JP7234901B2 - エンジンの排気システム - Google Patents

Description

本発明は、車両の前後方向に延びる出力軸を備えたエンジンに設けられて、エンジンの排気ガスによって駆動されるタービンが配設された排気通路を有するエンジンの排気システムに関する。

従来より、エンジンの排気通路に、排気ガスにより駆動されて吸気を過給するタービンと、排気ガスを浄化するための浄化装置を設ける場合がある。また、浄化装置を複数個排気通路に設けることも行われている。

例えば、特許文献１には、排気通路に上流側から順に、ターボ過給機のタービンハウジングと、モノリス触媒と、モノリスフィルタとが設けられたエンジンシステムが開示されている。このエンジンシステムでは、エンジンの排気側の側面において、タービンハウジングの前方にモノリス触媒が配設され、タービンハウジングの下方にモノリスフィルタが配設され、モノリス触媒とモノリスフィルタとをつなぐ接続管がモノリス触媒から前方に延びた後湾曲しながら後方に延びてモノリスフィルタの前端部に接続されている。このように、特許文献１のエンジンシステムでは、タービンハウジングとモノリス触媒と接続管の一部とがエンジンの出力軸の軸方向に並設されており、これらが占める領域の前後方向の寸法が大きい。そのため、この構造では、タービンを大型化した場合等には、排気通路と、これの前方に設けられるラジエータ等の補機類との前後方向の離間距離が短くなるおそれがある。

これに対して、例えば特許文献２に開示されているように、上流側の浄化装置を、上下方向についてタービンハウジングと下流側の浄化装置との間の位置において上下方向に延びる姿勢で配設すれば、タービンハウジングと２つの浄化装置が占める領域の前後方向の寸法を小さくできる。

特開２０１８－４０３６８号公報 国際公開第２０１３／１０４５４３号公報

しかしながら、前記のように上下方向についてタービンハウジングと下流側の浄化装置との間に上流側の浄化装置を上下方向に延びる姿勢で配置する構成においても、上流側の浄化装置の周囲に排気ガスの性状を検出するための検出手段等を取り付ける場合には、これが排気通路から前方に突出することで、検出手段等と前方の補機類との前後方向の離間距離を十分に確保できないおそれがある。

本発明は、前記のような事情に鑑みてなされたものであり、タービンハウジング回りの通路の前後方向の寸法を小さく抑えつつ検出手段等の前方の補機類との離間距離を確保できるエンジンの排気システムを提供することを目的とする。

前記課題を解決するためのものとして、本発明は、車両の前後方向に延びる出力軸を備えたエンジンに設けられる排気システムであって、エンジンから排出された排気ガスが流通する排気通路と、排気ガスによって駆動されるタービンホイールを収容して排気ガスが通過する通路が内部に形成されたタービンハウジングを有するターボ過給機と、排気ガスをそれぞれ浄化する第１浄化部および第２浄化部とを備え、前記排気通路は、前記タービンハウジングの下流端に接続される第１通路部と、前記第１浄化部を内蔵するとともに前記第１通路部の下流端に接続される第２通路部と、前記第２通路部の下流端に接続される第３通路部と、前記第２浄化部を内蔵するとともに前記第３通路部の下流端に接続される第４通路部とを備え、前記第１通路部は、前記タービンハウジングから前方に延びており、前記第４通路部は、前記タービンハウジングの下方において前後方向に延びており、前記第２通路部は、上下方向において前記第１通路部と前記第３通路部との間となる位置に、上下方向に延び、且つ、その中心軸が前斜め上方に傾斜するように配設されており、前記第３通路部は、前記第４通路部の前端部から前方に延びる下流側接続部と、当該下流側接続部の前端部の上部から前斜め上方に延びる上流側接続部とを有し、前記下流側接続部は、その前端部の下部に設けられて前記上流側接続部の下縁から下方に延びる取付部を有し、前記取付部には、排気ガスの性状を検出するための検出手段または排気ガス中に流体を噴射する噴射手段が取付けられている、ことを特徴とするものである（請求項１）。

この構成では、第２浄化部が内蔵された第３通路部がタービンハウジングの下方に配設されて、第１浄化部が内蔵された第２通路部が、タービンハウジングから前方に延びる第１通路部と第３通路部とにわたって上下方向に延びる姿勢で配設されている。そのため、タービンハウジングと浄化部を前後方向に並設する場合に比べて、これらが占める領域の前後方向の寸法を小さく抑えることができる。

しかも、この構成では、第２通路部およびこれに接続される上流側接続部が前斜め上方に傾斜するように構成され、且つ、上流側接続部の下縁から下方に延びる取付部が設けられて、この取付部に検出手段または噴射手段が取付けられている。つまり、第２通路部と上流側接続部の下方に、検出手段または噴射手段を取付けるためのスペースが形成されて、このスペースに前記の手段が配設されている。そのため、検出手段または噴射手段を第１浄化部と第２浄化部の間に配設しつつ、当該手段が排気通路から前方に突出するのを抑制することができる。このように、本発明に係る構成によれば、タービンハウジングと２つの浄化部が占める領域の前後方向の寸法を小さく抑えつつ、検出手段または噴射手段とこれよりも前方に設けられた補機類との前後方向の離間距離を確保できる。

なお、前記の下流側接続部の前端部の上部および下部は、当該前端部を上下に２分割したときの上側の部分と下側の部分とを表している。

前記構成において、好ましくは、前記第２通路部の下端部は前記上流側接続部の内側に挿入されており、前記第２通路部の上壁は、前記上流側接続部の上壁の下端部よりも下方まで延びている（請求項２）。

この構成によれば、第２通路部を通過した排気ガスの流れと検出手段または噴射手段に近づけることができ、排気ガスの性状を精度よく検出できる、または、排気ガスにより均一に流体を噴射することができる。

前記構成において、好ましくは、前記上流側接続部の下面は、下方に膨出する湾曲面に沿って湾曲しており、前記検出手段または前記噴射手段は、前記上流側接続部の下縁を通り前後方向に延びる前記湾曲面の接線よりも下方において前記第３通路部の内側に突出する先端部を有する（請求項３）。

この構成によれば、排気ガスから生成されて上流側接続部の下面を流下する凝縮水が検出手段または噴射手段にかかるのを抑制できる。これより、前記のように上流側接続部の下方に位置する取付部に検出手段または噴射手段を取付けて、これらの前端の位置をより後方としながら、凝縮水との接触によって検出手段または噴射手段が適切に機能しなくなるのを抑制できる。

前記構成において、前記検出手段または前記噴射手段は、前斜め上方に傾斜する姿勢で前記取付部に取付けられているのが好ましい（請求項４）。

この構成によれば、検出手段または噴射手段を前後方向にまっすぐのびる姿勢で取付けた場合に比べて、当該手段の前端位置をより後方にすることができる。

以上説明したように、本発明のエンジンの排気システムによれば、タービンハウジングと２つの浄化部が占める領域の前後方向の寸法を小さく抑えつつ検出手段等の前方の補機類との離間距離を確保できる。

本発明の一実施形態に係るエンジンの排気システムを示した概略側面図である。 本発明の一実施形態に係るエンジンの排気システムを示した概略正面図である。 図１に対応する図であって排気通路の断面を示した図である。 排気通路の一部を示した図であって第２酸素センサの中心軸を通る断面の図である。 第３通路部内の排気ガスの流れを説明するための図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るエンジンの排気システムについて説明する。エンジンの排気システムは車両に搭載されている。以下の説明では、車両の前後方向を単に前後方向といい、この前後方向において、車両の前進走行時の進行方向を「前」とし、図面においてもこの進行方向を「前」と表す。また、本明細書では、鉛直方向を上下方向といい、本明細書および図面では、鉛直方向の上を単に「上」、鉛直方向の下を単に「下」と記す。

図１は、本発明のエンジンの排気システム１００の好ましい実施形態を示した概略側面図である。図１は、排気システム１００の概略正面図である。図３は、図１に対応する図であって排気通路１０の断面を示した図である。図４は、排気通路１０の一部の断面図であって後述する第２酸素センサ９０の中心軸を通る断面での図である。

図１に示されるエンジン１（以下、エンジン本体１という）は、走行用の動力源として車両に搭載される４サイクルのガソリンエンジンである。エンジン本体１は、直列多気筒エンジンであり、その出力軸であるクランク軸（不図示）の中心軸Ｘ１に沿って並設された複数の気筒を有する。本実施形態では、エンジン本体１は、クランク軸の中心軸Ｘ１が前後方向に延びる姿勢で、車両の前側に形成されたエンジンルームＲ１内に収容されている。つまり、エンジン本体１はいわゆる縦置きされている。

エンジン本体１は、内部に気筒が形成されたシリンダブロック２と、シリンダブロック２の上面に取り付けられたシリンダヘッド３とを有する。つまり、本実施形態では、各気筒に嵌装されたピストン（不図示）が上下方向に摺動し、気筒が形成されたシリンダブロック２がシリンダヘッド３の下側に位置する姿勢で、エンジン１は車両に搭載されている。なお、図例では、シリンダブロック２の上面およびシリンダヘッド２の下面が水平面に沿って延びてピストンが鉛直線に沿って上下に摺動する場合を示しているが、エンジン１を鉛直線に対して傾けて、前記の上面および下面を水平面から傾けるとともにピストンの摺動方向を鉛直線から傾けてもよい。

エンジン本体１の幅方向（前後方向および上下方向と直交する方向）の一側面１ａには、内側を排気ガスが流通する排気通路１０が接続されており、エンジン本体１から排出された排気ガスは排気通路１０を通ってエンジン本体１および車両の外部に排出される。以下では、適宜、この排気通路１０が接続されるエンジン本体１の幅方向の一側面１ａを、排気側面１ａという。なお、図面において「ＥＸ」は、エンジン本体１の幅方向について排気通路１０が接続される側を示し、「ＩＮ」はこれの反対側であって、エンジン本体１に吸気を導入するための吸気通路９が接続される側を示している。

排気通路１０には、上流側から順に、排気マニホールド１１、ターボ過給機５のタービン側部分２１、第１排気管３０、第２排気管４０、第３排気管５０、第４排気管６０が設けられている。各排気管３０、４０、５０、６０は、内側に排気ガスが流通する通路が形成された管状部材である。排気通路１０は、排気ガスを浄化するための第１浄化部７１と、第２浄化部７２とを有する。第１浄化部７１は、第２排気管４０の内側に収容されている。第２浄化部７２は、第４排気管６０の内側に収容されている。本実施形態では、第１浄化部７１と第２浄化部７２とは、いずれもモノリス担体に三元触媒が担持されたものである。

排気マニホールド１１は、排気ポートと連通する状態で排気側面１ａに固定されている。詳細には、排気マニホールド１１は、排気側面１ａのうちシリンダヘッド３によって構成される部分に連結されている。また、排気マニホールド１１は、排気側面１ａの前後方向の中央付近に設けられている。

ターボ過給機５は、排気ガスにより回転駆動されるタービンホイール２３と、タービンホイール２３によって回転駆動されるコンプレッサ６（詳細には、タービンホイール２３によって回転駆動されるコンプレッサホイールとこれを収容するハウジング）とを有する。ターボ過給機５は、タービンホイール２３、コンプレッサ６（コンプレッサホイール）およびこれらを連結する連結軸（不図示）の回転中心軸Ｘ２が前後方向に延び、且つ、タービンホイール２３がコンプレッサ６（コンプレッサホイール）よりも前側となる姿勢で排気側面１ａに支持されている。

ターボ過給機５は、さらに、タービンホイール２３を収容して排気ガスが通過する通路が内部に形成されたタービンハウジング２２を備える。タービンハウジング２２は、スクロール部を有してタービンホイール２３を囲むホイール収容部２２ａと、ホイール収容部２２ａから前方に延びてタービンホイール２３を回転させた後の排気が導入される吐出通路部２２ｂとを有する。なお、図１の例では、ターボ過給機５はツインスクロール式であり、タービンハウジング２２には２つのスクロール部が形成されている。タービンハウジング２２は排気マニホールド１１の下流端に接続されており、排気マニホールド１１を通過した排気ガスはタービンハウジング２２に導入される。タービンハウジング２２には、タービンホイール２３（ホイール収容部２２ａ）をバイパスして、排気ガスを吐出通路部２２ｂに導入するためのバイパス通路２４が設けられている。このバイパス通路２４は、エンジンの運転状態等に応じてウエストゲートバルブ２４ａにより開閉される。

ターボ過給機５は、その一部が、エンジン本体１の上面つまりシリンダヘッド３の上面１ｕより上方に位置するように配設されている。図例では、ターボ過給機５の回転中心軸Ｘ２がエンジン本体１の上面１ｕとほぼ同じ高さ位置となり、ターボ過給機５の上部がエンジン本体１の上面１ｕよりも高い位置となり、ターボ過給機５の下部がエンジン本体１の上面１ｕよりも低い位置となるように、ターボ過給機５は配設されてしている。

＜第１排気管３０＞
第１排気管３０は、タービンハウジング２２（吐出通路部２２ｂ）の下流端２５に接続されており、タービンハウジング２２の下流端２５から前方に延びている。第１排気管３０にはタービンハウジング２２から排気ガスが導入される。

第１排気管３０の上流端部３１は、タービンハウジング２２の下流端２５から前方に直線状に延びており、この上流端部３１の中心軸Ｘ３は前後方向に直線状に延びている。本実施形態では、この上流端部３１の断面は、真円に近い円形状を有している。また、この上流端部３１の中心軸Ｘ３と、タービンハウジング２２の下流端部（下流端２５とこれからわずかに後方の位置との間の部分）の中心軸とは一致している（同じライン上にある）。

第１排気管３０は、上流端部３１から前斜め下方に傾斜した後、後斜め下方に向かうように折れ曲がる形状を呈している。つまり、第１排気管３０のうち上流端部３１よりも下流側の部分は、上流端部３１から前斜め下方に傾斜する中間部３２と、中間部３２の下流端から後斜め下方に傾斜する下流端部３３とで構成されている。中間部３２は、上面側の方が下面側よりも上下流方向の長さが長く、その下流端が水平面にほぼ沿うように形成されている。中間部３２から下流側に延びる下流端部３３は、前面側の方が後面側よりも上下流方向の長さが長くなるように構成されている。これより、第１排気管３０および下流端部３３の下流端は、後斜め下方に開口している。

前記の構成に伴い、第１排気管３０の上面３０ａは、前側ほど下方に位置する形状となっている。具体的には、第１排気管３０の上面３０ａは、前後方向に直線状に延びる上流端部３１の上面３１ａと、上流端部３１の上面３１ａから前斜め下方に傾斜する中間部３２の上面３２ａとからなり、第１排気管３０の上流端（後端）からまっすぐ前方に延びた後下方に傾斜している。以下では、中間部３２の上面３２ａを傾斜面３２ａという。

傾斜面３２ａの中央部分は平面状されており、傾斜面３２ａの中央部分には平面状の平面部３２ｂが設けられている。平面部３２ｂは、排気ガスの上下流方向について、中間部３２の上流端からわずかに下流側の位置から中間部３２の下流端からわずかに上流側の位置までの範囲に形成されている。また、平面部３２ｂは、エンジンの幅方向について、傾斜面３２ａの両外側部分を除く範囲に形成されている。

平面部３２ｂの中央部分には、排気ガス中の酸素濃度を検出するための第１酸素センサ８０が取付けられている。第１酸素センサ８０は、所定の方向に延びる略柱状の外形を有し、排気ガスを内部に導入し且つ内部から導出する先端部８１を備える。

第１酸素センサ８０は、その先端部８１が中間部３２の内に突出して基端側の部分８２が中間部３２から外側に延びるように、平面部３２ｂに取付けられている。本実施形態では、第１酸素センサ８０は平面部３２ｂから前斜め上方に傾斜する姿勢でこれに取付けられている。また、第１酸素センサ８０は、第１排気管３０の上流端部３１の中心軸Ｘ３に沿う方向から見た時に、この上流端部３１の内周面で囲まれる領域Ａ内に先端部８１が存在する位置に取付けられている。本実施形態では、第１酸素センサ８０は、前記領域Ａの上下方向の中央よりも下方の領域に先端部８１が位置するように、平面部３２ｂの上下方向の中央よりも下方の位置に取付けられている。図例では、第１酸素センサ８０の先端部８１は、領域Ａの下端付近に位置している。また、本実施形態では、第１酸素センサ８０が取付けられる部分は上方にわずかに膨出しており、その剛性が高められている。

前記のように、本実施形態ではターボ過給機５の上部が、エンジン本体１の上面１ｕよりも高い位置に配設されており、これに伴ってタービンハウジング２２から延びる第１排気管３０の一部も、エンジン本体１の上面１ｕよりも高い位置に配設されている。図例では、第１排気管３０の上流端部３１と、中間部３２の上流端付近の部分が、エンジン本体１の上面１ｕよりも高い位置に配設されている。

＜第２排気管４０＞
第２排気管４０は、第１排気管３０の下流端に接続されており、第２排気管４０には第１排気管３０から排気ガスが導入される。

第２排気管４０は、第１排気管３０の下流端部３３を下方に延長したラインに沿って延びており、第１排気管３０（下流端部３３）の下流端から後斜め下方に延びている。第２排気管４０の中心軸Ｘ４は、後斜め下方に傾斜するラインに沿って延びており、上端の方が下端よりも前記特定方向の一方側に位置するように傾斜している。第１浄化部７１の外径と第２排気管４０の内径とはほぼ一致しており、第１浄化部７１は第２排気管４０内に径方向についてほぼ隙間のない状態で収容されている。また、第１浄化部７１の上下方向の寸法（上下流方向の寸法）は第２排気管４０の上下方向の寸法（上下流方向の寸法）よりもわずかに小さい程度であり、第１浄化部７１は第２排気管４０の内側空間のほぼ全体を占めている。

＜第３排気管５０＞
第３排気管５０は、第２排気管４０の下流端に接続されており、第３排気管５０には第２排気管４０から排気ガスが導入される。第３排気管５０は、第２排気管４０の下流端から後方に延びている。第３排気管５０は、その上流側の部分を構成して第２排気管４０が挿通される第１接続部５１と、これよりも下流側の第２接続部５２とからなる。第２排気管４０の下端部は、第３排気管５０の上流端部を構成する第１接続部５１の内側に挿通された状態でこれに接続されている。

第１接続部５１は、その内周面が第２排気管４０の外周面に沿うように延びており、後斜め下方に傾斜している。第１接続部５１の前壁５１ａ（前面を構成する部分）は、第２排気管４０の下流端よりも下方の位置まで延びている。第１接続部５１の前壁５１ａのうち第２排気管４０の下流端よりも下方の部分（図２の領域Ｓに形成される部分）５１ｄであって第１接続部５１の下面を構成する部分５１ｄは、下方に膨出する湾曲面Ｌ１０に沿って延びており、下方に膨出するように湾曲している。この湾曲部分５１ｄは、エンジン幅方向について、第１接続部５１の前壁５１ａの全体に形成されている。つまり、この湾曲部分は、エンジン幅方向について、第１接続部５１の一方端から他方端までの領域であって前側に位置する領域のほぼ全体に設けられている。

第２接続部５２は、第１接続部５１の下流端から後方に延びている。第１接続部５１は、第２接続部５２の前端部５２ａの上部から前斜め上方に延びており、第３排気管５０には、第１接続部５１の下縁５１ｅから下方に延びて、第２接続部５２の前端部５２ａの下部および第２接続部５２の前端面を構成する立壁部５３が設けられている。立壁部５３は、エンジンの幅方向について第２接続部５２の一方端から他方端までのほぼ全体にわたって設けられている。つまり、第２接続部５２の前端部５２ａを上下方向に２分割したときの上側の部分から前斜め上方に第１接続部５１は延びており、下側の部分に上下方向およびエンジンの幅方向に延びる立壁部５３が設けられている。本実施形態では、図４に示すように、第１接続部５１の下端（図４における５１ｅ）の高さ位置Ｐａは、第２接続部５２の前端部５２ａの上端の高さ位置Ｐｕと下端の高さ位置Ｐｄの中央よりも下方となっており、これら上端の高さ位置Ｐｕと下端の高さ位置Ｐｄの中央よりも下方の高さ位置Ｐａから下端Ｐｄまでの領域に立壁部５３が設けられている。例えば、第２接続部５２の前端部５２ａの上端の高さ位置Ｐｕと第１接続部５１の下端（図４における５１ｅ）の高さ位置Ｐａとの間の距離は、第２接続部５２の前端部５２ａの上端の高さ位置Ｐｕと下端の高さ位置Ｐｄとの距離の６０％となっている。なお、これらの距離の具体的な割合はこれに限らず、例えば、第１接続部５１の下端の高さ位置は、第２接続部５２の前端部５２ａの上端の高さ位置Ｐｕと下端の高さ位置Ｐｄとの中央（５０％の位置）とされてもよい。なお、図４は、第２酸素センサ９０の中心軸を通る面における概略断面図である。

立壁部５３の中央部分には、排気ガス中の酸素濃度を検出するための第２酸素センサ９０であって第１酸素センサ８０と同様の形状および構造を有するセンサが取付けられている。第２酸素センサ９０は、その先端部９１が第２接続部５２の内側に挿入され、基端側の部分９２が立壁部５３から前方に延びるように、立壁部５３に取付けられている。第２酸素センサ９０は立壁部５３からわずかに前斜め上方に傾斜する姿勢でこれに取付けられている。本実施形態では、立壁部５３が上斜め後方にわずかに傾斜しており、これと直交するように第２酸素センサ９０は取付けられている。また、第２酸素センサ９０は、その先端部９１であって第２接続部５２の内側に突出する部分が、第１接続部５１の下縁５１ｅを通り前記の湾曲面Ｌ１０の前後方向に延びる接線Ｌ２０よりも下方に位置するように、取り付けられている。具体的には、第１接続部５１の下縁５１ｅ上のいずれの点においても、下縁５１ｅと直交する鉛直断面をとったときに湾曲面Ｌ１０の接線Ｌ２０となるラインよりも先端部９１の方が低い位置となるように、第２酸素センサ９０は配設されている。また、図５に示すように、第２酸素センサ９０の中心軸を通る鉛直断面においても、第２酸素センサ９０の先端部９１は、湾曲面Ｌ１０の接線Ｌ２０（下縁５１ｅを通る接線）よりも低い位置に配設されている。

図３等に示すように、第２排気管４０の上壁４０ｕ（上面を構成する部分）は、第１接続部５１の上壁５１ｕ（上面を構成する部分）の下端部よりも下方まで延びている。つまり、第１接続部５１の上壁５１ｕと第２接続部５２の上壁５２ｕ（上面を構成する部分）との境界部分Ｐ１よりも下方および下流側の位置まで、第２排気管４０の上壁４０ｕは延びている。

＜第４排気管６０＞
第４排気管６０は、第３排気管５０（第２接続部５２）の下流端に接続されており、第４排気管６０には、第３排気管５０から排気ガスが導入される。第４排気管６０は、その上流端が第３排気管５０の下流端の内側に挿通された状態でこれに接続されている。

第４排気管６０は、第３排気管５０の下流端を後方に延長したラインに沿って延びており、第３排気管５０の下流端から後方に延びている。第２浄化部７２の外径と第４排気管６０の内径とはほぼ一致しており、第２浄化部７２は第４排気管６０内に径方向についてほぼ隙間のない状態で収容されている。また、第２浄化部７２の前後方向の寸法（上下流方向の寸法）は第４排気管６０の前後方向の寸法（上下流方向の寸法）よりもわずかに小さい程度であり、第２浄化部７２は第４排気管６０の内側空間のほぼ全体を占めている。

第４排気管６０とこれから前方に延びる第３排気管５０とは、タービンハウジング２２の下方に配設されている。詳細には、第３排気管５０の下流側部分および第４排気管６０のほぼ全体と、タービンハウジング２２とは平面視で重複している。

ここで、前記の第１排気管３０は請求項の「第１通路部」に相当する。また、前記の第２排気管４０は請求項の「第２通路部」に相当する。また、前記の第３排気管５０は請求項の「第３通路部」に相当する。前記の第１接続部５１は請求項の「上流側接続部」に相当する。前記の第２接続部５２は請求項の「下流側接続部」に相当する。また、前記の第４排気管６０は請求項の「第４通路部」に相当する。また、前記の立壁部５３は請求項の「取付部」に相当する。また、第２酸素センサ９０は請求項の「検出手段」に相当する。

（作用等）
以上説明したとおり、本実施形態では、タービンハウジング２２から第１排気管３０が前方に延びており、第２浄化部７２を内蔵する第３排気管５０がタービンハウジング２２の下方において前後方向に延びるように配設されている。そして、第１浄化部７１を内蔵する第２排気管４０が第３排気管５０の前端から上方に延びて第１排気管３０に接続されている。この構造により、本実施形態では、第２浄化部７２と第１排気管３０とを前後方向に並設する場合に比べて、タービンハウジング２２から第３排気管５０までの排気通路１０を前後方向にコンパクトに配設することができる。

しかも、本実施形態では、第２排気管４０およびこれに接続される第１接続部５１が前斜め上方に傾斜するように配設され、且つ、第１接続部５１の下縁５１ｅから下方に延びる立壁部５３が設けられて、この立壁部５３に第２酸素センサ９０が取付けられている。つまり、第２排気管４０と第１接続部５１の下方に、第２酸素センサ９０を取付けるためのスペースが確保されて、このスペースに第２酸素センサ９０が配設されている。そのため、第２酸素センサ９０を第１浄化部７１と第２浄化部７２との間に配設しつつ、第２酸素センサ９０の前端の位置をより後側にすることができる。従って、第２酸素センサ９０とその前方に設けられるラジエータＲ（図１参照）等の補機類との前後方向の離間距離を確保して、車両の前突時等にラジエータＲと第２酸素センサ９０とが干渉するのを確実に抑制できる。また、第２酸素センサ９０とその前方に設けられる補機類との間の空間を利用して、容易に第２酸素センサ９０の取り付け取り外しを行うことが可能になる。

特に、本実施形態では、第２酸素センサ９０が前斜め上方に傾斜する姿勢で立壁部５３に取り付けられている。そのため、第２酸素センサ９０を前方にまっすぐ延びる姿勢で取り付ける場合に比べて、第２酸素センサ９０の前端位置をより後方にすることができる。

また、本実施形態では、第２排気管４０の下端部が第１接続部５１の内側に挿入されるとともに、第２排気管４０の上壁４０ｕが、第１接続部５１の上壁５１ｕの下端部（第１接続部５１の上壁５１ｕと第２接続部５２の上壁５２ｕとの境界部分Ｐ１）よりも下方まで延びている。そのため、図４の矢印Ｙ１に示すように、第２排気管４０から第３排気管５０に導入された排気ガスの流れを第２排気管４０の中心軸Ｘ４に沿う後斜め下方向きに維持して、排気ガスを下方に導くことができる。従って、第２接続部６１の下部に配設された第２酸素センサ９０の先端部９１と排気ガスとの接触を促進でき、第２酸素センサ９０の検出精度を高めることができる。

また、本実施形態では、第１接続部５１の前壁５１ａのうち第２排気管４０の下流端よりも下方の部分５１ｄであって第１接続部５１の下面を構成する部分５１ｄが、下方に膨出する湾曲面Ｌ１０に沿って湾曲している。そして、第２酸素センサ９０の先端部９１が、第１接続部５１の下縁５１ｅを通る前記の湾曲面Ｌ１０の接線Ｌ２０よりも下方に配置されている。そのため、排気ガスから生成される凝縮水が第１接続部５１の下面５１ｄに沿って第２接続部５２側に流下した場合であっても、この凝縮水を図５の矢印Ｙ２に示すように、後方に飛散させることができる。従って、第１接続部５１の下方に配設された第２酸素センサ９０の先端部９１の凝縮水による被水を抑制でき、第２酸素センサ９０の信頼性を高めることができる。なお、図５は、第２酸素センサ９０の中心軸を通る面における概略断面図である。

（変形例）
前記実施形態では、立壁部５３に取付けられるセンサが排気ガス中の酸素濃度を検出するための第２酸素センサ９０である場合を説明したが、立壁部５３に取付けられるセンサは排気ガスの性状を検出するセンサであればよく、検出するパラエータは酸素濃度に限らない。例えば、排気ガス中に尿素を噴射する尿素インジェクタが取付けられてもよい。この場合は、図１等における第２酸素センサ９０が尿素インジェクタ９０となる。そして、前記実施形態において第２酸素センサ９０に代えて尿素インジェクタ９０を立壁部５３に取り付けた場合には、前記のように、第２排気管４０から第３排気管５０に導入された排気ガスの流れが下向きとされることで、より多くの排気ガスに尿素を噴射して排気ガスにより均一に尿素を混入することが可能になる。

第１浄化部７１および第２浄化部７２は、排気ガスを浄化可能なものであればよく、触媒の種類は前記三元触媒に限らない。また、第１浄化部７１および第２浄化部７２は、触媒を含まないフィルタであってもよい。

５ ターボ過給機
１０ 排気通路
２１ タービン
２２ タービンハウジング
２３ タービンホイール
３０ 第１排気管（第１通路部）
４０ 第２排気管（第２通路部）
５０ 第３排気管（第３通路部）
５１ 第１接続部（上流側接続部）
５２ 第２接続部（下流側接続部）
５３ 立壁部（取付部）
６０ 第４排気管（第４通路部）
７１ 第１浄化部
７２ 第２浄化部
９０ 第２酸素センサ（検出手段）

Claims (4)

1. 車両の前後方向に延びる出力軸を備えたエンジンに設けられる排気システムであって、
   エンジンから排出された排気ガスが流通する排気通路と、
   排気ガスによって駆動されるタービンホイールを収容して排気ガスが通過する通路が内部に形成されたタービンハウジングを有するターボ過給機と、
   排気ガスをそれぞれ浄化する第１浄化部および第２浄化部とを備え、
   前記排気通路は、前記タービンハウジングの下流端に接続される第１通路部と、前記第１浄化部を内蔵するとともに前記第１通路部の下流端に接続される第２通路部と、前記第２通路部の下流端に接続される第３通路部と、前記第２浄化部を内蔵するとともに前記第３通路部の下流端に接続される第４通路部とを備え、
   前記第１通路部は、前記タービンハウジングから前方に延びており、
   前記第４通路部は、前記タービンハウジングの下方において前後方向に延びており、
   前記第２通路部は、上下方向において前記第１通路部と前記第３通路部との間となる位置に、上下方向に延び且つその中心軸が前斜め上方に傾斜するように配設されており、
   前記第３通路部は、前記第４通路部の前端部から前方に延びる下流側接続部と、当該下流側接続部の前端部の上部から前斜め上方に延びる上流側接続部とを有し、
   前記下流側接続部は、その前端部の下部に設けられて前記上流側接続部の下縁から下方に延びる取付部を有し、
   前記取付部には、排気ガスの性状を検出するための検出手段または排気ガス中に流体を噴射する噴射手段が取付けられている、ことを特徴とするエンジンの排気システム。
2. 請求項１に記載のエンジンの排気システムにおいて、
   前記第２通路部の下端部は前記上流側接続部の内側に挿入されており、
   前記第２通路部の上壁は、前記上流側接続部の上壁の下端部よりも下方まで延びている、ことを特徴とするエンジンの排気システム。
3. 請求項１または２に記載のエンジンの排気システムにおいて、
   前記上流側接続部の下面は、下方に膨出する湾曲面に沿って湾曲しており、
   前記検出手段または前記噴射手段は、前記上流側接続部の下縁を通り前後方向に延びる前記湾曲面の接線よりも下方において前記第３通路部の内側に突出する先端部を有する、ことを特徴とするエンジンの排気システム。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載のエンジンの排気システムにおいて、
   前記検出手段または前記噴射手段は、前斜め上方に傾斜する姿勢で前記取付部に取付けられている、ことを特徴とするエンジンの排気システム。

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