JP2005264849A - Exhaust manifold stay - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エキゾーストマニホールド・マニホールドコンバータアッセンブリを支持するエキゾーストマニホールドステー(「エキゾーストマニホールドステー」は「排気支持部材」といってもよい)に関し、とくにマニホールドコンバータの温度上昇を抑制するために放熱機能を向上させたエキゾーストマニホールドステーに関する。 The present invention relates to an exhaust manifold stay for supporting an exhaust manifold / manifold converter assembly (an “exhaust manifold stay” may be referred to as an “exhaust support member”), and in particular, a heat dissipation function for suppressing a temperature rise of the manifold converter. It relates to an improved exhaust manifold stay.
特開2002−276354号公報は、エンジンのエキゾーストマニホールドを覆う遮熱板をシリンダブロックに棒状のエキゾーストマニホールドステーにより固定してエキゾーストマニホールドを車両パワープラントに支持した構造を開示している。
図6、図7は比較例に示すように、エキゾーストマニホールド1には、通常、下流端にエキゾーストマニホールド直結触媒コンバータ(以下、マニホールドコンバータ、または排気発熱部材という)2が接続され、マニホールドコンバータはCO、HCの酸化により発熱する。マニホールドコンバータ2は、一端がマニホールドコンバータ2の上流端部に固定され、他端がパワープラント4に固定された、棒状のエキゾーストマニホールドステー3により、パワープラント4から支持されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-276354 discloses a structure in which a heat shield covering an exhaust manifold of an engine is fixed to a cylinder block by a rod-shaped exhaust manifold stay and the exhaust manifold is supported by a vehicle power plant.
6 and 7, as shown in the comparative example, the
しかし、棒状のエキゾーストマニホールドステーは、放熱機能をほとんどもたないため、発熱部材であるマニホールドコンバータの温度上昇をほとんど抑制することができない。その結果、マニホールドコンバータが高温(たとえば、900℃)となり、マニホールドコンバータ内の触媒の耐久性を低下させるおそれがある。
本発明が解決しようとする問題点は、特開2002−276354号公報や比較例に示したような棒状ステーによるマニホールドコンバータでは、マニホールドコンバータが高温になる(その結果、触媒の耐久性を低下させるおそれがある)という問題である。 The problem to be solved by the present invention is that, in a manifold converter using a rod-like stay as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-276354 and a comparative example, the manifold converter becomes hot (as a result, the durability of the catalyst is lowered). This is a problem.
本発明の目的は、マニホールドコンバータの温度を、棒状エキゾーストマニホールド支持による場合に比べて低下させることができる(その結果、触媒の耐久性を改善することができる)エキゾーストマニホールドステーを提供することにある。ただし、エキゾーストマニホールド、マニホールドコンバータの構造は従前通りとする。 An object of the present invention is to provide an exhaust manifold stay in which the temperature of the manifold converter can be lowered as compared with the case where the rod-shaped exhaust manifold is supported (as a result, the durability of the catalyst can be improved). . However, the structure of the exhaust manifold and manifold converter will be the same as before.
上記課題を解決する、そして上記目的を達成する、本発明はつぎの通りである。
(1) 排気発熱部材の一側面に沿って伸長する部分を有しており、
排気発熱部材の上流側端部かそれが接続されるエキゾーストマニホールドと、排気発熱部材の下流側端部と、パワートレーンユニットとを含む、少なくとも3つの固定部で固定される、エキゾーストマニホールドステー。
(2) 前記排気発熱部材の一側面に沿って伸長する部分と前記排気発熱部材との間には隙間が設けられている(1)記載のエキゾーストマニホールドステー。
(3) 前記排気発熱部材の一側面に沿って伸長する部分が排気発熱部材の左右側面の何れか一方の側面のみに沿って伸長している(1)記載のエキゾーストマニホールドステー。
(4) 前記排気発熱部材の一側面に沿って伸長する部分が、車両進行方向とほぼ平行に伸長している(1)記載のエキゾーストマニホールドステー。
(5) 前記排気発熱部材の一側面に沿って伸長する部分が、横置きエンジンの車両進行方向後方で、エンジン中心から車幅方向にオフセットした位置にある(1)記載のエキゾーストマニホールドステー。
(6) 前記排気発熱部材はマニホールドコンバータである(1)記載のエキゾーストマニホールドステー。
The present invention for solving the above problems and achieving the above object is as follows.
(1) having a portion extending along one side of the exhaust heat generating member;
An exhaust manifold stay fixed by at least three fixing portions including an upstream end portion of the exhaust heat generating member or an exhaust manifold to which the exhaust heat generating member is connected, a downstream end portion of the exhaust heat generating member, and a power train unit.
(2) The exhaust manifold stay according to (1), wherein a gap is provided between a portion extending along one side surface of the exhaust heat generating member and the exhaust heat generating member.
(3) The exhaust manifold stay according to (1), wherein a portion extending along one side surface of the exhaust heat generating member extends along only one of the left and right side surfaces of the exhaust heat generating member.
(4) The exhaust manifold stay according to (1), wherein a portion extending along one side surface of the exhaust heat generating member extends substantially parallel to the vehicle traveling direction.
(5) The exhaust manifold stay according to (1), wherein a portion extending along one side surface of the exhaust heat generating member is at a position offset in the vehicle width direction from the engine center at the rear in the vehicle traveling direction of the horizontally mounted engine.
(6) The exhaust manifold stay according to (1), wherein the exhaust heat generating member is a manifold converter.
上記(1)のエキゾーストマニホールドステーによれば、
(イ)エキゾーストマニホールドステーが、排気発熱部材の上流側端部かそれが接続されるエキゾーストマニホールド、および排気発熱部材の下流側端部にて、エキゾーストマニホールドと排気発熱部材に固定されているので、排気発熱部材からエキゾーストマニホールドステーへの熱伝導が良好であり、
(ロ)エキゾーストマニホールドステーが、排気発熱部材の一側面に沿って伸長する部分を有しているので、排気発熱部材からエキゾーストマニホールドステーへの対流、輻射による熱伝達は良好であり、
(ハ)エキゾーストマニホールドステーが、排気発熱部材の一側面に沿って伸長する部分を有しているので、上記(イ)、(ロ)によってエキゾーストマニホールドステーに良好に伝達した熱が、エキゾーストマニホールドステーの排気発熱部材の一側面に沿って伸長する部分の広い面積で周囲空気に放熱される。
上記(イ)、(ロ)、(ハ)によって、排気発熱部材の温度が、棒状ステーの場合に比べて、効果的に下がる。
また、エキゾーストマニホールドステーが排気発熱部材の下流側端部を支持しているので、比較的重量が大の排気発熱部材の支持が、そこを支持していなかった比較例に比べて、確実となる。
上記(2)のエキゾーストマニホールドステーによれば、エキゾーストマニホールドステーの、排気発熱部材の一側面に沿って伸長する部分と、排気発熱部材との間には隙間が設けられているので、エキゾーストマニホールドステーの、排気発熱部材の一側面に沿って伸長する部分と、排気発熱部材との間に走行風が流れて車両床下へと抜ける。その結果(ニ)エキゾーストマニホールドステーと排気発熱部材との間に熱がこもることを防止することができるとともに、
(ホ)走行風が排気発熱部材とエキゾーストマニホールドステーの表面を流れことにより排気発熱部材の一側面とエキゾーストマニホールドステーからの放熱を良好にすることができる。
上記(ニ)、(ホ)によって、排気発熱部材の温度が、そこに走行風が流れない場合に比べて、効果的に下がる。
上記(3)のエキゾーストマニホールドステーによれば、エキゾーストマニホールドステーの、排気発熱部材の一側面に沿って伸長する部分が排気発熱部材の左右側面の何れか一方の側面のみに沿って伸長しているので、エキゾーストマニホールドステーをほぼ平板状に形成でき、
(へ)平板からのプレスにより容易にエキゾーストマニホールドステーを作製することができるとともに、
(ト)エキゾーストマニホールドステー形状を平板状とすることができ、比較的大きい面積をもつフィンとすることができ、放熱の観点からの有利となる。
上記(4)のエキゾーストマニホールドステーによれば、エキゾーストマニホールドステーの、排気発熱部材の一側面に沿って伸長する部分が車両進行方向とほぼ平行に伸長しているので、
(チ)走行風がエキゾーストマニホールドステーの表面に沿って円滑にかつ速度をほとんど落とすことなく流れることができ、エキゾーストマニホールドステーからの放熱を良好にすることができる。
上記(5)のエキゾーストマニホールドステーによれば、エキゾーストマニホールドステーの、排気発熱部材の一側面に沿って伸長する部分が、横置きエンジンの車両進行方向後方で、エンジン中心から車幅方向にオフセットした位置にあるので、
(リ)走行風をエキゾーストマニホールドステー周辺に多量に取り入れ、流すことができ、エキゾーストマニホールドステーから効果的に放熱される。
上記(6)のエキゾーストマニホールドステーによれば、排気発熱部材はマニホールドコンバータであるので、マニホールドコンバータの高温を低下させることでき、マニホールドコンバータ内の触媒の耐久性を向上できる。
According to the exhaust manifold stay (1) above,
(A) Since the exhaust manifold stay is fixed to the exhaust manifold and the exhaust heat generating member at the upstream end of the exhaust heat generating member or the exhaust manifold to which it is connected, and the downstream end of the exhaust heat generating member, Good heat conduction from the exhaust heat generating member to the exhaust manifold stay,
(B) Since the exhaust manifold stay has a portion extending along one side surface of the exhaust heat generating member, heat transfer by the convection and radiation from the exhaust heat generating member to the exhaust manifold stay is good.
(C) Since the exhaust manifold stay has a portion that extends along one side surface of the exhaust heat generating member, the heat that has been transmitted well to the exhaust manifold stay by the above (a) and (b) The exhaust heat generating member is dissipated to the surrounding air over a wide area extending along one side surface.
By the above (a), (b), and (c), the temperature of the exhaust heat generating member is effectively lowered as compared with the case of the rod-like stay.
In addition, since the exhaust manifold stay supports the downstream end of the exhaust heat generating member, the support of the exhaust heat generating member having a relatively large weight is more reliable than the comparative example that did not support it. .
According to the exhaust manifold stay of (2) above, since there is a gap between the exhaust manifold stay extending from one side of the exhaust heat generating member and the exhaust heat generating member, the exhaust manifold stay is The traveling wind flows between the portion extending along one side surface of the exhaust heat generating member and the exhaust heat generating member, and escapes under the vehicle floor. As a result, (d) while preventing heat from being trapped between the exhaust manifold stay and the exhaust heat generating member,
(E) When the traveling wind flows on the exhaust heat generating member and the surface of the exhaust manifold stay, the heat radiation from one side surface of the exhaust heat generating member and the exhaust manifold stay can be improved.
Due to the above (d) and (e), the temperature of the exhaust heat generating member is effectively lowered as compared with the case where the traveling wind does not flow there.
According to the exhaust manifold stay of (3) above, the portion of the exhaust manifold stay that extends along one side surface of the exhaust heat generating member extends along only one of the left and right side surfaces of the exhaust heat generating member. So, the exhaust manifold stay can be formed almost in a flat plate shape,
(F) Exhaust manifold stays can be easily manufactured by pressing from a flat plate,
(G) The exhaust manifold stay can be formed into a flat plate shape, and can be a fin having a relatively large area, which is advantageous from the viewpoint of heat dissipation.
According to the exhaust manifold stay of (4) above, the portion of the exhaust manifold stay that extends along one side surface of the exhaust heat generating member extends substantially parallel to the vehicle traveling direction.
(H) The traveling wind can flow smoothly along the surface of the exhaust manifold stay with almost no speed reduction, and the heat radiation from the exhaust manifold stay can be improved.
According to the exhaust manifold stay of (5) above, the portion of the exhaust manifold stay that extends along one side surface of the exhaust heat generating member is offset from the center of the engine in the vehicle width direction at the rear in the vehicle traveling direction of the horizontally mounted engine. Because it is in position
(Li) A large amount of running air can be taken in and flow around the exhaust manifold stay, and heat is effectively dissipated from the exhaust manifold stay.
According to the exhaust manifold stay of (6) above, since the exhaust heat generating member is a manifold converter, the high temperature of the manifold converter can be lowered, and the durability of the catalyst in the manifold converter can be improved.
以下に、本発明のエキゾーストマニホールドステー(「エキゾーストマニホールドステー」は「排気支持部材」といってもよい)を、図1〜図5を参照して説明する。
本発明のエキゾーストマニホールドステー10は、エキゾーストマニホールド11とその下流に直結されるマニホールドコンバータ12(マニホールドコンバータは「排気発熱部材」ともいう)とを有するエキゾーストマニホールド・マニホールドコンバータアッセンブリ13を、エンジン14とトランスミッション15とを有するパワートレーンユニット16から支持する。エキゾーストマニホールド11とマニホールドコンバータ12はヒートインシュレータ11A、12Aで覆われている。
エンジン14は、V型エンジンでも直列多気筒型エンジンでもよいし、横置きエンジンでも縦置きエンジンでもよい。
Hereinafter, an exhaust manifold stay (the “exhaust manifold stay” may be referred to as an “exhaust support member”) of the present invention will be described with reference to FIGS.
An exhaust manifold stay 10 of the present invention includes an exhaust manifold /
The engine 14 may be a V-type engine or an in-line multi-cylinder engine, and may be a horizontal engine or a vertical engine.
エキゾーストマニホールドステー10は、集合部20から互いに異なる方向に伸長する3つの部分21、22、23を有する「ほぼT字状」のステーからなる。
エキゾーストマニホールドステー10の、互いに異なる方向に伸長する3つの部分21、22、23のうち1つの部分22は、排気発熱部材12の一側面に沿って伸長する。したがって、エキゾーストマニホールドステー10は、排気発熱部材12の一側面に沿って伸長する部分22を有する。
The
One
エキゾーストマニホールドステー10は、排気発熱部材12の上流側端部かそれが接続されるエキゾーストマニホールド11と固定部17で固定され、排気発熱部材12の下流側端部と固定部18で固定され、パワートレーンユニット16と固定部19で固定される。したがって、エキゾーストマニホールドステー10は、少なくとも3つの固定部17、18、19で、パワートレーンユニット16またはエキゾーストマニホールド・マニホールドコンバータアッセンブリ13に、固定される。
固定部17、18で、エキゾーストマニホールドステー10とエキゾーストマニホールド・マニホールドコンバータアッセンブリ13とは接触し、エキゾーストマニホールド・マニホールドコンバータアッセンブリ13の熱がエキゾーストマニホールドステー10に伝導する。
The
The exhaust manifold stay 10 and the exhaust manifold /
図示例では、固定部17で、エキゾーストマニホールド11のヘッドフランジ11aとエキゾーストマニホールドステー10の伸長する部分21の先端部とがシリンダヘッド24に共締めされている。また、固定部18で、排気発熱部材12であるマニホールドコンバータ12の下流端フランジ12aとエキゾーストマニホールドステー10の伸長する部分22の先端部とが互いにボルト締めされている。また、固定部19で、エキゾーストマニホールドステー10の伸長する部分23の先端部がエンジン14のシリンダブロック25またはトランスミッション15にボルト締めされている。図中、26はヘッドカバー、27はオイルパン(アルミ製部分)、28はオイルパン(鉄板部分)である。
In the illustrated example, the
エキゾーストマニホールドステー10は、鉄板をプレス成形して製造されたものである。鉄板のプレス成形品であるから、比較例の棒状のエキゾーストマニホールドステー3に比べて表面積(放熱面積)が大きい。集合部20に設けられている孔29は軽量化のために開けられた孔であるが、風が孔29を流通することができる。エキゾーストマニホールドステー10は、中央の板状部に対してほぼ直角に折り曲げられた、中央の板状部に一体に形成されたリブ30を有している。
The
エキゾーストマニホールドステー10の、排気発熱部材12の一側面に沿って伸長する部分22と排気発熱部材12(排気発熱部材12を覆うヒートインシュレータ12A)との間には、隙間Gが設けられている。この隙間Gは車両前後方向および上下方向に開放している。隙間Gを介して、エキゾーストマニホールド・マニホールドコンバータアッセンブリ13の熱がエキゾーストマニホールドステー10に、対流と輻射により、熱伝達する。
A gap G is provided between a
エキゾーストマニホールドステー10の、排気発熱部材12の一側面に沿って伸長する部分22は、車両後方に向かって伸長する排気発熱部材12の左右側面の何れか一方の側面のみに沿って伸長している。
エキゾーストマニホールドステー10の、排気発熱部材12の一側面に沿って伸長する部分22は、車両進行方向(車両前後方向)とほぼ平行に伸長している。
A
A
エンジンが、その長手方向を車両幅方向に向けて搭載されたエンジン、すなわち横置きエンジンの場合は、エキゾーストマニホールドステー10の、排気発熱部材12の一側面に沿って伸長する部分22は、横置きエンジンの車両進行方向後方で、エンジン中心(エンジン長手方向中心)から車幅方向にオフセットした位置にある。
また、排気発熱部材12はマニホールドコンバータ12である。
When the engine is an engine mounted with its longitudinal direction oriented in the vehicle width direction, that is, a horizontally mounted engine, a
The exhaust
つぎに、本発明のエキゾーストマニホールドステー10の作用・効果を説明する。
(イ)エキゾーストマニホールドステー10が、マニホールドコンバータ12の上流側端部かそれが接続されるエキゾーストマニホールド11、およびマニホールドコンバータ12の下流側端部にて、マニホールドコンバータ12およびエキゾーストマニホールド11に固定されているので、エキゾーストマニホールド11からエキゾーストマニホールドステー10への熱伝導が良好である。この場合、エキゾーストマニホールドステー10がヒートインシュレータ11A、12Aでなくエキゾーストマニホールド11およびマニホールドコンバータ12に直接接触しているので、熱伝導は一層良好である。
(ロ)エキゾーストマニホールドステー10が、マニホールドコンバータ12の一側面に沿って伸長する部分22を有しているので、マニホールドコンバータ12からエキゾーストマニホールドステー10への対流、輻射による熱伝達は良好である。
(ハ)エキゾーストマニホールドステー10が、マニホールドコンバータ12の一側面に沿って伸長する部分22を有しているので、上記(イ)、(ロ)によってエキゾーストマニホールドステー10に良好に伝達した熱が、エキゾーストマニホールドステー10の、マニホールドコンバータ12の一側面に沿って伸長する部分22の広い放熱面積で周囲空気(走行風を含む)に放熱される。
Next, the operation and effect of the exhaust manifold stay 10 of the present invention will be described.
(A) The exhaust manifold stay 10 is fixed to the
(B) Since the exhaust manifold stay 10 has the
(C) Since the exhaust manifold stay 10 has a
上記(イ)、(ロ)、(ハ)によって、マニホールドコンバータ12の温度が、比較例の棒状ステーの場合のマニホールドコンバータの温度に比べて、効果的に下がる。たとえば、比較例のマニホールドコンバータ内の温度が約900℃の場合、本発明のエキゾーストマニホールドステー10を設けた場合のマニホールドコンバータ12内の温度が約800℃になるといった具合である。マニホールドコンバータ12内の触媒の耐久性が約1000℃を超えると大幅に低下するが、本発明ではマニホールドコンバータ12内温度の低下により、マニホールドコンバータ12内の触媒の耐久性が向上する。
また、本発明のT字状エキゾーストマニホールドステー10がマニホールドコンバータ12の下流側端部を支持しているので、触媒を内蔵していることにより比較的重量が大なマニホールドコンバータ12の支持が、そこを支持していなかった比較例に比べて、一層確実となる。
By the above (a), (b), and (c), the temperature of the
In addition, since the T-shaped exhaust manifold stay 10 of the present invention supports the downstream end of the
エキゾーストマニホールドステー10の、マニホールドコンバータ12の一側面に沿って伸長する部分22と、マニホールドコンバータ12との間には隙間Gが設けられているので、エキゾーストマニホールドステー10の、マニホールドコンバータ12の一側面に沿って伸長する部分22と、マニホールドコンバータ12との間に車両走行風が流れて車両床下へと抜ける。その結果、
(ニ)エキゾーストマニホールドステー10とマニホールドコンバータ12との間に熱せられた空気がこもることを防止することができる。また、
(ホ)車両走行風がマニホールドコンバータ12とエキゾーストマニホールドステー10の表面を流れことにより、流速のあるエアにより熱伝達係数が大きくなるため、マニホールドコンバータ12の一側面とエキゾーストマニホールドステー10からの対流熱伝達による放熱を良好にすることができる。
上記(ニ)、(ホ)によって、マニホールドコンバータ12の温度が、隙間Gに熱せられたエアがこもる場合に比べて、効果的に下がる。
Since a gap G is provided between the
(D) It is possible to prevent the heated air from being trapped between the exhaust manifold stay 10 and the
(E) Since the vehicle running wind flows on the surfaces of the
Due to the above (d) and (e), the temperature of the
エキゾーストマニホールドステー10の、マニホールドコンバータ12の一側面に沿って伸長する部分22が、マニホールドコンバータ12の左右側面の何れか一方の側面のみに沿って伸長しているので、エキゾーストマニホールドステー10をほぼ平板状に形成できる。エキゾーストマニホールドステー10がマニホールドコンバータ12の左右両側にわたって延びる三次元立体構造とならない。その結果、
(へ)平板からのプレスにより容易にエキゾーストマニホールドステー10を作製することができる。
(ト)エキゾーストマニホールドステー10の形状を、剛性向上のリブ30部位を除き、ほぼ平板状とすることができ、比較的大きい放熱面積をもつフィンとして機能させることができ、放熱の観点からの有利となる。
Since the
(F) The exhaust manifold stay 10 can be easily manufactured by pressing from a flat plate.
(G) The shape of the exhaust manifold stay 10 can be substantially flat except for the
エキゾーストマニホールドステー10の、マニホールドコンバータ12の一側面に沿って伸長する部分22が、車両進行方向とほぼ平行に伸長しているので、
(チ)走行風がエキゾーストマニホールドステー10の表面に沿って円滑に流れることができる。そのため、走行風の流速を高く維持することができ、熱伝達係数を大きく維持できる。したがって、エキゾーストマニホールドステー10からの放熱は良好である。
Since a
(H) The traveling wind can smoothly flow along the surface of the
エキゾーストマニホールドステー10の、マニホールドコンバータ12の一側面に沿って伸長する部分22が、横置きエンジンの車両進行方向後方で、エンジンの長手方向中心から車幅方向にオフセットした位置にあるので、
(リ)走行風をエキゾーストマニホールドステー10の周辺に取り入れて流すことができ、エキゾーストマニホールドステー10からの放熱が効果的となる。その結果、エキゾーストマニホールドステー10とマニホールドコンバータ12の温度を低下させることができ、マニホールドコンバータ12内の触媒の耐久性を向上できる。
Since a
(Li) The traveling wind can be taken in around the exhaust manifold stay 10 and flowed, and the heat radiation from the exhaust manifold stay 10 becomes effective. As a result, the temperatures of the exhaust manifold stay 10 and the
10 エキゾーストマニホールドステー
11 エキゾーストマニホールド
11a ヘッドフランジ
11A ヒートインシュレータ
12 マニホールドコンバータ(排気発熱部材)
12a 下流端フランジ
12A ヒートインシュレータ
13 エキゾーストマニホールド・マニホールドコンバータアッセンブリ
14 エンジン
15 トランスミッション
16 パワートレーンユニット
17、18、19 固定部
20 集合部
21、23 エキゾーストマニホールドステーの異なる方向に伸長する部分
22 エキゾーストマニホールドステーの、マニホールドコンバータ(排気発熱部材)の一側面に沿って伸長する部分
24 シリンダヘッド
25 シリンダブロック
26 ヘッドカバー
27 オイルパン(アルミ製部分)
28 オイルパン(鉄板部分)
29 孔
30 リブ
G ギャップ
10
12a
28 Oil pan (iron plate part)
29
Claims (6)
排気発熱部材の上流側端部かそれが接続されるエキゾーストマニホールドと、排気発熱部材の下流側端部と、パワートレーンユニットとを含む、少なくとも3つの固定部で固定される、エキゾーストマニホールドステー。 It has a portion that extends along one side of the exhaust heat generating member,
An exhaust manifold stay fixed by at least three fixing portions including an upstream end portion of the exhaust heat generating member or an exhaust manifold to which the exhaust heat generating member is connected, a downstream end portion of the exhaust heat generating member, and a power train unit.
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JP2008254683A (en) * | 2007-04-09 | 2008-10-23 | Suzuki Motor Corp | Exhaust device for vehicle |
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