JP2005083193A - Exhaust device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、内燃機関の排気装置に係り、特に排気系から取り出した排気の一部を吸気系に還流する内燃機関の排気装置に関するものである。 The present invention relates to an exhaust system for an internal combustion engine, and more particularly to an exhaust system for an internal combustion engine that recirculates a part of exhaust gas extracted from an exhaust system to an intake system.
車両の内燃機関においては、排気の一部を排気系から取り出して吸気系に還流し、燃焼室での燃焼温度を下げてNOx等の排気有害成分を低減する排気装置を設けている。 2. Description of the Related Art An internal combustion engine of a vehicle is provided with an exhaust device that extracts a part of exhaust gas from an exhaust system and recirculates the exhaust gas to an intake system to reduce a combustion temperature in a combustion chamber to reduce exhaust harmful components such as NOx.
この排気装置にあって、図示しないが、多気筒用の内燃機関のシリンダヘッドの排気管取付面には、気筒列方向に沿って配列されて開口した複数の排気孔と、この排気孔の配列方向の一側部に開口する排気還流孔とを設けている。また、図7〜図9に示す如く、多気筒(4気筒:♯1、♯2、♯3、#4)用の内燃機関のシリンダヘッドに取り付けられる排気マニホルド102としては、シリンダヘッドの排気管取付面に接合されて各排気孔及び排気還流孔を覆う排気管取付フランジ104と、この排気管取付フランジ104を介して上流端部が排気孔に連通する第1〜第4排気連通孔106−1〜106−4を形成する第1〜第4独立排気管108−1〜108−4と、第1独立排気管108−1と第4独立排気管108−4とが接続して気筒列方向Zに指向した一側排気連結管110と、第2独立排気管108−2と第3独立排気管108−3とが接続して気筒列方向Zに指向して一側排気連結管110と略平行な他側排気連結管112と、第1〜第4独立排気管108−1〜108−4の下流端部に接続されるように、一側排気連結管110と他側排気連結管112との下流端部に接続されて気筒列方向Zに指向して配置された排気集合管114と、この排気集合管114から分岐するとともに排気管取付フランジ104を介してシリンダヘッドの排気還流孔に連通する排気還流管として機能する排気還流通路116とを備えたものがある。
In this exhaust apparatus, although not shown, a plurality of exhaust holes arranged along the cylinder row direction and opened on the exhaust pipe mounting surface of the cylinder head of the multi-cylinder internal combustion engine, and the arrangement of the exhaust holes An exhaust gas recirculation hole opened on one side of the direction is provided. As shown in FIGS. 7 to 9, an
この排気マニホルド102は、鋳鉄製であり、ガスケット(図示せず)を介してシリンダヘッドの排気管取付面に装着され、排気集合管114が排気管取付フランジ104よりも車両後方側でオーバハングして配設される。排気還流通路116は、排気管取付フランジ104の後端部104Aに形成され、該排気管取付フランジ104の厚さを利用して、第4独立集合管108−4内とシリンダヘッドの排気還流孔とを連通するように形成されている。
The
また、従来、内燃機関の排気装置には、シリンダヘッドに排気マニホルドを取り付けることにより、排気マニホルドの排ガス導入通路とシリンダヘッドの第1の排ガス通路とを互いに連通するものがある。
また、内燃機関の排気装置には、排気マニホルドの取付フランジの外側面と共働して排気通路の一部を形成する通路形成部材を設けたものがある。
Some exhaust devices for internal combustion engines are provided with a passage forming member that forms part of the exhaust passage in cooperation with the outer surface of the mounting flange of the exhaust manifold.
ところが、従来、図7に示すように、排気系から取り出した排気の一部を吸気系に還流する内燃機関の排気装置においては、排気マニホルドの排気集合管部が排気管取付フランジからオーバハングする位置にあるため、内燃機関の振動により排気管取付フランジに過大な荷重が生じ、このため、排気マニホルドの排気集合管の支持剛性が低くなるという不具合があり、そして、この不具合を解消するために、排気マニホルドと異なる材質の補強ステー等の補強材で排気集合管を支持する場合には、その構造上、支持剛性が不十分になるおそれがあり、また、構成が複雑になり、部品点数や組付工数が増加してコストが高くなるという不都合があった。 However, conventionally, as shown in FIG. 7, in an exhaust system of an internal combustion engine that recirculates a part of the exhaust extracted from the exhaust system to the intake system, the exhaust manifold pipe portion of the exhaust manifold overhangs from the exhaust pipe mounting flange. Therefore, an excessive load is generated on the exhaust pipe mounting flange due to the vibration of the internal combustion engine, and therefore there is a problem that the support rigidity of the exhaust manifold of the exhaust manifold is low, and in order to eliminate this problem, If the exhaust collecting pipe is supported by a reinforcing material such as a reinforcing stay made of a material different from that of the exhaust manifold, the support rigidity may be insufficient due to the structure of the exhaust manifold. There was an inconvenience that the number of man-hours increased and the cost increased.
この発明は、シリンダヘッドの排気管取付面に気筒列方向に沿って配列される複数の排気孔と、この排気孔の配列方向の一側部に開口する排気還流孔と、前記排気管取付面に接合されて前記排気孔及び前記排気還流孔を覆う排気管取付フランジと、この排気管取付フランジを介して上流端部が前記排気孔に連通する独立排気管と、この独立排気管の下流端部に接続される排気集合管と、この排気集合管から分岐するとともに前記排気管取付フランジを介して前記排気還流孔に連通する排気還流管とを備える内燃機関の排気装置において、前記排気集合管を前記排気還流孔に対向するように延設し、前記排気管取付フランジと前記独立排気管と前記排気集合管との間に形成される空間部を環状に包囲するように前記排気還流管を設けたことを特徴とする。 The present invention includes a plurality of exhaust holes arranged along a cylinder row direction on an exhaust pipe mounting surface of a cylinder head, an exhaust gas recirculation hole opened at one side portion in the arrangement direction of the exhaust holes, and the exhaust pipe mounting surface An exhaust pipe mounting flange that is joined to the exhaust hole and covers the exhaust recirculation hole, an independent exhaust pipe having an upstream end communicating with the exhaust hole through the exhaust pipe mounting flange, and a downstream end of the independent exhaust pipe An exhaust system for an internal combustion engine, comprising: an exhaust collecting pipe connected to a portion; and an exhaust recirculation pipe branched from the exhaust collecting pipe and communicating with the exhaust recirculation hole via the exhaust pipe mounting flange. The exhaust gas recirculation pipe is extended so as to face the exhaust gas recirculation hole, and the exhaust gas recirculation pipe is annularly surrounded by a space formed between the exhaust pipe attachment flange, the independent exhaust pipe, and the exhaust gas collecting pipe. Specially provided To.
この発明の内燃機関の排気装置においては、排気集合管部が排気管取付フランジからオーバハングする排気マニホルドにおいて、排気管取付フランジからオーバハングする排気集合管が排気還流管を介して排気管取付フランジに接続されるとともに、排気還流管が排気マニホルドと同じ材質で一体成形されので、排気集合管の支持剛性を十分に確保し、また、構成を簡単とし、部品点数や組付工数を削減してコストも低くすることができる。 In the exhaust system for an internal combustion engine of the present invention, in the exhaust manifold in which the exhaust collecting pipe portion overhangs from the exhaust pipe mounting flange, the exhaust collecting pipe overhanging from the exhaust pipe mounting flange is connected to the exhaust pipe mounting flange via the exhaust recirculation pipe. In addition, the exhaust gas recirculation pipe is integrally molded from the same material as the exhaust manifold, ensuring sufficient support rigidity for the exhaust collecting pipe, simplifying the configuration, reducing the number of parts and assembly steps, and reducing costs. Can be lowered.
この発明は、排気集合管の支持剛性を十分に確保するという目的を、排気管取付フランジからオーバハングする排気集合管が排気還流管を介して排気管取付フランジに接続されることで実現するものである。
以下、図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。
The present invention realizes the object of sufficiently securing the support rigidity of the exhaust collecting pipe by connecting the exhaust collecting pipe overhanging from the exhaust pipe mounting flange to the exhaust pipe mounting flange via the exhaust recirculation pipe. is there.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail and specifically with reference to the drawings.
図1〜図5は、この発明の第1実施例を示すものである。 1 to 5 show a first embodiment of the present invention.
図4において、2は車両(図示せず)に縦置きに搭載される多気筒用(4気筒:♯1、♯2、♯3、#4)の内燃機関、4はシリンダブロック、6はシリンダヘッド、8は排気装置である。
In FIG. 4, 2 is an internal combustion engine for a multi-cylinder (4 cylinders: # 1, # 2, # 3, # 4) mounted vertically in a vehicle (not shown), 4 is a cylinder block, and 6 is a cylinder. A
シリンダヘッド6には、排気側となる左側の排気管取付面10にガスケット12を介して排気マニホルド14が取り付けられる。
An
シリンダヘッド6の排気管取付面10には、気筒列方向Zに沿って配列されて各気筒に対応して開口した複数の第1〜第4排気孔(排気ポート)16−1〜16−4と、この第1〜第4排気孔16−1〜16−4の配列方向の一側部である後端部に開口する排気還流孔18と、これら第1〜第4排気孔16−1〜16−4及び排気還流孔18の周辺で複数のボルト取付孔20とが形成されている。
The exhaust
ガスケット12には、第1〜第4排気孔16−1〜16−4に対応した第1〜第4排気用ガスケット孔22−1〜22−4と、排気還流孔18に対応した排気還流用ガスケット孔24と、これら第1〜第4排気用ガスケット孔22−1〜22−4及び排気還流用ガスケット孔24の周辺で前記各ボルト取付孔20に対応した複数のボルト用ガスケット孔26と、第1〜第4排気用ガスケット孔22−1〜22−4の周りで第1〜第4排気側シール用ビード28−1〜28−4と、排気還流用ガスケット孔24の周りで排気還流側シール用ビード30とが形成されている。
The
排気マニホルド14は、鋳鉄製であり、シリンダヘッド6の排気管取付面10に接合されてシリンダヘッド6の第1〜第4排気孔16−1〜16−4及び排気還流孔18を覆う排気管取付フランジ32と、この排気管取付フランジ32を介して上流端部が第1〜第4排気孔16−1〜16−4に連通する第1〜第4排気連通孔34−1〜34−4を形成する第1〜第4独立排気管36−1〜36−4と、第1独立排気管36−1と第4独立排気管36−4とが接続して気筒列方向Zに指向した一側排気連結管38と、第2独立排気管36−2と第3独立排気管36−3とが接続して気筒列方向Zに指向して一側排気連結管38と略平行な他側排気連結管40と、第1〜第4独立排気管36−1〜36−4の下流端部に接続されるように、前記一側排気連結管38と前記他側排気連結管40との下流端部に接続した排気集合管(排気集合部)42と、この排気集合管42から分岐するとともに排気管取付フランジ32を介してシリンダヘッド6の排気還流孔18に連通する排気還流通路44を形成する排気還流管46とを備えて構成されている。
The
図2、図5に示す如く、第1〜第4独立排気管36−1〜36−4は、気筒列方向Zに対して直交する車両左方に指向して配設されている。また、図1〜5に示す如く、一側排気連結管38と他側排気連結管40と排気集合管38とは、気筒列方向Zに指向して配設されている。排気集合管38は、シリンダヘッド6の排気還流孔18に対向するように、気筒列方向Zに指向して車両後方に延設され、排気管取付フランジ32から車両後方にオーバハングして位置している。
As shown in FIGS. 2 and 5, the first to fourth independent exhaust pipes 36-1 to 36-4 are disposed to the left of the vehicle orthogonal to the cylinder row direction Z. As shown in FIGS. 1 to 5, the one-side
排気管取付フランジ32と第4独立排気管36−4と排気集合管42との間には、デッドスペースとなっていた空間部48が形成される。そして、排気還流管46は、図1、図2に示す如く、この空間部48を環状に包囲するように設けられている。
A
つまり、図1〜図3に示す如く、排気マニホルド14において、排気還流管46は、後方延設部分として形成され、シリンダヘッド6の排気還流孔18に対応して排気管取付フランジ32に開口する下流端部46Aから気筒列方向Zに延びる後方延出部46Bを介して排気集合管42に接続されている。これにより、排気還流管46で形成された排気還流通路44は、排気集合管42内の集合通路42Aとシリンダヘッド6の排気還流孔18とを連通する。
That is, as shown in FIGS. 1 to 3, in the
排気管取付フランジ32には、シリンダヘッド6の各ボルト取付孔20に対応した複数のボルト用フランジ孔50が形成されている。
The exhaust
排気マニホルド14には、所定のボルト用フランジ孔50に対応した複数のボルト挿通孔52を形成したボルト取付ボス54が設けられている。また、図2、図5に示す如く、排気還流管46近傍のボルト取付ボス54には、排気還流管46の曲がり部分に接続した支持壁56が一体的に設けられている。この支持壁56は、排気還流管46の略中央部位を支持し、この排気還流管46の支持剛性をさらに高くするものである。
The
そして、排気マニホルド14は、取付ボルト58を、ボルト取付ボス54のボルト挿通孔52と排気管取付フランジ32のボルト用フランジ孔50とガスケット12のボルト用ガスケット孔26とに挿通するとともに、シリンダヘッド6のボルト取付孔20に螺着することで、シリンダヘッド6の排気管取付面10に取り付けられ、排気集合管42が排気管取付フランジ32から車両後方にオーバハングして位置する。
The
排気マニホルド14の排気集合管42の後端部には、触媒コンバータ取付フランジ60が設けられている。この触媒コンバータ取付フランジ60には、複数のコンバータ取付孔62が形成されている。
A catalytic
次に、この第1実施例の作用を説明する。 Next, the operation of the first embodiment will be described.
シリンダヘッド6の排気管取付面10に開口する複数の排気孔16の気筒列方向Zの端部である後端部に排気還流孔18を開口して形成し、そして、シリンダヘッド6の排気管取付面10には、ガスケット12を介して排気管取付フランジ32の部分で排気孔16に連通する排気連通孔34が形成された独立排気管36を備えた鋳鉄製の排気マニホルド14を装着する。
An exhaust
そして、排気マニホルド14の各排気連通孔34が排気孔16の気筒列方向Zに延出され、下流端部に排気集合管42を設け、この排気集合管42に対峙する位置まで排気管取付フランジ32を延長するとともに、排気集合管42と排気管取付フランジ32を排気還流孔18に連通する排気還流管46を介して結合し、この排気還流管46に排気集合管42の補強ステーとしての機能を有さしめ、排気集合管42の支持剛性を高くする
Each exhaust communication hole 34 of the
この結果、排気集合管38が排気管取付フランジ32から車両後方にオーバハングする排気マニホルド14において、排気集合管42を排気還流孔18に対向するように延設し、排気管取付フランジ32と独立排気管36と排気集合管42との間に形成される空間部48を環状に包囲するように排気還流管46を設けたことから、排気管取付フランジ32からオーバハングする排気集合管42が排気還流管46を介して排気管取付フランジ32と接続されとともに、排気還流管46が排気マニホルド14と同じ材質で一体成形されので、排気集合管42の支持剛性を十分に確保し、また、構成を簡単とし、部品点数や組付工数を削減してコストも低くすることができる。
As a result, in the
また、排気還流管46は、排気還流孔18に対応して排気管取付フランジ32に開口する下流端部46Aから気筒列方向Zに延びる後方延出部46Bを介して排気集合管42に接続されたことから、剛性の高い排気還流管46で排気集合管42のより下流側位置を排気管取付フランジ32に接合して支持剛性を向上することができる。
Further, the exhaust
図6は、この発明の特別構成であり、第2実施例を示すものである。 FIG. 6 shows a special configuration of the present invention and shows a second embodiment.
この第2実施例の特徴とするところは、以下の点にある。即ち、排気集合管42には、触媒コンバータ取付フランジ60と排気管取付フランジ32に接続する補強リブ72を一体的に設けた。そして、この補強リブ72には、排気還流通路44を形成した。
The features of the second embodiment are as follows. That is, the
この第2実施例の構成によれば、補強リブ72によって排気集合管42の支持剛性を向上するとともに、排気還流通路44を補強リブ72内に形成したことから、別途に排気還流管を不要とし、構成の簡素化を図ることができる。
According to the configuration of the second embodiment, the reinforcing
排気管取付フランジからオーバハングする排気集合管が排気還流管を介して排気管取付フランジに接続される構造を、吸気管の構造にも適用することが可能である。 The structure in which the exhaust collecting pipe overhanging from the exhaust pipe mounting flange is connected to the exhaust pipe mounting flange via the exhaust recirculation pipe can also be applied to the structure of the intake pipe.
2 内燃機関
6 シリンダヘッド
8 排気装置
10 排気管取付面
12 ガスケット
14 排気マニホルド
16 排気孔
36 独立排気管
42 排気集合管
46 排気還流管
48 空間部
2 Internal combustion engine 6
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JP2003312326A JP2005083193A (en) | 2003-09-04 | 2003-09-04 | Exhaust device for internal combustion engine |
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- 2003-09-04 JP JP2003312326A patent/JP2005083193A/en active Pending
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