JPH08193543A - 多気筒型内燃機関 - Google Patents

多気筒型内燃機関

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JPH08193543A
JPH08193543A JP7257812A JP25781295A JPH08193543A JP H08193543 A JPH08193543 A JP H08193543A JP 7257812 A JP7257812 A JP 7257812A JP 25781295 A JP25781295 A JP 25781295A JP H08193543 A JPH08193543 A JP H08193543A
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combustion engine
exhaust
case
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Claus Schneider
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Dr Ing HCF Porsche AG
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 二次空気供給と外部の排気戻しを、できるだ
け少ない構造的コストで実施する。 【解決手段】 吸気系と排気系を有する多気筒型内燃機
関は、排気系への二次空気の供給装置と、外部の排気戻
し装置を備えている。そのために必要な管路は大部分が
ケースに統合され、暖気運転中の二次空気供給のため
と、後の排気戻しのために利用される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、吸気系と、排気系
と、排気系への二次空気の供給装置と、シリンダあたり
少なくとも一つの排気通路を有するシリンダヘッドと、
シリンダヘッドに統合され排気通路に開口するそれぞれ
少なくとも一つの二次通路と、内燃機関のケースに統合
された少なくとも一つの集合管路とを備え、この集合管
路から二次通路が延びている多気筒型内燃機関に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関において現在または将来の法律
的な排気規定を満たすことができるようにするために、
一部では、排気や燃焼を著しく干渉する必要がある。有
害物質含有量を改善するための公知の二つの方法は、二
次空気供給と外部の排気戻しである。
【０００３】米国特許第４７２７７１７号明細書によ
り、シリンダヘッドに形成された二次通路が排気通路に
開口している内燃機関が知られている。この二次通路は
内燃機関のケースに統合された集合管路に接続されてい
る。排気触媒を迅速に加熱できるようにするために、こ
の集合管路と、排気通路に開口する二次通路とを経て、
新鮮空気が排気系に供給される。その際、燃料を多く含
む燃料空気混合気に基づいてエンジンの暖機運転時に多
く生じる排気中の燃焼可能な成分が、二次空気の供給に
よって熱を放出しながら酸化され、触媒加熱を加速する
ために使用される。
【０００４】エミッションを改善または減少するための
他の方式は、外部の排気戻しである。その際、内燃機関
の所定の運転範囲に依存して、排気の一部が内燃機関の
排気系に供給される。この外部の排気戻しの場合には、
内燃機関の供給された燃焼空気が比較的に低温の排気と
混合される。それによって、戻された排気の影響に基づ
いてＮＯX の発生が減少する。その際、内燃機関の排気
トレーンから排気の一部が取り出され、排気戻し弁を経
て吸気系に供給される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の根底をなす課
題は、エミッション改善の両方式、すなわち二次空気供
給と外部の排気戻しを、できるだけ少ない構造的コスト
で実施できるように内燃機関を形成することである。そ
の際、エミッション改善の両方式はできるだけ少ない管
路コストで実用化できるようにすべきである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明に従
い、二次通路と集合管路が、内燃機関の運転範囲に依存
して、排気系への排気の戻しのために利用されることに
よって解決される。二次空気を排気系に供給するための
二次通路と、排気を排気系に戻すための集合管路を“二
重利用”することにより、内燃機関の管路コストが大幅
に低減される。二次空気供給系の一部の“二重利用”に
よって、管路自体が節約されるだけでなく、更に、エン
ジンケースへの管路案内によって、両エミッション改善
手段をほとんど完全に統合することができる。この場合
の通路は既存の中空空間を利用してあるいは適当なケー
ス部分に統合することによって形成可能である。それに
より、コストのかかる外部の管路系を省略することがで
きる。その際、ケースに統合された通路は、クランクケ
ースまたはシリンダヘッドの製作時に、実質的に超過コ
ストをかけずに一緒に製作可能である。この通路の少な
くとも一部は、切削加工しないで鋳型で製作可能であ
る。通路を統合することによって更に、エンジンケース
への取付け部品の収納に対する干渉が無くなる。
【０００７】ケースに統合された集合管路が排気マニホ
ルドを取付けるためのシリンダヘッドのフランジ面に埋
設され、集合管路が排気マニホルドの接触面によって覆
われると、集合管路は製作技術的にきわめて簡単に形成
可能である。それによって、集合管路はシリンダヘッド
の製作時に、上方へ開放した凹部または溝として形成さ
れ、鋳型の製作ときに既に成形可能である。１回だけ必
要な集合管路の切削加工は、集合管路と関係なく必要な
フランジ面の加工である。
【０００８】この集合管路がケース内の隣接する二つの
シリンダ穴を延びる接続通路によって弁（排気戻し弁ま
たは二次空気弁）に接続されていると、ケースに対する
省スペース的な統合が達成される。この接続通路は、切
削加工による製作段階なしに、鋳型で製作技術的に簡単
に製作可能である。更に、シリンダヘッド内に形成され
た、集合管路への接続通路が、クランクケースのケース
凹部に開口していると、切削加工の省略と内燃機関のケ
ースへの通路の統合が有利に行われる。この接続通路は
同様に、鋳型を形成することによって製作可能である。
【０００９】クランクケースのこのケース凹部がシリン
ダヘッドの方へ開放し、シリンダヘッド内の接続通路と
クランクケース内のケース凹部との間の接続部が、両部
分の間のフランジ面内に設けられていると、このケース
凹部の無切削加工が容易になる。排気戻し弁と二次空気
弁を内燃機関のケースの外側に形成することにより、ケ
ースのコンパクトな外径寸法と簡単な構造が有意義な妥
協によって可能となる。両弁の外部収納は、別個の外部
の二つの全体系と比べて、比較的に狭い構造空間で済
む。しかし、内部収納は大幅な構造的超過コストを必要
とする。この構造的超過コストは製作方法のコストを大
幅に増大させ、強度最適化および重量最適化に関して問
題を生じることになる。
【００１０】弁がケースの共通の接続面に設けられ、こ
の接続面から集合管路と吸気系への接続部が形成されて
いると、弁のために必要な外部構造空間は小さくなる。
更に、共通の接続面によって、加工コストが少なくて済
む。排気戻し部と二次空気供給部を統合した内燃機関を
二列型内燃機関として形成すると、１本の接続管路によ
って、簡単かつ低コストで一緒にすることができるの
で、通路をケースに統合する際弁コストが最少となる。
【００１１】本発明の他の効果と有利な実施形は従属請
求項と以下の記載から明らかになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】次に、図に基づいて本発明の実施
の形態を詳しく説明する。次に詳しく説明する内燃機関
は、本発明をこの実施の形態に限定するものではなく、
ボクサーエンジン、すなわち水平対向エンジンとして示
してある。内燃機関のクランクケース１は縦方向で分割
され、二つのクランクケース半部２，３からなってい
る。このクランクケース半部はシリンダライナを一体化
したオープンデッキ構造である。このクランクケース半
部２，３はそれぞれシリンダヘッド４によって被覆され
ている。このシリンダヘッドには、吸気通路５と排気通
路６と吸気弁７と排気弁８が統合されている。吸気通路
５は吸気管９を介して集合管１１に接続している。この
吸気管には噴射弁１０が開口している。集合管１１に
は、空気供給を調節するための、図示していないそれ自
体公知のスロットル弁が形成されている。排気通路６は
排気触媒を備えた図示していない排気装置の一部である
排気マニホルド１２に連結されている。
【００１３】各シリンダ列のシリンダの、下方へ向かっ
て開放した排気通路は、シリンダヘッド４の下面１４の
共通のフランジ面１３内に開口している。図３には、左
側のシリンダ列（図１）の第２と第３のシリンダのそれ
ぞれ２個の排気通路６が示してある。フランジ面１３は
一方のシリンダ列のシリンダのすべての排気通路開口を
備え、排気マニホルドの接続面としての働きをする。排
気マニホルド１２の全部で３本の分岐管１５は共通のフ
ランジ板１６に開口している。このフランジ板はフラン
ジ面１３に接触している。フランジ面１３には凹部１７
が形成されている。この凹部は本実施の形態ではクラン
クケース寄りの排気通路６の側に形成され、フランジ面
１３のほぼ全長にわたって延びている。この凹部１７は
排気マニホルド１２のフランジ板１６によって覆われ、
閉鎖状態で集合管路１８として役立つ。この集合管路１
８から二次通路１９が延びている。この二次通路はそれ
ぞれ排気通路１６に開口している。二次通路１９は本実
施の形態では直線的に延び、穴として形成されている。
【００１４】集合管路１８から接続通路２０が延びてい
る。この接続通路は本実施の形態では、左側のシリンダ
列（図１）の第２と第３のシリンダの間または右側のシ
リンダ列の第４と第５のシリンダの間を延び、シリンダ
ヘッド４に鋳込まれかつクランクケースの方へ開放した
凹部２１に開口している。この凹部２１はクランクケー
ス１または両クランクケース半部２または３の各々に形
成され鋳込まれたケース凹部２２に接続している。この
凹部はシリンダヘッド４との接続面の方へ開放してい
る。内燃機関の組み立て状態で、凹部２１とケーシング
凹部２２の間の接続部は、クランクケースとシリンダヘ
ッドの間のそれ自体公知のシールによってシールされて
いる。両ケース凹部２２の各々には、クランクケースを
貫通する穴２３が開口している。この穴はそれぞれフラ
ンジ面２４，２５から延びている。図１の左側に示した
フランジ面２４には、弁ユニット２６がフランジ止めさ
れている。右側のフランジ面２５には接続管２７の一端
がフランジ止めされている。この接続管の他端は弁ユニ
ット２６に連結されている。
【００１５】弁ユニット２６は排気戻し弁（ＡＧＲ弁）
２８と二次空気弁２９からなっている。両弁は図示して
いない方法でエンジン制御装置に連結されている。この
エンジン制御装置は所定の運転条件に依存してこの弁を
切り換える。その際、二次空気弁２９は二次空気ポンプ
に接続可能であるかまたは自由に吸い込む弁として空気
フィルターユニットに接続可能である。排気戻し弁２８
は接続管３０を介して内燃機関の吸気装置に接続されて
いる。すなわち、排気戻し弁２８と、図示していないス
ロットル弁を備えた集合管１１との間の接続が行われ
る。排気戻し弁２８と二次空気弁２９は、図示のよう
に、個々の弁として形成可能である。しかし、弁機能を
一つの組み合わせ弁に合一してもよい。
【００１６】内燃機関の運転中、両弁２８，２９は制御
装置によって制御され、内燃機関の暖機運転中、開放し
た二次空気弁２９から新鮮空気が吸込まれるかまたは吹
き込まれる。新鮮空気は集合管路１８に直接達するかま
たは接続管２７、穴２３、ケース凹部２２またはケース
凹部に接続された凹部２１を経て集合管路１８に達す
る。新鮮空気または二次空気は、この集合管路１８から
二次通路１９を経て排気通路６に達し、それによって前
記のように、後続配置の触媒を迅速に加熱することにな
る。暖機運転中排気戻し弁２８が閉じるので、この影響
は受けない。暖機運転が終了した後、二次空気弁２９が
閉じる。すなわち、二次空気または新鮮空気の流入が停
止する。エンジンの運転状態に依存して、排気戻し弁２
８が多少開放するので、二次通路１９、集合管路１８、
凹部２１、ケーシング凹部２２、穴２３および接続管路
２７を経て、排気流の一部が開放した排気戻し弁２８と
接続管路３０から吸気通路に案内される。このような排
気の一部を吸気通路へ戻すことにより、前述のようにそ
れ自体公知の排気特性改善が行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】水平対向エンジン（ボクサーエンジン）のシリ
ンダヘッドをフランジ止めしたクランクケースの横断面
図である。
【図２】シリンダヘッドに対するクランクケースのフラ
ンジ面の一部を示す図である。
【図３】シリンダヘッドに対する排気マニホルドの接続
面を示す図である。
【図４】吸気装置の一部と共にシリンダヘッドの横断面
を示す図である。
【図５】排気通し弁または二次空気弁のための接続面を
示す図である。
【符号の説明】
１ クランクケース ２，３ クランクケース半部 ４ シリンダヘッド ６ 排気通路 ９ 吸気管 １１ 集合管 １２ 排気マニホルド １３ フランジ面 １６ 接触面 １７，１８ 集合管路 １９ 二次通路 ２０，２１ 接続通路 ２２ ケース凹部 ２３ 穴 ２４ 接続面 ２７ 接続管路 ２８ 排気戻し弁（ＡＧＲ弁） ２９ 二次空気弁

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 吸気系と、排気系と、排気系への二次空
    気の供給装置と、シリンダあたり少なくとも一つの排気
    通路（６）を有するシリンダヘッド（４）と、シリンダ
    ヘッドに統合され排気通路に開口するそれぞれ少なくと
    も一つの二次通路（１９）と、内燃機関のケースに統合
    された少なくとも一つの集合管路（１８）とを備え、こ
    の集合管路から二次通路が延びている多気筒型内燃機関
    において、二次通路と集合管路が、内燃機関の運転範囲
    に依存して、排気系への排気の戻しのために利用される
    ことを特徴とする多気筒型内燃機関。
  2. 【請求項２】 集合管路（１８）が二次空気弁（２９）
    と排気戻し弁（２８）に接続され、二次空気弁が周囲空
    気と連通し、排気戻し弁が吸気系（９，１１）に接続し
    ていることを特徴とする請求項１記載の内燃機関。
  3. 【請求項３】 集合管路（１７，１８）が排気マニホル
    ド（１２，１６）を連結するためのシリンダヘッド
    （４）のフランジ面（１３）内に形成され、集合管路が
    排気マニホルドの接触面（１６）によって覆われている
    ことを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関。
  4. 【請求項４】 集合管路（１８）から弁へ接続通路（２
    ０，２１）が延び、接続通路の少なくとも一部がシリン
    ダヘッド（４）内の二つのシリンダ穴の間で延びている
    ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の
    内燃機関。
  5. 【請求項５】 接続通路（２０，２１）がクランクケー
    ス（１，２，３）のケース凹部（２２）に開口している
    ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の
    内燃機関。
  6. 【請求項６】 ケース凹部（２２）がシリンダヘッド
    （４）とクランクケース（１，２，３）との接続面の方
    へ開放していることを特徴とする請求項１〜５のいずれ
    か一つに記載の内燃機関。
  7. 【請求項７】 排気戻し弁（２８）と二次空気弁（２
    ９）が内燃機関のケースの外側に取付けられていること
    を特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の内燃
    機関。
  8. 【請求項８】 弁（２８，２９）がケースの共通の接続
    面（２４）に設けられ、この接続面から集合管路と吸気
    系（９，１１）への接続部（２３，２２，２１，２０）
    が形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいず
    れか一つに記載の内燃機関。
  9. 【請求項９】 クランクケース内のケース凹部（２２）
    と接続面（２４）の間で接続穴（２３）が延びているこ
    とを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の内
    燃機関。
  10. 【請求項１０】 内燃機関が２列のシリンダを備え、第
    １列のシリンダでは二次通路と弁の接続部がケースに統
    合され、第２のシリンダ列の二次通路から、ケース固定
    の接続部の後方に接続配置された外部の管路（２７）が
    弁に案内されていることを特徴とする請求項１〜９のい
    ずれか一つに記載の内燃機関。
JP7257812A 1994-10-05 1995-10-04 多気筒型内燃機関 Pending JPH08193543A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4435555A DE4435555C1 (de) 1994-10-05 1994-10-05 Mehrzylindrige Brennkraftmaschine
DE4435555:6 1994-10-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08193543A true JPH08193543A (ja) 1996-07-30

Family

ID=6529994

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7257812A Pending JPH08193543A (ja) 1994-10-05 1995-10-04 多気筒型内燃機関

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5640848A (ja)
EP (1) EP0705970B1 (ja)
JP (1) JPH08193543A (ja)
DE (2) DE4435555C1 (ja)

Cited By (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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