JP5019166B2 - 車両の排気装置 - Google Patents

Description

この発明は車両の排気装置に係り、特に、Ｖ型エンジンの排気管の取り回しを改善してＶ型エンジンの出力向上及び排気装置の耐久性向上を図った車両の排気装置に関する。

車両には、出力軸を車両前後方に向けてＶ型エンジンを縦置きに搭載し、このＶ型エンジンに変速機とトランスファ装置とを直列に連結し、変速機及びトランスファ装置を車両のフロアの中央部に車両上方に突出するように形成されたトンネル内に配設しているものがある。この車両の排気装置は、Ｖ型エンジンの各バンクに一対の排気管を接続し、これら排気管をフロアの下方に配置される集合部で集合させて車両後方に延出している。

従来の車両の排気装置には、縦置きＶ型エンジンの一側のバンクから延びる排気管をオイルパンの底部に形成した凹部を通して車両幅方向一側から他側に延出し、この一側のバンクから延びる排気管と他側のバンクから延びる排気管とを変速機のＶ型エンジンに近接する車両幅方向他側の側部に配置した集合部で集合させて、車両後方に延出するものがある。
特開平６−１０８８４１号公報

また、従来の車両の排気装置には、縦置きに搭載したＶ型エンジンの一側のバンクから延びる排気管をトランスファ装置の下側を通して車両幅方向一側から他側に延出し、この一側のバンクから延びる排気管と他側のバンクから延びる排気管とをトランスファ装置から後方に延びるプロペラシャフトの車両幅方向他側の側部に配置したマフラーで集合させて、車両後方に延出するものがある。
特開平７−１６４８９８号公報

ところが、前記特許文献２のように、各排気管をトランスファ装置の後方で集合させる車両の排気装置においては、気筒間の排気干渉を防止してＶ型エンジンの出力を向上させることができる一方で、排気管の構造が複雑化する問題があり、また、排気管の熱が車両のフロアに伝達するという問題がある。
これに対して、前記特許文献１のように、各排気管をＶ型エンジンの近傍で集合させた車両の排気装置においては、排気管の構造を簡素化して前記排気管の構造が複雑化する問題を解消できるが、各排気管の集合部までの長さが不等長となって、Ｖ型エンジン出力が低下する問題があった。また、この車両の排気装置においては、集合部が走行風で冷却されず、集合部周辺のフロアが加熱されるとともに熱歪が集合部に生じて排気装置の耐久性が低下する問題があった。

この発明は、Ｖ型エンジンを搭載した車両の排気装置について、Ｖ型エンジンの出力を向上させるとともに排気装置から発生する熱が周辺部品へ伝わりにくい構造とし、且つ排気装置の耐久性を向上させることを目的とする。

この発明は、車両前後方向に延びる左右一対のフレーム間に出力軸を車両前後方に向けたＶ型エンジンを配置し、このＶ型エンジンの後側に変速機とトランスファ装置とを直列に連結し、前記変速機及び前記トランスファ装置を車両のフロアの中央部に車両上方に突出するように形成されたトンネル内に配設する一方、前記Ｖ型エンジンの各バンクに一対の排気管を接続し、これら排気管を前記フロアの下方に配置される集合部で集合させて車両後方に延出する車両の排気装置において、前記トランスファ装置は前側プロペラシャフトを介して前輪に駆動力を伝達する前輪側出力部を備え、車両幅方向両端部が前記フレームに連結されるクロスメンバを前記トランスファ装置の下側かつ車両前後方向で前記前輪側出力部より前側に配置し、前記トランスファ装置をその下側に配置されるリヤマウントによって前記クロスメンバの上側に支持し、前記集合部を前記クロスメンバの上方かつ前記リヤマウントに対して車両幅方向で前記トランスファ装置の前記前輪側出力部とは反対側にその一部が前記トンネルの下方に位置するように配設したことを特徴とする。

この発明の車両の排気装置は、集合部をＶ型エンジンから離れたトランスファ装置の車両幅方向側部に配置することで、各バンクから集合部までの距離を長くして排気干渉を防止し、Ｖ型エンジンの出力を向上させることができる。
また、この発明の車両の排気装置は、変速機と比べて断面積が小さいトランスファ装置の側方に集合部を配設したことで、集合部の大部分をフロアに形成されたトンネルの下方に配設できるため、集合部とフロアとの間隔を拡大してフロアヘの熱伝達を防止できる。

以下図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。

図１〜図５は、この発明の実施例を示すものである。図１は車両の排気装置の側面図、図２は車両の排気装置の平面図、図３は車両の排気装置の拡大平面図、図４は図３のＩＶ−ＩＶ線による断面図、図５は車両の排気装置の拡大側面図である。
図１・図２において、１は車両、２は車両右側を前後方向に延びる第１フレーム、３は車両左側を前後方向に延びる第２フレーム、４はフロア、５はダッシュパネル、６はエンジンルーム、７は車室、８は右前輪、９は左前輪、１０は右後輪、１１は左後輪である。車両１は、ダッシュパネル５前側にエンジンルーム６を設け、ダッシュパネル５後側のフロア４上に車室７を設けている。
車両１は、出力軸Ａを車両前後方に向けたＶ型エンジン１２をエンジンルーム６に搭載し、このＶ型エンジン１２に変速機１３とトランスファ装置１４とを直列に連結している。変速機１３及びトランスファ装置１４は、車両１のフロア４の中央部に車両上方に突出するように形成されたトンネル１５のトンネル空間１６内に配設している。トランスファ装置１４は、前輪側出力部１７と後輪側出力部１８とを備え、前輪側出力部１７から前方に延びる前側プロペラシャフト１９により前側差動機及び前側車軸２０を介して右前輪８及び左前輪９に駆動力を伝達し、後輪側出力部１８から後方に延びる後側プロペラシャフト２１により後側差動機及び後側車軸２２を介して右後輪１０及び左後輪１１に駆動力を伝達する。車両１は、後側車軸２２の前側でフロア４の下側に燃料タンク２３を搭載している。
Ｖ型エンジン１２は、車両幅方向右側及び左側に夫々第１バンク２４及び第２バンク２５を有し、各バンク２４・２５に排気装置２６を構成する一対の第１・第２排気マニホルド２７・２８を取り付けている。第１・第２排気マニホルド２７・２８には、第１・第２触媒コンバータ２９・３０を介して第１・第２排気管３１・３２の一端側を接続している。第１・第２排気管３１・３２は、他端側をフロア４の下方に配置される集合部３３で集合させて車両後方に延出している。集合部３３には、車両後方に向かって第３触媒コンバータ３４とサブマフラ３５と後部排気管３６とを順次に接続している。後部排気管３６は、燃料タンク２３及び後側車軸２２の下側を車両後方に延出し、後側車軸２２の後側でフロア４の下側に配設したメインマフラ３７に接続している。メインマフラ３７には、テイルパイプ３８を接続している。

この車両１の排気装置２６は、図３・図４に示すように、集合部３３をトランスファ装置１４の車両幅方向左側の側部に、その一部がトンネル１５の下方に位置する状態で配設している。
このように、車両１の排気装置２６は、集合部３３をＶ型エンジン１２から離れたトランスファ装置１４の車両幅方向側部に配置することで、各バンク２７・２８から集合部３３までの距離を長くして排気干渉を防止し、Ｖ型エンジン１２の出力を向上させることができる。また、この車両１の排気装置２６は、変速機１３と比べて断面積が小さいトランスファ装置１４の側方に集合部３３を配設したことで、集合部３３の大部分をフロア４に形成されたトンネル１５の下方に配設できるため、集合部３３とフロア４との間隔を拡大してフロア４ヘの熱伝達を防止できる。

この車両１の排気装置２６は、図３に示すように、トランスファ装置１４の車両幅方向左側の側部に配設した集合部３３に、トランスファ装置１４に沿って車両前後方向に延びる第１通路部３９とこの第１通路部３９に外側の左斜め前方から合流する第２通路部４０とを形成し、第１通路部３９と第２通路部４０とを合流して車両後方に延びる合流部４１を形成している。合流部４１には、前記第３触媒コンバータ３４を接続する。
排気装置２６は、第１・第２排気管３１・３２のうち、出力軸Ａに対して車両幅方向で集合部３３と反対側の右側に位置する第１バンク２４に接続された第１排気管３１を変速機１３の下側を通して最短で左側の第１通路部３９に接続する一方、出力軸Ａに対して車両幅方向で集合部３３と同じ側の左側に位置する第２バンク２５に接続された第２排気管３２を車両外側に湾曲させて延長して第２通路部４０に接続している。
このように、車両１の排気装置２６は、集合部３３に接続する第１排気管３１を変速機１３の下側を通し、第２排気管３２を車両外側に湾曲させたことで、第１排気管３１と第２排気管３２の長さを等長化してＶ型エンジン１２の出力性能を向上させることができる。また、この車両１の排気装置２６は、第２排気管３２を車両外側に湾曲させたことによって、熱膨張時に第２排気管３２を第１排気管３１に追従して車両幅方向に変形させ、集合部３３に熱歪が集中することを防止して、排気装置２６の耐久性を向上させることができる。

この車両１は、図３・図５に示すように、Ｖ型エンジン１２をサブフレーム４２を介して左右一対の第１・第２フレーム２・３間に支持する一方、トランスファ装置１４をクロスメンバ４３によって第１・第２フレーム２・３間に支持している。
前記サブフレーム４２は、第１フレーム２に略平行して延出する第１サブフレーム部４４と、第２フレーム３に略平行して延出する第２サブフレーム部４５と、車両幅方向に延出して第１・第２サブフレーム部４４・４５の前側を連結する第１連結フレーム部４６と、車両幅方向に延出して第１・第２サブフレーム部４４・４５の後側を連結する第２連結フレーム部４７とによって、梯子形状に形成される。
サブフレーム４２は、第１・第２サブフレーム部４４・４５の後端に、外側に湾曲する第１・第２フレーム取付部４８・４９を形成している。サブフレーム４２は、Ｖ型エンジン１２の下側に配設されるように、第１・第２フレーム取付部４８・４９を第１・第２フレーム２・３に取り付けられる。Ｖ型エンジン１２は、車両右側の第１マウントと車両左側の第２マウント５０とによりサブフレーム４２上に支持され、このサブフレーム４２を介して第１・第２フレーム２・３間に支持される。
また、前記クロスメンバ４３は、車両幅方向に延びる箱形状の延長部５１を設け、この延長部５１の車両幅方向に指向する長手方向両端に第１・第２フレーム取付部５２・５３を設けている。クロスメンバ４３は、トランスファ装置１４の下側を配設されるように、第１・第２フレーム取付部５２・５３を第１・第２フレーム２・３に取り付けられる。トランスファ装置１４は、リヤマウント５４によりクロスメンバ４３上に支持され、このクロスメンバ４３によって第１・第２フレーム２・３間に支持される。この車両１の排気装置２６は、図４に示すように、集合部３３をクロスメンバ４３の上方に配設している。
このように、車両１の排気装置２６は、集合部３３をトランスファ装置１４の動きが少ないクロスメンバ４３上に配設することによって、トランスファ装置１４の近くに配置でき、集合部３３の大部分をトンネル１５の下方に配設できる。これによって、この車両１の排気装置２６は、集合部３３からフロア４ヘの熱伝達を低減できる。また、この車両１の排気装置２６は、集合部３３をサブフレーム４２から離れた位置に配設することによって、集合部３３をサブフレーム４２の下方を通過した走行風で冷却できる構造とし、車両周辺部品への熱伝達を低減できる。

車両１の排気装置２６は、図３・図５に示すように、集合部３３の下流に第３触媒コンバータ３４が配設され、この第３触媒コンバータ３４をトランスファ装置１４の車両幅方向左側の側部でトンネル１５の下方に配設している。
このように、車両１の排気装置２６は、集合部３３直後の温度の高い排気ガスを第３触媒コンバータ３４に導入して、第３触媒コンバータ３４の排気ガス浄化性能を向上できる。また、この車両１の排気装置２６は、第３触媒コンバータ３４とフロア４との間隔を拡大して、フロア４ヘの熱伝達を防止できる。

この発明の車両の排気装置は、Ｖ型エンジンの出力向上と排気装置から周辺部品への伝熱防止を図り、且つ排気装置の耐久性を向上させるものであり、各種の車両に適用することができる。

実施例を示す車両の排気装置の側面図である。 実施例を示す車両の排気装置の平面図である。 実施例を示す車両の排気装置の拡大平面図である。 実施例を示す図３のＩＶ−ＩＶ線による断面図である。 実施例を示す車両の排気装置の拡大側面図である。

符号の説明

１ 車両
２ 第１フレーム
３ 第２フレーム
４ フロア
１２ Ｖ型エンジン
１３ 変速機
１４ トランスファ装置
１５ トンネル
２４ 第１バンク
２５ 第２バンク
２６ 排気装置
３１ 第１排気管
３２ 第２排気管
３３ 集合部
３４ 第３触媒コンバータ
３９ 第１通路部
４０ 第２通路部
４１ 合流部
４２ サブフレーム
４３ クロスメンバ

Claims (3)

1. 車両前後方向に延びる左右一対のフレーム間に出力軸を車両前後方に向けたＶ型エンジンを配置し、このＶ型エンジンの後側に変速機とトランスファ装置とを直列に連結し、前記変速機及び前記トランスファ装置を車両のフロアの中央部に車両上方に突出するように形成されたトンネル内に配設する一方、前記Ｖ型エンジンの各バンクに一対の排気管を接続し、これら排気管を前記フロアの下方に配置される集合部で集合させて車両後方に延出する車両の排気装置において、前記トランスファ装置は前側プロペラシャフトを介して前輪に駆動力を伝達する前輪側出力部を備え、車両幅方向両端部が前記フレームに連結されるクロスメンバを前記トランスファ装置の下側かつ車両前後方向で前記前輪側出力部より前側に配置し、前記トランスファ装置をその下側に配置されるリヤマウントによって前記クロスメンバの上側に支持し、前記集合部を前記クロスメンバの上方かつ前記リヤマウントに対して車両幅方向で前記トランスファ装置の前記前輪側出力部とは反対側にその一部が前記トンネルの下方に位置するように配設したことを特徴とする車両の排気装置。
2. 前記集合部に前記トランスファ装置に沿って車両前後方向に延びる第１通路部とこの第１通路部に前記リヤマウントとは反対側の外側斜め前方から合流する第２通路部とを形成し、前記排気管のうち車両幅方向で前記集合部と反対側に位置するバンクに接続された第１排気管を前記変速機の下側かつ前記リヤマウントの前方を通して前記第１通路部に接続する一方、車両幅方向で前記集合部と同じ側に位置するバンクに接続された第２排気管を車両外側に湾曲させて前記第２通路部に接続したことを特徴とする請求項１に記載の車両の排気装置。
3. 前記集合部の下流に触媒コンバータが配設され、この触媒コンバータを前記トランスファ装置の車両幅方向で前記前輪側出力部とは反対側の側部に沿わせ、かつ前記トンネルの下方に配設したことを特徴とする請求項１に記載の車両の排気装置。

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