JP7062967B2 - 多気筒エンジン - Google Patents

多気筒エンジン Download PDF

Info

Publication number
JP7062967B2
JP7062967B2 JP2018008520A JP2018008520A JP7062967B2 JP 7062967 B2 JP7062967 B2 JP 7062967B2 JP 2018008520 A JP2018008520 A JP 2018008520A JP 2018008520 A JP2018008520 A JP 2018008520A JP 7062967 B2 JP7062967 B2 JP 7062967B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust
cylinder
group
passage
engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018008520A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019127852A (ja
Inventor
慶幸 上刎
篤宏 旗生
謙太 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP2018008520A priority Critical patent/JP7062967B2/ja
Priority to EP19152199.6A priority patent/EP3514356B1/en
Priority to US16/250,145 priority patent/US10774794B2/en
Publication of JP2019127852A publication Critical patent/JP2019127852A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7062967B2 publication Critical patent/JP7062967B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/42—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories having two or more EGR passages; EGR systems specially adapted for engines having two or more cylinders
    • F02M26/43—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories having two or more EGR passages; EGR systems specially adapted for engines having two or more cylinders in which exhaust from only one cylinder or only a group of cylinders is directed to the intake of the engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/008—Mounting or arrangement of exhaust sensors in or on exhaust apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/08—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • F01N13/10—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of exhaust manifolds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/08—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • F01N13/10—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of exhaust manifolds
    • F01N13/105—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of exhaust manifolds having the form of a chamber directly connected to the cylinder head, e.g. without having tubes connected between cylinder head and chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/02—Gas passages between engine outlet and pump drive, e.g. reservoirs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18—Multi-cylinder engines
    • F02B75/20—Multi-cylinder engines with cylinders all in one line
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D41/0007—Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • F02D41/0052—Feedback control of engine parameters, e.g. for control of air/fuel ratio or intake air amount
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/008—Controlling each cylinder individually
    • F02D41/0082—Controlling each cylinder individually per groups or banks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1446—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being exhaust temperatures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F1/243—Cylinder heads and inlet or exhaust manifolds integrally cast together
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F1/42—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
    • F02F1/4264—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads of exhaust channels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/14—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/41—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories characterised by the arrangement of the recirculation passage in relation to the engine, e.g. to cylinder heads, liners, spark plugs or manifolds; characterised by the arrangement of the recirculation passage in relation to specially adapted combustion chambers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/45—Sensors specially adapted for EGR systems
    • F02M26/46—Sensors specially adapted for EGR systems for determining the characteristics of gases, e.g. composition
    • F02M26/47—Sensors specially adapted for EGR systems for determining the characteristics of gases, e.g. composition the characteristics being temperatures, pressures or flow rates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2340/00—Dimensional characteristics of the exhaust system, e.g. length, diameter or volume of the apparatus; Spatial arrangements of exhaust apparatuses
    • F01N2340/06—Dimensional characteristics of the exhaust system, e.g. length, diameter or volume of the apparatus; Spatial arrangements of exhaust apparatuses characterised by the arrangement of the exhaust apparatus relative to the turbine of a turbocharger
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2470/00—Structure or shape of gas passages, pipes or tubes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/06—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being a temperature sensor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18—Multi-cylinder engines
    • F02B2075/1804—Number of cylinders
    • F02B2075/1824—Number of cylinders six
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F1/42—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
    • F02F1/4264—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads of exhaust channels
    • F02F2001/4278—Exhaust collectors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)

Description

本発明は、多気筒エンジンに関し、特に排気ガス温度センサを備える多気筒エンジンに関する。
車両用のエンジンでは、窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を抑え、吸気時におけるポンピングロスの低減のために、排気ガスの一部を吸気通路に還流させるＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置が設けられたものがある（特許文献１）。特許文献１では、エンジン本体の各気筒に接続された複数の独立排気通路部（独立排気管）の一部にＥＧＲ通路が接続された構成が開示されている。
また、車両用のエンジンとしては、複数の独立排気通路部（排気ポート）と、当該複数の独立排気通路部が集合されてなる集合排気通路部（ポート集合部）と、がシリンダヘッド内に設けられた構成が採用されたものがある（特許文献２）。特許文献２に開示のエンジンでは、シリンダヘッド内に複数の独立排気通路部と集合排気通路部とが設けられ、シリンダヘッドの側面部に設けられた集合排気通路部の開口部に排気管が接続されている。
特開平１１－２９４２６４号公報 特開２０００－２６５９０５号公報
ところで、上記特許文献２に開示の構成に対して上記特許文献１に開示の構成を組み合わせようとした場合には、排気ガス温度センサの設置箇所が課題となる。即ち、ＥＧＲ装置を採用するエンジンにおいては、ＮＯｘ低減及び吸気充填効率等の観点から排気ガスの温度を正確に検出することが重要となるが、メインテナンスの観点からシリンダヘッド内に排気ガス温度センサを設置することは現実的に困難である。
本発明は、上記のような問題の解決を図ろうとなされたものであって、複数の独立排気通路部及び集合排気通路部がシリンダヘッド内に設けられているとともに、当該複数の独立排気通路部の一部にＥＧＲ通路が接続されている構成においても、排気ガスの温度を正確に検出することができる多気筒エンジンを提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る多気筒エンジンは、シリンダヘッドを含むエンジン本体を有する多気筒エンジンにおいて、前記エンジン本体に設けられ、隣接配置された複数の気筒からなる第１気筒群と、前記エンジン本体に設けられ、隣接配置された複数の気筒からなるとともに前記第１気筒群に隣接した第２気筒群と、前記シリンダヘッドに設けられ、前記第１気筒群における前記複数の気筒の各々に接続された複数の独立排気通路部と、排気ガスの流れ方向における下流側で前記複数の独立排気通路部が集合されてなり、前記シリンダヘッドの側面部に開口部が設けられた集合排気通路部と、を有する第１排気通路群と、前記シリンダヘッドに設けられ、前記第２気筒群における前記複数の気筒の各々に接続された複数の独立排気通路部と、前記排気ガスの流れ方向における下流側で前記複数の独立排気通路部が集合されてなり、前記シリンダヘッドの側面部に開口部が設けられた集合排気通路部と、を有する第２排気通路群と、前記第１排気通路群における前記集合排気通路部の前記開口部に対して接続された第１排気管部と、前記第２排気通路群における前記集合排気通路部の前記開口部に対して接続された第２排気管部と、前記第１排気通路群に一端が接続され、他端が吸気通路に接続されたＥＧＲ通路と、前記第１排気管部に設けられた排気ガス温度センサと、を備え、前記第１排気管部は、当該第１排気管部の管軸が湾曲してなる第１湾曲部を有し、前記排気ガス温度センサは、前記第１湾曲部における前記管軸よりも湾曲に係る径方向外側に配置されている。
上記態様に係る多気筒エンジンでは、ＥＧＲ通路が第１排気通路群に接続され、第１排気管部に排気ガス温度センサが設けられている。そして、第１排気管部は、第１排気通路群における集合排気通路部の開口部に接続されている。
よって、上記態様に係る多気筒エンジンでは、ＥＧＲ通路に導出される排気ガスと略同じ温度を排気ガス温度センサで検出することができる。
また、上記態様に係る多気筒エンジンでは、シリンダヘッドに対して排気ガス温度センサを設けるのではなく、第１排気管部に排気ガス温度センサを設けているので、当該排気ガス温度センサのメインテナンス性に優れる。
また、上記態様に係る多気筒エンジンでは、第１排気管部が第１湾曲部を有し、当該第１湾曲部に排気ガス温度センサが設けられているので、より高い精度での温度検出が可能となる。即ち、上記態様では、第１排気管部に第１湾曲部を設けることにより、当該第１排気管部に導入された排気ガスが管内部でミキシングされ、排気ガス温度センサが高い精度を以って温度検出できる。
また、上記態様に係る多気筒エンジンでは、排気ガス温度センサを第１湾曲部における径方向外側に設けることにより、速い流速で流れる排気ガスの温度を検出することができる。よって、上記態様では、排気ガス温度センサによりより高い精度での温度検出が可能である。
従って、上記態様に係る多気筒エンジンでは、複数の独立排気通路部及び集合排気通路部がシリンダヘッド内に設けられているとともに、当該複数の独立排気通路部の一部にＥＧＲ通路が接続されている構成においても、排気ガスの温度を正確に検出することができる。
本発明の別の一態様に係る多気筒エンジンは、シリンダヘッドを含むエンジン本体を有する多気筒エンジンにおいて、前記エンジン本体に設けられ、隣接配置された複数の気筒からなる第１気筒群と、前記エンジン本体に設けられ、隣接配置された複数の気筒からなるとともに前記第１気筒群に隣接した第２気筒群と、前記シリンダヘッドに設けられ、前記第１気筒群における前記複数の気筒の各々に接続された複数の独立排気通路部と、排気ガスの流れ方向における下流側で前記複数の独立排気通路部が集合されてなり、前記シリンダヘッドの側面部に開口部が設けられた集合排気通路部と、を有する第１排気通路群と、前記シリンダヘッドに設けられ、前記第２気筒群における前記複数の気筒の各々に接続された複数の独立排気通路部と、前記排気ガスの流れ方向における下流側で前記複数の独立排気通路部が集合されてなり、前記シリンダヘッドの側面部に開口部が設けられた集合排気通路部と、を有する第２排気通路群と、前記第１排気通路群における前記集合排気通路部の前記開口部に対して接続された第１排気管部と、前記第２排気通路群における前記集合排気通路部の前記開口部に対して接続された第２排気管部と、前記第１排気通路群に一端が接続され、他端が吸気通路に接続されたＥＧＲ通路と、前記第１排気管部に設けられた排気ガス温度センサと、を備え、前記第１排気管部は、当該第１排気管部の管軸が湾曲してなる第１湾曲部と、前記第１湾曲部に対して前記排気ガスの流れ方向における上流側に、管軸が湾曲してなる第２湾曲部と、を有し、前記第１湾曲部と前記第２湾曲部とは、管軸同士が変曲点を以って接するよう連続しており、前記排気ガス温度センサは、前記第１湾曲部に設けられている。
上記態様に係る多気筒エンジンでは、ＥＧＲ通路が第１排気通路群に接続され、第１排気管部に排気ガス温度センサが設けられている。そして、第１排気管部は、第１排気通路群における集合排気通路部の開口部に接続されている。
よって、上記態様に係る多気筒エンジンでは、ＥＧＲ通路に導出される排気ガスと略同じ温度を排気ガス温度センサで検出することができる。
また、上記態様に係る多気筒エンジンでは、シリンダヘッドに対して排気ガス温度センサを設けるのではなく、第１排気管部に排気ガス温度センサを設けているので、当該排気ガス温度センサのメインテナンス性に優れる。
また、上記態様に係る多気筒エンジンでは、第１排気管部が第１湾曲部を有し、当該第１湾曲部に排気ガス温度センサが設けられているので、より高い精度での温度検出が可能となる。即ち、上記態様では、第１排気管部に第１湾曲部を設けることにより、当該第１排気管部に導入された排気ガスが管内部でミキシングされ、排気ガス温度センサが高い精度を以って温度検出できる。
また、上記態様に係る多気筒エンジンでは、変曲点を以って第１湾曲部と第２湾曲部とが接するように構成されているので、排気ガスが変曲点を通過することにより、第１湾曲部の径方向外側へと偏りを以って流れる。よって、上記態様に係る多気筒エンジンでは、より高い精度で排気ガスの温度を検出することができる。
本発明の別態様に係る多気筒エンジンは、上記態様であって、前記排気ガス温度センサは、前記第１湾曲部における前記管軸よりも湾曲に係る径方向外側に配置されている。
上記態様に係る多気筒エンジンでは、排気ガス温度センサを第１湾曲部における径方向外側に設けることにより、速い流速で流れる排気ガスの温度を検出することができる。よって、上記態様では、排気ガス温度センサによりより高い精度での温度検出が可能である。
本発明の別態様に係る多気筒エンジンは、上記態様であって、前記第１排気管部及び前記第２排気管部に対して前記排気ガスの流れ方向における下流側に設けられ、前記第１排気管部と前記第２排気管部とが集合されてなる集合排気管部を更に備える。
上記態様に係る多気筒エンジンでは、第１排気管部と第２排気管部とが集合されてなる集合排気管部を備えるので、当該集合排気管部よりも下流側の排気通路の軽量化や省スペース化などを図ることができる。
本発明の別態様に係る多気筒エンジンは、上記態様であって、前記第２排気管部は、当該第２排気管部の管軸が前記第１排気管部よりも直線的に設けられている。
上記態様に係る多気筒エンジンでは、第２排気管部が相対的に直線的に設けられているので、当該第２排気管部を通過する排気ガスの排気抵抗を低く抑えることができる。
本発明の別態様に係る多気筒エンジンは、上記態様であって、前記第２排気通路群を気筒軸方向から平面視する場合に、当該第２排気通路群では、前記複数の独立排気通路部の配列方向において、前記集合排気通路部の前記開口部が前記第１排気通路群が隣接する側にオフセット配置されており、前記第１排気通路群を気筒軸方向から平面視する場合に、当該第１排気通路群では、前記複数の独立排気通路部の配列方向において、前記集合排気通路部の前記開口部が前記第２排気通路群における前記開口部の配置形態に比べて、中央側に配置されている。
上記態様に係る多気筒エンジンでは、第１排気通路群における集合排気通路部の開口部の配置と、第２排気通路群における集合排気通路部の開口部の配置と、が互いに異なっており、高い精度での排気ガスの温度検出と、高い排気効率の確保とが両立される。
本発明の別態様に係る多気筒エンジンは、上記態様であって、燃料噴射は、前記第１気筒群に属する前記気筒と、前記第２気筒群に属する前記気筒と、に対して経時的に交互になされる。
上記態様に係る多気筒エンジンでは、第１気筒群に属する気筒と、第２気筒群に属する気筒と、に対して経時的に交互に燃料噴射を行う構成としているので、排気干渉の抑制を図ることができ、さらに高い排気効率を実現することができる。
上記の各態様に係る多気筒エンジンでは、複数の独立排気通路部及び集合排気通路部がシリンダヘッド内に設けられているとともに、当該複数の独立排気通路部の一部にＥＧＲ通路が接続されている構成においても、排気ガスの温度を正確に検出することができる。
実施形態に係る車両におけるエンジンの概略構成を示す模式図である。 エンジンを側方から見た模式側面図である。 エンジンを正面から見た模式正面図である。 エンジンにおけるシリンダヘッドとターボ過給機とを抜き出して示す模式斜視図である。 図４のＶ－Ｖ断面を示す図であって、シリンダヘッドにおける排気ポート及びポート集合部の構成を示す模式断面図である。 エンジンの一部を拡大して示す模式側面図である。 エンジンの一部を上方から見た模式平面図である。 図６のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ断面を示す図であって、ターボ過給機のケーシング通路部における排気ガス温度センサの配設位置を示す模式断面図である。 ターボ過給機のケーシング通路部の形状と排気ガス温度センサの取付位置との関係を示す模式断面図である。
以下では、本発明の実施形態について、図面を参酌しながら説明する。なお、以下で説明の形態は、本発明の一態様であって、本発明は、その本質的な構成を除き何ら以下の形態に限定を受けるものではない。
なお、以下で用いる図面においては、詳細な車両の図示を省略しているが、＋Ｚ側が車両の上下方向における上方側であり、－Ｚ側が車両の上下方向における下方側である。
［実施形態］
１．多気筒エンジン２の概略構成
多気筒エンジン（以下では、単に「エンジン」と記載する。）２の概略構成について、図１を用い説明する。
図１に示すように、本実施形態に係る車両１は、当該車両１に搭載されたエンジン２と、当該エンジン２の駆動制御を実行するＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１０と、を有する。
エンジン２は、エンジン本体３と、吸気装置４と、排気装置５と、ターボ過給機６と、を備える。本実施形態では、エンジン本体３として、６つの気筒３ａ～３ｆを有する多気筒のディーゼルエンジンを一例として採用している。
吸気装置４は、エンジン本体３の吸気ポート（図示を省略。）に接続された吸気通路４１を有する。吸気通路４１の上流端には、エアクリーナ４２が設けられており、新気は、エアクリーナ４２を通り吸気通路４１に取り込まれる。
吸気通路４１には、ターボ過給機６のコンプレッサ６１、スロットルバルブ４３、インタークーラ４４、及びサージタンク４５が介挿されている。吸気通路４１を流れてきた空気は、ターボ過給機６のコンプレッサ６１により過給され、スロットルバルブ４３を通りインタークーラ４４に送られる。インタークーラ４４では、コンプレッサ６１による圧縮により温度上昇した空気の冷却がなされる。
なお、スロットルバルブ４３は、エンジン２の運転中において、基本的に全開若しくはこれに近い状態に維持するように開閉制御が実行される。そして、エンジン２の停止時等の必要時のみ閉弁される。
サージタンク４５は、エンジン本体３の吸気ポート（図示を省略。）との接続部分の直前に設けられており、各気筒３ａ～３ｆへの流入空気量の平準化を図るために設けられている。
排気装置５は、ターボ過給機６のタービン６２が設けられた部分に一端が接続された排気通路５１を有する。排気通路５１には、ＤＯＣ（ディーゼル酸化触媒）５２、ＤＰＦ（ディーゼル微粒子除去フィルタ）５３、排気シャッターバルブ５４、及びサイレンサ５５が介挿されている。
ＤＯＣ５２は、エンジン本体３から排出された排気ガス中のＣＯ及びＨＣを酸化することにより無害化するものであり、ＤＰＦ５３は、排気ガス中に含まれる煤等の微粒子を捕集するものである。排気シャッターバルブ５４は、排気ガスの流れ方向におけるＤＰＦ５３とサイレンサ５５との間に設けられており、サイレンサ５５を通り外部に排気される排気ガスの流量を制御するバルブである。
ターボ過給機６は、コンプレッサ６１及びタービン６２の他に、ケーシング通路部（第１排気管部）６３、ケーシング通路部（第２排気管部）６４、及びケーシング集合部（集合排気管部）６５を有する。ケーシング通路部６３は、気筒３ａ～３ｃからなる第１気筒群３Ａに接続されており、ケーシング通路部６４は、気筒３ｄ～３ｆからなる第２気筒群３ｂに接続されている。ケーシング通路部６３には、排気ガスの温度を検出するための排気ガス温度センサ１０３が設けられている。この詳細については、後述する。
ケーシング集合部６５は、ケーシング通路部６３とケーシング通路部６４とが集合されてなる管部であり、タービン６２が設けられた部分に接続されている。
エンジン２は、ＨＰ－ＥＧＲ（Ｈｉｇｈ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ－Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置７、ＬＰ－ＥＧＲ（Ｌｏｗ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ－Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置８、及びブローバイガス装置９を更に備える。ＨＰ－ＥＧＲ装置７は、ＨＰ－ＥＧＲ通路（ＥＧＲ通路）７１を有している。ＨＰ－ＥＧＲ通路７１は、エンジン本体３のシリンダヘッドと吸気通路４１との間を接続するように設けられている。なお、吸気通路４１におけるＨＰ－ＥＧＲ通路７１の接続箇所は、インタークーラ４４が介挿された箇所とサージタンク４５との間の箇所である。ＨＰ－ＥＧＲ通路７１には、ＥＧＲバルブ７２が介挿されている。ＥＧＲバルブ７２は、吸気通路４１に対して還流させる排気ガスの量を調節するためのバルブである。
ＬＰ－ＥＧＲ装置８は、ＬＰ－ＥＧＲ通路８１を有している。ＬＰ－ＥＧＲ通路８１は、排気通路５１と吸気通路４１とを接続するように設けられている。排気通路５１におけるＬＰ－ＥＧＲ通路８１の接続箇所は、ＤＰＦ５３が介挿された箇所と排気シャッターバルブ５４が介挿された箇所との間の箇所である。吸気通路４１におけるＬＰ－ＥＧＲ通路８１の接続箇所は、エアクリーナ４２が介挿された箇所とターボ過給機６のコンプレッサ６１が介挿された箇所との間の箇所である。
ＬＰ－ＥＧＲ通路８１には、ＥＧＲクーラ８２とＥＧＲバルブ８３とが介挿されている。ＥＧＲバルブ８３は、ＨＰ－ＥＧＲ装置７におけるＥＧＲバルブ７２と同様に、吸気通路４１に対して還流させる排気ガスの量を調節するためのバルブである。ＥＧＲクーラ８２は、吸気通路４１に還流させる排気ガスを冷却するために設けられている。
ブローバイガス装置９は、ブローバイガス通路９１を有している。ブローバイガス通路９１は、エンジン本体３のヘッドカバ内と吸気通路４１とを接続するように設けられている。ブローバイガス通路９１は、エンジン本体３内で発生したブローバイガスを吸気通路４１へと戻すための通路である。
ＥＣＵ１０は、エンジン本体３における燃料噴射タイミングの制御や、各種バルブ４３，５４，７２，８３の開閉制御などを実行する。
２．エンジン２の外観構成
エンジン２の外観構成について、図２及び図３を用い説明する。図２は、エンジン２を側方から見た模式側面図であり、図３は、エンジン２を正面から見た模式正面図である。
図２及び図３に示すように、エンジン２において、エンジン本体３の－Ｙ側の側面部には、ＬＰ－ＥＧＲ装置８のＬＰ－ＥＧＲ通路８１及びＥＧＲクーラ８２や、排気装置５のＤＯＣ５２及びＤＰＦ５３や、ターボ過給機６等が沿うように配置されている。ＬＰ－ＥＧＲ通路８１は、＋Ｚ側に配されたターボ過給機６におけるコンプレッサ６１（図１を参照。）の直前部分と、－Ｚ側に配されたＤＰＦ５３の下流部分と、を接続するように設けられている。ＥＧＲクーラ８２は、Ｚ方向に略沿うように配置されている。
図２に示すように、排気装置５におけるＤＯＣ５２が設けられた箇所からＤＰＦ５３が設けられた箇所に至る部分は、略Ｕ字形状となるように曲折されている。そして、排気通路５１におけるＤＰＦ５３よりも下流側（排気ガスの流れ方向の下流側）の部分は、－Ｚ側（エンジン本体３のオイルパン３３の側）であって－Ｙ側（図２の紙面手前側）を向くように曲折されている。
図３に示すように、排気装置５におけるＤＯＣ５２は、エンジン本体３のシリンダヘッド３１及びヘッドカバ３４の－Ｙ側に近接して配置されている。ＤＰＦ５３は、エンジン本体３のシリンダブロック３２の－Ｙ側に近接して配置されている。
図２に示すように、ターボ過給機６の－Ｘ側には、カバー１０１とカバー１０２とが設けられている。これらカバー１０１，１０２は、断熱性を有するものである。
ここで、本実施形態では、ターボ過給機６として可変容量ターボ過給機を採用している。このため、容量を可変するためのＶＧＴアクチュエータを備えている（詳細な図示などは省略）。カバー１０１は、ターボ過給機６のＶＧＴアクチュエータを、近接するエンジン本体３やＤＰＦ５３などの熱から保護するために設けられている。
同様に、カバー１０２は、ＬＰ－ＥＧＲ装置８におけるＥＧＲバルブ８３（図２及び図３では、図示を省略。）を、近接するエンジン本体３やＤＰＦ５３などの熱から保護するために設けられている。なお、カバー１０１とカバー１０２とは、別体であってもよいし、一体形成されたものであってもよい。
３．シリンダヘッド３１とターボ過給機６との配置関係
シリンダヘッド３１とターボ過給機６との配置関係について、図４を用い説明する。図４は、エンジン２におけるシリンダヘッド３１とターボ過給機６とを抜き出して示す模式斜視図である。
図４に示すように、シリンダヘッド３１は、Ｘ方向に長い略直方体形状を有している。シリンダヘッド３１の＋Ｚ側は開口されており（上方開口部３１ａ）、ヘッドカバ３４が取り付けられることにより塞がれる（図３を参照）。
ターボ過給機６は、シリンダヘッド３１の－Ｙ側の側面部３１ｂに沿うように配置されている。そして、ターボ過給機６のケーシング通路部６３，６４（図４では、図示の都合上、ケーシング通路部６３のみを図示。）が、シリンダヘッド３１の側面部３１ｂに開口された排気ポートに接続されている。これについては、後述する。
ケーシング通路部６３，６４に続くケーシング集合部６５は、ケーシング通路部６３，６４の－Ｙ側で＋Ｚ側に向けて曲折されている。そして、ケーシング集合部６５は、タービン６２が設けられた部分に接続されている。
４．シリンダヘッド３１における排気ポート３１ｃ～３１ｈ，３１ｊ～３１ｏ及びポート集合部３１ｉ，３１ｐの構成
シリンダヘッド３１における排気ポート３１ｃ～３１ｈ，３１ｊ～３１ｏ及びポート集合部３１ｉ，３１ｐの構成について、図５を用い説明する。図５は、図４のＶ－Ｖ断面を示す模式断面図である。
図５に示すように、本実施形態に係るエンジン本体３では、＋Ｚ側から順に、＃１気筒３ａ、＃２気筒３ｂ、＃３気筒３ｃ、＃４気筒３ｄ、＃５気筒３ｅ、＃６気筒３ｆが配列されている。なお、図５では、シリンダヘッド３１の気筒３ａ～３ｆに相当する箇所を示すために符号３ａ～３ｆを付している。
本実施形態では、＃１気筒３ａ～＃３気筒３ｃからなるグループを第１気筒群３Ａとし、＃４気筒３ｄ～＃６気筒３ｆからなるグループを第２気筒群３Ｂとする。本実施形態に係るエンジン２では、第１気筒群３Ａに属する＃１気筒３ａ～＃３気筒３ｃに対しては、連続して燃料噴射がされず、同様に、第２気筒群３Ｂに属する＃４気筒３ｄ～＃６気筒３ｆに対しても、連続して燃料噴射がされないように駆動制御される。具体的に、エンジン２においては、＃１気筒３ａ⇒＃５気筒３ｅ⇒＃３気筒３ｃ⇒＃６気筒３ｆ⇒＃２気筒３ｂ⇒＃４気筒３ｄの順に燃料が噴射される。
＃１気筒３ａには、排気ポート（独立排気通路部）３１ｃと排気ポート（独立排気通路部）３１ｄとが接続されている。同様に、＃２気筒３ｂには、排気ポート（独立排気通路部）３１ｅと排気ポート（独立排気通路部）３１ｆとが接続され、＃３気筒３ｃには、排気ポート（独立排気通路部）３１ｇと排気ポート（独立排気通路部）３１ｈとが接続されている。
排気ポート３１ｃ～３１ｈは、シリンダヘッド３１における－Ｙ側の部分に設けられたポート集合部３１ｉで集合されている。本実施形態では、排気ポート３１ｃ～３１ｈとポート集合部３１ｉとを纏めて第１排気ポート群（第１排気通路群）３１Ａと呼ぶ。即ち、本実施形態では、第１気筒群３Ａに対応して設けられた排気通路を第１排気ポート群３１Ａと呼ぶ。
ターボ過給機６のケーシング通路部６３は、第１排気ポート群３１Ａにおけるポート集合部３１ｉに接続されている。具体的には、ケーシング通路部６３は、ポート集合部３１ｉにおける排気ガスの流れ方向下流側の開口部３１ｕに対して接続されている。
＃４気筒３ｄには、排気ポート（独立排気通路部）３１ｊと排気ポート（独立排気通路部）３１ｋとが接続されて、＃５気筒３ｅには、排気ポート（独立排気通路部）３１ｌと排気ポート（独立排気通路部）３１ｍとが接続され、＃６気筒３ｆには、排気ポート（独立排気通路部）３１ｎと排気ポート（独立排気通路部）３１ｏとが接続されている。
排気ポート３１ｊ～３１ｏは、シリンダヘッド３１における－Ｙ側の部分に設けられたポート集合部３１ｐで集合されている。上記同様に、本実施形態では、排気ポート３１ｊ～３１ｏとポート集合部３１ｐとを纏めて第２排気ポート群（第２排気通路群）３１Ｂと呼ぶ。
ターボ過給機６のケーシング通路部６４は、第２排気ポート群３１Ｂにおけるポート集合部３１ｐに接続されている。具体的には、ケーシング通路部６４は、ポート集合部３１ｐにおける排気ガスの流れ方向下流側の開口部３１ｖに対して接続されている。
第１排気ポート群３１Ａでは、Ｘ方向において、＃１気筒３ａに排気ポート３１ｃが接続された箇所から＃３気筒３ｃに排気ポート３１ｈが接続された箇所までの範囲の略中央となる部分にポート集合部３１ｉの開口部３１ｕが配置されている。換言すると、ポート集合部３１ｉの開口部３１ｕは、＃２気筒３ｂに排気ポート３１ｆが接続された箇所の－Ｙ側にポート集合部３１ｉが配置されている。即ち、第１排気ポート群３１Ａでは、排気ポート３１ｃ～３１ｈが等長（略等長）に設定されている。
一方、第２排気ポート群３１Ｂでは、Ｘ方向において、＃４気筒３ｄに排気ポート３１ｊが接続された箇所から＃６気筒３ｆに排気ポート３１ｏが接続された箇所までの範囲の中央に対して、＋Ｘ側（第１排気ポート群３１Ａが隣接する側）にオフセットした状態でポート集合部３１ｐの開口部３１ｖが配置されている。より具体的には、ポート集合部３１ｐの開口部３１ｖは、Ｘ方向において、＃４気筒３ｄに排気ポート３１ｊが接続された箇所よりも＋Ｘ側に配置されている。
図５に示すように、エンジン本体３のシリンダヘッド３１においては、ＨＰ－ＥＧＲ通路７１が排気ポート３１ｃにのみ選択的に接続されている。ＨＰ－ＥＧＲ通路７１は、その少なくとも一部がシリンダヘッド３１内に形成されている。
ＨＰ－ＥＧＲ通路７１は、排気ポート３１ｃとの接続部分から＋Ｘ側に向けて延び、先端部分で＋Ｙ側に向けて曲折されている。ＨＰ－ＥＧＲ通路７１は、排気ポート３１ｃにおける排気ポート３１ｄとの合流箇所よりも＋Ｙ側（排気ガスの流れ方向の上流側）の箇所に接続されている。
５．排気ガス温度センサ１０３の配設箇所
排気ガス温度センサ１０３の配設箇所について、図６及び図７を用い説明する。図６は、エンジン２の一部を拡大して側方側から示す模式側面図であり、図７は、エンジン２の一部を拡大して上方側から示す模式平面図である。
図６及び図７に示すように、エンジン２では、排気ガス温度センサ１０３は、ケーシング通路部６３の＋Ｚ側の部分に設けられている。図７に示すように、排気ガス温度センサ１０３は、ケーシング通路部６３における＋Ｙ側の部分（シリンダヘッド３１の側面部３１ｂに近接する部分）に設けられている。
排気ガス温度センサ１０３には、検出信号（温度情報）をＥＣＵ１０（図１を参照。）に送出するためのセンサーケーブル１０４が接続されている。センサーケーブル１０４は、排気ガス温度センサ１０３がケーシング通路部６３に取り付けられた箇所から＋Ｚ側に延びるように配設されている。図７に示すように、センサーケーブル１０４は、シリンダヘッド３１の側面部３１ｂに沿って＋Ｚ側に延びている。
６．ケーシング通路部６３に対する排気ガス温度センサ１０３の配設箇所の詳細
エンジン２におけるケーシング通路部６３に対する排気ガス温度センサ１０３の配設箇所の詳細について、図８及び図９を用い説明する。図８は、図６のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ断面を示す模式断面図であり、図９は、ケーシング通路部６３，６４及びケーシング集合部６５を拡大して示す模式断面図である。
図８に示すように、ケーシング通路部６３は、当該ケーシング通路部６３の開口部６３ａが、第１排気ポート群３１Ａにおけるポート集合部３１ｉの開口部３１ｕに対して気密に接続されている。同様に、ケーシング通路部６４は、当該ケーシング通路部６４の開口部６４ａが、第２排気ポート群３１Ｂにおけるポート集合部３１ｐの開口部３１ｖに対して気密に接続されている。
ターボ過給機６では、ケーシング集合部６３及びケーシング集合部６４の下流側（排気ガスの流れ方向における下流側）に、ケーシング通路部６３とケーシング通路部６４とが集合されてなるケーシング集合部６５を有する。ケーシング集合部６５は、Ｘ方向において、開口部６３ａと開口部６４ａとの中間箇所よりも－Ｘ側（第２排気ポート群３１Ｂの側）にオフセット配置されている。
図９に示すように、ケーシング通路部６３の中心軸Ａｘ６３は、互いに接する３つの中心軸Ａｘ６３ｂ，Ａｘ６３ｃ，Ａｘ６３ｄとから構成されている。
ケーシング通路部６３における中心軸Ａｘ６３ｂを有する部分（箇所Ｐ１から箇所Ｐ２に至る部分）は、＋Ｙ側に曲率の中心を有する状態で湾曲している（上流側湾曲部６３ｂ）。ケーシング通路部６３における中心軸Ａｘ６３ｃを有する部分（箇所Ｐ２から箇所Ｐ３に至る部分）は、－Ｙ側に曲率の中心を有する状態で湾曲している（下流側湾曲部６３ｃ）。ケーシング通路部６３における中心軸Ａｘ６３ｄを有する部分（箇所Ｐ３から箇所Ｐ４に至る部分）は、略直管状の部分である（直伸部６３ｄ）。なお、本実施形態に係る上流側湾曲部６３ｂは「第２湾曲部」に相当し、下流側湾曲部６３ｃは「第１湾曲部」に相当する。
上流側湾曲部６３ｂの中心軸Ａｘ６３ｂと第２湾曲部６３ｃの中心軸Ａｘ６３ｃとは、変曲点である箇所Ｐ２で互いに接している。
排気ガス温度センサ１０３におけるセンサーヘッド１０３ａは、下流側湾曲部６３ｃにおける箇所Ｐ３よりも箇所Ｐ２に近い部分であって、中心軸Ａｘ６３ｃよりも径方向外側の部分に配設されている。
一方、図９に示すように、ケーシング通路部６４は、開口部６４ａの箇所Ｐ５からケーシング集合部６５との接続部である箇所Ｐ４に至るまで、中心軸Ａｘ６４が略直線状に延びている。
７．ケーシング通路部６３及びケーシング通路部６４における排気ガスの流れ
ケーシング通路部６３及びケーシング通路部６４における排気ガスの流れについて、引き続き図９を用い説明する。
図９に示すように、ケーシング通路部６３に導入された排気ガスＦ１は、先ず上流側湾曲部６３ｂを通過する。この際、排気ガスＦ１は、湾曲に係る径方向内側を流れる排気ガスＦ２と、湾曲に係る径方向外側を流れる排気ガスＦ３と、を含む。ここで、開口部６３ａから上流側湾曲部６３ｂに導入された排気ガスＦ１は、開口部６３ａに近い領域では－Ｙ側に向けた方向で流れるが、湾曲に係る径方向外側の壁部で流れ方向が－Ｘ側へと修正される。このとき、排気ガスの流れの一部は、－Ｘ側であって＋Ｙ側にも流れ方向が変えられ、排気ガスＦ２の一部をなす。
下流側湾曲部６３ｃを通過する排気ガスＦ４～Ｆ６においては、下流側湾曲部６３ｃにおける湾曲に係る径方向外側での排気ガスＦ４，Ｆ６が、径方向内側での排気ガスＦ５よりも流速が速くなる。即ち、下流側湾曲部６３ｃにおいては、排気ガス温度センサ１０３のセンサーヘッド１０３ａに対して、湾曲に係る径方向内側よりも速い流速の排気ガスＦ４，Ｆ６が通過することとなる。
直伸部６３ｄへと送られた排気ガスＦ７，Ｆ８は、当該直伸部６３ｄを進み、ケーシング集合部６５へと導出される。
一方、ケーシング通路部６４に導入された排気ガスＦ９は、ケーシング通路部６４を直進する（排気ガスＦ１０，Ｆ１１）。ケーシング通路部６４を流れる排気ガスＦ１０と排気ガスＦ１１とでは、流速の際は殆どないか、あっても微差である。これは、排気ガスＦ１０，Ｆ１１が共に直進するために流速の際を殆ど生じないことによるものである。
ケーシング通路部６４を進む排気ガスＦ１２，Ｆ１３は、そのままケーシング集合部６５へと導出される。
８．効果
本実施形態に係るエンジン２では、ＨＰ－ＥＧＲ通路７１が第１排気ポート群３１Ａの排気ポート３１ｃに接続され、ケーシング通路部６３に排気ガス温度センサ１０３が設けられている。そして、ケーシング通路部６３は、その開口部６３ａが第１排気ポート群３１Ａにおけるポート集合部３１ｉの開口部３１ｕに接続されている。
よって、本実施形態に係るエンジン２では、ＨＰ－ＥＧＲ通路７１に導出される排気ガスと近似した温度を排気ガス温度センサ１０３で検出することができる。
また、本実施形態に係るエンジン２では、シリンダヘッド３１に対して排気ガス温度センサ１０３を設けるのではなく、ケーシング通路部６３に排気ガス温度センサ１０３を設けているので、当該排気ガス温度センサ１０３のメインテナンス性に優れる。
さらに、図６を用い説明したように、本実施形態に係るエンジン２では、排気ガス温度センサ１０３に接続されたセンサーケーブル１０４が＋Ｚ側（車両１の上方側）に向けて延びるように配設されているので、さらに高いメインテナンス性を確保することができる。
本実施形態に係るエンジン２では、ケーシング通路部６３が下流側湾曲部６３ｃを有し、当該下流側湾曲部６３ｃに排気ガス温度センサ１０３のセンサーヘッド１０３ａが設けられているので、より高い精度での温度検出が可能となる。即ち、本実施形態では、ケーシング通路部６３に下流側湾曲部６３ｃを設けることにより、当該ケーシング通路部６３に導入された排気ガスＦ１が管内部でミキシングされ、排気ガス温度センサ１０３が高い精度を以って温度検出できる。
本実施形態に係るエンジン２では、排気ガス温度センサ１０３を下流側湾曲部６３ｃにおける径方向外側（中心軸Ａｘ６３ｃよりも径方向外側）に設けることにより、速い流速で流れる排気ガスＦ４，Ｆ６の温度を検出することができる。よって、本実施形態に係るエンジン２では、排気ガス温度センサ１０３により更に高い精度での温度検出が可能である。
本実施形態に係るエンジン２では、変曲点（箇所Ｐ２）を以って上流側湾曲部６３ｂと下流側湾曲部６３ｃとが接するように構成されているので、排気ガスＦ２，Ｆ３が変曲点（箇所Ｐ２）を通過することにより、下流側湾曲部６３ｃの径方向外側へと偏りを以って流れる。よって、本実施形態に係るエンジン２では、より高い精度で排気ガスの温度を検出することができる。
本実施形態に係るエンジン２では、ケーシング通路部６３とケーシング通路部６４とが集合されてなるケーシング集合部６５を備えるので、当該ケーシング集合部６５よりも下流側の排気通路５１の軽量化や省スペース化などを図ることができる。
本実施形態に係るエンジン２では、ケーシング通路部６４が略直線的に設けられている（中心軸Ａｘ６４が略直線である）ので、ケーシング通路部６４を通過する排気ガスＦ１０～Ｆ１３の排気抵抗を低く抑えることができる。
本実施形態に係るエンジン２では、図５等を用い説明したように、第１排気ポート群３１Ａにおけるポート集合部３１ｉの開口部３１ｕの配置と、第２排気ポート群３１Ｂにおけるポート集合部３１ｐの開口部３１ｖの配置と、が互いに異なっており、高い精度での排気ガスの温度検出と、高い排気効率の確保とが両立される。
本実施形態に係るエンジン２では、第１気筒群３Ａに属する気筒３ａ～３ｃと、第２気筒群３Ｂに属する気筒３ｄ～３ｆと、に対して経時的に交互に燃料噴射を行う構成としているので、排気干渉の抑制を図ることができ、さらに高い排気効率を実現することができる。
以上のように、本実施形態に係るエンジン２では、複数の排気ポート３１ｃ～３１ｈ，３１ｊ～３１ｏ及びポート集合部３１ｉ，３１ｐがシリンダヘッド３１内に設けられているとともに、排気ポート３１ｃにＨＰ－ＥＧＲ通路７１が接続されている構成においても、排気ガス温度センサ１０３で排気ガスの温度を正確に検出することができる。
［変形例］
上記実施形態に係るエンジン２では、第１排気ポート群３１ＡにのみＨＰ－ＥＧＲ通路７１を選択的に接続することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。第２排気ポート群３１ＢにＥＧＲ通路を接続することとしてもよいし、第１排気ポート群３１Ａと第２排気ポート群３１Ｂとの両方にＥＧＲ通路を接続することとしてもよい。
なお、排気ガス温度センサの配置については、ＥＧＲ通路を接続する側の排気ポート群に対して接続される排気管部に設ければよい。
上記実施形態では、エンジン２において、気筒休止装置の有無については特に説明しなかったが、本発明では、エンジンにおいて気筒休止装置を採用することとしてもよい。
なお、気筒休止装置を採用する場合には、気筒休止しない側の排気ポート群に接続される排気管部に排気ガス温度センサを設けることができる。
また、本発明では、シリンダヘッドの側面部に接続される排気管部（上記実施形態の「ケーシング通路部６３，６４」に相当。）からＥＧＲ通路を分岐することもできる。
上記実施形態では、１つの気筒に対して２つの排気ポートを接続してなる構成を採用したが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、１つの気筒に対して１つの排気ポートを接続してなる構成や、１つの気筒に対して３つ以上の排気ポートを接続してなる構成を採用することもできる。
上記実施形態では、エンジン２が１つのターボ過給機６を備える構成を一例として採用したが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、ターボ過給機を備えない自然吸気エンジンを採用することもできるし、２つ以上のターボ過給機を備える構成、電動過給機や機械式過給機などを備える構成などを採用することもできる。
上記実施形態では、エンジン本体３の一例として６気筒のディーゼルエンジンを採用することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、気筒数については、４気筒や５気筒であってもよいし、７気筒以上であってもよい。また、エンジン種類については、ガソリンエンジンであってもよいし、エンジンの形式についても、直列型に限らず、Ｖ型やＷ型、あるいは水平対向などを採用することもできる。
２ 多気筒エンジン
３ エンジン本体
３Ａ 第１気筒群
３Ｂ 第２気筒群
３ａ～３ｆ 気筒
４ 吸気装置
５ 排気装置
６ ターボ過給機
７ ＨＰ－ＥＧＲ装置
３１ シリンダヘッド
３１Ａ 第１排気ポート群（第１排気通路群）
３１Ｂ 第２排気ポート群（第２排気通路群）
３１ｃ～３１ｈ，３１ｊ～３１ｏ 排気ポート（独立排気通路部）
３１ｉ，３１ｐ ポート集合部（集合排気通路部）
３１ｕ，３１ｖ 開口部
５１ 排気通路
６３ ケーシング通路部（第１排気管部）
６３ｂ 上流側湾曲部（第２湾曲部）
６３ｃ 下流側湾曲部（第１湾曲部）
６４ ケーシング通路部（第２排気管部）
６５ ケーシング集合部（集合排気管部）
７１ ＨＰ－ＥＧＲ通路（ＥＧＲ通路）
１０３ 排気ガス温度センサ
１０３ａ センサーヘッド
Ａｘ６３，Ａｘ６３ｂ，Ａｘ６３ｃ 管軸

Claims (7)

  1. シリンダヘッドを含むエンジン本体を有する多気筒エンジンにおいて、
    前記エンジン本体に設けられ、隣接配置された複数の気筒からなる第１気筒群と、
    前記エンジン本体に設けられ、隣接配置された複数の気筒からなるとともに前記第１気筒群に隣接した第２気筒群と、
    前記シリンダヘッドに設けられ、前記第１気筒群における前記複数の気筒の各々に接続された複数の独立排気通路部と、排気ガスの流れ方向における下流側で前記複数の独立排気通路部が集合されてなり、前記シリンダヘッドの側面部に開口部が設けられた集合排気通路部と、を有する第１排気通路群と、
    前記シリンダヘッドに設けられ、前記第２気筒群における前記複数の気筒の各々に接続された複数の独立排気通路部と、前記排気ガスの流れ方向における下流側で前記複数の独立排気通路部が集合されてなり、前記シリンダヘッドの側面部に開口部が設けられた集合排気通路部と、を有する第２排気通路群と、
    前記第１排気通路群における前記集合排気通路部の前記開口部に対して接続された第１排気管部と、
    前記第２排気通路群における前記集合排気通路部の前記開口部に対して接続された第２排気管部と、
    前記第１排気通路群に一端が接続され、他端が吸気通路に接続されたＥＧＲ通路と、
    前記第１排気管部に設けられた排気ガス温度センサと、
    を備え、
    前記第１排気管部は、当該第１排気管部の管軸が湾曲してなる第１湾曲部を有し、
    前記排気ガス温度センサは、前記第１湾曲部における前記管軸よりも湾曲に係る径方向外側に配置されている、
    多気筒エンジン。
  2. シリンダヘッドを含むエンジン本体を有する多気筒エンジンにおいて、
    前記エンジン本体に設けられ、隣接配置された複数の気筒からなる第１気筒群と、
    前記エンジン本体に設けられ、隣接配置された複数の気筒からなるとともに前記第１気筒群に隣接した第２気筒群と、
    前記シリンダヘッドに設けられ、前記第１気筒群における前記複数の気筒の各々に接続された複数の独立排気通路部と、排気ガスの流れ方向における下流側で前記複数の独立排気通路部が集合されてなり、前記シリンダヘッドの側面部に開口部が設けられた集合排気通路部と、を有する第１排気通路群と、
    前記シリンダヘッドに設けられ、前記第２気筒群における前記複数の気筒の各々に接続された複数の独立排気通路部と、前記排気ガスの流れ方向における下流側で前記複数の独立排気通路部が集合されてなり、前記シリンダヘッドの側面部に開口部が設けられた集合排気通路部と、を有する第２排気通路群と、
    前記第１排気通路群における前記集合排気通路部の前記開口部に対して接続された第１排気管部と、
    前記第２排気通路群における前記集合排気通路部の前記開口部に対して接続された第２排気管部と、
    前記第１排気通路群に一端が接続され、他端が吸気通路に接続されたＥＧＲ通路と、
    前記第１排気管部に設けられた排気ガス温度センサと、
    を備え、
    前記第１排気管部は、当該第１排気管部の管軸が湾曲してなる第１湾曲部と、前記第１湾曲部に対して前記排気ガスの流れ方向における上流側に、管軸が湾曲してなる第２湾曲部と、を有し、
    前記第１湾曲部と前記第２湾曲部とは、管軸同士が変曲点を以って接するよう連続しており、
    前記排気ガス温度センサは、前記第１湾曲部に設けられている、
    多気筒エンジン。
  3. 請求項２に記載の多気筒エンジンであって、
    前記排気ガス温度センサは、前記第１湾曲部における前記管軸よりも湾曲に係る径方向外側に配置されている、
    多気筒エンジン。
  4. 請求項１から請求項３の何れかに記載の多気筒エンジンであって、
    前記第１排気管部及び前記第２排気管部に対して前記排気ガスの流れ方向における下流側に設けられ、前記第１排気管部と前記第２排気管部とが集合されてなる集合排気管部を更に備える、
    多気筒エンジン。
  5. 請求項１から請求項４の何れかに記載の多気筒エンジンであって、
    前記第２排気管部は、当該第２排気管部の管軸が前記第１排気管部よりも直線的に設けられている、
    多気筒エンジン。
  6. 請求項１から請求項５の何れかに記載の多気筒エンジンであって、
    前記第２排気通路群を気筒軸方向から平面視する場合に、当該第２排気通路群では、前記複数の独立排気通路部の配列方向において、前記集合排気通路部の前記開口部が前記第１排気通路群が隣接する側にオフセット配置されており、
    前記第１排気通路群を気筒軸方向から平面視する場合に、当該第１排気通路群では、前記複数の独立排気通路部の配列方向において、前記集合排気通路部の前記開口部が前記第２排気通路群における前記開口部の配置形態に比べて、中央側に配置されている、
    多気筒エンジン。
  7. 請求項１から請求項６の何れかに記載の多気筒エンジンであって、
    燃料噴射は、前記第１気筒群に属する前記気筒と、前記第２気筒群に属する前記気筒と、に対して経時的に交互になされる、
    多気筒エンジン。
JP2018008520A 2018-01-23 2018-01-23 多気筒エンジン Active JP7062967B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018008520A JP7062967B2 (ja) 2018-01-23 2018-01-23 多気筒エンジン
EP19152199.6A EP3514356B1 (en) 2018-01-23 2019-01-17 Multi-cylinder engine
US16/250,145 US10774794B2 (en) 2018-01-23 2019-01-17 Multi-cylinder engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018008520A JP7062967B2 (ja) 2018-01-23 2018-01-23 多気筒エンジン

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019127852A JP2019127852A (ja) 2019-08-01
JP7062967B2 true JP7062967B2 (ja) 2022-05-09

Family

ID=65036625

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018008520A Active JP7062967B2 (ja) 2018-01-23 2018-01-23 多気筒エンジン

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10774794B2 (ja)
EP (1) EP3514356B1 (ja)
JP (1) JP7062967B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11136945B2 (en) * 2019-06-18 2021-10-05 GM Global Technology Operations LLC Cylinder head with integrated exhaust manifold and dedicated exhaust gas recirculation port

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012031846A (ja) 2010-06-29 2012-02-16 Mazda Motor Corp 水冷式エンジンの冷却装置及びその製造方法
CN202745980U (zh) 2012-07-03 2013-02-20 东风康明斯发动机有限公司 一种发动机双通道组合排气歧管
WO2015068504A1 (ja) 2013-11-07 2015-05-14 本田技研工業株式会社 排気構造
JP2015222050A (ja) 2014-05-23 2015-12-10 マツダ株式会社 内燃機関の排気装置
US20160169095A1 (en) 2014-12-15 2016-06-16 Hyundai Motor Company Engine control system and method
JP2017120026A (ja) 2015-12-28 2017-07-06 川崎重工業株式会社 車両の排気装置
US20170254298A1 (en) 2016-03-03 2017-09-07 Ford Global Technologies, Llc Cylinder head of an internal combustion engine

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2024041A1 (de) * 1970-05-16 1971-12-02 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Zylinderkopf für eine mehrzylindrige Hubkolbenbrennkraftmaschine
JPS56101444U (ja) * 1979-12-28 1981-08-10
JPS58162225U (ja) * 1982-04-26 1983-10-28 トヨタ自動車株式会社 排気浄化装置
JPS6065238A (ja) * 1983-09-19 1985-04-15 Toyota Motor Corp 分割運転制御式内燃機関
JPS6155355A (ja) * 1984-08-27 1986-03-19 Mazda Motor Corp 多気筒エンジンの排気ガス還流装置
JPH11294264A (ja) 1998-04-15 1999-10-26 Hino Motors Ltd 排ガス再循環装置
JP2000265905A (ja) 1999-03-18 2000-09-26 Honda Motor Co Ltd 多気筒エンジン
JP4391275B2 (ja) * 2004-03-09 2009-12-24 三菱電機株式会社 多気筒エンジンの運転制御装置
DE102008058852B4 (de) * 2007-12-14 2018-02-15 Hyundai Motor Company Motor mit einem integral mit einem Zylinderkopf ausgebildeten Abgaskrümmer
EP2172635B1 (de) * 2008-10-02 2018-12-12 Ford Global Technologies, LLC Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine mit zwei integrierten Abgaskrümmern und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem derartigen Zylinderkopf
EP2532869B1 (de) * 2011-06-10 2023-09-13 Ford Global Technologies, LLC Brennkraftmaschine mit mindestens vier in Reihe angeordneten Zylindern
JP6104302B2 (ja) * 2015-03-12 2017-03-29 三菱電機株式会社 車載エンジン制御装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012031846A (ja) 2010-06-29 2012-02-16 Mazda Motor Corp 水冷式エンジンの冷却装置及びその製造方法
CN202745980U (zh) 2012-07-03 2013-02-20 东风康明斯发动机有限公司 一种发动机双通道组合排气歧管
WO2015068504A1 (ja) 2013-11-07 2015-05-14 本田技研工業株式会社 排気構造
JP2015222050A (ja) 2014-05-23 2015-12-10 マツダ株式会社 内燃機関の排気装置
US20160169095A1 (en) 2014-12-15 2016-06-16 Hyundai Motor Company Engine control system and method
JP2017120026A (ja) 2015-12-28 2017-07-06 川崎重工業株式会社 車両の排気装置
US20170254298A1 (en) 2016-03-03 2017-09-07 Ford Global Technologies, Llc Cylinder head of an internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
EP3514356A1 (en) 2019-07-24
US10774794B2 (en) 2020-09-15
EP3514356B1 (en) 2020-07-29
JP2019127852A (ja) 2019-08-01
US20190226428A1 (en) 2019-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4496248B2 (ja) Ｅｇｒ装置付き過給エンジン
JP5812102B2 (ja) 過給機付き内燃機関
JP7043849B2 (ja) エンジンの吸排気装置
WO2017169982A1 (ja) ターボ過給機付エンジン
JP2007231906A (ja) 多気筒エンジン
JP7062967B2 (ja) 多気筒エンジン
US11053894B2 (en) Multi-cylinder engine
JP2019127917A (ja) エンジンの吸排気装置
GB2484481A (en) EGR valve assembly for internal combustion engines
EP3514362B1 (en) Multi-cylinder engine, and cylinder head
JP6399041B2 (ja) ターボ過給機付エンジン
JP5168268B2 (ja) 内燃機関の排気還流装置
JP2019127919A (ja) エンジンの吸気装置
JP7127285B2 (ja) ターボ過給機付エンジン
JP7151208B2 (ja) 多気筒エンジンの吸気装置
JP6209989B2 (ja) ターボ過給機付きエンジン
JP4860451B2 (ja) 内燃機関
JP5670170B2 (ja) 過給式多気筒エンジン
JP2019127916A (ja) エンジンの吸排気装置
JP7234649B2 (ja) 車両用内燃機関
JP7356083B2 (ja) エンジンの吸気装置
JP6399042B2 (ja) ターボ過給機付エンジン
JP7151209B2 (ja) 多気筒エンジンの吸気装置
WO2022014407A1 (ja) 内燃機関
JP6460028B2 (ja) ターボ過給機付エンジン

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201215

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211130

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220118

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220322

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220404

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7062967

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150