(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多気筒内燃機関の各気筒に対して各別に接続される分岐部と、各分岐部の下流側に接続される集合部と、該集合部の下流側に接続されるＮＯｘ浄化用触媒装置とを備え、前記分岐部のうちの特定の分岐部にはその内部に還元剤を噴射してこれを前記ＮＯｘ浄化用触媒装置に供給する還元剤用インジェクタが取り付けられる多気筒内燃機関の排気系において、
前記特定の分岐部内に他の分岐部から伝播する排気圧脈動を抑制する内部壁が前記集合部の内壁からその内部に向けて延設される
ことを特徴とする多気筒内燃機関の排気系。
【請求項２】
前記内部壁は前記特定の分岐部とこれに隣接する分岐部との間に位置する前記集合部の内壁から延設される
請求項１記載の多気筒内燃機関の排気系。
【請求項３】
前記内部壁は前記特定の分岐部から前記集合部に流れ込む排気の流れ方向に沿って延設される
請求項２記載の多気筒内燃機関の排気系。
【請求項４】
前記内部壁はその延設方向の長さＬが前記特定の分岐部とこれに対応する気筒との接続位置から前記ＮＯｘ浄化用触媒装置までの排気流れ方向における距離Ｌｃに関してＬ≧０．１０Ｌｃなる関係を満たすように形成される
請求項３記載の多気筒内燃機関の排気系。
【請求項５】
前記内部壁は上記長さＬが上記距離Ｌｃに関して更にＬ≦０．３２Ｌｃなる関係を満たすように形成される
請求項４記載の多気筒内燃機関の排気系。
【請求項６】
前記排気系は前記集合部と前記ＮＯｘ浄化用触媒装置との間に過給機が設けられるものであり、前記内部壁はその延設方向の長さＬが前記特定の分岐部とこれに対応する気筒との接続位置から前記過給機までの排気流れ方向における距離Ｌｔに関してＬ≧０．１０Ｌｔなる関係を満たすように形成される
請求項３記載の多気筒内燃機関の排気系。
【請求項７】
前記内部壁は上記長さＬが上記距離Ｌｔに関して更にＬ≦０．３２Ｌｔなる関係を満たすように形成される
請求項６記載の多気筒内燃機関の排気系。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＮＯｘ浄化用触媒装置に対して還元剤を噴射供給するための還元剤用インジェクタが取り付けられる多気筒内燃機関の排気系に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、内燃機関から排出される排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減するための技術が種々提案されている。例えば、特開２００１−６５３３３号公報には、排気中のＮＯｘを還元して浄化するためのＮＯｘ浄化用触媒装置を排気系に備え、同触媒装置に対して燃料等の還元剤を別途供給するようにした排気浄化装置が提案されている。このように還元剤を触媒装置に供給することにより、例えば、ディーゼルエンジンや希薄空燃比下での燃焼を行うガソリンエンジン等、排気に残存する炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）などが比較的少ない内燃機関にあっても、その触媒装置のＮＯｘ浄化機能を確保することができるようになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、こうした還元剤の供給は、例えば上記公報にも記載されるように、排気系に取り付けられた還元剤用インジェクタの噴口から燃料等の還元剤を排気系内に向けて噴射することにより行われている。このように還元剤の供給に際してインジェクタを用いることにより、その噴口から還元剤が微粒化されて噴射されるようになり、またその還元剤の調量操作についても比較的容易なものとなるため、触媒装置での還元作用が一層好適に行われるようになる。
【０００４】
しかしながら、こうした還元剤用インジェクタは、排気ポート等、排気系にその噴口が露出するように取り付けられており、機関運転中は同噴口が常に排気と接触した状態に置かれている。従って、以下のような問題も無視できないものとなっている。
【０００５】
即ち、還元剤用インジェクタの噴口に排気が接触すると、同排気に含まれるすすが噴口の周囲に付着し、これが排気熱等により変質して固化するようになる。そして、この固化したすすが、いわゆるデポジットとなって噴口近傍に堆積する結果、噴口の開口面積が減少してしまうようになる。このように噴口の開口面積が減少すると、十分な量の還元剤を触媒装置に供給することが困難になり、同触媒装置におけるＮＯｘ浄化機能の低下を招くおそれがある。
【０００６】
この発明は、こうした従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、還元剤用インジェクタの噴口付近におけるデポジットの堆積を抑制することのできる多気筒内燃機関の排気系を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段及びその作用効果について以下に記載する。
請求項１に記載の発明は、多気筒内燃機関の各気筒に対して各別に接続される分岐部と、各分岐部の下流側に接続される集合部と、該集合部の下流側に接続されるＮＯｘ浄化用触媒装置とを備え、前記分岐部のうちの特定の分岐部にはその内部に還元剤を噴射してこれを前記触媒装置に供給する還元剤用インジェクタが取り付けられる多気筒内燃機関の排気系において、前記特定の分岐部内に他の分岐部から伝播する排気圧脈動を抑制する内部壁が前記集合部の内壁からその内部に向けて延設されるものであるとしている。
【０００８】
内燃機関の各気筒において間欠的な爆発が発生すると、それに起因して排気系内には排気圧脈動が発生するようになる。そして、こうした排気圧脈動が発生すると、それに伴って排気の流れについても脈動が生じるようになる。このため、排気圧脈動が還元剤用インジェクタの取付位置近傍にまで伝播すると、その還元剤用インジェクタの噴口には排気圧脈動の周期に合わせて排気流が繰り返し衝突するようになる。その結果、還元剤用インジェクタの噴口にはこうした排気流の衝突によってすすが徐々に付着し、デポジットの堆積を招くこととなる。
【０００９】
上記構成によれば、集合部の内壁からその内部に向けて延設された内部壁により、還元剤用インジェクタが取り付けられた特定の分岐部内に向けて、その他の分岐部から排気圧脈動が伝播するのが抑制されるようになる。従って、この排気圧脈動の伝播に伴うすすの付着、更にはそれによって生じるデポジットの堆積を抑制することができ、こうしたデポジットの堆積に起因した還元剤用インジェクタの噴射特性変化、ひいては触媒装置のＮＯｘ浄化機能低下を好適に抑制することができるようになる。
【００１０】
また、こうした排気圧脈動の伝播をより好適に抑制する上では、請求項２に記載の発明によるように、前記内部壁は前記特定の分岐部とこれに隣接する分岐部との間に位置する前記集合部の内壁から延設される、といった構成を採用するのが望ましい。
【００１１】
更に、請求項３に記載の発明によるように、前記内部壁は前記特定の分岐部から前記集合部に流れ込む排気の流れ方向に沿って延設されるものとすることにより、こうした内部壁を集合部の内部に形成することによる排気抵抗の増大を極力抑制することができるようになる。
【００１２】
また、本発明者らは、内部壁の延設方向における長さについて、上記排気圧脈動の伝播を効果的に抑制するうえで好適な範囲があることを種々の実験を通じて確認している。
【００１３】
即ち、請求項４に記載の発明によるように、前記内部壁はその延設方向の長さＬが前記特定の分岐部とこれに対応する気筒との接続位置から前記ＮＯｘ浄化用触媒装置までの排気流れ方向における距離Ｌｃに関してＬ≧０．１０Ｌｃなる関係を満たすように形成されるのが望ましい。このように内部壁の延設方向における長さについてその最小値を好適に規定することにより、上記排気圧脈動の伝播抑制効果を一層好適に奏することができるようになる。
【００１４】
ここで、この内部壁の延設方向における長さを徐々に増大させていくと、還元剤用インジェクタが取り付けられる特定の分岐部は、その内部壁の延長によって他の分岐部から徐々に隔絶された状態となり、それらから独立した排気通路を形成するようになる。従って、他の分岐部から回り込む排気圧脈動を抑制するという点からすれば、こうした内部壁の延長によってこれが好適に抑制されるようになる。但しその反面、その特定の分岐部に対応する気筒に発生する排気圧脈動は、その内部壁の延長によって同内部壁により隔絶された空間、換言すれば特定の分岐部やこれに接続される集合部の内部からそれら外部に洩れにくくなる。従って、還元材用インジェクタが取り付けられる特定の分岐部において発生した排気圧脈動は、同気筒とＮＯｘ浄化用触媒装置との間で反射を繰り返すようになり、その減衰程度も自ずと小さなものとなる。このため、上記特定の分岐部に対応する気筒での燃焼爆発によって発生する排気圧脈動の影響を受けて、還元剤用インジェクタの噴口に付着するすすが増大するようになる。従って、内部壁を徐々に延長していくと、他の分岐部からの排気圧脈動の回り込みについては抑制されるようになるものの、還元剤用インジェクタが取り付けられる特定の分岐部において生じる排気圧脈動の影響が無視できないものとなる。
【００１５】
そこで、請求項５に記載の発明によるように、前記内部壁は上記長さＬが上記距離Ｌｃに関して更にＬ≦０．３２Ｌｃなる関係を満たすように形成されるのが望ましい。このように内部壁の延設方向における長さについてその最大値を好適に規定することにより、上記特定の分岐部以外の他の分岐部から伝播する排気圧脈動の他、上述したような、その特定の分岐部に対応する気筒において発生する排気圧脈動についてもその悪影響を極力抑制することができるようになる。
【００１６】
また、こうした排気系においては、集合部とＮＯｘ浄化用触媒装置との間に過給機が設けられる場合がある。この場合には、例えば請求項６に記載の発明によるように、前記内部壁はその延設方向の長さＬが前記特定の分岐部とこれに対応する気筒との接続位置から前記過給機までの排気流れ方向における距離Ｌｔに関してＬ≧０．１０Ｌｔなる関係を満たすように形成される、といった構成を採用するのが望ましい。
【００１７】
同構成によれば、請求項４に記載される発明の作用効果と同様に、内部壁の延設方向における長さについてその最小値を好適に規定することにより、上記排気圧脈動の伝播抑制効果を一層好適に奏することができるようになる。
【００１８】
また更に、請求項７に記載の発明によるように、前記内部壁は上記長さＬが上記距離Ｌｔに関して更にＬ≦０．３２Ｌｔなる関係を満たすように形成されるのが望ましい。
【００１９】
同構成によれば、請求項５に記載の発明と同様に、内部壁の延設方向における長さについてその最大値を好適に規定することにより、上記特定の分岐部以外の他の分岐部から伝播する排気圧脈動の他、その特定の分岐部において発生する排気圧脈動についてもその悪影響を極力抑制することができるようになる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明にかかる多気筒内燃機関の排気系をコモンレール式４気筒ディーゼルエンジン（以下、単に「エンジン」という）の排気系に適用した一実施形態について図１〜図６に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本実施形態にかかる排気系、並びにこれが適用されるエンジン１等の構成を示す概略構成図である。
図１に示されるように、エンジン１のシリンダヘッド２には、エンジン１の各気筒＃１〜＃４に対応して複数の燃料用インジェクタ３ａ〜３ｄが取り付けられている。シリンダヘッド２には、吸気バルブ（図示略）の開弁時に気筒＃１〜＃４と連通する吸気ポート（図示略）がそれら各気筒＃１〜＃４に対応して各別に形成されている。これら吸気ポートにはインテークマニホルド５が接続され、更にこのインテークマニホルド５は吸気管７を介して過給機９に接続されている。吸気管７の途中には、吸入空気の温度を低下させるためのインタークーラ１０が設けられている。
【００２２】
また、燃料用インジェクタ３ａ〜３ｄは、高圧燃料を蓄圧するコモンレール１４にそれぞれ接続されている。このコモンレール１４はサプライポンプ１５に接続されており、燃料タンク（図示略）の燃料はこのサプライポンプ１５からコモンレール１４に圧送される。燃料用インジェクタ３ａ〜３ｄが開弁すると、このコモンレール１４内の高圧燃料が同燃料用インジェクタ３ａ〜３ｄの噴口（図示略）から対応する各気筒＃１〜＃４内に噴射される。
【００２３】
一方、図２に示されるように、シリンダヘッド２には、排気バルブ４の開弁時に気筒＃１〜＃４と連通する排気ポート８（同図２では第４気筒＃４に接続される排気ポートのみを示す）が形成されている。この排気ポート８はエキゾーストマニホルド２０を介して過給機９に接続されている。このエキゾーストマニホルド２０は、各気筒＃１〜＃４の排気ポート８に対応してそれらに接続される４つの分岐管２２ａ〜２２ｄと、これら各分岐管２２ａ〜２２ｄの下流側が接続される集合管２３とを備えている。尚、本実施形態において、排気ポート８及びこれに対応して接続される各分岐管２２ａ〜２２ｄは分岐部を構成し、また、エキゾーストマニホルド２０の上記集合管２３は、上記各分岐部の下流側に接続される集合部を構成している。
【００２４】
また、排気系において過給機９の下流側にはＮＯｘ浄化用触媒装置１３（以下、単に「触媒装置」という）が設けられている。この触媒装置１３は、排気の空燃比がリーンの時は排気中のＮＯｘを吸蔵し、空燃比がリッチになり、或いは還元剤が供給されると、その吸蔵したＮＯｘを還元して同ＮＯｘを分解する機能を有した、いわゆるＮＯｘ吸蔵還元型の触媒装置である。
【００２５】
ディーゼルエンジンでは、酸素過剰の雰囲気下で機関燃焼が行われているため、排気中に含まれるＨＣやＣＯは比較的少なく、従って空燃比がリッチになる機会が極めて少ない。このため、ディーゼルエンジンに搭載されるＮＯｘ吸蔵還元型触媒装置にあっては、ＮＯｘを還元する上で十分な量の還元剤を排気から得ることが難しい。このため、本実施形態では、燃料用インジェクタ３ａ〜３ｄとは別に、この触媒装置１３に還元剤を供給するための還元剤用インジェクタ１６を別途備えるようにしている。この還元剤用インジェクタ１６はサプライポンプ１５に接続され、同ポンプ１５から燃料が供給されている。
【００２６】
図２に示されるように、この還元剤用インジェクタ１６は、その噴口１７が第４気筒＃４に対応する排気ポート８内に露出する状態でシリンダヘッド２に取り付けられている。還元剤用インジェクタ１６の開弁に伴ってその噴口１７から排気ポート８に噴射された燃料は、第４気筒＃４から排出される排気とともに同排気ポート８をその下流側に流れ、触媒装置１３に還元剤として供給される。こうした還元剤の供給が所定のタイミングをもって行われることにより、同触媒装置１３のＮＯｘ浄化機能が長期間にわたって維持されるようになる。
【００２７】
更に、本実施形態にかかる排気系では、還元剤用インジェクタ１６の噴射特性変化を抑制し、こうした触媒装置１３のＮＯｘ浄化機能を長期間にわたって維持するための機構を備えている。即ち、本実施形態では、還元剤用インジェクタ１６が取り付けられる第４気筒＃４の排気ポート８内に他の気筒＃１〜＃３から排気圧脈動が伝播するのを抑制するための内部壁３０を集合管２３の内部に形成するようにしている。
【００２８】
図１に示されるように、この内部壁３０は、第３及び第４気筒＃３，＃４の各分岐管２２ｃ，２２ｄの間に位置する集合管２３の内壁、換言すればこれら各分岐管２２ｃ，２２ｄの内壁が繋がる部分を始点とし、同始点から同集合管２３の内部に向けて延設されている。また、この内部壁３０は、第４気筒＃４に接続された排気ポート８に対応する分岐管２２ｄから集合管２３に流れ込む排気の流れ方向Ａと略一致するようにその延設方向が設定されている。
【００２９】
本実施形態では、こうした内部壁３０が集合管２３の内部に設けられているため、還元剤用インジェクタ１６が取り付けられた第４気筒＃４の排気ポート８内に向けて、その他の各気筒＃１〜＃３から伝播しようとする排気圧脈動（図３（ａ）の破線参照）が抑制されるようになる。その結果、この排気圧脈動の伝播に伴うすすの付着、更にはそれによって生じるデポジットの堆積についてもこれが好適に抑制されるようになる。
【００３０】
また、この内部壁３０は、還元剤用インジェクタ１６が取り付けられる第４気筒＃４とこれに隣接する第３気筒＃３との間に位置しているため、近接した位置にあるため影響を受け易い第３気筒＃３の排気圧脈動についてその伝播がより効果的に抑制される。
【００３１】
加えて、第４気筒＃４から排気ポート８、分岐管２２ｄを通じて集合管２３に向かう排気の流れ方向に沿って内部壁３０を延設するようにしているため、こうした内部壁３０を集合管２３の内部に形成することによる排気抵抗の増大についても極力抑制されるようになる。
【００３２】
更に、本発明者らは、この内部壁３０の延設方向における長さＬについてその最適な範囲を規定すべく以下のような実験を行った。まずここで、図２に示されるように、内部壁３０の延設方向における長さを「内部壁長Ｌ」と定義する。更に、同じく図２に示されるように、第４気筒＃４の排気ポート８において最も排気バルブ４寄りの位置（同バルブ４が着座する位置）、換言すれば第４気筒＃４の排気ポート８と第４気筒＃４との接続位置を始点とし、この始点から過給機９の接続位置までの排気流れ方向における距離を「管路長Ｌｔ」と定義する。そして、上記管路長Ｌｔに対する内部壁長Ｌの比Ｌ／Ｌｔを一定の管路長Ｌｔのもとで種々変化させたときの還元剤用インジェクタ１６の流量低下率Ｋを調べた。尚、この流量低下率Ｋは、一定の圧力のもとで還元剤用インジェクタ１６から実際に噴射することのできる実最大噴射量Ｑと、同インジェクタ１６の使用開始時における最大噴射量ＱＭＡＸ（或いは還元剤用インジェクタ１６の公称最大噴射量）とに基づき以下の関係式で定義される。
【００３３】
Ｋ  ＝  （ＱＭＡＸ−Ｑ／ＱＭＡＸ）×１００
この式から明らかなように、デポジットの堆積等に起因して還元剤用インジェクタ１６から噴射することのできる還元剤（燃料）の量が減少すると、この流量低下率Ｋは増大するようになる。
【００３４】
図４は、エンジン１を所定期間運転した後における流量低下率Ｋと上記比Ｌ／Ｌｔとの関係を示す実験結果である。
同図に示されるように、上記比Ｌ／Ｌｔが小さい場合、即ち内部壁長Ｌが管路長Ｌｔに対して相対的に短く設定されている場合（Ｌ＜０．１０Ｌｔ）においては、流量低下率Ｋは上記比Ｌ／Ｌｔの減少に伴って急激に増大するようになる。このように内部壁長Ｌが短くなると、図３（ｂ）に実線にて示されるように、第３気筒＃３の分岐管２２ｃ等、他の分岐管２２ａ，２２ｂ，２２ｃから第４気筒＃４の分岐管２２ｄに内部壁３０を回り込むようにして伝播する排気圧脈動が避けきれなくなる。その結果、噴口１７に対するすす付着量の増大、ひいてはデポジットの堆積量増大を招き、流量低下率Ｋもこれに伴って大きく増大するようになる。
【００３５】
一方、上記比Ｌ／Ｌｔが大きい場合、即ち内部壁長Ｌが管路長Ｌｔに対して相対的に長く設定されている場合（Ｌ＞０．３２）においても、流量低下率Ｋは上記比Ｌ／Ｌｔの増大に伴って急激に増大するようになる。
【００３６】
図５はこの理由を確認するために行った実験の結果を示している。同図５は、還元剤用インジェクタ１６の取付位置近傍で計測した排気圧Ｐの時間的推移を示している。ここで、同図５（ａ）は図３（ｂ）に示されるように、内部壁３０を省略した場合における排気圧Ｐの時間的推移、同図５（ｂ）は図３（ｃ）に示されるように、内部壁３０を触媒装置１３の位置まで延長した場合における排気圧Ｐの時間的推移をそれぞれ示している。また、同図５において、排気圧Ｐのピークが観察されるタイミングｔ１，ｔ２，・・・，ｔ５は、それぞれ第２気筒＃２、第１気筒＃１、第３気筒＃３、第４気筒＃４、並びに第２気筒＃２での燃焼爆発タイミングにそれぞれ対応している。尚、図５（ａ），（ｂ）において、「ＰＬ１」は同じレベルの排気圧Ｐを示している。
【００３７】
この図５（ａ），（ｂ）に示されるように、内部壁３０を極めて長く設定して過給機９の位置まで延長した場合には、タイミングｔ１〜ｔ３，ｔ５にみられる排気圧Ｐのピークはいずれも所定レベルＰＬ１を下回っている。即ち、内部壁３０を省略した場合と比較して、第４気筒＃４以外の気筒＃１〜＃３での燃焼爆発に起因して伝播する排気圧脈動は減少していることがわかる。一方、第４気筒＃４の燃焼爆発（タイミングｔ４）については、これにより伝播する排気圧脈動が内部壁３０を省略した場合と比較して増大していることがわかる。以上の点から内部壁３０を極めて長く設定した場合に流量低下率Ｋが増大する理由は以下のように説明することができる。
【００３８】
即ち、このように内部壁長Ｌが長くなると、図３（ｃ）に示されるように、第４気筒＃４に接続される分岐管２２ｄは内部壁３０によって他の気筒＃１〜＃３の分岐管２２ａ〜２２ｃから隔絶されるようになり、それらから略独立した状態になる。従って、第４気筒＃４以外の第１〜３気筒＃１〜＃３での燃焼爆発に起因して伝播する排気圧脈動は減少するようになる。しかしながら、第４気筒＃４での燃焼爆発に起因して伝播する排気圧脈動は、図３（ｃ）に一点鎖線にて示されるように、内部壁３０によって隔絶された空間から外部に洩れにくく、同第４気筒＃４に接続される排気ポート８と過給機９との間で反射を繰り返すようになる。従って、第４気筒＃４での燃焼爆発によって生じた排気圧脈動はその減衰が他の気筒＃１〜＃３の燃焼爆発によって発生した排気圧脈動と比較して小さなものとなる。その結果、第４気筒＃４での燃焼爆発に伴って発生する排気圧脈動の影響を受けて、同第４気筒＃４の排気ポート８に取り付けられた還元剤用インジェクタ１６の噴口１７にはすすが付着し易くなり、従って流量低下率Ｋの増大も避けきれないものとなる。
【００３９】
また、図６は、第４気筒＃４の燃焼爆発によって還元剤用インジェクタ１６の取付位置近傍に発生する排気圧脈動の大きさと、これに隣接する第３気筒＃３の燃焼爆発によって発生する排気圧脈動の大きさとについて内部壁長Ｌを種々変化させて測定した実験結果である。
【００４０】
同図６から明らかなように、第４気筒＃４の燃焼爆発によって還元剤用インジェクタ１６の取付位置近傍に発生する排気圧脈動は、内部壁長Ｌの増大に伴って増大する傾向を示す。従って、この場合には、第４気筒＃４の燃焼爆発により生じた排気圧脈動の伝播に起因してすすの付着が徐々に増大することとなる。一方、第３気筒＃３の燃焼爆発によって発生する排気圧脈動に関してはその逆の傾向を示し、内部壁長Ｌの増大に伴って徐々に減少するようになる。従って、この場合には、第３気筒＃３の燃焼爆発によって生じた排気圧脈動の影響、更に言えば第４気筒＃４以外の気筒から回り込む排気圧脈動の伝播に起因してすすの付着が徐々に増大することとなる。
【００４１】
これら各実験結果から上記内部壁長Ｌについては、還元剤用インジェクタ１６の噴口１７付近におけるデポジットの堆積を抑制するうえで最適な設定範囲が存在していることがわかる。本実施形態では、この内部壁長Ｌの最適設定範囲を先の図４に示す流量低下率Ｋと比Ｌ／ＬＣとの関係の他、図５及び図６の実験結果に基づいて、
条件（１）・・・  Ｌ≧０．１０Ｌｔ
条件（２）・・・  Ｌ≦０．３２Ｌｔ
といった各条件の双方を満たすものとして設定している。
【００４２】
ここで、条件（１）が満たされるように、内部壁長Ｌを設定した場合には、第３気筒＃３の分岐管２２ｃ等、第４気筒＃４以外の気筒に接続された他の分岐管２２ａ，２２ｂ，２２ｃから第４気筒＃４の分岐管２２ｄに回り込む排気圧脈動が効果的に抑制されるようになる。その結果、こうした排気圧脈動の回り込みに起因したすすの付着、ひいてはデポジットの堆積が抑制されるようになる。
【００４３】
また、条件（２）が満たされるように、内部壁長Ｌを設定した場合には、第４気筒＃４において発生する排気圧脈動が過給機９に反射して還元剤用インジェクタ１６の噴口１７に伝播するのが効果的に抑制される。その結果、こうした排気圧脈動の反射に起因したすすの付着、ひいてはデポジットの堆積が抑制されるようになる。
【００４４】
従って、これら各条件（１），（２）の双方を満たすように、内部壁長Ｌを設定するようにした本実施形態によれば、これら各作用効果を併せて奏し得るようになる。
【００４５】
以上説明した本実施形態によれば以下の作用効果を奏することができる。
・還元剤用インジェクタ１６が取り付けられる第４気筒＃４の分岐管２２ｄ内に他の気筒＃１〜＃３の分岐管２２ａ〜２２ｃから伝播する排気圧脈動を抑制する内部壁３０を集合管２３の内壁からその内部に向けて延設した。その結果、こうした排気圧脈動に起因する還元剤用インジェクタ１６の噴口１７に対するすすの付着、ひいては同噴口１７近傍におけるデポジットの堆積を抑制することができ、還元剤用インジェクタ１６の噴射特性を長期間にわたって維持することができるようになる。
【００４６】
・還元剤用インジェクタ１６が取り付けられる第４気筒＃４とこれに隣接する第３気筒＃３との間に位置して内部壁３０を設けるようにした。従って、還元剤用インジェクタ１６が取り付けられる第４気筒＃４に最も近接した位置にあるためにその影響を受け易い第３気筒＃３の排気圧脈動についても、その伝播をより効果的に抑制することができるようになる。
【００４７】
・また、その内部壁３０の延設方向についても、これを第４気筒＃４から排気ポート８、分岐管２２ｄを通じて集合管２３に向かう排気の流れ方向に沿った方向に設定するようにしたため、このような内部壁３０を集合管２３の内部に形成することによる排気抵抗の増大を極力抑制することができるようになる。
【００４８】
・内部壁長Ｌと管路長Ｌｔとの関係において、先に示した条件式（１）が満たされるように、内部壁長Ｌを設定するようにしたため、他の気筒＃１〜＃３から回り込む排気圧脈動を効果的に抑制し、こうした排気圧脈動の回り込みに起因したすすの付着、ひいてはデポジットの堆積を抑制することができるようになる。
【００４９】
・更に、内部壁長Ｌと管路長Ｌｔとの関係において更に、先に示した条件（２）が満たされるように、内部壁長Ｌを設定するようにした。このため、第４気筒＃４において発生する排気圧脈動が過給機９に反射して還元剤用インジェクタ１６の噴口１７に伝播するのを効果的に抑制し、これに起因したすすの付着、ひいてはデポジットの堆積を抑制することができるようになる。
【００５０】
尚、上記実施形態は以下のようにその構成を変更して実施することもできる。・上記実施形態では、その排気系に過給機９を備えたものを一例として示したが、こうした過給機９を備えていないもの、即ちエキゾーストマニホルド２０の下流側が触媒装置１３に直接接続されるものであっても本発明を適用することができる。この場合、先の条件（１），（２）はそれぞれ以下のようになる。
【００５１】
条件（３）・・・  Ｌ≧０．１０Ｌｃ
条件（４）・・・  Ｌ≦０．３２Ｌｃ
ここで、上記「Ｌｃ」は、先の管路長Ｌｔに代わるものであり、第４気筒＃４の排気ポート８において最も排気バルブ４寄りの位置、換言すれば第４気筒＃４の排気ポート８と第４気筒＃４との接続位置を始点とし、この始点から触媒装置１３の接続位置までの排気流れ方向における距離を「管路長Ｌｃ」と定義する。このように構成を変更しても、上記実施形態に準じた作用効果を奏することができる。
【００５２】
・上記変更例や先の実施形態では、内部壁長Ｌに関する条件として条件（１），（２）或いは条件（３），（４）の双方が満たされるようにしたが、例えば条件（１）のみが満たされるように内部壁長Ｌの長さを設定することもできる。
【００５３】
・上記実施形態では、第４気筒＃４に接続される排気ポート８に還元剤用インジェクタ１６を取り付けるようにしたが、それ以外の気筒＃１〜＃３、例えば第３気筒＃３に接続される排気ポートに同還元剤用インジェクタ１６を取り付けるようにしてもよい。
【００５４】
図７は、このように第３気筒＃３の排気ポートに還元剤用インジェクタ１６が取り付けられる場合の内部壁の構成例を示している。同図に示されるように、この場合には、内部壁３１を第３及び第４気筒＃３，＃４の各分岐管２２ｃ，２２ｄの間に位置する集合管２３の内壁、換言すればこれら各分岐管２２ｃ，２２ｄの内壁が繋がる部分を始点とし、同始点から同集合管２３の内部に向けて延設されている。また、この内部壁３１とは別の内部壁３２を、第２及び第３気筒＃２，＃３の各分岐管２２ｂ，２２ｃの間に位置する集合管２３の内壁、換言すればこれら各分岐管２２ｃ，２２ｄの内壁が繋がる部分を始点とし、同始点から同集合管２３の内部に向けて延設されている。
【００５５】
また、これら各内部壁３１，３２は、第３気筒＃３に接続された排気ポートに対応する分岐管２２ｃから集合管２３に流れ込む排気の流れ方向Ｂと略一致するようにその延設方向が設定されている。更に、内部壁３１の延設方向における長さＬ１、もう一方の内部壁３２の延設方向における長さＬ２はそれぞれ以下の条件が満たされるように設定される。
【００５６】
条件（５）・・・  Ｌ１，Ｌ２≧０．１０Ｌｂ
条件（６）・・・  Ｌ１，Ｌ２≦０．３２Ｌｂ
ここで、「Ｌｂ」は、先の実施形態或いはその変形例において示した「管路長Ｌｔ」或いは「管路長Ｌｃ」と同義である。即ち、エキゾーストマニホルドに過給機が接続される場合には、第３気筒＃３の排気ポートにおいて最も排気バルブ寄りの位置、換言すれば第３気筒＃３の排気ポートと第３気筒＃３との接続位置を始点とし、この始点から過給機の接続位置までの排気流れ方向における距離を意味する。また、エキゾーストマニホルドに触媒装置が接続される場合には、上記始点から触媒装置の接続位置までの排気流れ方向における距離を意味する。このような構成を採用しても先の実施形態に準じた作用効果を得ることができる。
【００５７】
・更に、上記変更例では、内部壁を第４気筒＃４の分岐管２２ｄと第３気筒＃３の分岐管２２ｃとの間と、第３気筒＃３の分岐管２２ｃと第２気筒＃２の分岐管２２ｂとの間とにそれぞれ内部壁３１，３２を設けるようにしたが、これら内部壁３１，３２のうち一方のみを設けるようにしてもよい。
【００５８】
・また更に、上記変更例では、上記条件（５），（６）の双方が満たされるように、各内部壁３１，３２の延設方向における長さＬ１，Ｌ２を設定するようにしたが、例えばこれら長さＬ１，Ｌ２について条件（５）のみが満たされるように構成することもできる。
【００５９】
・上記実施形態では、還元剤用インジェクタ１６を排気ポートに取り付けるようにしたが、例えばこれを各分岐管２２ａ〜２２ｄに取り付けるようにすることもできる。
【００６０】
・上記実施形態では、還元剤として機関燃焼に供される燃料を還元剤用インジェクタ１６から噴射するようにしたが、この還元剤としては例えば、尿素、アンモニア化合物、シアヌル酸、ジメチルエーテル、メチルエーテル等々、他の還元作用を有するものを用いてもよい。
【００６１】
・上記実施形態では、本発明をディーゼルエンジンの排気系に具体化するようにしたが、例えば、希薄燃焼を行うガソリンエンジン等、他の内燃機関の排気系に適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】エンジンの排気系並びにその周辺構成を示す概略構成図。
【図２】還元剤用インジェクタの取付態様を示す断面図。
【図３】エキゾーストマニホルド内における排気脈動の伝播態様を示す概略図。
【図４】内部壁長と還元剤用インジェクタの流量低下率との関係を示すグラフ。
【図５】内部壁長の違いによる排気圧脈動の推移を示すグラフ。
【図６】内部壁長と排気圧脈動量との関係を示すグラフ。
【図７】還元剤用インジェクタの取付位置にかかる変更例を示す概略構成図。
【符号の説明】
＃１〜＃４…気筒、１…エンジン、２…シリンダヘッド、３ａ〜３ｄ…燃料用インジェクタ、４…排気バルブ、５…インテークマニホルド、７…吸気管、８…排気ポート、９…過給機、１０…インタークーラ、１３…ＮＯｘ浄化用触媒装置、１４…コモンレール、１５…サプライポンプ、１６…還元剤用インジェクタ、１７…噴口、２０…エキゾーストマニホルド、２２ａ〜２２ｄ…分岐管、２３…集合管、３０〜３２…内部壁、Ｌ…内部壁長、Ｌｔ，Ｌｃ，Ｌｂ…管路長。
【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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【図７】
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