(57)【要約】【課題】一つの燃焼室に対して２つの排気ポートが設けられた内燃機関の過給機の応答性を向上させることができる内燃機関の排気構造を提供する。【解決手段】内燃機関の排気構造（１００）は、第１の排気ポート（４７ａ）および第２の排気ポート（４７ｂ）を有する燃焼室（４５）の第１の排気ポートから排出された排気を過給機（１０）に導く第１の排気経路（１１０）と、第２の排気ポートから排出された排気を過給機に導く第２の排気経路（１２０）と、を備え、第１の排気ポートは第２の排気ポートよりも先に開になり、第１の排気経路と第２の排気経路とは互いに分離している排気構造である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の排気ポートおよび第２の排気ポートを有する燃焼室の前記第１の排気ポートから排出された排気を過給機に導く第１の排気経路と、
前記第２の排気ポートから排出された排気を前記過給機に導く第２の排気経路と、を備え、
前記第１の排気ポートは前記第２の排気ポートよりも先に開になり、
前記第１の排気経路と前記第２の排気経路とは互いに分離している内燃機関の排気構造。
【請求項２】
前記第１の排気経路は、前記第１の排気ポートから排出された排気を、前記第２の排気経路を通過した排気よりも前記過給機のタービンの外周側に導く請求項１記載の内燃機関の排気構造。
【請求項３】
前記内燃機関は、前記第１の排気ポートおよび前記第２の排気ポートが設けられた前記燃焼室を複数備え、
前記第１の排気経路は、複数の前記第１の排気ポートから排出された排気を前記過給機に導き、
前記第２の排気経路は、複数の前記第２の排気ポートから排出された排気を前記過給機に導く請求項１または２に記載の内燃機関の排気構造。
【請求項４】
前記第１の排気経路は、一端が各々の前記第１の排気ポートに接続した第１の内燃機関側排気経路と、複数の前記第１の内燃機関側排気経路の他端を連通する第１の連通経路と、前記第１の連通経路と前記過給機とを接続する第１の過給機側排気経路と、を備え、
前記第２の排気経路は、一端が各々の前記第２の排気ポートに接続した第２の内燃機関側排気経路と、複数の前記第２の内燃機関側排気経路の他端を連通する第２の連通経路と、前記第２の連通経路と前記過給機とを接続する第２の過給機側排気経路と、を備える請求項３記載の内燃機関の排気構造。
【請求項５】
前記第１の連通経路は、内部断面が第１断面と第２断面とに二分割された管の前記第１断面に形成された排気経路または前記第２断面に形成された排気経路のいずれか一方であり、
前記第２の連通経路は、前記第１断面に形成された前記排気経路または前記第２断面に形成された前記排気経路の他方である請求項４記載の内燃機関の排気構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気構造、特に一つの燃焼室に対して２つの排気ポートが設けられた内燃機関の排気構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の排気ポートからの排気で吸気を過給する過給機を備える内燃機関が考案されている。特許文献１には、動弁装置によって排気弁の開弁時期を進角させることによって、排気のエネルギを高めて過給機の応答性を向上させる内燃機関が開示されている。なお、本発明に関連する他の先行技術文献として、特許文献２がある。特許文献２には、一つの燃焼室に対して設けられた同種の機関弁である第１吸気弁および第２吸気弁を互いに独立して制御する動弁装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１８３５１０号公報
【特許文献２】特開２００９−１４４５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、一つの燃焼室に対して２つの排気ポートが設けられた内燃機関において、特許文献１に係る技術を適用して２つの排気弁を進角させた場合、２つの排気ポートが同時に開になる。このような内燃機関の排気のエネルギは十分高いとはいえず、そのため過給機の応答性も十分向上しているとはいえない。
【０００５】
本発明は、一つの燃焼室に対して２つの排気ポートが設けられた内燃機関の過給機の応答性を向上させることができる内燃機関の排気構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る内燃機関の排気構造は、第１の排気ポートおよび第２の排気ポートを有する燃焼室の前記第１の排気ポートから排出された排気を過給機に導く第１の排気経路と、前記第２の排気ポートから排出された排気を前記過給機に導く第２の排気経路と、を備え、前記第１の排気ポートは前記第２の排気ポートよりも先に開になり、前記第１の排気経路と前記第２の排気経路とは互いに分離している排気構造である。
【０００７】
本発明に係る内燃機関の排気構造によれば、第１の排気ポートが第２の排気ポートよりも先に開になる。それにより、第１の排気ポートおよび第２の排気ポートが同時に開になる場合に比較して、第１の排気ポートから排出される排気の流速が速くなることから、排気のエネルギが増大している。その結果、過給機の応答性が向上している。
【０００８】
また、本発明によれば、第１の排気経路と第２の排気経路とは互いに分離している。その結果、第１の排気ポートから排出された排気は、第２の排気経路に流入することなく過給機に導かれる。それにより、第１の排気ポートから排出された排気が第２の排気経路に流入して第２の排気ポート側に回り込む現象が抑制されている。その結果、この排気の回り込みによって生じる排気のエネルギの減衰が抑制されている。それにより、第１の排気経路と第２の排気経路とが合流している場合に比較して、排気のエネルギが増大している。その結果、過給機の応答性が向上している。
【０００９】
上記構成において前記第１の排気経路は、前記第１の排気ポートから排出された排気を、前記第２の排気経路を通過した排気よりも前記過給機のタービンの外周側に導いてもよい。この構成によれば、第１の排気ポートから排出された排気が第２の排気経路を通過した排気よりも過給機のタービンの外周側に導かれない場合に比較して、第１の排気経路を通過した排気によるタービンへのトルクが大きくなる。その結果、過給機の応答性を向上させることができる。
【００１０】
上記構成において前記内燃機関は、前記第１の排気ポートおよび前記第２の排気ポートが設けられた前記燃焼室を複数備え、前記第１の排気経路は、複数の前記第１の排気ポートから排出された排気を前記過給機に導き、前記第２の排気経路は、複数の前記第２の排気ポートから排出された排気を前記過給機に導いてもよい。この構成によれば、複数の燃焼室を備える内燃機関の排気のエネルギを増大させ、過給機の応答性を向上させることができる。
【００１１】
上記構成において前記第１の排気経路は、一端が各々の前記第１の排気ポートに接続した第１の内燃機関側排気経路と、複数の前記第１の内燃機関側排気経路の他端を連通する第１の連通経路と、前記第１の連通経路と前記過給機とを接続する第１の過給機側排気経路と、を備え、前記第２の排気経路は、一端が各々の前記第２の排気ポートに接続した第２の内燃機関側排気経路と、複数の前記第２の内燃機関側排気経路の他端を連通する第２の連通経路と、前記第２の連通経路と前記過給機とを接続する第２の過給機側排気経路と、を備えていてもよい。この構成によれば、複数の燃焼室を備える内燃機関の排気構造をコンパクトにすることができる。
【００１２】
上記構成において前記第１の連通経路は、内部断面が第１断面と第２断面とに二分割された管の前記第１断面に形成された排気経路または前記第２断面に形成された排気経路のいずれか一方であり、前記第２の連通経路は、前記第１断面に形成された前記排気経路または前記第２断面に形成された前記排気経路の他方であってもよい。この構成によれば、複数の燃焼室を備える内燃機関の排気構造をコンパクトにすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、一つの燃焼室に対して２つの排気ポートが設けられた内燃機関の過給機の応答性を向上させることができる内燃機関の排気構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１（ａ）は、実施例１に係る内燃機関の模式図である。図１（ｂ）は、燃焼室を上方から見た模式図である。
【図２】動弁装置の動作の一例を説明するための図である。
【図３】実施例１に係る排気構造を示す模式的断面図である。
【図４】比較例に係る排気構造を示す模式的断面図である。
【図５】図５（ａ）は、実施例２に係る排気構造を示す模式的断面図である。図５（ｂ）は、排気構造の連通管近傍を立体的に示した模式図である。
【図６】図６（ａ）は、実施例３に係る排気構造を示す模式的断面図である。図６（ｂ）は、排気構造の連通管近傍を立体的に示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態を説明する。
【実施例１】
【００１６】
本発明の実施例１に係る内燃機関の排気構造１００について説明する。まず、排気構造１００を備える内燃機関５の全体構成について説明し、次いで排気構造１００について説明する。図１（ａ）は、内燃機関５の模式図である。内燃機関５は、過給機１０、排気経路２０、吸気経路３０、機関本体４０および動弁装置５０を備えている。過給機１０は、機関本体４０からの排気によって駆動されるタービン１１と、タービン１１によって駆動されて回転し、吸気を圧縮するコンプレッサ１２と、を備えている。
【００１７】
排気経路２０は、機関本体４０からの排気を過給機１０に導くための流路である。吸気経路３０は、過給機１０のコンプレッサ１２によって圧縮された吸気を機関本体４０に導くための流路である。本実施例に係る排気構造１００は、この排気経路２０の構造である。なお、本実施例において、経路とは排気が流動するための流路をいい、例えば排気管においては内部に形成された空洞部をいう。
【００１８】
機関本体４０は、シリンダブロック４１と、シリンダブロック４１上に配置されたシリンダヘッド４２と、シリンダブロック４１に形成されたシリンダ４３の内部に配置されたピストン４４と、を備えている。機関本体４０には、シリンダブロック４１、シリンダヘッド４２およびピストン４４に囲まれた空間として、燃焼室４５が形成されている。
【００１９】
図１（ｂ）は、燃焼室４５を上方から見た模式図である。図１（ａ）および図１（ｂ）が示すように、燃焼室４５の上面には、燃焼室４５に吸気を導くための吸気ポート４６ａおよび吸気ポート４６ｂと、燃焼室４５から排気を排出するための排気ポート４７ａおよび排気ポート４７ｂが形成されている。本実施例において、吸気ポート４６ａおよび排気ポート４７ｂは対角線上に配置され、吸気ポート４６ｂおよび排気ポート４７ａは対角線上に配置されている。
【００２０】
機関本体４０は、吸気ポート４６ａを開閉する吸気弁（以下、吸気弁４８ａと称する）と、吸気ポート４６ｂを開閉する吸気弁（以下、吸気弁４８ｂと称する）と、排気ポート４７ａを開閉する排気弁（以下、排気弁４９ａと称する）と、排気ポート４７ｂを開閉する排気弁（以下、排気弁４９ｂと称する）と、を備えている。
【００２１】
動弁装置５０は、吸気弁４８ａ，４８ｂおよび排気弁４９ａ，４９ｂを駆動するための装置である。本実施例において、動弁装置５０は、排気弁４９ａの開時期を排気弁４９ｂの開時期よりも進角させる。すなわち、本実施例において、動弁装置５０は、排気弁４９ａの開時期を排気弁４９ｂの開時期よりも進角させる動弁手段としての機能を有している。
【００２２】
このような機能を有するものであれば、動弁装置５０の構造は特に限定されない。動弁装置５０として、例えば、排気弁４９ａの開時期が排気弁４９ｂの開時期よりも進角したカムプロファイルを有するカムシャフトを備える動弁装置、一つの燃焼室に対して設けられた同種の機関弁を互いに独立して制御できる公知の可変動弁機構を備えた動弁装置を排気弁４９ａの開時期を排気弁４９ｂの開時期よりも進角するように応用したもの等を用いればよい。
【００２３】
図２は、動弁装置５０の動作の一例を説明するための図である。縦軸はバルブリフト量を示し、横軸はクランク角度を示している。動弁装置５０は、一例として、吸気弁４８ａ，４８ｂがともに上死点よりも前のタイミングで開弁し、下死点よりも後のタイミングで閉弁するように吸気弁４８ａ，４８ｂのバルブタイミングを設定している。また、動弁装置５０は、排気弁４９ｂが下死点で開弁し、上死点よりも後のタイミングで閉弁するように排気弁４９ｂのバルブタイミングを設定している。
【００２４】
動弁装置５０は、排気弁４９ａの開時期を排気弁４９ｂの開時期よりも進角させることによって、排気弁４９ａを下死点よりも前のタイミングで開弁し上死点よりも前のタイミングで閉弁させている。排気弁４９ａと排気弁４９ｂとの位相差は特に限定されないが、本実施例では一例として４０°の位相差が設けられている。
【００２５】
このように、動弁装置５０が排気弁４９ａの開時期を排気弁４９ｂの開時期よりも進角させることによって、排気ポート４７ａの開時期は排気ポート４７ｂの開時期よりも進角する。その結果、排気ポート４７ａは排気ポート４７ｂよりも先に開になる。
【００２６】
続いて、排気構造１００について説明する。図３は、排気構造１００を示す模式的断面図である。図３は、内燃機関５を上側から見たときにおける排気構造１００の断面を模式的に図示している。なお、図３は、排気構造１００に加えて燃焼室４５および過給機１０も図示している。排気構造１００は、排気ポート４７ａから排出された排気を過給機１０に導く第１排気経路１１０と、排気ポート４７ｂから排出された排気を過給機１０に導く第２排気経路１２０と、を備えている。
【００２７】
第１排気経路１１０は第２排気経路１２０に合流していない。すなわち、第１排気経路１１０は第２排気経路１２０から分離している。また、第２排気経路１２０も第１排気経路１１０に合流しておらず、第１排気経路１１０から分離している。すなわち、第１排気経路１１０および第２排気経路１２０は互いに分離している。この場合、排気ポート４７ａから排出された排気は、第２排気経路１２０に流入することなく過給機１０に導かれる。また、排気ポート４７ｂから排出された排気は、第１排気経路１１０に流入することなく過給機１０に導かれる。
【００２８】
このような第１排気経路１１０および第２排気経路１２０を有する構造であれば、排気構造１００の具体的構成は、特に限定されない。本実施例において排気構造１００は、一例として、内燃機関側排気管１３０ａ、内燃機関側排気管１３０ｂ、過給機側排気管１４０ａおよび過給機側排気管１４０ｂを備えている。内燃機関側排気管１３０ａ、内燃機関側排気管１３０ｂ、過給機側排気管１４０ａおよび過給機側排気管１４０ｂは、それぞれ内部に排気流動用流路である内燃機関側排気経路１３１ａ、内燃機関側排気経路１３１ｂ、過給機側排気経路１４１ａおよび過給機側排気経路１４１ｂを有している。
【００２９】
内燃機関側排気管１３０ａの上流端は排気ポート４７ａに接続している。それにより、内燃機関側排気経路１３１ａの上流端は排気ポート４７ａに接続している。過給機側排気管１４０ａは、上流端が内燃機関側排気管１３０ａの下流端に接続し、下流端が過給機１０に接続している。それにより、過給機側排気経路１４１ａは、上流端が内燃機関側排気経路１３１ａの下流端に接続し、下流端が過給機１０に接続している。内燃機関側排気経路１３１ａおよび過給機側排気経路１４１ｂによって、第１排気経路１１０が構成されている。
【００３０】
内燃機関側排気管１３０ｂは上流端は排気ポート４７ｂに接続している。それにより、内燃機関側排気経路１３１ｂの上流端は排気ポート４７ｂに接続している。過給機側排気管１４０ｂは、上流端が内燃機関側排気管１３０ｂの下流端に接続し、下流端が過給機１０に接続している。それにより、過給機側排気経路１４１ｂは、上流端が内燃機関側排気経路１３１ｂの下流端に接続し、下流端が過給機１０に接続している。内燃機関側排気経路１３１ｂおよび過給機側排気経路１４１ｂによって、第２排気経路１２０が構成されている。
【００３１】
なお、内燃機関側排気管１３０ａと過給機側排気管１４０ａとの接続方法、内燃機関側排気管１３０ｂと過給機側排気管１４０ｂとの接続方法は、特に限定されない。本実施例においては、一例として、これらの排気管はフランジ接続されている。
【００３２】
以上のような排気構造１００において、第１排気経路１１０と第２排気経路１２０との間には、第１排気経路１１０に対応する排気管（内燃機関側排気管１３０ａおよび過給機側排気管１４０ａ）の壁部と、第２排気経路１２０に対応する排気管（内燃機関側排気管１３０ｂおよび過給機側排気管１４０ｂ）の壁部と、が存在している。それにより、第１排気経路１１０と第２排気経路１２０とは互いに分離している。すなわち、これら排気管の壁部は、排気ポート４７ａから排出された排気が第２排気経路１２０に流入することを阻止し、排気ポート４７ｂからの排気が第１排気経路１１０に流入することを阻止する部材としての機能を有している。
【００３３】
なお、図３において、第１排気経路１１０に対応する排気管と第２排気経路１２０に対応する排気管とは互いに接触しておらず、これらの排気管の間には隙間が形成されている。但し、第１排気経路１１０と第２排気経路１２０とが互いに分離しているのであれば、この構成に限られない。例えば第１排気経路１１０に対応する排気管と第２排気経路１２０に対応する排気管とは、互いに接触していてもよい。
【００３４】
また、本実施例において、第１排気経路１１０は、排気ポート４７ａから排出された排気を、第２排気経路１２０を通過した排気よりもタービン１１の外周側に導いている。具体的には、過給機側排気経路１４１ａの下流端のタービン１１の回転中心１３に対する相対位置は、過給機側排気経路１４１ｂの下流端のタービン１１の回転中心１３に対する相対位置よりも外側にある。
【００３５】
この場合、過給機側排気経路１４１ａから過給機１０に流入した排気は、過給機側排気経路１４１ｂから過給機１０に流入した排気よりも、タービン１１の外周側に当たる。但し、排気構造１００の構成はこれに限られるものではない。第１排気経路１１０は、排気ポート４７ａから排出された排気を、第２排気経路１２０を通過した排気よりもタービン１１の外周側に導いていなくてもよい。
【００３６】
排気構造１００および内燃機関５は以下のように作動する。まず、動弁装置５０によって排気ポート４７ａは排気ポート４７ｂよりも先に開になる。排気ポート４７ａが開になった場合、燃焼室４５から排出された排気は第１排気経路１１０を通過して過給機１０に導かれる。また、排気ポート４７ｂが排気ポート４７ａに遅れて開になった場合、排気は排気ポート４７ｂからも排出される。排気ポート４７ｂから排出された排気は、第２排気経路１２０を通過して過給機１０に導かれる。
【００３７】
過給機１０に導かれた排気は、過給機１０内の排気経路を通過してタービン１１に導かれる。その結果、タービン１１は、排気を受けて回転する。タービン１１が回転すると、タービン１１に接続されたコンプレッサ１２も回転する。コンプレッサ１２が回転すると、内燃機関５に供給される吸気が圧縮される。すなわち、過給機１０は、排気のエネルギを回転力に変換し、この回転力によって吸気を圧縮している。コンプレッサ１２によって圧縮された吸気は、吸気弁４８ａ，４８ｂが開弁した場合、吸気ポート４６ａ，４６ｂから燃焼室４５に流入する。
【００３８】
本実施例に係る排気構造１００によれば、図２において説明したように、排気ポート４７ａが排気ポート４７ｂよりも先に開になる。それにより、排気ポート４７ａおよび排気ポート４７ｂが同時に開になる場合に比較して、排気ポート４７ａから排出される排気の流速が速くなっている。その結果、排気のエネルギが増大している。排気のエネルギが増大したことにより、過給機１０の応答性が向上している。
【００３９】
続いて、本実施例に係る排気構造１００のさらなる効果を、比較例に係る排気構造２００と比較しつつ説明する。図４は、比較例に係る排気構造２００を示す模式的断面図である。排気構造２００は、内燃機関側排気管２１０と過給機側排気管２２０とを備えている。内燃機関側排気管２１０は、内部に内燃機関側排気経路２１１を有している。過給機側排気管２２０は、内部に過給機側排気経路２２１を有している。
【００４０】
内燃機関側排気経路２１１は、上流側が２又に分岐して排気ポート４７ａと排気ポート４７ｂとに接続しており、下流側は合流して一つの排気経路になっている。過給機側排気経路２２１は、上流端が内燃機関側排気経路２１１の下流端に接続し、下流端が過給機１０に接続している。このように、排気構造２００は、排気ポート４７ａから排出された排気を過給機１０に導く排気経路と排気ポート４７ｂから排出された排気を過給機１０に導く排気経路とが合流した排気経路２３０を有している。
【００４１】
排気構造２００において、排気ポート４７ａが排気ポート４７ｂよりも先に開になった場合、排気ポート４７ａから排出された排気が排気ポート４７ｂに回り込むおそれがある。具体的には、排気ポート４７ａが閉から開に変化したとき、排気ポート４７ｂは閉の状態である。そのため、燃焼室４５からの排気は、排気ポート４７ａから排出され、排気ポート４７ｂからは排出されない。このとき排気ポート４７ａから排出された排気が内燃機関側排気経路２１１の２又の合流部において、排気ポート４７ｂ側に回り込むおそれがある。この場合、排気ポート４７ａから過給機１０に導かれる排気のエネルギが減衰してしまう。排気のエネルギが減衰した場合、過給機１０の応答性も悪化してしまう。
【００４２】
これに対して本実施例に係る排気構造１００によれば、図３で説明したように、第１排気経路１１０と第２排気経路１２０とは互いに分離している。その結果、排気ポート４７ａから排出された排気は、第２排気経路１２０に流入することなく過給機１０に導かれている。それにより、排気の回り込みが抑制されている。その結果、排気のエネルギの減衰が抑制されている。それにより、排気ポート４７ａから排出された排気を過給機１０に導く流路と排気ポート４７ｂから排出された排気を過給機１０に導く流路とが合流している排気構造２００に比較して排気のエネルギが増大している。その結果、過給機１０の応答性も向上している。
【００４３】
また、排気構造１００によれば、図３で説明したように、第１排気経路１１０は、排気ポート４７ａから排出された排気を第２排気経路１２０を通過した排気よりもタービン１１の外周側に導いている。これにより、第１排気経路１１０がこのような構成を有さない場合に比較して、第１排気経路１１０を通過した排気によるタービン１１へのトルクが大きくなっている。それにより、過給機１０の応答性が向上している。
【００４４】
なお、本実施例において、内燃機関５は一つの燃焼室４５を備えているが、これに限られない。内燃機関５は燃焼室４５を複数備えていてもよい。この場合、複数の燃焼室４５のうち少なくとも一つの燃焼室４５の排気構造が本実施例に係る排気構造１００であれば、排気のエネルギを増大させて過給機１０の応答性を向上させることができる。
【実施例２】
【００４５】
続いて、本発明の実施例２に係る排気構造１００ａについて説明する。図５（ａ）は、排気構造１００ａを示す模式的断面図である。本実施例の説明において、実施例１と同一の部材には同一の符号を付すことで重複する説明を省略し、実施例１と異なる部分を中心に説明する。本実施例に係る内燃機関の機関本体は、複数の燃焼室４５を備えている。本実施例に係る動弁装置は、各々の燃焼室４５に対して設けられた排気弁４９ａの開時期を各々の燃焼室４５に対して設けられた排気弁４９ｂの開時期よりも進角させる。その結果、各々の燃焼室４５において、排気ポート４７ａは排気ポート４７ｂよりも先に開になる。
【００４６】
排気構造１００ａは、内燃機関側排気管１３０ａおよび内燃機関側排気管１３０ｂを複数備えている点と、複数の内燃機関側排気管１３０ａの下流端を連通する連通管１５０ａおよび複数の内燃機関側排気管１３０ｂの下流端を連通する連通管１５０ｂをさらに備えている点と、において実施例１に係る排気構造１００と異なっている。
【００４７】
図５（ｂ）は、排気構造１００ａの連通管近傍を立体的に示した模式図である。図５（ａ）および図５（ｂ）が示すように、連通管１５０ａは、排気流動用流路である連通経路１５１ａを内部に備えている。連通経路１５１ａは、複数の内燃機関側排気経路１３１ａの下流端を連通している。連通管１５０ｂは、排気流動用流路である連通経路１５１ｂを内部に備えている。連通経路１５１ｂは、複数の内燃機関側排気経路１３１ｂの下流端を連通している。
【００４８】
連通管１５０ａと連通管１５０ｂとの相対位置関係は特に限定されないが、本実施例においては、連通管１５０ａは連通管１５０ｂよりも燃焼室４５に近い位置に配置されている。また、連通管１５０ａは連通管１５０ｂよりも上方に位置している。内燃機関側排気管１３０ｂは、連通管１５０ａの下側を通過して連通管１５０ｂの下側壁部に接続している。内燃機関側排気管１３０ａ，１３０ｂと連通管１５０ａ，１５０ｂとの接続方法は特に限定されないが、本実施例においては溶接接続されている。
【００４９】
また、連通管１５０ａは、過給機１０側に突出した突出部１５２ａを有している。この突出部１５２ａの下流端が過給機側排気管１４０ａの上流端に接続することで、連通経路１５１ａは過給機側排気経路１４１ａに接続している。また、連通管１５０ｂは、過給機１０側に突出した突出部１５２ｂを有している。この突出部１５２ｂの下流端が過給機側排気管１４０ｂの上流端に接続することで、連通経路１５１ｂは過給機側排気経路１４１ｂに接続している。なお、突出部１５２ａ，１５２ｂと過給機側排気管１４０ａ，１４０ｂとの接続方法は特に限定されないが、本実施例ではフランジ接続されている。
【００５０】
連通経路１５１ａ，１５１ｂの燃焼室４５に対する相対位置は特に限定されないが、本実施例においては、連通経路１５１ａ，１５１ｂは、燃焼室４５の配列方向（隣接する２つの燃焼室４５のうち一方の燃焼室４５から他方の燃焼室４５に向かう方向）が連通経路１５１ａ，１５１ｂの軸線方向となるように配置されている。連通経路１５１ａ，１５１ｂがこのような配置構造を有することにより、排気構造１００ａは、複数の燃焼室４５と過給機１０との間のスペースを有効活用している。
【００５１】
複数の内燃機関側排気経路１３１ａ、連通経路１５１ａおよび過給機側排気経路１４１ａによって、第１排気経路１１０ａが構成されている。すなわち、第１排気経路１１０ａは、一端が各々の燃焼室４５の排気ポート４７ａに接続した内燃機関側排気経路１３１ａと、複数の内燃機関側排気経路１３１ａの他端を連通する連通経路１５１ａと、連通経路１５１ａと過給機１０とを接続する過給機側排気経路１４１ａと、を備えている。
【００５２】
複数の内燃機関側排気経路１３１ｂ、連通経路１５１ｂおよび過給機側排気経路１４１ｂによって、第２排気経路１２０ａが構成されている。すなわち、第２排気経路１２０ａは、一端が各々の燃焼室４５の排気ポート４７ｂに接続した内燃機関側排気経路１３１ｂと、複数の内燃機関側排気経路１３１ｂの他端を連通する連通経路１５１ｂと、連通経路１５１ｂと過給機１０とを接続する過給機側排気経路１４１ｂと、を備えている。
【００５３】
本実施例においても、実施例１と同様に、第１排気経路１１０ａと第２排気経路１２０ｂとは互いに分離している。また、第１排気経路１１０ａは、排気ポート４７ａから排出された排気を、第２排気経路１２０ａを通過した排気よりもタービン１１の外周側に導いている。但し、これに限られず、第１排気経路１１０ａは、排気ポート４７ａから排出された排気を、第２排気経路１２０ａを通過した排気よりもタービン１１の外周側に導いていなくてもよい。
【００５４】
排気構造１００ａは以下のように作動する。まず、各々の燃焼室４５において、排気ポート４７ａは排気ポート４７ｂよりも先に開になる。排気ポート４７ａが開になった場合、各々の排気ポート４７ａからの排気は、第１排気経路１１０ａを通過して過給機１０に導入される。排気ポート４７ｂが排気ポート４７ａに遅れて開になった場合、各々の排気ポート４７ｂからの排気は、第２排気経路１２０ａを通過して過給機１０に導入される。
【００５５】
本実施例に係る排気構造１００ａによれば、各々の燃焼室４５において排気ポート４７ａが排気ポート４７ｂよりも先に開になることから、排気のエネルギが増大し、過給機１０の応答性が向上している。また、第１排気経路１１０ａと第２排気経路１２０ａとは互いに分離していることから、排気のエネルギが増大し、過給機１０の応答性が向上している。また、第１排気経路１１０ａは、排気ポート４７ａから排出された排気を第２排気経路１２０ａを通過した排気よりもタービン１１の外周側に導いていることから、過給機１０の応答性が向上している。このように、排気構造１００ａによれば、複数の燃焼室４５を備える内燃機関の排気のエネルギを増大させ、過給機１０の応答性を向上させることができる。
【００５６】
また、排気構造１００ａは、複数の内燃機関側排気経路１３１ａと過給機側排気経路１４１ａとを連通経路１５１ａによって接続した構造を有している。同様に、排気構造１００ａは、複数の内燃機関側排気経路１３１ｂと過給機側排気経路１４１ｂとを連通経路１５１ｂによって接続した構造を有している。排気構造１００ａによれば、このような構造を有することにより、例えば複数の内燃機関側排気経路と過給機側排気経路とが連通経路を介さずに直接接続されているような構造の場合に比較して、コンパクトな構成となっている。
【実施例３】
【００５７】
続いて、本発明の実施例３に係る排気構造１００ｂについて説明する。図６（ａ）は、本実施例に係る排気構造１００ｂを示す模式的断面図である。本実施例の説明において、実施例２と同一の部材には同一の符号を付すことで重複する説明を省略し、実施例２と異なる部分を中心に説明する。排気構造１００ｂは、実施例２に係る連通管１５０ａ，１５０ｂに代えて連通管１５０ｃを備えている点において主として実施例２に係る排気構造１００ａと異なっている。連通管１５０ｃは、燃焼室４５の配列方向が連通管１５０ｃの軸線方向となるように配置されている点において連通管１５０ａ，１５０ｂと同様であるが、内部構造が連通管１５０ａ，１５０ｂと異なっている。
【００５８】
図６（ｂ）は、排気構造１００ｂの連通管近傍を立体的に示した模式図である。連通管１５０ｃの内部断面は、二分割されている。具体的には、連通管１５０ｃの内部断面は、仕切部材１５３によって、上段側の排気経路（以下、上段連通経路１５４と称する）と下段側の排気経路（以下、下段連通経路１５５と称する）とに二分割されている。この場合、仕切部材１５３によって、上段連通経路１５４と下段連通経路１５５とは互いに分離している。
【００５９】
図６（ａ）および図６（ｂ）が示すように、上段連通経路１５４は、複数の内燃機関側排気経路１３１ａの下流端を連通している。下段連通経路１５５は、複数の内燃機関側排気経路１３１ｂの下流端を連通している。すなわち、本実施例において、複数の内燃機関側排気経路１３１ａの下流端を連通する連通経路は、内部断面が上段と下段とに二分割された連通管１５０ｃの上段に形成された上段連通経路１５４である。また、複数の内燃機関側排気経路１３１ｂの下流端を連通する連通経路は、連通管１５０ｃの下段に形成された下段連通経路１５５である。連通経路がこのような構造を有することによって、排気構造１００ｂは、実施例２に係る排気構造１００ａに比較してコンパクトな構造となっている。
【００６０】
また、連通管１５０ｃは、上段連通経路１５４に対応した位置に突出部１５２ａを有し、下段連通経路１５５に対応した位置に突出部１５２ｂを有している。上段連通経路１５４は、突出部１５２ａを介して過給機側排気経路１４１ａに接続している。下段連通経路１５５は、突出部１５２ｂを介して過給機側排気経路１４１ｂに接続している。
【００６１】
複数の内燃機関側排気経路１３１ａ、上段連通経路１５４および過給機側排気経路１４１ａによって、第１排気経路１１０ｂが構成されている。複数の内燃機関側排気経路１３１ｂ、下段連通経路１５５および過給機側排気経路１４１ｂによって、第２排気経路１２０ｂが構成されている。
【００６２】
本実施例においても、実施例２と同様に、第１排気経路１１０ｂと第２排気経路１２０ｂとは互いに分離している。また、第１排気経路１１０ｂは、排気ポート４７ａから排出された排気を、第２排気経路１２０ｂを通過した排気よりもタービン１１の外周側に導いている。但し、これに限られず、第１排気経路１１０ｂは、排気ポート４７ａから排出された排気を、第２排気経路１２０ｂを通過した排気よりもタービン１１の外周側に導いていなくてもよい。
【００６３】
排気構造１００ｂは以下のように作動する。まず、各々の燃焼室４５において、排気ポート４７ａは排気ポート４７ｂよりも先に開になる。排気ポート４７ａが開になった場合、各々の排気ポート４７ａからの排気は、第１排気経路１１０ｂを通過して過給機１０に導入される。排気ポート４７ｂが排気ポート４７ａに遅れて開になった場合、各々の排気ポート４７ｂからの排気は、第２排気経路１２０ｂを通過して過給機１０に導入される。
【００６４】
本実施例に係る排気構造１００ｂによれば、各々の燃焼室４５において排気ポート４７ａが排気ポート４７ｂよりも先に開になることから、排気のエネルギが増大し、過給機１０の応答性が向上している。また、第１排気経路１１０ｂと第２排気経路１２０ｂとは互いに分離していることから、排気のエネルギが増大し、過給機１０の応答性が向上している。また、第１排気経路１１０ｂは、排気ポート４７ａから排出された排気を第２排気経路１２０ｂを通過した排気よりもタービン１１の外周側に導いていることから、過給機１０の応答性が向上している。このように、排気構造１００ｂによれば、複数の燃焼室４５を備える内燃機関５の排気のエネルギを増大させ、過給機１０の応答性を向上させることができる。
【００６５】
なお、本実施例において、第１排気経路１１０ｂは連通管１５０ｃの上段側の経路を含み、第２排気経路１２０ｂは連通管１５０ｃの下段側の経路を含んでいるが、これに限られない。第１排気経路１１０ｂが連通管１５０ｃの下段側の経路を含み、第２排気経路１２０ｂが連通管１５０ｃの上段側の経路を含んでいてもよい。この場合、内燃機関側排気経路１３１ａの下流端および過給機側排気経路１４１ａの上流端は下段連通経路１５５に接続し、内燃機関側排気経路１３１ｂの下流端および過給機側排気経路１４１ｂの上流端は上段連通経路１５４に接続する。第１排気経路１１０ｂおよび第２排気経路１２０ｂがこのような構造を有する場合においても、排気構造１００ｂは実施例２に係る排気構造１００ａに比較してコンパクトな構造となる。
【００６６】
また、連通管１５０ｃは、内部断面が上下に二分割されたものに限られない。連通管１５０ｃの内部断面は二分割されていればよい。連通管１５０ｃの内部断面が二分割されていれば、排気構造１００ｂは実施例２に係る排気構造１００ａに比較してコンパクトな構造となることができる。例えば連通管１５０ｃは、内部断面が水平方向に二分割されていてもよく、内部断面が内側の排気経路と外側の排気経路とに二分割された２重管構造を有していてもよい。連通管１５０ｃの内部断面をどのように二分割するかは、排気の保湿性、内燃機関側排気管の長さ等を考慮して決定すればよい。
【００６７】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００６８】
５  内燃機関
１０  過給機
１１  タービン
２０  排気経路
３０  吸気経路
４０  機関本体
４５  燃焼室
４７ａ，４７ｂ  排気ポート
４９ａ，４９ｂ  排気弁
５０  動弁装置
１００  排気構造
１１０  第１排気経路
１２０  第２排気経路
１３１ａ，１３１ｂ  内燃機関側排気経路
１４１ａ，１４１ｂ  過給機側排気経路
１５１ａ，１５１ｂ  連通経路
１５３  仕切部材
１５４  上段連通経路
１５５  下段連通経路
【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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【図６】
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