JPH09317450A - エンジンの触媒付排気通路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明の目的は、エンジンのコンパクト化
を図りつつ幅広い領域においてエンジンの性能向上を果
たし得て、エンジンの性能を損なうことなく触媒をエン
ジンに近接配置し得るようにすることにある。 【構成】 このため、この発明は、多気筒を有するエン
ジンの各排気ポートに夫々独立排気通路の一端側を連通
し、これら各独立排気通路の他側端を第１通路拡張室に
連通し、この第１通路拡張室に集合排気通路の一端側を
連通し、第１通路拡張室よりも下流側の集合排気通路に
第２通路拡張室を設け、この第２通路拡張室に触媒を内
蔵し、第１通路拡張室と第２通路拡張室との間の集合排
気通路は通路長さを所定値以下になるよう設定して設け
るとともに断面積を前記各独立排気通路の断面積の平均
よりも設定値以上大なるよう設定して設けたことを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はエンジンの触媒付
排気通路に係り、特に、エンジンのコンパクト化を図り
つつ幅広い領域においてエンジンの性能向上を果たし得
て、エンジンの性能を損なうことなく触媒をエンジンに
近接配置し得るエンジンの触媒付排気通路に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両等に搭載される多気筒を有するエン
ジンには、各気筒の排気を導出する排気通路を設け、こ
の排気通路に排気有害成分を浄化処理する触媒を設けた
ものがある。

【０００３】このようなエンジンの触媒付排気通路にお
いては、多気筒を有するエンジンの各排気ポートに夫々
独立排気通路の一端側を連通して設け、これら各独立排
気通路管の他側端を集合排気通路の一端側に連通すると
ともに集合排気通路の他端側を大気に開放して設け、こ
の集合排気通路の途中に触媒を設けている。

【０００４】従来のエンジンの触媒付排気通路には、各
排気ポートに夫々連通する独立排気通路の通路長さを長
く設定することにより、図４に示す如く、気筒間の排気
干渉を低減するものがある。

【０００５】また、従来のエンジンの触媒付排気通路に
は、第１気筒＃１〜第４気筒＃４を有するエンジンの点
火順序が、例えば第１気筒＃１、第３気筒＃３、第４気
筒＃４、第２気筒＃２の場合に、先ず、第１気筒＃１及
び第４気筒＃４の各独立排気通路を集合するとともに第
３気筒＃３及び第２気筒＃２の各独立排気通路を集合
し、次で、集合した第１気筒＃１及び第４気筒＃４の排
気通路と集合した第３気筒＃３及び第２気筒＃２の排気
通路とを集合することにより、気筒間の排気干渉を低減
するものがある。

【０００６】さらに、従来のエンジンの触媒付排気通路
には、各気筒の排気ポートに独立排気通路の一端側を連
通し、各々の独立排気通路の他端側を大気口まで集合す
ることなく独立させたものがある。

【０００７】このようなエンジンの触媒付排気通路とし
ては、特開昭５４−４７９２３号公報に開示されるもの
がある。

【０００８】この公報に開示される触媒付排気通路は、
触媒コンバータを介装した排気通路において、多気筒エ
ンジンの各気筒に連通する排気通路を個々に独立して前
記触媒コンバータの触媒表面に開口して設けたものであ
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来の
触媒付排気通路は、独立排気通路の通路長さを長く設定
し、あるいは、独立排気通路を順次に集合し、さらに
は、各々の独立排気通路を大気口まで独立させている。

【００１０】このため、従来の触媒付排気通路は、エン
ジンの性能向上を図り得る一方で、排気通路の通路長さ
が長いことにより排気通路を形成する排気管の長さが長
くなっているため、エンジンの排気ポート側に大きな配
設スペースを必要とするとともに重量が大となり、エン
ジンが大形化する不都合がある。

【００１１】また、前記従来の触媒付排気通路は、通路
長さが長いため、排気浄化手段である触媒をエンジンの
排気ポートに近接して配置することができない不都合が
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、上
述の不都合を除去するために、多気筒を有するエンジン
の各排気ポートに夫々独立排気通路の一端側を連通して
設け、これら各独立排気通路の他側端を第１通路拡張室
に連通して設け、この第１通路拡張室に集合排気通路の
一端側を連通して設け、前記第１通路拡張室よりも下流
側の前記集合排気通路に第２通路拡張室を設け、この第
２通路拡張室に触媒を内蔵して設け、前記第１通路拡張
室と前記第２通路拡張室との間の前記集合排気通路は通
路長さを所定値以下になるよう設定して設けるとともに
断面積を前記各独立排気通路の断面積の平均よりも設定
値以上大になるよう設定して設けたことを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】この発明のエンジンの触媒付排気
通路は、エンジンの各排気ポートに夫々連通する独立排
気通路の他側端を第１通路拡張室に連通し、この第１通
路拡張室に集合排気通路の一端側を連通し、第１通路拡
張室よりも下流側の集合排気通路に第２通路拡張室を設
け、この第２通路拡張室に触媒を内蔵して設けている。
前記第１通路拡張室と第２通路拡張室との間の集合排気
通路は、通路長さを所定値以下になるよう設定して設け
るとともに、断面積を各独立排気通路の断面積の平均よ
りも設定値以上大になるよう設定して設けている。

【００１４】これにより、この触媒付排気通路は、１つ
の気筒からの排気に関してエンジン近傍に圧力波の反射
を生起することができる箇所を第１通路拡張室と第２通
路拡張室との２箇所設けることができ、また、２つの反
射波の位相をずらすことができる。この２箇所による圧
力波の反射と２つの反射波の位相のずれとによって、第
１通路拡張室での圧力上昇を抑え、他の気筒のオーバラ
ップへの圧力を低減することができ、排気干渉を低減す
ることができる。

【００１５】

【実施例】以下図面に基づいて、この発明の実施例を説
明する。図１〜図３は、この発明の実施例を示すもので
ある。図１において、２はエンジン、４シリンダヘッド
である。図示しない車両等に搭載されるエンジン２は、
多気筒を有している。この実施例のエンジン２は、図示
しないシリンダブロックに第１〜第４気筒＃１〜＃４の
４気筒を有している。エンジン２のシリンダヘッド４に
は、第１〜第４気筒＃１〜＃４に連通する第１〜第４吸
気ポート６〜１２及び第１〜第４排気ポート１４〜２０
を設けている。

【００１６】前記エンジン２は、シリンダヘッド４に第
１〜第４独立排気管２２〜２８の一端側を夫々接合して
設けている。第１〜第４独立排気管２２〜２８は、第１
〜第４排気ポート１４〜２０に夫々一端側が連通される
第１〜第４独立排気通路３０〜３６を備えている。第１
〜第４独立排気通路３０〜３６は、夫々第１〜第４断面
積Ｓ１〜Ｓ４を有している。

【００１７】前記第１〜第４独立排気管２２〜２８の他
端側は、第１通路拡張部３８に接合して設けている。第
１通路拡張部３８は、前記第１〜第４独立排気通路３０
〜３６の他端側が連通される第１通路拡張室４０を備え
ている。第１通路拡張室４０は、第１容積Ｖ１を有して
いる。

【００１８】前記第１通路拡張部３８には、集合排気管
４２の一端側を接合している。集合排気管４２は、前記
第１通路拡張室４０に連通する集合排気通路４４を備え
ている。集合排気通路４４は、断面積Ｓ５を有してい
る。

【００１９】前記第１通路拡張部３８よりも下流側の集
合排気管４２には、第２通路拡張部４６を介装して設け
ている。これにより、第１通路拡張室４０よりも下流側
の集合排気通路４４に第２通路拡張室４８を設けてい
る。第２通路拡張室４８は、第２容積Ｖ２を有し、触媒
５０を内蔵して設けている。

【００２０】第１通路拡張室４０と第２通路拡張室４８
との間の集合排気通路４４は、通路長さＬを所定値Ａ
（例えば、２７０ｍｍ）以下になるよう設定して設けて
いる。また、第１通路拡張室４０と第２通路拡張室４８
との間の集合排気通路４４は、断面積Ｓ５を第１〜第４
独立排気通路３０〜３６の第１〜第４断面積Ｓ１〜Ｓ４
の平均よりも設定値Ｂ（例えば、１．８倍）以上大にな
るよう設定して設けている。

【００２１】次に作用を説明する。

【００２２】エンジン２の第１〜第４気筒＃１〜＃４か
ら第１〜第４排気ポート１４〜２０に排出される排気
は、第１〜第４独立排気通路３０〜３６により第１通路
拡張室４０に流入する。第１通路拡張室４０の排気は、
集合排気通路４４により第２通路拡張室４８に流入し、
触媒５０により浄化される。浄化された排気は、第２通
路拡張室４８から下流側の集合排気通路４４を流れ、大
気に放出される。

【００２３】このエンジン２の触媒付排気通路は、エン
ジン２の第１〜第４排気ポート１４〜２０に夫々連通す
る第１〜第４独立排気通路３０〜３６の他側端を第１通
路拡張室４０に連通しており、この第１通路拡張室４０
に集合排気通路４４の一端側を連通している。第１通路
拡張室４０よりも下流側の集合排気通路４４には、第２
通路拡張室４８を設け、この第２通路拡張室４８に触媒
５０を内蔵して設けている。

【００２４】前記第１通路拡張室４０と第２通路拡張室
４８との間の集合排気通路４４は、通路長さＬを所定値
Ａ以下になるよう設定して設けるとともに、断面積Ｓ５
を第１〜第４独立排気通路３０〜３６の断面積Ｓ１〜Ｓ
４の平均よりも設定値Ｂ以上大になるよう設定して設け
ている。

【００２５】これにより、この触媒付排気通路は、１つ
の気筒からの排気に関して、エンジン２近傍に、圧力波
の反射を生起することができる箇所を、第１通路拡張室
４０と第２通路拡張室４８との２箇所設けることがで
き、また、第１通路拡張室４０と第２通路拡張室４８と
の２箇所によって２つの反射波の位相をずらすことがで
きる。

【００２６】この２箇所による圧力波の反射と２つの反
射波の位相をずれにより、第１通路拡張室４０での圧力
上昇を抑え、他の気筒のオーバラップへの圧力を低減す
ることができ、排気干渉を低減することができる。

【００２７】このため、このエンジン２の触媒付排気通
路は、図４に示す従来に比べて、図３に示す如く、排気
の圧力の山を低くして吸気側へ作用する圧力を弱めるこ
とができ、つまり、圧力を下げて吸気の効率を上げるこ
とができ、体積効率を向上して出力を向上することがで
きる。

【００２８】この結果、このエンジン２の触媒付排気通
路は、従来のように排気通路の長さを長くすることなく
出力を向上することができ、排気通路の長さを長くする
必要がないことにより、エンジン２の第１〜第４排気ポ
ート１４〜２０側に排気管のために大きな配設スペース
を必要とせず、重量を軽減することができる。

【００２９】よって、図２に示す如く、エンジン回転数
２０００〜６０００ｒｐｍまでの幅広い領域で排気干渉
を低減して軸トルクを向上することができ、エンジン２
のコンパクト化を図りつつ幅広い領域においてエンジン
２の性能向上を果たし得て、エンジンの性能を損なうこ
となく触媒５０をエンジンに近接配置することができ
る。

【００３０】

【発明の効果】このように、この発明のエンジンの触媒
付排気通路は、１つの気筒からの排気に関してエンジン
近傍に圧力波の反射を生起することができる箇所を第１
通路拡張室と第２通路拡張室との２箇所設けることがで
き、また、２つの反射波の位相をずらすことができる。
これにより、第１通路拡張室での圧力上昇を抑え、他の
気筒のオーバラップへの圧力を低減することができ、排
気干渉を低減することができる。

【００３１】このため、このエンジンの触媒付排気通路
は、排気の圧力の山を低くして吸気側へ作用する圧力を
弱めることができ、体積効率を向上して出力を向上する
ことができる。この結果、従来のように排気通路の長さ
を長くすることなく出力を向上することができ、排気通
路の長さを長くする必要がないことにより、エンジンの
排気ポート側に排気管のために大きな配設スペースを必
要とせず、重量を軽減することができ、エンジンのコン
パクト化を図りつつ幅広い領域においてエンジンの性能
向上を果たし得て、エンジンの性能を損なうことなく触
媒をエンジンに近接配置することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるエンジンの触媒付排気通路の実
施例を示す概略構成図である。

【図２】エンジン回転数と軸トルクとの関係を示す図で
ある。

【図３】クランク角による圧力変化を示す図である。

【図４】従来例を示すクランク角による圧力変化を示す
図である。

【符号の説明】

２ エンジン ４ シリンダヘッド ６〜１２ 第１〜第４吸気ポート １４〜２０ 第１〜第４排気ポート ２２〜２８ 第１〜第４独立排気管 ３０〜３６ 第１〜第４独立排気通路 ３８ 第１通路拡張部 ４０ 第１通路拡張室 ４２ 集合排気管 ４４ 集合排気通路 ４６ 第２通路拡張部 ４８ 第２通路拡張室 ５０ 触媒

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多気筒を有するエンジンの各排気ポート
   に夫々独立排気通路の一端側を連通して設け、これら各
   独立排気通路の他側端を第１通路拡張室に連通して設
   け、この第１通路拡張室に集合排気通路の一端側を連通
   して設け、前記第１通路拡張室よりも下流側の前記集合
   排気通路に第２通路拡張室を設け、この第２通路拡張室
   に触媒を内蔵して設け、前記第１通路拡張室と前記第２
   通路拡張室との間の前記集合排気通路は通路長さを所定
   値以下になるよう設定して設けるとともに断面積を前記
   各独立排気通路の断面積の平均よりも設定値以上大にな
   るよう設定して設けたことを特徴とするエンジンの触媒
   付排気通路。