[发明专利]用于内燃机的排气通路结构

说明书

技术领域

本发明涉及用于内燃机的排气通路结构，并且更具体地涉及分别与多个气缸连通的通路的形状。

背景技术

在安装在车辆上的多缸内燃机(在后文中称为发动机)中，分别与在气缸列方向上的外侧上的气缸连通的排气通路朝内侧大程度地弯曲且具有到收集部分的一定的长度，而与气缸列方向上的内侧上的气缸连通的其他排气通路当在气缸中心线的方向上观察时大致呈直线地延伸且倾向于与外侧排气通路相比是缩短的。

因此，在内侧排气通路中，散热特性相对恶化，并且被设置在排气通路中的催化剂或其他部件的耐久性、可靠性可能在排气的热量增加的运行状态中恶化，例如，在高负荷和高速度运行中。另一方面，在冷启动时希望催化剂的加热加速的情况中，例如，在外侧排气通路中流动的排气的温度可能降低。

另外，当在外侧排气通路中流动的排气的温度与在内侧排气通路中流动的排气的温度明显不同时，排气温度在排气通路相互汇合的位置处的下游侧上的排气通路中明显地波动。因此，可能错误地确定被设置在催化剂的上游侧处的传感器的异常性。

在这方面，在日本专利申请公开No.63-219987(JP 63-219987 A)中公开的排气歧管(收集管)包括四个管体，所述四个管体分别与直列四缸发动机的四个气缸连通，并且与两个外侧气缸连通的两个管体的下游侧和与两个内侧气缸连通的两个管体的下游侧被布置为成两列地相互竖直地堆叠。即，在收集构件中，内侧管体在外侧管体的开口的上方开口。

换言之，内侧管体具有竖直地弯曲的形状，以在外侧管体上方延伸，并且在下游端上的开口与气缸的顶部(即，内侧管体的上游端)在竖直方向上分开地布置。因此，考虑到内侧管体因此延长，与外侧管体的长度的差异降低，并且在内侧管体中流动的排气和在外侧管体中流动的排气之间的温度差可能降低。

然而，在现有技术中，当假定内侧管体的长度需要顺应外侧管体的长度时，需要内侧管体弯曲以明显地在竖直方向上突出，并且整个排气歧管的尺寸倾向于增加。

一般地，对于排气通路存在确保排气的高流量排出效率(即，低压力损失)的需求。在这方面，不优选的是有意地使得可能一般被缩短的内侧管体被延长到与外侧管体的长度相同的长度。

近年来，排气歧管与气缸盖被形成为一个单元，并且用于每个气缸的排气口(排气通路)汇集在气缸盖中。在这种情况中，排气歧管的尺寸增加直接导致气缸盖的尺寸和重量的增加。

此外，当气缸盖中的排气口的散热特性需要改进时，在水套中的冷却剂的体积或流量可能倾向于增加。在这方面，可能出现的缺点是总重量增加且用于供给冷却剂的水泵的载荷可能增加。

发明内容

本发明的目的是降低内燃机的内侧通路和外侧通路之间的排气的温差，该内燃机带有与在气缸列方向上的内侧的气缸连通的独特形状的排气通路(内侧通路)，且所述温差的降低通过改进排气通路的散热特性来实现而不徒劳地使得整个排气通路的尺寸增加。

本发明的一个方面涉及分别与内燃机的三个或更多个气缸连通的排气通路的结构。排气通路包括分别与在气缸列方向上的外侧上的气缸连通的两个外侧通路。外侧通路朝向排气流的下游侧延伸且弯曲以接近气缸列方向上的内侧。排气通路进一步包括与在气缸列方向上的内侧上的气缸连通的内侧通路。内侧通路具有三个或更多个弯曲部，所述弯曲部中的每个是：第一弯曲部，所述第一弯曲部具有在比在所述第一弯曲部中流动的排气更靠近气缸中心线的位置处的曲率中心；或者第二弯曲部，所述第二弯曲部具有在比在所述第二弯曲部中流动的排气更远离所述气缸中心线的位置处的曲率中心，所述第一弯曲部和第二弯曲部在朝向排气流的下游侧的方向上交替地定位。

根据前述方面，与外侧通路相比趋于缩短的内侧通路设有至少三个或更多个弯曲部，所述弯曲中的每个是：第一弯曲部，所述第一弯曲部具有在比在所述第一弯曲部中流动的排气更靠近气缸中心线的位置处的曲率中心；或者第二弯曲部，所述第二弯曲部具有在比在所述第二弯曲部中流动的排气更远离所述气缸中心线的位置处的曲率中心，所述第一弯曲部和第二弯曲部在朝向排气流的下游侧的方向上交替地定位。在内侧通路中流动的排气流与相应的弯曲部中的外侧的壁表面重合，并且散热特性通过湍流扩散而改进。内侧通路在气缸轴线的方向上弯曲，但可以至少具有在气缸轴线的方向上弯曲的弯曲部。

因此，因为散热特性能够在三个或更多个弯曲部中改进，所以内侧通路能够确保高的散热特性而不具有与外侧通路相同的长度，并且在内侧通路和外侧通路之间的排气的温差能够降低而不使得整个排气通路的尺寸增加。另外，当在弯曲部中的通路的曲率不小时，流动的压力损失不过多地增加。