JPH02201026A - 多気筒内燃エンジン - 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、ターボ過給機を備える多気筒内燃エンジンに
関する。

（従来の技術） ターボ過給機は、エンジンの排気エネルギーな利用して
吸気を加圧し、この加圧された吸気をシリンダ燃焼室に
導いてエンジンの出力の向上を図るものであり、多気筒
内燃エンジンにおいてはこれは複数のシリンダから排出
された排気ガスを１箇所に集める排気管（排気マニホー
ルド）に取り付けられている（例えば、特開昭５８−１
８５９３２号公報参照）。

（発明か解決しようとする課題） 従って、シリンダ燃焼室からターボ過給機まての長さが
長くなり、ターボ過給機のアクセル応答性か悪くなる。

このアクセル応答性を改善するためには２例えば、排気
管を急に曲げてシリンダ燃焼室からターボ過給機までの
長さを短くすればよい。

ところが、上記のように排気管を急に曲げると、排気抵
抗が増えてエンジン出力が低下するという別の問題が生
ずる。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、エンジン出
力の低下を招くことなく、ターボ過給機のアクセル応答
性を高めることをその目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成すべく本発明は、シリンダ群を構成する
各シリンダに一端が接続される一方、他端がエンジン側
方に向かって開口する複数の排気通路をシリンダヘッド
に形成し、該排気通路をシリンダ群毎に平面視でクラン
ク軸方向略中央に向かって徐々に集めてその集合端にタ
ーボ過給機を取り付けるとともに、シリンダヘッド側壁
に設けた排気通路の開口部と前記ターボ過給機の排気ガ
ス入口部とを直接対向せしめたことを特徴とする。

（作用） 本発明によれば、シリンダヘッド内で複数の排気通路が
互いに徐々に集まるため、シリンダ燃焼室からこれら排
気通路の集合部までの長さか短くなり、従って、シリン
ダ燃焼室からターボ過給機までの長さも短くなって該タ
ーボ過給機のアクセル応答性か高められる。しかも、シ
リンダヘッド側壁に設けた排気通路の開口部にターボ過
給機の排気ガス入口部を直接対向せしめたため、排気ガ
スかスムーズにターボ過給機に流入し、ターボ過給機の
アクセル応答性か一段と高められる。

又、−１−記のようにシリンダ燃焼室からターボ過給機
までの長さを短縮するに際して排気通路（シリンダヘッ
ドに接続される排気管を含む〉を急に曲げる必要かない
ため、排気通路を流れる排気ガスの流動抵抗か低減され
、エンジン出力の低下か防がれる。

（実施例） 以下に未発用の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の第１実施例に係る多気筒内燃エンジン
の平面図、第２図は第１図の■−■線断面図、第３図は
同エンジンのターボ過給機周りの破断モ面図、第４図は
第３図の矢視Ａ方向の図である。

図示のエンジン１は４サイクル６気筒の２４バルブＤＯ
ＨＣエンジンであり、第３図に示すようにそのシリンダ
ボディ２には６つのシリンダ３・・・が図中、上下方向
に並設されている。そして、シリンダボディ２の上部に
被着されるシリンダヘッド４には各シリンダ３毎に２つ
の吸気ボート５．５（第２図参照）と２つの排気ボート
６．６か燃焼室Ｓに臨んで開口しており、これら吸気ボ
ー１−５．５、排気ボート６．６はそれぞれ吸気弁７．
７、排気弁８，８によって通出なタイミングて開閉され
る。

又、上記シリンダへ・ｙド４には前記各吸気ボート５．
５に接続される吸気通路９が計６つ形成されており、同
様に前記各排気ボート６．６に接続される排気通路１０
が計６つ形成されている。

一方、シリンダヘッド４の吸気側（第１図及び第２図中
、左側）の斜め上方には、第１図及び第２図に示すよう
にシリンダ３・・・の並設方向（クランク軸方向）に長
いサージタンク１１か設置されており、Ｕサージタンク
１１から導出する６本の吸気マニホールド１２−・・は
Ｕ字状に屈曲してシリンダヘッド４方向に向かい、各吸
気マニホールド１２はスペーサ１３を介して前記各吸気
通路９に接続されている。尚、スペーサ１３は吸気マニ
ホールド１２・・・とシリンダヘッド４との間に介設さ
れており、これには各吸気マニホールド１２と吸気通路
９とを連通せしめる吸気通路１４か計６つ形成されてい
るや又、このスペーサ１３の上部には、各吸気通路１４
毎に燃料噴射弁１５が斜めに計６個取り付けられている
。又、第１図に示すように前記サージタンク１１は吸気
（空気）を冷却するインタークーラー１６に接続されて
いる。

ところで、前記６つの排気通路１０・・・は第３図に示
すように３つずつの排気通路１０−１・・・と排気通路
１Ｏ−２・・・どの２群に分けられ、これら２群に分け
られた排気通路１０−１・・・、１０−２・・・の各々
は、平面視でクランク軸方向（シリンダ３・・・の並設
方向）略中央に向かってその出口側が徐々に集められて
おり、これらにはそれぞれ排気マニホールド１７−１．
１７−２か接続されている。そして、排気マニホールド
１７−１゜１７−２の各集合端にはターボ過給機２０−
１゜２０−２かそれぞれ取り付けられている。

上記ターボ過給機２０−１．２０−２は、各々タービン
２１−１．２１−２とコンプレッサー２２−１．２２−
２を同軸で連結して構成され、これらターボ過給機２０
−１．２０−２はタービン２ニー１とタービン２１−２
とが相対向する向きに取り付けられており、第２図に示
すように各タービン２１−１．２１−２の渦室（吸入ス
クロール）２３−１．２３−２の排気ガス入ａ部は前記
排気マニホールド１７−Ｉ、１７−２の各集合端の開口
部に直接対向している。又、コンプレッサー２２−１．
２２−２の外端面には吸入口（図示せず）が各々開口し
ており、これら吸入口には第１図及び第４図に示すよう
にバイブ２４か６２つに分岐する吸入管２５−１．２５
−２が軸方向に接続されている。尚、バイブ２４は不図
示のエアクリーナーに接続されている。そして、第１図
及び第４図に示すように同コンプレッサー２２−１．２
２−２の吐出側からはそれぞれ吐出管２６−１．２６−
２が導出しており、これら吐出管２６−１．２６−２は
集合した後、第１図に示す前記インタークーラー１６に
接続されている。

更に、各タービン２１−１　（２１−２）内端面には、
他方のタービン２１−２．（２１−１）に向かって開口
する排気口（図示せず）が設けられており、これら排気
口には、第３図及び第４図に示すように両過給機２０−
１．２０−２　（タービン２１−１．２ｌ−２）の間に
介設される排気集合管２７の分岐部２７ａ−１，２７ａ
−２が接続されている。この排気集合管２７は前記分岐
部２７ａ−１，２７ａ−２と、これら分岐部２７ａ−１
，２７ａ−２を集合せしめる集合部２７ｂとて構成され
、その分岐部２７　ａ　−１＋２７ｂ−２の軸心ｍ、、
ｍ２は図示のように平面視及び側面視において（つまり
、三次元的に）互いにずらされている。そして、この排
気集合管２７には不図示のマフラーか接続されている。

尚、第１図及び第２図中、１８はシリンダへラドカバー
、第３図中、１９−１．１９−２は不図示のウェストゲ
ートバルブを駆動するためのアクチュエーターである。

次に、木６気筒エンジン１の作用を説明する。

該エンジンｌの作動中において、各シリンダ燃焼室Ｓで
の混合気の燃焼によって生じた高温、高圧の排気ガスは
排気弁８．８が開くと、各排気通路ｌＯ１各排気マニホ
ールド１７−１．１７−２を経て各ターボ過給機２０−
１．２０−２に導入され、タービン２１−１．２１−２
を回転駆動した後、タービン２１−１．２１−２の排気
口から排気集合管２７へ導出し、該排気集合管２７及び
不図示のマフラーを経て大気中に排出される。

而して、上記タービン２１−１．２１−２の回転によっ
てこれらに連結されたコンプレッサー２２−１．２２−
２が回転駆動せしめられ、これによつて新気（空気）が
不図示のエアクリーナーから吸引され、この新気はバイ
ブ２４から吸入管２５−１．２５−２を経てコンプレッ
サー２２−１．２２−２に導入される。そして、この新
気はコンプレッサー２２−１．２２−２にて昇圧された
後、吐出管２６−１．２６−２へ吐出され、これら吐出
管２６−１．２６−２を経て合流せしめられてインター
クーラー１６へ導かれ、このインタークーラー１６で冷
却される。インタークーラー１６で冷却された圧力の高
い新気はサージタンク１１へ導入され、ここから各吸気
マニホールド１２に分配されて該吸気マニホールド１２
、スペーサ１３の吸気通路１４を濠れるが、この吸気通
路１４を流れる新気には適当なタイミングで燃料噴射弁
１５から適量の燃料が噴射せしめられて混合気が形成さ
れ、この混合気は吸気弁７．７が開くと吸気通路９から
燃焼室Ｓへ導入され、ここで着火、燃焼せしめられる。

このように、シリンダ燃焼室Ｓには加圧された混合気が
充填せしめられるため、燃焼室Ｓへの混合気の充填量が
増し、当該エンジン１の出力向上が図られる。尚、燃焼
室Ｓの混合気の燃焼によって生じた高温、高圧の排気ガ
スは前述のようにターボ過給機２０−１．２０−２に導
かれ、以後は以上に述べたと同様の作用が繰り返される
。

ところで、本実施例によれば、前述のようにシリンダヘ
ッド４において複数の排気通路１０−１−・・、１０−
２・・・かシリンダ群毎に平面視でクランク軸方向略中
央に向かって徐々に集められているため、各シリンダ燃
焼室Ｓから排気マニホールド１７−１．１７−２の集合
部までの長さが短くなり、従って、各シリンダ燃焼室Ｓ
からターボ過給ａ２０−１．２０−２まての長さも短く
なってターボ過１ｆｉ２０−１．２０−２のアクセル応
答性か高められる。しかも、シリンダへラド４の側壁に
設けた排気通路１０−１．１０−２の開口部にターボ過
給機２０−１．２０−２の排気ガス入口部が直接対向せ
しめられているため、排気ガスがスムーズにターボ過給
機２０−１．２０−２に流入し、これらターボ過給機２
０−１．２０−２のアクセル応答性が一段と高められる
。

又、上述のように各シリンダ燃焼室Ｓからターボ過給ｆ
ｉ２０−１．２０−２までの長さが短縮されることに加
え、この長さを短縮するに際して排気通路１０・・・及
び＃気マニホールド１７−１゜１７−２を急に曲げる必
要がないため、排気通路ＩＯ・・・及び排気マニホール
ド１７−１．１７−２を流れる排気ガスの流動抵抗が低
減され、エンジン１の出力低下か防がれる。

次に、本発明の第２実施例を第５図に基づいて説明する
。

第５図は本発明の第２実施例に係る第２図と同様の図て
あり、本実施例においては、ターボ過給機２０−１．２
０−２のタービン２１−１゜２１−２の各中心軸Ｏｔ、
Ｏｓを図示のように排気通路ｌＯ・・・の中心線の延長
＆！文の上下に振り分け、これらタービン２１−１．２
１−２の各渦室２３−１．２３−２の中心線を延長線見
上に位置せしめており、他の構成については前記第１実
施例のそれと同様である。

従って１本実施例においても前記第１実施例にて得られ
たと同様の効果か得られるが、特に本実施例においては
排気通路ｌＯ・・・から排気マニホールド１７−１．１
７−２を経てタービン２１−１．２１−２の渦室２３−
１．２３−２に至る通路か略ストレートに構成されるた
め、これらの通路を流れる排気ガスの抵抗がより一層低
く抑えられるという効果が得られる。

又、第ＳにＺに本発明の第３実施例として気筒数が偶数
のエンジンの場合を示す。

第６図は本発明の第３実施例を示す第３図と同様の図で
あり１本実施例に係るエンジン１は４気筒エンジンであ
りて、４つのシリンダ３・・・を並設して構成されてお
り、各シリンダ３にその一端が開口する４つの排気通路
ｌＯ・・・は前記第１実施例と同様に平面視てクランク
軸方向略中央に向かってその出口側が徐々に集められて
おり、これら排気通路１０−・・は中央の２つのシリン
ダ３，３の間を通る中心線上で集合している。そして、
これら排気通路１０・・・には排気マニホールド１７が
接続され、該排気マニホールド１７の集合端にはターボ
過給機２０が取り付けられている。

更に、第７図及び第８図に本発明の！＄４実施例を示す
。

第７図は本発明の第４実施例に係る６気筒エンジン１の
平面図、第８図は第７図の■−葭縁線断面図あり１本実
施例においては２群に分けられた排気通路１Ｏ−１・・
・、１０−２・・・はシリンダヘッド４内で既に集合し
ており、シリンダヘッド４にターボ過給ｆｉ２０−１．
２０−２が直接取り付けられている。そして１本実施例
においてもターボ過給ｆｉ２０−１．２０−２の排気ガ
ス入口部は排気通路１０−１・・・、１０−２・・・の
集合端開口部に直接対向しており、第８図に示すように
排気通路１０−１・・・（１０−２・・・）の中心線と
ターボ過給ｍ２０−１　（２０−２）（７）ｆｉ室２３
−１（２３−２）の中心線とが一致せしめられている。

而して、本実施例によれば、各シリンダ燃焼室Ｓからタ
ーボ過給ｆｉ２０−１．２０−２までの長さが更に短縮
され、ターボ過給機２０−１゜２０−２のアクセル応答
性がより一層高められ２排気抵抗が更に低く抑えられる
。

次に１本発明の第５実施例を第９図及び第１０図に示す
。

第９図は本発明のｗ４５実施例に係る６気筒エンジンの
排気通路部周りの破断平面図、第１０は第９図のＸ−Ｘ
線断面図であり１本実施例においても前記第４実施例と
同様に排気通路１０−１・・・かシリンダヘッド４内て
既に集合せしめられているか、これら排気通路１０−１
の内壁には断熱用のライナー２８が鋳込まれている。

ところで、シリンダヘッド４の排気通路１０−１・・・
周辺には冷却水を通すためのつオータージャケット２９
・・・か形成されており、これらつオータージャケット
２９・・・を流れる冷却水によってシリンダヘッド４か
冷却され、これの熱変形か防止される。然るに、排気通
路１ｏ−ｉ・・・を流れる排気ガスも同時に冷却される
と、該排気ガスか保有する熱エネルギーが不図示のター
ボ過給機を駆動する前に失われる。そこて１本実施例に
おいてはボ１述のように排気通路１０−１・・・の内壁
かライナー２８によってライニングされているため、排
気ガス温度の低下が防がれ、排気ガスか保有する熱エネ
ルギーかそのまま有効にターボ過給機の駆動に費やされ
る。

（発明の効果） 以上の説明で明らかな如く本発明によれば、シリンダ群
を構成する各シリンダに一端か接続される一方、他端が
エンジン側方に向かって開口する複数の排気通路をシリ
ンダヘッドに形成し、該排気通路をシリンダ群毎に平面
視てクランク軸方向略中央に向かって徐々に集めてその
集合端にターボ過給機を取り付けるとともに、シリンダ
ヘッド側壁に設けた排気通路の開口部と前記ターボ過給
機の排気ガス入口部とを直接対向せしめたため。

エンジン出力の低下を招くことなく、ターボ過給機のア
クセル応答性を高めることができるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る多気筒内燃エンジン
の平面図、第２図は第１図の■−■線断面図、第３図は
同エンジンのターボ過給機周りの破斯平面図、第４図は
第３図の矢視Ａ方向の図、第５図は本発明の第２実施例
を示す第２図と同様の図、第６図は本発明の第３実施例
を示す第３１Ｊと同様の［４，第７区は本発明の第４実
施例に係るエンジンのモ断面図、第８図は第７図の渭〜
■線断面図、：５９図は本発明の第５実施例に係るエン
ジンの部分破断平面図、第１０図は第９図のＸ−Ｘ線断
面図である。 １・・・多気筒内燃エンジン、３・・・シリンダ、４・
・・シリンダヘッド、１０．１０−１．１０−２・・・
排５ＪＪａ路、　　ｌ　７．１７−１　、　１７−２−
・・排気マニホールド、２０．２０−１．２０−２・・
・ターボ過給機。 第６図 特許出願人　　ヤマハ発動機株式会社 代理人　弁理士　　　　　山　　下　　亮第９図 第１０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シリンダ群を構成する各シリンダに一端が接続される一
   方、他端がエンジン側方に向かって開口する複数の排気
   通路をシリンダヘッドに形成し、該排気通路をシリンダ
   群毎に平面視でクランク軸方向略中央に向かって徐々に
   集めてその集合端にターボ過給機を取り付けるとともに
   、シリンダヘッド側壁に設けた排気通路の開口部と前記
   ターボ過給機の排気ガス入口部とを直接対向せしめたこ
   とを特徴とする多気筒内燃エンジン。