JP4252662B2 - 多気筒エンジン - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の燃焼室から延びる排気ポートをシリンダヘッドの内部に形成した排気集合部で一体に集合させてなる集合排気ポートを備えた多気筒エンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に多気筒エンジンのシリンダヘッドに形成される排気ポートは、シリンダヘッドの内部で同一シリンダの複数の排気バルブ孔から排出される排気ガスの集合のみを行い、各シリンダから排出される排気ガスの集合はシリンダヘッドに結合される別体の排気マニホールドにおいて行われる。
【０００３】
これに対して、各シリンダから排出される排気ガスの集合を、別体の排気マニホールドを用いずにシリンダヘッドの内部で行うものが、特許第２７０９８１５号公報により公知である。
【０００４】
また実公平５−４４４９９号公報には、エンジンの排気ガス中の酸素濃度を検出するための酸素濃度センサを排気マニホールドに設けるものと、前記酸素濃度センサを排気マニホールドの下流側に連なる排気管に設けるものとが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、酸素濃度センサはエンジン始動直後の低温状態では正常な機能を発揮できないため、それを排気ガスの熱で速やかに加熱して活性化させる必要がある。しかしながら、エンジンの排気ポートから遠く離れた排気管に酸素濃度センサを設けると、排気ガスが酸素濃度センサの位置に達するまでに温度低下してしまうので速やかな活性化が難しくなる問題がある。一方、エンジンの排気マニホールドの排気集合部よりも上流側に酸素濃度センサを設けた場合には、酸素濃度センサに高温の排気ガスを作用させて早期に活性化させることが可能になるが、特定の排気ポートから排出された排気ガス中の酸素濃度しか検出することができないため、エンジン全体としての酸素濃度を的確に検出できないという問題がある。この問題を解消するには、排気マニホールドに各シリンダに対応する複数の酸素濃度センサを設ければ良いが、このようにすると多数の酸素濃度センサが必要になるためにコストや重量の面で不利である。
【０００６】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、集合排気ポートを備えた多気筒エンジンにおいて、酸素濃度センサの早期活性化を可能にしながら酸素濃度センサを数を最小限に抑えることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、シリンダ列線に沿って配置された複数の燃焼室から延びる排気ポートをシリンダヘッドの内部に形成した排気集合部で一体に集合させてなる集合排気ポートを備えた多気筒エンジンにおいて、シリンダヘッドの側面から外側にアーチ状に張り出す張出部の内部には、前記排気集合部と、その排気集合部を上下より挟む上下のウオータジャケットとを形成し、排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサの検出部を前記排気集合部に臨ませるとともに、該酸素濃度センサの本体部を前記張出部の、シリンダ列線に沿う方向で一方側の側壁に対向させ、排気ガスを吸気系に還流させるべく前記張出部の内部に形成したＥＧＲガス通路の入口を前記排気集合部の中央部に開口させると共に、そのＥＧＲガス通路の上流側通路部分を、シリンダ列線に沿う方向で前記排気集合部を間に挟んで前記酸素濃度センサと反対側に配置し、前記張出部の、シリンダ列線に沿う方向で他方側の側壁の外側面には、その外側面に沿って延びる補強リブを突設して、その補強リブの内部に前記ＥＧＲガス通路を前記排気集合部の外側面に沿わせて形成したことを特徴とする多気筒エンジンが提案される。
【０００８】
上記構成によれば、シリンダヘッドの側面から外側にアーチ状に張り出す張出部の内部に排気集合部を形成したことで、排気ガスの流れをスムーズにしながらシリンダヘッドをコンパクト化することができ、しかもそのシリンダヘッドの排気集合部に酸素濃度センサの検出部を臨ませたことで、各燃焼室から排出される排気ガス中の酸素濃度を共通の酸素濃度センサで検出することを可能にして酸素濃度センサの数を最小限に抑えることができ、その上、酸素濃度センサの位置が燃焼室に接近するため、排気ガスの熱で酸素濃度センサを早期に昇温して活性化することができる。更に酸素濃度センサの本体部を張出部の一方側の側壁に対向させたので、張出部の側壁に沿うように形成されたデッドスペースを有効に利用して酸素濃度センサをコンパクトに配置することが可能になるだけでなく、酸素濃度センサの本体部が張出部の側壁から徐々に離れるので酸素濃度センサのハーネスへの熱影響を軽減することができる。また上記排気集合部から取り出した排気ガスを、シリンダヘッドに形成したＥＧＲガス通路を介して吸気系に還流することにより、燃焼によるＮＯｘの発生を抑えて排気ガス中のＮＯｘを低減することができるが、複数の排気ポートが集合するために排気ガスの慣性や脈動の影響を受け難い排気集合部にＥＧＲガス通路の入口を開口させるので、前記排気ガスの慣性や脈動の影響を排除してＥＧＲガスを安定して供給可能となる。更に排気集合部を挟んで酸素濃度センサおよびＥＧＲガス通路を両側に振り分けて配置したので、シリンダヘッドの大型化を防止することができる。またシリンダヘッド張出部において、集合排気ポートの上側及び下側をウオータジャケットで覆うことにより、高温になり易いシリンダヘッドの排気側を効率的に冷却することができる。さらに上記張出部の他方側の側壁の外側面には、その外側面に沿って延びる補強リブを突設して、その補強リブの内部にＥＧＲガス通路を形成したので、該張出部の剛性を効果的に高めて振動を低減することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した参考例及び本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１０】
図１〜図６は第１参考例を示すもので、図１はエンジンの縦断面図、図２は図１の２−２線断面図、図３は図２の３−３線断面図、図４は図２の４−４線断面図、図５は図２の５方向矢視図、図６は図５の６−６線断面図である。 図１に示すように、直列３気筒エンジンＥはシリンダブロック１１の上面に結合されたシリンダヘッド１２を備えており、シリンダヘッド１２の上面にヘッドカバー１３が結合される。シリンダブロック１１に形成された３個のシリンダ１４…の内部にピストン１５…が摺動自在に嵌合しており、ピストン１５…の上面に対向するシリンダヘッド１２の下面に燃焼室１６…が形成される。燃焼室１６…に連なる吸気ポート１７…がシリンダヘッド１２の吸気側の側面に開口するとともに、燃焼室１６…に連なる集合排気ポート１８がシリンダヘッド１２の排気側の側面に開口しており、この開口に排気ガス浄化触媒４１を備えた排気管１９が結合される。シリンダヘッド１２には点火プラグ２０…を着脱するための点火プラグ挿入筒２１…が一体に形成される。点火プラグ挿入筒２１…はシリンダ軸線Ｌ1 に対して上端が集合排気ポート１８側に傾斜しており、その下端に燃焼室１６に臨む点火プラグ２０が装着されるととももに、その上端にイグニッションコイル２２が装着される。
【００１１】
シリンダヘッド１２の上部に形成されてヘッドカバー１３により覆われる動弁室２３には、吸気カム２４…および排気カム２５…を備えたカムシャフト２６と、吸気ロッカーアーム２７…および排気ロッカーアーム２８…を揺動自在に支持するロッカーアームシャフト ２９とが設けられる。
【００１２】
各々の燃焼室１６に臨む２個の吸気バルブ孔３０，３０を開閉する吸気バルブ３１，３１のバルブステム３２，３２は動弁室２３内に突出しており、その突出部に装着されたバルブスプリング３３，３３で吸気バルブ３１，３１は閉弁方向に付勢される。各々の吸気ロッカーアーム２７の一端には吸気カム２４に当接するローラ３４が設けられ、他端が吸気バルブ３１，３１のバルブステム３２，３２の上端に当接する。また各々の燃焼室１６に臨む２個の排気バルブ孔３５，３５を開閉する排気バルブ３６，３６のバルブステム３７，３７は動弁室２３内に突出しており、その突出部に装着されたバルブスプリング３８，３８で排気バルブ３６，３６は閉弁方向に付勢される。各々の排気ロッカーアーム２８の一端には排気カム２５に当接するローラ３９が設けられ、他端が排気バルブ３６，３６のバルブステム３７，３７の上端に当接する。
【００１３】
また各吸気ポート１７には、吸気バルブ孔３０，３０を指向して燃料を噴射するインジェクタ４０が設けられる。
【００１４】
図２および図３に示すように、３個の燃焼室１６…から延びる３個の吸気ポート１７…はそれぞれＹ字状に形成されており、それら３個の吸気ポート１７…は相互に集合することなく独立してシリンダヘッド１２の吸気側の側面に開口する。一方、前記集合排気ポート１８は、３個の燃焼室１６…から延びる合計６個の排気ポート４６…と、それら６個の排気ポート４６…が一体に集合するアーチ状の排気集合部４７とから構成されており、排気集合部４７の中央部に排気管１９が結合される排気出口４８が形成される。
【００１５】
排気集合部４７が臨むシリンダヘッド１２の排気側の側壁１２1 はアーチ状に湾曲して外側に向けて張り出しており、シリンダブロック１１の側壁１１1 から距離ｄだけ突出する張出部４９を構成している。従って、張出部４９の内部に形成された集合排気ポート１８の排気集合部４７は、アーチ状に湾曲する張出部４９の側壁１２1 にウオータジャケットを介さずに直接臨んでいる。
【００１６】
このように、張出部４９の内部に形成された集合排気ポート１８の排気集合部４７が該張出部４９の側壁１２1 にウオータジャケットを介さずに直接臨んでいるので、排気集合部４７と側壁１２1 との間にウオータジャケットが介在するものに比べてシリンダヘッド１２をコンパクト化することができる。しかも前記側壁１２1 はアーチ状に形成されているため、シリンダヘッド１２の長手方向両端部の幅が減少して一層のコンパクト化が可能になるだけでなく、シリンダヘッド１２の剛性向上にも寄与することができ、更に排気ガスの流れをスムーズにすることができる。
【００１７】
図２および図４から明らかなように、シリンダヘッド１２には吸気側および排気側にそれぞれ４個のボルト孔５０…が形成されており、これら合計８個のボルト孔５０…に上方から挿入された８本のシリンダヘッド締結用ボルト５１1 〜５１8 をシリンダブロック１１に形成したボルト孔５２…に螺入することにより、シリンダヘッド１２がシリンダブロック１１に締結される。
【００１８】
集合排気ポート１８の内部には、中央のシリンダ１４と両側のシリンダ１４，１４との間を仕切るように２個の壁部５３，５４が延びており、これら２個の壁部５３，５４を２本のシリンダヘッド締結用ボルト５１2 ，５１3 がそれぞれ貫通する。２個の壁部５３，５４の先端側、即ち、２本のシリンダヘッド締結用ボルト５１2 ，５１3 よりも排気集合部４７側を、それぞれオイル戻し通路５５1 ，５５2 が貫通する。
【００１９】
２個の壁部５３，５４は集合排気ポート１８内を流れる排気ガスの方向に沿うように、即ち、中央に位置する排気出口４８を指向するように湾曲しており、従って、２個のオイル戻し通路５５1 ，５５2 は、それに隣接する２本のシリンダヘッド締結用ボルト５１2 ，５１3 に対して排気出口４８側に偏倚している。オイル戻し通路５５1 ，５５2 およびシリンダヘッド締結用ボルト５１2 ，５１3 の上記配置により、シリンダヘッド１２の大型化を回避しながら、集合排気ポート１８内を排気ガスがスムーズに流れるようにして排気抵抗を低減することができる。
【００２０】
またシリンダヘッド１２の排気出口４８には、排気管１９の取付フランジ５６を結合する３本のボルト５７…を螺入する３個のボス部５８1 ，５８2 ，５８3 が形成される。排気管１９の本数は１本であるので、上方から見て下側の２個のボス部５８1 ，５８2 は排気管１９の下方に隠れることがなく、前記２個のボス部５８1 ，５８2 に対するボルト５７，５７の締結作業を容易に行うことができる。また排気管１９の上側にも１個のボス部５８3 を設けることにより、ボルト５７…の締結作業性を確保しながら排気管１９を３個所で固定して取付剛性を高めることができる。
【００２１】
またシリンダヘッド１２の長手方向一端部にはカム駆動チェーン（図示せず）を収納するカム駆動チェーン室５９が形成されており、このカム駆動チェーン室５９の反対側に位置するシリンダヘッド締結用ボルト５１4 の近傍に第３のオイル戻し通路５５3 が形成される。これら３個のオイル戻し通路５５1 ，５５2 ，５５3 は、シリンダヘッド１２に設けた動弁室２３を、シリンダブロック１１に設けたオイル戻し通路６０…を介してオイルパン（図示せず）に連通させる。張出部４９の一端に連なるシリンダヘッド１２の排気側の側面には、カム駆動チェーン室５９に臨むテンショナー取付座６３（図２参照）が形成されており、このテンショナー取付座６３に３本のボルト６４…で固定されたチェーンテンショナー６５（図２参照）によって図示せぬカム駆動チェーンに所定の張力が与えられる。
【００２２】
このように、２個のオイル戻し通路５５1 ，５５2 を、隣接するシリンダ１４…の排気ポート４６…および排気集合部４７によって囲まれた領域に配置したので、集合排気ポート１８と干渉することなくシリンダヘッド１２の排気側にオイル戻し通路５５1 ，５５2 を形成することが可能となり、シリンダヘッド１２の動弁室２３内のオイルをオイルパンに確実に戻すことができる。しかも低温時にオイル戻し通路５５1 ，５５2 を通過するオイルを集合排気ポート１８を通過する排気ガスで加熱することができるので、特別のオイルヒータを設けることなくオイルを昇温させて各潤滑部の摩擦抵抗を低減することができる。また排気集合部４７はシリンダ列線Ｌ2 方向の中央に設けられているので、シリンダ列線Ｌ2 方向の一端側に設けたチェーンテンショナー６５と排気集合部４７の中央外端から延びる排気管１９との距離を充分に確保し、チェーンテンショナー６５が排気管１９から受ける熱影響を最小限に抑えることができる。
【００２３】
尚、チェーンテンショナー６５の代わりに油圧制御弁のような他部材が設けられている場合でも、同様に前記他部材が排気管１９から受ける熱影響を最小限に抑えることができる。
【００２４】
図５および図６から明らかなように、シリンダヘッド１２の排気側に傾斜して配置された３個の点火プラグ挿入筒２１…と張出部４９の上面とが、断面三角形の補強壁６１…でそれぞれ連結される。これら補強壁６１…で張出部４９の剛性が高められ、エンジンＥの運転時における張出部４９の振動を効果的に抑制することができる。
【００２５】
図１〜図４に示すように、シリンダヘッド１２の内部にはシリンダ列線Ｌ2 に沿うようにウオータジャケットＪ1 が形成される。また集合排気ポート１８を通過する排気ガスにより高温になるシリンダヘッド１２の張出部４９には、集合排気ポート１８の上面および下面をそれぞれ覆うウオータジャケットＪ2 ，Ｊ3 が設けられる。排気ポート４６…と干渉しない部分、即ち、３個の点火プラグ挿入筒２１…の近傍で前記上下のウオータジャケットＪ2 ，Ｊ3 は３個のウオータジャケットＪ4 …で相互に連通する。
【００２６】
このように、集合排気ポート１８の周辺をウオータジャケットＪ1 ，Ｊ2 ，Ｊ3 ，Ｊ4 …で覆うことにより、高温になり易いシリンダヘッド１２の排気側を効率的に冷却することができる。特に、熱に弱いイグニッションコイル２２…と集合排気ポート１８との間にウオータジャケットＪ2 が介在するため、イグニッションコイル２２…への熱伝達を効果的に抑制することができる（図６参照）。
【００２７】
図３および図６から明らかなように、集合排気ポート１８の外側部分は、ウオータジャケットを介することなく張出部４９の側壁１２1 に直接対向しているため、シリンダヘッド１２の鋳造時にウオータジャケットＪ2 ，Ｊ3 ，Ｊ4 …および集合排気ポート１８を成形する中子の構造を単純化することができる。
【００２８】
なぜならば、先ずウオータジャケットＪ2 ，Ｊ3 ，Ｊ4 …を成形するための中子を金型内に矢印Ａ方向に挿入した後に、集合排気ポート１８を成形するための中子を金型内に同じく矢印Ａ方向に挿入するが、その際に上下のウオータジャケットＪ2 ，Ｊ3 間に開口６２が存在するため、この開口６２を通して集合排気ポート１８を成形するための中子を挿入することができる。尚、上下のウオータジャケットＪ2 ，Ｊ3 は３個のウオータジャケットＪ4 …で相互に接続されているが、その３個のウオータジャケットＪ4 …に対応する中子は、集合排気ポート１８を成形する中子の６個の排気ポート４６…に対応する部分に交互に噛み合うため、両方の中子の干渉が回避される（図２参照）。
【００２９】
このように、ウオータジャケットＪ2 ，Ｊ3 ，Ｊ4 …を成形するための中子、あるいは集合排気ポート１８を成形するための中子を分割することなく金型に組み付けることができるため、シリンダヘッド１２の鋳造に際してコストを削減することができる。
【００３０】
図２から明らかなように、シリンダヘッド１２の張出部４９の外端に形成された排気出口４８の近傍に、排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ４２が取り付けられる。酸素濃度センサ４２は、張出部４９の排気出口４８の近傍に固定される本体部４２1 と、この本体部４２1 の先端に設けられて排気集合部４７に臨む検出部４２2 と、本体部４２1 の後端から延びるハーネス４２3 とを備えるもので、前記本体部４２1 は張出部４９の側壁１２1 に対向するようにシリンダ列線Ｌ2 と平行に配置される。
【００３１】
このように、３個の燃焼室１６…からの排気ガスが集合する排気集合部４７に酸素濃度センサ４２の検出部４２2 を臨ませたので、単一の酸素濃度センサ４２でエンジンＥ全体の排気ガス中の酸素濃度を検出することが可能となり、酸素濃度センサ４２の数を最小限に抑えることができる。しかも酸素濃度センサ４２をシリンダヘッド１２の排気集合部４７に設けたことにより、燃焼室１６…を出た直後の高温の排気ガスの熱で酸素濃度センサ４２を早期に昇温して活性化することができる。
【００３２】
また張出部４９をアーチ状に形成したので、張出部４９のシリンダ列線Ｌ2 方向の両端側にデッドスペースが形成されるが、酸素濃度センサ４２をアーチ状の張出部４９の外端近傍に取り付け、その本体部４２1 を張出部４９の側壁１２1 に沿うように対向させたことにより、前記一方のデッドスペースを有効に利用して酸素濃度センサ４２をコンパクトに配置することが可能になる。しかも酸素濃度センサ４２の本体部４２1 は張出部４９の側壁１２1 から徐々に離れるので、本体部４２1 のから延びるハーネス４２3 の張出部４９からの距離を充分に確保し、前記ハーネス４２3 が受ける熱影響を軽減することが可能となる。
【００３３】
更に酸素濃度センサ４２がチェーンテンショナー６５等の他部材が設けられているカム駆動チェーン室５９と反対側に配置されているので、酸素濃度センサ４２の着脱時にチェーンテンショナー６５等の他部材との干渉を防止して作業性が向上するだけでなく、酸素濃度センサ４２および前記他部材をシリンダ列線Ｌ2 方向の両側に振り分けてコンパクトに配置することができる。
【００３４】
次に、図７〜図９に基づいて第２参考例を説明する。
【００３５】
第２参考例は、シリンダヘッド１２の張出部４９の側壁１２1 に上下一対の補強リブ４３，４４を設けたものである。この補強リブ４３，４４により、酸素濃度センサ４２の取付部の剛性、排気管１９の取付部の剛性およびチェーンテンショナー６５の取付座６３の剛性が高められる。また一対の補強リブ４３，４４が酸素濃度センサ４２の中心線に対して上下にずれて配置されているので、酸素濃度センサ４２の本体部４２1 が補強リブ４３，４４と干渉するのを回避することができる。
【００３６】
第２参考例の他の構成は前述した第１参考例と同一であり、第１参考例の作用効果をそのまま達成することが可能である。
【００３７】
次に、図１０〜図１２に基づいて本発明の実施例を説明する。
【００３８】
本実施例は、シリンダヘッド１２の張出部４９を利用してＥＧＲガス通路を形成したものである。即ち、シリンダヘッド１２の張出部４９のアーチ状の側壁１２1 には、その排気出口４８よりもチェンテンショナー６５側の部分に１本の補強リブ６９が形成されており、その補強リブ６９の内部に第１ＥＧＲガス通路６６が形成される。第１ＥＧＲガス通路６６の一端のＥＧＲガス入口６６1 は排気集合部４７の排気出口４８の近傍に開口し、また他端はシリンダヘッド１２の端面に開口して栓７０で閉塞される。またシリンダヘッド１２の端面に沿って形成された第２ＥＧＲガス通路６７は、一端が前記該１ＥＧＲガス通路６６の他端近傍に開口し、他端がシリンダヘッド１２の吸気側の側壁１２2 に開口する。シリンダヘッド１２の吸気側の側壁１２2 に開口する第２ＥＧＲ通路６７は、ＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲ弁７１を介して３個の吸気ポート１７…にそれぞれ接続される。
【００３９】
而して、集合排気ポート１８から取り出した排気ガスを第１、第２ＥＧＲガス通路６６，６７およびＥＧＲ弁７１を介して吸気系に還流させることにより、燃焼によるＮＯｘの発生を抑えて排気ガス中のＮＯｘを低減することができる。
【００４０】
このように、複数の排気ポート４６が集合するために排気ガスの慣性や脈動の影響を受け難い排気集合部４７にＥＧＲガス入口６６1 を開口させたので、前記排気ガスの慣性や脈動の影響を排除してＥＧＲガスを安定して供給することが可能となる。また第１、第２ＥＧＲガス通路６６，６７をシリンダヘッド１２に一体に形成したので、シリンダヘッド１２の外部に別部材でＥＧＲガス通路を設ける場合に比べてスペースおよび部品点数を削減することができる。
【００４１】
また第１ＥＧＲガス通路６６は、排気出口４８近傍の厚肉部と、排気管１９を結合する３本のボルト５７…のボス部５８1 〜５８3 と、テンショナー取付座６３とを連結する連結壁としての補強リブ６９内に形成されているので、張出部４９の剛性を効果的に高めて振動を低減することができ、しかも排気管１９およびチェーンテンショナー６５の取付剛性を相互に高め合うことができる。更に排気集合部４７の排気出口４８を挟んで酸素濃度センサ６２および第１ＥＧＲガス通路６６を振り分けて配置したので、シリンダヘッド１２の大型化を防止することができる。
【００４２】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００４３】
例えば、実施例では直列３気筒エンジンＥを例示したが、本発明は気筒数の異なる他の直列エンジンやＶ型エンジンの各々のバンクに対しても適用することができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、シリンダヘッドの側面から外側にアーチ状に張り出す張出部の内部に、複数の燃焼室から延びる排気ポートが集合する排気集合部を形成し、その排気集合部に酸素濃度センサの検出部を臨ませたので、各燃焼室から排出される排気ガス中の酸素濃度を共通の酸素濃度センサで検出することを可能にして酸素濃度センサの数を最小限に抑えることができ、しかも酸素濃度センサの位置が燃焼室に接近するため、排気ガスの熱で酸素濃度センサを早期に昇温して活性化することができる。更に酸素濃度センサの本体部を張出部の一方側の側壁に対向させたので、張出部の側壁に沿うように形成されたデッドスペースを有効に利用して酸素濃度センサをコンパクトに配置することが可能になるだけでなく、酸素濃度センサの本体部が張出部の側壁から徐々に離れるので酸素濃度センサのハーネスへの熱影響を軽減することができる。
【００４５】
更に排気集合部から取り出した排気ガスを、シリンダヘッドに形成したＥＧＲガス通路を介して吸気系に還流することにより、燃焼によるＮＯｘの発生を抑えて排気ガス中のＮＯｘを低減することができるが、複数の排気ポートが集合するために排気ガスの慣性や脈動の影響を受け難い排気集合部にＥＧＲガス通路の入口を開口させているので、前記排気ガスの慣性や脈動の影響を排除してＥＧＲガスを安定して供給可能となる。更に排気集合部を挟んで酸素濃度センサおよびＥＧＲガス通路を両側に振り分けて配置したので、シリンダヘッドの大型化を防止することができる。またシリンダヘッド張出部において、集合排気ポートの上側及び下側をウオータジャケットで覆うことにより、高温になり易いシリンダヘッドの排気側を効率的に冷却することができる。さらに上記張出部の他方側の側壁の外側面には、その外側面に沿って延びる補強リブを突設して、その補強リブの内部に前記ＥＧＲガス通路を形成したので、該張出部の剛性を効果的に高めて振動を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１参考例に係るエンジンの縦断面図
【図２】 図１の２−２線断面図
【図３】 図２の３−３線断面図
【図４】 図２の４−４線断面図
【図５】 図２の５方向矢視図
【図６】 図５の６−６線断面図
【図７】 第２参考例に係る、前記図２に対応する図
【図８】 図７の８−８線断面図
【図９】 図７の９方向矢視図
【図１０】 本発明の実施例に係る、前記図２に対応する図
【図１１】 図１０の１１−１１線断面図
【図１２】 図１０の１２方向矢視図
【符号の説明】
１２ シリンダヘッド
１２1 側壁
１６ 燃焼室
１８ 集合排気ポート
４２ 酸素濃度センサ
４２1 本体部
４２2 検出部
４６ 排気ポート
４７ 排気集合部
４９ 張出部
Ｌ2 シリンダ列線
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の燃焼室から延びる排気ポートをシリンダヘッドの内部に形成した排気集合部で一体に集合させてなる集合排気ポートを備えた多気筒エンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に多気筒エンジンのシリンダヘッドに形成される排気ポートは、シリンダヘッドの内部で同一シリンダの複数の排気バルブ孔から排出される排気ガスの集合のみを行い、各シリンダから排出される排気ガスの集合はシリンダヘッドに結合される別体の排気マニホールドにおいて行われる。
【０００３】
これに対して、各シリンダから排出される排気ガスの集合を、別体の排気マニホールドを用いずにシリンダヘッドの内部で行うものが、特許第２７０９８１５号公報により公知である。
【０００４】
また実公平５−４４４９９号公報には、エンジンの排気ガス中の酸素濃度を検出するための酸素濃度センサを排気マニホールドに設けるものと、前記酸素濃度センサを排気マニホールドの下流側に連なる排気管に設けるものとが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、酸素濃度センサはエンジン始動直後の低温状態では正常な機能を発揮できないため、それを排気ガスの熱で速やかに加熱して活性化させる必要がある。しかしながら、エンジンの排気ポートから遠く離れた排気管に酸素濃度センサを設けると、排気ガスが酸素濃度センサの位置に達するまでに温度低下してしまうので速やかな活性化が難しくなる問題がある。一方、エンジンの排気マニホールドの排気集合部よりも上流側に酸素濃度センサを設けた場合には、酸素濃度センサに高温の排気ガスを作用させて早期に活性化させることが可能になるが、特定の排気ポートから排出された排気ガス中の酸素濃度しか検出することができないため、エンジン全体としての酸素濃度を的確に検出できないという問題がある。この問題を解消するには、排気マニホールドに各シリンダに対応する複数の酸素濃度センサを設ければ良いが、このようにすると多数の酸素濃度センサが必要になるためにコストや重量の面で不利である。
【０００６】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、集合排気ポートを備えた多気筒エンジンにおいて、酸素濃度センサの早期活性化を可能にしながら酸素濃度センサを数を最小限に抑えることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、シリンダ列線に沿って配置された複数の燃焼室から延びる排気ポートをシリンダヘッドの内部に形成した排気集合部で一体に集合させてなる集合排気ポートを備えた多気筒エンジンにおいて、シリンダヘッドの側面から外側にアーチ状に張り出す張出部の内部には、前記排気集合部と、その排気集合部を上下より挟む上下のウオータジャケットとを形成し、排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサの検出部を前記排気集合部に臨ませるとともに、該酸素濃度センサの本体部を前記張出部の、シリンダ列線に沿う方向で一方側の側壁に対向させ、排気ガスを吸気系に還流させるべく前記張出部の内部に形成したＥＧＲガス通路の入口を前記排気集合部の中央部に開口させると共に、そのＥＧＲガス通路の上流側通路部分を、シリンダ列線に沿う方向で前記排気集合部を間に挟んで前記酸素濃度センサと反対側に配置し、前記張出部の、シリンダ列線に沿う方向で他方側の側壁の外側面には、その外側面に沿って延びる補強リブを突設して、その補強リブの内部に前記ＥＧＲガス通路を前記排気集合部の外側面に沿わせて形成したことを特徴とする多気筒エンジンが提案される。
【０００８】
上記構成によれば、シリンダヘッドの側面から外側にアーチ状に張り出す張出部の内部に排気集合部を形成したことで、排気ガスの流れをスムーズにしながらシリンダヘッドをコンパクト化することができ、しかもそのシリンダヘッドの排気集合部に酸素濃度センサの検出部を臨ませたことで、各燃焼室から排出される排気ガス中の酸素濃度を共通の酸素濃度センサで検出することを可能にして酸素濃度センサの数を最小限に抑えることができ、その上、酸素濃度センサの位置が燃焼室に接近するため、排気ガスの熱で酸素濃度センサを早期に昇温して活性化することができる。更に酸素濃度センサの本体部を張出部の一方側の側壁に対向させたので、張出部の側壁に沿うように形成されたデッドスペースを有効に利用して酸素濃度センサをコンパクトに配置することが可能になるだけでなく、酸素濃度センサの本体部が張出部の側壁から徐々に離れるので酸素濃度センサのハーネスへの熱影響を軽減することができる。また上記排気集合部から取り出した排気ガスを、シリンダヘッドに形成したＥＧＲガス通路を介して吸気系に還流することにより、燃焼によるＮＯｘの発生を抑えて排気ガス中のＮＯｘを低減することができるが、複数の排気ポートが集合するために排気ガスの慣性や脈動の影響を受け難い排気集合部にＥＧＲガス通路の入口を開口させるので、前記排気ガスの慣性や脈動の影響を排除してＥＧＲガスを安定して供給可能となる。更に排気集合部を挟んで酸素濃度センサおよびＥＧＲガス通路を両側に振り分けて配置したので、シリンダヘッドの大型化を防止することができる。またシリンダヘッド張出部において、集合排気ポートの上側及び下側をウオータジャケットで覆うことにより、高温になり易いシリンダヘッドの排気側を効率的に冷却することができる。さらに上記張出部の他方側の側壁の外側面には、その外側面に沿って延びる補強リブを突設して、その補強リブの内部にＥＧＲガス通路を形成したので、該張出部の剛性を効果的に高めて振動を低減することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した参考例及び本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１０】
図１〜図６は第１参考例を示すもので、図１はエンジンの縦断面図、図２は図１の２−２線断面図、図３は図２の３−３線断面図、図４は図２の４−４線断面図、図５は図２の５方向矢視図、図６は図５の６−６線断面図である。 図１に示すように、直列３気筒エンジンＥはシリンダブロック１１の上面に結合されたシリンダヘッド１２を備えており、シリンダヘッド１２の上面にヘッドカバー１３が結合される。シリンダブロック１１に形成された３個のシリンダ１４…の内部にピストン１５…が摺動自在に嵌合しており、ピストン１５…の上面に対向するシリンダヘッド１２の下面に燃焼室１６…が形成される。燃焼室１６…に連なる吸気ポート１７…がシリンダヘッド１２の吸気側の側面に開口するとともに、燃焼室１６…に連なる集合排気ポート１８がシリンダヘッド１２の排気側の側面に開口しており、この開口に排気ガス浄化触媒４１を備えた排気管１９が結合される。シリンダヘッド１２には点火プラグ２０…を着脱するための点火プラグ挿入筒２１…が一体に形成される。点火プラグ挿入筒２１…はシリンダ軸線Ｌ1 に対して上端が集合排気ポート１８側に傾斜しており、その下端に燃焼室１６に臨む点火プラグ２０が装着されるととももに、その上端にイグニッションコイル２２が装着される。
【００１１】
シリンダヘッド１２の上部に形成されてヘッドカバー１３により覆われる動弁室２３には、吸気カム２４…および排気カム２５…を備えたカムシャフト２６と、吸気ロッカーアーム２７…および排気ロッカーアーム２８…を揺動自在に支持するロッカーアームシャフト ２９とが設けられる。
【００１２】
各々の燃焼室１６に臨む２個の吸気バルブ孔３０，３０を開閉する吸気バルブ３１，３１のバルブステム３２，３２は動弁室２３内に突出しており、その突出部に装着されたバルブスプリング３３，３３で吸気バルブ３１，３１は閉弁方向に付勢される。各々の吸気ロッカーアーム２７の一端には吸気カム２４に当接するローラ３４が設けられ、他端が吸気バルブ３１，３１のバルブステム３２，３２の上端に当接する。また各々の燃焼室１６に臨む２個の排気バルブ孔３５，３５を開閉する排気バルブ３６，３６のバルブステム３７，３７は動弁室２３内に突出しており、その突出部に装着されたバルブスプリング３８，３８で排気バルブ３６，３６は閉弁方向に付勢される。各々の排気ロッカーアーム２８の一端には排気カム２５に当接するローラ３９が設けられ、他端が排気バルブ３６，３６のバルブステム３７，３７の上端に当接する。
【００１３】
また各吸気ポート１７には、吸気バルブ孔３０，３０を指向して燃料を噴射するインジェクタ４０が設けられる。
【００１４】
図２および図３に示すように、３個の燃焼室１６…から延びる３個の吸気ポート１７…はそれぞれＹ字状に形成されており、それら３個の吸気ポート１７…は相互に集合することなく独立してシリンダヘッド１２の吸気側の側面に開口する。一方、前記集合排気ポート１８は、３個の燃焼室１６…から延びる合計６個の排気ポート４６…と、それら６個の排気ポート４６…が一体に集合するアーチ状の排気集合部４７とから構成されており、排気集合部４７の中央部に排気管１９が結合される排気出口４８が形成される。
【００１５】
排気集合部４７が臨むシリンダヘッド１２の排気側の側壁１２1 はアーチ状に湾曲して外側に向けて張り出しており、シリンダブロック１１の側壁１１1 から距離ｄだけ突出する張出部４９を構成している。従って、張出部４９の内部に形成された集合排気ポート１８の排気集合部４７は、アーチ状に湾曲する張出部４９の側壁１２1 にウオータジャケットを介さずに直接臨んでいる。
【００１６】
このように、張出部４９の内部に形成された集合排気ポート１８の排気集合部４７が該張出部４９の側壁１２1 にウオータジャケットを介さずに直接臨んでいるので、排気集合部４７と側壁１２1 との間にウオータジャケットが介在するものに比べてシリンダヘッド１２をコンパクト化することができる。しかも前記側壁１２1 はアーチ状に形成されているため、シリンダヘッド１２の長手方向両端部の幅が減少して一層のコンパクト化が可能になるだけでなく、シリンダヘッド１２の剛性向上にも寄与することができ、更に排気ガスの流れをスムーズにすることができる。
【００１７】
図２および図４から明らかなように、シリンダヘッド１２には吸気側および排気側にそれぞれ４個のボルト孔５０…が形成されており、これら合計８個のボルト孔５０…に上方から挿入された８本のシリンダヘッド締結用ボルト５１1 〜５１8 をシリンダブロック１１に形成したボルト孔５２…に螺入することにより、シリンダヘッド１２がシリンダブロック１１に締結される。
【００１８】
集合排気ポート１８の内部には、中央のシリンダ１４と両側のシリンダ１４，１４との間を仕切るように２個の壁部５３，５４が延びており、これら２個の壁部５３，５４を２本のシリンダヘッド締結用ボルト５１2 ，５１3 がそれぞれ貫通する。２個の壁部５３，５４の先端側、即ち、２本のシリンダヘッド締結用ボルト５１2 ，５１3 よりも排気集合部４７側を、それぞれオイル戻し通路５５1 ，５５2 が貫通する。
【００１９】
２個の壁部５３，５４は集合排気ポート１８内を流れる排気ガスの方向に沿うように、即ち、中央に位置する排気出口４８を指向するように湾曲しており、従って、２個のオイル戻し通路５５1 ，５５2 は、それに隣接する２本のシリンダヘッド締結用ボルト５１2 ，５１3 に対して排気出口４８側に偏倚している。オイル戻し通路５５1 ，５５2 およびシリンダヘッド締結用ボルト５１2 ，５１3 の上記配置により、シリンダヘッド１２の大型化を回避しながら、集合排気ポート１８内を排気ガスがスムーズに流れるようにして排気抵抗を低減することができる。
【００２０】
またシリンダヘッド１２の排気出口４８には、排気管１９の取付フランジ５６を結合する３本のボルト５７…を螺入する３個のボス部５８1 ，５８2 ，５８3 が形成される。排気管１９の本数は１本であるので、上方から見て下側の２個のボス部５８1 ，５８2 は排気管１９の下方に隠れることがなく、前記２個のボス部５８1 ，５８2 に対するボルト５７，５７の締結作業を容易に行うことができる。また排気管１９の上側にも１個のボス部５８3 を設けることにより、ボルト５７…の締結作業性を確保しながら排気管１９を３個所で固定して取付剛性を高めることができる。
【００２１】
またシリンダヘッド１２の長手方向一端部にはカム駆動チェーン（図示せず）を収納するカム駆動チェーン室５９が形成されており、このカム駆動チェーン室５９の反対側に位置するシリンダヘッド締結用ボルト５１4 の近傍に第３のオイル戻し通路５５3 が形成される。これら３個のオイル戻し通路５５1 ，５５2 ，５５3 は、シリンダヘッド１２に設けた動弁室２３を、シリンダブロック１１に設けたオイル戻し通路６０…を介してオイルパン（図示せず）に連通させる。張出部４９の一端に連なるシリンダヘッド１２の排気側の側面には、カム駆動チェーン室５９に臨むテンショナー取付座６３（図２参照）が形成されており、このテンショナー取付座６３に３本のボルト６４…で固定されたチェーンテンショナー６５（図２参照）によって図示せぬカム駆動チェーンに所定の張力が与えられる。
【００２２】
このように、２個のオイル戻し通路５５1 ，５５2 を、隣接するシリンダ１４…の排気ポート４６…および排気集合部４７によって囲まれた領域に配置したので、集合排気ポート１８と干渉することなくシリンダヘッド１２の排気側にオイル戻し通路５５1 ，５５2 を形成することが可能となり、シリンダヘッド１２の動弁室２３内のオイルをオイルパンに確実に戻すことができる。しかも低温時にオイル戻し通路５５1 ，５５2 を通過するオイルを集合排気ポート１８を通過する排気ガスで加熱することができるので、特別のオイルヒータを設けることなくオイルを昇温させて各潤滑部の摩擦抵抗を低減することができる。また排気集合部４７はシリンダ列線Ｌ2 方向の中央に設けられているので、シリンダ列線Ｌ2 方向の一端側に設けたチェーンテンショナー６５と排気集合部４７の中央外端から延びる排気管１９との距離を充分に確保し、チェーンテンショナー６５が排気管１９から受ける熱影響を最小限に抑えることができる。
【００２３】
尚、チェーンテンショナー６５の代わりに油圧制御弁のような他部材が設けられている場合でも、同様に前記他部材が排気管１９から受ける熱影響を最小限に抑えることができる。
【００２４】
図５および図６から明らかなように、シリンダヘッド１２の排気側に傾斜して配置された３個の点火プラグ挿入筒２１…と張出部４９の上面とが、断面三角形の補強壁６１…でそれぞれ連結される。これら補強壁６１…で張出部４９の剛性が高められ、エンジンＥの運転時における張出部４９の振動を効果的に抑制することができる。
【００２５】
図１〜図４に示すように、シリンダヘッド１２の内部にはシリンダ列線Ｌ2 に沿うようにウオータジャケットＪ1 が形成される。また集合排気ポート１８を通過する排気ガスにより高温になるシリンダヘッド１２の張出部４９には、集合排気ポート１８の上面および下面をそれぞれ覆うウオータジャケットＪ2 ，Ｊ3 が設けられる。排気ポート４６…と干渉しない部分、即ち、３個の点火プラグ挿入筒２１…の近傍で前記上下のウオータジャケットＪ2 ，Ｊ3 は３個のウオータジャケットＪ4 …で相互に連通する。
【００２６】
このように、集合排気ポート１８の周辺をウオータジャケットＪ1 ，Ｊ2 ，Ｊ3 ，Ｊ4 …で覆うことにより、高温になり易いシリンダヘッド１２の排気側を効率的に冷却することができる。特に、熱に弱いイグニッションコイル２２…と集合排気ポート１８との間にウオータジャケットＪ2 が介在するため、イグニッションコイル２２…への熱伝達を効果的に抑制することができる（図６参照）。
【００２７】
図３および図６から明らかなように、集合排気ポート１８の外側部分は、ウオータジャケットを介することなく張出部４９の側壁１２1 に直接対向しているため、シリンダヘッド１２の鋳造時にウオータジャケットＪ2 ，Ｊ3 ，Ｊ4 …および集合排気ポート１８を成形する中子の構造を単純化することができる。
【００２８】
なぜならば、先ずウオータジャケットＪ2 ，Ｊ3 ，Ｊ4 …を成形するための中子を金型内に矢印Ａ方向に挿入した後に、集合排気ポート１８を成形するための中子を金型内に同じく矢印Ａ方向に挿入するが、その際に上下のウオータジャケットＪ2 ，Ｊ3 間に開口６２が存在するため、この開口６２を通して集合排気ポート１８を成形するための中子を挿入することができる。尚、上下のウオータジャケットＪ2 ，Ｊ3 は３個のウオータジャケットＪ4 …で相互に接続されているが、その３個のウオータジャケットＪ4 …に対応する中子は、集合排気ポート１８を成形する中子の６個の排気ポート４６…に対応する部分に交互に噛み合うため、両方の中子の干渉が回避される（図２参照）。
【００２９】
このように、ウオータジャケットＪ2 ，Ｊ3 ，Ｊ4 …を成形するための中子、あるいは集合排気ポート１８を成形するための中子を分割することなく金型に組み付けることができるため、シリンダヘッド１２の鋳造に際してコストを削減することができる。
【００３０】
図２から明らかなように、シリンダヘッド１２の張出部４９の外端に形成された排気出口４８の近傍に、排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ４２が取り付けられる。酸素濃度センサ４２は、張出部４９の排気出口４８の近傍に固定される本体部４２1 と、この本体部４２1 の先端に設けられて排気集合部４７に臨む検出部４２2 と、本体部４２1 の後端から延びるハーネス４２3 とを備えるもので、前記本体部４２1 は張出部４９の側壁１２1 に対向するようにシリンダ列線Ｌ2 と平行に配置される。
【００３１】
このように、３個の燃焼室１６…からの排気ガスが集合する排気集合部４７に酸素濃度センサ４２の検出部４２2 を臨ませたので、単一の酸素濃度センサ４２でエンジンＥ全体の排気ガス中の酸素濃度を検出することが可能となり、酸素濃度センサ４２の数を最小限に抑えることができる。しかも酸素濃度センサ４２をシリンダヘッド１２の排気集合部４７に設けたことにより、燃焼室１６…を出た直後の高温の排気ガスの熱で酸素濃度センサ４２を早期に昇温して活性化することができる。
【００３２】
また張出部４９をアーチ状に形成したので、張出部４９のシリンダ列線Ｌ2 方向の両端側にデッドスペースが形成されるが、酸素濃度センサ４２をアーチ状の張出部４９の外端近傍に取り付け、その本体部４２1 を張出部４９の側壁１２1 に沿うように対向させたことにより、前記一方のデッドスペースを有効に利用して酸素濃度センサ４２をコンパクトに配置することが可能になる。しかも酸素濃度センサ４２の本体部４２1 は張出部４９の側壁１２1 から徐々に離れるので、本体部４２1 のから延びるハーネス４２3 の張出部４９からの距離を充分に確保し、前記ハーネス４２3 が受ける熱影響を軽減することが可能となる。
【００３３】
更に酸素濃度センサ４２がチェーンテンショナー６５等の他部材が設けられているカム駆動チェーン室５９と反対側に配置されているので、酸素濃度センサ４２の着脱時にチェーンテンショナー６５等の他部材との干渉を防止して作業性が向上するだけでなく、酸素濃度センサ４２および前記他部材をシリンダ列線Ｌ2 方向の両側に振り分けてコンパクトに配置することができる。
【００３４】
次に、図７〜図９に基づいて第２参考例を説明する。
【００３５】
第２参考例は、シリンダヘッド１２の張出部４９の側壁１２1 に上下一対の補強リブ４３，４４を設けたものである。この補強リブ４３，４４により、酸素濃度センサ４２の取付部の剛性、排気管１９の取付部の剛性およびチェーンテンショナー６５の取付座６３の剛性が高められる。また一対の補強リブ４３，４４が酸素濃度センサ４２の中心線に対して上下にずれて配置されているので、酸素濃度センサ４２の本体部４２1 が補強リブ４３，４４と干渉するのを回避することができる。
【００３６】
第２参考例の他の構成は前述した第１参考例と同一であり、第１参考例の作用効果をそのまま達成することが可能である。
【００３７】
次に、図１０〜図１２に基づいて本発明の実施例を説明する。
【００３８】
本実施例は、シリンダヘッド１２の張出部４９を利用してＥＧＲガス通路を形成したものである。即ち、シリンダヘッド１２の張出部４９のアーチ状の側壁１２1 には、その排気出口４８よりもチェンテンショナー６５側の部分に１本の補強リブ６９が形成されており、その補強リブ６９の内部に第１ＥＧＲガス通路６６が形成される。第１ＥＧＲガス通路６６の一端のＥＧＲガス入口６６1 は排気集合部４７の排気出口４８の近傍に開口し、また他端はシリンダヘッド１２の端面に開口して栓７０で閉塞される。またシリンダヘッド１２の端面に沿って形成された第２ＥＧＲガス通路６７は、一端が前記該１ＥＧＲガス通路６６の他端近傍に開口し、他端がシリンダヘッド１２の吸気側の側壁１２2 に開口する。シリンダヘッド１２の吸気側の側壁１２2 に開口する第２ＥＧＲ通路６７は、ＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲ弁７１を介して３個の吸気ポート１７…にそれぞれ接続される。
【００３９】
而して、集合排気ポート１８から取り出した排気ガスを第１、第２ＥＧＲガス通路６６，６７およびＥＧＲ弁７１を介して吸気系に還流させることにより、燃焼によるＮＯｘの発生を抑えて排気ガス中のＮＯｘを低減することができる。
【００４０】
このように、複数の排気ポート４６が集合するために排気ガスの慣性や脈動の影響を受け難い排気集合部４７にＥＧＲガス入口６６1 を開口させたので、前記排気ガスの慣性や脈動の影響を排除してＥＧＲガスを安定して供給することが可能となる。また第１、第２ＥＧＲガス通路６６，６７をシリンダヘッド１２に一体に形成したので、シリンダヘッド１２の外部に別部材でＥＧＲガス通路を設ける場合に比べてスペースおよび部品点数を削減することができる。
【００４１】
また第１ＥＧＲガス通路６６は、排気出口４８近傍の厚肉部と、排気管１９を結合する３本のボルト５７…のボス部５８1 〜５８3 と、テンショナー取付座６３とを連結する連結壁としての補強リブ６９内に形成されているので、張出部４９の剛性を効果的に高めて振動を低減することができ、しかも排気管１９およびチェーンテンショナー６５の取付剛性を相互に高め合うことができる。更に排気集合部４７の排気出口４８を挟んで酸素濃度センサ６２および第１ＥＧＲガス通路６６を振り分けて配置したので、シリンダヘッド１２の大型化を防止することができる。
【００４２】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００４３】
例えば、実施例では直列３気筒エンジンＥを例示したが、本発明は気筒数の異なる他の直列エンジンやＶ型エンジンの各々のバンクに対しても適用することができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、シリンダヘッドの側面から外側にアーチ状に張り出す張出部の内部に、複数の燃焼室から延びる排気ポートが集合する排気集合部を形成し、その排気集合部に酸素濃度センサの検出部を臨ませたので、各燃焼室から排出される排気ガス中の酸素濃度を共通の酸素濃度センサで検出することを可能にして酸素濃度センサの数を最小限に抑えることができ、しかも酸素濃度センサの位置が燃焼室に接近するため、排気ガスの熱で酸素濃度センサを早期に昇温して活性化することができる。更に酸素濃度センサの本体部を張出部の一方側の側壁に対向させたので、張出部の側壁に沿うように形成されたデッドスペースを有効に利用して酸素濃度センサをコンパクトに配置することが可能になるだけでなく、酸素濃度センサの本体部が張出部の側壁から徐々に離れるので酸素濃度センサのハーネスへの熱影響を軽減することができる。
【００４５】
更に排気集合部から取り出した排気ガスを、シリンダヘッドに形成したＥＧＲガス通路を介して吸気系に還流することにより、燃焼によるＮＯｘの発生を抑えて排気ガス中のＮＯｘを低減することができるが、複数の排気ポートが集合するために排気ガスの慣性や脈動の影響を受け難い排気集合部にＥＧＲガス通路の入口を開口させているので、前記排気ガスの慣性や脈動の影響を排除してＥＧＲガスを安定して供給可能となる。更に排気集合部を挟んで酸素濃度センサおよびＥＧＲガス通路を両側に振り分けて配置したので、シリンダヘッドの大型化を防止することができる。またシリンダヘッド張出部において、集合排気ポートの上側及び下側をウオータジャケットで覆うことにより、高温になり易いシリンダヘッドの排気側を効率的に冷却することができる。さらに上記張出部の他方側の側壁の外側面には、その外側面に沿って延びる補強リブを突設して、その補強リブの内部に前記ＥＧＲガス通路を形成したので、該張出部の剛性を効果的に高めて振動を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１参考例に係るエンジンの縦断面図
【図２】 図１の２−２線断面図
【図３】 図２の３−３線断面図
【図４】 図２の４−４線断面図
【図５】 図２の５方向矢視図
【図６】 図５の６−６線断面図
【図７】 第２参考例に係る、前記図２に対応する図
【図８】 図７の８−８線断面図
【図９】 図７の９方向矢視図
【図１０】 本発明の実施例に係る、前記図２に対応する図
【図１１】 図１０の１１−１１線断面図
【図１２】 図１０の１２方向矢視図
【符号の説明】
１２ シリンダヘッド
１２1 側壁
１６ 燃焼室
１８ 集合排気ポート
４２ 酸素濃度センサ
４２1 本体部
４２2 検出部
４６ 排気ポート
４７ 排気集合部
４９ 張出部
Ｌ2 シリンダ列線
Claims (1)
- シリンダ列線（Ｌ2 ）に沿って配置された複数の燃焼室（１６）から延びる排気ポート（４６）をシリンダヘッド（１２）の内部に形成した排気集合部（４７）で一体に集合させてなる集合排気ポート（１８）を備えた多気筒エンジンにおいて、
シリンダヘッド（１２）の側面から外側にアーチ状に張り出す張出部（４９）の内部には、前記排気集合部（４７）と、その排気集合部（４７）を上下より挟む上下のウオータジャケット（Ｊ 2 ，Ｊ 3 ）とを形成し、排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ（４２）の検出部（４２2 ）を前記排気集合部（４７）に臨ませるとともに、該酸素濃度センサ（４２）の本体部（４１1 ）を前記張出部（４９）の、シリンダ列線（Ｌ 2 ）に沿う方向で一方側の側壁（１２1 ）に対向させ、排気ガスを吸気系に還流させるべく前記張出部（４９）の内部に形成したＥＧＲガス通路（６６）の入口を前記排気集合部（４７）の中央部に開口させると共に、そのＥＧＲガス通路（６６）の上流側通路部分を、シリンダ列線（Ｌ2 ）に沿う方向で前記排気集合部（４７）を間に挟んで前記酸素濃度センサ（４２）と反対側に配置し、
前記張出部（４９）の、シリンダ列線（Ｌ 2 ）に沿う方向で他方側の側壁（１２ 1 ）の外側面には、その外側面に沿って延びる補強リブ（６９）を突設して、その補強リブ（６９）の内部に前記ＥＧＲガス通路（６６）を前記排気集合部（４７）の外側面に沿わせて形成したことを特徴とする、多気筒エンジン。
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