JP4654763B2 - エンジンの排気装置 - Google Patents

Description

この発明はエンジンの排気装置に係り、特に、排気マニホルドにかかる荷重を低減することができ、また、ターボ過給機の冷却性能を向上させることができるエンジンの排気装置に関する。

車両に搭載されるエンジンの排気装置は、燃焼室から排出される排気を、排気マニホルド、ターボ過給機、排気出口管、触媒コンバータ、マフラ等の排気系部品により導き、外部に放出する。排気装置を構成するこれらの排気系部品は、高温の排気が流れるため、補機等の周辺部品との間に隙間を設けた位置に配設している。また、いわゆるキャブオーバ型の車両等に採用されているシリンダ軸線を傾斜させたエンジンの排気装置においては、地上高との関係から、触媒コンバータがエンジンの出力軸に対して離れた位置に配置されることになる。

従来のエンジンの排気装置には、エンジンのシリンダ軸線を排気管取付面が斜め下方を向くように傾斜させて車両に縦置き搭載し、下方に向いたエンジンの排気管取付面に排気マニホルドを介してターボ過給機を取り付け、このターボ過給機を複数の排気ポートを通る軸線を通る排気ポート平面よりも上方に位置させて配設したものがある。
特開平１０−２８０９６７号公報

また、従来のエンジンの排気装置には、車両に傾斜して搭載されたエンジンによって駆動される推進軸に対して並列状態に排気装置を接続し、排気装置の途中部位に拡径部を設け、この拡径部内に触媒を収納するとともに拡径部を車両幅方向且つ外側方向に指向させて設けたものがある。
特開２００１−３７４３号公報

ところで、エンジンの排気装置においては、排気浄化性能を向上させるために、比較的径が大きく、軸方向の寸法が長い触媒コンバータをターボ過給機の直後に配設することが要求されていた。

ところが、車両に傾斜して搭載されたエンジンの排気装置においては、触媒コンバータをターボ過給機の下流側に配設する際に、触媒コンバータをターボ過給機の後方に直後に配設すると、比較的径が大きく、軸方向の寸法が長い触媒コンバータがエンジンの出力軸から離れた位置に配設されることになり、排気マニホルドに加わる荷重が増加する問題があった。このため、排気マニホルドの剛性を高めるための厚肉化等の対策が必要になり、重量の増加を招く不都合があった。

また、車両に傾斜して搭載されたエンジンの排気装置においては、大型の触媒コンバータがターボ過給機の直後に配設されることで、ターボ過給機の周辺に走行風が流れる空間が無くなり、ターボ過給機の冷却が十分に行えなくなる問題があった。

この発明は、エンジンと変速機を車両に縦置き搭載し、前記エンジンのシリンダ軸線を排気管取付面が斜め下方を向くように傾斜させ、前記排気管取付面に排気マニホルドを介してターボ過給機を取り付け、このターボ過給機の排気出口フランジを前記車両の後方に向けて配設するとともに、この排気出口フランジに接続されて前記車両の後方に延びる排気管に触媒コンバータを配設したエンジンの排気装置において、前記排気出口フランジに接続される前記触媒コンバータよりも上流側の上流側排気管を前記排気出口フランジの直後で前記エンジンに近接するように屈曲させた後、さらに後方に延びるように屈曲させたクランク状に形成し、前記上流側排気管に軸線が前記エンジンの出力軸と略平行になるように前記触媒コンバータを連結し、この触媒コンバータを前記排気出口フランジの下縁部近傍に配設したことを特徴とする。

この発明のエンジンの排気装置は、ターボ過給機の排気出口フランジに接続される触媒コンバータよりも上流側の上流側排気管を排気出口フランジの直後でエンジンに近接するように屈曲させた後、さらに後方に延びるように屈曲させたクランク状に形成し、上流側排気管に軸線がエンジンの出力軸と略平行になるように触媒コンバータを連結し、この触媒コンバータを排気出口フランジの下縁部近傍に配設したことにより、触媒コンバータをターボ過給機の近傍且つエンジンの出力軸に近接する部位に配設しているため、排気マニホルドにかかる荷重を低減することができ、また、ターボ過給機の後方に走行風を通過させる空間を創出することができ、ターボ過給機の冷却性能を向上させることができる。

この発明のエンジンの排気装置は、触媒コンバータをターボ過給機の近傍且つエンジンの出力軸に近接する部位に配設することによって、排気マニホルドにかかる荷重を低減し、また、ターボ過給機の後方に走行風を通過させる空間を創出させ、ターボ過給機の冷却性能を向上させるものである。
以下図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。

図１〜図７は、この発明の実施例を示すものである。図１〜図４において、２は車両、４は右サイドフレーム、６は左サイドフレーム、８はマウントメンバ、１０はエンジンルーム、１２はエンジン、１４は変速機である。この車両２は、幅方向Ａ両側に夫々前後方向Ｂに指向する２本の右・左サイドフレーム４・６を配設し、右・左サイドフレーム４・６をエンジンルーム１０の下方において車両２の幅方向Ａに指向するマウントメンバ８により連結し、エンジンルーム１０にエンジン１２と変速機１４を縦置き搭載した、いわゆるキャブオーバ型である。

マウントメンバ８は、幅方向Ａに延びる略水平な延長部１６を設け、延長部１６の両端に上方に傾斜して延びる支持部１８・２０を夫々設け、各支持部１８・２０の先端に延長部１６と平行な連結部２２・２４を夫々設けている。マウントメンバ８は、連結部２２・２４を右・左サイドフレーム４・６に連結ボルト２６・２８により連結される。

前記エンジンルーム１０に搭載されるエンジン１２は、シリンダブロック３０の上方にシリンダヘッド３２を搭載し、シリンダヘッド３２にヘッドカバー３４を取付け、シリンダブロック３０の下部に出力軸であるクランク軸３６を軸支し、シリンダブロック３０の後端に前記変速機１４を連結している。

このエンジン１２は、シリンダヘッド３０のシリンダ軸線Ｃに対して交差する方向の一側（図１において上側）に吸気管取付面３８を設けるとともに、シリンダ軸線Ｃに対して交差する方向の他側（図１において下側）に排気管取付面４０を設けている。

エンジン１２は、シリンダ軸線Ｃを排気管取付面４０が斜め下方を向くように傾斜させ、エンジンルーム１０下方のマウントメンバ８にマウントブラケット４２によりマウントゴム４４を介して縦置き搭載している。マウントブラケット４２は、一端側をシリンダブロック３０下方の側面に取付けられ、他端側をマウントメンバ８の延長部１６左側の支持部２０にマウントゴム４４を介して取付けられる。

このエンジン１２の吸気装置４６は、シリンダヘッド３２の斜め上方に向く吸気管取付面３８に吸気マニホルド４８を取り付けている。

また、このエンジン１２の排気装置５０は、シリンダヘッド３２の斜め下方に向く排気管取付面４０に排気マニホルド５２を介してターボ過給機５４を取り付けている。ターボ過給機５４は、車両２の後方に向けて排気出口である排気出口フランジ５６を設け、この排気出口フランジ５６に車両の後方に延びる排気管５８を接続している。

排気管５８は、途中に触媒コンバータ６０を配設している。触媒コンバータ６０は、図５に示す如く、コンバータケース６２内にサポータ６４により触媒６６を保持している。排気管５８は、触媒コンバータ６０を挟んで上流側排気管６８と下流側排気管７０とに構成される。

エンジン１２の排気装置５０は、エンジン１２から排出される排気を、排気マニホルド５２、ターボ過給機５４、上流側排気管６８、触媒コンバータ６０、下流側排気管７０、後述する後部排気管８６を介して導き、外部に放出する。

このエンジン１２の排気装置５０は、図５〜図７に示す如く、排気出口フランジ５６に接続される触媒コンバータ６０よりも上流側の上流側排気管６８を排気出口フランジ５６の直後でエンジン１２に近接するように屈曲させた後、さらに後方に延びるように屈曲させたクランク状に形成している。この上流側排気管６８には、図１・図３に示す如く、軸線Ｌがエンジン１２のクランク軸３６の出力軸線Ｐと略平行になるように触媒コンバータ６０を連結し、この触媒コンバータ６０を排気出口フランジ５６の下縁部近傍に配設している。

これにより、このエンジン１２の排気装置５０は、触媒コンバータ６０をターボ過給機５４の近傍且つエンジン１２のクランク軸３６に近接する部位に配設しているため、排気マニホルド５２にかかる荷重を低減することができ、排気マニホルド５２の重量増加を招くことが無く、また、ターボ過給機５４の後方に走行風を通過させる空間Ｓを創出することができ、ターボ過給機５４の冷却性能を向上させることができる。

このエンジン１２の排気装置５０は、触媒コンバータ６０よりも上流側の上流側排気管６８を鋳造で形成するとともに、触媒コンバータ６０及びこの触媒コンバータ６０よりも下流側の下流側排気管７０を板金材料で形成している。上流側排気管６８には、上流部にターボ用取付フランジ７２を一体的に形成し、中間部に第１センサ取付部７４を一体的に形成し、下流部に触媒コンバータ６０に向かって次第に径が拡がる上流側コーン部７６を一体的に形成している。上流側コーン部７６には、スティフナ取付ボス部７８を一体的に形成している。ターボ用取付フランジ７２は、ターボ過給機５４の排気出口フランジ５６に取り付けられる。上流側コーン部７６は、触媒コンバータ６０のコンバータケース６２の上流部に取り付けられる。

また、下流側排気管７０には、上流部に触媒コンバータ６０に向かって次第に径が拡がる下流側コーン部８０を別体に設け、中間部に第２センサ取付部８２を別体に設け、下流部に接続フランジ８４を別体に設けている。下流側コーン部８０は、触媒コンバータ６０のコンバータケース６２の下流部に取り付けられる。接続フランジ８４には、後部排気管８６の上流部の接続フランジ８８が接続される。

このエンジン１２の排気装置５０は、図７に示す如く、ターボ用取付フランジ７２の下縁部にエンジン１２に近づくに従って上昇する上昇部９０を形成し、この上昇部９０の下側に触媒コンバータ６０を配設している。

これにより、このエンジン１２の排気装置５０は、排気出口フランジ５６により近い位置に触媒コンバータ６０を配置することで上流側排気管６８を極力短かくし、排気マニホルド５２にかかる荷重をさらに低減することができるとともに、上流側排気管６８の熱容量を低減して触媒６６の早期活性化を図ることができる。

このエンジン１２の排気装置５０は、上流側排気管６８を鋳造で形成するとともに、この上流側排気管６８の下流部に触媒コンバータ６０に向けて拡がる上流側コーン部７６を一体的に形成している。排気装置５０は、図３・図４に示す如く、上流側コーン部７６をスティフナ９２を介してエンジン１２の側面に取り付けられるマウントブラケット４２に連結している。スティフナ９２は、マウントブラケット４２に一端側を取り付けられる第１スティフナ９２−１と、上流側コーン部７６のスティフナ取付ボス部７８に一端側を取り付けられる第２スティフナ９２−２とからなり、第１・第２スティフナ９２−１・９２−２の他端側どうしを連結している。

これにより、このエンジン１２の排気装置５０は、上流側コーン部７６を上流側排気管６８に鋳造で一体に形成し、上流側コーン部７６に近接して配置されるエンジン１２のマウントブラケット４２にスティフナ９２で連結したことにより、スティフナ９２の長さを短縮して触媒コンバータ６０の支持剛性を向上することができる。

この発明のエンジンの排気装置は、触媒コンバータをターボ過給機の近傍且つエンジンの出力軸に近接する部位に配設することによって、排気マニホルドにかかる荷重を低減し、また、ターボ過給機の後方に走行風を通過させる空間を創出させ、ターボ過給機の冷却性能を向上させるものであり、エンジンを縦置き搭載した車両に適用可能である。

実施例を示すエンジンと変速機の後面図である。 実施例を示すエンジンと変速機の上面図である。 実施例を示すエンジンと変速機の側面図である。 実施例を示すエンジンと変速機の下面図である。 実施例を示す排気管と触媒コンバータの上面図である。 実施例を示す排気管と触媒コンバータの側面図である。 実施例を示す図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線による断面図である。

符号の説明

２ 車両
４ 右サイドフレーム
６ 左サイドフレーム
８ マウントメンバ
１２ エンジン
１４ 変速機
３０ シリンダブロック
３２ シリンダヘッド
３４ ヘッドカバー
３６ クランク軸
４０ 排気管取付面
４２ マウントブラケット
４４ マウントゴム
５０ 排気装置
５２ 排気マニホルド
５４ ターボ過給機
５６ 排気出口フランジ
５８ 排気管
６０ 触媒コンバータ
６８ 上流側排気管
７０ 下流側排気管
７２ ターボ用取付フランジ
７６ 上流側コーン部
７８ スティフナ取付ボス部
８０ 下流側コーン部
９０ 上昇部
９２ スティフナ

Claims (3)

1. エンジンと変速機を車両に縦置き搭載し、前記エンジンのシリンダ軸線を排気管取付面が斜め下方を向くように傾斜させ、前記排気管取付面に排気マニホルドを介してターボ過給機を取り付け、このターボ過給機の排気出口フランジを前記車両の後方に向けて配設するとともに、この排気出口フランジに接続されて前記車両の後方に延びる排気管に触媒コンバータを配設したエンジンの排気装置において、前記排気出口フランジに接続される前記触媒コンバータよりも上流側の上流側排気管を前記排気出口フランジの直後で前記エンジンに近接するように屈曲させた後、さらに後方に延びるように屈曲させたクランク状に形成し、前記上流側排気管に軸線が前記エンジンの出力軸と略平行になるように前記触媒コンバータを連結し、この触媒コンバータを前記排気出口フランジの下縁部近傍に配設したことを特徴とするエンジンの排気装置。
2. 前記上流側排気管には上昇部を形成し、前記上昇部の下側に前記触媒コンバータを配設した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. 前記上流側排気管を鋳造で形成するとともに、この上流側排気管の下流部に前記触媒コンバータに向けて拡がる上流側コーン部を一体的に形成し、前記上流側コーン部をスティフナを介して前記エンジンの側面に取り付けられるマウントブラケットに連結した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。

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