JP2003193829A - 触媒コンバータの浄化効率及び寿命向上のための排気マニホールド - Google Patents

触媒コンバータの浄化効率及び寿命向上のための排気マニホールド

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 触媒コンバータの浄化効率及び寿命向上のた
めの排気マニホールドを提供する。 【解決手段】 本発明の実施例の排気マニホールドは、
排出口を有する楕円体形態のミキシングチャンバーと；
前記ミキシングチャンバーの外周に沿って一端が接続さ
れ、他端はシリンダーヘッドの各気筒の排気ポートに接
続される複数のラナーと；前記ミキシングチャンバー排
出口からの排気ガスを拡散させて触媒コンバータに誘導
するディフューザーと；から構成されることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は触媒コンバータの浄
化効率及び寿命向上のための排気マニホールドの構造改
善に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】単シリンダーエンジンの場合、排気マニ
ホールドなしで直接シリンダーヘッドに排気パイプが接
続されているが、２シリンダー以上の多シリンダーエン
ジンの場合、排気マニホールドを用いて各シリンダーか
ら排出される排気ガスを集めて排気パイプに排出する。
【０００３】排気マニホールドは、吸気マニホールドと
似た構造をしているが、集合排気を中央に集める方式と
片側端に集める方式とがあり、また、６シリンダー以上
のエンジンでは、半数のシリンダーずつに分割して２つ
の排気マニホールドを用いることもあり、どれも排気ガ
スの流出抵抗及び排気干渉が少ない形状にする。
【０００４】各シリンダーから排出される排気ガスを一
ヶ所に集めて排気パイプに排出する機能以外に、排気マ
ニホールドの主要な機能の一つは、一ヶ所に集められた
排気ガスを触媒コンバータに送って酸化、還元反応を通
じて人体に有害なＨＣ、ＣＯ、ＮＯＸ成分をそれぞれ無
害なＨ２Ｏ、ＣＯ２、及びＮ２に変換して排出させるこ
とである。
【０００５】しかし、一般に、従来の排気マニホールド
２１は、図４に示すような形状をしており、各々のラナ
ー２２、２３、２４、２５から収集チャンバー２６に集
められた排気ガスが、排気マニホールド２１に接続され
た触媒コンバータ２７の全断面に亘って均等に分配され
ず、触媒コンバータ２７の特定部位に偏って通過するた
め、浄化効率の低下、および触媒が高温に暴露されるこ
とによる寿命短縮の問題点があった。
【０００６】各気筒から排出される排気ガスが触媒断面
に均等拡散するようにするため、排気マニホールドの設
計にあたっては、各ラナーの経路及び角度を調整して最
適点を探しているが、排気マニホールドをシリンダーヘ
ッドに装着する際の組立作業用空間を必要とすること、
また、周辺部材との関係より、設計が制約されて排気ガ
スの均等な分配特性を有する排気マニホールドの形状設
計が困難な事情があった。
【先行技術文献】
【特許文献１】特開２００１−１６４９３７
【特許文献２】特開２００１−１１０５５７
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記問題点
を勘案して提案されたものであり、その目的は、各気筒
から排出される排気ガスを、触媒コンバータの触媒全断
面に亘って均等に分配し、触媒の浄化効率の向上および
寿命延長が可能な排気マニホールドを提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の実施例による排気マニホールドは、排出口
を有する楕円体形態（ｓｐｈｅｒｏｉｄａｌ ｓｈａｐ
ｅ）のミキシングチャンバーと；前記ミキシングチャン
バーの外周に沿って一端が接続され、他端はシリンダー
ヘッドの各気筒の排気ポートに接続される複数のラナー
と；前記ミキシングチャンバー排出口からの排気ガスを
拡散させて触媒コンバータに誘導するディフューザー
と；から構成されることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の構成を添付した図
面を参照して説明する。図１は、本発明の実施例による
触媒コンバータの浄化効率及び寿命向上のための排気マ
ニホールドの外部斜視図であり、図２は、本発明の実施
例によるミキシングチャンバー内での排気ガスの流動を
クランク角別に示した図面である。そして、図３は、本
発明の実施例の排気マニホールドによる排気ガスの拡散
状態を示す概念図である。
【００１０】排気マニホールド１は、高さに比べて幅が
広い楕円体形態のミキシングチャンバー２を備えてお
り、そのミキシングチャンバー２の外周に沿ってラナー
３、４、５、６の一端が接続され、各ラナー３、４、
５、６の他端は２つのラナー３、４、および５、６に分
かれ、フランジ７、８を通じてシリンダーヘッドの各気
筒の排気ポートに接続される。各ラナー３、４、５、６
は、ミキシングチャンバー２の外周に斜め方向に接続さ
れている。
【００１１】ミキシングチャンバー２の排出口には、ミ
キシングチャンバー２の幅より入口部９の幅が小さく、
触媒コンバータへ行くほど次第に幅が大きくなるディフ
ューザー（Ｄｉｆｆｕｓｅｒ）１０が連結されており、
そのディフューザー１０に触媒コンバータ１１が接続さ
れる。
【００１２】各気筒別に排出される排気ガスは、該当ラ
ナー３、４、５、６を通じてミキシングチャンバー２に
流入するが、ラナー３、４、５、６がミキシングチャン
バー２の外周に斜め方向に接続されているため、排気ガ
スはミキシングチャンバー２に流入後、円筒内を旋回し
て触媒コンバータを抜け出るようになっている。
【００１３】このようにして、各ラナー３、４、５、６
から順次排出される排気ガスは、ミキシングチャンバー
２内で旋回しながら均等に混合され、狭い入口部９のデ
ィフューザー１０通過時には、流速が増大し、同時に旋
回による遠心力作用で次第に拡大する直径に沿って外郭
側に拡散し、触媒コンバータ１１の触媒１２全断面に亘
って均等に分配される。
【００１４】
【発明の効果】本発明は、高さに比べて幅が広い楕円体
形態のミキシングチャンバーの外周に、多少斜めにラナ
ーが接続されており、ミキシングチャンバーより狭い幅
の入口部から次第に幅が広がる触媒コンバータに接続さ
れるディフューザーを備えることによって、各ラナーを
通じてミキシングチャンバーに流入する排気ガスが円筒
内部を旋回しながら均等に混合及び分配するようにな
り、ディフューザーを通じて排気ガスが拡散することに
より、触媒の特定部分に集中して排気ガスが通過する現
象が無くなり、触媒の全断面に亘って比較的均等に分散
されて通過するので、触媒の浄化効率が向上し、また、
触媒の劣化による寿命短縮を防止する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による触媒コンバータの浄化効
率及び寿命向上のための排気マニホールドの外部斜視図
である。
【図２】本発明の実施例によるミキシングチャンバー内
での排気ガスの流動特性をクランク角変化によって測定
した結果を示した図面である。
【図３】本発明の実施例の排気マニホールドによる排気
ガスの拡散状態を示す概念図である。
【図４】従来法による排気マニホールドの外部斜視図で
ある。
【符号の説明】
１、２１ 排気マニホールド ２ ミキシングチャンバー ３、４、５、６、２２、２３、２４、２５ ラナー ７、８ フランジ ９ 入口部 １０ ディフューザー １１、２７ 触媒コンバータ １２ 触媒 ２６ 収集チャンバー

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 排出口を有する楕円体形態のミキシング
    チャンバーと；前記ミキシングチャンバーの外周に沿っ
    て一端が接続され、他端はシリンダーヘッドの各気筒の
    排気ポートに接続される複数のラナーと；前記ミキシン
    グチャンバー排出口からの排気ガスを拡散させて触媒コ
    ンバータに誘導するディフューザーと；から構成される
    ことを特徴とする触媒コンバータの浄化効率及び寿命向
    上のための排気マニホールド。
  2. 【請求項２】 前記ミキシングチャンバーは、高さに比
    べて幅が大きい楕円体形態であることを特徴とする、請
    求項１に記載の触媒コンバータの浄化効率及び寿命向上
    のための排気マニホールド。
  3. 【請求項３】 前記各ラナーは、ミキシングチャンバー
    の外周に斜め方向に接続されることを特徴とする、請求
    項２に記載の触媒コンバータの浄化効率及び寿命向上の
    ための排気マニホールド。
  4. 【請求項４】 前記ディフューザーは、ミキシングチャ
    ンバーの幅より小さい幅の入口部を備えており、触媒コ
    ンバータ側に向って次第に幅が広くなる構造であること
    を特徴とする、請求項３に記載の触媒コンバータの浄化
    効率及び寿命向上のための排気マニホールド。
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