JPH05332133A - 水平対向式4気筒エンジンの排気装置 - Google Patents

水平対向式4気筒エンジンの排気装置

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JPH05332133A
JPH05332133A JP4161976A JP16197692A JPH05332133A JP H05332133 A JPH05332133 A JP H05332133A JP 4161976 A JP4161976 A JP 4161976A JP 16197692 A JP16197692 A JP 16197692A JP H05332133 A JPH05332133 A JP H05332133A
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JP
Japan
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exhaust
cylinder
engine
engine body
exhaust manifold
Prior art date
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Pending
Application number
JP4161976A
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English (en)
Inventor
Naoto Suzuki
直人 鈴木
Kenzo Watanabe
謙三 渡辺
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Subaru Corp
Original Assignee
Fuji Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH05332133A publication Critical patent/JPH05332133A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

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  • Exhaust Silencers (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 水平対向式4気筒エンジンの左右バンクから
の排気系において、排気干渉を無くし、管路長を等長化
すると共に短縮化して、排気性能、排気音、触媒性能等
を向上する。 【構成】 エンジン本体1の下部の前方に排気マニホー
ルド20を、管路長が等長な4本の分岐管20a〜20
dで、左右バンクL,Rの排気ポート7a〜7dにそれ
ぞれ連結して略水平に配設する。またエンジン本体の右
側の下部に触媒コンバータ22を車体側にフロート取付
けして設置し、排気マニホールド20の集合部20eか
ら短いフレキシブルな排気ダクト23を介して触媒コン
バータ22に連結する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両に搭載される水平
対向式4気筒エンジンの排気装置に関し、詳しくは、左
右バンクからの排気管、触媒コンバータ等のレイアウト
に関する。
【0002】
【従来の技術】水平対向式4気筒エンジンでは、エンジ
ン本体がクランクケースの左右バンクにシリンダヘッド
を水平に結合して構成され、右バンクに第1と第3の気
筒が、左バンクに第2と第4の気筒が配置され、このエ
ンジン本体の後部に変速機を連結して、車体前後方向に
縦置き配置して搭載される。シリンダヘッドにおいては
上部に吸気ポートが、下部に排気ポートがそれぞれ設け
られ、このため排気管はエンジン本体の下方を引回す必
要がある。更にクランクケースの下部にはオイルパンが
取付けられ、オイルパンの直後には車体側のクロスメン
バが設置されており、このためエンジン本体の直後では
排気管等を集合することができない。
【0003】このようなエンジン本体の特異な形状、車
体に対する搭載状態により、排気装置をレイアウトする
場合は、エンジン本体の後方の変速機の例えば右側のス
ペースを用いて触媒コンバータが設置される。そして右
バンクの排気マニホールドからの排気管はそのまま後方
に延ばして触媒コンバータに直線的に連結され、左バン
ク排気マニホールドからの排気管は後方に延ばした後に
変速機の下方を横断するように屈曲して触媒コンバータ
に連結されている。
【0004】ところでこのエンジンの点火順序は#1→
#3→#2→#4であり、上記排気装置によると、左右
バンクの点火順序の続くもの同志が集合されているの
で、排気干渉を生じて排気が良くなく、各気筒の排気圧
の不均等で高周波圧力による放射音を生じる。また左右
バンクの排気管が不等長で集合するので、吐出音が不連
続になる。排気ポートから触媒コンバータまでの距離が
長いので、触媒の活性化に不利になり、衝撃波等の異音
を生じる。更に触媒コンバータに2方向から排気管が連
結されるので、圧力変動で加振され易く、O2 センサの
取付け位置が決定し難い等の不具合がある。そこでこの
水平対向式4気筒エンジンにおいても排気装置におい
て、排気干渉を無くし、管路長を等長化すると共に短縮
化するようにレイアウトすることが要求される。
【0005】従来、上記左右バンクを有するエンジンの
排気装置に関しては、例えば特開平1−294911号
公報の先行技術がある。ここでV型6気筒エンジンの排
気集合装置において、左右の各バンクからの分岐管を集
合管に接続し、この集合管の管路長の短い枝管には略L
字状の干渉管を設けて、集合管での排気干渉音を低減す
ることが示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記先行技
術のものにあっては、左右バンクからの排気管の管路長
が不等長であることを前提にしているので、水平対向式
4気筒エンジンの従来の排気装置と類似しており、本考
案の解決策にはならない。
【0007】本発明は、この点に鑑みてなされたもの
で、水平対向式4気筒エンジンの左右バンクからの排気
系において、排気干渉を無くし、管路長を等長化すると
共に短縮化して、排気性能、排気音、触媒性能等を向上
することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、エンジン本体の右バンクに第1と第3の
気筒が、左バンクに第2と第4の気筒が配置され、両バ
ンクのシリンダヘッドの下部に排気ポートが設けられ、
このエンジン本体の後部に変速機を連結して、車体前後
方向に縦置き配置して搭載される水平対向式4気筒エン
ジンにおいて、エンジン本体の下部の前方に排気マニホ
ールドを、管路長が等長な4本の分岐管で左右バンクの
排気ポートにそれぞれ連結して略水平に配設し、この排
気マニホールドの集合部から排気ダクトを介して、エン
ジン本体の左右の一方の下部に配置される触媒コンバー
タに連結するものである。
【0009】
【作用】上記構成に基づき、エンジン運転時に、エンジ
ン本体の左右のバンクの排気ポートから排気ガスが、点
火順序に基づき排気マニホールドの4本の管路長が等長
な分岐管に排出して集合するようになり、これにより点
火順序による排気干渉が無くなり、気筒間の排圧が均等
化して種々の排気音が低減する。また全気筒の排気ガス
は、排気マニホールドで集合して圧力、排気ガス濃度が
一定化され、エンジン本体の左右の一方に配置される触
媒コンバータに短い排気ダクトにより流入して、効率良
く排気ガス浄化される。更に排気マニホールド、排気ダ
クト、触媒コンバータがエンジン本体の下部の前方に配
置されることで、外気により積極的に冷却されて排気温
の上昇等が抑えられるようになる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1と図2において、水平対向式4気筒エンジン
の排気装置の構成について説明する。エンジン本体1
は、クランクケース2の左右バンクL,Rにシリンダヘ
ッド3,4が水平に結合されて、右バンクRに第1と第
3の気筒が、左バンクLに第2と第4の気筒が配置さ
れ、#1→#3→#2→#4の点火順序で運転するよう
に構成される。また左バンクLのシリンダヘッド3に対
し右バンクRのシリンダヘッド4が車体前方にずれてバ
ンクオフセットされ、クランクケース2の中心の下部に
は潤滑用オイルを貯えるオイルパン12が突設されてい
る。そしてこのエンジン本体1が後部に変速機5を連結
して、車体前後方向に縦置き配置して搭載される。
【0011】シリンダヘッド3,4において上部には吸
気ポート6が、下部には排気ポート7a〜7dがそれぞ
れ設けられる。そこで吸気系の吸気マニホールド8が、
エンジン本体1の上部で左右のシリンダヘッド3,4の
間に水平に装架して吸気ポート6に連結され、この吸気
マニホールド8の中間のチャンバ9がスロットル弁11
を有するスロットルボデー10に連結される。
【0012】排気系について説明すると、クランクケー
ス2の中心下部のオイルパン12が一部変形して形成さ
れる。また左右バンクL,Rのシリンダヘッド3,4の
下部から車体前方に、所定の管路長の排気マニホールド
20が引回される。オイルパン12は排気マニホールド
20の引回しの邪魔にならないように、右側前方の角部
に凹部12aを設けるように変形加工される。この場合
にオイルパン12は、オイル戻り通路を増設したり、バ
ッフルプレートを改善することにより変形に伴う不具合
が解消される。
【0013】排気マニホールド20は、二叉状の集合部
20eの一方の接続口20fに2本の分岐管20a,2
0cと結合金具20iを、他方の接続口20gにも2本
の分岐管20b,20dと結合金具20jを一体的に連
結して構成される。右側の2本の分岐管20a,20c
は略L字形に屈曲形成され、左側の2本の分岐管20
b,20dは略円弧状に屈曲形成され、集合部20eを
クランクケース2の略中心前方に位置した場合に、4本
の分岐管20a〜20dの管路長が等長で、同一の方向
から排気ガスが集合部20eに流入して集合するように
なっている。
【0014】そしてこの排気マニホールド20は、集合
部20eをクランクケース2の下方の略オイルパン直前
に配置した状態で、右側の2本の分岐管20a,20c
がオイルパン12の凹部12aの近くを通過して右バン
クRに引回し、結合金具20iをシリンダヘッド4に結
合して第1気筒の排気ポート7aと第3気筒の排気ポー
ト7cにそれぞれ連結される。また左側の2本の分岐管
20b,20dは、オイルパン12の左側を通過して左
バンクLに引回し、同様に結合金具20jをシリンダヘ
ッド3に結合して第2気筒の排気ポート7bと第4気筒
の排気ポート7dにそれぞれ連結される。こうして排気
マニホールド20は、エンジン本体1の下部の前方に、
車体側のクロスメンバ等の影響を受けることなく水平に
配設される。
【0015】一方、右バンクRのシリンダヘッド4の更
に右側には触媒コンバータ22が、車体側にフロート取
付けして装着される。また、排気マニホールド20の集
合部20eの出口20hからは、短かくてフレキシブル
な排気ダクト23が、エンジン本体1の前方下部の右側
に直線的に取出され、この排気ダクト23が触媒コンバ
ータ22に連結される。そして触媒コンバータ22から
の排気管24が、変速機に沿って後方に延設される。こ
うして左右バンクL,Rからの排気系が、管路長が等長
な排気マニホールド20で一旦エンジン本体1の下部前
方に引出され、次いで右側の触媒コンバータ22を迂回
して後方に至るように引回して構成される。尚、排気ダ
クト23にはO2 センサ25が、排気ガス中の有害成分
を検出するように取付けられている。
【0016】次に、この実施例の作用について説明す
る。先ずエンジン運転時に、エンジン本体1の左右バン
クL,Rのシリンダヘッド3,4の4つの気筒に、#1
→#3→#2→#4気筒の順序で吸気系のスロットルボ
デー10、吸気マニホールド8を介して吸気され、且つ
点火して燃焼され、その排気ガスが排気マニホールド2
0の4本の分岐管20a〜20dに上述の順序で排出さ
れる。このとき排気マニホールド20の4本の分岐管2
0a〜20dは、管路長が等長であることから、各分岐
管20a〜20dにより導かれる排気ガスが集合部20
eに到達する時期は等しくなる。これにより4つの気
筒、左右バンクL,Rの間の排圧は均等化され、左右バ
ンクL,Rの点火順序による排気干渉は無くなって、排
気性能が向上する。また気筒間の圧力差やそれに伴う高
周波圧力を生じ無くなり、排気音としては高周波圧力に
よる放射音、衝撃波の異音が低減し、連続した吐出音に
なる。
【0017】排気マニホールド20の集合部20eでは
全気筒の排気ガスが集合することでその圧力変動が干渉
して小さくなり、排気ダクト23を通過する際にピーク
が減衰され、排気ガスの濃度も常に一定化する。そして
この排気ガスが短い排気ダクト23により高い排気温の
状態で触媒コンバータ22に流入し、触媒を活性化して
有害成分が良好に除去され、こうして浄化した排気ガス
が更に排気管24により後方に導かれる。
【0018】排気マニホールド20、排気ダクト23、
触媒コンバータ22はエンジン本体1の下部の前方且つ
右方に配置されることで、車両走行時に外気Aが直ちに
当たって積極的に冷却され、これにより排気温の上昇等
が抑えられる。またエンジン運転時に、エンジン本体側
の排気マニホールド20と触媒コンバータ22との振動
の変動は、フレキシブルな排気ダクト23により吸収さ
れる。
【0019】図3において、本発明の他の実施例につい
て説明する。この実施例では上述のように構成された水
平対向式4気筒エンジンの排気装置において、更にエン
ジン本体1や排気マニホールド20、排気ダクト23、
触媒コンバータ22の下部にはアンダーカバー30が水
平に設置される。また排気マニホールド20と排気ダク
ト23の領域において、それらの前方のラジエータ31
との間に例えば上下2段の導風板32がモータ33によ
り開閉可能に設置される。また触媒コンバータ22には
サーモセンサ34が取付けられ、このサーモセンサ34
の排気温信号が制御ユニット35に入力して処理され、
モータ33により導風板32の開度を制御するように構
成される。尚、図1、図2の実施例と同一の部分は、同
一の符号を付して説明を省略する。
【0020】そこでこの実施例では、エンジンの冷態始
動による暖機運転時に、制御ユニット35でサーモセン
サ34の排気温を判断して、導風板32を実線のように
閉じる。そこで排気系の排気マニホールド20と排気ダ
クト23は、導風板32とアンダーカバー30で囲まれ
て、両者の間に断熱層が形成される。これにより排気マ
ニホールド20等の排気ガスの温度の放出、冷却が防止
され、逆に排気温が高効率の反射熱で急上昇するように
なる。このため触媒コンバータ22では早期に活性化し
て、暖機運転時の排気ガスが良好に浄化される。またこ
のとき、排気弁から排気マニホールド20までの排気ガ
スの温度と速度の勾配が急に変化するため、排気マニホ
ールド20内部に衝撃波を生じて、排気ダクト23から
放射音が発生するが、この放射音が導風板32とアンダ
ーカバー30により遮断されて、車外音が低減する。
【0021】また、暖機後は排気温が設定値より高くな
ると、導風板32を一点鎖線のように開く。このため特
に車両走行時には、エンジン本体1の前方下部に配置さ
れる排気マニホールド20、排気ダクト23、触媒コン
バータ22に外気Aが直接当たって積極的に冷却され、
排気温の上昇が抑えられ、触媒の高温劣化が回避され
る。また排気温の上昇が抑えられることで、濃混合気に
よる燃料冷却で排気温を低下することが不要になり、こ
のため高負荷時にもリーンな混合気に空燃比制御するこ
とが可能になる。
【0022】以上、本発明の実施例について説明した
が、排気マニホールドの引回し、触媒コンバータの配置
等はこれのみに限定されない。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、水
平対向式4気筒エンジンの排気装置の排気マニホールド
が、管路長の等長な分岐管を集合するように構成される
ので、排気干渉が無くなって排気性能、エンジン性能が
向上する。また気筒間の排圧が均等化して、種々の排気
音が低減したり、吐出音質が向上する。排気ポートから
触媒コンバータまでの距離が短くなるので、触媒コンバ
ータでの浄化性能が向上する。排気マニホールド、排気
ダクト、触媒コンバータはエンジン本体の下部の前方に
配置されるので、排気レイアウトがコンパクトになり、
冷却性能も向上して、排気温の上昇を抑制することがで
きる。
【0024】本発明の他の実施例によると、アンダーカ
バーと開閉可能な導風板を付与し、排気温に応じ排気マ
ニホールド等を保温又は冷却するように構成されるの
で、暖機運転時の排気ガス浄化性能、暖機後の冷却性能
を共に向上することができる。特に暖機後の冷却性能に
より排気温の上昇を抑えることができるので、リーンに
空燃比制御することが可能になり、燃費やエンジン出力
が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る水平対向式4気筒エンジンの排気
装置の実施例を示す平面図である。
【図2】同実施例の側面図である。
【図3】本発明の他の実施例を示す側面図である。
【符号の説明】
1 エンジン本体 3,4 シリンダヘッド 5 変速機 7a〜7d 排気ポート 20 排気マニホールド 20a〜20d 分岐管 20e 集合部 22 触媒コンバータ 23 排気ダクト

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジン本体の右バンクに第1と第3の
    気筒が、左バンクに第2と第4の気筒が配置され、両バ
    ンクのシリンダヘッドの下部に排気ポートが設けられ、
    このエンジン本体の後部に変速機を連結して、車体前後
    方向に縦置き配置して搭載される水平対向式4気筒エン
    ジンにおいて、エンジン本体の下部の前方に排気マニホ
    ールドを、管路長が等長な4本の分岐管で左右バンクの
    排気ポートにそれぞれ連結して略水平に配設し、この排
    気マニホールドの集合部から排気ダクトを介して、エン
    ジン本体の左右の一方の下部に配置される触媒コンバー
    タに連結することを特徴とする水平対向式4気筒エンジ
    ンの排気装置。
  2. 【請求項2】 上記排気マニホールドはエンジン本体の
    略中心の下部前方に集合部が配置され、この集合部から
    4本の分岐管が管路長が等長になるように曲がって左右
    バンクの排気ポートにそれぞれ連結されることを特徴と
    する請求項1記載の水平対向式4気筒エンジンの排気装
    置。
  3. 【請求項3】 上記エンジン本体の略中心下部に連結さ
    れるオイルパンの一部に、排気マニホールドの分岐管と
    干渉しないように凹部が形成されることを特徴とする請
    求項1記載の水平対向式4気筒エンジンの排気装置。
  4. 【請求項4】 上記エンジン本体、排気マニホールド、
    排気ダクト、触媒コンバータの下にはアンダーカバーが
    設置され、排気マニホールドと排気ダクトの前方には導
    風板が、排気温に応じて開閉するように設けられること
    を特徴とする請求項1記載の水平対向式4気筒エンジン
    の排気装置。
JP4161976A 1992-05-27 1992-05-27 水平対向式4気筒エンジンの排気装置 Pending JPH05332133A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007038838A (ja) * 2005-08-03 2007-02-15 Mazda Motor Corp 自動車の車体下部構造
CN103452635A (zh) * 2013-05-30 2013-12-18 安徽中鼎动力有限公司 一种两冲程发动机的排气歧管

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