DE60010190T2

DE60010190T2 - Aussenbordbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE60010190T2
Application number: DE60010190T
Authority: DE
Inventors: Yasushi Hamamatsu-shi Ishii
Original assignee: Yamaha Marine Co Ltd
Current assignee: Yamaha Marine Co Ltd
Priority date: 1999-08-31
Filing date: 2000-08-31
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2020-09-01
Also published as: ES2219238T3; US6729921B1; EP1081354A3; DE60010190D1; EP1081354B1; EP1081354A2; JP2001073750A

Description

Diese Erfindung betrifft einen Außenbordmotor mit einem Motor, einer vertikal angeordneten Kurbelwelle, einem Abgaseinlass, der in einer Abgasführung, die den Motor lagert, gebildet ist, und ein Katalysatorsystem.
Ein Außenbordmotor, montiert an einem kleinen Wasserfahrzeug, ist im Wesentlichen derart konfiguriert, dass ein oberes Gehäuse und eine Abgasführung mit der oberen Seite eines unteren Gehäuses verbunden sind, ein Motor an der Abgasführung gelagert und daran befestigt ist, der Motor mit einer Motorhaube abgedeckt ist, der seinerseits eine Antriebseinheit, um zu drehen, antreibt, und das Abgas von dem Motor wird durch einen Abgaskanal, vertikal in der Seitenwand des Motorkörpers, über eine Abgasführung, ein oberes Gehäuse und ein unteres Gehäuse hindurchgeführt, und dann in das Seewasser ausgestoßen. In der jetzigen Zeit wird es in solch einem Motor für einen Außenbordmotor vorgeschlagen, dass ein Katalysator im Hinblick auf die Reinigung des Abgases in dem Abgaskanal vorgesehen wird. In der JP-A-7-189671 wird z. B. gezeigt, dass ein Katalysator in einem oberen Gehäuse unterhalb eines Motors angeordnet, und in der JP-A-4-260893 ein Katalysator in einem Abgaskanal in der Seitenoberfläche des Motorkörpers vorgesehen ist. Überdies ist in dem US 5, 556, 311 ein katalytischer unterbau auf der Unterseite einer Abgasführungsplatte montiert und nimmt Abgase auf, nachdem die Abgase durch die Abgasführung hindurchgegangen sind.
Ein noch weiterer Aspekt ist in der DE 4234682 A1 gezeigt, wobei der katalytische Wandler ein integraler Bestandteil eines Abgasauslassrahmens ist, der an der Unterseite einer Abgasführungsplatte, die den Motor trägt, montiert ist.
Jedoch muss in der solch einer oben genannten Weise, da der katalytische Wandlerin dem oberen Gehäuse unterhalb des Motors angeordnet ist, ein Bypass verwendet werden, um den Abgaskanal oberhalb des Wasserspiegels anzuordnen, um zu vermeiden, dass der katalytische Wandler mit dem Seewasser in Kontakt kommt. In diesem Fall wird es schwierig den Bypass innerhalb eines begrenzten Raumes der Motorhaube anzuordnen. Insbesondere in 4-Takt-Motoren ist es infolge des großen Volumens des Zylinderkopfes, der eine Ventilbetätigungsvorrichtung hat, schwierig, einen Bypass vorzusehen.
In einer derartigen Weise, dass eine katalytische Vorrichtung in dem Abgaskanal an der Seitenwand des Motorkörpers vorgesehen ist, ist, um dieses Problem zu überwinden, das Volumen der katalytischen Vorrichtung infolge der Raumbegrenzung zum Montieren der katalytischen Vorrichtung begrenzt, was zu Problemen der Zunahme der gesamten Abmessung, insbesondere in der Gesamthöhe führt, und einem Schmelzen des Lagerteiles zum Lagern des Katalysators infolge der Erhöhung in der Temperatur des Katalysatorsystems, das in der Nähe zu dem Abgasauslass angeordnet ist.
Demzufolge ist es ein Ziel der vorliegenden Endung einen Außenbordmotor zu schaffen, der dem Katalysatorsystem gestattet kompakt zu sein und ohne einen Umbau der Motorbauteile montiert werden kann.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe für einen oben angezeigten Außenbordmotor dadurch gelöst, dass das Katalysatorsystem unterhalb eines Zylinderkopfes und oberhalb des Abgaseinlasses angeordnet wird.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen niedergelegt.
Entsprechend der Erfindung ist es möglich, dass ein Abgasgaseinlass in einer Abgasführung, die einen Motor lagert, gebildet ist, und dass ein e katalytische Vorrichtung unterhalb eines Zylinderkopfes und oberhalb des Abgasgaseinlasses angeordnet ist.
Außerdem ist es vorteilhaft, wenn ein Abgaslieferkanal und ein Abgasrückführungskanal in der Seitenwand der Abgasführung, die den Motor lagert, gebildet sind.
In diesem Fall ist es möglich, dass ein Abgaszuführungsrohr und ein Abgasrückführungsrohr mit dem Abgaslieferkanal und dem Abgasrückführkanal verbunden werden, und dass ein Kühlwasserkanal in der Oberflächenwand des Abgaszuführungsrohres und des Abgasrückführungsrohr gebildet ist.
Überdies kann die katalytische Vorrichtung unterhalb der Zündkerze des tiefsten Zylinders angeordnet werden.
Vorzugsweise ist der Motor ein 4-Takt-Motor.
Jede in der oben genannten Konfiguration hinzugefügte Bezugszahl dient nur für das leichtere Verstehen der Erfindung in bezug auf die beigefügten Zeichnungen, und begrenzt niemals den Umfang der Erfindung.
Andere bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in weiteren abhängenden Ansprüchen niedergelegt.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung in größerer Ausführlichkeit in Bezug auf mehrere Ausführungsbeispiele derselben in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erläutert, wobei:
1 eine seitliche Aufrissdarstellung eines Außenbordmotors, angewandt mit der Erfindung, ist;
2 eine Draufsicht des Motors in 1 ist;
3 eine vertikale Schnittdarstellung rund um die Abgasnockenwelle 22 und die Kurbelwelle 21 ist, die das erste Ausführungsbeispiel des katalytischen Systems eines Motors für einen Außenbordmotor zeigt,
4(A) eine Draufsicht ist, die die Abgasführung 12 in der 3 zeigt, von der der Motorkörper 20 entfernt ist. 4(B) ist eine Querschnittsdarstellung entlang der Linie B-B von 4(A);
5 eine seitliche Aufrissdarstellung ist, die ein weiteres Ausführungsbeispiel des Motors entsprechend der Erfindung zeigt.
Jetzt werden nachstehend unter Bezug auf die Zeichnungen die Ausführungsbeispiele der Endung beschrieben. Die 1 und 2 zeigen ein Beispiel eines Außenbordmotors, angewandt bei dieser Erfindung. 1 ist eine seitliche Aufrissdarstellung und 2 ist eine Draufsicht des Motors in 1. In der folgenden Beschreibung werden dieselben Bezugszahlen in denselben Aufbauten in beiden Zeichnungen verwendet und die Beschreibung derselben kann weggelassen werden.
Bezugnehmend auf die 1 weist ein Außenbordmotor eine Spannklammer 3 auf, lösbar an dem hinteren Ende R (in Bezug zu der Vorwärtsposition) eines Bootskörpers ver bunden, einen Drehgelenkhalter 5, auf- und ab um eine Schwenkachse 4 schwenkbar und durch die Spannklammer 3 gelagert, einen Steuerhalter 6, der dem Drehgelenkhalter 5 gestattet horizontal um seine Achse zu drehen, und eine Antriebseinheit 9, gelagert auf dem Steuerhalter 6 durch einen Montagehalter 7. An dem oberen Teil des oberen Gehäuses 10 sind eine Abgasführung 12, die ein Lagerteil zum Lagern eines Motors 11 ist, und eine untere Motorhaube 13, die den unteren Teil des Motors umhüllt, montiert. Eine obere Motorhaube (Motorabdeckung) 14, die den oberen Teil des Motors 11 lösbar an dem unteren Gehäuse 13 verbunden. An dem unteren Teil des oberen Gehäuses 10 ist ein unteres Gehäuse 15 montiert, und dadurch wird als ein Ganzes ein Gehäuse gebildet. Ein Abdeckteil 16 ist lösbar an dem Vorderteil F der Motorabdeckung 14 montiert. An sowohl der rechten, als auch der linken Seite des Abdeckteiles 16 sind Lufteinlässe 17 geöffnet, wobei ein Lufteinlass 19 auch an dem hinteren Teil R der Motorabdeckung 14 gebildet ist.
In 2 ist der Motor 11 ein 4-Zylinder, 4-Taktmotor der wassergekühlten Art, in der eine Kurbelwelle 21, eine Abgasnockenwelle 22, eine Einlassnockenwelle 23 in dem Motorkörper 20 angeordnet sind, um durch ihn vertikal hindurch zu passen. Eine Antriebsriemenscheibe 24 und ein Schwungrad 25 sind auf dem oberen Teil der Kurbelwelle 21 befestigt und angetriebene Riemenscheiben 26, 27 sind auf den Nockenwellen 22, 23 befestigt. Die Drehbewegung der Antriebsriemenscheibe 24 wird demzufolge auf die angetriebenen Riemenscheiben 26, 27 durch einen Riemen 29 übertragen. Vier Zylinder sind in dem Motorkörper 20 vertikal nebeneinandergestellt. Vier Einlassrohre 30 sind jeweils mit den Zylindern verbunden und sind mit den Drosselkörpern 31, jeweils vorgesehen in ihren Zwischenpositionen, zu einem Schalldämpfer 32, angeordnet in einem Vorderteil des Motors 11, erstreckt, wo sie gebündelt werden, um einander zu verbinden. Es sind Kraftstoffeinspritzventile 33 vorgesehen, eine Kraftstoffpumpe 35, ein Thermostat 36, ein Startermotor 37 und eine Schwungscheibenabdeckung 38.
Jetzt wird unter Bezug auf die 3 und 4 das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Die 3 ist eine vertikale Schnittdarstellung rund um die Abgasnockenwelle 22 und die Kurbelwelle 21. In dem Motorkörper 20 sind die vier Zylinder 20a gebildet und Abgasventile 40 sind zu jedem Zylinder 20a gegenüberliegend angeordnet. Ein Abgaskanal (nicht gezeigt) in Verbindung mit jedem Abgasventil 40 zieht sich durch den Motorkörper 20 und ist mit einem Abgaszuführungskanal (Abgaseinlassöffnung) 41 verbunden. Ein Abgaszuführungsrohr 42 ist mit dem Abgaszulieferkanal 41 verbunden und in dem Totraum, gebildet in dem unteren Teil des Zylinderkopfes 20b, angeordnet. In diesem Abgaszuführungsrohr 42 ist eine katalytische Vorrichtung 43 vorgesehen, die oberhalb des Auslasses des Abgaszulieferkanals 41 positioniert ist.
4(A) ist eine Draufsicht, die eine Abgasführung 12 in 3 zeigt, von der der Motorkörper 20 entfernt ist. 4(B) ist eine Querschnittsdarstellung entlang der Linie B-B der 4(A).
Die Abgasführung 12 ist mit dem Abgaszulieferkanal 41 verbunden, der gebildet ist, nach unten und dann horizontal erstreckt, erstreckt zu sein, und der Abgasrückführungskanal 44 ist gebildet, um sich horizontal und dann vertikal zu erstrecken. Die katalytische Vorrichtung 43 ist an der Zwischenverbindung des Abgasrückführungsrohres 45 und des Abgaszuführungsrohres 42 verbunden. In den Wänden des Abgaszulieferkanals 41 sind die katalytische Vorrichtung 43 und das Abgasrückführungsrohr 45, der Kühlwasserkanal 42a, 45a und 43a gebildet und sie sind mit dem Kühlwasserkanal 46 verbunden.
Der Betrieb des Ausführungsbeispieles, das den oben beschriebenen Aufbau hat, wird nun erläutert. Das Abgas aus dem jeweiligen Zylinder 20a strömt in den Abgaskanal, gebildet in dem Motorkörper 20, nach unten hindurch und geht durch den Abgaszulieferkanal 41 der Abgasführung 12 und das Abgaszuführungsrohr 42 zu der katalytischen Vorrichtung 43. Außerdem wird das Abgas über den Abgasrückführungskanal 44 und das Abgasrückführungsrohr 45 nach unten abgegeben. Während dieses Vorgangs, da der Katalysator 43 parallel zu dem Abgasstrom angeordnet ist, kann das gesamte Abgas innerhalb des Katalysators 43 strömen und somit durch diesen Katalysator gereinigt werden.
5 ist eine seitliche Aufrissdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispieles der Erfindung. Für denselben Aufbau wie in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel werden dieselben Bezugszahlen verwendet und diese Beschreibung wird weggelassen. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine katalytische Vorrichtung 43 in dem Totraum zwischen dem hinteren und dem unteren Teil des Zylinderkopfes 20b und der unteren Motorabdeckung 13 angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel ist der obere Teil der katalytischen Vorrichtung 43 unter der Zündkerze des Bodenzylinders angeordnet.
Obwohl die Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben worden sind, wird der Umfang der Erfindung nicht darauf begrenzt und kann verschieden verändert oder modifiziert werden. Z. B. kann die Erfindung auch auf 4-Takt-Motoren, anders als in den 2-Takt-Motoren, auf die bisher in den Ausführungsbeispielen Bezug genommen wurde, angewandt werden.
Aus der oben vorgestellten Beschreibung wird deutlich dass:
entsprechend der Erfindung ein unter dem Zylinderkopf gebildeter Totraum verwendet werden, um eine Katalysatorvorrichtung kompakt zu montieren, und die katalytische Vorrichtung kompakt ausgebildet werden kann; die katalytische Vorrichtung ohne eine Änderung der Motorbauteile, da das Abgassystem mit der Abgasführung zusammen ist, kompakt angeordnet werden kann;
die Kühlleistung der katalytischen Vorrichtung verbessert wird;
die Zündkerze leichter entfernt werden kann; und die Erfindung in dem 4-Takt-Motor effektiv angewandt wird.

Claims

Außenbordmotor (1) mit einem Motor (11), einer vertikal angeordneten Kurbelwelle (21), einem Abgasgaseinlass, der in einer Abgasführung (12), die den Motor (11) lagert, gebildet ist, und einem Katalysatorsystem (43), dadurch gekennzeichnet, dass das Katalysatorsystem (43) unterhalb eines Zylinderkopfes (20b) und oberhalb des Abgasgaseinlasses angeordnet ist.
Außenbordmotor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abgaszuführungskanal (41) und ein Abgasrückführungskanal (44) in einer Abgasführung (12), die den Motor (11) lagert, gebildet ist.
Außenbordmotor (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abgaszuführungsrohr (42) und ein Abgasrückführungsrohr (45) mit dem Abgaszuführungskanal (41) und dem Abgasrückführungskanal (44) verbunden sind, und dass ein Kühlwasserkanal (46) in der Oberflächenwand des Abgaszuführungsrohres (42) und des Abgasrückführungsrohres (45) gebildet ist.
Außenbordmotor (1) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Katalysatorsystem (43) unterhalb der Zündkerze des untersten Zylinders (20a) angeordnet ist.
Außenbordmotor (1) nach den Ansprüchen 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Abgaszuführungsrohr (42) das Katalysatorsystem (43) angeordnet ist, das oberhalb des Abgases des Abgaszuführungskanals (41) positioniert ist.
Außenbordmotor (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasführung (12) verbunden ist mit dem Abgaszuführungskanal (41), so ausgebildet, um sich nach unten und dann horizontal erstreckt zu erstrecken, und der Abgasrückführungskanal (44) gebildet ist, um sich horizontal und dann vertikal zu erstrecken.
Außenbordmotor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Katalysatorsystem (43) an einer Verbindung zwischen dem oder einem Abgasrückführungsrohr (45) und dem oder einem Abgaszuführungsrohr (42) befestigt ist.
Außenbordmotor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in den Wänden von dem oder einem Abgaszuführungskanal (41), dem Katalysatorsystem (43) oder dem Abgasrückführungsrohr (45) Kühlwasserkanäle (42a, 45a, 43a) gebildet sind und dass sie mit dem oder einem Kühlwasserkanal (46) verbunden sind.
Außenbordmotor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Katalysatorsystem (43) in dem Totraum zwischen dem hinteren und dem unteren Teil des Zylinderkopfes (20b) und einer unteren Verkleidung (13) angeordnet ist.
Außenbordmotor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor ein 4-Takt-Motor (11) ist.