JP3314429B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

内燃機関の排気浄化装置

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JP3314429B2 JP00513093A JP513093A JP3314429B2 JP 3314429 B2 JP3314429 B2 JP 3314429B2 JP 00513093 A JP00513093 A JP 00513093A JP 513093 A JP513093 A JP 513093A JP 3314429 B2 JP3314429 B2 JP 3314429B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、V型内燃機関等の複数
の気筒列を有した内燃機関に関し、特に、各気筒列毎の
排気系に排気浄化手段を備えた内燃機関の排気浄化装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、機関本体の軸線を中心にして
左右両側にV字状に気筒を互い違いに配設して機関長を
短くするようにしたV型内燃機関が知られている(特開
昭59−196918号公報参照)。このようなV型内
燃機関において、機関本体の両側夫々における各気筒列
の排気マニホールドに接続される排気管に、排気浄化手
段としての触媒を収納した触媒コンバータを設ける構造
として、従来、図5に示す構造が代表的なものである
(特開昭60−88814号公報及び実開昭63−79
448号公報参照)。
【0003】即ち、この構造は、各気筒列31,32に
対して設けられた各排気管36,37に触媒コンバータ
33,34を介装し、各排気管36,37同士を各触媒
コンバータの下流側の合流点35で合流させるようにし
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の触
媒コンバータ配置構造にあっては、各排気管36,37
における放熱が小となるため、各触媒コンバータ33,
34に高温の排気が導かれ、この結果、暖機時における
各触媒コンバータ33,34の触媒の活性化が早められ
るという利点がある。
【0005】しかしながら、上記の触媒コンバータ配置
構造を、機関本体をその軸線を車両前後方向と直交させ
て車両に搭載した横置きのV型内燃機関に応用した場
合、次のような問題が発生する。即ち、横置きのV型内
燃機関において、例えば、後側に位置する気筒列32に
配置された触媒コンバータ34周辺には、走行風や冷却
ファンの風が当たり難いため、排気の浄化に伴う触媒反
応により発生した熱による触媒コンバータ34の過熱
や、周辺部品への熱害が発生して問題となる場合があ
る。
【0006】かかる問題を解決するためには、後側に位
置する気筒列32に配置された触媒コンバータ34をエ
ンジンルームから遠ざけて、車両の床下等に配置すれ
ば、触媒コンバータ34の冷却効果が高められ、触媒コ
ンバータ34の過熱や、周辺部品への熱害を防止でき
る。しかし、この場合、後側に位置する気筒列22に配
置された触媒コンバータ34の位置が機関本体から遠の
くため、排気が機関本体から触媒コンバータ34に至る
間に、排気温度が低下し、この触媒コンバータ34の触
媒活性化が遅れてしまうという問題が生じる。特に、低
温時の機関スタート直後においては、機関温度が低く、
上記問題は顕著である。
【0007】そこで、本発明は以上のような従来の問題
点に鑑み、複数の気筒列を有した内燃機関において、各
気筒列毎の排気系に設けられる排気浄化手段の構成の改
良により、触媒装置の過熱等の問題を解決すると共に、
排気浄化率の向上を図ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】このため、請求項1に係
る発明は、複数の気筒列を有する内燃機関を車両横置き
に搭載し、各気筒列毎の排気系に排気浄化手段を設けた
内燃機関の排気浄化装置において、前記各気筒列毎の排
気系に設けられる排気浄化手段のうち、車両前後方向で
後側に位置する気筒列の排気系に設けられる排気浄化手
段に、排気中の未燃ガスを吸着する未燃ガス吸着材と、
該未燃ガス吸着材の下流側に位置して未燃ガスを浄化す
る触媒と、を配置することを特徴とする請求項2に係
る発明は、複数の気筒列を有する内燃機関を車両縦置き
に搭載すると共に、前記内燃機関の車両前側であって、
該内燃機関の搭載位置に対して車両左右方向のどちらか
一方にオフセットして配置される冷却ファンを備え、各
気筒列毎の排気系に排気浄化手段を設けた内燃機関の排
気浄化装置において、前記各気筒列毎の排気系に設けら
れる排気浄化手段のうち、車両左右方向で前記冷却ファ
ンと反対側に位置する気筒列の排気系に設けられる排気
浄化手段に、排気中の未燃ガスを吸着する未燃ガス吸着
材と、該未燃ガス吸着材の下流側に位置して未燃ガスを
浄化する触媒と、を配置することを特徴とする。
【0009】
【作用】かかる構成において、吸着材は、熱害が問題と
なる暖機時に排気浄化に伴う触媒反応自体がないため、
当然熱の発生はなく、冷却がされ難い部位に配置されて
いても、触媒装置の過熱や周辺部品への熱害という問題
はない。又、吸着材は、低温時に未燃ガスを吸着し、暖
気後に吸着未燃ガスを放出するが、放出された未燃ガス
は、吸着材下流に配置した触媒により浄化されるため、
吸着材を配置した気筒列から排出される排気の浄化性能
は充分に保たれる。
【0010】
【実施例】以下、添付された図面を参照して本発明を詳
述する。図1は、本発明の第1の実施例を示す図で、複
数の気筒列を有する内燃機関としてのV型内燃機関Eの
本体1の両側には夫々気筒列2,3が設けられている。
かかるV型内燃機関Eの本体1は、その軸線を車両前後
方向と直交させて車両に搭載、即ち、横置きに搭載され
る。従って、前記一方の気筒列2は車両の前側に、他方
の気筒列3は車両の後側に位置し、前側気筒列2と後側
気筒列3は車両前後方向と直交する方向から見てV型を
なしている。
【0011】機関本体1前部には、前側気筒列2に対応
する前部排気マニホールド4が、後部には、後側気筒列
3に対応する後部排気マニホールド5が夫々接続されて
いる。前部排気マニホールド4には、機関本体1前方に
おいて下方に延びて後、後方に屈曲されて機関本体1下
方を通る排気管6が接続される。又、後部排気マニホー
ルド5には、機関本体1後方において下方に延びる排気
管7が接続される。前記排気管6,7同士は、機関本体
1後方において合流して単一の排気管8となって後方に
延びている。前記排気管6の前部排気マニホールド4と
の接続部には、機関本体1前部に対面する部位に位置し
て、前側気筒列2から排出される排気を浄化する前側排
気浄化手段としての三元触媒が保持された前側触媒コン
バータ9が介装連結される。又、前記排気管7の後部排
気マニホールド5との接続部には、機関本体1後部に対
面する部位に位置して、後側気筒列3から排出される排
気を浄化する後側排気浄化手段としての、排気中の未燃
ガスを吸着する未燃ガス吸着材が保持された吸着装置1
0が介装連結される。この未燃ガス吸着材としては、例
えば、γ−アルミナ活性炭やゼオライト等が適用され
る。
【0012】更に、前記排気管8には三元触媒が保持さ
れた後側触媒コンバータ11が介装連結される。尚、上
記吸着装置10の吸着材と後側触媒コンバータ11の三
元触媒は、各気筒列毎の排気系に設けられる排気浄化手
段のうち、車両前後方向で後側に位置する気筒列の排気
系に設けられる請求項1に係る排気浄化手段を構成する
ものである。
【0013】かかる構成の排気浄化装置においては、前
側気筒列2の触媒コンバータ9は車両前方に位置するた
め、車両走行時の走行風や冷却ファンの風を直接接触さ
せることができ、充分な冷却がなされる。このため、排
気浄化に伴う触媒反応により発生した熱による触媒コン
バータ9の過熱や周辺部品への熱害を防止できる。一
方、後側気筒列3の吸着装置10は、機関本体1後部と
車両のダッシュ部12に挟まれるため、走行風や冷却フ
ァンの風を直接接触させることができず、充分な冷却が
なされない。しかし、吸着材は熱害が問題となる暖機時
に、排気浄化に伴う触媒反応自体がないため、当然熱の
発生はなく、触媒コンバータの過熱や周辺部品への熱害
という問題はない。又、吸着材は、低温時に未燃ガスを
吸着し、暖機後に吸着未燃ガスを放出するが、放出され
た未燃ガスは、吸着材下流に配設した触媒コンバータ1
1の触媒により浄化されるため、後側気筒列3から排出
される排気の浄化性能は充分に保たれる。
【0014】図2に、本発明の第2の実施例を示す。こ
の実施例は、各気筒列2,3毎の排気系に設けられる排
気浄化手段のうち、車両前後方向で後側に位置する気筒
列の排気系に設けられる請求項1に係る排気浄化手段の
構成の他の例であり、第1の実施例と同一要素には同一
符号を付して説明を省略し、相違点のみ述べる。即ち、
この実施例においては、排気管7の後部排気マニホール
ド5との接続部に、吸着装置10と、該吸着装置10下
流に位置する小容量の三元触媒を保持した触媒コンバー
タ13とを介装連結する。この小容量の三元触媒は、触
媒コンバータ11の触媒容量を分配したものであり、熱
害上問題とならない容量に設定してある。
【0015】かかる実施例によると、触媒コンバータ1
3の触媒の活性化は促進され、該触媒による高い排気浄
化性能を期待できるので、触媒コンバータ11の触媒容
量を低減しても良く、該触媒コンバータ11の触媒と触
媒コンバータ13の触媒を合わせたトータルの触媒容量
自体も低減することができる。尚、かかる実施例におい
ては、上記吸着装置10の吸着材と触媒コンバータ13
及び触媒コンバータ11夫々の三元触媒が、各気筒列毎
の排気系に設けられる排気浄化手段のうち、車両前後方
向で後側に位置する気筒列の排気系に設けられる請求項
1に係る排気浄化手段を構成する。
【0016】上記の第1及び第2の実施例は、V型内燃
機関の本体1を、その軸線を車両前後方向と直交させて
車両に搭載した横置きV型内燃機関Eに、本発明を適用
した例であるが、本発明は、縦置きV型内燃機関にも適
用でき、横置きV型内燃機関Eの場合と同様の効果が得
られる。即ち、縦置きV型内燃機関にあっても、走行風
の流れや冷却ファンの位置が内燃機関搭載位置に対して
オフセットしている場合等には、横置きV型内燃機関と
同様の熱害等を生じる場合があり、この場合にも本発明
の排気浄化装置の構成が有効である。
【0017】これを本発明の第3の実施例として、図3
に基づいて説明すると、機関本体14左側部には、左側
気筒列15に対応する左部排気マニホールド16が、右
側部には、右側気筒列17に対応する右部排気マニホー
ルド18が夫々接続されている。左部排気マニホールド
16には、排気管19が接続される。又、右部排気マニ
ホールド18には、排気管20が接続される。前記排気
管19,20同士は、機関本体14後方において合流し
て単一の排気管21となって後方に延びている。前記排
気管19の左部排気マニホールド16との接続部には、
三元触媒が保持された触媒コンバータ22が介装連結さ
れる。又、前記排気管20の右部排気マニホールド18
との接続部には、吸着装置23が介装連結される。更
に、前記排気管21には三元触媒が保持された後側触媒
コンバータ24が介装連結される。
【0018】かかる構成の排気浄化装置においては、左
側気筒列15の触媒コンバータ22は車両左方に位置す
るため、車両左側に寄せて配置された冷却ファン25の
風等を直接接触させることができ、充分な冷却がなされ
る。このため、排気浄化に伴う触媒反応により発生した
熱による触媒コンバータ22の過熱や周辺部品への熱害
を防止できる。
【0019】一方、右側気筒列17の吸着装置23は、
冷却ファン25の風等を直接接触させることができず、
充分な冷却がなされないが、前述したように、触媒コン
バータの過熱や周辺部品への熱害という問題はない。
又、右側気筒列17から排出される排気の浄化性能は、
触媒コンバータ24により充分に保たれる。図4は内燃
機関の運転時間の経過に基づく、排気ガス排出量と周辺
部品の代表温度の変化を実験により求めたものであり、
本発明は、排気ガス排出量については従来と同等であり
ながら、その時の周辺部品の代表温度は従来に比して低
く保つことができるのは明らかである。
【0020】尚、特定の実施例を参照して本発明を説明
したが、本発明はこれに限定されるものではなく、当該
技術分野における熟練者等により、本発明に添付された
特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変更及び
修正が可能であるとの点に留意すべきである。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、複数の気
筒列を有したV型内燃機関等において、各気筒列毎の排
気系に設けられる排気浄化手段のうち、走行風や冷却フ
ァンによる冷却が良好でない気筒列に設けられる排気浄
化手段に、未燃ガス吸着材と、未燃ガスを浄化する触媒
と、を配置する構成としたから、排気浄化作用を充分に
得つつ、触媒装置の過熱や周辺部品への熱害等の問題を
解決することができる有用性大なるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の第1
の実施例の構成を示す車両前部の縦断面図
【図2】 本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の第2
の実施例の構成を示す車両前部の縦断面図
【図3】 本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の第3
の実施例の構成を示す車両前部の横断面図
【図4】 従来と本発明の排気ガス排出量と周辺部品温
度とを比較して示す特性図
【図5】 従来の内燃機関の排気浄化装置の一例の構成
を示す概略図
【符号の説明】
1 機関本体 2 前側気筒列 3 後側気筒列 4 前部排気マニホールド 5 後部排気マニホールド 6 排気管 7 排気管 8 排気管 9 前側触媒コンバータ 10 吸着装置 11 後側触媒コンバータ 13 触媒コンバータ 14 機関本体 15 左側気筒列 16 左部排気マニホールド 17 右側気筒列 18 右部排気マニホールド 19 排気管 20 排気管 21 排気管 22 触媒コンバータ 23 吸着装置 24 後側触媒コンバータ E V型内燃機関
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−88814(JP,A) 特開 平5−209516(JP,A) 実開 昭63−79448(JP,U) 実開 平4−117136(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F01N 3/08 - 3/36 F02B 75/10

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の気筒列を有する内燃機関を車両横置
    きに搭載し、各気筒列毎の排気系に排気浄化手段を設け
    た内燃機関の排気浄化装置において、 前記各気筒列毎の排気系に設けられる排気浄化手段のう
    、車両前後方向で後側に位置する気筒列の排気系に設
    けられる排気浄化手段に、排気中の未燃ガスを吸着する
    未燃ガス吸着材と、該未燃ガス吸着材の下流側に位置し
    て未燃ガスを浄化する触媒と、を配置することを特徴と
    する内燃機関の排気浄化装置。
  2. 【請求項2】複数の気筒列を有する内燃機関を車両縦置
    きに搭載すると共に、前記内燃機関の車両前側であっ
    て、該内燃機関の搭載位置に対して車両左右方向のどち
    らか一方にオフセットして配置される冷却ファンを備
    え、各気筒列毎の排気系に排気浄化手段を設けた内燃機
    関の排気浄化装置において、 前記各気筒列毎の排気系に設けられる排気浄化手段のう
    ち、車両左右方向で前記冷却ファンと反対側に位置する
    気筒列の排気系に設けられる排気浄化手段に、排気中の
    未燃ガスを吸着する未燃ガス吸着材と、該未燃ガス吸着
    材の下流側に位置して未燃ガスを浄化する触媒と、を配
    置することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
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