JP5045897B2 - 車両用ｖ型エンジンの排気装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両のエンジンルーム内に縦置きされたＶ型エンジンの排気装置に関するものである。
車両用Ｖ型エンジンには、車両前部のエンジンルーム内に各バンクの気筒列方向が車両の前後方向に延びるよう縦置きされるものがあり、斯かるＶ型エンジンの排気装置としては、Ｖ型エンジンの車両幅方向両側部に排気マニホールドをそれぞれ取り付け、各排気マニホールドの集合部に触媒コンバータをその軸線が車両下方向に延びる状態でそれぞれ取り付け、一方の触媒コンバータをエンジンルーム内の補機部品の下方に配置して成るものがある。このような排気装置においては、触媒コンバータはＶ型エンジンの車両幅方向両側部に左右対称に配設される場合が多い。
ところで、特許文献１には、エンジンルーム内の触媒コンバータ付近の雰囲気温度を低く抑えて空気比センサの耐久性を高めるために、触媒コンバータの前面を覆う遮熱板の両側部に通路状のダクト部を形成する構成が提案されている。
又、特許文献２には、横置きのＶ型エンジンにおいて、前側排気マニホールドの下端部と後側排気マニホールドの下端部とを合流させて単一の排気管とし、該排気管のエンジン前方の部位に触媒コンバータを介装することによって、触媒コンバータ周辺の部品の熱劣化を防ぐ提案がなされている。
特開２００５−１７１７９２号公報 特開平８−１４４７５１号公報
車両用Ｖ型エンジンの排気装置において、従来のように触媒コンバータをＶ型エンジンの車両幅方向両側部に左右対称に配設すると、両触媒コンバータの上方を避けて補機部品を配設することが困難であるために補機部品を触媒コンバータの上方に配置せざるを得ないが、この場合、補機部品が触媒コンバータからの熱によって劣化して耐久性が低下するという問題が発生する。
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、触媒コンバータからブレーキブースタへの伝熱を抑制してブレーキブースタの熱劣化とそれに伴う耐久性の低下を防ぐことができる車両用Ｖ型エンジンの排気装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、各バンクの気筒列方向が車両の前後方向に延びるようエンジンルーム内に縦置きされたＶ型エンジンの車両幅方向両側部に排気マニホールドをそれぞれ取り付け、各排気マニホールドの集合部に触媒コンバータをその軸線が車両下方向に延びる状態でそれぞれ取り付け、一方の触媒コンバータをエンジンルーム内のブレーキブースタの下方に配置して成る車両用Ｖ型エンジンの排気装置において、
前記ブレーキブースタの下方に配置された前記一方の触媒コンバータを他方の触媒コンバータよりも低い位置であって、且つ、前記Ｖ型エンジンの下部に装着されたオイルパンの側方に配設するとともに、
前記オイルパンの下部を前記ブレーキブースタの下方に配された前記一方の触媒コンバータから離れるよう車両幅方向に偏位させたことを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記Ｖ型エンジンを車両に支持するマウント装置を前記触媒コンバータの車両前方側に配設するとともに、前記ブレーキブースタの下方に配置された前記一方の触媒コンバータについてその入口部のみを前記マウント装置の上面よりも上方に突出させ、
車両側面視において前記各コンバータをその軸線が車両後方に向かって斜め下方に傾斜するよう配置し、前記ブレーキブースタの下方に配置された前記一方の触媒コンバータの傾斜角を他方の触媒コンバータの傾斜角よりも大きく設定したことを特徴とする。
請求項１記載の発明によれば、ブレーキブースタの下方に配された一方の触媒コンバータをＶ型エンジンの下部に装着されたオイルパンの側方に配設したため、触媒コンバータとブレーキブースタとの間の空間が広がり、触媒コンバータからブレーキブースタへの伝熱を抑制してブレーキブースタの熱劣化とそれに伴う耐久性の低下を防ぐことができる。
又、触媒コンバータをオイルパンの側方の走行風の流れが速い位置に配置したため、触媒コンバータ全体を走行風によって効率良く冷却することができ、触媒コンバータの温度上昇を抑えてブレーキブースタへの伝熱量を減少させることができる。
更に、オイルパンの下部をブレーキブースタ下方の触媒コンバータから離れるよう車両幅方向に偏位させたため、オイルパンの側方を流れる走行風の風量を増大させることができ、この風量が増えた走行風によって触媒コンバータを一層効率良く冷却してその温度上昇を低く抑えることができる。
請求項２記載の発明によれば、触媒コンバータのうちで温度の高い入口部をマウント装置の上方を通過する走行風によって効率良く冷却することができ、触媒コンバータの温度上昇を低く抑えることができる。このため、触媒コンバータの上方に配置されたブレーキブースタへの伝熱を抑制して該ブレーキブースタの熱劣化とそれに伴う耐久性の低下を一層効果的に防ぐことができる。
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係る排気装置を備えた車両の平面図、図２は同車両前部の平面図、図３は同車両のエンジンルームの正面図、図４は同車両のエンジンルームの右側面図、図５は同車両のエンジンルームの左側面図である。
図１に示す車両１は四輪駆動車両（４ＷＤ車）であって、前輪２と後輪３を同時に駆動可能であり、その前部のエンジンルーム４（図２参照）内には駆動源であるＶ型６気筒エンジン５が搭載されている。このＶ型エンジン５は、図３に詳細に示すように、車両中心線Ｍに対して左右に傾斜して正面視Ｖ字状を成す左右の各バンク５Ｌ，５Ｒの気筒列方向が車両の前後方向に延びるようエンジンルーム４内に縦置き去れている。
上記Ｖ型エンジン５の左右の両側部は、図３に示すように、車両前後方向（図３の紙面垂直方向）に延びる左右一対のサイドフレーム６Ｌ，６Ｒに左右のマウント装置７Ｌ，７Ｒによって支持されている。ここで、左右のマウント装置７Ｌ，７Ｒは、Ｖ型エンジン５のシリンダブロック５ａの下部に設けられたマウントブラケット８Ｌ，８Ｒとサイドフレーム６Ｌ，６Ｒに結着されたマウントブラケット９Ｌ，９Ｒ間に弾性体であるマウント１０Ｌ，１０Ｒを介装して構成されている。尚、図３において、１１はダッシュパネル、１２はサブフレームである。
又、図１及び図２に示すように、Ｖ型エンジン５の後部には変速機１３が取り付けられ、その後部にはトランスファ１４が取り付けられており、トランスファ１４からはリヤプロペラシャフト１５が車両幅方向中央部の凹状のトンネル１６を通って車両後方に延びるとともに、フロントプロペラシャフト１７が車両幅方向中央よりも右側を車両前方に延びている。そして、図１に示すように、リヤプロペラシャフト１５とフロントプロペラシャフト１７は、不図示の差動装置を介して後車軸１８と前車軸１９にそれぞれ連結されている。尚、図１において、２０は車体フロア、２１は左右のサイドフレーム６Ｌ，６Ｒ間に横架されたクロスメンバ、２２は車両後部に配置された燃料タンクである。
ところで、図３に示すように、Ｖ型エンジン５の車両幅方向両側部、具体的には左右の各バンク５Ｌ，５Ｒの外側部には、各バンク５Ｌ，５Ｒに開口する不図示の排気ポートに連なる排気マニホールド２３Ｌ，２３Ｒがそれぞれ取り付けられている。そして、各排気マニホールド２３Ｌ，２３Ｒの集合部には触媒コンバータ２４Ｌ，２４Ｒがその軸線が車両下方向に延びる状態でそれぞれ取り付けられており、右側の触媒コンバータ２４Ｒはエンジンルーム４内に設けられた補機部品であるブレーキブースタ２５とブロックヒータ２６の下方に配置されている。
而して、図３に示すように、左右の触媒コンバータ２４Ｌ，２４Ｒは非対称に配置されており、正面視において左側の触媒コンバータ２４Ｌは、その軸線が車両内側方に向かって斜め下方に延びるよう図示の角度θ1 だけ傾斜して配置されているのに対して、右側の触媒コンバータ２４Ｒは、その軸線が車両外側方に向かって斜め下方に延びるよう図示の角度θ2 だけ傾斜して配置されており、Ｖ型エンジン５のシリンダブロック５ａに装着された前記ブロックヒータ２６の下方には空間が形成されている。
又、側面視において、左側の触媒コンバータ２４Ｌは、図５に示すように、その軸線が車両後方に向かって斜め下方に図示の角度α1 だけ傾斜して配置されているのに対して、右側の触媒コンバータ２４Ｒは、図４に示すように、その軸線が車両後方に向かって斜め下方に図示の角度α2 だけ傾斜して配置されており、右側の触媒コンバータ２４Ｒの傾斜角α2 の方が左側の触媒コンバータ２４Ｌの傾斜角α1 よりも大きく設定されている（α2 ＞α1 ）。
更に、図２に示すように、前記マウント装置７Ｌ，７Ｒは、左右の触媒コンバータ２４Ｌ，２４Ｒの車両前方側に配設されており、図３に示すように、右側の触媒コンバータ２４Ｒの入口部２４ａは、右側のマウント装置７Ｒの上面よりも上方に突出しており、前記ブレーキブースタ２５との間に図示の距離Ｌ1 が確保され、前記ブロックヒータ２６との間に図示の距離Ｌ2 が確保されている。
又、図３に示すように、右側の触媒コンバータ２４Ｒは、Ｖ型エンジン５の下部に装着されたオイルパン２７の側方に配設されており、オイルパン２７の下部２７ａは、右側の触媒コンバータ２４Ｒから離れるよう車両中心線Ｍに対して図示ｅだけ偏位して配設されている。
而して、図１及び図２に示すように、左側の触媒コンバータ２４Ｌからは排気管２８Ｌが車両後方に向かって延び、右側の触媒コンバータ２４Ｒから延びる排気管２８Ｒは、車両後方に延びた後に左側の排気管２８Ｌに向かって略直角に折り曲げられ、両排気管２８Ｌ，２８Ｒは集合部２９にて集合している。そして、集合部２９から車両後方に延びる排気管３０には触媒コンバータ３１が接続されており、図１に示すように、触媒コンバータ３１から車両後方に延びる排気管３２にはサブマフラ３３が接続されている。又、サブマフラ３３から車両後方に延びる排気管３４は、車両後端部に横置きされたメインマフラ３５に接続されており、メインマフラ３５の右側端からは排気管３６が外側方に延びた後に車両後方へと折り曲げられ、その端部は大気中に開口している。
以上のように構成された排気装置において、Ｖ型エンジン５の駆動によって発生する排気ガスは、左右の排気マニホールド２３Ｌ，２３Ｒを経て左右の触媒コンバータ２４Ｌ，２４Ｒを流れることによってそれぞれ浄化された後、左右の排気管２８Ｌ，２８Ｒを通って集合部２９に至る。そして、集合部２９で合流した排気ガスは、排気管３０から触媒コンバータ３１へと流れることによって再び浄化された後、排気管３２からサブマフラ３３へと流れて消音された後に排気管３４を通ってメインマフラ３５に至り、メインマフラ３５にて再び消音された後に排気管３６から大気中に排出される。
而して、本実施の形態に係る排気装置においては、ブレーキブースタ２５やブロックヒータ２６の補機部品の下方に配置された右側の触媒コンバータ２４ＲをＶ型エンジン５の下部に装着されたオイルパン２７の側方に配設したため、触媒コンバータ２４Ｒとブレーキブースタ２５及びブロックヒータ２６との間の空間が広がり、該触媒コンバータ２４Ｒからブレーキブースタ２５やブロックヒータ２６への伝熱が抑制され、これらのブレーキブースタ２５及びブロックヒータ２６の熱劣化とそれに伴う耐久性の低下が防がれる。
特に、右側の触媒コンバータ２４Ｒをオイルパン２７の側方の走行風の流れが速い位置に配置したため、該触媒コンバータ２４Ｒ全体を走行風によって効率良く冷却することができ、触媒コンバータ２４Ｒの温度上昇を抑えてブレーキブースタ２５及びブロックヒータ２６への伝熱量を減少させることができる。
又、オイルパン２７の下部２７ａを右側の触媒コンバータ２４Ｒから離れるよう車両幅方向に偏位させたため、オイルパン２７の側方を流れる走行風の風量を増大させることができ、この風量が増えた走行風によって触媒コンバータ２４Ｒを一層効率良く冷却してその温度上昇を低く抑えることができる。
更に、本実施の形態では、右側の触媒コンバータ２４Ｒのうちで温度の高い入口部２４ａを右側のマウント装置７Ｒの上面よりも上方に突出させたため、該入口部２４ａをマウント装置７Ｒの上方を通過する走行風によって効率良く冷却することができ、触媒コンバータ２４Ｒの温度上昇を低く抑えることができる。このため、触媒コンバータ２４Ｒの上方に配置されたブレーキブースタ２５及びブロックヒータ２６への伝熱を抑制してこれらの熱劣化とそれに伴う耐久性の低下を一層効果的に防ぐことができる。
又、本実施の形態では、右側の触媒コンバータ２４Ｒを、その軸線が車両外側方に向かって斜め下方に延びるよう傾斜させて配置したため、図３に示すように、ブロックヒータ２６の下方に大きな空間を形成することができ、触媒コンバータ２４Ｒからブロックヒータ２６への伝熱を抑制するとともに、空間を流れる走行風によってブロックヒータ２６を効果的に冷却することができ、該ブロックヒータ２６の温度上昇を防いでその耐久性と作動安定性を高めることができる。
尚、以上は本発明を特に四輪駆動車両に縦置きされたＶ型６気筒エンジンの排気装置に対して適用した形態について説明したが、本発明は、他の任意の車両に縦置きされた複数の気筒のＶ型エンジンの排気装置に対しても同様に適用可能であることは勿論である。
本発明に係る排気装置を備えた車両の平面図である。 本発明に係る排気装置を備えた車両前部の平面図である。 本発明に係る排気装置を備えた車両のエンジンルームの正面図である。 本発明に係る排気装置を備えた車両のエンジンルームの右側面図である。 本発明に係る排気装置を備えた車両のエンジンルームの左側面図である。
符号の説明
１ 車両
２ 前輪
３ 後輪
４ エンジンルーム
５ Ｖ型エンジン
５ａ シリンダブロック
５Ｌ，５Ｒ Ｖ型エンジンのバンク
６Ｌ，６Ｒ サイドフレーム
７Ｌ，７Ｒ マウント装置
８Ｌ，８Ｒ マウントブラケット
９Ｌ，９Ｒ マウントブラケット
１０Ｌ，１０Ｒ マウント
１１ ダッシュパネル
１２ サブフレーム
１３ 変速機
１４ トランスファ
１５ リヤプロペラシャフト
１６ トンネル
１７ フロントプロペラシャフト
１８ 後車軸
１９ 前車軸
２０ 車体フロア
２１ クロスメンバ
２２ 燃料タンク
２３Ｌ，２３Ｒ 排気マニホールド
２４Ｌ，２４Ｒ 触媒コンバータ
２５ ブレーキブースタ（補機部品）
２６ ブロックヒータ（補機部品）
２７ オイルパン
２７ａ オイルパン下部
２８Ｌ，２８Ｒ 排気管
２９ 排気管集合部
３０ 排気管
３１ 触媒コンバータ
３２ 排気管
３３ サブマフラ
３４ 排気管
３５ メインマフラ
３６ 排気管
ｅ オイルパン下部の変位量
Ｍ 車両中心線

Claims (2)

  1. 各バンクの気筒列方向が車両の前後方向に延びるようエンジンルーム内に縦置きされたＶ型エンジンの車両幅方向両側部に排気マニホールドをそれぞれ取り付け、各排気マニホールドの集合部に触媒コンバータをその軸線が車両下方向に延びる状態でそれぞれ取り付け、一方の触媒コンバータをエンジンルーム内のブレーキブースタの下方に配置して成る車両用Ｖ型エンジンの排気装置において、
    前記ブレーキブースタの下方に配置された前記一方の触媒コンバータを他方の触媒コンバータよりも低い位置であって、且つ、前記Ｖ型エンジンの下部に装着されたオイルパンの側方に配設するとともに、
    前記オイルパンの下部を前記ブレーキブースタの下方に配された前記一方の触媒コンバータから離れるよう車両幅方向に偏位させたことを特徴とする車両用Ｖ型エンジンの排気装置。
  2. 前記Ｖ型エンジンを車両に支持するマウント装置を前記触媒コンバータの車両前方側に配設するとともに、前記ブレーキブースタの下方に配置された前記一方の触媒コンバータについてその入口部のみを前記マウント装置の上面よりも上方に突出させ、
    車両側面視において前記各コンバータをその軸線が車両後方に向かって斜め下方に傾斜するよう配置し、前記ブレーキブースタの下方に配置された前記一方の触媒コンバータの傾斜角を他方の触媒コンバータの傾斜角よりも大きく設定したことを特徴とする請求項１記載の車両用Ｖ型エンジンの排気装置。
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