JP2008115711A - エンジンの排気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両前部のエンジンルームに横置きされ、各気筒の排気ポートが車両後方側に向けて配置される直列多気筒エンジンの排気装置であり、且つ相隣る位置に該エンジンの補機が配置される排気装置において、排気マニホールドを、その車両前後方向の寸法の大きな拡大を招くことなく、エンジン補機から離隔させて配設できるようにする排気装置を提供する。
【解決手段】集合部２６の開口部Ｅ，Ｆ，Ｇは、エンジン１０の気筒列方向に配置されるとともに、エンジン補機としてのオルタネータ４０に近い開口部ほどエンジン１０から離れるように、エンジン１０に対して平面視で傾斜させて配置され、さらに、オルタネータ４０に最も近い独立管部２２は、オルタネータ４０を迂回するように、車両後方側から視たとき、その中間部２２ｃが隣の独立管部２３の中間部２３ｃに一部重なる湾曲状に形成される。
【選択図】図５

Description

本発明は、エンジンの排気装置に関する。

特許文献１は、車両前部のエンジンルームに横置きされ、気筒の排気ポートが車両後方側に向けて配置されたエンジンと、該エンジンの排気装置とを開示している。

そこでは、排気装置は、エンジンの車両後方側に配置された排気マニホールドを備えており、排気マニホールドは、排気流路の上流端でエンジンのシリンダヘッドに接続され、下流端で触媒コンバータに接続されている。

一般に、排気マニホールドが接続されるエンジンが直列多気筒エンジンである場合には、排気干渉をさけるためにエンジンの気筒毎に独立管部が設けられ、気筒列方向に配置される。そうして、このように気筒列方向に配置された独立管部は、側面視で重なっており、排気マニホールドは扁平な形状を呈している。これは、車両の衝突時にエンジンが後退する空間を確保すべく、排気マニホールドと該排気マニホールドの車両後方側に位置するダッシュパネルとを充分離すためである。
特開平１０−８９０６４号公報

ここで近年では、オルタネータ等のエンジンの補機が、エンジンの車両後方側で、排気装置と相隣る位置に配置される場合がある。この場合に、平面視で補機の配置領域と独立管部の配置領域とが重なるときには、独立管部が補機を迂回するように、独立管部を形成する必要がある。そこで、独立管部が補機の上方を通過するとともに補機の車両後方側で降下して集合部に接続するように、独立管部を形成することが考えられる。

しかしながら、このように独立管部を形成した際には、集合部は補機の車両後方側へと後退するため、排気マニホールドは扁平な形状とならず、排気装置の車両前後方向の寸法が拡大する。この結果、排気装置とダッシュパネルとの離隔距離が充分確保できない。

また、上述のように集合部を車両後方側に後退させた上で、排気装置とダッシュパネルとの離隔距離を確保した場合には、車両の前後方向の寸法が拡大するという問題が生じる。 本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車両前部のエンジンルームに横置きされ、各気筒の排気ポートが車両後方側に向けて配置される直列多気筒エンジンの排気装置であり、且つ相隣る位置に該エンジンの補機が配置される排気装置において、排気マニホールドを、その車両前後方向の寸法の大きな拡大を招くことなく、エンジン補機から離隔させて配設できるようにする排気装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、上記課題を解決するために、車両前部のエンジンルームに横置きされ、各気筒の排気ポートが車両後方側に向けて配置される直列多気筒エンジンの排気装置であって、前記エンジンの車両後方側に配置された排気マニホールドを備え、前記排気マニホールドは、前記各気筒の排気ポートに一端部が接続された気筒毎の独立管部と、前記各独立管部の他端部が挿入される開口部が形成され、前記エンジンの車両後方側に配置されたエンジン補機と相隣るように前記独立管群の下方に配置された集合部とを有し、前記集合部の開口部は、前記エンジンの気筒列方向に配置され、且つ前記エンジン補機に近い開口部ほど、前記エンジンから離れるように、該エンジンに対して平面視で傾斜させて配置され、前記エンジン補機に最も近い独立管部は、前記エンジン補機を迂回するように、車両後方側から視たとき中間部が隣の独立管部の中間部に一部重なる湾曲状に形成されている。

本発明では、エンジン補機に最も近い独立管部を、その中間部が隣の独立管部の中間部に車両後方から視て一部重なるように湾曲させているが、これは、集合部の開口部をエンジン補機に近くなるほどエンジンから離れるように平面視で傾斜させて並べたことを利用している。すなわち、前記隣の独立管部では、前記開口部の傾斜配列により、開口部がエンジンから比較的離れた位置にあるから、排気ポートから当該開口部へ向かって下降する傾斜角度を緩くし該独立管部の上部上方にスペースを形成することが可能になる。そこで、このスペースを利用して、前記エンジン補機に最も近い独立管部を隣の方へ湾曲させてその中間部を隣の独立管部の中間部に後方側から一部重ねるようにしたものである。

そうして、エンジン補機に最も近い独立管部を挿入する開口部はエンジンから最も離された位置にあるから、当該独立管部は、上述の如く中間部を重ねても、そこから管をさらに複雑に曲げることなく下端部を当該開口部へ向かって延設して接続することができる。

このように、集合部の開口部を平面視で傾斜させて並べたことにより、エンジン補機に最も近い独立管部を上述の如く湾曲させることができ、そのことによってエンジン補機との間に必要な隙間を確保することができる点、しかも、排気マニホールド全体は車両前後方向の寸法の大きな拡大を招くことがない、つまり、扁平な形状を維持することができた点に本発明の特徴がある。
請求項２に記載の発明は、中間側気筒にそれぞれ対応する２つの独立管部の他端部が挿入される共有開口部が形成され、さらに前記２つの独立管部の他端部が、それぞれ略半円状の断面を有するとともに、該断面の直線部を互いに向かい合わせた状態で共有開口部に挿入されるようにしたものである。
具体的には、請求項２に記載の発明は、エンジンは少なくとも４気筒を有し、前記集合部には、気筒列方向の中間に存する中間側気筒にそれぞれ対応する２つの独立管部の他端部が挿入される共有開口部が形成され、前記２つの独立管部の他端部は、それぞれ略半円状の断面を有するとともに、該断面の直線部を互いに向かい合わせた状態で前記共有開口部に挿入されている。
本発明によれば、上述した共有開口部が形成されることで、前記２つの独立管部を個別に挿入するための２つの開口部を設けた場合と比較して、該２つの開口部の間のスペースを省略できるため、集合部の車両横方向の幅を縮減することができる。このため、エンジン補機から集合部を、ひいては排気装置を充分離すことができる。

また、前記２つの独立管部の他端部は、それぞれ略半円状の断面を有するとともに、該断面の直線部を互いに向かい合わせた状態で共有開口部に挿入されることから、共有開口部内で、排気通路の断面積を充分確保することができる。これにより、共有開口部内と共有開口部外とで独立管部の断面形状が異なる場合であっても、独立管部内の排気抵抗を低減することができる。
請求項３に記載の発明は、触媒コンバータに排気を導入するコーン部が、集合部を形成する第１の板金成形体と、第２の板金成形体とにより形成される。
具体的には、請求項３に記載の発明は、前記排気マニホールドは、触媒コンバータに直結されていて、前記排気マニホールドの集合部は、前記各開口部の一部を形成する第１の板金成形体と、前記各開口部の残部を形成する第２の板金成形体とを接合することによって形成され、上記両板金成形体により、上記触媒コンバータに排気を導入するコーン部が形成されている。
本発明によれば、触媒コンバータに排気を導入するコーン部が、上述した第１の板金成形体と、第２の板金成形体とにより形成されるために、別途コーン部を設ける必要がない。これにより、エンジンルーム内で、排気装置と触媒コンバータとにより占有される面積を小さくすることができる。

上記請求項１に記載の発明によれば、集合部の開口部をエンジン補機に近くなるほどエンジンから離れるように平面視で傾斜させて並べることにより、独立管部２３の上部上方にスペースを形成することが可能になる。そうして、このスペースを利用して、エンジン補機に最も近い独立管部を、その中間部が隣の独立管部の中間部に車両後方から視て一部重なるように湾曲させている。また、上記のように開口部を傾斜させて並べることにより、該エンジン補機に最も近い独立管部を挿入する開口部はエンジンから最も離された位置にあるため、該独立管部は上記のように湾曲させても複雑な形状にならない。

これにより、該独立管部を上述のごとく湾曲させることができ、排気マニホールドとエンジン補機との間に必要な隙間を確保することができる。しかも、排気マニホールド全体は扁平な形状を維持することができるため、排気マニホールドを、その車両前後方向の寸法の大きな拡大を招くことなく、エンジン補機から離隔させて配設できる。

上記請求項２に記載の発明によれば、上述した共有開口部が形成されることで、前記２つの独立管部を個別に挿入するための２つの開口部を設けた場合と比較して、該２つの開口部の間のスペースを省略できるため、集合部の車両横方向の幅を縮減することができる。このため、エンジン補機から集合部を、ひいては排気装置を充分離すことができる。

また、前記２つの独立管部の他端部は、それぞれ略半円状の断面を有するとともに、該断面の直線部を互いに向かい合わせた状態で共有開口部に挿入されることから、共有開口部内で、排気通路の断面積を充分確保することができる。これにより、共有開口部内と共有開口部外とで独立管部の断面形状が異なる場合であっても、独立管部内の排気抵抗を低減することができる。
上記請求項３に記載の発明によれば、触媒コンバータに排気を導入するコーン部が、上述した第１の板金成形体と、第２の板金成形体とにより形成されるために、別途コーン部を設ける必要がない。これにより、エンジンルーム内で、排気装置と触媒コンバータとが配置される領域の面積を小さくすることができる。

以下、本発明の第１の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、車体前部のエンジンルーム内における排気装置の配置状態を示す左側側面図である。図において左側が車両前方を示している。

１０はエンジンであり、２０は排気装置であり、３０はダッシュパネルであり、４０はエンジンの補機としてのオルタネータであり、５０は触媒コンバータである。

車体前部のエンジンルーム内では、エンジン１０の車両後方側に、排気装置２０とオルタネータ４０とが互いに隣り合うように配置され、さらに排気装置２０の車両後方側に、ダッシュパネル３０が配置され、ダッシュパネル３０には、車両衝突時に後退するエンジン１０をガードするための車軸方向に伸びるレインフォースメント３０ａが結合されている。

図２は、排気装置の配置状態を上方から示す斜視図である。

エンジン１０は、直列４気筒エンジンであり、エンジンルーム内にクランクシャフトが車軸方向に延びる横置き配置され、気筒Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが直列に配列されたシリンダブロック１１（図１参照）と、シリンダブロック１１の上部に配置されるシリンダヘッド１２とを有している。

シリンダヘッド１２には、気筒Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの排気ポートａ，ｂ，ｃ，ｄが、車両後方側に向けて配置されている。

排気装置２０は、エンジン１０の車両後方側に配置された排気マニホールド２１を備えており、排気マニホールド２１は、気筒毎に設けられる独立管部２２，２３，２４，２５と、独立管部２２，２３，２４，２５が集合する集合部２６とを有している。

独立管部２２，２３，２４，２５はそれぞれ気筒Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対応するものであり、独立管部２２，２３，２４，２５のエンジン側の端部２２ａ，２３ａ，２４ａ，２５ａは、共通の横長状のヘッドフランジ１３に支持され、シリンダヘッド１２の排気ポートａ，ｂ，ｃ，ｄに接続されている。

集合部２６は、オルタネータ４０と相隣るように独立管部２２，２３，２４，２５の下方に配置され、エンジン１０と反対側で排気触媒コンバータ５０に直結されている。

集合部２６には、端側気筒Ａ，Ｄに対応する独立管部２２，２５の端部２２ｂ，２５ｂが各々挿入される開口部Ｅ，Ｇと、中間側気筒Ｂ，Ｃに対応する独立管部２３，２４の端部２３ｂ，２４ｂのいずれもが挿入される共有開口部Ｆとが形成されている。

独立管部２３，２４の端部２３ｂ，２４ｂは、図３に示すように略半円状の断面を有するとともに、該断面の直線部を互いに向かい合わせた状態で共有開口部Ｆに挿入されている。以下では、開口部Ｅ，Ｇ及び共有開口部Ｆを総称して、開口部Ｅ，Ｆ，Ｇと適宜示す。

また、集合部２６は、開口部Ｅ，Ｆ，Ｇの一部を形成する第１の板金成形体２６ａと、開口部Ｅ，Ｆ，Ｇの残部を形成する第２の板金成形体２６ｂとを接合することによって形成されている。

図４は、排気装置の配置状態を示す正面図である。

集合部２６の触媒コンバータ５０との直結部には、板金成形体２６ａ，２６ｂにより、触媒コンバータ５０に排気を導入するコーン部Ｈが形成されている。コーン部Ｈは、排気下流側に行くに従って径が拡大している（図１参照）。

図５は、排気装置の配置状態を示す背面図である。

開口部Ｅ，Ｆ，Ｇは、エンジン１０の気筒列方向に配置されており、オルタネータ４０に近い開口部ほど、エンジン１０から離れるように、エンジン１０に対して平面視で傾斜させて配置されている。すなわち、開口部Ｅ，Ｆ，Ｇのうち、オルタネータ４０に最も近い開口部Ｅがエンジン１０から最も離れ、オルタネータ４０から最も遠い開口部Ｇがエンジン１０に最も近くなっている。

また、独立管部２３は、排気ポートｂから後方に共有開口部Ｆへ向かって傾斜するように延伸している。ここで該独立管部２３では、上述した開口部Ｅ，Ｆ，Ｇの傾斜配列によって、共有開口部Ｆがエンジン１０から比較的離れた位置にあるから、排気ポートｂから共有開口部Ｆへ向かって下降する傾斜角度が緩くなり、該独立管部２３の上部上方にスペースが形成されている。

そうして、該独立管部２３の隣りに位置し、オルタネータ４０に最も近い独立管部２２は、排気ポートａから独立管部２３側へ向かって後方に延伸し、さらに上述した独立管部２３の上部上方のスペースに達した位置Ｉ（図２，５参照）から開口部Ｅへ向かって鉛直下方に降下している。この結果、独立管部２２は、オルタネータ４０を迂回するように、車両後方側から視たとき中間部２２ｃが隣の独立管部２３の中間部２３ｃに一部重なる湾曲状を呈している。なお、上記のように湾曲する独立管部２３はＬ字状の簡単な形状を呈しているが、これは、オルタネータ４０に最も近い独立管部２２を挿入する開口部Ｅがエンジン１０から最も離された位置にあるから、独立管部２２は、上述の如く中間部を重ねても、そこから管をさらに複雑に曲げることなく下端部２２ｂを開口部Ｅへ向かって延設して接続されることができるためである。

これにより、排気マニホールド２６とオルタネータ４０との間に必要な隙間を確保することができる。しかも、排気マニホールド２６全体は扁平な形状を維持することができるため、排気マニホールド２６を、その車両前後方向の寸法の大きな拡大を招くことなく、オルタネータ４０から離隔させて配設できる。

また、集合部２６には、中間側気筒Ｂ，Ｃにそれぞれ対応する独立管部２３，２４の端部２３ｂ，２４ｂを挿入するための共有開口部Ｆが形成される。これにより、独立管部２３と独立管部２４とを個別に挿入するための２つの開口部を設けた場合と比較して、該２つの開口部の間のスペースを省略できるため、排気装置２０の車両横方向の幅を低減することができる。このため、オルタネータ４０から集合部２６を、ひいては排気装置２０を充分離すことができる。

また、独立管部２３，２４の端部２３ｂ，２４ｂが、それぞれ略半円状の断面を有するとともに、該断面の直線部を互いに向かい合わせた状態で共有開口部Ｆに挿入されることにより、共有開口部Ｆ内で、排気通路の断面積を充分確保することができる。これにより、独立管部２３，２４の断面が共有開口部Ｆ内と共有開口部Ｆ外とで異なる場合であっても、独立管部２３，２４内の排気抵抗を低減することができる。

また、触媒コンバータ５０に排気を導入するコーン部Ｈが、集合部２６を形成する第１の板金成形体２６ａと、第２の板金成形体２６ｂとにより形成されるために、別途コーン部を設ける必要がない。これにより、エンジンルーム内で排気装置２０と触媒コンバータ５０とにより占有される面積を小さくすることができる。

本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内において、種々改変することができる。

例えば本発明の排気装置が適用できるエンジンは上述に限られず、気筒の数が４よりも大きいエンジンに適用することができる。この場合には、気筒列方向の中間に存する中間側気筒のうち、いずれか２つの気筒に対応する独立管部において、そのエンジンと反対側の端部は、略半円状の断面を有するとともに、該断面の直線部が向かい合うように共有開口部に挿入される。また、この場合には、複数の共有開口部が集合部に形成されて、各共有開口部に上述した２つの気筒に対応する独立管部の端部がそれぞれ挿入されてもよい。

車体前部のエンジンルーム内における排気装置の配置状態を示す左側側面図である。 排気装置の配置状態を上方から示す斜視図である。 独立管部２３，２４の端部２３ｂ，２４ｂにおける断面図である。 排気装置の配置状態を示す正面図である。 排気装置の配置状態を示す背面図である。

符号の説明

１０ エンジン、
２０ 排気装置、
２１ 排気マニホールド、
２２，２３，２４，２５ 独立管部、
２２ａ，２３ａ，２４ａ，２５ａ 端部（一端部）、
２２ｂ，２３ｂ，２４ｂ，２５ｂ 端部（他端部）、
２３ｃ 中間部、
２６ 集合部、
２６ａ 第１の板金部材、
２６ｂ 第２の板金部材、
４０ オルタネータ（エンジン補機）、
５０ 触媒コンバータ
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ 気筒、
Ｅ，Ｆ，Ｇ 開口部、
Ｈ コーン部、
ａ，ｂ，ｃ，ｄ 排気ポート。

Claims (3)

1. 車両前部のエンジンルームに横置きされ、各気筒の排気ポートが車両後方側に向けて配置される直列多気筒エンジンの排気装置であって、
   前記エンジンの車両後方側に配置された排気マニホールドを備え、
   前記排気マニホールドは、前記各気筒の排気ポートに一端部が接続された気筒毎の独立管部と、前記各独立管部の他端部が挿入される開口部が形成され、前記エンジンの車両後方側に配置されたエンジン補機と相隣るように前記独立管群の下方に配置された集合部とを有し、
   前記集合部の開口部は、前記エンジンの気筒列方向に配置され、且つ前記エンジン補機に近い開口部ほど、前記エンジンから離れるように、該エンジンに対して平面視で傾斜させて配置され、
   前記エンジン補機に最も近い独立管部は、前記エンジン補機を迂回するように、車両後方側から視たとき中間部が隣の独立管部の中間部に一部重なる湾曲状に形成されていることを特徴とするエンジンの排気装置。
2. 前記エンジンは、少なくとも４気筒を有し、
   前記集合部には、気筒列方向の中間に存する中間側気筒にそれぞれ対応する２つの独立管部の他端部が挿入される共有開口部が形成され、
   前記２つの独立管部の他端部は、それぞれ略半円状の断面を有するとともに、該断面の直線部を互いに向かい合わせた状態で前記共有開口部に挿入されていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの排気装置。
3. 前記排気マニホールドは、触媒コンバータに直結されていて、
   前記排気マニホールドの集合部は、前記各開口部の一部を形成する第１の板金成形体と、前記各開口部の残部を形成する第２の板金成形体とを接合することによって形成され、
   上記両板金成形体により、上記触媒コンバータに排気を導入するコーン部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの排気装置。
   

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