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JP2008031925A - Exhaust passage structure - Google Patents

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JP2008031925A
JP2008031925A JP2006206665A JP2006206665A JP2008031925A JP 2008031925 A JP2008031925 A JP 2008031925A JP 2006206665 A JP2006206665 A JP 2006206665A JP 2006206665 A JP2006206665 A JP 2006206665A JP 2008031925 A JP2008031925 A JP 2008031925A
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JP
Japan
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exhaust
cylinder
exhaust gas
pipe
exhaust pipe
Prior art date
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Application number
JP2006206665A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Sakuragi
茂 桜木
Akito Mitsui
昭人 三井
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust gas passage structure improved in filling efficiency of suction air by reducing exhaust gas interference with a simple structure in a multiple cylinder engine. <P>SOLUTION: The exhaust gas passage structure of an exhaust gas passage in which exhaust gas discharged from each cylinder of the multiple cylinder engine is collected and flows, is provided with a deflection part 72 formed in exhaust pipes 27, 32 in which exhaust gas from a cylinder #3 in which ignition is done later in two cylinders #3, #7 of which interval of discharged exhaust gas is shortest under a condition ignition order of each cylinder #1-#8 is successive with uneven interval in a specific collection step of exhaust gas flows. Since the deflection part 72 deflects part of pressure wave of blow down pressure wave flowing reversely against a flow direction of exhaust gas, exhaust gas interference at an exhaust port 13 is inhibited, and filling efficiency of suction air in suction stroke is improved. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、エンジンの排気通路の構造に関する。   The present invention relates to an exhaust passage structure of an engine.

多気筒エンジンでは、一の気筒から流出した排気と他の気筒から流出した排気とが排気通路内で相互に干渉し、排気ポート内の排圧が高くなって、吸気の充填効率が低下するという問題がある。   In a multi-cylinder engine, the exhaust gas flowing out from one cylinder and the exhaust gas flowing out from other cylinders interfere with each other in the exhaust passage, increasing the exhaust pressure in the exhaust port and reducing the intake charging efficiency. There's a problem.

特許文献1に記載の発明では、排気通路の一部に、排気通路の断面積が大きくなる膨大部を形成するとともに排気通路の等価管長を可変とするフラップバルブを設け、車両の運転状態に応じてフラップバルブ開度を調整することで排気干渉を低減し、エンジンの出力特性の改善を図る。
実公平7−12671号
In the invention described in Patent Document 1, a flap valve is provided in a part of the exhaust passage to form a huge portion in which the cross-sectional area of the exhaust passage becomes large and the equivalent pipe length of the exhaust passage is variable. By adjusting the flap valve opening, exhaust interference is reduced and engine output characteristics are improved.
No. 7-12671

しかしながら、特許文献1に記載の発明では、排気通路の途中に膨大部やフラップバルブを設けるので、排気通路の構造が複雑となり、レイアウト上の自由度が低下するという問題がある。   However, in the invention described in Patent Document 1, a huge portion and a flap valve are provided in the middle of the exhaust passage, so that the structure of the exhaust passage becomes complicated and the degree of freedom in layout is reduced.

そこで、本発明は、多気筒エンジンにおいて、簡素な構造で排気干渉を低減して、吸気の充填効率向上を図ることができる排気通路構造を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an exhaust passage structure capable of reducing exhaust interference with a simple structure and improving intake charging efficiency in a multi-cylinder engine.

本発明は、以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。   The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected, it is not limited to this.

本発明は、多気筒エンジンの各気筒から排出される排気を集合して流す排気通路の排気通路構造であって、排気の所定の集合段階で、各気筒(#1〜#8)の点火順序が不等間隔で連続し、排出される排気の間隔が最も短くなる2気筒(#3、#7)のうち、後に点火される気筒(#3)からの排気を流す排気管(27、32)に形成され、その排気の流れ方向に対して逆流する圧力波を偏向する偏向部(72)を備える。   The present invention is an exhaust passage structure of an exhaust passage that collects and exhausts exhaust gas discharged from each cylinder of a multi-cylinder engine, and the ignition sequence of each cylinder (# 1 to # 8) in a predetermined assembly stage of exhaust gas. Are exhaust pipes (27, 32) through which exhaust from the cylinder (# 3) to be ignited later is out of the two cylinders (# 3, # 7) in which the intervals of exhaust exhaust are the shortest. ) And a deflecting portion (72) for deflecting a pressure wave that flows backward with respect to the flow direction of the exhaust gas.

本発明によれば、排気干渉が生じる気筒と接続する排気管に偏向部を形成する。この偏向部は、排気の流れ方向に対して逆流するブローダウン圧力波の一部を偏向することができる。そのため、排気ポートでの排気干渉が抑制されて、排気干渉に起因する排圧の上昇が抑制されるので、気筒内の掃気が効率よく行われ、ひいては吸気行程での吸気の充填効率が向上する。   According to the present invention, the deflection unit is formed in the exhaust pipe connected to the cylinder in which exhaust interference occurs. The deflecting unit can deflect a part of the blowdown pressure wave that flows backward with respect to the flow direction of the exhaust gas. As a result, exhaust interference at the exhaust port is suppressed, and an increase in exhaust pressure due to exhaust interference is suppressed, so that scavenging within the cylinder is efficiently performed, and thus intake charge efficiency in the intake stroke is improved. .

また、排気通路に偏向部を形成するという簡素な構造であるため、偏向部を形成するに際してレイアウト上の自由度が低下するということもない。   In addition, since the deflecting portion is formed in the exhaust passage, the degree of freedom in layout is not lowered when the deflecting portion is formed.

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本実施形態のV型8気筒エンジン1の排気系を示す図である。図1の左側が車両の前方を示す。   FIG. 1 is a diagram showing an exhaust system of a V-type 8-cylinder engine 1 of the present embodiment. The left side of FIG. 1 shows the front of the vehicle.

V型8気筒エンジン1は、複数の気筒からなる左右のバンク、右バンク10R及び左バンク10Lを備える。   The V-type 8-cylinder engine 1 includes left and right banks composed of a plurality of cylinders, a right bank 10R, and a left bank 10L.

V型8気筒エンジン1の右バンク10Rには、第1気筒#1、第3気筒#3、第5気筒#5、第7気筒#7の4つの気筒が直列に配置される。この右バンク10Rのシリンダヘッドには、第1気筒#1に連通する排気ポート11と、第3気筒#3に連通する排気ポート13と、第5気筒#5に連通する排気ポート15と、第7気筒#7に連通する排気ポート17とが形成される。また、右バンク10Rのシリンダヘッド側部には、気筒#1、#3、#5、#7から流出した排気を集合させる排気マニホールド2Rが設置される。   In the right bank 10R of the V-type 8-cylinder engine 1, four cylinders of a first cylinder # 1, a third cylinder # 3, a fifth cylinder # 5, and a seventh cylinder # 7 are arranged in series. The cylinder head of the right bank 10R includes an exhaust port 11 that communicates with the first cylinder # 1, an exhaust port 13 that communicates with the third cylinder # 3, an exhaust port 15 that communicates with the fifth cylinder # 5, An exhaust port 17 communicating with the seventh cylinder # 7 is formed. Further, an exhaust manifold 2R that collects exhaust gas flowing out from the cylinders # 1, # 3, # 5, and # 7 is installed on the cylinder head side portion of the right bank 10R.

排気マニホールド2Rは、ブランチパイプ21、23、25、27を備える。ブランチパイプ21、23、25、27の先端には、共通のフランジ29Rが形成される。排気マニホールド2Rは、フランジ29Rを図示しないボルト等によって固定することで右バンク10Rの側面に設置される。この排気マニホールド2Rは、排気浄化用の触媒51を介して排気管31に接続され、触媒52を介して排気管32に接続される。触媒51、52は、気筒#1、#3、#5、#7から流出した排気を浄化して下流に流す。   The exhaust manifold 2R includes branch pipes 21, 23, 25, and 27. A common flange 29R is formed at the tips of the branch pipes 21, 23, 25, 27. The exhaust manifold 2R is installed on the side surface of the right bank 10R by fixing the flange 29R with a bolt or the like (not shown). The exhaust manifold 2R is connected to the exhaust pipe 31 via an exhaust purification catalyst 51 and connected to the exhaust pipe 32 via a catalyst 52. The catalysts 51 and 52 purify the exhaust gas flowing out from the cylinders # 1, # 3, # 5, and # 7 and flow it downstream.

ブランチパイプ21は、第1気筒#1の排気ポート11に接続する。   The branch pipe 21 is connected to the exhaust port 11 of the first cylinder # 1.

ブランチパイプ23は、第3気筒#3の排気ポート13に接続する。ブランチパイプ23は、集合部20Rでブランチパイプ21に合流する。このブランチパイプ23には、排気干渉を抑制する突起60(図5)が内壁に形成される。この突起60の詳細については、後述する。   The branch pipe 23 is connected to the exhaust port 13 of the third cylinder # 3. The branch pipe 23 merges with the branch pipe 21 at the collecting portion 20R. The branch pipe 23 is formed with a protrusion 60 (FIG. 5) on the inner wall for suppressing exhaust interference. Details of the protrusion 60 will be described later.

ブランチパイプ25は、第5気筒#5の排気ポート15に接続する。   The branch pipe 25 is connected to the exhaust port 15 of the fifth cylinder # 5.

ブランチパイプ27は、第7気筒#7の排気ポート17に接続する。ブランチパイプ27は、集合部20Rでブランチパイプ25に合流する。   The branch pipe 27 is connected to the exhaust port 17 of the seventh cylinder # 7. The branch pipe 27 joins the branch pipe 25 at the gathering portion 20R.

排気管32は、下流側の集合部である合流部30Rで排気管31に合流する。排気管32と合流した排気管31は、フロントパイプ41に接続する。   The exhaust pipe 32 joins the exhaust pipe 31 at a joining part 30R that is a downstream gathering part. The exhaust pipe 31 that merges with the exhaust pipe 32 is connected to the front pipe 41.

一方、左バンク10Lには、第2気筒#2、第4気筒#4、第6気筒#6、第8気筒#8の4つの気筒が直列に配置される。左バンク10Lのシリンダヘッドには、第2気筒#2に連通する排気ポート12と、第4気筒#4に連通する排気ポート14と、第6気筒#6に連通する排気ポート16と、第8気筒#8に連通する排気ポート18とが形成される。左バンク10Lのシリンダヘッド側部には、気筒#2、#4、#6、#8から流出した排気を集合する排気マニホールド2Lが設置される。   On the other hand, in the left bank 10L, four cylinders of the second cylinder # 2, the fourth cylinder # 4, the sixth cylinder # 6, and the eighth cylinder # 8 are arranged in series. The cylinder head of the left bank 10L includes an exhaust port 12 communicating with the second cylinder # 2, an exhaust port 14 communicating with the fourth cylinder # 4, an exhaust port 16 communicating with the sixth cylinder # 6, and an eighth An exhaust port 18 communicating with the cylinder # 8 is formed. An exhaust manifold 2L that collects the exhaust gas flowing out from the cylinders # 2, # 4, # 6, and # 8 is installed on the cylinder head side portion of the left bank 10L.

排気マニホールド2Lは、ブランチパイプ22、24、26、28を備える。排気マニホール2Lは、右バンク10Rの排気マニホールド2Rの構成とほぼ同様であるので、排気マニホールド2Rとの相違点について説明する。   The exhaust manifold 2L includes branch pipes 22, 24, 26, and 28. Since the exhaust manifold 2L is substantially the same as the configuration of the exhaust manifold 2R of the right bank 10R, differences from the exhaust manifold 2R will be described.

排気マニホール2Lは、ブランチパイプ22、24、26、28の集合の仕方において排気マニホールド2Rと相違する。   The exhaust manifold 2L is different from the exhaust manifold 2R in the manner in which the branch pipes 22, 24, 26, and 28 are assembled.

ブランチパイプ22は、第2気筒#2の排気ポート12に接続する。排気マニホールド2Lでは、ブランチパイプ22の内壁に、排気干渉を抑制する突起60(図5)が形成される。この突起60の詳細については、後述する。   The branch pipe 22 is connected to the exhaust port 12 of the second cylinder # 2. In the exhaust manifold 2 </ b> L, a protrusion 60 (FIG. 5) that suppresses exhaust interference is formed on the inner wall of the branch pipe 22. Details of the protrusion 60 will be described later.

ブランチパイプ26は、第6気筒#6の排気ポート16に接続する。排気マニホールド2Lでは、このブランチパイプ26が、集合部20Lでブランチパイプ22に合流する。   The branch pipe 26 is connected to the exhaust port 16 of the sixth cylinder # 6. In the exhaust manifold 2L, the branch pipe 26 joins the branch pipe 22 at the gathering portion 20L.

ブランチパイプ24は、第4気筒#4の排気ポート14に接続する。   The branch pipe 24 is connected to the exhaust port 14 of the fourth cylinder # 4.

ブランチパイプ28は、第8気筒#8の排気ポート18に接続する。ブランチパイプ24は、集合部20Rでブランチパイプ24に合流する。   The branch pipe 28 is connected to the exhaust port 18 of the eighth cylinder # 8. The branch pipe 24 merges with the branch pipe 24 at the gathering portion 20R.

そして、排気マニホールド2Lは、排気浄化用の触媒53を介して排気管33に接続され、触媒54を介して排気管34に接続する。   The exhaust manifold 2L is connected to the exhaust pipe 33 via the exhaust purification catalyst 53 and connected to the exhaust pipe 34 via the catalyst 54.

上記したV型8気筒エンジン1の各気筒から流出する排気の流れについて、以下説明する。   The flow of exhaust gas flowing out from each cylinder of the V-type 8-cylinder engine 1 will be described below.

V型8気筒エンジン1の右バンク10Rでは、気筒#1、#3から流出した排気は、ブランチパイプ21、23を流れ、集合部20Rで合流し、触媒51で浄化されて排気管31に流れる。また、気筒#5、#7から流出した排気は、ブランチパイプ25、27を流れ、集合部20Rで合流し、触媒52で浄化されて排気管32に流れる。排気管32を通った排気は、合流部30Rで排気管31に合流し、フロントパイプ41へ流れ込み、大気に放出される。   In the right bank 10R of the V-type 8-cylinder engine 1, the exhaust gas flowing out from the cylinders # 1 and # 3 flows through the branch pipes 21 and 23, joins at the collecting portion 20R, is purified by the catalyst 51, and flows into the exhaust pipe 31. . Further, the exhaust gas flowing out from the cylinders # 5 and # 7 flows through the branch pipes 25 and 27, joins at the collecting portion 20R, is purified by the catalyst 52, and flows into the exhaust pipe 32. The exhaust gas that has passed through the exhaust pipe 32 joins the exhaust pipe 31 at the junction 30R, flows into the front pipe 41, and is released to the atmosphere.

一方、左バンク10Lの気筒#2、#6からの排気はブランチパイプ22、26を流れ、集合部20Lで合流し、触媒53で浄化されて排気管33に流れる。また、気筒#4、#8からの排気はブランチパイプ24、28を流れ、集合部20Lで集合し、触媒54で浄化されて排気管34に流れる。排気管34を通った排気は合流部30Lで排気管33に合流し、フロントパイプ42へ流れ込む。そして、フロントパイプ42へ流れ込んだ排気はフロントパイプ41に合流し、大気に放出される。   On the other hand, the exhaust from the cylinders # 2 and # 6 of the left bank 10L flows through the branch pipes 22 and 26, joins at the collecting portion 20L, is purified by the catalyst 53, and flows to the exhaust pipe 33. Further, the exhaust from the cylinders # 4 and # 8 flows through the branch pipes 24 and 28, collects at the collecting portion 20L, is purified by the catalyst 54, and flows into the exhaust pipe 34. The exhaust gas that has passed through the exhaust pipe 34 joins the exhaust pipe 33 at the junction 30L and flows into the front pipe 42. The exhaust gas flowing into the front pipe 42 joins the front pipe 41 and is released to the atmosphere.

次に、本実施形態に係るV型8気筒エンジン1の各気筒の点火順序と排気間隔との関係について説明する。   Next, the relationship between the ignition sequence of each cylinder of the V-type 8-cylinder engine 1 according to this embodiment and the exhaust interval will be described.

図2は、本実施形態のV型8気筒エンジン1の各気筒#1〜#8の点火順序と、そのときの排気間隔とを示す図である。   FIG. 2 is a diagram showing the ignition order of the cylinders # 1 to # 8 of the V-type 8-cylinder engine 1 of the present embodiment and the exhaust interval at that time.

図2に示す通り、V型8気筒エンジン1の点火順序は、第1気筒#1→第8気筒#8→第7気筒#7→第3気筒#3→第6気筒#6→第5気筒#5→第4気筒#4→第2気筒#2→第1気筒#1→・・・である。このように、点火順序が各バンク10R、10Lの気筒に交互に振り分けられていないため、その点火間隔は各バンク10L、10Rでは不等間隔となる。つまり、排気の所定の集合段階で、各気筒の点火順序が不等間隔で連続している。以下、説明の容易のため、右バンク10Rの気筒#1、#3、#5、#7からの排気の流れを中心に説明する。   As shown in FIG. 2, the ignition order of the V-type 8-cylinder engine 1 is as follows: first cylinder # 1 → 8th cylinder # 8 → 7th cylinder # 7 → 3rd cylinder # 3 → 6th cylinder # 6 → 5th cylinder # 5 → 4th cylinder # 4 → 2nd cylinder # 2 → 1st cylinder # 1 →... Thus, since the ignition order is not alternately distributed to the cylinders of the banks 10R and 10L, the ignition intervals are unequal between the banks 10L and 10R. In other words, the firing order of each cylinder continues at unequal intervals at a predetermined collection stage of exhaust. Hereinafter, for ease of explanation, the explanation will focus on the flow of exhaust from the cylinders # 1, # 3, # 5, and # 7 of the right bank 10R.

本実施形態のV型8気筒エンジン1のクランクシャフトはダブルプレーンタイプであるため、右バンク10Rの各気筒#1、#3、#5、#7の点火間隔は、第1気筒#1→第7気筒#7で180°、第7気筒#7→第3気筒#3で90°、第3気筒#3→第5気筒#5で180°、第5気筒#5→第1気筒#1で270°となる。そして、点火から一定期間をおいて排気行程で排気が排気されるので、第1気筒#1から排気された後に180°遅れて第7気筒#7から排気され、それから90°遅れて第3気筒#3から排気され、それから180°遅れて第5気筒#5から排気され、それから270°遅れて第1気筒#1から排気され・・・を繰返し、点火間隔と対応した排気間隔となる。したがって、排気は、排気行程において間欠的に気筒#1、#3、#5、#7から流出する。   Since the crankshaft of the V-type 8-cylinder engine 1 of the present embodiment is a double plane type, the ignition intervals of the cylinders # 1, # 3, # 5, and # 7 in the right bank 10R are the first cylinder # 1 → the first cylinder. 180 ° for 7 cylinder # 7, 90 ° for 7th cylinder # 7 → 3rd cylinder # 3, 180 ° for 3rd cylinder # 3 → 5th cylinder # 5, 5th cylinder # 5 → 1st cylinder # 1 270 °. Then, since the exhaust is exhausted in the exhaust stroke after a certain period from ignition, after exhausting from the first cylinder # 1, it is exhausted from the seventh cylinder # 7 with a delay of 180 °, and after that, the third cylinder is delayed by 90 ° Exhaust from # 3, 180 ° later than the fifth cylinder # 5, then 270 ° later from the first cylinder # 1, and so on are repeated to obtain an exhaust interval corresponding to the ignition interval. Therefore, the exhaust gas flows out of the cylinders # 1, # 3, # 5, and # 7 intermittently in the exhaust stroke.

このように、高温・高圧の排気が各気筒#1、#3、#5、#7から流出すると、排気ポート11、13、15、17内には圧力波(以下「ブローダウン圧力波」という。)が形成される。そして、このブローダウン圧力波は脈動となって、排気マニホールド2Rのブランチパイプ21、23、25、27に伝播する。このように、一の気筒で形成されたブローダウン圧力波は、図1に示す排気マニホールド2Rの集合部20Rや排気管31の合流部30Rで通路内壁に衝突し、その一部が反射波として他の気筒と接続する排気管及びブランチパイプを下流側から上流側に向けて逆流する。そのため、この逆流した反射波と、点火順序が連続する2気筒のうち点火が遅い方の気筒からの排気のブローダウン圧力波とが相互に干渉(以下「排気干渉」という。)する。   As described above, when high-temperature and high-pressure exhaust flows from the cylinders # 1, # 3, # 5, and # 7, pressure waves (hereinafter referred to as “blowdown pressure waves”) are formed in the exhaust ports 11, 13, 15, and 17. .) Is formed. The blowdown pressure wave is pulsated and propagates to the branch pipes 21, 23, 25, 27 of the exhaust manifold 2R. In this way, the blowdown pressure wave formed in one cylinder collides with the inner wall of the passage at the collecting portion 20R of the exhaust manifold 2R and the merging portion 30R of the exhaust pipe 31 shown in FIG. An exhaust pipe and a branch pipe connected to other cylinders flow backward from the downstream side toward the upstream side. Therefore, the reflected wave that flows backward and the blow-down pressure wave of the exhaust from the cylinder with the slower ignition of the two cylinders in which the ignition sequence is continuous interfere with each other (hereinafter referred to as “exhaust interference”).

つまり、右バンク10Rでは、第7気筒#7と第3気筒の点火順序が連続し、点火間隔が90°と近くなり、第7気筒#7の排気から遅れて上流側の第3気筒#3から排気される。そのため、第7気筒#7からのブローダウン圧力波の反射波と、第3気筒#3からの排気のブローダウン圧力波とが排気干渉し、第3気筒#3の排気ポート13内の排圧が高くなる。   That is, in the right bank 10R, the ignition order of the seventh cylinder # 7 and the third cylinder is continuous, the ignition interval is close to 90 °, and the upstream third cylinder # 3 is delayed from the exhaust of the seventh cylinder # 7. Exhausted from. Therefore, the reflected wave of the blowdown pressure wave from the seventh cylinder # 7 and the blowdown pressure wave of the exhaust from the third cylinder # 3 interfere with exhaust, and the exhaust pressure in the exhaust port 13 of the third cylinder # 3. Becomes higher.

同様に、左バンク10Lでは、第4気筒#4と第2気筒#2の点火順序が連続するので、点火間隔が90°と近くなり、第4気筒#4からのブローダウン圧力波の反射波と上流側の第2気筒#2から流出する排気のブローダウン圧力波とが排気干渉し、第2気筒#2に接続する排気ポート12内の排圧が高くなる。   Similarly, in the left bank 10L, since the ignition order of the fourth cylinder # 4 and the second cylinder # 2 is continuous, the ignition interval is close to 90 °, and the reflected wave of the blowdown pressure wave from the fourth cylinder # 4 And the blowdown pressure wave of the exhaust gas flowing out from the upstream second cylinder # 2 cause the exhaust interference, and the exhaust pressure in the exhaust port 12 connected to the second cylinder # 2 increases.

このように、排気干渉によって排気ポート12、13内の排圧が高くなると排気効率が低下する。すると、吸気行程での第2気筒#2及び第3気筒#3での吸気の充填効率が低下し、出力特性が低下するという問題が生じる。   Thus, when the exhaust pressure in the exhaust ports 12 and 13 increases due to exhaust interference, the exhaust efficiency decreases. Then, the charging efficiency of the intake air in the second cylinder # 2 and the third cylinder # 3 in the intake stroke is lowered, and there is a problem that the output characteristics are lowered.

そこで、本実施形態のV型8気筒エンジン1では、同一バンク内において点火間隔が近く、排気干渉が生じる気筒#2、#3の吸気ポート12、13と接続するブランチパイプ22、23の内部に反射波の逆流を減少させる段付き(反射波の一部を偏向する偏向部)を有する突起を形成する。   Therefore, in the V-type 8-cylinder engine 1 of the present embodiment, the ignition interval is close in the same bank, and inside the branch pipes 22 and 23 connected to the intake ports 12 and 13 of the cylinders # 2 and # 3 where exhaust interference occurs. A protrusion having a step (a deflecting portion for deflecting a part of the reflected wave) that reduces the backflow of the reflected wave is formed.

図3は、ブランチパイプに形成される突起の構成を示す。   FIG. 3 shows a configuration of protrusions formed on the branch pipe.

図3(A)は、右バンク10Rの第3気筒#3の排気ポート13に接続するブランチパイプ23に形成される突起60を示す。図3(B)は、その突起60の作用を示す。   FIG. 3A shows a protrusion 60 formed on the branch pipe 23 connected to the exhaust port 13 of the third cylinder # 3 of the right bank 10R. FIG. 3B shows the operation of the protrusion 60.

なお、左バンク10Lの第2気筒#2の排気ポート12と接続するブランチパイプ22に形成される突起60も同様の構成であるため、説明の便宜上省略する。   Note that the projection 60 formed on the branch pipe 22 connected to the exhaust port 12 of the second cylinder # 2 of the left bank 10L has the same configuration, and is therefore omitted for convenience of description.

図3(A)に示すように、突起60は、右バンク10Rの排気ポート13に接続するブランチパイプ23の内壁に突出形成される。突起60は、ブランチパイプ23の内径を排気流れ方向に徐々に狭くする縮径部61と、ブローダウン圧力波の反射波の逆流を減少させる段付き62とを備える。   As shown in FIG. 3A, the protrusion 60 is formed to protrude from the inner wall of the branch pipe 23 connected to the exhaust port 13 of the right bank 10R. The protrusion 60 includes a reduced diameter portion 61 that gradually narrows the inner diameter of the branch pipe 23 in the exhaust flow direction, and a stepped portion 62 that reduces the backflow of the reflected wave of the blowdown pressure wave.

突起60の縮径部61は、吸気の流れ方向に従ってブランチパイプ23の内径を徐々に狭くするように、ブランチパイプ23の途中に長さLで形成される。このようなテーパ形状にすることによって、ブランチパイプ23の一部に突起60を形成したことで増加する排気抵抗をできる限り抑制する。また、縮径部61の絞り率rは、縮径部61の最小内径とブランチパイプ23の内径とによって下記(1)式で表される。   The reduced diameter portion 61 of the protrusion 60 is formed with a length L in the middle of the branch pipe 23 so as to gradually narrow the inner diameter of the branch pipe 23 in accordance with the flow direction of the intake air. By adopting such a tapered shape, the exhaust resistance that is increased by forming the protrusion 60 on a part of the branch pipe 23 is suppressed as much as possible. The drawing ratio r of the reduced diameter portion 61 is expressed by the following equation (1) by the minimum inner diameter of the reduced diameter portion 61 and the inner diameter of the branch pipe 23.

Figure 2008031925
Figure 2008031925

突起60の段付き62は、ブランチパイプ23の内壁に対して垂直に突出形成される。この段付き62は、ブローダウン圧力波の反射波の逆流を減少して、排気干渉を抑制する。段付き62は、(1)式の絞り率rが大きくなるほどブランチパイプ23の内周壁からの突出量が大きくなり、反射波の逆流を減少する効果が向上する。   The stepped portion 62 of the protrusion 60 is formed so as to protrude perpendicular to the inner wall of the branch pipe 23. This stepped portion 62 reduces the backflow of the reflected wave of the blowdown pressure wave and suppresses exhaust interference. In the stepped portion 62, the amount of protrusion from the inner peripheral wall of the branch pipe 23 increases as the throttle ratio r in the equation (1) increases, and the effect of reducing the backflow of the reflected wave is improved.

なお、反射波の逆流を可能な限り低減するとともに排気時の排気抵抗の増加を小さくするために、突起60を形成する範囲Lは15mm程度、絞り率rは85%程度に設定することが望ましい。   In order to reduce the backflow of the reflected wave as much as possible and reduce the increase in exhaust resistance during exhaust, it is desirable to set the range L for forming the protrusion 60 to about 15 mm and the aperture ratio r to about 85%. .

右バンク10Rにおいて、第3気筒#3の90°前に点火された第7気筒#7からのブローダウン圧力波の反射波は、図3(B)に示すように、ブランチパイプ23の下流から上流に向かって逆流する。この反射波の一部は、矢印Aに示すように、突起60の段付き62に衝突して偏向する。そのため、反射波が突起60よりも上流側に逆流することが抑制される。これにより、排気ポート13において排気干渉が抑制されるので、排気ポート13の排圧の上昇が低減され、吸気行程における第3気筒#3の吸気の充填効率を向上させることができる。   In the right bank 10R, the reflected wave of the blowdown pressure wave from the seventh cylinder # 7 ignited 90 ° before the third cylinder # 3 is generated from the downstream of the branch pipe 23 as shown in FIG. Back flow upstream. A part of the reflected wave collides with the stepped portion 62 of the protrusion 60 and is deflected as indicated by an arrow A. Therefore, it is possible to suppress the reflected wave from flowing back upstream from the protrusion 60. As a result, exhaust interference is suppressed at the exhaust port 13, so that an increase in exhaust pressure at the exhaust port 13 is reduced, and the intake charging efficiency of the third cylinder # 3 in the intake stroke can be improved.

図4は、突起60による排気干渉の低減効果を示す図である。横軸はクランク角度を示し、縦軸は排気流量を示す。実線はブランチパイプ23に突起60を設置しない場合を示し、破線は本実施形態を示す。   FIG. 4 is a diagram showing the effect of reducing exhaust interference by the protrusion 60. The horizontal axis indicates the crank angle, and the vertical axis indicates the exhaust flow rate. A solid line indicates a case where the projection 60 is not provided on the branch pipe 23, and a broken line indicates the present embodiment.

実線に示すように、突起60をブランチパイプ23に形成しない場合は、排気バルブの開弁時期(以下「EVO」という。)の経過後すぐに排気流量が急激に増加する。その後、排気干渉の影響によって排気ポート13内の排圧が高くなるため、急激に排気流量が低下する。このように排気干渉の影響を受けると、排気の総流出量が低下するので、吸気の充填効率が低下し、出力特性が悪化する。   As shown by the solid line, when the protrusion 60 is not formed on the branch pipe 23, the exhaust gas flow rate rapidly increases immediately after the exhaust valve opening timing (hereinafter referred to as "EVO") elapses. Thereafter, the exhaust pressure in the exhaust port 13 increases due to the influence of the exhaust interference, and the exhaust flow rate rapidly decreases. In this way, when affected by exhaust interference, the total outflow amount of exhaust gas decreases, so that the charging efficiency of intake air decreases and the output characteristics deteriorate.

これに対して、突起60をブランチパイプ23に形成した場合は、突起60によって反射波の逆流が減少するので、破線に示すように、EVOの後すぐに排気流量が急激に増加した後に、排気干渉によって排気流量が急激に低下することが抑制され、排気がスムーズに排出される。そのため、第3気筒#3から流出する排気の総流出量が、突起60を形成しない場合よりも増加する。その結果、吸気行程での吸気の充填効率が向上して、出力特性の改善を図ることができる。   On the other hand, when the projection 60 is formed on the branch pipe 23, the backflow of the reflected wave is reduced by the projection 60. Therefore, as shown by the broken line, after the exhaust flow rate increases rapidly immediately after the EVO, A sudden drop in the exhaust flow rate due to the interference is suppressed, and the exhaust is discharged smoothly. Therefore, the total outflow amount of the exhaust gas flowing out from the third cylinder # 3 is increased as compared with the case where the protrusion 60 is not formed. As a result, the charging efficiency of the intake air in the intake stroke is improved, and the output characteristics can be improved.

上記の通り、ブランチパイプ23に突起60を形成すると排気干渉に起因する充填効率の低下は抑制することができるが、ブランチパイプ23内に突起60を形成したことによって排気流れが阻害され、僅かに排気抵抗が増加する。すると、突起60が形成される位置よりも上流側の排気ポート13の内部の排圧が増加し、吸気行程での吸気の充填効率が低下する。そこで、本実施形態では、突起60を第3気筒#3から離れた位置に形成して、突起60に起因する吸気の充填効率の悪化を抑制する
図5は、V型8気筒エンジン1の排気系において、突起60を形成する位置を示す図である。
As described above, when the projection 60 is formed on the branch pipe 23, the reduction in filling efficiency due to the exhaust interference can be suppressed. However, the formation of the projection 60 in the branch pipe 23 inhibits the exhaust flow, and slightly Exhaust resistance increases. Then, the exhaust pressure inside the exhaust port 13 on the upstream side of the position where the projection 60 is formed increases, and the intake charging efficiency in the intake stroke decreases. Therefore, in the present embodiment, the protrusion 60 is formed at a position away from the third cylinder # 3 to suppress the deterioration of the intake charging efficiency caused by the protrusion 60. FIG. It is a figure which shows the position which forms the processus | protrusion 60 in a type | system | group.

図5に示すように、突起60は、第3気筒#3から離れた位置、つまりブランチパイプ23の集合部20Rの近傍に形成される。好ましくは、下流端を絞って縮径部61としたブランチパイプ23を合流先の通路に接続して集合部20とし、段付き62より下流の通路が合流先の通路となるようにする。   As shown in FIG. 5, the protrusion 60 is formed at a position away from the third cylinder # 3, that is, in the vicinity of the collective portion 20R of the branch pipe 23. Preferably, the branch pipe 23 having a reduced diameter portion 61 by narrowing the downstream end is connected to the joining destination passage to form the gathering portion 20 so that the passage downstream from the stepped portion 62 becomes the joining destination passage.

なお、左バンク10Lについても、ブランチパイプ22の集合部20Lの近傍に突起60が形成されるが、説明は便宜上省略する。   Note that the protrusion 60 is also formed in the vicinity of the collective portion 20L of the branch pipe 22 in the left bank 10L, but the description is omitted for convenience.

このように、突起60をブランチパイプ23の集合部20Rの近傍に形成すると、第3気筒#3からの排気流出時の慣性効果を大きく維持できることが実験を通して確認されている。   As described above, it has been confirmed through experiments that when the projection 60 is formed in the vicinity of the gathering portion 20R of the branch pipe 23, the inertia effect at the time of exhaust flow from the third cylinder # 3 can be largely maintained.

排気流出時の慣性効果が大きくなると、排気が気筒から流出する時に生じる第3気筒#3内の負圧が大きくなるので、吸気の充填効率が向上する。したがって、ブランチパイプ23に突起60を形成することで排気抵抗が増加しても、吸気の充填効率の低下をできる限り抑制でき、出力特性の低下を抑制できる。   When the inertial effect at the time of exhaust gas outflow increases, the negative pressure in the third cylinder # 3 generated when the exhaust gas flows out of the cylinder increases, so that the intake charging efficiency is improved. Therefore, even if the exhaust resistance is increased by forming the projection 60 on the branch pipe 23, it is possible to suppress the reduction of the charging efficiency of the intake air as much as possible and suppress the decrease of the output characteristics.

以上により、本実施形態は下記の効果を得ることができる。   As described above, the present embodiment can obtain the following effects.

V型8気筒エンジン1において、排気干渉が生じる第2気筒#2の排気ポート12と接続するブランチパイプ22及び第3気筒#3の排気ポート13と接続するブランチパイプ23に突起60を形成する。突起60の段付き62は、ブランチパイプ22、23の下流から逆流するブローダウン圧力波の反射波の一部を偏向する。そのため、排気ポート12、13での排気干渉が抑制され、排気干渉に起因する排気ポート12、13の排圧上昇が抑制され、吸気行程での吸気の充填効率が向上する。   In the V-type 8-cylinder engine 1, projections 60 are formed on the branch pipe 22 connected to the exhaust port 12 of the second cylinder # 2 where exhaust interference occurs and the branch pipe 23 connected to the exhaust port 13 of the third cylinder # 3. The stepped portion 62 of the protrusion 60 deflects a part of the reflected wave of the blowdown pressure wave that flows backward from the downstream of the branch pipes 22 and 23. Therefore, exhaust interference at the exhaust ports 12 and 13 is suppressed, an increase in exhaust pressure at the exhaust ports 12 and 13 due to exhaust interference is suppressed, and intake charge efficiency in the intake stroke is improved.

また、突起60の縮径部61は、吸気の流れ方向に従ってブランチパイプ22、23の内径が徐々に狭くなるように形成されるので、排気時の排気抵抗の増加を可能な限り低減することができる。   Further, the reduced diameter portion 61 of the protrusion 60 is formed so that the inner diameters of the branch pipes 22 and 23 are gradually narrowed according to the flow direction of the intake air, so that the increase in exhaust resistance during exhaust can be reduced as much as possible. it can.

さらに、突起60はブランチパイプ22、23の集合部20R、20Lの近傍に形成するので、排気流出時の慣性効果を大きく維持できる。そのため、排気時に生じる気筒内の負圧を大きくすることができるので、突起60に起因する吸気の充填効率の低下を可能な限り抑制できる。   Furthermore, since the protrusion 60 is formed in the vicinity of the gathering portions 20R and 20L of the branch pipes 22 and 23, the inertial effect at the time of exhaust outflow can be largely maintained. Therefore, the negative pressure in the cylinder that is generated during exhaust can be increased, so that a reduction in intake charging efficiency caused by the protrusion 60 can be suppressed as much as possible.

このように、本実施形態では、ブランチパイプ22、23に突起60を形成するという簡素な構造であるため、突起60を形成するに際してレイアウト上の自由度が低下するということもない。   As described above, in the present embodiment, since the protrusion 60 is formed on the branch pipes 22 and 23, the degree of freedom in layout does not decrease when the protrusion 60 is formed.

本発明は上記した実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなし得ることは明白である。   It is obvious that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the technical idea.

例えば、本発明はV型8気筒エンジン1だけでなく、各気筒からの排気を集合させる排気通路を有する多気筒エンジンにおいて、点火順序が連続し、排気間隔が最も狭くなって排気干渉が生じる気筒に接続する排気通路に対しても本発明の思想を適用することができる。   For example, the present invention is not limited to the V-type 8-cylinder engine 1 but a multi-cylinder engine having an exhaust passage that collects exhaust from each cylinder. The idea of the present invention can also be applied to the exhaust passage connected to.

また、突起60の段付き63を設けるために、図6に示すように、ブランチパイプ23の一部に拡径部64を形成するようにしてもよい。この場合には、突起60に縮径部61を形成しないので、排気抵抗の増加を抑制することができる。   Further, in order to provide the stepped 63 of the protrusion 60, as shown in FIG. 6, an enlarged diameter portion 64 may be formed in a part of the branch pipe 23. In this case, since the reduced diameter portion 61 is not formed on the protrusion 60, an increase in exhaust resistance can be suppressed.

さらに、突起60は、ブランチパイプ22、23に形成するのではなく、排気管31、33等に形成するようにしてもよい。   Further, the protrusion 60 may be formed not on the branch pipes 22 and 23 but on the exhaust pipes 31 and 33.

図7は、V型8気筒エンジン1において、突起60を形成する位置を示す図である。   FIG. 7 is a diagram showing positions where the protrusions 60 are formed in the V-type 8-cylinder engine 1.

図7(A)に示す通り、突起60は、ブランチパイプ22、23に形成するのではなく、排気管31、33に形成するようにしてもよい。   As shown in FIG. 7A, the protrusion 60 may be formed not on the branch pipes 22 and 23 but on the exhaust pipes 31 and 33.

このように、排気管31、33に突起60を形成することによって、ブローダウン圧力波の反射波の一部を偏向して、反射波の逆流を減少させることができる。そのため、排気干渉による排圧の増加を抑制でき、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。   Thus, by forming the protrusions 60 on the exhaust pipes 31 and 33, a part of the reflected wave of the blowdown pressure wave can be deflected and the backflow of the reflected wave can be reduced. Therefore, an increase in exhaust pressure due to exhaust interference can be suppressed, and the same effect as in the first embodiment can be obtained.

この突起60は、気筒#2、#3から離れた排気管31、33の合流部30R、30Lの近傍に形成されるため、ブランチパイプ22、23にのみ突起60を形成する場合よりも、突起60に起因する排気抵抗の増加を抑制でき、吸気の充填効率低下を抑制することができる。   Since this protrusion 60 is formed in the vicinity of the merging portions 30R and 30L of the exhaust pipes 31 and 33 away from the cylinders # 2 and # 3, the protrusion 60 is formed more than the case where the protrusion 60 is formed only on the branch pipes 22 and 23. Thus, an increase in exhaust resistance due to 60 can be suppressed, and a decrease in intake charging efficiency can be suppressed.

また、図7(B)に示す通り、突起60は、ブランチパイプ22、23の集合部20R、20Lの近傍及び排気管31、33の合流部30R、30Lの近傍にそれぞれ形成するようにしてもよい。   Further, as shown in FIG. 7B, the protrusions 60 may be formed in the vicinity of the collecting portions 20R and 20L of the branch pipes 22 and 23 and in the vicinity of the merging portions 30R and 30L of the exhaust pipes 31 and 33, respectively. Good.

このように、ブランチパイプ22、23及び排気管31、33のそれぞれに突起60を形成することによって、ブローダウン圧力波の反射波の一部を偏向するため、ブランチパイプ22、23にのみ突起60を形成する場合よりも、反射波の逆流を抑制することができる。   In this way, by forming the protrusion 60 on each of the branch pipes 22 and 23 and the exhaust pipes 31 and 33, a part of the reflected wave of the blowdown pressure wave is deflected. The backflow of the reflected wave can be suppressed as compared with the case where the wave is formed.

この突起60は、ブランチパイプ22、23及び排気管31、33のそれぞれに形成されるため、排気抵抗が若干悪化するが、排気干渉による排圧増加の抑制効果はより向上するので、吸気の充填効率低下を抑制することができる。   Since the projection 60 is formed on each of the branch pipes 22 and 23 and the exhaust pipes 31 and 33, exhaust resistance is slightly deteriorated, but the effect of suppressing increase in exhaust pressure due to exhaust interference is further improved. A decrease in efficiency can be suppressed.

V型8気筒エンジンの排気系を示す図である。It is a figure which shows the exhaust system of a V type 8 cylinder engine. V型8気筒エンジンの各気筒の点火順序と排気間隔とを示す図である。It is a figure which shows the ignition order and exhaust interval of each cylinder of a V type 8 cylinder engine. ブランチパイプに形成される突起の構成を示す。The structure of the protrusion formed in the branch pipe is shown. 突起による排気干渉の低減効果を示す図である。It is a figure which shows the reduction effect of the exhaust interference by a protrusion. V型8気筒エンジンの排気系を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the exhaust system of a V type 8 cylinder engine. ブランチパイプに形成される突起の構成を示す。The structure of the protrusion formed in the branch pipe is shown. 突起を形成する位置を示す図である。It is a figure which shows the position which forms protrusion.

符号の説明Explanation of symbols

#1〜#8 第1気筒〜第8気筒
1 V型8気筒エンジン
2R、2L 排気マニホールド
10R 右バンク
10L 左バンク
11〜18 排気ポート
20R、20L 集合部
21〜28 ブランチパイプ(上流排気管)
30R、30L 合流部
31〜34 排気管(下流排気管)
41、42 フロントパイプ
51、52、53、54 触媒
60 突起
61 縮径部
62 段付き(偏向部)
63 拡径部
# 1 to # 8 1st cylinder to 8th cylinder 1 V-type 8-cylinder engine 2R, 2L Exhaust manifold 10R Right bank 10L Left bank 11-18 Exhaust ports 20R, 20L Collecting parts 21-28 Branch pipe (upstream exhaust pipe)
30R, 30L confluence 31-34 exhaust pipe (downstream exhaust pipe)
41, 42 Front pipes 51, 52, 53, 54 Catalyst 60 Projection 61 Reduced diameter part 62 Stepped (deflection part)
63 Expanded part

Claims (7)

多気筒エンジンの各気筒から排出される排気を集合して流す排気通路の排気通路構造であって、
排気の所定の集合段階で、前記各気筒の点火順序が不等間隔で連続し、排出される排気の間隔が最も短くなる2気筒のうち、後に点火される気筒からの排気を流す排気管に形成され、その排気の流れ方向に対して逆流する圧力波を偏向する偏向部を備える、
ことを特徴とする排気通路構造。
An exhaust passage structure of an exhaust passage that collects and exhausts exhaust discharged from each cylinder of a multi-cylinder engine,
An exhaust pipe through which exhaust from the cylinder to be ignited later is flown out of the two cylinders in which the ignition sequence of the cylinders continues at unequal intervals and the interval of exhaust exhaust is the shortest at a predetermined collection stage of exhaust. A deflection unit configured to deflect a pressure wave that is formed and flows backward with respect to the flow direction of the exhaust gas;
An exhaust passage structure characterized by that.
前記多気筒エンジンはV型8気筒エンジンであって、
前記後に点火される気筒は、同一バンク内において先に点火される気筒の点火後90degCAの間隔で点火する気筒である、
ことを特徴とする請求項1に記載の排気通路構造。
The multi-cylinder engine is a V-type 8-cylinder engine,
The cylinder that is ignited later is a cylinder that ignites at intervals of 90 deg CA after ignition of the cylinder that is ignited first in the same bank.
The exhaust passage structure according to claim 1.
前記排気管は、
前記後に点火される気筒と接続する第1の上流排気管と、
前記排出される排気の間隔が最も短くなる2気筒とは異なる同一バンク内の気筒からの排気を前記第1の上流排気管に集合する第2の上流排気管と、
前記第1の上流排気管の排気流れ方向の下流に接続され、その第1の上流排気管と前記第2の上流排気管からの排気を流す下流排気管と、
を備え、
前記偏向部は、前記第1の上流排気管又は前記下流排気管のいずれか一方又は両方に形成される、
ことを特徴とする請求項2に記載の排気通路構造。
The exhaust pipe is
A first upstream exhaust pipe connected to the cylinder that is subsequently ignited;
A second upstream exhaust pipe that collects exhaust from the cylinders in the same bank different from the two cylinders in which the interval of the exhaust exhaust is the shortest in the first upstream exhaust pipe;
A downstream exhaust pipe that is connected downstream of the first upstream exhaust pipe in the exhaust flow direction and flows exhaust gas from the first upstream exhaust pipe and the second upstream exhaust pipe;
With
The deflection unit is formed in either one or both of the first upstream exhaust pipe and the downstream exhaust pipe.
The exhaust passage structure according to claim 2.
前記偏向部は、前記排気管の一部を拡径することによって形成される、
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか一つに記載の排気通路構造。
The deflection unit is formed by expanding a part of the exhaust pipe.
The exhaust passage structure according to any one of claims 1 to 3, wherein:
前記偏向部は、前記排気管の内径側に突出形成される、
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか一つに記載の排気通路構造。
The deflecting portion is formed to protrude toward the inner diameter side of the exhaust pipe.
The exhaust passage structure according to any one of claims 1 to 3, wherein:
前記偏向部は、前記排気管の一部の内径を排気の流れ方向に従って徐々に縮径する縮径部を備える、
ことを特徴とする請求項5に記載の排気通路構造。
The deflection unit includes a reduced diameter part that gradually reduces the inner diameter of a part of the exhaust pipe according to the flow direction of the exhaust gas.
The exhaust passage structure according to claim 5.
前記偏向部は、排気が集合する集合部の近傍に形成される、
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか一つに記載の排気通路構造。
The deflecting portion is formed in the vicinity of a collecting portion where exhaust collects.
The exhaust passage structure according to any one of claims 1 to 5, characterized in that:
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