JPH01200019A - 多気筒エンジンの排気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、例えば、デュアルタイプの排気系を備えた
ような多気筒エンジンの排気装置に関する。

（従来技術） 従来、上述例の多気筒エンジンの排気装置としては、例
えば、特開昭６１−２８３７２２号公報に記載の排気装
置がある。

すなわち、爆発順序（点火順序）が連続する２気筒の排
気管を合流する際、爆発順序が遅い方の気筒の排気管を
他の組の同排気管と上述の合流部より上流で分岐管によ
り互いに連通ずることにより、先行する気筒の排気圧力
波を他の気筒の吸気行程に影響を与えないようにした排
気装置である。

一方、従来の排気装置としては、排気行程が連続しない
気筒の排気通路同士を集合させて複数の排気通路群を設
けると共に、一部の排気通路を分岐管により連通させて
、排気干渉をなくし、以て高出力化を図った排気装置が
ある。

しかし、上述の何れの従来装置においてもエンジン低負
荷時に内部ＢＧＲ量を増大制御して、燃費、ＮＯｘ、Ｈ
Ｃの低減を図ることができない問題点を有していた。

（発明の目的） この発明は、エンジン低負荷時においては内部ＢＧＲ量
を増大制御して、燃費、ＮＯｘ、ＨＣの低減を図ること
ができ、エンジン高負荷時においては排気抵抗を低減さ
せて、出力の向上を図ることができる多気筒エンジンの
排気装置の提供を目的とする。

（発明の構成） この発明は、排気工程が連続しない気筒の排気通路同士
を集合させて複数の排気通路群を設けた多気筒エンジン
の排気装置であって、上記各気筒の排気通路をそれぞれ
連通する連通部分と、少なくとも１つの排気通路群の各
連通部分に設けられた開閉弁と、上記開閉弁を同一排気
通路群毎に低負荷時に開弁制御し、高負荷時に閉弁制御
させる制御手段とを備えた多気筒エンジンの排気装置で
あることを特徴とする。

（発明の効果） この発明によれば、低負荷時には上述の制御手段で開閉
弁を開閉制御するので、要求ＥＧＲ量の多いエンジン低
負荷時においては、排気ブローダウンを連通路を介して
点火順序が直前の排気行程の気筒に圧力差により還流し
て、当該気筒の内部ＥＧＲ量を増加させることができる
。

この結果、ボンピングロスが低減して燃費の改善を図る
ことができる効果がある。

また、内部ＥＧＲはＥＧＲ温度が高く、燃料の気化霧化
が良くなるので、ＮＯｘ、ＨＣ（ハイドロカーボン）の
低減を図ることができる効果がある。

一方、高負荷時には上述の制御手段で開閉弁を閉弁制御
して、ブローダウンによる背圧上昇を避けると共に、排
気抵抗の低減させることができるので、出力の向上を図
ることができる効果がある。

（実施例） この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。

図面は多気筒エンジンの排気装置を示し、第１図におい
て、第１気筒１、第２気筒２、第３気筒３および第４気
筒４のそれぞれの排気ボート５゜６．７．８に排気通路
９，１０，１１．１２を接続し、上述の多気ｆ！？ｉ１
〜４の点火順序を第１気筒１、第３気筒３、第４気筒４
、第２気筒２の順に設定している。

そして、排気行程が連続しない第１気筒１の排気通路９
と第４気筒４の排気通路１２とを集合させて第１集合部
１３を形成し、同様に排気行程が連続しない第２気筒２
の排気通路１０と第３気筒３の排気通路１１とを集合さ
せて第２集合部１４を形成して、上述の合計４本の排気
通路９〜１２を２つの排気通路群１５．１６に区分して
いる。

また、上述の第１および第２の各集合部１３゜１４に連
通させた各排気管１７．１８を、その下流側において集
合させて第３１合部１９を形成すると共に、この第３集
合部１９には集合排気通路２０を連通させている。

さらに、前述の各排気ボート５〜８の近傍において各気
筒１〜４の排気通路９，１０，１１．１２をそれぞれ連
通する連通路２１を設け、１つの排気通路群１６におけ
る連通路２１と排気通路１０．１１とが互いに連通ずる
各連通部分２２．２３には、同一の弁軸２４により開閉
される開閉弁２５．２６を配設している。

上述の弁軸２４の外端には第２図に示すように、リンク
２７を介してアクチュエータ２８の操作ロッド２９を連
結し、この操作ロッド２９をダイヤフラム３０に固定す
ると共に、上述のアクチュエータ２８のスプリング室３
１を、三方ソレノイド弁３２および逆止弁３３を介して
例えば吸気負圧作用部位としての吸気マニホルドのスロ
ットル弁後位に接続している。

上述の三方ソレノイド弁３２のソレノイド３４はＣＰＵ
３５により駆動制御される。

すなわち、上述のＣＰＵ３５はスロットルバルブ開度信
号、エンジン回転数信号の入力に基づいてＲＯＭ３６に
格納したプログラムに従って上述の三方ソレノイド弁３
２のソレノイド３４を駆動制御し、またＲＡＭ３７は前
述の開閉弁２５．２６の開閉コントロール領域データ等
の必要なデータを記憶する。

ここで、上述のＣＰＵ３５は三方ソレノイド３２および
アクチュエータ２８を介して開閉弁２５゜２６を低負荷
時に開弁制御し、高負荷時に閉弁制御する制御手段であ
る。

なお、第２図において３８はピストン、３９は吸気弁、
４０は排気弁である。

図示実施例は上記の如く構成するものにして、以下作用
を説明する。

ＣＰＵ３５に入力されるスロットルバルブ開度信号に基
づいて、ＣＰＵ３５はエンジン負荷を検出し、現行のエ
ンジン負荷が無負荷であると判定した際には、ＣＰＵ３
５は三方ソレノイド弁３２のソレノイド３４を非励磁制
御して、開閉弁２５゜２６を第２図に示す如き閉弁状態
に制御する。

このため、エンジン負荷が無負荷のアイドル領域では内
部ＥＧＲは行なわれず、各気筒１〜４からの排気ガスは
排気行程の順に角排気通路９，１１゜１２．１０を介し
て排気干渉のない状態で排出される。

この結果、無負荷時には燃焼の安定性を図ることができ
る。

一方、現行のエンジン負荷が第３図に示す低負荷領域で
あるとＣＰＵ３５が判定した場合には、このＣＰＵ３５
は三方ソレノイド弁３２のソレノイド３４を励磁制御す
る。

上述のソレノイド３４が励磁されると、アクチュエータ
２８のスプリング室３１内に例えば吸気負圧が導入され
るので、ダイヤフラム３０を介して操作ロッド２９が矢
印方向に操作され、リンク２７を介して各開閉弁２５．
２６は第４図、第５図に示す如く開弁状態となり、これ
ら各開閉弁２５．２６前位における排気通路１０．１１
と連通路２１とを互に連通ずる。

このため例えば第２気ｖＪ２の第６図に示すエキゾース
トオープンＥＯの時点から、同気筒２の排気ブローダウ
ンは第４図に点線矢印で示すように開閉弁２５の前壁お
よび連通路２１を介して点火順序が直前の排気行程の気
筒つまり第４気筒４内に同気筒４がエキゾーストクロー
ズＥＣ（第６図参照）になるまでの間、圧力差により還
流される。

同様に、第４気筒４のエキゾーストオープンの時点から
、同気筒４の排気ブローダウンは連通路２１を介して点
火順序が直前の排気行程の気筒つまり第３気筒３内に第
５図に点線矢印で示す如く開閉弁２６の前壁を介して同
気筒３がエキゾーストクローズになるまでの間、圧力差
により還流される。なお、この点に関しては、他の気筒
１，３についても同様である。

このように要求ＥＧＲ量の多いエンジン低負荷時におい
て、排気ブローダウンを連通路２１を介して点火順序が
直前の排気行程の気筒内に圧力差により還流して、当該
気筒の内部ＥＧＲ量を増加させることができるので、ボ
ンピグロスが低減して、燃費の改善を図ることができる
効果がある。

また内部ＥＧＲはＥＧＲ温度が高いので、燃料の気化霧
化が良くなり、この結果、ＮＯｘ、ＨＣの低減を図るこ
とができる効果がある。

一方、現行のエンジン負荷が第３図に示す高負荷領域で
あるとＣＰＵ３５が判定した場合には、このＣＰＵ３５
は三方ソレノイド弁３２のソレノイド３４を非励磁制御
して、該三方ソレノイド弁３２およびアクチュエータ２
８を介して開閉弁２５．２６を、第２図に示す如く閉弁
制御する。

このためブローダウンによる背圧の上昇を避けることが
できると共に、例えば第１気筒１の排気行程における排
気ガスは排気通路９のみならず連通路２１および排気行
程が連続しない第４気筒４の排気通路１２の双方を介し
て排出されるので、排気通路面積が増大し、この結果、
排気抵抗を低減させて、出力の向上を図ることができる
効果がある。

以上要するに、低負荷時における燃費、ＮＯｘ。

ＨＣの低減と、高負荷時における出力の向上との両立を
図ることができる。

加えて、上述のＮＯｘ、ＨＣの低減を図ることができる
ため、触媒コンバータいわゆるキャタリストのコンパク
ト化も可能となる。

なお、第２図に示すＲＡＭ３７に第７図に示すようなエ
ンジン回転数に対応した開閉弁２５．２６の開閉マツプ
を記憶させて、例えばエンジン回転数が１０００〜３０
００ｒｐｍの常用回転領域において、上述の開閉弁２５
．２６を回転数に対応して閉弁制御すべく構成してもよ
い。

第８図は外の実施例を示し、先の実施例の開閉弁２５．
２６に加えて、他の１つの排気通路群１５の各連通部分
４１．４２にも開閉弁４３．４４を設け、一方の開閉弁
２５．２６の開閉条件を第３図のように設定すると共に
、他方の開閉弁４３゜４４の開閉条件を第９図の如く設
定している。

このように構成した第８図の排気装置の作用は次の通り
である。

すなわち、現行のエンジン負荷が第３図、第９図に示す
無負荷の領域では全ての開閉弁２５，２６．４３．４４
がＣＰＵ３５で閉弁制御されるので、内部ＢＧＲは行な
われず、各気筒１〜４からの排気ガスは排気工程の順に
各排気通路９，１１゜１２．１０を介して排気干渉のな
い状態で排出され、この結果、無負荷時には燃焼の安定
性を図ることができる。

また、現行のエンジン負荷が第３図、第９図に示す低負
荷の領域では全ての開閉弁２５，２６゜４３．４４がＣ
ＰＵ３５で開弁制御されるので、例えば第１気筒１のエ
キゾーストオーブンの時点から、同気筒１の排気ブロー
ダウンは開閉弁４３の前壁および連通路２１を介して点
火順序が直前の排気行程の気筒つまり第２気筒２内に、
同気筒２がエキゾーストクローズになるまでの間、圧力
差により還流される。

このようなブローダウンにより内部ＥＧＲは他の各気筒
２，３．４についても同様に行なわれるので、先の実施
例の効果つまりボンピングロスの低減、燃費の改善、Ｎ
Ｏｘ、ＨＣの低減と併せて、各気筒１〜４間の対称性が
向上するので、エンジン低負荷領域における内部ＥＧＲ
量のコントロール量のコントロール精度の向上を図るこ
とができる効果がある。

さらに、現行のエンジン負荷が第３図、第９図に示す高
負荷の領域では一方の開閉弁２５．２６はＣＰＵ３５で
閉弁制御され、他方の開閉弁４３゜４４はＣＰｔＪ３５
で開弁制御される。

ここで、上述の第２気筒２、第３気筒３からの排気ガス
は閉弁制御された開閉弁２５．２６下面の排気通路１０
．１１を介して排出されるので背圧の上昇を避けること
ができる。

また、上述の第１気筒１からの排気ガスは開閉制御され
た開閉弁４３の前壁から連通路２１内を通った後に、開
閉弁４４の後壁から排気行程が連続しない第４気筒４の
排気通路１２を介して排出され、同様に第４気筒４から
の排気ガスは開弁制御された開閉弁４４の前壁から連通
路２１内を通った後、開閉弁４３の後壁から排気行程が
連続しない第１気筒１の排気通路９を介して排出される
ので、背圧の上昇を避けることができて、エンジン高負
荷時には、出力の向上を図ることができる。

なお、第８図の実施例において、一方の開閉弁２５．２
６の開閉条件を第７図に示す如くエンジン回転数に対応
させると共に、他方の開閉弁４３゜４４の開閉条件を第
１０図に示す如くエンジン回転数に対応させて開閉制御
すべく構成してもよい。

この発明の構成と、上述の実施例との対応において、 この発明の各気筒は、実施例の第１気筒ｌ、第２気筒２
、第３気筒３、第４気筒４に対応し、以下同様に、 制御手段は、ＣＰＵ３５に対応するも、この発明は、上
述の実施例の構成のみに限定されるものではない。

例えば、上述の実施例においては多気筒エンジンとして
４気筒エンジンを例示したが、６気筒エンジンに適用し
てもよいことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示し、 第１図は多気筒エンジンの排気装置を示す説明図、第２
図は同排気装置の系統図、 第３図は回転数一定下におけるエンジン負荷に対する開
閉弁の弁開度を示す特性図、 第４図は開弁時における第２気筒排気通路を示す断面図
、 第５図は開弁時における第３気筒の排気通路を示す断面
図、 第６図は第２気筒および第４気筒のカムタイミングを示
す特性図、 第７図は負荷一定下におけるエンジン回転数に対する開
閉弁の弁開度を示す特性図、 第８図は多気筒エンジンの排気装置の他の実施例を示す
説明図、 第９図は回転数一定下におけるエンジン負荷に対する開
閉弁の弁開度を示す特性図、 第１０図は負荷一定下におけるエンジン回転数に対する
開閉弁の弁開度を示す特性図である。 １・・・第１気筒　　　　　２・・・第２気筒３・−・
第３気筒　　　　　４・・・第４気筒９〜１２・・・排
気通路 １５．１６・・・排気通路群 ２１・・・連通路 ２５．２６，４３．４４・・・開閉弁 ３５・・・ＣＰＵ 第４図 ２６゜ 第６図 第３図 第７図 エンジ〉回転署’ｚｃｒｐｍ〕 第１０医 Ｘン５；ン０転Ｍｒｐｍ’）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）排気工程が連続しない気筒の排気通路同士を集合
   させて複数の排気通路群を設けた多 気筒エンジンの排気装置であって、 上記各気筒の排気通路をそれぞれ連通する 連通部分と、 少なくとも１つの排気通路群の各連通部分 に設けられた開閉弁と、 上記開閉弁を同一排気通路群毎に低負荷時 に開弁制御し、高負荷時に閉弁制御させる 制御手段とを備えた 多気筒筒エンジンの排気装置。