(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の排気通路を備えるとともに、該各排気通路にそれぞれ触媒担体を設けてなるエンジンにおいて、
上記各触媒担体の上流側通路にそれぞれ二次エアを供給する二次エア供給手段を設けており、
上記複数の排気通路が、車両前方側に配置される前方側排気通路と車両後方側に配置される後方側排気通路とで構成されるとともに、
上記二次エア供給手段が、上記前方側排気通路に設けられた上記触媒担体の上流側通路に供給される二次エアと上記後方側排気通路に設けられた上記触媒担体の上流側に供給される二次エアの密度を略同一とし得る如く構成されており、
上記二次エア供給手段が、上記前方側排気通路に供給される二次エアを加熱する加熱手段を備えており、
上記加熱手段が、上記前方側排気通路の放射熱を利用して二次エアを加熱する如く構成されており、
上記二次エア供給手段が、上記前方側排気通路に二次エアを供給する前方側二次エア通路と上記後方側排気通路に二次エアを供給する後方側二次エア通路とを備えるとともに、
上記前方側二次エア通路の上記前方側排気通路に対応する部分の通路長さが、上記後方側二次エア通路の上記後方側排気通路に対応する部分の通路長さよりも長くなるように設定されていることを特徴とするエンジンの二次エア供給装置。
【請求項２】
複数の排気通路を備えるとともに、該各排気通路にそれぞれ触媒担体を設けてなるエンジンにおいて、
上記各触媒担体の上流側通路にそれぞれ二次エアを供給する二次エア供給手段を設けており、
上記複数の排気通路が、車両前方側に配置される前方側排気通路と車両後方側に配置される後方側排気通路とで構成されるとともに、
上記二次エア供給手段が、上記前方側排気通路に設けられた上記触媒担体の上流側通路に供給される二次エアと上記後方側排気通路に設けられた上記触媒担体の上流側に供給される二次エアの密度を略同一とし得る如く構成されており、
上記二次エア供給手段が、上記前方側排気通路に供給される二次エアを加熱する加熱手段を備えており、
上記加熱手段が、上記前方側排気通路の放射熱を利用して二次エアを加熱する如く構成されており、
上記二次エア供給手段が、上記前方側排気通路に二次エアを供給する前方側二次エア通路と上記後方側排気通路に二次エアを供給する後方側二次エア通路とを備えるとともに、
上記前方側二次エア通路が上記前方側排気通路に近接して配置されていることを特徴とするエンジンの二次エア供給装置。
【請求項３】
複数の排気通路を備えるとともに、該各排気通路にそれぞれ触媒担体を設けてなるエンジンにおいて、
上記各触媒担体の上流側通路にそれぞれ二次エアを供給する二次エア供給手段を設けており、
上記複数の排気通路が、車両前方側に配置される前方側排気通路と車両後方側に配置される後方側排気通路とで構成されるとともに、
上記二次エア供給手段が、上記前方側排気通路に設けられた上記触媒担体の上流側通路に供給される二次エアと上記後方側排気通路に設けられた上記触媒担体の上流側に供給される二次エアの密度を略同一とし得る如く構成されており、
車両の走行に伴う走行風を後方側排気通路の近傍へ案内する走行風案内手段を備えたことを特徴とするエンジンの二次エア供給装置。
【請求項４】
複数の排気通路を備えるとともに、該各排気通路にそれぞれ触媒担体を設けてなるエンジンにおいて、
上記各触媒担体の上流側通路にそれぞれ二次エアを供給する二次エア供給手段を設けており、
上記複数の排気通路が、車両前方側に配置される前方側排気通路と車両後方側に配置される後方側排気通路とで構成されるとともに、
上記二次エア供給手段が、上記前方側排気通路に設けられた上記触媒担体の上流側通路に供給される二次エアと上記後方側排気通路に設けられた上記触媒担体の上流側に供給される二次エアの密度を略同一とし得る如く構成されており、
上記前方側排気通路に供給される二次エア量が上記後方側排気通路に供給される二次エア量よりも少なくなるように二次エア供給量が上記前方側吸気通路と後方側吸気通路との間において相対的に設定されることを特徴とするエンジンの二次エア供給装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つにおいて、
上記エンジンが、二つのバンクを備え且つ該各バンクのそれぞれに上記触媒担体を備えた排気通路が接続されるとともに該各バンクの一方を車両前方側に他方を車両後方側にそれぞれ位置せしめた状態で車両に搭載され、
さらに上記二次エア供給手段が、車両前方側のバンクに対応する上記前方側排気通路に設けられた上記触媒担体の上流側通路に供給される二次エアと車両後方側のバンクに対応する上記後方側排気通路に設けられた上記触媒担体の上流側に供給される二次エアの密度を略同一とし得る如く構成されていることを特徴とするエンジンの二次エア供給装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１つにおいて、
上記エンジンの車両前方側位置で且つ該エンジンに対して車幅方向に偏位した位置にエンジンの運転中常時作動するファンが備えられる一方、
上記二次エア供給手段が二次エア供給制御用機器を備えるとともに、該二次エア供給制御用機器が上記ファンの下流側の近傍位置に配置されていることを特徴とするエンジンの二次エア供給装置。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか１つにおいて、
上記エンジンが、各気筒毎に区画壁により区画された複数の排気ポートを備えた排気多弁式エンジンとされる一方、
上記二次エア供給手段がエアノズルを介して二次エアを供給する如く構成されるとともに、該エアノズルの先端が上記区画壁の前縁部に近接対向せしめられていることを特徴とするエンジンの二次エア供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、エンジンの二次エア供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンにおける排気エミッション対策の一つの方法として、例えば酸化触媒を排気通路に備え該触媒により排気ガス中の未燃成分であるＣＯ、ＨＣを酸化除去する排気浄化方法が従来より知られている。
【０００３】
ところで、触媒には、所定の活性温度に達しないと十分な排気浄化性能が得られないという性質があり、特にエンジンの冷間始動直後においては触媒が活性温度に達するまでに比較的時間がかかるため問題となる。
【０００４】
このような触媒の活性化の遅れによる排気浄化性能の低下を抑制する方法として、例えば触媒単体をエンジンの近傍に配置して温度の高い排気ガスを触媒に流してその温度上昇を促進させる方法とか、燃焼性が悪く未燃成分が発生し易い運転領域において触媒の上流側に二次エアを供給してＨＣ，ＣＯを酸化除去しもって触媒の排気浄化性能の立ち遅れをカバーするとともに酸化熱によって触媒の活性化を促進する方法とか、さらに進んで、二次エアを加熱してエア温度を高めた状態で触媒上流側に供給することで排気浄化性能の向上と触媒の活性化のより一層の促進とを図る方法（例えば、特公昭５４−１２５６７号公報参照）等が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようにエンジンの排気通路の触媒上流側に二次エアを供給する場合、以下のような理由により、排気浄化性能の悪化あるいはエンジンの燃焼性の悪化という問題の発生が懸念される。
【０００６】
即ち、例えば、両バンクのそれぞれ側方位置に該各バンクの各気筒の排気通路をそれぞれ集合させて取り出したＶ型あるいは水平対向エンジンを車両に横置搭載（即ち、クランク軸方向を車幅方向に向けて搭載）した場合とか、直列エンジンにおいて各気筒の排気通路をその一端寄りに位置する複数の気筒の各排気通路と他端寄りに位置する複数の気筒の各排気通路とをそれぞれ集合させてなる二つの集合通路を構成するとともにこれを車両に縦置搭載した場合には、車両前方側に位置する前方側排気通路と車両後方側に位置する後方側排気通路とが存在することになる。そして、かかるものにおいても、この前方側排気通路と後方側排気通路のそれぞれに触媒単体を備えるとともに、該触媒単体の上流側通路に二次エアを供給することになる。
【０００７】
この場合、この二次エアの供給は、共通のエア源（例えば、電動エアポンプ）から送られるエアを、前方側排気通路に接続される前方側二次エア通路と後方側排気通路に接続される後方側二次エア通路とに分岐させてこれら各二次エア通路を通してそれぞれ前方側排気通路と後方側排気通路とに二次エア通路を供給するのが通例である。
【０００８】
ところが、この前方側二次エア通路と後方側二次エア通路とを比較した場合、前方側二次エア通路は車両前方側に位置しているため車両の走行に伴う走行風及び車両前端に配置されるファンの送風を多く受けるが、車両後方側に位置している後方側二次エア通路は、エンジンが障害となったり（例えば、横置Ｖ型エンジンの場合）前方側排気通路部分が障害となったり（例えば、縦置直列エンジンの場合）することから前方側二次エア通路に比して走行風あるいは送風を受ける比率が低くなる。従って、かかる走行風あるいは送風による二次エアの冷却作用を考慮すると、当然に前方側二次エア通路を介して供給される二次エアと後方側二次エア通路を介して供給される二次エアとではそのエア温度が異なり、これに伴って両者間においては二次エアの密度に比較的大きな差を生じることになる。
【０００９】
このように、二次エアの密度が前方側二次エア通路を介して供給されるものと後方側二次エア通路を介して供給されるものとの間で相違すると、前方側排気通路に備えられた触媒と後方側排気通路に備えられた触媒との間において排気浄化性能に差が生じるとともにその活性度にも差が生じ、結果的にエンジン全体としての排気浄化性能が低下することになる。また、エンジンの吸気量は排気通路に設けたＯ2センサの出力に基づいて設定されるが、この場合、前方側排気通路に供給される二次エアと後方側排気通路に供給される二次エアとの間において密度に差があると吸気量の設定が不適切となり燃焼性が悪化し、延いては未燃成分の発生が多くなることで排気浄化率が低下することになるものである。
【００１０】
そこで本願発明は、かかる二次エアの密度の不一致を抑制することで触媒の活性化の促進と排気浄化性能の向上とを図るとともに、併せて、二次エア供給制御用機器の信頼性を確保することを主たる目的としてなされたものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本願発明ではかかる課題を解決するための具体的手段として次のような構成を採用している。
【００１２】
本願の第１の発明では、複数の排気通路を備えるとともに、該各排気通路にそれぞれ触媒担体を設けてなるエンジンにおいて、上記各触媒担体の上流側通路にそれぞれ二次エアを供給する二次エア供給手段を設けており、上記複数の排気通路が、車両前方側に配置される前方側排気通路と車両後方側に配置される後方側排気通路とで構成されるとともに、上記二次エア供給手段が、上記前方側排気通路に設けられた上記触媒担体の上流側通路に供給される二次エアと上記後方側排気通路に設けられた上記触媒担体の上流側に供給される二次エアの密度を略同一とし得る如く構成されており、上記二次エア供給手段が、上記前方側排気通路に供給される二次エアを加熱する加熱手段を備えており、上記加熱手段が、上記前方側排気通路の放射熱を利用して二次エアを加熱する如く構成されており、上記二次エア供給手段が、上記前方側排気通路に二次エアを供給する前方側二次エア通路と上記後方側排気通路に二次エアを供給する後方側二次エア通路とを備えるとともに、上記前方側二次エア通路の上記前方側排気通路に対応する部分の通路長さが、上記後方側二次エア通路の上記後方側排気通路に対応する部分の通路長さよりも長くなるように設定されていることを特徴としている。
【００１３】
本願の第２の発明では、複数の排気通路を備えるとともに、該各排気通路にそれぞれ触媒担体を設けてなるエンジンにおいて、上記各触媒担体の上流側通路にそれぞれ二次エアを供給する二次エア供給手段を設けており、上記複数の排気通路が、車両前方側に配置される前方側排気通路と車両後方側に配置される後方側排気通路とで構成されるとともに、上記二次エア供給手段が、上記前方側排気通路に設けられた上記触媒担体の上流側通路に供給される二次エアと上記後方側排気通路に設けられた上記触媒担体の上流側に供給される二次エアの密度を略同一とし得る如く構成されており、上記二次エア供給手段が、上記前方側排気通路に供給される二次エアを加熱する加熱手段を備えており、上記加熱手段が、上記前方側排気通路の放射熱を利用して二次エアを加熱する如く構成されており、上記二次エア供給手段が、上記前方側排気通路に二次エアを供給する前方側二次エア通路と上記後方側排気通路に二次エアを供給する後方側二次エア通路とを備えるとともに、上記前方側二次エア通路が上記前方側排気通路に近接して配置されていることを特徴としている。
【００１４】
本願の第３の発明では、複数の排気通路を備えるとともに、該各排気通路にそれぞれ触媒担体を設けてなるエンジンにおいて、上記各触媒担体の上流側通路にそれぞれ二次エアを供給する二次エア供給手段を設けており、上記複数の排気通路が、車両前方側に配置される前方側排気通路と車両後方側に配置される後方側排気通路とで構成されるとともに、上記二次エア供給手段が、上記前方側排気通路に設けられた上記触媒担体の上流側通路に供給される二次エアと上記後方側排気通路に設けられた上記触媒担体の上流側に供給される二次エアの密度を略同一とし得る如く構成されており、車両の走行に伴う走行風を後方側排気通路の近傍へ案内する走行風案内手段を備えたことを特徴としている。
【００１５】
本願の第４の発明では、複数の排気通路を備えるとともに、該各排気通路にそれぞれ触媒担体を設けてなるエンジンにおいて、上記各触媒担体の上流側通路にそれぞれ二次エアを供給する二次エア供給手段を設けており、上記複数の排気通路が、車両前方側に配置される前方側排気通路と車両後方側に配置される後方側排気通路とで構成されるとともに、上記二次エア供給手段が、上記前方側排気通路に設けられた上記触媒担体の上流側通路に供給される二次エアと上記後方側排気通路に設けられた上記触媒担体の上流側に供給される二次エアの密度を略同一とし得る如く構成されており、上記前方側排気通路に供給される二次エア量が上記後方側排気通路に供給される二次エア量よりも少なくなるように二次エア供給量が上記前方側吸気通路と後方側吸気通路との間において相対的に設定されることを特徴としている。
【００１６】
本願の第５の発明では、上記第１〜第４の発明のいずれか１つにかかるエンジンの二次エア供給装置において、上記エンジンが、二つのバンクを備え且つ該各バンクのそれぞれに上記触媒担体を備えた排気通路が接続されるとともに該各バンクの一方を車両前方側に他方を車両後方側にそれぞれ位置せしめた状態で車両に搭載され、さらに上記二次エア供給手段が、車両前方側のバンクに対応する上記前方側排気通路に設けられた上記触媒担体の上流側通路に供給される二次エアと車両後方側のバンクに対応する上記後方側排気通路に設けられた上記触媒担体の上流側に供給される二次エアの密度を略同一とし得る如く構成されていることを特徴としている。
【００１７】
本願の第６の発明では、上記第１〜第４の発明のいずれか１つにかかるエンジンの二次エア供給装置において、上記エンジンの車両前方側位置で且つ該エンジンに対して車幅方向に偏位した位置にエンジンの運転中常時作動するファンが備えられる一方、上記二次エア供給手段が二次エア供給制御用機器を備えるとともに、該二次エア供給制御用機器が上記ファンの下流側の近傍位置に配置されていることを特徴としている。
【００１８】
本願の第７の発明では、上記第１〜第４の発明のいずれか１つにかかるエンジンの二次エア供給装置において、上記エンジンが、各気筒毎に区画壁により区画された複数の排気ポートを備えた排気多弁式エンジンとされる一方、上記二次エア供給手段がエアノズルを介して二次エアを供給する如く構成されるとともに、該エアノズルの先端が上記区画壁の前縁部に近接対向せしめられていることを特徴としている。
【００１９】
【発明の効果】
本願発明ではかかる構成とすることにより次のような効果が得られる。
【００２０】
（イ）本願の第１〜第４の発明にかかるエンジンの二次エア供給装置によれば、各排気通路に設けられた各触媒担体の上流側通路にそれぞれ二次エアを供給する二次エア供給手段を、上記各触媒担体の上流側通路にそれぞれ供給される二次エアの密度を略同一とし得る如く構成しているので、各触媒単体における排気浄化性能が可及的に均等化され、各触媒単体における触媒の活性化が促進されるとともに、二次エアによる未燃成分の酸化除去作用が促進され、結果的に装置全体としての排気浄化性能が向上せしめられるものである。また、排気ガス中の酸素濃度の検出値の信頼性が高められることで、適切な空燃比によりエンジンの燃焼性が改善され、未燃成分の排出そのものが減少し排気浄化率の向上が期待できるものである。
【００２１】
（ロ）本願の第１〜第４の発明にかかるエンジンの二次エア供給装置によれば、車両前方側に配置される前方側排気通路に備えられた触媒単体と車両後方側に配置される後方側排気通路に備えられた触媒単体のそれぞれの上流側通路に二次エアを供給する二次エア供給手段を、上記前方側排気通路に供給される二次エアと上記後方側排気通路に供給される二次エアの密度を略同一とし得る如く構成しているので、前方側排気通路に供給される二次エアと後方側排気通路に供給される二次エアとの間における走行風あるいはファン送風による冷却性の相違にかかわらず、上記各触媒単体における排気浄化性能が可及的に均等化され、各触媒単体における触媒の活性化が促進されるとともに、二次エアによる未燃成分の酸化除去作用が促進され、結果的に装置全体としての排気浄化性能が向上せしめられるものである。
【００２２】
（ハ）本願の第１及び第２の発明にかかるエンジンの二次エア供給装置によれば、上記二次エア供給手段が上記前方側排気通路に供給される二次エアを加熱する加熱手段を備えているので、該加熱手段により前方側排気通路に供給される二次エアを加熱してそのエア温度を高めることで、走行風等による冷却作用を大きく受ける前方側排気通路に供給される二次エアのエア温度と、走行風等による冷却作用が少ない後方側排気通路に供給される二次エアのエア温度との不均等を是正してエア温度の均等化、即ち、密度の均等化を図ることができ、結果的に、触媒単体における排気浄化性能のより一層の向上と燃焼性の改善による排気浄化率の向上が期待できるものである。
【００２３】
（ニ）本願の第１及び第２の発明にかかるエンジンの二次エア供給装置によれば、前方側排気通路の放射熱を利用して二次エアを加熱する如く構成しているので、特別な加熱源を設ける必要がなく、それだけ二次エアの密度の均等化、延いては触媒単体における排気浄化性能の向上と燃焼性の改善による排気浄化率の向上とをより安価に達成することができるものである。
【００２４】
（ホ）本願の第１の発明にかかるエンジンの二次エア供給装置によれば、上記二次エア供給手段を、上記前方側排気通路に二次エアを供給する前方側二次エア通路と上記後方側排気通路に二次エアを供給する後方側二次エア通路とで構成するとともに、上記前方側二次エア通路の上記前方側排気通路に対応する部分の通路長さを、上記後方側二次エア通路の上記後方側排気通路に対応する部分の通路長さよりも長くなるように設定しているので、排気通路に対応する部分の通路長さが長い前方側二次エア通路は、排気通路に対応する部分の通路長さが短い後方側二次エア通路に比して、排気通路側の放射熱による加熱作用が大きく、従って、走行風等による冷却作用の大きい前方側二次エア通路と冷却作用の少ない後方側二次エア通路との間の冷却作用の差が、放射熱による加熱作用の相違によって是正され、二次エアのエア温度の均等化、即ち、密度の均等化を図ることができ、結果的に、触媒単体における排気浄化性能のより一層の向上と燃焼性の改善による排気浄化率の向上が期待できるものである。
【００２５】
（ヘ）本願の第２の発明にかかるエンジンの二次エア供給装置によれば、上記前方側二次エア通路を上記前方側排気通路に近接して配置しているので、該前方側二次エア通路においては前方側排気通路からの放射熱による加熱作用が促進され、従って、前方側二次エア通路と後方側二次エア通路との間の走行風等による冷却作用の差が可及的に是正され、二次エアのエア温度の均等化、即ち、密度の均等化を図ることができ、結果的に、触媒単体における排気浄化性能のより一層の向上と燃焼性の改善による排気浄化率の向上が期待できるものである。
【００２６】
（ト）本願の第３の発明にかかるエンジンの二次エア供給装置によれば、走行風を後方側排気通路の近傍へ案内する走行風案内手段を備えているので、前方側排気通路の近傍と後方側排気通路の近傍との間における走行風等による冷却作用が可及的に均等化され、前方側排気通路に供給される二次エアと後方側排気通路に均等化される二次エアとの間の密度差がなくなり、それだけ触媒単体における排気浄化性能の向上と燃焼性の改善による排気浄化率の向上が期待できるものである。
【００２７】
（チ）本願の第４の発明にかかるエンジンの二次エア供給装置によれば、走行風等による冷却作用が大きい前方側排気通路に供給される二次エアの供給量を、かかる冷却作用の少ない後方側排気通路に供給される二次エアの供給量よりも少なくなるように二次エア供給量を設定するようにしているので、走行風等による冷却作用の大きい前方側排気通路側に供給される二次エアと冷却作用の少ない後方側排気通路に供給される二次エアとの密度差が供給量を異ならせることで是正され、結果的に、触媒単体における排気浄化性能のより一層の向上と燃焼性の改善による排気浄化率の向上が期待できるものである。
【００２８】
（リ）本願の第５の発明にかかるエンジンの二次エア供給装置によれば、二つのバンクのそれぞれに触媒担体を備えた排気通路が接続されたエンジンを横置搭載したものにおいて、該各排気通路の触媒単体の上流側通路に二次エアを供給する二次エア供給手段を、車両前方側のバンクに対応する上記前方側排気通路に設けられた上記触媒担体の上流側通路に供給される二次エアと車両後方側のバンクに対応する上記後方側排気通路に設けられた上記触媒担体の上流側に供給される二次エアの密度を略同一とし得る如く構成しているので、前方側排気通路に供給される二次エアと後方側排気通路に供給される二次エアとの間における走行風あるいはファン送風による冷却作用の相違にかかわらず、上記各触媒単体における排気浄化性能が可及的に均等化され、各触媒単体における触媒の活性化が促進されるとともに、二次エアによる未燃成分の酸化除去作用が促進され、結果的に装置全体としての排気浄化性能が向上せしめられるものである。
【００２９】
（ヌ）本願の第６の発明にかかるエンジンの二次エア供給装置によれば、エンジンの車両前方側位置で且つ該エンジンに対して車幅方向に偏位した位置にエンジンの運転中常時作動するファンを備える一方、二次エア供給手段の二次エア供給制御用機器を上記ファンの下流側の近傍位置に配置するようにしているので、上記二次エア供給制御用機器がファンの送風によって冷却作用を受けるとともに、該二次エア供給制御用機器がエンジンから遠くに配置された分だけ排気通路側からの放射熱による加熱作用が抑制され、これらの相乗効果として、該二次エア供給制御用機器の温度上昇による熱害が可及的に防止され、二次エア供給制御の信頼性が高められるものである。
【００３０】
（ル）本願の第７の発明にかかるエンジンの二次エア供給装置によれば、各気筒毎に区画壁により区画された複数の排気ポートを備えた排気多弁式エンジンにおいて、上記二次エア供給手段をエアノズルを介して二次エアを供給する如く構成するとともに、該エアノズルの先端を上記区画壁の前縁部に近接対向させるようにしているので、二次エアの供給時には上記エアノズルから噴射される二次エアが上記区画壁の前縁部に衝突して拡散されることで該二次エアと排気ガスとのミキシング作用が促進され排気浄化性能の向上が期待でき、また、二次エアの供給停止時には上記区画壁の前縁部によって排気ガスが上記エアノズルの先端部に直接的に到達するのが防止され該排気ガス中のカーボン等がエアノズルに詰まって二次エアの供給を阻害するということがなく装置の作動上の信頼性が高められるものである。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明にかかる二次エア供給装置を好適な実施形態に基づいて具体的に説明する。
【００３２】
図１〜図４には、車両前端に位置するシュラウドアッパーパネル５０と前部両側に位置する左右一対のサイドパネル５１，５１との間に形成されたエンジンルーム内に、クランク軸方向を車幅方向に向けて横置搭載されたＶ型６気筒エンジン１とこのエンジン１に備えられた本願発明の主体たる二次エア供給装置Ｚ（後で詳述する）とを示しており、符号２は該エンジン１の一端側に接続配置されたトランスミッション、３はシリンダブロック、４は各バンク１Ａ，１Ｂにそれぞれ配置されたシリンダヘッド、５はオイルパンである。さらに、上記トランスミッション２の車両前方側にはエンジンの運転中常時作動する第１ファン５５（特許請求の範囲中の「ファン」に該当する）と第１ラジエータ５４が、また上記エンジン１の車両前方側にはエンジン温度に対応して間欠的に作動する第２ファン５７と第２ラジエータ５６が、それぞれ配置されるとともに、車体左側に位置するサイドパネル５１の車幅方向外側位置には、二次エアの供給源となる電動エアポンプ６が配置されている。
【００３３】
エンジン１
上記エンジン１は、各気筒毎に二つの排気弁（図示省略）を備えた排気多弁式エンジンであって、図５及び図６R>６に示すように、上記シリンダヘッド４には、各気筒毎にその燃焼室４０に臨んで開口する二つの弁座部４１，４２から延びる二本の分岐排気ポート４３，４４を備えている。尚、この一対の分岐排気ポート４３，４４は、その上流側においては区画壁４６により左右に区画される一方、その下流側においてはこれらが合流して一本の排気ポート４５となり、上記シリンダヘッド４のバンク外側のマニホールド締着面４ａ上に開口している。
【００３４】
上記エンジン１の各バンク１Ａ，１Ｂのマニホールド締着面４ａ，４ａには、それぞれ次述の排気マニホールド１１，１２が締着固定されている。即ち、車両前方側に位置する前方側バンク１Ａのマニホールド締着面４ａには、図１及び図３〜図５に示すように、第１排気マニホールド１１が締着固定されている。この第１排気マニホールド１１は、その内部を気筒配列方向に延びる内部通路１１ａとするとともに、該内部通路１１ａは気筒配列方向に列設された三つの排気導入口２１，２１，２１を介して上記前方側バンク１Ａの各気筒の排気ポート４５，４５，４５のそれぞれに連通せしめられている。また、この第１排気マニホールド１１の上記内部通路１１ａ形成部分の外側には、該内部通路１１ａに沿って延びるエア通路１９ｂをもつエア分配管部１９が一体的に形成されている。そして、このエア分配管部１９は、上記電動エアポンプ６から遠い側の端部近傍にエア導入部１９ａを設けており、このエア導入部１９ａに後述の二次エア供給装置Ｚからの二次エアＡを導入するようになっている。
【００３５】
また、このエア分配管部１９は、上記第１排気マニホールド１１の各排気導入口２１，２１，２１に対応する位置に、その内部をエア通路２４とした細管状のエアノズル２３をそれぞそれ取り付けている。そして、このエアノズル２３は、その後端２３ａ側を上記エア分配管部１９側に締着固定することで上記エア通路２４を上記エア通路１９ｂに連通させる一方、その先端２３ｂ側はこれを上記排気導入口２１を貫通して上記シリンダヘッド４側の排気ポート４５内に進入させている。この場合、このエアノズル２３の先端２３ｂは、上記区画壁４６の前縁部４６ａに対して、上記エア通路２４と同様の通路面積を確保し得るような間隔をもって、近接対向せしめられている。従って、上記エア分配管部１９にそのエア導入部１９ａから導入された二次エアＡは、該エア分配管部１９によって各気筒に分配されるとともに上記各エアノズル２３，２３，２３を通して各排気ポート４５，４５，４５内に噴射供給されることになる。
【００３６】
さらに、上記第１排気マニホールド１１の下面側には、上記内部通路１１ａに連通して下方に延びる排気導出部１７が一体形成されるとともに、該排気導出部１７には触媒を内蔵した第１触媒担体１３が接続されている。さらに、この第１触媒担体１３の下流側には第１排気管１５が接続されている。即ち、二次エアＡは、上記第１触媒担体１３の上流側の通路に供給されることになる。尚、この実施形態においては、上記第１マニホールド１１から上記排気導出部１７、第１触媒担体１３を介して上記第１排気管１５に至る通路で第１排気通路９が構成されている。
【００３７】
一方、車両後方側に位置する後方側バンク１Ｂのマニホールド締着面４ａには、図１〜図３に示すように、第２排気マニホールド１２が締着固定されている。この第２排気マニホールド１２は、上記第１排気マニホールド１１と基本構成を同じとし、気筒配列方向に延びるエア分配管部２０を備えている。但し、このエア分配管部２０は、その基本構造は上記第１排気マニホールド１１側のエア分配管部１９と同様であるが、そのエア導入部２０ａの位置が上記エア分配管部１９と異なっている。即ち、このエア分配管部２０は、上記電動エアポンプ６に近い側の端部にエア導入部２０ａを設けており、このエア導入部２０ａからエア分配管部２０内に二次エアＡが導入されるようになっている。
【００３８】
また、この第２排気マニホールド１２も、上記第１排気マニホールド１１と同様に、上記エア分配管部２０に各エアノズル２３，２３，２３が取り付けられ、該各エアノズル２３，２３，２３を介して各気筒の排気ポート４５，４５，４５内に二次エアＡが噴射供給されるようになっている。
【００３９】
さらに、この第２排気マニホールド１２の下面側には、上記第１排気マニホールド１１側と同様に、排気導出部１８が一体形成されるとともに、該排気導出部１８には第２触媒担体１４が接続され、さらに該第２触媒担体１４の下流側には第２排気管１６が接続されている。尚、この第２排気マニホールド１２側の第２排気管１６と上記第１触媒担体１３側の第１排気管１５とは、その下流側において集合して一本の排気管となって車体後部側へ引き出されている。
【００４０】
尚、この実施形態では、上記第２排気マニホールド１２から、上記排気導出部１８、第２触媒担体１３を介して上記第２排気管１６に至る通路で第２排気通路１０が構成されている。
【００４１】
二次エア供給装置Ｚ
二次エア供給装置Ｚは、エア供給源である上記電動エアポンプ６と、上記エンジン１の各バンク１Ａ，１Ｂにそれぞれ設けた上記エア分配管部１９，２０及びこれに取り付けられた各エアノズル２３，２３，・・と、上記電動エアポンプ６と上記各エア分配管部１９，２０とを接続する次述の二次エア供給管路２５とで構成されている。
【００４２】
上記二次エア供給管路２５は、次述する共通エア管２６と第１分岐エア管２７と第２分岐エア管２８とで構成される。上記共通エア管２６は、階段状に屈曲形成された管体で構成され、その上流端２６ａは車幅方向において上記トランスミッション２寄りに位置する上記サイドパネル５１の外側（反エンジンルーム側）に配置された上記電動エアポンプ６にその一端（上流端）が接続されている。そして、この共通エア管２６は、上記電動エアポンプ６から上記第１ファン５５とトランスミッション２との間の空間に引き出された後、該第１ファン５５の車幅方向外側の端部近傍において上方に立ち上げられるとともに、その下流端２６ｂにはエアコントロールバルブ２９が取り付けられている。
【００４３】
尚、このエアコントロールバルブ２９は、エンジンの特定の運転領域においてのみ開弁して二次エアＡの供給を可能とし、それ以外の運転領域においては閉弁して二次エアＡの供給を停止させるように、エンジンの運転領域に応じてその作動がコントロールユニット（図示省略）により制御される。
【００４４】
上記第１分岐エア管２７と第２分岐エア管２８とは、上記エアコントロールバルブ２９の下流側位置に分岐状態で接続されている。上記第１分岐エア管２７は、上記エンジン１の車両前方側に位置する前方側バンク１Ａに取り付けられた上記第１排気マニホールド１１側に二次エアＡを供給するためのものであって、上記エアコントロールバルブ２９の下流側の分岐位置から上記前方側バンク１Ａと上記第１ファン５５及び第２ファン５７の間を、上記第１排気マニホールド１１に近接してこれに沿って延び、その下流端は該第１排気マニホールド１１に設けた上記エア分配管部１９の上記電動エアポンプ６から最も遠い位置に形成した上記エア導入部１９ａに接続されている。
【００４５】
これに対して、上記第２分岐エア管２８は、上記エンジン１の車両後方側に位置する後方側バンク１Ｂに取り付けられた上記第２排気マニホールド１２側に二次エアＡを供給するためのものであって、上記エアコントロールバルブ２９の下流側の分岐位置から上記トランスミッション２の上方を跨いで該トランスミッション２の車両後方側へ延びた後、ここで屈曲してそのまま車幅方向前方へ延び、その下流端は上記第２排気マニホールド１２に設けたエア分配管部２０の上記電動エアポンプ６から最も近い位置に形成した上記エア導入部２０ａに接続されている。
【００４６】
尚、上記第１分岐エア管２７と第２分岐エア管２８には、上記エンジン１から上記エアコントロールバルブ２９側への排気ガスの逆流を阻止するための逆止弁３０，３１がそれぞれ設けられている。このエアコントロールバルブ２９と逆止弁３０，３１が特許請求の範囲中の「二次エア供給制御用機器」に該当する。
【００４７】
作動等の説明続いて、この実施形態にかかる二次エア供給装置Ｚの作動等について説明する。エンジン１が始動され且つ車両が走行する場合、該エンジン１の運転に伴って各気筒から排出される排気ガスは、排出直後のガス温度の高い時点において、各バンク１Ａ，１Ｂ毎にそれぞれ設けた第１触媒担体１３及び第２触媒担体１４に備えられた触媒により浄化作用を受ける。しかし、エンジンの冷間始動直後においては、上記触媒の温度が活性温度に達しておらず、該触媒による十分な排気浄化性能を期待することはできない。このため、かかる状態下においては、触媒の暖機促進が必要であるとともに、該触媒が活性温度に達するまでの間の排気浄化性能を良好に維持することも必要となる。
【００４８】
かかる要請に応えるのが二次エアであって、この二次エアは、上記エアコントロールバルブ２９の開弁により上記各分岐エア管２７，２８を介して上記各触媒担体１３，１４の上流側通路（具体的には、シリンダヘッド４の各排気ポート４５，４５，・・内）にエアノズル２３を通して噴射供給される。この二次エアの供給により、排気ガス中の未燃成分が酸化除去され触媒の活性化の遅れによる排気浄化性能の低下をカバーし良好な排気浄化性能が確保されるとともに、その時の酸化熱により触媒の暖機促進が図られるものである。
【００４９】
この場合、この実施形態のものにおいては、図５及び図６に示すように、二次エア噴射供給用のエアノズル２３の先端２３ｂを排気ポート４５内に設けられた上記区画壁４６の前縁部４６ａに近接対向させているので、該エアノズル２３から噴射された二次エアＡは該前縁部４６ａに衝突することで拡散され、該二次エアＡと排気ガスとのミキシングが促進され、それだけ未燃成分の二次エアＡによる酸化除去効果が高められ、延いては排気浄化性能の向上が期待できるものである。また、二次エアＡの供給は、未燃成分の発生し易い特定の運転領域においてのみ行われ、それ以外の運転領域においては供給が停止される。この二次エアＡの供給停止時には、上記エアノズル２３内にその先端２３ｂ側から排気ガスが侵入することになるが、この実施形態のものにおいては、上述のように該先端２３ｂを区画壁４６の前縁部４６ａに近接対向させているので、該先端２３ｂは直接排気ガス流に対向せず、従って該先端２３ｂからの排気ガスの侵入が可及的に阻止され、その結果、エアノズル２３のエア通路２４内に排気ガス中のカーボン等が付着堆積してエアノズル２３が目詰まりを起こすことが防止される。
【００５０】
ところで、この実施形態の如く第１分岐エア管２７と第２分岐エア管２８とが車両前方側と車両後方側とに別れて配置されたパイピング構造をもつものにおいては、走行風及びエンジン１の前方側に配置されたファン５５，５７の送風により受ける冷却作用が、該第１分岐エア管２７と第２分岐エア管２８との間において異なる。このため、上記第１分岐エア管２７を通して供給される二次エアＡと上記第２分岐エア管２８を通して供給される二次エアＡとの間に温度差が生じ、この温度差に起因する二次エアＡの密度差により、車両前方側に位置する第１触媒担体１３と車両後方側に位置する第２触媒担体１４との間における暖機度合いにバラツキが生じることになる。この結果、装置全体としての排気浄化性能が低下するとともに、空燃比制御に供される排気ガス中の酸素濃度の検出値の信頼性が損なわれることで空燃比が不適切となり燃焼性の悪化により未燃成分の排出量が増えて排気浄化率が低下する等の問題が発生することは既述の通りである。
【００５１】
然し乍ら、この実施形態のものにおいては、上記の如き問題の発生が懸念されるようなパイピング構造をもつにもかかわらず、本願発明を適用することで上記の如き問題の発生が防止されるようになっている。
【００５２】
即ち、走行風等による冷却作用を受け易い第１分岐エア管２７とかかる冷却作用を受けにくい第２分岐エア管２８との間において、エンジン１側からの放射熱による加熱作用に差をもたせることで、上記冷却作用の差を相殺し、第１分岐エア管２７を通して供給される二次エアＡと第２分岐エア管２８を通して供給される二次エアＡとの間の温度差（即ち、密度差）の可及的解消を図っている。
【００５３】
具体的には、次の通りである。即ち、第１分岐エア管２７は、これを第１排気マニホールド１１に近接してこれに沿う如く配置することで該第１排気マニホールド１１からより高温の放射熱を受けることができ、また、その下流端を上記電動エアポンプ６から最も遠い位置に設けた上記エア分配管部１９のエア導入部１９ａに接続することで放射熱の熱源に対応する部分の通路長さを長くして（即ち、放射熱の受熱面積を大きくして）大熱量の吸収を可能としている。
【００５４】
これに対して、上記第２分岐エア管２８は、その下流端を、上記電動エアポンプ６から最も近い位置にある上記エア分配管部２０のエア導入部２０ａに接続することで、該第２分岐エア管２８と第２排気マニホールド１２とが対応しないようにし、もって該第２分岐エア管２８が第２排気マニホールド１２側から放射熱を受けるのを可及的に防止している。
【００５５】
かかる構成により、第１分岐エア管２７と第２分岐エア管２８とは、走行風等による冷却作用に差がある構造にもかかわらず、該各分岐エア管２７，２８を通して供給される二次エアＡの温度が可及的に同一化され、上記の如き問題の発生が防止されるものである。
【００５６】
さらに、この実施形態のものにおいては、上記エアコントロールバルブ２９と逆止弁３０，３１とを上記エンジン１側から遠くに離してこれを常時運転される上記第１ファン５５の下流側近傍に配置しているが、かかる配置構造とすることで、上記各機器２９，３０，３１に対するエンジン１側からの熱伝達が抑制されるとともに上記第１ファン５５の送風によって冷却されることで、該各機器２９，３０，３１の熱害が可及的に防止され、二次エア供給制御上における信頼性が高まることになる。また、上記電動エアポンプ６も、これをサイドパネル５１の外側に配置することで、該電動エアポンプ６に対するエンジン１側からの熱伝達を抑制してその作動上の信頼性及び耐久性が高められるものである。
【００５７】
その他
（１）上記実施形態においては、第１分岐エア管２７側を第１排気マニホールド１１の放射熱で加熱するようにしているが、本願発明の他の実施形態においては、例えば図１に鎖線図示するように、該第１分岐エア管２７にヒーター３５を配置し、該ヒーター３５の加熱作用によって上記第１分岐エア管２７側の二次エアＡと第２分岐エア管２８側の二次エアＡとの温度の同一化を図ることもできる。
【００５８】
（２）上記実施形態においては、第１分岐エア管２７側と第２分岐エア管２８側との温度差を、該第１分岐エア管２７側に加熱作用を与えることで解消するようにしているが、本願発明の他の実施形態においては、例えば図１に鎖線図示するように、車両前端側とエンジン１の車両後方側位置との間にダクト３４を設け、該ダクト３４によって走行風を上記第２分岐エア管２８側に供給することで該走行風による冷却作用を第１分岐エア管２７と第２分岐エア管２８との間で均等化するように構成することも可能である。
【００５９】
（３）上記実施形態においては、第１分岐エア管２７側と第２分岐エア管２８側との冷却作用の差に起因するこれらの間における二次エアＡの密度差を温度管理によって解消するようにしているが、本願発明の他の実施形態においては、例えば図１に鎖線図示するように、上記第１分岐エア管２７と第２分岐エア管２８とにそれぞれ絞弁３２，３３を設け、温度の低い（即ち、密度の高い）第１分岐エア管２７側の二次エア供給量が、温度の高い（即ち、密度の低い）第２分岐エア管２８側の二次エア供給量よりも少なくなるように二次エア供給量を相対的に設定するようにすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本願発明の実施形態にかかるエンジンの二次エア供給装置を示す平面図である。
【図２】  図１のII-II矢視図である。
【図３】  図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図である。
【図４】  図３のIV-IV矢視図である。
【図５】  図４のV-V矢視図である。
【図６】  図５のVI-VI断面図である。
【符号の説明】
１はエンジン、２はトランスミッション、３はシリンダブロック、４はシリンダヘッド、５はオイルパン、６は電動エアポンプ、９は第１排気通路、１０は第２排気通路、１１及び１２は排気マニホールド、１３及び１４は触媒担体、１５及び１６は排気管、１７及び１８は排気導出部、１９及び２０はエア分配管部、２１は排気導入口、２３はエアノズル、２４はエア通路、２５は二次エア供給管路、２６は共通エア管、２７は第１分岐エア管、２８は第２分岐エア管、２９はエアコントロールバルブ、３０及び３１は逆止弁、４０は燃焼室、４１及び４２は弁座部、４３及び４４は分岐排気ポート、４５は排気ポート、４６は区画壁、５０はシュラウドアッパーパネル、５１はサイドパネル、５２はボンネット、５４は第１ラジエータ、５５は第１ファン、５６は第２ラジエータ、５７は第２ファンである。
【図１】
0003767004.tif 000002
【図２】
0003767004.tif 000003
【図３】
0003767004.tif 000004
【図４】
0003767004.tif 000005
【図５】
0003767004.tif 000006
【図６】
0003767004.tif 000007