JP2003262120A - ４気筒エンジンの排気マニホールド - Google Patents

４気筒エンジンの排気マニホールド

Info

Publication number
JP2003262120A
JP2003262120A JP2002063605A JP2002063605A JP2003262120A JP 2003262120 A JP2003262120 A JP 2003262120A JP 2002063605 A JP2002063605 A JP 2002063605A JP 2002063605 A JP2002063605 A JP 2002063605A JP 2003262120 A JP2003262120 A JP 2003262120A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust manifold
exhaust
cylinders
branches
merging
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002063605A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaaki Ashida
雅明 芦田
Masayoshi Nishizawa
公良 西沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2002063605A priority Critical patent/JP2003262120A/ja
Priority to US10/379,681 priority patent/US6962049B2/en
Priority to EP06000863A priority patent/EP1659272B1/en
Priority to EP03005140A priority patent/EP1342890B1/en
Priority to DE60305760T priority patent/DE60305760T2/de
Priority to DE60315733T priority patent/DE60315733T2/de
Priority to CN03120209A priority patent/CN100575676C/zh
Publication of JP2003262120A publication Critical patent/JP2003262120A/ja
Priority to US11/223,105 priority patent/US7520127B2/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B27/00—Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues
    • F02B27/04—Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues in exhaust systems only, e.g. for sucking-off combustion gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/08—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/08—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • F01N13/10—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of exhaust manifolds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ４気筒エンジンの排気マニホールドにおい
て、排気干渉を防止しつつ、排気管合計長を短縮して、
マニホールド触媒の昇温性を向上させる。 【解決手段】 点火順序が連続しない外側の＃１と＃４
気筒のブランチＢ１、Ｂ４を合流角θ１＝２０°以下で
合流させる。また、点火順序が連続しない内側の＃２と
＃３気筒のブランチＢ２、Ｂ３を横出し形状として最短
で合流させ、かつ合流角θ２＝２０°以下とする。各合
流ブランチＷ１、Ｗ２は平行ないし合流角２０°以下で
集合部ＤＦに合流させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、４気筒エンジンの
排気マニホールドに関する。
【０００２】
【従来の技術】４気筒エンジンの排気マニホールドとし
て、点火順序の連続しない気筒同士の排気マニホールド
ブランチ、すなわち、点火順序を＃１→＃３→＃４→＃
２とすると、＃１と＃４気筒、及び、＃２と＃３気筒の
排気マニホールドブランチをそれぞれ合流させたものが
知られている（実開平１−６６４２４号、実開平２−１
０１０１７号、実開平２−１０３１２０号、実公平２−
２４８９７号）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、排気システ
ムコスト低減を狙いとしたエンジン始動後の触媒活性時
間の短縮化を実現する一手段として、シリンダヘッドの
排気ポート出口からマニホールド触媒入口までの排気管
の長さ、もしくは、排気管内部のガス接触長を縮小する
ことにより、排気ガスの温度低下を抑制し、触媒昇温性
を向上することが可能となる。
【０００４】その一方、上記のはね返りとして、排気マ
ニホールドブランチ長さ縮小に伴う排気干渉の増大に起
因する低中速域の全開トルクの低下、もしくは、排気管
の細径化及び管の絞り追加に伴う通気抵抗の増大に起因
する高速域の出力低下が懸念されるため、排気マニホー
ルド形状として、排気・出力性能要求を両立する構造が
求められる。
【０００５】このような観点から従来の排気マニホール
ドについてみると、次のような問題点がある。 〔問題点１〕４気筒エンジンの排気マニホールドブラン
チの合流形状として、隣合う各排気管の合流点における
中心軸間の角度が、排気行程の際に生じるブローダウン
波の伝播・減衰を考慮した設定となっておらず、特に＃
１と＃４気筒で、大きな合流角となっているため（実開
平１−６６４２４号、実開平２−１０１０１７号、実開
平２−１０３１２０号、実公平２−２４８９７号）、例
えば＃１気筒の排気行程の際に生じるブローダウン波を
例にとると、圧力波の一部は＃４気筒側に伝播し、＃４
気筒の排気弁部にて波が反射し、再度＃１気筒の排気弁
部に正圧の波が返ってくることとなる。これより、排気
行程中の排気弁出口付近の圧力が上昇するため、筒内の
燃焼ガスの掃気性が低下し、低中速域のトルクが低下す
るという問題点があった。
【０００６】〔問題点２〕４気筒エンジンの＃２と＃３
気筒の排気マニホールドブランチが、シリンダヘッドの
ポート出口から各ブランチが１本に集合する位置まで、
２本の独立した管のままレイアウトされているため（実
開平２−１０１０１７号、実開平２−１０３１２０号、
実公平２−２４８９７号）、＃２と＃３気筒は、排気干
渉による影響が小さいため合流位置に対する低中速トル
クからの要求は本来無視できるのに対して、排気マニホ
ールドブランチの２本独立部を長くとった分だけ、排気
管合計長が長くなるため、マニホールド触媒入口部での
排気温度が低下し、触媒活性時間が長くなるという問題
点があった。
【０００７】〔問題点３〕４気筒エンジンの＃２と＃３
気筒の排気マニホールドブランチが、シリンダヘッド排
気ポート出口からブランチ合流部に向って、斜め下向き
の形状でレイアウトされており、かつ、各ブランチが約
６０°の合流角にて合流する形状となっているため（実
開平１−６６４２４号）、＃２と＃３気筒の各ブランチ
について、シリンダヘッド排気ポート出口〜ブランチ合
流部間長さを最短で合流させる形状となっておらず、結
果として排気管合計長が長くなり、マニホールド触媒入
口部での排気温度が低下し、触媒活性時間が長くなる。
また、ブランチ合流角が大きく、排気ガスの圧力波の伝
播経路が比較的回り込み易い形状となっており、自気筒
の排気干渉による低中速域のトルク低下というはね返り
が発生するという問題点があった。
【０００８】本発明は、このような従来の問題点を解決
し、排気・出力性能要求を両立する構造の４気筒エンジ
ンの排気マニホールドを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１の発
明では、４気筒エンジンの排気マニホールドにおいて、
点火順序の連続しない気筒同士の排気マニホールドブラ
ンチをそれぞれ合流角２０°以下で合流させて後、各合
流ブランチを合流させたことを特徴とする。請求項２の
発明では、点火順序が＃１→＃３→＃４→＃２である４
気筒エンジンの排気マニホールドにおいて、点火順序が
連続しない＃１と＃４気筒、及び、＃２と＃３気筒の排
気マニホールドブランチをそれぞれ合流角２０°以下で
合流させて後、各合流ブランチを合流させたことを特徴
とする。
【００１０】請求項３の発明では、請求項２の発明にお
いて、＃２と＃３気筒の排気マニホールドブランチを対
向する横方向に突き出して後、合流させたことを特徴と
する。請求項４の発明では、点火順序が＃１→＃３→＃
４→＃２である４気筒エンジンの排気マニホールドにお
いて、点火順序が連続しない＃１と＃４気筒、及び、＃
２と＃３気筒の排気マニホールドブランチをそれぞれ合
流させて後、各合流ブランチを合流させる一方、＃２と
＃３気筒の排気マニホールドブランチの合流位置を＃１
と＃４気筒の排気マニホールドブランチの合流位置より
上流側にしたことを特徴とする。
【００１１】請求項５の発明では、請求項４の発明にお
いて、＃２と＃３気筒の排気マニホールドブランチの合
流後の合流ブランチは、ストレートな１本の管をなすこ
とを特徴とする。請求項６の発明では、請求項４、５の
発明において、＃２と＃３気筒の排気マニホールドブラ
ンチを対向する横方向に突き出して後、合流させたこと
を特徴とする。
【００１２】請求項７の発明では、請求項４〜６の発明
において、＃１と＃４気筒、及び、＃２と＃３気筒の排
気マニホールドブランチの合流角を２０°以下とし、各
合流ブランチの合流角も２０°以下としたことを特徴と
する。請求項８の発明では、請求項１〜７の発明におい
て、エンジンの排気弁開時期を下死点前３０度より遅い
タイミングに設定することを特徴とする。
【００１３】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、点火順序の連
続しない気筒同士の排気マニホールドブランチをそれぞ
れ合流角２０°以下で合流させて後、各合流ブランチを
合流させることにより、すなわち、排気ガスの圧力波に
よる排気干渉が問題とならない気筒の排気マニホールド
ブランチを比較的上流側で合流させること、及びそのと
きの合流角を排気ガスの圧力波の回り込みを防止できる
２０°以下とすることにより、自気筒を含む排気干渉を
大幅に低減して、低中速域でのトルク低下を防止しつ
つ、排気管の独立部分を極力少なくして、排気管合計長
の短縮を図り、エンジン始動後のマニホールド触媒の昇
温性を向上させることが可能となる。
【００１４】請求項２の発明によれば、点火順序が連続
しない＃１と＃４気筒、及び、＃２と＃３気筒の排気マ
ニホールドブランチをそれぞれ合流角２０°以下で合流
させて後、各合流ブランチを合流させることにより、請
求項１の発明と同じ効果が得られる他、気筒列方向外側
の気筒同士（＃１と＃４気筒）、内側の気筒同士（＃２
と＃３気筒）を先に合流させることになるので、レイア
ウト的にもすっきりし、また内側の気筒をより上流側で
合流させることが可能になることから、排気管の独立部
分をより少なくして、エンジン始動後のマニホールド触
媒の昇温性をより向上させることが可能となる。
【００１５】請求項３の発明によれば、＃２と＃３気筒
の排気マニホールドブランチを対向する横方向に突き出
して後、合流させることで、すなわち、＃２と＃３気筒
の排気マニホールドブランチをシリンダヘッドの各ポー
ト出口より互いのポート出口方向に向けて横出し形状の
取回しとすることで、＃２と＃３気筒の排気マニホール
ドブランチを最短距離で合流させることができ、排気管
合計長を最小限にして、触媒活性時間を更に短縮するこ
とができる。
【００１６】請求項４の発明によれば、点火順序が連続
しない＃１と＃４気筒、及び、＃２と＃３気筒の排気マ
ニホールドブランチをそれぞれ合流させて後、各合流ブ
ランチを合流させる一方、＃２と＃３気筒の排気マニホ
ールドブランチの合流位置を＃１と＃４気筒の排気マニ
ホールドブランチの合流位置より上流側にすることによ
り、排気ガスの圧力波による排気干渉が問題とならない
気筒の排気マニホールドブランチを比較的上流側で合流
させ、しかも、レイアウト的により上流側での合流が可
能な内側の気筒同士（＃２と＃３気筒）を先に合流させ
ることで、排気干渉による低中速域でのトルク低下を防
止しつつ、排気管の独立部分を極力少なくして、排気管
合計長の短縮を図り、エンジン始動後のマニホールド触
媒の昇温性を向上させることが可能となる。
【００１７】請求項５の発明によれば、＃２と＃３気筒
の排気マニホールドブランチの合流後の合流ブランチが
ストレートな１本の管をなすことで、排気管合計長の短
縮を更に図り、エンジン始動後のマニホールド触媒の昇
温性をより向上させることが可能となる。請求項６の発
明によれば、＃２と＃３気筒の排気マニホールドブラン
チを対向する横方向に突き出して後、合流させること
で、＃２と＃３気筒の排気マニホールドブランチを最短
距離で合流させることができ、排気管合計長さを最小限
にして、触媒活性時間を更に短縮することができる。
【００１８】請求項７の発明では、＃１と＃４気筒、及
び、＃２と＃３気筒の排気マニホールドブランチの合流
角を２０°以下とし、各合流ブランチの合流角も２０°
以下とすることで、合流箇所での排気ガスの圧力波の回
り込みを確実に防止でき、自気筒を含む排気干渉を大幅
に低減して、低中速域でのトルク低下を防止することが
できる。
【００１９】請求項８の発明によれば、エンジンの排気
弁開時期を下死点前３０度より遅いタイミングに設定す
ることで、排気弁開時期の遅角化により、ブローダウン
のタイミングを遅らせることにより、バルブオーバーラ
ップ中の排気干渉を改善し、低中速域のトルクを改善す
ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明の第１実施形態を示
すエンジン及び排気マニホールドの概略斜視図である。
エンジン１は、４気筒で、点火順序は＃１→＃３→＃４
→＃２とする。
【００２１】エンジン１のシリンダヘッド側部には、各
気筒の排気ポート出口に連ねて、排気マニホールド２が
取付けられ、排気マニホールド２の出口側にマニホール
ド触媒３が取付けられる。排気マニホールド２につい
て、図２〜図５により、更に詳細に説明する。図２は排
気マニホールドの正面図、図３はその平面図、図４はそ
の側面図、図５はその底面図である。
【００２２】排気マニホールド２は、エンジン１の各気
筒（＃１〜＃４）の排気ポート出口部にフランジ２１を
介して接続されるブランチＢ１〜Ｂ４と、点火順序の連
続しない気筒列方向外側の＃１と＃４気筒のブランチＢ
１、Ｂ４を合流させた合流ブランチＷ１と、点火順序の
連続しない気筒列方向内側の＃２と＃３気筒のブランチ
Ｂ２、Ｂ３を合流させた合流ブランチＷ２と、合流ブラ
ンチＷ１、Ｗ２を合流させて拡開する集合部（ディフュ
ーザ部）ＤＦとからなり、集合部ＤＦの出口側にはフラ
ンジ２２を介してマニホールド触媒３が取付けられる。
【００２３】ここにおいて、外側の＃１と＃４気筒のブ
ランチＢ１、Ｂ４は、排気ポート出口部からそれぞれ内
側でかつ斜め下方に延びて後、合流しており、このとき
の合流角（各ブランチの中心軸線の合流点において中心
軸線同士がなす角度）θ１は２０°以下としてある。ま
た、内側の＃２と＃３気筒のブランチＢ２、Ｂ３は、正
面から見て、排気ポート出口部から対向する横方向に突
き出して、最短で合流しているが、仕切壁２３を設ける
ことで、このときの合流角θ２も２０°以下としてあ
る。
【００２４】外側のブランチＢ１、Ｂ４の合流ブランチ
Ｗ１と、内側のブランチＢ２、Ｂ３の合流ブランチＷ２
は、Ｗ１がエンジン側、Ｗ２が反エンジン側にあって、
ほぼ平行をなし、特に、合流ブランチＷ２の方はより上
流側で合流しているので、ストレートな１本の管をなし
ている。これらの合流ブランチＷ１、Ｗ２は、平行状態
を保ったまま集合部ＤＦに開口することで合流する（図
４参照）。このときの合流角は、本実施形態では平行で
あるので、０°であるが、２０°以下とすればよい。つ
まり、点火順序が連続しない気筒同士の排気マニホール
ドブランチをそれぞれ合流角２０°以下で合流させて
後、各合流ブランチＷ１、Ｗ２を合流角２０°以下で合
流させる。
【００２５】集合部ＤＦは下流側に向かって拡径する
が、その中間部外壁には空燃比センサ（Ｏ２センサ）取
付孔２４が設けられている。このとき、空燃比センサは
図５を参照し集合部ＤＦに開口する合流ブランチＷ１、
Ｗ２間の仕切壁と平行な平面内に位置するようにする。
以上のように、点火順序が連続せず排気干渉による影響
が小さい＃１と＃４気筒のブランチＢ１、Ｂ４、及び、
＃２と＃３気筒のブランチＢ２、Ｂ３を早く合流させる
ことにより、低中速域でのトルク低下を発生させること
なく、排気管合計長の短縮を図ることができる。
【００２６】また、特に＃２と＃３気筒については、シ
リンダヘッドの排気ポート出口部から対向する横方向に
突き出して、最短長さで合流させる形状とすることで、
そして、合流後、合流ブランチＷ２が１本の管をなすこ
とで、排気管合計長を最小限に抑えることができる。
尚、合流ブランチＷ１についても、合流後、１本のスト
レートな管をなし、これにより排気管合計長が最小限に
抑えられる。
【００２７】このようにして、排気管合計長を最小限に
抑えることで、エンジン始動後のマニホールド触媒の昇
温性を向上させることできる。図６（ａ）は排気管合計
長と排気温度（特に始動から１５秒後のマニホールド触
媒直前の排気温度）との関係を示しており、本発明によ
り排気管合計長を１２００ｍｍから９００ｍｍに短縮す
ることが可能であるとすると、マニホールド触媒直前の
排気温度を２７０℃から３２０℃程度まで上昇させるこ
とが可能となる。尚、ここで排気管合計長は、図６
（ｂ）に模式的に示したように、各気筒からマニホール
ド触媒に至るまでの各ブランチ及び各合流ブランチの合
計長で表される。また、図７は始動から１５秒後のマニ
ホールド触媒直前の排気温度とその間の触媒出口でのＨ
Ｃ排出量との関係を示したもので、エンジン始動後のマ
ニホールド触媒の昇温性の向上（２７０℃→３２０℃）
により、触媒の活性を早めて、ＨＣ排出量を低減できる
ことを示している。
【００２８】また、ブランチ間の合流角を２０°以下と
することにより、排気脈動の伝播経路を回り込み難い形
状とし、排気干渉をより改善することができる。合流角
が大きい場合、例えば＃１気筒のブローダウン波が合流
部を回り込んで他の気筒に達し、排気干渉を生じたり、
他の気筒の閉じている排気弁部より反射して自気筒の排
気干渉を生じたりするが、図８に示すように、合流角６
０°、３０°、０°について、＃１気筒の排気ポート出
口部で排気脈動圧力を測定したところ、合流角を小さく
するほど、吸気弁開時期から排気弁閉時期までのバルブ
オーバーラップ期間付近での排気脈動圧力が低下し、排
気干渉を低減できることが確認された。そして、合流角
が３０°以下であれば、合流角が０°の場合と略同等の
低い排気干渉のレベルが得られることが確認された。
【００２９】また、図９は合流角と吸気体積効率（η
ｖ）との関係を示したもので、合流角３０°〜６０°の
範囲では、感度−０．１７％／１０°（１０°大きくす
る毎に吸気体積効率が０．１７％減少）、合流角０°〜
２０°の範囲では、感度−０．０５％／１０°（１０°
大きくする毎に吸気体積効率が０．０５％減少）となる
ことがわかった。つまり、合流角が０°〜２０°の範囲
では、合流角を大きくしても吸気体積効率の低下にはあ
まり影響がなく、合流角が２０°を超えると、特に合流
角が３０°を超えると、急激に落ち込むことが確認され
た。これらの結果より、本発明では、合流角を２０°以
下とすることで、排気干渉を確実に低減するのである。
【００３０】次にエンジン側の排気弁開時期の遅角化に
よる排気干渉の低減について説明する。排気弁開時期
は、通常、下死点（ＢＤＣ）前４５°程度であるが、下
死点前３０°より遅く、下死点前３０°〜下死点の範囲
に設定することにより、図１０に実線で示す従来例に対
し、点線で示すようにブローダウンのタイミングを遅ら
せる。これにより、自気筒のバルブオーバーラップ（Ｏ
／Ｌ）期間に反射波が到達しないようにして、Ｏ／Ｌ期
間中の排気干渉を改善し、低中速域のトルクを改善する
ことができる。
【００３１】尚、排気弁開時期の変更は、排気弁駆動カ
ムの作動角縮小、可変動弁装置での排気弁作動角の可
変、排気弁作動角とリフト量の可変、排気弁作動中心角
の可変等により実現できる。図１１は本発明での排気干
渉低減による吸気体積効率向上効果を示したものであ
る。また、図１２は本発明での残ガス率低減効果を示し
たものである。いずれも低中回転域において排気干渉低
減により掃気効率が向上することから、吸気体積効率が
向上し、残ガス率が低減されている。従って、吸気体積
効率の向上により出力性能が向上し、残ガス率の低減に
より燃焼温度が低下し、耐ノック性も向上する。
【００３２】但し、図１１、図１２からわかるように、
高速域では、排気弁開時期の遅角化のはね返りとして、
吸気体積効率及び残ガス率がわずかながら悪化する。こ
の対策としては、排気マニホールドのブランチの管径に
対する曲げＲの比を１．５以上としたり、集合部（ディ
フューザ部）の拡張角を６０°以下とすることにより、
排気マニホールドの通気抵抗を改善することで、上記の
はね返りをリカバー可能である。あるいは、可変動弁装
置を用いる場合は、排気弁開時期の遅角を低中速域（例
えば４０００ｒｐｍ以下）において限定的に行うように
してもよい。
【００３３】次に空燃比センサの取付位置について説明
する。＃１と＃４気筒の合流ブランチＷ１、及び、＃２
と＃３気筒の合流ブランチＷ２に、直管部を設定するこ
とにより、空燃比センサの気筒感度の最適位置を明確に
するための、チューニング要素の絞り込みが容易とな
り、比較的少ない工数で空燃比センサの最適位置を明確
にすることが可能となる。
【００３４】具体的には、空燃比センサを図４の左右方
向に位置調整して、各位置での＃１と＃４気筒側の位置
感度、及び、＃２と＃３気筒側の位置感度をそれぞれ確
認することにより、両方を満足する最適位置を見出し
て、その位置に空燃比センサ取付孔２４を設定する。図
１３は本発明の第２実施形態を示すエンジン及び排気マ
ニホールドの概略斜視図である。第１実施形態と異なる
のは、＃２と＃３気筒のブランチＢ２、Ｂ３の合流ブラ
ンチＷ２をエンジン側に配置し、＃１と＃４気筒のブラ
ンチＢ１、Ｂ４の合流ブランチＷ１を反エンジン側に配
置してある点であり、その他は同じである。
【００３５】図１４は本発明の第３実施形態を示すエン
ジン及び排気マニホールドの概略斜視図である。第１実
施形態では、横置きエンジンで、その排気系が車両前方
に配置されるものとして示しているが、第３実施形態で
は、排気系が車両後方に配置されるものとして示してい
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態を示すエンジン及び排
気マニホールドの概略斜視図
【図２】 排気マニホールドの正面図
【図３】 排気マニホールドの平面図
【図４】 排気マニホールドの側面図
【図５】 排気マニホールドの底面図
【図６】 排気管合計長と排気温度との関係を示す図
【図７】 排気温度とＨＣ排出量との関係を示す図
【図８】 合流角による排気脈動圧力への影響を示す図
【図９】 合流角と吸気体積効率との関係を示す図
【図１０】 排気弁開時期遅角による効果を示す図
【図１１】 本発明による吸気体積効率向上効果を示す
図
【図１２】 本発明による残ガス率低減効果を示す図
【図１３】 本発明の第２実施形態を示すエンジン及び
排気マニホールドの概略斜視図
【図１４】 本発明の第３実施形態を示すエンジン及び
排気マニホールドの概略斜視図
【符号の説明】
１ エンジン ２ 排気マニホールド ３ マニホールド触媒 Ｂ１〜Ｂ４ ブランチ Ｗ１、Ｗ２ 合流ブランチ ＤＦ 集合部（ディフューザ部） ２１、２２ フランジ ２３ 仕切壁 ２４ 空燃比センサ取付孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G004 AA01 DA02 3G092 AA11 AA13 DA02 DA03 EA04 EA11 FA01 GA16 HD10X

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】４気筒エンジンの排気マニホールドにおい
    て、点火順序の連続しない気筒同士の排気マニホールド
    ブランチをそれぞれ合流角２０°以下で合流させて後、
    各合流ブランチを合流させたことを特徴とする４気筒エ
    ンジンの排気マニホールド。
  2. 【請求項２】点火順序が＃１→＃３→＃４→＃２である
    ４気筒エンジンの排気マニホールドにおいて、点火順序
    が連続しない＃１と＃４気筒、及び、＃２と＃３気筒の
    排気マニホールドブランチをそれぞれ合流角２０°以下
    で合流させて後、各合流ブランチを合流させたことを特
    徴とする４気筒エンジンの排気マニホールド。
  3. 【請求項３】＃２と＃３気筒の排気マニホールドブラン
    チを対向する横方向に突き出して後、合流させたことを
    特徴とする請求項２記載の４気筒エンジンの排気マニホ
    ールド。
  4. 【請求項４】点火順序が＃１→＃３→＃４→＃２である
    ４気筒エンジンの排気マニホールドにおいて、点火順序
    が連続しない＃１と＃４気筒、及び、＃２と＃３気筒の
    排気マニホールドブランチをそれぞれ合流させて後、各
    合流ブランチを合流させる一方、＃２と＃３気筒の排気
    マニホールドブランチの合流位置を＃１と＃４気筒の排
    気マニホールドブランチの合流位置より上流側にしたこ
    とを特徴とする４気筒エンジンの排気マニホールド。
  5. 【請求項５】＃２と＃３気筒の排気マニホールドブラン
    チの合流後の合流ブランチは、ストレートな１本の管を
    なすことを特徴とする請求項４記載の４気筒エンジンの
    排気マニホールド。
  6. 【請求項６】＃２と＃３気筒の排気マニホールドブラン
    チを対向する横方向に突き出して後、合流させたことを
    特徴とする請求項４又は請求項５記載の４気筒エンジン
    の排気マニホールド。
  7. 【請求項７】＃１と＃４気筒、及び、＃２と＃３気筒の
    排気マニホールドブランチの合流角を２０°以下とし、
    各合流ブランチの合流角も２０°以下としたことを特徴
    とする請求項４〜請求項６のいずれか１つに記載の４気
    筒エンジンの排気マニホールド。
  8. 【請求項８】エンジンの排気弁開時期を下死点前３０度
    より遅いタイミングに設定することを特徴とする請求項
    １〜請求項７のいずれか１つに記載の４気筒エンジンの
    排気マニホールド。
JP2002063605A 2002-03-08 2002-03-08 ４気筒エンジンの排気マニホールド Pending JP2003262120A (ja)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002063605A JP2003262120A (ja) 2002-03-08 2002-03-08 ４気筒エンジンの排気マニホールド
US10/379,681 US6962049B2 (en) 2002-03-08 2003-03-06 Exhaust manifold for four-cylinder engine
EP06000863A EP1659272B1 (en) 2002-03-08 2003-03-07 Exhaust manifold of a four-cylinder engine
EP03005140A EP1342890B1 (en) 2002-03-08 2003-03-07 Exhaust manifold for four-cylinder engine
DE60305760T DE60305760T2 (de) 2002-03-08 2003-03-07 Abgaskrümmer einer Abgasanlage für eine vier-Zylinder Brennkraftmaschine
DE60315733T DE60315733T2 (de) 2002-03-08 2003-03-07 Abgaskrümmer einer Abgasanlage für eine vier-Zylinder Brennkraftmaschine
CN03120209A CN100575676C (zh) 2002-03-08 2003-03-07 排气设备及发动机
US11/223,105 US7520127B2 (en) 2002-03-08 2005-09-12 Exhaust manifold for four-cylinder engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002063605A JP2003262120A (ja) 2002-03-08 2002-03-08 ４気筒エンジンの排気マニホールド

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005123526A Division JP4414930B2 (ja) 2005-04-21 2005-04-21 ４気筒エンジンの排気マニホールド

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003262120A true JP2003262120A (ja) 2003-09-19

Family

ID=27751254

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002063605A Pending JP2003262120A (ja) 2002-03-08 2002-03-08 ４気筒エンジンの排気マニホールド

Country Status (5)

Country Link
US (2) US6962049B2 (ja)
EP (2) EP1342890B1 (ja)
JP (1) JP2003262120A (ja)
CN (1) CN100575676C (ja)
DE (2) DE60315733T2 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012211557A (ja) * 2011-03-31 2012-11-01 Daihatsu Motor Co Ltd 触媒コンバータの排気導入管の構造
WO2016035155A1 (ja) * 2014-09-03 2016-03-10 日産自動車株式会社 内燃機関の排気装置
WO2016035154A1 (ja) * 2014-09-03 2016-03-10 日産自動車株式会社 内燃機関の排気装置
WO2016035156A1 (ja) * 2014-09-03 2016-03-10 日産自動車株式会社 内燃機関の排気装置
JP2016050541A (ja) * 2014-09-01 2016-04-11 マツダ株式会社 多気筒エンジンの排気装置
JP2019031964A (ja) * 2017-08-10 2019-02-28 スズキ株式会社 内燃機関の排気構造

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003262120A (ja) * 2002-03-08 2003-09-19 Nissan Motor Co Ltd ４気筒エンジンの排気マニホールド
DE10311235A1 (de) * 2003-03-14 2004-10-14 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Mehrsträngiges Abgassystem mit mindestens einem Messfühler, Wabenkörper mit einer Ausnehmung für mindestens einen Messfühler und Verfahren zum Betrieb eines mehrsträngigen Abgassystems
DE112006000986A5 (de) 2005-05-03 2008-03-20 Avl List Gmbh Abgassystem für eine Brennkraftmaschine
AT501797B1 (de) * 2005-05-10 2008-02-15 Avl List Gmbh Abgassystem für eine brennkraftmaschine
US7874149B2 (en) * 2005-08-17 2011-01-25 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Exhaust apparatus for vehicle, and motorcycle having the same
JP2007205174A (ja) * 2006-01-31 2007-08-16 Toyota Motor Corp 内燃機関
JP2008031868A (ja) * 2006-07-26 2008-02-14 Yamaha Marine Co Ltd ８気筒エンジンにおける排気装置
JP4525646B2 (ja) * 2006-08-09 2010-08-18 トヨタ自動車株式会社 内燃機関
CN101070776B (zh) * 2006-12-31 2011-01-19 潍柴动力股份有限公司 8缸直列柴油机多脉冲转换排气装置
JP4748081B2 (ja) * 2007-02-23 2011-08-17 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気装置
EP2146066A1 (de) * 2008-07-14 2010-01-20 Ford Global Technologies, LLC Aufgeladene Brennkraftmaschine mit Turbine und Abgasnachbehandlungssystem
EP2172635B1 (de) * 2008-10-02 2018-12-12 Ford Global Technologies, LLC Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine mit zwei integrierten Abgaskrümmern und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem derartigen Zylinderkopf
CN101940903A (zh) * 2010-05-04 2011-01-12 姚光纯 一种通过脉冲压力波来改善催化反应的工艺方法
KR101196305B1 (ko) * 2010-05-25 2012-11-06 우신공업 주식회사 배기 매니폴드
CN101956597A (zh) * 2010-11-12 2011-01-26 重庆潍柴发动机厂 一种v型柴油机涡轮后二合一排气管
JP5870488B2 (ja) 2011-01-20 2016-03-01 マツダ株式会社 多気筒エンジンの吸排気装置
US20130291816A1 (en) * 2012-05-02 2013-11-07 Tula Technology, Inc. Using valve timing to improve engine acoustics
US9303555B2 (en) * 2013-04-04 2016-04-05 GM Global Technology Operations LLC Exhaust manifold
CN103244250A (zh) * 2013-05-27 2013-08-14 奇瑞汽车股份有限公司 一种vvt发动机排气歧管
CN103644022A (zh) * 2013-12-27 2014-03-19 淄博柴油机总公司 八缸直列发动机及其排气增压***
JP6195024B2 (ja) * 2014-10-09 2017-09-13 日産自動車株式会社 ４気筒内燃機関の排気装置
US9528425B2 (en) * 2014-11-26 2016-12-27 Hyundai Motor Company Exhaust system structure for improving noise problem
CN106321210A (zh) * 2016-09-26 2017-01-11 安徽江淮汽车股份有限公司 降低发动机各气缸间排气干扰的排气结构

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4022019A (en) * 1970-11-20 1977-05-10 Alfa Romeo S.P.A. Exhaust conveying system for internal combustion engines
JPS5844211A (ja) 1981-09-09 1983-03-15 Yamaha Motor Co Ltd エンジンの排気ガス浄化装置
JPS5865562U (ja) * 1981-10-26 1983-05-04 日産自動車株式会社 デユアルマニホ−ルドの酸素センサ取付部構造
JPH0224897Y2 (ja) 1985-05-20 1990-07-09
JPH0166424U (ja) 1987-10-22 1989-04-27
JPH0543227Y2 (ja) * 1987-12-21 1993-10-29
JPH0618033Y2 (ja) 1989-01-30 1994-05-11 株式会社大力鉄工所 エンジンの排気マニホールド構造
JPH0723533Y2 (ja) 1989-02-03 1995-05-31 本田技研工業株式会社 エンジン用排気マニホールド構造
JPH0444438U (ja) 1990-08-21 1992-04-15
JP2567447Y2 (ja) 1991-01-31 1998-04-02 マツダ株式会社 エンジンの排気装置
JP2579731Y2 (ja) 1991-06-05 1998-08-27 三恵工業株式会社 自動車エンジン等のエキゾーストマニホルド
JP2582723Y2 (ja) 1991-09-03 1998-10-08 スズキ株式会社 自動車の排気装置
WO1993016272A1 (en) * 1992-02-17 1993-08-19 Alexander Chabry Internal combustion engine intake and exhaust systems
JPH0783048A (ja) 1993-09-17 1995-03-28 Suzuki Motor Corp 自動車の排気マニホールド
DE19505710C2 (de) * 1994-02-21 2002-10-17 Aisin Takaoka Ltd Auspuffkrümmer
JPH07324622A (ja) 1994-05-30 1995-12-12 Yamaha Motor Co Ltd 多気筒エンジンの排気マニホルド
DE19510602C1 (de) * 1995-03-23 1996-04-11 Daimler Benz Ag Fächerartiger Abgaskrümmer für mehrzylindrige Brennkraftmaschinen
JP3334454B2 (ja) * 1995-04-03 2002-10-15 トヨタ自動車株式会社 エキゾーストマニホルド集合部構造
JPH0968038A (ja) 1995-08-28 1997-03-11 Aisin Takaoka Ltd 内燃機関の排気マニホールド
JPH1026037A (ja) * 1996-07-09 1998-01-27 Yutaka Giken Co Ltd センサ取付ボス
JPH10331632A (ja) * 1997-05-30 1998-12-15 Suzuki Motor Corp 内燃機関の排気マニホルド装置
US6122911A (en) * 1998-09-28 2000-09-26 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Exhaust manifold pipe weld assembly
US6199376B1 (en) * 1998-09-28 2001-03-13 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Extension of exhaust manifold conduit into exhaust pipe
JP2000230424A (ja) * 1999-02-09 2000-08-22 Hyundai Motor Co Ltd ガソリンエンジン用排気マニホールド
JP2000337143A (ja) 1999-05-28 2000-12-05 Yutaka Giken Co Ltd 複数気筒エンジンの排気マニホールド
DE10002240B4 (de) * 2000-01-20 2007-12-20 Heinrich Gillet Gmbh Vorrichtung zum Erzeugen eines obertonreichen sportlichen Auspuffgeräusches
JP3521895B2 (ja) * 2000-12-07 2004-04-26 日産自動車株式会社 内燃機関の排気マニホルド
KR20030027401A (ko) * 2001-09-28 2003-04-07 현대자동차주식회사 자동차의 배기매니폴드구조
JP2003262120A (ja) * 2002-03-08 2003-09-19 Nissan Motor Co Ltd ４気筒エンジンの排気マニホールド

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012211557A (ja) * 2011-03-31 2012-11-01 Daihatsu Motor Co Ltd 触媒コンバータの排気導入管の構造
JP2016050541A (ja) * 2014-09-01 2016-04-11 マツダ株式会社 多気筒エンジンの排気装置
WO2016035155A1 (ja) * 2014-09-03 2016-03-10 日産自動車株式会社 内燃機関の排気装置
WO2016035154A1 (ja) * 2014-09-03 2016-03-10 日産自動車株式会社 内燃機関の排気装置
WO2016035156A1 (ja) * 2014-09-03 2016-03-10 日産自動車株式会社 内燃機関の排気装置
JPWO2016035156A1 (ja) * 2014-09-03 2017-04-27 日産自動車株式会社 内燃機関の排気装置
EP3190279A4 (en) * 2014-09-03 2017-10-18 Nissan Motor Co., Ltd Exhaust device for internal combustion engine
US10267206B2 (en) 2014-09-03 2019-04-23 Nissan Motor Co., Ltd. Exhaust device for internal combustion engine
JP2019031964A (ja) * 2017-08-10 2019-02-28 スズキ株式会社 内燃機関の排気構造

Also Published As

Publication number Publication date
EP1659272A2 (en) 2006-05-24
EP1342890A3 (en) 2003-11-12
CN1443931A (zh) 2003-09-24
US20060005535A1 (en) 2006-01-12
EP1659272B1 (en) 2007-08-15
US6962049B2 (en) 2005-11-08
EP1659272A3 (en) 2006-05-31
EP1342890B1 (en) 2006-06-07
DE60315733D1 (de) 2007-09-27
CN100575676C (zh) 2009-12-30
DE60305760T2 (de) 2006-10-19
DE60305760D1 (de) 2006-07-20
US20030167759A1 (en) 2003-09-11
EP1342890A2 (en) 2003-09-10
US7520127B2 (en) 2009-04-21
DE60315733T2 (de) 2007-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2003262120A (ja) ４気筒エンジンの排気マニホールド
JP4394868B2 (ja) エンジンの排気装置
US9341102B2 (en) Conformal transverse muffler
JPH02196157A (ja) エンジンの吸気消音装置
JP6217678B2 (ja) シリンダヘッド
JP4414930B2 (ja) ４気筒エンジンの排気マニホールド
JP5891943B2 (ja) 多気筒エンジンの排気装置
JP3783747B2 (ja) 内燃機関
US9140198B2 (en) Intake and exhaust apparatus of multi-cylinder engine
JP5262863B2 (ja) 多気筒エンジンの排気システムの制御方法およびその装置
JP5262862B2 (ja) 多気筒エンジンの排気システムの制御方法およびその装置
JPS5974325A (ja) 内燃機関の排気装置
JP2002303164A (ja) 内燃機関の排気音低減装置
JP5062129B2 (ja) エンジンの排気制御装置
JP5151866B2 (ja) エンジンの排気制御装置
JP2010084530A5 (ja)
JP2011214438A (ja) 多気筒エンジンの排気装置
JP6558390B2 (ja) 過給機付きエンジンの吸気装置
JP2013185446A (ja) 多気筒エンジンの排気装置
JPH11280470A (ja) 排気マニホルド形状
JP3436458B2 (ja) 多気筒エンジンの排気通路構造
JPS6299629A (ja) 自動二輪車の排気装置
JPH0452372B2 (ja)
JPH0823295B2 (ja) エンジンの吸気装置
JPH11303657A (ja) 内燃機関の制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050218

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050301

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050421

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20050712

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080908