JP2007198322A - Exhaust structure of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の排気マニホールドに排気管を介してサイレンサを接続し、排気ガスを排出する内燃機関の排気構造に関する。 The present invention relates to an exhaust structure of an internal combustion engine in which a silencer is connected to an exhaust manifold of the internal combustion engine via an exhaust pipe to discharge exhaust gas.
従来から、内燃機関にはその排気ポートに接続される排気管に種々の触媒を設け、該触媒により排気ガスに含まれる未燃燃料や燃料の燃焼生成物を除去して、排気ガスを外部に排出する前に浄化する排気構造を備えたものがある(例えば、特許文献1参照。)が、排気ガスに含まれる未燃燃料や燃料の燃焼生成物を処理せぬまま排気ガスを排気管を通じて排出する排気構造を備えたものも多数存在している。後者の場合、たとえば図6に示すように、内燃機関21には排気マニホールド23とサイレンサ24とを一定の内径を有する筒体からなる排気管25を介して接続して、排気ポートから流れ出る排気ガスを排気マニホールド23から排気管25を通じてサイレンサ24に流入させたあと外部に排出するように構成した排気構造が備えられている。
ところが、従来からある図6に示すような内燃機関の排気構造では、低負荷運転中の燃焼により未燃燃料が生じると、この未燃燃料は排気ガスに含まれて排気マニホールド、排気管、サイレンサを順に通り外部に排出される。そのため、サイレンサ内では排気ガス中の未燃燃料が各部に付着するなどしてサイレンサ内部を汚し、これによりサイレンサの消音機能が損なわれやすくなっていた。さらに、サイレンサ内部が未燃燃料で汚されると、この未燃燃料がサイレンサの温度上昇に伴って発火し、火の粉が発生する恐れもあった。 However, in the conventional exhaust structure of an internal combustion engine as shown in FIG. 6, when unburned fuel is generated by combustion during low load operation, the unburned fuel is contained in the exhaust gas, and the exhaust manifold, exhaust pipe, silencer Will be discharged to the outside in order. For this reason, unburned fuel in the exhaust gas adheres to each part in the silencer, causing the inside of the silencer to become dirty, and the silencer's silencing function tends to be impaired. Furthermore, if the inside of the silencer is contaminated with unburned fuel, the unburned fuel may ignite as the silencer rises in temperature, which may generate sparks.
そこで本発明では、未燃燃料を含む排気ガスが排気マニホールドから排気管を通じてサイレンサに至るまでに、排気ガスから未燃燃料を簡単に取り除き、未燃燃料を原因とするサイレンサの汚れを抑制することができる内燃機関の排気構造を提供することを課題とする。 Therefore, in the present invention, before the exhaust gas containing unburned fuel reaches the silencer from the exhaust manifold through the exhaust pipe, the unburned fuel is easily removed from the exhaust gas and the dirt of the silencer caused by the unburned fuel is suppressed. It is an object of the present invention to provide an exhaust structure for an internal combustion engine that can achieve the above.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
即ち、請求項1においては、内燃機関の排気マニホールドに排気管を介してサイレンサを接続し、排気ガスを排出する内燃機関の排気構造において、前記排気管を正面視略L字状に構成し、排気管の折れ曲がり部の最下部に当該折れ曲がり部内の未燃燃料を外部へ排出する排出手段を設けたものである。 That is, in claim 1, in the exhaust structure of the internal combustion engine that connects the silencer to the exhaust manifold of the internal combustion engine via the exhaust pipe and exhausts the exhaust gas, the exhaust pipe is configured in a substantially L shape in front view, Discharge means for discharging unburned fuel in the bent portion to the outside is provided at the lowermost portion of the bent portion of the exhaust pipe.
請求項2においては、前記折れ曲がり部に排気ガス中の未燃燃料を捕らえるための捕獲手段を配置したものである。 According to a second aspect of the present invention, capturing means for capturing unburned fuel in the exhaust gas is disposed at the bent portion.
請求項3においては、前記折れ曲がり部に当該折れ曲がり部内の未燃燃料を燃焼させるための加熱手段を配置したものである。 According to a third aspect of the present invention, heating means for combusting unburned fuel in the bent portion is disposed in the bent portion.
請求項4においては、前記折れ曲がり部に排気ガス中の未燃燃料を捕らえるための捕獲手段と、該折れ曲がり部内の未燃燃料を燃焼させるための加熱手段とを配置したものである。 According to a fourth aspect of the present invention, a capturing means for capturing unburned fuel in the exhaust gas and a heating means for burning the unburned fuel in the bent portion are arranged at the bent portion.
請求項5においては、前記折れ曲がり部に開口部を形成し、該開口部を開閉可能に覆う蓋体を備えたものである。 According to a fifth aspect of the present invention, an opening is formed in the bent portion, and a lid that covers the opening in an openable and closable manner is provided.
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
請求項1においては、排気管で排気マニホールド側からの排気ガスが折れ曲がり部に衝突してからサイレンサ側へ流れることになるため、排気ガスに含まれる未燃燃料を折れ曲がり部に付着させるなどして排気ガスから分離して、最下部に集めることができる。そして、排出手段により最下部に集められた未燃燃料を折れ曲がり部内から外部に排出して抜き取ることができる。これにより、排気管で未燃燃料を排気ガスから簡単に除き、サイレンサに至らないようにすることが可能となるため、サイレンサ内部の未燃燃料による汚れを抑制して、サイレンサの寿命を延ばすことができる。 In claim 1, since exhaust gas from the exhaust manifold side collides with the bent portion in the exhaust pipe and flows to the silencer side, unburned fuel contained in the exhaust gas is attached to the bent portion. It can be separated from the exhaust gas and collected at the bottom. Then, the unburned fuel collected at the lowermost portion by the discharge means can be discharged and extracted from the bent portion to the outside. This makes it possible to easily remove unburned fuel from the exhaust gas in the exhaust pipe and prevent the silencer from reaching the silencer, thereby suppressing the contamination by unburned fuel inside the silencer and extending the life of the silencer. Can do.
請求項2においては、排気管で排気マニホールド側からの排気ガスが折れ曲がり部に流れ込む際に、未燃燃料を捕獲手段により捕らえて排気ガスから分離させることが可能となり、折れ曲がり部で効率よく集めることができる。
In
請求項3においては、加熱手段により折れ曲がり部に付着した未燃燃料やその最下部に集められた未燃燃料を燃焼させて折れ曲がり部内から焼き取ることができる。また、加熱手段による加熱で折れ曲がり部から未燃燃料を除去することができるため、メンテナンスが容易となる。 According to the third aspect of the present invention, the unburned fuel adhering to the bent portion or the unburned fuel collected at the lowermost portion thereof can be burned and burned out from the bent portion by the heating means. Further, since unburned fuel can be removed from the bent portion by heating by the heating means, maintenance is facilitated.
請求項4においては、排気マニホールド側からの排気ガスが折れ曲がり部に流れ込む際に、未燃燃料を捕獲手段により捕らえて排気ガスから分離させることが可能となり、折れ曲がり部で効率よく集めることができる。さらに、加熱手段により折れ曲がり部に付着した未燃燃料やその最下部に集められた未燃燃料を燃焼させて折れ曲がり部内から焼き取ることができる。 According to the fourth aspect of the present invention, when the exhaust gas from the exhaust manifold flows into the bent portion, the unburned fuel can be captured by the capturing means and separated from the exhaust gas, and can be efficiently collected at the bent portion. Furthermore, the unburned fuel adhering to the bent portion by the heating means or the unburned fuel collected at the lowermost portion thereof can be burned and burned out from the bent portion.
請求項5においては、折れ曲がり部から蓋体を外すことで、折れ曲がり部自体やその内部に配置する捕獲手段、加熱手段のメンテナンスを容易に行うことができる。さらに、折れ曲がり部に捕獲手段や加熱手段を後から追加でき、また折れ曲がり部に配置する捕獲手段または加熱手段を一方から他方に簡単に変更することもできる。 According to the fifth aspect of the present invention, by removing the lid from the bent portion, maintenance of the bent portion itself, the capturing means disposed in the inside thereof, and the heating means can be easily performed. Further, the capturing means and the heating means can be added later to the bent portion, and the capturing means or the heating means arranged in the bent portion can be easily changed from one to the other.
次に、発明の実施の形態を説明する。 Next, embodiments of the invention will be described.
図1は本発明の一実施例に係る内燃機関の排気構造の全体的な構成を示した正面図、図2は排気管の側面断面図、図3は折れ曲がり部にろ網を配置した排気管の側面断面図、図4は折れ曲がり部にヒータエレメントを配置した排気管の側面断面図、図5は折れ曲がり部にろ網とヒータエレメントを配置したの排気管の側面断面図、図6は従来における内燃機関の排気構造の全体的な構成を示した図である。 1 is a front view showing an overall configuration of an exhaust structure of an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side sectional view of the exhaust pipe, and FIG. 3 is an exhaust pipe in which a filter net is arranged at a bent portion. 4 is a side sectional view of an exhaust pipe in which a heater element is disposed at a bent portion, FIG. 5 is a side sectional view of the exhaust pipe in which a filter net and a heater element are disposed at the bent portion, and FIG. It is the figure which showed the whole structure of the exhaust structure of an internal combustion engine.
図1に示すように、内燃機関1ではシリンダブロック上に配置したシリンダヘッド2の一側に排気マニホールド3が取り付けられ、該排気マニホールド3とシリンダブロックの燃焼室とが排気ポートを介して連通されている。排気マニホールド3にはまた排気管10を介してサイレンサ4が接続され、該サイレンサ4と排気マニホールド3とが連通されている。こうして、排気ポートから流れ出る排気ガスが排気マニホールド3から排気管10を通じてサイレンサ4に流入したあと外部に排出されるように、内燃機関1の排気構造が構成されている。
As shown in FIG. 1, in an internal combustion engine 1, an
前記内燃機関1における本発明の排気構造では、図2にも示すように、排気マニホールド3とサイレンサ4とを接続する排気管10は排気マニホールド3側で略水平方向に延設される水平部10aと、サイレンサ4側で鉛直方向に延設される鉛直部10bと、該水平部10aと鉛直部10bとの間に位置する折れ曲がり部10cとから正面視略L字状に形成され、各部内に排気通路を備えて構成されている。水平部部10aの他端にはフランジが備えられてボルトなどにより排気マニホールド3に固定され、鉛直部10bの他端にもフランジが備えられボルトなどにより折れ曲がり部10cの上方でサイレンサ4と固定されている。こうして、排気管10が排気マニホールド3とサイレンサ4とに対し簡単に着脱可能とされて、その交換作業が容易なものとされている。
In the exhaust structure of the present invention in the internal combustion engine 1, as shown in FIG. 2, the
前記折れ曲がり部10cはその外周側に開口部10eを有し、該開口部10eを蓋体10dで閉じるにようにしたものであり、具体的には折れ曲がり部10cの外下側、言い換えれば排気マニホールド3に対して遠い側に設けた開口部10eを覆うように蓋体10dを着脱可能に取り付けて構成されている。蓋体10dは水平部10a側から鉛直部10b側に向けて上方へ傾斜され、水平部10aおよび鉛直部10bの延長線上に位置するように配置されている。該蓋体10dの内側には凹部10fが備えられ、その最下部が水平部10aの底部よりも下方に位置して、折れ曲がり部10cの最下部10gとされている。なお、前記開口部10eおよび蓋体10dを設けずに凹部を一体成形して折り曲がり部10cを構成することも可能である。
The
そして、前記折れ曲がり部10cの最下部10g、すなわち蓋体10dの最下部にドレン孔10hが設けられ、該ドレン孔10hに対し折れ曲がり部10c内の未燃燃料を外部へ排出する排出手段となるドレンプラグ13などが螺装されて開閉可能に取り付けられている。この構成でドレン孔10hを閉塞するドレンプラグ13を外すことによって、折れ曲がり部10c内と外部とがドレン孔10hを通じて連通可能とされている。なお、前記排気管10はハイドロフォーミングや折り曲げ加工などにより容易に成形することができ、安価に製造可能なものとされている。
A
このような構成において、シリンダヘッド2の排気ポートから排気マニホールド3へ排気ガスが流れ出すと、排気ガスは図2に示す二点鎖線の矢印ように、排気マニホールド3から排気入口10jを通って排気管10の水平部10a内に流れ込み、その排気通路を折れ曲がり部10cへ向かって略水平方向に流れる。折れ曲がり部10c内に至ると、排気ガスはその排気流方向に蓋体10dが位置することから、該蓋体10dの凹部10fに衝突し、これにより排気流方向が鉛直方向に切り替えられて鉛直部10bへと案内される。そして、排気ガスは鉛直部10bの排気通路を通ってサイレンサ4へ流れたあと、外部に排出される。なお、折れ曲がり部10cには凹部10fを有し、この部分では水平部10aよりも体積が増加されるため、排ガスの体積膨張により騒音を低下させるとともに、温度も低下させることができる。
In such a configuration, when exhaust gas flows out from the exhaust port of the
前記排気管10での排気過程のうち、排気ガスが折れ曲がり部10cに流れ込み、蓋体10dの凹部10fに衝突する際には、その衝撃で凹部10fに排気ガスに含まれる未燃燃料が付着し、排気ガスから分離される。つまり、排気ガスから未燃燃量が除かれる。排気ガスから分離された未燃燃料は蓋体10dを凹部10fの傾斜に沿って流れ落ち、折れ曲がり部10cの最下部10gに集められる。そして、最下部10gに集められた未燃燃料は、ドレン孔10hを閉塞するドレンプラグ13が外されることで、該ドレン孔10hを通じて外部に排出されて、折れ曲がり部10cから除去可能とされている。
In the exhaust process in the
以上のように、内燃機関1の排気マニホールド3に排気管10を介してサイレンサ4を接続し、排気ガスを排出する内燃機関の排気構造において、前記排気管を正面視略L字状に構成し、排気管10の折れ曲がり部10cの最下部に当該折れ曲がり部10c内の未燃燃料を外部へ排出する排出手段となるドレンプラグ13を設けたので、排気管10で排気マニホールド3側からの排気ガスが折れ曲がり部10cに衝突してからサイレンサ4側へ流れることになるため、排気ガスに含まれる未燃燃料を折れ曲がり部10cに付着させるなどして排気ガスから分離して、最下部10gに集めることができる。そして、排出手段により即ちドレンプラグ13を外すことにより最下部10gに集められた未燃燃料を折れ曲がり部10c内から外部に排出して抜き取ることができる。これにより、排気管10で未燃燃料を排気ガスから簡単に除き、サイレンサ4に至らないようにすることが可能となるため、サイレンサ4内部の未燃燃料による汚れを抑制して、サイレンサ4の寿命を延ばすことができる。
As described above, in the exhaust structure of the internal combustion engine in which the silencer 4 is connected to the
また、前記排気管10の折れ曲がり部10cには、排気ガスから未燃燃料をさらに効率よく分離して取り除くことができるように、排気ガス中の未燃燃料を捕らえるための捕獲手段が設けられることもある。捕獲手段は、たとえば図3に示すように、ろ網15から構成される。ろ網15は前記蓋体10dの内側に備えられた凹部10f全体にわたって設けられ、排気マニホールド3側から水平部10aを通って流れてくる排気ガスと衝突可能なように配置される。
Further, the
このように、前記内燃機関1の排気構造において、排気管10の折れ曲がり部10cに排気ガス中の未燃燃料を捕らえるための捕獲手段となるろ網15を配置することによって、排気管10で排気マニホールド3側からの排気ガスが折れ曲がり部10cに流れ込む際に、未燃燃料をろ網15により捕らえて排気ガスから分離させることが可能となり、折れ曲がり部10cで効率よく集めることができる。このとき排気音がろ網15に吸収されることで騒音も低下させることができる。
As described above, in the exhaust structure of the internal combustion engine 1, the
あるいは、前記排気管10の折れ曲がり部10cには、最下部10gに集められた未燃燃料や付着したままの未燃燃料を折れ曲がり部10cから取り除くことができるように、該折れ曲がり部10c内の未燃燃料を燃焼させるための加熱手段が設けられることもある。加熱手段は、たとえば図4に示すように、ヒータエレメント17から構成される。ヒータエレメント17は前記蓋体10dの内側に備えられた凹部10f全体にわたって図示せぬ操作手段で通電可能に設けられ、該ヒータエレメント17によりその通電時に最下部10gに集められた未燃燃料や折れ曲がり部10cに付着したままの未燃燃料が燃焼可能とされる。
Alternatively, the
このように、前記内燃機関1の排気構造において、排気管10の折れ曲がり部10cに折れ曲がり部10c内の未燃燃料を燃焼させるための加熱手段となるヒータエレメント17を配置することによって、ヒータエレメント17により折れ曲がり部10cに付着した未燃燃料やその最下部10gに集められた未燃燃料を燃焼させて折れ曲がり部10c内から焼き取ることができる。また、加熱手段による加熱で即ちヒータエレメント17への通電作業で折れ曲がり部10cから未燃燃料を除去することができるため、メンテナンスが容易となる。
As described above, in the exhaust structure of the internal combustion engine 1, the
さらには、前記折れ曲がり部10cには、前記捕獲手段と前記加熱手段の両方が設けられることもある。前記同様に捕獲手段がろ網15とされ、加熱手段がヒータエレメント17とされた場合、たとえば図5に示すように、該ろ網15とヒータエレメント17とは、前記蓋体10dの内側に備えられた凹部10f全体にわたって重なるように設けられ、前記同様にろ網15が排気マニホールド3側から水平部10aを通って流れてくる排気ガスと衝突可能なように配置され、ヒータエレメント17が通電時に折れ曲がり部10cに付着した未燃燃料やその最下部10gに集められた未燃燃料を燃焼させることができるように配置される。
Furthermore, both the capturing means and the heating means may be provided in the
このように、前記内燃機関1の排気構造において、排気管10の折れ曲がり部10cに捕獲手段であるろ網15と、加熱手段であるヒータエレメント17とを配置することによって、排気管10で排気マニホールド3側からの排気ガスが折れ曲がり部10cに流れ込む際に、未燃燃料をろ網15により捕らえて排気ガスから分離させることが可能となり、折れ曲がり部10cで効率よく集めることができる。さらに、ヒータエレメント17により折れ曲がり部10cに付着した未燃燃料やその最下部10gに集められた未燃燃料を燃焼させて折れ曲がり部10c内から焼き取ることができる。
Thus, in the exhaust structure of the internal combustion engine 1, the
また、前記内燃機関1の排気構造において、前述のように排気管10の折れ曲がり部10cに開口部10eを形成し、該開口部10eを開閉可能に覆う蓋体10dを備えたので、折れ曲がり部10cから蓋体10dを外すことで、折れ曲がり部10c自体やその内部に配置する捕獲手段であるろ網15、加熱手段であるヒータエレメント17のメンテナンスを容易に行うことができる。さらに、折れ曲がり部10cにろ網15やヒータエレメント17を後から追加でき、また折れ曲がり部10cに配置したろ網15またはヒータエレメント17を一方から他方に簡単に変更することもできる。
Further, in the exhaust structure of the internal combustion engine 1, since the
1 内燃機関
3 排気マニホールド
4 サイレンサ
10 排気管
10c 折れ曲がり部
10d 蓋体
10e 開口部
13 ドレンプラグ(排出手段)
15 ろ網(捕獲手段)
17 ヒータエレメント(加熱手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
15 Filter net (capture means)
17 Heater element (heating means)
Claims (5)
The exhaust structure for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, further comprising a lid that forms an opening in the bent portion and covers the opening so as to be openable and closable.
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