JP3942234B2 - Exhaust system for outboard engine - Google Patents
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- F02B61/04—Adaptations of engines for driving vehicles or for driving propellers; Combinations of engines with gearing for driving propellers
- F02B61/045—Adaptations of engines for driving vehicles or for driving propellers; Combinations of engines with gearing for driving propellers for outboard marine engines
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小型船舶に搭載される船外機用エンジンの排気装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
船外機用エンジンでは、クランク軸を縦置きに配置し、排気通路を上下方向に延長形成するとともに、排気通路の下流端を水中に開口した構造が一般的である。そして最近では排気ガスの浄化を図るために排気通路内に触媒を配設する場合があるが、該触媒の配置位置の如何によっては、排気通路内に進入した海水や水によって触媒の浄化性能が劣化するおそれがある。
【0003】
上記触媒の劣化を回避するために、従来、排気通路の途中に設けられた排気膨張室にここから一旦上方に延びた後下方に屈曲して延びる逆U字状のハイライザの一端開口を接続するとともに、他端開口に下方に延びる排気管を接続し、上記排気膨張室に触媒を配置した構造のものがある。これにより水位が触媒の高さに達しても水が膨張室内に入り込むのを防止できる。
【0004】
このようなハイライザを配置する場合、船外機の構造上配置スペースをできるだけ小さくしてエンジンの大型化を抑制する必要がある。このため、例えばV型エンジンの場合にはVバンク内のデッドスペースを有効利用して配置するようにしている(例えば、特願平5−332356号参照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、複数気筒をクランク軸と平行な直線上に直列配置した直列エンジンに上記ハイライザを配置する場合、シリンダヘッド周りの部品、特に点火プラグとの干渉を回避する必要があることからハイライザの配置スペースの確保が困難であり、エンジンが大型化し易いという問題がある。
【0006】
ここで、上記点火プラグとの干渉を回避するために、最下端の気筒をハイライザより上方に位置させることが考えられる。しかしこのようにした場合には、エンジンの上下高さが大きくなり、その結果チルトアップ時に船外機の上部が船体に干渉する場合があり、またエンジン振動が大きくなるという問題が生じる。
【0007】
本発明は、上記状況に鑑みてなされたもので、複数気筒を直列に配置したエンジンにハイライザを配置する場合の大型化を回避できる船外機用エンジンの排気装置を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、複数気筒をクランク軸と平行な直線上に直列配置するとともに該クランク軸を縦置きに配置した船外機用エンジンの排気装置において、上記エンジンはエキゾーストガイドの上面に搭載されており、該エキゾーストガイドには、上記各気筒からの排気通路が連通する排気孔及び排気連通孔が船幅方向略中央部にて前,後に位置するようかつ上下方向に貫通するよう形成され、上記エキゾーストガイドの下面には排気膨張室が接続され、該排気膨張室内に上記排気孔及び排気連通孔が開口しており、上記エキゾーストガイドの上面には、逆U字形筒体からなるハイライザが船幅方向に向けて配置され、該ハイライザの一端開口は上記排気連通孔に接続され、他端開口は船幅方向他側に偏位するように配置され、該他端開口に下方に延びる排気管の上端が接続され、該排気管の下端は水中に開口しており、上記排気膨張室内に触媒が配設され、該触媒の一部は上記エキゾーストガイドの上記排気連通孔内に位置していることを特徴としている。
【0009】
本発明のエンジンには、4サイクルエンジン,2サイクルエンジンの両方が含まれ、また気化器による燃料供給式のもの、及び燃料噴射弁による燃料噴射式のものが含まれる。燃料噴射弁を配置する場合、排気熱,触媒の反応熱によるベーパ発生等の悪影響が懸念される。
【0010】
そこで請求項2の発明は、請求項1において、上記複数の気筒を挟んで上記ハイライザ,触媒,排気通路の何れかの反対側に燃料噴射弁及び燃料噴射弁への高圧燃料供給系を配置したことを特徴としている。
【0011】
請求項3の発明は、請求項1又は2において、エンジンを挟んで高圧燃料供給系の反対側にオイルタンクを配置したことを特徴としている。
【0012】
【発明の作用効果】
請求項1の発明によれば、排気膨張室の船幅方向中央に逆U字状のハイライザの一端開口を接続し、他端開口を船幅方向一側に偏位させたので、ハイライザの船幅方向中心,つまり最高所部位はエンジンの各気筒軸を結ぶ中心線よりオフセットした位置となる。これにより点火プラグと干渉をすることなくハイライザをエンジンに近接させて配置することができ、ハイライザの配置によりエンジンが大型化するのを抑制できる効果がある。
【0013】
また船幅方向に偏位させて配置したので、エンジンの上下高さが高くなることもなく、チルトアップ時の船体との干渉を回避できるとともに、エンジン振動を抑制できる効果がある。
【0014】
請求項2の発明では、各気筒を挟んでハイライザ,触媒,排気通路の何れかの反対側に燃料噴射弁及び燃料噴射弁への高圧燃料供給系を配置したので、熱源から離れた位置に燃料供給系を配置でき、排気熱及び触媒の反応熱によるベーパ発生等の悪影響を回避できる効果がある。
【0015】
請求項3の発明では、エンジンを挟んで高圧燃料供給系の反対側にオイルタンクを配置したので、排気熱及び触媒の発熱による影響を抑制できるとともに、容量の大きい燃料タンク,オイルタンクをバランス良く、かつコンパクトに配置できる効果がある。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、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ないし図8は、本発明の一実施形態による船外機用2サイクルエンジンの排気装置を説明するための図であり、図1〜図4はそれぞれ船外機の全体構成図,背面図,右側面図,平面図、図5〜図7はそれぞれ排気装置の断面側面図,断面背面図,断面側面図、図8はO2 濃度センサが装着されたシリンダブロックの断面背面図である。なお、各図中、Fは船首側を、Rは船尾側をそれぞれ示す。また本実施形態の左, 右とは船体後方から見た場合の左, 右を意味する。
【0017】
図において、1は船体2の船尾2aに配置された船外機であり、これは推進機3が配設されたロアケース4の上部にアッパケース5を結合し、該アッケース5の上部にエンジン6が収容されたトップカウル7を結合した概略構造を有する。この船外機1は、スイベルアーム9に上,下一対のダンパ部材10a,10bを介して弾性支持されており、該スイベルアーム9は船体2に固定されたクランプブラケット11に左右方向(旋回操作),及び上下方向(チルト・トリム操作)に揺動可能に枢支されている。
【0018】
上記ロアケース4内には水平方向に延びる推進軸12が軸支されており、該推進軸12の後端部に上記推進機3が結合されている。また上記エンジン6のクランク軸13の下端には垂直方向に延びる駆動シャフト14の上端が結合されており、該駆動シャフト14の下端には傘歯車機構15を介して上記推進軸12の前端が噛合している。
【0019】
上記アッパケース5とトップカウル7との間にはエキゾーストガイド20が配設されており、該エキゾーストガイド20の上面にエンジン6が搭載されている。このエキゾーストガイド20の周縁部には上記アッパケース5,トップカウル7のフランジ部がボルト締め固定されており、該エキゾーストガイド20の前端部には上側ダンパ部材10aを収容支持する取付け座20aが凹設されている。
【0020】
上記エキゾーストガイド20の中央部には後述する排気装置の一部を構成する排気孔21が形成されている。また該排気孔21の後側の船幅方向中央には第1排気連通孔23が形成されており、該連通孔23の船幅方向左側部には第2排気連通孔22が形成されている。上記排気孔21には上記エンジン6の各気筒の排気通路の合流端開口6aが連通している。また上記エキゾーストガイド20の取付け座20aの下方,及び排気孔21,各連通孔22,23の周囲にはそれぞれ冷却水通路20bが形成されている。
【0021】
上記エンジン6は、シリンダブロック24に3つのシリンダボア24aをクランク軸13と平行な直線上に直列に配置した直列3気筒燃料噴射式2サイクルエンジンであり、航走時に上記シリンダブロック24が船体後方Rを向き、上記クランク軸13が略垂直をなす縦置きに配置されている。上記シリンダブロック24のシリンダボア内にはピストン25が摺動自在に配置され、該ピストン25はコンロッド26でクランク軸13に連結されている。また上記各シリンダボア24aを覆うシリンダヘッド27にはシリンダボア軸線と同軸をなすように点火プラグ28が装着されており、該点火プラグ28は後方に突出している。また上記クランク軸13を収納するクランクケース29には各気筒独立のクランク室29aが形成されており、各クランク室29aは掃気通路30を介してシリンダボア24a内に連通している(図1,図4参照)。
【0022】
上記クランク軸13の上端にはフライホイール32が固着されており、該フライホイール32の外周にはリングギヤ33が設けられている。該リングギヤ33にはスタータモータ34の駆動ギヤ35が噛合するようになっており、該スタータモータ34はクランクケース29の左壁にボルト締め固定されている。またシリンダヘッド27には上下方向に間隔をあけてイグニッションコイル36が後方に突出させて配置されており、シリンダブロック24の右壁後部にはCDIユニット37がゴムブッシュ38を介して固定されている。
【0023】
上記エンジン6は、クランク室29a内に外気を導入する吸気装置40と、クランク室29aに燃料を噴射する高圧燃料供給装置41と、シリンダボア24a内で発生した既燃焼ガスを外部に排気する排気装置42とを備えている。
【0024】
上記吸気装置40は、クランクケース29の前壁に各クランク室29aに連通する吸気口43を形成し、各吸気口43に逆流防止用リードバルブ44を配置するとともに吸気管45を接続し、該吸気管45の合流端に各気筒共通のスロットルボディ46を接続して構成されている。このスロットルボディ46には吸気通路面積を可変制御するスロットル弁47が配設されており、該スロットル弁47はリンク機構49により開閉操作される。
【0025】
上記高圧燃料供給装置41は、各吸気管45のリードバルブ44より上流側に装着された燃料噴射弁50と、船体2側に配置された燃料タンク51と、該燃料タンク51の燃料を供給ホース55を介して船外機1側に配設されたベーパセパレータ52内に供給する低圧のダイヤフラムポンプ53と、該ベーパセパレータ52内の燃料を加圧し、該加圧燃料を上記燃料噴射弁50に供給する高圧燃料ポンプ54とを備えており、該高圧燃料ポンプ54は上記ベーパセパレータ52内に内蔵されている。なお、高圧燃料ポンプとベーパセパレータとを別々に配置してもよい。
【0026】
上記ダイヤフラムポンプ53とベーパセパレータ52とは燃料供給管56により連通接続されており、該供給管56には水分離フィルタ57が介設されている。また上記各燃料噴射弁50にはクランク軸13と平行に延びる燃料レール58が接続されており、該燃料レール58の下端供給口と上記高圧燃料ポンプ54とは高圧燃料管59により接続されている。さらに燃料レール58の上端戻り口とベーパセパレータ52とは燃料戻し管60により接続されており、該戻し管60には燃料圧を所定圧に調整するレギュレータ61が介設されている。
【0027】
上記排気装置42は、以下の構造となっている。
上記エキゾーストガイド20の下面には該エキゾーストガイド20とで排気膨張室Aを構成する袋状の排気膨張管70が配設されており、該膨張管70内には上記排気孔21,及び第1排気連通孔23が連通している。また上記エキゾーストガイド20下面の第2排気連通孔22には排気管71が連通接続されており、該排気管71の下流端はロアケース4内に開口している。上記膨張管70と排気管71とは鋳造により一体形成されたもので、上記エキゾーストガイド20にボルト締め固定されている。
【0028】
上記エキゾーストガイド20の下面には排気孔21に連通するよう排気パイプ72が接続されており、該排気パイプ72は排気膨張室A内に延びている。また上記エキゾーストガイド20の下面の第1排気連通孔23部分には触媒73が配設されており、この触媒73の一部は上記第1排気連通孔23内に位置し、その大部分は排気膨張室A内に位置している。該触媒73の上部周縁にはフランジ74が固着されており、該フランジ74はエキゾーストガイド20の下面にボルト締め固定されている。
【0029】
上記エキゾーストガイド20の上面にはハイライザ75が配設されている。このハイライザ75は逆U字状をなすパイプ状のもので、該ハイライザ75の外壁には冷却ジャケット75aが形成されており、該冷却ジャケット75aはエキゾーストガイド20の冷却通路20bに連通している。なお、111は冷却ジャケット75aに冷却水を供給する給水口である。
【0030】
上記ハイライザ75は船幅方向に向けて配置されており、該ハイライザ75の上流側開口76aは上記第1排気連通孔23に連通接続されており、下流側開口76bは第2排気連通孔22に連通接続されている。上記ハイライザ75の上流側開口76aは船幅方向略中央に位置し、下流側開口76bは船幅方向左側に偏位しており、これによりハイライザ75の船幅方向中心aは上記エンジン6の各点火プラグ28を結ぶ直線bより左側にオフセットしている(図6参照)。
【0031】
上記エンジン6の各気筒からの排気ガスは排気通路6aで合流した後、排気パイプ72を通って排気膨張室A内で膨張し、触媒73を通ってハイライザ75,排気管71を通ってロアケース4内に排出され、ここから推進機3後方の水中に排出される。この場合、船体2の走行姿勢等により排気管71内の水位が触媒73の高さに達してもハイライザ42があることから水が膨張室A内に入り込むことはなく、触媒73の性能劣化を防止できる。
【0032】
次に上記エンジン周りにおける吸気装置40,燃料供給装置41,排気装置42の配置レイアウトについて説明する。
図3,図4に示すように、排気装置42はエンジン6のシリンダヘッド27の後側にて下方に延びており、上記燃料供給装置41,及び吸気装置40はエンジン6の各気筒を挟んで排気装置42と反対側(前側)に配置されている。
【0033】
上記燃料供給装置41の燃料噴射弁50,燃料レール51はクランク軸13を挟んでハイライザ75,触媒73の反対側でかつエンジン6の前側に配置されており、ベーパセパレータ52は各気筒を挟んでハイライザ75,触媒73の反対側でかつクランクケース29の右壁にゴムブッシュ80を介して固定されている。該ベーパセパレータ52と燃料噴射弁50との間に各燃料管59,60,レギュレータ61,及びスロットルボディ46がそれぞれ配置されている。
【0034】
また各気筒を挟んで上記触媒73,ハイライザ75の反対側でかつクランクケース29の右壁には水分離フィルタ57が配置されており、該フィルタ57はクランク軸13を挟んでベーパセパレータ52の反対側に位置している。上記水分離フィルタ57の下方にはダイヤフラムポンプ53が、前方にはスタータモータ34がそれぞれ配置されており、これらはエンジン6に固定されている。
【0035】
上記スタータモータ34と燃料噴射弁50との間にはオイルタンク81が配置されており、該タンク81の上面には注油口81aが形成されている。このオイルタンク81はエンジン6を挟んでベーパセパレータ52と反対側に位置している。さらに上記燃料噴射弁50の前方には後述するコントロールユニット82が配置されており、該コントロールユニット82はゴムブッシュ83を介してクランクケース29に固定されている。これよりコントロールユニット82は排気装置42より最も離れた位置に配置されており、排気熱による悪影響を防止している。
【0036】
上記コントロールユニット82は、エンジン6の運転状態を検出する各センサからの検出信号に基づいて燃料噴射弁50の燃料噴射時期及び噴射量、点火プラグ28の点火時期等を制御する。ここで、各センサとしては、図1に示すように、筒内圧力センサ85,ノックセンサ86,クランク角センサ87,クランク室圧力センサ88,吸気温度センサ89,スロットル開度センサ90,冷却水温度センサ91,トリム角センサ92,シリンダ温度センサ93,背圧センサ94,等を備えている。
【0037】
上記スロットル開度センサ90はスロットルボディ46の上部に配置されており、上記吸気温度センサ89は該スロットルボディ46の前側に配置されている。また上記クランク角センサ87はクランクケース29の上壁に配置されている。
【0038】
そして上記シリンダブロック24の最上端の気筒には空燃比センサとしての上流側O2 濃度センサ100が配置されている。これは、図8に示すように、採取ガス膨張通路102が形成されたケース103にセンサ本体100aを螺着し、上記シリンダブロック24にシリンダボア24aに連通する採取孔101を形成し、該シリンダブロック24に上記ケース103を上記採取ガス膨張通路102と上記採取孔101とが連通するよるにボルト締め固定して構成されている。
【0039】
また上記採取孔101はシリンダボア24aの排気ポート(不図示)よりシリンダヘッド寄り側に形成されており、ピストンが上死点近傍まで上昇したところで点火が行われ、ピストンが下降して採取孔101を開くと新気を含まない既燃焼ガスが該採取孔101,及び既燃ガスの均一化のために設けられた採取ガス膨張通路102を通ってO2 濃度センサ100に供給される。なお、104は断熱カバーであり、105はリード線である。
【0040】
また上記ハイライザ75の上面には下流側O2 濃度センサ110が配設されており、該センサ110は触媒73の下流側に位置しており、その検知部が上記ハイライザ75内に位置している。この下流側O2 濃度センサ110はエンジン停止時の水位より高所に位置している。
【0041】
上記コントロールユニット82は触媒劣化判定手段としての機能を備えている。この触媒劣化判定手段は、図9,図10に示すように、燃焼室31内の排気ガスのO2 濃度と、触媒73より下流側のO2 濃度に基づいて触媒73の劣化状態を判定するように構成されている。そして上記コントロールユニット82は触媒が劣化していると判定した場合には、例えば表示ランプを点灯させる。
【0042】
図9は上流側O2 濃度センサ100の出力を示しており、該センサ100の出力は、通常のフィードバック制御を行っている場合は、リッチ側とリーン側の間で略定期的に変動する、図10は下流側O2 濃度センサ110の出力を示している。該センサ110の出力は、触媒73が正常に機能している場合には、曲線aで示すように、通常のフィードバック制御が行われている場合でもリッチ側の略一定の値となり、その最大値と最小値との差ΔPは非常に小さい。これは、触媒73の正常機能により排気ガス中のO2 が燃焼することからセンサ出力はリッチ一定となるものである。一方、触媒73が劣化すると、排気ガス中のO2 が燃焼されることなく下流側O2 濃度センサ110で検知されることとなり、その最大値と最小値との差P1が大きくなる。
【0043】
そこで本実施形態では、下流側O2 濃度センサ110の最大ピーク値と最小ピーク値との最大差P1が、上流側O2 濃度センサ100の最大差P2に所定値以下に近似したとき、つまり、上記下流側出力値の最大差P1と上流側出力値の最大差P2との差が所定値以下となったときに触媒73が劣化したと判定する。
【0044】
また本実施形態では上記下流側O2 濃度センサ110の出力のリッチ側からリーン側に変化するに要する時間TRLあるいはリーン側からリッチ側に変化するに要する時間TLRで表される応答速度と上流側O2 濃度センサ100の出力の応答速度との差が所定値以下に達したときにおいても触媒73が劣化したと判定するように構成されている。
【0045】
なお、下流側センサ出力の平均値と、上流側センサ出力の平均値との差が所定値以下になったときに触媒73が劣化したと判定するように構成しても良い。
【0046】
次に本実施形態の作用効果について説明する。
本実施形態によれば、排気膨張室Aを構成する排気膨張管70内に触媒73を配置し、該排気膨張管70の船幅方向中央にハイライザ75の上流側開口76aを接続するとともに、下流側開口76bを船幅方向左側に偏位させ、該下流側開口76bに下方に延び、水中に開口する排気管71を接続したので、ハイライザ75の船幅方向中心aは気筒中心を結ぶ直線bより船幅方向左側にオフセットして位置することととなる。これによりハイライザ75を点火プラグ28と干渉することなくエンジン6側に近接させて配置することができ、それだけ配置スペースを縮小でき、船外機1を小型化できる。
【0047】
また上記ハイライザ75を船幅方向左側に偏位させたので、エンジン6の上下高さはそのままで済むこととなり、船外機1がチルトアップ時に船体に干渉するのを防止でき、またエンジン振動を抑制できる。
【0048】
本実施形態では、各気筒を挟んでハイライザ75,触媒73の反対側に燃料供給装置41を配置したので、該燃料供給装置41は排気熱,触媒の反応熱等の熱源から離れた箇所に位置することとなり、燃料中にベーパが発生するのを抑制できる。また排気装置42と燃料供給装置41,吸気装置40と間にエンジン本体が位置することから、排気熱等の燃料供給装置41側への伝達を遮蔽でき、この点からも熱による悪影響を回避できる。
【0049】
また上記エンジン6を挟んで燃料供給装置41の反対側にオイルタンク81を配置したので、排気熱等による悪影響を抑制できるとともに、容量の大きいベーパセパレータ52とオイルタンク81を左右にバランス良く配置でき、この点からも船外機1の小型化を図ることができる。
【0050】
本実施形態によれば、シリンダブロック24に燃焼室31内の酸素濃度を検出する上流側O2 濃度センサ100を配置し、ハイライザ75の触媒73より下流側に排気ガス中の酸素濃度を検出する下流側O2 濃度センサ110を配置し、この両センサ100,110の出力値に基づいて触媒73の劣化状態を判定するようにしたので、触媒73の経時劣化等を検知することができ、触媒73の交換時期が明確となり、排気ガス性状の悪化を回避でき、大気汚染を防止できる。
【0051】
また上記燃焼室31内の既燃焼ガスを直接採取するようにしたので、2サイクルエンジン特有の吹き抜けによる検出精度の低下を回避でき、空燃比のフィードバック制御を精度良く行うことができる。
【0052】
本実施形態では、下流側O2 濃度センサ110出力の最大差が上流側O2 濃度センサ100出力の最大差に近づいたときに触媒73が劣化したと判定したので、簡単な方法で精度良く触媒の浄化能力を検知でき、それほどコストを上昇させることなく触媒73の交換を実現できる。また下流側センサ出力の応答速度が上流側センサ出力の応答速度に近づいた場合においても触媒73が劣化したと判定するようにしたので、この点からも触媒73の劣化状態を精度良く検知できる。
【0053】
また本実施形態では、下流側O2 濃度センサ110をエンジン停止時の水位より高所に配置したので、水の進入による破損を防止でき、寿命を延長できる。
【0054】
なお、上記実施形態では、下流側O2 濃度センサ110をハイライザ75に配置したが、該センサの配置位置はこれに限られるものではなく、触媒の下流側でかつエンジン停止時の水位より高所であれば何れの箇所に配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を説明するための船外機の全体構成図である。
【図2】上記船外機の背面図である。
【図3】上記船外機のエンジンの側面図である。
【図4】上記エンジンの平面図である。
【図5】上記エンジンの排気装置を示す断面側面図である。
【図6】上記排気装置の断面背面図である。
【図7】上記排気装置の断面側面図である。
【図8】上記排気装置の上流側O2 濃度センサを示す断面背面図である。
【図9】上記上流側O2 濃度センサの出力特性を示す図である。
【図10】上記下流側O2 濃度センサの出力特性を示す図である。
【符号の説明】
1 船外機
6 エンジン
13 クランク軸
42 排気装置
41 燃料供給装置(高圧燃料系)
50 燃料噴射弁
70 膨張管
71 排気管
72 排気パイプ(排気通路)
73 触媒
75 ハイライザ
76a 上流側開口(一端開口)
76b 下流側開口(他端開口)
81 オイルタンク
A 排気膨張室[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an exhaust device for an engine for an outboard motor mounted on a small boat.
[0002]
[Prior art]
In an engine for an outboard motor, a structure in which a crankshaft is arranged vertically and an exhaust passage is extended vertically is formed, and a downstream end of the exhaust passage is opened in water. Recently, in order to purify the exhaust gas, a catalyst may be disposed in the exhaust passage. Depending on the position of the catalyst, the purification performance of the catalyst may be increased by seawater or water entering the exhaust passage. May deteriorate.
[0003]
In order to avoid the deterioration of the catalyst, conventionally, one end opening of an inverted U-shaped high riser that is once extended upward and then bent downward is connected to an exhaust expansion chamber provided in the middle of the exhaust passage. In addition, there is a structure in which an exhaust pipe extending downward is connected to the other end opening, and a catalyst is disposed in the exhaust expansion chamber. This prevents water from entering the expansion chamber even if the water level reaches the height of the catalyst.
[0004]
When such a high riser is arranged, it is necessary to reduce the arrangement space of the outboard motor as much as possible to suppress the enlargement of the engine. For this reason, for example, in the case of a V-type engine, the dead space in the V bank is used effectively (see, for example, Japanese Patent Application No. 5-332356).
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when arranging the above riser in an in-line engine in which a plurality of cylinders are arranged in series on a straight line parallel to the crankshaft, it is necessary to avoid interference with parts around the cylinder head, particularly spark plugs. Is difficult to secure, and the engine tends to be large.
[0006]
Here, in order to avoid the interference with the spark plug, it is conceivable that the lowermost cylinder is positioned above the riser. However, in this case, the vertical height of the engine increases, and as a result, the upper part of the outboard motor may interfere with the hull when tilting up, and there is a problem that engine vibration increases.
[0007]
The present invention has been made in view of the above situation, and an object of the present invention is to provide an outboard motor exhaust system that can avoid an increase in size when a high riser is arranged in an engine in which a plurality of cylinders are arranged in series. .
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided an exhaust system for an outboard engine in which a plurality of cylinders are arranged in series on a straight line parallel to the crankshaft, and the crankshaft is arranged vertically, and the engine is mounted on the upper surface of the exhaust guide. The exhaust guide is formed so that an exhaust hole through which the exhaust passage from each cylinder communicates and an exhaust communication hole are located in front and rear at a substantially central portion in the ship width direction and penetrate vertically. An exhaust expansion chamber is connected to the lower surface of the exhaust guide, the exhaust hole and the exhaust communication hole are opened in the exhaust expansion chamber, and a high riser made of an inverted U-shaped cylinder is formed on the upper surface of the exhaust guide. disposed toward the ship width direction, one end opening of the Hairaiza is connected to the exhaust passage, and the other end opening is arranged to deflect in the ship width direction the other side, the other end opening Is upper end connected to an exhaust pipe extending towards the lower end of the exhaust pipe is open into the water, the catalyst is disposed in the exhaust expansion chamber, a portion of the catalyst is above the exhaust guide of the exhaust communicating hole It is characterized by being located in .
[0009]
The engine of the present invention includes both a 4-cycle engine and a 2-cycle engine, and includes a fuel supply type using a carburetor and a fuel injection type using a fuel injection valve. When the fuel injection valve is arranged, there is a concern about adverse effects such as vapor generation due to exhaust heat and reaction heat of the catalyst.
[0010]
Accordingly, the invention of
[0011]
The invention of
[0012]
[Effects of the invention]
According to the first aspect of the present invention, the one end opening of the inverted U-shaped high riser is connected to the center of the exhaust expansion chamber in the ship width direction, and the other end opening is displaced to one side in the ship width direction. The center in the width direction, that is, the highest part is offset from the center line connecting the cylinder axes of the engine. Accordingly, the high riser can be arranged close to the engine without interfering with the spark plug, and the arrangement of the high riser has an effect of suppressing the enlargement of the engine.
[0013]
In addition, since the engine is displaced in the ship width direction, the vertical height of the engine is not increased, and interference with the hull at the time of tilting up can be avoided and engine vibration can be suppressed.
[0014]
In the invention of
[0015]
In the invention of
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIGS. 1 to 8 are views for explaining an exhaust device of a two-cycle engine for an outboard motor according to an embodiment of the present invention. FIGS. 1 to 4 are an overall configuration diagram and a rear view of the outboard motor, respectively. , Right side view, plan view, FIGS. 5 to 7 are a sectional side view, a sectional rear view and a sectional side view of the exhaust device, respectively, and FIG. 8 is a sectional rear view of a cylinder block equipped with an O 2 concentration sensor. In each figure, F indicates the bow side and R indicates the stern side. Further, left and right in this embodiment mean left and right when viewed from the rear of the hull.
[0017]
In the figure, reference numeral 1 denotes an outboard motor disposed on the
[0018]
A
[0019]
An
[0020]
An
[0021]
The
[0022]
A
[0023]
The
[0024]
The
[0025]
The high-pressure
[0026]
The
[0027]
The
A bag-like
[0028]
An
[0029]
On the upper surface of the
[0030]
The
[0031]
The exhaust gases from the cylinders of the
[0032]
Next, the layout of the
As shown in FIGS. 3 and 4, the
[0033]
The
[0034]
A
[0035]
An
[0036]
The
[0037]
The
[0038]
An upstream O 2 concentration sensor 100 as an air-fuel ratio sensor is disposed in the uppermost cylinder of the
[0039]
Further, the
[0040]
Further, a downstream O 2 concentration sensor 110 is disposed on the upper surface of the
[0041]
The
[0042]
FIG. 9 shows the output of the upstream O 2 concentration sensor 100, and the output of the
[0043]
Therefore, in the present embodiment, when the maximum difference P1 between the maximum peak value and the minimum peak value of the downstream O 2 concentration sensor 110 approximates the maximum difference P2 of the upstream O 2 concentration sensor 100 to a predetermined value or less, that is, When the difference between the maximum difference P1 in the downstream output value and the maximum difference P2 in the upstream output value is equal to or less than a predetermined value, it is determined that the
[0044]
In this embodiment, the response speed represented by the time TRL required to change the output of the downstream O 2 concentration sensor 110 from the rich side to the lean side or the time TLR required to change from the lean side to the rich side and the upstream side. The
[0045]
The
[0046]
Next, the effect of this embodiment is demonstrated.
According to the present embodiment, the
[0047]
Further, since the
[0048]
In the present embodiment, since the
[0049]
Further, since the
[0050]
According to the present embodiment, the upstream O 2 concentration sensor 100 that detects the oxygen concentration in the
[0051]
Further, since the already burned gas in the
[0052]
In the present embodiment, since it is determined that the
[0053]
In this embodiment, since the downstream O 2 concentration sensor 110 is disposed at a higher position than the water level when the engine is stopped, damage due to water entry can be prevented, and the life can be extended.
[0054]
In the above embodiment, the downstream O 2 concentration sensor 110 is disposed in the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an outboard motor for explaining an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a rear view of the outboard motor.
FIG. 3 is a side view of the engine of the outboard motor.
FIG. 4 is a plan view of the engine.
FIG. 5 is a cross-sectional side view showing the exhaust device of the engine.
FIG. 6 is a sectional rear view of the exhaust device.
FIG. 7 is a cross-sectional side view of the exhaust device.
FIG. 8 is a sectional rear view showing an upstream O 2 concentration sensor of the exhaust device.
FIG. 9 is a diagram showing output characteristics of the upstream O 2 concentration sensor.
FIG. 10 is a diagram showing output characteristics of the downstream O 2 concentration sensor.
[Explanation of symbols]
1
50
73
76b Downstream opening (other end opening)
81 Oil tank A Exhaust expansion chamber
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