(57)【要約】【課題】（１）開閉弁設置にケースを必要としない内燃機関の二次空気供給装置の提供。（２）常に十分なエアを供給できる内燃機関の二次空気供給装置の提供。【解決手段】（１）内燃機関の二次空気供給装置において、開閉弁１８を排気マニホールド１４のフランジ部２２に設けたことを特徴とする内燃機関の二次空気供給装置。（２）内燃機関の二次空気供給装置において、空気分配通路１９の途中にサージタンク２０を設けたことを特徴とする内燃機関の二次空気供給装置。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数気筒を有する内燃機関の一部の所定の気筒に接続する排気マニホールド分岐通路に開閉弁を設け、所定の運転条件下で前記所定の気筒への燃料供給を停止するとともに前記開閉弁を閉じて、前記燃料供給を停止した気筒の吐出空気を二次空気として、該燃料供給を停止した気筒の排気マニホールド分岐通路から他の気筒の排気マニホールド分岐通路に空気分配通路を通して供給する内燃機関の二次空気供給装置において、前記開閉弁を排気マニホールドのフランジ部に設けたことを特徴とする内燃機関の二次空気供給装置。
【請求項２】
複数気筒を有する内燃機関の一部の所定の気筒に接続する排気マニホールド分岐通路に開閉弁を設け、所定の運転条件下で前記所定の気筒への燃料供給を停止するとともに前記開閉弁を閉じて、前記燃料供給を停止した気筒の吐出空気を二次空気として、該燃料供給を停止した気筒の排気マニホールド分岐通路から他の気筒の排気マニホールド分岐通路に空気分配通路を通して供給する内燃機関の二次空気供給装置において、前記空気分配通路の途中にサージタンクを設けたことを特徴とする内燃機関の二次空気供給装置。
【請求項３】
複数気筒を有する内燃機関の一部の所定の気筒に接続する排気マニホールド分岐通路に開閉弁を設け、所定の運転条件下で前記所定の気筒への燃料供給を停止するとともに前記開閉弁を閉じて、前記燃料供給を停止した気筒の吐出空気を二次空気として、該燃料供給を停止した気筒の排気マニホールド分岐通路から他の気筒の排気マニホールド分岐通路に空気分配通路を通して供給する内燃機関の二次空気供給装置において、前記開閉弁を排気マニホールドのフランジ部に設け、かつ、前記空気分配通路の途中にサージタンクを設けたことを特徴とする内燃機関の二次空気供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の二次空気供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平０８−３３４０１６号公報は、複数気筒を有する内燃機関において、一部の気筒の燃料供給を停止すると共に、開閉弁を閉じて、同気筒から送り出されるエアを空気分配通路を通して、二次空気として、他の気筒の排気マニホールドの高温の排気に供給し、二次燃焼させて排気浄化用触媒の早期活性化をはかる内燃機関の二次空気供給装置を開示している。開閉弁は休止気筒の排気マニホールドの分岐通路に設けられている。その場合、実際には、開閉弁や弁軸のバルブユニットを取り付けるためのケースが必要となり、そのケースを分岐通路の途中を切断して配置し分岐通路に接続する構造をとることになる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０８−３３４０１６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報記載の内燃機関の二次空気供給装置には、つぎの問題がある。
▲１▼  開閉弁を設置するのにケースが必要となり、ケース設置による部品点数増加、コストアップを招く。
▲２▼  燃料供給停止気筒（ポンプ気筒）から吐出されるエアに圧力変動があり、ポンプ気筒が吸気工程にある時はエア吐出量が０となり、十分なエアが供給できない。
本発明の目的は、開閉弁設置にケースを必要としない内燃機関の二次空気供給装置を提供することにある。
本発明のもう一つの目的は、開閉弁を閉じ燃料供給を停止した燃料供給停止気筒から他の気筒の排気マニホールド分岐通路に、常に十分なエアを供給できる内燃機関の二次空気供給装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
（１）  複数気筒を有する内燃機関の一部の所定の気筒に接続する排気マニホールド分岐通路に開閉弁を設け、所定の運転条件下で前記所定の気筒への燃料供給を停止するとともに前記開閉弁を閉じて、前記燃料供給を停止した気筒の吐出空気を二次空気として、該燃料供給を停止した気筒の排気マニホールド分岐通路から他の気筒の排気マニホールド分岐通路に空気分配通路を通して供給する内燃機関の二次空気供給装置において、前記開閉弁を排気マニホールドのフランジ部に設けたことを特徴とする内燃機関の二次空気供給装置。
（２）  複数気筒を有する内燃機関の一部の所定の気筒に接続する排気マニホールド分岐通路に開閉弁を設け、所定の運転条件下で前記所定の気筒への燃料供給を停止するとともに前記開閉弁を閉じて、前記燃料供給を停止した気筒の吐出空気を二次空気として、該燃料供給を停止した気筒の排気マニホールド分岐通路から他の気筒の排気マニホールド分岐通路に空気分配通路を通して供給する内燃機関の二次空気供給装置において、前記空気分配通路の途中にサージタンクを設けたことを特徴とする内燃機関の二次空気供給装置。
（３）  複数気筒を有する内燃機関の一部の所定の気筒に接続する排気マニホールド分岐通路に開閉弁を設け、所定の運転条件下で前記所定の気筒への燃料供給を停止するとともに前記開閉弁を閉じて、前記燃料供給を停止した気筒の吐出空気を二次空気として、該燃料供給を停止した気筒の排気マニホールド分岐通路から他の気筒の排気マニホールド分岐通路に空気分配通路を通して供給する内燃機関の二次空気供給装置において、前記開閉弁を排気マニホールドのフランジ部に設け、かつ、前記空気分配通路の途中にサージタンクを設けたことを特徴とする内燃機関の二次空気供給装置。
【０００６】
上記（１）の内燃機関の二次空気供給装置では、開閉弁を排気マニホールドのフランジ部に設けたので、排気マニホールドのフランジ部に孔を設けて弁軸を支持し弁軸を弁に挿通して開閉弁を支持できるため、弁の設置においてケースを不要とすることができる。
上記（２）の内燃機関の二次空気供給装置では、空気分配通路の途中にサージタンクを設けたので、燃料供給を停止した気筒（ポンプ気筒）から吐出されるエアに圧力変動があるにもかかわらず、サージタンク内のエアはほとんど圧力変動が無いため、したがって圧力が０になることがないため、他の気筒の排気マニホールド分岐通路に、常に十分なエアを供給できる。
上記（３）の内燃機関の二次空気供給装置では、開閉弁を排気マニホールドのフランジ部に設けたので、排気マニホールドのフランジ部に孔を設けて弁軸を支持し弁軸を弁に挿通して開閉弁を支持できるため、弁の設置においてケースを不要とすることができる。また、空気分配通路の途中にサージタンクを設けたので、燃料供給を停止した気筒（ポンプ気筒）から吐出されるエアに圧力変動があるにもかかわらず、サージタンク内のエアはほとんど圧力変動が無いため、したがって圧力が０になることがないため、他の気筒の排気マニホールド分岐通路に、常に十分なエアを供給できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の内燃機関の二次空気供給装置を図１〜図５（図４は比較例で本発明に含まず）を参照して説明する。
本発明の内燃機関の二次空気供給装置では、内燃機関１１は複数気筒１、２、３、４、５、６、７、８を有している。図１の例は、内燃機関が、左右のバンク１２、１３に４気筒ずつを有するＶ型８気筒エンジンの場合を示している。ただし、内燃機関はＶ型８気筒エンジンに限るものではない。Ｖ型８気筒エンジンの場合、片側バンクに気筒１、３、５、７を順に有し、他側バンクに気筒２、４、６、８を順に有する。９はクランク軸、１０はピストンである。
【０００８】
左右バンクの排気マニホールド１４の各分岐通路１５は、対応するバンクのそれぞれの気筒に接続している。各バンクの複数の分岐通路１５は１つの排気通路１６に集合しており、その集合した排気通路に触媒コンバータ１７が設けられている。触媒コンバータ１７はその触媒でそれを通過する排気ガスを浄化する。
触媒コンバータ１７の触媒は所定温度以上で活性を示すため、エンジン始動時には、速やかに触媒の温度を上げる必要がある。
【０００９】
そのために、所定の運転条件下、すなわちエンジン運転開始から触媒暖機完了までの間、複数気筒１〜８のうちの所定の気筒（図１の例では気筒１、気筒６）の燃料供給を停止して休止気筒とする。そして、その休止気筒に接続する排気マニホールド分岐通路１５に開閉弁１８を設けておき、所定の気筒（図１の例では気筒１、気筒６）の燃料供給を停止するとともに、開閉弁１８を閉じて、同気筒（図１の例では気筒１、気筒６）からの吐出空気を、二次空気として、同気筒の排気マニホールド分岐通路１５から、他の気筒（図１の例では気筒２、３、４、５、７、８）の排気マニホールド分岐通路１５に、空気分配通路１９を通して供給する。
ノイズバイブレーション（ＮＶ）の悪化を防止するために、燃料供給を停止する気筒は、点火順序上。等間隔となる気筒とする。たとえば、点火順序が、
気筒番号１、８、４、３、６、５、７、２とすると、気筒番号１と６を休止気筒とする。
【００１０】
Ｖ型エンジンでは、休止気筒は左右バンクの各バンクに対して、それぞれ、１個以上ずつ設けられる。左バンクにも１個以上の休止気筒が設けられ、右バンクにも１個以上の休止気筒が設けられる。したがって、図５の比較例に示すように、休止気筒を片側バンクだけに設け、一部の休止気筒からの吐出空気を長い配管を使って他側バンクに導くような、二次空気の供給構造はとらない。これによって、空気分配通路１９の長さが長くなることを防止できる。
【００１１】
休止気筒（図１の例では気筒１、気筒６）からの吐出空気を他の気筒（図１の例では気筒２、３、４、５、７、８）の排気マニホールド分岐通路１５に供給するための空気分配通路１９の途中には、サージタンク２０が設けられる。ここで、サージタンク２０とは、容器状のものに限るものではなく、通路断面積が空気分配通路１９の通路断面積より大きくなっている部分は、サージタンク２０とみなしてよい。図４の（ロ）に示すように休止気筒の排気マニホールド分岐通路１５に圧力変動があっても、図４の（イ）に示すようにサージタンク２０内の圧力の変動は小さくなる。また、休止気筒が吸気工程にあって吐出圧力が０になっても、サージタンク２０内の圧力は０以上の正圧を維持し、その正圧の変動は、サージタンク無しの場合に比べて、小さい。
サージタンク２０は、空気分配通路１９の、他の気筒（図１の例では気筒２、３、４、５、７、８）への分岐部より上流側（休止気筒に近い側）にある。
【００１２】
図２に示すように、空気分配通路１９およびサージタンク２０は、望ましくは、内燃機関のシリンダヘッド２１内に形成されている。シリンダヘッド内に形成する場合、シリンダヘッドの鋳造時に中子で空気分配通路１９およびサージタンク２０を形成してもよいし、または鋳造後に機械加工により形成してもよい。これによって、別体の配管が不要になり、部品点数を削減できる。
【００１３】
図３に示すように、開閉弁１８は、排気マニホールド１４のフランジ部２２に設けられている。弁軸２３を通すための直線状の孔２４がフランジ部２２に設けられており、弁体２５には弁軸２３を通す孔が形成されている。組み付けは、開閉弁１８の弁軸２３をフランジ部２２の孔２４に通し、排気マニホールド１４の排気孔２６に配置された弁体２５にも通し、弁軸２３の先端を、対向側に設けた孔２７に差し込み、弁体２５を弁軸２３に固定することにより行う。弁軸２３の他端はフランジ部２２から突出しており、その突出した部分に、アクチュエータ（図示せず）からの操作リンクまたは操作ロッドを連結して、回転させ、開閉弁１８を開閉するようにする。
【００１４】
つぎに、本発明の作用を説明する。
空気分配通路１９およびサージタンク２０を形成したので、燃料供給を停止し開閉弁１８を閉じることにより、ポンプとして作用している気筒から吐出されるエアは、その圧力変動が低減する。したがって、ポンプ気筒が吸気工程時でエア吐出量が０となっても、その影響を、サージタンク２０内のエア圧は、ほとんど受けることがない。その結果、十分な二次空気を休止気筒以外の気筒の排気マニホールド分岐通路１５に供給することができ、速やかに触媒を暖機することに貢献できる。
吸気系にはサージタンクを設けるものは多々あるが、排気系の場合は排気脈動を利用するのが通常であるため、排気系の空気分配通路１９にサージタンク２０を設ける例は、無いか、または少ない。
【００１５】
また、両側バンクに燃料供給停止気筒を設けたので、反対側バンクへ二次空気を供給するための配管が不要であり、配管のとりまわしが簡素になり、エンジンを狭いスペースに配置しやすくなる。
また、空気分配通路１９をシリンダヘッド２１内に形成した場合は、空気分配通路１９を構成するための別体配管が不要となり、配管のとりまわしが簡素になり、エンジンを狭いスペースに配置しやすくなる。
また、エンジン爆発工程は等間隔に起こるのがよいが、不規則に燃料供給停止をすると、回転のバランスがくずれてエンジン振動が悪化し、ノイズバイブレーションが悪化するおそれがある。しかし、燃料供給停止をする気筒を、点火順序で見て、等間隔としたので、ノイズバイブレーションの悪化が抑制される。
【００１６】
また、開閉弁１８が、排気マニホールド１４のフランジ部２２に設けられているので、開閉弁を取り付けるためのケースを別に設ける必要がなく、ケース分部品点数が少なくなり、しかも開閉弁１８設置のスペースを元々必要なフランジ部２２のスペース内に納めることができる。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１の内燃機関の二次空気供給装置によれば、開閉弁を排気マニホールドのフランジ部に設けたので、開閉弁の設置においてケースを不要とすることができる。
請求項２の内燃機関の二次空気供給装置によれば、空気分配通路の途中にサージタンクを設けたので、他の気筒の排気マニホールド分岐通路に、常に十分なエアを供給できる。
請求項３の内燃機関の二次空気供給装置によれば、開閉弁を排気マニホールドのフランジ部に設けたので、開閉弁の設置においてケースを不要とすることができる。また、空気分配通路の途中にサージタンクを設けたので、他の気筒の排気マニホールド分岐通路に、常に十分なエアを供給できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の内燃機関の二次空気供給装置の系統図である。
【図２】本発明の内燃機関の二次空気供給装置の片側バンクの平面図である。
【図３】本発明の内燃機関の二次空気供給装置の片側バンクとそれに接続される排気マニホールドの斜視図である。
【図４】（イ）はサージタンク付きの場合の空気分配通路出口部の流量／時間のグラフであり、（ロ）サージタンク無しの場合（比較例）の空気分配通路出口部の流量／時間のグラフである。
【図５】内燃機関の二次空気供給装置において休止気筒が片側バンクだけに複数設けられた場合（比較例）の系統図である。
【符号の説明】
１、２、３、４、５、６、７、８  気筒
９  クランク軸
１０  ピストン
１１  内燃機関
１２、１３  バンク
１４  排気マニホールド
１５  分岐通路
１６  排気通路
１７  触媒コンバータ
１８  開閉弁
１９  空気分配通路
２０  サージタンク
２１  シリンダヘッド
２２  フランジ部
２３  弁軸
２４  直線状の孔
２５  弁体
２６  排気孔
２７  対向側に設けた孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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