JP2005214029A - Exhaust pipe heat exchange structure of engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンの排気管熱交換構造に関するものである。 The present invention relates to an exhaust pipe heat exchange structure for an engine.
従来よりエンジンの排気側において、排気と冷却水との間で熱交換を行う構造が知られている。そして、熱交換によって排気温を低下させて、排気径部材等の耐久性の向上を図っている。また、冷間時においては、例えば冷却水等の熱交換媒体により排気熱を効率よく回収し、その熱によりオイル温度を上昇させエンジンの暖機を早めることができるという利点もある。 Conventionally, a structure for exchanging heat between exhaust gas and cooling water on the exhaust side of an engine is known. The exhaust temperature is lowered by heat exchange to improve the durability of the exhaust diameter member and the like. Further, when cold, there is an advantage that exhaust heat can be efficiently recovered by a heat exchange medium such as cooling water, and the oil temperature can be raised by the heat to accelerate engine warm-up.
そして、従来のエンジンの排気管熱交換構造の一例としては、特許文献1に記載の発明がある。この特許文献1に記載の発明は、エンジン本体と、エンジン本体から延出してこの気筒内の既燃ガスを外部に排出する排気マニホールドと、排気マニホールドの外周に溝を形成し、その溝をカバーで覆蓋した複数の水ジャケットとから構成されている。そして、この水ジャケットの内部に冷却水を循環させる。該カバーと排気マニホールドとはシール部材によって液密にシールされている。かかる構造においては、排気マニホールドを通って外部に排出される排気と該排気マニホールドの外周を循環する冷却水との間で熱交換を行い、排気温の冷却と排気熱の回収を行っている。
As an example of a conventional engine exhaust pipe heat exchange structure, there is an invention described in
さらに、別の構造として、特許文献2に記載の発明がある。この特許文献2に記載の発明は、排気マニホールドの各分岐管を排気通路と水ジャケットからなる二重構造として形成しており、特許文献1に記載の発明のように水ジャケットを形成するためのシール部材を必要としない。
しかしながら、特許文献1に記載の発明のように、排気マニホールドにシール部材を介して別部材を接合した構造は、そのシール性の低下や熱応力の発生が問題となる。つまり、この排気系は、エンジンの運転状態が変化するに伴い温度変化し、排気マニホールド等の各部材はその温度変化によって膨張、伸縮を繰り返す。ところが、各部材の線膨張係数が異なることや、熱源からの距離等によって温度が異なる場合がある。その結果として、排気系の温度変化による熱ひずみが各部材で異なり、シール部材のシール性を悪化させるか、または各部材の接合部に熱応力を発生させるという問題が生じる。
However, as in the invention described in
一方、特許文献2に記載の発明は、排気マニホールドにシール部材を介して別部材を取り付ける構造ではないため、シール部における熱膨張による問題は生じない。しかし、かかる構造を実現するためには二重構造の排気マニホールドを鋳造等によって作成する必要があり、製造コストが高くなる。
On the other hand, since the invention described in
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、製造コストを抑えつつ、熱応力を発生させず、かつ熱交換効率の高い熱交換構造を提供することにある。 This invention is made | formed in view of this point, The place made into the objective is to provide a heat exchange structure with high heat exchange efficiency, generating a thermal stress, suppressing manufacturing cost. .
第1の発明は、複数の排気ポートを有する直列多気筒エンジンの排気系においてエンジン冷却水と排気との間で熱交換を行うエンジンの排気管熱交換構造を対象とする。 The first invention is directed to an engine exhaust pipe heat exchange structure for exchanging heat between engine coolant and exhaust in an exhaust system of an in-line multi-cylinder engine having a plurality of exhaust ports.
そして、上記排気ポートにそれぞれ独立に連通して気筒列方向に並んだ複数の岐管を含み、エンジンに固定されたエンジン接続フランジ部から下方に向かって湾曲した分岐排気管と、その下流側で該複数の岐管を合流させる集合排気管とからなる排気マニホールドと、上記排気マニホールドの少なくとも一部を抱きかかえるように取り付けられる、上記冷却水が流通する管であって、断面形状が扁平な冷却水管と、上記排気マニホールドと上記冷却水管との間に介設されて両者間の熱伝導を行い、その排気マニホールドの管径方向に弾性を有する弾性金属体とを備えているものとする。 And a branch exhaust pipe curved downward from an engine connection flange portion fixed to the engine, including a plurality of manifolds communicating with the exhaust port independently and arranged in the cylinder row direction, A cooling manifold having a flat cross-sectional shape, the exhaust manifold comprising a collective exhaust pipe that joins the plurality of manifolds, and a pipe through which the cooling water circulates attached so as to hold at least a part of the exhaust manifold. It is assumed that a water pipe and an elastic metal body interposed between the exhaust manifold and the cooling water pipe to conduct heat between them and have elasticity in the pipe radial direction of the exhaust manifold are provided.
上記の構成の場合、別部品で形成された冷却水管は、上記排気マニホールドの少なくとも一部を抱きかかえるように取り付けられる。上記冷却水管は、径方向が扁平な形状をしているため、該冷却水管と排気マニホールドとの接触面積は拡大する。 In the case of the above configuration, the cooling water pipe formed as a separate part is attached so as to hold at least a part of the exhaust manifold. Since the cooling water pipe has a flat shape in the radial direction, the contact area between the cooling water pipe and the exhaust manifold is expanded.
また、上記冷却水管と排気マニホールドとの間に弾性金属体を介在させることで、その弾性金属体を介して、冷却水側に熱伝導し、排気と冷却水との間で熱交換が行われる。これら排気マニホールド、冷却水管及び弾性金属体は温度上昇によって熱膨張するが、各部材の材料の相違による線膨張係数の差異や、排気が流通する排気マニホールドと、冷却水が流通する冷却水管との大きい温度差によって、各部材の熱ひずみには差が生じる。ここで、上記弾性金属体を介在させていないときは、上記排気マニホールドと冷却水管が直接、接触するように配設される。かかる構造の場合、両部品が部品取付時には適切に接触していたとしても、上述したように、排気との熱交換が進み各部品の温度が上昇するにつれて、該排気マニホールドと冷却水管との接触部で両部品間が拘束し合い、各部品間に熱応力が発生する。あるいは逆に両部品間の間隔が局所的に開いて、接触が不十分となる部分も生じる。 Further, by interposing an elastic metal body between the cooling water pipe and the exhaust manifold, heat conduction is performed to the cooling water side through the elastic metal body, and heat exchange is performed between the exhaust gas and the cooling water. . These exhaust manifolds, cooling water pipes, and elastic metal bodies thermally expand as the temperature rises, but the difference in linear expansion coefficient due to the difference in the material of each member, the exhaust manifold through which exhaust flows, and the cooling water pipe through which cooling water flows A large temperature difference causes a difference in thermal strain of each member. Here, when the elastic metal body is not interposed, the exhaust manifold and the cooling water pipe are arranged in direct contact with each other. In such a structure, even if both parts are in proper contact when the parts are attached, as described above, as the heat exchange with the exhaust proceeds and the temperature of each part rises, the contact between the exhaust manifold and the cooling water pipe The two parts are constrained by each other, and thermal stress is generated between the parts. Or conversely, there is a part where the distance between the two parts is locally opened and the contact is insufficient.
そこで、上記冷却水管と排気マニホールドとの間に弾性金属体を介設する構造とすることによって、両部品間の熱ひずみの差異によって冷却水管と排気マニホールドとの間隔が狭くなったとしても上記弾性金属体が弾性変形して両部品の熱ひずみを吸収し、両部品に熱応力が発生することはない。また、両部品間の熱ひずみの差異によって、逆に冷却水管と排気マニホールドとの間隔が拡がったとしても上記弾性金属体が弾性変形することにより該冷却水管と弾性金属体、および弾性金属体と排気マニホールドとの間の接触を十分に確保することができる。こうして、弾性金属体を介した排気マニホールドと冷却水管との接触状態を保つことによって、熱伝導性の低下が防止される。 Therefore, by adopting a structure in which an elastic metal body is interposed between the cooling water pipe and the exhaust manifold, even if the interval between the cooling water pipe and the exhaust manifold becomes narrow due to a difference in thermal strain between the two parts, The metal body is elastically deformed to absorb the thermal strain of both parts, and thermal stress is not generated in both parts. Also, even if the interval between the cooling water pipe and the exhaust manifold is increased due to the difference in thermal strain between the two parts, the elastic metal body is elastically deformed to cause the cooling water pipe, the elastic metal body, and the elastic metal body to Sufficient contact with the exhaust manifold can be ensured. Thus, by maintaining the contact state between the exhaust manifold and the cooling water pipe via the elastic metal body, a decrease in thermal conductivity is prevented.
ところで、他の熱交換構造として、上記排気マニホールドとエンジンとの間に排気通路と冷却水通路を有する二重管構造のスペーサを介設する熱交換構造も考えられる。しかし、かかる構造は該スペーサの長さだけエンジン幅方向にエンジンの外寸が大きくなる。それに比べて、本発明は、エンジン幅方向への外寸が大きくなることはない。 As another heat exchange structure, a heat exchange structure in which a double pipe structure spacer having an exhaust passage and a cooling water passage is interposed between the exhaust manifold and the engine is also conceivable. However, this structure increases the outer dimension of the engine in the engine width direction by the length of the spacer. In contrast, the present invention does not increase the outer dimension in the engine width direction.
したがって、第1の発明によれば、上記冷却水管及び排気マニホールドの温度が変化しても、両部品間に熱応力を発生させず、かつ熱交換効率を損なうこともない。 Therefore, according to the first invention, even if the temperatures of the cooling water pipe and the exhaust manifold change, thermal stress is not generated between the two parts, and the heat exchange efficiency is not impaired.
そして、上記特許文献1に記載の発明とは異なり、排気マニホールドの外周に冷却水管を取り付ける構成としているため、冷却水のシール性を考慮する必要もない。
And unlike the invention of the said
また、排気マニホールドの外周に別部品の冷却水管を取り付ける構成としているため、既存の排気マニホールドに対してその形状に対応した冷却水管のみを新規に製作すればよく、コスト抑制につながる。 Further, since a cooling water pipe as a separate part is attached to the outer periphery of the exhaust manifold, only a cooling water pipe corresponding to the shape of the existing exhaust manifold needs to be newly manufactured, leading to cost reduction.
さらに、上述のスペーサ方式と較べて本発明はエンジン幅方向の突出が少なくてすみ、車載上の制約が少なくなる。 Further, the present invention requires fewer protrusions in the engine width direction than the spacer method described above, and there are fewer restrictions on the vehicle.
第2の発明は、第1の発明において、上記各岐管は円管であり、上記冷却水管は、上記エンジン接続フランジ部近傍の各岐管における上面又は下面の円弧形状に沿った円弧部を該岐管の数だけ気筒列方向に連続形成した波形状でかつ、上記分岐排気管の湾曲部分に沿う湾曲形状を有していて、上記分岐排気管のエンジン接続フランジ部近傍を拘束緩和状態で抱きかかえるように取り付けられているものとする。 According to a second invention, in the first invention, each of the manifolds is a circular pipe, and the cooling water pipe has an arc portion along an arc shape of an upper surface or a lower surface of each manifold near the engine connection flange portion. It has a wave shape that is continuously formed in the cylinder row direction by the number of the manifolds, and has a curved shape that follows the curved portion of the branch exhaust pipe. It is attached so that it can be held.
上記の構成の場合、上記排気マニホールドを介して排出される排気はエンジンに近いほど温度が高く、そのため、上記排気マニホールドにおいては、上記エンジン接続フランジ部の直ぐ下流側部分において排気温度が最も高くなる。そして、この最も排気温度が高くなる部分に上記冷却水管を配置している。熱伝達又は伝導により熱交換される熱量は2点間の温度差に比例するため、上記エンジン接続フランジ部近傍に冷却水管を配置することによって、効率よく熱交換することができる。 In the case of the above configuration, the temperature of the exhaust discharged through the exhaust manifold is higher as it is closer to the engine. Therefore, in the exhaust manifold, the exhaust temperature is highest at a portion immediately downstream of the engine connection flange portion. . And the said cooling water pipe | tube is arrange | positioned in the part where this exhaust gas temperature becomes the highest. Since the amount of heat exchanged by heat transfer or conduction is proportional to the temperature difference between the two points, heat can be efficiently exchanged by arranging a cooling water pipe near the engine connection flange.
また、上記冷却水管は全岐管に亘って気筒列方向に連続形成され、かつ、各岐管の上面又は下面の外周円弧に沿った形状となっていて、エンジン側方視において波形状となっている。しかも、上記冷却水管は、上記エンジン接続フランジ部近傍の湾曲に沿った湾曲形状をしている。そして、該冷却水管は扁平形状となっている。かかる形状により上記排気マニホールドとの接触面積はさらに拡大する。。 The cooling water pipe is continuously formed in the cylinder row direction over the entire manifold, and has a shape along the outer peripheral arc of the upper surface or the lower surface of each manifold, and has a wave shape when viewed from the side of the engine. ing. Moreover, the cooling water pipe has a curved shape along the curve in the vicinity of the engine connecting flange portion. The cooling water pipe has a flat shape. This shape further increases the contact area with the exhaust manifold. .
さらに、上記冷却水管は上記分岐排気管に完全には拘束しない拘束緩和状態で抱きかかえるように取り付けられている。この「拘束緩和状態」とは、上記冷却水管と排気マニホールドとを溶接やボルト締結等によって完全に拘束して取り付けるのではなく、排気マニホールドに対して抱きかかえるように取り付けられた状態を保ちつつ、相対的に動くことが可能な状態である。よって、上記弾性金属体の弾性変形に加えて、該冷却水管の排気マニホールドに対する相対的な移動により上記排気マニホールドの熱膨張を吸収することができる。 Further, the cooling water pipe is attached to the branch exhaust pipe so as to be held in a restrained relaxation state that is not completely restrained. This "restraint relaxation state" means that the cooling water pipe and the exhaust manifold are not completely restrained and attached by welding, bolt fastening, or the like, but kept attached to the exhaust manifold, It is in a state where it can move relatively. Therefore, in addition to the elastic deformation of the elastic metal body, the thermal expansion of the exhaust manifold can be absorbed by the relative movement of the cooling water pipe with respect to the exhaust manifold.
したがって、最も排気温度が高い上記エンジン接続フランジ部近傍に冷却水管を配置することによって、排気冷却の効率を向上させることができる。それとともに、熱回収効率も向上する。そして、排気温度が最も高い分岐排気管の上流部で排気を冷却することによって、それよりも下流側の分岐排気管や排気集合管が高温の排気に晒されることを防止することができる。 Therefore, the efficiency of exhaust cooling can be improved by disposing the cooling water pipe in the vicinity of the engine connection flange having the highest exhaust temperature. At the same time, the heat recovery efficiency is improved. Further, by cooling the exhaust at the upstream portion of the branch exhaust pipe having the highest exhaust temperature, it is possible to prevent the branch exhaust pipe and the exhaust collecting pipe on the downstream side from being exposed to the high-temperature exhaust.
また、上記冷却水管と排気マニホールドとの接触面積を拡大し、排気冷却効率をさらに向上させている。 Further, the contact area between the cooling water pipe and the exhaust manifold is expanded to further improve the exhaust cooling efficiency.
さらに、上記冷却水管を完全には拘束せず拘束緩和状態に抱きかかえるように取り付けることによって、第1の発明の効果に加えて、排気マニホールドの熱膨張をより柔軟に吸収することができる。 Furthermore, by attaching the cooling water pipe so as not to be completely restrained but to be held in a restrained relaxation state, in addition to the effect of the first invention, the thermal expansion of the exhaust manifold can be absorbed more flexibly.
第3の発明は、第1又は2の発明において、上記冷却水管は、上記分岐排気管の上面側に配設された第1冷却水管と、下面側に配設された第2冷却水管とを含み、上記第1冷却水管と第2冷却水管とは、上記分岐排気管を上下方向に挟持しているものとする。 According to a third invention, in the first or second invention, the cooling water pipe includes a first cooling water pipe disposed on an upper surface side of the branch exhaust pipe and a second cooling water pipe disposed on a lower surface side. In addition, the first cooling water pipe and the second cooling water pipe hold the branch exhaust pipe in the vertical direction.
上記の構成の場合、上記分岐排気管の上面及び下面の両面に冷却水管を配設し、両面において熱交換を行う。 In the case of the above configuration, cooling water pipes are disposed on both the upper and lower surfaces of the branch exhaust pipe, and heat exchange is performed on both sides.
したがって、2つの冷却水管を配設することによって、冷却水管と排気マニホールドとの接触面積が拡大し、熱交換効率が向上する。 Therefore, by disposing the two cooling water pipes, the contact area between the cooling water pipe and the exhaust manifold is expanded, and the heat exchange efficiency is improved.
第4の発明は、第3の発明において、上記第1冷却水管と第2冷却水管とは、気筒列方向一方の開口端部が、コネクタによって互いに接続されているものとする。 In a fourth aspect based on the third aspect, the first cooling water pipe and the second cooling water pipe are connected to each other at one opening end in the cylinder row direction by a connector.
上記の構成の場合、冷却水の導入口と導出口を気筒列方向他端側にまとめて配設することができるため、上記冷却水管まで、または冷却水管からの冷却水路の配設が簡便かつ容易となる。また、一端側をコネクタによって接続することによって、上記分岐排気管を挟持する構造を容易に実現できる。 In the case of the above configuration, the cooling water introduction port and the discharge port can be collectively arranged on the other end side in the cylinder row direction, so that the cooling water channel can be easily arranged up to or from the cooling water tube. It becomes easy. Moreover, the structure which clamps the said branch exhaust pipe is easily realizable by connecting one end side with a connector.
第5の発明は、第4の発明において、上記第2冷却水管は、上記分岐排気管の湾曲部分の内方に位置し、気筒列方向に沿って略直線状に延設されているものとする。 According to a fifth invention, in the fourth invention, the second cooling water pipe is located inward of the curved portion of the branch exhaust pipe and extends substantially linearly along the cylinder row direction. To do.
上記の構成の場合、第2冷却水管が略直線状の形状となることによって冷却水管の製作が容易となる。 In the case of the above configuration, the cooling water pipe can be easily manufactured because the second cooling water pipe has a substantially linear shape.
また、略直線状の第2冷却水管は上記各岐管の湾曲部分の内方に位置するため、上記岐管の湾曲部分内方の湾曲面と上記第2冷却水管の外周部とが上記弾性金属体を介して接触することになり、該分岐排気管と第2冷却水管との接触面積が大きくなる。 In addition, since the substantially straight second cooling water pipe is located inward of the curved portion of each branch, the curved surface inside the curved portion of the branch and the outer peripheral part of the second cooling water pipe are elastic. The contact is made through the metal body, and the contact area between the branch exhaust pipe and the second cooling water pipe is increased.
したがって、第2冷却水管の製作を容易にするとともに、第2冷却水管と分岐排気管との接触面積を大きくし熱交換効率が向上する。 Therefore, the manufacture of the second cooling water pipe is facilitated, and the contact area between the second cooling water pipe and the branch exhaust pipe is increased to improve the heat exchange efficiency.
第6の発明は、第1乃至5の何れか1つの発明において、上記弾性金属体は、耐熱性金属のワイヤメッシュで構成されているものとする。 According to a sixth invention, in any one of the first to fifth inventions, the elastic metal body is formed of a wire mesh of a heat-resistant metal.
上記の構成の場合、上記弾性金属体をワイヤメッシュとすることによって、容易に弾性力を有した状態で、該冷却水管を分岐排気管に取り付けることができる。また、ワイヤメッシュは加工又は変形が容易であるため、上記冷却水管と分岐排気管との間への取付も容易である。 In the case of the above-described configuration, the cooling water pipe can be attached to the branch exhaust pipe with elasticity easily by using the elastic metal body as a wire mesh. Further, since the wire mesh can be easily processed or deformed, it can be easily mounted between the cooling water pipe and the branch exhaust pipe.
第7の発明は、第1の発明において、上記集合排気管は、円筒形状を有していて、その下流側には触媒コンバータが配設され、上記冷却水管は、上記集合排気管の外周面に巻き付けられた状態で該集合排気管を抱きかかえるように取り付けられているものとする。 In a seventh aspect based on the first aspect, the collective exhaust pipe has a cylindrical shape, a catalytic converter is disposed downstream thereof, and the cooling water pipe is an outer peripheral surface of the collective exhaust pipe. It is assumed that it is attached so as to hold the collective exhaust pipe while being wound around.
上記の構成の場合、排気温度が最も高いのは排気ポート排出直後の上記エンジン接続フランジ部近傍であるが、排気行程は気筒毎に間欠的に行われるため、排気マニホールドの温度が平均的に最も高温となるのは各気筒の排気が常に集まる上記集合排気管である。よって、第7の発明においては、平均的に最も温度が高くなる部分において熱交換をしている。さらに、円筒形状をした集合排気管の全周に亘って上記冷却水管を抱きかかえるように取り付けることによって、該冷却水管と集合排気管との接触面積を大きくしている。 In the case of the above configuration, the exhaust temperature is highest in the vicinity of the engine connection flange immediately after exhaust port discharge. However, since the exhaust stroke is intermittently performed for each cylinder, the exhaust manifold temperature is the highest on average. It is the collective exhaust pipe in which exhaust from each cylinder always collects that becomes high temperature. Therefore, in the seventh invention, heat exchange is performed at a portion where the temperature becomes the highest on average. Furthermore, the contact area between the cooling water pipe and the collecting exhaust pipe is increased by attaching the cooling water pipe so as to hold the entire circumference of the cylindrical collecting exhaust pipe.
また、上記集合排気管の下流側には触媒コンバータが配設されている。そして、該集合排気管が冷却されるため、その管壁を介して下流側の触媒コンバータも冷却される。さらに、該触媒コンバータに送られる排気の温度も低下している。このため、該触媒コンバータの温度上昇を抑えることができる。 A catalytic converter is disposed downstream of the collective exhaust pipe. Since the collective exhaust pipe is cooled, the downstream catalytic converter is also cooled through the pipe wall. Furthermore, the temperature of the exhaust gas sent to the catalytic converter is also lowered. For this reason, the temperature rise of the catalytic converter can be suppressed.
したがって、上記排気マニホールドにおいて平均的に最も温度が高くなる集合排気管に上記冷却水管を配設することによって、高い熱交換効率で排気を冷却するとともに、熱回収効率を高めることができる。それとともに、上記触媒コンバータの温度上昇を抑え、触媒の寿命の向上が図られる。 Therefore, by disposing the cooling water pipe in the collective exhaust pipe having the highest temperature on average in the exhaust manifold, the exhaust can be cooled with high heat exchange efficiency and the heat recovery efficiency can be increased. At the same time, the temperature of the catalytic converter is suppressed and the life of the catalyst is improved.
尚、上記集合排気管を外筒体と内筒体とからなる二重管とし、上記内筒体を排気温度の上昇に伴い樽形状に拡径変形させて、上記外筒体と接触するようにしてもよい。 The collective exhaust pipe is a double pipe composed of an outer cylindrical body and an inner cylindrical body, and the inner cylindrical body is expanded and deformed into a barrel shape as the exhaust temperature rises so as to come into contact with the outer cylindrical body. It may be.
これによって、冷間時においては、上記冷却水管と排気との間に空気層が介在して熱交換効率が低いため、排気はあまり冷却されず、排気熱は上記触媒コンバータの触媒を早期に活性化させるために用いられる。一方、温間時においては、上記内筒体が熱膨張によって樽形状となって外筒体と接触するため、上記冷却水と排気との熱交換効率が高まり、上記触媒コンバータの温度上昇が抑えられ寿命短縮を防止することができる。 As a result, in the cold state, an air layer is interposed between the cooling water pipe and the exhaust gas, so that the heat exchange efficiency is low. It is used to make it. On the other hand, during the warm time, the inner cylindrical body becomes a barrel shape due to thermal expansion and comes into contact with the outer cylindrical body, so that the heat exchange efficiency between the cooling water and the exhaust is increased, and the temperature rise of the catalytic converter is suppressed. Life shortening can be prevented.
第8の発明は、第1乃至7の何れか1つの発明において、上記冷却水管は、ハイドロフォーム成形によって形成されているものとする。 According to an eighth invention, in any one of the first to seventh inventions, the cooling water pipe is formed by hydroforming.
上記の構成の場合、上記冷却水管の形成が容易となる。特に扁平な形状又は3次元形状等の複雑な形状の冷却水管の形成に効果があり、形成時に管の内部が目詰まりすることがなく、所望の形状に冷却水管を形成することができる。 In the case of said structure, formation of the said cooling water pipe becomes easy. In particular, it is effective in forming a cooling water pipe having a flat shape or a complicated shape such as a three-dimensional shape, and the cooling water pipe can be formed in a desired shape without clogging the inside of the pipe at the time of formation.
本発明の排気管熱交換構造によれば、上記排気マニホールドと冷却水管との間に弾性金属体を介設させているため、該排気マニホールドと冷却水管が温度変化によって熱ひずみを生じても、該弾性金属体がその熱ひずみを吸収するため両部品間の熱応力の発生を防止することができ、かつ、該弾性金属体が両部品間の接触状態を確保するため熱交換効率が低下することを防止することができる。 According to the exhaust pipe heat exchange structure of the present invention, since an elastic metal body is interposed between the exhaust manifold and the cooling water pipe, even if the exhaust manifold and the cooling water pipe cause thermal strain due to temperature change, Since the elastic metal body absorbs the thermal strain, the generation of thermal stress between the two parts can be prevented, and the heat exchange efficiency is lowered because the elastic metal body ensures the contact state between the two parts. This can be prevented.
また、上記排気マニホールドの外周に別部品の冷却水管を取り付ける構成としているため、既存の排気マニホールドに対してその形状に対応した冷却水管のみを新規に製作すればよく、コスト抑制につながる。 Further, since a cooling water pipe as a separate part is attached to the outer periphery of the exhaust manifold, it is only necessary to newly manufacture a cooling water pipe corresponding to the shape of the existing exhaust manifold, leading to cost reduction.
さらに、上記排気マニホールドの外周に冷却水管を取り付ける構成としているため、冷却水のシール性を考慮する必要もない。 Furthermore, since the cooling water pipe is attached to the outer periphery of the exhaust manifold, it is not necessary to consider the sealing property of the cooling water.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
《発明の実施形態1》
図1はエンジンの一側面に取り付けられた本発明の実施形態1に係る排気マニホールドの平面図である。1は、4つの気筒11、11、…が所定間隔をあけて直列に並列された直列4気筒エンジンであり、2は該エンジン1の一側面に取り付けられた排気マニホールドである。ここで、以下の説明においては、説明の便宜のため、図1、2、7、8において、図の右側をエンジン前側とし、左側をエンジン後側とする。
FIG. 1 is a plan view of an exhaust manifold according to
上記エンジン1には、4つの気筒11、11、…から一側面に向かって開口する4つの排気ポート12、12、…が形成されており、排気が該各気筒11から各排気ポート12を介して排出される。この排気ポート12は、気筒11、11、…と同様に所定間隔をあけて形成されている。
The
上記排気マニホールド2は、図1〜3に示すように、上記排気ポート12、12、…(図2、3では省略)と連通する上流側の4つの排気岐管31、31、…からなる分岐排気管3と、該排気岐管31、31、…が集合する下流側の集合排気管4からなる。また、図1に示すように、上記排気マニホールド2は、そのエンジン接続フランジ部5によってエンジン1の一側面に取り付けられる。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
上記エンジン接続フランジ部5は、上記排気マニホールド2の上流側端部において、上記排気岐管31、31、…と一体に形成されている。そして、上記エンジン1の一側面にボルト締結される。また、図4に示すように、このエンジン接続フランジ部5のエンジンとの接合面には、上記各排気岐管の開口部32が形成されている。そして、上記排気マニホールド2がエンジン1に取り付けられた場合において、上記排気岐管31、31、…の各開口部32は、エンジン1の各排気ポート12に連通する。
The engine
上記排気岐管31、31、…は、図3に示すように、エンジン前方視において、上記エンジン接続フランジ部5からエンジン1の一側外方へ突出した後、下方へ湾曲している。一方、図2に示すように、エンジン側方視においては、上流側端部は上記排気ポート12、12、…と同じ間隔で気筒列方向に並列しており、下流側へ進むにつれて、各排気岐管31同士の間隔が狭くなり、下流側端部において各排気岐管31が集合している。また、該各排気岐管31は断面略円形状をしている。
As shown in FIG. 3, the exhaust manifolds 31, 31,... Are projected downward after projecting outward from the engine
上記集合排気管4は、図1〜3に示すように、排気岐管31、31、…が集合した共通管となっている。この集合排気管4の下流には触媒コンバータあるいはマフラー(図示省略)が配設される。
The
上記排気は、非常に高温であり、上記排気マニホールド2が高温の排気に晒され続けると、その耐久性に悪影響を及ぼす。
The exhaust is very hot, and if the
そこで、図1〜3に示すように、上記分岐排気管3のエンジン接続フランジ部5の近傍に第1冷却水管7及び第2冷却水管8からなる冷却水管6が配設されている。
Therefore, as shown in FIGS. 1 to 3, a cooling
上記第1冷却水管7は、本体部71と、該本体部71の両端部に位置する接続部72a、72aからなる。上記第1冷却水管7は、上記エンジン接続フランジ部5近傍の分岐排気管3の上部に配置されている。上記エンジン接続フランジ部5の近傍の排気岐管31、31、…は下方へ向けて湾曲している部分である。そして、上記本体部71は、図1、2に示すように、各排気岐管31の上面の外周円弧に沿った円弧部71aを、気筒列方向に4つ連続形成した波形状となっている。また、図3に示すように、エンジン前面視において、上記各円弧部71aは対応する排気岐管31の管軸方向の形状に沿って湾曲しており、上記本体部71は、断面が扁平な形状をしている。上記接続部72a、72aは、上記本体部71の両端部から本体部の長手方向(気筒列方向)に突出形成されている。
The first
上記第2冷却水管8は、本体部81と、該本体部81の両端部に位置する接続部82a、82aからなる。上記第2冷却水管8は、図1〜3に示すように、上記エンジン接続フランジ部5近傍の分岐排気管3の湾曲部の下方に配置されている。上記本体部81は、気筒列方向に延びる略直線形状をしている。そして、該本体部81は、上記各排気岐管31の側方を一部囲むように、各排気岐管31の側方位置において該排気岐管31側に膨出する膨出部81a、81a、…を有している。該本体部81のうち、上記各排気岐管31の下方に位置する部分は径方向に扁平な形状となっており、該各排気岐管31との接触面積を拡大させている。
The second cooling water pipe 8 includes a
上記第1冷却水管7及び第2冷却水管8は、上述のように複雑な形状をしている。特に第1冷却水管7は、エンジン前方視においては下方に湾曲するとともに、エンジン側方視においては気筒列方向に波形状となっており、さらに内部は冷却水が流通するように中空となっている。かかる形状の管材は、鋳造では目詰まりが起こりやすく製造が困難である。そこで、第1冷却水管7及び第2冷却水管8の本体部71、81はハイドロフォーム成形によって形成される。そして、本体部71、81を形成後、その両端部にそれぞれ接続部72a、72a及び82a、82aが溶接等の手段によって接合される。かかるハイドロフォーム形成とすることによって、上述の扁平で、かつ3次元に複雑な管であっても、目詰まりすることなく形成することができる。
The first
また、上記第1冷却水管7と第2冷却水管8とは、図2に示すように、気筒列方向の一端側において、それぞれの接続部72a及び82aにU字連結管6aを外挿することによって直列に連結されている。一方、気筒列方向の他端側においては、第1冷却水管7の接続部72aには導出管63aが外挿され、第2冷却水管8の接続部82aには導入管62aが外挿される。そして、該第1冷却水管7と第2冷却水管8とは、上記分岐排気管3を挟持するように排気マニホールド2に取り付けられる。
Further, as shown in FIG. 2, the first
上記U字連結管6aにより一端側を連結することによって、第1冷却水管7と第2冷却水管8とで挟み込む形状となり、分岐排気管3に対して容易に取り付けることができる。さらに、部品の形状の誤差又は取付誤差を該U字連結管6aのU字部で吸収することができる。また、冷却水の導入口及び導出口が上記第1冷却水管7及び冷却水管8の一側である他端側に集まるため、冷却水ホース等の配設が容易になる。
By connecting one end side with the U-shaped connecting
このとき、上記第1冷却水管7と第2冷却水管8とは分岐排気管3に直接取り付けられるのではなく、弾性金属体としての耐熱性金属のワイヤメッシュ9を介して取り付けられる。このことによって、該第1冷却水管7及び第2冷却水管8と、分岐排気管3とは、該ワイヤメッシュ9を介して実質的に接触し、該ワイヤメッシュ9は弾性変形するため、その実質的な接触面積は大きくなる。また、このワイヤメッシュ9を介して挟持する構造によって、上記第1冷却水管7及び第2冷却水管8とは完全に拘束されるわけではなく、拘束緩和状態で分岐排気管3に取り付けられている。すなわち、上記冷却水管6は、完全には拘束されていないため分岐排気管3を挟持している範囲で相対的に動くことが可能である。
At this time, the first
上記の構成の場合、図2に示すように、上記導入管62aから矢印の方向に冷却水が第2冷却水管8内へ導入される。そして、該冷却水は上記U字連結管6aを介して第1冷却水管7内へ流通し、導出管63aから矢印の方向へ導出される。こうして、冷却水が上記冷却水管6を流通している間に排気との間で熱交換が行われる。すなわち、排気マニホールド2内を流通している排気の排気熱は、各排気岐管31の管壁、ワイヤメッシュ9、第1冷却水管7の管壁又は第2冷却水管8の管壁、冷却水管6内を流通する冷却水、の順に熱伝達又は熱伝導していく。
In the case of the above configuration, as shown in FIG. 2, cooling water is introduced into the second cooling water pipe 8 from the
そして、上記排気マニホールド2を流通する排気の温度は、上記冷却水管6が取り付けられている上記エンジン接続フランジ部5の近傍において最も高い。よって、この排気温度が最も高いエンジン接続フランジ部5の近傍に上記冷却水管6を配設し、この部分において排気を冷却することは非常に熱交換効率が良く、高い排気冷却効率及び排気熱回収効率を実現することができる。また、排気の上流側で冷却しておけば下流側の排気管にとっても熱環境的に有利である。
The temperature of the exhaust gas flowing through the
上記第1冷却水管7は、各排気岐管31の管軸方向に沿って湾曲しつつ、外周方向に沿った円弧部71a有している。このように各排気岐管31に対応させた形状とすることにより、該第1冷却水管7は、各排気岐管31との実質的な接触面積を大きくすることができる。
The first
また、上記第2冷却水管8は、略直線形状をしているが、各排気岐管31を側方から一部囲むように排気岐管31側に突出する膨出部81a、81a、…を有している。かかる形状により、該第2冷却水管8は、各排気岐管31との実質的な接触面積を大きくすることができる。
Further, the second cooling water pipe 8 has a substantially straight shape, but has bulging
さらに、上記第1冷却水管7又は第2冷却水管8の各排気岐管31と接触する部分の形状が、例えば、製造誤差や熱ひずみによって、完全には各排気岐管31の接触部分の形状と合致していなくても、弾性変形するワイヤメッシュ9を介設して接触しているため、該ワイヤメッシュ9が弾性変形する範囲内で十分な接触面積を有しつつ、冷却水管6を各排気岐管31に対して接触配置することができる。
Furthermore, the shape of the portion of the first
また、熱交換において、各排気岐管31や冷却水管6等の温度が上昇すると、各部品は熱膨張する。このとき、該排気岐管31と冷却水管6との間には上記ワイヤメッシュ9が介設されており、該ワイヤメッシュ9の弾性範囲内において両部品の熱膨張を吸収することができる。ここで、仮に上記ワイヤメッシュ9を介設せず、冷却水管6と各排気岐管31を直接接触させる構造であるとすると、熱膨張するはずの該冷却水管6と各排気岐管31とが接触面において拘束し合い、熱応力が生じ、排気マニホールド2の耐久性に悪影響を及ぼす。
Further, in the heat exchange, when the temperatures of the exhaust manifolds 31 and the cooling
したがって、上記ワイヤメッシュ9を介設することにより、上述の各部品の熱ひずみを該ワイヤメッシュ9が弾性変形して吸収し、その結果、分岐排気管3や冷却水管6等に熱応力が発生することがない。
Therefore, by interposing the
また、上記ワイヤメッシュ9は熱ひずみを吸収するだけではない。上記分岐排気管3と冷却水管6との間隔が熱ひずみによって局所的に拡がったとしても、ワイヤメッシュ9を介設することによって、各排気岐管31と冷却水管6との接触状態を保つことができ、排気熱の伝導効率を損なうことがない。
The
さらに、上記冷却水管6は、ワイヤメッシュ9を介して上記分岐排気管3を挟持するように支持されている。よって、該冷却水管6は完全に拘束されているわけではなく、分岐排気管3を挟持している範囲で相対的に動くことが可能である。すなわち、この可動範囲内においても熱ひずみを吸収することができ、かつ熱伝導効率を維持することができる。そして、上記第1冷却水管7と第2冷却水管8とをU字連結管6aにより連結することによって、挟持する状態で取り付ける構造を容易に実現することができる。
Further, the cooling
尚、上記ワイヤメッシュ9は弾性を有する弾性金属体であればよいが、ワイヤメッシュ9は、加工又は変形が容易であるため取付性が良く、適度な弾性も有している。
The
また、上記の構成は排気マニホールド2の外周に別部品の冷却水管6を取り付ける構造としている。そのため、既存の排気マニホールド2に対してその形状に対応した冷却水管6のみを新規に製作すればよく、コスト抑制につながる。
In addition, the above configuration has a structure in which a separate
《発明の実施形態2》
図5、6は本発明の実施形態2に係る排気マニホールドを示す。この実施形態2では、上記実施形態1と比較して、冷却水管6を排気マニホールド2の集合排気管4に配設している点で異なる。尚、以下では、上記実施形態1と同一の構成については同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
<<
5 and 6 show an exhaust manifold according to
図5、6に示すように、排気マニホールド2は直列4気筒エンジンに対応する形状をしており、図5における左側から順にそれぞれ独立の第1排気岐管31a、第2排気岐管31b、第3排気岐管31c、第4排気岐管31dが気筒列方向に並列している。これら、排気岐管31a、31b、…が分岐排気管3を構成する。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
上記排気岐管31a、31b、…は、その下流側端部において、第1排気岐管31aと第4排気岐管31dとが合流する第1合流管4aとなり、第2排気岐管31bと第3排気岐管31cとが合流する第2合流管4bとなっている。そして、これら第1合流管4aと第2合流管4bとが円筒形状の集合排気管4を構成している。上記集合排気管4の下流側端部は触媒コンバータ10に連通している。
The
この実施形態2に係る排気マニホールド2は所謂4−2−1排気マニホールドとなっている。この4−2−1排気マニホールドである排気マニホールド2は排気干渉を防止するために有効である。4気筒エンジンの場合は、通常、第1と第2排気岐管31a、31b、および第3と第4排気岐管31c、31dからの排気がぶつかりやすいので、第1と第4排気岐管31a、31dを、および第2と第3排気岐管31b、31cを先に合流させている。
The
上記各排気岐管31a、31b、…には間欠的に排気が排出され、上記集合排気管4には常に排気が流通していることになる。故に、最も高温の排気が流通しているのは上記エンジン接続フランジ部5近傍の各排気岐管31a、31b、…であるが、平均的に排気管の温度が最も高いのは集合排気管4である。したがって、この平均的な排気管温度が最も高い集合排気管4で排気を冷却することは、非常に熱交換効率が良い。
The
そこで、本実施形態2においては、この集合排気管4に冷却水管6を配設している。この冷却水管6は、図6に示すようにハイドロフォーム成形により形成された、径方向に扁平な本体部61と、両端部に接続された接続部64、64からなる。そして、該冷却水管6を、集合排気管4の全周を囲むように抱きかかえるように取り付けている。このとき、該冷却水管6と集合排気管との間には上記ワイヤメッシュ9が介設されている。
Therefore, in the second embodiment, the cooling
また、上記集合排気管4の上流側(図6の上側)の接続部64には導出管63cが、下流側(図6の下側)の接続部64には導入管62cが外挿されている。そして、上記導入管62cから冷却水が流入し、上記冷却水管6を流通して、導出管63cから流出していく。このときに排気と熱交換し、排気及び集合排気管4を冷却する。
Further, a lead-out
上記触媒コンバータ10は、排気を浄化する装置である。この触媒コンバータ10は、触媒の働きを活性化させるために温度を適温まで早期に上昇させることが必要である一方、高温に晒され続けるとその寿命が短くなる部品である。上記冷却水管6をこの触媒コンバータ10よりも上流側に配設することによって、該触媒コンバータ10の寿命の短縮を防止している。
The
上記触媒を早期に活性化させるために、上記排気集合管4を二重の樽型構造としている。具体的には、上記排気集合管4の内側に同軸の内周管41を挿入している。この内周管41は、本体部41aと上流側端部41bと下流側端部41cとからなる。上記本体部41aは、図6に示すように長手方向の中央部の管径が大きくなった樽型である。図6は理解を容易にするために、その樽型形状を誇張して描いているが、その中央部の外周径は、上記排気集合管4の内周径よりも小さく、低温時は拡径した長手方向中央部においても内周管41と排気集合管4とは非接触である。そして、上記上流側端部41bは、上記本体部41aから連続的に拡径して、その外周径は上記排気集合管4の内周径と同径となっている。そして、排気集合管4の内部に設けられた取付溝42に排気集合管4の内壁と接触するようにして遊嵌されている。一方、上記下流側端部41cは、曲率を有する状態で外側に折り返してあって、その最外周は上記排気集合管4の内壁に当接している。そして、下流側端部41cは、該排気集合管4が上記触媒コンバータ10に取り付けられた際に、触媒コンバータ10の上流端に位置する支持部10aに当接しており、上記内周管41は、管の長手方向下流側から単純支持されている。
In order to activate the catalyst at an early stage, the
また、内周管41には、上記第1合流管4aと第2合流管4bとを隔てる隔壁43を内周管41の中心軸を通るように配設している。これによって、排気干渉を起こすことなく排気を上記触媒コンバータ10の直前まで導くことができる。
In addition, a
上記排気集合管4と触媒コンバータ10とは、それぞれのフランジ部44、101をボルト締結等することによって固定される。
The
上記集合排気管4を上述の二重樽型構造とすると、排気は上記内周管41の内部を流通し、集合排気管4の管壁とは接触しない。そして、エンジン始動開始直後等の冷間時において上記内周管41は高温になっていないため、上記集合排気管4と内周管41の本体部41aとは間隔を有したままの状態にある。一方、高速運転時等においては該内周管41は高温となり、熱膨張する。このとき、該内周管41の上流側端部41bは排気集合管4の取付溝42に遊嵌され、下流側端部41cは触媒コンバータ10の支持部10aによって単純支持されているため、内周管41は長手方向に膨張することはできない。ここで、該内周管41の本体部41aの中央部は外側に拡径した樽型形状となっており、長手方向に膨張できない内周管41の管壁が、該中央部周辺において外側に拡径し易い形状となっている。このため、熱膨張によって該本体部41aの中央部周辺はさらに外側に拡径し、上記集合排気管4の内壁と接触する。そして、内周管41の温度が上昇するにしたがって、その接触面積は大きくなる。
If the
このことは、上記冷却水管6と排気との熱交換効率が、冷間時においては低く、温度が高まるにつれて高くなることを意味している。すなわち、冷間時においては、上記内周管41の内部を流通する排気の熱は、内周管41の管壁、内周管41と集合排気管4との間の空気層、集合排気管4の管壁、ワイヤメッシュ9、冷却水管6の管壁、冷却水管6の内部を流通する冷却水の順に熱伝達又は熱伝導していく。これに対し、温間時に上記内周管41の本体部41aが集合排気管4と接触している場合には、上述の熱伝達・伝導経路は、内周管41と集合排気管4との間の空気層を経由せず、内周管41の管壁から集合排気管4の管壁へ熱が直接伝導する。上記空気層を介在させないことにより熱交換効率は飛躍的に向上する。
This means that the heat exchange efficiency between the cooling
したがって、冷間時には熱交換効率を抑えて排気熱を触媒コンバータ10の早期活性化に活用し、温間時には熱交換効率を高めて触媒コンバータ10の温度上昇を抑え寿命短縮を防止することができる。
Therefore, the heat exchange efficiency can be suppressed during cold and exhaust heat can be used for early activation of the
本実施形態2においては、上記冷却水管6を径方向に扁平な形状としつつ、集合排気管4の全周に亘って該冷却水管6を抱きかかえるように取り付ける構造としているため、接触面積が大きく、熱交換効率を向上させている。
In the second embodiment, the cooling
また、上記ワイヤメッシュ9は、上記実施形態1と同様に、集合排気管4と冷却水管6との実質的な接触面積を拡大させ、また、両部品間の熱ひずみを吸収して両部品に熱応力を発生させず、さらに、熱膨張後も両部品間の実質的な接触状態を変えず熱伝導効率を損なわせない。
In addition, the
《その他の実施形態》
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。すなわち、上記実施形態1においては、第1冷却水管7及び第2冷却水管8の本体部71、81をハイドロフォーム成形によって形成し、それらの両端部に各接続部72a、82aを溶接等によって結合しているが、図7〜9に示すように各接続部72b、82bをそれぞれ本体部71、81と一体にハイドロフォーム成形する構成としてもよい。かかる構成とした場合には、接続部72b、82bの外径に合わせて、口径の大きなU字連結管6b及び導入管62b、導出管63bとなる。本実施形態においては、口径が大きくなることによって上記U字連結管6bの曲率半径が小さくなるためU字連結管6bの剛性が上がり、取付精度が向上する。その他の効果は上記実施形態1と同様である。
<< Other Embodiments >>
The present invention may be configured as follows with respect to the above embodiment. That is, in the first embodiment, the
さらに、取付精度を向上させるために、図10に示すように、内部にU字路を有するコネクタ6cを採用してもよい。かかる構成の場合、上記6aや6bのようなU字管形状でないため、取付誤差等の吸収効果はなくなるが、コネクタ6cの剛性が高く、取付精度は一段と向上する。
Further, in order to improve the mounting accuracy, a
また、上記実施形態1においては、上記導入管62aが第2冷却水管8に取り付けられ、導出管63aが第1冷却水管7の取り付けられているが、図7〜9に示すように、該導入管62bを第1冷却水管7に、該導出管63bを第2冷却水管8に取り付けて冷却水の流れを逆にしてもよい。
In the first embodiment, the
また、上記実施形態1では、U字連結管6aによって第1冷却水管7と第2冷却水管8とを直列に接続しているが、該U字連結管6aで接続せず、第1冷却水管7と第2冷却水管8とに並列に冷却水を流通させる構造としてもよい。あるいは、第1冷却水管7又は第2冷却水管8のうちいずれか1つの冷却水管を配設する構造でもよい。
In the first embodiment, the first
1 エンジン
11 気筒
12 排気ポート
2 排気マニホールド
3 分岐排気管
31 排気岐管
4 集合排気管
5 エンジン接続フランジ部
6 冷却水管
6a U字連結管(コネクタ)
6b U字連結管(コネクタ)
7 第1冷却水管
71a 円弧部
72a 接続部(開口端部)
8 第2冷却水管
82a 接続部(開口端部)
9 ワイヤメッシュ(弾性金属体)
10 触媒コンバータ
DESCRIPTION OF
6b U-shaped connecting pipe (connector)
7 1st cooling
8 2nd
9 Wire mesh (elastic metal body)
10 Catalytic converter
Claims (8)
上記排気ポートにそれぞれ独立に連通して気筒列方向に並んだ複数の岐管を含み、エンジンに固定されたエンジン接続フランジ部から下方に向かって湾曲した分岐排気管と、その下流側で該複数の岐管を合流させる集合排気管とからなる排気マニホールドと、
上記排気マニホールドの少なくとも一部を抱きかかえるように取り付けられる、上記冷却水が流通する管であって、断面形状が扁平な冷却水管と、
上記排気マニホールドと上記冷却水管との間に介設されて両者間の熱伝導を行い、その排気マニホールドの管径方向に弾性を有する弾性金属体とを備えていることを特徴とする排気管熱交換構造。 An exhaust pipe heat exchange structure for an engine that performs heat exchange between engine coolant and exhaust in an exhaust system of an in-line multi-cylinder engine having a plurality of exhaust ports,
A branch exhaust pipe that includes a plurality of manifolds that communicate with the exhaust port independently and are aligned in the cylinder row direction, curved downward from an engine connection flange fixed to the engine, and the plurality of pipes on the downstream side An exhaust manifold composed of a collective exhaust pipe that joins
A pipe through which the cooling water is attached so as to hold at least a part of the exhaust manifold, and a cooling water pipe having a flat cross-sectional shape;
An exhaust pipe heat characterized by comprising an elastic metal body interposed between the exhaust manifold and the cooling water pipe to conduct heat between them and having elasticity in the pipe radial direction of the exhaust manifold. Exchange structure.
上記各岐管は円管であり、
上記冷却水管は、上記エンジン接続フランジ部近傍の各岐管における上面又は下面の円弧形状に沿った円弧部を該岐管の数だけ気筒列方向に連続形成した波形状でかつ、上記分岐排気管の湾曲部分に沿う湾曲形状を有していて、上記分岐排気管のエンジン接続フランジ部近傍を拘束緩和状態で抱きかかえるように取り付けられていることを特徴とする排気管熱交換構造。 The exhaust pipe heat exchange structure for an engine according to claim 1,
Each of the above branches is a circular tube,
The cooling water pipe has a wave shape in which arc portions along the arc shape of the upper surface or the lower surface of each manifold near the engine connection flange portion are continuously formed in the cylinder row direction by the number of the manifolds, and the branched exhaust pipe An exhaust pipe heat exchange structure characterized in that the exhaust pipe heat exchange structure has a curved shape along the curved portion of the branch exhaust pipe, and is attached so as to hold the vicinity of the engine connection flange portion of the branch exhaust pipe in a restrained relaxation state.
上記冷却水管は、上記分岐排気管の上面側に配設された第1冷却水管と、下面側に配設された第2冷却水管とを含み、
上記第1冷却水管と第2冷却水管とは、上記分岐排気管を上下方向に挟持していることを特徴とする排気管熱交換構造。 The exhaust pipe heat exchange structure for an engine according to claim 1 or 2,
The cooling water pipe includes a first cooling water pipe disposed on the upper surface side of the branch exhaust pipe, and a second cooling water pipe disposed on the lower surface side,
The exhaust pipe heat exchange structure, wherein the first cooling water pipe and the second cooling water pipe sandwich the branch exhaust pipe in the vertical direction.
上記第1冷却水管と第2冷却水管とは、気筒列方向一方の開口端部が、コネクタによって互いに接続されていることを特徴とする排気管熱交換構造。 The engine exhaust pipe heat exchange structure according to claim 3,
The exhaust pipe heat exchanging structure, wherein the first cooling water pipe and the second cooling water pipe are connected to each other by a connector at one opening end in the cylinder row direction.
上記第2冷却水管は、上記分岐排気管の湾曲部分の内方に位置し、気筒列方向に沿って略直線状に延設されていることを特徴とする排気管熱交換構造。 The engine exhaust pipe heat exchange structure according to claim 4,
2. The exhaust pipe heat exchange structure according to claim 1, wherein the second cooling water pipe is positioned inward of the curved portion of the branch exhaust pipe and extends substantially linearly along the cylinder row direction.
上記弾性金属体は、耐熱性金属のワイヤメッシュで構成されていることを特徴とする排気管熱交換構造。 The engine exhaust pipe heat exchange structure according to any one of claims 1 to 5,
The exhaust pipe heat exchange structure according to claim 1, wherein the elastic metal body is made of a heat-resistant metal wire mesh.
上記集合排気管は、円筒形状を有していて、その下流側には触媒コンバータが配設され、
上記冷却水管は、上記集合排気管の外周面に巻き付けられた状態で該集合排気管を抱きかかえるように取り付けられていることを特徴とする排気管熱交換構造。 The exhaust pipe heat exchange structure for an engine according to claim 1,
The collective exhaust pipe has a cylindrical shape, and a catalytic converter is disposed on the downstream side thereof,
The exhaust pipe heat exchanging structure, wherein the cooling water pipe is attached so as to hold the collective exhaust pipe while being wound around the outer peripheral surface of the collective exhaust pipe.
上記冷却水管は、ハイドロフォーム成形によって形成されていることを特徴とする排気管熱交換構造。
The exhaust pipe heat exchange structure for an engine according to any one of claims 1 to 7,
The exhaust pipe heat exchange structure, wherein the cooling water pipe is formed by hydroforming.
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