the catalyst warm-up control is performed so that the air-fuel ratio in the rotor housing chamber 7 becomes less than the theoretical air-fuel ratio. Therefore, by increasing the unburned component discharged into the exhaust passage 13 and reacting this with the air, the thermal energy of the exhaust gas can be reliably increased.

そして、本実施形態では、排気通路13に空気を導入するための空気導入部として、排気通路13のうちより上流側の部分に空気を導入する上流側空気導入部81と、これよりも下流側の部分に空気を導入する下流側空気導入部41との2つの空気導入部が設けられている。そのため、排気通路13に排出された排気ガスに含まれる未燃成分の多くを確実に酸化反応させることができ、排気ガスの熱エネルギーを効果的に増大させることができる。これより、触媒装置34を早期に活性化させることができる。 Further, in the present embodiment, as an air introduction portion for introducing air into the exhaust passage 13, an upstream air introduction portion 81 for introducing air into a portion on the upstream side of the exhaust passage 13 and a downstream side thereof. There are two air introducing parts, a downstream air introducing part 41 for introducing air into the part. Therefore, most of the unburned components contained in the exhaust gas discharged into the exhaust passage 13 can be reliably oxidized, and the thermal energy of the exhaust gas can be effectively increased. As a result, the catalyst device 34 can be activated early.

具体的には、ロータ収容室7から排出された排気ガスは下流側に移動するほど低温となり、酸化反応が生じ難くなる。これに対して、本実施形態では、排気通路13内のより上流側の部分に上流側空気導入部81から空気を導入することができる。そのため、排気ガスが高温に維持されている状態で空気と混合させることができ、これらの反応を促進できる。特に、本実施形態では、上流側空気導入部81、81によって排気ポート11、11の内側に空気が導入される。そのため、より確実に、排気ガスの温度が高い状態で排気ガスに空気を導入して排気ガス中の未燃成分と空気とを酸化反応させることができる。 Specifically, the exhaust gas discharged from the rotor housing chamber 7 becomes lower in temperature as it moves to the downstream side, and the oxidation reaction is less likely to occur. On the other hand, in the present embodiment, the air can be introduced from the upstream air introducing portion 81 to the portion on the upstream side in the exhaust passage 13. Therefore, the exhaust gas can be mixed with air while being kept at a high temperature, and these reactions can be promoted. Particularly, in the present embodiment, the air is introduced into the exhaust ports 11, 11 by the upstream air introducing portions 81, 81. Therefore, more reliably, the air can be introduced into the exhaust gas in a state where the temperature of the exhaust gas is high, and the unburned component in the exhaust gas and the air can be oxidized.

ただし、図5に示すように、排気行程開始直後の排気通路13内の圧力は非常に高い。そのため、単に、排気通路13の上流側の部分に空気を導入するように構成しただけでは、排気行程が開始してから所定の時間が経過して排気通路13内の圧力が低下した後でなければ、排気通路13内に空気を導入するのが困難になる。つまり、排気行程の開始直後にロータ収容室7から排出された排気ガスに空気を混入させることができなくなる。これに対して、本実施形態では、排気通路13内のより下流側の部分に空気を導入可能な下流側空気導入部41が設けられていることで、排気行程の開始直後にロータ収容室7から排出されてその後下流側に移動した排気ガスに、排気通路13内の圧力が低下したタイミングで空気を混入させることができる。従って、排気行程の開始直後にロータ収容室7から排出された排気ガスにも空気を導入して、これらを酸化反応させることができる。ここで、前記のように、排気ガスが下流側に移動するのに伴って排気ガスの温度は低くなる。しかしながら、排気行程の開始直後にロータ収容室7から排出された排気ガスの温度は非常に高い。そのため、比較的下流側においてもこの排気ガスの温度は比較的高く維持される。従って、排気通路13の比較的下流側の部分においても、空気の導入によってこの排気ガス中の未燃成分を酸化反応させることができる。 However, as shown in FIG. 5, the pressure in the exhaust passage 13 immediately after the start of the exhaust stroke is very high. Therefore, if the air is simply introduced into the upstream portion of the exhaust passage 13, it must be provided after a predetermined time has elapsed from the start of the exhaust stroke and the pressure inside the exhaust passage 13 has dropped. In this case, it becomes difficult to introduce air into the exhaust passage 13. That is, air cannot be mixed into the exhaust gas discharged from the rotor housing chamber 7 immediately after the start of the exhaust stroke. On the other hand, in the present embodiment, since the downstream air introduction portion 41 capable of introducing air is provided in the portion on the more downstream side in the exhaust passage 13, the rotor accommodating chamber 7 immediately after the start of the exhaust stroke. Air can be mixed with the exhaust gas that has been discharged from the exhaust gas and then moved to the downstream side at the timing when the pressure in the exhaust passage 13 has decreased. Therefore, it is possible to introduce air into the exhaust gas discharged from the rotor accommodating chamber 7 immediately after the start of the exhaust stroke to cause an oxidation reaction of these. Here, as described above, the temperature of the exhaust gas decreases as the exhaust gas moves to the downstream side. However, the temperature of the exhaust gas discharged from the rotor housing chamber 7 immediately after the start of the exhaust stroke is very high. Therefore, the temperature of the exhaust gas is maintained relatively high even on the relatively downstream side. Therefore, even in the relatively downstream portion of the exhaust passage 13, the unburned components in the exhaust gas can be oxidized by the introduction of air.

特に、本実施形態では、下流側空気導入部41に、下流側内管部53と下流側外管部52とが設けられて、下流側外管部52に下流側取込部54が形成されるとともに、下流側内管部53の出口面積A2がその上流側の面積に比べて小さい値に設定されている。そのため、下流側内管部53を通過した後の排気ガスの流速を、下流側内管部53を通過する前の流速よりも速くすることができる。このような排気ガスの高速化は、いわゆるエゼクタ効果を生じさせ、前述した下流側隙間D2の圧力を負圧化させる。これにより、下流側取込部54から下流側隙間D2への空気の導入を促進することができ、下流側内管部53の下流側において、前述の排気行程の開始直後にロータ収容室7から排出された排気ガスに対してより確実に空気を導入することができる。 In particular, in the present embodiment, the downstream air introduction portion 41 is provided with the downstream inner pipe portion 53 and the downstream outer pipe portion 52, and the downstream outer pipe portion 52 is provided with the downstream intake portion 54. In addition, the outlet area A2 of the downstream inner pipe portion 53 is set to a value smaller than the upstream area thereof. Therefore, the flow velocity of the exhaust gas after passing through the downstream inner pipe portion 53 can be made higher than the flow velocity before passing through the downstream inner pipe portion 53. Such an increase in the speed of the exhaust gas causes a so-called ejector effect, so that the pressure in the downstream side gap D2 described above is made negative. As a result, the introduction of air from the downstream intake portion 54 into the downstream gap D2 can be promoted, and immediately after the start of the exhaust stroke described above, immediately after the start of the above-described exhaust stroke, from the rotor accommodating chamber 7 on the downstream side of the downstream inner pipe portion 53. Air can be more reliably introduced into the exhaust gas discharged.

また、このように、排気ガスが内側を通過する下流側内管部53を外周を囲むように下流側外管部52が設けられることで、いわゆる二重管構造が実現されている。そのため、下流側内管部53内を通過する排気ガスを保温することができ、排気ガス中の未燃成分と空気との酸化反応をさらに促進することができる。 In addition, the downstream side outer pipe portion 52 is provided so as to surround the outer periphery of the downstream side inner pipe portion 53 through which the exhaust gas passes inside, so that a so-called double pipe structure is realized. Therefore, the temperature of the exhaust gas passing through the inner pipe portion 53 on the downstream side can be kept warm, and the oxidation reaction between the unburned components in the exhaust gas and the air can be further promoted.

同様に、本実施形態では、上流側空気導入部81においても、排気ガスが内側を通過する上流側内管部83を外周を囲むように上流側外管部52が設けられることで、上流側内管部83内を通過する排気ガスを保温することができ、排気ガス中の未燃成分と空気との酸化反応をさらに促進することができる。 Similarly, in the present embodiment, in the upstream air introduction portion 81 as well, the upstream outer pipe portion 52 is provided so as to surround the outer circumference of the upstream inner pipe portion 83 through which exhaust gas passes, so that the upstream side The exhaust gas passing through the inner pipe portion 83 can be kept warm, and the oxidation reaction between the unburned component in the exhaust gas and the air can be further promoted.

また、本実施形態では、上流側取込部84が形成された上流側外管部82がエンジン本体1(インターミディエイトハウジング4、サイドハウジング5)に連結され、上流側外管部82の内側に上流側内管部83が配設されるとともに、この上流側内管部83の上流側部分が排気ポート11内に挿入されるようになっている。そして、前記のように、この上流側内管部83の外周面によって上流側隙間D1が区画されて、上流側取込部84から上流側外管部82の内部に導入された空気がこの上流側隙間D1を通って上流側に案内されるようになっている。そのため、エンジン本体1の構造を大幅に変更することなく、排気ポート11内のより上流側の位置まで空気を導入することができる。 In addition, in the present embodiment, the upstream outer pipe portion 82 in which the upstream intake portion 84 is formed is connected to the engine body 1 (the intermediate housing 4, the side housing 5) and is provided inside the upstream outer pipe portion 82. The upstream side inner pipe portion 83 is arranged, and the upstream side portion of the upstream side inner pipe portion 83 is inserted into the exhaust port 11. Then, as described above, the upstream gap D1 is defined by the outer peripheral surface of the upstream inner pipe portion 83, and the air introduced from the upstream intake portion 84 into the upstream outer pipe portion 82 is upstream of the upstream gap D1. It is adapted to be guided to the upstream side through the side gap D1. Therefore, air can be introduced to a position on the upstream side in the exhaust port 11 without significantly changing the structure of the engine body 1.

また、本実施形態では、切替弁58が触媒装置34の温度が基準温度未満のときにのみ開弁されるので、前記のように触媒の早期活性化を実現しつつ、排気ガスに無用に空気が導入されてこれが高温化されるのを回避できる。これより、タービン61よりも下流側の排気管30に設けられる部品群の信頼性を向上させることができる。 Further, in the present embodiment, since the switching valve 58 is opened only when the temperature of the catalyst device 34 is lower than the reference temperature, the catalyst is activated early as described above, and unnecessary air is used as exhaust gas. It is possible to avoid that the temperature rises due to the introduction of. As a result, the reliability of the component group provided in the exhaust pipe 30 on the downstream side of the turbine 61 can be improved.

なお、前記実施形態では、触媒装置34内の触媒の温度が基準温度未満のときにのみ切替弁58を開弁して空気導入部41、41、81、81から排気管30内に空気を導入するようにしたが、例えばこの時以外であっても、排気ガスの高温化もしくはそれによるタービン61の駆動力アップが求められることはあり得る。例えば、エンジンの負荷が高くかつ回転速度が低い運転条件のとき(低速・高負荷運転時)は、たとえウェストゲート弁72を全閉にしても十分なタービン61の駆動力が得られないことがある。そこで、このような条件のときに切替弁58を開弁することが考えられる。このようにすれば、空気導入部41、81から排気管30内に導入された空気を利用して排気ガス中の未燃成分を酸化させることができ、高温化した排気ガスによりタービン61に十分な駆動力を付与することができる。これにより、低速・高負荷運転時におけるエンジンの出力トルクを増大させることができ、車両の加速性能を向上させることができる。なお、エンジンの高負荷時の空燃比は、一般に、理論空燃比よりもリッチなパワー空燃比(例えばA/F=12〜13程度)とされるので、排気ガス中の未燃成分は増加する傾向にある。このため、低速・高負荷運転時に前記のように切替弁58を開弁した場合には、空気導入部41、81から導入される空気を利用して比較的多量の未燃成分を酸化させることができ、排気ガスのエネルギーひいてはタービン61の駆動力を十分に増大させることができる。 In the above embodiment, the switching valve 58 is opened only when the temperature of the catalyst in the catalyst device 34 is lower than the reference temperature to introduce air from the air introducing portions 41, 41, 81, 81 into the exhaust pipe 30. However, it is possible that the temperature of the exhaust gas is raised or the driving force of the turbine 61 is increased due to the high temperature of the exhaust gas, for example, even at other times. For example, under operating conditions where the engine load is high and the rotation speed is low (during low speed/high load operation), sufficient driving force for the turbine 61 may not be obtained even if the wastegate valve 72 is fully closed. is there. Therefore, it is possible to open the switching valve 58 under such a condition. In this way, the unburned components in the exhaust gas can be oxidized by using the air introduced into the exhaust pipe 30 from the air introduction parts 41, 81, and the turbine 61 can be sufficiently heated by the exhaust gas having a high temperature. Different driving force can be applied. As a result, the output torque of the engine during low-speed/high-load operation can be increased, and the acceleration performance of the vehicle can be improved. The air-fuel ratio at high engine load is generally a power air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio (for example, A/F=about 12 to 13), so the unburned components in the exhaust gas increase. There is a tendency. Therefore, when the switching valve 58 is opened as described above during the low speed/high load operation, a relatively large amount of unburned components is oxidized by using the air introduced from the air introducing portions 41 and 81. Therefore, the energy of the exhaust gas and thus the driving force of the turbine 61 can be sufficiently increased.

また、前記実施形態では、下流側空気導入部41を前記のように二重管構造とした場合について説明したが、一重管構造が採用されてもよい。つまり、下流側内管部53は省略してもよい。ただし、この場合であっても、エゼクタ効果を利用して空気を効率よく排気通路13に導入するべく、下流側外管部52は、下流側の方が流路面積が小さくなるように構成されるのが好ましい。 Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the downstream air introduction part 41 was made into a double pipe structure as mentioned above, a single pipe structure may be employ|adopted. That is, the downstream inner pipe portion 53 may be omitted. However, even in this case, in order to efficiently introduce the air into the exhaust passage 13 by utilizing the ejector effect, the downstream side outer pipe portion 52 is configured such that the downstream side has a smaller flow passage area. Is preferred.

また、上流側空気導入部81においても一重管構造が採用されてもよい。また、上流側空気導入部81において、前記の上流側内管部83(上流側隙間D1)によって空気をエンジン本体1の外部から排気ポート11内に案内する構造に代えて、排気ポート11の内部と独立連通管56、57とを直接つなぐ通路をエンジン本体1に形成して、この通路を介して排気ポート11内に空気を導入してもよい。また、上流側空気導入部81によって空気が導入される位置は、排気ポート11の内部に限らない。 Further, the upstream air introducing portion 81 may also have a single tube structure. Further, in the upstream air introduction portion 81, instead of the structure in which the air is guided from the outside of the engine body 1 into the exhaust port 11 by the upstream inner pipe portion 83 (upstream gap D1), the inside of the exhaust port 11 is replaced. Alternatively, a passage may be formed in the engine body 1 to directly connect the independent communication pipes 56 and 57 with each other, and air may be introduced into the exhaust port 11 via this passage. Further, the position where the air is introduced by the upstream air introduction portion 81 is not limited to the inside of the exhaust port 11.

(5)他の実施形態
前記実施形態では、本発明の排気装置をロータリエンジンに適用した例について説明したが、本発明はロータリエンジンだけでなくレシプロエンジンにも適用可能である。その一例を図7を用いて詳しく説明する。
(5) Other Embodiments In the above embodiment, an example in which the exhaust system of the present invention is applied to a rotary engine has been described, but the present invention can be applied to not only a rotary engine but also a reciprocating engine. An example thereof will be described in detail with reference to FIG.

図7は、直列4気筒型のレシプロエンジンに本発明を適用した変形実施例を示している。本図に示されるエンジンは、列状に並ぶ4つの気筒102A〜102Dを有するエンジン本体101と、各気筒102A〜102Dに供給される吸気が流通する吸気通路120と、各気筒102A〜102Dから排出される排気ガスが流通する排気通路130と、排気通路130内に外部から空気を導入する二次空気システム140と、排気ガスのエネルギーにより駆動されて吸気を過給するターボ過給機160とを備えている。 FIG. 7 shows a modified embodiment in which the present invention is applied to an in-line four-cylinder type reciprocating engine. The engine shown in the drawing has an engine body 101 having four cylinders 102A to 102D arranged in a row, an intake passage 120 through which intake air supplied to each cylinder 102A to 102D flows, and exhaust from each cylinder 102A to 102D. The exhaust passage 130 through which the exhaust gas flows, a secondary air system 140 that introduces air into the exhaust passage 130 from the outside, and a turbocharger 160 that is driven by the energy of the exhaust gas to supercharge intake air. I have it.

気筒102A〜102Dには、それぞれインジェクタおよび点火プラグ(いずれも図示省略)が設けられている。気筒102A〜102Dでは、インジェクタから噴射された燃料と吸気通路120から導入された空気との混合気が点火プラグによる点火に伴い燃焼する。気筒102A〜102Dには、それぞれピストン(図示省略)が摺動可能に収容されている。各ピストンは、前記燃焼による膨張力を受けて気筒102A〜102D内で往復運動し、その往復運動が回転運動に変換されて出力軸(クランク軸)から取り出される。 Each of the cylinders 102A to 102D is provided with an injector and a spark plug (both not shown). In the cylinders 102A to 102D, the air-fuel mixture of the fuel injected from the injector and the air introduced from the intake passage 120 burns with ignition by the spark plug. A piston (not shown) is slidably housed in each of the cylinders 102A to 102D. Each piston receives the expansion force due to the combustion and reciprocates in the cylinders 102A to 102D, and the reciprocating motion is converted into rotational motion and is taken out from the output shaft (crank shaft).

図7の左側から右側にかけて順に並ぶ気筒102A、102B、102C、102Dをそれぞれ第1気筒、第2気筒、第3気筒、第4気筒とすると、図7のエンジンでは、第1気筒102A→第3気筒102C→第4気筒102D→第2気筒102B、の順に点火(燃焼)が行われる。 If the cylinders 102A, 102B, 102C, and 102D arranged in order from the left side to the right side of FIG. 7 are the first cylinder, the second cylinder, the third cylinder, and the fourth cylinder, respectively, in the engine of FIG. 7, the first cylinder 102A→the third cylinder Ignition (combustion) is performed in the order of the cylinder 102C→the fourth cylinder 102D→the second cylinder 102B.

吸気通路120は、単管状の共通吸気管121と、共通吸気管121の下流端が接続されたサージタンク122と、サージタンク122から分岐して各気筒102A〜102Dに連通する4本の独立吸気管123とを有している。 The intake passage 120 includes a single tubular common intake pipe 121, a surge tank 122 to which the downstream end of the common intake pipe 121 is connected, and four independent intakes that branch from the surge tank 122 and communicate with the cylinders 102A to 102D. And a tube 123.

共通吸気管121には、エアクリーナ124、インタークーラ125、およびスロットル弁126が、上流側からこの順に設けられている。 The common intake pipe 121 is provided with an air cleaner 124, an intercooler 125, and a throttle valve 126 in this order from the upstream side.

排気通路130は、単管状の共通排気管133と、共通排気管133の上流端から分岐する第1独立排気管131および第2独立排気管132とを有している。 The exhaust passage 130 has a single tubular common exhaust pipe 133, and a first independent exhaust pipe 131 and a second independent exhaust pipe 132 branched from the upstream end of the common exhaust pipe 133.

共通排気管133には触媒装置134が設けられている。 The common exhaust pipe 133 is provided with a catalyst device 134.

第1・第2独立排気管131、132は、それぞれ、上流側が二股状に分岐した分岐管とされている。すなわち、第1独立排気管131は、共通排気管133に連通する集合管部131cと、集合管部131cの上流端から分岐する2つの分岐管部131a、131bとを有している。同様に、第2独立排気管132は、共通排気管133に連通する集合管部132cと、集合管部132cの上流端から分岐する2つの分岐管部132a、132bとを有している。 The first and second independent exhaust pipes 131 and 132 are branched pipes whose upstream ends are bifurcated. That is, the first independent exhaust pipe 131 has a collecting pipe portion 131c communicating with the common exhaust pipe 133 and two branch pipe portions 131a and 131b branching from the upstream end of the collecting pipe portion 131c. Similarly, the second independent exhaust pipe 132 has a collecting pipe portion 132c communicating with the common exhaust pipe 133 and two branch pipe portions 132a and 132b branched from the upstream end of the collecting pipe portion 132c.

第1独立排気管131は、その分岐管部131a、131bの各上流端が図外の排気ポートを介して第1気筒102Aおよび第4気筒102Dに連通するように、エンジン本体101に接続されている。また、第2独立排気管132は、その分岐管部132a、132bの各上流端が図外の排気ポートを介して第2気筒102Bおよび第3気筒102Cに連通するように、エンジン本体101に接続されている。第1独立排気管131に連通する第1気筒102Aおよび第4気筒102Dの組と、第2独立排気管132に連通する第2気筒102Bおよび第3気筒102Cの組とは、それぞれ、点火順序ひいては排気行程の順序(排気順序)が連続しない気筒の組合せとなっている。 The first independent exhaust pipe 131 is connected to the engine body 101 so that the upstream ends of the branch pipe portions 131a and 131b communicate with the first cylinder 102A and the fourth cylinder 102D via exhaust ports (not shown). There is. The second independent exhaust pipe 132 is connected to the engine body 101 so that the upstream ends of the branch pipe portions 132a and 132b communicate with the second cylinder 102B and the third cylinder 102C via an exhaust port (not shown). Has been done. The set of the first cylinder 102A and the fourth cylinder 102D, which communicates with the first independent exhaust pipe 131, and the set of the second cylinder 102B and the third cylinder 102C, which communicate with the second independent exhaust pipe 132, respectively, and thus the ignition order. The combination of cylinders whose exhaust stroke order (exhaust order) is not continuous.

ターボ過給機160は、タービン161、コンプレッサ162、および連結軸163を有している。タービン161は、第1独立排気管131および第2独立排気管132の各下流端部と共通排気管133との間に設けられ、コンプレッサ162は共通吸気管121の途中部に設けられている。 The turbocharger 160 has a turbine 161, a compressor 162, and a connecting shaft 163. The turbine 161 is provided between the downstream ends of the first independent exhaust pipe 131 and the second independent exhaust pipe 132 and the common exhaust pipe 133, and the compressor 162 is provided in the middle of the common intake pipe 121.

二次空気システム140は、第1独立排気管131および第2独立排気管132にそれぞれ設けられた2つの下流側空気導入部141と4つの上流側空気導入部181と、吸気通路120から分流された空気を各空気導入部141、181に供給するための連通路142とを有している。 The secondary air system 140 is divided from the two downstream side air introduction sections 141 and the four upstream side air introduction sections 181 respectively provided in the first independent exhaust pipe 131 and the second independent exhaust pipe 132, and the intake passage 120. And a communication passage 142 for supplying the air to each of the air introduction portions 141 and 181.

下流側空気導入部141は、第1独立排気管131の集合管部131cと、第2独立排気管132の集合管部132cとにそれぞれ設けられている。各下流側空気導入部141の構造は前述した実施形態とほぼ同様であり、排気ガスが内側を流通する下流側内管部と、これを囲む下流側外管部と、下流側外管部に形成された下流側取込部とを有している。連通路142には切替弁158が設けられており、この切替弁158の開弁時に、吸気通路120から連通路142を通じて供給された空気が各下流側空気導入部141を介して第1・第2独立排気管131、132の内部に導入されるようになっている。 The downstream air introducing section 141 is provided in each of the collecting pipe portion 131c of the first independent exhaust pipe 131 and the collecting pipe portion 132c of the second independent exhaust pipe 132. The structure of each downstream side air introduction part 141 is almost the same as that of the above-mentioned embodiment, and the downstream side inner pipe part through which exhaust gas flows, the downstream outer pipe part surrounding this, and the downstream outer pipe part are provided. And a formed downstream intake portion. A switching valve 158 is provided in the communication passage 142, and when the switching valve 158 is opened, the air supplied from the intake passage 120 through the communication passage 142 passes through the respective downstream side air introducing portions 141 to the first and the first. The two independent exhaust pipes 131 and 132 are introduced into the inside.

上流側空気導入部181は、第1独立排気管131の各分岐管部131a、131bと、第2独立排気管132の各分岐管部132a、132bにそれぞれ設けられている。各上流側空気導入部181の構造は前述した実施形態とほぼ同様であり、排気ポートの内側に挿通されて排気ガスが内側を流通する上流側内管部と、上流側内管部の下流端を囲みエンジン本体に連結される上流側外管部と、上流側外管部に形成された上流側取込部とを有している。第1独立排気管131の各分岐管部131a、131bは、第1独立排気管131の集合管部131cに設けられた下流側空気導入部141と同じ経路を介して、連通路142に接続されている。第2独立排気管132の各分岐管部132a、132bは、第2独立排気管132の集合管部132cに設けられた下流側空気導入部141と同じ経路を介して、連通路142に接続されている。そして、下流側空気導入部141、142と同様に、切替弁158の開弁時には、吸気通路120から連通路142を通じて供給された空気が各上流側空気導入部181を介して第1・第2独立排気管131、132の内部に導入されるようになっている。 The upstream air introducing portion 181 is provided in each of the branch pipe portions 131 a and 131 b of the first independent exhaust pipe 131 and each of the branch pipe portions 132 a and 132 b of the second independent exhaust pipe 132. The structure of each upstream air introduction portion 181 is almost the same as that of the above-described embodiment, and the upstream inner pipe portion, which is inserted inside the exhaust port and through which the exhaust gas flows, and the downstream end of the upstream inner pipe portion. It has an upstream side outer pipe part connected to the engine body and an upstream side intake part formed in the upstream side outer pipe part. The respective branch pipe portions 131a and 131b of the first independent exhaust pipe 131 are connected to the communication passage 142 via the same route as the downstream side air introduction portion 141 provided in the collecting pipe portion 131c of the first independent exhaust pipe 131. ing. Each branch pipe part 132a, 132b of the second independent exhaust pipe 132 is connected to the communication passage 142 via the same path as the downstream air introduction part 141 provided in the collecting pipe part 132c of the second independent exhaust pipe 132. ing. Then, like the downstream air introducing portions 141 and 142, when the switching valve 158 is opened, the air supplied from the intake passage 120 through the communication passage 142 passes through the upstream air introducing portions 181 to the first and second air passages 181. It is adapted to be introduced into the independent exhaust pipes 131 and 132.

以上説明した図7の変形実施例においても、各気筒から排出された排気ガスが流通する排気通路(第1・第2独立排気管131、132)の上下流方向の異なる位置に空気導入部141、181がそれぞれ設けられているため、排気ガスに含まれる未燃燃料を効果的に空気と反応させることができる。 Also in the modified embodiment of FIG. 7 described above, the air introduction portions 141 are provided at different positions in the upstream and downstream directions of the exhaust passages (first and second independent exhaust pipes 131 and 132) through which the exhaust gas discharged from each cylinder flows. , 181 are respectively provided, the unburned fuel contained in the exhaust gas can be effectively reacted with the air.

また、前記実施形態では、各空気導入部41、81(141、181)と共通吸気管21(121)のうちのコンプレッサ62よりも下流側の部分とを連通路42(142)で接続し、過給圧と排気通路13(130)内との差圧によって空気導入部41、81(141、181)を介して排気通路13(130)に空気を供給する場合を説明したが、ポンプ等の圧送装置を用いて空気導入部41、81(141、181)に空気を供給するように構成してもよい。例えば、連通路42(142)の途中部にポンプを設けてもよい。 Moreover, in the said embodiment, each air introduction part 41, 81 (141, 181) and the part of the common intake pipe 21 (121) downstream of the compressor 62 are connected by the communicating path 42 (142), The case where air is supplied to the exhaust passage 13 (130) via the air introduction portions 41, 81 (141, 181) by the pressure difference between the supercharging pressure and the exhaust passage 13 (130) has been described. You may comprise so that air may be supplied to the air introduction parts 41 and 81 (141, 181) using a pressure feeding device. For example, a pump may be provided in the middle of the communication passage 42 (142).

1 エンジン本体
13 排気通路
15 インジェクタ(空燃比変更手段)
34 触媒装置
41 下流側空気導入部
52 下流側外管部(第2管部)
53 下流側内管部(第1管部)
54 下流側取込部
58 切替弁(上流側切替装置、下流側切替装置)
81 上流側空気導入部
82 上流側外管部(第3管部)
83 上流側内管部(案内部)
84 上流側取込部
1 engine body 13 exhaust passage 15 injector (air-fuel ratio changing means)
34 Catalyst device 41 Downstream air introduction part 52 Downstream outer pipe part (2nd pipe part)
53 Downstream side inner pipe part (first pipe part)
54 Downstream side intake part 58 Switching valve (upstream side switching device, downstream side switching device)
81 upstream air introducing portion 82 upstream outer pipe portion (third pipe portion)
83 Upstream side inner pipe (guide)
84 Upstream side intake part

Claims (6)

気筒が形成されたエンジン本体と、
前記気筒から排出された排気ガスが流通する排気通路と、
前記排気通路に設けられて前記排気ガスを浄化するための触媒を含む触媒装置と、
前記触媒装置よりも上流側の前記排気通路の内側に外部から空気を導入する上流側空気導入部と、
前記上流側空気導入部によって空気が導入される部分よりも下流側の前記排気通路の内側に外部から空気を導入する下流側空気導入部とを備える、ことを特徴とするエンジンの排気装置。
An engine body with a cylinder formed,
An exhaust passage through which exhaust gas discharged from the cylinder flows,
A catalyst device that is provided in the exhaust passage and includes a catalyst for purifying the exhaust gas;
An upstream air introducing portion for introducing air from the outside into the exhaust passage on the upstream side of the catalyst device,
An exhaust device for an engine, comprising: a downstream air introduction unit that introduces air from the outside into the exhaust passage on the downstream side of a portion where the air is introduced by the upstream air introduction unit.
請求項1に記載のエンジンの排気装置において、
前記上流側空気導入部から前記排気通路の内側に空気が導入されるのを許容または停止する上流側切替装置と、
前記下流側空気導入部から前記排気通路の内側に空気が導入されるのを許容または停止する下流側切替装置とをさらに備え、
前記上流側切替装置および前記下流側切替装置は、少なくとも前記触媒の温度が所定値未満のときに、前記上流側気導入部および前記下流側空気導入部から前記排気通路の内側にそれぞれ空気が導入されるのを許容する、ことを特徴とするエンジンの排気装置。
The exhaust system for an engine according to claim 1,
An upstream switching device that allows or stops the introduction of air from the upstream air introduction portion to the inside of the exhaust passage,
Further comprising a downstream switching device that allows or stops the introduction of air from the downstream air introduction part to the inside of the exhaust passage,
The upstream side switching device and the downstream side switching device respectively introduce air from the upstream side air introduction part and the downstream side air introduction part into the exhaust passage at least when the temperature of the catalyst is lower than a predetermined value. An engine exhaust system, characterized in that it is allowed to be operated.
請求項2に記載のエンジンの排気装置において、
前記気筒内の空燃比を変更可能な空燃比変更手段をさらに備え、
前記上流側切替装置と前記下流側切替装置が前記上流側気導入部と前記下流側空気導入部から前記排気通路の内側にそれぞれ空気が導入されるのを許容しているとき、前記空燃比変更手段は前記気筒内の空燃比を理論空燃比未満にする、ことを特徴とするエンジンの排気装置。
The exhaust system for an engine according to claim 2,
Further comprising air-fuel ratio changing means capable of changing the air-fuel ratio in the cylinder,
When the upstream switching device and the downstream switching device allow air to be introduced into the exhaust passage from the upstream air introducing portion and the downstream air introducing portion, respectively, the air-fuel ratio change An exhaust system for an engine, characterized in that the means makes the air-fuel ratio in the cylinder less than the stoichiometric air-fuel ratio.
請求項1〜3のいずれか1項に記載のエンジンの排気装置において、
前記下流側空気導入部は、排気ガスが内側を通過する第1管部と、当該第1管部の外周を取り囲むように配置された第2管部と、前記第1管部と前記第2管部との間に形成された隙間に空気を取り込むための下流側取込部とを有し、
前記第1管部の下流端部は、前記第2管部の内部に開放された開放端とされ、
前記第1管部の下流端部の流路面積は、当該下流端部よりも上流側を流れる排気ガス通路の流路面積に比べて小さい値に設定されている、ことを特徴とするエンジンの排気装置。
The exhaust system for an engine according to any one of claims 1 to 3,
The downstream side air introducing section has a first pipe section through which exhaust gas passes inside, a second pipe section arranged so as to surround the outer periphery of the first pipe section, the first pipe section, and the second pipe section. It has a downstream side intake part for taking in air in a gap formed between the pipe part,
The downstream end of the first pipe portion is an open end opened inside the second pipe portion,
The flow passage area of the downstream end portion of the first pipe portion is set to a value smaller than the flow passage area of the exhaust gas passage that flows upstream from the downstream end portion of the engine. Exhaust system.
請求項1〜4のいずれか1項に記載のエンジンの排気装置において、
前記エンジン本体には、前記排気通路の上流端部を構成する排気ポートが形成されており、
前記上流側空気導入部は、前記排気ポートと連通する通路が内側に形成された第3管部と、当該第3管部の外周面に形成されて当該第3管部の内側に空気を取り込むための上流側取込部と、当該上流側取込部から前記排気ポートの内側まで延びて当該上流側取込部から取り込まれた空気を前記排気ポート内に案内する案内部とを有する、ことを特徴とするエンジンの排気装置。
The exhaust system for an engine according to any one of claims 1 to 4,
An exhaust port that forms an upstream end of the exhaust passage is formed in the engine body,
The upstream air introducing portion is formed on a third pipe portion in which a passage communicating with the exhaust port is formed inside, and is formed on an outer peripheral surface of the third pipe portion to take in air inside the third pipe portion. An upstream-side intake portion and a guide portion that extends from the upstream-side intake portion to the inside of the exhaust port and guides the air taken in from the upstream-side intake portion into the exhaust port. Exhaust system for engines.
請求項1〜5のいずれか1項に記載のエンジンの排気装置において、
前記エンジン本体は、前記気筒の内周面に沿って回転するロータを有するロータリーピストンエンジンである、ことを特徴とするエンジンの排気装置。
The exhaust system for an engine according to any one of claims 1 to 5,
The exhaust system for an engine, wherein the engine body is a rotary piston engine having a rotor that rotates along an inner peripheral surface of the cylinder.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5060419U (en) * 1973-10-09 1975-06-04
JPS5136713U (en) * 1974-09-12 1976-03-18
JP2006207413A (en) * 2005-01-26 2006-08-10 Nissan Motor Co Ltd Secondary air supply device for internal combustion engine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5060419U (en) * 1973-10-09 1975-06-04
JPS5136713U (en) * 1974-09-12 1976-03-18
JP2006207413A (en) * 2005-01-26 2006-08-10 Nissan Motor Co Ltd Secondary air supply device for internal combustion engine

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