JPS63289214A - 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） 本発明は各気筒毎の独立排気通路を有する多気筒エンジ
ンの排気装置に１！１するものである。

（従来技術） 従来から、各気筒の排気ボートにそれぞれ独立して接続
された独立排気通路を備えた多気筒エンジンの排気装置
は一般に知られており、通常、各独立開気通路は下流側
所定箇所で集合されている。

そして、排気系には排気浄化装置等が装備されている。

またターボ過給機のタービンが拮気系に設けられている
ものもある（例えば実開昭５９−１４８４２７号公報参
照）。

ところで、このような排気装置において、エンジンの高
速・高負荷時には、各気筒から排出される排気ガスの温
度が非常に高くなり易く、このにうに排気ガスが高温に
なると、ターボ過給機を備えたエンジンにあっては排気
タービンに加わる熱負荷が著しく増大し、ターボ過給機
を備えないエンジンでも、排気通路の通路壁や排気浄化
装置等が熱劣化し易くなる。このため従来は、排気ガス
の高温化に対し、空燃比を理論空燃比よりも過濃側に設
定することにより対処していたが、このように燃料を過
剰に供給すると、燃費が悪化するとともに、トルクが低
下するという問題がある。

このほかに高速・高負荷時の対策としては、例えば上記
公報に示されるように、排気の干渉を回避するように排
気マニホールドの内部通路を分割した隔壁に連通部を設
け、エンジンの回転数が設定値以上のときに、上記連通
部を聞くことにより排気ガス圧力を低下させるようにし
たものがあるが、これによっても充分に１ｈ気ガス温度
を低下させることはできなかった。

そこで当用願人は、各気筒の独立排気通路を排気ボート
近傍で相互に連通ずる連通路を設け、この連通路での放
熱により排気ガス温度を充分に低下させることができる
ようにしたエンジンの排気装置をずでに出願している（
特願昭６０−１２３７４２号）。ただしこのような４Ｍ
造による場合に、多気筒エンジンの全ての気筒の各排気
通路を相互に連通ずるように連通路を形成すると、排気
系が複雑になり、製作が面倒なものとなるので、ＩＩ４
造の簡略化を図ることが望まれる。

（発明の目的） 本発明は上記の事情に鑑み、比較的簡単な構造によりな
がら、効率良く放熱を行なって１１気温度を低下させる
ことができる多気筒エンジンの排気５Ａ置を提供するも
のである。

（発明の構成） 本発明は、各気筒の排気ボートにそれぞれ接続された独
立排気通路を備えた多気筒エンジンの排気装置において
、別個の気筒の独立排気通路を１７１気ボートの近傍で
相互に連通ずる連通路を、エンジンの全気筒のうちの一
部の気筒に対してのみ設【ノ、かつ、上記連通路によっ
て独立排気通路が相互に連通される気筒を互いに最も近
接した気筒以外のものとしている。

この構成によると、排気ガスの一部が上記連通路を通過
する間に放熱され、この場合に、上記連通路は一部気筒
に対してのみ設けられていながら、その通路長さは充分
に確保されていることにより、効率良く排気温度が低下
する。

（実ｆ＾例） 第１図は本発明の第１実施例を示している。この図に示
すエンジンは直列４気筒エンジンであって、エンジン本
体１に、図の左側から順に１番〜４番の４つの気筒２ａ
〜２ｄが配列されている。

上記各気筒２ａ〜２ｄには、それぞれ、燃焼室に開口す
る吸気ボート３および排気ボート４が設けられ、これら
吸気ボート３および排気ボート４は図外の吸気弁および
排気弁により所定のタイミングで開口されるようになっ
ている。そして、上記各吸気ボート３には図外の吸気マ
ニホールドが接続され、各排気ボート４には排気マニホ
ールド５が接続されている。

上記排気マニホールド５は、多気Ｂ２ａ〜２ｄの排気ボ
ート４にそれぞれ一端が個別に接続された４木の独立排
気通路６ａ〜６ｄを備えている。

各独立排気通路６ａ〜６ｄの他端は相互に連通ずるよう
に集合され、その集合部７より下流に共通排気′！！Ｕ
路８が連なり、共通和気通路８中には触媒からなる排気
浄化装置９が設けられている。１さらに、Ｆ記排気マニ
ホールド５には、別個の気筒の独立排気通路を排気ボー
ト４の近傍で相互に連通接続する連通路１１が、エンジ
ンの全気筒のうちの一部である２つの気筒に対してのみ
設【プられている。上記連通路１１によって独立Ｉ１気
通路が相Ｕに連通される気筒は互いに最も近接した気筒
以外のものとし、つまり、隣合う気筒の独立排気通路同
志は連通路で連通せず、少なくとら他の１つの気筒を挟
んで隔たった気筒の独立排気通路を相互に連通接続する
ように連通路１１が設けられる。とくに好ましい例とし
ては実線で示すように、最も隔たった１番気筒２ａと４
番気筒２ｄの各独立排気通路６ａ、６ｄが連通路１１に
より連通されるようにし、連通路１１は、上記両独室排
気通路６ａ、　６ｂ間の距離に応じた長さのパイプで形
成され、両端が上記両独室排気通路６ａ、６ｄに接続さ
れている。なお、このほかの例として、二点ｖＡ線で示
すように１番気筒２ａと３番気筒２Ｃの各独立排気通路
６ａ、６ｃを相互に連通接続するように、あるいは２番
気筒２ｂと４番気筒２ｄの各独立排気通路６ｂ、６ｄを
相互に連通接続するように、連通路１１を設けてもよい
。

以上のような構造のｉＲ気装置によると、各気筒２ａ〜
２ｄから排出された初見ガスは、それぞれの排気ボート
４に連通ずる各独立排気通路６ａ〜６ｄを通って共通排
気通路８に流出するが、連通路１１によって相互に連通
された２つの気筒の独立排気通路（第１図に実線で示し
た例では１番気筒２ａと４香気ｆｉＩ２ｄの独立排気通
路６ａ、６ｄ）の間では、一方の気筒から排出された排
気ガスの一部が連通路１１を通って他方の気筒の独立排
気通路にも流れる。そして排気ガスが連通路１１を通過
する間に放熱され、排気温度が引下げられる。

これにより、高速・高負萄時に排気温度を低下させるた
めに要求される燃料増Ｒを少な（することができる。

とくに、上記のように連通路１１が構成されていること
により、簡単な構造によりながら、効率良く排気温度を
低下させることができる。つまり、連通路を一部気筒に
対してのみ設けることにより、全気筒に対してそれぞれ
の独立排気通路を相互に連通するように連通路を設ける
場合と比べて構造が簡単になり、排気マニホールドの製
造が容易となる。ただし、一部気筒に対して連通路を設
けるにしても、もし隣接する気筒の独立排気通路を相互
に連通ずるように連通路を設けると、連通路の良さが短
くなるため、簡単な構造で充分に放熱作用をもた口るこ
とは困麹である。これに対し、互いに隔たった気筒の独
立排気通路を相互に連通するように連通路１１を設けた
本発明の装置によると、連通路１１が良くなって放熱面
積が太き（なる。従って、上記連通路１１を通る排気ガ
スの温度が充分に引下げられ、共通排気通路８に送られ
る排気ガス全体としても平均的には充分に温度が低下す
ることとなる。

とくに第１図に実線で示すように最も隔たった１番気筒
２ａと４香気ｎ２ｄとの各独ｆｆ１Ｊｌ気通路６ａ、６
ｄの間に連通路１１を設番〕れば、連通路１１を最も良
くすることができて放熱作用が高められる。さらに４気
筒エンジンにおける点火順序は１香気ｆｍ２ａ、３番気
ｆｉ２Ｇ、４番気筒２ｄ、２香気Ｆ１２ｂの順となって
いて、１香気８２ａと４番気筒２ｄとは排気行程がオー
バラップしないので、上記のように連通路１１を設けれ
ば、排気干渉を避けることができる。

第２図は本発明の第２実施例を示している。この実施例
における排気マニホールド５は、それぞれ点火順序がｙ
ｎ続しない気筒の独立初見通路を集合させた２つの集合
排気通路１２ａ、１２ｂを有するデュアル排気マニホー
ルドとなっている。すなわち、各独立排気通路６ａ〜６
ｄの下流端側において、まず１香気ｎ２ａおよび４番気
筒２ｄの各独立排気通路６ａ、６ｄと、２番気筒および
３番気筒の各独立排気通路５ｂ、５ｃとが、それぞれ個
別に集合されて、２つの集合排気通路１２ａ。

１２ｂが形成され、この両集合排気通路１２ａ。

１２ｂがざらに下流で集合されて共通排気通路８に連通
している。この構造によると、初見干渉が抑制されて排
気効率が高められる。そして、この構造においても、第
１実施例と同様に、互いに隔たった２つの気筒の独立排
気通路（例えば１＃１気筒２ａと４番気筒２ｄの各独立
排気通路６ａ、６＜１　）の間に、この両独立排気通路
を排気ボート近傍で相互に連通接続する連通路１１が設
けられている。この連通路１１による作用は第１実施例
と同様である。

第３図は本発明の第３実施例を示している。この実施例
では本発明のＶＲｆｌを直列６気筒エンジンに適用して
おり、エンジン本体１に配列された１番〜６番気筒２８
〜２ｆにそれぞれ、排気マニホールド５の独立排気通路
６ａ〜６ｆが接続されている。そしてこの図に示す例で
は、１番〜３番気Ｅ２ａ〜２Ｃに対する各独立排気通路
６８〜６ｃが下流端側で相互に集合されるとともに、４
番気筒〜６番気固２ｄ〜２ｆに対する各独立排気通路６
８〜６ｆが下流端側で相互に集合され、これらが集合排
気通路１２ａ、１２ｂを介して共通排気通路８に連通し
ている。

また、上記排気マニホールド５には２つの連通路１１ａ
、ｌｌｂが設けられており、−７’ｌの連通路１１ａは
２番気筒２ｂを挟んで互いに隔たった１番気筒２ａと３
香気ｎ２ｃの各独立排気通路６ａ、６ｃを初見ポート近
傍で連通接続するように設けられ、他方の連通路１１ａ
は５Ｍ気筒２ｅを挟んで互いに隔たった４番気筒２ｄと
６番気筒２ｆの各独立排気通路６ｄ、６ｆを拮気ボート
近傍で連通接続するように設けられている。

この実施例によっても、一部の気筒に対してのみ連通路
１１ａ、１１ｂが設けられているので、全気筒の独立排
気通路を相互に連通するように連通路が設けられる場合
と比べて構造が簡単になり、かつ、各連通路１１ａ、１
１ｂがそれぞれ、互いに隔たった気筒の独立排気通路を
相互に連通接続するように設けられているので、連通路
の通路長さが充分に確保されて排気ガスの冷却効果が高
められることとなる。

なお、この実施例では２つの連通路ｉ１ａ、ｉ１ｂを設
けているが、例えば１番気筒２ａと６香気ｆ１２ｆの各
独立排気通路６ａ、６ｆを１つの長い連通路で連通接続
するようにしてもよい。

第４図は本発明の第４実施例を示している。この実施例
では、本発明をＶ型６気筒エンジンに適用しており、エ
ンジン本体１には、その一方のバンク１ａに１番〜３番
気筒２ａ〜２Ｃが配設され、他方のバンク１ｂに４番〜
６番気ｆｍ２ｄ〜２ｆが配設されている。上記両バンク
ｌａ、１ｂに取イ」けられた左右一対の排気マニホール
ド５ａ、５ｂはそれぞれ、同一バンク内の３つの気筒の
各排気ボート４に一端が接続されて他端が相互に集合さ
れた各独立排気通路６ａ〜６Ｃおよび６ｄ〜６「を備え
ている。そしてこのようなＶ型エンジンの排気系におい
ても、互いに隔たった気筒の独立排気通路を排気ボート
近傍で連通ずる連通路が一部気筒に対して設けられ、例
えば、一方のバンク１ａの両端の気筒２ａ、２Ｃの各独
立排気通路５ａ。

６Ｃを連通接続する連通路１１ａ、および他方のバンク
１ｂの両端の気筒２ｄ、　２ｆの各独立排気通路６ｄ、
６ｆを連通接続する連通路１１ｂが各排気マニホールド
５ａ、５ｂに設けられている。

なお、レイアウト的に支障がなければ、異なるバンクに
属する気筒の独立排気通路同志を連通接続するように連
通路を形成してもよい。

第５図は本発明の第５実施例を示している。この実施例
では、本発明の装置を排気ターボ過給機付エンジンに適
用しており、排気マニホールド５下流の排気通路に、排
気ガスによって駆動される排気タービン１３が設けられ
るとともに、この排気タービン１３に連動するコンプレ
ッサ１４が吸気通路１６に設けられ、これらによって排
気ターボ過給！ｆｉ１５が構成されている。また、上記
排気タービンに作用する排気の動圧を高めるため、排気
マニホールド５の集合部には、この部分を２分１．１１
する仕切り壁１７が設けられている。なお、１８は排気
通路の排気タービン１３をバイパスするバイパス通路、
１９は過給圧に応じて働くアクチュエータ２０により作
動されて上記バイパス通路１８を開閉するウェストゲー
トバルブ、２１はコンプレッサ１４手流の吸気通路１６
に設けられたインタクーラ、２２はスロットル弁である
。

口の実施例においても排気マニホールド５には、エンジ
ン本体１の各気筒２ａ〜２ｄの排気ボート４に接続され
た独立排気通路６ａ〜６ｄが形成されるとともに、互い
に隔たった気筒の独立排気通路を排気ボート近傍で連通
接続する連通路１１が設けられ、例えば、４気筒エンジ
ンにおける１番気筒２ａと４番気筒２ｄの各独立排気通
路５ａ。

６ｄを連通接続するように連通路１１が設けられる。ま
た、上記連通路１１によって連通接続された独立排気通
路６ａ、６ｄにおいては、連通路１１への１に気ガスの
分流によってこれより下流側部分の排気ガス流過量は他
の独立排気通路６ｂ、６Ｃと比べて少なくなることから
、連通路１１の通路面積に相当する分だけ連通路接続箇
所より下流の独立排気通路６ａ、６ｄの通路面積Ｓ１が
他の独立排気通路６ｂの通路面積Ｓ２よりも小さくされ
ている。

この実施例による場合も＠記名実施例と同様の作用が得
られ、しかも、過給機の駆動効率の低下が抑ｉｌｌされ
る。つまり、連通路１１は一部気筒２ａ、２ｄに対して
のみ設けられているので、他の気筒２ｂ、２ｃからそれ
ぞれの独立排気通路６ｂ。

６Ｃに排出された排気ガスは連通路１１を通らずに直接
タービン１３に導かれ、また、連通路１１を介して連通
された独立排気通路６ａ、６ｄにおいても、連通路接続
箇所より下流の通路面積が小さくされているので、排気
流速の低下が防止される。従って、上記連通路１１が設
けられていても、排気エネルギーが上記排気タービン１
３に充分に効率良く与えられることとなる。

（発明の効果） 以上のように本発明は、別個の気筒の各独立排気通路を
相互に連通接続する連通路を設けて、この連通路での放
熱により排気温度を低下させることができるようにし、
特に、一部気筒に対してのみ連通路を設け、かつ、連通
路で独立排気通路が相互に連通される気筒は互いに最も
近接する気筒以外のものとしているため、簡単なＩｎに
よりながら、連通路の長さ、放熱面積を充分に確保して
、効率良く排気温度を低下させることができるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す概略平面図、第２図
は第２実施例を示す概略平面図、第３図は第３実施例を
ボす概略平面図、第４図は第４実施例を示す概略平面図
、第５図は第５実施例を示す概略平面図である。 １・・・エンジン本体、２ａ〜２ｆ・・・気筒、４・・
・（π気ボート、６８〜６　ｆ−＝＝独立！ｊ気通路、
１１，１１ａ、１１ｂ・・・連通路。 特許出願人　　　　　　マ　ツ　ダ　株式会社代　即　
人　　　　　　弁理士　　小春　悦司同　　　　　　　
　弁理士　　長ＩＩ　　　１同　　　　　　　　弁理士
　　根谷　康夫第　　１　　図 第　　２　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、各気筒の排気ボートにそれぞれ接続された独立排気
   通路を備えた多気筒エンジンの排気装置において、別個
   の気筒の独立排気通路を排気ボートの近傍で相互に連通
   する連通路を、エンジンの全気筒のうちの一部の気筒に
   対してのみ設け、かつ、上記連通路によって独立排気通
   路が相互に連通される気筒を互いに最も近接した気筒以
   外のものとしたことを特徴とする多気筒エンジンの排気
   装置。