JP7283941B2 - 船外機 - Google Patents
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Description
一方、特許文献1記載のようにエンジン下方に触媒を配置すると、触媒が被水し易くなる。特許文献1記載の船外機では、触媒の高さまで水面が上昇すると、触媒が被水するおそれがある。また、排気ガスの向きを上向きに反転させて排気ガスを触媒に通し、その後、反転させて下向きに排気ガスを流すので、排気構造の複雑化、及び大型化を招き易い。特に、船外機はエンジン下方の空間が制約されるため、特許文献1記載の排気構造を採用し難い場合が生じる。
図1は、本発明の実施形態に係る船外機を右側方から見た一部断面図である。
この船外機10は、船外機本体12と、船舶14に取り付けられる取付部16とを備えている。船舶14は、例えば総トン数が20トン未満の小型船舶である。本説明中の各方向は、船外機10を基準にした方向である。図1及び後述する各図において、符号FRは船外機10の前方向を示し、符号UPは船外機10の上方向を示し、符号LHは船外機10の左方向を示している。
船外機本体12は、取付部16に設けられたマウントケース21を備え、マウントケース21に対し、スイベル軸17を基準にして左右方向(水平方向)に揺動すると共に、チルト軸18を基準にして上下に揺動することができる。これにより、船外機本体12は、船舶14に対し、左右方向及び上下方向に揺動自在に取り付けられる。
図1には、船外機10によって船舶14が滑走状態の場合の水面を示すLo側の喫水面WLと、船外機10のアイドリング中、又はトローリング中のいずれかの場合の水面を示すHi側の喫水面WHと、この船外機10の最も高い水面を示す最大喫水面Wmaxを示している。なお、喫水面は、喫水線、又は喫水レベルとも称する。
シリンダヘッド34には、シリンダブロック33に設けられた各シリンダに連通する排気ポート34Bが上下に間隔を空けて設けられている。各排気ポート34Bは、シリンダヘッド34の右側面に開口し、これら排気ポート34Bには排気系部品51が連結される。
吸気系部品41は、燃料と空気を混合させた混合気をエンジン23に供給する部品であり、混合気の供給量を調整するスロットル装置、及び、エンジン23への燃料噴射量を調整する燃料噴射装置等である。
排気マニホールド52は、シリンダヘッド34の排気ポート34B側の面(右側面)に設けられ、上下方向に延びる中空箱形状に形成されている。この排気マニホールド52は、各排気ポート34Bを通過する排気ガスが集合する排気ガス集合部として機能する。排気マニホールド52の最下部には、集合した排気ガスを排出する排気出口52Hが設けられる。
この排気マニホールド52は、シリンダヘッド34と一体に形成してもよいし、別体に形成してもよい。
排気ガイド72は、例えば、異なるエンジン毎に製作され、エンジン毎に排気ガイド72を変更することによって、排気ガイド72下流の部品(第1上流側排気管73から下流側排気管81まで)を、複数種類のエンジン間で共用可能にする。
ウォータージャケット52W、72Wには、船外機10が有する不図示のウォーターポンプによって吐出された周囲の水が供給され、エンジン23を水冷する。エンジン23を冷却した水は、排気ガイド72のウォータージャケット72Wから排出される。排気ガイド72から排出されたエンジン冷却水W(図2、図3参照)によって、排気ガイド72下方の部品(第1上流側排気管73、及び触媒コンバータ74等)が冷却され、これらの過度な温度上昇が抑制される。
ところで、本実施形態の船外機10は、ドライサンプ方式でエンジン23内にオイルを循環させる構成である。このため、ウェットサンプ方式に比べて、エンジン23の下部に設けられるオイルパン23Pが小型化される。図2に示すように、このオイルパン23Pは、船外機10の前後中央、若しくは前寄りに配置されるスイベル軸17に寄せて配置され、オイルパン23Pを前側に寄せた分、オイルパン23P後方に空きスペースを確保し易くなる。
このようにして、本構成では、オイルパン23P周辺のスペースを、触媒コンバータ74、第1上流側排気管73、及び第2上流側排気管75の配置スペースに有効利用するので、船外機10の前後長の増大、及び横幅の増大を抑えることができる。
本実施形態では、単一の金属管を屈曲することによって、第2上流側排気管75と下流側排気管81とが一体に形成されている。第2上流側排気管75と下流側排気管81との境界部分は、触媒コンバータ74側から下方に延びた後に上方に屈曲するU字状の屈曲管に形成され、排気ガスを下流側排気管81へスムーズに流すことができる。
第1下流側排気管82は、図3に示すように、オイルパン23Pの左右一方(本実施形態では右側)に配置され、オイルパン23Pの側面の傾斜に沿うように、上方かつ左右一方側に向けて斜めに延びる。これにより、第1下流側排気管82をオイルパン23Pに近接させ、オイルパン23Pとエクステンションカバー27との間のスペースを有効利用して第1下流側排気管82を配置できる。このようにして、下流側排気管81の少なくとも一部は、船外機10の左右方向でオイルパン23Pと重なる位置に配置される。この第1下流側排気管82は、触媒74Sよりも高い位置まで延出する。
なお、排気管53の上流側部分である第1上流側排気管73には、排気管53の内外を連通させる連通孔として機能するバイパス通路73Aが設けられている。このバイパス通路73Aは、Hi側の喫水面WHよりも高い位置で、排気管53の内外を連通させるので、このバイパス通路73Aから排気管53内に水が浸入し難い。
エンジン23がアイドリング中の場合、排気ガスの圧力は相対的に低くなる。この場合、排気ガスの少なくとも一部がバイパス通路73Aから排出されることによって、アイドリング時の排気ガスをスムーズに排出し易くなる。
図2に示す船舶14が滑走状態の場合といったように、エンジン23が相対的に高い回転数で回転している場合、排気ガスの圧力は相対的に高いので、排気ガスの全て又は殆どが図2に矢印GMで示すメインの流れに沿って流れる。これによって、排気ガスを触媒74Sで十分に浄化できる。
図4及び図5に示すように、アイドリング中、又はトローリング中には、水面がHi側の喫水面WHまで上昇するので、触媒47よりも高い位置まで水面が上昇する。この喫水面WHよりも高い位置に、下流側排気管81の最上部Xが位置するので、水分が下流側屈曲管83よりも上流に浸入し難い。したがって、上流側排気管71内の触媒74Sの被水は防止される。
このようにして、本構成では、触媒74Sの早期活性化、触媒74Sの被水対策、船外機10の前後長及び横幅のスリム化、及びウォーターハンマー対策等の観点から合理的な触媒レイアウト、及び排気レイアウトを実現している。また、触媒74Sによる船外機10の上部の大型化は回避され、横幅もスリム化されるので、複数台の船外機10を船舶14にセットする場合にも好適な船外機10が得られる。
これらにより、エンジン23下方に排気管53を配置した構成の下、簡易な構成で触媒74Sが被水し難くなり、船舶14への配置自由度、及び環境性能に優れた船外機10が得られる。
また、触媒74Sは、Hi側の喫水面WHよりも下方に位置するので、喫水面WHよりも下方のスペースを利用して触媒74S及び触媒コンバータ74を配置できる。なお、Hi側の喫水面WHよりも上方に配置スペースがある場合は、触媒74S又は触媒コンバータ74の一部を喫水面WHよりも上方に配置してもよい。つまり、触媒74S又は触媒コンバータ74の少なくとも一部をHi側の喫水面WHよりも下方に位置させることによって、喫水面WHよりも下方のスペースを有効利用でき、触媒74S及び触媒コンバータ74の配置スペースを確保し易くなる。
さらに、触媒74Sは、船外機10の前後方向でオイルパン23Pと重なる位置に配置され、下流側排気管81は、船外機10の左右方向で、オイルパン23Pと重なる位置に配置されるので、オイルパン23P周辺のスペースを利用して触媒74Sを含む排気系部品を効率良く配置し易くなる。
例えば、排気管53の各部(上流側排気管71、下流側排気管81)の形状、及び構造は適宜に変更してもよい。一例を挙げると、図6の符号Aに示すように、下流側排気管81に、下流側屈曲管83から下方に直線状に延びる第2下流側排気管84を設ける場合を例示したが、図6の符号Bに示すように、下流側屈曲管83と第2下流側排気管84との間に、船外機10の側面視で排気ガスを一回転以上、回転させる排気経路を形成する回転型排気管部84Kを設けるようにしてもよい。
仮に、第2下流側排気管84内に水が浸入した場合、その水を回転型排気管部84K内に残留させることができるので、触媒74Sが被水する事態をより防止できる。なお、図6の符号Bに示すように、回転型排気管部84Kに水抜き孔84Hを設けるようにすれば、回転型排気管部84Kに残留した水を速やかに排出することが可能になる。
回転型排気管部84Kは、上記構成に限定されず、船外機10の背面視(正面視も同様)で排気ガスを一回転以上、回転させる排気経路でもよく、要は、排気ガスを上下方向で一回転以上、回転させる排気経路を広く適用可能である。
また、図1等に示す船外機10に本発明を適用する場合を説明したが、本発明を公知の他の船外機に適用してもよい。この場合、排気系部品51を構成する排気マニホールド52、及び排気管53等の形状、及び位置は、エンジン23及びエンジン23周囲の空きスペース等に応じて適宜に変更すればよい。
12 船外機本体
14 船舶
16 取付部
23 エンジン
23P オイルパン
24 エンジンカバー
27 エクステンションカバー
28 駆動軸
41 吸気系部品
51 排気系部品
52 排気マニホールド
52W、72W ウォータージャケット
53 排気管
71 上流側排気管
72 排気ガイド
73 第1上流側排気管
73A バイパス通路
74 触媒コンバータ
74S 触媒
75 第2上流側排気管7
81 下流側排気管
82 第1下流側排気管
83 下流側屈曲管
84 第2下流側排気管
84K 回転型排気管部
84H 水抜き孔
91 排気チャンバー
W エンジン冷却水
Wmax 最大喫水面
WH Hi側の喫水面
WL Lo側の喫水面
WT 水中
X 下流側排気管の最上部
Claims (7)
- 水面よりも高い位置に設けられるエンジンと、エンジン下方の空間内に配置される排気管とを備える船外機において、
前記船外機は、ドライサンプ方式で前記エンジン内にオイルを循環させる構成であり、
前記排気管は、前記エンジンから下方に延びると共に排気ガス浄化用の触媒を収容する上流側排気管と、前記上流側排気管の下流に位置し、前記触媒よりも上方に延びた後に下方に向けて屈曲する下流側排気管とを有し、
前記触媒は、前記エンジンの下部に設けられたオイルパンと水平方向で重なる位置に配置されることを特徴とする船外機。 - 前記下流側排気管の最上部は、当該船外機の喫水面よりも上方に位置することを特徴とする請求項1に記載の船外機。
- 前記触媒の少なくとも一部は、アイドリング時又はトローリング時のいずれかの水面を示すHi側の喫水面よりも下方に位置することを特徴とする請求項1又は2に記載の船外機。
- 前記触媒は、前記船外機の前後方向で、前記オイルパンと重なる位置に配置され、
前記下流側排気管は、前記船外機の左右方向で、前記オイルパンと重なる位置に配置されることを特徴とする請求項1に記載の船外機。 - 前記上流側排気管は、前記触媒よりも上方に、この上流側排気管の内外を連通させる連通孔を有することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の船外機。
- 前記下流側排気管は、排気ガスを上下方向で一回転以上、回転させる排気経路を形成する回転型排気管部を有することを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の船外機。
- 前記回転型排気管部に水抜き孔を設けることを特徴とする請求項6に記載の船外機。
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