JP2006169964A - 内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】気筒間における内部ＥＧＲ量のばらつきを抑制し、バルブオーバーラップ期間の拡大を可能にすること。
【解決手段】２つのバンクを有し、同一バンク上の各気筒が不等間隔で爆発を起こす内燃機関１において、内部ＥＧＲ量が少なくなるブローダウンガス発生気筒＃４，＃５，＃７，＃８の排気ガスと当該ブローダウンガス発生気筒＃４，＃５，＃７，＃８のブローダウンガスの影響で内部ＥＧＲ量が多くなるブローダウンガス流入気筒＃６，＃３，＃１，＃２の排気ガスとが別経路で流れるように排気経路（排気マニホルド３_ＬＨ，３_ＲＨ、触媒装置４_ＬＨ，４_ＲＨ、排気管５_ＬＨ，５_ＲＨ）を構成すること。
【選択図】 図１

Description

本発明は、２つのバンクを有し、その夫々のバンク毎の各気筒が不等間隔で爆発する多気筒の内燃機関に関する。

従来、２つのバンクを有し、その夫々のバンクに複数の気筒が配置された所謂Ｖ型多気筒の内燃機関がある。

ここで、一般に、多気筒の内燃機関においては、各気筒の燃焼を等間隔にすること，クランクシャフトに捩り振動が生じないこと等の種々の要件を満たすように夫々の気筒の点火順序が決められる。例えば、左側のバンクの機関前方から左右交互に１番気筒，２番気筒，…，８番気筒が配置されたＶ型８気筒の内燃機関においてその要件を満たす為には、１番気筒→８番気筒→７番気筒→３番気筒→６番気筒→５番気筒→４番気筒→２番気筒の順番で一般にクランク角９０°ＣＡ毎に点火が行われる。このように、このＶ型８気筒の内燃機関においては、左右夫々のバンクでの各気筒の点火・爆発が不等間隔になっている。

一方、Ｖ型多気筒の内燃機関においては、左右夫々のバンク毎に設けた機関外側の排気マニホルドへと各気筒から燃焼ガスが排出される。これが為、上述した不等間隔で点火・爆発を行うＶ型多気筒の内燃機関においては、特定の気筒間で排気脈動の相違による排気干渉が起こり、これによってその気筒間で内部ＥＧＲ（燃焼室内の残留ガス）量に違いが出てしまうので、その気筒間での吸入空気の充填効率（換言すれば、空燃比）にばらつきが生じてしまう。

即ち、一般に、内部ＥＧＲは、燃焼温度を低下させ、ＨＣやＮＯｘの排出量を低減させることが知られている。また、その内部ＥＧＲによってポンプ損失が低減し、燃料消費率の低下が図れることも知られている。これが為、従来の内燃機関においては、排気行程と吸気行程との間にバルブオーバーラップ期間（吸気バルブと排気バルブが同時に開いている期間）を設けることによって、内部ＥＧＲ量を増加させ、ＨＣやＮＯｘの排出量の低減、燃料消費率の低下を図らんとしている。しかしながら、そのバルブオーバーラップ期間をＶ型多気筒の内燃機関に設けると、同一バンクに配置された夫々の気筒において、ある気筒のバルブオーバーラップ期間と特定の気筒の排気のブローダウン時期（排気バルブの開弁時期）とが重なるので、その２つの気筒間の排気脈動の違いから、その気筒間での内部ＥＧＲ量に相違が生じ、その気筒間における吸入空気の充填効率（空燃比）がばらついてしまう。

上述した点火順序で点火されるＶ型８気筒の内燃機関を例として挙げれば、左バンクの１番気筒と３番気筒においては同一バンクの７番気筒と５番気筒のブローダウンガスの影響を夫々に受けて内部ＥＧＲ量が多くなり、また、右バンクの６番気筒と２番気筒においては同一バンクの４番気筒と８番気筒のブローダウンガスの影響を夫々に受けて内部ＥＧＲ量が多くなる。

そこで、下記の特許文献１には、排気マニホルドの集合部の形状をエゼクタ形状にして各気筒間における内部ＥＧＲ量の均一化を図らんとする技術が開示されている。

尚、下記の特許文献２には、Ｖ型８気筒の内燃機関の排気マニホルドを２つの気筒毎に集合させた後、更に、その夫々を一経路に合流させるよう構成し、その合流部分に排気制御弁（排気ブレーキ）を配置することによって排気干渉を防止する技術が開示されている。また、下記の特許文献３には、Ｖ型８気筒の内燃機関において、下流側の離隔した位置の触媒装置まで各気筒の排気通路を独立経路として構成し、更に、その夫々の独立経路に触媒装置を各々配置したものが開示されているが、そのような独立経路としている理由や気筒間における内部ＥＧＲ量の均一化については記載されていない。

特開平３−７０８１０号公報 実開平５−３６０４７号公報 特開平７−６３１２７号公報

しかしながら、上記特許文献１の如く排気マニホルドの集合部の形状をエゼクタ形状にしても、各気筒間における内部ＥＧＲ量の均一化は十分に達成されていない。従って、特定の気筒間における吸入空気の充填効率（空燃比）のばらつきを解消することができず、その気筒間で燃焼変動が起こるので、その不安定な燃焼による軸トルクの低下を招来してしまう。また、そのような気筒間における内部ＥＧＲ量の相違によって、バルブオーバーラップ期間は、内部ＥＧＲ量の多い気筒の燃焼限界に制限され、拡大することができないので、十分なＨＣやＮＯｘの排出量の低減、燃料消費率の低下という効果を奏することができない。

更に、一般に、内燃機関においては点火時期を遅角制御してノッキングの発生を抑制しているが、上記の如く気筒間の内部ＥＧＲ量が異なる場合に一律に全ての気筒の点火時期を遅角制御すると、ブローダウンガスを発生させる内部ＥＧＲ量の多い気筒でノッキングが発生しなくても、そのブローダウンガスの影響を受ける内部ＥＧＲ量の多い気筒ではノッキングが発生してしまう，特に重度のノッキング（ヘビーノック）が発生してしまい、その燃焼ばらつきにより軸トルクが低下するので、所望の軸トルクを発生させることができなくなる。

このように、従来は、バルブオーバーラップ期間を拡大し難いので、燃焼の安定化による軸トルクの向上とＨＣやＮＯｘの排出量の低減及び燃料消費率の低下とを両立させることができず、昨今の機関性能の向上と環境性能の向上という相反する要求を満たすことができなかった。

そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、気筒間における内部ＥＧＲ量のばらつきを抑制し、バルブオーバーラップ期間の拡大を可能にする内燃機関を提供することを、その目的とする。

上記目的を達成する為、請求項１記載の発明では、２つのバンクを有し、同一バンク上の各気筒が不等間隔で爆発を起こす内燃機関において、内部ＥＧＲ量が少なくなるブローダウンガス発生気筒の排気ガスと当該ブローダウンガス発生気筒のブローダウンガスの影響で内部ＥＧＲ量が多くなるブローダウンガス流入気筒の排気ガスとが別経路で流れるように排気経路を構成している。

例えば、請求項２記載の発明の如く、その排気経路が夫々のバンクの排気ガスを一経路に纏める集合管を具備する場合、この排気経路は、少なくとも前記集合管の上流まではブローダウンガス発生気筒の排気ガスとブローダウンガス流入気筒の排気ガスとが別経路で流れるように構成する。

この請求項１又は２に記載の発明によれば、ブローダウンガス発生気筒のブローダウンガスの正圧波がブローダウンガス流入気筒に到達しない，又は到達したとしても、そのブローダウンガスが減衰されて正圧波の到達時間を遅らせることができるので、そのブローダウンガス発生気筒とブローダウンガス流入気筒との間の排気脈動差を小さくすることができ、その気筒間における排気干渉を低減することができる。これが為、その気筒間での内部ＥＧＲ量，延いては吸入空気の充填効率（空燃比）の均一化が可能になる。

本発明に係る内燃機関は、気筒間における内部ＥＧＲ量，延いては吸入空気の充填効率（空燃比）を均一にすることができるので、軸トルクの向上が可能になる。また、そのような気筒間における内部ＥＧＲ量の均一状態、更には吸入空気の充填効率（空燃比）の均一状態をバルブオーバーラップ期間が拡大されても保つことができるので、そのバルブオーバーラップ期間の拡大による内部ＥＧＲ量の増加を図ることができ、ＨＣやＮＯｘの排出量の低減、燃料消費率の低下が可能になる。

以下に、本発明に係る内燃機関の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

本発明に係る内燃機関の実施例１を図１から図９に基づいて説明する。ここで、その図１の符号１は、本実施例１の内燃機関を示す。

最初に、本実施例１の内燃機関１の構成について説明する。

本実施例１の内燃機関１は、２つのバンクを有し、左側（図１の紙面左側）のバンクの機関前方から左右交互に１番気筒＃１，２番気筒＃２，…，８番気筒＃８が配置された所謂Ｖ型８気筒の内燃機関であって、Ｖ字形状のシリンダブロック１ａと２つのシリンダヘッド１ｂ_ＬＨ，１ｂ_ＲＨとを備えている。即ち、本実施例１のＶ型８気筒の内燃機関１には、一方のバンクに１番気筒＃１，３番気筒＃３，５番気筒＃５，７番気筒＃７が具備され、他方のバンクに２番気筒＃２，４番気筒＃４，６番気筒＃６，８番気筒＃８が具備されている。

ここで、この本実施例１の内燃機関１においては、図１に示す如く、外部からの空気を夫々の気筒＃１〜＃８に導く吸気マニホルド２が左右夫々のバンク間に配置される。

また、その夫々のバンクの機関外側には、排気マニホルド３_ＬＨ，３_ＲＨ等からなる排気経路が配置される。

先ず、１番気筒＃１，３番気筒＃３，５番気筒＃５，７番気筒＃７を有する一方のバンク（以下、「左バンク」という。）側には、その夫々の気筒＃１，＃３，＃５，＃７に連通する排気マニホルド３_ＬＨと、この排気マニホルド３_ＬＨの下流側に配備された触媒装置４_ＬＨと、この触媒装置４_ＬＨを経た排気ガスが流入する排気管５_ＬＨとが設けられている。

また、２番気筒＃２，４番気筒＃４，６番気筒＃６，８番気筒＃８を有する他方のバンク（以下、「右バンク」という。）側についても同様に、その夫々の気筒＃２，＃４，＃６，＃８に連通する排気マニホルド３_ＲＨと、この排気マニホルド３_ＲＨの下流側に配備された触媒装置４_ＲＨと、この触媒装置４_ＲＨを経た排気ガスが流入する排気管５_ＲＨとが設けられている。

ところで、本実施例１の内燃機関１の点火順序は、各気筒＃１〜＃８の燃焼を等間隔にすること等の種々の要件を満たすように決められている。例えば、ここでは、１番気筒＃１→８番気筒＃８→７番気筒＃７→３番気筒＃３→６番気筒＃６→５番気筒＃５→４番気筒＃４→２番気筒＃２の順番でクランク角約９０°ＣＡ毎に点火が行われるものとして例示する。

このような点火順序で点火が行われると、左バンクにおける夫々の気筒＃１，＃３，＃５，＃７の点火・爆発の間隔、右バンクにおける夫々の気筒＃２，＃４，＃６，＃８の点火・爆発の間隔が不等間隔になり、特定の気筒間における排気干渉により内部ＥＧＲ量に違いが出てしまう。

このような点火順序で点火が行われると、左バンクにおける夫々の気筒＃１，＃３，＃５，＃７の点火・爆発の間隔、右バンクにおける夫々の気筒＃２，＃４，＃６，＃８の点火・爆発の間隔が不等間隔になり、特定の気筒間における排気干渉により内部ＥＧＲ量に違いが出て、その気筒間で吸入空気の充填効率（空燃比）にばらつきが生じてしまう。

即ち、一般に、内燃機関においては、吸気バルブと排気バルブが同時に開いているバルブオーバーラップ期間が設定されており、ある気筒のバルブオーバーラップ期間と特定の気筒の排気のブローダウン時期とが重なる期間が存在する。これが為、その気筒間においては、排気脈動の相違による排気干渉が起こり、これによって内部ＥＧＲ量に相違が生じてしまうので、吸入空気の充填効率（空燃比）にばらつきが生じてしまう。

例えば、このＶ型８気筒の内燃機関１においては、図２−１に示す如く１番気筒＃１と７番気筒＃７との間，３番気筒＃３と５番気筒＃５との間，６番気筒＃６と４番気筒＃４との間及び２番気筒＃２と８番気筒＃８との間で同時期に排気バルブが開弁している状態が存在する。これが為、７番気筒＃７，５番気筒＃５，４番気筒＃４及び８番気筒＃８の排気バルブが開弁した際に、そのブローダウンガスの圧力波が夫々バルブオーバーラップ期間中の１番気筒＃１，３番気筒＃３，６番気筒＃６及び２番気筒＃２に到達し、その夫々の気筒間においては、排気脈動の相違による排気干渉が起きてしまう。そして、これにより、１番気筒＃１，３番気筒＃３，６番気筒＃６及び２番気筒＃２からは十分に排気が行われなくなるので、その夫々の気筒間の内部ＥＧＲ量に違いが出てしまい、吸入空気の充填効率（空燃比）にばらつきが生じてしまう。

また、近年の内燃機関においては、各気筒の内部ＥＧＲ量の増加によるＨＣやＮＯｘの排出量の低減、燃料消費率の低下を図らんとするが為に、吸気バルブと排気バルブの開閉タイミングを可変させ得る所謂可変バルブタイミング機構等の手段を設け、適宜好適なバルブオーバーラップ期間を可変設定している。これが為、かかる可変バルブタイミング機構等の手段をＶ型８気筒の内燃機関１における夫々の気筒＃１〜＃８に設けて、図２−２に示す如くバルブオーバーラップ期間を拡大させた場合においては、上記と同じ気筒間で更なる内部ＥＧＲ量の相違が生じ、吸入空気の充填効率（空燃比）が大きくばらついてしまう。

以下、その夫々の状況下でブローダウンガスを発生させて内部ＥＧＲ量が少なくなる気筒＃４，＃５，＃７，＃８については、適宜「ブローダウンガス発生気筒」ともいう。また、その夫々の状況下でブローダウンガスの影響を受けて内部ＥＧＲ量が多くなる気筒＃６，＃３，＃１，＃２については、適宜「ブローダウンガス流入気筒」ともいう。

そのように、このＶ型８気筒の内燃機関１においては、上述した夫々の気筒間の内部ＥＧＲ量の相違により、その気筒間で吸入空気の充填効率（空燃比）がばらついてしまうので、軸トルクの向上が図れず、また、バルブオーバーラップ期間を拡大することもできない。

そこで、本実施例１にあっては、そのブローダウンガス流入気筒＃６，＃３，＃１，＃２へのブローダウンガスの圧力波の影響を軽減する為に，即ち上述した夫々の気筒間の内部ＥＧＲ量の相違を解消する為に、そのブローダウンガス発生気筒＃４，＃５，＃７，＃８の排気ガスと当該ブローダウンガス発生気筒＃４，＃５，＃７，＃８のブローダウンガスの影響を受けるブローダウンガス流入気筒＃６，＃３，＃１，＃２の排気ガスとが別経路で流れるように排気経路を構成する。

先ず、ブローダウンガス発生気筒＃４，＃５，＃７，＃８の排気ガスとそのブローダウンガスの影響を受けるブローダウンガス流入気筒＃６，＃３，＃１，＃２の排気ガスとが別経路で流れるように左右夫々バンクの排気マニホルド３_ＬＨ，３_ＲＨを形成する。

具体的に、左バンクの排気マニホルド３_ＬＨについては、ブローダウンガス発生気筒たる５番気筒＃５とそのブローダウンガスの影響を受けるブローダウンガス流入気筒たる３番気筒＃３の夫々の排気ガスが合流せず、更に、ブローダウンガス発生気筒たる７番気筒＃７とそのブローダウンガスの影響を受けるブローダウンガス流入気筒たる１番気筒＃１の夫々の排気ガスも合流しないようにする。

例えば、本実施例１にあっては、図１に示す如く、１番気筒＃１に連通する１番排気通路３_＃１と５番気筒＃５に連通する５番排気通路３_＃５とを第１集合通路３ａ_１で連通させると共に、３番気筒＃３に連通する３番排気通路３_＃３と７番気筒＃７に連通する７番排気通路３_＃７とを第２集合通路３ｂ_１で連通させるよう左バンクの排気マニホルド３_ＬＨを構成する。

尚、この排気マニホルド３_ＬＨは、ブローダウンガス発生気筒＃５，＃７の夫々の排気通路３_＃５，３_＃７を第１集合通路３ａ_１で連通させ、ブローダウンガス流入気筒＃１，＃３の夫々の排気通路３_＃１，３_＃３を第２集合通路３ｂ_１で連通させるよう構成してもよい。

ここで、本実施例１の如く上記第１及び第２の集合通路３ａ_１，３ｂ_１が下流端側で１本の排気管３ｃ_１に纏められた所謂４−２−１タイプの排気マニホルド３_ＬＨを構成する場合、図１及び図３に示すように、その第１集合通路３ａ_１の排気ガスと第２集合通路３ｂ_１の排気ガスとを分け隔てる隔壁７Ａ_１を排気管３ｃ_１に設ける。即ち、本実施例１の排気マニホルド３_ＬＨは、その隔壁７Ａ_１によって排気管３ｃ_１内に第１及び第２の排気通路３ｃ_１１，３ｃ_１２を形成し、第１集合通路３ａ_１と第１排気通路３ｃ_１１とを連通させる一方、第２集合通路３ｂ_１と第２排気通路３ｃ_１２とを連通させるよう構成する。

また、本実施例１の右バンクの排気マニホルド３_ＲＨについても同様に、ブローダウンガス発生気筒たる４番気筒＃４とそのブローダウンガスの影響を受けるブローダウンガス流入気筒たる６番気筒＃６の夫々の排気ガスが合流せず、更に、ブローダウンガス発生気筒たる８番気筒＃８とそのブローダウンガスの影響を受けるブローダウンガス流入気筒たる２番気筒＃２の夫々の排気ガスも合流しないように構成する。

例えば、本実施例１にあっては、図１に示す如く、２番気筒＃２に連通する２番排気通路３_＃２と６番気筒＃６に連通する６番排気通路３_＃６とを第１集合通路３ａ_２で連通させると共に、４番気筒＃４に連通する４番排気通路３_＃４と８番気筒＃８に連通する８番排気通路３_＃８とを第２集合通路３ｂ_２で連通させるよう右バンクの排気マニホルド３_ＲＨを構成する。

尚、この排気マニホルド３_ＲＨは、ブローダウンガス発生気筒＃４の排気通路３_＃４とブローダウンガス流入気筒＃２の排気通路３_＃２とを第１集合通路３ａ_２で連通させ、ブローダウンガス発生気筒＃８の排気通路３_＃８とブローダウンガス流入気筒＃６の夫々の排気通路３_＃６とを第２集合通路３ｂ_２で連通させるよう構成してもよい。

ここで、この右バンクの排気マニホルド３_ＲＨを４−２−１タイプとする場合には、左バンクの排気マニホルド３_ＬＨと同様に、第１及び第２の集合通路３ａ_２，３ｂ_２を纏める排気管３ｃ_２に図１及び図３に示す隔壁７Ａ_２を設け、この隔壁７Ａ_２によって形成された第１及び第２の排気通路３ｃ_２１，３ｃ_２２を夫々第１及び第２の集合通路３ａ_２，３ｂ_２に連通させる。

更に、本実施例１にあっては、左右夫々バンクの触媒装置４_ＬＨ，４_ＲＨと排気管５_ＬＨ，５_ＲＨについても、ブローダウンガス発生気筒＃４，＃５，＃７，＃８の排気ガスとそのブローダウンガスの影響を受けるブローダウンガス流入気筒＃６，＃３，＃１，＃２の排気ガスとが別経路で流れるように構成する。

先ず、触媒装置４_ＬＨ，４_ＲＨについて詳述する。

例えば、左バンクの触媒装置４_ＬＨについては排気マニホルド３_ＬＨの第１及び第２の排気通路３ｃ_１１，３ｃ_１２から流入してきた夫々の排気ガスが合流しないように図１に示す隔壁７Ｂ_１を設け、右バンクの触媒装置４_ＲＨについても同様に、第１及び第２の排気通路３ｃ_２１，３ｃ_２２から流入してきた夫々の排気ガスが合流しないよう図１に示す隔壁７Ｂ_２を設ける。

ところで、近年の触媒装置４が具備する触媒担体４ａとしては図４−１に示す如き複数の排気ガス通路４ｂを有するモノリス構造が一般的であり、このモノリス構造においては、図４−２に示す如く、夫々の排気ガス通路４ｂが触媒担体４ａにおける排気ガスＧの入口４ａ_ＩＮから出口４ａ_ＯＵＴに向けて略平行に形成されている。

そこで、本実施例１の左バンクの触媒装置４_ＬＨにおいては、図５及び図６に示す如く、触媒装置４_ＬＨの入口４_ＩＮと触媒担体４ａの入口４ａ_ＩＮとの間、及び触媒装置４_ＬＨの出口４_ＯＵＴと触媒担体４ａの出口４ａ_ＯＵＴとの間に夫々同一軸線上の隔壁７Ｂ_１１，７Ｂ_１２を設けて隔壁７Ｂ_１を構成する。

ここで、その上流側の隔壁７Ｂ_１１は、前述した排気マニホルド３_ＬＨの隔壁７Ａ_１に当接又は嵌合等されて、その排気マニホルド３_ＬＨの第１排気通路３ｃ_１１の排気ガスＧ１が流れる排気ガス通路４ｂ_１と第２排気通路３ｃ_１２の排気ガスＧ２が流れる排気ガス通路４ｂ_２とに触媒担体４ａの排気ガス通路４ｂを分割する。また、その下流側の隔壁７Ｂ_１２を排気管５_ＬＨの隔壁７Ｃ_１に当接又は嵌合等させて、排気ガス通路４ｂ_１の排気ガスＧ１を後述する第１排気通路５ａ_１へと流す。

一方、本実施例１の右バンクの触媒装置４_ＲＨについても、上記左バンクの触媒装置４_ＬＨと同様に、触媒装置４_ＲＨの入口４_ＩＮと触媒担体４ａの入口４ａ_ＩＮとの間、及び触媒装置４_ＲＨの出口４_ＯＵＴと触媒担体４ａの出口４ａ_ＯＵＴとの間に夫々同一軸線上の隔壁７Ｂ_２１，７Ｂ_２２を設けて隔壁７Ｂ_２を構成する。

続いて、排気管５_ＬＨ，５_ＲＨについて詳述する。

例えば、図１及び図７に示す如く、左バンクの排気管５_ＬＨについては触媒装置４_ＬＨを別経路で通過した夫々の排気ガスが合流しないように隔壁７Ｃ_１を設け、その隔壁７Ｃ_１によって排気管５_ＬＨ内に第１及び第２の排気通路５ａ_１，５ｂ_１を形成し、右バンクの排気管５_ＲＨについても同様に、触媒装置４_ＲＨを別経路で通過した夫々の排気ガスが合流しないように隔壁７Ｃ_２を設けて排気管５_ＲＨ内に第１及び第２の排気通路５ａ_２，５ｂ_２を形成する。尚、その図７においては、左バンクの排気管５_ＬＨのみを代表して図示する。

ここで、その排気管５_ＬＨ，５_ＲＨがストレート形状のものであれば、例えば、隔壁７Ｃ_１，７Ｃ_２を成す矩形の隔壁部材をストレート形状の筒体に挿通することで排気管５_ＬＨ，５_ＲＨを形成することができるが、本実施例１の如く曲げ部を有する場合には、そのような隔壁部材を挿通することができず、本実施例１の排気管５_ＬＨ，５_ＲＨを形成することができない。

そこで、本実施例１にあっては、例えば図８に示す如く、曲げ加工を施した筒体５Ａと隔壁７Ｃ_１を成す同様の曲げ加工を施した板状の隔壁部材５Ｂとを予め用意し、その隔壁部材５Ｂを筒体５Ａの切り欠き５Ａ_１から挿入する。そして、その筒体５Ａと隔壁部材５Ｂとを溶接や溶着等で一体化して図７に示す如き左バンクの排気管５_ＬＨを形成する。

また、その左バンクの排気管５_ＬＨを隔壁７Ｃ_１に沿った二分割構造とし、これらを溶接や溶着等で一体化してもよい。例えば、その排気管５_ＬＨが円筒状のものであれば、図９に示す如く、最初に、曲げ加工を施した断面半円の第１及び第２の筒体５Ｃ，５Ｄ，即ち第２排気通路５ｂ_１を有する第１筒体５Ｃと第１排気通路５ａ_１を有する第２筒体５Ｄとを用意する。そして、その第１筒体５Ｃの壁面５Ｃ_１と第２筒体５Ｄの壁面５Ｄ_１とを溶接や溶着等で貼り合わせて図７に示す如き左バンクの排気管５_ＬＨを形成する。ここで、かかる場合においては、貼り合わされた夫々の壁面５Ｃ_１，５Ｄ_１が排気管５_ＬＨの隔壁７Ｃ_１を成している。また、一方の筒体のみに隔壁７Ｃ_１を成す壁面を設け、他方の筒体と一体化してもよい。

尚、上述した図８及び図９においては左バンクの排気管５_ＬＨのみを代表して例示しているが、右バンクの排気管５_ＲＨについても同様にして形成することができる。

本実施例１にあっては、上述した左右夫々の排気管５_ＬＨ，５_ＲＨの排気ガスが図１に示す集合管６で集合させられて一経路に纏められる。即ち、本実施例１の内燃機関１においては、ブローダウンガス発生気筒＃４，＃５，＃７，＃８の排気ガスとそのブローダウンガスの影響を受けるブローダウンガス流入気筒＃６，＃３，＃１，＃２の排気ガスとが排気管５_ＬＨ，５_ＲＨを通過するまで別経路で流れ、集合管６に流入して初めて合流する。

例えば、この内燃機関１を縦置きで搭載したＦＲ（Ｆｒｏｎｔ ｅｎｇｉｎｅ Ｒｅａｒ ｄｒｉｖｅ）車においては、変速機（図示略）の後端辺りまで夫々の排気ガスが別経路で流れる。

以上示したが如く構成された本実施例１の排気経路によれば、ブローダウンガス発生気筒たる５番気筒＃５の排気ガスが５番排気通路３_＃５，第１集合通路３ａ_１，第１排気通路３ｃ_１１，排気ガス通路４ｂ_１及び第１排気通路５ａ_１を流れる間に減衰されるので、そのブローダウンガスにより内部ＥＧＲ量の増加が懸念されるブローダウンガス流入気筒＃３への悪影響（内部ＥＧＲ量の増加）を抑制することができる。また、仮に、そのブローダウンガスの正圧波がブローダウンガス流入気筒＃３に到達したとしても、その正圧波の到達時間を遅らせることができるので、ブローダウンガス流入気筒＃３における内部ＥＧＲ量の増加を抑制することができる。このようなことから、その気筒間の排気脈動差が小さくなり排気干渉を低減することができるので、その気筒間における内部ＥＧＲ量の均一化が可能になる。

これと同様に、ブローダウンガス発生気筒たる７番気筒＃７とブローダウンガス流入気筒たる１番気筒＃１との間、ブローダウンガス発生気筒たる４番気筒＃４とブローダウンガス流入気筒たる６番気筒＃６との間、ブローダウンガス発生気筒たる８番気筒＃８とブローダウンガス流入気筒たる２番気筒＃２との間においても、そのブローダウンガス流入気筒＃１，＃６，＃２における内部ＥＧＲ量の増加を抑制することができ、その夫々の気筒間における内部ＥＧＲ量の均一化を図ることができる。

このように、本実施例１の内燃機関１においては、各気筒＃１〜＃８の排気脈動差を小さくすることができ、ブローダウンガス発生気筒＃４，＃５，＃７，＃８とブローダウンガス流入気筒＃６，＃３，＃１，＃２との間での排気干渉の低減が可能になるので、その夫々の気筒間における内部ＥＧＲ量，延いては吸入空気の充填効率（空燃比）の均一化を図ることができる。

そして、そのように気筒間における吸入空気の充填効率（空燃比）を均一化することができるので、軸トルクの向上が可能になる。更に、そのような気筒間における内部ＥＧＲ量の均一状態、更には吸入空気の充填効率（空燃比）の均一状態をバルブオーバーラップ期間が拡大されても保つことができるので、そのバルブオーバーラップ期間の拡大による内部ＥＧＲ量の増加を図ることができ、ＨＣやＮＯｘの排出量の低減、燃料消費率の低下が可能になる。

尚、本実施例１にあっては排気マニホルド３_ＬＨ，３_ＲＨと触媒装置４_ＬＨ，４_ＲＨと排気管５_ＬＨ，５_ＲＨの夫々に隔壁７Ａ_１，７Ａ_２，７Ｂ_１（７Ｂ_１１，７Ｂ_１２），７Ｂ_２（７Ｂ_２１，７Ｂ_２２），７Ｃ_１，７Ｃ_２を設けているが、例えば、排気マニホルド３_ＬＨ，３_ＲＨの隔壁７Ａ_１，７Ａ_２と触媒装置４_ＬＨ，４_ＲＨの上流側の隔壁７Ｂ_１１，７Ｂ_２１とを夫々に一体化してその何れかに具備させる一方、触媒装置４_ＬＨ，４_ＲＨの上流側の隔壁７Ｂ_１２，７Ｂ_２２と排気管５_ＬＨ，５_ＲＨの隔壁７Ｃ_１，７Ｃ_２とを夫々に一体化してその何れか（本実施例１の如き形状であれば触媒装置４_ＬＨ，４_ＲＨ）に具備させて、組付作業性の向上を図ってもよい。

また、本実施例１にあっては集合管６でブローダウンガス発生気筒＃４，＃５，＃７，＃８の排気ガスとそのブローダウンガスの影響を受けるブローダウンガス流入気筒＃６，＃３，＃１，＃２の排気ガスとを合流させるように排気経路を構成しているが、その排気経路は、例えば、夫々の排気ガスが消音装置に流入するまで別経路で流れるように構成してもよく、また、夫々の排気ガスが末端まで別経路で流れるように構成してもよい。特に、後者の場合においては、ブローダウンガス発生気筒＃４，＃５，＃７，＃８のブローダウンガスの正圧波がブローダウンガス流入気筒に到達しないので、より好適に気筒間における内部ＥＧＲ量、吸入空気の充填効率（空燃比）の均一化を図ることができる。

次に、本発明に係る内燃機関の実施例２を図１０に基づいて説明する。ここで、その図１０の符号１１は、本実施例２の内燃機関を示す。

本実施例２の内燃機関１１は、前述した実施例１の内燃機関１において、その排気マニホルド３_ＬＨ，３_ＲＨと排気管５_ＬＨ，５_ＲＨを以下の如く変更したものである。

先ず、本実施例２における左バンクの排気マニホルド１３_ＬＨについては、実施例１の排気マニホルド３_ＬＨと同様に、ブローダウンガス発生気筒たる５番気筒＃５とそのブローダウンガスの影響を受けるブローダウンガス流入気筒たる３番気筒＃３の夫々の排気ガスが合流せず、更に、ブローダウンガス発生気筒たる７番気筒＃７とそのブローダウンガスの影響を受けるブローダウンガス流入気筒たる１番気筒＃１の夫々の排気ガスも合流しないように構成する。

ここで、本実施例２にあっては、図１０に示す如く、１番気筒＃１に連通する１番排気通路１３_＃１と５番気筒＃５に連通する５番排気通路１３_＃５とを第１集合通路１３ａ_１で連通させ、３番気筒＃３に連通する３番排気通路１３_＃３と７番気筒＃７に連通する７番排気通路１３_＃７とを第２集合通路１３ｂ_１で連通させた二分割構造の排気マニホルド１３_ＬＨを用いる。

尚、この排気マニホルド１３_ＬＨは、ブローダウンガス発生気筒＃５，＃７の夫々の排気通路１３_＃５，１３_＃７を第１集合通路１３ａ_１で連通させ、ブローダウンガス流入気筒＃１，＃３の夫々の排気通路１３_＃１，１３_＃３を第２集合通路１３ｂ_１で連通させた二分割構造に構成してもよい。

一方、右バンクの排気マニホルド１３_ＲＨについても同様に、ブローダウンガス発生気筒たる４番気筒＃４とそのブローダウンガスの影響を受けるブローダウンガス流入気筒たる６番気筒＃６の夫々の排気ガスが合流せず、更に、ブローダウンガス発生気筒たる８番気筒＃８とそのブローダウンガスの影響を受けるブローダウンガス流入気筒たる２番気筒＃２の夫々の排気ガスも合流しないように構成する。

例えば、本実施例２にあっては、図１０に示す如く、２番気筒＃２に連通する２番排気通路１３_＃２と６番気筒＃６に連通する６番排気通路１３_＃６とを第１集合通路１３ａ_２で連通させ、４番気筒＃４に連通する４番排気通路１３_＃４と８番気筒＃８に連通する８番排気通路１３_＃８とを第２集合通路１３ｂ_２で連通させた二分割構造の排気マニホルド１３_ＲＨを用いる。

尚、この排気マニホルド１３_ＲＨは、ブローダウンガス発生気筒＃４の排気通路１３_＃４とブローダウンガス流入気筒＃２の排気通路１３_＃２とを第１集合通路１３ａ_２で連通させ、ブローダウンガス発生気筒＃８の排気通路１３_＃８とブローダウンガス流入気筒＃６の夫々の排気通路１３_＃６とを第２集合通路１３ｂ_２で連通させた二分割構造に構成してもよい。

本実施例２にあっては、左バンクの排気マニホルド１３_ＬＨと触媒装置４_ＬＨを、第１集合通路１３ａ_１の排気ガスが触媒担体４ａの排気ガス通路４ｂ_１のみに流れる一方、第２集合通路１３ｂ_１の排気ガスが触媒担体４ａの排気ガス通路４ｂ_２のみに流れるように組み付ける。また、右バンクの排気マニホルド１３_ＲＨと触媒装置４_ＲＨについては、第１集合通路１３ａ_２の排気ガスが触媒担体４ａの排気ガス通路４ｂ_２のみに流れる一方、第２集合通路１３ｂ_２の排気ガスが触媒担体４ａの排気ガス通路４ｂ_１のみに流れるように組み付ける。

続いて、本実施例２にあっては、各触媒装置４_ＬＨ，４_ＲＨの排気ガス通路４ｂ_１，４ｂ_２を別々に通過した排気ガスが合流しないように、その各触媒装置４_ＬＨ，４_ＲＨの出口４_ＯＵＴに夫々２本ずつ排気管を設ける。

具体的に、左バンクにおいては、触媒装置４_ＬＨの一方の排気ガス通路４ｂ_１に連通する第１排気管１５Ａ_ＬＨと、他方の排気ガス通路４ｂ_２に連通する第２排気管１５Ｂ_ＬＨとを設ける。また、右バンクにおいては、触媒装置４_ＲＨの一方の排気ガス通路４ｂ_２に連通する第１排気管１５Ａ_ＲＨと、他方の排気ガス通路４ｂ_１に連通する第２排気管１５Ｂ_ＲＨとを設ける。

ここで、その全ての第１及び第２の排気管１５Ａ_ＬＨ，１５Ｂ_ＬＨ，１５Ａ_ＲＨ，１５Ｂ_ＲＨの下流端は図１０に示す集合管６に接続され、その第１及び第２の排気管１５Ａ_ＬＨ，１５Ｂ_ＬＨ，１５Ａ_ＲＨ，１５Ｂ_ＲＨの排気ガスを集合管６で集合させて一経路に纏める。即ち、本実施例２の内燃機関１１においても、ブローダウンガス発生気筒＃４，＃５，＃７，＃８の排気ガスとそのブローダウンガスの影響を受けるブローダウンガス流入気筒＃６，＃３，＃１，＃２の排気ガスとが排気管５_ＬＨ，５_ＲＨを通過するまで別経路で流れ、集合管６に流入して初めて合流する。

これにより、本実施例２の排気経路においては、ブローダウンガス発生気筒たる５番気筒＃５の排気ガスが５番排気通路１３_＃５，第１集合通路１３ａ_１，排気ガス通路４ｂ_１及び第１排気管１５Ａ_ＬＨを流れる間に減衰されるので、更に、仮にそのブローダウンガスの正圧波がブローダウンガス流入気筒＃３に到達したとしても、その正圧波の到達時間を遅らせることができるので、そのブローダウンガス流入気筒＃３への悪影響（内部ＥＧＲ量の増加）を抑制することができる。

また、これと同様に、ブローダウンガス発生気筒たる７番気筒＃７とブローダウンガス流入気筒たる１番気筒＃１との間、ブローダウンガス発生気筒たる４番気筒＃４とブローダウンガス流入気筒たる６番気筒＃６との間、ブローダウンガス発生気筒たる８番気筒＃８とブローダウンガス流入気筒たる２番気筒＃２との間においても、そのブローダウンガス流入気筒＃１，＃６，＃２における内部ＥＧＲ量の増加を抑制することができる。

これが為、本実施例２の内燃機関１１においても、各気筒＃１〜＃８の排気脈動差を小さくすることができ、ブローダウンガス発生気筒＃４，＃５，＃７，＃８とブローダウンガス流入気筒＃６，＃３，＃１，＃２との間での排気干渉の低減が可能になるので、その夫々の気筒間における内部ＥＧＲ量，延いては吸入空気の充填効率（空燃比）の均一化を図ることができる。

そして、そのように気筒間における吸入空気の充填効率（空燃比）を均一化することができるので、実施例１の場合と同様に、軸トルクの向上が可能になる。更に、そのような気筒間における内部ＥＧＲ量の均一状態、更には吸入空気の充填効率（空燃比）の均一状態をバルブオーバーラップ期間が拡大されても保つことができるので、そのバルブオーバーラップ期間の拡大による内部ＥＧＲ量の増加を図ることができ、ＨＣやＮＯｘの排出量の低減、燃料消費率の低下が可能になる。

尚、本実施例２にあっても集合管６でブローダウンガス発生気筒＃４，＃５，＃７，＃８の排気ガスとそのブローダウンガスの影響を受けるブローダウンガス流入気筒＃６，＃３，＃１，＃２の排気ガスとを合流させるように排気経路を構成しているが、その排気経路は、例えば、夫々の排気ガスが消音装置に流入するまで別経路で流れるように構成してもよく、また、夫々の排気ガスが末端まで別経路で流れるように構成してもよい。特に、後者の場合においては、ブローダウンガス発生気筒＃４，＃５，＃７，＃８のブローダウンガスの正圧波がブローダウンガス流入気筒に到達しないので、より好適に気筒間における内部ＥＧＲ量、吸入空気の充填効率（空燃比）の均一化を図ることができる。

また、本実施例２の内燃機関１１において、上述した排気マニホルド１３_ＬＨ，１３_ＲＨを実施例１の４−２−１タイプの排気マニホルド３_ＬＨ，３_ＲＨに替えてもよく、また、上述した第１及び第２の排気管１５Ａ_ＬＨ，１５Ｂ_ＬＨ，１５Ａ_ＲＨ，１５Ｂ_ＲＨを実施例１の排気管５_ＬＨ，５_ＲＨに替えてもよい。

更にまた、本実施例２の内燃機関１１において、上述した左バンクの第１集合通路１３ａ_１と第１排気管１５Ａ_ＬＨとの間、左バンクの第２集合通路１３ｂ_１と第２排気管１５Ｂ_ＬＨとの間、右バンクの第１集合通路１３ａ_２と第１排気管１５Ａ_ＲＨとの間、右バンクの第２集合通路１３ｂ_２と第２排気管１５Ｂ_ＲＨとの間の夫々に別体の触媒装置を介在させてもよい。

また、前述した実施例１，２の内燃機関１，１１において、少なくとも集合管６に流入するまでは各気筒＃１〜＃８の排気ガスが各々別経路で流れるように構成してもよい。

以上のように、本発明に係る内燃機関は、ブローダウンガスを発生させる気筒とそのブローダウンガスの影響で内部ＥＧＲ量が多くなる気筒との間における吸入空気の充填効率（空燃比）の均一化を図る技術として有用である。

本発明に係る内燃機関の実施例１の構成を示す図である。 Ｖ型８気筒の内燃機関における吸気バルブ及び排気バルブのバルブ開閉タイミングの一例を示す図であって、バルブオーバーラップ期間を設定した場合のブローダウンガス発生気筒とそのブローダウンガスの影響を受けるブローダウンガス流入気筒との対応関係を示す図である。 Ｖ型８気筒の内燃機関における吸気バルブ及び排気バルブのバルブ開閉タイミングの一例を示す図であって、可変バルブタイミング機構等の手段でバルブオーバーラップ期間を拡大した場合のブローダウンガス発生気筒とそのブローダウンガスの影響を受けるブローダウンガス流入気筒との対応関係を示す図である。 図１に示すＸ１−Ｘ１線及びＸ２−Ｘ２線で切った排気マニホルドの断面図である。 モノリス構造の触媒担体について説明する斜視図である。 図４−１に示す触媒担体の内部構造を側面から見た透視図である。 本発明に係る内燃機関が具備する触媒装置の内部構造を側面から見た透視図である。 図５に示すＹ−Ｙ線で切った触媒装置の断面図である。 本発明に係る内燃機関が具備する排気管の斜視図である。 図７に示す排気管を構成する部材の一例を示す図であって、その製造方法について説明する図である。 図７に示す排気管を構成する部材の他の例を示す図であって、その製造方法について説明する図である。 本発明に係る内燃機関の実施例２の構成を示す図である。

符号の説明

１ 内燃機関
３_ＬＨ，３_ＲＨ 排気マニホルド
３_＃１〜３_＃８ １番排気通路〜８番排気通路
３ａ_１，３ａ_２ 第１集合通路
３ｂ_１，３ｂ_２ 第２集合通路
３ｃ_１，３ｃ_２ 排気管
３ｃ_１１，３ｃ_２１ 第１排気通路
３ｃ_１２，３ｃ_２２ 第２排気通路
４_ＬＨ，４_ＲＨ 触媒装置
４ａ 触媒担体
４ｂ_１，４ｂ_２ 排気ガス通路
５_ＬＨ，５_ＲＨ 排気管
５ａ_１，５ａ_２ 第１排気通路
５ｂ_１，５ｂ_２ 第２排気通路
６ 集合管
７Ａ_１，７Ａ_２，７Ｂ_１，７Ｂ_２，７Ｂ_１１，７Ｂ_１２，７Ｂ_２１，７Ｂ_２２，７Ｃ_１，７Ｃ_２ 隔壁
１１ 内燃機関
１３_ＬＨ，１３_ＲＨ 排気マニホルド
１３_＃１〜１３_＃８ １番排気通路〜８番排気通路
１３ａ_１，１３ａ_２ 第１集合通路
１３ｂ_１，１３ｂ_２ 第２集合通路
１５Ａ_ＬＨ，１５Ａ_ＲＨ 第１排気管
１５Ｂ_ＬＨ，１５Ｂ_ＲＨ 第２排気管

Claims (2)

1. ２つのバンクを有し、同一バンク上の各気筒が不等間隔で爆発を起こす内燃機関において、
   内部ＥＧＲ量が少なくなるブローダウンガス発生気筒の排気ガスと当該ブローダウンガス発生気筒のブローダウンガスの影響で内部ＥＧＲ量が多くなるブローダウンガス流入気筒の排気ガスとが別経路で流れるように排気経路を構成したことを特徴とする内燃機関。
2. 前記排気経路が前記夫々のバンクの排気ガスを一経路に纏める集合管を具備する場合、該排気経路は、少なくとも前記集合管の上流までは前記ブローダウンガス発生気筒の排気ガスと前記ブローダウンガス流入気筒の排気ガスとが別経路で流れるように構成することを特徴とした請求項１記載の内燃機関。

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