JP4483556B2 - Internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、2つのバンクを有し、その夫々のバンク毎の各気筒が不等間隔で爆発する多気筒の内燃機関に関する。 The present invention relates to a multi-cylinder internal combustion engine having two banks and each cylinder in each bank exploding at unequal intervals.
従来、2つのバンクを有し、その夫々のバンクに複数の気筒が配置された所謂V型多気筒の内燃機関がある。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is a so-called V-type multi-cylinder internal combustion engine having two banks and a plurality of cylinders arranged in each bank.
ここで、一般に、多気筒の内燃機関においては、各気筒の燃焼を等間隔にすること,クランクシャフトに捩り振動が生じないこと等の種々の要件を満たすように夫々の気筒の点火順序が決められる。例えば、左側のバンクの機関前方から左右交互に1番気筒,2番気筒,…,8番気筒が配置されたV型8気筒の内燃機関においてその要件を満たす為には、1番気筒→8番気筒→7番気筒→3番気筒→6番気筒→5番気筒→4番気筒→2番気筒の順番で一般にクランク角90°CA毎に点火が行われる。このように、このV型8気筒の内燃機関においては、左右夫々のバンクでの各気筒の点火・爆発が不等間隔になっている。 In general, in a multi-cylinder internal combustion engine, the firing order of each cylinder is determined so as to satisfy various requirements such as equal combustion between the cylinders and no torsional vibration in the crankshaft. It is done. For example, in order to satisfy the requirements in a V-type 8-cylinder internal combustion engine in which the first cylinder, the second cylinder,..., The eighth cylinder are alternately arranged from the left and right from the front of the engine in the left bank, the first cylinder → 8 In general, ignition is performed at every crank angle of 90 ° CA in the order of No. cylinder → No. 7 cylinder → No. 3 cylinder → No. 6 cylinder → No. 5 cylinder → No. 4 cylinder → No. 2 cylinder. Thus, in this V-type 8-cylinder internal combustion engine, ignition and explosion of each cylinder in the left and right banks are at unequal intervals.
一方、V型多気筒の内燃機関においては、左右夫々のバンク毎に設けた機関外側の排気マニホルドへと各気筒から燃焼ガスが排出される。これが為、上述した不等間隔で点火・爆発を行うV型多気筒の内燃機関においては、特定の気筒間で排気脈動の相違による排気干渉が起こり、これによってその気筒間で内部EGR(燃焼室内の残留ガス)量に違いが出てしまうので、その気筒間での吸入空気の充填効率(換言すれば、空燃比)にばらつきが生じてしまう。 On the other hand, in a V-type multi-cylinder internal combustion engine, combustion gas is discharged from each cylinder to an exhaust manifold outside the engine provided for each of the left and right banks. Therefore, in the above-described V-type multi-cylinder internal combustion engine that performs ignition and explosion at unequal intervals, exhaust interference occurs due to a difference in exhaust pulsation between specific cylinders, thereby causing internal EGR (combustion chamber) between the cylinders. Therefore, the intake air charging efficiency between the cylinders (in other words, the air-fuel ratio) varies.
そこで、下記の特許文献1には、排気マニホルドの集合部の形状をエゼクタ形状にして各気筒間における内部EGR量の均一化を図らんとする技術が開示されている。 In view of this, Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228561 discloses a technique for making the internal EGR amount uniform between the cylinders by making the shape of the collection portion of the exhaust manifold an ejector shape.
ところで、一般に、内部EGRは、燃焼温度を低下させ、HCやNOxの排出量を低減させることが知られている。また、その内部EGRによってポンプ損失が低減し、燃料消費率の低下が図れることも知られている。これが為、従来の内燃機関においては、排気行程と吸気行程との間にバルブオーバーラップ期間(吸気バルブと排気バルブが同時に開いている期間)を設けることによって、内部EGR量を増加させ、HCやNOxの排出量の低減、燃料消費率の低下を図っている。 Incidentally, it is generally known that the internal EGR lowers the combustion temperature and reduces the discharge amount of HC and NOx. It is also known that the internal EGR can reduce pump loss and reduce the fuel consumption rate. For this reason, in a conventional internal combustion engine, by providing a valve overlap period (a period in which the intake valve and the exhaust valve are simultaneously open) between the exhaust stroke and the intake stroke, the internal EGR amount is increased, and HC and It aims to reduce NOx emissions and fuel consumption.
しかしながら、そのバルブオーバーラップ期間をV型多気筒の内燃機関に設けると、同一バンクに配置された夫々の気筒において、ある気筒のバルブオーバーラップ期間と特定の気筒の排気のブローダウン時期(排気バルブの開弁時期)とが重なるので、その2つの気筒間の排気脈動の違いから、その気筒間での内部EGR量に相違が生じてしまう。 However, if the valve overlap period is provided in a V-type multi-cylinder internal combustion engine, in each cylinder arranged in the same bank, the valve overlap period of a certain cylinder and the blow-down timing of exhaust of a specific cylinder (exhaust valve Therefore, the difference in exhaust pulsation between the two cylinders causes a difference in the internal EGR amount between the cylinders.
上述した点火順序で点火されるV型8気筒の内燃機関を例として挙げれば、左バンクの1番気筒と3番気筒においては同一バンクの7番気筒と5番気筒のブローダウンガスの影響を夫々に受けて内部EGR量が多くなり、また、右バンクの6番気筒と2番気筒においては同一バンクの4番気筒と8番気筒のブローダウンガスの影響を夫々に受けて内部EGR量が多くなる。 Taking the V-type 8-cylinder internal combustion engine that is ignited in the above-mentioned ignition sequence as an example, the effects of blowdown gas in the 7th and 5th cylinders of the same bank are applied to the 1st and 3rd cylinders of the left bank. The internal EGR amount increases in response to each, and the internal EGR amount is influenced by the blowdown gas of the 4th and 8th cylinders of the same bank in the 6th and 2nd cylinders of the right bank. Become more.
これが為、下記の特許文献2には、内部EGR量の多い気筒と少ない気筒とで排気カムの形状を変えることによりバルブオーバーラップ期間とブローダウン時期との重なる状況を減少させて、内部EGR量の均一化を図らんとする技術について開示されている。
For this reason, in
しかしながら、上記特許文献1の如く排気マニホルドの集合部の形状をエゼクタ形状にしても、各気筒間における内部EGR量の均一化は十分に達成されていない。従って、特定の気筒間における吸入空気の充填効率(空燃比)のばらつきを解消することができず、その気筒間で燃焼変動が起こるので、その不安定な燃焼による軸トルクの低下を招来してしまう。また、そのような気筒間における内部EGR量の相違によって、バルブオーバーラップ期間は、内部EGR量の多い気筒の燃焼限界に制限され、拡大することができないので、十分なHCやNOxの排出量の低減、燃料消費率の低下という効果を奏することができない。
However, even if the shape of the manifold portion of the exhaust manifold is changed to an ejector shape as in the above-mentioned
また、上記特許文献2にあってはバルブオーバーラップ期間を拡大し難く、たとえ軸トルクの向上を図れても、HCやNOxの排出量の低減、燃料消費率の低下という効果を十分に得ることができない。
Further, in
このように、従来は、バルブオーバーラップ期間を拡大し難いので、燃焼の安定化による軸トルクの向上とHCやNOxの排出量の低減及び燃料消費率の低下とを両立させることができず、昨今の機関性能の向上と環境性能の向上という相反する要求を満たすことができなかった。 Thus, conventionally, since it is difficult to expand the valve overlap period, it is not possible to achieve both improvement in shaft torque by stabilizing combustion, reduction in HC and NOx emissions, and reduction in fuel consumption rate, It was not possible to meet the conflicting demands of recent improvements in engine performance and environmental performance.
そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、バルブオーバーラップ期間を拡大させ得る気筒間における内部EGR量の均一化手段が具備された内燃機関を提供することを、その目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide an internal combustion engine provided with a means for equalizing an internal EGR amount between cylinders, which can improve the disadvantages of the conventional example and can extend a valve overlap period. .
上記目的を達成する為、請求項1記載の発明では、2つのバンクを有し、同一バンク上の各気筒が不等間隔で爆発を起こす内燃機関において、ブローダウンガス発生気筒から排出されたブローダウンガスの圧力波を減衰させるブローダウンガス圧力波減衰手段を設けている。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, in an internal combustion engine having two banks and each cylinder on the same bank exploding at unequal intervals, the blow-down gas discharged from the blow-down gas generating cylinder is discharged. Blow down gas pressure wave attenuating means for attenuating the pressure wave of the down gas is provided.
この請求項1記載の発明によれば、ブローダウンガスを減衰させ、そのブローダウンガスの正圧波の他気筒への到達時間を遅らせることができる。これが為、ブローダウンガス発生気筒とブローダウンガス流入気筒との間の排気脈動差を小さくすることができ、その気筒間における排気干渉を低減することができるので、その気筒間での内部EGR量,延いては吸入空気の充填効率(空燃比)の均一化が可能になる。 According to the first aspect of the present invention, it is possible to attenuate the blowdown gas and delay the arrival time of the positive pressure wave of the blowdown gas to the other cylinder. Therefore, the exhaust pulsation difference between the blow-down gas generating cylinder and the blow-down gas inflow cylinder can be reduced, and exhaust interference between the cylinders can be reduced. Therefore, the internal EGR amount between the cylinders can be reduced. As a result, the charging efficiency (air-fuel ratio) of the intake air can be made uniform.
ここで、そのブローダウンガス圧力波減衰手段としては、一方のバンクに配置された各気筒の夫々の排気経路と他方のバンクに配置された各気筒の夫々の排気経路とを連通させる排気経路連通手段を設ける。 Here, examples of the blowdown gas pressure wave damping means, exhaust passage for communicating the hand exhaust path and the other of the cylinders arranged in banks of each of the exhaust path of each of the cylinders arranged in a bank of A communication means is provided.
また、請求項2記載の発明の如く、各バンク毎に、同一バンク上に配置された各気筒からの排気ガスが流れる排気経路と、この排気経路を経た排気ガスが流入する触媒装置とを夫々設け、上記ブローダウンガス圧力波減衰手段として、各バンクの排気経路を夫々の触媒装置の前で連通させる連通管を更に設ける。
Further, as in the invention described in
また、請求項3記載の発明の如く、上記ブローダウンガス圧力波減衰手段として、ブローダウンガス発生気筒の排気経路を延長させたブローダウンガス排気経路延長構造を更に設ける。 According to a third aspect of the present invention, a blowdown gas exhaust path extending structure in which an exhaust path of a blowdown gas generating cylinder is extended is further provided as the blowdown gas pressure wave attenuating means.
かかる場合、請求項4記載の発明の如く、排気ガスが流入する第1触媒装置と、この第1触媒装置を経た排気ガスが流入する第2触媒装置とを設け、そのブローダウンガス排気経路延長構造を、ブローダウンガス発生気筒の排気経路とそのブローダウンガスの影響で内部EGR量が多くなるブローダウンガス流入気筒の排気径路との間に、そのブローダウンガスを第1触媒装置の下流側へとバイパスさせるバイパス通路として設けてもよい。
In this case , as in the invention described in
本発明に係る内燃機関は、気筒間における内部EGR量,延いては吸入空気の充填効率(空燃比)を均一にすることができるので、軸トルクの向上が可能になる。また、そのような気筒間における内部EGR量の均一状態、更には吸入空気の充填効率(空燃比)の均一状態をバルブオーバーラップ期間が拡大されても保つことができるので、そのバルブオーバーラップ期間の拡大による内部EGR量の増加を図ることができ、HCやNOxの排出量の低減、燃料消費率の低下が可能になる。 The internal combustion engine according to the present invention can make the internal EGR amount between the cylinders, and hence the intake air charging efficiency (air-fuel ratio) uniform, so that the shaft torque can be improved. Further, since the uniform state of the internal EGR amount between the cylinders and the uniform state of the charging efficiency (air-fuel ratio) of the intake air can be maintained even if the valve overlap period is expanded, the valve overlap period As a result, the amount of internal EGR can be increased, and the amount of HC and NOx emissions can be reduced and the fuel consumption rate can be reduced.
以下に、本発明に係る内燃機関の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of an internal combustion engine according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments.
本発明に係る内燃機関の実施例1を図1から図3−1に基づいて説明する。ここで、その図1及び図2の符号1は、本実施例1の内燃機関を示す。
A first embodiment of an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIGS. Here,
最初に、本実施例1の内燃機関1の構成について説明する。
First, the configuration of the
本実施例1の内燃機関1は、2つのバンクを有し、左側(図1の紙面左側)のバンクの機関前方から左右交互に1番気筒#1,2番気筒#2,…,8番気筒#8が配置された所謂V型8気筒の内燃機関であって、V字形状のシリンダブロック1aと2つのシリンダヘッド1bLH,1bRHとを備えている。即ち、本実施例1のV型8気筒の内燃機関1には、一方のバンクに1番気筒#1,3番気筒#3,5番気筒#5,7番気筒#7が具備され、他方のバンクに2番気筒#2,4番気筒#4,6番気筒#6,8番気筒#8が具備されている。
The
先ず、1番気筒#1,3番気筒#3,5番気筒#5,7番気筒#7を有する一方のバンク(以下、「左バンク」という。)側においては、その夫々の気筒#1,#3,#5,#7と個々に連通するシリンダヘッド1bLHの排気ポート1b#1,1b#3,1b#5,1b#7と、その夫々の排気ポート1b#1,1b#3,1b#5,1b#7に連通する排気マニホルド2LHと、この排気マニホルド2LHの下流側に配備された第1及び第2の触媒装置3LH,4LHと、その第1及び第2の触媒装置3LH,4LHを連通させる第1排気管5LHと、その第2触媒装置4LHを経た排気ガスが流入する第2排気管6LHとが設けられている。
First, on the side of one bank (hereinafter referred to as “left bank”) having the
一方、2番気筒#2,4番気筒#4,6番気筒#6,8番気筒#8を有する他方のバンク(以下、「右バンク」という。)側においても同様に、その夫々の気筒#2,#4,#6,#8と個々に連通するシリンダヘッド1bRHの排気ポート1b#2,1b#4,1b#6,1b#8と、その夫々の排気ポート1b#2,1b#4,1b#6,1b#8に連通する排気マニホルド2RHと、この排気マニホルド2RHの下流側に配備された第1及び第2の触媒装置3RH,4RHと、その第1及び第2の触媒装置3RH,4RHを連通させる第1排気管5RHと、その第2触媒装置4RHを経た排気ガスが流入する第2排気管6RHとが設けられている。
On the other hand, on the other bank (hereinafter referred to as “right bank”) side having the
このように、本実施例1の内燃機関1においては、左右夫々のバンク毎に排気経路が設けられており、図1に示す如く、その夫々の排気経路を流れる排気ガスが第3排気管7で一経路に纏められる。尚、その夫々の排気経路は、必ずしも第3排気管7で一経路に纏めなくともよい。また、夫々の第1排気管5LH,5RHを一経路に集合させ、その集合部分の下流側に上記の2つの第2触媒装置4LH,4RHに替えて1つの触媒装置を配置してもよい。
Thus, in the
ここで、本実施例1における左バンクの排気マニホルド2LHは、夫々の排気ポート1b#1,1b#3,1b#5,1b#7と個々に連通する第1から第4の排気通路2#1,2#3,2#5,2#7と、これら第1から第4の排気通路2#1,2#3,2#5,2#7の排気ガスを一経路に集合させる集合通路2a1とで構成されている。一方、右バンクの排気マニホルド2RHについては、夫々の排気ポート1b#2,1b#4,1b#6,1b#8と個々に連通する第1から第4の排気通路2#2,2#4,2#6,2#8と、これら第1から第4の排気通路2#2,2#4,2#6,2#8の排気ガスを一経路に集合させる集合通路2a2とで構成されている。
Here, the
ところで、本実施例1の内燃機関1の点火順序は、各気筒#1〜#8の燃焼を等間隔にすること等の種々の要件を満たすように決められている。例えば、ここでは、1番気筒#1→8番気筒#8→7番気筒#7→3番気筒#3→6番気筒#6→5番気筒#5→4番気筒#4→2番気筒#2の順番でクランク角約90°CA毎に点火が行われるものとして例示する。
By the way, the ignition order of the
このような点火順序で点火が行われると、左バンクにおける夫々の気筒#1,#3,#5,#7の点火・爆発の間隔、右バンクにおける夫々の気筒#2,#4,#6,#8の点火・爆発の間隔が不等間隔になり、特定の気筒間における排気干渉により内部EGR量に違いが出て、その気筒間で吸入空気の充填効率(空燃比)にばらつきが生じてしまう。
When ignition is performed in such an ignition sequence, the ignition / explosion intervals of the
即ち、一般に、内燃機関においては、吸気バルブと排気バルブが同時に開いているバルブオーバーラップ期間が設定されており、ある気筒のバルブオーバーラップ期間と特定の気筒の排気のブローダウン時期とが重なる期間が存在する。これが為、その気筒間においては、排気脈動の相違による排気干渉が起こり、これによって内部EGR量に相違が生じてしまうので、吸入空気の充填効率(空燃比)にばらつきが生じてしまう。 That is, in general, in an internal combustion engine, a valve overlap period in which an intake valve and an exhaust valve are simultaneously opened is set, and a period in which a valve overlap period of a certain cylinder and an exhaust blowdown timing of a specific cylinder overlap. Exists. For this reason, exhaust interference occurs due to the difference in exhaust pulsation between the cylinders, and this causes a difference in the internal EGR amount, resulting in variations in the charging efficiency (air-fuel ratio) of intake air.
例えば、このV型8気筒の内燃機関1においては、図2−1に示す如く1番気筒#1と7番気筒#7との間,3番気筒#3と5番気筒#5との間,6番気筒#6と4番気筒#4との間及び2番気筒#2と8番気筒#8との間で同時期に排気バルブが開弁している状態が存在する。これが為、7番気筒#7,5番気筒#5,4番気筒#4及び8番気筒#8の排気バルブが開弁した際に、そのブローダウンガスの圧力波が夫々バルブオーバーラップ期間中の1番気筒#1,3番気筒#3,6番気筒#6及び2番気筒#2に到達し、その夫々の気筒間においては、排気脈動の相違による排気干渉が起きてしまう。そして、これにより、1番気筒#1,3番気筒#3,6番気筒#6及び2番気筒#2からは十分に排気が行われなくなるので、その夫々の気筒間の内部EGR量に違いが出てしまい、吸入空気の充填効率(空燃比)にばらつきが生じてしまう。
For example, in the V-type eight-cylinder
また、近年の内燃機関においては、各気筒の内部EGR量の増加によるHCやNOxの排出量の低減、燃料消費率の低下を図らんとするが為に、吸気バルブと排気バルブの開閉タイミングを可変させ得る所謂可変バルブタイミング機構等の手段を設け、適宜好適なバルブオーバーラップ期間を可変設定している。これが為、かかる可変バルブタイミング機構等の手段をV型8気筒の内燃機関1における夫々の気筒#1〜#8に設けて、図2−2に示す如くバルブオーバーラップ期間を拡大させた場合においては、上記と同じ気筒間で更なる内部EGR量の相違が生じ、吸入空気の充填効率(空燃比)が大きくばらついてしまう。
Also, in recent internal combustion engines, the opening and closing timings of the intake valve and the exhaust valve are set in order to reduce the HC and NOx emission amount and the fuel consumption rate by increasing the internal EGR amount of each cylinder. Means such as a so-called variable valve timing mechanism that can be varied are provided, and a suitable valve overlap period is variably set as appropriate. Therefore, when such means as a variable valve timing mechanism is provided in each
以下、その夫々の状況下でブローダウンガスを発生させて内部EGR量が少なくなる気筒#4,#5,#7,#8については、適宜「ブローダウンガス発生気筒」ともいう。また、その夫々の状況下でブローダウンガスの影響を受けて内部EGR量が多くなる気筒#6,#3,#1,#2については、適宜「ブローダウンガス流入気筒」ともいう。
Hereinafter, the
そのように、このV型8気筒の内燃機関1においては、上述した夫々の気筒間の内部EGR量の相違により、その気筒間で吸入空気の充填効率(空燃比)がばらついてしまうので、軸トルクの向上が図れず、また、バルブオーバーラップ期間を拡大することもできない。
As described above, in the V-type 8-cylinder
そこで、本実施例1にあっては、そのようなブローダウンガスの圧力波による気筒間の内部EGR量の相違を解消して均一化する為に、その圧力波を減衰させる図1及び図2に示すブローダウンガス圧力波減衰手段8を設け、これによって減衰させたブローダウンガスを他の気筒(ブローダウンガス流入気筒)に到達させる。 Therefore, in the first embodiment, the pressure wave is attenuated in order to eliminate and equalize the difference in the internal EGR amount between the cylinders due to the pressure wave of the blowdown gas. The blowdown gas pressure wave attenuating means 8 shown in FIG. 5 is provided, and the blowdown gas attenuated thereby is made to reach another cylinder (blowdown gas inflow cylinder).
具体的に、本実施例1のブローダウンガス圧力波減衰手段8とは、各気筒#1〜#8からの排気ガスが流入する夫々の排気経路を連通させる排気経路連通手段であって、左バンクにおける排気マニホルド2LHの第1から第4の排気通路2#1,2#3,2#5,2#7を連通させる第1圧力波減衰管8LHと、右バンクにおける排気マニホルド2RHの第1から第4の排気通路2#2,2#4,2#6,2#8を連通させる第2圧力波減衰管8RHと、その第1圧力波減衰管8LHと第2圧力波減衰管8RHとを連通させる連通管8bとで構成されている。
Specifically, the blowdown gas pressure wave attenuating means 8 according to the first embodiment is an exhaust path communicating means for communicating the exhaust paths into which exhaust gases from the
ここで、その第1圧力波減衰管8LHは、第1から第4の排気通路2#1,2#3,2#5,2#7と個々に連通する第1から第4の連通通路8#1,8#3,8#5,8#7と、その第1から第4の連通通路8#1,8#3,8#5,8#7を流れる排気ガスが流入する圧力波減衰主管8a1とで構成され、また、第2圧力波減衰管8RHについても同様の第1から第4の連通通路8#2,8#4,8#6,8#8と圧力波減衰主管8a2とで構成される。
Here, the first pressure
これにより、ブローダウンガス発生気筒#4,#5,#7,#8の夫々のブローダウンガスの影響で内部EGR量が多くなるブローダウンガス流入気筒#6,#3,#1,#2には、ブローダウンガス圧力波減衰手段8により減衰させられたブローダウンガスが到達する。これが為、その夫々の気筒間における排気脈動差が小さくなって排気干渉が低減されるので、その気筒間における内部EGR量が均一になり、吸入空気の充填効率(空燃比)が一定になる。
Thereby, the blowdown gas
例えば、7番気筒#7のブローダウンガスは、その圧力波がブローダウンガス圧力波減衰手段8により減衰されて、残りの全ての気筒#1〜#6,#8へと均等に到達する一方、夫々の排気マニホルド2LH,2RHを介して下流の排気経路(第1触媒装置3LH,3RH等)へと排出される。これが為、上述したバルブオーバーラップ期間と排気のブローダウン時期とが重なっている1番気筒#1と7番気筒#7との間における排気干渉が低減されるので、その気筒間の内部EGR量が均一化されて吸入空気の充填効率(空燃比)を一定にすることができる。
For example, the blowdown gas of the
このように、本実施例1の如きブローダウンガス圧力波減衰手段8によれば、夫々の気筒#1〜#8の排気経路が連通しているので、ブローダウンガスを減衰させ、そのブローダウンガスの正圧波の他気筒への到達時間を遅らせることができる。これが為、各気筒#1〜#8の排気脈動差を小さくすることができ、ブローダウンガス発生気筒#4,#5,#7,#8とブローダウンガス流入気筒#6,#3,#1,#2との間での排気干渉の低減が可能になるので、その夫々の気筒間における内部EGR量,延いては吸入空気の充填効率(空燃比)の均一化を図ることができる。
As described above, according to the blowdown gas pressure wave attenuating means 8 as in the first embodiment, the exhaust paths of the
そして、そのように気筒間における吸入空気の充填効率(空燃比)を均一化することができるので、軸トルクの向上が可能になる。更に、そのような気筒間における内部EGR量の均一状態、更には吸入空気の充填効率(空燃比)の均一状態をバルブオーバーラップ期間が拡大されても保つことができるので、そのバルブオーバーラップ期間の拡大による内部EGR量の増加を図ることができ、HCやNOxの排出量の低減、燃料消費率の低下が可能になる。 And since the charging efficiency (air-fuel ratio) of the intake air between the cylinders can be made uniform as described above, the shaft torque can be improved. Further, since the uniform state of the internal EGR amount between the cylinders and the uniform state of the charging efficiency (air-fuel ratio) of the intake air can be maintained even if the valve overlap period is expanded, the valve overlap period As a result, the amount of internal EGR can be increased, and the amount of HC and NOx emissions can be reduced and the fuel consumption rate can be reduced.
尚、本実施例1のブローダウンガス圧力波減衰手段8は、左バンクにおける排気マニホルド2LHの第1から第4の排気通路2#1,2#3,2#5,2#7と右バンクにおける排気マニホルド2RHの第1から第4の排気通路2#2,2#4,2#6,2#8とが連通するよう構成されているが、夫々のバンクにおける排気ポート1b#1〜1b#8を連通させるように構成してもよい。
The blow-down gas pressure wave attenuating means 8 of the first embodiment has the first to
次に、本発明に係る内燃機関の実施例2を図4に基づいて説明する。ここで、その図4の符号11は、本実施例2の内燃機関を示す。
Next, a second embodiment of the internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIG. Here,
本実施例2の内燃機関11は、前述した実施例1の内燃機関1と同様の位置関係で左右夫々のバンクに8つの気筒#1〜#8が配置されたシリンダブロック11a及び2つのシリンダヘッド11bLH,11bRHを備え、その夫々の気筒#1〜#8が同様の点火順序で点火されるV型8気筒の内燃機関である。
The
本実施例2の排気経路は、実施例1の排気径路と同様に、左バンク側に各気筒#1,#3,#5,#7の排気ポート11b#1,11b#3,11b#5,11b#7,排気マニホルド12LH,第1及び第2の触媒装置13LH,14LH並びに第1及び第2の排気管15LH,16LHが設けられ、また、右バンク側に各気筒#2,#4,#6,#8の排気ポート11b#2,11b#4,11b#6,11b#8,排気マニホルド12RH,第1及び第2の触媒装置13RH,14RH並びに第1及び第2の排気管15RH,16RHが設けられており、その夫々の第2排気管16LH,16RHが第3排気管17で一経路に纏められている。尚、これらは、必ずしも第3排気管17で一経路に纏めなくともよい。また、夫々の第1排気管15LH,15RHを一経路に集合させ、その集合部分の下流側に上記の2つの第2触媒装置14LH,14RHに替えて1つの触媒装置を配置してもよい。
The exhaust path of the second embodiment is the same as the exhaust path of the first embodiment, and the
ここで、本実施例2にあっては、その夫々の排気マニホルド12LH,12RHの種別を以下の如く変更している。 Here, in the second embodiment, the types of the exhaust manifolds 12 LH and 12 RH are changed as follows.
先ず、本実施例2の左バンクの排気マニホルド12LHは、図4に示す如く、夫々の排気ポート11b#1,11b#3,11b#5,11b#7と個々に連通する第1から第4の排気通路12#1,12#3,12#5,12#7と、その第1及び第2の排気通路12#1,12#3の排気ガスを一経路に集合させる第1集合通路12a1と、その第3及び第4の排気通路12#5,12#7の排気ガスを一経路に集合させる第2集合通路12b1と、その第1及び第2の集合通路12a1,12b1の排気ガスを一経路に集合させる第3集合通路12c1とで構成されている。
First, as shown in FIG. 4, the
一方、右バンクの排気マニホルド12RHは、図4に示す如く、夫々の排気ポート11b#2,11b#4,11b#6,11b#8と個々に連通する第1から第4の排気通路12#2,12#4,12#6,12#8と、その第1及び第2の排気通路12#2,12#4の排気ガスを一経路に集合させる第1集合通路12a2と、その第3及び第4の排気通路12#6,12#8の排気ガスを一経路に集合させる第2集合通路12b2と、その第1及び第2の集合通路12a2,12b2の排気ガスを一経路に集合させる第3集合通路12c2とで構成されている。
On the other hand, the
即ち、実施例1の内燃機関1においては所謂4−1タイプの排気マニホルド2LH,2RHを用いたが、本実施例2にあっては、所謂4−2−1タイプの排気マニホルド12LH,12RHを用いる。
That is, the so-called 4-1
ところで、このように排気マニホルド12LH,12RHの形状が異なる場合においても、実施例1と同様の気筒間でブローダウンガスの影響による排気干渉が生じてしまう。 By the way, even when the shapes of the exhaust manifolds 12 LH and 12 RH are different as described above, exhaust interference due to the influence of blowdown gas occurs between the same cylinders as in the first embodiment.
これが為、本実施例2にあっても、実施例1と同様に、左バンクの排気マニホルド12LHにおける第1から第4の排気通路12#1,12#3,12#5,12#7と右バンクの排気マニホルド12RHにおける第1から第4の排気通路12#2,12#4,12#6,12#8とを夫々連通させるブローダウンガス圧力波減衰手段18を設ける。
For this reason, even in the second embodiment, as in the first embodiment, the first to
ここで、この本実施例2のブローダウンガス圧力波減衰手段18は、実施例1と同様の第1から第4の連通通路18#1,18#3,18#5,18#8及び圧力波減衰主管18a1からなる第1圧力波減衰管18LHと、第1から第4の連通通路18#2,18#4,18#6,18#7及び圧力波減衰主管18a2からなる第2圧力波減衰管18RHと、第1圧力波減衰管18LHと第2圧力波減衰管18RHとを連通させる連通管18bとで構成されている。
Here, the blowdown gas pressure wave attenuating means 18 of the second embodiment is similar to the first to
これにより、ブローダウンガス発生気筒#4,#5,#7,#8の夫々のブローダウンガスの影響で内部EGR量が多くなるブローダウンガス流入気筒#6,#3,#1,#2には、実施例1の場合と同様に、ブローダウンガス圧力波減衰手段18により減衰させられたブローダウンガスが到達する。これが為、その夫々の気筒間における排気脈動差が小さくなって排気干渉が低減されるので、その気筒間における内部EGR量が均一になり、吸入空気の充填効率(空燃比)が一定になる。
Thereby, the blowdown gas
即ち、本実施例2のブローダウンガス圧力波減衰手段18によれば、実施例1の場合と同様に、そのブローダウンガスが減衰され、そのブローダウンガスの正圧波の他気筒への到達時間を遅らせることができる。これが為、各気筒#1〜#8の排気脈動差を小さくすることができ、ブローダウンガス発生気筒#4,#5,#7,#8とブローダウンガス流入気筒#6,#3,#1,#2との間での排気干渉の低減が可能になるので、その夫々の気筒間における内部EGR量,延いては吸入空気の充填効率(空燃比)の均一化を図ることができる。
That is, according to the blowdown gas pressure wave attenuating means 18 of the second embodiment, the blowdown gas is attenuated as in the first embodiment, and the positive pressure wave of the blowdown gas reaches the other cylinder. Can be delayed. Therefore, the exhaust pulsation difference between the
そして、そのように気筒間における吸入空気の充填効率(空燃比)を均一化することができるので、軸トルクの向上が可能になる。更に、そのような気筒間における内部EGR量の均一状態、更には吸入空気の充填効率(空燃比)の均一状態をバルブオーバーラップ期間が拡大されても保つことができるので、そのバルブオーバーラップ期間の拡大による内部EGR量の増加を図ることができ、HCやNOxの排出量の低減、燃料消費率の低下が可能になる。 And since the charging efficiency (air-fuel ratio) of the intake air between the cylinders can be made uniform as described above, the shaft torque can be improved. Further, since the uniform state of the internal EGR amount between the cylinders and the uniform state of the charging efficiency (air-fuel ratio) of the intake air can be maintained even if the valve overlap period is expanded, the valve overlap period As a result, the amount of internal EGR can be increased, and the amount of HC and NOx emissions can be reduced and the fuel consumption rate can be reduced.
尚、本実施例2にあっても、そのブローダウンガス圧力波減衰手段18は、左右夫々のバンクにおける排気ポート11b#1〜11b#8を連通させるように構成してもよい。
Even in the second embodiment, the blow-down gas pressure wave attenuating means 18 may be configured to communicate the
次に、本発明に係る内燃機関の実施例3を図5に基づいて説明する。ここで、その図5の符号21は、本実施例3の内燃機関を示す。
Next, a third embodiment of the internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIG. Here,
本実施例3の内燃機関21は、前述した実施例1の内燃機関1と同様の位置関係で左右夫々のバンクに8つの気筒#1〜#8が配置されたシリンダブロック21a及び2つのシリンダヘッド21bLH,21bRHを備え、その夫々の気筒#1〜#8が同様の点火順序で点火されるV型8気筒の内燃機関である。
The
本実施例3の排気経路についても、左バンク側には各気筒#1,#3,#5,#7の排気ポート21b#1,21b#3,21b#5,21b#7,排気マニホルド22LH,第1及び第2の触媒装置23LH,24LH並びに第1及び第2の排気管25LH,26LHが設けられ、また、右バンク側には各気筒#2,#4,#6,#8の排気ポート21b#2,21b#4,21b#6,21b#8,排気マニホルド22RH,第1及び第2の触媒装置23RH,24RH並びに第1及び第2の排気管25RH,26RHが設けられており、その夫々の第2排気管26LH,26RHが第3排気管27で一経路に纏められている。尚、これらは、必ずしも第3排気管27で一経路に纏めなくともよい。また、夫々の第1排気管25LH,25RHを一経路に集合させ、その集合部分の下流側に上記の2つの第2触媒装置24LH,24RHに替えて1つの触媒装置を配置してもよい。
Also in the exhaust path of the third embodiment, on the left bank side,
ここで、本実施例3の排気マニホルド22LH,22RHとしては実施例1と同様の4−1タイプのものを用いており、夫々の排気マニホルド22LH,22RHの直後に第1触媒装置23LH,23RHが配備されているものとする。 Here, as the exhaust manifolds 22 LH and 22 RH of the third embodiment, the same 4-1 type as in the first embodiment is used, and the first catalyst device is provided immediately after each of the exhaust manifolds 22 LH and 22 RH. It is assumed that 23 LH and 23 RH are deployed.
即ち、左バンク側においては、第1から第4の排気通路22#1,22#3,22#5,22#7と集合通路22a1とで排気マニホルド22LHが構成され、その集合通路22a1の下流端に第1触媒装置23LHが設けられている。一方、右バンク側においては、第1から第4の排気通路22#2,22#4,22#6,22#8と集合通路22a2とで排気マニホルド22RHが構成され、その集合通路22a2の下流端に第1触媒装置23RHが設けられている。
That is, in the left bank side, the
また、本実施例3にあっては、夫々のバンクの排気経路を夫々の第1触媒装置23LH,23RHの前で図5に示す連通管28を用いて連通させる。具体的には、図5に示す如く、左バンク側の集合通路22a1の下流端近傍と右バンク側の集合通路22a2の下流端近傍とを連通管28で連通させている。
Further, in the third embodiment, the exhaust paths of the respective banks are communicated using the
この連通管28は、ブローダウンガスの圧力波を減衰させるブローダウンガス圧力波減衰手段として機能し、これにより、ブローダウンガス発生気筒#4,#5,#7,#8の夫々のブローダウンガスの影響で内部EGR量が多くなるブローダウンガス流入気筒#6,#3,#1,#2には、連通管28を経ることで減衰させられたブローダウンガスが到達する。これが為、その夫々の気筒間における排気脈動差が小さくなって排気干渉が低減されるので、その気筒間における内部EGR量が均一化されて吸入空気の充填効率(空燃比)が一定になる。
The
例えば、7番気筒#7のブローダウンガスは、残りの全ての気筒#1〜#6,#8へと到達する一方、夫々の排気マニホルド22LH,22RHを介して下流の排気経路(第1触媒装置23LH,23RH等)へと排出される。これが為、バルブオーバーラップ期間と排気のブローダウン時期とが重なっている1番気筒#1と7番気筒#7との間における排気干渉が低減され、その気筒間の内部EGR量が均一化されて吸入空気の充填効率(空燃比)が一定になる。
For example, the blowdown gas of the
このように、連通管28を夫々の第1触媒装置23LH,23RHの前に設けることによって、ブローダウンガスが減衰され、そのブローダウンガスの正圧波の他気筒への到達時間を遅らせることができる。これが為、各気筒#1〜#8の排気脈動差を小さくすることができ、ブローダウンガス発生気筒#4,#5,#7,#8とその夫々のブローダウンガスの影響で内部EGR量が多くなるブローダウンガス流入気筒#6,#3,#1,#2との間での排気干渉の低減が可能になるので、その夫々の気筒間における内部EGR量,延いては吸入空気の充填効率(空燃比)の均一化を図ることができる。
In this way, by providing the
そして、そのように気筒間における吸入空気の充填効率(空燃比)を均一化することができるので、軸トルクの向上が可能になる。更に、そのような気筒間における内部EGR量の均一状態、更には吸入空気の充填効率(空燃比)の均一状態をバルブオーバーラップ期間が拡大されても保つことができるので、そのバルブオーバーラップ期間の拡大による内部EGR量の増加を図ることができ、HCやNOxの排出量の低減、燃料消費率の低下が可能になる。 And since the charging efficiency (air-fuel ratio) of the intake air between the cylinders can be made uniform as described above, the shaft torque can be improved. Further, since the uniform state of the internal EGR amount between the cylinders and the uniform state of the charging efficiency (air-fuel ratio) of the intake air can be maintained even if the valve overlap period is expanded, the valve overlap period As a result, the amount of internal EGR can be increased, and the amount of HC and NOx emissions can be reduced and the fuel consumption rate can be reduced.
尚、上記の連通管28に加えて、別の連通管で左右夫々の第1排気管25LH,25RHを連通させてもよく、これにより、更に各気筒#1〜#8の排気脈動差を小さくして、内部EGR量,延いては吸入空気の充填効率(空燃比)の均一化を図ることができる。
In addition to the
ここで、実施例1の如きブローダウンガス圧力波減衰手段8を本実施例3の内燃機関21に適用してもよく、これにより、より効果的に夫々の気筒間における排気干渉の低減が図れ、その気筒間における内部EGR量,延いては吸入空気の充填効率(空燃比)有効に均一化させることができる。
Here, the blowdown gas pressure wave attenuating means 8 as in the first embodiment may be applied to the
次に、本発明に係る内燃機関の実施例4を図6に基づいて説明する。ここで、その図6の符号31は、本実施例4の内燃機関を示す。 Next, a fourth embodiment of the internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIG. Here, reference numeral 31 in FIG. 6 indicates the internal combustion engine of the fourth embodiment.
本実施例4の内燃機関31は、前述した実施例2の内燃機関11と同様の位置関係で左右夫々のバンクに8つの気筒#1〜#8が配置されたシリンダブロック31a及び2つのシリンダヘッド31bLH,31bRHを備え、その夫々の気筒#1〜#8が同様の点火順序で点火されるV型8気筒の内燃機関である。
The internal combustion engine 31 of the fourth embodiment has a
本実施例4にあっても、左バンク側には各気筒#1,#3,#5,#7の排気ポート31b#1,31b#3,31b#5,31b#7,排気マニホルド32LH,第1及び第2の触媒装置33LH,34LH並びに第1及び第2の排気管35LH,36LHが設けられ、また、右バンク側には各気筒#2,#4,#6,#8の排気ポート31b#2,31b#4,31b#6,31b#8,排気マニホルド32RH,第1及び第2の触媒装置33RH,34RH並びに第1及び第2の排気管35RH,36RHが設けられており、その夫々の第2排気管36LH,36RHが第3排気管37で一経路に纏められている。尚、これらは、必ずしも第3排気管37で一経路に纏めなくともよい。また、夫々の第1排気管35LH,35RHを一経路に集合させ、その集合部分の下流側に上記の2つの第2触媒装置34LH,34RHに替えて1つの触媒装置を配置してもよい。
Even in the fourth embodiment, on the left bank side, the
ここで、本実施例4の排気マニホルド32LH,32RHとしては実施例2と同様の4−2−1タイプのものを用いており、夫々の排気マニホルド32LH,32RHの直後に第1触媒装置33LH,33RHが配備されているものとする。
Here, as the exhaust manifolds 32 LH and 32 RH of the fourth embodiment, the same 4-2-1 type as in the second embodiment is used, and the first one immediately after the
即ち、左バンク側においては、第1から第4の排気通路32#1,32#3,32#5,32#7と第1から第3の集合通路32a1,32b1,32c1とで排気マニホルド32LHが構成され、その第3集合通路32c1の下流端に第1触媒装置33LHが設けられている。一方、右バンク側においては、第1から第4の排気通路32#2,32#4,32#6,32#8と第1から第3の集合通路32a2,32b2,32c2とで排気マニホルド32RHが構成され、その第3集合通路32c2の下流端に第1触媒装置33RHが設けられている。
That is, on the left bank side, the first to
また、本実施例4にあっても、前述した実施例3と同様に、夫々のバンクの排気経路を夫々の第1触媒装置33LH,33RHの前(即ち、夫々の第3集合通路32c1,32c2の下流端近傍)で図6に示す連通管38を用いて連通させている。
Also in the fourth embodiment, similarly to the third embodiment described above, the exhaust paths of the respective banks are arranged in front of the first catalyst devices 33 LH and 33 RH (that is, the respective
この連通管38は、実施例3と同様にブローダウンガス圧力波減衰手段として機能し、これにより、各気筒#1〜#8の排気脈動差を小さくすることができ、上述した夫々の気筒間における排気干渉が低減されるので、その気筒間における内部EGR量,延いては吸入空気の充填効率(空燃比)の均一化を図ることができる。
This
そして、そのように気筒間における吸入空気の充填効率(空燃比)を均一化することができるので、軸トルクの向上が可能になる。更に、そのような気筒間における内部EGR量の均一状態、更には吸入空気の充填効率(空燃比)の均一状態をバルブオーバーラップ期間が拡大されても保つことができるので、そのバルブオーバーラップ期間の拡大による内部EGR量の増加を図ることができ、HCやNOxの排出量の低減、燃料消費率の低下が可能になる。 And since the charging efficiency (air-fuel ratio) of the intake air between the cylinders can be made uniform as described above, the shaft torque can be improved. Further, since the uniform state of the internal EGR amount between the cylinders and the uniform state of the charging efficiency (air-fuel ratio) of the intake air can be maintained even if the valve overlap period is expanded, the valve overlap period As a result, the amount of internal EGR can be increased, and the amount of HC and NOx emissions can be reduced and the fuel consumption rate can be reduced.
尚、本実施例4にあっても、上記の連通管38に加えて、別の連通管で夫々の第1排気管35LH,35RHを連通させてもよく、これにより、更に各気筒#1〜#8の排気脈動差を小さくして、内部EGR量,延いては吸入空気の充填効率(空燃比)の均一化を図ることができる。
In the fourth embodiment, in addition to the
ここで、実施例2の如きブローダウンガス圧力波減衰手段18を本実施例4の内燃機関31に適用してもよく、これにより、より効果的に夫々の気筒間における排気干渉の低減が図れ、その気筒間における内部EGR量,延いては吸入空気の充填効率(空燃比)有効に均一化させることができる。 Here, the blow-down gas pressure wave attenuating means 18 as in the second embodiment may be applied to the internal combustion engine 31 of the fourth embodiment, thereby more effectively reducing the exhaust interference between the cylinders. Thus, the internal EGR amount between the cylinders, and hence the intake air charging efficiency (air-fuel ratio) can be effectively equalized.
次に、本発明に係る内燃機関の実施例5を図7に基づいて説明する。ここで、その図7の符号41は、本実施例5の内燃機関を示す。 Next, a fifth embodiment of the internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIG. Here, reference numeral 41 in FIG. 7 indicates the internal combustion engine of the fifth embodiment.
本実施例5の内燃機関41は、前述した実施例1の内燃機関1と同様の位置関係で左右夫々のバンクに8つの気筒#1〜#8が配置されたシリンダブロック41a及び2つのシリンダヘッド41bLH,41bRHを備え、その夫々の気筒#1〜#8が同様の点火順序で点火されるV型8気筒の内燃機関である。
The internal combustion engine 41 of the fifth embodiment has a
本実施例5にあっても、左バンク側には各気筒#1,#3,#5,#7の排気ポート41b#1,41b#3,41b#5,41b#7,排気マニホルド42LH,第1及び第2の触媒装置43LH,44LH並びに第1及び第2の排気管45LH,46LHが設けられ、また、右バンク側には各気筒#2,#4,#6,#8の排気ポート41b#2,41b#4,41b#6,41b#8,排気マニホルド42RH,第1及び第2の触媒装置43RH,44RH並びに第1及び第2の排気管45RH,46RHが設けられており、その夫々の第2排気管46LH,46RHが第3排気管47で一経路に纏められている。尚、これらは、必ずしも第3排気管47で一経路に纏めなくともよい。また、夫々の第1排気管45LH,45RHを一経路に集合させ、その集合部分の下流側に上記の2つの第2触媒装置44LH,44RHに替えて1つの触媒装置を配置してもよい。
Even in the fifth embodiment, on the left bank side, the
本実施例5にあっては、左バンクの排気ポート41b#1,41b#3,41b#5,41b#7と個々に連通する第1から第4の排気通路42#1,42#3,42#5,42#7と、これら第1から第4の排気通路42#1,42#3,42#5,42#7の排気ガスが流入する大容量の排気集合室42a1と、この排気集合室42a1と連通する一方、下流端側に第1触媒装置43LHを接続する集合通路42b1とで左バンクの排気マニホルド42LHを構成する。
In the fifth embodiment, the first to
また、右バンクの排気マニホルド42RHについても同様に、左バンクの排気ポート41b#2,41b#4,41b#6,41b#8と個々に連通する第1から第4の排気通路42#2,42#4,42#6,42#8と、これら第1から第4の排気通路42#2,42#4,42#6,42#8の排気ガスが流入する大容量の排気集合室42a2と、この排気集合室42a2と連通する一方、下流端側に第1触媒装置43RHを接続する集合通路42b2とで構成する。
Similarly, the
ここで、夫々の排気マニホルド42LH,42RHにおける排気集合室42a1,42a2は、例えば、各排気通路42#1〜42#8の管径よりも大径にすることによって内部容量を大きくする。
Here, the internal capacity of the
これにより、ブローダウンガス発生気筒#4,#5,#7,#8の夫々のブローダウンガスの影響で内部EGR量が多くなるブローダウンガス流入気筒#6,#3,#1,#2には、夫々の排気集合室42a1,42a2において減衰させられたブローダウンガスが到達する。即ち、本実施例5にあっては、その排気集合室42a1,42a2がブローダウンガス圧力波減衰手段として機能し、この排気集合室42a1,42a2によって、その夫々の気筒間における排気脈動差を小さくして排気干渉を低減し、その気筒間における内部EGR量を均一化して吸入空気の充填効率(空燃比)を一定にする。
Thereby, the blowdown gas
例えば、7番気筒#7のブローダウンガスは、その圧力波が排気集合室42a1において減衰された後、1番気筒#1,3番気筒#3及び5番気筒#5へと到達するので、バルブオーバーラップ期間と排気のブローダウン時期とが重なっている1番気筒#1と7番気筒#7との間における排気干渉が低減され、その気筒間の内部EGR量が均一化されて吸入空気の充填効率(空燃比)が一定になる。
For example,
このように、本実施例5の如く夫々の排気マニホルド42LH,42RHに大容量の排気集合室42a1,42a2を設けることによって、ブローダウンガスを減衰させ、そのブローダウンガスの正圧波の他気筒への到達時間を遅らせることができる。これが為、左バンクにおける各気筒#1,#3,#5,#7の排気脈動差と右バンクにおける各気筒#2,#4,#6,#8の排気脈動差とを夫々小さくすることができ、ブローダウンガス発生気筒#4,#5,#7,#8とその夫々のブローダウンガスの影響で内部EGR量が多くなるブローダウンガス流入気筒#6,#3,#1,#2との間での排気干渉の低減が可能になるので、その夫々の気筒間における内部EGR量,延いては吸入空気の充填効率(空燃比)の均一化を図ることができる。
Thus, by providing the
そして、そのように気筒間における吸入空気の充填効率(空燃比)を均一化することができるので、軸トルクの向上が可能になる。更に、そのような気筒間における内部EGR量の均一状態、更には吸入空気の充填効率(空燃比)の均一状態をバルブオーバーラップ期間が拡大されても保つことができるので、そのバルブオーバーラップ期間の拡大による内部EGR量の増加を図ることができ、HCやNOxの排出量の低減、燃料消費率の低下が可能になる。 And since the charging efficiency (air-fuel ratio) of the intake air between the cylinders can be made uniform as described above, the shaft torque can be improved. Further, since the uniform state of the internal EGR amount between the cylinders and the uniform state of the charging efficiency (air-fuel ratio) of the intake air can be maintained even if the valve overlap period is expanded, the valve overlap period As a result, the amount of internal EGR can be increased, and the amount of HC and NOx emissions can be reduced and the fuel consumption rate can be reduced.
ここで、実施例2の如きブローダウンガス圧力波減衰手段18若しくは実施例4の如き連通管38又はその双方を本実施例5の内燃機関41に適用してもよく、これにより、より効果的に夫々の気筒間における排気干渉の低減が図れ、その気筒間における内部EGR量,延いては吸入空気の充填効率(空燃比)有効に均一化させることができる。
Here, the blowdown gas pressure wave attenuating means 18 as in the second embodiment and / or the
次に、本発明に係る内燃機関の実施例6を図8に基づいて説明する。ここで、その図8の符号51は、本実施例6の内燃機関を示す。
Next, a sixth embodiment of the internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIG. Here,
本実施例6の内燃機関51は、前述した各実施例1〜5の内燃機関1,11,21,31,41と同様の位置関係で左右夫々のバンクに8つの気筒#1〜#8が配置されたシリンダブロック51a及び2つのシリンダヘッド51bLH,51bRHを備え、その夫々の気筒#1〜#8が同様の点火順序で点火されるV型8気筒の内燃機関である。
The
本実施例6にあっても図8に示す如く排気マニホルド52が配備されており、その下流側に第1及び第2の触媒装置53,54と、その第1及び第2の触媒装置53,54を連通させる第1排気管55と、その第2触媒装置54を経た排気ガスが流入する第2排気管56とが設けられている。
Even in the sixth embodiment, an
この本実施例6の排気マニホルド52は、各気筒#1〜#8の排気ポート51b#1〜51b#8と個々に連通する第1から第8の排気通路52#1〜52#8と、これら第1から第8の排気通路52#1〜52#8の排気ガスが流入する大容量の排気集合室52aと、この排気集合室52aと連通する一方、下流端側に第1触媒装置53を接続する集合通路52bとで構成されており、左右夫々のバンク間に配置されている。
The
ここで、その排気集合室52aは、例えば、各排気通路52#1〜52#8の管径よりも大径にすることによって内部容量を大きくする。
Here, the internal capacity of the
これにより、ブローダウンガス発生気筒#4,#5,#7,#8の夫々のブローダウンガスの影響で内部EGR量が多くなるブローダウンガス流入気筒#6,#3,#1,#2には、排気集合室52aにより減衰させられたブローダウンガスが均等に到達する。これが為、各気筒間#1〜#8における排気脈動差が小さくなって排気干渉が低減されるので、その気筒間における内部EGR量が均一化されて吸入空気の充填効率(空燃比)が一定になる。
Thereby, the blowdown gas
例えば、7番気筒#7のブローダウンガスは、その圧力波が排気集合室52aにおいて減衰された後、残りの全ての気筒#1〜#6,#8へと到達するので、バルブオーバーラップ期間と排気のブローダウン時期とが重なっている1番気筒#1と7番気筒#7との間における排気干渉が低減され、その気筒間の内部EGR量が均一化されて吸入空気の充填効率(空燃比)が一定になる。
For example, the blowdown gas of the
即ち、その大容量の排気集合室52aは、前述した実施例5と同様に、ブローダウンガスの圧力波を減衰させて他の気筒に到達させるブローダウンガス圧力波減衰手段として機能し、これにより、ブローダウンガスを減衰させ、そのブローダウンガスの正圧波の他気筒への到達時間を遅らせることができる。これが為、各気筒#1〜#8の排気脈動差を小さくすることができ、ブローダウンガス発生気筒#4,#5,#7,#8とブローダウンガス流入気筒#6,#3,#1,#2との間での排気干渉の低減が可能になるので、その夫々の気筒間における内部EGR量,延いては吸入空気の充填効率(空燃比)の均一化を図ることができる。
That is, the large-capacity
そして、そのように気筒間における吸入空気の充填効率(空燃比)を均一化することができるので、軸トルクの向上が可能になる。更に、そのような気筒間における内部EGR量の均一状態、更には吸入空気の充填効率(空燃比)の均一状態をバルブオーバーラップ期間が拡大されても保つことができるので、そのバルブオーバーラップ期間の拡大による内部EGR量の増加を図ることができ、HCやNOxの排出量の低減、燃料消費率の低下が可能になる。 And since the charging efficiency (air-fuel ratio) of the intake air between the cylinders can be made uniform as described above, the shaft torque can be improved. Further, since the uniform state of the internal EGR amount between the cylinders and the uniform state of the charging efficiency (air-fuel ratio) of the intake air can be maintained even if the valve overlap period is expanded, the valve overlap period As a result, the amount of internal EGR can be increased, and the amount of HC and NOx emissions can be reduced and the fuel consumption rate can be reduced.
また、本実施例6の如く排気マニホルド52を左右夫々のバンク間に配置しているので、そのバンク間に熱をこもらせて本内燃機関51の暖機性能を向上させることができる。更にまた、そのような配置の排気マニホルド52によれば、夫々のシリンダヘッド51bLH,51bRHから近い位置の排気集合室52aで排気ガスを集合させることができるので、第1触媒装置53の暖気性能が向上し、機関始動直後のエミッション性能を向上させることができる。
Further, since the
ここで、実施例1,2の如きブローダウンガス圧力波減衰手段8,18を本実施例6の内燃機関51に適用してもよく、これにより、より効果的に夫々の気筒間における排気干渉の低減が図れ、その気筒間における内部EGR量,延いては吸入空気の充填効率(空燃比)有効に均一化させることができる。
Here, the blowdown gas pressure wave attenuating means 8 and 18 as in the first and second embodiments may be applied to the
次に、本発明に係る内燃機関の実施例7を図9に基づいて説明する。ここで、その図9の符号61は、本実施例7の内燃機関を示す。
Next, a seventh embodiment of the internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIG. Here,
本実施例7の内燃機関21は、前述した各実施例1〜6の内燃機関1,11,21,31,41,51と同様の位置関係で左右夫々のバンクに8つの気筒#1〜#8が配置されたシリンダブロック61a及び2つのシリンダヘッド61bLH,61bRHを備え、その夫々の気筒#1〜#8が同様の点火順序で点火されるV型8気筒の内燃機関である。
The
本実施例7にあっては、各気筒#1〜#8の排気ポート61b#1〜61b#8と、左右夫々のバンク間に配置された2つの排気マニホルド62LH,62RHと、その各排気マニホルド62LH,62RHの下流側に配備された第1触媒装置63LH,63RHと、その各第1触媒装置63LH,63RHを経た排気ガスが夫々流入する第1排気管64LH,64RHと、その第1排気管64LH,64RHの排気ガスを一経路に纏める第2排気管65と、この第2排気管65を経た排気ガスが流入する第2触媒装置66と、この第2触媒装置66を通過した排気ガスが流入する第3排気管67とで排気経路を構成している。
In the
ここで、実施例1においても述べた如く、本実施例7のV型8気筒の内燃機関61においても、1番気筒#1と7番気筒#7,3番気筒#3と5番気筒#5,6番気筒#6と4番気筒#4,2番気筒#2と8番気筒#8が1つの排気マニホルドで連通していれば、1番気筒#1,3番気筒#3,6番気筒#6又は2番気筒#2がバルブオーバーラップ期間のときに、夫々7番気筒#7,5番気筒#5,4番気筒#4又は8番気筒#8のブローダウンガスの影響により、その気筒間で排気干渉が起こり得る。
Here, as described in the first embodiment, also in the V-type eight-cylinder
そこで、本実施例7にあっては、そのブローダウンガス発生気筒#4,#5,#7,#8とその夫々のブローダウンガスの影響で内部EGR量が多くなるブローダウンガス流入気筒#6,#3,#1,#2とが夫々に連通しない形状に上記2つの排気マニホルド62LH,62RHを形成する。
Therefore, in the seventh embodiment, the blowdown gas
例えば、図9に示す如く、1番気筒#1,3番気筒#3,4番気筒#4及び8番気筒#8の排気ポート61b#1,61b#3,61b#4,61b#8と個々に連通する第1から第4の排気通路62#1,62#3,62#4,62#8と、これら第1から第4の排気通路62#1,62#3,62#4,62#8の排気ガスを一経路に集合させる集合通路62a1とで一方の排気マニホルド62LHを構成する。そして、他方の排気マニホルド62RHについては、残りの2番気筒#2及び5番気筒から7番気筒#5〜#7の排気ポート61b#2,61b#5〜61b#7と個々に連通する第1から第4の排気通路62#2,62#5〜62#7と、これら第1から第4の排気通路62#2,62#5〜62#7の排気ガスを一経路に集合させる集合通路62a2とで構成する。
For example, as shown in FIG. 9, the
ここで、その夫々の排気マニホルド62LH,排気マニホルド62RHによれば、バルブオーバーラップ期間の気筒#6,#3,#1,#2に影響を与える夫々のブローダウンガス発生気筒#4,#5,#7,#8の排気通路62#4,62#5,62#7,62#8は、夫々反対のバンク側に配置された集合通路62a1,62a2まで延設されるブローダウンガス排気経路延長構造となる。これが為、その排気通路62#4,62#5,62#7,62#8を流れる間にブローダウンガスの圧力波が減衰される。
Here, according to the
また、例えば7番気筒#7のブローダウンガスは、排気バルブが閉弁している気筒#2,#5,#6には到達するが、排気バルブが開弁している1番気筒#1には到達しないので、そのバルブオーバーラップ期間と排気のブローダウン時期とが重なっている1番気筒#1と7番気筒#7との間における排気干渉が抑制され、その気筒間の内部EGR量が均一化されて吸入空気の充填効率(空燃比)を一定にすることができる。
Further, for example, the blowdown gas in the
このように、本実施例7の排気マニホルド62LH,62RHは、ブローダウンガスの圧力波を減衰させるブローダウンガス圧力波減衰手段としても機能する一方、ブローダウンガス発生気筒#4,#5,#7,#8とブローダウンガス流入気筒#6,#3,#1,#2とを連通させない構造になっている。これが為、各気筒#1〜#8の排気干渉を抑制することができるので、気筒間における内部EGR量,延いては吸入空気の充填効率(空燃比)の均一化を図ることができる。
As described above, the exhaust manifolds 62 LH and 62 RH of the seventh embodiment function as blowdown gas pressure wave attenuation means for attenuating the pressure wave of the blowdown gas, while the blowdown gas
そして、そのように気筒間における吸入空気の充填効率(空燃比)を均一化することができるので、軸トルクの向上が可能になる。更に、そのような気筒間における内部EGR量の均一状態、更には吸入空気の充填効率(空燃比)の均一状態をバルブオーバーラップ期間が拡大されても保つことができるので、そのバルブオーバーラップ期間の拡大による内部EGR量の増加を図ることができ、HCやNOxの排出量の低減、燃料消費率の低下が可能になる。 And since the charging efficiency (air-fuel ratio) of the intake air between the cylinders can be made uniform as described above, the shaft torque can be improved. Further, since the uniform state of the internal EGR amount between the cylinders and the uniform state of the charging efficiency (air-fuel ratio) of the intake air can be maintained even if the valve overlap period is expanded, the valve overlap period As a result, the amount of internal EGR can be increased, and the amount of HC and NOx emissions can be reduced and the fuel consumption rate can be reduced.
また、本実施例7の如く排気マニホルド62LH,62RHを左右夫々のバンク間に配置しているので、そのバンク間に熱をこもらせて本内燃機関61の暖機性能を向上させることができる。
Further, since the
ここで、実施例1,2の如きブローダウンガス圧力波減衰手段8,18を本実施例7の内燃機関61に適用してもよく、これにより、より効果的に夫々の気筒間における排気干渉の低減が図れ、その気筒間における内部EGR量,延いては吸入空気の充填効率(空燃比)を有効に均一化させることができる。
Here, the blowdown gas pressure wave attenuating means 8 and 18 as in the first and second embodiments may be applied to the
次に、本発明に係る内燃機関の実施例8を図10及び図11に基づいて説明する。ここで、その図10の符号71は、本実施例8の内燃機関を示す。 Next, an internal combustion engine according to an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, reference numeral 71 in FIG. 10 indicates the internal combustion engine of the eighth embodiment.
本実施例8の内燃機関71は、前述した実施例1の内燃機関1と同様の位置関係で左右夫々のバンクに8つの気筒#1〜#8が配置されたシリンダブロック71a及び2つのシリンダヘッド71bLH,71bRHを備え、その夫々の気筒#1〜#8が同様の点火順序で点火されるV型8気筒の内燃機関である。
The internal combustion engine 71 of the eighth embodiment has a
本実施例8にあっても、左バンク側には各気筒#1,#3,#5,#7の排気ポート71b#1,71b#3,71b#5,71b#7,排気マニホルド72LH,第1及び第2の触媒装置73LH,74LH並びに第1及び第2の排気管75LH,76LHが設けられ、また、右バンク側には各気筒#2,#4,#6,#8の排気ポート71b#2,71b#4,71b#6,71b#8,排気マニホルド72RH,第1及び第2の触媒装置73RH,74RH並びに第1及び第2の排気管75RH,76RHが設けられており、その夫々の第2排気管76LH,76RHが第3排気管77で一経路に纏められている。尚、これらは、必ずしも第3排気管77で一経路に纏めなくともよい。また、夫々の第1排気管75LH,75RHを一経路に集合させ、その集合部分の下流側に上記の2つの第2触媒装置74LH,74RHに替えて1つの触媒装置を配置してもよい。
Even in the eighth embodiment, on the left bank side,
ここで、本実施例8の排気マニホルド72LH,72RHとしては実施例1と同様の4−1タイプのものを用いている。即ち、左バンク側においては第1から第4の排気通路72#1,72#3,72#5,72#7と集合通路72a1とで排気マニホルド72LHが構成され、また、右バンク側においては第1から第4の排気通路72#2,72#4,72#6,72#8と集合通路72a2とで排気マニホルド72RHが構成されている。
Here, as the exhaust manifolds 72 LH and 72 RH of the eighth embodiment, the same 4-1 type as in the first embodiment is used. That is, on the left bank side, the first to
ところで、実施例1においても述べた如く、本実施例8のV型8気筒の内燃機関71においても、バルブオーバーラップ期間を設定すれば、1番気筒#1,3番気筒#3,6番気筒#6及び2番気筒#2がバルブオーバーラップ期間のときに、夫々7番気筒#7,5番気筒#5,4番気筒#4及び8番気筒#8のブローダウンガスの影響により、その気筒間で排気干渉が起こり得る。
By the way, as described in the first embodiment, even in the V-type eight-cylinder internal combustion engine 71 of the eighth embodiment, if the valve overlap period is set, the
そこで、本実施例8にあっては、そのブローダウンガスの圧力波を減衰させる図10に示すブローダウンガス圧力波減衰手段78LH,78RHを左右夫々のバンクに設ける。 Therefore, in the eighth embodiment, blow-down gas pressure wave attenuating means 78 LH and 78 RH for attenuating the pressure wave of the blow-down gas are provided in the left and right banks, respectively.
本実施例8のブローダウンガス圧力波減衰手段78LH,78RHは、1番気筒#1,3番気筒#3,6番気筒#6及び2番気筒#2のバルブオーバーラップ期間にブローダウンガスを発生させる7番気筒#7,5番気筒#5,4番気筒#4及び8番気筒#8の排気ガス流路を延長し、そのブローダウンガスの圧力波を減衰させるブローダウンガス排気経路延長構造である。
The blowdown gas pressure wave attenuating means 78 LH and 78 RH of the eighth embodiment is blown down during the valve overlap period of the
具体的に、このブローダウンガス圧力波減衰手段78LH,78RHは、そのブローダウンガス発生気筒#4,#5,#7,#8からのブローダウンガスが流れる夫々の排気経路とその夫々のブローダウンガスの影響で内部EGR量が多くなるブローダウンガス流入気筒#6,#3,#1,#2からの排気ガスが流れる夫々の排気経路との間に、そのブローダウンガスを下流側の排気経路へとバイパスさせるバイパス通路を夫々設けたものである。
Specifically, the blowdown gas pressure wave attenuating means 78 LH and 78 RH are respectively connected to the exhaust paths through which the blowdown gas from the blowdown gas
先ず、左バンクのブローダウンガス圧力波減衰手段78LHについては、その左バンクにおける排気マニホルド72LHの集合通路72a1を、第1及び第2の排気通路72#1,72#3との合流部分よりも下流側で且つ第3及び第4の排気通路72#5,72#7との合流部分よりも上流側において第1分割路72a11と第2分割路72a12とに分割する。そして、3つの開口を有する流路切替弁78A1の2つの開口を夫々第1及び第2の分割路72a11,72a12に連通させる一方、その残りの開口と第1排気管75LHとをバイパス通路78B1で連通させて構成する。
First, regarding the blow-down gas pressure wave attenuating means 78 LH of the left bank, the collecting
例えば、その流路切替弁78A1としては、第1及び第2の分割路72a11,72a12が連通し、バイパス通路78B1側の開口が閉塞されている第1状態と、第1分割路72a11と第2分割路72a12とバイパス通路78B1とが連通している(即ち、3つの開口が開いている)第2状態とを切り替え得るものを用いる。
For example, as the flow
一方、右バンクのブローダウンガス圧力波減衰手段78RHについても同様に、排気マニホルド72RHの集合通路72a2を、第1及び第2の排気通路72#2,72#4との合流部分よりも下流側で且つ第3及び第4の排気通路72#6,72#8との合流部分よりも上流側において第1分割路72a21と第2分割路72a22とに分割し、その第1及び第2の分割路72a11,72a12と3つの開口を有する流路切替弁78A2の2つの開口を夫々連通させる一方、その残りの開口と第1排気管75RHとをバイパス通路78B2で連通させて構成する。
On the other hand, similarly the blowdown gas pressure wave damping means 78 RH in the right bank, an
その右バンクの流路切替弁78A2についても、左バンクの流路切替弁78A1と同様の流路切り替えを行い得るものを用いる。即ち、この流路切替弁78A2は、第1及び第2の分割路72a21,72a22が連通し、バイパス通路78B2側の開口が閉塞されている第1状態と、第1分割路72a21と第2分割路72a22とバイパス通路78B2とが連通している(即ち、3つの開口が開いている)第2状態とを切り替えることができる。
For even channel switching
ここで、上述した各流路切替弁78A1,78A2の切り替え動作によって、第1触媒装置73LH,73RHを通過せずに夫々のバイパス通路78B1,78B2から迂回して下流の排気経路へと排気ガスが導かれる場合があるが、その迂回先として第2触媒装置74LH,74RHの上流側が設定されているので、その排気ガスは、第2触媒装置74LH,74RHにおいて浄化される。
Here, by the switching operation of each of the flow
本実施例8にあっては、その夫々の流路切替弁78A1,78A2の切り替え動作が制御手段たる図10に示す電子制御装置(ECU)79により制御される。尚、その各流路切替弁78A1,78A2は、弁体を駆動モータで移動させるもの、弁体を油圧や空気圧で移動させるもの等、何れの形態で切り替えが行われるものであってもよい。
In the eighth embodiment, the switching operation of the respective flow
この電子制御装置79は、気筒間における内部EGR量に相違が起こり得る領域(以下、「内部EGR量相違領域」という。)であるか否かを判断して夫々の流路切替弁78A1,78A2の状態を切り替える。
The
ここで、その内部EGR量相違領域とは、ブローダウンガス流入気筒#6,#3,#1,#2のバルブオーバーラップ期間にブローダウンガス発生気筒#4,#5,#7,#8の排気バルブが開弁している領域のことをいい、クランク角センサ(図示略)から得たクランク角の情報に対応したマップデータによって予め設定することができる。
Here, the internal EGR amount difference region is the blowdown gas
ところで、上述したブローダウンガスによる影響は、気筒間における夫々の排気バルブの同時期での開弁時間が長いほど受け易く、その時間が短ければ受け難い。即ち、低・中速回転で運転していればブローダウンガスの影響を受け易くなるが、高速回転で運転していればその影響を受け難い。 By the way, the influence of the blowdown gas described above is more likely to be received as the valve opening time at the same time of the respective exhaust valves between the cylinders is longer, and is less likely to be received if the time is shorter. That is, if it is operating at low / medium speed rotation, it will be susceptible to blowdown gas, but if it is operating at high speed rotation, it will be less susceptible to that effect.
これが為、本実施例8の電子制御装置79は、図11に示す低・中速回転領域(ここでは3000rpm以下に設定するが、内燃機関71の仕様等によっては4000rpm以下等、適宜設定する。)で流路切替弁78A1,78A2の開弁動作を行い、高速回転領域においては流路切替弁78A1,78A2を閉弁状態に保たせる。
For this reason, the
以下、その動作について図12のフローチャートを用いて説明する。ここでは、図3−2に示す如く1番気筒#1がバルブオーバーラップ期間になっているものとする。
The operation will be described below with reference to the flowchart of FIG. Here, it is assumed that the
電子制御装置79は、クランク角の情報とマップデータとを比較しながら内部EGR量相違領域であるか否かを判断する(ステップST1)。
The
ここで、図3−2に示す如くクランク角360°CAになると、1番気筒#1と同一バンクの7番気筒#7の排気バルブが開弁して内部EGR量相違領域となる。これが為、電子制御装置79は、クランク角360°CAとなった際にステップST1で内部EGR量相違領域と判断し、その際の機関回転数の情報に基づいて流路切替弁78A1,78A2の開弁領域か否かを判断する(ステップST2)。
Here, as shown in FIG. 3-2, when the crank angle reaches 360 ° CA, the exhaust valve of the
そして、この電子制御装置79は、流路切替弁78A1,78A2の開弁領域(即ち、低・中速回転領域)であれば、左バンクの流路切替弁78A1を上記第2状態へと切り替えてバイパス通路78B1の流路を開く(ステップST3)。
Then, the
これにより、その7番気筒#7のブローダウンガスは、下流の第1触媒装置73LH側へと流入する一方、バイパス通路78B1へも流入し、第1排気管75LHにおいて合流する。これが為、そのブローダウンガスの圧力波が減衰されるので、1番気筒#1と7番気筒#7との間における排気干渉が低減され、その気筒間の内部EGR量が均一化されて吸入空気の充填効率(空燃比)が一定になる。
Thus, blowdown gas of the
尚、この電子制御装置79には、クランク角360°CAとなる直前に内部EGR量相違領域と判断させてもよい。
The
続いて、電子制御装置79は、上記ステップST1に戻り、クランク角の情報とマップデータとを比較しながら内部EGR量相違領域であるか否かを判断する。この場合、その電子制御装置79は、ステップST1→ステップST2→ステップST3→ステップST1と処理を繰り返す。
Subsequently, the
ここで、1番気筒#1がバルブオーバーラップ期間を終える(1番気筒#1の排気バルブが閉弁される)ことにより内部EGR量相違領域から外れる。これが為、電子制御装置79は、1番気筒#1がバルブオーバーラップ期間を終えるクランク角となった際にステップST1において内部EGR量相違領域でないと判断し、左バンクの流路切替弁78A1を上記第1状態へと切り替えてバイパス通路78B1の流路を閉じる(ステップST4)。尚、上記ステップST2にて流路切替弁78A1,78A2の開弁領域でない(即ち、高速回転領域)と判断した場合についても同様に、左バンクの流路切替弁78A1を上記第1状態へと切り替えてバイパス通路78B1の流路を閉じる、又は第1状態を維持させる。
Here, when the
これにより、7番気筒#7のブローダウンガスは、下流の第1触媒装置73LH側へと流入し続ける一方、同一バンクにおける残りの気筒#1,#3,#5側へも流れる。しかしながら、その残りの気筒#1,#3,#5の排気バルブは閉弁されているので、そのブローダウンガスによる排気干渉は生じない。
As a result, the blowdown gas of the
尚、この電子制御装置79は、1番気筒#1がバルブオーバーラップ期間を終えるクランク角となった後も流路切替弁78A1を第2状態に維持してもよいが、排気ガスの浄化性能を考慮すれば、そのバルブオーバーラップ期間が終わった際に、7番気筒#7から排出された全ての排気ガスが2つの第1及び第2の触媒装置73LH,74LHを通る第1状態へと切り替えることが好ましい。
Incidentally, the
以降、電子制御装置79は、上記ステップST1に戻り、クランク角の情報とマップデータとを比較しながら内部EGR量相違領域であるか否かを判断して同様の動作を繰り返させる。
Thereafter, the
このように、本実施例8のブローダウンガス圧力波減衰手段78LH,78RHによれば、ブローダウンガスを減衰させ、そのブローダウンガスの正圧波の他気筒への到達時間を遅らせることができる。これが為、各気筒#1〜#8の排気脈動差を小さくすることができ、バルブオーバーラップ期間での気筒間における排気干渉を抑制することができる。これが為、その気筒間での内部EGR量,延いては吸入空気の充填効率(空燃比)の均一化を図ることができる。
As described above, according to the blowdown gas pressure wave attenuating means 78 LH and 78 RH of the eighth embodiment, the blowdown gas is attenuated, and the arrival time of the positive pressure wave of the blowdown gas to the other cylinder can be delayed. it can. Therefore, the exhaust pulsation difference between the
そして、そのように気筒間における吸入空気の充填効率(空燃比)を均一化することができるので、軸トルクの向上が可能になる。更に、そのような気筒間における内部EGR量の均一状態、更には吸入空気の充填効率(空燃比)の均一状態をバルブオーバーラップ期間が拡大されても保つことができるので、そのバルブオーバーラップ期間の拡大による内部EGR量の増加を図ることができ、HCやNOxの排出量の低減、燃料消費率の低下が可能になる。 And since the charging efficiency (air-fuel ratio) of the intake air between the cylinders can be made uniform as described above, the shaft torque can be improved. Further, since the uniform state of the internal EGR amount between the cylinders and the uniform state of the charging efficiency (air-fuel ratio) of the intake air can be maintained even if the valve overlap period is expanded, the valve overlap period As a result, the amount of internal EGR can be increased, and the amount of HC and NOx emissions can be reduced and the fuel consumption rate can be reduced.
ここで、実施例1の如きブローダウンガス圧力波減衰手段8又は実施例3の如き連通管28又は実施例5の如き排気集合室42a1,42a2若しくはその少なくとも2つ以上の組み合わせを本実施例8の内燃機関71に適用してもよく、これにより、より効果的に夫々の気筒間における排気干渉の低減が図れ、その気筒間における内部EGR量,延いては吸入空気の充填効率(空燃比)有効に均一化させることができる。
Here, the blowdown gas pressure wave attenuating means 8 as in the first embodiment, the
次に、本発明に係る内燃機関の実施例9を図12及び図13に基づいて説明する。ここで、その図13の符号81は、本実施例9の内燃機関を示す。 Next, an internal combustion engine according to a ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, reference numeral 81 in FIG. 13 indicates the internal combustion engine of the ninth embodiment.
本実施例9の内燃機関81は、前述した実施例2の内燃機関11と同様の位置関係で左右夫々のバンクに8つの気筒#1〜#8が配置されたシリンダブロック81a及び2つのシリンダヘッド81bLH,81bRHを備え、その夫々の気筒#1〜#8が同様の点火順序で点火されるV型8気筒の内燃機関である。
The internal combustion engine 81 of the ninth embodiment includes a
本実施例9にあっても、左バンク側には各気筒#1,#3,#5,#7の排気ポート81b#1,81b#3,81b#5,81b#7,排気マニホルド82LH,第1及び第2の触媒装置83LH,84LH並びに第1及び第2の排気管85LH,86LHが設けられ、また、右バンク側には各気筒#2,#4,#6,#8の排気ポート81b#2,81b#4,81b#6,81b#8,排気マニホルド82RH,第1及び第2の触媒装置83RH,84RH並びに第1及び第2の排気管85RH,86RHが設けられており、その夫々の第2排気管86LH,86RHが第3排気管87で一経路に纏められている。尚、これらは、必ずしも第3排気管87で一経路に纏めなくともよい。また、夫々の第1排気管85LH,85RHを一経路に集合させ、その集合部分の下流側に上記の2つの第2触媒装置84LH,84RHに替えて1つの触媒装置を配置してもよい。
Even in the ninth embodiment, on the left bank side, the
その本実施例9の排気マニホルド82LH,82RHとしては実施例2と同様の4−2−1タイプのものを用いている。即ち、左バンク側においては、第1から第4の排気通路82#1,82#3,82#5,82#7と第1から第3の集合通路82a1,82b1,82c1とで排気マニホルド82LHが構成され、その第3集合通路82c1の下流端に第1触媒装置83LHが設けられている。一方、右バンク側においては、第1から第4の排気通路82#2,82#4,82#6,82#8と第1から第3の集合通路82a2,82b2,82c2とで排気マニホルド82RHが構成され、その第3集合通路82c2の下流端に第1触媒装置83RHが設けられている。
As the exhaust manifolds 82 LH and 82 RH of the ninth embodiment, the same 4-2-1 type as in the second embodiment is used. That is, in the left-bank, in the first and
ここで、本実施例9にあっても、4番気筒#4,5番気筒#5,7番気筒#7及び8番気筒#8のブローダウンガスの圧力波を減衰させる図13に示すブローダウンガス圧力波減衰手段88LH,88RHが左右夫々のバンクに設けられている。
Here, even in the ninth embodiment, the blow wave shown in FIG. 13 is used to attenuate the pressure wave of the blow-down gas in the
本実施例9のブローダウンガス圧力波減衰手段88LH,88RHは、前述した実施例8のブローダウンガス圧力波減衰手段78LH,78RHと同様に、1番気筒#1,3番気筒#3,6番気筒#6又は2番気筒#2のバルブオーバーラップ期間にブローダウンガスを発生させる7番気筒#7,5番気筒#5,4番気筒#4又は8番気筒#8の流路を延長し、そのブローダウンガスの圧力波を減衰させるブローダウンガス排気経路延長構造である。
The blowdown gas pressure wave attenuating means 88 LH and 88 RH of the ninth embodiment is the same as the blowdown gas pressure wave attenuating means 78 LH and 78 RH of the eighth embodiment described above. Of the
即ち、本実施例9のブローダウンガス圧力波減衰手段88LH,88RHは、そのブローダウンガス発生気筒#4,#5,#7,#8からのブローダウンガスが流れる夫々の排気経路とその夫々のブローダウンガスの影響で内部EGR量が多くなるブローダウンガス流入気筒#6,#3,#1,#2からの排気ガスが流れる夫々の排気経路との間に、そのブローダウンガスを下流側の排気経路へとバイパスさせるバイパス通路を夫々設けたものである。
That is, the blowdown gas pressure wave attenuating means 88 LH , 88 RH of the ninth embodiment is provided with respective exhaust paths through which blowdown gas from the blowdown gas
具体的に、本実施例9における左バンクのブローダウンガス圧力波減衰手段88LHとしては、排気マニホルド82LHの第1集合通路82a1を、第1及び第2の排気通路82#1,82#3との合流部分よりも下流側で且つ第1から第3の集合通路82a1,82b1,82c1の合流部分よりも上流側において第1分割路82a11と第2分割路82a12とに分割する。そして、3つの開口を有する流路切替弁88A1の2つの開口を夫々第1及び第2の分割路82a11,82a12に連通させる一方、その残りの開口と第1排気管85LHとをバイパス通路88B1で連通させて構成する。
Specifically, the left bank blow-down gas pressure wave attenuating means 88 LH in the ninth embodiment includes the first and
一方、右バンクのブローダウンガス圧力波減衰手段88RHについては、排気マニホルド82RHの第1集合通路82a2を、第1及び第3の排気通路82#2,82#6との合流部分よりも下流側で且つ第1から第3の集合通路82a2,82b2,82c2の合流部分よりも上流側において第1分割路82a21と第2分割路82a22とに分割し、その第1及び第2の分割路82a21,82a22と3つの開口を有する流路切替弁88A2の2つの開口を夫々連通させる一方、その残りの開口と第1排気管85RHとをバイパス通路88B2で連通させて構成する。
On the other hand, the blow-down gas pressure wave damping means 88 RH in the right bank, the
ここで、本実施例9の左バンクにおける流路切替弁88A1としては、第1及び第2の分割路82a11,82a12が連通し、バイパス通路88B1側の開口が閉塞されている第1状態と、第1分割路82a11と第2分割路82a12とバイパス通路88B1とが連通している(即ち、3つの開口が開いている)第2状態とを切り替え得る前述した実施例8と同様のものを用いる。また、右バンクの流路切替弁88A2についても同様に、第1及び第2の分割路82a21,82a22が連通し、バイパス通路88B2側の開口が閉塞されている第1状態と、第1分割路82a21と第2分割路82a22とバイパス通路88B2とが連通している(即ち、3つの開口が開いている)第2状態とを切り替え得るものを用いる。
Here, as the flow
この本実施例9においても夫々のバイパス通路88B1,88B2から迂回した排気ガスは、第2触媒装置84LH,84RHの上流側に流入し、その第2触媒装置84LH,84RHによって浄化される。
Exhaust gas diverted from the
更に、本実施例9にあっても、その夫々の流路切替弁88A1,88A2の切り替え動作は、実施例8と同様の「内部EGR量相違領域であるか否か」と「流路切替弁88A1,88A2の開弁領域か否か」とを判断基準にして制御手段たる図13に示す電子制御装置(ECU)89によって制御される。ここで、その内部EGR量相違領域は、本実施例9にあってもクランク角センサ(図示略)からのクランク角の情報に対応させたマップデータに予め設定している。
Further, even in the ninth embodiment, the switching operation of each of the flow
以下、その動作について図12のフローチャートを用いて説明する。ここでも図3−2に示す如く1番気筒#1がバルブオーバーラップ期間になっているものとする。
The operation will be described below with reference to the flowchart of FIG. Here, as shown in FIG. 3-2, it is assumed that the
電子制御装置89は、実施例8の場合と同様に、クランク角の情報とマップデータとを比較しながら内部EGR量相違領域であるか否かの判断を行う(ステップST1)。ここで、その電子制御装置89は、クランク角360°CAとなった際に内部EGR量相違領域と判断し、その際の機関回転数の情報に基づいて流路切替弁88A1,88A2の開弁領域か否かを判断する(ステップST2)。
As in the case of the eighth embodiment, the
そして、この電子制御装置89は、流路切替弁88A1,88A2の開弁領域(即ち、低・中速回転領域)であれば、左バンクの流路切替弁88A1を上記第2状態へと切り替えてバイパス通路88B1の流路を開く(ステップST3)。
Then, the
これにより、その7番気筒#7のブローダウンガスは、下流の第1触媒装置83LH側へと流入する一方、バイパス通路88B1へも流入し、第1排気管85LHにおいて合流する。これが為、そのブローダウンガスの圧力波が減衰されるので、1番気筒#1と7番気筒#7との間における排気脈動差が小さくなって排気干渉が低減され、その気筒間の内部EGR量が均一化されて吸入空気の充填効率(空燃比)が一定になる。
Thus, blowdown gas of the
尚、この電子制御装置89は、クランク角360°CAになる直前に上記ステップST2の判断を行い、流路切替弁88A1に対して上記の第2状態への切り替え動作を行わせてもよい。
Incidentally, the
続いて、電子制御装置89は、上記ステップST1に戻り、クランク角の情報とマップデータとを比較しながら内部EGR量相違領域であるか否かを判断する。ここでも、その電子制御装置89は、1番気筒#1がバルブオーバーラップ期間を終えるクランク角となった際に内部EGR量相違領域でないと判断し、左バンクの流路切替弁88A1を上記第1状態へと切り替えてバイパス通路88B1の流路を閉じる(ステップST4)。尚、上記ステップST2にて流路切替弁88A1,88A2の開弁領域でない(即ち、高速回転領域)と判断した場合についても、同様に左バンクの流路切替弁88A1を上記第1状態へと切り替えてバイパス通路88B1の流路を閉じる、又は第1状態を維持させる。
Subsequently, the
これにより、7番気筒#7のブローダウンガスは、下流の第1触媒装置83LH側へと流入し続ける一方、同一バンクにおける残りの気筒#1,#3,#5側へも流れるが、その残りの気筒#1,#3,#5の排気バルブは閉弁されているので、そのブローダウンガスによる排気干渉は生じない。
Thereby, while the blowdown gas of the
尚、この電子制御装置89は、1番気筒#1がバルブオーバーラップ期間を終えるクランク角となった後も流路切替弁88A1を第2状態に維持してもよいが、排気ガスの浄化性能を考慮すれば、そのバルブオーバーラップ期間が終わった際に、7番気筒#7から排出された全ての排気ガスが2つの第1及び第2の触媒装置83LH,84LHを通る第1状態へと切り替えることが好ましい。
Incidentally, the
以降、電子制御装置89は、上記ステップST1に戻り、クランク角の情報とマップデータとを比較しながら内部EGR量相違領域であるか否かを判断して同様の動作を繰り返させる。
Thereafter, the
このように、本実施例9のブローダウンガス圧力波減衰手段88LH,88RHによっても、実施例8と同様にブローダウンガスを減衰させ、そのブローダウンガスの正圧波の他気筒への到達時間を遅らせることができる。これが為、各気筒#1〜#8の排気脈動差を小さくすることができ、ブローダウンガス発生気筒#4,#5,#7,#8とその夫々のブローダウンガスの影響で内部EGR量が多くなるブローダウンガス流入気筒#6,#3,#1,#2との間での排気干渉の低減が可能になるので、その夫々の気筒間における内部EGR量,延いては吸入空気の充填効率(空燃比)の均一化を図ることができる。
As described above, the blowdown gas pressure wave attenuating means 88 LH and 88 RH of the ninth embodiment also attenuates the blowdown gas in the same manner as in the eighth embodiment, and the positive pressure wave of the blowdown gas reaches the other cylinder. You can delay the time. Therefore, the exhaust pulsation difference between the
そして、そのように気筒間における吸入空気の充填効率(空燃比)を均一化することができるので、軸トルクの向上が可能になる。更に、そのような気筒間における内部EGR量の均一状態、更には吸入空気の充填効率(空燃比)の均一状態をバルブオーバーラップ期間が拡大されても保つことができるので、そのバルブオーバーラップ期間の拡大による内部EGR量の増加を図ることができ、HCやNOxの排出量の低減、燃料消費率の低下が可能になる。 And since the charging efficiency (air-fuel ratio) of the intake air between the cylinders can be made uniform as described above, the shaft torque can be improved. Further, since the uniform state of the internal EGR amount between the cylinders and the uniform state of the charging efficiency (air-fuel ratio) of the intake air can be maintained even if the valve overlap period is expanded, the valve overlap period As a result, the amount of internal EGR can be increased, and the amount of HC and NOx emissions can be reduced and the fuel consumption rate can be reduced.
ところで、本実施例9にあっては、第1及び第2の分割路82a11,82a12が連通し、バイパス通路88B1側の開口が閉塞されている第1状態と、第1分割路82a11と第2分割路82a12とバイパス通路88B1とが連通している第2状態との切り替えを行い得る左バンクの流路切替弁88A1を例示する一方、第1及び第2の分割路82a21,82a22が連通し、バイパス通路88B2側の開口が閉塞されている第1状態と、第1分割路82a21と第2分割路82a22とバイパス通路88B2とが連通している第2状態との切り替えを行い得る右バンクの流路切替弁88A2を例示したが、必ずしもかかる態様のものに限定するものではない。
By the way, in the ninth embodiment, the first state where the first and
例えば、左バンクの流路切替弁88A1としては、第1及び第2の分割路82a11,82a12が連通し、バイパス通路88B1側の開口が閉塞されている第1状態と、第2分割路82a12とバイパス通路88B1とが連通し、第1分割路82a11側の開口が閉塞されている第2状態とを切り替え得るものを用意し、右バンクの流路切替弁88A2としては、第1及び第2の分割路82a21,82a22が連通し、バイパス通路88B2側の開口が閉塞されている第1状態と、第2分割路82a22とバイパス通路88B2とが連通し、第1分割路82a21側の開口が閉塞されている第2状態とを切り替え得るものを用意する。
For example, the flow
このような各流路切替弁88A1,88A2によれば、内部EGR量相違領域(ブローダウンガス流入気筒#6,#3,#1,#2のバルブオーバーラップ期間にブローダウンガス発生気筒#4,#5,#7,#8の排気バルブが開弁している領域)と判断された際に、その各流路切替弁88A1,88A2の何れか一方を第2状態へと切り替えさせることによって、ブローダウンガス発生気筒#4,#5,#7,#8のブローダウンガスは、下流の第1触媒装置83LH,83RH側へと流入する一方、バイパス通路88B1,88B2へも流入し、第1排気管85LH,85RHにおいて合流する。
According to each of the flow
これが為、そのブローダウンガス発生気筒#4,#5,#7,#8のブローダウンガスの圧力波が減衰され、更に、その夫々のブローダウンガスのブローダウンガス流入気筒#6,#3,#1,#2側への流入が阻止されるので、その夫々に対応する気筒間の排気干渉が抑制され、その気筒間の内部EGR量が均一化されて吸入空気の充填効率(空燃比)が一定になる。
For this reason, the pressure wave of the blowdown gas in the blowdown gas
ここで、その際、ブローダウンガス流入気筒#6,#3,#1,#2に係る排気経路の排気ガスは、夫々の流路切替弁88A1,88A2よりも下流に流れなくなる。しかしながら、かかる状態にあるブローダウンガス流入気筒#6,#3,#1,#2の燃焼室内にはその排気経路内の排気ガスが流入するので、ブローダウンガス発生気筒#4,#5,#7,#8との間における内部EGR量の均一化への影響は殆ど無い。
Here, at that time, the exhaust gas in the exhaust passages related to the blowdown gas
ここで、実施例2の如きブローダウンガス圧力波減衰手段18又は実施例4の如き連通管38若しくはその双方を本実施例9の内燃機関81に適用してもよく、これにより、より効果的に夫々の気筒間における排気干渉の低減が図れ、その気筒間における内部EGR量,延いては吸入空気の充填効率(空燃比)有効に均一化させることができる。
Here, the blowdown gas pressure wave attenuating means 18 as in the second embodiment and / or the
次に、本発明に係る内燃機関の実施例10を図14に基づいて説明する。ここで、その図14の符号91は、本実施例10の内燃機関を示す。
Next, an internal combustion engine according to a tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here,
本実施例10の内燃機関91は、前述した実施例2の内燃機関11と同様の位置関係で左右夫々のバンクに8つの気筒#1〜#8が配置されたシリンダブロック91a及び2つのシリンダヘッド91bLH,91bRHを備え、その夫々の気筒#1〜#8が同様の点火順序で点火されるV型8気筒の内燃機関である。
The
本実施例10にあっても、左バンク側には各気筒#1,#3,#5,#7の排気ポート91b#1,91b#3,91b#5,91b#7,排気マニホルド92LH,第1及び第2の触媒装置93LH,94LH並びに第1及び第2の排気管95LH,96LHが設けられ、また、右バンク側には各気筒#2,#4,#6,#8の排気ポート91b#2,91b#4,91b#6,91b#8,排気マニホルド92RH,第1及び第2の触媒装置93RH,94RH並びに第1及び第2の排気管95RH,96RHが設けられており、その夫々の第2排気管96LH,96RHが第3排気管97で一経路に纏められている。尚、これらは、必ずしも第3排気管97で一経路に纏めなくともよい。また、夫々の第1排気管95LH,95RHを一経路に集合させ、その集合部分の下流側に上記の2つの第2触媒装置94LH,94RHに替えて1つの触媒装置を配置してもよい。
Even in the tenth embodiment, on the left bank side,
その本実施例10の排気マニホルド92LH,92RHとしては実施例2と同様の4−2−1タイプのものを用いている。即ち、左バンク側においては、第1から第4の排気通路92#1,92#3,92#5,92#7と第1から第3の集合通路92a1,92b1,92c1とで排気マニホルド92LHが構成され、その第3集合通路92c1の下流端に第1触媒装置93LHが設けられている。一方、右バンク側においては、第1から第4の排気通路92#2,92#4,92#6,92#8と第1から第3の集合通路92a2,92b2,92c2とで排気マニホルド92RHが構成され、その第3集合通路92c2の下流端に第1触媒装置93RHが設けられている。
As the exhaust manifolds 92 LH and 92 RH of the tenth embodiment, the same 4-2-1 type as in the second embodiment is used. That is, in the left-bank, in the first and
ここで、本実施例10にあっても、4番気筒#4,5番気筒#5,7番気筒#7及び8番気筒#8のブローダウンガスの圧力波を減衰させるブローダウンガス圧力波減衰手段98LH,98RHが左右夫々のバンクに設けられている。
Here, even in the tenth embodiment, the blowdown gas pressure wave that attenuates the pressure wave of the blowdown gas in the
本実施例10にあっては、そのブローダウンガス圧力波減衰手段98LH,98RHとして、ブローダウンガス発生気筒#4,#5,#7,#8から排出されたブローダウンガスの圧力波をダンパ機構の如き圧力波減衰構造で減衰させるものについて例示する。
In the tenth embodiment, the pressure wave of the blowdown gas discharged from the blowdown gas
具体的に、左バンクのブローダウンガス圧力波減衰手段98LHについては、排気マニホルド92LHの第2集合通路92b1における第3及び第4の排気通路92#5,92#7との合流部分よりも下流側に配設される。このブローダウンガス圧力波減衰手段98LHは、その第2集合通路92b1に連通するダンパ室98a1と、このダンパ室98a1内に往復移動可能に配設され、5番気筒#5及び7番気筒#7のブローダウンガスにより押動されるピストン部材98b1と、その押動されたピストン部材98b1を押し戻す弾性部材(ここでは弦巻バネを例示する)98c1とを備えている。
Specifically, the blowdown gas pressure wave attenuating means 98 LH in the left bank is a portion where the
これにより、5番気筒#5又は7番気筒#7の排気バルブの開弁により排出されたブローダウンガスの一部又は全部がピストン部材98b1を押動し、第2集合通路92b1におけるブローダウンガスの圧力波を減衰させる。そして、その減衰させられたブローダウンガスは、第3集合通路92c1を介して第1触媒装置93LH側へと流れる一方、第1集合通路92a1を介して1番気筒#1及び3番気筒#3側へと流れる。
Thus, fifth part or all of the
ここで、例えば7番気筒#7の排気バルブが開弁した際には図3−2に示す如く1番気筒#1がオーバーラップ期間になっているが、上記の如く第2集合通路92b1へと流入する7番気筒#7のブローダウンガスの圧力波は減衰しているので、その気筒間における排気脈動差が小さくなって排気干渉が低減され、その気筒間の内部EGR量が均一化されて吸入空気の充填効率(空燃比)が一定になる。
Here, for example, when the exhaust valve of the
また、右バンクのブローダウンガス圧力波減衰手段98RHについては、排気マニホルド92RHの第2集合通路92b2における第2及び第4の排気通路92#4,92#8との合流部分よりも下流側に配設される。このブローダウンガス圧力波減衰手段98RHについても、左バンクのブローダウンガス圧力波減衰手段98LHと同様に、その第2集合通路92b2に連通するダンパ室98a2と、このダンパ室98a2内に往復移動可能に配設され、4番気筒#4及び8番気筒#8のブローダウンガスにより押動されるピストン部材98b2と、その押動されたピストン部材98b2を押し戻す弾性部材98c2とを備えている。
Further, the blow-down gas pressure wave attenuating means 98 RH in the right bank is more than the portion where the second and
これが為、4番気筒#4又は8番気筒#8の排気バルブの開弁により排出されたブローダウンガスの一部又は全部がピストン部材98b2を押動し、第2集合通路92b2におけるブローダウンガスの圧力波を減衰させる。そして、その減衰させられたブローダウンガスは、第3集合通路92c2を介して第1触媒装置93RH側へと流れる一方、第1集合通路92a2を介して6番気筒#6及び2番気筒#2側へと流れる。
This order, fourth part or all of the blowdown gas discharged by opening the exhaust valve of
このように、本実施例10のブローダウンガス圧力波減衰手段98LH,98RHによれば、4番気筒#4,5番気筒#5,7番気筒#7又は8番気筒#8のブローダウンガスを減衰させ、そのブローダウンガスの正圧波の他気筒への到達時間を遅らせることができる。これが為、その気筒間における排気脈動差を小さくすることができ、排気干渉の低減が可能になるので、その夫々の気筒間における内部EGR量,延いては吸入空気の充填効率(空燃比)の均一化を図ることができる。
Thus, according to the blowdown gas pressure wave attenuating means 98 LH and 98 RH of the tenth embodiment, the blow of the
そして、そのように気筒間における吸入空気の充填効率(空燃比)を均一化することができるので、軸トルクの向上が可能になる。更に、そのような気筒間における内部EGR量の均一状態、更には吸入空気の充填効率(空燃比)の均一状態をバルブオーバーラップ期間が拡大されても保つことができるので、そのバルブオーバーラップ期間の拡大による内部EGR量の増加を図ることができ、HCやNOxの排出量の低減、燃料消費率の低下が可能になる。 And since the charging efficiency (air-fuel ratio) of the intake air between the cylinders can be made uniform as described above, the shaft torque can be improved. Further, since the uniform state of the internal EGR amount between the cylinders and the uniform state of the charging efficiency (air-fuel ratio) of the intake air can be maintained even if the valve overlap period is expanded, the valve overlap period As a result, the amount of internal EGR can be increased, and the amount of HC and NOx emissions can be reduced and the fuel consumption rate can be reduced.
ここで、実施例2の如きブローダウンガス圧力波減衰手段18又は実施例4の如き連通管38又は実施例9の如きブローダウンガス圧力波減衰手段88LH,88RH若しくはその少なくとも2つ以上の組み合わせを本実施例10の内燃機関91に適用してもよく、これにより、より効果的に夫々の気筒間における排気干渉の低減が図れ、その気筒間における内部EGR量,延いては吸入空気の充填効率(空燃比)有効に均一化させることができる。
Here, the blow-down gas pressure wave attenuating means 18 as in the second embodiment, the
次に、本発明に係る内燃機関の実施例11を図15に基づいて説明する。ここで、その図15の符号101は、本実施例11の内燃機関を示す。
Next, an internal combustion engine according to an eleventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here,
本実施例11の内燃機関101は、前述した実施例1の内燃機関1と同様の位置関係で左右夫々のバンクに8つの気筒#1〜#8が配置されたシリンダブロック101a及び2つのシリンダヘッド101bLH,101bRHを備え、その夫々の気筒#1〜#8が同様の点火順序で点火されるV型8気筒の内燃機関である。
The
本実施例11にあっても、左バンク側には各気筒#1,#3,#5,#7の排気ポート101b#1,101b#3,101b#5,101b#7,排気マニホルド102LH,第1及び第2の触媒装置103LH,104LH並びに第1及び第2の排気管105LH,106LHが設けられ、また、右バンク側には各気筒#2,#4,#6,#8の排気ポート101b#2,101b#4,101b#6,101b#8,排気マニホルド102RH,第1及び第2の触媒装置103RH,104RH並びに第1及び第2の排気管105RH,106RHが設けられており、その夫々の第2排気管106LH,106RHが第3排気管107で一経路に纏められている。尚、これらは、必ずしも第3排気管107で一経路に纏めなくともよい。また、夫々の第1排気管105LH,105RHを一経路に集合させ、その集合部分の下流側に上記の2つの第2触媒装置104LH,104RHに替えて1つの触媒装置を配置してもよい。
Even in the eleventh embodiment, on the left bank side, the
その本実施例11の排気マニホルド102LH,102RHとしては実施例1と同様の4−1タイプのものを用いている。即ち、左バンク側においては第1から第4の排気通路102#1,102#3,102#5,102#7と集合通路102a1とで排気マニホルド102LHが構成され、また、右バンク側においては第1から第4の排気通路102#2,102#4,102#6,102#8と集合通路102a2とで排気マニホルド102RHが構成されている。
As the
ここで、本実施例11にあっても、同時期に排気バルブが開弁している気筒間におけるブローダウンガスの影響を回避する為に、そのブローダウンガスの圧力波を減衰させるブローダウンガス圧力波減衰手段108LH,108RHが左右夫々のバンクに設けられている。 Here, even in the eleventh embodiment, in order to avoid the influence of the blowdown gas between the cylinders whose exhaust valves are open at the same time, the blowdown gas that attenuates the pressure wave of the blowdown gas is used. Pressure wave attenuating means 108 LH and 108 RH are provided in the left and right banks, respectively.
本実施例11にあっては、そのブローダウンガス圧力波減衰手段108LH,108RHとして、ブローダウンガス発生気筒#4,#5,#7,#8から排出されたブローダウンガスの圧力波を圧力波吸収部材等の如き圧力波減衰構造で減衰させるものについて例示する。
In the eleventh embodiment, the pressure wave of the blowdown gas discharged from the blowdown gas
具体的に、本実施例11のブローダウンガス圧力波減衰手段108LH,108RHは、各排気マニホルド102LH,102RHの内壁面全体に夫々設けた圧力波吸収部材であって、各気筒#1〜#8から排出された排気ガスの圧力波を減衰させ得る構造や材質からなるものである。
Specifically, the blowdown gas pressure wave attenuating means 108 LH and 108 RH of the eleventh embodiment are pressure wave absorbing members provided on the entire inner wall surfaces of the
その圧力波吸収部材は、実験やシミュレーション等を行い、図3−2に示す如く周期的に発生する夫々のブローダウンガス発生気筒#4,#5,#7,#8からのブローダウンガスの圧力波を効果的に減衰させ得る,例えば、その各ブローダウンガス発生気筒#4,#5,#7,#8とその夫々のブローダウンガスの影響で内部EGR量が多くなるブローダウンガス流入気筒#6,#3,#1,#2との間における夫々の排気ガスの圧力波が略同等になるような構造や材質のものを設ける。例えば、その圧力波吸収部材としては、排気ガスと接する面に無響室の壁面の如き凹凸構造を設けたものが考えられる。
The pressure wave absorbing member performs experiments, simulations, etc., and the blowdown gas from each of the blowdown gas
これにより、その圧力波吸収部材がブローダウンガス発生気筒#4,#5,#7,#8のブローダウンガスの圧力波を吸収し、夫々のブローダウンガス流入気筒#6,#3,#1,#2へのブローダウンガスの圧力波の伝播を抑制する、又はその夫々の気筒#6,#3,#1,#2には減衰した圧力波が到達する。これが為、その気筒間における排気脈動差が小さくなって排気干渉が低減されるので、その気筒間における内部EGR量が均一化されて吸入空気の充填効率(空燃比)が一定になる。
As a result, the pressure wave absorbing member absorbs the pressure waves of the blowdown gas in the blowdown gas
このように、本実施例11の如きブローダウンガス圧力波減衰手段108LH,108RHによれば、ブローダウンガスを減衰させ、そのブローダウンガスの正圧波の他気筒への到達時間を遅らせることができる。これが為、夫々のバンクにおける同一バンク上の気筒間の排気脈動差を小さくすることができ、その気筒間における排気干渉の低減が可能になるので、その気筒間における内部EGR量,延いては吸入空気の充填効率(空燃比)の均一化を図ることができる。 As described above, according to the blowdown gas pressure wave attenuating means 108 LH and 108 RH as in the eleventh embodiment, the blowdown gas is attenuated and the arrival time of the positive pressure wave of the blowdown gas to the other cylinder is delayed. Can do. For this reason, the exhaust pulsation difference between the cylinders on the same bank in each bank can be reduced, and the exhaust interference between the cylinders can be reduced, so that the internal EGR amount between the cylinders, and hence the suction, can be reduced. Air filling efficiency (air-fuel ratio) can be made uniform.
そして、そのように気筒間における吸入空気の充填効率(空燃比)を均一化することができるので、軸トルクの向上が可能になる。更に、そのような気筒間における内部EGR量の均一状態、更には吸入空気の充填効率(空燃比)の均一状態をバルブオーバーラップ期間が拡大されても保つことができるので、そのバルブオーバーラップ期間の拡大による内部EGR量の増加を図ることができ、HCやNOxの排出量の低減、燃料消費率の低下が可能になる。 And since the charging efficiency (air-fuel ratio) of the intake air between the cylinders can be made uniform as described above, the shaft torque can be improved. Further, since the uniform state of the internal EGR amount between the cylinders and the uniform state of the charging efficiency (air-fuel ratio) of the intake air can be maintained even if the valve overlap period is expanded, the valve overlap period As a result, the amount of internal EGR can be increased, and the amount of HC and NOx emissions can be reduced and the fuel consumption rate can be reduced.
尚、本実施例11にあっては各排気マニホルド102LH,102RHの内壁面全体にブローダウンガス圧力波減衰手段108LH,108RH(圧力波吸収部材)を設けているが、そのブローダウンガス圧力波減衰手段108LH,108RH(圧力波吸収部材)は、排気バルブ開弁時のブローダウンガスが他気筒に影響を与えない1番気筒,2番気筒,3番気筒及び6番気筒#6の排気通路102#1,102#2,102#3,102#6へは必ずしも配設しなくてもよい。
In the eleventh embodiment, blowdown gas pressure wave attenuating means 108 LH and 108 RH (pressure wave absorbing members) are provided on the entire inner wall surfaces of the
ここで、実施例1の如きブローダウンガス圧力波減衰手段8又は実施例3の如き連通管28又は実施例5の如き排気集合室42a1,42a2又は実施例8の如きブローダウンガス圧力波減衰手段78LH,78RH若しくはその少なくとも2つ以上の組み合わせを本実施例11の内燃機関101に適用してもよく、これにより、より効果的に夫々の気筒間における排気干渉の低減が図れ、その気筒間における内部EGR量,延いては吸入空気の充填効率(空燃比)有効に均一化させることができる。
Here, the blowdown gas pressure wave attenuating means 8 as in the first embodiment, the
次に、本発明に係る内燃機関の実施例12を図16に基づいて説明する。ここで、その図16の符号111は、本実施例12の内燃機関を示す。 Next, an internal combustion engine according to a twelfth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, reference numeral 111 in FIG. 16 indicates the internal combustion engine of the twelfth embodiment.
本実施例12の内燃機関111は、前述した実施例2の内燃機関11と同様の位置関係で左右夫々のバンクに8つの気筒#1〜#8が配置されたシリンダブロック111a及び2つのシリンダヘッド111bLH,111bRHを備え、その夫々の気筒#1〜#8が同様の点火順序で点火されるV型8気筒の内燃機関である。
The internal combustion engine 111 of the twelfth embodiment has a
本実施例12にあっても、左バンク側には各気筒#1,#3,#5,#7の排気ポート111b#1,111b#3,111b#5,111b#7,排気マニホルド112LH,第1及び第2の触媒装置113LH,114LH並びに第1及び第2の排気管115LH,116LHが設けられ、また、右バンク側には各気筒#2,#4,#6,#8の排気ポート111b#2,111b#4,111b#6,111b#8,排気マニホルド112RH,第1及び第2の触媒装置113RH,114RH並びに第1及び第2の排気管115RH,116RHが設けられており、その夫々の第2排気管116LH,116RHが第3排気管117で一経路に纏められている。尚、これらは、必ずしも第3排気管117で一経路に纏めなくともよい。また、夫々の第1排気管115LH,115RHを一経路に集合させ、その集合部分の下流側に上記の2つの第2触媒装置114LH,114RHに替えて1つの触媒装置を配置してもよい。
Even in the twelfth embodiment, the left bank side has
その本実施例12の排気マニホルド112LH,112RHとしては実施例2と同様の4−2−1タイプのものを用いている。即ち、左バンク側においては、第1から第4の排気通路112#1,112#3,112#5,112#7と第1から第3の集合通路112a1,112b1,112c1とで排気マニホルド112LHが構成され、その第3集合通路112c1の下流端に第1触媒装置113LHが設けられている。一方、右バンク側においては、第1から第4の排気通路112#2,112#4,112#6,112#8と第1から第3の集合通路112a2,112b2,112c2とで排気マニホルド112RHが構成され、その第3集合通路112c2の下流端に第1触媒装置113RHが設けられている。
As the
ここで、本実施例12にあっても、同時期に排気バルブが開弁状態にある気筒間のブローダウンガスの影響を回避する為に、そのブローダウンガスの圧力波を減衰させるブローダウンガス圧力波減衰手段118LH,118RHが左右夫々のバンクに設けられている。この本実施例12のブローダウンガス圧力波減衰手段118LH,118RHとしては、前述した実施例11と同様の圧力波減衰構造(圧力波吸収部材)を用いる。 Here, even in the twelfth embodiment, in order to avoid the influence of the blowdown gas between the cylinders whose exhaust valves are open at the same time, the blowdown gas that attenuates the pressure wave of the blowdown gas is used. Pressure wave attenuating means 118 LH and 118 RH are provided in the left and right banks, respectively. As the blowdown gas pressure wave attenuating means 118 LH and 118 RH of the twelfth embodiment, the same pressure wave attenuating structure (pressure wave absorbing member) as that of the eleventh embodiment is used.
この圧力波吸収部材は、実施例11と同様に、夫々の排気マニホルド112LH,112RHの内壁面全体に設けてもよいが、本実施例12にあっては、図16に示す如く、ブローダウンガス発生気筒#4,#5,#7,#8に係る排気経路のみの内壁面に設ける。
The pressure wave absorbing member may be provided on the entire inner wall surface of each of the
具体的に、左バンクの排気マニホルド112LHにおいては、5番気筒#5及び7番気筒#7に係る第3及び第4の排気通路112#5,112#7の内壁面と、第2集合通路112b1の内壁面とに圧力波吸収部材を設け、これにより、左バンク側のブローダウンガス圧力波減衰手段118LHを構成する。
Specifically, in the
一方、右バンクの排気マニホルド112RHにおいては、4番気筒#4及び8番気筒#8に係る第2及び第4の排気通路112#4,112#8の内壁面と、第2集合通路112b2の内壁面とに圧力波吸収部材を設け、これにより、右バンク側のブローダウンガス圧力波減衰手段118RHを構成する。
On the other hand, in the
これが為、前述した実施例11と同様に、同一バンク上の気筒間の排気脈動差を小さくすることができ、その気筒間における排気干渉が低減できるので、その気筒間での内部EGR量,延いては吸入空気の充填効率(空燃比)の均一化が可能になる。 For this reason, the exhaust pulsation difference between the cylinders on the same bank can be reduced and the exhaust interference between the cylinders can be reduced as in the eleventh embodiment, so that the internal EGR amount and the extension between the cylinders can be reduced. Therefore, the charging efficiency (air-fuel ratio) of intake air can be made uniform.
そして、そのように気筒間における吸入空気の充填効率(空燃比)を均一化することができるので、軸トルクの向上が可能になる。更に、そのような気筒間における内部EGR量の均一状態、更には吸入空気の充填効率(空燃比)の均一状態をバルブオーバーラップ期間が拡大されても保つことができるので、そのバルブオーバーラップ期間の拡大による内部EGR量の増加を図ることができ、HCやNOxの排出量の低減、燃料消費率の低下が可能になる。 And since the charging efficiency (air-fuel ratio) of the intake air between the cylinders can be made uniform as described above, the shaft torque can be improved. Further, since the uniform state of the internal EGR amount between the cylinders and the uniform state of the charging efficiency (air-fuel ratio) of the intake air can be maintained even if the valve overlap period is expanded, the valve overlap period As a result, the amount of internal EGR can be increased, and the amount of HC and NOx emissions can be reduced and the fuel consumption rate can be reduced.
ここで、実施例2の如きブローダウンガス圧力波減衰手段18又は実施例4の如き連通管38又は実施例9の如きブローダウンガス圧力波減衰手段88LH,88RH又は実施例10の如きブローダウンガス圧力波減衰手段98LH,98RH若しくはその少なくとも2つ以上の組み合わせを本実施例12の内燃機関111に適用してもよく、これにより、より効果的に夫々の気筒間における排気干渉の低減が図れ、その気筒間における内部EGR量,延いては吸入空気の充填効率(空燃比)有効に均一化させることができる。
Here, such a blow-mentioned blowdown gas pressure wave damping means 18 or Example 4 of such such as communicating
次に、本発明に係る内燃機関の実施例13を図17から図23に基づいて説明する。ここで、その図17の符号121は、本実施例13の内燃機関を示す。
Next, an internal combustion engine according to a thirteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here,
本実施例13の内燃機関121は、前述した実施例1の内燃機関1と同様の位置関係で左右夫々のバンクに8つの気筒#1〜#8が配置されたシリンダブロック121a及び2つのシリンダヘッド121bLH,121bRHを備え、その夫々の気筒#1〜#8が同様の点火順序で点火されるV型8気筒の内燃機関である。
The
本実施例13にあっても、左バンク側には各気筒#1,#3,#5,#7の排気ポート121b#1,121b#3,121b#5,121b#7,排気マニホルド122LH,第1及び第2の触媒装置123LH,124LH並びに第1及び第2の排気管125LH,126LHが設けられ、また、右バンク側には各気筒#2,#4,#6,#8の排気ポート121b#2,121b#4,121b#6,121b#8,排気マニホルド122RH,第1及び第2の触媒装置123RH,124RH並びに第1及び第2の排気管125RH,126RHが設けられており、その夫々の第2排気管126LH,126RHが第3排気管127で一経路に纏められている。尚、これらは、必ずしも第3排気管127で一経路に纏めなくともよい。また、夫々の第1排気管125LH,125RHを一経路に集合させ、その集合部分の下流側に上記の2つの第2触媒装置124LH,124RHに替えて1つの触媒装置を配置してもよい。
Even in the thirteenth embodiment, the
その本実施例13の排気マニホルド122LH,122RHとしては実施例1と同様の4−1タイプのものを用いている。即ち、左バンク側においては第1から第4の排気通路122#1,122#3,122#5,122#7と集合通路122a1とで排気マニホルド122LHが構成され、また、右バンク側においては第1から第4の排気通路122#2,122#4,122#6,122#8と集合通路122a2とで排気マニホルド122RHが構成されている。
As the
ところで、例えば油温や水温が約20℃位の機関冷間時(特に機関冷間始動時)においては、暖気後と比して、一般に吸入空気温度が低く、燃料の気化特性も悪化するので、燃料噴射量を増量して空燃比を理論空燃比よりも濃くしている。これが為、例えば、機関冷間始動時には、第1触媒装置123LH,123RHにおけるHC,COの転化効率が低下し、その第1触媒装置123LH,123RH通過後の排気ガス中のHC,CO濃度が高くなってしまう。
By the way, for example, when the engine temperature is about 20 ° C. (especially when the engine is cold), the intake air temperature is generally lower and the fuel vaporization characteristics deteriorate when the engine is cold (particularly when the engine is cold). The fuel injection amount is increased to make the air-fuel ratio deeper than the stoichiometric air-fuel ratio. For this reason, for example, at the time of engine cold start, the conversion efficiency of HC and CO in the
そこで、本実施例13の内燃機関121においては、機関冷間始動時における排気ガス中のHC,COを低減させる為に図17に示す2次空気供給装置128LH,128RHが左右夫々のバンクに設けられている。
Therefore, in the
先ず、左バンク側の2次空気供給装置128LHについては、排気マニホルド122LHにおける第1から第4の排気通路122#1,122#3,122#5,122#7と個々に連通する第1から第4の2次空気供給管128#1,128#3,128#5,128#7と、これら第1から第4の2次空気供給管128#1,128#3,128#5,128#7を連通させる連通管128a1と、この連通管128a1に2次空気を圧送するポンプ128b1とで構成している。
First, the secondary
一方、右バンク側の2次空気供給装置128RHについては、排気マニホルド122RHにおける第1から第4の排気通路122#2,122#4,122#6,122#8と個々に連通する第1から第4の2次空気供給管128#2,128#4,128#6,128#8と、これら第1から第4の2次空気供給管128#2,128#4,128#6,128#8を連通させる連通管128a2と、この連通管128a2に2次空気を圧送するポンプ128b2とで構成している。
On the other hand, the secondary
この夫々の2次空気供給装置128LH,128RHにおいては、制御手段たる図17に示す電子制御装置(ECU)129によって図示しない油温センサや水温センサ等の検出信号に基づき2次空気の供給要否が判断され、例えば油温や水温が約20℃以下のときに電子制御装置129により夫々のポンプ128b1,128b2が駆動させられて夫々の排気通路122#1〜122#8に2次空気を供給する。
In each of these secondary
尚、本実施例13の各ポンプ128b1,128b2は、電子制御装置129から駆動指令が与えられない限り停止状態にあるものとする。また、そのような2つのポンプ128b1,128b2でなく、1つのポンプのみで各2次空気供給装置128LH,128RHを構成してもよい。
The
ここで、2次空気を供給する際、電子制御装置129は理論空燃比よりも濃くなるよう燃料噴射量を増量させているので、排気ガス中の未燃燃料が増加している。これが為、その排気ガス中の未燃燃料と2次空気とにより排気ガスの温度が上昇し、第1触媒装置123LH,123RHが早期に活性化するので、機関冷間時における排気ガス中のHC,COを低減することができる。
Here, when supplying the secondary air, the
一方、2次空気を供給しないときには、夫々の2次空気供給装置128LH,128RHの2次空気供給管128#1〜128#7や連通管128a1,128a2等の2次空気供給通路に各排気通路122#1〜122#8から排気ガスが流入する場合がある。
On the other hand, when the secondary air is not supplied, secondary air supply passages such as the secondary
かかる場合、その2次空気供給通路(2次空気供給管128#1〜128#7や連通管128a1,128a2等)よって排気ガスの流路が延長されることになり、これによってブローダウンガスの圧力波が減衰する。これが為、かかる場合においては、この2次空気供給装置128LH,128RHはブローダウンガス圧力波減衰手段としても機能する。
In such a case, the flow path of the exhaust gas is extended by the secondary air supply passage (secondary
ここで、気筒間における内部EGR量の相違が生じない状況下においても排気ガスを連通管128a1,128a2にまで流入させると、排気ガスの流路延長に伴う当該排気ガスの温度低下によって第1触媒装置123LH,123RHの活性化が損なわれる虞があり、排気ガスの浄化性能の観点で好ましくない。
Here, even in a situation where there is no difference in the internal EGR amount between the cylinders, if the exhaust gas flows into the
そこで、本実施例13にあっては、2次空気供給通路(2次空気供給管128#1〜128#7や連通管128a1,128a2等)と各排気通路122#1〜122#8とを連通又は遮断可能な流路開閉弁128c#1〜128c#8を夫々設け、気筒間における内部EGR量の相違が生じる所定の運転状態で流路開閉弁128c#1〜128c#8を開弁させて排気ガスの流路を延長する。
Therefore, in the thirteenth embodiment, secondary air supply passages (secondary
例えば、その各流路開閉弁128c#1〜128c#8としては、図17に示す如く、各2次空気供給装置128LH,128RHの2次空気供給管128#1〜128#8上に、その2次空気供給管128#1〜128#8の流路を電子制御装置129で開閉制御可能な電磁弁を設ける。
For example, the respective flow channel opening and closing
また、部品点数を削減する為に、夫々の2次空気供給管128#1〜128#8内にスロットルバルブの如きバタフライバルブを配設し、そのバタフライバルブを各バンク毎に駆動モータの駆動軸で繋ぐことにより夫々の流路開閉弁128c#1〜128c#8を構成してもよい。また、同様に部品点数を削減する為、夫々の2次空気供給管128#1〜128#8の軸線方向に対して直交する方向に往復移動し得るスライドバルブと、このスライドバルブを移動させる駆動モータや歯車等の駆動装置とにより夫々の流路開閉弁128c#1〜128c#8を構成してもよい。
In order to reduce the number of parts, a butterfly valve such as a throttle valve is arranged in each of the secondary
ここで、各2次空気供給装置128LH,128RHをブローダウンガス圧力波減衰手段として機能させる際には、前述した実施例8,9と同様に「内部EGR量相違領域であるか否か」を判断基準にして電子制御装置129に夫々の流路開閉弁128c#1〜128c#8の動作制御を行わせる。
Here, when each of the secondary
また、その際には、実施例8,9と同様の理由からブローダウンガスの影響を受け難い高速回転運転時にその圧力波を減衰させずともよいので、電子制御装置129は、図11に示す低・中速回転領域でのみ流路開閉弁128c#1〜128c#8を開弁させる。尚、本実施例13においては、その図11の「流路切替弁開弁領域」を「流路開閉弁開弁領域」と読み替える。
In this case, the
以下、その動作について図18のフローチャートを用いて説明する。 The operation will be described below with reference to the flowchart of FIG.
先ず、電子制御装置129は、油温センサや水温センサの検出信号に基づいて機関冷間時(例えば油温や水温が約20℃以下)か否かを判断する(ステップST11)。
First, the
ここで、機関冷間時であれば、電子制御装置129は、全ての流路開閉弁128c#1〜128c#8を開弁させ(ステップST12)、しかる後、夫々のポンプ128b1,128b2を駆動(ポンプON)させる(ステップST13)。
Here, if the engine cold, the
これにより、夫々の排気通路122#1〜122#8を流れるリッチ領域の排気ガス中に2次空気が供給され、排気ガスの温度上昇による下流の第1触媒装置123LH,123RHの早期活性化により、機関冷間時における排気ガス中のHC,COが低減される。
As a result, secondary air is supplied into the exhaust gas in the rich region flowing through the
例えば、かかる場合の2次空気は約20秒間供給され続け、その後、電子制御装置129は、夫々のポンプ128b1,128b2を停止(ポンプOFF)させると共に、全ての流路開閉弁128c#1〜128c#8を閉弁させる。
For example, the secondary air in such a case continues to be supplied for about 20 seconds, and then the
一方、上記ステップST11にて機関冷間時でないとの判断結果であれば、電子制御装置129は、クランク角の情報とマップデータとを比較しながら内部EGR量相違領域であるか否かを判断する(ステップST14)。
On the other hand, if it is determined in step ST11 that the engine is not cold, the
例えば、現在、図3−2に示す如く1番気筒#1がバルブオーバーラップ期間になっており、クランク角360°CAになると、1番気筒#1と同一バンクの7番気筒#7の排気バルブが開弁して内部EGR量相違領域となる。これが為、電子制御装置129は、クランク角360°CAとなった際に内部EGR量相違領域と判断し、その際の機関回転数の情報に基づいて流路開閉弁開弁領域か否かを判断する(ステップST15)。
For example, as shown in FIG. 3-2, the
そして、この電子制御装置129は、流路開閉弁開弁領域(即ち、低・中速回転領域)であれば、その内部EGR量相違領域となる夫々の気筒を有するバンクの流路開閉弁(ここでは、左バンクの流路開閉弁128c#1,128c#3,128c#5,128c#7)を開弁させる(ステップST16)。
In the
これにより、7番気筒#7のブローダウンガスは、第4排気通路122#7から2次空気供給管128#7を介して連通管128a1に流入する。これが為、そのブローダウンガスの圧力波が減衰され、その減衰させられたブローダウンガスが同一バンクの他の気筒#1,#3,#5へと到達するので、1番気筒#1と7番気筒#7との間における排気干渉が低減され、その気筒間の内部EGR量が均一化されて吸入空気の充填効率(空燃比)が一定になる。
As a result, the blowdown gas of the
尚、この電子制御装置129には、クランク角360°CAとなる直前に内部EGR量相違領域と判断させてもよい。
The
続いて、電子制御装置129は、上記ステップST11に戻って同様の処理動作を繰り返す。この場合の電子制御装置129は、ステップST11→ステップST14→ステップST15→ステップST16→ステップST11と処理を繰り返す。
Subsequently, the
ここで、1番気筒#1がバルブオーバーラップ期間を終える(1番気筒#1の排気バルブが閉弁される)ことにより内部EGR量相違領域から外れる。これが為、電子制御装置129は、1番気筒#1がバルブオーバーラップ期間を終えるクランク角となった際にステップST14において内部EGR量相違領域でないと判断し、全ての流路開閉弁128c#1〜128c#8を閉弁させる。(ステップST17)。尚、上記ステップST15にて流路開閉弁128c#1〜128c#8の開弁領域でない(即ち、高速回転領域)と判断した場合についても同様に、全ての流路開閉弁128c#1〜128c#8を閉弁させる。
Here, when the
これにより、7番気筒#7のブローダウンガスは、下流の第1触媒装置123LH側へと流入し続ける一方、同一バンクにおける残りの気筒#1,#3,#5側へも流れるが、その残りの気筒#1,#3,#5の排気バルブは閉弁されているので、そのブローダウンガスによる排気干渉は生じない。
As a result, the blowdown gas of the
以降、電子制御装置129は、上記ステップST11に戻って同様の処理動作を繰り返す。
Thereafter, the
以上示したが如く、本実施例13の様に2次空気供給装置128LH,128RHをブローダウンガス圧力波減衰手段として機能させることによって、ブローダウンガスを減衰させ、そのブローダウンガスの正圧波の他気筒への到達時間を遅らせることができる。これが為、左バンクにおける各気筒#1,#3,#5,#7の排気脈動差と右バンクにおける各気筒#2,#4,#6,#8の排気脈動差とを夫々小さくすることができ、ブローダウンガス発生気筒#4,#5,#7,#8とその夫々のブローダウンガスの影響で内部EGR量が多くなるブローダウンガス流入気筒#6,#3,#1,#2との間での排気干渉の低減が可能になるので、その夫々の気筒間における内部EGR量,延いては吸入空気の充填効率(空燃比)の均一化を図ることができる。
As described above, by causing the secondary
そして、そのように気筒間における吸入空気の充填効率(空燃比)を均一化することができるので、軸トルクの向上が可能になる。更に、そのような気筒間における内部EGR量の均一状態、更には吸入空気の充填効率(空燃比)の均一状態をバルブオーバーラップ期間が拡大されても保つことができるので、そのバルブオーバーラップ期間の拡大による内部EGR量の増加を図ることができ、HCやNOxの排出量の低減、燃料消費率の低下が可能になる。 And since the charging efficiency (air-fuel ratio) of the intake air between the cylinders can be made uniform as described above, the shaft torque can be improved. Further, since the uniform state of the internal EGR amount between the cylinders and the uniform state of the charging efficiency (air-fuel ratio) of the intake air can be maintained even if the valve overlap period is expanded, the valve overlap period As a result, the amount of internal EGR can be increased, and the amount of HC and NOx emissions can be reduced and the fuel consumption rate can be reduced.
このように、本実施例13にあっては、夫々の流路開閉弁128c#1〜128c#8を確実に開閉動作させることが重要である一方、その流路開閉弁128c#1〜128c#8に異常が生じた場合にはその開閉動作を抑制することが好ましい。
As described above, in the thirteenth embodiment, it is important to surely open and close the respective flow path opening / closing
そこで、以下の如くして夫々の流路開閉弁128c#1〜128c#8の故障検出を行い得る流路開閉弁故障検出手段を具備することが望ましい。
Therefore, it is desirable to provide a channel on / off valve failure detection means capable of detecting a failure of each of the channel on / off
例えば、図19示す如く、各連通管128a1,128a2に圧力センサ128d,逆止弁128e及びリリーフバルブ128fを夫々設け、電子制御装置129に流路開閉弁128c#1〜128c#8の故障検出機能を設ける。尚、その図19においては、便宜上、左バンク側についてのみ図示する。
For example, as shown in FIG. 19, a
ここで、その圧力センサ128dは、連通管128a1,128a2内の圧力を検出するものであり、その検出信号が電子制御装置129に送られる。また、逆止弁128eは、夫々のポンプ128b1,128b2からの空気を連通管128a1,128a2内に流入させる一方、その連通管128a1,128a2内の空気や排気ガスが夫々のポンプ128b1,128b2側へと流出することを防止するものである。また、リリーフバルブ128fは、連通管128a1,128a2内の圧力が所定圧になったときに、その圧を解放するものである。
Here, the
この種の流路開閉弁故障検出手段においては、図20のフローチャートに示す如く、先ず、電子制御装置129が全ての流路開閉弁128c#1〜128c#8を閉弁させ(ステップST21)、しかる後、夫々のポンプ128b1,128b2を駆動(ポンプON)させる(ステップST22)。
In this type of flow path on / off valve failure detection means, as shown in the flowchart of FIG. 20, first, the
そして、電子制御装置129は、圧力センサ128dの検出信号を監視しながら、その検出値Psが所定値P1になったときに夫々のポンプ128b1,128b2を停止(ポンプOFF)させる(ステップST23)。尚、リリーフバルブ128fは、その所定値P1の圧で解放されないように設定されている。
Then, while monitoring the detection signal of the
電子制御装置129は、かかる状態を一定時間(x秒)保持し、そのx秒後の圧力センサ128dからの検出値Psが所定の閾値P2(<P1)よりも大きいか否か判定し(ステップST24)、大きければ異常なしと判断して処理を終了する。
The
一方、検出値Psが所定の閾値P2以下の場合には、異常ありと判断し、電子制御装置129が例えば車室内の警告灯を点灯させて(ステップST25)、流路開閉弁128c#1〜128c#8の開閉制御禁止フラグをONにする(ステップST26)。
On the other hand, if the detected value Ps is less than or equal to the predetermined threshold value P2, it is determined that there is an abnormality, and the
ここで、このような故障診断は、走行中に定期的(例えば、一定の走行距離毎、一定の走行時間毎、所定時間毎等)に実行される。 Here, such a failure diagnosis is executed periodically during traveling (for example, every certain traveling distance, every certain traveling time, every predetermined time, etc.).
また、流路開閉弁128c#1〜128c#8として例えばスロットルバルブ等のバタフライバルブの如く角度を可変させることで流路の開閉を行うものを使用し、その角度を検出し得る角度検出手段が具備されている場合には、次の様にして流路開閉弁128c#1〜128c#8の故障検出を行うことができる。
In addition, as the flow path opening / closing
かかる場合、電子制御装置129は、流路開閉弁128c#1〜128c#8の開閉角度を常時監視し、その流路開閉弁128c#1〜128c#8の開閉制御を実行する度に以下の故障診断を行うものとする。
In such a case, the
先ず、電子制御装置129は、図21のフローチャートに示す如く、流路開閉弁128c#1〜128c#8の開閉制御を実行する際の要求開閉角度θreqと実際の弁体の角度θrealとの差分が所定値αよりも小さいか否か判定する(ステップST31)。その所定値αは極力小さな値であることが好ましいが、弁体等の公差を考慮して、例えば1度以下等の値に設定することが望ましい。
First, as shown in the flowchart of FIG. 21, the
ここで、その差分が所定値αよりも小さい場合には、異常なしと判断して処理を終了する。一方、その差分が所定値αよりも大きければ、異常ありと判断し、電子制御装置129は、例えば車室内の警告灯を点灯させて(ステップST32)、流路開閉弁128c#1〜128c#8の開閉制御禁止フラグをONにする(ステップST33)。
Here, if the difference is smaller than the predetermined value α, it is determined that there is no abnormality and the process is terminated. On the other hand, if the difference is larger than the predetermined value α, it is determined that there is an abnormality, and the
このような流路開閉弁故障検出手段によれば、夫々の流路開閉弁128c#1〜128c#8を個別に診断することが可能になる。
According to such a channel on / off valve failure detection means, it becomes possible to individually diagnose each of the channel on / off
また、流路開閉弁128c#1〜128c#8として例えば図22−1及び図22−2に示す如き電磁弁を用いる場合には、次の様にして流路開閉弁128c#1〜128c#8の故障検出を行うことができる。ここでは、その流路開閉弁128c#1〜128c#8として流路開閉弁128c#7を代表して例示する。また、その図22−1は開弁時の状態を図示したものであり、図22−2は閉弁時の状態を図示したものである。
Also, when as a flow path opening and closing
その図22−1及び図22−2に示す流路開閉弁128c#7は、流路が形成された弁体128c1をハウジング128c2内に回動自在に設けたものである。そして、その弁体128c1には、一体になって回動する弁体側電極128c3が具備されている。また、そのハウジング128c2には、開弁時に弁体側電極128c3と近接する開側電極128c4と、閉弁時に弁体側電極128c3と近接する閉側電極128c5とが具備されている。
As Figure 22-1 and flow channel opening and closing
この種の流路開閉弁128cの場合、その開閉制御を実行する度に以下の故障診断を行うものとする。
In the case of this type of flow path opening /
先ず、電子制御装置129は、図23のフローチャートに示す如く、流路開閉弁128cを如何様に開閉制御した(開or閉)か判断する(ステップST41)。
First, as shown in the flowchart of FIG. 23, the
ここで、開弁制御を実行した場合、電子制御装置129は、開側電極128c4に電圧を印加させて(ステップST42)、その開側電極128c4と弁体側電極128c3との間の電流値を検出する(ステップST43)。
Here, when the valve opening control is executed, the
そして、それが所定の電流値であれば異常なしと判断して処理を終了し、所定に電流値に達していない又は電流が検出されない場合には、異常あり(正確に開弁していない)と判断し、電子制御装置129が例えば車室内の警告灯を点灯させて(ステップST44)、流路開閉弁128cの開制御禁止フラグをONにする(ステップST45)。
Then, if it is a predetermined current value, it is determined that there is no abnormality, and the process is terminated. If the predetermined current value is not reached or no current is detected, there is an abnormality (the valve is not opened correctly). For example, the
一方、閉弁制御を実行した場合、電子制御装置129は、閉側電極128c5に電圧を印加させて(ステップST46)、その閉側電極128c5と弁体側電極128c3との間の電流値を検出する(ステップST47)。
On the other hand, when executing the closing control, the
そして、それが所定の電流値であれば異常なしと判断して処理を終了し、所定に電流値に達していない又は電流が検出されない場合には、異常あり(正確に閉弁していない)と判断し、電子制御装置129が例えば車室内の警告灯を点灯させて(ステップST48)、流路開閉弁128cの閉制御禁止フラグをONにする(ステップST49)。
Then, if it is a predetermined current value, it is determined that there is no abnormality, and the process is terminated. If the current value has not been reached or no current is detected, there is an abnormality (the valve is not closed correctly). For example, the
このような流路開閉弁故障検出手段によっても、夫々の流路開閉弁128c#1〜128c#8を個別に診断することが可能になる。
Such flow path opening / closing valve failure detection means can also diagnose each of the flow path opening / closing
ここで、実施例1の如きブローダウンガス圧力波減衰手段8又は実施例3の如き連通管28又は実施例5の如き排気集合室42a1,42a2又は実施例8の如きブローダウンガス圧力波減衰手段78LH,78RH又は実施例11の如きブローダウンガス圧力波減衰手段108LH,108RH若しくはその少なくとも2つ以上の組み合わせを本実施例13の内燃機関121に適用してもよく、これにより、より効果的に夫々の気筒間における排気干渉の低減が図れ、その気筒間における内部EGR量,延いては吸入空気の充填効率(空燃比)有効に均一化させることができる。
Here, the blowdown gas pressure wave attenuating means 8 as in the first embodiment, the
次に、本発明に係る内燃機関の実施例14を図17及び図24に基づいて説明する。 Next, an internal combustion engine according to a fourteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
本実施例14の内燃機関は、前述した図17に示す実施例13の内燃機関121と同一の構成からなり、その実施例13に対して電子制御装置129の制御方法を変えたものである。
The internal combustion engine of the fourteenth embodiment has the same configuration as the
ここで、前述した実施例13においては、夫々の2次空気供給装置128LH,128RHの2次空気供給通路(2次空気供給管128#1〜128#8や連通管128a1,128a2)をブローダウンガス圧力波減衰手段として機能させている。
Here, in Example 13 I described above, respectively of the secondary
しかしながら、そのような形態では、多量の排気ガスが2次空気供給管128#1〜128#8や連通管128a1,128a2に滞留する虞があり好ましくない。
However, such a configuration is not preferable because a large amount of exhaust gas may stay in the secondary
一方、その2次空気供給装置128LH,128RHは、リッチ領域の空燃比で運転しているときに2次空気を供給すれば排気ガスの温度が上昇するが、理論空燃比やリーン領域の空燃比で運転しているときに2次空気を供給すると排気ガスの温度は低下する。
On the other hand, the secondary
ここで、排気ガス等の流体においては、その音速cと温度Tとの間に下記の式1の如く比例関係が成り立っており、その温度Tが低下することにより音速cが低下するという特性を有している。ここで、κは排気ガスの比熱比を表し、Rは排気ガスの気体定数を表す。
Here, in a fluid such as exhaust gas, a proportional relationship is established between the sound speed c and the temperature T as shown in the following
このことから、各排気通路122#1〜122#8を流れる排気ガス中に2次空気を供給することによって、排気ガスの温度を低下させ、ブローダウンガスの圧力波を減衰させることができる。
Thus, by supplying secondary air into the exhaust gas flowing through the
そこで、本実施例14にあっては、気筒間における内部EGR量の相違が生じる所定の運転状態で2次空気を供給することによって夫々の2次空気供給装置128LH,128RHをブローダウンガス圧力波減衰手段として機能させる。
Therefore, in the fourteenth embodiment, the secondary
ここで、本実施例14にあっては、夫々の2次空気供給装置128LH,128RHをブローダウンガス圧力波減衰手段として機能させる際に、前述した実施例8,9と同様に「内部EGR量相違領域であるか否か」を判断基準にして電子制御装置129に2次空気供給装置128LH,128RHと流路開閉弁128c#1〜128c#8の動作制御を行わせる。
Here, in the fourteenth embodiment, when the secondary
また、その際には、実施例8,9と同様の理由からブローダウンガスの影響を受け難い高速回転運転時にその圧力波を減衰させずともよいので、電子制御装置129は、図11に示す低・中速回転領域でのみ2次空気を供給させる。尚、本実施例14においては、その図11の「流路切替弁開弁領域」を「2次空気供給領域」と読み替える。
In this case, the
以下、その動作について図24のフローチャートを用いて説明する。 The operation will be described below with reference to the flowchart of FIG.
先ず、電子制御装置129は、実施例13と同様に、機関冷間時か否かを判断し(ステップST51)、機関冷間時であれば、全ての流路開閉弁128c#1〜128c#8を開弁させ(ステップST52)、しかる後、夫々のポンプ128b1,128b2を駆動(ポンプON)させて(ステップST53)、夫々の排気通路122#1〜122#8に2次空気を供給する。
First, as in the thirteenth embodiment, the
一方、上記ステップST51にて機関冷間時でないとの判断結果であれば、電子制御装置129は、実施例13と同様に、内部EGR量相違領域であるか否かを判断し(ステップST54)、内部EGR量相違領域と判断した場合、その際の機関回転数の情報に基づいて2次空気供給領域か否かを判断する(ステップST55)。
On the other hand, if it is determined in step ST51 that the engine is not cold, the
そして、この電子制御装置129は、2次空気供給領域(即ち、低・中速回転領域)であれば、その際のブローダウンガス発生気筒#4,#5,#7,#8を有するバンクの流路開閉弁128c#1,128c#3,128c#5,128c#7(又は128c#2,128c#4,128c#6,128c#8)を開弁させ(ステップST56)、しかる後、そのバンク側のポンプ128b1(又は128b2)を駆動(ポンプON)させる(ステップST57)。
The
これにより、そのバンクの各排気通路122#1,122#3,122#5,122#7(又は122#2,122#4,122#6,122#8)に2次空気が供給され、そのバンクで発生したブローダウンガスは、温度低下と共に圧力波が減衰され、その減衰させられたブローダウンガスが同一バンクの他の気筒へと到達する。これが為、気筒間(例えば、1番気筒#1と7番気筒#7との間)における排気脈動差が小さくなって排気干渉が低減されるので、その気筒間の内部EGR量が均一化されて吸入空気の充填効率(空燃比)が一定になる。
As a result, the secondary air is supplied to the
ここで、電子制御装置129は、上記ステップST54にて内部EGR量相違領域でないと判断した場合、又は上記ステップST55にて2次空気供給領域でない(即ち、高速回転領域)と判断した場合、全ての流路開閉弁128c#1〜128c#8を閉弁させ(ステップST58)、全ての排気ガスを第1触媒装置123LH,123RH側へと排出させる。
Here, when the
以降、電子制御装置129は、上記ステップST51に戻って同様の処理動作を繰り返す。
Thereafter, the
以上示したが如く、本実施例14の様に2次空気供給装置128LH,128RHを積極的にブローダウンガス圧力波減衰手段として機能させることによって、より有効にブローダウンガスを減衰させ、そのブローダウンガスの正圧波の他気筒への到達時間を遅らせることができる。これが為、左バンクにおける各気筒#1,#3,#5,#7の排気脈動差と右バンクにおける各気筒#2,#4,#6,#8の排気脈動差とを夫々小さくすることができ、ブローダウンガス発生気筒#4,#5,#7,#8とその夫々のブローダウンガスの影響で内部EGR量が多くなるブローダウンガス流入気筒#6,#3,#1,#2との間での排気干渉の低減が可能になるので、その夫々の気筒間における内部EGR量,延いては吸入空気の充填効率(空燃比)の均一化を図ることができる。
As shown above, the secondary
そして、そのように気筒間における吸入空気の充填効率(空燃比)を均一化することができるので、軸トルクの向上が可能になる。更に、そのような気筒間における内部EGR量の均一状態、更には吸入空気の充填効率(空燃比)の均一状態をバルブオーバーラップ期間が拡大されても保つことができるので、そのバルブオーバーラップ期間の拡大による内部EGR量の増加を図ることができ、HCやNOxの排出量の低減、燃料消費率の低下が可能になる。 And since the charging efficiency (air-fuel ratio) of the intake air between the cylinders can be made uniform as described above, the shaft torque can be improved. Further, since the uniform state of the internal EGR amount between the cylinders and the uniform state of the charging efficiency (air-fuel ratio) of the intake air can be maintained even if the valve overlap period is expanded, the valve overlap period As a result, the amount of internal EGR can be increased, and the amount of HC and NOx emissions can be reduced and the fuel consumption rate can be reduced.
ここで、実施例1の如きブローダウンガス圧力波減衰手段8又は実施例3の如き連通管28又は実施例5の如き排気集合室42a1,42a2又は実施例8の如きブローダウンガス圧力波減衰手段78LH,78RH又は実施例11の如きブローダウンガス圧力波減衰手段108LH,108RH若しくはその少なくとも2つ以上の組み合わせを本実施例14の内燃機関121に適用してもよく、これにより、より効果的に夫々の気筒間における排気干渉の低減が図れ、その気筒間における内部EGR量,延いては吸入空気の充填効率(空燃比)を有効に均一化させることができる。
Here, the blowdown gas pressure wave attenuating means 8 as in the first embodiment, the
次に、本発明に係る内燃機関の実施例15を図17及び図25に基づいて説明する。 Next, an internal combustion engine according to a fifteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
本実施例15の内燃機関は、前述した図17に示す実施例13,14の内燃機関121と同一の構成からなり、その実施例13,14に対して電子制御装置129の制御方法を変えたものである。
The internal combustion engine of the fifteenth embodiment has the same configuration as the
ここで、前述した実施例14は、気筒間における内部EGR量の相違が生じる所定の運転状態において、ブローダウンガス発生気筒#4,#5,#7,#8を有するバンクの2次空気供給装置128LH,128RHから2次空気を供給させている。
Here, in the fourteenth embodiment described above, the secondary air supply of the bank having the blowdown gas
しかしながら、その実施例14においては、ブローダウンガスを発生させていない同一バンク上の気筒に対しても2次空気が供給されるので、排気ガスの過冷却によって第1触媒装置123LH,123RHや第2触媒装置124LH,124RHが不活性化してしまう虞がある。
However, in the fourteenth embodiment, since the secondary air is supplied also to the cylinders on the same bank where no blowdown gas is generated, the
そこで、本実施例15にあっては、ブローダウンガス発生気筒#4,#5,#7,#8の排気通路122#2,122#3,122#4,122#5,122#7,122#8のみに2次空気を供給するよう電子制御装置129を構成する。
Thus, in the fifteenth embodiment, the
以下、その動作について図25のフローチャートを用いて説明する。 The operation will be described below with reference to the flowchart of FIG.
尚、その図25のステップST61〜ST65及びステップST68の処理動作は、実施例14の図24に示すステップST51〜ST55及びステップST58の処理動作と同じであるので、ここでの説明は省略する。 The processing operations in steps ST61 to ST65 and step ST68 in FIG. 25 are the same as the processing operations in steps ST51 to ST55 and step ST58 shown in FIG.
本実施例15の電子制御装置129は、ステップST65にて2次空気供給領域(即ち、低・中速回転領域)と判断した場合、その際のブローダウンガス発生気筒#4,#5,#7,#8の流路開閉弁(各流路開閉弁128#4,128#5,128#7,128#8の内の何れか1つ)を開弁させ(ステップST66)、しかる後、その気筒を有するバンク側のポンプ128b1(又は128b2)を駆動(ポンプON)させる(ステップST67)。
When the
これにより、その流路開閉弁に連通している排気通路(各排気通路122#4,122#5,122#7,122#8の内の何れか1つ)に2次空気が供給される。そして、その排気通路に排出されたブローダウンガスは、温度低下と共に圧力波が減衰され、その減衰させられたブローダウンガスが同一バンクの他の気筒へと到達する。これが為、気筒間(例えば、1番気筒#1と7番気筒#7との間)における排気干渉が低減され、その気筒間の内部EGR量が均一化されて吸入空気の充填効率(空燃比)が一定になる一方、排気ガスの過冷却を防ぎ、第1触媒装置123LH,123RHや第2触媒装置124LH,124RHの不活性化を回避することができる。
As a result, the secondary air is supplied to the exhaust passage (any one of the
以降、電子制御装置129は、上記ステップST61に戻って同様の処理動作を繰り返す。
Thereafter, the
以上示したが如く、本実施例15の様に特定の気筒のみに対して2次空気を供給することによって、第1触媒装置123LH,123RHや第2触媒装置124LH,124RHの不活性化を回避しつつ、ブローダウンガスを減衰させ、そのブローダウンガスの正圧波の他気筒への到達時間を遅らせることができる。これが為、排気ガスの浄化性能を確保し、更に、左バンクにおける各気筒#1,#3,#5,#7の排気脈動差と右バンクにおける各気筒#2,#4,#6,#8の排気脈動差とを夫々小さくして、ブローダウンガス発生気筒#4,#5,#7,#8とその夫々のブローダウンガスの影響で内部EGR量が多くなるブローダウンガス流入気筒#6,#3,#1,#2との間での排気干渉を低減することができる。
As described above, by supplying secondary air only to a specific cylinder as in the fifteenth embodiment, the
また、その排気干渉の低減によって気筒間における内部EGR量、延いては吸入空気の充填効率(空燃比)の均一化が図れ、これにより軸トルクの向上が可能になる。更に、そのような気筒間における内部EGR量の均一状態、更には吸入空気の充填効率(空燃比)の均一状態をバルブオーバーラップ期間が拡大されても保つことができるので、そのバルブオーバーラップ期間の拡大による内部EGR量の増加を図ることができ、HCやNOxの排出量の低減、燃料消費率の低下が可能になる。 Further, by reducing the exhaust interference, the internal EGR amount between the cylinders, and thus the intake air charging efficiency (air-fuel ratio) can be made uniform, thereby improving the shaft torque. Further, since the uniform state of the internal EGR amount between the cylinders and the uniform state of the charging efficiency (air-fuel ratio) of the intake air can be maintained even if the valve overlap period is expanded, the valve overlap period As a result, the amount of internal EGR can be increased, and the amount of HC and NOx emissions can be reduced and the fuel consumption rate can be reduced.
ここで、実施例1の如きブローダウンガス圧力波減衰手段8又は実施例3の如き連通管28又は実施例5の如き排気集合室42a1,42a2又は実施例8の如きブローダウンガス圧力波減衰手段78LH,78RH又は実施例11の如きブローダウンガス圧力波減衰手段108LH,108RH若しくはその少なくとも2つ以上の組み合わせを本実施例15の内燃機関121に適用してもよく、これにより、より効果的に夫々の気筒間における排気干渉の低減が図れ、その気筒間における内部EGR量,延いては吸入空気の充填効率(空燃比)有効に均一化させることができる。
Here, the blowdown gas pressure wave attenuating means 8 as in the first embodiment, the
次に、本発明に係る内燃機関の実施例16を図26に基づいて説明する。ここで、その図26の符号131は、本実施例16の内燃機関を示す。
Next, a sixteenth embodiment of the internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIG. Here,
本実施例16の内燃機関131は、前述した実施例2の内燃機関11と同様の位置関係で左右夫々のバンクに8つの気筒#1〜#8が配置されたシリンダブロック131a及び2つのシリンダヘッド131bLH,131bRHを備え、その夫々の気筒#1〜#8が同様の点火順序で点火されるV型8気筒の内燃機関である。
The
本実施例16にあっても、左バンク側には各気筒#1,#3,#5,#7の排気ポート131b#1,131b#3,131b#5,131b#7,排気マニホルド132LH,第1及び第2の触媒装置133LH,134LH並びに第1及び第2の排気管135LH,136LHが設けられ、また、右バンク側には各気筒#2,#4,#6,#8の排気ポート131b#2,131b#4,131b#6,131b#8,排気マニホルド132RH,第1及び第2の触媒装置133RH,134RH並びに第1及び第2の排気管135RH,136RHが設けられており、その夫々の第2排気管136LH,136RHが第3排気管137で一経路に纏められている。尚、これらは、必ずしも第3排気管137で一経路に纏めなくともよい。また、夫々の第1排気管135LH,135RHを一経路に集合させ、その集合部分の下流側に上記の2つの第2触媒装置134LH,134RHに替えて1つの触媒装置を配置してもよい。
Even in the sixteenth embodiment, the left bank side has
その本実施例16の排気マニホルド132LH,132RHとしては実施例2と同様の4−2−1タイプのものを用いている。即ち、左バンク側においては、第1から第4の排気通路132#1,132#3,132#5,132#7と第1から第3の集合通路132a1,132b1,132c1とで排気マニホルド132LHが構成され、その第3集合通路132c1の下流端に第1触媒装置133LHが設けられている。一方、右バンク側においては、第1から第4の排気通路132#2,132#4,132#6,132#8と第1から第3の集合通路132a2,132b2,132c2とで排気マニホルド132RHが構成され、その第3集合通路132c2の下流端に第1触媒装置133RHが設けられている。
As the
ここで、本実施例16にあっても、前述した実施例13〜15と同様の2次空気供給装置138LH,138RHが左右夫々のバンクに設けられており、同様にブローダウンガス圧力波減衰手段としても機能させる。
Here, also in the
即ち、左バンク側には、排気マニホルド132LHにおける第1から第4の排気通路132#1,132#3,132#5,132#7に2次空気を導く第1から第4の2次空気供給管138#1,138#3,138#5,138#7と、これら第1から第4の2次空気供給管138#1,138#3,138#5,138#7を連通させる連通管138a1と、この連通管138a1に2次空気を圧送するポンプ138b1とを備えた2次空気供給装置138LHが設けられており、更に、その第1から第4の2次空気供給管138#1,138#3,138#5,138#7上に流路開閉弁138c#1,138c#3,138c#5,138c#7が設けられている。
That is, on the left bank side, the first to fourth secondary air that guides the secondary air to the first to
一方、右バンク側には、排気マニホルド132RHにおける第1から第4の排気通路132#2,132#4,132#6,132#8に2次空気を導く第1から第4の2次空気供給管138#2,138#4,138#6,138#8と、これら第1から第4の2次空気供給管138#2,138#4,138#6,138#8を連通させる連通管138a2と、この連通管138a2に2次空気を圧送するポンプ138b2とを備えた2次空気供給装置138RHが設けられており、更に、その第1から第4の2次空気供給管138#2,138#4,138#6,138#8上に流路開閉弁138c#2,138c#4,138c#6,138c#8が設けられている。
On the other hand, on the right bank side, the first to fourth secondary air for guiding the secondary air to the first to
そして、その夫々の2次空気供給装置138LH,138RHや流路開閉弁138c#1〜138c#8は、制御手段たる図26に示す電子制御装置(ECU)139によって実施例13〜15と同様に制御される。
Each of the secondary
これが為、本実施例16の内燃機関131においても、実施例13〜15と同様に、ブローダウンガスを減衰させ、そのブローダウンガスの正圧波の他気筒への到達時間を遅らせることができる。これが為、左バンクにおける各気筒#1,#3,#5,#7の排気脈動差と右バンクにおける各気筒#2,#4,#6,#8の排気脈動差とを夫々小さくすることができ、気筒間における排気干渉の低減が可能になるので、その気筒間での内部EGR量,延いては吸入空気の充填効率(空燃比)の均一化を図ることができる。
Therefore, in the
そして、そのように気筒間における吸入空気の充填効率(空燃比)を均一化することができるので、軸トルクの向上が可能になる。更に、そのような気筒間における内部EGR量の均一状態、更には吸入空気の充填効率(空燃比)の均一状態をバルブオーバーラップ期間が拡大されても保つことができるので、そのバルブオーバーラップ期間の拡大による内部EGR量の増加を図ることができ、HCやNOxの排出量の低減、燃料消費率の低下が可能になる。 And since the charging efficiency (air-fuel ratio) of the intake air between the cylinders can be made uniform as described above, the shaft torque can be improved. Further, since the uniform state of the internal EGR amount between the cylinders and the uniform state of the charging efficiency (air-fuel ratio) of the intake air can be maintained even if the valve overlap period is expanded, the valve overlap period As a result, the amount of internal EGR can be increased, and the amount of HC and NOx emissions can be reduced and the fuel consumption rate can be reduced.
ここで、実施例2の如きブローダウンガス圧力波減衰手段18又は実施例4の如き連通管38又は実施例9の如きブローダウンガス圧力波減衰手段88LH,88RH又は実施例10の如きブローダウンガス圧力波減衰手段98LH,98RH又は実施例12の如きブローダウンガス圧力波減衰手段118LH,118RH若しくはその少なくとも2つ以上の組み合わせを本実施例16の内燃機関131に適用してもよく、これにより、より効果的に夫々の気筒間における排気干渉の低減が図れ、その気筒間における内部EGR量,延いては吸入空気の充填効率(空燃比)有効に均一化させることができる。
Here, such a blow-mentioned blowdown gas pressure wave damping means 18 or Example 4 of such such as communicating
尚、上述した各実施例1〜16においては1番気筒#1→8番気筒#8→7番気筒#7→3番気筒#3→6番気筒#6→5番気筒#5→4番気筒#4→2番気筒#2の点火順序に設定された場合を例示したが、他の点火順序であっても本発明を適用することができる。
In the first to sixteenth embodiments described above, the
例えば、その点火順序が1番気筒#1→8番気筒#8→4番気筒#4→3番気筒#3→6番気筒#6→5番気筒#5→7番気筒#7→2番気筒#2の場合、かかる点火順序においてバルブオーバーラップ期間を設定すれば、1番気筒#1,5番気筒#5,6番気筒#6及び8番気筒#8がブローダウンガス発生気筒になってそのブローダウンガスの影響を7番気筒#7,3番気筒#3,4番気筒#4及び2番気筒#2が夫々に受ける。
For example, the firing order is
また、点火順序が1番気筒#1→2番気筒#2→7番気筒#7→8番気筒#8→4番気筒#4→5番気筒#5→6番気筒#6→3番気筒#3の場合、かかる点火順序においてバルブオーバーラップ期間を設定すれば、3番気筒#3,6番気筒#6,7番気筒#7及び8番気筒#8がブローダウンガス発生気筒になってそのブローダウンガスの影響を5番気筒#5,4番気筒#4,1番気筒#1及び2番気筒#2が夫々に受ける。
Further, the ignition order is
これが為、各実施例1〜16に例示した本発明は、その点火順序に応じたブローダウンガス発生気筒とその夫々のブローダウンガスの影響で内部EGR量が多くなる気筒との間で吸入空気の充填効率(空燃比)が均一化されるように構成する。 For this reason, the present invention illustrated in each of the first to sixteenth embodiments uses the intake air between the blow-down gas generating cylinder corresponding to the ignition order and the cylinder in which the internal EGR amount increases due to the influence of each blow-down gas. The charging efficiency (air-fuel ratio) is made uniform.
以上のように、本発明に係る内燃機関は、ブローダウンガスを発生させる気筒とそのブローダウンガスの影響で内部EGR量が多くなる気筒との間における内部EGR量の相違を解消し、その気筒間における吸入空気の充填効率(空燃比)の均一化を図る技術として有用である。 As described above, the internal combustion engine according to the present invention eliminates the difference in internal EGR amount between a cylinder that generates blowdown gas and a cylinder in which the internal EGR amount increases due to the blowdown gas. This is useful as a technique for equalizing the charging efficiency (air-fuel ratio) of intake air between the two.
1 内燃機関
1b#1〜1b#8 排気ポート
2LH,2RH 排気マニホルド
2#1〜2#8 排気通路
8 ブローダウンガス圧力波減衰手段
8LH 第1圧力波減衰管
8RH 第2圧力波減衰管
8b 連通管
11 内燃機関
11b#1〜11b#8 排気ポート
12LH,12RH 排気マニホルド
12#1〜12#8 排気通路
18 ブローダウンガス圧力波減衰手段
18LH 第1圧力波減衰管
18RH 第2圧力波減衰管
18b 連通管
21 内燃機関
22LH,22RH 排気マニホルド
22a1,22a2 集合通路
23LH,23RH 第1触媒装置
24LH,24RH 第2触媒装置
25LH,25RH 第1排気管
28 連通管(ブローダウンガス圧力波減衰手段)
31 内燃機関
32LH,32RH 排気マニホルド
32c1,32c2 第3集合通路
33LH,33RH 第1触媒装置
34LH,34RH 第2触媒装置
35LH,35RH 第1排気管
38 連通管(ブローダウンガス圧力波減衰手段)
41 内燃機関
42LH,42RH 排気マニホルド
42#1〜42#8 排気通路
42a1,42a2 排気集合室(ブローダウンガス圧力波減衰手段)
51 内燃機関
52 排気マニホルド
52#1〜52#8 排気通路
52a 排気集合室(ブローダウンガス圧力波減衰手段)
61 内燃機関
62LH,62RH 排気マニホルド(ブローダウンガス圧力波減衰手段)
62#1〜62#8 排気通路
62a1,62a2 集合通路
71 内燃機関
72LH,72RH 排気マニホルド
72#1〜72#8 排気通路
72a1,72a2 集合通路
72a11,72a21 第1分割路
72a12,72a22 第2分割路
73LH,73RH 第1触媒装置
74LH,74RH 第2触媒装置
75LH,75RH 第1排気管
78LH,78RH ブローダウンガス圧力波減衰手段
78A1,78A2 流路切替弁
78B1,78B2 バイパス通路
79 電子制御装置(ECU)
81 内燃機関
82LH,82RH 排気マニホルド
82#1〜82#8 排気通路
82a1,82a2 第1集合通路
82a11,82a21 第1分割路
82a12,82a22 第2分割路
83LH,83RH 第1触媒装置
84LH,84RH 第2触媒装置
85LH,85RH 第1排気管
88LH,88RH ブローダウンガス圧力波減衰手段
88A1,88A2 流路切替弁
88B1,88B2 バイパス通路
89 電子制御装置(ECU)
91 内燃機関
92LH,92RH 排気マニホルド
92#1〜92#8 排気通路
92b1,92b2 第2集合通路
98LH,98RH ブローダウンガス圧力波減衰手段
98a1,98a2 ダンパ室
98b1,98b2 ピストン部材
98c1,98c2 弾性部材
101 内燃機関
102LH,102RH 排気マニホルド
102#1〜102#8 排気通路
102a1 集合通路
102a2 集合通路
108LH,108RH ブローダウンガス圧力波減衰手段
111 内燃機関
112LH,112RH 排気マニホルド
112#1〜112#8 排気通路
112a1,112a2 第1集合通路
112b1,112b2 第2集合通路
118LH,118RH ブローダウンガス圧力波減衰手段
121 内燃機関
122LH,122RH 排気マニホルド
122#1〜122#8 排気通路
128LH,128RH 2次空気供給装置(ブローダウンガス圧力波減衰手段)
128#1〜128#8 2次空気供給管
128a1,128a2 連通管
128b1,128b2 ポンプ
128c#1〜128c#8 流路開閉弁
129 電子制御装置(ECU)
131 内燃機関
132LH,132RH 排気マニホルド
132#1〜132#8 排気通路
138LH,138RH 2次空気供給装置(ブローダウンガス圧力波減衰手段)
138#1〜138#8 2次空気供給管
138a1,138a2 連通管
138b1,138b2 ポンプ
138c#1〜138c#8 流路開閉弁
139 電子制御装置(ECU)
#1〜#8 1番気筒〜8番気筒
1
31
41
51
61
62 # 1 to 62 # 8 Exhaust passage 62 a 1 , 62 a 2 Collective passage 71
81
91
128 # 1 to 128 # 8 Secondary
131
138 # 1 to 138 # 8 Secondary
# 1- # 8 1st cylinder-8th cylinder
Claims (4)
前記一方のバンクに配置された各気筒の夫々の排気経路と前記他方のバンクに配置された各気筒の夫々の排気経路とを連通させる排気経路連通手段を、ブローダウンガス発生気筒から排出されたブローダウンガスの圧力波を減衰させるブローダウンガス圧力波減衰手段として設けたことを特徴とする内燃機関。 In an internal combustion engine that has two banks and each cylinder on the same bank explodes at unequal intervals,
Exhaust path communicating means for communicating each exhaust path of each cylinder arranged in the one bank and each exhaust path of each cylinder arranged in the other bank is discharged from the blowdown gas generating cylinder An internal combustion engine provided as blowdown gas pressure wave attenuating means for attenuating a pressure wave of blowdown gas.
前記ブローダウンガス圧力波減衰手段として、前記各バンクの排気経路を前記夫々の触媒装置の前で連通させる連通管を更に設けたことを特徴とする請求項1記載の内燃機関。2. The internal combustion engine according to claim 1, further comprising a communication pipe that communicates the exhaust path of each bank in front of each of the catalyst devices as the blowdown gas pressure wave attenuating means.
前記ブローダウンガス排気経路延長構造として、前記ブローダウンガス発生気筒の排気経路とそのブローダウンガスの影響で内部EGR量が多くなるブローダウンガス流入気筒の排気径路との間に、該ブローダウンガスを前記第1触媒装置の下流側へとバイパスさせるバイパス通路を設けたことを特徴とする請求項3記載の内燃機関。As the blowdown gas exhaust path extension structure, the blowdown gas is provided between the exhaust path of the blowdown gas generating cylinder and the exhaust path of the blowdown gas inflow cylinder where the amount of internal EGR increases due to the effect of the blowdown gas. The internal combustion engine according to claim 3, wherein a bypass passage is provided for bypassing the exhaust gas to the downstream side of the first catalyst device.
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