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JP6500967B2 - Engine exhaust system - Google Patents
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JP6500967B2 - Engine exhaust system - Google Patents

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JP6500967B2 JP2017224923A JP2017224923A JP6500967B2 JP 6500967 B2 JP6500967 B2 JP 6500967B2 JP 2017224923 A JP2017224923 A JP 2017224923A JP 2017224923 A JP2017224923 A JP 2017224923A JP 6500967 B2 JP6500967 B2 JP 6500967B2
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Description

本発明は、エンジンの排気装置に関するものである。   The present invention relates to an exhaust system of an engine.

従来、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の自動車エンジンの排気経路の上流に、排気ガスを浄化するための触媒が配設されることが行われている。   Conventionally, a catalyst for purifying exhaust gas has been disposed upstream of an exhaust path of an automobile engine such as a diesel engine or a gasoline engine.

例えば、直列多気筒のエンジンでは、複数の気筒からの排気ガスを集合させ、触媒へ導入するために、各排気ポートに接続される複数の独立排気管と、その集合部とを備えた排気マニホールドが、排気ポートと触媒との間に接続される(例えば、特許文献1参照)。   For example, in an in-line multi-cylinder engine, an exhaust manifold provided with a plurality of independent exhaust pipes connected to each exhaust port and a collection portion thereof for collecting exhaust gases from a plurality of cylinders and introducing them to a catalyst. Is connected between the exhaust port and the catalyst (see, for example, Patent Document 1).

実開平1−39418号公報Japanese Utility Model Application Publication No. 1-39418

ところで、特許文献1に記載されているように、一端側の気筒側から下方の触媒コンバータに向かって排気が流れるレイアウトを採用する場合、一端側の気筒からの排気流線とその他の気筒の排気流線が著しく異なって、触媒に対するガス当たりが不均一になる虞がある。   By the way, as described in Patent Document 1, when adopting a layout in which exhaust flows from the cylinder side at one end toward the catalytic converter below, exhaust flow lines from the cylinder at one end and exhausts from the other cylinders There is a possibility that the streamlines may be significantly different, resulting in uneven gas contact to the catalyst.

そこで、本発明は、エンジンの気筒列方向の一端側の気筒側から下方の排気浄化装置に向かって排気ガスを案内する排気マニホールドを採用する場合であっても、特に、排気浄化装置としての触媒をその中心軸が気筒列方向と平行になるように配置した場合であっても、該排気浄化装置に対するガス当たりの均等性を向上させることを課題とする。 Therefore, even when the present invention adopts an exhaust manifold for guiding the exhaust gas from the cylinder side on one end side of the engine in the cylinder row direction toward the exhaust purification device below, particularly, a catalyst as the exhaust purification device the even when its center axis is arranged parallel to the cylinder row direction, it is an object to improve the uniformity of gas per to said exhaust gas purification apparatus.

前記課題を解決するために、本発明では、排気マニホールドに前記ガス当たりの均等性を高める円弧状凹部等を設けるようにした。   In order to solve the above problems, in the present invention, the exhaust manifold is provided with an arc-shaped recess or the like for enhancing the uniformity of the gas per contact.

ここに開示するエンジンの排気装置は、複数の気筒を備えたエンジン本体を有する直列多気筒エンジンの排気ポートに接続された排気マニホールドと、
前記排気マニホールドの排気ガス流れ方向の下流側に接続され、中心軸が気筒列方向と平行になるように配置された排気浄化装置としての触媒とを備え、
前記排気マニホールドは、
前記エンジン本体の各排気ポートに接続された複数の独立排気管と、
前記エンジン本体の気筒列方向の一端側に配置され、前記複数の独立排気管のうちの当該気筒列方向の一端側の独立排気管の先端部から下方に延びる集合管と、
前記複数の独立排気管のうちの残りの各独立排気管から流出する排気ガスを前記一端側の独立排気管の方に導いて前記集合管に案内する気筒列方向に延びた案内管と、
前記集合管の下部に形成され、排気ガスが前記排気浄化装置の上流側の端面に向かうように横方向にL字状に屈曲したL字状屈曲部と、
前記集合管の前記L字状屈曲部の下面側に形成され、該集合管における前記一端側の独立排気管の先端側から下方に続く壁面に沿って該集合管を下方に流れる排気ガスが、前記排気浄化装置の軸心まわりを旋回しながら該排気浄化装置に流入するように、該排気ガスの旋回を促進するための、前記排気浄化装置に向かって開口した前記L字状屈曲部の出口よりも半径が大きくなった円弧状凹部とを備えていることを特徴とする。
The exhaust system of the engine disclosed herein comprises an exhaust manifold connected to an exhaust port of an in-line multi-cylinder engine having an engine body provided with a plurality of cylinders;
And a catalyst as an exhaust gas purification device , which is connected to the downstream side of the exhaust gas flow direction of the exhaust manifold and disposed so that the central axis is parallel to the cylinder row direction .
The exhaust manifold is
A plurality of independent exhaust pipes connected to respective exhaust ports of the engine body;
A collective pipe disposed at one end side of the engine body in the cylinder row direction and extending downward from the tip of the independent exhaust pipe at one end side of the plurality of independent exhaust pipes in the cylinder row direction;
A guide pipe extending in a cylinder row direction for guiding exhaust gas flowing out from the remaining independent exhaust pipes of the plurality of independent exhaust pipes toward the one end side independent exhaust pipe and guiding the exhaust gas to the collecting pipe;
An L-shaped bent portion which is formed in a lower portion of the collecting pipe and which is bent in an L shape in a lateral direction so that exhaust gas is directed to the upstream end face of the exhaust gas purification device;
Exhaust gas flowing downward through the collecting pipe along a wall surface which is formed on the lower surface side of the L-shaped bent portion of the collecting pipe and continues downward from the tip end side of the independent exhaust pipe on the one end side of the collecting pipe is An outlet of the L-shaped bent portion opened toward the exhaust gas purification device for promoting swirling of the exhaust gas so as to flow into the exhaust gas purification device while swirling around the axis of the exhaust gas purification device It is characterized by including an arc-shaped recess having a larger radius than that of the first embodiment.

これによれば、エンジン本体の気筒列方向の一端側の排気ポートから出る排気ガスは、この一端側の独立排気管を通ってそのまま集合管に流入する。この集合管は当該独立排気管の先端部から下方に延びている。従って、その排気ガスは、当該独立排気管をその先端部に向かって流れていたときの慣性により、主として、集合管における当該独立排気管の先端側から続く壁面に沿って集合管を下方へ流れてL字状屈曲部に達する。このL字状屈曲部の下面側には前記L字状屈曲部の出口よりも半径が大きい円弧状凹部が形成されている。従って、集合管の当該独立排気管の先端側から続く壁面に沿って下方へ流れる排気ガスは、慣性によって円弧状凹部の凹んだ底壁面に沿って流れて上昇し、前記排気浄化装置の軸心まわりを旋回しながら排気浄化装置に流入していく。よって、排気ガスが排気浄化装置の上流側の端面全体にわたって均等に当たり易くなる。   According to this, the exhaust gas emitted from the exhaust port at one end side in the cylinder row direction of the engine body flows directly into the collecting pipe through the independent exhaust pipe at the one end side. The collecting pipe extends downward from the tip of the independent exhaust pipe. Therefore, the exhaust gas flows mainly down the collecting pipe along the wall surface continuing from the tip side of the independent exhaust pipe in the collecting pipe due to inertia when flowing toward the tip of the independent exhaust pipe. Reaches the L-shaped bend. On the lower surface side of the L-shaped bent portion, an arc-shaped recessed portion having a radius larger than the outlet of the L-shaped bent portion is formed. Therefore, the exhaust gas flowing downward along the wall surface continuing from the tip side of the independent exhaust pipe of the collecting pipe flows upward along the recessed bottom wall surface of the arc-shaped recess due to inertia, and the shaft center of the exhaust gas purification device It swirls around and flows into the exhaust purification system. Therefore, the exhaust gas can be easily hit evenly over the entire upstream end surface of the exhaust gas purification device.

一方、前記一端側の独立排気管を除く残りの独立排気管から出てくる排気ガスは、案内管を通ることにより気筒列方向に流れて集合管に流入する。従って、その排気ガスは、一端側の独立排気管から出る排気ガスとは違って、集合管における気筒列方向の一端側の壁面に沿って集合管を下方へ流れやすくなる。そのように流れる排気ガスも、集合管における前記一端側の独立排気管の先端側から続く壁面に沿って集合管を下方へ流れて円弧状凹部で旋回流となって上昇する排気ガスと合わさることにより、L字状屈曲部の下部側に集中すること、ひいては排気浄化装置の上流側の端面の下部側に排気ガスが集中することが避けられる。   On the other hand, the exhaust gas coming out of the remaining independent exhaust pipes except for the independent exhaust pipe on the one end side flows in the cylinder row direction by flowing through the guide pipe and flows into the collecting pipe. Therefore, unlike the exhaust gas emitted from the independent exhaust pipe at one end, the exhaust gas easily flows down the collecting pipe along the wall surface at one end in the cylinder row direction in the collecting pipe. The exhaust gas flowing in such a manner also flows downward along the wall surface along the wall surface continuing from the tip side of the independent exhaust pipe on the one end side in the collecting pipe, and is combined with the exhaust gas rising in a circular flow in the arc-shaped recess. Thus, the concentration of the exhaust gas on the lower side of the L-shaped bent portion and the concentration of the exhaust gas on the lower side of the upstream end surface of the exhaust gas purification device can be avoided.

以上のように、上記排気装置によれば、集合管が気筒列方向の一端側の独立排気管から下方に延びているにも拘わらず、円弧状凹部によって排気ガスの旋回流が誘起されることにより、排気浄化装置の上流側の端面全体にわたって排気ガスが均等に当たりやすくなり、排気浄化装置による排気ガスの浄化が効率良く行なわれる。   As described above, according to the exhaust system, the swirling flow of the exhaust gas is induced by the arc-shaped concave portion although the collective pipe extends downward from the independent exhaust pipe at one end side in the cylinder row direction. As a result, the exhaust gas easily strikes uniformly over the entire end face on the upstream side of the exhaust gas purification apparatus, and the exhaust gas purification apparatus efficiently purifies the exhaust gas.

一実施形態では、前記集合管における前記気筒列方向の一端側の壁面に、前記案内管から前記集合管に流入する排気ガスの流れを前記排気浄化装置の上流側の端面の中央部に向かうように変更する、外側への膨出部を備えている。   In one embodiment, a flow of exhaust gas flowing from the guide pipe into the collecting pipe is directed to a central portion of an end face on the upstream side of the exhaust purification device on a wall surface on one end side in the cylinder row direction in the collecting pipe It has an outward bulging part that changes to.

これによれば、案内管から集合管に流入する排気ガスが排気浄化装置の上流側の端面の下部に集中することが避けられるから、排気ガスが当該上流側の端面全体にわたって均等に当たりやすくなる。   According to this, since it is avoided that the exhaust gas flowing into the collecting pipe from the guide pipe is concentrated at the lower part of the end face on the upstream side of the exhaust gas purification device, the exhaust gas is easily hit evenly over the entire end face on the upstream side.

一実施形態では、前記案内管は、前記気筒列方向の一端側に、前記一端側の独立排気管のエンジン本体からの突出方向に湾曲して該一端側の独立排気管の先端部に連なる湾曲部とを備えている。   In one embodiment, the guide pipe is curved on one end side of the cylinder row direction in a direction in which the independent exhaust pipe on the one end side protrudes from the engine body and is continuous with a tip of the independent exhaust pipe on the one end side It has a department.

これによれば、排気ガスが案内管から集合管に流入するときに、湾曲部によって、排気ガスの流れ方向が気筒列方向から一端側の独立排気管の突出方向に近づくように変わる。これにより、案内管から集合管に流入する排気ガスが、一端側の独立排気管から集合管に流入する排気ガスと同じく、該一端側の独立排気管の先端部に続く壁面に沿って集合管を下方へ流れやすくなる。よって、円弧状凹部による排気ガスの旋回流を誘起させやすくなり、排気ガスが排気浄化装置の上流側の端面全体に均等に当たりやすくなる。   According to this, when the exhaust gas flows from the guide pipe into the collecting pipe, the curved portion changes the flow direction of the exhaust gas from the cylinder row direction so as to approach the projecting direction of the independent exhaust pipe on one end side. Thus, the exhaust gas flowing into the collecting pipe from the guide pipe is collected along the wall surface continuing to the tip of the independent exhaust pipe on the one end side, like the exhaust gas flowing into the collecting pipe from the independent exhaust pipe on one end side. It becomes easy to flow downward. Therefore, it becomes easy to induce the swirling flow of the exhaust gas by the arc-shaped concave portion, and the exhaust gas easily contacts the entire upstream end surface of the exhaust gas purification device uniformly.

一実施形態では、前記集合管における前記膨出部の下方に酸素濃度検出手段が設けられている。   In one embodiment, an oxygen concentration detection means is provided below the bulging portion in the collecting pipe.

集合管における膨出部の下方は、集合管の気筒列方向の一端側の壁面に沿って下方へ流れる排気ガスと円弧状凹部によって旋回して上昇する排気ガスが合わさるところであり、排気ガスの均質性が高い。よって、当該膨出部の下方での酸素濃度の検出により、その検出で得られる酸素濃度の信頼性が高くなる。   Below the bulging portion in the collecting pipe, the exhaust gas flowing downward along the wall surface at one end side in the cylinder row direction of the collecting pipe and the exhaust gas that swirls and rises by the arc-shaped concave part are combined. Sex is high. Therefore, the detection of the oxygen concentration below the bulging portion increases the reliability of the oxygen concentration obtained by the detection.

一実施形態では、前記排気浄化装置よりも排気ガス流れ方向の下流側に設けられた下流側排気浄化装置をさらに備え、
前記排気浄化装置と前記下流側排気浄化装置は、互いの中心軸が交差し、且つ前記下流側排気浄化装置の軸方向に視て、前記排気浄化装置の下流部が前記下流側排気浄化装置の上流側の端面の一部に重なる関係になるように配設されている。
In one embodiment, the exhaust gas purification apparatus further comprises a downstream exhaust gas purification apparatus provided downstream of the exhaust gas purification apparatus in the exhaust gas flow direction,
When the exhaust gas purification device and the downstream side exhaust gas purification device cross each other's central axes and viewed in the axial direction of the downstream side exhaust gas purification device, the downstream portion of the exhaust gas purification device is the downstream side exhaust gas purification device. It is arrange | positioned so that it may become a relationship which overlaps with a part of end surface by the side of an upstream.

これによれば、排気マニホールドから下流側触媒装置までの距離を短縮化できるから、排気装置のコンパクト化に有利になるととともに、排気ガスを温度があまり低下しない状態で下流側排気浄化装置に流入させることができ、排気ガス浄化性能の確保に有利になる。   According to this, the distance from the exhaust manifold to the downstream side catalyst device can be shortened, which is advantageous for making the exhaust device compact, and allows the exhaust gas to flow into the downstream side exhaust purification device in a state where the temperature is not significantly lowered. It is advantageous to secure the exhaust gas purification performance.

「互いの中心軸が交差」については、両中心軸が略直交していること(両中心軸のなす角度が80度以上100度以下であること)が好ましい。   With regard to “intersecting central axes of each other”, it is preferable that both central axes be substantially orthogonal (an angle between the central axes be 80 degrees or more and 100 degrees or less).

以上述べたように、本発明によれば、集合管が気筒列方向の一端側の独立排気管から下方に延びているにも拘わらず、円弧状凹部によって排気ガスの旋回流が誘起されることにより、排気浄化装置の上流側の端面全体にわたって排気ガスが均等に当たりやすくなり、排気浄化装置による排気ガスの浄化が効率良く行なわれる。   As described above, according to the present invention, although the collecting pipe extends downward from the independent exhaust pipe at one end side in the cylinder row direction, the swirling flow of the exhaust gas is induced by the arc-shaped concave portion As a result, the exhaust gas easily strikes uniformly over the entire end face on the upstream side of the exhaust gas purification apparatus, and the exhaust gas purification apparatus efficiently purifies the exhaust gas.

図1は、実施形態1に係る排気装置がエンジン本体に取り付けられた状態を右から見た側面図である。FIG. 1 is a side view of a state where the exhaust system according to the first embodiment is attached to an engine body, viewed from the right. 図2は、図1の排気装置の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the exhaust system of FIG. 図3は、図1の排気装置を右上後方から見た斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of the exhaust system of FIG. 1 as viewed from the upper right rear. 図4は、図1の排気装置の背面図である。FIG. 4 is a rear view of the exhaust system of FIG. 図5は、図1のV−V線における断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line V-V of FIG. 図6は、図1のVI−VI線における断面図である。6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI of FIG. 図7は、図4のVII−VII線における断面図である。7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII of FIG. 図8は、第2気筒からの排気ガス流れの様子を模式的に示した図6相当図である。FIG. 8 is a view corresponding to FIG. 6 schematically showing the flow of exhaust gas from the second cylinder. 図9は、実施形態2に係る排気装置についての図6相当図である。FIG. 9 is a view corresponding to FIG. 6 of the exhaust system according to the second embodiment. 図10は、円弧状凹部及び膨出部が設けられていない排気装置についての図6相当図である。FIG. 10 is a view corresponding to FIG. 6 for the exhaust device in which the arc-shaped concave portion and the bulging portion are not provided. 図11は、実施例1,2及び比較例1における各気筒からの排気ガス流れの改善指標を示したグラフである。FIG. 11 is a graph showing an improvement index of the flow of exhaust gas from each cylinder in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings. The following description of the preferred embodiments is merely exemplary in nature and is in no way intended to limit the invention, its applications or its uses.

(実施形態1)
<エンジン>
実施形態1に係る排気装置1が適用されるエンジンは、自動車に搭載された直列4気筒ガソリンエンジン(直列多気筒エンジン)である。このエンジンは、FF車両の前方に横置きされている。
(Embodiment 1)
<Engine>
The engine to which the exhaust system 1 according to the first embodiment is applied is an in-line four-cylinder gasoline engine (in-line multi-cylinder engine) mounted in a car. This engine is placed horizontally in front of the FF vehicle.

なお、本発明は、4気筒のガソリンエンジンに限らず、その他の多気筒エンジンや、ディーゼルエンジンにも適用することができる。また、FF車両に限らず、例えばRR車両、4WD車両等、バイクも含め種々のレイアウトを採用する車両に適用可能である。   The present invention can be applied not only to a four-cylinder gasoline engine, but also to other multi-cylinder engines and diesel engines. Further, the present invention is applicable not only to FF vehicles, but also to vehicles adopting various layouts including motorcycles, such as RR vehicles and 4WD vehicles.

図1に示すように、エンジンは、シリンダブロックE1とシリンダヘッドE2とを有するエンジン本体Eを備えている。詳細な図示は省略するが、エンジンは、シリンダブロックE1とシリンダヘッドE2とにより構成される第1気筒乃至第4気筒を備える。この第1気筒乃至第4気筒は、図1の紙面に垂直な方向に紙面の手前から奥側に向かって順に直列に配置されている。そして、シリンダブロックE1のシリンダボア(図示せず)と、該シリンダボア内のピストン(図示せず)と、シリンダヘッドE2とにより、気筒毎に燃焼室が形成されている。   As shown in FIG. 1, the engine comprises an engine body E having a cylinder block E1 and a cylinder head E2. Although not shown in detail, the engine includes first to fourth cylinders each including a cylinder block E1 and a cylinder head E2. The first to fourth cylinders are disposed in series in order from the front to the back of the paper surface in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1. A combustion chamber is formed for each cylinder by the cylinder bore (not shown) of the cylinder block E1, the piston (not shown) in the cylinder bore, and the cylinder head E2.

シリンダヘッドE2には、4つの燃焼室にそれぞれ接続された4つの排気ポート(図示せず)が形成されている。燃焼室において発生した排気ガスは、この排気ポートを含む排気経路を通じて車外に排出される。   The cylinder head E2 is formed with four exhaust ports (not shown) respectively connected to the four combustion chambers. Exhaust gas generated in the combustion chamber is exhausted out of the vehicle through an exhaust path including the exhaust port.

<排気経路>
上述の排気ポートには、図1及び図2に示すように、本実施形態に係る排気装置1が接続され、さらにその下流側に、テールパイプを有する下流側排気システム(図示せず)が接続されている。このようにエンジンの排気経路は、上述の排気ポートと、排気装置1と、下流側排気システムとにより構成されている。
<Exhaust route>
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the exhaust device 1 according to the present embodiment is connected to the above-mentioned exhaust port, and a downstream exhaust system (not shown) having a tail pipe is further connected downstream thereof. It is done. As described above, the exhaust path of the engine is configured by the above-described exhaust port, the exhaust device 1, and the downstream exhaust system.

<排気装置>
本実施形態に係る排気装置1は、図1〜図4に示すように、エンジン本体Eの4つの排気ポートに接続された排気マニホールドMと、排気マニホールドMの下流端出口M7に接続部Nを介して接続された排気浄化装置Qと、排気ガス排出管5と、EGRガス取出管6とを備えている。
<Exhaust device>
In the exhaust system 1 according to the present embodiment, as shown in FIGS. 1 to 4, a connecting portion N is provided at an exhaust manifold M connected to four exhaust ports of an engine body E and a downstream end outlet M7 of the exhaust manifold M. An exhaust gas purification device Q, an exhaust gas discharge pipe 5 and an EGR gas extraction pipe 6 connected via the same are provided.

以下、各構成について詳述する。なお、排気マニホールドMの構成については後述する。   Each component will be described in detail below. The configuration of the exhaust manifold M will be described later.

<方向>
本明細書の説明において、「上下方向」及び「前後方向」とは、図1に示すように、エンジン本体Eを基準として、シリンダヘッドE2側を上側、シリンダブロックE1側を下側、エンジン本体E側を前側、排気マニホールドM側を後側とする方向をいうものとする。また、「左右方向」とは、図1及び図2に示すように、エンジン本体Eを基準として気筒の配列方向、言い換えると、図1の紙面に垂直であって、手前側を右側、奥側を左側とする方向をいうものとする。さらに、「上流」や「下流」は、燃焼室から排気ポートを通じて排出される排気ガスの流れる方向を基準とし、「排気ガス流れ方向上流側」や「排気ガス流れ方向下流側」と称することがある。
<Direction>
In the description of the present specification, "vertical direction" and "longitudinal direction" refer to the cylinder head E2 side on the upper side, the cylinder block E1 side on the lower side, the engine body with reference to the engine body E, as shown in FIG. The E side is the front side, and the exhaust manifold M side is the rear side. Further, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, “left and right direction” is the arrangement direction of cylinders with reference to the engine main body E, in other words, perpendicular to the sheet of FIG. The direction which makes the left side shall be said. Furthermore, “upstream” and “downstream” may be referred to as “exhaust gas flow direction upstream” or “exhaust gas flow direction downstream” based on the flow direction of exhaust gas discharged from the combustion chamber through the exhaust port. is there.

<接続部>
接続部Nは、排気マニホールドMから排気ガスを触媒装置Qに導入する管状の部材である。
<Connection section>
The connection portion N is a tubular member for introducing the exhaust gas from the exhaust manifold M into the catalyst device Q.

<排気浄化装置>
排気浄化装置Qは、図2〜図5に示すように、接続部Nの出口に接続された上流側排気浄化装置としての三元触媒2と、その下流側に配置された下流側排気浄化装置としてのGPF(ガソリンパティキュレートフィルタ)3と、これら三元触媒2とGPF3とを接続するL字状排気管4とを備えている。
<Exhaust purification device>
As shown in FIG. 2 to FIG. 5, the exhaust purification system Q includes a three-way catalyst 2 as an upstream side exhaust purification system connected to the outlet of the connection N and a downstream side exhaust purification system arranged downstream thereof A GPF (gasoline particulate filter) 3 and an L-shaped exhaust pipe 4 connecting the three-way catalyst 2 and the GPF 3 are provided.

<三元触媒>
三元触媒2は、排気ガス中の炭化水素HC、一酸化炭素CO、窒素酸化物NOxを浄化するための触媒である。三元触媒2は、詳細な説明は省略するが、例えばPt、Pd、Rh等の貴金属を金属酸化物からなるサポート材上に担持してなる触媒成分を、ハニカム担体上にコートしてなる触媒等が挙げられる。三元触媒2としては、特に限定されるものではなく、いかなる公知のものも用いることができる。
Three-way catalyst
The three-way catalyst 2 is a catalyst for purifying hydrocarbon HC, carbon monoxide CO, and nitrogen oxide NOx in the exhaust gas. Although the three-way catalyst 2 is not described in detail, for example, a catalyst obtained by coating a catalyst component formed by supporting a noble metal such as Pt, Pd, Rh or the like on a support material made of a metal oxide on a honeycomb support Etc. The three-way catalyst 2 is not particularly limited, and any known catalyst can be used.

三元触媒2は、図4及び図5に示すように、中心軸L2を有する円筒状の触媒である。三元触媒2の形状は、特に限定されるものではないが、排気経路への配設が容易であり、均一な排気ガス流れを得る観点から、筒状であることが好ましい。三元触媒2の中心軸L2に垂直な断面の形状は、特に限定されるものではなく、真円状、楕円状、矩形状、多角形状等のいかなる形状を採用することができるが、均一な排気ガス流れを得るとともに製造コストを抑える観点から、好ましくは真円状、楕円状である。   The three-way catalyst 2 is a cylindrical catalyst having a central axis L2 as shown in FIGS. 4 and 5. The shape of the three-way catalyst 2 is not particularly limited, but is preferably cylindrical from the viewpoint of easy arrangement in the exhaust path and obtaining uniform exhaust gas flow. The shape of the cross section perpendicular to the central axis L2 of the three-way catalyst 2 is not particularly limited, and any shape such as a perfect circular shape, an elliptical shape, a rectangular shape, or a polygonal shape can be adopted. From the viewpoint of obtaining the exhaust gas flow and suppressing the manufacturing cost, it is preferably a perfect circle or an ellipse.

図4に示すように、三元触媒2は、中心軸L2が左右方向(気筒列方向)と平行になるように配置されている。   As shown in FIG. 4, the three-way catalyst 2 is disposed such that the central axis L2 is parallel to the left-right direction (the cylinder row direction).

図5に示すように、三元触媒2の排気ガスを浄化する触媒本体は、上流側の端面2Aと下流側の端面2Bを有する。便宜上、触媒本体の上流側の端面2A及び触媒本体の下流側の端面2Bを、三元触媒2の上流側の端面2A及び三元触媒2の下流側の端面2Bと称することがある。両端面2A,2Bは同一径の円形である。   As shown in FIG. 5, the catalyst body for purifying the exhaust gas of the three-way catalyst 2 has an upstream end face 2A and a downstream end face 2B. For convenience, the upstream end face 2A of the catalyst body and the downstream end face 2B of the catalyst body may be referred to as the upstream end face 2A of the three-way catalyst 2 and the downstream end face 2B of the three-way catalyst 2. Both end faces 2A and 2B are circular with the same diameter.

三元触媒2は、触媒本体として、上流側に配置された前段部21と下流側に配置された後段部22とを備えている。前段部21は、エンジン本体Eの低負荷運転時の低温の排気ガスの浄化を行う低温活性に優れた三元触媒である。また後段部22は、高負荷運転時等の高温の排気ガスの浄化を行う高温活性に優れた三元触媒である。なお、本実施形態において、三元触媒2は、前段部21及び後段部22を備えた2段構成であるが、これに限られるものではなく、単一の触媒構成であってもよいし、さらに3つ以上に分割された多段構成であってもよい。   The three-way catalyst 2 includes, as a catalyst main body, a front stage 21 disposed upstream and a rear stage 22 disposed downstream. The front stage 21 is a three-way catalyst excellent in low-temperature activity, which purifies low-temperature exhaust gas at low load operation of the engine body E. Further, the rear part 22 is a three-way catalyst excellent in high temperature activity for purifying high temperature exhaust gas at high load operation and the like. In the present embodiment, the three-way catalyst 2 has a two-stage configuration including the front stage 21 and the rear stage 22. However, the present invention is not limited to this, and a single catalyst configuration may be used. Furthermore, it may be a multistage configuration divided into three or more.

さらに、三元触媒2は、触媒本体としての前段部21及び後段部22の外周全体を覆うマット23と、そのマット23の外周全体を覆う筒状ケース24とを備えている。   The three-way catalyst 2 further includes a mat 23 covering the entire outer periphery of the front stage 21 and the rear stage 22 as a catalyst main body, and a cylindrical case 24 covering the entire outer periphery of the mat 23.

マット23は、高温の排気ガスに曝される環境下においても安定して触媒本体としての前段部21及び後段部22を保持するためのものであり、例えばセラミックなどの高耐熱性、保温性を有する材料で形成されている。   The mat 23 is for stably holding the front part 21 and the rear part 22 as a catalyst main body even in an environment exposed to high temperature exhaust gas, and, for example, has high heat resistance such as ceramic and heat retention. It is formed of the material which it has.

ケース24は、触媒本体(前段部21及び後段部22)並びにマット23を保持するためのものであり、例えば鉄、ステンレス鋼等の金属製である。なお、マット23及びケース24としては、公知のものを使用してもよい。   The case 24 is for holding the catalyst main body (the front part 21 and the rear part 22) and the mat 23, and is made of metal such as iron or stainless steel. In addition, as the mat 23 and the case 24, you may use a well-known thing.

<GPF>
図5に示すように、GPF3は、三元触媒2の下流側に配設されており、三元触媒2を通過した排気ガス中のパティキュレートマター(以下、「PM」と称する。)をトラップするためのフィルタ本体(浄化装置本体)33を備えている。フィルタ本体33は、詳細な説明は省略するが、例えばハニカム担体等に目封じを施し、フィルタ機能を追加したものであり、トラップしたPMの燃焼を促進するため触媒コートを有するものであってもよい。排気ガス中のPMはフィルタ本体33の隔壁に捕集され、PMが堆積したところで、例えば、出力を得るために燃料をエンジンの燃焼室に噴射するメイン噴射の後、エンジンの膨張行程においてフィルタ本体33の温度を高めるための燃料を燃焼室に噴射するポスト噴射を行い、フィルタ本体33に堆積したPMを焼却除去する。フィルタ本体33としては、特に限定されるものではなく、いかなる公知のものも用いることができる。
<GPF>
As shown in FIG. 5, GPF 3 is disposed downstream of the three-way catalyst 2, and particulate matter (hereinafter referred to as “PM”) in the exhaust gas that has passed through the three-way catalyst 2 is trapped. A filter main body (purifying device main body) 33 is provided. The detailed description of the filter body 33 is omitted, but for example, the honeycomb carrier etc. is sealed to add a filter function, and even if it has a catalyst coat to promote the combustion of trapped PM. Good. The PM in the exhaust gas is collected in the partition wall of the filter body 33, and when the PM is deposited, for example, after the main injection of injecting the fuel to the combustion chamber of the engine to obtain the output, the filter body Post injection for injecting fuel into the combustion chamber to raise the temperature of 33 is performed to incinerate and remove PM deposited on the filter body 33. The filter body 33 is not particularly limited, and any known one can be used.

フィルタ本体33は、図1、図2及び図5に示すように、中心軸L3を有する円筒状のものである。フィルタ本体33の形状は、特に限定されるものではないが、排気経路への配設が容易であり、均一な排気ガス流れを得る観点から、筒状であることが好ましい。フィルタ本体33の中心軸L3に垂直な断面の形状は、特に限定されるものではなく、真円状、楕円状、矩形状、多角形状等のいかなる形状を採用することができるが、均一な排気ガス流れを得るとともに製造コストを抑える観点から、好ましくは真円状、楕円状である。   The filter body 33 is a cylindrical one having a central axis L3 as shown in FIGS. 1, 2 and 5. The shape of the filter main body 33 is not particularly limited, but is preferably cylindrical from the viewpoint of easy arrangement in the exhaust path and obtaining uniform exhaust gas flow. The shape of the cross section perpendicular to the central axis L3 of the filter main body 33 is not particularly limited, and any shape such as a perfect circular shape, an elliptical shape, a rectangular shape, or a polygonal shape can be adopted. From the viewpoint of obtaining a gas flow and suppressing the manufacturing cost, it is preferably a perfect circle or an ellipse.

GPF3は、図2に示すように、中心軸L3が、前後方向、すなわち左右方向(気筒列方向)と略垂直方向となるように配置されている。   As shown in FIG. 2, the GPF 3 is disposed such that the central axis L3 is substantially perpendicular to the front-rear direction, that is, to the left-right direction (the cylinder row direction).

図5に示すように、GPF3のフィルタ本体33は、上流側の端面3A及び下流側の端面3Bを有する。便宜上、フィルタ本体33の上流側の端面2A及びフィルタ本体33の下流側の端面2Bを、GPF3の上流側の端面2A及びGPF3の下流側の端面2Bと称することがある。両端面3A,3Bは同一径の円形である。   As shown in FIG. 5, the filter body 33 of the GPF 3 has an upstream end face 3A and a downstream end face 3B. For convenience, the upstream end face 2A of the filter body 33 and the downstream end face 2B of the filter body 33 may be referred to as the upstream end face 2A of the GPF 3 and the downstream end face 2B of the GPF 3. Both end surfaces 3A and 3B are circular with the same diameter.

GPF3は、三元触媒2と同様に、フィルタ本体33と、フィルタ本体33の外周全体を覆うマット34と、そのマット34の外周全体を覆う筒状ケース35とを備えている。マット34及びケース35は、上述の三元触媒2のマット23及びケース24と同様の目的で用いられ、これらと同様の構成のものを用いることができる。   Similar to the three-way catalyst 2, the GPF 3 includes a filter body 33, a mat 34 covering the entire outer periphery of the filter body 33, and a cylindrical case 35 covering the entire outer periphery of the mat 34. The mat 34 and the case 35 are used for the same purpose as the mat 23 and the case 24 of the three-way catalyst 2 described above, and those having the same configuration can be used.

<L字状排気管>
L字状排気管4は、三元触媒2とGPF3とを接続するためのL字状に屈曲した管状部材であり、排気経路の一部を形成している。
<L-shaped exhaust pipe>
The L-shaped exhaust pipe 4 is a tubular member bent in an L-shape for connecting the three-way catalyst 2 and the GPF 3 and forms a part of an exhaust path.

図5に示すように、L字状排気管4は、上流側開口4Aと、下流側開口4Bと、両開口4A,4B間の曲がり部4Cとを備えている。   As shown in FIG. 5, the L-shaped exhaust pipe 4 has an upstream opening 4A, a downstream opening 4B, and a bent portion 4C between the both openings 4A and 4B.

図5に示すように、三元触媒2は、その下流部がL字状排気管4に上流側開口4Aから挿入されている。一方、GPF3は、その上流端部がL字状排気管4に下流側開口4Bから挿入されている。   As shown in FIG. 5, the downstream portion of the three-way catalyst 2 is inserted into the L-shaped exhaust pipe 4 from the upstream opening 4A. On the other hand, the GPF 3 has its upstream end inserted into the L-shaped exhaust pipe 4 from the downstream opening 4B.

三元触媒2の下流側の端面2BとGPF3の上流側の端面3Aとは、曲がり部4C内で、二面角αが約90度となるように配置されている。この二面角αは、この角度に限定されるものではないが、三元触媒2からGPF3への排気ガス流れを十分に確保する観点から、互いに好ましくは60度以上120度以下、より好ましくは70度以上110度以下、特に好ましくは80度以上100度以下である。   The end face 2B on the downstream side of the three-way catalyst 2 and the end face 3A on the upstream side of the GPF 3 are disposed in the bend 4C so that the dihedral angle α is approximately 90 degrees. The dihedral angle α is not limited to this angle, but from the viewpoint of sufficiently securing the exhaust gas flow from the three-way catalyst 2 to the GPF 3, the mutual angles are preferably 60 degrees or more and 120 degrees or less, more preferably 70 degrees or more and 110 degrees or less, particularly preferably 80 degrees or more and 100 degrees or less.

加えて、三元触媒2とGPF3とは、GPF3の軸方向に視て、三元触媒2の下流部がGPF3の上流側の端面の一部に重なる関係になるように配設されている。すなわち、三元触媒2とGPF3とに重複部分31が形成されている。   In addition, the three-way catalyst 2 and the GPF 3 are disposed such that the downstream portion of the three-way catalyst 2 overlaps with a part of the end face on the upstream side of the GPF 3 when viewed in the axial direction of the GPF 3. That is, the overlapping portion 31 is formed on the three-way catalyst 2 and the GPF 3.

図5は、図1におけるV−V断面を示す図であるが、三元触媒2の中心軸L2を含み且つGPF3の中心軸L3と平行な断面を上側から見た図である。図5に記載された断面を以下「V−V断面」(断面)と称する。図5に示すように、V−V断面上で、重複部分31を形成する三元触媒2の側面の長さH31は、三元触媒2及びGPF3をコンパクトに配置させつつ、GPF3内の排気ガス流れを均一にする観点から、三元触媒2の全長H2の好ましくは10%以上50%未満である。   FIG. 5 is a view showing a V-V cross section in FIG. 1, but is a view from the upper side of a cross section including the central axis L2 of the three-way catalyst 2 and parallel to the central axis L3 of GPF3. The cross section described in FIG. 5 is hereinafter referred to as “V-V cross section” (cross section). As shown in FIG. 5, the side length H31 of the three-way catalyst 2 forming the overlapping portion 31 on the V-V cross section is an exhaust gas in the GPF 3 while the three-way catalyst 2 and the GPF 3 are arranged compactly. From the viewpoint of making the flow uniform, the total length H2 of the three-way catalyst 2 is preferably 10% or more and less than 50%.

また、三元触媒2の側面の長さH31は、図5のV−V断面において、三元触媒2及びGPF3をコンパクトに配置させつつ、GPF3内の排気ガス流れを均一にする観点から、GPFの幅W3の好ましくは10%以上50%未満である。   Further, the side length H31 of the three-way catalyst 2 is a GPF from the viewpoint of making the exhaust gas flow in the GPF 3 uniform while arranging the three-way catalyst 2 and the GPF 3 compactly in the V-V cross section of FIG. Preferably, the width W3 is 10% or more and less than 50%.

このように、三元触媒2とGPF3とを互いに横方向に配置するときに、三元触媒2及びGPF3の重複部分31を形成することで、排気マニホールドMの下流端からGPF3までの距離を短縮化できる。また重複部分31を形成しつつも、その範囲を上述の範囲未満に抑えることにより、排気装置1のコンパクト化を実現させるとともに、GPF3の、特に重複部分31の影になる部分の利用効率を向上させることができる。   As described above, when the three-way catalyst 2 and the GPF 3 are arranged in the lateral direction, the distance between the downstream end of the exhaust manifold M and the GPF 3 is shortened by forming the overlapping portion 31 of the three-way catalyst 2 and GPF 3. Can be Further, while forming the overlapping portion 31, by suppressing the range thereof to be less than the above range, the downsizing of the exhaust device 1 can be realized, and the utilization efficiency of the GPF 3 particularly the portion shaded by the overlapping portion 31 is improved. It can be done.

<GPFの下流側の端部>
図5に示すように、GPF3の下流側の端部7には、GPF3を通過した排気ガスの出口である排気ガス排出管5と、排気ガスの一部をEGRガスとして吸気側に環流するEGRガス取出路管6とが取り付けられている。
<The downstream end of the GPF>
As shown in FIG. 5, an exhaust gas discharge pipe 5 which is an outlet of the exhaust gas having passed through the GPF 3 and an EGR which circulates a part of the exhaust gas as an EGR gas to the intake side at an end 7 on the downstream side of the GPF 3 A gas outlet pipe 6 is attached.

<排気ガス排出管>
排気ガス排出管5は、GPF3を通過した排気ガスを下流側排気システムへ導くとともに、三元触媒2及びGPF3による排気ガスの浄化に伴い発生した水分を溜めて除去するためのものである。
<Exhaust gas discharge pipe>
The exhaust gas discharge pipe 5 is for guiding the exhaust gas having passed through the GPF 3 to the downstream side exhaust system, and for accumulating and removing the water generated along with the purification of the exhaust gas by the three-way catalyst 2 and the GPF 3.

図5(図1のV−V線断面図)に示す、符号PRL31で示す線は、GPF3の中心軸L3のV−V断面上への投影線である。また、符号L5で示す線は、排気ガス排出管5の中心軸を示している。そして、符号P5で示す点は、排気ガス排出管5の中心軸L5上の点であって、排気ガス排出管5の入口の中心を示す。   A line indicated by reference numeral PRL31 shown in FIG. 5 (cross-sectional view taken along the line V-V in FIG. 1) is a projection line onto the V-V cross section of the central axis L3 of GPF3. Further, a line indicated by reference sign L5 indicates the central axis of the exhaust gas discharge pipe 5. A point indicated by a symbol P5 is a point on the central axis L5 of the exhaust gas discharge pipe 5, and indicates the center of the inlet of the exhaust gas discharge pipe 5.

図5に示すように、排気ガス排出管5の中心位置P5は、GPF3のGPF中心軸L3のV−V断面上への投影線PRL31よりも右側、すなわち三元触媒2側へ偏倚している。本構成によれば、GPF3に流入した排気ガスについて、排気ガス排出管5に向かう流れが生じる。そうすると、排気ガス排出管5に向かう流れにつられて、重複部分31の影になる部分に流れ込む排気ガス量が増加する。そうして、GPF3の利用効率を向上させることができる。   As shown in FIG. 5, the center position P5 of the exhaust gas discharge pipe 5 is biased to the right of the projection line PRL31 onto the V-V cross section of the GPF central axis L3 of GPF3, that is, to the three-way catalyst 2 side. . According to this configuration, the exhaust gas flowing into the GPF 3 has a flow toward the exhaust gas discharge pipe 5. As a result, the amount of exhaust gas flowing into the shadowed portion of the overlapping portion 31 increases following the flow toward the exhaust gas discharge pipe 5. Thus, the utilization efficiency of GPF 3 can be improved.

なお、図5に示すように、排気ガス排出管5の偏倚量は、重複部分31の影になる部分に流入する排気ガス量を十分に確保して、GPF3の利用効率を向上させる観点から、好ましくは、V−V断面上で、排気ガス排出管5の三元触媒2側の右側面5Aが、GPF3の三元触媒2側のGPF側面3Cよりも右側、すなわち三元触媒2側に位置する程度に設定することができる。このとき、排気ガス排出管5付近の通気抵抗の増加を抑制する観点から、V−V断面上で、排気ガス排出管5の左側面5Bが、GPF3の三元触媒2側のGPF側面3Cよりも左側に位置する程度に、排気ガス排出管5の偏倚量を設定することが好ましい。   In addition, as shown in FIG. 5, the bias amount of the exhaust gas discharge pipe 5 sufficiently secures the amount of exhaust gas flowing into the portion behind the overlapping portion 31 to improve the utilization efficiency of the GPF 3. Preferably, on the V-V cross section, the right side surface 5A of the exhaust gas discharge pipe 5 on the three-way catalyst 2 side is located on the right side of the GPF side surface 3C on the three-way catalyst 2 side of GPF 3, ie, on the three-way catalyst 2 side. It can be set to the extent that At this time, from the viewpoint of suppressing an increase in ventilation resistance in the vicinity of the exhaust gas discharge pipe 5, the left side surface 5B of the exhaust gas discharge pipe 5 is closer than the GPF side surface 3C on the three-way catalyst 2 side of GPF 3 on the V-V cross section. It is preferable to set the amount of deviation of the exhaust gas discharge pipe 5 to such an extent that it is located on the left side.

<EGRガス取出管>
エンジン本体Eの構成として、ノッキングの発生防止や窒素酸化物NOx量の低減を目的として、排気ガスの一部をエンジンの吸気系に再循環させるEGRを採用しており、GPF3の下流側の端部に排気ガスのEGRガス取出管6が接続されている。
<EGR gas outlet pipe>
As the configuration of the engine body E, EGR is employed to recirculate part of the exhaust gas to the intake system of the engine for the purpose of preventing occurrence of knocking and reducing the amount of nitrogen oxides NOx, and the end of the GPF3 downstream side An EGR gas extraction pipe 6 of exhaust gas is connected to the part.

図5に示すように、EGRガス取出管6は、V−V断面上で、投影線PRL31に対して、排気ガス排出管5と反対側に、当該排気ガス排出管5と離間して配置されている。本構成によれば、EGR用に十分な量の排気ガスを確保できるとともに、GPF3内の排気ガスの流れを排気ガス排出管5側とEGRガス取出管6側とに分散させて均一化させることができる。よって、GPF3の利用効率・機能・性能をさらに向上させることができる。   As shown in FIG. 5, the EGR gas outlet pipe 6 is disposed on the V-V cross section on the opposite side of the exhaust gas outlet pipe 5 with respect to the projection line PRL 31 so as to be separated from the exhaust gas outlet pipe 5. ing. According to this configuration, a sufficient amount of exhaust gas can be secured for EGR, and the flow of exhaust gas in the GPF 3 is dispersed to the exhaust gas discharge pipe 5 side and the EGR gas extraction pipe 6 side to be uniform. Can. Therefore, the utilization efficiency, function, and performance of GPF 3 can be further improved.

<排気マニホールド>
エンジンの4つの燃焼室から排気ポートを通して排出される排気ガスは、排気マニホールドMから接続部Nを介して触媒装置Qに送り込まれる。
<Exhaust manifold>
Exhaust gas exhausted from the four combustion chambers of the engine through the exhaust port is fed from the exhaust manifold M to the catalyst device Q through the connection N.

図2に示すように、排気マニホールドMは、エンジン本体Eの第1気筒、第2気筒、第3気筒及び第4気筒(いずれも図示せず。)の各排気ポートに接続された4つの独立排気管、すなわち、第1独立排気管M1(気筒列方向の一端側の独立排気管)、第2独立排気管M2(残りの独立排気管)、第3独立排気管M3(残りの独立排気管)及び第4独立排気管M4(残りの独立排気管)を備えている。   As shown in FIG. 2, the exhaust manifold M has four independent ports connected to the exhaust ports of the first cylinder, the second cylinder, the third cylinder and the fourth cylinder (none of which are shown) of the engine body E. Exhaust pipe, ie, first independent exhaust pipe M1 (independent exhaust pipe at one end side in the cylinder row direction), second independent exhaust pipe M2 (remaining independent exhaust pipe), third independent exhaust pipe M3 (remaining independent exhaust pipe And a fourth independent exhaust pipe M4 (remaining independent exhaust pipe).

図1、図3及び図4に示すように、排気マニホールドMは、エンジン本体の気筒列方向の一端側に配置され、当該気筒列方向の一端側の独立排気管M1の先端部から下方に延びる集合管M5を備えている。   As shown in FIG. 1, FIG. 3 and FIG. 4, the exhaust manifold M is disposed at one end side of the engine body in the cylinder row direction, and extends downward from the tip of the independent exhaust pipe M1 at one end side of the cylinder row direction. The collecting pipe M5 is provided.

排気マニホールドMは、前記複数の独立排気管のうちの残りの各独立排気管M2〜M4から流出する排気ガスを前記一端側の独立排気管M1の方に導いて集合管M5に案内する気筒列方向に延びた案内管M6を備えている。案内管M6は、第2独立排気管M2、第3独立排気管M3及び第4独立排気管M4の先端側に接続されるとともに、第1独立排気管M1と集合管M5との接続位置に接続されている。   The exhaust manifold M guides the exhaust gas flowing out of the remaining independent exhaust pipes M2 to M4 of the plurality of independent exhaust pipes toward the independent exhaust pipe M1 on one end side and guides the exhaust gas to the collecting pipe M5. It has a guide pipe M6 extending in the direction. The guide pipe M6 is connected to the distal end side of the second independent exhaust pipe M2, the third independent exhaust pipe M3, and the fourth independent exhaust pipe M4, and is connected to the connection position between the first independent exhaust pipe M1 and the collecting pipe M5. It is done.

集合管M5の下部には、排気ガスが三元触媒2の上流側の端面2Aに向かうように横方向(左方向)にL字状に曲がったL字状屈曲部M50が形成されている。図6に示すように、L字状屈曲部M50の下流端出口、すなわち、集合管M5の下流端出口M7は、接続部Nを介して三元触媒2と接続されている。この下流端出口M7は、円形であり、該出口M7の開口面は三元触媒2の上流側の端面2Aと平行になっている。   At the lower part of the collecting pipe M5, an L-shaped bent portion M50 is formed which is bent in an L shape in the lateral direction (left direction) so that the exhaust gas is directed to the upstream end face 2A of the three-way catalyst 2. As shown in FIG. 6, the downstream end outlet of the L-shaped bent portion M50, that is, the downstream end outlet M7 of the collecting pipe M5 is connected to the three-way catalyst 2 via the connection portion N. The downstream end outlet M7 is circular, and the opening surface of the outlet M7 is parallel to the upstream end surface 2A of the three-way catalyst 2.

図6及び図7に示すように、集合管M5のL字状屈曲部M50の下面側(下半周側)には、集合管M5の下流端出口M7よりも半径が大きくなった円弧状凹部M51が設けられている。   As shown in FIGS. 6 and 7, on the lower surface side (lower half circumference side) of the L-shaped bent portion M50 of the collecting pipe M5, an arc-shaped concave portion M51 having a radius larger than the downstream end outlet M7 of the collecting pipe M5. Is provided.

また、集合管M5における前記気筒列方向の一端側の壁面に、案内管M6から集合管M5に流入する排気ガスの流れを三元触媒2の上流側の端面2Aの中央部に向かうように変更する、外側への膨出部M52が形成されている。   Also, the flow of exhaust gas flowing from the guide pipe M6 into the collecting pipe M5 is directed to the central portion of the end face 2A on the upstream side of the three-way catalyst 2 on the wall surface on one end side in the cylinder row direction in the collecting pipe M5 An outward bulging portion M52 is formed.

なお、図4、図6等に示すように、集合管M5は、右側集合管材M5Aと左側集合管材M5Bを嵌合して形成されており、円弧状凹部M51は当該嵌合部に形成されている。集合管M5は、このように複数の部品に分けて構成されてもよいし、一体成形されたものであってもよい。   As shown in FIGS. 4 and 6, etc., the collecting pipe M5 is formed by fitting the right collecting pipe M5A and the left collecting pipe M5B, and the arc-shaped recess M51 is formed in the fitting portion. There is. The collecting pipe M5 may be divided into a plurality of parts as described above, or may be integrally formed.

<円弧状凹部及び膨出部の機能について>
図10に、円弧状凹部M51及び膨出部M52を形成していない場合の排気ガスの流れを示す。
<About the function of the arc-shaped recess and the bulging part>
FIG. 10 shows the flow of exhaust gas when the arc-shaped concave portion M51 and the bulging portion M52 are not formed.

一般に、排気ガスなどの流体は、曲率半径の大きな曲面に沿って流れる傾向があることが知られている。そのため、気筒列方向一端側の第1独立排気管M1から排出される排気ガスは、第1独立排気管M1をその先端部に向かって流れていたときの慣性により、主として、集合管M5における第1独立排気管M1の先端側から続く壁面に沿って集合管M5を下方へ流れる。   Generally, it is known that fluid such as exhaust gas tends to flow along a curved surface with a large radius of curvature. Therefore, the exhaust gas discharged from the first independent exhaust pipe M1 at one end side in the cylinder row direction is mainly generated by the inertia when flowing toward the tip of the first independent exhaust pipe M1. 1) Flow downward through the collecting pipe M5 along the wall surface continuing from the tip side of the independent exhaust pipe M1.

そして、その排気ガスは、図10に破線矢印で示すように、L字状屈曲部M50に達して、その流れ方向が三元触媒2に向かうように変わるから、三元触媒2の上流側の端面2Aの下側部分に当たりやすくなる。   Then, the exhaust gas reaches the L-shaped bent portion M50 as shown by the broken line arrow in FIG. 10, and the flow direction changes so as to be directed to the three-way catalyst 2. It becomes easy to hit the lower part of end face 2A.

第1独立排気管M1以外の独立排気管、例えば第2独立排気管M2から排出される排気ガスは、案内管M6を通ることにより気筒列方向に流れて集合管M5に流入する。   Exhaust gas discharged from independent exhaust pipes other than the first independent exhaust pipe M1, for example, the second independent exhaust pipe M2 flows in the cylinder row direction by flowing through the guide pipe M6 and flows into the collecting pipe M5.

従って、その排気ガスは、図10に一点鎖線矢印で示すように、主として、集合管M5における気筒列方向の一端側の壁面に沿って集合管M5を下方へ流れる。そのため、その排気ガスは、第1独立排気管M1からの排気ガス流れと同じように、L字状屈曲部M50において、その流れ方向が三元触媒2に向かうように変わり、三元触媒2の上流側の端面2Aの下側部分に当たりやすくなる。第3及び第4の独立排気管M3,M4から排出される排気ガスも、第2独立排気管M2から排出される排気ガスと同様の流れとなる。   Therefore, the exhaust gas mainly flows downward through the collecting pipe M5 along the wall surface at one end side in the cylinder row direction of the collecting pipe M5, as shown by a dashed dotted arrow in FIG. Therefore, the exhaust gas changes its flow direction toward the three-way catalyst 2 at the L-shaped bent portion M 50 in the same manner as the exhaust gas flow from the first independent exhaust pipe M 1. It becomes easy to hit the lower part of end face 2A on the upstream side. The exhaust gas exhausted from the third and fourth independent exhaust pipes M3 and M4 also has the same flow as the exhaust gas exhausted from the second independent exhaust pipe M2.

図6に、集合管M5に円弧状凹部M51及び膨出部M52を設けた場合の排気ガス流れを示す。   FIG. 6 shows the flow of exhaust gas when the collecting pipe M5 is provided with the arc-shaped concave portion M51 and the bulging portion M52.

図6に実線矢印に示すように、第1独立排気管M1から排出される排気ガスは、慣性により、主として、集合管M5における第1独立排気管M1の先端側から続く壁面に沿って集合管M5を下方へ流れてL字状屈曲部M50に達する。   As indicated by the solid line arrow in FIG. 6, the exhaust gas discharged from the first independent exhaust pipe M1 is collected mainly along the wall surface continuing from the tip side of the first independent exhaust pipe M1 in the collecting pipe M5 due to inertia. It flows downward through M5 to reach the L-shaped bend M50.

このL字状屈曲部M50の下面側には集合管M5の下流端出口(L字状屈曲部M50の下流端出口)M7よりも半径が大きい円弧状凹部M51が形成されている。従って、L字状屈曲部M50に達した排気ガスは、図7にも実線矢印に示すように、慣性によって円弧状凹部M51の凹んだ底壁面に沿って流れて上昇し、三元触媒2の軸心まわりを旋回しながら、三元触媒2に流入していく。よって、排気ガスが三元触媒2の上流側の端面2Aの全体にわたって均等に当たり易くなる。   On the lower surface side of the L-shaped bent portion M50, an arc-shaped recessed portion M51 having a radius larger than that of the downstream end outlet (the downstream end outlet of the L-shaped bent portion M50) M7 of the collecting pipe M5 is formed. Therefore, the exhaust gas having reached the L-shaped bent portion M50 flows along the recessed bottom wall surface of the arc-shaped concave portion M51 and rises by inertia as shown by solid arrows in FIG. It flows into the three-way catalyst 2 while turning around the axis. Therefore, the exhaust gas can easily hit the entire upstream end face 2A of the three-way catalyst 2 evenly.

図8に実線矢印で示すように、第2乃至第4の独立排気管M2〜M4から排出される排気ガスは、案内管M6を気筒列方向に流れて集合管M5に流入する。   As indicated by solid arrows in FIG. 8, the exhaust gas discharged from the second to fourth independent exhaust pipes M2 to M4 flows through the guide pipe M6 in the cylinder row direction and flows into the collecting pipe M5.

従って、その排気ガスは、慣性により、主として、集合管M5における気筒列方向の一端側の壁面に沿って集合管M5を下方へ流れ、膨出部M52の壁面に到達する。そして、その排気ガスは、膨出部M52の壁面に案内されて流れ方向が三元触媒2の上流側の端面2Aの中央に向かうように変更される。従って、排気ガスが三元触媒2の上流側の端面2Aの全体にわたって均等に当たり易くなる。   Therefore, the exhaust gas flows downward along the wall of the collecting pipe M5 mainly along the wall in the cylinder row direction of the collecting pipe M5 due to inertia, and reaches the wall of the bulging portion M52. Then, the exhaust gas is guided by the wall surface of the bulging portion M52 so that the flow direction is changed to the center of the upstream end surface 2A of the three-way catalyst 2. Therefore, the exhaust gas is likely to uniformly hit the entire upstream end face 2A of the three-way catalyst 2.

<案内管の湾曲部について>
図2及び図3に示すように、案内管M6は、前記気筒列方向の一端側に、一端側の第1独立排気管M1のエンジン本体からの突出方向に湾曲して該第1独立排気管M1の先端部に連なる湾曲部M61を備えている。
<About the curved part of the guide tube>
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the guide pipe M6 is curved at one end side of the cylinder row direction in a protruding direction from the engine body of the first independent exhaust pipe M1 at one end side, and the first independent exhaust pipe It has a curved portion M61 connected to the tip of M1.

従って、第2乃至第4の独立排気管M2〜M4から排出される排気ガスが案内管M6から集合管M5に流入するときに、湾曲部M61によって、排気ガスの流れ方向が気筒列方向から第1独立排気管M1の突出方向に近づくように変わることになる。   Therefore, when the exhaust gas discharged from the second to fourth independent exhaust pipes M2 to M4 flows from the guide pipe M6 into the collecting pipe M5, the flow direction of the exhaust gas is changed from the cylinder row direction by the curved portion M61. (1) It changes so as to approach the protrusion direction of the independent exhaust pipe M1.

これにより、案内管M6から集合管M5に流入する排気ガスが、一端側の第1独立排気管M1から集合管M5に流入する排気ガスと同じく、該第1独立排気管M1の先端部に続く壁面に沿って集合管M5を下方へ流れやすくなる。よって、円弧状凹部M51による排気ガスの旋回流を誘起させやすくなり、排気ガスが三元触媒2の上流側の端面2Aの全体に均等に当たりやすくなる。   Thus, the exhaust gas flowing from the guide pipe M6 into the collecting pipe M5 continues to the tip of the first independent exhaust pipe M1 like the exhaust gas flowing from the first independent exhaust pipe M1 at one end into the collecting pipe M5. It becomes easy to flow down the collection pipe M5 along the wall surface. Therefore, the swirling flow of the exhaust gas can be easily induced by the arc-shaped concave portion M51, and the exhaust gas can easily hit the entire upstream end surface 2A of the three-way catalyst 2 uniformly.

以上述べたように、円弧状凹部M51、膨出部M52及び湾曲部M61によって、排気ガスが三元触媒2の上流側の端面2Aの全体に均等に当たりやすくなるから、三元触媒2の全体が排気ガスの浄化に有効に利用され、そのため、排気ガスの浄化が進みやすくなる。   As described above, the exhaust gas is likely to uniformly hit the entire upstream end face 2A of the three-way catalyst 2 by the arc-shaped concave part M51, the bulging part M52, and the curved part M61. It is effectively used for purification of exhaust gas, and therefore, purification of exhaust gas can be facilitated.

<酸素センサについて>
集合管M5の下流端出口M7に対向する壁面であって、膨出部M52の下方に酸素センサ用台座M53が形成されている。この台座M53に酸素センサ93(酸素濃度検出手段)が設けられて、該酸素センサ93の酸素濃度検出部がL字状屈曲部M50の内部空間に突出している。
<About oxygen sensor>
An oxygen sensor pedestal M53 is formed on the wall surface facing the downstream end outlet M7 of the collecting pipe M5 and below the bulging portion M52. An oxygen sensor 93 (oxygen concentration detection means) is provided on the pedestal M53, and the oxygen concentration detection portion of the oxygen sensor 93 protrudes into the internal space of the L-shaped bent portion M50.

集合管M5における膨出部M52の下方は、集合管M5の気筒列方向の一端側の壁面に沿って下方へ流れる排気ガスと、円弧状凹部M51によって旋回して上昇する排気ガスが合わさるところであり、排気ガスの均質性が高い。よって、当該膨出部M52の下方での酸素濃度の検出により、その検出で得られる酸素濃度の信頼性が高くなる。   Below the bulging part M52 of the collecting pipe M5, there is a place where the exhaust gas flowing downward along the wall surface at one end side of the collecting pipe M5 in the cylinder row direction and the exhaust gas which swirls and rises by the circular recess M51 , The exhaust gas homogeneity is high. Therefore, the detection of the oxygen concentration below the bulging portion M52 increases the reliability of the oxygen concentration obtained by the detection.

(実施形態2)
以下、本発明に係る実施形態2について詳述する。なお、実施形態2の説明において、実施形態1と同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
Second Embodiment
Hereinafter, Embodiment 2 according to the present invention will be described in detail. In the description of the second embodiment, the same parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the detailed description thereof is omitted.

実施形態1では、集合管M5に円弧状凹部M51及び膨出部M52の両方を設ける構成であったが、図9に示すように、実施形態2では、円弧状凹部M51のみを設けている。集合管M5が膨出部M52を備えないから、その成形が容易となる。   In the first embodiment, both the arc-shaped concave portion M51 and the bulging portion M52 are provided in the collecting pipe M5. However, as shown in FIG. 9, only the arc-shaped concave portion M51 is provided in the second embodiment. Since the collecting pipe M5 is not provided with the bulging portion M52, its formation becomes easy.

膨出部M52を備えない場合、案内管M6から集合管M5に流入する排気ガスは、図9に一点鎖線矢印で示すように、集合管M5をそのまま下方へ流れようとする。しかし、そのように流れる排気ガスも、集合管M5における第1独立排気管M1の先端側から続く壁面に沿って集合管M5を下方へ流れ、円弧状凹部51によって旋回して上昇する排気ガスと合わさることにより、L字状屈曲部M50の下部側に集中すること、ひいては三元触媒2の上流側の端面2Aの下部側に集中することが避けられる。   In the case where the bulging portion M52 is not provided, the exhaust gas flowing from the guide pipe M6 into the collecting pipe M5 tends to flow downward through the collecting pipe M5 as shown by a dashed dotted arrow in FIG. However, the exhaust gas flowing in such a manner also flows downward along the collecting pipe M5 along the wall surface continuing from the tip side of the first independent exhaust pipe M1 in the collecting pipe M5, and the exhaust gas swirls and rises by the circular concave portion 51 By combining, concentration on the lower side of the L-shaped bent portion M50 and, consequently, concentration on the lower side of the upstream end surface 2A of the three-way catalyst 2 can be avoided.

特に、実施形態2においても、湾曲部M61が設けられているケースでは、排気ガスが案内管M6から集合管M5に流入するときに、湾曲部M61によって、排気ガスの流れ方向が気筒列方向から第1独立排気管M1の突出方向に近づくように変わる。従って、円弧状凹部51によって旋回して上昇する排気ガス量が多くなるため、膨出部M52を備えない場合でも、排気ガスがL字状屈曲部M50の下部側に、ひいては三元触媒2の上流側の端面2Aの下部側に集中することが避けられる。   In particular, also in the second embodiment, in the case where the curved portion M61 is provided, when the exhaust gas flows from the guide pipe M6 into the collecting pipe M5, the flow direction of the exhaust gas is from the cylinder row direction by the curved portion M61. It changes so as to approach the protrusion direction of the first independent exhaust pipe M1. Therefore, since the amount of exhaust gas that swirls and rises due to the arc-shaped concave portion 51 increases, even when the bulging portion M52 is not provided, the exhaust gas is on the lower side of the L-shaped bent portion M50, and hence the three-way catalyst 2 Concentration on the lower side of the upstream end face 2A is avoided.

(その他の実施形態)
実施形態1,2では、上流側排気浄化装置が三元触媒2、下流側排気浄化装置がGPF3であったが、排気浄化装置はかかる構成に限られるものではなく、種々の浄化装置を採用することができる。例えば、排気装置1をディーゼルエンジンに適用する場合には、GPFに代えてディーゼルパティキュレートフィルタを採用してよい。また、上流側排気浄化装置として酸化触媒を採用し、下流側排気浄化装置としてNOx浄化用触媒を採用し、或いはその逆の構成としてもよい。
(Other embodiments)
In the first and second embodiments, the upstream exhaust purification device is the three-way catalyst 2 and the downstream exhaust purification device is the GPF 3. However, the exhaust purification device is not limited to such a configuration, and various purification devices are employed. be able to. For example, when the exhaust system 1 is applied to a diesel engine, a diesel particulate filter may be employed instead of the GPF. Further, an oxidation catalyst may be employed as the upstream side exhaust purification device, and a NOx purification catalyst may be employed as the downstream side exhaust purification device, or vice versa.

実施形態1,2では、排気マニホールドMの集合管M5が第1気筒側に配置されているが、集合管M5が第4気筒側に配置されるとともに、三元触媒2の上流側の端面2Aが左側にくるように構成されていてもよい。
(三元触媒に対するガス当たり性の評価)
数値流体力学(CFD:Computational Fluid Dynamics)モデルを作成して解析を行った。そして、この解析結果に基づき、三元触媒2に流入する排気ガスの流速、圧力、温度等を推定し、三元触媒始端面2Aにおける排気ガスの流速分布から、各気筒のガス当たりの均一性をガス当たり改善指標として評価した。結果を図11に示す。
In the first and second embodiments, the collecting pipe M5 of the exhaust manifold M is disposed on the first cylinder side, but the collecting pipe M5 is disposed on the fourth cylinder side, and the end face 2A on the upstream side of the three-way catalyst 2 May be configured to be on the left side.
(Evaluation of gas permeability for three-way catalyst)
A computational fluid dynamics (CFD) model was created and analyzed. Then, based on the analysis result, the flow velocity, pressure, temperature, etc. of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 2 are estimated, and from the flow velocity distribution of the exhaust gas at the three-way catalyst start face 2A, uniformity per gas of each cylinder Was evaluated as an indicator of improvement per gas. The results are shown in FIG.

なお、比較例1、実施例1及び実施例2は、それぞれ、図10に示す円弧状凹部M51及び膨出部M52のいずれも形成されていない場合、図9に示す円弧状凹部M51のみ形成した場合、及び、図6に示す円弧状凹部M51及び膨出部M52の両者とも形成した場合の結果である。   In Comparative Example 1 and Examples 1 and 2, only the arc-shaped recess M51 shown in FIG. 9 was formed when neither the arc-shaped recess M51 and the bulging portion M52 shown in FIG. 10 were formed respectively. This is a result of the case where both the arc-shaped concave portion M51 and the bulging portion M52 shown in FIG. 6 are formed.

図11に示すように、比較例1に比べ実施例1及び実施例2では、1つ以上の気筒からの排気ガス当たりの均一性が改善され、全気筒からの排気ガス当たりの均質性が向上していることが判る。   As shown in FIG. 11, the uniformity per exhaust gas from one or more cylinders is improved and the uniformity per exhaust gas from all the cylinders is improved in Example 1 and Example 2 as compared with Comparative Example 1. It is understood that you are doing.

具体的には、比較例1を基準として、第1気筒では、実施例1及び実施例2において、ガス当たり改善指標はそれぞれ約3割及び約5割改善した。   Specifically, based on Comparative Example 1, in the first cylinder, the improvement index per gas was improved by about 30% and about 50% in Example 1 and Example 2, respectively.

第2気筒では、実施例1及び実施例2において、ガス当たり改善指標はそれぞれ約5割及び約7.5割改善した。   In the second cylinder, the improvement index per gas was improved by about 50% and about 7.5% in Example 1 and Example 2, respectively.

なお、第3気筒では、実施例1及び実施例2において、ガス当たり改善指標はそれぞれ約160%低下及び同等であった。   In the third cylinder, the improvement index per gas was reduced by about 160% and equal in each of Example 1 and Example 2.

第4気筒では、実施例1において、ガス当たり改善指標はほぼ同等であったのに対し、実施例2において、約1割改善した。   In the fourth cylinder, the improvement index per gas was substantially the same in Example 1, but was improved by about 10% in Example 2.

また、ガス当たり改善指標の最大値と最小値との差を評価すると、比較例1を基準として、実施例1及び実施例2では、それぞれ約5割及び約7割差が小さくなっており、前記等からの排気ガス当たりの均質性が向上した。   In addition, when the difference between the maximum value and the minimum value of the improvement index per gas is evaluated, about 50% and about 70% difference between Example 1 and Example 2 is smaller on the basis of Comparative Example 1, respectively. The uniformity per exhaust gas from the above etc. was improved.

このように、特に実施例1の第3気筒では、ガス当たりの均一性に低下が見られたものの、全気筒からの排気ガス流れの三元触媒始端面2Aに対するガス当たりは大きく均質化されることが判った。   As described above, particularly in the third cylinder of the first embodiment, although the uniformity per gas is lowered, the gas per exhaust gas flow from all cylinders to the three-way catalyst front end face 2A is largely homogenized. I found that.

本発明は、エンジンの排気装置において、排気浄化装置に対するガス当たりの均一性を向上させることができるので、極めて有用である。   The present invention is extremely useful because it can improve the uniformity per gas for the exhaust gas purification device in the exhaust system of an engine.

1 エンジンの排気装置
2 三元触媒(上流側排気浄化装置)
2A 三元触媒の上流側の端面
2B 三元触媒の下流側の端面
3 GPF(下流側排気浄化装置)
3A GPFの上流側の端面
3B GPFの下流側の端面
4 L字状排気管
4A 上流側開口
4B 下流側開口
4C 曲がり部
5 排気ガス排出管
6 EGRガス取出管
31 重複部分
33 フィルタ本体(浄化装置本体)
E エンジン
L2 三元触媒の中心軸
L3 GPFの中心軸
L5 排気ガス排出管の中心軸
M 排気マニホールド
M1 第1独立排気管(一端側の独立排気管)
M2 第2独立排気管(残りの独立排気管)
M3 第3独立排気管(残りの独立排気管)
M4 第4独立排気管(残りの独立排気管)
M5 集合管
M6 案内管
M7 下流端出口
M50 L字状屈曲部
M51 円弧状凹部
M52 膨出部
M61 湾曲部
N 接続部
1 Engine exhaust system 2 Three-way catalyst (upstream exhaust gas purification system)
2A End face 2B on the upstream side of the three-way catalyst 2 End face 3 GPF (downstream side exhaust purification device) on the downstream side of the three-way catalyst
3A GPF upstream end face 3B GPF downstream end face 4 L-shaped exhaust pipe 4A upstream side opening 4B downstream side opening 4C bent part 5 exhaust gas discharge pipe 6 EGR gas extraction pipe 31 overlapping part 33 filter body (purification device Body)
E Engine L2 Three-way catalyst central axis L3 GPF central axis L5 Exhaust gas exhaust pipe central axis M Exhaust manifold M1 first independent exhaust pipe (independent exhaust pipe at one end)
M2 2nd independent exhaust pipe (remaining independent exhaust pipe)
M3 3rd independent exhaust pipe (remaining independent exhaust pipe)
M4 4th independent exhaust pipe (remaining independent exhaust pipe)
M5 collecting pipe M6 guiding pipe M7 downstream end outlet M50 L-shaped bent portion M51 arc-shaped recessed portion M52 bulging portion M61 curved portion N connecting portion

Claims (5)

複数の気筒を備えたエンジン本体を有する直列多気筒エンジンの排気ポートに接続された排気マニホールドと、
前記排気マニホールドの排気ガス流れ方向の下流側に接続され、中心軸が気筒列方向と平行になるように配置された排気浄化装置としての触媒とを備えたエンジンの排気装置であって、
前記排気マニホールドは、
前記エンジン本体の各排気ポートに接続された複数の独立排気管と、
前記エンジン本体の気筒列方向の一端側に配置され、前記複数の独立排気管のうちの当該気筒列方向の一端側の独立排気管の先端部から下方に延びる集合管と、
前記複数の独立排気管のうちの残りの各独立排気管から流出する排気ガスを前記一端側の独立排気管の方に導いて前記集合管に案内する気筒列方向に延びた案内管と、
前記集合管の下部に形成され、排気ガスが前記排気浄化装置の上流側の端面に向かうように横方向にL字状に屈曲したL字状屈曲部と、
前記集合管の前記L字状屈曲部の下面側に形成され、該集合管における前記一端側の独立排気管の先端側から下方に続く壁面に沿って該集合管を下方に流れる排気ガスが、前記排気浄化装置の軸心まわりを旋回しながら該排気浄化装置に流入するように、該排気ガスの旋回を促進するための、前記排気浄化装置に向かって開口した前記L字状屈曲部の出口よりも半径が大きくなった円弧状凹部とを備えていることを特徴とするエンジンの排気装置。
An exhaust manifold connected to an exhaust port of an in-line multi-cylinder engine having an engine body provided with a plurality of cylinders;
An exhaust system of an engine comprising: a catalyst as an exhaust gas purification device connected to a downstream side of an exhaust gas flow direction of the exhaust manifold and disposed so that a central axis is parallel to a cylinder row direction ,
The exhaust manifold is
A plurality of independent exhaust pipes connected to respective exhaust ports of the engine body;
A collective pipe disposed at one end side of the engine body in the cylinder row direction and extending downward from the tip of the independent exhaust pipe at one end side of the plurality of independent exhaust pipes in the cylinder row direction;
A guide pipe extending in a cylinder row direction for guiding exhaust gas flowing out from the remaining independent exhaust pipes of the plurality of independent exhaust pipes toward the one end side independent exhaust pipe and guiding the exhaust gas to the collecting pipe;
An L-shaped bent portion which is formed in a lower portion of the collecting pipe and which is bent in an L shape in a lateral direction so that exhaust gas is directed to the upstream end face of the exhaust gas purification device;
Exhaust gas flowing downward through the collecting pipe along a wall surface which is formed on the lower surface side of the L-shaped bent portion of the collecting pipe and continues downward from the tip end side of the independent exhaust pipe on the one end side of the collecting pipe is An outlet of the L-shaped bent portion opened toward the exhaust gas purification device for promoting swirling of the exhaust gas so as to flow into the exhaust gas purification device while swirling around the axis of the exhaust gas purification device An exhaust system for an engine, comprising: an arc-shaped recess having a larger radius than the arc-shaped recess.
請求項1において、
前記集合管における前記気筒列方向の一端側の壁面に、前記案内管から前記集合管に流入する排気ガスの流れを前記排気浄化装置の上流側の端面の中央部に向かうように変更する、外側への膨出部を備えていることを特徴とするエンジンの排気装置。
In claim 1,
On the wall surface at one end side in the cylinder row direction of the collecting pipe, the flow of exhaust gas flowing from the guide pipe into the collecting pipe is changed to be directed to the central portion of the end face on the upstream side of the exhaust gas purification device An exhaust system for an engine comprising a bulging portion.
請求項1又は請求項2において、
前記案内管は、前記気筒列方向の一端側に、前記一端側の独立排気管のエンジン本体からの突出方向に湾曲して該一端側の独立排気管の先端部に連なる湾曲部とを備えていることを特徴とするエンジンの排気装置。
In claim 1 or claim 2,
The guide pipe includes, on one end side of the cylinder row direction, a curved portion which curves in a direction in which the independent exhaust pipe on the one end side protrudes from the engine body and continues to a tip of the independent exhaust pipe on the one end side. Engine exhaust system characterized by
請求項2、又は請求項2を引用する請求項3において、
前記集合管における前記膨出部の下方に酸素濃度検出手段が設けられていることを特徴とするエンジンの排気装置。
In claim 2 or claim 3 which refers to claim 2
An exhaust system for an engine, wherein an oxygen concentration detecting means is provided below the bulging portion in the collecting pipe.
請求項1乃至請求項4のいずれか一において、
前記排気浄化装置よりも排気ガス流れ方向の下流側に設けられた下流側排気浄化装置をさらに備え、
前記排気浄化装置と前記下流側排気浄化装置は、互いの中心軸が略直交し、且つ前記下流側排気浄化装置の軸方向に視て、前記排気浄化装置の下流部が前記下流側排気浄化装置の上流側の端面の一部に重なる関係になるように配設されていることを特徴とするエンジンの排気装置。
In any one of claims 1 to 4,
It further comprises a downstream exhaust purification device provided downstream of the exhaust purification device in the exhaust gas flow direction,
When the exhaust purification device and the downstream exhaust purification device have their central axes substantially orthogonal to each other and viewed in the axial direction of the downstream exhaust purification device, the downstream portion of the exhaust purification device is the downstream exhaust purification device An exhaust system of an engine, wherein the exhaust system of the engine is disposed so as to overlap a part of the end face on the upstream side.
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JP3566064B2 (en) * 1998-02-18 2004-09-15 ダイハツ工業株式会社 Exhaust gas purifier in a multi-cylinder internal combustion engine
DE102009024718A1 (en) * 2009-06-12 2010-12-16 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Exhaust gas treatment device for use close to the engine
JP5983517B2 (en) * 2013-04-18 2016-08-31 マツダ株式会社 Engine exhaust pipe structure with catalyst

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