JP2008514863A - Exhaust manifold with double walls - Google Patents

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    • F01N2260/10—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for avoiding stress caused by expansions or contractions due to temperature variations

Abstract

滑動するように嵌め込まれた少なくとも２つのパイプ（１６、１８）を含む排気マニホールドの少なくとも１つの内部エレメント（１２）と、内部エレメント（１２）の回りに単体のブロックとして鋳造によって作られ、内部エレメント（１２）とともに内部断熱空洞（２０）を構成する外部エレメント（１４）とを含む、自動車用の二重壁を有する排気マニホールド（１０）において、内部エレメント（１２）は、少なくとも１つの細長い第１の上流のパイプ（２２）を含み、第１の上流のパイプ（２２）の第１端部（２４）は、関連する内燃エンジンのシリンダヘッドの排気導管の延長部に配置され、第１の上流のパイプ（２２）の第２端部（２６）は、軸（Ｂ）が第１の上流のパイプ（２２）の軸（Ａ）と交差する少なくとも１つの下流のパイプ（１６、１８）の中間部（２８）に、滑動可能に嵌め込まれることを特徴とする。At least one inner element (12) of the exhaust manifold including at least two pipes (16, 18) fitted to slide, and the inner element made by casting as a single block around the inner element (12) In an exhaust manifold (10) having a double wall for an automobile comprising an outer element (14) that, together with (12), constitutes an inner insulating cavity (20), the inner element (12) has at least one elongated first The first end (24) of the first upstream pipe (22) is disposed in the extension of the exhaust conduit of the cylinder head of the associated internal combustion engine and is connected to the first upstream pipe (22). The second end (26) of the second pipe (22) has at least one lower end where the axis (B) intersects the axis (A) of the first upstream pipe (22). An intermediate portion of the pipe (16, 18) (28), characterized in that it is fitted into slidably.

Description

本発明は、自動車用の二重壁を有する排気マニホールドに関する。   The present invention relates to an exhaust manifold having a double wall for an automobile.

特に本発明は、排気マニホールドの少なくとも１つの内部エレメントと、上記排気マニホールドの外部エレメントとを含み、上記排気マニホールドの上記内部エレメントは、一方が他方の中を滑動するように嵌め込まれた同心の少なくとも２つのパイプを含み、上記排気マニホールドの上記外部エレメントは、上記排気マニホールドの上記内部エレメントの回りに単体のブロックとして鋳造によって作られ、上記内部エレメントとともに、上記排気マニホールドの上記内部エレメントと上記排気マニホールドの上記外部エレメントとの間に設けられる内部断熱空洞を構成する、自動車用の二重壁を有する排気マニホールドに関する。   In particular, the present invention includes at least one internal element of an exhaust manifold and an external element of the exhaust manifold, wherein the internal element of the exhaust manifold is at least concentrically fitted so that one slides in the other. The external element of the exhaust manifold including two pipes is made by casting as a single block around the internal element of the exhaust manifold, and together with the internal element, the internal element of the exhaust manifold and the exhaust manifold The present invention relates to an exhaust manifold having a double wall for automobiles that constitutes an internal heat insulation cavity provided between the external element and

上述の型の排気マニホールドの多くの例が知られている。   Many examples of exhaust manifolds of the type described above are known.

文献ＵＳ−Ａ−４．１８２．１２２には、上述の型の排気マニホールドが記載されており、この排気マニホールドにおいては、排気マニホールドの内部エレメントは、少なくとも１つのＴ字状に形成された内部パイプを含む。このＴ字の中央の分枝はシリンダヘッドの排気導管へ接続され、対称な分枝、すなわち軸が中央の分枝の軸と交差する分枝は、それぞれ少なくとも１つの他の内部パイプへ滑動可能に接続される。   Document US-A-4.182.122 describes an exhaust manifold of the type described above, in which the internal elements of the exhaust manifold are internal pipes formed in at least one T-shape. including. This T-shaped central branch is connected to the exhaust conduit of the cylinder head, and symmetrical branches, ie branches whose axis intersects the axis of the central branch, can each be slid to at least one other internal pipe Connected to.

排気マニホールドの内部エレメントは、Ｔ字状に形成された断熱材によって、排気マニホールドの外部エレメントから分離され、排気マニホールドの内部エレメントと排気マニホールドの外部エレメントとの間に遊びを有して装着された、２つの部分から作られる。   The internal element of the exhaust manifold is separated from the external element of the exhaust manifold by a T-shaped heat insulating material, and is mounted with play between the internal element of the exhaust manifold and the external element of the exhaust manifold. Made from two parts.

この構想は、熱の管理に関する幾つかの問題を提起する。   This concept raises several issues regarding heat management.

すなわち、一方では、断熱材は、排気マニホールドの外部エレメントが高温になることを回避することを可能にするが、排気マニホールドの内部エレメントの温度上昇の結果として生じる熱を内部エレメントの周りに集中させるという問題がある。   That is, on the one hand, the insulation allows avoiding the exhaust manifold outer elements from becoming hot, but concentrates the heat generated as a result of the temperature rise of the exhaust manifold inner elements around the inner elements. There is a problem.

また他方では、排気マニホールドの内部エレメントが温度上昇のために膨張する際に、上述したＴ字形状の内部パイプが機械的な高い応力を受けるという問題がある。Ｔ字状の中央の分枝と対称な分枝との間の制御されない膨張によって、内部パイプが破損することがある。
ＵＳ−Ａ−４．１８２．１２２ On the other hand, when the internal element of the exhaust manifold expands due to a temperature rise, there is a problem that the above-described T-shaped internal pipe is subjected to high mechanical stress. Uncontrolled expansion between the T-shaped central branch and the symmetric branch can cause the internal pipe to break.
US-A-4.182.122

本発明は、一方では、排気マニホールドの外部エレメントが、排気マニホールドの内部エレメントから分離され、他方では、排気マニホールドの内部エレメントの全てのパイプが、使用時の排気マニホールドの温度上昇による変形を吸収するように、一方が他方に中で滑動可能に装着された、全体として細長い形状のパイプである、排気マニホールドを提供することによって上記問題を解消することを目的とする。   The present invention, on the one hand, separates the external element of the exhaust manifold from the internal element of the exhaust manifold, and on the other hand, all the pipes of the internal element of the exhaust manifold absorb deformation due to the temperature rise of the exhaust manifold during use. Thus, it is an object to solve the above problem by providing an exhaust manifold which is a generally elongated pipe, one of which is slidably mounted in the other.

上記目的を達成するため、本発明は、「技術分野」に記載した自動車用の二重壁を有する排気マニホールドにおいて、上記排気マニホールドの上記内部エレメントは、少なくとも１つの細長い第１の上流のパイプを含み、上記第１の上流のパイプの第１端部は、関連する内燃エンジンのシリンダヘッドの排気導管の延長部に配置され、上記第１の上流のパイプの第２端部は、上記排気マニホールドの温度上昇の際の、上記排気マニホールドの膨張を可能にするために、軸が上記第１の上流のパイプの軸と交差する少なくとも１つの上記下流のパイプの中間部に、滑動可能に嵌め込まれることを特徴とする、二重壁を有する排気マニホールドを提供する。   In order to achieve the above object, the present invention provides an automobile exhaust manifold having a double wall as described in “Technical Field”, wherein the internal element of the exhaust manifold includes at least one elongated first upstream pipe. A first end of the first upstream pipe is disposed in an extension of an exhaust conduit of a cylinder head of an associated internal combustion engine, and a second end of the first upstream pipe is the exhaust manifold. To allow expansion of the exhaust manifold when the temperature rises, a shaft is slidably fitted into at least one intermediate portion of the downstream pipe that intersects the axis of the first upstream pipe. An exhaust manifold having a double wall is provided.

本発明のその他の特徴によれば：
上記排気マニホールドは、少なくとも１つの肘形に湾曲した第２の上流のパイプを含み、上記第２の上流のパイプの第１端部は、上記シリンダヘッドの排気導管の延長部に配置され、軸が上記第１端部の軸と交差する上記第２の上流のパイプの第２端部は、上記下流のパイプの端部に、滑動可能に嵌め込まれ、
上記排気マニホールドは、少なくとも２つの上記下流のパイプを含み、上記下流のパイプの１つの端部は、もう１つの上記下流のパイプの１つの端部に、滑動可能に嵌め込まれ、
上記排気マニホールドの上記外部エレメントは、上記第１の上流のパイプの上記第１端部と、第２の上流のパイプの第１端部の少なくとも１つと、上記下流のパイプの端部を包含するように鋳造によって作られ、
上記排気マニホールドの上記外部エレメントは、上記排気マニホールドの上記外部エレメントの鋳造の際に、内部断熱空洞の作成を可能にする鋳物砂の排出を可能にするための、上記内部断熱空洞に通じる開口を有し、
上記内部エレメントの上記下流のパイプと上記第１の上流のパイプと第２の上流のパイプは、スチールで作られる。 According to other features of the invention:
The exhaust manifold includes a second upstream pipe curved in at least one elbow shape, the first end of the second upstream pipe being disposed in an extension of the exhaust conduit of the cylinder head and having a shaft The second end of the second upstream pipe intersecting the axis of the first end is slidably fitted into the end of the downstream pipe,
The exhaust manifold includes at least two of the downstream pipes, one end of the downstream pipe being slidably fitted into one end of the other downstream pipe;
The external element of the exhaust manifold includes the first end of the first upstream pipe, at least one of the first end of the second upstream pipe, and the end of the downstream pipe. Made by casting and
The outer element of the exhaust manifold has an opening leading to the inner insulating cavity to allow for the discharge of foundry sand that allows the creation of an inner insulating cavity during casting of the outer element of the exhaust manifold. Have
The downstream pipe, the first upstream pipe and the second upstream pipe of the internal element are made of steel.

本発明は、上述したタイプの排気マニホールドの製造方法において：
−上記排気マニホールドの上記内部エレメントの上記下流のパイプと、上記第１の上流のパイプと、上記第２の上流のパイプを作成する第１工程、
−上記排気マニホールドの上記内部エレメントの上記下流のパイプと、上記第１の上流のパイプと、上記第２の上流のパイプを互いに組み付ける第２工程、
−上記排気マニホールドの上記内部エレメントの上記下流のパイプと、上記第１の上流のパイプと、上記第２の上流のパイプが、これらのパイプの周りに上記内部断熱空洞の成型を可能にするための鋳物砂を配置することを可能にする設備の中へ設置される第３工程、
−上記鋳物砂を流し込む第４工程、
−上記排気マニホールドの上記内部エレメントの上記下流のパイプと、上記第１の上流のパイプと、上記第２の上流のパイプ、並びに上記鋳物砂が、上記排気マニホールドの上記外部エレメントの型を有する鋳型の中へ設置される第５工程、
−上記排気マニホールドの上記外部エレメントの材料を流し込む第６工程、
−上記排気マニホールドの上記外部エレメントを上記鋳型から取り出す第７工程、
−上記鋳物砂を除去する第８工程、
−上記排気マニホールドを加工する第９工程、
−上記排気マニホールドの上記外部エレメントの上記開口へ密封栓を取り付ける第１０工程、
を少なくとも含むことを特徴とする、二重壁を有する排気マニホールドの製造方法も提供する。 The present invention relates to a method of manufacturing an exhaust manifold of the type described above:
-A first step of creating the downstream pipe of the internal element of the exhaust manifold, the first upstream pipe, and the second upstream pipe;
A second step of assembling together the downstream pipe of the internal element of the exhaust manifold, the first upstream pipe, and the second upstream pipe;
The downstream pipe of the internal element of the exhaust manifold, the first upstream pipe, and the second upstream pipe to allow molding of the internal thermal insulation cavity around these pipes; A third step installed in the facility which makes it possible to arrange the foundry sand,
-A fourth step of pouring the foundry sand;
A mold in which the downstream pipe of the internal element of the exhaust manifold, the first upstream pipe, the second upstream pipe, and the foundry sand have the mold of the external element of the exhaust manifold. 5th process installed in
-A sixth step of pouring the material of the external element of the exhaust manifold;
-A seventh step of removing the external element of the exhaust manifold from the mold;
-An eighth step of removing the foundry sand;
-A ninth step of processing the exhaust manifold,
A tenth step of attaching a sealing plug to the opening of the external element of the exhaust manifold;
A method of manufacturing an exhaust manifold having a double wall is also provided.

本発明のその他の特徴及び利点は、理解のために添付図面を参照する、本発明の詳細な説明を読むことによって明らかとなるであろう。これらの図面において：
−図１は、本発明による排気マニホールドの縦方向断面模式図であり；
−図２は、図１の排気マニホールドの横方向断面模式図であり；
−図３は、実施の形態の１変形による排気マニホールドの縦方向断面模式図であり；
−図４は、図２の排気マニホールドの横方向断面模式図である。 Other features and advantages of the present invention will become apparent upon reading the detailed description of the invention, with reference to the accompanying drawings for purposes of understanding. In these drawings:
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of an exhaust manifold according to the invention;
-Fig. 2 is a schematic transverse cross-sectional view of the exhaust manifold of Fig. 1;
FIG. 3 is a schematic longitudinal sectional view of an exhaust manifold according to a variant of the embodiment;
FIG. 4 is a schematic transverse cross-sectional view of the exhaust manifold of FIG.

以下の記述において、同一の参照符号は、同一、または類似の機能を有する、部品を示す。   In the following description, the same reference numerals indicate parts having the same or similar functions.

これらの図には、自動車用の二重壁を有する排気マニホールド１０の組立体を示す。   In these figures, an assembly of an exhaust manifold 10 having a double wall for an automobile is shown.

図１に示すように、この排気マニホールド１０は、排気マニホールドの少なくとも１つの内部エレメント１２と、排気マニホールドの１つの外部エレメント１４を含む。排気マニホールドの外部エレメント１４は、関連する内燃エンジンのシリンダヘッド（図示しない）に取り付けるための第１の台座１３と、自動車の排気ライン（図示しない）に取り付けるための第２の台座１５を有する。   As shown in FIG. 1, the exhaust manifold 10 includes at least one internal element 12 of the exhaust manifold and one external element 14 of the exhaust manifold. The external element 14 of the exhaust manifold has a first pedestal 13 for attachment to a cylinder head (not shown) of an associated internal combustion engine and a second pedestal 15 for attachment to an automobile exhaust line (not shown).

周知のように、排気マニホールドの内部エレメント１２は、温度上昇を受けたときに排気マニホールドの内部エレメント１２にもたらされる膨張を可能にするように、互いに滑動可能に嵌め込まれた、少なくとも２つの同心のパイプ１６、１８を含む。   As is well known, the exhaust manifold inner element 12 has at least two concentric slides that are slidably fitted together to allow expansion to be effected on the exhaust manifold inner element 12 when subjected to an increase in temperature. Pipes 16 and 18 are included.

また周知のように、排気マニホールドの外部エレメント１４は、排気マニホールドの内部エレメント１２の回りの単体のブロックとして鋳造によって作られ、内部エレメント１２とともに、排気マニホールドの内部エレメント１２と排気マニホールドの外部エレメント１４との間に設けられる内部断熱空洞２０を構成する。この内部断熱空洞２０は、排気マニホールドの内部エレメント１２と外部エレメント１４との間に、排気マニホールドの内部エレメント１２に熱を集中せせるリスクを有する如何なる断熱用のライニングも挿入することなく、排気マニホールドの外部エレメント１４を、排気マニホールド１０の温度が上昇したときに排気マニホールドの内部エレメント１２から発散される熱から断熱することを、いわゆる「空気層」効果によって可能にする。   As is well known, the exhaust manifold outer element 14 is cast as a single block around the exhaust manifold inner element 12, and together with the inner element 12, the exhaust manifold inner element 12 and the exhaust manifold outer element 14. The internal heat insulation cavity 20 provided between the two is constituted. This internal insulation cavity 20 is inserted between the exhaust manifold inner element 12 and the outer element 14 without inserting any thermal insulation lining that risks concentrating heat on the exhaust manifold inner element 12. The so-called “air layer” effect allows the outer element 14 to be insulated from the heat dissipated from the inner element 12 of the exhaust manifold when the temperature of the exhaust manifold 10 rises.

本発明によれば、図１に示すように、排気マニホールドの内部エレメント１２は、少なくとも１つの細長い第１の上流のパイプ２２を有する。第１の上流のパイプ２２の第１端部２４は、関連する内燃エンジンのシリンダヘッドの排気導管（図示しない）の延長部に配置される。第１の上流のパイプ２２の第２端部２６は、軸Ｂが第１の上流のパイプ２２の軸Ａと交差する、少なくとも１つの下流のパイプ１６、１８の中間部２８に、排気マニホールド１０の温度上昇の際に排気マニホールドの内部エレメント１２の膨張を可能にするように、滑動可能に嵌め込まれる。   In accordance with the present invention, as shown in FIG. 1, the exhaust manifold inner element 12 has at least one elongated first upstream pipe 22. The first end 24 of the first upstream pipe 22 is located in the extension of the exhaust pipe (not shown) of the cylinder head of the associated internal combustion engine. The second end 26 of the first upstream pipe 22 is connected to the exhaust manifold 10 at an intermediate portion 28 of at least one downstream pipe 16, 18 where the axis B intersects the axis A of the first upstream pipe 22. It is slidably fitted to allow expansion of the internal element 12 of the exhaust manifold when the temperature rises.

他方では、排気マニホールド１０は、少なくとも１つの肘形に湾曲した第２の上流のパイプ３０を有する。第２の上流のパイプ３０の第１端部３２は、シリンダヘッドの排気導管（図示しない）の延長部に配置される。軸Ｂが第１端部の軸Ａと交差する、第２の上流のパイプ３０の第２端部３４は、下流のパイプ１８の端部３６へ滑動可能に嵌め込まれる。   On the other hand, the exhaust manifold 10 has a second upstream pipe 30 curved in at least one elbow shape. The first end 32 of the second upstream pipe 30 is located in the extension of the cylinder head exhaust conduit (not shown). The second end 34 of the second upstream pipe 30 where the axis B intersects the first end axis A is slidably fitted into the end 36 of the downstream pipe 18.

本発明の、非限定的な、望ましい実施の形態においては、排気マニホールド１０は、少なくとも２つの下流のパイプ１６、１８を有し、一方の下流のパイプ１６の１つの端部３８は、他方の下流のパイプ１８の端部４０へ滑動可能に嵌め込まれる。   In a preferred, non-limiting embodiment of the present invention, the exhaust manifold 10 has at least two downstream pipes 16, 18 and one end 38 of one downstream pipe 16 is connected to the other. It is slidably fitted into the end 40 of the downstream pipe 18.

より詳細には、排気マニホールド１０が、３つの排気導管を有する３気筒エンジンのシリンダヘッドへ適応化された、図１に示した例においては、排気マニホールド１０は、２つの細長い第１の上流のパイプ２２と、１つの肘形に湾曲した第２の上流のパイプ３０と、２つの下流のパイプ１６、１８を含む。下流のパイプ１６、１８の中間部２８は、２つの第１の上流のパイプ２２を受け入れる。下流のパイプ１６の端部４２は、排気マニホールド１０の出口開口４４に通じる。   More particularly, in the example shown in FIG. 1 where the exhaust manifold 10 has been adapted to a cylinder head of a three-cylinder engine having three exhaust conduits, the exhaust manifold 10 has two elongated first upstream It includes pipe 22, a second elbow-shaped second upstream pipe 30, and two downstream pipes 16,18. An intermediate portion 28 of the downstream pipes 16, 18 receives the two first upstream pipes 22. The end 42 of the downstream pipe 16 leads to the outlet opening 44 of the exhaust manifold 10.

もちろん、この形態は本発明を限定するものではなく、この排気マニホールド１０は、より多い、またはより少ない数の排気導管を有するシリンダヘッドへ容易に適応化することができる。   Of course, this configuration is not a limitation of the present invention and the exhaust manifold 10 can be readily adapted to cylinder heads having a greater or lesser number of exhaust conduits.

本発明によれば、排気マニホールドの外部エレメント１４は、第１の上流のパイプ２２の第１端部２４と、第２の上流のパイプ３０の第１端部３２と、下流のパイプ１６の端部４２の少なくとも１つを包含するように鋳造によって作られる。排気マニホールドの外部エレメント１４の鋳造によって得られるこの形態は、排気マニホールドの内部エレメント１２を、排気マニホールドの外部エレメント１４へ、簡単かつ有効に接続することを可能にする。それぞれ、関連する内燃エンジンのシリンダヘッドと、自動車のその他の排気系統へ接続されるのは、従って排気マニホールドの外部エレメント１４である。排気マニホールドの内部エレメント１２の下流のパイプ１６、１８と、第１の上流のパイプ２２と、第２の上流のパイプ３０は、それらの端部の排気マニホールドの外部エレメント１４による包含を容易にするように、スチールで作られる。   In accordance with the present invention, the external element 14 of the exhaust manifold includes a first end 24 of the first upstream pipe 22, a first end 32 of the second upstream pipe 30, and an end of the downstream pipe 16. Made by casting to include at least one of the portions 42. This configuration, obtained by casting the exhaust manifold outer element 14, allows the exhaust manifold inner element 12 to be easily and effectively connected to the exhaust manifold outer element 14. Respectively connected to the cylinder head of the internal combustion engine and to the other exhaust system of the motor vehicle are therefore the external elements 14 of the exhaust manifold. The pipes 16, 18 downstream of the exhaust manifold inner element 12, the first upstream pipe 22, and the second upstream pipe 30 facilitate their inclusion by the exhaust manifold outer element 14 at their ends. As made from steel.

また、排気マニホールドの外部エレメント１４は、排気マニホールドの外部エレメント１４の鋳造の際に内部断熱空洞２０の作成を可能にする鋳物砂の排出を可能にするための、内部断熱空洞２０に通じる開口４６を有する。   The exhaust manifold outer element 14 also has an opening 46 leading to the inner insulating cavity 20 to allow for the discharge of foundry sand that allows the creation of the inner insulating cavity 20 during casting of the exhaust manifold outer element 14. Have

この形態においては、排気マニホールド１０は、少なくとも以下の工程を含む工程に従って、極めて簡単に作ることができる：
−排気マニホールドの内部エレメント１２の下流のパイプ１６、１８と、第１の上流のパイプ２２と、第２の上流のパイプ３０を作成する第１工程、
−排気マニホールドの内部エレメント１２の下流のパイプ１６、１８と、第１の上流のパイプ２２と、第２の上流のパイプ３０を互いに組み付ける第２工程、
−排気マニホールドの内部エレメント１２の下流のパイプ１６、１８と、第１の上流のパイプ２２と、第２の上流のパイプ３０が、上記のパイプの周りに内部断熱空洞２０の形成を可能にするための鋳物砂を（図示しない）配置することを可能にする設備（図示しない）の中へ設置される第３工程、
−上記の鋳物砂を流し込む第４工程、
−排気マニホールドの内部エレメント１２の下流のパイプ１６、１８と、第１の上流のパイプ２２と、第２の上流のパイプ３０、並びに上記の鋳物砂が、排気マニホールドの外部エレメント１４に合致する型を有する鋳型（図示しない）の中へ設置される第５工程、
−排気マニホールドの外部エレメント１４の材料を流し込む第６工程、
−排気マニホールドの外部エレメント１４を鋳型から取り出す第７工程、
−鋳物砂を除去する第８工程、
−排気マニホールド１０を加工する第９工程、
−排気マニホールドの外部エレメント１４の開口４６へ密封栓を取り付ける第１０工程。 In this configuration, the exhaust manifold 10 can be made very simply according to a process that includes at least the following steps:
A first step of creating pipes 16, 18 downstream of the internal element 12 of the exhaust manifold, a first upstream pipe 22, and a second upstream pipe 30;
A second step of assembling together the pipes 16, 18 downstream of the internal element 12 of the exhaust manifold, the first upstream pipe 22, and the second upstream pipe 30;
The pipes 16, 18 downstream of the internal element 12 of the exhaust manifold, the first upstream pipe 22, and the second upstream pipe 30 allow the formation of an internal insulation cavity 20 around said pipe. A third step to be installed in a facility (not shown) that makes it possible to arrange the foundry sand (not shown) for
-A fourth step of pouring the above foundry sand;
A mold in which the pipes 16, 18 downstream of the inner element 12 of the exhaust manifold, the first upstream pipe 22, the second upstream pipe 30, and the above foundry sand match the outer element 14 of the exhaust manifold. A fifth step installed in a mold (not shown) having
A sixth step of pouring the material of the external element 14 of the exhaust manifold,
-A seventh step of removing the external element 14 of the exhaust manifold from the mold;
-An eighth step of removing the foundry sand;
-A ninth step of processing the exhaust manifold 10;
A tenth step of attaching a sealing plug to the opening 46 of the external element 14 of the exhaust manifold;

このように、本発明は、排気マニホールドの内部エレメント１２の下流のパイプ１６、１８と、第１の上流のパイプ２２と、第２の上流のパイプ３０の膨張が、あらゆる方向の機械的な遊びによって排気マニホールド１０に応力を作用させることなく吸収される、「二重壁」排気マニホールドを、簡単かつ効果的に作成することを可能にする。   Thus, the present invention provides for the expansion of the pipes 16, 18 downstream of the internal element 12 of the exhaust manifold, the first upstream pipe 22, and the second upstream pipe 30 to provide mechanical play in all directions. Makes it possible to easily and effectively create a “double wall” exhaust manifold that is absorbed without stressing the exhaust manifold 10.

図３、４に示された実施の形態の１変形によれば、細長い第１の上流のパイプ２２の第１端部２４と、肘形に湾曲した第２の上流のパイプ３０の第１端部３２は、排気マニホールドの外部エレメント１４の第１の台座１３の面まで伸びる。同様に、下流のパイプ１６の端部４２は、排気マニホールドの外部エレメント１４の第２の台座１５の面まで延びる。   According to a variant of the embodiment shown in FIGS. 3 and 4, the first end 24 of the elongated first upstream pipe 22 and the first end of the second upstream pipe 30 curved in an elbow shape. The portion 32 extends to the surface of the first pedestal 13 of the external element 14 of the exhaust manifold. Similarly, the end 42 of the downstream pipe 16 extends to the surface of the second pedestal 15 of the external element 14 of the exhaust manifold.

この変形は、第１の上流のパイプ２２の第１端部２４と、第２の上流のパイプ３０の第１端部３２と、下流のパイプ１６の端部４２の少なくとも１つを、図１、２を参照して先に説明したように、外部エレメント１４の中に包含しないことを可能にする。   This variation is achieved by replacing at least one of the first end 24 of the first upstream pipe 22, the first end 32 of the second upstream pipe 30, and the end 42 of the downstream pipe 16 with reference to FIG. 2, as described above with reference to FIG.

外部エレメント１４の第１の台座１３の面まで伸びる第１端部２４と第１端部３２は、シリンダヘッドの排気導管の端部と接することができる。同様に、外部エレメント１４の第２の台座１５の面まで伸びる端部４２は、内燃エンジンの排気ラインの端部と接することができる。この形態は、内燃エンジンの排気ガスの密閉を保証する。このようにして、外部エレメント１４は、排気ガスと直接接触せず、コロージョンのリスクは存在しない。この形態を実現するために、第１の上流のパイプ２２、第２の上流のパイプ３０、下流のパイプ１６は、外部エレメント１４を形成するための鋳型に対して、鋳造工程が終了したときに外部エレメント１４からはみ出すように、位置決めされる。しかしながら、はみ出した部分を削除するための、これらのパイプの加工工程が必要である。この工程は、排気マニホールド１０の加工工程と同時に実行することができる。   The first end 24 and the first end 32 extending to the surface of the first pedestal 13 of the outer element 14 can be in contact with the end of the exhaust conduit of the cylinder head. Similarly, the end 42 extending to the surface of the second pedestal 15 of the external element 14 can be in contact with the end of the exhaust line of the internal combustion engine. This configuration ensures the sealing of the exhaust gas of the internal combustion engine. In this way, the external element 14 is not in direct contact with the exhaust gas and there is no risk of corrosion. In order to realize this configuration, the first upstream pipe 22, the second upstream pipe 30, and the downstream pipe 16 are formed on the mold for forming the external element 14 when the casting process is completed. It is positioned so as to protrude from the external element 14. However, it is necessary to process these pipes to remove the protruding portion. This step can be performed simultaneously with the processing step of the exhaust manifold 10.

排気マニホールド１０は、外部エレメント１４の第１の台座１３の面まで伸びる、第１の上流のパイプ２２の第１端部２４と第２の上流のパイプ３０の第１端部３２、並びに、外部エレメント１４の第２の台座１５の面まで延びる、下流のパイプ１６の端部４２の、軸方向の移動を妨げる手段を有することができる。これは、例えば、第１の上流のパイプ２２と、第２の上流のパイプ３０と、下流のパイプ１６の、外部エレメント１４と接触する部分の近くに設けられた、環状の溝または突起部からなる。この溝の中または突起部の周囲に、外部エレメント１４の流し込みの際に、溶融した材料が進入して、軸方向の移動が妨げられるようになる。この結果、第１端部２４と、第１端部３２と、端部４２は、外部エレメント１４に対して固定され、これらの端部のシリンダヘッドの排気導管と排気ラインとの接触が常に保証される。   The exhaust manifold 10 extends to the surface of the first pedestal 13 of the external element 14, the first end 24 of the first upstream pipe 22, the first end 32 of the second upstream pipe 30, and the exterior Means may be provided to prevent axial movement of the end 42 of the downstream pipe 16 extending to the surface of the second pedestal 15 of the element 14. This is, for example, from an annular groove or protrusion provided near the portion of the first upstream pipe 22, the second upstream pipe 30, and the downstream pipe 16 that contacts the external element 14. Become. When the external element 14 is poured into the groove or the periphery of the projection, the molten material enters and the movement in the axial direction is prevented. As a result, the first end 24, the first end 32, and the end 42 are fixed with respect to the external element 14, and the contact between the exhaust conduit of the cylinder head and the exhaust line at these ends is always guaranteed. Is done.

Claims (13)

排気マニホールドの少なくとも１つの内部エレメント（１２）と、上記排気マニホールドの外部エレメント（１４）とを含み、上記排気マニホールドの上記内部エレメント（１２）は、一方が他方の中を滑動するように嵌め込まれた同心の少なくとも２つのパイプ（１６、１８）を含み、上記排気マニホールドの上記外部エレメント（１４）は、上記排気マニホールドの上記内部エレメント（１２）の回りに単体のブロックとして鋳造によって作られ、上記内部エレメント（１２）とともに、上記排気マニホールドの上記内部エレメント（１２）と上記排気マニホールドの上記外部エレメント（１４）との間に設けられる内部断熱空洞（２０）を構成する、自動車用の二重壁を有する排気マニホールド（１０）において、上記排気マニホールドの上記内部エレメント（１２）は、少なくとも１つの細長い第１の上流のパイプ（２２）を含み、上記第１の上流のパイプ（２２）の第１端部（２４）は、関連する内燃エンジンのシリンダヘッドの排気導管の延長部に配置され、上記第１の上流のパイプ（２２）の第２端部（２６）は、上記排気マニホールド（１０）の温度上昇の際の、上記排気マニホールド（１０）の膨張を可能にするために、軸（Ｂ）が上記第１の上流のパイプ（２２）の軸（Ａ）と交差する少なくとも１つの下流のパイプ（１６、１８）の中間部（２８）に、滑動可能に嵌め込まれることを特徴とする、二重壁を有する排気マニホールド。   Including at least one internal element (12) of the exhaust manifold and an external element (14) of the exhaust manifold, wherein the internal element (12) of the exhaust manifold is fitted so that one slides in the other. The outer element (14) of the exhaust manifold is made by casting as a single block around the inner element (12) of the exhaust manifold, and includes at least two concentric pipes (16, 18). A double wall for an automobile which, together with the internal element (12), constitutes an internal heat insulation cavity (20) provided between the internal element (12) of the exhaust manifold and the external element (14) of the exhaust manifold In the exhaust manifold (10) having the above, the exhaust manifold hole The internal element (12) includes at least one elongated first upstream pipe (22), the first end (24) of the first upstream pipe (22) being connected to an associated internal combustion engine. The second end (26) of the first upstream pipe (22), which is disposed in the extension of the exhaust pipe of the cylinder head, is connected to the exhaust manifold (10) when the temperature of the exhaust manifold (10) rises. ) In the middle (28) of at least one downstream pipe (16, 18) where the axis (B) intersects the axis (A) of the first upstream pipe (22). And an exhaust manifold having a double wall. 少なくとも１つの肘形に湾曲した第２の上流のパイプ（３０）を含み、上記第２の上流のパイプ（３０）の第１端部（３２）は、上記シリンダヘッドの排気導管の延長部に配置され、軸（Ｂ）が上記第１端部（３２）の軸（Ａ）と交差する上記第２の上流のパイプ（３０）の第２端部（３４）は、上記下流のパイプ（１８）の端部（３６）に、滑動可能に嵌め込まれることを特徴とする、請求項１に記載の二重壁を有する排気マニホールド。   At least one elbow-shaped second upstream pipe (30), wherein the first end (32) of the second upstream pipe (30) is an extension of the exhaust conduit of the cylinder head. The second end (34) of the second upstream pipe (30), which is disposed and whose axis (B) intersects the axis (A) of the first end (32), is connected to the downstream pipe (18 2. The exhaust manifold with double walls according to claim 1, wherein the exhaust manifold is slidably fitted into the end (36). 少なくとも２つの上記下流のパイプ（１６、１８）を含み、上記下流のパイプ（１６、１８）の１つの端部（３８）は、もう１つの上記下流のパイプ（１８）の１つの端部（４０）に、滑動可能に嵌め込まれることを特徴とする、請求項１または２に記載の二重壁を有する排気マニホールド。   Including at least two downstream pipes (16, 18), one end (38) of the downstream pipe (16, 18) is one end (38) of the other downstream pipe (18) ( 40) The exhaust manifold having a double wall according to claim 1 or 2, wherein the exhaust manifold is slidably fitted into 40). 上記排気マニホールドの上記外部エレメント（１４）は、上記排気マニホールドの上記外部エレメント（１４）の鋳造の際に、内部断熱空洞（２０）の作成を可能にする鋳物砂の排出を可能にするための、上記内部断熱空洞（２０）に通じる開口（４６）を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１つに記載の二重壁を有する排気マニホールド。   The outer element (14) of the exhaust manifold is adapted to allow for the discharge of foundry sand that allows the creation of an internal insulating cavity (20) during the casting of the outer element (14) of the exhaust manifold. 4. An exhaust manifold with double walls according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it has an opening (46) leading to the internal insulation cavity (20). 上記内部エレメント（１２）の上記下流のパイプ（１６、１８）と上記第１の上流のパイプ（２２）と第２の上流のパイプ（３０）は、スチールで作られることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１つに記載の二重壁を有する排気マニホールド。   The downstream pipes (16, 18), the first upstream pipe (22) and the second upstream pipe (30) of the internal element (12) are made of steel, Item 5. An exhaust manifold having the double wall according to any one of Items 1 to 4. 上記排気マニホールドの上記外部エレメントは、上記第１の上流のパイプ（２２）の上記第１端部（２４）と第２の上流のパイプ（３０）の第１端部（３２）の少なくとも１つと、上記下流のパイプ（１６）の端部（４２）を包含するように鋳造によって作られることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１つに記載の二重壁を有する排気マニホールド。   The external element of the exhaust manifold includes at least one of the first end (24) of the first upstream pipe (22) and the first end (32) of a second upstream pipe (30). 6. An exhaust manifold with double walls according to any one of the preceding claims, characterized in that it is made by casting to include the end (42) of the downstream pipe (16). 上記第１の上流のパイプ（２２）の上記第１端部（２４）と、肘形に湾曲した上記第２の上流のパイプ（３０）の上記第１端部（３２）は、上記排気マニホールドの上記外部エレメント（１４）の第１の台座（１３）の面まで伸びることを特徴とする、請求項２〜５のいずれか１つに記載の二重壁を有する排気マニホールド。   The first end (24) of the first upstream pipe (22) and the first end (32) of the second upstream pipe (30) curved in an elbow shape are connected to the exhaust manifold. The exhaust manifold with double walls according to any one of claims 2 to 5, characterized in that it extends to the surface of the first pedestal (13) of the external element (14). 上記下流のパイプ（１６）の端部（４２）は、上記外部エレメント（１４）の第２の台座の面（１５）まで伸びることを特徴とする、請求項７に記載の二重壁を有する排気マニホールド。   8. The double wall according to claim 7, characterized in that the end (42) of the downstream pipe (16) extends to the second pedestal surface (15) of the external element (14). Exhaust manifold. 上記外部エレメント（１４）の上記第１の台座（１３）の上記面まで伸びる、上記第１の上流のパイプ（２２）の上記第１端部（２４）と、上記第２の上流のパイプ（３０）の上記第１端部（３２）、並びに、上記外部エレメント（１４）の上記第２の台座（１５）の上記面まで延びる、上記下流のパイプ（１６）の上記端部（４２）の、軸方向の移動を妨げる手段を含むことを特徴とする、請求項８に記載の二重壁を有する排気マニホールド。   The first end (24) of the first upstream pipe (22) extending to the surface of the first pedestal (13) of the external element (14); and the second upstream pipe ( 30) of the first end (32) and the end (42) of the downstream pipe (16) extending to the surface of the second pedestal (15) of the external element (14). 9. An exhaust manifold with double walls as claimed in claim 8 including means for preventing axial movement. 請求項１〜６を組み合わせた二重壁を有する排気マニホールドの製造方法において：
−上記排気マニホールドの上記内部エレメント（１２）の上記下流のパイプ（１６、１８）と、上記第１の上流のパイプ（２２）と、上記第２の上流のパイプ（３０）を作成する第１工程、
−上記排気マニホールドの上記内部エレメント（１２）の上記下流のパイプ（１６、１８）と、上記第１の上流のパイプ（２２）と、上記第２の上流のパイプ（３０）を互いに組み付ける第２工程、
−上記排気マニホールドの上記内部エレメント（１２）の上記下流のパイプ（１６、１８）と、上記第１の上流のパイプ（２２）と、上記第２の上流のパイプ（３０）が、これらのパイプの周りに上記内部断熱空洞（２０）の成型を可能にするための鋳物砂を配置することを可能にする設備の中へ設置される第３工程、
−上記鋳物砂を流し込む第４工程、
−上記排気マニホールドの上記内部エレメント（１２）の上記下流のパイプ（１６、１８）と、上記第１の上流のパイプ（２２）と、上記第２の上流のパイプ（３０）、並びに上記鋳物砂が、上記排気マニホールドの上記外部エレメント（１４）の型を有する鋳型の中へ設置される第５工程、
−上記排気マニホールドの上記外部エレメント（１４）の材料を流し込む第６工程、
−上記排気マニホールドの上記外部エレメント（１４）を上記鋳型から取り出す第７工程、
−上記鋳物砂を除去する第８工程、
−上記排気マニホールド（１０）を加工する第９工程、
−上記排気マニホールドの上記外部エレメント（１４）の上記開口（４６）へ密封栓を取り付ける第１０工程、
を少なくとも含むことを特徴とする、二重壁を有する排気マニホールドの製造方法。 In a method of manufacturing an exhaust manifold having a double wall combined with claims 1-6:
-A first to create the downstream pipes (16, 18), the first upstream pipe (22) and the second upstream pipe (30) of the internal element (12) of the exhaust manifold; Process,
A second assembly for assembling together the downstream pipes (16, 18), the first upstream pipe (22) and the second upstream pipe (30) of the internal element (12) of the exhaust manifold; Process,
The downstream pipes (16, 18) of the internal element (12) of the exhaust manifold, the first upstream pipe (22), and the second upstream pipe (30) are these pipes A third step which is installed in a facility which makes it possible to place the foundry sand to allow the molding of the internal insulating cavity (20) around
-A fourth step of pouring the foundry sand;
The downstream pipes (16, 18) of the internal element (12) of the exhaust manifold, the first upstream pipe (22), the second upstream pipe (30), and the foundry sand. Is installed in a mold having the mold of the external element (14) of the exhaust manifold,
-A sixth step of pouring the material of the external element (14) of the exhaust manifold;
-A seventh step of removing said external element (14) of said exhaust manifold from said mold;
-An eighth step of removing the foundry sand;
-A ninth step of processing the exhaust manifold (10);
A tenth step of attaching a sealing plug to the opening (46) of the external element (14) of the exhaust manifold;
A method for manufacturing an exhaust manifold having a double wall, comprising: 請求項１〜５および請求項７〜９を組み合わせた二重壁を有する排気マニホールドの製造方法において、
−上記排気マニホールドの上記内部エレメント（１２）の上記下流のパイプ（１６、１８）と、上記第１の上流のパイプ（２２）と、上記第２の上流のパイプ（３０）を作成する第１工程、
−上記排気マニホールドの上記内部エレメント（１２）の上記下流のパイプ（１６、１８）と、上記第１の上流のパイプ（２２）と、上記第２の上流のパイプ（３０）を互いに組み付ける第２工程、
−上記排気マニホールドの上記内部エレメント（１２）の上記下流のパイプ（１６、１８）と、上記第１の上流のパイプ（２２）と、上記第２の上流のパイプ（３０）が、これらのパイプの周りに上記内部断熱空洞（２０）の成型を可能にするための鋳物砂を配置することを可能にする設備の中へ設置される第３工程、
−上記鋳物砂を流し込む第４工程、
−上記排気マニホールドの上記内部エレメント（１２）の上記下流のパイプ（１６、１８）と、上記第１の上流のパイプ（２２）と、上記第２の上流のパイプ（３０）、並びに上記鋳物砂が、上記排気マニホールドの上記外部エレメント（１４）の型を有する鋳型の中へ設置される第５工程、
−上記排気マニホールドの上記外部エレメント（１４）の材料を流し込む第６工程、
−上記排気マニホールドの上記外部エレメント（１４）を上記鋳型から取り出す第７工程、
−上記鋳物砂を除去する第８工程、
−上記排気マニホールド（１０）と、上記外部エレメント（１４）の上記第１の台座（１３）の上記面からはみ出した、上記第１の上流のパイプ（２２）の上記第１端部（２４）と上記第２の上流のパイプ（３０）の上記第１端部（３２）、並びに、上記外部エレメント（１４）の上記第２の台座（１５）の上記面からはみ出した上記下流のパイプ（１６）の上記端部（４２）を加工する第９工程、
−上記排気マニホールドの上記外部エレメント（１４）の上記開口（４６）へ密封栓を取り付ける第１０工程、
を少なくとも含むことを特徴とする、二重壁を有する排気マニホールドの製造方法。 In the manufacturing method of the exhaust manifold which has a double wall which combined Claims 1-5 and Claims 7-9,
-A first to create the downstream pipes (16, 18), the first upstream pipe (22) and the second upstream pipe (30) of the internal element (12) of the exhaust manifold; Process,
A second assembly for assembling together the downstream pipes (16, 18), the first upstream pipe (22) and the second upstream pipe (30) of the internal element (12) of the exhaust manifold; Process,
The downstream pipes (16, 18) of the internal element (12) of the exhaust manifold, the first upstream pipe (22), and the second upstream pipe (30) are these pipes A third step which is installed in a facility which makes it possible to place the foundry sand to allow the molding of the internal insulating cavity (20) around
-A fourth step of pouring the foundry sand;
The downstream pipes (16, 18) of the internal element (12) of the exhaust manifold, the first upstream pipe (22), the second upstream pipe (30), and the foundry sand. Is installed in a mold having the mold of the external element (14) of the exhaust manifold,
-A sixth step of pouring the material of the external element (14) of the exhaust manifold;
-A seventh step of removing said external element (14) of said exhaust manifold from said mold;
-An eighth step of removing the foundry sand;
The first end (24) of the first upstream pipe (22) protruding from the face of the exhaust manifold (10) and the first pedestal (13) of the external element (14); And the first end (32) of the second upstream pipe (30) and the downstream pipe (16 extending from the surface of the second pedestal (15) of the external element (14). A ninth step of processing the end (42) of
A tenth step of attaching a sealing plug to the opening (46) of the external element (14) of the exhaust manifold;
A method for manufacturing an exhaust manifold having a double wall, comprising: 上記シリンダヘッドと、請求項７〜９のいずれか１つに記載の二重壁を有する排気マニホールドとを含む内燃エンジンにおいて、上記外部エレメント（１４）の上記第１の台座（１３）の上記面まで伸びる、上記第１の上流のパイプ（２２）の上記第１端部（２４）と上記第２の上流のパイプ（３０）の上記第１端部（３２）は、上記シリンダヘッドの排気導管と接することを特徴とする、内燃エンジン。   An internal combustion engine comprising the cylinder head and an exhaust manifold having a double wall according to any one of claims 7 to 9, wherein the surface of the first pedestal (13) of the external element (14). The first end (24) of the first upstream pipe (22) and the first end (32) of the second upstream pipe (30) extend to the exhaust conduit of the cylinder head. An internal combustion engine characterized by contacting with the internal combustion engine. 上記外部エレメント（１４）の第２の台座（１５）の上記面まで伸びる上記下流のパイプ（１６）の上記端部（４２）は、上記内燃エンジンの排気ラインの端部と接することを特徴とする、請求項１２に記載の内燃エンジン。   The end (42) of the downstream pipe (16) extending to the surface of the second pedestal (15) of the external element (14) is in contact with the end of the exhaust line of the internal combustion engine. The internal combustion engine according to claim 12.
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