JP2008031868A - ８気筒エンジンにおける排気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】８気筒エンジンにおいて、各気筒からの排気が互いに干渉することを防止して、エンジン性能を、より確実に向上させるようにする。
【解決手段】８気筒エンジンにおける排気装置は、第１−第８気筒２７Ａ−２７Ｈと、排気管４７とを備える。第１−第８気筒２７Ａ−２７Ｈはこの順序で点火される。排気管４７が、第１−第８気筒２７Ａ−２７Ｈからそれぞれ延出する第１−第８上流側排気管４９Ａ−４９Ｈと、第１、第５上流側排気管４９Ａ，４９Ｅの延出端部同士、第２、第６上流側排気管４９Ｂ，４９Ｆの延出端部同士、第３、第７上流側排気管４９Ｃ，４９Ｇの延出端部同士、および第４、第８上流側排気管４９Ｄ，４９Ｈの延出端部同士のそれぞれの結合部からそれぞれ延出する第１−第４中途部排気管５０Ａ−５０Ｄと、これら第１−第４中途部排気管５０Ａ−５０Ｄの各延出端部を大気側に連通させる下流側排気管５１とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、排気干渉の防止のために、第１−第８気筒から延出する排気管のそれぞれの管経路が、各気筒の点火順序に基づいて定められるようにした８気筒エンジンにおける排気装置に関するものである。

多気筒エンジンにおける排気装置には、従来、下記特許文献１に示されるものがある。この公報のものによれば、奇数番に爆発する複数の気筒からそれぞれ延出する各排気通路と、偶数番に爆発する複数の気筒からそれぞれ延出する他の各排気通路とを一旦別個に集合させた後に、すべての排気通路を集合させるようにしている。そして、この構成によれば、爆発順序が連続するシリンダ同士の排気干渉が防止され、これにより、エンジン性能が向上することとされている。
特開２０００−２６５８３６号公報

ところで、上記従来の技術では、エンジンは船外機の駆動源とされている。この船外機は、持ち運びや取り扱いの容易化のため、従来より、特にコンパクト化が要求されている。そこで、このエンジンを全体的にコンパクトにしようとして、上記各排気通路を短くしたとする。すると、例えば、奇数番に爆発する先の気筒と、これに続いて爆発する偶数番の後の気筒とは上記のように短くされた各排気通路を通して、寸法上、互いに接近しがちとなる。

このため、上記先の気筒からの排気に対し、後の気筒からの排気が干渉しがちとなる。よって、上記先の気筒から延出する排気通路において、負圧が十分に大きい所望の排気脈動を得ることはできないおそれを生じる。

そして、上記したように、排気脈動の負圧が十分に大きくない場合には、気筒の掃気が不十分になりがちとなる。このため、気筒内への燃焼ガスの残留によるノッキングの発生、失火の発生、ポンピングロスの増大、および新気の吸入不良による体積効率の減少などが生じる。この結果、エンジン出力の低下、燃費の悪化、および排気の悪化などが生じ、つまり、エンジン性能の低下が生じがちとなる。

本発明は、上記のような事情に注目してなされたもので、本発明の目的は、８気筒エンジンにおいて、各気筒からの排気が互いに干渉することを防止して、エンジン性能を、より確実に向上させるようにすることである。

また、本発明の他の目的は、上記エンジンを、よりコンパクトに、かつ、構成を簡単にできるようにすることである。

請求項１の発明は、全図に例示するように、第１−第８気筒２７Ａ−２７Ｈと、これら第１−第８気筒２７Ａ−２７Ｈから延出する排気管４７とを備え、上記第１−第８気筒２７Ａ−２７Ｈがこの順序で点火されるようにした８気筒エンジンにおける排気装置において、
上記排気管４７が、上記第１−第８気筒２７Ａ−２７Ｈからそれぞれ延出する第１−第８上流側排気管４９Ａ−４９Ｈと、上記第１、第５上流側排気管４９Ａ，４９Ｅの延出端部同士、第２、第６上流側排気管４９Ｂ，４９Ｆの延出端部同士、第３、第７上流側排気管４９Ｃ，４９Ｇの延出端部同士、および第４、第８上流側排気管４９Ｄ，４９Ｈの延出端部同士のそれぞれの結合部からそれぞれ延出する第１−第４中途部排気管５０Ａ−５０Ｄと、これら第１−第４中途部排気管５０Ａ−５０Ｄの各延出端部を大気側に連通させる下流側排気管５１とを備えたものである。

請求項２の発明は、図１０−１４に例示するように、請求項１の発明に加えて、上記第１−第８気筒２７Ａ−２７ＨによりＶ型バンク２４，２５を形成し、これら両バンク２４，２５のうちの一方のバンク２５を上記第１、第４、第６、第７気筒２７Ａ，２７Ｄ，２７Ｆ，２７Ｇにより構成し、他方のバンク２４を第２、第３、第５、第８気筒２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｅ，２７Ｈにより構成し、上記第１、第５気筒２７Ａ，２７Ｅ同士、第２、第６気筒２７Ｂ，２７Ｆ同士、第３、第７気筒２７Ｃ，２７Ｇ同士、および第４、第８気筒２７Ｄ，２７Ｈ同士をクランク軸２２の軸方向で互いに隣接させたものである。

請求項３の発明は、全図に例示するように、請求項１、もしくは２の発明に加えて、上記排気管４７内の排気通路４８に排気浄化用の触媒６０，６１を設け、この触媒６０，６１よりも上流側の排気通路４８内に２次空気６３を供給可能とする空気通路６５を形成したものである。

請求項４の発明は、全図に例示するように、請求項３の発明に加えて、上記排気通路４８の径方向における上記触媒６０，６１の径寸法よりも上記排気通路４８の長手方向における上記触媒６０，６１の長さ寸法を、より大きくしたものである。

請求項５の発明は、図１０−１４に例示するように、請求項１から４のうちいずれか１つの発明に加えて、上記エンジン１１を船外機４の駆動源とし、上記排気管４７内の排気通路４８の中途部分を水２の表面上の大気側に開放させるアイドリング排気通路５７を形成した８気筒エンジンにおける排気装置において、
上記排気通路４８の中途部分よりも下流側における排気通路４８の部分の開度を可変とする絞り部７８を設けたものである。

なお、この項において、上記各用語に付記した符号は、本発明の技術的範囲を後述の「実施例」の項や図面の内容に限定解釈するものではない。

本発明による効果は、次の如くである。

請求項１の発明は、第１−第８気筒と、これら第１−第８気筒から延出する排気管とを備え、上記第１−第８気筒がこの順序で点火されるようにした８気筒エンジンにおける排気装置において、
上記排気管が、上記第１−第８気筒からそれぞれ延出する第１−第８上流側排気管と、上記第１、第５上流側排気管の延出端部同士、第２、第６上流側排気管の延出端部同士、第３、第７上流側排気管の延出端部同士、および第４、第８上流側排気管の延出端部同士のそれぞれの結合部からそれぞれ延出する第１−第４中途部排気管と、これら第１−第４中途部排気管の各延出端部を大気側に連通させる下流側排気管とを備えている。

このため、例えば、第１気筒からの排気は第１上流側排気管と第１中途部排気管とを通して上記下流側排気管に達する。次に、第２気筒からの排気は第２上流側排気管と第２中途部排気管とを通して上記下流側排気管に達する。次に、第３気筒からの排気は第３上流側排気管と第３中途部排気管とを通して上記下流側排気管に達する。次に、第４気筒からの排気は第４上流側排気管と第４中途部排気管とを通して上記下流側排気管に達する。よって、上記第１気筒からの排気に対し、これに後続する上記各気筒からの各排気が上記各上流側排気管内と各中途部排気管内とで干渉する、ということは防止される。

また、上記第１気筒と第５気筒とは、これらから延出する第１、第５上流側排気管同士が互いに結合していて、寸法上、互いに接近している。しかし、上記第１気筒の点火から第５気筒の点火までの間隔は、上記第２−第４気筒の点火を挟むことにより、大きく離れている。このため、上記第１気筒と第５気筒との各排気期間が重なる、ということが防止される。よって、上記第１気筒からの排気に対し、上記第５気筒からの排気が上記第１、第５上流側排気管内で干渉する、ということは防止される。

以下、上記第１気筒以外の他の各気筒からの各排気についても、上記第１気筒からの排気につき説明したことと同様である。この結果、上記エンジンにおける排気干渉が防止されて、負圧が十分に大きい所望の排気脈動が得られ、このエンジンのエンジン性能の向上が、より確実に達成される。

請求項２の発明は、上記第１−第８気筒によりＶ型バンクを形成し、これら両バンクのうちの一方のバンクを上記第１、第４、第６、第７気筒により構成し、他方のバンクを第２、第３、第５、第８気筒により構成し、上記第１、第５気筒同士、第２、第６気筒同士、第３、第７気筒同士、および第４、第８気筒同士をクランク軸の軸方向で互いに隣接させている。

即ち、上記第１、第５気筒は両バンクに振り分けられ、かつ、クランク軸の軸方向で互いに隣接することとなる。このため、上記第１、第５気筒からそれぞれ延出して、その各延出端部が互いに結合される上記第１、第５上流側排気管は、長さを短くできると共に、形状を簡素にできる。そして、このように第１、第５気筒につき説明したことは、上記第２、第６気筒、第３、第７気筒、および第４、第８気筒についても同様である。よって、上記エンジンを、よりコンパクトに、かつ、構成を簡単にすることができる。

請求項３の発明は、上記排気管内の排気通路に排気浄化用の触媒を設け、この触媒よりも上流側の排気通路内に２次空気を供給可能とする空気通路を形成している。

ここで、上記したように、負圧が十分に大きい所望の排気脈動が得られるため、この負圧により、上記排気通路に２次空気をより円滑に吸入させることができる。つまり、上記排気通路に多量の２次空気を供給できる。よって、仮に、エンジンに供給される混合気の空燃比が小さい（濃い）としても、上記触媒上流の排気空燃比を理論空燃比など、所望値にさせることができ、排気の浄化がより確実に達成される。つまり、この排気の浄化につき、エンジンのエンジン性能の向上が、更に確実に達成される。

請求項４の発明は、上記排気通路の径方向における上記触媒の径寸法よりも上記排気通路の長手方向における上記触媒の長さ寸法を、より大きくしている。

ここで、例えば、上記エンジンを船外機に適用した場合には、エンジンを一般自動車に適用する場合に比べ、エンジンは全負荷最大出力点で使用されることが多い。このため、上記排気通路における排気の流速は比較的速くなる。そこで、上記したように上記触媒の長さを、より大きくしたのであり、これにより、これら触媒に対し排気をより十分に接触させることができる。このため、上記排気の浄化が更に確実に達成される。つまり、このエンジンのエンジン性能の向上が、より確実に達成される。

請求項５の発明は、上記エンジンを船外機の駆動源とし、上記排気管内の排気通路の中途部分を水の表面上の大気側に開放させるアイドリング排気通路を形成した８気筒エンジンにおける排気装置において、
上記排気通路の中途部分よりも下流側における排気通路の部分の開度を可変とする絞り部を設けている。

このため、第１に、上記絞り部の開度をエンジンの運転状態に合致するよう適性に調整してやれば、上記各中途部排気管を流動してきた排気の圧力が上記絞り部で反転させられて、所望タイミングかつ所望負圧の排気脈動を得ることができる。よって、このエンジンのエンジン性能を、より向上させることができる。

また、第２に、次の作用効果が生じる。即ち、仮に、上記船外機により船体を後方に向けて推進させた場合など、水の動圧によって、この水が上記排気通路を逆流し、上記アイドリング排気通路にまで達するおそれがある。そして、この場合には、上記各排気通路が塞がれるため、上記エンジンが失速したり、停止したりするおそれを生じる。

そこで、上記船体を後方に向けて推進させた場合など、水が排気通路を逆流するおそれがあるときには、これに連動するような自動制御により、もしくは手動操作などにより、上記絞り部の開度を小さくさせてやれば、上記水が上記アイドリング排気通路にまで達することは、上記絞り部により防止できる。よって、少なくとも上記アイドリング排気通路を通しての排気の流動が確保される。この結果、上記排気通路を水が逆流することに基づくエンジンの失速や停止が防止され、エンジンの駆動を続けることができて有益である。

本発明の８気筒エンジンにおける排気装置に関し、８気筒エンジンにおいて、各気筒からの排気が互いに干渉することを防止して、エンジン性能を、より確実に向上させるようにする、という目的を実現するため、本発明を実施するための最良の形態は、次の如くである。

即ち、８気筒エンジンにおける排気装置は、第１−第８気筒とこれら第１−第８気筒から延出する排気管とを備え、上記第１−第８気筒がこの順序で点火される。上記排気管は、上記第１−第８気筒からそれぞれ延出する第１−第８上流側排気管と、上記第１、第５上流側排気管の延出端部同士、第２、第６上流側排気管の延出端部同士、および第３、第７上流側排気管の延出端部同士、および第４、第８上流側排気管の延出端部同士のそれぞれの結合部からそれぞれ延出する第１−第４中途部排気管と、これら第１−第４中途部排気管の各延出端部を大気側に連通させる下流側排気管とを備えている。

本発明をより詳細に説明するために、その実施例１を添付の図１−９に従って説明する。

図２において、符号１は、海など水２の表面に浮かべられる小型船艇である。また、矢印Ｆｒは、この船艇１の推進方向の前方を示している。

上記船艇１は、水２の表面に浮かべられる船体３と、この船体３の船尾に支持される船外機４とを備えている。この船外機４は、推進力を生じて上記船体３を前方、もしくは後方に向けて推進可能とさせる船外機本体５と、この船外機本体５を船体３に対し支持させるブラケット６とを備えている。

上記船外機本体５は、縦方向に延びて、上記船体３に対しブラケット６により支持され、下部が水２中に没入されるケース９と、このケース９の下端部に支持されるプロペラ１０と、上記ケース９の上端部に支持されるエンジン１１と、上記ケース９内に収容されて、上記エンジン１１に対しプロペラ１０を連動連結させる動力伝達装置１２と、上記エンジン１１をその外方から開閉可能に覆うカウリング１３とを備えている。

上記動力伝達装置１２は、手動操作により、上記プロペラ１０を正、逆転切換可能とする歯車式の切換装置１４を備えている。この切り換え操作により、上記船体３は前、後方のいずれかに向けて選択的に推進可能とされる。

図１−６において、上記エンジン１１は、４サイクルＶ型８気筒エンジンであって、上記船外機４の駆動源とされている。上記エンジン１１は、上記ケース９の上面側に支持されるエンジン本体１５、このエンジン本体１５に大気側の空気１６と燃料とによる混合気を供給可能とする吸気装置１７、および上記エンジン本体１５において混合気の燃焼により生じた燃焼ガスを排気１８としてエンジン１１の外部に排出させる排気装置１９とを備えている。

上記エンジン本体１５は、上記ケース９の上面側に支持され、縦向きの軸心２１回りに回転可能となるようクランク軸２２を支持するクランクケース２３と、このクランクケース２３から水平方向の外方である後側方に向かって、エンジン１１の底面視（図３）でＶ型に突出する左右バンク２４，２５とを備えている。これら各バンク２４，２５の挟角はほぼ６０°であって、第１−第８気筒２７Ａ−２７Ｈにより構成されている。これら第１−第８気筒２７Ａ−２７Ｈは、この順序で順次点火されるようになっている。

より具体的には、上記両バンク２４，２５のうちの一方（右側）のバンク２５は、上記第１、第４、第６、第７気筒２７Ａ，２７Ｄ，２７Ｆ，２７Ｇにより構成されている。また、これら気筒２７Ａ，２７Ｄ，２７Ｆ，２７Ｇは、下方に向けてこの順序で配置されている。また、他方（左側）のバンク２４は、上記第８、第３、第５、第２気筒２７Ｈ，２７Ｃ，２７Ｅ，２７Ｂにより構成されている。また、これら気筒２７Ｈ，２７Ｃ，２７Ｅ，２７Ｂは、下方に向けてこの順序で配置されている。更に、上記第１−第８気筒２７Ａ−２７Ｈは、下方に向けて、第１気筒２７Ａ、第８気筒２７Ｈ、第４気筒２７Ｄ、第３気筒２７Ｃ、第６気筒２７Ｆ、第５気筒２７Ｅ、第７気筒２７Ｇ、第２気筒２７Ｂの順序で配置されている。

上記クランク軸２２は、上記軸心２１上に配置され、上記クランクケース２３に支持されるジャーナル部を有するクランク主軸３０と、このクランク主軸３０に突設されるクランクアーム３１と、これらクランクアーム３１に支持され上記第１−第８気筒２７Ａ−２７Ｈに対応して設けられる第１−第８クランクピン３２Ａ−３２Ｈとを備えている。これら第１−第８クランクピン３２Ａ−３２Ｈは、下方に向けて、第１クランクピン３２Ａ、第８クランクピン３２Ｈ、第４クランクピン３２Ｄ、第３クランクピン３２Ｃ、第６クランクピン３２Ｆ、第５クランクピン３２Ｅ、第７クランクピン３２Ｇ、第２クランクピン３２Ｂの順序で配置されている。

上記第１−第８気筒２７Ａ−２７Ｈは、それぞれそのシリンダ孔３４に軸方向摺動可能に嵌入されるピストン３５と、これら各ピストン３５と上記クランク軸２２の第１−第８クランクピン３２Ａ−３２Ｈとを互いに連動連結させる連接棒３６とを備えている。

上記各気筒２７には、それぞれ上記シリンダ孔３４の内外を連通させる吸、排気ポート３８，３９が形成されている。これら各ポート３８，３９をそれぞれ開閉可能とする吸、排気弁４０，４１が設けられている。これら吸、排気弁４０，４１は、上記クランク軸２２に連動する不図示の動弁装置により所定のクランク角（θ）で開閉可能とされている。

前記吸気装置１７は、上記各気筒２７から延出する吸気管４４と、この吸気管４４の延出端部に取り付けられるスロットル弁４５とを備えている。上記吸気管４４の内部は、上記スロットル弁４５を通し大気側を上記各吸気ポート３８に連通させる吸気通路４６とされている。上記スロットル弁４５は、上記吸気管４４の延出端部における吸気通路４６の開度を調整可能とする。

図１−９において、前記排気装置１９は、上記各気筒２７から延出する排気管４７を備えている。この排気管４７の内部は、上記排気ポート３９を大気側に連通させる排気通路４８とされている。上記排気管４７は、上記第１−第８気筒２７Ａ−２７Ｈからそれぞれ個別に延出する第１−第８上流側排気管４９Ａ−４９Ｈと、上記第１、第５上流側排気管４９Ａ，４９Ｅの延出端部同士、第２、第６上流側排気管４９Ｂ，４９Ｆの延出端部同士、第３、第７上流側排気管４９Ｃ，４９Ｇの延出端部同士、および第４、第８上流側排気管４９Ｄ，４９Ｈの延出端部同士のそれぞれ結合部からそれぞれ延出する第１−第４中途部排気管５０Ａ−５０Ｄと、これら第１−第４途部排気管５０Ａ−５０Ｄの各延出端部を大気側に（大気に向けて直接にと、水２中を通し大気に向けて間接にとを含む）連通させる下流側排気管５１とを備えている。

上記エンジン１１の底面視（図３，５）で、上記両バンク２４，２５の各突出端部の間にはＶ字形状をなす取付面５３が形成されている。この取付面５３に対し、上記排気管４７の各上流側排気管４９の上流端面が接合され、これら各上流側排気管４９が締結具５４により上記各バンク２４，２５に取り付けられている。

上記第１、第５上流側排気管４９Ａ，４９Ｅ同士、上記第２、第６上流側排気管４９Ｂ，４９Ｆ同士、第３、第７上流側排気管４９Ｃ，４９Ｇ同士、および第４、第８上流側排気管４９Ｄ，４９Ｈ同士は互いにほぼ同じ等価管長とされている。より具体的には、これら各第１−第８上流側排気管４９Ａ−４９Ｈ同士は互いにほぼ同じ等価管長とされている。

上記各排気ポート３９は下流側に向かうに従い、その断面積が拡大するラバーズノズル形状とされている。このため、上記各排気弁４１が開弁し始める際、上記シリンダ孔３４側から上記排気ポート３９に向かう排気１８は、マッハ１以上に加速されて衝撃波が生成される。

また、上記各上流側排気管４９の排気通路４８は、下流側に向かうに従い、その断面積が拡大するディフューザ構造とされている。また、上記排気弁４１のシリンダ孔３４側の端面から上記各中途部排気管５０の下流端に至る寸法は３００ｍｍ以上となるよう、上記各上流側排気管４９と中途部排気管５０との管長が長く定められている。

即ち、上記上流側排気管４９をディフューザ構造とし、これに加えて、上流側排気管４９および中途部排気管５０を長くしてある。このため、上記排気ポート３９で生じた上記衝撃波、およびその通過後の部分により、より効率的に疎密領域を生じさせることができる。つまり、上記排気ポート３９、上流側排気管４９、および中途部排気管５０における排気脈動の負圧を十分に大きくさせることができる。

前記下流側排気管５１は、その上流側を形成して上記各中途部排気管５０の下流端を連結させる膨張室ケース５６を備えている。この膨張室ケース５６は、サージタンクとして働くものである。一方、上記下流側排気管５１の下流側は、上記ケース９により形成されている。つまり、上記下流側排気管５１の下流側の排気通路４８は、上記ケース９の上端面から下端部後面にまで貫通するよう形成されている。上記膨張室ケース５６の下端部は上記ケース９の上端面に連結され、上記膨張室ケース５６内の排気通路４８の下端部は、上記ケース９に形成された上記排気通路４８の上端部に連通させられている。

上記各中途部排気管５０の各下流端の軸方向に沿った視線でみて（図９）、上記各中途部排気管５０の各下流端近傍における膨張室ケース５６の断面積の大きさは、上記各中途部排気管５０の各下流端の合計断面積の２倍以上とされている。これにより、上記各中途部排気管５０から膨張室ケース５６内に流入する排気１８の圧力振動が効果的に減衰させられ、各排気１８同士の干渉が防止される。

上記膨張室ケース５６の内底面５６ａは、上記ケース９に形成された上記排気通路４８の上流端に向かって下方に傾くよう傾斜させられている。これにより、上記膨張室ケース５６の内底部に溜まろうとする水２は、上記ケース９内の上記排気通路４８を通して排水される。

また、上記各中途部排気管５０や下流側排気管５１内の排気通路４８の長手方向の中途部分を水２の表面上の大気側に開放させるアイドリング排気通路５７が、上記ケース９に形成されている（図２）。

上記排気管４７の各上流側排気管４９、各中途部排気管５０、および下流側排気管５１の膨張室ケース５６には、それぞれ水冷却ジャケット５８が形成されている。この水冷却ジャケット５８は、上記排気１８により、排気管４７が高温になろうとすることを防止する。

上記排気通路４８には、その長手方向に沿って複数（２つ）の触媒６０，６１が設置されている。これら触媒６０，６１は排気１８を浄化するための三元触媒である。より具体的には、上記エンジン１１の底面視（図３，７）で、上記各中途部排気管５０は、後方に向かって凸形状、かつ、全体としてＬ字形状となるよう屈曲させられている。上記各中途部排気管５０におけるその屈曲部よりも上流側の排気通路４８に上流側触媒６０が設置され、下流側の排気通路４８に下流側触媒６１が設置されている。これら各触媒６０，６１は、排気通路４８の径方向における径寸法よりも、排気通路４８の長手方向における長さ寸法が、より大きくなるよう形成されている。

上記触媒６０，６１よりも上流側の排気通路４８に２次空気６３，６４が供給可能とされている。具体的には、図１，５において、上記各排気ポート３９の上流側に２次空気６３が供給されるよう、上記各気筒２７に空気通路６５が形成され、かつ、リード弁６６が設けられている。つまり、上記２次空気６３は、上記両触媒６０，６１よりもそれぞれ上流側の排気通路４８に供給可能とされている。また、図１，７において、上記各中途部排気管５０の屈曲部内の排気通路４８であって、上記両触媒６０，６１の間の排気通路４８に対し他の２次空気６４が供給されるよう、他の空気通路６７が形成され、かつ、リード弁６８が設けられている。つまり、上記他の２次空気６４は、上記両触媒６０，６１のうち、下流側に位置する触媒６１よりも上流側の排気通路４８に供給可能とされている。

上記各中途部排気管５０の屈曲部には、排気１８の流れ方向で、一旦、排気１８の断面積が縮小してから拡大するベンチュリー部７０が形成されている。このため、このベンチュリー部７０では、ここを流動する排気１８の流速が速くなって、大きい負圧が生じる。そして、上記ベンチュリー部７０における最小断面積の部分に上記空気通路６７を通して２次空気６４が供給されるようになっている。よって、上記ベンチュリー部７０において生じる上記負圧により、上記各中途部排気管５０内の排気通路４８に対し上記空気通路６７を通し２次空気６４が円滑に吸入される。つまり、上記排気通路４８に２次空気６４が多量に供給可能とされる。

また、上記各中途部排気管５０の屈曲部内の排気通路４８の内面のうち、最小半径の部分に、上記空気通路６７の下流端が開口している。ここで、上記排気通路４８を流動する排気１８は、その慣性力により、上記排気通路４８の内面のうち、最大半径の部分に沿って、より多く流れようとする。このため、上記最小半径の排気通路４８の内面近傍には、大きな負圧が生じる。よって、この負圧により、上記各中途部排気管５０内の排気通路４８に対し上記空気通路６７を通し２次空気６４が円滑に吸入される。つまり、上記排気通路４８に２次空気６４が多量に供給可能とされる。

上記各触媒６０，６１よりも上流側であって、上記各中途部排気管５０の上流端側を流動する排気１８の成分（酵素濃度）を検出するＯ_２センサー７２と、上記各触媒６０，６１よりも下流側であって、上記膨張室ケース５６の下流端部を流動する排気１８の成分を検出する他のＯ_２センサー７３とが設けられている。この他のＯ_２センサー７３をその上方から覆うカバー７４が設けられている。このため、上記Ｏ_２センサー７３に向けて水滴が落下することが防止される。よって、上記Ｏ_２センサー７３が水滴により破損する、ということが防止される。

上記各Ｏ_２センサー７２，７３の検出信号に基づき、前記スロットル弁４５による吸気通路４６の開度、燃料の供給量、および２次空気６３，６４の供給量などが自動制御される。そして、この制御により、上記各触媒６０，６１にとって好ましい排気空燃比が所望値に定められて、排気１８の浄化効果が向上させられる。

上記エンジン１１が駆動するとき、クランク軸２２が回転Ｒし、第１−第８気筒２７Ａ−２７Ｈは、この順序で順次点火させられる。これら各点火のクランク角（θ）の間隔は９０°とされて、一定とされている。なお、上記点火の間隔は、一定でなくてもよく、いずれか複数（２つ）の気筒がほぼ同時に点火するようにしてもよい。

また、上記各気筒２７の点火順序と同じ順序で、これら各気筒２７から排気管４７を通し、順次排気１８が排出される。上記エンジン１１が、全負荷など通常の駆動状態であるときは、上記排気１８の圧力は大きく、かつ、多量である。このため、この排気１８は、そのほとんどが上記排気管４７の排気通路４８を通し、水圧に対抗して水２中に排出される。一方、残りの少量の排気１８は、上記アイドリング排気通路５７を通して大気側に排出される。そして、このエンジン１１の駆動によるクランク軸２２の回転Ｒに上記動力伝達装置１２を介しプロペラ１０が連動して、船艇１が推進可能とされる。

一方、上記エンジン１１のアイドリング時には、排気１８は圧力が低く、かつ、少量である。このため、この排気１８が上記排気管４７の排気通路４８を通し水２中に排出されることは、上記水圧により防止されて、上記排気１８のほとんどが上記アイドリング排気通路５７を通し大気側に排出される。

上記構成によれば、排気管４７が、上記第１−第８気筒２７Ａ−２７Ｈからそれぞれ延出する第１−第８上流側排気管４９Ａ−４９Ｈと、上記第１、第５上流側排気管４９Ａ，４９Ｅの延出端部同士、第２、第６上流側排気管４９Ｂ，４９Ｆの延出端部同士、および第３、第７上流側排気管４９Ｃ，４９Ｇの延出端部同士、および第４、第８上流側排気管４９Ｄ，４９Ｈの延出端部同士のそれぞれの結合部からそれぞれ延出する第１−第４中途部排気管５０Ａ−５０Ｄと、これら第１−第４中途部排気管５０Ａ−５０Ｄの各延出端部を大気側に連通させる下流側排気管５１とを備えている。

このため、例えば、第１気筒２７Ａからの排気１８は第１上流側排気管４９Ａと第１中途部排気管５０Ａとを通して上記下流側排気管５１に達する。次に、第２気筒２７Ｂからの排気１８は第２上流側排気管４９Ｂと第２中途部排気管５０Ｂとを通して上記下流側排気管５１に達する。次に、第３気筒２７Ｃからの排気１８は第３上流側排気管４９Ｃと第３中途部排気管５０Ｃとを通して上記下流側排気管５１に達する。次に、第４気筒２７Ｄからの排気１８は第４上流側排気管４９Ｄと第４中途部排気管５０Ｄとを通して上記下流側排気管５１に達する。よって、上記第１気筒２７Ａからの排気１８に対し、これに順次後続する上記第２−第４気筒２７Ｂ−２７Ｄからの各排気１８が上記各上流側排気管４９内と各中途部排気管５０内とで干渉する、ということは防止される。

また、上記第１気筒２７Ａと第５気筒２７Ｅとは、これらから延出する第１、第５上流側排気管４９Ａ，４９Ｅ同士が互いに結合していて、寸法上、互いに接近している。しかし、上記第１気筒２７Ａの点火から第５気筒２７Ｅの点火までの間隔は、上記第２−第４気筒２７Ｂ−２７Ｄの各点火を挟むことにより、大きく離れている。このため、上記第１気筒２７Ａと第５気筒２７Ｅとの各排気期間が重なる、ということが防止される。よって、上記第１気筒２７Ａからの排気１８に対し、上記第５気筒２７Ｅからの排気１８が上記第１、第５上流側排気管４９Ａ，４９Ｅ内で干渉する、ということは防止される。

以下、上記第１気筒２７Ａ以外の他の各気筒２７からの各排気１８についても、上記第１気筒２７Ａからの排気１８につき説明したことと同様である。この結果、上記エンジン１１における排気干渉が防止されて、負圧が十分に大きい所望の排気脈動が得られ、このエンジン１１のエンジン性能の向上が、より確実に達成される。

また、前記したように、排気管４７内の排気通路４８に排気浄化用の触媒６０，６１を設け、この触媒６０，６１よりも上流側の排気通路４８内に２次空気６３を供給可能とする空気通路６５を形成している。なお、上記２次空気６３用の空気通路６５に加え、上記両触媒６０，６１のうち、下流側に位置する触媒６１よりも上流側の排気通路４８内に他の２次空気６４を供給可能とする他の空気通路６７をも形成している。

ここで、上記したように、負圧が十分に大きい所望の排気脈動が得られるため、この負圧により、上記排気通路４８に２次空気６３，６４をより円滑に吸入させることができる。つまり、上記排気通路４８に多量の２次空気６３，６４を供給できる。よって、仮に、エンジン１１のエンジン本体１５に対し吸気装置１７により供給される混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が小さい（濃い）としても、上記触媒６０，６１上流の排気空燃比を理論空燃比など、所望値にさせることができ、排気１８の浄化がより確実に達成される。つまり、この排気１８の浄化につき、エンジン１１のエンジン性能の向上が、更に確実に達成される。

また、前記したように、排気通路４８の径方向における上記触媒６０，６１の径寸法よりも上記排気通路４８の長手方向における上記触媒６０，６１の長さ寸法を、より大きくしている。

ここで、上記エンジン１１は船外機４に適用されており、このエンジン１１を一般自動車に適用するような場合に比べ、エンジン１１は全負荷最大出力点で使用されることが多い。このため、上記排気通路４８における排気１８の流速は比較的速くなる。そこで、上記したように上記触媒６０，６１の長さを、より大きくしたのであり、これにより、これら触媒６０，６１に対し排気１８をより十分に接触させることができる。このため、上記排気１８の浄化が更に確実に達成される。つまり、このエンジン１１のエンジン性能の向上が、より確実に達成される。

なお、以上は図示の例によるが、上記両バンク２４，２５は、左右で逆の配置であってもよい。また、下方に向けての上記第１−第４中途部排気管５０Ａ−５０Ｄの配置は任意に定めることができる。

以下の図１０−１４は、実施例２を示している。この実施例２は、前記実施例１と構成、作用効果において多くの点で共通している。そこで、これら共通するものについては、図面に共通の符号を付してその重複した説明を省略し、異なる点につき主に説明する。また、これら実施例における各部分の構成を、本発明の目的、作用効果に照らして種々組み合せてもよい。

本発明をより詳細に説明するために、その実施例２を添付の図１０−１４に従って説明する。

図１０において、上記第１、第５気筒２７Ａ，２７Ｅ同士、第２、第６気筒２７Ｂ，２７Ｆ同士、第３、第７気筒２７Ｃ，２７Ｇ同士、および第４、第８気筒２７Ｄ，２７Ｈ同士は、それぞれクランク軸２２の軸方向で互いに隣接させられている。また、上記第１−第８気筒２７Ａ−２７Ｈは、下方に向けて、第５気筒２７Ｅ、第１気筒２７Ａ、第８気筒２７Ｈ、第４気筒２７Ｄ、第３気筒２７Ｃ、第７気筒２７Ｇ、第２気筒２７Ｂ、第６気筒２７Ｆの順序で配置されている。

図１０−１４において、上記アイドリング排気通路５７は、上記排気管４７の各中途部排気管５０内の排気通路４８の長手方向の“中途部分”を水２の表面上の大気側に開放させている。

上記排気通路４８の“中途部分”よりも下流側における排気通路４８の“部分”に絞り部７８が形成されている。具体的には、上記排気通路４８の“部分”とは、上記各中途部排気管５０の下流端部に相当している。また、上記絞り部７８の開度は、上記各中途部排気管５０の下流端部にそれぞれ設けられたバタフライ式の複数（４つ）の絞り弁７９により可変とされている。これら各絞り弁７９は互いに一体的に開、閉弁動作するよう互いに連動連結されている。また、この弁動作をさせる不図示のアクチュエータが設けられている。なお、上記各絞り弁７９は個別に弁動作させるようにしてもよい。

更に他のＯ_２センサー８１が設けられている。このＯ_２センサー８１は、上記触媒６０およびアイドリング排気通路５７よりもそれぞれ下流側の上記各中途部排気管５０を流動する排気１８の成分を検出する。

上記構成によれば、上記第１−第８気筒２７Ａ−２７ＨによりＶ型バンク２４，２５を形成し、これら両バンク２４，２５のうちの一方のバンク２５を上記第１、第４、第７、第６気筒２７Ａ，２７Ｄ，２７Ｇ，２７Ｆにより構成し、他方のバンク２４を第５、第８、第３、第２気筒２７Ｅ，２７Ｈ，２７Ｃ，２７Ｂにより構成し、上記第１、第５気筒２７Ａ，２７Ｅ同士、第２、第６気筒２７Ｂ，２７Ｆ同士、第３、第７気筒２７Ｃ，２７Ｇ同士、、および第４、第８気筒２７Ｄ，２７Ｈ同士をクランク軸２２の軸方向で互いに隣接させている。

即ち、上記第１、第５気筒２７Ａ，２７Ｅは両バンク２４，２５に振り分けられ、かつ、クランク軸２２の軸方向で互いに隣接することとなる。このため、上記第１、第５気筒２７Ａ，２７Ｅからそれぞれ延出して、その各延出端部が互いに結合される上記第１、第５上流側排気管４９Ａ，４９Ｅは、長さを短くできると共に、形状を簡素にできる。そして、このように第１、第５気筒２７Ａ，２７Ｅにつき説明したことは、上記第２、第６気筒２７Ｂ，２７Ｆ、第３、第７気筒２７Ｃ，２７Ｇ、および第４、第８気筒２７Ｄ，２７Ｈについても同様である。よって、上記エンジン１１を、よりコンパクトに、かつ、構成を簡単にすることができ、これは特にコンパクト化が強く要求される船外機本体５にとって極めて有益である。

また、前記したように、排気通路４８の“中途部分”よりも下流側における排気通路４８の“部分”の開度を可変とする絞り部７８を設けている。

このため、第１に、上記絞り部７８の開度をエンジン１１の運転状態に合致するよう適性に調整してやれば、上記各中途部排気管５０を流動してきた排気１８の圧力が上記絞り部７８で反転させられて、所望タイミングかつ所望負圧の排気脈動を得ることができる。よって、このエンジン１１のエンジン性能を、より向上させることができる。

また、第２に、次の作用効果が生じる。即ち、仮に、上記船外機４における動力伝達装置１２の切換装置１４への切り換え操作により、船体３を後方に向けて推進させた場合、水２の動圧によって、この水２が上記下流側排気管５１の排気通路４８を逆流し、上記アイドリング排気通路５７にまで達するおそれがある。そして、この場合には、上記各排気通路４８，５７が塞がれるため、上記エンジン１１が失速したり、停止したりするおそれを生じる。

そこで、上記船体３を後方に向けて推進させるよう上記切換装置１４の切り換え操作をしたときには、これに連動するような自動制御により、もしくは手動操作などにより、上記絞り部７８の開度を小さくするよう上記絞り弁７９を閉弁動作させてやれば、上記水２が上記アイドリング排気通路５７にまで達することは、上記絞り部７８により防止できる。よって、少なくとも上記アイドリング排気通路５７を通しての排気１８の流動が確保される。この結果、上記排気通路４８を水２が逆流することに基づくエンジン１１の失速や停止が防止され、エンジン１１の駆動を、安定した状態で続けることができて有益である。

実施例１を示し、エンジンの全体簡略線図である。 実施例１を示し、船艇の後部側面図である。 実施例１を示し、エンジンの底面部分断面図である。 実施例１を示し、図３の部分拡大詳細図である。 実施例１を示し、図３の部分拡大詳細断面図である。 実施例１を示し、エンジンの背面図である。 実施例１を示し、図３の部分拡大断面図である。 実施例１を示し、図６の部分断面図である。 実施例１を示し、図８のIX−IX線矢視断面図である。 実施例２を示し、図１に相当する図である。 実施例２を示し、図６に相当する図である。 実施例２を示し、図７に相当する図である。 実施例２を示し、図８に相当する図である。 実施例２を示し、図９に相当する図である。

符号の説明

１ 船艇
２ 水
３ 船体
４ 船外機
９ ケース
１０ プロペラ
１１ エンジン
１２ 動力伝達装置
１４ 切換装置
１５ エンジン本体
１６ 空気
１７ 吸気装置
１８ 排気
１９ 排気装置
２１ 軸心
２２ クランク軸
２３ クランクケース
２４ バンク
２５ バンク
２７Ａ−２７Ｈ 第１−第８気筒
４７ 排気管
４８ 排気通路
４９Ａ−４９Ｈ 第１−第８上流側排気管
５０Ａ−５０Ｄ 第１−第４中途部排気管
５１ 下流側排気管
５７ アイドリング排気通路
６０ 触媒
６１ 触媒
６３ ２次空気
６４ ２次空気
６５ 空気通路
６６ リード弁
６７ 空気通路
６８ リード弁
７８ 絞り部
７９ 絞り弁
Ｒ 回転

Claims (5)

1. 第１−第８気筒と、これら第１−第８気筒から延出する排気管とを備え、上記第１−第８気筒がこの順序で点火されるようにした８気筒エンジンにおける排気装置において、
   上記排気管が、上記第１−第８気筒からそれぞれ延出する第１−第８上流側排気管と、上記第１、第５上流側排気管の延出端部同士、第２、第６上流側排気管の延出端部同士、第３、第７上流側排気管の延出端部同士、および第４、第８上流側排気管の延出端部同士のそれぞれの結合部からそれぞれ延出する第１−第４中途部排気管と、これら第１−第４中途部排気管の各延出端部を大気側に連通させる下流側排気管とを備えたことを特徴とする８気筒エンジンにおける排気装置。
2. 上記第１−第８気筒によりＶ型バンクを形成し、これら両バンクのうちの一方のバンクを上記第１、第４、第６、第７気筒により構成し、他方のバンクを第２、第３、第５、第８気筒により構成し、上記第１、第５気筒同士、第２、第６気筒同士、第３、第７気筒同士、および第４、第８気筒同士をクランク軸の軸方向で互いに隣接させたことを特徴とする請求項１に記載の８気筒エンジンにおける排気装置。
3. 上記排気管内の排気通路に排気浄化用の触媒を設け、この触媒よりも上流側の排気通路内に２次空気を供給可能とする空気通路を形成したことを特徴とする請求項１、もしくは２に記載の８気筒エンジンにおける排気装置。
4. 上記排気通路の径方向における上記触媒の径寸法よりも上記排気通路の長手方向における上記触媒の長さ寸法を、より大きくしたことを特徴とする請求項３に記載の８気筒エンジンにおける排気装置。
5. 上記エンジンを船外機の駆動源とし、上記排気管内の排気通路の中途部分を水の表面上の大気側に開放させるアイドリング排気通路を形成した８気筒エンジンにおける排気装置において、
   上記排気通路の中途部分よりも下流側における排気通路の部分の開度を可変とする絞り部を設けたことを特徴とする請求項１から４のうちいずれか１つに記載の８気筒エンジンにおける排気装置。

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