JP2008095533A - Internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve exhaust emission control efficiency and performance by effectively utilizing the thermal energy of exhaust gas according to an operating state in an internal combustion engine. <P>SOLUTION: In a direct four-cylinder engine, a first exhaust pipe 51 is connected to combustion chambers 18a, 18b, 18c and 18d through first exhaust ports 20a2, 20b2, 20c2 and 20d2, and a second exhaust pipe 52 is connected through second exhaust ports 20a1, 20b1, 20c1 and 20d1. The thermal capacity of a second exhaust passage formed of the second exhaust pipe 52 is set larger than that of a first exhaust passage formed of the first exhaust pipe 51, and a passage of exhaust gas exhausted from the combustion chambers 18a, 18b, 18c and 18d can be switched between the first exhaust passage and the second exhaust passage by an exhaust variable valve system 28. An ECU 61 controls the exhaust variable valve system 28 according to the operating state of the engine. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数の燃焼室を有して、この燃焼室に対して複数の排気通路が設けられた内燃機関に関するものである。   The present invention relates to an internal combustion engine having a plurality of combustion chambers and having a plurality of exhaust passages for the combustion chambers.

一般的な多気筒エンジンにおいて、エンジン本体に複数の気筒（燃焼室）が設けられ、シリンダブロックの各シリンダにピストンが移動自在に嵌合し、各ピストンは下部に回転自在に支持されたクランクシャフトに連結されており、シリンダブロックの上部にシリンダヘッドが締結されることで各燃焼室が構成されている。各燃焼室には吸気ポート及び排気ポートが形成され、吸気弁及び排気弁により開閉可能となっている。そして、各吸気ポートに吸気管が連結される一方、各排気ポートに排気管がそれぞれ連結され、この排気管に過給機や浄化触媒が装着されている。   In a general multi-cylinder engine, a crankshaft in which a plurality of cylinders (combustion chambers) are provided in an engine body, a piston is movably fitted to each cylinder of a cylinder block, and each piston is rotatably supported at a lower portion. Each combustion chamber is configured by connecting a cylinder head to the upper part of the cylinder block. An intake port and an exhaust port are formed in each combustion chamber, and can be opened and closed by an intake valve and an exhaust valve. An intake pipe is connected to each intake port, and an exhaust pipe is connected to each exhaust port. A supercharger and a purification catalyst are attached to the exhaust pipe.

このような多気筒エンジンにて、一つの燃焼室に対して２つの独立した排気ポートを設け、各排気ポートにそれぞれ排気通路を連結し、一方の排気通路に過給機を装着し、他方の排気通路に前段浄化触媒を装着することで、残留ガス量の減少による性能向上と、冷間始動時における触媒暖機性能の向上によるエミッションの低減を図ったものがある。即ち、エンジンの冷間始動時に、排気ガスを他方の排気通路に流し、前段浄化触媒を効果的に暖機することで早期活性化により排気浄化性能が向上する。また、エンジンの高負荷時に、排気ガスを一方の排気通路に流し、この大量の排気ガスにより過給機を駆動することで、高過給を可能として性能が向上する。   In such a multi-cylinder engine, two independent exhaust ports are provided for one combustion chamber, an exhaust passage is connected to each exhaust port, a supercharger is attached to one exhaust passage, and the other Some of the exhaust purification passages are equipped with a pre-purification catalyst to improve performance by reducing the amount of residual gas and to reduce emissions by improving catalyst warm-up performance during cold start. That is, when the engine is cold started, exhaust gas is allowed to flow through the other exhaust passage, and the pre-purification catalyst is effectively warmed up, so that the exhaust purification performance is improved by early activation. Further, when the engine is under a high load, exhaust gas is allowed to flow through one of the exhaust passages, and the turbocharger is driven by this large amount of exhaust gas, thereby enabling high supercharging and improving performance.

なお、一つの気筒あたり二つの排気ポートを形成してそれぞれは域通路を連結し、一方の排気通路をターボ過給機に接続し、他方の排気通路を排気通路ユニットを介してターボ過給機に接続し、排気通路ユニットに運転状態に応じて開閉する制御弁を設けたものとして、下記特許文献１に記載されたエンジンの排気装置がある。また、第１気筒に接続された第１排気管と、第２気筒に接続された第２排気管とを下流端部で合流して触媒を装着し、温度の降下量の大きい第１排気管を二重構造としたものとして、下記特許文献２に記載された内燃機関の排気浄化装置がある。   In addition, two exhaust ports per cylinder are formed, each connecting a zone passage, one exhaust passage is connected to the turbocharger, and the other exhaust passage is connected to the turbocharger via the exhaust passage unit. There is an engine exhaust device described in Patent Document 1 below, in which an exhaust passage unit is provided with a control valve that opens and closes according to the operating state. Further, the first exhaust pipe connected to the first cylinder and the second exhaust pipe connected to the second cylinder are joined at the downstream end portion, and the catalyst is mounted, and the first exhaust pipe having a large temperature drop amount. There is an exhaust emission control device for an internal combustion engine described in Patent Document 2 below.

特公平０７−０４５８２５号公報Japanese Patent Publication No. 07-045825 特開平０８−１２１１５３号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-121153

上述した従来のエンジンでは、排気ガスを他方の排気通路に流すことで、前段浄化触媒を効果的に暖機して早期活性化を図ると共に、排気ガスを一方の排気通路に流すことで、過給機による性能向上を図っている。ところが、一つの燃焼室に対して単に２つの独立した排気通路を設け、エンジンの運転状態に応じて切換えるようにしても、全量の排気ガスが段浄化触媒や過給機に導入されるものの、排気ガスの熱エネルギが十分に活用されていない。また、エンジンの各燃焼室では、順番に爆発が発生することから、排気干渉が発生して過給機の稼動効率が低下してしまうおそれがある。   In the above-described conventional engine, the exhaust gas is allowed to flow through the other exhaust passage, thereby effectively warming up the pre-purification catalyst and achieving early activation. We are trying to improve the performance with a feeder. However, even if only two independent exhaust passages are provided for one combustion chamber and switched according to the operating state of the engine, the entire amount of exhaust gas is introduced into the stage purification catalyst and the supercharger, Exhaust gas thermal energy is not fully utilized. In addition, in each combustion chamber of the engine, explosions occur in sequence, so that exhaust interference may occur and the operating efficiency of the supercharger may be reduced.

本発明は、このような問題を解決するためのものであって、運転状態に応じて排気ガスの熱エネルギを効果的に活用することで排気浄化効率及び性能の向上を図った内燃機関を提供することを目的とする。   The present invention is intended to solve such problems, and provides an internal combustion engine that improves exhaust purification efficiency and performance by effectively utilizing thermal energy of exhaust gas according to operating conditions. The purpose is to do.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の内燃機関は、複数の燃焼室と、該複数の燃焼室に連結される吸気通路と、該吸気通路を開閉する吸気弁と、前記複数の燃焼室に連結される第１排気通路と、該第１排気通路を開閉する第１排気弁と、前記複数の燃焼室に連結されて前記第１排気通路より大きな熱容量を有する第２排気通路と、該第２排気通路を開閉する第２排気弁と、前記燃焼室から排出される排気ガスの経路を前記第１排気通路と前記第２排気通路との間で切換可能な排気切換手段と、運転状態に応じて前記排気切換手段を制御する排気制御手段とを具えたことを特徴とするものである。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, an internal combustion engine of the present invention includes a plurality of combustion chambers, an intake passage connected to the plurality of combustion chambers, an intake valve that opens and closes the intake passage, A first exhaust passage connected to the plurality of combustion chambers, a first exhaust valve for opening and closing the first exhaust passage, and a second exhaust gas connected to the plurality of combustion chambers and having a larger heat capacity than the first exhaust passage. Exhaust gas switching, a second exhaust valve that opens and closes the second exhaust gas passage, and an exhaust gas switch capable of switching a path of exhaust gas discharged from the combustion chamber between the first exhaust gas passage and the second exhaust gas passage And an exhaust control means for controlling the exhaust gas switching means in accordance with the operating state.

本発明の内燃機関では、前記排気制御手段は前記排気切換手段を制御することで、冷間始動時及び低回転低負荷時には排気ガスの経路を前記第１排気通路に切換え、低回転高負荷時には排気ガスの経路を前記第２排気通路に切換え、高回転時には排気ガスの経路を前記第１排気通路及び前記第２排気通路に切換えることを特徴としている。   In the internal combustion engine of the present invention, the exhaust control means controls the exhaust gas switching means to switch the exhaust gas path to the first exhaust passage at the time of cold start and at low rotation and low load, and at low rotation and high load. The exhaust gas path is switched to the second exhaust path, and the exhaust gas path is switched to the first exhaust path and the second exhaust path during high rotation.

本発明の内燃機関では、前記第１排気通路における通路表面積より前記第２排気通路における通路表面積が大きく設定されることを特徴としている。   The internal combustion engine of the present invention is characterized in that a passage surface area in the second exhaust passage is set larger than a passage surface area in the first exhaust passage.

本発明の内燃機関では、前記複数の燃焼室に連通する前記第１排気通路における各第１排気ポートの通路断面積より前記第２排気通路における各第２排気ポートの通路断面積が大きく設定されることを特徴としている。   In the internal combustion engine of the present invention, the passage sectional area of each second exhaust port in the second exhaust passage is set larger than the passage sectional area of each first exhaust port in the first exhaust passage communicating with the plurality of combustion chambers. It is characterized by that.

本発明の内燃機関では、前記複数の燃焼室に連通する前記第１排気通路における各第１排気ポート同士、または、前記複数の燃焼室に連通する前記第２排気通路における各第２排気ポート同士が隣接して配設され、隣接する前記各排気ポートを集合通路によりシリンダヘッド内で合流させることを特徴としている。   In the internal combustion engine of the present invention, the first exhaust ports in the first exhaust passage communicating with the plurality of combustion chambers, or the second exhaust ports in the second exhaust passage communicating with the plurality of combustion chambers. Are arranged adjacent to each other, and the adjacent exhaust ports are joined together in the cylinder head by a collecting passage.

本発明の内燃機関では、前記第２排気通路は、前記複数の燃焼室のうちの爆発が連続しない燃焼室同士が集合することを特徴としている。   In the internal combustion engine of the present invention, the second exhaust passage is characterized in that combustion chambers of the plurality of combustion chambers where explosions do not continue gather.

本発明の内燃機関では、前記排気制御手段は前記排気切換手段を制御することで、燃料カット時には排気ガスの経路を前記第２排気通路に切換えることを特徴としている。   In the internal combustion engine of the present invention, the exhaust control unit controls the exhaust switching unit to switch the path of the exhaust gas to the second exhaust passage when the fuel is cut.

本発明の内燃機関によれば、一つの燃焼室に対して２つの排気通路を連結し、第１排気通路の熱容量よりも第２排気通路の熱容量を大きく設定し、排気切換手段により排気ガスの経路を第１排気通路と第２排気通路との間で切換可能とし、排気制御手段が運転状態に応じてこの排気切換手段を制御するようにしたので、運転状態に応じて排気ガスの経路が熱容量の小さい第１排気通路と熱容量の大きい第２排気通路との間で切換得られることとなり、排気ガスの熱エネルギを効果的に活用することで、触媒の暖機性能を上げて排気浄化効率を向上することができると共に、出力性能を向上することができる。   According to the internal combustion engine of the present invention, two exhaust passages are connected to one combustion chamber, the heat capacity of the second exhaust passage is set to be larger than the heat capacity of the first exhaust passage, and the exhaust gas switching means controls the exhaust gas. Since the path can be switched between the first exhaust path and the second exhaust path, and the exhaust control means controls the exhaust switching means according to the operating state, the exhaust gas path is changed according to the operating state. It is possible to switch between the first exhaust passage having a small heat capacity and the second exhaust passage having a large heat capacity. By effectively utilizing the heat energy of the exhaust gas, the warm-up performance of the catalyst is improved and the exhaust purification efficiency is improved. And the output performance can be improved.

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。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。   Embodiments of an internal combustion engine according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this Example.

図１は、本発明の実施例１に係る内燃機関を表す直列４気筒エンジンの概略平面図、図２は、実施例１の直列４気筒エンジンの概略断面図、図３は、実施例１の直列４気筒エンジンにおける運転状態に対する排気通路切換マップである。   1 is a schematic plan view of an in-line four-cylinder engine representing an internal combustion engine according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the in-line 4-cylinder engine of Embodiment 1, and FIG. It is an exhaust passage switching map with respect to the driving | running state in an inline 4 cylinder engine.

本実施例の内燃機関として直列４気筒エンジンを適用している。この直列４気筒エンジンにおいて、図１及び図２に示すように、シリンダブロック１１上にシリンダヘッド１２が締結されており、このシリンダブロック１１に形成された４つのシリンダボア１３にピストン１４がそれぞれ上下移動自在に嵌合している。そして、シリンダブロック１１の下部にクランクケース１５が締結され、このクランクケース１５内にクランクシャフト１６が回転自在に支持されており、各ピストン１４はコネクティングロッド１７を介してこのクランクシャフト１６にそれぞれ連結されている。   An in-line four-cylinder engine is applied as the internal combustion engine of the present embodiment. In this in-line four-cylinder engine, as shown in FIGS. 1 and 2, a cylinder head 12 is fastened on a cylinder block 11, and pistons 14 move up and down in four cylinder bores 13 formed in the cylinder block 11. Fits freely. A crankcase 15 is fastened to the lower part of the cylinder block 11, and a crankshaft 16 is rotatably supported in the crankcase 15. Each piston 14 is connected to the crankshaft 16 via a connecting rod 17. Has been.

４つの燃焼室１８（１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ）は、シリンダブロック１１におけるシリンダボア１３の壁面とシリンダヘッド１２の下面とピストン１４の頂面により構成されており、この燃焼室１８は、上部（シリンダヘッド１２の下面）の中央部が高くなるように傾斜したペントルーフ形状をなしている。そして、この各燃焼室１８の上部、つまり、シリンダヘッド１２の下面に一対の吸気ポート１９（１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ）及び一対の排気ポート２０（２０ａ１，２０ａ２，２０ｂ１，２０ｂ２，２０ｃ１，２０ｃ２，２０ｄ１，２０ｄ２）が対向して形成されており、この吸気ポート１９及び排気ポート２０に対して吸気弁２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ）及び排気弁２２（２２ａ１，２２ａ２，２２ｂ１，２２ｂ２，２２ｃ１，２２ｃ２，２２ｄ１，２２ｄ２）の下端部がそれぞれ位置している。この吸気弁２１及び排気弁２２は、シリンダヘッド１２に軸方向に沿って移動自在に支持されると共に、吸気ポート１９及び排気ポート２０を閉止する方向（図２にて上方）に付勢支持されている。また、シリンダヘッド１２には、吸気カムシャフト２３及び排気カムシャフト２４が回転自在に支持されており、吸気カム２５及び排気カム２６が吸気弁２１及び排気弁２２の上端部に接触している。   The four combustion chambers 18 (18a, 18b, 18c, 18d) are constituted by the wall surface of the cylinder bore 13 in the cylinder block 11, the lower surface of the cylinder head 12, and the top surface of the piston 14. The pent roof shape is inclined so that the central portion of the lower surface of the cylinder head 12 is raised. A pair of intake ports 19 (19a, 19b, 19c, 19d) and a pair of exhaust ports 20 (20a1, 20a2, 20b1, 20b2, 20c1, 20c2) are formed on the upper portion of each combustion chamber 18, that is, on the lower surface of the cylinder head 12. , 20d1, 20d2) are formed to face each other, and the intake valve 19 (21a, 21b, 21c, 21d) and the exhaust valve 22 (22a1, 22a2, 22b1, 22b2, etc.) with respect to the intake port 19 and the exhaust port 20 are formed. 22c1, 22c2, 22d1, 22d2) are respectively located at the lower ends. The intake valve 21 and the exhaust valve 22 are supported by the cylinder head 12 so as to be movable in the axial direction, and are urged and supported in a direction (upward in FIG. 2) for closing the intake port 19 and the exhaust port 20. ing. An intake camshaft 23 and an exhaust camshaft 24 are rotatably supported on the cylinder head 12, and the intake cam 25 and the exhaust cam 26 are in contact with upper ends of the intake valve 21 and the exhaust valve 22.

なお、図示しないが、クランクシャフト１６に固結されたクランクシャフトスプロケットと、吸気カムシャフト２３及び排気カムシャフト２４にそれぞれ固結された各カムシャフトスプロケットとは、無端のタイミングチェーンが掛け回されており、クランクシャフト１６と吸気カムシャフト２３と排気カムシャフト２４が連動可能となっている。   Although not shown, the crankshaft sprocket fixed to the crankshaft 16 and the camshaft sprockets respectively fixed to the intake camshaft 23 and the exhaust camshaft 24 are wound with endless timing chains. The crankshaft 16, the intake camshaft 23, and the exhaust camshaft 24 can be interlocked.

従って、クランクシャフト１６に同期して吸気カムシャフト２３及び排気カムシャフト２４が回転すると、吸気カム２５及び排気カム２６が吸気弁２１及び排気弁２２を所定のタイミングで上下移動することで、吸気ポート１９及び排気ポート２０を開閉し、吸気ポート１９と燃焼室１８、燃焼室１８と排気ポート２０とをそれぞれ連通することができる。この場合、この吸気カムシャフト２３及び排気カムシャフト２４は、クランクシャフト１６が２回転（７２０度）する間に１回転（３６０度）するように設定されている。そのため、エンジン１０は、クランクシャフト１６が２回転する間に、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程の４行程を実行することとなり、このとき、吸気カムシャフト２３及び排気カムシャフト２４が１回転することとなる。   Accordingly, when the intake camshaft 23 and the exhaust camshaft 24 rotate in synchronization with the crankshaft 16, the intake cam 25 and the exhaust cam 26 move up and down the intake valve 21 and the exhaust valve 22 at a predetermined timing. 19 and the exhaust port 20 can be opened and closed so that the intake port 19 and the combustion chamber 18 can communicate with the combustion chamber 18 and the exhaust port 20, respectively. In this case, the intake camshaft 23 and the exhaust camshaft 24 are set to rotate once (360 degrees) while the crankshaft 16 rotates twice (720 degrees). Therefore, the engine 10 executes the four strokes of the intake stroke, the compression stroke, the expansion stroke, and the exhaust stroke while the crankshaft 16 rotates twice. At this time, the intake camshaft 23 and the exhaust camshaft 24 are set to one. It will rotate.

また、このエンジン１０の動弁機構は、運転状態に応じて吸気弁２１及び排気弁２２を最適な開閉タイミングに制御する吸気・排気可変動弁機構（ＶＶＴ：Variable Valve Timing-intelligent）２７，２８となっている。この吸気・排気可変動弁機構２７，２８は、吸気カムシャフト２３及び排気カムシャフト２４の軸端部にＶＶＴコントローラ２９，３０が設けられて構成され、オイルコントロールバルブ３１，３２からの油圧をこのＶＶＴコントローラ２９，３０の図示しない進角室及び遅角室に作用させることによりカムスプロケットに対するカムシャフト２３，２４の位相を変更し、吸気弁２１及び排気弁２２の開閉時期を進角または遅角することができるものである。この場合、吸気・排気可変動弁機構２７，２８は、吸気弁２１及び排気弁２２の作用角（開放期間）及びリフト量（開放量）も変更可能となっている。また、吸気カムシャフト２３及び排気カムシャフト２４には、その回転位相を検出するカムポジションセンサ３３，３４が設けられている。   Further, the valve mechanism of the engine 10 is a variable valve timing-intelligent (VVT) mechanism 27 or 28 that controls the intake valve 21 and the exhaust valve 22 at an optimal opening / closing timing according to the operating state. It has become. The intake / exhaust variable valve mechanisms 27 and 28 are configured by providing VVT controllers 29 and 30 at the shaft end portions of the intake camshaft 23 and the exhaust camshaft 24, respectively, The phases of the camshafts 23 and 24 with respect to the cam sprocket are changed by acting on advance and retard chambers (not shown) of the VVT controllers 29 and 30, and the opening and closing timings of the intake valve 21 and the exhaust valve 22 are advanced or retarded. Is something that can be done. In this case, the intake / exhaust variable valve mechanisms 27 and 28 can also change the operating angle (open period) and lift amount (open amount) of the intake valve 21 and the exhaust valve 22. In addition, the intake camshaft 23 and the exhaust camshaft 24 are provided with cam position sensors 33 and 34 for detecting the rotational phase thereof.

吸気ポート１９には、吸気マニホールド３５を介してサージタンク３６が連結され、このサージタンク３６に吸気管３７が連結されており、この吸気管３７の空気取入口にはエアクリーナ３８が取付けられている。そして、このエアクリーナ３８の下流側にスロットル弁３９を有する電子スロットル装置４０が設けられている。また、シリンダヘッド１２には、燃焼室１８に直接燃料を噴射するインジェクタ４１が装着されており、このインジェクタ４１は、吸気ポート１９側に位置して上下方向に所定角度傾斜して配置されている。各気筒に装着されるインジェクタ４１はデリバリパイプ４２に連結され、このデリバリパイプ４２には高圧燃料供給管４３を介して高圧燃料ポンプ４４が連結されている。更に、シリンダヘッド１２には、燃焼室１８の上方に位置して混合気に着火する点火プラグ４５が装着されている。   A surge tank 36 is connected to the intake port 19 via an intake manifold 35, and an intake pipe 37 is connected to the surge tank 36. An air cleaner 38 is attached to an air intake port of the intake pipe 37. . An electronic throttle device 40 having a throttle valve 39 is provided on the downstream side of the air cleaner 38. The cylinder head 12 is provided with an injector 41 that directly injects fuel into the combustion chamber 18. The injector 41 is located on the intake port 19 side and is inclined at a predetermined angle in the vertical direction. . An injector 41 attached to each cylinder is connected to a delivery pipe 42, and a high pressure fuel pump 44 is connected to the delivery pipe 42 via a high pressure fuel supply pipe 43. Further, the cylinder head 12 is provided with a spark plug 45 that is located above the combustion chamber 18 and ignites the air-fuel mixture.

なお、本実施例では、吸気ポート１９（１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ）、吸気マニホールド３５、サージタンク３６、吸気管３７などにより本発明の吸気通路が構成されている。   In the present embodiment, the intake port 19 (19a, 19b, 19c, 19d), the intake manifold 35, the surge tank 36, the intake pipe 37, and the like constitute the intake passage of the present invention.

一方、本実施例の排気系は、一つの燃焼室に対して２つの排気通路が設けられ、この各排気通路は複数の燃焼室から排出された排気ガスを集合して排出するように構成され、第１排気通路に対して第２排気通路の熱容量が大きく設定されている。   On the other hand, the exhaust system of the present embodiment is provided with two exhaust passages for one combustion chamber, and each exhaust passage is configured to collect and discharge exhaust gases discharged from a plurality of combustion chambers. The heat capacity of the second exhaust passage is set larger than that of the first exhaust passage.

即ち、第１排気ポート２０ａ２，２０ｂ２，２０ｃ２，２０ｄ２は、第１排気弁２２ａ２，２２ｂ２，２２ｃ２，２２ｄ２により開閉可能であり、互いに隣り合う第１気筒の排気ポート２０ａ２と第２気筒の排気ポート２０ｂ２がシリンダヘッド１２内の集合通路４６で集合し、第３気筒の排気ポート２０ｃ２と第４気筒の排気ポート２０ｄ２がシリンダヘッド１２内の集合通路４７で集合しており、各集合通路４６，４７が第１連結管４８により連結されている。一方、第２排気ポート２０ａ１，２０ｂ１，２０ｃ１，２０ｄ１は、第２排気弁２２ａ１，２２ｂ１，２２ｃ１，２２ｄ１により開閉可能であり、互いに隣り合う第２気筒の排気ポート２０ｂ１と第３気筒の排気ポート２０ｃ１がシリンダヘッド１２内の集合通路４９で集合しており、この集合通路４９と第１気筒の排気ポート２０ａ１と第４気筒の排気ポート２０ｄ１が第２連結管５０により連結されている。   That is, the first exhaust ports 20a2, 20b2, 20c2, and 20d2 can be opened and closed by the first exhaust valves 22a2, 22b2, 22c2, and 22d2, and the first cylinder exhaust port 20a2 and the second cylinder exhaust port 20b2 are adjacent to each other. Are gathered in the collecting passage 46 in the cylinder head 12, and the exhaust port 20c2 of the third cylinder and the exhaust port 20d2 of the fourth cylinder are gathered in the collecting passage 47 in the cylinder head 12, and each collecting passage 46, 47 is The first connection pipe 48 is connected. On the other hand, the second exhaust ports 20a1, 20b1, 20c1, and 20d1 can be opened and closed by the second exhaust valves 22a1, 22b1, 22c1, and 22d1, and the second cylinder exhaust port 20b1 and the third cylinder exhaust port 20c1 are adjacent to each other. Are gathered in a collecting passage 49 in the cylinder head 12, and the collecting passage 49, the exhaust port 20a1 of the first cylinder, and the exhaust port 20d1 of the fourth cylinder are connected by a second connecting pipe 50.

そして、第１連結管４８に第１排気管５１が連結され、第２連結管５０に第２排気管５２が連結され、各連結管５１，５２の下流端部が合流して排気集合管５３が連結されている。この排気集合管５３の上流側には前段浄化触媒５４が装着され、下流側には後段浄化触媒５５が装着されている。この場合、前段浄化触媒５４は、三元触媒であって、排気空燃比がストイキのときに排気ガス中に含まれるＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘを酸化還元反応により同時に浄化処理するものである。また、後段浄化触媒５５は、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒であって、排気空燃比がリーンのときに排気ガス中に含まれるＮＯｘを一旦吸蔵し、排気ガス中の酸素濃度が低下したリッチ燃焼領域またはストイキ燃焼領域にあるときに、吸蔵したＮＯｘを放出し、添加した還元剤としての燃料によりＮＯｘを還元するものである。   Then, the first exhaust pipe 51 is connected to the first connection pipe 48, the second exhaust pipe 52 is connected to the second connection pipe 50, and the downstream end portions of the connection pipes 51, 52 join together to form the exhaust collecting pipe 53. Are connected. A upstream purification catalyst 54 is mounted on the upstream side of the exhaust collecting pipe 53, and a downstream purification catalyst 55 is mounted on the downstream side. In this case, the pre-purification catalyst 54 is a three-way catalyst, and simultaneously purifies HC, CO, and NOx contained in the exhaust gas by an oxidation-reduction reaction when the exhaust air-fuel ratio is stoichiometric. Further, the downstream purification catalyst 55 is a NOx occlusion reduction type catalyst, which temporarily occludes NOx contained in the exhaust gas when the exhaust air-fuel ratio is lean, or a rich combustion region in which the oxygen concentration in the exhaust gas is reduced or When in the stoichiometric combustion region, the stored NOx is released and NOx is reduced by the added fuel as a reducing agent.

また、本実施例では、第１排気ポート２０ａ２，２０ｂ２，２０ｃ２，２０ｄ２（第１排気弁２２ａ２，２２ｂ２，２２ｃ２，２２ｄ２）の通路断面積より、第２排気ポート２０ａ１，２０ｂ１，２０ｃ１，２０ｄ１（第２排気弁２２ａ１，２２ｂ１，２２ｃ１，２２ｄ１）の通路断面積が大きく設定されると共に、第１排気ポート２０ａ２，２０ｂ２，２０ｃ２，２０ｄ２と第１連結管４８と第１排気管５１とからなる第１排気通路の通路表面積より、第２排気ポート２０ａ１，２０ｂ１，２０ｃ１，２０ｄ１と第２連結管５０と第２排気管５２とからなる第２排気通路の通路表面積が大きく設定されることで、第１排気通路に対して第２排気通路の熱容量が大きく設定されている。   In the present embodiment, the second exhaust ports 20a1, 20b1, 20c1, 20d1 (first exhaust ports 20a1, 20b2, 20c2, 20d2) are determined from the cross-sectional area of the first exhaust ports 20a2, 20b2, 20c2, 20d2 (first exhaust valves 22a2, 22b2, 22c2, 22d2). 2 exhaust valves 22 a 1, 22 b 1, 22 c 1, 22 d 1) are set to have a large passage cross-sectional area, and a first exhaust port 20 a 2, 20 b 2, 20 c 2, 20 d 2, a first connecting pipe 48 and a first exhaust pipe 51 are provided. By setting the passage surface area of the second exhaust passage composed of the second exhaust ports 20a1, 20b1, 20c1, 20d1, the second connection pipe 50, and the second exhaust pipe 52 to be larger than the passage surface area of the exhaust passage, the first The heat capacity of the second exhaust passage is set larger than that of the exhaust passage.

また、第２排気通路を構成する第２排気ポート２０ｂ１，２０ｃ１をシリンダヘッド１２内で集合する集合通路４９は、複数の燃焼室１８のうちの爆発が連続しない燃焼室１８ｂ，１８ｃ同士が隣接して集合するようになっている。   Further, in the collecting passage 49 that collects the second exhaust ports 20b1 and 20c1 constituting the second exhaust passage in the cylinder head 12, the combustion chambers 18b and 18c of the plurality of combustion chambers 18 where the explosions do not continue are adjacent to each other. To come together.

車両には電子制御ユニット（ＥＣＵ）６１が搭載されており、このＥＣＵ６１は、インジェクタ４１や点火プラグ４５などを制御可能となっている。即ち、吸気管３７の上流側にはエアフローセンサ６２及び吸気温センサ６３が装着され、また、サージタンク３６には吸気圧センサ６４が設けられており、計測した吸入空気量、吸気温度、吸気圧（吸気管負圧）をＥＣＵ６１に出力している。また、電子スロットル装置４０にはスロットルポジションセンサ６５が装着されており、現在のスロットル開度をＥＣＵ６１に出力しており、アクセルポジションセンサ６６は、現在のアクセル開度をＥＣＵ６１に出力している。更に、クランク角センサ６７は、検出した各気筒のクランク角度をＥＣＵ６１に出力し、このＥＣＵ６１は検出したクランク角度に基づいて各気筒における吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程を判別すると共に、エンジン回転数を算出している。また、シリンダブロック１１にはエンジン冷却水温を検出する水温センサ６８が設けられており、検出したエンジン冷却水温をＥＣＵ６１に出力している。一方、排気集合管５３には、前段浄化触媒５４の上流側に位置して排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサ６９が設けられており、検出した排気空燃比をＥＣＵ６１に出力している。   An electronic control unit (ECU) 61 is mounted on the vehicle, and the ECU 61 can control the injector 41, the spark plug 45, and the like. That is, an airflow sensor 62 and an intake air temperature sensor 63 are mounted on the upstream side of the intake pipe 37, and an intake pressure sensor 64 is provided in the surge tank 36. The measured intake air amount, intake air temperature, intake air pressure (Intake pipe negative pressure) is output to the ECU 61. The electronic throttle device 40 is provided with a throttle position sensor 65, which outputs the current throttle opening to the ECU 61, and the accelerator position sensor 66 outputs the current accelerator opening to the ECU 61. Further, the crank angle sensor 67 outputs the detected crank angle of each cylinder to the ECU 61, and the ECU 61 determines the intake stroke, the compression stroke, the expansion stroke, and the exhaust stroke in each cylinder based on the detected crank angle. The engine speed is calculated. The cylinder block 11 is provided with a water temperature sensor 68 that detects the engine cooling water temperature, and outputs the detected engine cooling water temperature to the ECU 61. On the other hand, the exhaust collecting pipe 53 is provided with an air-fuel ratio sensor 69 that is located upstream of the upstream purification catalyst 54 and detects the air-fuel ratio of the exhaust gas, and outputs the detected exhaust air-fuel ratio to the ECU 61. .

従って、ＥＣＵ６１は、検出した吸入空気量、吸気温度、吸気圧、スロットル開度、アクセル開度、エンジン回転数、エンジン冷却水温などのエンジン運転状態に基づいて燃料噴射量（燃料噴射時間）、噴射時期、点火時期などを決定し、インジェクタ４１及び点火プラグ４５を駆動して燃料噴射及び点火を実行する。また、ＥＣＵ６１は、検出した排気ガスの空燃比をフィードバックして空燃比が所望の空燃比となるように燃料噴射量を補正している。   Accordingly, the ECU 61 determines the fuel injection amount (fuel injection time), the injection based on the detected operating air amount, the intake air temperature, the intake pressure, the throttle opening, the accelerator opening, the engine speed, the engine cooling water temperature, and the like. Timing, ignition timing, etc. are determined, and the injector 41 and the spark plug 45 are driven to execute fuel injection and ignition. Further, the ECU 61 corrects the fuel injection amount so that the air-fuel ratio becomes a desired air-fuel ratio by feeding back the detected air-fuel ratio of the exhaust gas.

また、ＥＣＵ６１は、エンジン運転状態に基づいて吸気・排気可変動弁機構２７，２８を制御可能となっている。即ち、低温時、エンジン始動時、アイドル運転時や軽負荷時には、排気弁２２の閉止時期と吸気弁２１の開放時期のオーバーラップをなくすことで、排気ガスが吸気ポート１９または燃焼室１８に吹き返す量を少なくし、燃焼安定及び燃費向上を可能とする。また、中負荷時には、このオーバーラップを大きくすることで、内部ＥＧＲ率を高めて排ガス浄化効率を向上させると共に、ポンピングロスを低減して燃費向上を可能とする。更に、高負荷低中回転時には、吸気弁２１の閉止時期を進角することで、吸気が吸気ポート１９に吹き返す量を少なくし、体積効率を向上させる。そして、高負荷高回転時には、吸気弁２１の閉止時期を回転数にあわせて遅角することで、吸入空気の慣性力に合わせたタイミングとし、体積効率を向上させる。   The ECU 61 can control the intake / exhaust variable valve mechanisms 27 and 28 based on the engine operating state. That is, when the temperature is low, the engine is started, the engine is idle, or the load is light, the exhaust gas blows back to the intake port 19 or the combustion chamber 18 by eliminating the overlap between the exhaust valve 22 closing timing and the intake valve 21 opening timing. Reduce the amount to enable stable combustion and improved fuel efficiency. Further, at the time of medium load, by increasing the overlap, the internal EGR rate is increased to improve the exhaust gas purification efficiency, and the pumping loss is reduced to improve the fuel consumption. Further, at the time of high-load low-medium rotation, the closing timing of the intake valve 21 is advanced, thereby reducing the amount of intake air that blows back to the intake port 19 and improving the volume efficiency. At the time of high load and high rotation, the closing timing of the intake valve 21 is retarded in accordance with the rotation speed, so that the timing is adjusted to the inertial force of the intake air and the volume efficiency is improved.

ところで、本実施例のエンジンにあっては、上述したように、第１排気通路として、第１排気ポート２０ａ２，２０ｂ２，２０ｃ２，２０ｄ２、集合通路４６，４７、第１連結管４８、第１排気管５１が設けられ、第２排気通路として、第２排気ポート２０ａ１，２０ｂ１，２０ｃ１，２０ｄ１、集合通路４９、第２連結管５０、第２排気管５２が設けられており、第１排気通路の熱容量より第２排気通路の熱容量が大きく設定されている。また、各燃焼室１８（１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１９ｄ）から排出される排気ガスの経路を、この第１排気通路と第２排気通路との間で切換可能な排気切換手段として、排気可変動弁機構２８を適用している。そして、排気制御手段としてのＥＣＵ６１は、エンジンの運転状態に応じて排気可変動弁機構２８を制御することで、排気ガスの経路を第１排気通路と第２排気通路との間で切換えるようにしている。   By the way, in the engine of the present embodiment, as described above, the first exhaust ports 20a2, 20b2, 20c2, and 20d2, the collecting passages 46 and 47, the first connecting pipe 48, the first exhaust as the first exhaust passage. A pipe 51 is provided, and second exhaust ports 20a1, 20b1, 20c1, 20d1, a collecting passage 49, a second connecting pipe 50, and a second exhaust pipe 52 are provided as second exhaust passages. The heat capacity of the second exhaust passage is set larger than the heat capacity. In addition, the exhaust variable path is used as an exhaust switching means that can switch the path of the exhaust gas discharged from each combustion chamber 18 (18a, 18b, 18c, 19d) between the first exhaust path and the second exhaust path. The valve mechanism 28 is applied. The ECU 61 as the exhaust control means controls the exhaust variable valve mechanism 28 in accordance with the operating state of the engine so that the exhaust gas path is switched between the first exhaust path and the second exhaust path. ing.

即ち、図１乃至図３に示すように、ＥＣＵ６１は、エンジンの冷間始動時や低回転低負荷時などの運転領域Ａのときには、第２排気通路を閉止して第１排気通路を開放するために、排気可変動弁機構２８を制御して、第２排気弁２２ａ１，２２ｂ１，２２ｃ１，２２ｄ１のリフト量を０として第２排気ポート２０ａ１，２０ｂ１，２０ｃ１，２０ｄ１を常時閉止する一方、第１排気弁２２ａ２，２２ｂ２，２２ｃ２，２２ｄ２のリフト量を確保して第１排気ポート２０ａ２，２０ｂ２，２０ｃ２，２０ｄ２を開放することで、排気ガスの経路を第１排気通路に切換える。   That is, as shown in FIGS. 1 to 3, the ECU 61 closes the second exhaust passage and opens the first exhaust passage when the engine is in the operation region A such as when the engine is cold-started or at a low rotation and low load. For this purpose, the exhaust variable valve mechanism 28 is controlled to set the lift amount of the second exhaust valves 22a1, 22b1, 22c1, 22d1 to 0, and the second exhaust ports 20a1, 20b1, 20c1, 20d1 are always closed, while the first By ensuring the lift amount of the exhaust valves 22a2, 22b2, 22c2, and 22d2 and opening the first exhaust ports 20a2, 20b2, 20c2, and 20d2, the exhaust gas path is switched to the first exhaust passage.

従って、各燃焼室１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄから排出された排気ガスは、熱容量が低い第１排気通路を構成する第１排気ポート２０ａ２，２０ｂ２，２０ｃ２，２０ｄ２、集合通路４６，４７、第１連結管４８、第１排気管５１を通って排気集合管５３に流れて前段浄化触媒５４に流入することとなり、前段浄化触媒５４より上流側の第１排気通路での排気ガスの熱エネルギの損失を低減し、排気ガスの熱エネルギを前段浄化触媒５４に効率的に供給することで、前段浄化触媒５４が短時間で活性化することとなる。   Accordingly, the exhaust gases discharged from the combustion chambers 18a, 18b, 18c, and 18d are the first exhaust ports 20a2, 20b2, 20c2, and 20d2, the collecting passages 46, 47, and the first passage that constitute the first exhaust passage having a low heat capacity. Through the connecting pipe 48 and the first exhaust pipe 51, the exhaust gas flows into the exhaust collecting pipe 53 and flows into the upstream purification catalyst 54, and the heat energy loss of the exhaust gas in the first exhaust passage upstream of the upstream purification catalyst 54. And the thermal energy of the exhaust gas is efficiently supplied to the front purification catalyst 54, so that the front purification catalyst 54 is activated in a short time.

また、ＥＣＵ６１は、エンジンの低回転高負荷時などの運転領域Ｂのときには、第１排気通路を閉止して第２排気通路を開放するために、排気可変動弁機構２８を制御して、第１排気弁２２ａ２，２２ｂ２，２２ｃ２，２２ｄ２のリフト量を０として第１排気ポート２０ａ２，２０ｂ２，２０ｃ２，２０ｄ２を常時閉止する一方、第２排気弁２２ａ１，２２ｂ１，２２ｃ１，２２ｄ１のリフト量を確保して第２排気ポート２０ａ１，２０ｂ１，２０ｃ１，２０ｄ１を開放することで、排気ガスの経路を第２排気通路に切換える。   Further, the ECU 61 controls the variable exhaust valve mechanism 28 in order to close the first exhaust passage and open the second exhaust passage in the operating region B such as when the engine is running at low speed and high load. The lift amount of the first exhaust valves 22a2, 22b2, 22c2, 22d2 is set to 0, and the first exhaust ports 20a2, 20b2, 20c2, 20d2 are always closed, while the lift amounts of the second exhaust valves 22a1, 22b1, 22c1, 22d1 are secured. By opening the second exhaust ports 20a1, 20b1, 20c1, and 20d1, the exhaust gas path is switched to the second exhaust passage.

従って、各燃焼室１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄから排出された排気ガスは、熱容量が高い第２排気通路を構成する第２排気ポート２０ａ１，２０ｂ１，２０ｃ１，２０ｄ１、集合通路４９、第２連結管５０、第２排気管５２を通って排気集合管５３に流れることとなり、排気干渉が抑制されて出力性能が向上することとなる。   Therefore, the exhaust gas discharged from each combustion chamber 18a, 18b, 18c, 18d is the second exhaust port 20a1, 20b1, 20c1, 20d1, the collecting passage 49, the second connecting pipe constituting the second exhaust passage having a high heat capacity. 50, the air flows through the second exhaust pipe 52 to the exhaust collecting pipe 53, so that the exhaust interference is suppressed and the output performance is improved.

更に、ＥＣＵ６１は、エンジンの高回転時などの運転領域Ｃのときには、第１排気通路及び第２排気通路を開放するために、排気可変動弁機構２８を制御して、第１排気弁２２ａ２，２２ｂ２，２２ｃ２，２２ｄ２のリフト量を確保して第１排気ポート２０ａ２，２０ｂ２，２０ｃ２，２０ｄ２を開放すると共に、第２排気弁２２ａ１，２２ｂ１，２２ｃ１，２２ｄ１のリフト量を確保して第２排気ポート２０ａ１，２０ｂ１，２０ｃ１，２０ｄ１を開放することで、排気ガスの経路を第１排気通路及び第２排気通路の両方とするように切換える。   Further, the ECU 61 controls the exhaust variable valve mechanism 28 to open the first exhaust valve 22a2, the first exhaust valve 22a2, in order to open the first exhaust passage and the second exhaust passage in the operation region C such as when the engine is rotating at high speed. The first exhaust ports 20a2, 20b2, 20c2, and 20d2 are opened by securing the lift amounts of 22b2, 22c2, and 22d2, and the second exhaust ports are secured by securing the lift amounts of the second exhaust valves 22a1, 22b1, 22c1, and 22d1. By opening 20a1, 20b1, 20c1, and 20d1, the exhaust gas path is switched to both the first exhaust path and the second exhaust path.

従って、各燃焼室１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄから排出された排気ガスは、第１排気通路を構成する第１排気ポート２０ａ２，２０ｂ２，２０ｃ２，２０ｄ２、集合通路４６，４７、第１連結管４８、第１排気管５１を通って排気集合管５３に流れると共に、第２排気通路を構成する第２排気ポート２０ａ１，２０ｂ１，２０ｃ１，２０ｄ１、集合通路４９、第２連結管５０、第２排気管５２を通って排気集合管５３に流れることとなり、排気流路面積が大きくなって背圧が低減され、出力性能が向上すると共に燃費が向上することとなる。   Therefore, the exhaust gas discharged from each combustion chamber 18a, 18b, 18c, 18d is the first exhaust ports 20a2, 20b2, 20c2, 20d2, the collecting passages 46, 47, and the first connecting pipe 48 that constitute the first exhaust passage. The second exhaust ports 20a1, 20b1, 20c1, and 20d1, the collecting passage 49, the second connecting pipe 50, and the second exhaust pipe that flow through the first exhaust pipe 51 to the exhaust collecting pipe 53 and that constitute the second exhaust passage. As a result, the exhaust passage area is increased, the back pressure is reduced, the output performance is improved, and the fuel efficiency is improved.

なお、図３に表す運転状態に対する排気通路切換マップにて、エンジン回転数は、クランク角センサ６７が検出した各気筒のクランク角度に基づいてＥＣＵ６１が算出している。また、エンジン負荷は、エアフローセンサ６２が検出した吸入空気量、スロットルポジションセンサ６５が検出したスロットル開度、アクセルポジションセンサ６６が検出したアクセル開度、または、体積効率、筒内圧などを適用すればよい。   In the exhaust passage switching map for the operating state shown in FIG. 3, the engine speed is calculated by the ECU 61 based on the crank angle of each cylinder detected by the crank angle sensor 67. Further, the engine load may be the intake air amount detected by the air flow sensor 62, the throttle opening detected by the throttle position sensor 65, the accelerator opening detected by the accelerator position sensor 66, volume efficiency, in-cylinder pressure, or the like. Good.

また、ＥＣＵ６１は、燃料カット時などの運転領域のときには、第１排気通路を閉止して第２排気通路を開放するために、排気可変動弁機構２８を制御して、第１排気弁２２ａ２，２２ｂ２，２２ｃ２，２２ｄ２のリフト量を０として第１排気ポート２０ａ２，２０ｂ２，２０ｃ２，２０ｄ２を常時閉止する一方、第２排気弁２２ａ１，２２ｂ１，２２ｃ１，２２ｄ１のリフト量を確保して第２排気ポート２０ａ１，２０ｂ１，２０ｃ１，２０ｄ１を開放することで、排気ガスの経路を第２排気通路に切換える。   Further, the ECU 61 controls the variable exhaust valve mechanism 28 in order to close the first exhaust passage and open the second exhaust passage in the operation region such as when the fuel is cut, so that the first exhaust valve 22a2, The first exhaust ports 20a2, 20b2, 20c2, and 20d2 are always closed while the lift amounts of 22b2, 22c2, and 22d2 are set to 0, while the lift amounts of the second exhaust valves 22a1, 22b1, 22c1, and 22d1 are ensured to ensure the second exhaust ports. By opening 20a1, 20b1, 20c1, and 20d1, the path of the exhaust gas is switched to the second exhaust path.

従って、燃料カットにより低温となって各燃焼室１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄから排出された排気ガスは、熱容量が高い第２排気通路を構成する第２排気ポート２０ａ１，２０ｂ１，２０ｃ１，２０ｄ１、集合通路４９、第２連結管５０、第２排気管５２を通って排気集合管５３に流れて前段浄化触媒５４に流入することとなり、前段浄化触媒５４より上流側の第２排気通路で排気ガスの熱エネルギが奪われて低減し、更に低温となった排気ガスを前段浄化触媒５４に供給することで、前段浄化触媒５４を短時間で冷却することとなり、触媒貴金属の熱劣化が抑制される。   Therefore, the exhaust gas discharged from the combustion chambers 18a, 18b, 18c, and 18d due to the fuel cut becomes the second exhaust ports 20a1, 20b1, 20c1, and 20d1, which constitute the second exhaust passage having a high heat capacity, and gathers. The exhaust gas flows into the exhaust collecting pipe 53 through the passage 49, the second connecting pipe 50, and the second exhaust pipe 52, and flows into the front purification catalyst 54. The exhaust gas is exhausted in the second exhaust passage upstream of the front purification catalyst 54. By supplying exhaust gas that has been deprived of heat energy and reduced to a lower temperature to the pre-purification catalyst 54, the pre-purification catalyst 54 is cooled in a short time, and thermal deterioration of the catalyst noble metal is suppressed.

このように実施例１の内燃機関にあっては、直接４気筒エンジンにて、燃焼室１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄに対して第１排気ポート２０ａ２，２０ｂ２，２０ｃ２，２０ｄ２等を介して第１排気管５１を連結すると共に、第２排気ポート２０ａ１，２０ｂ１，２０ｃ１，２０ｄ１等を介して第２排気管５２を連結し、第１排気管５１からなる第１排気通路よりも第２排気管５２からなる第２排気通路の熱容量を大きく設定し、排気可変動弁機構２８により燃焼室１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄから排出される排気ガスの経路を第１排気通路と第２排気通路との間で切換可能とし、ＥＣＵ６１は、エンジン運転状態に応じて排気可変動弁機構２８を制御するようにしている。   As described above, in the internal combustion engine according to the first embodiment, in the direct four-cylinder engine, the first combustion ports 18a, 18b, 18c, and 18d are connected to the first through the first exhaust ports 20a2, 20b2, 20c2, and 20d2. The exhaust pipe 51 is connected, and the second exhaust pipe 52 is connected via the second exhaust ports 20 a 1, 20 b 1, 20 c 1, 20 d 1, etc., and the second exhaust pipe 52 is more than the first exhaust passage formed by the first exhaust pipe 51. The heat capacity of the second exhaust passage is made large, and the exhaust gas passage exhausted from the combustion chambers 18a, 18b, 18c, 18d by the exhaust variable valve mechanism 28 is located between the first exhaust passage and the second exhaust passage. The ECU 61 controls the exhaust variable valve mechanism 28 in accordance with the engine operating state.

従って、エンジン運転状態に応じて排気ガスの経路が熱容量の小さい第１排気通路と熱容量の大きい第２排気通路との間で切換得られることとなり、排気ガスの熱エネルギを効果的に活用することで、前段浄化触媒５４の暖機性能を上げて排気浄化効率を向上することができると共に、出力性能を向上することができる。   Therefore, the exhaust gas path can be switched between the first exhaust passage having a small heat capacity and the second exhaust passage having a large heat capacity according to the engine operating state, and the thermal energy of the exhaust gas can be effectively utilized. Thus, it is possible to improve the warm-up performance of the upstream purification catalyst 54 and improve the exhaust purification efficiency, and improve the output performance.

また、実施例１の内燃機関では、第１排気ポート２０ａ２，２０ｂ２，２０ｃ２，２０ｄ２の通路断面積より、第２排気ポート２０ａ１，２０ｂ１，２０ｃ１，２０ｄ１の通路断面積を大きく設定すると共に、第１排気ポート２０ａ２，２０ｂ２，２０ｃ２，２０ｄ２と第１連結管４８と第１排気管５１とからなる第１排気通路の通路表面積より、第２排気ポート２０ａ１，２０ｂ１，２０ｃ１，２０ｄ１と第２連結管５０と第２排気管５２とからなる第２排気通路の通路表面積を大きく設定することで、第１排気通路に対して第２排気通路の熱容量を大きく設定している。従って、簡単な構成で第１排気通路と第２排気通路との熱容量を変えることができ、構造の簡素化及び低コスト化を可能とすることができる。   In the internal combustion engine of the first embodiment, the passage sectional areas of the second exhaust ports 20a1, 20b1, 20c1, and 20d1 are set larger than the passage sectional areas of the first exhaust ports 20a2, 20b2, 20c2, and 20d2. The second exhaust ports 20a1, 20b1, 20c1, and 20d1 and the second connecting pipe 50 are determined from the passage surface area of the first exhaust passage including the exhaust ports 20a2, 20b2, 20c2, and 20d2, the first connecting pipe 48, and the first exhaust pipe 51. By setting the passage surface area of the second exhaust passage composed of the second exhaust pipe 52 large, the heat capacity of the second exhaust passage is set larger than that of the first exhaust passage. Accordingly, it is possible to change the heat capacities of the first exhaust passage and the second exhaust passage with a simple configuration, and it is possible to simplify the structure and reduce the cost.

また、実施例１の内燃機関では、ＥＣＵ６１は、排気可変動弁機構２８を制御することで、冷間始動時及び低回転低負荷時には排気ガスの経路を第１排気通路に切換え、低回転高負荷時には排気ガスの経路を第２排気通路に切換え、高回転時には排気ガスの経路を第１排気通路及び第２排気通路の両方に切換えるようにしている。   Further, in the internal combustion engine of the first embodiment, the ECU 61 controls the exhaust variable valve mechanism 28 to switch the exhaust gas path to the first exhaust passage at the time of cold start and at the time of low rotation and low load. The exhaust gas path is switched to the second exhaust path at the time of load, and the exhaust gas path is switched to both the first exhaust path and the second exhaust path at high speed.

従って、冷間始動時や低回転低負荷時に、排気ガスは熱容量が低い第１排気通路に流入することとなり、前段浄化触媒５４より上流側の第１排気通路での排気ガスの熱エネルギの損失を低減し、排気ガスの熱エネルギを前段浄化触媒５４に効率的に供給することで、前段浄化触媒５４を短時間で活性化することができる。また、エンジンの低回転高負荷時に、排気ガスは熱容量が高い第２排気通路に流入することとなり、排気干渉が抑制されて出力性能を向上することができる。更に、エンジンの高回転時に、排気ガスは第１排気通路及び第２排気通路に流入することとなり、排気流路面積が大きくなって背圧が低減され、出力性能を向上することができると共に、燃費を向上することができる。   Therefore, at the time of cold start or at a low rotation and low load, the exhaust gas flows into the first exhaust passage having a low heat capacity, and the heat energy loss of the exhaust gas in the first exhaust passage upstream of the upstream purification catalyst 54 is lost. And the thermal energy of the exhaust gas is efficiently supplied to the front purification catalyst 54, so that the front purification catalyst 54 can be activated in a short time. In addition, when the engine is running at a low speed and high load, the exhaust gas flows into the second exhaust passage having a high heat capacity, so that exhaust interference is suppressed and output performance can be improved. Furthermore, when the engine is running at high speed, the exhaust gas flows into the first exhaust passage and the second exhaust passage, the exhaust passage area is increased, the back pressure is reduced, and the output performance can be improved. Fuel consumption can be improved.

また、エンジンの燃料カット時に、排気ガスの経路を第２排気通路に切換えることで、排気ガスは熱容量が高い第２排気通路に流入することとなり、前段浄化触媒５４より上流側の第２排気通路で排気ガスの熱エネルギが奪われて低減し、更に低温となった排気ガスを前段浄化触媒５４に供給することで、前段浄化触媒５４を短時間で冷却することとなり、触媒貴金属の熱劣化を抑制することができる。   Further, when the engine fuel is cut, the exhaust gas path is switched to the second exhaust passage, so that the exhaust gas flows into the second exhaust passage having a high heat capacity, and the second exhaust passage on the upstream side of the upstream purification catalyst 54. The exhaust gas is deprived of heat energy and reduced, and the exhaust gas at a lower temperature is supplied to the pre-purification catalyst 54, so that the pre-purification catalyst 54 is cooled in a short time, and thermal degradation of the catalyst noble metal is reduced. Can be suppressed.

更に、実施例１の内燃機関では、第２排気通路を構成する第２排気ポート２０ｂ１，２０ｃ１をシリンダヘッド１２内で集合する集合通路４９が、複数の燃焼室１８のうちの爆発が連続しない燃焼室１８ｂ，１８ｃ同士が隣接して集合するようにしている。従って、排気脈動の干渉による性能低下を防止することができる。   Further, in the internal combustion engine of the first embodiment, the collection passage 49 that collects the second exhaust ports 20b1 and 20c1 constituting the second exhaust passage in the cylinder head 12 is a combustion in which explosions in the plurality of combustion chambers 18 do not continue. The chambers 18b and 18c are gathered adjacent to each other. Accordingly, it is possible to prevent performance degradation due to interference of exhaust pulsation.

そして、この実施例１では、第１排気管５１と第２排気管５２の下流端部を合流して排気集合管５３を連結し、この排気集合管５３に浄化触媒５４，５５を装着している。従って、エンジンのどのような運転状態であっても、排気ガスが排気集合管５３から浄化触媒５４，５５に流入することとなり、排気浄化効率を向上することができる。   In the first embodiment, the downstream end portions of the first exhaust pipe 51 and the second exhaust pipe 52 are joined to connect the exhaust collecting pipe 53, and the purification catalysts 54 and 55 are attached to the exhaust collecting pipe 53. Yes. Therefore, in any operating state of the engine, the exhaust gas flows into the purification catalysts 54 and 55 from the exhaust collecting pipe 53, and the exhaust purification efficiency can be improved.

また、実施例１では、低熱容量側の第１排気通路を構成する集合通路４６，４７をシリンダヘッド１２内に形成することで、排気マニホールドを廃止している。従って、浄化触媒５４，５５に流れる排気ガスの温度低下を抑制することができ、触媒暖機性を向上することができる。また、高熱容量側の第２排気通路を構成する集合通路４９をシリンダヘッド１２内に形成することで、排気マニホールドを廃止している。従って、高負荷時に排気ガスの温度上昇を抑制することができ、燃焼悪化を防止することができ、燃費を向上することができる。この場合、シリンダヘッド１２内での集合通路４６，４７，４９の交差をなくして排気通路をコンパクトに構成することができる。   Further, in the first embodiment, the exhaust manifold is eliminated by forming the collecting passages 46 and 47 constituting the first exhaust passage on the low heat capacity side in the cylinder head 12. Therefore, the temperature drop of the exhaust gas flowing through the purification catalysts 54 and 55 can be suppressed, and the catalyst warm-up property can be improved. Further, the exhaust manifold is eliminated by forming the collecting passage 49 constituting the second exhaust passage on the high heat capacity side in the cylinder head 12. Therefore, the temperature rise of the exhaust gas can be suppressed at a high load, combustion deterioration can be prevented, and fuel consumption can be improved. In this case, the exhaust passage can be made compact by eliminating the intersection of the collecting passages 46, 47, and 49 in the cylinder head 12.

図４は、本発明の実施例２に係る内燃機関を表す直列４気筒エンジンの概略平面図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。   FIG. 4 is a schematic plan view of an in-line four-cylinder engine that represents an internal combustion engine according to Embodiment 2 of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the same function as what was demonstrated in the Example mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

本実施例の内燃機関として直列４気筒エンジンを適用している。この直列４気筒エンジンにおいて、図４に示すように、４つの燃焼室１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄに対して、吸気ポート１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ及び排気ポート２０ａ１，２０ａ２，２０ｂ１，２０ｂ２，２０ｃ１，２０ｃ２，２０ｄ１，２０ｄ２が形成されており、吸気弁２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ及び排気弁２２ａ１，２２ａ２，２２ｂ１，２２ｂ２，２２ｃ１，２２ｃ２，２２ｄ１，２２ｄ２により開閉可能となっている。   An in-line four-cylinder engine is applied as the internal combustion engine of the present embodiment. In this in-line four-cylinder engine, as shown in FIG. 4, intake ports 19a, 19b, 19c, 19d and exhaust ports 20a1, 20a2, 20b1, 20b2, 20c1 with respect to the four combustion chambers 18a, 18b, 18c, 18d. 20c2, 20d1, 20d2 are formed and can be opened and closed by intake valves 21a, 21b, 21c, 21d and exhaust valves 22a1, 22a2, 22b1, 22b2, 22c1, 22c2, 22d1, 22d2.

そして、第１排気ポート２０ａ２，２０ｂ２，２０ｃ２，２０ｄ２は、隣り合う第１気筒の排気ポート２０ａ２と第２気筒の排気ポート２０ｂ２が集合通路４６で集合し、第３気筒の排気ポート２０ｃ２と第４気筒の排気ポート２０ｄ２が集合通路４７で集合し、各集合通路４６，４７が第１連結管４８により連結されている。一方、第２排気ポート２０ａ１，２０ｂ１，２０ｃ１，２０ｄ１は、隣り合う第２気筒の排気ポート２０ｂ１と第３気筒の排気ポート２０ｃ１が集合通路４９で集合し、この集合通路４９と第１気筒の排気ポート２０ａ１と第４気筒の排気ポート２０ｄ１が第２連結管５０により連結されている。   In the first exhaust ports 20a2, 20b2, 20c2, and 20d2, the exhaust port 20a2 of the first cylinder and the exhaust port 20b2 of the second cylinder that are adjacent to each other gather in the collecting passage 46, and the exhaust port 20c2 of the third cylinder and the fourth exhaust port 20c2. The cylinder exhaust ports 20 d 2 are gathered in the collecting passage 47, and the collecting passages 46 and 47 are connected by the first connecting pipe 48. On the other hand, in the second exhaust ports 20a1, 20b1, 20c1, and 20d1, the exhaust port 20b1 of the second cylinder and the exhaust port 20c1 of the third cylinder that are adjacent to each other gather in the collecting passage 49, and the exhaust of the collecting passage 49 and the first cylinder. The port 20a1 and the exhaust port 20d1 of the fourth cylinder are connected by the second connecting pipe 50.

そして、第１連結管４８に第１排気管５１が連結され、第２連結管５０に第２排気管５２が連結され、各排気管５１，５２の下流端部が合流して排気集合管５３が連結され、前段浄化触媒５４と後段浄化触媒５５が装着されている。   The first exhaust pipe 51 is connected to the first connection pipe 48, the second exhaust pipe 52 is connected to the second connection pipe 50, and the downstream end portions of the exhaust pipes 51, 52 merge to form the exhaust collecting pipe 53. Are connected, and a front purification catalyst 54 and a rear purification catalyst 55 are mounted.

このように本実施例では、第１排気ポート２０ａ２，２０ｂ２，２０ｃ２，２０ｄ２の通路断面積より、第２排気ポート２０ａ１，２０ｂ１，２０ｃ１，２０ｄ１の通路断面積が大きく設定されると共に、第１排気ポート２０ａ２，２０ｂ２，２０ｃ２，２０ｄ２と第１連結管４８と第１排気管５１とからなる第１排気通路の通路表面積より、第２排気ポート２０ａ１，２０ｂ１，２０ｃ１，２０ｄ１と第２連結管５０と第２排気管５２とからなる第２排気通路の通路表面積が大きく設定されることで、第１排気通路に対して第２排気通路の熱容量が大きく設定されている。この場合、第２排気通路を構成する第２排気ポート２０ｂ１，２０ｃ１を集合する集合通路４９は、複数の燃焼室のうちの爆発が連続しない燃焼室１８ｂ，１８ｃ同士が隣接して集合するようになっている。   Thus, in the present embodiment, the passage cross-sectional areas of the second exhaust ports 20a1, 20b1, 20c1, and 20d1 are set larger than the passage cross-sectional areas of the first exhaust ports 20a2, 20b2, 20c2, and 20d2, and the first exhaust From the passage surface area of the first exhaust passage composed of the ports 20a2, 20b2, 20c2, 20d2, the first connection pipe 48 and the first exhaust pipe 51, the second exhaust ports 20a1, 20b1, 20c1, 20d1 and the second connection pipe 50 By setting the passage surface area of the second exhaust passage composed of the second exhaust pipe 52 to be large, the heat capacity of the second exhaust passage is set to be larger than that of the first exhaust passage. In this case, the collecting passage 49 that collects the second exhaust ports 20b1 and 20c1 constituting the second exhaust passage is configured so that the combustion chambers 18b and 18c among the plurality of combustion chambers gather adjacent to each other. It has become.

また、本実施例のエンジンの排気系には、ターボ過給機７１が設けられている。このターボ過給機７１は、吸気管３７側に設けられたコンプレッサ７２と第２排気管５２側に設けられたタービン７３とが連結軸７４により一体に連結されて構成されている。この場合、ターボ過給機７１は、熱容量の大きい側の第２排気管５２からの排気ガスによりタービン７３が駆動可能である。そして、このターボ過給機７１におけるコンプレッサ７２の下流側であって、電子スロットル装置４０（スロットル弁３９）の上流側の吸気管３７に、このコンプレッサ７２により圧縮されて温度上昇した吸入空気を冷却するインタークーラ７５が設けられている。   Further, a turbocharger 71 is provided in the exhaust system of the engine of the present embodiment. The turbocharger 71 is configured by integrally connecting a compressor 72 provided on the intake pipe 37 side and a turbine 73 provided on the second exhaust pipe 52 side by a connecting shaft 74. In this case, the turbocharger 71 can drive the turbine 73 by the exhaust gas from the second exhaust pipe 52 on the side having a larger heat capacity. Then, the intake air that has been compressed by the compressor 72 and has risen in temperature is cooled by the intake pipe 37 downstream of the compressor 72 in the turbocharger 71 and upstream of the electronic throttle device 40 (throttle valve 39). An intercooler 75 is provided.

そして、本実施例のエンジンにあっては、上述したように、第１排気通路として、第１排気ポート２０ａ２，２０ｂ２，２０ｃ２，２０ｄ２、集合通路４６，４７、第１連結管４８、第１排気管５１が設けられ、第２排気通路として、第２排気ポート２０ａ１，２０ｂ１，２０ｃ１，２０ｄ１、集合通路４９、第２連結管５０、第２排気管５２が設けられており、第１排気通路の熱容量より第２排気通路の熱容量が大きく設定されている。また、排気可変動弁機構２８により、各燃焼室１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄから排出される排気ガスの経路を第１排気通路と第２排気通路との間で切換可能とし、ＥＣＵ６１がエンジンの運転状態に応じて排気可変動弁機構２８を制御している。   In the engine of the present embodiment, as described above, the first exhaust ports 20a2, 20b2, 20c2, and 20d2, the collecting passages 46 and 47, the first connection pipe 48, the first exhaust passage are used as the first exhaust passage. A pipe 51 is provided, and second exhaust ports 20a1, 20b1, 20c1, 20d1, a collecting passage 49, a second connecting pipe 50, and a second exhaust pipe 52 are provided as second exhaust passages. The heat capacity of the second exhaust passage is set larger than the heat capacity. Further, the exhaust variable valve mechanism 28 can switch the path of the exhaust gas discharged from each combustion chamber 18a, 18b, 18c, 18d between the first exhaust passage and the second exhaust passage, and the ECU 61 can The exhaust variable valve mechanism 28 is controlled in accordance with the operating state.

即ち、ＥＣＵ６１は、エンジンの冷間始動時や低回転低負荷時には、第２排気通路を閉止して第１排気通路を開放するために、排気可変動弁機構２８を制御して、第２排気弁２２ａ１，２２ｂ１，２２ｃ１，２２ｄ１のリフト量を０として第２排気ポート２０ａ１，２０ｂ１，２０ｃ１，２０ｄ１を常時閉止する一方、第１排気弁２２ａ２，２２ｂ２，２２ｃ２，２２ｄ２のリフト量を確保して第１排気ポート２０ａ２，２０ｂ２，２０ｃ２，２０ｄ２を開放することで、排気ガスの経路を第１排気通路に切換える。   That is, the ECU 61 controls the variable exhaust valve mechanism 28 to close the second exhaust passage and open the first exhaust passage when the engine is cold-started or at a low rotation and low load. The lift amounts of the valves 22a1, 22b1, 22c1, 22d1 are set to 0 and the second exhaust ports 20a1, 20b1, 20c1, 20d1 are always closed, while the lift amounts of the first exhaust valves 22a2, 22b2, 22c2, 22d2 are secured. By opening the 1 exhaust port 20a2, 20b2, 20c2, 20d2, the path of the exhaust gas is switched to the first exhaust path.

従って、各燃焼室１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄから排出された排気ガスは、熱容量が低い第１排気通路を構成する第１排気ポート２０ａ２，２０ｂ２，２０ｃ２，２０ｄ２、集合通路４６，４７、第１連結管４８、第１排気管５１を通って排気集合管５３に流れて前段浄化触媒５４に流入することとなり、前段浄化触媒５４より上流側の第１排気通路での排気ガスの熱エネルギの損失を低減し、排気ガスの熱エネルギを前段浄化触媒５４に効率的に供給することで、前段浄化触媒５４が短時間で活性化することとなる。   Accordingly, the exhaust gases discharged from the combustion chambers 18a, 18b, 18c, and 18d are the first exhaust ports 20a2, 20b2, 20c2, and 20d2, the collecting passages 46, 47, and the first passage that constitute the first exhaust passage having a low heat capacity. Through the connecting pipe 48 and the first exhaust pipe 51, the exhaust gas flows into the exhaust collecting pipe 53 and flows into the upstream purification catalyst 54, and the heat energy loss of the exhaust gas in the first exhaust passage upstream of the upstream purification catalyst 54. And the thermal energy of the exhaust gas is efficiently supplied to the front purification catalyst 54, so that the front purification catalyst 54 is activated in a short time.

また、ＥＣＵ６１は、エンジンの低回転高負荷時には、第１排気通路を閉止して第２排気通路を開放するために、排気可変動弁機構２８を制御して、第１排気弁２２ａ２，２２ｂ２，２２ｃ２，２２ｄ２のリフト量を０として第１排気ポート２０ａ２，２０ｂ２，２０ｃ２，２０ｄ２を常時閉止する一方、第２排気弁２２ａ１，２２ｂ１，２２ｃ１，２２ｄ１のリフト量を確保して第２排気ポート２０ａ１，２０ｂ１，２０ｃ１，２０ｄ１を開放することで、排気ガスの経路を第２排気通路に切換える。   Further, the ECU 61 controls the variable exhaust valve mechanism 28 to close the first exhaust passage and open the second exhaust passage at the time of low engine speed and high load of the engine, thereby controlling the first exhaust valves 22a2, 22b2, The first exhaust ports 20a2, 20b2, 20c2, 20d2 are always closed by setting the lift amount of 22c2, 22d2 to 0, while the lift amounts of the second exhaust valves 22a1, 22b1, 22c1, 22d1 are ensured to ensure the second exhaust port 20a1, By opening 20b1, 20c1, and 20d1, the path of the exhaust gas is switched to the second exhaust path.

従って、各燃焼室１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄから排出された排気ガスは、熱容量が高い第２排気通路を構成する第２排気ポート２０ａ１，２０ｂ１，２０ｃ１，２０ｄ１、集合通路４９、第２連結管５０、第２排気管５２を通って排気集合管５３に流れることとなり、ターボ過給機７１を稼動して低回転であっても高トルクが発生し、また、排気干渉が抑制されて出力性能が向上することとなる。   Therefore, the exhaust gas discharged from each combustion chamber 18a, 18b, 18c, 18d is the second exhaust port 20a1, 20b1, 20c1, 20d1, the collecting passage 49, the second connecting pipe constituting the second exhaust passage having a high heat capacity. 50, it flows to the exhaust collecting pipe 53 through the second exhaust pipe 52, and the turbocharger 71 is operated to generate a high torque even at a low speed, and the exhaust interference is suppressed and the output performance is reduced. Will be improved.

更に、ＥＣＵ６１は、エンジンの高回転時には、第１排気通路及び第２排気通路を開放するために、排気可変動弁機構２８を制御して、第１排気弁２２ａ２，２２ｂ２，２２ｃ２，２２ｄ２のリフト量を確保して第１排気ポート２０ａ２，２０ｂ２，２０ｃ２，２０ｄ２を開放すると共に、第２排気弁２２ａ１，２２ｂ１，２２ｃ１，２２ｄ１のリフト量を確保して第２排気ポート２０ａ１，２０ｂ１，２０ｃ１，２０ｄ１を開放することで、排気ガスの経路を第１排気通路及び第２排気通路の両方とするように切換える。   Further, the ECU 61 controls the variable exhaust valve mechanism 28 to open the first exhaust passage and the second exhaust passage at the time of high engine rotation, and lifts the first exhaust valves 22a2, 22b2, 22c2, and 22d2. The first exhaust ports 20a2, 20b2, 20c2, and 20d2 are opened while securing the amount, and the second exhaust ports 20a1, 20b1, 20c1, and 20d1 are secured by securing the lift amounts of the second exhaust valves 22a1, 22b1, 22c1, and 22d1. By opening the, the exhaust gas path is switched to both the first exhaust passage and the second exhaust passage.

従って、各燃焼室１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄから排出された排気ガスは、第１排気通路を構成する第１排気ポート２０ａ２，２０ｂ２，２０ｃ２，２０ｄ２、集合通路４６，４７、第１連結管４８、第１排気管５１を通って排気集合管５３に流れると共に、第２排気通路を構成する第２排気ポート２０ａ１，２０ｂ１，２０ｃ１，２０ｄ１、集合通路４９、第２連結管５０、第２排気管５２を通って排気集合管５３に流れることとなり、排気流路面積が大きくなって背圧が低減され、出力性能が向上すると共に燃費が向上することとなる。   Therefore, the exhaust gas discharged from each combustion chamber 18a, 18b, 18c, 18d is the first exhaust ports 20a2, 20b2, 20c2, 20d2, the collecting passages 46, 47, and the first connecting pipe 48 that constitute the first exhaust passage. The second exhaust ports 20a1, 20b1, 20c1, and 20d1, the collecting passage 49, the second connecting pipe 50, and the second exhaust pipe that flow through the first exhaust pipe 51 to the exhaust collecting pipe 53 and that constitute the second exhaust passage. As a result, the exhaust passage area is increased, the back pressure is reduced, the output performance is improved, and the fuel efficiency is improved.

このように実施例２の内燃機関にあっては、直接４気筒エンジンにて、燃焼室１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄに対して第１排気ポート２０ａ２，２０ｂ２，２０ｃ２，２０ｄ２等を介して第１排気管５１を連結すると共に、第２排気ポート２０ａ１，２０ｂ１，２０ｃ１，２０ｄ１等を介して第２排気管５２を連結し、第１排気管５１からなる第１排気通路よりも第２排気管５１からなる第２排気通路の熱容量を大きく設定し、熱容量の大きい第２排気通路側の第２排気管５２にターボ過給機７１を装着し、排気可変動弁機構２８により燃焼室１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄから排出される排気ガスの経路を第１排気通路と第２排気通路との間で切換可能とし、ＥＣＵ６１は、エンジン運転状態に応じて排気可変動弁機構２８を制御するようにしている。   As described above, in the internal combustion engine of the second embodiment, in the direct four-cylinder engine, the combustion chambers 18a, 18b, 18c, and 18d are connected to the first through the first exhaust ports 20a2, 20b2, 20c2, and 20d2. The exhaust pipe 51 is connected, and the second exhaust pipe 52 is connected via the second exhaust ports 20 a 1, 20 b 1, 20 c 1, 20 d 1, etc., and the second exhaust pipe 51 is more than the first exhaust passage formed by the first exhaust pipe 51. And the turbocharger 71 is mounted on the second exhaust pipe 52 on the side of the second exhaust passage having a large heat capacity, and the combustion chambers 18a, 18b, The exhaust gas path discharged from 18c, 18d can be switched between the first exhaust path and the second exhaust path, and the ECU 61 controls the variable exhaust valve mechanism 28 in accordance with the engine operating state. Unishi to have.

従って、エンジンの高負荷時に、排気ガスは、ターボ過給機７１が装着されて熱容量が高い第２排気通路を構成する第２排気ポート２０ａ１，２０ｂ１，２０ｃ１，２０ｄ１、集合通路４９、第２連結管５０、第２排気管５２を通って排気集合管５３に流れることとなり、このターボ過給機７１を効果的に稼動させ、出力性能を向上することができる。   Therefore, when the engine is under a high load, the exhaust gas is attached to the turbocharger 71 and the second exhaust ports 20a1, 20b1, 20c1, and 20d1, which constitute the second exhaust passage having a high heat capacity, the collecting passage 49, the second connection. The exhaust gas flows through the pipe 50 and the second exhaust pipe 52 to the exhaust collecting pipe 53, so that the turbocharger 71 can be effectively operated and the output performance can be improved.

図５は、本発明の実施例３に係る内燃機関を表すＶ型６気筒エンジンの概略平面図である。   FIG. 5 is a schematic plan view of a V-type 6-cylinder engine that represents an internal combustion engine according to Embodiment 3 of the present invention.

本実施例の内燃機関としてＶ型６気筒エンジンを適用している。このＶ型６気筒エンジンにおいて、図５に示すように、第１バンクの３つの燃焼室１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ（第１、第３、第５気筒）に対して、吸気ポート１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ及び排気ポート１０３ａ１，１０３ａ２，１０３ｂ１，１０３ｂ２，１０３ｃ１，１０３ｃ２が形成されており、吸気弁１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ及び排気弁１０５ａ１，１０５ａ２，１０５ｂ１，１０５ｂ２，１０５ｃ１，１０５ｃ２により開閉可能となっている。   A V-type 6-cylinder engine is applied as the internal combustion engine of the present embodiment. In this V-type 6-cylinder engine, as shown in FIG. 5, intake ports 102a, 102b, 102c are provided for the three combustion chambers 101a, 101b, 101c (first, third, and fifth cylinders) of the first bank. The exhaust ports 103a1, 103a2, 103b1, 103b2, 103c1, and 103c2 are formed and can be opened and closed by the intake valves 104a, 104b, and 104c and the exhaust valves 105a1, 105a2, 105b1, 105b2, 105c1, and 105c2.

そして、第１排気ポート１０３ａ２，１０３ｂ２，１０３ｃ２は、隣り合う第１気筒の排気ポート１０３ａ２と第３気筒の排気ポート１０３ｂ２が集合通路１０６で集合し、この集合通路１０６と第５気筒の排気ポート１０３ｃ２が第１連結管１０７により連結されている。一方、第２排気ポート１０３ａ１，１０３ｂ１，１０３ｃ１は、隣り合う第３気筒の排気ポート１０３ｂ１と第５気筒の排気ポート１０３ｃ１が集合通路１０８で集合し、この集合通路１０８と第１気筒の排気ポート１０３ａ１が第２連結管１０９により連結されている。そして、第１連結管１０７に第１排気管１１０が連結され、第２連結管１０９に第２排気管１１１が連結されている。   In the first exhaust ports 103a2, 103b2, and 103c2, the exhaust port 103a2 of the adjacent first cylinder and the exhaust port 103b2 of the third cylinder are gathered in the collecting passage 106, and the collecting passage 106 and the exhaust port 103c2 of the fifth cylinder are gathered. Are connected by a first connecting pipe 107. On the other hand, in the second exhaust ports 103a1, 103b1, and 103c1, the exhaust port 103b1 of the third cylinder and the exhaust port 103c1 of the fifth cylinder that are adjacent to each other are gathered in the collecting passage 108, and the collecting passage 108 and the exhaust port 103a1 of the first cylinder are gathered. Are connected by a second connecting pipe 109. The first exhaust pipe 110 is connected to the first connection pipe 107, and the second exhaust pipe 111 is connected to the second connection pipe 109.

また、第２バンクの３つの燃焼室１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ（第２、第４、第６気筒）に対して、吸気ポート１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ及び排気ポート１２３ａ１，１２３ａ２，１２３ｂ１，１２３ｂ２，１２３ｃ１，１２３ｃ２が形成されており、吸気弁１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃ及び排気弁１２５ａ１，１２５ａ２，１２５ｂ１，１２５ｂ２，１２５ｃ１，１２５ｃ２により開閉可能となっている。   Also, intake ports 122a, 122b, 122c and exhaust ports 123a1, 123a2, 123b1, 123b2, 123c1, and three combustion chambers 121a, 121b, 121c (second, fourth, and sixth cylinders) in the second bank. 123c2 is formed and can be opened and closed by intake valves 124a, 124b, 124c and exhaust valves 125a1, 125a2, 125b1, 125b2, 125c1, 125c2.

そして、第１排気ポート１２３ａ２，１２３ｂ２，１２３ｃ２は、隣り合う第４気筒の排気ポート１２３ｂ２と第６気筒の排気ポート１２３ｃ２が集合通路１２６で集合し、この集合通路１２６と第２気筒の排気ポート１２３ａ２が第１連結管１２７により連結されている。一方、第２排気ポート１２３ａ１，１２３ｂ１，１２３ｃ１は、隣り合う第２気筒の排気ポート１２３ａ１と第４気筒の排気ポート１２３ｂ１が集合通路１２８で集合し、この集合通路１２８と第６気筒の排気ポート１２３ｃ１が第２連結管１２９により連結されている。そして、第１連結管１２７に第１排気管１３０が連結され、第２連結管１２９に第２排気管１３１が連結されている。   In the first exhaust ports 123a2, 123b2, and 123c2, the exhaust port 123b2 of the fourth cylinder and the exhaust port 123c2 of the sixth cylinder that are adjacent to each other gather in the collecting passage 126, and the collecting passage 126 and the exhaust port 123a2 of the second cylinder. Are connected by a first connecting pipe 127. On the other hand, in the second exhaust ports 123a1, 123b1, and 123c1, the exhaust port 123a1 of the second cylinder and the exhaust port 123b1 of the fourth cylinder that are adjacent to each other gather in the collecting passage 128, and the collecting passage 128 and the exhaust port 123c1 of the sixth cylinder. Are connected by a second connecting pipe 129. The first exhaust pipe 130 is connected to the first connection pipe 127, and the second exhaust pipe 131 is connected to the second connection pipe 129.

このように本実施例では、第１排気ポート１０３ａ２，１０３ｂ２，１０３ｃ２，１２３ａ２，１２３ｂ２，１２３ｃ２の通路断面積より、第２排気ポート１０３ａ１，１０３ｂ１，１０３ｃ１，１２３ａ１，１２３ｂ１，１２３ｃ１の通路断面積が大きく設定されると共に、第１排気ポート１０３ａ２，１０３ｂ２，１０３ｃ２，１２３ａ２，１２３ｂ２，１２３ｃ２と第１連結管１０７，１２７と第１排気管１１０，１３０とからなる第１排気通路の通路表面積より、第２排気ポート１０３ａ１，１０３ｂ１，１０３ｃ１，１２３ａ１，１２３ｂ１，１２３ｃ１と第２連結管１０９，１２９と第２排気管１１１，１３１とからなる第２排気通路の通路表面積が大きく設定されることで、第１排気通路に対して第２排気通路の熱容量が大きく設定されている。この場合、第２排気通路を構成する集合通路１０８，１２８は、複数の燃焼室のうちの爆発が連続しない燃焼室１０１ｂ，１０１ｃ同士、燃焼室１２１ａ，１２１ｂ同士が隣接して集合するようになっている。   Thus, in this embodiment, the passage cross-sectional area of the second exhaust ports 103a1, 103b1, 103c1, 123a1, 123b1, and 123c1 is larger than the passage cross-sectional area of the first exhaust ports 103a2, 103b2, 103c2, 123a2, 123b2, and 123c2. In addition to the passage surface area of the first exhaust passage composed of the first exhaust ports 103a2, 103b2, 103c2, 123a2, 123b2, and 123c2, the first connection pipes 107 and 127, and the first exhaust pipes 110 and 130, By setting the passage surface area of the second exhaust passage composed of the exhaust ports 103a1, 103b1, 103c1, 123a1, 123b1, 123c1, the second connecting pipes 109, 129, and the second exhaust pipes 111, 131 to be large, The heat capacity of the second exhaust passage is larger than the passage It has been set. In this case, the collection passages 108 and 128 constituting the second exhaust passage are configured so that the combustion chambers 101b and 101c and the combustion chambers 121a and 121b, in which the explosions do not continue among the plurality of combustion chambers, are adjacent to each other. ing.

そして、図示しない排気可変動弁機構によりエンジンの運転状態に応じて排気ガスの経路を第１排気通路と第２排気通路との間で切換可能となっている。   An exhaust gas valve mechanism (not shown) can switch the exhaust gas path between the first exhaust path and the second exhaust path in accordance with the operating state of the engine.

このように実施例３の内燃機関にあっては、Ｖ型６気筒エンジンにて、第１排気通路よりも第２排気通路の熱容量を大きく設定し、第２排気通路を構成する集合通路１０８，１２８を、複数の燃焼室のうちの爆発が連続しない燃焼室１０１ｂ，１０１ｃ同士、１２１ａ，１２１ｂ同士が隣接して集合するように構成し、排気可変動弁機構によりエンジン運転状態に応じて排気ガスの経路を第１排気通路と第２排気通路との間で切換可能としている。従って、排気脈動の干渉による性能低下を防止することができる。   Thus, in the internal combustion engine of the third embodiment, in the V-type 6-cylinder engine, the heat capacity of the second exhaust passage is set larger than that of the first exhaust passage, and the collective passage 108 constituting the second exhaust passage, 128 is configured such that combustion chambers 101b, 101c, 121a, 121b, in which explosions of a plurality of combustion chambers do not continue, gather adjacent to each other, and exhaust gas is controlled according to the engine operating state by an exhaust variable valve mechanism. This path can be switched between the first exhaust passage and the second exhaust passage. Accordingly, it is possible to prevent performance degradation due to interference of exhaust pulsation.

また、各集合通路１０６，１０８，１２６，１２８をシリンダヘッド内に形成することで、排気マニホールドを廃止している。従って、触媒暖機性を向上することができると共に、高負荷時に排気ガスの温度上昇を抑制し、燃焼悪化を防止して燃費を向上することができ、また、シリンダヘッド内での集合通路１０６，１０８，１２６，１２８の交差をなくして排気通路をコンパクトに構成することができる。   Further, the exhaust manifold is eliminated by forming the collecting passages 106, 108, 126, and 128 in the cylinder head. Accordingly, the catalyst warm-up property can be improved, the temperature rise of the exhaust gas can be suppressed at a high load, the combustion can be prevented, the fuel consumption can be improved, and the collecting passage 106 in the cylinder head can be improved. , 108, 126, 128 can be eliminated, and the exhaust passage can be made compact.

図６は、本発明の実施例４に係る内燃機関を表すＶ型８気筒エンジンの概略平面図である。   FIG. 6 is a schematic plan view of a V-type 8-cylinder engine that represents an internal combustion engine according to Embodiment 4 of the present invention.

本実施例の内燃機関としてＶ型８気筒エンジンを適用している。このＶ型８気筒エンジンにおいて、図６に示すように、第１バンクの４つの燃焼室２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，２０１ｄ（第１、第３、第５、第７気筒）に対して、吸気ポート２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃ，２０２ｄ及び排気ポート２０３ａ１，２０３ａ２，２０３ｂ１，２０３ｂ２，２０３ｃ１，２０３ｃ２，２０３ｄ１，２０３ｄ２が形成されており、吸気弁２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃ，２０４ｄ及び排気弁２０５ａ１，２０５ａ２，２０５ｂ１，２０５ｂ２，２０５ｃ１，２０５ｃ２，２０５ｄ１，２０５ｄ２により開閉可能となっている。   A V-type 8-cylinder engine is applied as the internal combustion engine of the present embodiment. In this V-type 8-cylinder engine, as shown in FIG. 6, intake ports are provided for the four combustion chambers 201a, 201b, 201c, and 201d (first, third, fifth, and seventh cylinders) of the first bank. 202a, 202b, 202c, 202d and exhaust ports 203a1, 203a2, 203b1, 203b2, 203c1, 203c2, 203d1, 203d2 are formed, and intake valves 204a, 204b, 204c, 204d and exhaust valves 205a1, 205a2, 205b1, 205b2 are formed. , 205c1, 205c2, 205d1, and 205d2.

そして、第１排気ポート２０３ａ２，２０３ｂ２，２０３ｃ２，２０３ｄ２は、隣り合う第３気筒の排気ポート２０３ｂ２と第５気筒の排気ポート２０３ｃ２が集合通路２０６で集合し、この集合通路２０６と第１、第７気筒の排気ポート２０３ａ２，２０３ｄ２が第１連結管２０７により連結されている。一方、第２排気ポート２０３ａ１，２０３ｂ１，２０３ｃ１，２０３ｄ１は、隣り合う第１気筒の排気ポート２０３ａ１と第３気筒の排気ポート２０３ｂ１が集合通路２０８で集合すると共に、隣り合う第５気筒の排気ポート２０３ｃ１と第７気筒の排気ポート２０３ｄ１が集合通路２０９で集合し、この集合通路２０８，２０９が第２連結管２１０により連結されている。そして、第１連結管２０７に第１排気管２１１が連結され、第２連結管２１０に第２排気管２１２が連結されている。   In the first exhaust ports 203a2, 203b2, 203c2, and 203d2, the exhaust port 203b2 of the third cylinder and the exhaust port 203c2 of the fifth cylinder that are adjacent to each other are gathered in the collecting passage 206. Cylinder exhaust ports 203 a 2 and 203 d 2 are connected by a first connecting pipe 207. On the other hand, the second exhaust ports 203a1, 203b1, 203c1, and 203d1 are configured such that the exhaust port 203a1 of the adjacent first cylinder and the exhaust port 203b1 of the third cylinder are collected in the collecting passage 208 and the exhaust port 203c1 of the adjacent fifth cylinder. And the exhaust port 203d1 of the seventh cylinder gather in the collecting passage 209, and the collecting passages 208 and 209 are connected by the second connecting pipe 210. The first exhaust pipe 211 is connected to the first connection pipe 207, and the second exhaust pipe 212 is connected to the second connection pipe 210.

また、第２バンクの４つの燃焼室２２１ａ，２２１ｂ，２２１ｃ，２２１ｄ（第２、第４、第６、第８気筒）に対して、吸気ポート２２２ａ，２２２ｂ，２２２ｃ，２２２ｄ及び排気ポート２２３ａ１，２２３ａ２，２２３ｂ１，２２３ｂ２，２２３ｃ１，２２３ｃ２，２２３ｄ１，２２３ｄ２が形成されており、吸気弁２２４ａ，２２４ｂ，２２４ｃ，２２４ｄ及び排気弁２２５ａ１，２２５ａ２，２２５ｂ１，２２５ｂ２，２２５ｃ１，２２５ｃ２，２２５ｄ１，２２５ｄ２により開閉可能となっている。   In addition, intake ports 222a, 222b, 222c, 222d and exhaust ports 223a1, 223a2 with respect to the four combustion chambers 221a, 221b, 221c, 221d (second, fourth, sixth, eighth cylinders) of the second bank. , 223b1, 223b2, 223c1, 223c2, 223d1, 223d2 are formed and can be opened and closed by the intake valves 224a, 224b, 224c, 224d and the exhaust valves 225a1, 225a2, 225b1, 225b2, 225c1, 225c2, 225d1, 225d2. ing.

そして、第１排気ポート２２３ａ２，２２３ｂ２，２２３ｃ２，２２３ｄ２は、隣り合う第２気筒の排気ポート２２３ａ２と第４気筒の排気ポート２２３ｂ２が集合通路２２６で集合すると共に、隣り合う第６気筒の排気ポート２２３ｃ２と第８気筒の排気ポート２２３ｄ２が集合通路２２７で集合し、この集合通路２２６，２２７が第１連結管２２８により連結されている。一方、第２排気ポート２２３ａ１，２２３ｂ１，２２３ｃ１，２２３ｄ１は、隣り合う第４気筒の排気ポート２２３ｂ１と第６気筒の排気ポート２２３ｃ１が集合通路２２９で集合し、この集合通路２２９と第２、第８気筒の排気ポート２２３ａ１，２２３ｄ１が第２連結管２３０により連結されている。そして、第１連結管２２８に第１排気管２３１が連結され、第２連結管２３０に第２排気管２３２が連結されている。   The first exhaust ports 223a2, 223b2, 223c2, and 223d2 are configured such that the exhaust port 223a2 of the adjacent second cylinder and the exhaust port 223b2 of the fourth cylinder are collected in the collecting passage 226, and the exhaust port 223c2 of the adjacent sixth cylinder. And the exhaust port 223d2 of the eighth cylinder gather in the collecting passage 227, and the collecting passages 226 and 227 are connected by the first connecting pipe 228. On the other hand, in the second exhaust ports 223a1, 223b1, 223c1, and 223d1, the exhaust port 223b1 of the fourth cylinder and the exhaust port 223c1 of the sixth cylinder that are adjacent to each other gather in the collecting passage 229, and the second and eighth Cylinder exhaust ports 223 a 1 and 223 d 1 are connected by a second connecting pipe 230. The first exhaust pipe 231 is connected to the first connection pipe 228, and the second exhaust pipe 232 is connected to the second connection pipe 230.

このように本実施例では、第１排気ポート２０３ａ２，２０３ｂ２，２０３ｃ２，２０３ｄ２，２２３ａ２，２２３ｂ２，２２３ｃ２，２２３ｄ２の通路断面積より、第２排気ポート２０３ａ１，２０３ｂ１，２０３ｃ１，２０３ｄ１，２２３ａ１，２２３ｂ１，２２３ｃ１，２２３ｄ１の通路断面積が大きく設定されると共に、第１排気ポート２０３ａ２，２０３ｂ２，２０３ｃ２，２０３ｄ２，２２３ａ２，２２３ｂ２，２２３ｃ２，２２３ｄ２と第１連結管２０７，２２８と第１排気管２１１，２３１とからなる第１排気通路の通路表面積より、第２排気ポート２０３ａ１，２０３ｂ１，２０３ｃ１，２０３ｄ１，２２３ａ１，２２３ｂ１，２２３ｃ１，２２３ｄ１と第２連結管２１０，２３０と第２排気管２１２，２３２とからなる第２排気通路の通路表面積が大きく設定されることで、第１排気通路に対して第２排気通路の熱容量が大きく設定されている。この場合、第２排気通路を構成する集合通路２０８，２０９，２２９は、複数の燃焼室のうちの爆発が連続しない燃焼室２０１ａ，２０１ｂ同士、燃焼室２０１ｃ，２０１ｄ同士、燃焼室２２１ｂ，２２１ｃ同士が隣接して集合するようになっている。   Thus, in the present embodiment, the second exhaust ports 203a1, 203b1, 203c1, 203d1, 223a1, 223b1, 223c1 are determined from the passage cross-sectional area of the first exhaust ports 203a2, 203b2, 203c2, 203d2, 223a2, 223b2, 223c2, 223d2. , 223d1 and the first exhaust ports 203a2, 203b2, 203c2, 203d2, 223a2, 223b2, 223c2, and 223d2, the first connection pipes 207 and 228, and the first exhaust pipes 211 and 231, respectively. From the passage surface area of the first exhaust passage, the second exhaust ports 203a1, 203b1, 203c1, 203d1, 223a1, 223b1, 223c1, 223d1, the second connection pipes 210, 230, and the second exhaust pipes 212, 232 are formed. By passage surface area of the second exhaust passage is set large, the heat capacity of the second exhaust passage is set large with respect to the first exhaust passage. In this case, the collecting passages 208, 209, and 229 constituting the second exhaust passage are the combustion chambers 201a and 201b, the combustion chambers 201c and 201d, and the combustion chambers 221b and 221c that do not continuously explode among the plurality of combustion chambers. Are arranged adjacent to each other.

そして、図示しない排気可変動弁機構によりエンジンの運転状態に応じて排気ガスの経路を第１排気通路と第２排気通路との間で切換可能となっている。   An exhaust gas valve mechanism (not shown) can switch the exhaust gas path between the first exhaust path and the second exhaust path in accordance with the operating state of the engine.

このように実施例４の内燃機関にあっては、Ｖ型８気筒エンジンにて、第１排気通路よりも第２排気通路の熱容量を大きく設定し、第２排気通路を構成する集合通路２０８，２０９，２２９を、複数の燃焼室のうちの爆発が連続しない燃焼室２０１ａ，２０１ｂ同士、燃焼室２０１ｃ，２０１ｄ同士、燃焼室２２１ｂ，２２１ｃ同士が隣接して集合するように構成し、排気可変動弁機構によりエンジン運転状態に応じて排気ガスの経路を第１排気通路と第２排気通路との間で切換可能としている。従って、排気脈動の干渉による性能低下を防止することができる。   Thus, in the internal combustion engine of the fourth embodiment, in the V-type 8-cylinder engine, the heat capacity of the second exhaust passage is set larger than that of the first exhaust passage, and the collective passage 208 constituting the second exhaust passage, 209 and 229 are configured so that the combustion chambers 201a and 201b, the combustion chambers 201c and 201d, and the combustion chambers 221b and 221c of the plurality of combustion chambers are adjacent to each other, and the exhaust gas variable motion The valve mechanism enables the exhaust gas path to be switched between the first exhaust path and the second exhaust path in accordance with the engine operating state. Accordingly, it is possible to prevent performance degradation due to interference of exhaust pulsation.

また、各集合通路２０６，２０８，２０９，２２６，２２７，２２９をシリンダヘッド内に形成することで、排気マニホールドを廃止している。従って、触媒暖機性を向上することができると共に、高負荷時に排気ガスの温度上昇を抑制し、燃焼悪化を防止して燃費を向上することができ、また、シリンダヘッド内での集合通路２０６，２０８，２０９，２２６，２２７，２２９の交差をなくして排気通路をコンパクトに構成することができる。   Further, the exhaust manifold is eliminated by forming the collecting passages 206, 208, 209, 226, 227, and 229 in the cylinder head. Therefore, the catalyst warm-up property can be improved, the temperature rise of the exhaust gas can be suppressed at a high load, the combustion can be prevented, the fuel consumption can be improved, and the collecting passage 206 in the cylinder head can be improved. , 208, 209, 226, 227, 229 can be eliminated, and the exhaust passage can be configured compactly.

図７は、本発明の実施例５に係る内燃機関を表す直列４気筒エンジンの概略平面図である。   FIG. 7 is a schematic plan view of an in-line four-cylinder engine that represents an internal combustion engine according to a fifth embodiment of the present invention.

本実施例の内燃機関として直列４気筒エンジンを適用している。この直列４気筒エンジンにおいて、図７に示すように、４つの燃焼室３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄに対して、吸気ポート３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃ，３０２ｄ及び排気ポート３０３ａ１，３０３ａ２，３０３ｂ１，３０３ｂ２，３０３ｃ１，３０３ｃ２，３０３ｄ１，３０３ｄ２が形成されており、吸気弁３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃ，３０４ｄ及び排気弁３０５ａ１，３０５ａ２，３０５ｂ１，３０５ｂ２，３０５ｃ１，３０５ｃ２，３０５ｄ１，３０５ｄ２により開閉可能となっている。   An in-line four-cylinder engine is applied as the internal combustion engine of the present embodiment. In this in-line four-cylinder engine, as shown in FIG. 7, the intake ports 302a, 302b, 302c, 302d and the exhaust ports 303a1, 303a2, 303b1, 303b2, 303c1 with respect to the four combustion chambers 301a, 301b, 301c, 301d. , 303c2, 303d1, 303d2 are formed and can be opened and closed by intake valves 304a, 304b, 304c, 304d and exhaust valves 305a1, 305a2, 305b1, 305b2, 305c1, 305c2, 305d1, 305d2.

そして、吸気ポート３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃ，３０２ｄには、吸気マニホールド３０６を介してサージタンク３０７が連結され、このサージタンク３０７に吸気管３０８が連結されており、この吸気管３０８の空気取入口にはエアクリーナ３０９が取付けられている。そして、このエアクリーナ３０９の下流側にスロットル弁３１０を有する電子スロットル装置３１１が設けられている。   A surge tank 307 is connected to the intake ports 302a, 302b, 302c, and 302d via an intake manifold 306. An intake pipe 308 is connected to the surge tank 307, and an air intake port of the intake pipe 308 is connected to the intake port 302a, 302b, 302c, 302d. An air cleaner 309 is attached. An electronic throttle device 311 having a throttle valve 310 is provided downstream of the air cleaner 309.

一方、本実施例の排気系は、一つの燃焼室に対して２つの排気通路が設けられ、この各排気通路は複数の燃焼室から排出された排気ガスを集合して排出するように構成され、第１排気通路に対して第２排気通路の熱容量が大きく設定されている。   On the other hand, the exhaust system of the present embodiment is provided with two exhaust passages for one combustion chamber, and each exhaust passage is configured to collect and discharge exhaust gases discharged from a plurality of combustion chambers. The heat capacity of the second exhaust passage is set larger than that of the first exhaust passage.

即ち、第１排気ポート３０３ａ２，３０３ｂ２，３０３ｃ２，３０３ｄ２は、隣り合う第１気筒の排気ポート３０２ａ２と第２気筒の排気ポート３０２ｂ２が集合通路３１２で集合し、第３気筒の排気ポート３０３ｃ２と第４気筒の排気ポート３０３ｄ２が集合通路３１３で集合し、各集合通路３１２，３１３に第１連結管３１４，３１５が連結されている。一方、第２排気ポート３０３ａ１，３０３ｂ１，３０３ｃ１，３０３ｄ１は、隣り合う第２気筒の排気ポート３０３ｂ１と第３気筒の排気ポート３０３ｃ１が集合通路３１６で集合し、この集合通路３１６に第２連結管３１７が連結され、第１気筒の排気ポート３０３ａ１及び第４気筒の排気ポート３０３ｄ１に第２連結管３１８，３１９が連結されている。   That is, in the first exhaust ports 303a2, 303b2, 303c2, and 303d2, the exhaust port 302a2 of the adjacent first cylinder and the exhaust port 302b2 of the second cylinder are gathered in the collecting passage 312 and the exhaust port 303c2 of the third cylinder and the fourth The exhaust ports 303d2 of the cylinders gather in the collecting passage 313, and the first connecting pipes 314 and 315 are connected to the collecting passages 312 and 313, respectively. On the other hand, in the second exhaust ports 303a1, 303b1, 303c1, and 303d1, the exhaust port 303b1 of the adjacent second cylinder and the exhaust port 303c1 of the third cylinder are gathered in the collecting passage 316, and the second connecting pipe 317 is connected to the collecting passage 316. Are connected, and the second connecting pipes 318 and 319 are connected to the exhaust port 303a1 of the first cylinder and the exhaust port 303d1 of the fourth cylinder.

そして、第１連結管３１４，３１５は、下流端部が集合して第１排気管３２０が連結され、第２連結管３１７，３１８，３１９に第２排気管３２１が連結され、第１排気管３２０に前段浄化触媒３２２が装着され、第１排気管３２０と第２排気管３２１の下流端部が集合して排気集合管３２３が連結されて後段浄化触媒３２４が装着されている。   The first connecting pipes 314 and 315 have downstream ends gathered to be connected to the first exhaust pipe 320, the second connecting pipes 317, 318, and 319 are connected to the second exhaust pipe 321, and the first exhaust pipe is connected. A front-stage purification catalyst 322 is attached to 320, the downstream ends of the first exhaust pipe 320 and the second exhaust pipe 321 are gathered, the exhaust collection pipe 323 is connected, and the rear-stage purification catalyst 324 is attached.

このように本実施例では、第１排気ポート３０３ａ２，３０３ｂ２，３０３ｃ２，３０３ｄ２の通路断面積と、第２排気ポート３０３ａ１，３０３ｂ１，３０３ｃ１，３０３ｄ１の通路断面積が同様に設定される一方、第１排気ポート３０３ａ２，３０３ｂ２，３０３ｃ２，３０３ｄ２と第１連結管３１４，３１５と第１排気管３２０とからなる第１排気通路の通路長さより、第２排気ポート３０３ａ１，３０３ｂ１，３０３ｃ１，３０３ｄ１と第２連結管３１７，３１８，３１９と第２排気管３２１とからなる第２排気通路の通路長さが大きく設定されることで、第１排気通路の表面積より第２排気通路の表面積が大きく設定され、第１排気通路に対して第２排気通路の熱容量が大きく設定されている。この場合、第２排気通路を構成する第２排気ポート３０３ｂ１，３０３ｃ１を集合する集合通路３１６は、複数の燃焼室のうちの爆発が連続しない燃焼室３０１ｂ，３０１ｃ同士が隣接して集合するようになっている。   As described above, in the present embodiment, the passage sectional areas of the first exhaust ports 303a2, 303b2, 303c2, and 303d2 and the passage sectional areas of the second exhaust ports 303a1, 303b1, 303c1, and 303d1 are set in the same manner. The second exhaust ports 303a1, 303b1, 303c1, 303d1 and the second connection are determined by the passage length of the first exhaust passage composed of the exhaust ports 303a2, 303b2, 303c2, 303d2, the first connection pipes 314, 315, and the first exhaust pipe 320. By setting the passage length of the second exhaust passage composed of the pipes 317, 318, 319 and the second exhaust pipe 321 to be larger, the surface area of the second exhaust passage is set larger than the surface area of the first exhaust passage. The heat capacity of the second exhaust passage is set larger than that of the one exhaust passage. In this case, the collecting passage 316 that collects the second exhaust ports 303b1 and 303c1 constituting the second exhaust passage is configured so that the combustion chambers 301b and 301c of the plurality of combustion chambers adjacent to each other gather together. It has become.

そして、本実施例のエンジンにあっては、上述したように、第１排気通路として、第１排気ポート３０３ａ２，３０３ｂ２，３０３ｃ２，３０３ｄ２、集合通路３１２，３１３、第１連結管３１４，３１５、第１排気管３２０が設けられ、第２排気通路として、第２排気ポート３０３ａ１，３０３ｂ１，３０３ｃ１，３０３ｄ１、集合通路３１６、第２連結管３１７，３１８．３１９、第２排気管３２１が設けられており、第１排気通路の熱容量より第２排気通路の熱容量が大きく設定されている。また、エンジンには吸気可変動弁機構３２５と排気可変動弁機構３２６が設けられ、排気切換手段としての排気可変動弁機構３２６により、各燃焼室３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄから排出される排気ガスの経路を第１排気通路と第２排気通路との間で切換可能とし、ＥＣＵ３２７がエンジンの運転状態に応じて排気可変動弁機構３２６を制御している。   In the engine of this embodiment, as described above, the first exhaust ports 303a2, 303b2, 303c2, and 303d2, the collecting passages 312 and 313, the first connecting pipes 314 and 315, the first exhaust passage, 1 exhaust pipe 320 is provided, and second exhaust ports 303a1, 303b1, 303c1, 303d1, a collecting passage 316, second connection pipes 317, 318.319, and a second exhaust pipe 321 are provided as second exhaust passages. The heat capacity of the second exhaust passage is set larger than the heat capacity of the first exhaust passage. Further, the engine is provided with an intake variable valve mechanism 325 and an exhaust variable valve mechanism 326, and exhaust exhausted from the combustion chambers 301a, 301b, 301c, 301d by the exhaust variable valve mechanism 326 as exhaust switching means. The gas path can be switched between the first exhaust passage and the second exhaust passage, and the ECU 327 controls the exhaust variable valve mechanism 326 in accordance with the operating state of the engine.

即ち、ＥＣＵ３２７は、エンジンの冷間始動時や低回転低負荷時には、排気ガスの経路を第１排気通路に切換えることで、前段浄化触媒３２２が短時間で活性化することとなる。また、ＥＣＵ３２７は、エンジンの低回転高負荷時には、排気ガスの経路を第２排気通路に切換えることで、排気干渉が抑制されて出力性能が向上することとなる。更に、ＥＣＵ３２７は、エンジンの高回転時には、排気ガスの経路を第１排気通路及び第２排気通路の両方とするように切換えることで、排気流路面積が大きくなって背圧が低減され、出力性能が向上すると共に燃費が向上することとなる。   That is, the ECU 327 activates the pre-purification catalyst 322 in a short time by switching the exhaust gas path to the first exhaust path at the time of cold start of the engine or at low rotation and low load. Further, the ECU 327 switches the exhaust gas path to the second exhaust path at the time of low engine speed and high load, thereby suppressing the exhaust interference and improving the output performance. Further, the ECU 327 switches the exhaust gas path to both the first exhaust passage and the second exhaust passage when the engine rotates at a high speed, thereby increasing the exhaust passage area and reducing the back pressure. As the performance is improved, the fuel efficiency is improved.

このように実施例５の内燃機関にあっては、直接４気筒エンジンにて、燃焼室３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄに対して第１排気ポート３０３ａ２，３０３ｂ２，３０３ｃ２，３０３ｄ２等を介して第１排気管３２０を連結すると共に、第２排気ポート３０３ａ１，３０３ｂ１，３０３ｃ１，３０３ｄ１等を介して第２排気管３２１を連結し、第１排気通路の長さより第２排気通路の長さを長くすることでの熱容量を大きく設定し、排気可変動弁機構３２６により燃焼室３０３ａ，３０３ｂ，３０３ｃ，３０３ｄから排出される排気ガスの経路を第１排気通路と第２排気通路との間で切換可能とし、ＥＣＵ３２７は、エンジン運転状態に応じて排気可変動弁機構３２６を制御するようにしている。   As described above, in the internal combustion engine of the fifth embodiment, in the direct four-cylinder engine, the combustion chambers 301a, 301b, 301c, and 301d are connected to the first through the first exhaust ports 303a2, 303b2, 303c2, and 303d2. The exhaust pipe 320 is connected, and the second exhaust pipe 321 is connected via the second exhaust ports 303a1, 303b1, 303c1, 303d1, etc., and the length of the second exhaust passage is made longer than the length of the first exhaust passage. The exhaust gas path discharged from the combustion chambers 303a, 303b, 303c, and 303d by the exhaust variable valve mechanism 326 can be switched between the first exhaust path and the second exhaust path. The ECU 327 controls the exhaust variable valve mechanism 326 according to the engine operating state.

従って、エンジン運転状態に応じて排気ガスの経路が熱容量の小さい第１排気通路と熱容量の大きい第２排気通路との間で切換得られることとなり、排気ガスの熱エネルギを効果的に活用することで、前段浄化触媒５４の暖機性能を上げて排気浄化効率を向上することができると共に、出力性能を向上することができる。   Therefore, the exhaust gas path can be switched between the first exhaust passage having a small heat capacity and the second exhaust passage having a large heat capacity according to the engine operating state, and the thermal energy of the exhaust gas can be effectively utilized. Thus, it is possible to improve the warm-up performance of the upstream purification catalyst 54 and improve the exhaust purification efficiency, and improve the output performance.

なお、上述した各実施例では、第１排気通路の熱容量より第２排気通路の熱容量を大きく設定するために、第１排気通路と第２排気通路との通路断面積、通路表面積、通路長さを異なるように設定したが、これに限るものではなく、一方の排気通路にターボ過給機を設けて熱容量を大きくしてもよい。また、第１排気通路と第２排気通路との通路断面積を異なるものとする場合、排気ポートの径及び排気弁の径を変更するものとしたが、排気ポート及び排気弁を３つ設けて第１排気通路を一つとし、第２排気通路を二つとしても良い。   In each of the above-described embodiments, in order to set the heat capacity of the second exhaust passage larger than the heat capacity of the first exhaust passage, the passage sectional area, passage surface area, and passage length of the first exhaust passage and the second exhaust passage are set. However, the present invention is not limited to this, and a turbocharger may be provided in one exhaust passage to increase the heat capacity. In addition, when the cross-sectional areas of the first exhaust passage and the second exhaust passage are different, the diameter of the exhaust port and the diameter of the exhaust valve are changed, but three exhaust ports and three exhaust valves are provided. There may be one first exhaust passage and two second exhaust passages.

また、上述した各実施例では、排気切換手段として排気可変動弁機構２８，３２６を適用したが、これに限らず、カム機構などにより別の切替機構を用いてもよい。   In the above-described embodiments, the variable exhaust valve mechanisms 28 and 326 are applied as the exhaust gas switching means. However, the present invention is not limited to this, and another switching mechanism may be used such as a cam mechanism.

以上のように、本発明に係る内燃機関は、運転状態が変更されても適正に排気ガス中の有害成分を浄化処理することで排気浄化効率の向上を図ったものであり、いずれの内燃機関にも有用である。   As described above, the internal combustion engine according to the present invention aims to improve exhaust purification efficiency by appropriately purifying harmful components in the exhaust gas even when the operating state is changed. Also useful.

本発明の実施例１に係る内燃機関を表す直列４気筒エンジンの概略平面図である。1 is a schematic plan view of an in-line four-cylinder engine that represents an internal combustion engine according to Embodiment 1 of the present invention. 実施例１の直列４気筒エンジンの概略断面図である。1 is a schematic sectional view of an in-line four-cylinder engine according to Embodiment 1. FIG. 実施例１の直列４気筒エンジンにおける運転状態に対する排気通路切換マップである。2 is an exhaust passage switching map with respect to an operating state in the in-line four-cylinder engine of Embodiment 1. 本発明の実施例２に係る内燃機関を表す直列４気筒エンジンの概略平面図である。FIG. 6 is a schematic plan view of an in-line four-cylinder engine that represents an internal combustion engine according to a second embodiment of the present invention. 本発明の実施例３に係る内燃機関を表すＶ型６気筒エンジンの概略平面図である。It is a schematic plan view of the V type 6 cylinder engine showing the internal combustion engine which concerns on Example 3 of this invention. 本発明の実施例４に係る内燃機関を表すＶ型８気筒エンジンの概略平面図である。It is a schematic plan view of the V type 8 cylinder engine showing the internal combustion engine which concerns on Example 4 of this invention. 本発明の実施例５に係る内燃機関を表す直列４気筒エンジンの概略平面図である。FIG. 10 is a schematic plan view of an in-line four-cylinder engine that represents an internal combustion engine according to a fifth embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

１１ シリンダブロック
１２ シリンダヘッド
１８，１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，２０１ｄ，２２１ａ，２２１ｂ，２２１ｃ，２２１ｄ，３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄ 燃焼室
１９，１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ，１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃ，２０２ｄ，２２２ａ，２２２ｂ，２２２ｃ，２２２ｄ ，３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃ，３０２ｄ吸気ポート
２０ 排気ポート
２０ａ２，２０ｂ２，２０ｃ２，２０ｄ２，１０３ａ２，１０３ｂ２，１０３ｃ２，１２３ａ２，１２３ｂ２，１２３ｃ２，２０３ａ２，２０３ｂ２，２０３ｃ２，２０３ｄ２，２２３ａ２，２２３ｂ２，２２３ｃ２，２２３ｄ２，３０３ａ２，３０３ｂ２，３０３ｃ２，３０３ｄ２ 第１排気ポート（第１排気通路）
２０ａ１，２０ｂ１，２０ｃ１，２０ｄ１，１０３ａ１，１０３ｂ１，１０３ｃ１，１２３ａ１，１２３ｂ１，１２３ｃ１，１２１ｃ２，２０３ａ１，２０３ｂ１，２０３ｃ１，２０３ｄ１，２２３ａ１，２２３ｂ１，２２３ｃ１，２２３ｄ１，３０３ａ１，３０３ｂ１，３０３ｃ１，３０３ｄ１ 第２排気ポート（第２排気通路）
２１，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃ，２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃ，２０４ｄ，２２４ａ，２２４ｂ，２２４ｃ，２２４ｄ，３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃ，３０４ｄ 吸気弁
２２ 排気弁
２２ａ２，２２ｂ２，２２ｃ２，２２ｄ２，１０５ａ２，１０５ｂ２，１０５ｃ２，１２５ａ２，１２５ｂ２，１２５ｃ２，２０５ａ２，２０５ｂ２，２０５ｃ２，２０５ｄ２２２５ａ２，２２５ｂ２，２２５ｃ２，２２５ｄ２，３０５ａ２，３０５ｂ２，３０５ｃ２，３０５ｄ２ 第１排気弁
２２ａ１，２２ｂ１，２２ｃ１，２２ｄ１，１０５ａ１，１０５ｂ１，１０５ｃ１，１２５ａ１，１２５ｂ１，１２５ｃ１，２０５ａ１，２０５ｂ１，２０５ｃ１，２２５ａ１，２２５ｂ１，２２５ｃ１，２２５ｄ１，３０５ａ１，３０５ｂ１，３０５ｃ１，３０５ｄ１ 第２排気弁
２７，３２５ 吸気可変動弁機構
２８，３２６ 排気可変動弁機構（排気切換手段）
３７，３０８ 吸気管（吸気通路）
４０，３１１ 電子スロットル装置
４１ インジェクタ
４５ 点火プラグ
４６，４７，１０６，１２６，２０６，２２６，２２７，３１２，３１３ 集合通路（第１排気通路）
４９，１０８，１２８，２０８，２０９，２２９，３１６ 集合通路（第２排気通路）
４８，１０７，１２７，２０７，２２８，３１４，３１５ 第１連結管（第１排気通路）
５０，１０９，１２９，２１０，２３０，３１７，３１８，３１９ 第２連結管（第２排気通路）
５１，１１０，１３０，２１１，２３１，３２０ 第１排気管（第１排気通路）
５２，１１１，１３１，２１２，２３２，３２１ 第２排気管（第２排気通路）
５３，３２３ 排気集合管
５４，３２２ 前段浄化触媒
５５，３２４ 後段浄化触媒
６１，３２７ 電子制御ユニット、ＥＣＵ
７１ ターボ過給機 11 Cylinder block 12 Cylinder head 18, 18a, 18b, 18c, 18d, 101a, 101b, 101c, 121a, 121b, 121c, 201a, 201b, 201c, 201d, 221a, 221b, 221c, 221d, 301a, 301b, 301c, 301d Combustion chamber 19, 19a, 19b, 19c, 19d, 102a, 102b, 102c, 122a, 122b, 122c, 202a, 202b, 202c, 202d, 222a, 222b, 222c, 222d, 302a, 302b, 302c, 302d 20 Exhaust port 20a2, 20b2, 20c2, 20d2, 103a2, 103b2, 103c2, 123a2, 123b2, 123c2, 203a2, 203b2, 203c2, 203d2, 223a2, 223b2, 223c2, 223d2, 303a2, 303b2, 303c2, 303d2 First exhaust port (first exhaust passage)
20a1, 20b1, 20c1, 20d1, 103a1, 103b1, 103c1, 123a1, 123b1, 123c1, 121c2, 203a1, 203b1, 203c1, 203d1, 223a1, 223b1, 223c1, 223d1, 303a1, 303b1, 303c1, 303d1 Second exhaust port ( Second exhaust passage)
21, 21a, 21b, 21c, 21d, 104a, 104b, 104c, 124a, 124b, 124c, 204a, 204b, 204c, 204d, 224a, 224b, 224c, 224d, 304a, 304b, 304c, 304d Intake valve 22 Exhaust valve 22a2, 22b2, 22c2, 22d2, 105a2, 105b2, 105c2, 125a2, 125b2, 125c2, 205a2, 205b2, 205c2, 205d2225a2, 225b2, 225c2, 225d2, 305a2, 305b2, 305c2, 305d2 First exhaust valve 22a1, 22b1, 22c1 22d1, 105a1, 105b1, 105c1, 125a1, 125b1, 125c1, 205a1, 205b1, 205c1, 225a1, 225b , 225C1,225d1,305a1,305b1,305c1,305d1 second exhaust valves 27,325 intake variable valve mechanism 28,326 exhaust variable valve mechanism (exhaust switching means)
37,308 Intake pipe (intake passage)
40, 311 Electronic throttle device 41 Injector 45 Spark plug 46, 47, 106, 126, 206, 226, 227, 312, 313 Collecting passage (first exhaust passage)
49, 108, 128, 208, 209, 229, 316 Collecting passage (second exhaust passage)
48, 107, 127, 207, 228, 314, 315 First connecting pipe (first exhaust passage)
50, 109, 129, 210, 230, 317, 318, 319 Second connecting pipe (second exhaust passage)
51, 110, 130, 211, 231, 320 First exhaust pipe (first exhaust passage)
52, 111, 131, 212, 232, 321 Second exhaust pipe (second exhaust passage)
53,323 Exhaust collecting pipe 54,322 First stage purification catalyst 55,324 Second stage purification catalyst 61,327 Electronic control unit, ECU
71 turbocharger

Claims (7)

複数の燃焼室と、該複数の燃焼室に連結される吸気通路と、該吸気通路を開閉する吸気弁と、前記複数の燃焼室に連結される第１排気通路と、該第１排気通路を開閉する第１排気弁と、前記複数の燃焼室に連結されて前記第１排気通路より大きな熱容量を有する第２排気通路と、該第２排気通路を開閉する第２排気弁と、前記燃焼室から排出される排気ガスの経路を前記第１排気通路と前記第２排気通路との間で切換可能な排気切換手段と、運転状態に応じて前記排気切換手段を制御する排気制御手段とを具えたことを特徴とする内燃機関。   A plurality of combustion chambers; an intake passage connected to the plurality of combustion chambers; an intake valve that opens and closes the intake passage; a first exhaust passage connected to the plurality of combustion chambers; and the first exhaust passage. A first exhaust valve that opens and closes; a second exhaust passage that is connected to the plurality of combustion chambers and has a larger heat capacity than the first exhaust passage; a second exhaust valve that opens and closes the second exhaust passage; and the combustion chamber An exhaust gas switching means capable of switching the path of the exhaust gas discharged from the first exhaust passage and the second exhaust passage, and an exhaust control means for controlling the exhaust gas switching means in accordance with an operating state. An internal combustion engine characterized by that. 請求項１に記載の内燃機関において、前記排気制御手段は前記排気切換手段を制御することで、冷間始動時及び低回転低負荷時には排気ガスの経路を前記第１排気通路に切換え、低回転高負荷時には排気ガスの経路を前記第２排気通路に切換え、高回転時には排気ガスの経路を前記第１排気通路及び前記第２排気通路に切換えることを特徴とする内燃機関。   2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the exhaust control unit controls the exhaust switching unit to switch the path of the exhaust gas to the first exhaust passage during a cold start and at a low rotation and a low load, thereby reducing the low rotation speed. An internal combustion engine characterized in that an exhaust gas path is switched to the second exhaust path at a high load, and an exhaust gas path is switched to the first exhaust path and the second exhaust path at a high speed. 請求項１または２に記載の内燃機関において、前記第１排気通路における通路表面積より前記第２排気通路における通路表面積が大きく設定されることを特徴とする内燃機関。   The internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein a passage surface area in the second exhaust passage is set larger than a passage surface area in the first exhaust passage. 請求項１から３のいずれか一つに記載の内燃機関において、前記複数の燃焼室に連通する前記第１排気通路における各第１排気ポートの通路断面積より前記第２排気通路における各第２排気ポートの通路断面積が大きく設定されることを特徴とする内燃機関。   4. The internal combustion engine according to claim 1, wherein each second in the second exhaust passage is determined from a cross-sectional area of each first exhaust port in the first exhaust passage communicating with the plurality of combustion chambers. An internal combustion engine characterized in that a passage sectional area of an exhaust port is set large. 請求項１に記載の内燃機関において、前記複数の燃焼室に連通する前記第１排気通路における各第１排気ポート同士、または、前記複数の燃焼室に連通する前記第２排気通路における各第２排気ポート同士が隣接して配設され、隣接する前記各排気ポートを集合通路によりシリンダヘッド内で合流させることを特徴とする内燃機関。   2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein each first exhaust port in the first exhaust passage communicating with the plurality of combustion chambers or each second in the second exhaust passage communicating with the plurality of combustion chambers is provided. An internal combustion engine, wherein exhaust ports are arranged adjacent to each other, and the adjacent exhaust ports are joined together in a cylinder head by a collecting passage. 請求項１から５のいずれか一つに記載の内燃機関において、前記第２排気通路は、前記複数の燃焼室のうちの爆発が連続しない燃焼室同士が集合することを特徴とする内燃機関。   6. The internal combustion engine according to claim 1, wherein combustion chambers in the plurality of combustion chambers in which explosion does not continue gather in the second exhaust passage. 請求項１から６のいずれか一つに記載の内燃機関において、前記排気制御手段は前記排気切換手段を制御することで、燃料カット時には排気ガスの経路を前記第２排気通路に切換えることを特徴とする内燃機関。   7. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the exhaust control unit controls the exhaust switching unit to switch an exhaust gas path to the second exhaust passage when fuel is cut. An internal combustion engine.
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