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WO2022195873A1 - Ｖ型エンジン、船外機、及び船舶 - Google Patents

Ｖ型エンジン、船外機、及び船舶 Download PDF

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WO2022195873A1
WO2022195873A1 PCT/JP2021/011489 JP2021011489W WO2022195873A1 WO 2022195873 A1 WO2022195873 A1 WO 2022195873A1 JP 2021011489 W JP2021011489 W JP 2021011489W WO 2022195873 A1 WO2022195873 A1 WO 2022195873A1
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WO
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holding portion
type engine
catalyst holding
catalyst
cooling water
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PCT/JP2021/011489
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French (fr)
Inventor
昌平 河野
洋介 丹羽
颯 荒木
Original Assignee
本田技研工業株式会社
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Publication date
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    • F01N2590/02—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines for marine vessels or naval applications
    • F01N2590/021—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines for marine vessels or naval applications for outboard engines

Definitions

  • the present invention relates to engines, outboard motors, and ships.
  • the catalyst is arranged substantially in the center in the vertical direction of the engine, so there is a risk that the catalyst may be exposed to water.
  • the present invention has been made in view of the circumstances described above, and provides a V-type engine, an outboard motor, and a boat capable of suppressing water exposure to the catalyst.
  • the present invention provides a cylinder head in which the cylinders in which the pistons are operated are arranged in a V-shape, the crankshafts driven by the pistons are arranged in a vertical direction, and the exhaust gas in each bank of the cylinder head.
  • the V-type engine is characterized by comprising: an exhaust pipe communicating with a port; and a catalyst holding portion holding a catalyst at a junction where each of the exhaust pipes joins at a position above the bank.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of an engine used in an outboard motor according to the invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a V-type engine.
  • FIG. 3 is a side view showing a schematic configuration of the exhaust structure of the V-type engine.
  • FIG. 4 is a vertical cross-sectional view showing a schematic configuration of a catalyst holding portion.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a catalyst holding portion.
  • FIG. 6 is a side view showing a schematic configuration of an exhaust structure of a V-type engine according to a modification.
  • FIG. 7 is a side view showing a schematic configuration of an exhaust structure of a V-type engine according to a modification.
  • FIG. 8 is a vertical cross-sectional view showing a schematic configuration of a catalyst holding portion according to a modification.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a V-type engine 10.
  • FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view of the V-type engine 10 of this embodiment.
  • the V-type engine 10 of the outboard motor 1 is a V-type 6-cylinder water-cooled four-stroke engine in which three cylinders 15 are arranged in a V-shape.
  • the V-type engine 10 has a crankcase 12 forming a crank chamber 11 .
  • a crankshaft 13 is rotatably supported in the crankcase 12 .
  • a piston 16 is housed in each cylinder 15 of the cylinder block 14 so as to be able to reciprocate, and each piston 16 is connected to the crankshaft 13 via a connecting rod 17 .
  • the V-type engine 10 is housed in the casing 2 of the outboard motor 1 .
  • the crankshaft 13 is connected to the screw via a power transmission mechanism (not shown), and is configured so that the screw can be rotationally driven by the rotation of the crankshaft 13 .
  • the V-type engine 10 is arranged above the water surface.
  • the cylinder head 20 includes, for each cylinder 15, a combustion chamber 21 formed facing the piston 16, an intake port 23 opening to the combustion chamber 21 and opened and closed by a pair of intake valves 22, and a pair of exhaust valves. An exhaust port 25 that is opened and closed by 24 is provided.
  • Each intake valve 22 and each exhaust valve 24 are driven to open and close by a cam 27 provided on a camshaft 26 rotatably supported by the cylinder head 20 and a rocker arm 40 in contact with the cam 27 .
  • a cam sprocket 28 is provided at the right end of the camshaft 26 , and a timing belt 29 is stretched between the drive sprocket 18 fitted near the right end of the crankshaft 13 and the cam sprocket 28 .
  • each intake valve 22 and each exhaust valve 24 are driven to open and close in synchronization with the rotation of the crankshaft 13 .
  • FIG. 3 is a side view showing a schematic configuration of the exhaust structure of the V-type engine 10.
  • the connecting exhaust pipe 32, the junction exhaust pipe 33, the catalyst holding portion 50, and the lower exhaust pipe 34 are actually shown.
  • the V-type engine 10 is housed in the casing 2 of the outboard motor 1.
  • the V-type engine 10 includes upper exhaust pipes 31 communicating with exhaust ports 30 of three cylinders in two banks 19 of the V-type. Each upper exhaust pipe 31 is arranged outside each bank 19 of the V-type engine 10 so as to extend vertically.
  • each upper exhaust pipe 31 extends upward from each bank 19 .
  • One end of a connecting exhaust pipe 32 is connected to each upper end of each upper exhaust pipe 31 .
  • Each connecting exhaust pipe 32 is a substantially straight tubular member and extends from the upper end of each upper exhaust pipe 31 above each bank 19 .
  • Each connecting exhaust pipe 32 extends away from the crankcase 12 , in other words, extends toward the intake port 23 .
  • the other ends of the connecting exhaust pipes 32 merge and are connected to each other at a location approximately in the middle of each bank 19 .
  • One end of a combined exhaust pipe 33 which is a tubular member, is connected to a location where these connecting exhaust pipes 32 join.
  • the other end of the combined exhaust pipe 33 extends away from the crankcase 12 , in other words, extends toward the intake port 23 .
  • the confluence exhaust pipe 33 passes through approximately the middle of each bank 19 when the V-type engine 10 is viewed from above.
  • a pair of the connecting exhaust pipe 32 and the combined exhaust pipe 33 are arranged in a Y shape when the V-type engine 10 is viewed from above.
  • each connecting exhaust pipe 32 may be a single substantially straight tubular member, and may be provided above each bank 19 so as to span the upper end of each upper exhaust pipe 31 .
  • one end of the joint exhaust pipe 33 is connected to substantially the center of the connecting exhaust pipe 32 in the longitudinal direction.
  • the connecting exhaust pipe 32 and the merged exhaust pipe 33 are arranged in a T shape when the V-type engine 10 is viewed from above.
  • a catalyst holding portion 50 is connected to substantially the center of the combined exhaust pipe 33 in the longitudinal direction.
  • the catalyst holding portion 50 is a substantially rectangular parallelepiped member having a width dimension longer than the diameter dimension of the joint exhaust pipe 33 .
  • a portion where each of the connecting exhaust pipes 32 and the combined exhaust pipe 33 joins is located.
  • catalyst holding portion 50 is fixed to the upper end portion of cylinder head 20 .
  • the outside of each bank 19 of the V-type engine 10 that is, the idle space between the casing 2 and each bank 19 can be effectively utilized as a space for arranging accessories and cables.
  • the present invention is not limited to this, and the catalyst holding portion 50 may be arranged above each bank 19 of the V-type engine 10 or above various intake system components arranged between each bank 19 . Further, for example, the catalyst holding portion 50 may be fixed to various intake system components. Furthermore, the catalyst holding portion 50 may be provided at the junction of the connecting exhaust pipes 32 .
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of the catalyst holding portion 50 of this embodiment.
  • FIG. 4 shows a schematic configuration of a cross section along the longitudinal direction of the catalyst holding portion 50.
  • the catalyst holding portion 50 includes an inner tube 51 and an outer tube 52 arranged outside the inner tube 51 .
  • a catalyst 53 is accommodated inside the inner tube 51 .
  • the catalyst 53 is a three-way catalyst that removes harmful components such as hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO) and nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas through oxidation and reduction reactions. It has a honeycomb catalyst structure in which the structure is coated with catalyst components such as platinum, palladium and rhodium.
  • the catalyst structure is not limited to the honeycomb catalyst structure, and may be a simple type such as a plate catalyst structure in which catalyst components are supported on a plate material.
  • a part of the cooling water sent to the V-type engine 10 is introduced between the inner pipe 51 and the outer pipe 52 . That is, a cooling water flow path (not shown) is provided inside the cylinder head 20 of the V-type engine 10, and two cooling water pipes 54 communicating with the cooling water flow path are connected to the cylinder head 20. Each cooling water pipe 54 communicates with the space S between the outer pipe 52 and the inner pipe 51 .
  • the V-type engine 10 is provided with a cooling water supply device (not shown) that supplies cooling water for cooling the V-type engine 10 from below the V-type engine 10 .
  • This cooling water supply device is, for example, a pump equipped with a motor. When the V-type engine 10 is driven, this cooling water supply device is driven.
  • the cooling water sent out by the cooling water supply device flows from the cylinder head 20 through one of the cooling water pipes 54, flows into the space S between the outer pipe 52 and the inner pipe 51, and cools the catalyst 53. , is returned to the cylinder head 20 via the other cooling water pipe 54 .
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the catalyst holding portion 50 of this embodiment.
  • FIG. 5 shows a schematic configuration of a cross section along a direction orthogonal to the longitudinal direction of the catalyst holding portion 50.
  • one end of a sub pipe 55 is connected to one cooling water pipe 54 .
  • a water pump 56 serving as a cooling water supply device for supplying cooling water is provided at the other end of the sub pipe 55 .
  • the sub pipe 55 and the water pump 56 constitute the cooling mechanism of the present invention.
  • the catalyst holding portion 50 is arranged above each bank 19 as described above.
  • a cooling water supply device driven in accordance with the driving of the V-type engine 10 sends out cooling water from below the V-type engine 10 . Therefore, when the rotation speed of the V-type engine 10 is not sufficiently increased, such as when the V-type engine 10 is started, there is a possibility that the cooling water supplied to the catalyst holding portion by the cooling water supply device may be insufficient.
  • the water pump 56 when the rotation speed of the V-type engine 10 is not sufficiently increased, the water pump 56 is driven to cool the secondary pipe 55 and the cooling water pipe 54 on one side. send out water. As a result, even when the rotation speed of the V-type engine 10 has not increased sufficiently, the catalyst holding portion 50 can be cooled, that is, the catalyst temperature can be adjusted. Incidentally, in the outboard motor 1, the water pump 56 may be stopped when the rotation speed of the V-type engine 10 is sufficiently increased.
  • An upper end of a lower exhaust pipe 34 is connected to the other end of the combined exhaust pipe 33 .
  • the upper exhaust pipe 31, the connecting exhaust pipe 32, the combined exhaust pipe 33, and the lower exhaust pipe 34 constitute the exhaust pipe of the present invention.
  • the confluence exhaust pipe 33 and the connection exhaust pipe 32 correspond to the confluence portion of the exhaust pipes of the present invention.
  • the lower exhaust pipe 34 is a tubular member arranged outside various intake system parts arranged between the banks 19 and extending downward along the vertical direction of the V-type engine 10 .
  • the other end of the lower exhaust pipe 34 communicates with an exhaust passage provided inside the casing 2 .
  • the exhaust channel communicates with the water through the center of the screw (not shown).
  • cooling water is supplied through a cooling water pipe 54 between the inner tube 51 and the outer tube 52 of the catalyst holding portion 50 so as to maintain the temperature of the catalyst holding portion 50 at a predetermined temperature.
  • the temperature of the catalyst 53 can be adjusted to a predetermined temperature. It is a matter of course to select the cooling method in the form of the completed stage.
  • a direct cooling system may be employed in which cooling water is taken directly from the
  • the catalyst holding portion 50 is provided above each bank 19 of the V-type engine 10 .
  • the V-type engine 10 is arranged above the water surface. Therefore, the catalyst holding portion 50 is arranged at a position higher than the water surface. Therefore, even if waves or the like occur, the catalyst holding portion 50 is prevented from being exposed to water for a long period of time. can be obtained.
  • the catalyst holding portion 50 is provided in a junction exhaust pipe 33 where the upper exhaust pipes 31 of the respective banks 19 join.
  • the catalysts 53 can be collectively provided in one place. Therefore, maintenance work such as inspection and replacement of the catalyst 53 is facilitated.
  • the exhaust port 30 from the catalyst holding portion 50 is directly arranged on the engine mount and communicates with the exhaust passage provided inside the casing 2 . Just do it. Furthermore, if the lower exhaust pipe 34 on the downstream side of the catalyst holding portion 50 is arranged in the engine mount and communicates with the exhaust passage provided inside the casing 2, the exhaust system can be laid out without waste.
  • the cylinder 15 in which the piston 16 operates is arranged in a V-shape, the crankshaft 13 driven by the piston 16 is arranged in the vertical direction, and the cylinder head 20 is arranged vertically.
  • An upper exhaust pipe 31 exhaust pipe
  • a junction exhaust pipe 33 that joins the upper exhaust pipes 31 above each bank 19 to hold a catalyst 53. a portion 50;
  • the catalyst holding portion 50 is arranged at the highest position of the V-type engine 10 . Placed higher than the water surface. Therefore, for example, in the outboard motor 1 including the V-type engine 10, even when waves or the like occur, the catalyst holding portion 50 is prevented from being exposed to water, and the catalyst holding portion 50 is exposed to water. It is possible to obtain the effect of water countermeasures.
  • the catalyst holding portion 50 is connected to a cooling water pipe 54 through which part of the cooling water to be sent to the cylinder head 20 is sent.
  • a water pump 56 is provided to deliver to the holding portion 50 .
  • FIG. 6 is a side view showing a schematic configuration of the exhaust structure of the V-type engine 10 according to the modification.
  • the catalyst holding portion 50 may be provided with a radiator 70 , which is an example of a cooling mechanism that cools and circulates cooling water, via a pair of external pipes 71 .
  • the radiator 70 is a cooling unit consisting of a cooling fan and a heat exchanger.
  • the radiator 70 cools the cooling water that has flowed into the heat exchanger with a cooling fan.
  • This radiator 70 may be attached to the outside of the casing 2 of the outboard motor 1 .
  • the radiator 70 is not limited to this, and may be attached to a boat to which the outboard motor 1 is attached.
  • the radiator 70 is provided with an external pump 72 .
  • This external pump 72 corresponds to an example of a cooling water supply device, and circulates cooling water between the catalyst holding portion 50 and the radiator 70 .
  • the cooling water sent out by the external pump 72 flows from the radiator 70 through one of the external pipes 71, flows into the space S between the outer pipe 52 and the inner pipe 51, cools the catalyst 53, and then flows into the other external pipe 71. It is returned to radiator 70 via pipe 71 .
  • FIG. 7 is a side view showing a schematic configuration showing the exhaust structure of the V-type engine 10 according to the modification.
  • the catalyst holding portion 50 may be provided with a cooling unit 75, which is an example of a cooling mechanism for cooling and circulating cooling water, via a pair of external pipes 73.
  • the cooling unit 75 is a cooling mechanism with an external pump 77 .
  • This cooling unit 75 may be attached to the outside of the casing 2 of the outboard motor 1 .
  • the cooling unit 75 may be attached to a boat to which the outboard motor 1 is attached.
  • Each of the pair of external pipes 73 has one end connected to the catalyst holding portion 50 and the other end arranged in water.
  • the underwater means rivers, lakes, marshes, the sea, etc. where the boat equipped with the outboard motor 1 is located.
  • the external pump 77 corresponds to an example of a cooling water supply device, and circulates cooling water between the catalyst holding portion 50 and water. Cooling water sent out by the external pump 77 flows from water through one of the external pipes 73 and into the space S between the outer pipe 52 and the inner pipe 51, cooling the catalyst 53, and then flowing into the other external pipe. 73 is returned to the cooling unit 75 .
  • the outboard motor 1 is equipped with a cooling mechanism that can be arranged outside the outboard motor 1, thereby suppressing changes in the layout inside the outboard motor 1 and allowing the outboard motor 1 to operate more reliably. Temperature control of the catalyst can be carried out at
  • FIG. 8 is a vertical cross-sectional view showing a schematic configuration of a catalyst holding portion according to a modification.
  • the catalyst holding portion 50 is directly attached to the cylinder head 20 .
  • the present invention is not limited to this, and the catalyst holding portion 50 may be attached to the cylinder head 20, intake system components, etc. via a mounting jig 80 as shown in FIG. may have been
  • the catalyst holding portion 50 can be attached to a predetermined location of the outboard motor 1 via the attachment jig 80 even if it cannot be attached directly due to the layout inside the casing 2 .
  • the catalyst holding portion 50 is attached to a predetermined location of the outboard motor 1 via the attachment jig 80, thereby saving space for installing various pipes and cables. It is also possible to ensure
  • the catalyst holding portion 50, the connecting exhaust pipe 32, the junction exhaust pipe 33, the lower exhaust pipe 34, and the like may be covered with metal or fiber-reinforced resin to suppress heat radiation.
  • the temperature of each part of the V-type engine 10 can be kept below a certain temperature, the temperature of the intake air can be kept below a certain temperature, and the durability of the V-type engine 10 can be improved.
  • the present invention does not limit the finished equipment as long as it is a V-type engine with a vertically arranged crankshaft, such as a riding lawn mower, a lawn mower, a riding snow blower, an outboard motor, etc. can be applied to
  • a V-type engine in which a crankshaft is arranged in a vertical direction comprising: a plurality of banks; exhaust ports provided in each of the plurality of banks; and a catalyst holding portion holding a catalyst at a junction where each of the exhaust pipes joins at a position above the bank. According to this configuration, exposure of the catalyst holding portion to water is suppressed, and the catalyst holding portion can obtain a higher effect of countermeasures against water exposure.
  • a casing is provided, and the exhaust pipe on the downstream side of the catalyst holding portion extends along the outside of the cylinder head and is then connected to an exhaust flow path provided in the casing.
  • a V-type engine as set forth in claim 1. According to this configuration, the exhaust that has passed through the catalyst via the exhaust pipe can be discharged to the outside via the exhaust passage.
  • the cooling mechanism includes a cooling water pipe for sending part of the cooling water sent to the cylinder head to the catalyst holding portion, and a cooling water pipe for sending the cooling water to the catalyst holding portion via the cooling water pipe.

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Abstract

触媒が被水することを抑制できるＶ型エンジン、船外機、及び船舶を提供する。　ピストンが動作されるシリンダがＶ型に配置され、前記ピストンの駆動により駆動されるクランクシャフトが鉛直方向に配置され、シリンダヘッドの各バンクの排気口に連通する排気管と、前記排気管のそれぞれが前記バンクの上方に位置する箇所で合流する合流部で触媒を保持する触媒保持部と、を備える。

Description

Ｖ型エンジン、船外機、及び船舶
　本発明は、エンジン、船外機、及び船舶に関する。
　従来、エンジン排気の浄化は重要課題であるがエンジン回りをコンパクトにまとめる必要がある汎用機器においてはそのための機器を限られた空間に設置することは困難であり実施事例は少数であった。しかし昨今の環境への関心の高まりを受け、汎用機器への排気浄化機器を設置する研究が活発となっている。このようなＶ型エンジンにおいて、従来、船外機に用いられるエンジンでは、当該エンジンの気筒に連結された排気管の内部に、触媒が設けられたものが知られている。このエンジンでは、気筒の側方に触媒が配置されるように排気管が形成されている（例えば、特許文献１参照）。
ＷＯ２０２０／１６６１５号
　しかしながら、従来の構成では、触媒がエンジンの上下方向における略中央に配置されるため、当該触媒が被水する虞があった。
　本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、触媒が被水することを抑制できるＶ型エンジン、船外機、及び船舶を提供する。
　上述した目的を達成するために、本発明は、ピストンが動作されるシリンダがＶ型に配置され、前記ピストンの駆動により駆動されるクランクシャフトが鉛直方向に配置され、シリンダヘッドの各バンクの排気口に連通する排気管と、前記排気管のそれぞれが前記バンクの上方に位置する箇所で合流する合流部で触媒を保持する触媒保持部と、を備えることを特徴とするＶ型エンジンである。
　本発明によれば、触媒が被水することを抑制できるという効果を奏する。
図１は、本発明に係る船外機に用いられるエンジンの実施の形態を示す縦断面図である。 図２は、Ｖ型エンジンの横断面図である。 図３は、Ｖ型エンジンの排気構造の概略構成を示す側面図である。 図４は、触媒保持部を示す概略構成を示す縦断面図である。 図５は、触媒保持部を示す概略構成を示す横断面図である。 図６は、変形例に係るＶ型エンジンの排気構造を示す概略構成を示す側面図である。 図７は、変形例に係るＶ型エンジンの排気構造を示す概略構成を示す側面図である。 図８は、変形例に係る触媒保持部を示す概略構成を示す縦断面図である。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
　［第１実施の形態］
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
　［第１実施の形態］
　まず、本発明の船外機に用いられるＶ型エンジン１０について、図１および図２を参照して説明する。
　図１は、Ｖ型エンジン１０の実施の形態を示す縦断面図である。図２は、本実施の形態のＶ型エンジン１０の横断面図である。
　図１および図２に示すように、船外機１のＶ型エンジン１０は、３つのシリンダ１５をＶ型に配置したＶ型６気筒の水冷式４ストロークエンジンである。
　Ｖ型エンジン１０は、クランク室１１を形成するクランクケース１２を備えている。クランクケース１２には、クランクシャフト１３が回転自在に支持されている。
　シリンダブロック１４の各シリンダ１５には、ピストン１６が往復動作可能に収容されており、各ピストン１６はコンロッド１７を介してクランクシャフト１３に連結されている。
　Ｖ型エンジン１０は、船外機１のケーシング２に収容されるものである。クランクシャフト１３は、図示しない動力伝達機構を介してスクリューに連結され、クランクシャフト１３の回転によりスクリューを回転駆動することができるように構成されている。
　船外機１が船舶に取り付けられた場合において、Ｖ型エンジン１０は、水面よりも上方に配置される。
　シリンダヘッド２０には、シリンダ１５毎に、ピストン１６に対向して形成される燃焼室２１と、燃焼室２１に開口して一対の吸気バルブ２２により開閉される吸気ポート２３と、一対の排気バルブ２４により開閉される排気ポート２５と、が設けられている。
　各吸気バルブ２２および各排気バルブ２４は、シリンダヘッド２０に回転可能に軸支されるカムシャフト２６に設けられたカム２７と、該カム２７と当接するロッカーアーム４０とにより開閉駆動される。
　カムシャフト２６は、右端部にカムスプロケット２８が設けられ、クランクシャフト１３の右端部近傍に嵌着される駆動スプロケット１８とカムスプロケット２８との間にタイミングベルト２９が掛け渡されている。
　これにより、各吸気バルブ２２および各排気バルブ２４は、クランクシャフト１３の回転に同期して開閉駆動される。
　図３は、Ｖ型エンジン１０の排気構造の概略構成を示す側面図である。なお、図３では、説明の便宜上、連結排気管３２と、合流排気管３３と、触媒保持部５０と、下部排気管３４とを実践で示している。
　図３に示すように、Ｖ型エンジン１０は、船外機１のケーシング２に収容されている。
　Ｖ型エンジン１０は、Ｖ型の２つのバンク１９における３気筒の排気口３０に連通する上部排気管３１をそれぞれ備えている。各上部排気管３１は、いずれもＶ型エンジン１０の各バンク１９の外側において、それぞれが上下方向に延在するように配置されている。
　各上部排気管３１の上端部は、各バンク１９の上方に向かって延びている。また、各上部排気管３１の上端部のそれぞれには、連結排気管３２の一端が接続されている。各連結排気管３２は、略直管状の部材であり、各バンク１９の上方において、各上部排気管３１の上端からに向かって延びている。また、各連結排気管３２は、クランクケース１２から遠ざかる方向、換言すれば吸気ポート２３に側に向かって延びている。
　各連結排気管３２は、各バンク１９の略中間に位置する箇所でそれぞれの他端が合流して互いに接続される。
　これらの連結排気管３２が合流した箇所には、管状部材である合流排気管３３の一端が接続されている。この合流排気管３３の他端側は、クランクケース１２から遠ざかる方向、換言すれば吸気ポート２３に側に向かって延びている。また、合流排気管３３は、Ｖ型エンジン１０の上面視で、各バンク１９の略中間を通っている。
　一対の連結排気管３２と合流排気管３３とは、Ｖ型エンジン１０の上面視で、Ｙ字状に配置される。
　なお、これに限らず、各連結排気管３２は、一つの略直管状の部材であり、各バンク１９の上方において、各上部排気管３１の上端に架け渡されるように設けられていてもよい。この場合、合流排気管３３は、その一端が連結排気管３２の長手方向における略中央に接続される。またこの場合、連結排気管３２と合流排気管３３とは、Ｖ型エンジン１０の上面視で、Ｔ字状に配置される。
　合流排気管３３の長手方向における略中央には、触媒保持部５０が接続されている。触媒保持部５０は、合流排気管３３の径寸法よりも長い幅寸法を有した略直方体状の部材である。
　この触媒保持部５０の一端側には、各連結排気管３２と合流排気管３３とが合流した箇所が位置している。
　本実施の形態においては、触媒保持部５０は、シリンダヘッド２０の上端部に固定される。これによって、Ｖ型エンジン１０の各バンク１９の外側、すなわちケーシング２と各バンク１９との遊休空間を補機やケーブルの配置スペースとして有効活用できる。
　なお、これに限らず、触媒保持部５０は、Ｖ型エンジン１０の各バンク１９の上方、あるいは各バンク１９の間に配置された各種の吸気系部品の上方に配置されていてもよい。また例えば、触媒保持部５０は、各種の吸気系部品に固定されていてもよい。さらに、触媒保持部５０は、連結排気管３２の合流箇所に設けられていてもよい。
　図４は、本実施の形態の触媒保持部５０の概略構成を示す縦断面図である。図４では、触媒保持部５０の長手方向に沿った断面の概略構成を示す。
　触媒保持部５０は、内管５１と、この内管５１の外側に配置される外管５２とを備えている。
　内管５１の内側には、触媒５３が収容されている。触媒５３は、排気ガス中の炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）及び酸化窒素（ＮＯｘ）等の有害成分を酸化、還元反応によって除去する三元触媒であり、例えば、多孔質のハニカム構造体に、白金、パラジウム、ロジウム等の触媒成分をコーティングしたハニカム触媒構造を有している。なお、ハニカム触媒構造に限定されず、プレート材に触媒成分を担持させたプレート触媒構造等の簡易型にしてもよい。
　内管５１と外管５２との間には、Ｖ型エンジン１０に送られる冷却水の一部が導入されるように構成されている。
　すなわち、Ｖ型エンジン１０のシリンダヘッド２０の内部には、図示しない冷却水流路が設けられており、シリンダヘッド２０には、冷却水流路に連通する２つの冷却水配管５４が接続されている。
　各冷却水配管５４は、外管５２と内管５１との間の空間Ｓに連通されている。
　本実施の形態においては、Ｖ型エンジン１０には、当該Ｖ型エンジン１０を冷却するための冷却水をＶ型エンジン１０の下方から送り出す不図示の冷却水供給装置が設けられている。この冷却水供給装置は、例えばモータを備えたポンプ等である。Ｖ型エンジン１０が駆動すると、この冷却水供給装置が駆動する。当該冷却水供給装置によって送り出された冷却水は、シリンダヘッド２０から一方の冷却水配管５４を通って、外管５２と内管５１との間の空間Ｓに流入し、触媒５３を冷却した後、他方の冷却水配管５４を介してシリンダヘッド２０に戻される。
　図５は、本実施の形態の触媒保持部５０の概略構成を示す横断面図である。図５では、触媒保持部５０の長手方向に直交する方向に沿った断面の概略構成を示す。
　図５に示すように、一方の冷却水配管５４には、副配管５５の一端が接続されている。この副配管５５の他端には、冷却水を送り出す冷却水供給装置であるウォータポンプ５６が設けられている。船外機１では、副配管５５と、ウォータポンプ５６とで本発明の冷却機構が構成されている。
　本実施の形態のＶ型エンジン１０では、上述の通り、触媒保持部５０が各バンク１９の上方に配置されている。そして、Ｖ型エンジン１０の駆動に伴って駆動する冷却水供給装置は、当該Ｖ型エンジン１０の下方から冷却水を送り出す。このため、Ｖ型エンジン１０の始動時等、当該Ｖ型エンジン１０の回転数が十分に上がっていない場合には、冷却水供給装置によって触媒保持部に供給される冷却水が不十分となる虞がある。
　本実施の形態のＶ型エンジン１０では、Ｖ型エンジン１０の回転数が十分に上がっていない場合には、ウォータポンプ５６が駆動して、副配管５５と、一方の冷却水配管５４とに冷却水を送り出す。これによって、Ｖ型エンジン１０の回転数が十分に上がっていない場合であっても、触媒保持部５０を冷却する、すなわち、触媒温調を実施することができる。
　なお、船外機１において、Ｖ型エンジン１０の回転数が十分に上がった場合には、ウォータポンプ５６を停止してもよい。
　合流排気管３３の他端には、下部排気管３４の上端が接続されている。船外機１では、上部排気管３１と、連結排気管３２と、合流排気管３３と、下部排気管３４とで本発明の排気管が構成されている。また、合流排気管３３と連結排気管３２とは、本発明の排気管の合流部に相当する。
　下部排気管３４は、各バンク１９の間に配置された各種の吸気系部品の外側に配置され、Ｖ型エンジン１０の上下方向に沿って、下方に延びている管状部材である。
　下部排気管３４の他端は、ケーシング２の内部に設けられた排気流路に連通している。排気流路は、図示しないスクリューの中心部を介して水中に連通している。
　次に、本実施形態の作用について説明する。
　本実施形態においては、Ｖ型エンジン１０を駆動することにより、Ｖ型エンジン１０の駆動力は、クランクシャフト１３を介して図示しないスクリュー軸に伝達され、これにより、スクリューを回転させて船舶の前進または後進が行われる。
　Ｖ型エンジン１０のシリンダヘッド２０から排出される排気ガスは、排気口３０から上部排気管３１に送られる。
　そして、上部排気管３１に送られた排気ガスは、触媒保持部５０において、触媒５３により、排気ガス中の有害成分を酸化、還元反応によって触媒効率を十分に発揮しつつ除去され、下部排気管３４を介してスクリュー部分から水中に排気される。
　触媒５３の酸化、還元反応を良好に行うためには、触媒５３を所定の温度に保持する必要がある。本実施の形態においては、触媒保持部５０の内管５１と外管５２との間に、冷却水配管５４を介して冷却水を供給し、触媒保持部５０の温度を所定温度に保持するようにしているので、触媒５３の温度を所定の温度に調整することができる。
　なお、完成期の形態において、冷却方式を選択することは当然のことであり、例えば、乗用芝刈り機や乗用除雪機では、乗用車のような間接冷却を採用し、船外機１では、水中から直接冷却水を取り入れる直接冷却方式を採用してよい。
　本実施形態においては、触媒保持部５０は、Ｖ型エンジン１０の各バンク１９の上方に設けられる。上述の通り、船舶に船外機１が取り付けられた場合、Ｖ型エンジン１０は、水面よりも上方に配置される。これによって、触媒保持部５０は、水面からより高い位置に配置される。このため、例えば波等が生じた場合であっても、触媒保持部５０が水に長期間さらされることが抑制され、Ｖ型エンジン１０では、当該触媒保持部５０のより高い被水対策の効果を得ることができる。
　また、触媒保持部５０は、各バンク１９の上部排気管３１が合流した合流排気管３３に設けられている。これによって、触媒５３を一カ所に集約して設けることが可能となっている。このため、触媒５３の点検や交換等といったメンテナンス作業が容易となっている。
　また、乗用芝刈り機や乗用除雪機など被水対策が不要な場合は、触媒保持部５０から排気口３０をエンジンマウントに直接配置し、ケーシング２の内部に設けられた排気流路に連通すればよい。
　さらに、触媒保持部５０の下流側の下部排気管３４は、エンジンマウントに配置し、ケーシング２の内部に設けられた排気流路に連通すれば、無駄なく排気系統をレイアウト可能となる。
　以上述べたように、本実施の形態においては、ピストン１６が動作されるシリンダ１５がＶ型に配置され、ピストン１６の駆動により駆動されるクランクシャフト１３が鉛直方向に配置され、シリンダヘッド２０の各バンク１９の排気口３０に連通する上部排気管３１と（排気管）、各バンク１９の上方で、各上部排気管３１を合流させる合流排気管３３に設けられ、触媒５３を保持する触媒保持部５０と、を備えている。
　これにより、触媒保持部５０は、Ｖ型エンジン１０の最も高い位置に配置される。水面からより高い位置に配置される。そのため、例えばＶ型エンジン１０を備えた船外機１は、波等が生じた場合であっても、触媒保持部５０が水にさらされることが抑制され、当該触媒保持部５０におけるより高い被水対策の効果を得ることができる。
　また、本実施の形態においては、触媒保持部５０には、シリンダヘッド２０に送られる冷却水の一部が送られる冷却水配管５４が接続され、この冷却水配管５４には、冷却水を触媒保持部５０に送り出すウォータポンプ５６が設けられる。
　これにより、Ｖ型エンジン１０の回転数が十分に上がっていない場合であっても、触媒保持部５０を冷却することができる。そのため、触媒５３を所定の温度に保持して、触媒５３の酸化、還元反応を良好に行うことができる。
　なお、前記実施の形態において、本発明を説明したが、本発明は、前述の実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々変更、置き換え、付加、省略などが可能である。
　図６は、変形例に係るＶ型エンジン１０の排気構造を示す概略構成を示す側面図である。
　例えば、図６に示すように、触媒保持部５０には、一対の外部配管７１を介して、冷却水を冷却して循環させる冷却機構の一例であるラジエータ７０が設けられていてもよい。
　詳述すると、ラジエータ７０は、冷却ファンと熱交換器とからなる冷却ユニットである。このラジエータ７０は、熱交換器に流れ込んだ冷却水を冷却ファンによって冷却する。このラジエータ７０は、船外機１のケーシング２の外側に取り付けられていてもよい。またこれに限らず、ラジエータ７０は、船外機１が取り付けられた船舶に取り付けられていてもよい。
　ラジエータ７０には、外部ポンプ７２が設けられている。この外部ポンプ７２は、冷却水供給装置の一例に対応し、触媒保持部５０と、ラジエータ７０との間で冷却水を循環させる。
　外部ポンプ７２によって送り出された冷却水は、ラジエータ７０から一方の外部配管７１を通って、外管５２と内管５１との間の空間Ｓに流入し、触媒５３を冷却した後、他方の外部配管７１を介してラジエータ７０に戻される。
　図７は、変形例に係るＶ型エンジン１０の排気構造を示す概略構成を示す側面図である。
　また例えば、図７に示すように、触媒保持部５０には、一対の外部配管７３を介して、冷却水を冷却して循環させる冷却機構の一例である冷却ユニット７５が設けられていてもよい。
　詳述すると、冷却ユニット７５は、外部ポンプ７７を備えた冷却機構である。この冷却ユニット７５は、船外機１のケーシング２の外側に取り付けられていてもよい。またこれに限らず、冷却ユニット７５は、船外機１が取り付けられた船舶に取り付けられていてもよい。
　一対の外部配管７３は、いずれも一端が触媒保持部５０に接続され、他端が水中に配置されている。ここで、水中とは、船外機１が設けられた船舶が配置された河川や湖沼、海等である。
　外部ポンプ７７は、冷却水供給装置の一例に対応し、触媒保持部５０と、水中との間で冷却水を循環させる。
　外部ポンプ７７によって送り出された冷却水は、水中から一方の外部配管７３を通って、外管５２と内管５１との間の空間Ｓに流入し、触媒５３を冷却した後、他方の外部配管７３を介して冷却ユニット７５に戻される。
　図６や図７に示すように、船外機１では、当該船外機１の外部に配置可能な冷却機構を備えることによって、船外機１の内部のレイアウト変更を抑制しつつ、より確実に触媒の温度調節を実施することができる。
　図８は、変形例に係る触媒保持部を示す概略構成を示す縦断面図である。
　上述した実施形態では、触媒保持部５０は、シリンダヘッド２０に直接取り付けられるとした。しかしながらこれに限らず、触媒保持部５０は、船外機１のケーシング２内部のレイアウトに応じて、図８に示すように、取付治具８０を介してシリンダヘッド２０や吸気系部品等に取り付けられていてもよい。
　これによって、ケーシング２の内部のレイアウトにより直接取り付けられない場合であっても、触媒保持部５０は、取付治具８０を介して船外機１の所定箇所に取り付け可能となる。あるいは、船外機１では、ケーシング２の内部のレイアウトにより、触媒保持部５０を、取付治具８０を介して船外機１の所定箇所に取り付けることで、各種の配管やケーブル設置の空間を確保させることも可能となる。
　また例えば、触媒保持部５０や連結排気管３２、合流排気管３３、及び下部排気管３４等を金属や繊維強化樹脂により覆い放熱を抑えてもよい。これにより、Ｖ型エンジン１０の各部の温度を一定温度以下に抑え、吸気温度を一定温度以下に抑えることや、Ｖ型エンジン１０の耐久性向上を図ることが可能となる。
　また、本発明は、クランクシャフトが鉛直方向に配置されるＶ型エンジンである限り、完成機器を制限することはなく、例えば、乗用の芝刈り機、草刈機あるいは乗用除雪機、船外機などに適用することが可能である。
　［上記実施形態によりサポートされる構成］
　上記実施形態は、以下の構成をサポートする。
　（構成１）クランクシャフトが鉛直方向に配置されるＶ型エンジンであって、複数のバンクと、前記複数のバンクのそれぞれに設けられた排気口と、前記排気口に連通し、前記バンクのそれぞれから延びる排気管と、前記排気管のそれぞれが前記バンクの上方に位置する箇所で合流する合流部で触媒を保持する触媒保持部と、を備えることを特徴とするエンジン。
　この構成によれば、触媒保持部が水にさらされることが抑制され、当該触媒保持部では、より高い被水対策の効果を得ることができる。
　（構成２）前記シリンダヘッドの各バンクの排気口に連通する排気管は、各排気口より各前記バンクの上方に向かって延びた後、前記触媒保持部に向かって延び、前記触媒保持部の一方の端部側で合流し、前記触媒保持部の一方の端部に接続されることを特徴とする構成１に記載のＶ型エンジン。
　この構成によれば、各バンクの排気を集約して一つの触媒保持部に導入することができる。
　（構成３）ケーシングを備え、前記触媒保持部より下流側の前記排気管は、前記シリンダヘッドの外方に沿って延びた後に、前記ケーシングに設けられた排気流路に接続されていることを特徴とする構成１に記載のＶ型エンジン。
　この構成によれば、排気管を介して触媒を通過した排気を、排気流路を介して外部に排出することができる。
　（構成４）前記触媒保持部は、前記シリンダヘッドに直接取付けられていることを特徴とする構成１に記載のＶ型エンジン。
　この構成によれば、触媒保持部をシリンダヘッドに容易に設置することができる。
　（構成５）前記触媒保持部は、前記シリンダヘッドに取付治具を介して取付けられていることを特徴とする構成１に記載のＶ型エンジン。
　この構成によれば、ケーシング２の内部のレイアウトにより直接取り付けられない場合であっても、取付治具を用いて触媒保持部をシリンダヘッドに容易に設置することができる。またこの構成によれば、Ｖ型エンジンでは、取付治具を用いて触媒保持部をシリンダヘッドに取り付けることで、各種の配管やケーブル設置の空間を確保可能となる。
　（構成６）前記触媒保持部は、冷却機構を有することを特徴とする構成１に記載のＶ型エンジン。
　この構成によれば、触媒保持部が冷却機構を有することで、触媒保持部の温度を適温に調整することができる。そのため、触媒を所定の温度に保持して、触媒の酸化、還元反応を良好に行うことができる。
　（構成７）前記冷却機構は、前記シリンダヘッドに送られる冷却水の一部を前記触媒保持部に送る冷却水配管と、前記冷却水配管を介して冷却水を前記触媒保持部に送り出す冷却水供給装置を備えることを特徴とする構成６に記載のＶ型エンジン。
　この構成によれば、Ｖ型エンジンの回転数が十分に上がっていない場合であっても、触媒保持部５０を冷却することができる。
　（構成８）前記冷却水供給装置は、エンジン始動時に触媒温調として稼働することを特徴とする構成７に記載のＶ型エンジン。
　この構成によれば、冷却水供給装置は、Ｖ型エンジンの冷却能力が不足することがある場合、Ｖ型エンジンの始動時に触媒温調として稼働すれば、触媒の能力発揮や耐久性に貢献することができる。
　（構成９）前記冷却機構は、別途冷却ユニットを保持し前記触媒保持部を冷却することを特徴とする構成６に記載のＶ型エンジン。
　この構成によれば、冷却機構は、例えば、ラジエータを有するような冷却ユニットを設ければ、触媒の温調もより適切に制御可能となり触媒の能力発揮や耐久性により貢献し、好ましい。
　（構成１０）前記冷却機構は、別途水中から冷却水を前記触媒保持部に供給し、前記触媒保持部から水中へ冷却水を放出することを特徴とする構成６に記載のＶ型エンジン。
　この構成によれば、冷却機構は、別途水中から冷却水を触媒保持部に供給し、触媒保持部から水中に冷却水を放出し、冷却水の供給放出の構造があればよく、シンプルな機器の追加のみで十分な効果を発揮する。
　（構成１１）構成１に記載のエンジンを備えることを特徴とする船外機。
　この構成によれば、触媒保持部が水にさらされることが抑制され、当該触媒保持部では、より高い被水対策の効果を得る船外機を得ることができる。
　（構成１２）構成１１に記載の船外機を備えることを特徴とする船舶。
　この構成によれば、触媒保持部が水にさらされることが抑制され、当該触媒保持部では、より高い被水対策の効果を得る船舶を得ることができる。
　１　船外機
　２　ケーシング
　１０　Ｖ型エンジン
　１９　バンク
　２０　シリンダヘッド
　３０　排気口
　３１　上部排気管（排気管）
　３２　連結排気管（排気管）
　３３　合流排気管（排気管）
　３４　下部排気管（排気管）
　５０　触媒保持部
　５１　内管
　５２　外管
　５３　触媒
　５４　冷却水配管
　５５　副配管
　５６　ウォータポンプ
　７０　ラジエータ（冷却ユニット）
　７１　外部配管
　７２　外部ポンプ
　７３　外部配管
　７５　冷却ユニット
　７７　外部ポンプ
　８０　取付治具
　Ｓ　空間

Claims (12)

  1. 　ピストンが動作されるシリンダがＶ型に配置され、
    　前記ピストンの駆動により駆動されるクランクシャフトが鉛直方向に配置され、
    　シリンダヘッドの各バンクの排気口に連通する排気管と、
    　前記排気管のそれぞれが前記バンクの上方に位置する箇所で合流する合流部で触媒を保持する触媒保持部と、を備える
    　ことを特徴とするＶ型エンジン。
  2. 　前記シリンダヘッドの各バンクの排気口に連通する排気管は、各排気口より各前記バンクの上方に向かって延びた後、前記触媒保持部に向かって延び、前記触媒保持部の一方の端部側で合流し、前記触媒保持部の一方の端部に接続される
    　ことを特徴とする請求項１に記載のＶ型エンジン。
  3. 　ケーシングを備え、
    　前記触媒保持部より下流側の前記排気管は、前記シリンダヘッドの外方に沿って延びた後に、前記ケーシングに設けられた排気流路に接続されている
    　ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＶ型エンジン。
  4. 　前記触媒保持部は、前記シリンダヘッドに直接取付けられている
    　ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のＶ型エンジン。
  5. 　前記触媒保持部は、前記シリンダヘッドに取付治具を介して取付けられている
    　ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のＶ型エンジン。
  6. 　前記触媒保持部は、冷却機構を有する
    　ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のＶ型エンジン。
  7. 　前記冷却機構は、前記シリンダヘッドに送られる冷却水の一部を前記触媒保持部に送る冷却水配管と、
    　前記冷却水配管を介して冷却水を前記触媒保持部に送り出す冷却水供給装置を備える
    　ことを特徴とする請求項６に記載のＶ型エンジン。
  8. 　前記冷却水供給装置は、エンジン始動時に触媒温調として稼働する
    　ことを特徴とする請求項７に記載のＶ型エンジン。
  9. 　前記冷却機構は、別途冷却ユニットを保持し前記触媒保持部を冷却する
    　ことを特徴とする請求項６に記載のＶ型エンジン。
  10. 　前記冷却機構は、別途水中から冷却水を前記触媒保持部に供給し、前記触媒保持部から水中へ冷却水を放出することを特徴とする請求項６に記載のＶ型エンジン。
  11. 　請求項１から請求項１０に記載のＶ型エンジンを備える
    　ことを特徴とする船外機。
  12. 　請求項１１に記載の船外機を備える
    　ことを特徴とする船舶。
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