JP2689631B2 - 内燃機関の排気装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、内燃機関の排気装置に係り、詳しくはＶ型
機関に代表される不等間隔点火を行う機関の排気管の形
状を改良した内燃機関の排気装置に関する。

（従来の技術） 一般に、多シリンダ化は振動、比出力の面で有利であ
るが、半面コスト、容積、機械効率などの点で不利とな
る。また、燃焼室の容積に対する表面積増大により、HC
の増大、NOの減少など排ガス特性に影響を与える。現生
産機では点火間隔、振動なども考え、排気量２前後ま
では直列４シリンダ、４前後までの直列６シリンダ、
それ以上はＶ型８シリンダが普通である。機関全長短縮
化のため4,6シリンダでもＶ型または水平対向型にする
場合もある。

従来の内燃機関の排気装置としては、例えば実開昭62
−52217号公報に記載されたものがある。この排気装置
はＶ型８気筒エンジンに適用されるもので、クランクシ
ャフト、ピストン等の運動系のバランスが最適となる点
火順序を採用するためにレイアウト上は不等間隔点火の
シリンダ列を連結するように排気マニホールドを設置し
ている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の内燃機関の排気装置
にあっては、各気筒の集合部における管路は何れも同一
形状で口径も等しい構成となっていたため、特定気筒に
おいて強い排気干渉を生じ、主に低・中速での充填効率
とノック特性のばらつきが気筒間で発生するという問題
点があった。

すなわち、Ｖ型８気筒エンジンを例にとり説明する
と、Ｖ型８気筒エンジンでは＃１−＃３−＃５−＃７側
バンクと、＃２−＃４−＃６−＃８側バンクとの双方に
排気マニホールドを備えるが（この点は第１図と同じな
ので参照）、点火順序は第３図に示すように＃１→＃８
→＃３→＃７→＃６→＃５→＃４→＃２となる。これ
は、ピストン等の運動系の動バランスを最適とするため
である。

ところが、各々の排気マニホールドについて＃２気筒
と＃４気筒、＃３気筒と＃７気筒の排気流入タイミング
が90゜の間隔しかなく、例えば＃７気筒の排気バルブが
閉になろうとしているときに＃３気筒より排気が排気マ
ニホールド内に流出するため、＃３気筒から排気が吸い
込まれやすく上記問題点が顕著である。

なお、直列４気筒、直列６気筒エンジンでは各シリン
ダからの排気が排気マニホールドに流入する時間間隔が
均等であり、排気干渉の観点からは気筒間に不平等がな
い。

（発明の目的） そこで本発明は、特定気筒の集流部における排気管形
状をエゼクタ形状とすることにより、排気干渉を防止し
て充填効率とノック特性の気筒間におけるばらつきを抑
制することを目的としている。

（課題を解決するための手段） 本発明による内燃機関の排気装置は上記目的を達成す
るため、不等間隔点火の気筒を連続する排気マニホール
ドを備えた内燃機関の排気装置において、点火順序列で
先行する気筒との点火間隔が小さい気筒の排気マニホー
ルドについては、その集合部をエゼクタ形状としてい
る。

（作用） 本発明では、点火順序において先行する気筒との点火
間隔が小さい気筒の排気マニホールドが集合部にてエゼ
クタ形状とされ、排気流出時には、排気圧力がエゼクタ
部によって速度に変換されて上記先行気筒への排気のま
わり込みが無くなる。

したがって、排気干渉が防止され、低・中速での充填
効率とノック特性の気筒間におけるばらつきが抑制され
る。

（実施例） 以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１、２図は本発明に係る内燃機関の排気装置の第１
実施例を示す図であり、本発明をＶ型８気筒エンジンに
適用した例である。第１図において、11はＶ型８気筒エ
ンジンであり、＃１〜＃８で表される８個の気筒を各バ
ンク毎にＶ型に配置している。図中左バンクの４つの気
筒は排気マニホールド12に連結され、右バンクの４つの
気筒は排気マニホールド13に連結されている。排気マニ
ホールド12,13はそれぞれフランジ14,15を介してフロン
トチューブ16に連結され、排気を１つにまとめて該フロ
ントチューブ16を通して排出するようになっている。な
お、17はトランスミッションである。

ここで、排気マニホールド12の集合部における断面形
状は第２図（ｂ）のように示され、点火順序列で先行す
る気筒（この場合＃７気筒）との点火間隔90゜と小さい
＃３気筒についてはその集合部12aがエゼクタ形状に形
成され、通路面積が絞られている。同様に排気マニホー
ルド13の集合部における断面形状は第２図（ａ）のよう
に示され、先行気筒（＃４気筒）に対し点火間隔が小さ
い＃２気筒についてはその集合部13aがエゼクタ形状に
形成され、通路面積が絞られている。

以上の構成において、各気筒は第３図に示すような点
火順序列で爆発し、左右両バンクからの排気は排気マニ
ホールド12、13によって集められフロントチューブ16で
１つにまとめられて排出される。この場合、左バンクに
あっては＃３気筒の集合部12aがエゼクタ形状に形成さ
れているため、排気がこの部分を通過するときに、その
圧力が小さくなり圧力が速度に変換される。これによ
り、＃７気筒側への排気のまわり込みが避けられ、排気
干渉が防止される。これは右バンクの＃２気筒について
も同様で、＃４気筒への排気干渉を避けることができ
る。したがって、特に低・中速での充填効率とノック特
性の気筒間におけるばらつきを抑制することができる。

なお、上記実施例はＶ型８気筒エンジンへの適用例で
あるが、本発明はこれに限らず、例えばＶ型気筒エンジ
ン等、不等間隔点火を行うシリンダを排気マニホールド
によって連結するものについては全てに適用することが
できる。

次に、そのような例を第２、第３実施例として以下に
示す。第４〜６図は本発明の第２実施例を示す図でり、
90゜−Ｖ型４気筒エンジンへの適用例である。第４図に
おいて、21はＶ型４気筒エンジンで、＃１〜＃４で表さ
れる４個の気筒を90゜のバンク角に配置している。各気
筒＃１〜＃４からの排気は排気マニホールド22a〜22dを
通して排出され、排気マニホールド22a〜22dは下流側で
１つにまとめられてフロントチューブ23に連結される。
その連結のための集合部におけるＡ−Ａ断面は第５図の
ように示される。

ここで、各気筒は第６図に示すような点火順序列で爆
発し、点火順序列で先行する気筒（この場合、＃３気
筒）との点火間隔が小さい＃２気筒の排気マニホールド
22bについては上記集合部がエゼクタ形状に形成され、
通路面積が絞られている（第５図参照）。

したがって、＃３気筒側への排気のまわり込みが避け
られて排気干渉が防止され、第１実施例と同様の効果が
得られる。

次に、第７、８図は本発明の第３実施例を示す図であ
り、90゜−Ｖ型２気筒エンジン31への適用側である。第
７図に示すＶ型２気筒エンジン31は＃１および＃２の２
個の気筒を90゜のバンク角に配置している。各気筒＃
１、＃２からの排気は排気マニホールド31a、31bを通し
て排出され、排気マニホールド31a、31bは途中で１つに
まとめられてフロントチューブ32に連結される。ここ
で、各気筒は第８図に示すような点火順序列で爆発し、
点火順序列で先行する＃１気筒との間隔が小さい＃２気
筒についてはフロントチューブ32の集合部で排気マニホ
ールド31bがエゼクタ形状に形成され、通路面積が絞ら
れている。

したがって、＃１気筒側への排気のまわり込みが避け
られて前記各実施例と同様の効果が得られる。

（効果） 本発明によれば、排気マニホールドにおける排気干渉
を防止することができ、特に低・中速での充填効率とノ
ック特性の気筒間におけるバラツキを抑制することがで
きる。

【図面の簡単な説明】 第１、２図は本発明に係る内燃機関の排気装置の第１実
施例を示す図であり、第１図はそのＶ型８気筒エンジン
の要部平面図、第２図はそのＶ型８気筒エンジンの排気
マニホールドの断面図、第３図はそのＶ型８気筒エンジ
ンの点火順序を示す図、第４〜６図は本発明に係る内燃
機関の排気装置の第２実施例を示す図であり、第４図は
そのＶ型４気筒エンジンの要部平面図、第５図は第４図
のＡ−Ａ矢視断面図、第６図はそのＶ型４気筒エンジン
の点火順序を示す図、第７、８図は本発明に係る内燃機
関の排気装置の第３実施例を示す図であり、第７図はそ
のＶ型２気筒エンジンの側面図、第８図はそのＶ型２気
筒エンジンの点火順序を示す図である。 11……Ｖ型８気筒エンジン、 12、13、22a〜22d、31a、31b……排気マニホールド、 12a、13a……集合部、 14、15……フランジ、 16、23、32……フロントチューブ、 17……トランスミッション、 21……Ｖ型４気筒エンジン、 31……Ｖ型２気筒エンジン。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】不等間隔点火の気筒を連結する排気マニホ
   ールドを備えた内燃機関の排気装置において、 点火順序列で先行する気筒との点火間隔が小さい気筒の
   排気マニホールド管については、その集合部をエゼクタ
   形状としたことを特徴とする内燃機関の排気装置。