JP2013002302A - 内燃機関の排気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バイパス通路から排気ガスをスムーズに排出する。
【解決手段】第１スクロール通路２４１及び第２スクロール通路２４２からタービンホイール２１へ排気ガスを供給する排気ガス通路をバイパスして、それぞれ、排気ガス出口通路に接続される第１バイパス通路２７１及び第２バイパス通路２７２（バイパス通路２７）と、バイパス通路２７の出口端面に弁体を開放又は圧着することによって、バイパス通路２７を開閉するウエストゲートバルブ２８と、を備え、バイパス通路２７の出口端面２９のうち、バイパス通路２７の外周面を構成する外周壁２７４の出口端面である外周壁端面２９４が、円周状に形成され、バイパス通路２７の境界に形成される隔壁２７３の出口端面である隔壁端面２９３が、Ｓ字形状に形成され、その両端が外周壁端面２９４に接続されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、タービンホイールの周囲に２つのスクロール通路が形成されたツインスクロール型の過給機を備える内燃機関の排気装置に関する。

従来、車両に搭載されるエンジンの排気干渉を避けると共に、タービンホイールの回転効率を高めるために、タービンホイールの周囲に２つのスクロール通路が形成されたツインスクロール型のターボチャージャが知られている。

また、ツインスクロール型のターボチャージャにおいては、タービンホイールへ供給する排気ガスの量を調整するために、上記２つのスクロール通路からタービンホイールへ排気ガスを供給する排気ガス通路をバイパスして、それぞれ、排気ガス出口通路に接続される２つのバイパス通路が形成され、この２つのバイパス通路を開閉するウエストゲートバルブが設けられている（特許文献１参照）。

特開２００６−３４８８９４号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のツインスクロール型のターボチャージャでは、上記バイパス通路において圧力損失が発生するため、始動時の触媒暖機に要する期間が増大するという課題があった。この圧力損失は、主に、上記２つのバイパス通路の境界に形成された隔壁に、上記バイパス通路を流れる排気ガスが衝突して乱流が発生することに起因するものである。

すなわち、エンジンの始動時には、熱容量の大きいタービンホイールを回避して、ウエストゲートバルブを開状態とし上記バイパス通路を経由して触媒に向けて排気ガスを排出することによって触媒を暖機するのであるが、上記バイパス通路における圧力損失が大きい程、触媒に向けて排出される排気ガスの圧力（流量）が低下するため、触媒暖機に要する期間が増大するのである。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、バイパス通路から排気ガスをスムーズに排出することが可能な内燃機関の排気装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明に係る内燃機関の排気装置は、以下のように構成されている。

すなわち、本発明に係る内燃機関の排気装置は、タービンホイールの周囲に２つのスクロール通路が形成されたツインスクロール型の過給機を備える内燃機関の排気装置であって、前記２つのスクロール通路から前記タービンホイールへ排気ガスを供給する排気ガス通路をバイパスして、それぞれ、排気ガス出口通路に接続される２つのバイパス通路と、前記２つのバイパス通路の出口端面に弁体を開放又は圧着することによって、前記２つのバイパス通路を開閉するウエストゲートバルブと、を備え、前記２つのバイパス通路の出口端面のうち、前記２つのバイパス通路の外周面を構成する外周壁の出口端面が、略円周状に形成され、前記２つのバイパス通路の境界に形成される隔壁の出口端面が、前記外周壁の出口端面と２点において接続され、少なくとも一方側のバイパス通路に対して突出した曲線を含む線状に形成されていることを特徴としている。

かかる構成を備える内燃機関の排気装置によれば、前記２つのスクロール通路内の排気ガスは、２つのバイパス通路を介して、前記タービンホイールへ排気ガスを供給する排気ガス通路をそれぞれバイパスして、排気ガス出口通路に排出可能に構成されている。また、ウエストゲートバルブが、前記２つのバイパス通路の出口端面に弁体を開放又は圧着することによって、前記２つのバイパス通路を開閉する。そして、前記２つのバイパス通路の出口端面のうち、前記２つのバイパス通路の外周面を構成する外周壁の出口端面が、略円周状に形成されているため、ウエストゲートバルブをコンパクトな構成で実現することができる。また、前記２つのバイパス通路の境界に形成される隔壁の出口端面が、前記外周壁の出口端面と２点において接続され、少なくとも一方側のバイパス通路に対して突出した曲線を含む線状に形成されているため、バイパス通路から排気ガスをスムーズに排出することができる。よって、触媒暖機に要する期間を短縮することができる。

すなわち、前記２つのバイパス通路の境界に形成された隔壁に、前記２つのバイパス通路のうち、一方のバイパス通路を流れる排気ガスが衝突して乱流が発生する場合に、前記２つのバイパス通路の境界に形成される隔壁の出口端面を、他方のバイパス通路に対して突出した曲線を含む線状に形成することによって、乱流の発生を防止することができるため、バイパス通路から排気ガスをスムーズに排出することができるのである。

また、本発明に係る内燃機関の排気装置は、前記２つのバイパス通路の境界に形成される隔壁の出口端面が、略Ｓ字形状に形成され、その両端が前記外周壁の出口端面に接続されていることが好ましい。

かかる構成を備える内燃機関の排気装置によれば、前記２つのバイパス通路の境界に形成される隔壁の出口端面が、略Ｓ字形状に形成され、その両端が前記外周壁の出口端面に接続されているため、バイパス通路から排気ガスを更にスムーズに排出することができる。よって、触媒暖機に要する期間を更に短縮することができる。また、排気熱によって隔壁が膨張した場合に、隔壁端部に作用する応力を低減することができる。

また、本発明に係る内燃機関の排気装置は、前記排気ガス出口通路に配設された触媒を更に備え、前記２つのバイパス通路が、当該２つのバイパス通路から排出された排気ガスを、それぞれ、前記触媒に向けて排出するべく形成されていることが好ましい。

かかる構成を備える内燃機関の排気装置によれば、触媒が前記排気ガス出口通路に配設されており、前記２つのバイパス通路が、当該２つのバイパス通路から排出された排気ガスを、それぞれ、前記触媒に向けて排出するべく形成されているため、触媒暖機に要する期間を更に短縮することができる。

また、本発明に係る内燃機関の排気装置は、前記排気ガス出口通路に配設された排気センサを更に備え、前記２つのバイパス通路が、当該２つのバイパス通路から排出された排気ガスを、それぞれ、前記排気センサに向けて排出するべく形成されていることが好ましい。

かかる構成を備える内燃機関の排気装置によれば、前記２つのバイパス通路が、当該２つのバイパス通路から排出された排気ガスを、それぞれ、前記排気センサに向けて排出するべく形成されているため、排気センサにおける検出感度を高めることができる。よって、エンジンの制御精度を更に向上することができるので、燃費を更に向上すると共に、排気ガス中の規制物質の排出量を更に低減することができる。

また、本発明に係る内燃機関の排気装置は、前記排気センサが、前記ウエストゲートバルブの下流側の近接した位置に配設されていることが好ましい。

かかる構成を備える内燃機関の排気装置によれば、前記排気センサが、前記ウエストゲートバルブの下流側の近接した位置に配設されているため、排気センサにおける検出感度を更に高めることができる。よって、エンジンの制御精度を更に向上することができるので、燃費を更に向上すると共に、排気ガス中の規制物質の排出量を更に低減することができる。

本発明に係る内燃機関の排気装置によれば、前記２つのスクロール通路内の排気ガスは、２つのバイパス通路を介して、前記タービンホイールへ排気ガスを供給する排気ガス通路をそれぞれバイパスして、排気ガス出口通路に排出可能に構成されている。また、ウエストゲートバルブが、前記２つのバイパス通路の出口端面に弁体を開放又は圧着することによって、前記２つのバイパス通路を開閉する。そして、前記２つのバイパス通路の出口端面のうち、前記２つのバイパス通路の外周面を構成する外周壁の出口端面が、略円周状に形成され、前記２つのバイパス通路の境界に形成される隔壁の出口端面が、前記外周壁の出口端面と２点において接続され、少なくとも一方側のバイパス通路に対して突出した曲線を含む線状に形成されているため、バイパス通路から排気ガスをスムーズに排出することができる。

本発明に係る内燃機関の排気装置が配設される吸排気系統の構成の一例を示す構成図である。 スクロール通路及び排気ガス出口通路の外観の一例を示す側面図である。 図２のＢ−Ｂ断面の一例を示す断面図である。 図２のＡ−Ａ断面の一例を示す断面図である。 図４のＣ−Ｃ断面の一例を示す断面図である。 バイパス通路の出口端面の一例を示す図である。 圧力損失の変化の一例を示すグラフである。 バイパス通路の出口端面の他の一例を示す図である。 バイパス通路の出口端面の更に他の一例を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

−エンジン１の吸排気系統−
図１は、本発明に係る内燃機関の排気装置が配設される吸排気系統の構成の一例を示す構成図である。まず、図１を参照してエンジン１の吸排気系統の全体構成について説明する。エンジン１は、例えば、４気筒（１番気筒〜４番気筒）のガソリンエンジンであって、シリンダヘッドに、各気筒に吸入空気を分配するためのインテークマニホールド２が接続されている。ここで、エンジン１は、特許請求の範囲に記載の「内燃機関」に相当する。

インテークマニホールド２の入口には、空気を大気中から取り込んでインテークマニホールド２に導く吸気通路４が接続されている。また、吸気通路４の入口にはエアクリーナ５が配設されている。また、インテークマニホールド２の上流側（吸気流れの上流側）には、エンジン１の吸入空気量を調整するスロットルバルブ６が配設されている。

一方、エンジン１の各気筒（１番気筒〜４番気筒）からの排気ガスは、各気筒の排気ポートから、それぞれ、１番排気通路３１〜４番排気通路３４に排出される。また、１番排気通路３１と４番排気通路３４とは、下流側で合流して第１中継通路３５に接続される。更に、２番排気通路３２と３番排気通路３３とは、下流側で合流して第２中継通路３６に接続される。なお、１番排気通路３１〜４番排気通路３４、第１中継通路３５、及び、第２中継通路３６が、エキゾーストマニホールドを構成している。

第１中継通路３５及び第２中継通路３６は、それぞれ、第１スクロール通路２４１及び第２スクロール通路２４２（図２、図３参照）に接続されている。また、第１スクロール通路２４１及び第２スクロール通路２４２は、特許請求の範囲に記載の「２つのスクロール通路」に相当する。第１スクロール通路２４１及び第２スクロール通路２４２（図２、図３参照）からタービンホイール２１に供給された排気ガスは、排気ガス出口通路８に排出される。

排気ガス出口通路８には、図２に示すように、後述するウエストゲートバルブ２８の下流側の近接した位置に、側面（図２の紙面手前側）から挿入される態様でＡ／Ｆセンサ８１が配設されている。Ａ／Ｆセンサ８１は、第１スクロール通路２４１及び第２スクロール通路２４２からタービンホイール２１を介して排出される排気ガスと、後述するウエストゲートバルブ２８が開状態である場合に、第１バイパス通路２７１及び第２バイパス通路２７２から排出される排気ガスとの空燃比を検出するセンサである。Ａ／Ｆセンサ８１は、特許請求の範囲に記載の排気センサに相当する。

また、排気ガス出口通路８の下流側には、三元触媒９が接続されている。三元触媒９は、エンジン１から排気ガス出口通路８に排出された排気ガス中のＣＯ、ＨＣの酸化及びＮＯｘの還元を行うことによって、それらを無害なＣＯ₂、Ｈ₂Ｏ、Ｎ₂とすることで排気ガスの浄化するものである。ここで、三元触媒９は、特許請求の範囲に記載の「触媒」に相当する。

本実施形態では、エンジン１が、ガソリンエンジンであって、触媒が三元触媒９である場合について説明するが、エンジン１が、ディーゼルエンジンであって、触媒がＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）等である形態でもよい。

−ターボチャージャ２０−
エンジン１の吸排気系統には、ターボチャージャ２０が配設されている。ターボチャージャ２０は、タービンホイール２１、コンプレッサインペラ２２、及び、連結シャフト２３を備えている。タービンホイール２１は、第１中継通路３５及び第２中継通路３６の下流側端部に接続されたタービンハウジング２４内に配設され、排気のエネルギによって回転駆動される。コンプレッサインペラ２２は、吸気通路４に配設される。連結シャフト２３は、タービンホイール２１とコンプレッサインペラ２２とを一体に連結するものである。ここで、ターボチャージャ２０は、特許請求の範囲に記載の「過給機」に相当する。

タービンハウジング２４に配設されたタービンホイール２１が排気のエネルギによって回転駆動され、これに伴って吸気通路４に配設されたコンプレッサインペラ２２が回転駆動される。そして、コンプレッサインペラ２２の回転によって、吸入空気が過給され、エンジン１の各気筒の燃焼室に過給空気が強制的に送り込まれる。なお、コンプレッサインペラ２２の下流側（吸気流れの下流側）の吸気通路４には、コンプレッサインペラ２２によって過給された空気を冷却するインタークーラ７が介設されている。

−バイパス通路２７、及び、ウエストゲートバルブ２８−
第１中継通路３５及び第２中継通路３６の下流側端部（図２、図３参照）には、タービンホイール２１へ排気ガスを供給する排気ガス通路（ここでは、第１スクロール通路２４１及び第２スクロール通路２４２）をバイパスして、それぞれ、排気ガス出口通路８に接続される第１バイパス通路２７１及び第２バイパス通路２７２が接続されている。ここで、第１バイパス通路２７１及び第２バイパス通路２７２は、特許請求の範囲に記載の「２つのバイパス通路」に相当する。

また、第１バイパス通路２７１及び第２バイパス通路２７２の出口端面２９（図３〜図５参照）には、ウエストゲートバルブ２８が開閉自在に配設されている。ウエストゲートバルブ２８は、第１バイパス通路２７１及び第２バイパス通路２７２を開閉するバルブであって、板状の弁体を出口端面２９（図３〜図５参照）に開放又は圧着することによって、第１バイパス通路２７１及び第２バイパス通路２７２を開閉するものである。なお、ウエストゲートバルブ２８は、図略の駆動機構によって開閉駆動され、この駆動機構は、図略のＥＣＵ（Electronic Control Unit）からの指示に従ってウエストゲートバルブ２８を開閉駆動する。

図２は、第１スクロール通路２４１、第２スクロール通路２４２及び排気ガス出口通路８の外観の一例を示す側面図である。図３は、図２のＢ−Ｂ断面の一例を示す断面図である。図４は、図２のＡ−Ａ断面の一例を示す断面図である。図５は、図４のＣ−Ｃ断面の一例を示す断面図である。以下、図２〜図５を参照して、スクロール通路２４１、２４２、バイパス通路２７１、２７２、及び、ウエストゲートバルブ２８について説明する。

まず、図２、図３に示すように、第１スクロール通路２４１及び第２スクロール通路２４２は、タービンハウジング２４においてタービンホイール２１の周囲に形成されている。第１スクロール通路２４１は、エンジン１の１番気筒及び４番気筒からの排気ガスをタービンホイール２１に供給する通路であって、第２スクロール通路２４２は、エンジン１の２番気筒及び３番気筒からの排気ガスをタービンホイール２１に供給する通路である（（図１参照）。

すなわち、エンジン１の１番気筒及び４番気筒からの排気ガスは、１番排気通路３１及び４番排気通路３４をそれぞれ経由した後、第１中継通路３５、及び、第１スクロール通路２４１を順次経由して、タービンホイール２１に供給される。また、エンジン１の２番気筒及び３番気筒からの排気ガスは、２番排気通路３２及び３番排気通路３３をそれぞれ経由した後、第２中継通路３６、及び、第２スクロール通路２４２を順次経由して、タービンホイール２１に供給される。このようにして、いわゆる、「ツインスクロール型」のターボチャージャ２０が構成されている。

また、図２に示すように、第１バイパス通路２７１及び第２バイパス通路２７２（総称して、「バイパス通路２７」ともいう）から排出された排気ガスは、開状態とされたウエストゲートバルブ２８における板状の弁体の表面（図２では下側面）に沿って、破線矢印ＶＡの向きに排出される。すなわち、バイパス通路２７は、当該バイパス通路２７から排出された排気ガスをＡ／Ｆセンサ８１及び三元触媒９に向けて排出するべく形成されている。また、Ａ／Ｆセンサ８１は、図２に示すように、ウエストゲートバルブ２８の下流側の近接した位置に、側面（図２の紙面手前側）から挿入される態様で配設されている。

このようにして、図２の破線矢印ＶＡで示すように、バイパス通路２７が、バイパス通路２７から排出された排気ガスを、Ａ／Ｆセンサ８１に向けて排出するべく形成されているため、Ａ／Ｆセンサ８１における検出感度を高めることができる。よって、エンジン１の制御精度を更に向上することができるので、エンジン１の燃費を向上すると共に、排気ガス中に含まれるＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ等の規制物質の排出量を低減することができる。

本実施形態では、バイパス通路２７が、Ａ／Ｆセンサ８１に向けて排気ガスを排出する場合について説明するが、バイパス通路２７から排出された排気ガスを、Ａ／Ｆセンサ８１まで誘導する筒状部材を備える形態でもよい。この場合には、Ａ／Ｆセンサ８１の検出感度を確保することができると共に、Ａ／Ｆセンサ８１の配設位置の自由度を高めることができる。

また、図２に示すように、Ａ／Ｆセンサ８１が、ウエストゲートバルブ２８の下流側の近接した位置に配設されているため、Ａ／Ｆセンサ８１における検出感度を更に高めることができる。よって、エンジン１の制御精度を更に向上することができるので、エンジン１の燃費を更に向上すると共に、排気ガス中に含まれるＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ等の規制物質の排出量を更に低減することができる。

本実施形態では、Ａ／Ｆセンサ８１が、ウエストゲートバルブ２８の下流側の近接した位置に配設されている場合について説明したが、バイパス通路２７から排出された排気ガスを、Ａ／Ｆセンサ８１まで誘導する筒状部材を備える形態でもよい。この場合には、Ａ／Ｆセンサ８１の検出感度を確保することができると共に、Ａ／Ｆセンサ８１の配設位置の自由度を高めることができる。

−隔壁２７３−
更に、図３、図４に示すように、第１バイパス通路２７１及び第２バイパス通路２７２の出口端面２９は、第１バイパス通路２７１の出口側の端面である排気孔２９１と、第２バイパス通路２７２の出口側の端面である排気孔２９２と、第１バイパス通路２７１及び第２バイパス通路２７２の境界に形成される隔壁２７３（図５参照）の出口端面である隔壁端面２９３と、第１バイパス通路２７１及び第２バイパス通路２７２の外周面を構成する外周壁２７４（図５参照）の出口端面である外周壁端面２９４と、を備えている。

外周壁端面２９４は、円周状に形成され、隔壁端面２９３は、Ｓ字形状に形成されている。排気孔２９１は、下側に幅拡がりの勾玉状に形成され、第１中継通路３５からの排気ガスは、図３の破線矢印Ｖ１に示すように、第１バイパス通路２７１（図５参照）を経由して排気孔２９１の下側面に沿って、図３の紙面手前側へ排出される。また、排気孔２９２は、上側に幅拡がりの勾玉状に形成され、第２中継通路３６からの排気ガスは、図３の破線矢印Ｖ２に示すように、第２バイパス通路２７２（図５参照）を経由して排気孔２９２の上側面に沿って、図３の紙面手前側へ排出される。

また、図５に示すように、第１バイパス通路２７１は、第１スクロール通路２４１の外周側（図５の上端側）に入口が形成され、第２バイパス通路２７２は、第２スクロール通路２４２の外周側（図５の上端側）に入口が形成されている。また、外周壁２７４は、第１スクロール通路２４１の外周側（図５の上端側）と、第２スクロール通路２４２の外周端側（図５の上端側）とに、外周壁２７４の入口が形成されている。更に、隔壁２７３は、第１バイパス通路２７１と第２バイパス通路２７２との境界において、第１バイパス通路２７１を挿通する排気ガスの流れ、及び、第２バイパス通路２７２を挿通する排気ガスの流れを極力阻害しない態様で形成されている。

換言すれば、隔壁２７３は、ウエストゲートバルブ２８が開状態での第１バイパス通路２７１及び第２バイパス通路２７２における圧力損失ΔＰ１，ΔＰ２（図７参照）を、予め設定された閾値以下とする位置及び形状に形成されている。具体的には、隔壁２７３は、第１バイパス通路２７１及び第２バイパス通路２７２内を、それぞれ、排気ガスが通過する際に、乱流が発生しないように、滑らかな曲面で構成されている。すなわち、第１バイパス通路２７１及び第２バイパス通路２７２内を通過する排気ガスは、それぞれ、隔壁２７３を含む第１バイパス通路２７１及び第２バイパス通路２７２の内周面に沿って排気孔２９１及び排気孔２９２まで誘導され、排気孔２９１及び排気孔２９２からスムーズに排出される。

また、隔壁２７３は、ウエストゲートバルブ２８が開状態での第１バイパス通路２７１及び第２バイパス通路２７２における各圧力損失ΔＰ１，ΔＰ２を略一致させる位置及び形状に形成されている（図７参照）。具体的には、図６、図７を参照して後述するように、従来は、第１バイパス通路２７１と第２バイパス通路との間に形成された隔壁の形状（特に、隔壁の出口側の端面である隔壁端面の形状）に起因して、第２バイパス通路２７２における圧力損失ΔＰ２が、第１バイパス通路２７１における圧力損失ΔＰ１よりも大きかった。したがって、本発明における、隔壁２７３は、第２バイパス通路２７２における圧力損失ΔＰ２を従来よりも低減して、第１バイパス通路２７１における圧力損失ΔＰ１と略一致するべく、その位置及び形状が設定されているのである。

このようにして、第１バイパス通路２７１と第２バイパス通路２７２との境界に形成される隔壁２７３は、ウエストゲートバルブ２８が開状態での第１バイパス通路２７１及び第２バイパス通路２７２における圧力損失ΔＰ１，ΔＰ２を、予め設定された閾値以下とする位置及び形状に形成されているため、第１バイパス通路２７１及び第２バイパス通路２７２から排気ガスをスムーズに排出することができるので、触媒暖機に要する期間を短縮することができる。

すなわち、エンジン１の始動時には、熱容量の大きいタービンホイール２１を回避して、ウエストゲートバルブ２８を開状態としバイパス通路２７を経由して排気ガスを三元触媒９に向けて排出することによって三元触媒９を暖機するのであるが、バイパス通路２７における圧力損失ΔＰ１，ΔＰ２が大きい程、三元触媒９に向けて排出される排気ガスの圧力（流量）が低下するため、触媒暖機に要する期間が増大する。したがって、上述のように、第１バイパス通路２７１及び第２バイパス通路２７２から排気ガスをスムーズに排出することがでるので、触媒暖機に要する期間を短縮することができるのである。

また、第１バイパス通路２７１及び第２バイパス通路２７２の外周面を構成する外周壁２７４の出口端面である外周壁端面２９４が、円周状に形成されているため、ウエストゲートバルブ２８をコンパクトな構成で実現することができる。

本実施形態では、隔壁２７３が、圧力損失ΔＰ１，ΔＰ２を予め設定された閾値以下とする位置及び形状に形成されている場合について説明したが、隔壁端面２９３を含む隔壁２７３の少なくとも一部が、圧力損失ΔＰ１，Δ２を予め設定された閾値以下とする位置及び形状に形成されている形態であればよい。

また、図２の破線矢印ＶＡを参照して上述したように、バイパス通路２７が、当該バイパス通路２７から排出された排気ガスを、三元触媒９に向けて排出するべく形成されているため、触媒暖機に要する期間を更に短縮することができる。

本実施形態では、バイパス通路２７から排出された排気ガスを、三元触媒９に向けて排出する場合について説明するが、バイパス通路２７から排出された排気ガスを、三元触媒９まで誘導する筒状部材等を備える形態でもよい。この場合には、触媒暖機に要する期間を短縮することができると共に、三元触媒９の配設位置の自由度を高めることができる。

次に、図６を参照して、バイパス通路２７の出口端面２９における隔壁端面２９３の形状をＳ字形状とする効果について、従来の隔壁端面２９３Ａと比較して説明する。図６は、バイパス通路２７の出口端面２９の一例を示す図である。図６（ａ）は、本発明におけるバイパス通路２７の出口端面２９の一例を示す図であって、図６（ｂ）は、従来のバイパス通路における出口端面２９Ａの一例を示す図である。

図６（ａ）に示すように、本発明におけるバイパス通路２７の出口端面２９は、第１バイパス通路２７１の出口側の端面である排気孔２９１と、第２バイパス通路２７２の出口側の端面である排気孔２９２と、隔壁２７３の出口側の端面である隔壁端面２９３と、外周壁２７４（図５参照）の出口側の端面である外周壁端面２９４と、を備えている。外周壁端面２９４は、円周状に形成されている。また、隔壁端面２９３は、外周壁端面２９４と２点において接続され、少なくとも一方側のバイパス通路（ここでは、第１バイパス通路２７１）に対して突出した曲線を含む線状に形成されている。具体的には、隔壁端面２９３は、両端が外周壁端面２９４と接続されたＳ字形状に形成されている。排気孔２９１は、下側に幅拡がりの勾玉状に形成されている。また、排気孔２９２は、上側に幅拡がりの勾玉状に形成されている。

一方、図６（ｂ）に示すように、従来のバイパス通路の出口端面２９Ａは、第１バイパス通路の出口側の端面である排気孔２９１Ａと、第２バイパス通路の出口側の端面である排気孔２９２Ａと、隔壁の出口側の端面である隔壁端面２９３Ａと、外周壁の出口側の端面である外周壁端面２９４Ａと、を備えている。外周壁端面２９４Ａは、円周状に形成されている。また、隔壁端面２９３Ａは、直線（略Ｉ字）状に形成されている。更に、排気孔２９１Ａ及び排気孔２９２は、半円状に形成されている。

図６（ｂ）に示すように、隔壁端面２９３Ａが、直線（略Ｉ字）状に形成されている場合には、排気ガスからの熱によって隔壁端面２９３Ａが熱膨張すると、出口端面２９Ａを構成する円筒状の外周部材のうち、隔壁端面２９３Ａが接続されている位置（図６（ｂ）では、上下端部）に応力が作用することになる。この応力によって、バイパス通路が変形する虞がある。

一方、図６（ａ）に示すように、隔壁端面２９３が、Ｓ字形状に形成されている場合には、排気ガスからの熱によって隔壁端面２９３が熱膨張しても、隔壁２７３が左右方向に変形して（曲率が大きくなり）、隔壁端面２９３が接続されている位置（図６（ｂ）では、上下端部）に作用する応力は低減される。したがって、バイパス通路２７が変形することを防止することができる。

本実施形態では、隔壁端面２９３がＳ字形状に形成されている場合について説明するが、隔壁端面が滑らかな曲線である形態であればよい。例えば、隔壁端面２９３が略Ｃ字形状に形成されている形態（図９参照）でもよい。

図７は、圧力損失の変化の一例を示すグラフである。横軸は、第２バイパス通路２７２の圧力損失ΔＰ１であって、縦軸は、第１バイパス通路２７１の圧力損失ΔＰ２である。グラフＧ１は、隔壁端面２９３Ａが直線（略Ｉ字）状に形成されている場合（図６（ｂ）参照）の、圧力損失ΔＰ１と圧力損失ΔＰ２との関係を示すグラフである。グラフＧ２は、隔壁端面２９３がＳ字形状に形成されている場合（図６（ａ）参照）の、圧力損失ΔＰ１と圧力損失ΔＰ２との関係を示すグラフである。

グラフＧ１に示すように、隔壁端面２９３Ａが直線（略Ｉ字）状に形成されている場合（従来の場合）には、第２バイパス通路の出口側の端面において乱流が発生するため、圧力損失ΔＰ２が圧力損失ΔＰ１より大きくなる。これに対して、隔壁端面２９３がＳ字形状に形成されている場合（本発明の場合）には、第２バイパス通路２７２の出口側の端面における乱流の発生が抑制されるため、圧力損失ΔＰ２が圧力損失ΔＰ１と略同一の値となる。

このようにして、図２に示すようにＡ／Ｆセンサ８１が排気ガス出口通路８に配設されており、第１バイパス通路２７１及び第２バイパス通路２７２の境界に形成される隔壁２７３が、ウエストゲートバルブ２８が開状態での第１バイパス通路２７１及び第２バイパス通路２７２における各圧力損失ΔＰ１、ΔＰ２を略一致させる位置及び形状に形成されているため、第１バイパス通路２７１及び第２バイパス通路２７２からそれぞれ排出される排気ガスのうち、Ａ／Ｆセンサ８１に到達する排気ガスの量を略同一とすることができる。したがって、Ａ／Ｆセンサ８１における気筒間の検出感度のバラツキが少なくなるため、エンジン１の制御精度を向上することができるので、エンジン１の燃費を向上すると共に、排気ガス中に含まれるＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ等の規制物質の排出量を低減することができる。

−隔壁端面の他の形状−
次に、図８、図９を参照して、第１バイパス通路２７１及び第２バイパス通路２７２の境界に形成される隔壁２７３の出口側の端面の他の形状について説明する。

本実施形態では、隔壁端面２９３がＳ字形状に形成されている場合について説明したが、図８に示すように、隔壁端面２９３Ｂ、２９３Ｃが略Ｓ字形状に形成されている形態でもよい。図８は、バイパス通路２７の出口端面の他の一例を示す図である。図８（ａ）、図８（ｂ）は、それぞれ、本発明におけるバイパス通路２７の出口端面の他の一例（出口端面２９Ｂ、及び、出口端面２９Ｃ）を示す図である。

図８（ａ）に示す出口端面２９Ｂは、第１バイパス通路２７１の出口側の端面である排気孔２９１Ｂと、第２バイパス通路２７２の出口側の端面である排気孔２９２Ｂと、第１バイパス通路２７１及び第２バイパス通路２７２の境界に形成される隔壁２７３（図５参照）の出口端面である隔壁端面２９３Ｂと、第１バイパス通路２７１及び第２バイパス通路２７２の外周面を構成する外周壁２７４（図５参照）の出口端面である外周壁端面２９４Ｂと、を備えている。

同様に、図８（ｂ）に示す出口端面２９Ｃは、第１バイパス通路２７１の出口側の端面である排気孔２９１Ｃと、第２バイパス通路２７２の出口側の端面である排気孔２９２Ｃと、第１バイパス通路２７１及び第２バイパス通路２７２の境界に形成される隔壁２７３（図５参照）の出口端面である隔壁端面２９３Ｃと、第１バイパス通路２７１及び第２バイパス通路２７２の外周面を構成する外周壁２７４（図５参照）の出口端面である外周壁端面２９４Ｃと、を備えている。

図６（ａ）に示す隔壁端面２９３がＳ字形状に形成されているのに対して、図８（ａ）に示す隔壁端面２９３Ｂは、図６（ａ）に示す隔壁端面２９３の中央部を直線状にした略Ｓ字形状に形成されているため、図６（ａ）に示す隔壁端面２９３と同様の効果を奏する。同様に、図８（ｂ）に示す隔壁端面２９３Ｃは、図６（ａ）に示す隔壁端面２９３を折線状にした略Ｓ字形状に形成されているため、図６（ａ）に示す隔壁端面２９３と同様の効果を奏する。

また、本実施形態では、隔壁端面２９３がＳ字形状に形成されている場合について説明したが、図９に示すように、隔壁端面２９３Ｄ、２９３Ｅが第１バイパス通路２７１（排気孔２９１Ｄ、２９１Ｅ）側へ突出した曲線を含む形態であればよい。図９は、バイパス通路２７の出口端面の更に他の一例を示す図である。図９（ａ）、図９（ｂ）は、それぞれ、本発明におけるバイパス通路２７の出口端面の他の一例（出口端面２９Ｄ、及び、出口端面２９Ｅ）を示す図である。

図９（ａ）に示す出口端面２９Ｄは、第１バイパス通路２７１の出口側の端面である排気孔２９１Ｄと、第２バイパス通路２７２の出口側の端面である排気孔２９２Ｄと、第１バイパス通路２７１及び第２バイパス通路２７２の境界に形成される隔壁２７３（図５参照）の出口端面である隔壁端面２９３Ｄと、第１バイパス通路２７１及び第２バイパス通路２７２の外周面を構成する外周壁２７４（図５参照）の出口端面である外周壁端面２９４Ｄと、を備えている。

同様に、図９（ｂ）に示す出口端面２９Ｅは、第１バイパス通路２７１の出口側の端面である排気孔２９１Ｅと、第２バイパス通路２７２の出口側の端面である排気孔２９２Ｅと、第１バイパス通路２７１及び第２バイパス通路２７２の境界に形成される隔壁２７３（図５参照）の出口端面である隔壁端面２９３Ｅと、第１バイパス通路２７１及び第２バイパス通路２７２の外周面を構成する外周壁２７４（図５参照）の出口端面である外周壁端面２９４Ｅと、を備えている。

図６（ａ）に示す隔壁端面２９３がＳ字形状に形成されているのに対して、図９（ａ）に示す隔壁端面２９３Ｄは、図６（ａ）に示す隔壁端面２９３の第１バイパス通路２７１（排気孔２９１）側への突出量を大きくした略Ｓ字形状に形成されているため、図６（ａ）に示す隔壁端面２９３と同様の効果を奏する。

一方、図９（ｂ）に示す隔壁端面２９３Ｅは、第１バイパス通路２７１（排気孔２９１Ｅ）側へ突出した曲線を含む略Ｃ字形状に形成されているため、第２バイパス通路２７２を流れる排気ガスが隔壁２７３に衝突して乱流が発生することを抑制することができる。よって、第２バイパス通路２７２から排気ガスをスムーズに排出することができるため、図６（ａ）に示す隔壁端面２９３と同様の効果を奏する。

−他の実施形態−
本実施形態では、隔壁２７３が、第１バイパス通路２７１及び第２バイパス通路２７２における圧力損失ΔＰ１，ΔＰ２を、予め設定された閾値以下とする位置及び形状に形成されている場合について説明したが、第１バイパス通路２７１及び第２バイパス通路２７２が、圧力損失ΔＰ１，ΔＰ２を、予め設定された閾値以下とする位置及び形状に形成されている形態であればよい。

また、本実施形態では、バイパス通路２７が、排気ガスをＡ／Ｆセンサ８１及び三元触媒９に向けて排出する場合について説明したが、バイパス通路２７が、排気ガスをＡ／Ｆセンサ８１又は三元触媒９に向けて排出する形態でもよい。

本実施形態では、排気センサがＡ／Ｆセンサ８１である場合について説明したが、排気センサがその他の種類のセンサ（例えば、Ｏ₂センサ等）である形態でもよい。

本実施形態では、エンジン１が４気筒（１番気筒〜４番気筒）を有する場合について説明したが、エンジン１がその他の個数の気筒（例えば、６気筒）を有する形態でもよい。

本実施形態では、隔壁２７３が、圧力損失ΔＰ１，ΔＰ２を略一致させる位置及び形状に形成されている場合について説明したが、隔壁端面２９３を含む隔壁２７３の少なくとも一部が圧力損失ΔＰ１，ΔＰ２を略一致させる位置及び形状に形成されている形態であればよい。

本発明は、タービンホイールの周囲に２つのスクロール通路が形成されたツインスクロール型の過給機を備える内燃機関の排気装置に利用することができる。

１ エンジン（内燃機関）
２ インテークマニホールド
２０ ターボチャージャ（過給機）
２１ タービンホイール
２２ コンプレッサインペラ
２３ 連結シャフト
２４ タービンハウジング
２４１ 第１スクロール通路（スクロール通路）
２４２ 第２スクロール通路（スクロール通路）
２７ バイパス通路
２７１ 第１バイパス通路
２７２ 第２バイパス通路
２７３ 隔壁
２７４ 外周壁
２８ ウエストゲートバルブ
２９、２９Ｂ、２９Ｃ、２９Ｄ、２９Ｅ 出口端面
２９１、２９１Ｂ、２９１Ｃ、２９１Ｄ、２９１Ｅ 排気孔
２９２、２９２Ｂ、２９２Ｃ、２９２Ｄ、２９２Ｅ 排気孔
２９３、２９３Ｂ、２９３Ｃ、２９３Ｄ、２９３Ｅ 隔壁端面
２９４、２９４Ｂ、２９４Ｃ、２９４Ｄ、２９４Ｅ 外周壁端面
４ 吸気通路
５ エアクリーナ
６ スロットルバルブ
７ インタークーラ
８ 排気ガス出口通路
８１ Ａ／Ｆセンサ（排気センサ）
９ 三元触媒（触媒）

Claims (5)

1. タービンホイールの周囲に２つのスクロール通路が形成されたツインスクロール型の過給機を備える内燃機関の排気装置であって、
   前記２つのスクロール通路から前記タービンホイールへ排気ガスを供給する排気ガス通路をバイパスして、それぞれ、排気ガス出口通路に接続される２つのバイパス通路と、
   前記２つのバイパス通路の出口端面に弁体を開放又は圧着することによって、前記２つのバイパス通路を開閉するウエストゲートバルブと、を備え、
   前記２つのバイパス通路の出口端面のうち、
   前記２つのバイパス通路の外周面を構成する外周壁の出口端面は、略円周状に形成され、
   前記２つのバイパス通路の境界に形成される隔壁の出口端面は、前記外周壁の出口端面と２点において接続され、少なくとも一方側のバイパス通路に対して突出した曲線を含む線状に形成されていることを特徴とする内燃機関の排気装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関の排気装置において、
   前記２つのバイパス通路の境界に形成される隔壁の出口端面は、略Ｓ字形状に形成され、その両端が前記外周壁の出口端面に接続されていることを特徴とする内燃機関の排気装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の排気装置において、
   前記排気ガス出口通路に配設された触媒を更に備え、
   前記２つのバイパス通路は、当該２つのバイパス通路から排出された排気ガスを、それぞれ、前記触媒に向けて排出するべく形成されていることを特徴とする内燃機関の排気装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の内燃機関の排気装置において、
   前記排気ガス出口通路に配設された排気センサを更に備え、
   前記２つのバイパス通路は、当該２つのバイパス通路から排出された排気ガスを、それぞれ、前記排気センサに向けて排出するべく形成されていることを特徴とする内燃機関の排気装置。
5. 請求項４に記載の内燃機関の排気装置において、
   前記排気センサは、前記ウエストゲートバルブの下流側の近接した位置に配設されていることを特徴とする内燃機関の排気装置。

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