JP2824264B2 - 多気筒内燃エンジン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、複数の排気通路を２群に分け、これら２群
に分けられた排気通路の各集合端にターボ過給機を各々
取り付けて成る多気筒内燃エンジンに関する。

（従来の技術） この種の多気筒内燃エンジンにおいては、一対のター
ボ過給機の間にそれぞれ排気を排出する関係上、排気タ
ービン（以下、タービンと略称する。）の回転方向が逆
になっている。このため、各過給機の渦室（特に、ター
ビンの吸入スクロール）が排気通路の中心線に対して一
側と他側に振り分けられており、従って、タービンの中
心軸が上記中心線に対して直角方向に振り分けられてい
た。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上記のように各過給機のタービンの中心軸
が排気通路の中心線に対して直角方向に振り分けられて
いると、これら過給機がその方向に占めるスペースが大
きくなり、当該多気筒内燃エンジンの過給機周りのコン
パクト化が図れないという問題が生ずる。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的
とする処は、一対のターボ過給機周りのコンパクト化を
図ることができる多気筒内燃エンジンを提供するにあ
る。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成すべく本発明は、複数の排気通路を２
群に分け、これら２群に分けられた排気通路の各集合端
にターボ過給機を各々取り付けて成る多気筒内燃エンジ
ンにおいて、前記ターボ過給機の排気タービンの中心軸
を排気通路の中心線の延長線上に互いに同軸となるよう
に位置せしめ、これらターボ過給機の少なくとも排気タ
ービン側の各渦室を前記延長線に対してクランク軸方向
から見て略対称に配置するとともに、該ターボ過給機の
各々に他方の過給機に向かって開口する排気口を設け、
該排気口に接続される分岐部と、これら分岐部を集合せ
しめる集合部より成る排気集合管を両過給機の間に配設
し、該排気集合管の分岐部の軸心を渦を形成して排気ガ
スを巻き込む形状としてこれらを互いに略平行にずらせ
たことを特徴とする。

（作用） 本発明によれば、一対のターボ過給気のタービンの中
心軸を同軸としてこれを排気通路の中心線の延長線上に
配置し、過給機の渦室を上記延長線に対して略対称とし
たため、両過給機の延長線に対して直角方向の寸法が縮
小され、これによって当該多気筒エンジンの過給機周り
のコンパクトが図られる。尚、上述のようにタービンの
中心軸を同軸とすれば、各タービンから排出される排気
ガス同士がぶつかり合って排気抵抗が増える虞が生じる
が、本発明においては排気集合管の分岐部の軸心を渦を
形成して排気ガスを巻き込む形状としてこれらを互いに
略平行にずらせたため、各タービンから排出される排気
ガスは互いにぶつかり合うことなく滑らかに排気集合管
の集合部に導かれて大気中に排出され、この結果、排気
抵抗が増えることがなく、排気ガスの混合が良好に行わ
れる。

（実施例） 以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明す
る。

第１図は本発明に係る多気筒内燃エンジンの平面図、
第２図は第１図のII−II線断面図、第３図は同エンジン
のターボ過給機周りの破断平面図、第４図は第３図の矢
視Ａ方向の図である。

図示のエンジン１は４サイクル６気筒の24バルブDOHC
エンジンであり、第３図に示すようにそのシリンダボデ
ィ２には６つのシリンダ３…が図中、上下方向に並設さ
れている。そして、シリンダボディ２の上部に被着され
るシリンダヘッド４には各シリンダ３毎に２つの吸気ポ
ート5,5（第２図参照）と２つの排気ポート6,6が燃焼室
Ｓに臨んで開口しており、これら吸気ポート5,5、排気
ポート6,6はそれぞれ吸気弁7,7、排気弁8,8によって適
当なタイミングで開閉される。

又、上記シリンダヘッド４には前記各吸気ポート5,5
に接続される吸気通路９が計６つ形成されており、同様
に前記各排気ポート6,6に接続される排気通路10が計６
つ形成されている。

一方、シリンダヘッド４の吸気側（第１図及び第２図
中、左側）の斜め上方には、第１図及び第２図に示すよ
うにシリンダ３…の並設方向（クランク軸方向）に長い
サージタンク11が設置されており、該サージタンク11か
ら導出する６本の吸気マニホールド12…はＵ字状に屈曲
してシリンダヘッド４方向に向かい、各吸気マニホール
ド12はスペーサ13を介して前記各吸気通路９に接続され
ている。尚、スペーサ13は吸気マニホールド12…とシリ
ンダヘッド４との間に介設されており、これには各吸気
マニホールド12と吸気通路９とを連通せしめる吸気通路
14が計６つ形成されている。そして、このスペーサ13の
上部には、各吸気通路14毎に燃料噴射弁15が斜めに計６
個取り付けられている。又、第１図に示すように前記サ
ージタンク11は吸気（空気）を冷却するインタークーラ
ー16に接続されている。

ところで、前記６つの排気通路10…は第３図に示すよ
うに３つずつの排気通路10−１…と排気通路10−２…と
の２群に分けられ、これら２群に分けられた排気通路10
−１…,10−２…にはそれぞれ排気マニホールド17−1,1
7−２が接続されている。そして、排気マニホールド17
−1,17−２の各集合端にはターボ過給機20−1,20−２が
それぞれ取り付けられている。

上記ターボ過給機20−1,20−２は、各々タービン21−
1,21−２とコンプレッサー22−1,22−２を同軸で連結し
て構成され、これらターボ過給機20−１、20−２はター
ビン21−１とタービン21−２とが相対向する向きに取り
付けられており、第２図に示すように各タービン21−1,
21−２の渦室（吸入スクロール）23−1,23−２は前記排
気マニホールド17−1,17−２の各集合端に接続されてい
る。又、コンプレッサー22−1,22−２の外端面には吸入
口（図示せず）が各々開口しており、これら吸入口には
第１図及び第４図に示すようにパイプ24から２つに分岐
する吸入管25−1,25−２が軸方向に接続されている。
尚、パイプ24は不図示のエアクリーナーに接続されてい
る。そして、第１図及び第４図に示すように同コンプレ
ッサー22−1,22−２の吐出側からはそれぞれ吐出管26−
1,26−２が導出しており、これら吐出管26−1,26−２は
集合した後、第１図に示す前記インタークーラー16に接
続されている。

而して、本実施例においては、第２図に示すように一
対のターボ過給機20−1,20−２の各タービン21−1,21−
２（コンプレッサー22−1,22−２）の中心軸Ｏは各排気
通路10の中心線の延長線ｌ上に互いに同軸となるように
位置せしめられるとともに、これらタービン21−1,21−
２の前記渦室（吸入スクロール）23−1,23−２が前記延
長線ｌに対してクランク軸方向（第２図の紙面垂直方
向）から見て対称となるよう上下に振り分けられて配置
されている。

又、各タービン21−１（21−２）内端面には、他方の
タービン21−2,（21−１）に向かって開口する排気口
（図示せず）が設けられており、これら排気口には、第
３図及び第４図に示すように両過給機20−１、20−２
（タービン21−1,21−２）の間に介設される排気集合管
27の分岐部27a−１、27a−２が接続されている。この排
気集合管27は前記分岐部27a−1,27a−２と、これら分岐
部27a−1,27a−２を集合せしめる集合部27bとで構成さ
れ、その分岐部27a−1,27b−２の軸心m₁,m₂は渦を形成
して排気ガスを巻き込む形状とされ、これらは図示のよ
うに平面視及び側面視において（つまり、三次元的に）
互いに平行にずらされている。そして、この排気集合管
27には不図示のマフラーが接続されている。

尚、第１図及び第２図中、18はシリンダヘッドカバ
ー、第３図中、19−1,19−２は不図示のウェストゲート
バルブを駆動するためのアクチュエーターである。

次に、本６気筒エンジン１の作用を説明する。

該エンジン１の作動中において、各シリンダ燃焼室Ｓ
での混合気の燃焼によって生じた高温、高圧の排気ガス
は排気弁8,8が開くと、各排気通路10、各排気マニホー
ルド17−1,17−２を経て各ターボ過給機20−1,20−２に
導入され、タービン21−1,21−２を回転駆動した後、タ
ービン21−1,21−２の排気口から排気集合管27へ導出
し、該排気集合管27及び不図示のマフラーを経て大気中
に排出される。

而して、上記タービン21−1,21−２の回転によってこ
れらに連結されたコンプレッサー22−1,22−２が回転駆
動せしめられ、これによって新気（空気）が不図示のエ
アクリーナーから吸引され、この新気はパイプ24から吸
入管25−1,25−２を経てコンプレッサー22−１、22−２
に導入される。そして、この新気はコンプレッサー22−
1,22−２にて昇圧された後、吐出管26−1,26−２へ吐出
され、これら吐出管26−1,26−２を経て合流せしめられ
てインタークーラー16へ導かれ、このインタークーラー
16で冷却される。インタークーラー16で冷却された圧力
の高い新気はサージタンク11へ導入され、ここから各吸
気マニホールド12に分配されて該吸気マニホールド12、
スペーサ13の吸気通路14を流れるが、この吸気通路14を
流れる新気には適当なタイミングで燃料噴射弁15から適
量の燃料が噴射せしめられて混合気が形成され、この混
合気は吸気弁7,7が開くと吸気通路９から燃焼室Ｓへ導
入され、ここで着火、燃焼せしめられる。このように、
シリンダ燃焼室Ｓには加圧された混合気が充填せしめら
れるため、燃焼室Ｓへの混合気の充填量が増し、当該エ
ンジン１の出力向上が図られる。尚、燃焼室Ｓの混合気
の燃焼によって生じた高温、高圧の排気ガスは前述のよ
うにターボ過給機20−1,20−２に導かれ、以後は以上に
述べたと同様の作用が繰り返される。

ところで、本実施例によれば、一対のターボ過給機20
−1,20−２のタービン21−1,21−２の中心軸０を同軸と
してこれを各排気通路10の中心線の延長線ｌ上に配置
し、タービン21−1,21−２の渦室（吸入スクロール）23
−1,23−２を上記延長線ｌに対してクランク軸方向から
見て対称となるように上下に振り分けて配置したため、
両過給機20−1,20−２の延長線ｌに対して直角方向（本
実施例では、上下方向）の寸法が縮小され、これによっ
て当該エンジン１の過給機20−1,20−２周りのコンパク
ト化が図られる。又、上述のように構成すれば、過給機
20−1,20−２のケーシング（これらはタービン21−1,21
−２のケーシング、コンプレッサー22−1,22−２のケー
シング及び軸受部28−1,28−２のケーシングで構成され
る。）及び排気マニホールド17−1,17−２を共通化する
ことができ、これらの製造コストを下げることができる
とともに、コンプレレッサー22−1,22−２の渦室も延長
線ｌに対して対称とすることができるというメリットも
得られる。尚、上述のようにタービン21−1,21−２の中
心軸Ｏを同軸とすれば、各タービン21−1,21−２から排
出される排気ガス同士がぶつかり合って排気抵抗が増え
る虞が生じるが、本実施例においては前述のように排気
集合管27の分岐部27a−1,27a−２の軸心m₁,m₂が渦を形
成して排気ガスを巻き込む形状とされ、且つ、三次元的
に互いに平行にずらされているため、各タービン21−1,
21−２から排出される排気ガスは互いにぶつかり合うこ
となく滑らかに排気集合管27の集合部27bに導かれて大
気中に排出され、この結果、排気抵抗が増えることがな
く、エンジン１の出力低下が防がれるとともに、排気ガ
スの混合が良好に行われる。

又、本実施例においては、従来はシリンダヘッドカバ
ー18の上方に配されていた吐出管26−２を、第１図及び
第２図に示すようにターボ過給機20−1,20−２とシリン
ダヘッドカバー18の間に配したため、エンジン１の全高
を下げることができる。

次に、本発明の変更実施例を第５図に基づいて説明す
る。

第５図はターボ過給機120−1,120−２周りの破断面図
であり、本実施例においても一対のターボ過給機120−
1,120−２の中心軸Ｏは同軸とされ、これは排気通路110
の中心線ｌ上に配置されているが、渦室（吸入スクロー
ル）123−1,123−２が延長線ｌに対してクランク軸方向
からみて対称となるように左右に振り分けられており、
各ターボ過給機120−1,120−２はＵ字状に屈曲する排気
マニホールド117−1,117−２の集合端に接続されてい
る。尚、他の構成は前記第１実施例に係るそれと同様で
ある。

而して、本変更実施例においても前記実施例にて得ら
れたと同様の効果が得られる。

（発明の効果） 以上の説明で明らかな如く本発明によれば、一対のタ
ーボ過給機の排気タービンの中心軸を同軸としてこれを
排気通路の中心線の延長線上に配置し、過給機の少なく
とも排気タービン側の渦室を上記延長線に対して略対称
としたため、両過給機の延長線に対して直角方向の寸法
が縮小され、当該多気筒エンジンの過給機周りのコンパ
クトが図られるという効果が得られる。尚、本発明にお
いては排気集合管の軸心を渦を形成して排気ガスを巻き
込む形状としてこれらを互いに略平行にずらせたため、
各タービンから排出される排気ガスは互いにぶつかり合
うことなく滑らかに排気集合管の集合部に導かれて大気
中に排出されることとなり、排気抵抗が増えることがな
く、排気ガスの混合が良好に行われる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る多気筒内燃エンジンの平面図、第
２図は第１図のII−II線断面図、第３図は同エンジンの
ターボ過給機周りの破断平面図、第４図は第３図の矢視
Ａ方向の図、第５図は本発明の変更実施例に係るエンジ
ンのターボ過給機周りの破断面図である。 １……４サイクル６気筒エンジン（多気筒エンジン）、
10（10−1,10−２）,110……排気通路、20−1,20−2,12
0−1,120−２……ターボ過給機、21−1,21−２……排気
タービン、23−1,23−2,123−1,123−２……渦室、27…
…排気集合管、27a−1,27a−２……分岐部、27b……集
合部、ｌ……排気通路の中心線の延長線、m₁,m₂……分
岐部の軸心、Ｏ……排気タービンの中心軸。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の排気通路を２群に分け、これら２群
   に分けられた排気通路の各集合端にターボ過給機を各々
   取り付けて成る多気筒内燃エンジンにおいて、 前記ターボ過給機の排気タービンの中心軸を排気通路の
   中心線の延長線上に互いに同軸となるように位置せし
   め、これらターボ過給機の少なくとも排気タービン側の
   各渦室を前記延長線に対してクランク軸方向から見て略
   対称に配置するとともに、該ターボ過給機の各々に他方
   の過給機に向かって開口する排気口を設け、該排気口に
   接続される分岐部と、これら分岐部を集合せしめる集合
   部より成る排気集合管を両過給機の間に配設し、該排気
   集合管の分岐部の軸心を渦を形成して排気ガスを巻き込
   む形状としてこれらを互いに略平行にずらせたことを特
   徴とする多気筒内燃エンジン。