JP2009197760A

JP2009197760A - エキゾーストマニホールドの集合部構造

Info

Publication number: JP2009197760A
Application number: JP2008043048A
Authority: JP
Inventors: Tomonori Koyama; 友紀小山
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2008-02-25
Filing date: 2008-02-25
Publication date: 2009-09-03

Abstract

【課題】仕切板を用いることなく、ブランチ管同士の排気干渉を低減できるエキゾーストマニホールドの集合部構造の提供。
【解決手段】エンジンＥのそれぞれ対応する排気ポートＥ１〜Ｅ４に連通接続されるブランチ管３〜６と、これら各ブランチ管３〜６の排気下流側端部３ｂ〜６ｂを集合させて収容する集合部７を備えるエキゾーストマニホールド１の集合部構造において、ブランチ管4,5の排気下流側端部4b,5bにおける集合部７内への突出長さを、ブランチ管3,6とは異なるようにした。
【選択図】図３

Description

本発明は、エキゾーストマニホールドの集合部構造に関する。

従来、エンジンのそれぞれ対応する排気ポートに連通接続される複数本のブランチ管と、これら各ブランチ管の排気下流側端部を集合させて収容する集合部と、排気ガス上流側端部が各ブランチ管の排気下流側端部同士の間に固定され、且つ、排気下流側端部が集合部内へ突出した状態で配置される仕切板を備えるエキゾーストマニホールドの集合部構造の技術が公知になっている（特許文献１、２参照）。
特開２００４−２４５１５６号公報特開２００３−８３０６２号公報

しかしながら、従来の発明にあっては、排気脈動圧による振動を防止するために仕切板の板厚を大きく設定したり、ブランチ管との溶接部位を必要以上に堅固にする必要があり、製造コストのアップに繋がっていた。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、仕切板を用いることなく、ブランチ管同士の排気干渉の防止できるエキゾーストマニホールドの集合部構造を提供することである。

請求項１記載の発明では、エンジンのそれぞれ対応する排気ポートに連通接続される複数本のブランチ管と、これら各ブランチ管の排気下流側端部を集合させて収容する集合部を備えるエキゾーストマニホールドの集合部構造において、上記複数本のブランチ管のうちの少なくとも１本のブランチ管の排気下流側端部における集合部内への突出長さを、他のブランチ管とは異なるようにしたことを特徴とする。

請求項１記載の発明では、複数本のブランチ管のうちの少なくとも１本のブランチ管の排気下流側端部における集合部内への突出長さを、他のブランチ管とは異なるようにしている。
これにより、仕切板を用いることなく、ブランチ管同士の排気干渉を低減できる。

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

以下、実施例１を説明する。
図１は実施例１のエキゾーストマニホールドを示す斜視図、図２は実施例１のエキゾーストマニホールドの正面図（集合部は省略）、図３は実施例１の集合部の内部を示す斜視図（集合部は二点鎖線で図示）、図４は実施例１のブランチ管の排気上流側端部を示す斜視図、図５は図１のＳ５−Ｓ５線における断面図である。

先ず、全体構成を説明する。
図１、２に示すように、実施例１のエキゾーストマニホールド１では、ヘッドフランジ２と、４本のブランチ管３〜６と、集合部７と、センサ８等が備えられている。

ヘッドフランジ２は、直列４気筒のエンジンＥ（詳細にはエンジンＥのシリンダヘッド）にボルト締結されるものであり、長尺の平板状に形成される他、各排気ポートＥ１〜Ｅ４（図２中二点鎖線で図示）と連通される連通孔２ａ〜２ｄがそれぞれ貫通形成されている。
また、各連通孔２ａ〜２ｄの内側には、それぞれ対応するブランチ管３〜６の排気上流側端部３ａ〜６ａが挿入された状態で連通接続されている。

図２に示すように、各ブランチ管３〜６の排気下流側端部３ｂ〜６ｂは、１／４円形状に加工され、円筒状の集合部７の排気上流側端部７ａの内側に挿入された状態で連通接続されている。
具体的には、図３、４に示すように、ブランチ管3,6の排気下流側端部3b,6bにおける集合部７内への突出長さ（以下、ブランチ管の突出長さと略す）は同一となるように形成される一方、ブランチ管4,5の突出長さは同一で、ブランチ管3,6の突出長さよりも寸法Ｌ１だけ大きく突出した状態に形成されている。
これにより、各ブランチ管３〜６の排気上流側端部３ａ〜６ｂ（排気ポートＥ１〜Ｅ４）から集合部７の排気上流側端部７ａまで管長は、ヘッドフランジ２の最も外側に接続されたブランチ管3,6がブランチ管4,5に比べて長く形成されるものの、このブランチ管4,5は前述した寸法Ｌ１だけ長く形成されることにより、ブランチ管３〜６の管長差が小さくなっている、換言すると等長に近くなっている。

また、ブランチ管3,6の排気下流側端部3b,6bは、隣接する側壁3c,6cが溶接Ｘ１で固定されると共に、各側壁3d,6dはブランチ管4,5のそれぞれ対応する側壁4d,5dに溶接X2,X3で固定されている。
一方、ブランチ管4,5の排気下流側端部4b,5bは、隣接する側壁4c,5cが溶接Ｘ４で固定されている。
これらにより、ブランチ管３〜６の排気下流側端部３ｂ〜５ｂは一体的に固定されている。
なお、溶接Ｘ１は各ブランチ管３〜６の中央位置まで行われ、さらに、溶接X2,X3は直線状に同時に行われるため、これらの溶接ビードによって各ブランチ管３〜６の中央に形成される中心孔が塞がれる。
また、図１、５に示すように、集合部７の排気上流側端部７ａは、その全周に亘って溶接Ｘ５で各ブランチ管３〜６の外周の一部と固定されている。

さらに、集合部７内のブランチ管３〜６の下流側には、センサ８が挿入配置される他、このセンサ８のセンシング部８ａである先端は、集合部７の中心位置より幾分ブランチ管3,4側に配置されている。
センサ８は、排気中の酸素濃度を検出して図示しないエンジンコントロールユニットに信号出力するものであって、検出された結果は空燃比フィードバック制御に用いられる。

その他、集合部７の排気下流側端部７ｂは、図示しない排気下流側の排気系（触媒コンバータ、サブマフラ、メインマフラ等）に連通接続される。
また、実施例１のエキゾーストマニホールド１の各構成部材は全て金属製である。

次に、作用を説明する。
このように構成されたエキゾーストマニホールド１は、図２に示すように、ヘッドフランジ２がエンジンＥにボルト締結されることにより、各ブランチ管３〜６の排気上流側端部３ａ〜６ａがそれぞれ対応する排気ポートＥ１〜Ｅ４と連通される。

そして、エンジンの始動後に各排気ポートＥ１〜Ｅ４から排出された排気は、各ブランチ管３〜６を排気下流側３ｂ〜６ｂに向かって流通した後、集合部７内に流入する。
この際、前述したように、ブランチ管3,6とブランチ管4,5との突出長さが異なるため、ブランチ管3,6とブランチ管4,5との排気干渉を防止でき、これにより、排気干渉による排気抵抗の増加を低減できる。

また、ブランチ管4,5の突出長さをブランチ管3,6の突出長さと同一にした場合には、センサ８のセンシング部８ａの配置等に起因してブランチ管６から排出される排気の検出精度が低下したり、ブランチ管３の屈曲形状に起因してブランチ管３から排出された排気の検出精度が低下したが、実施例１ではブランチ管3,6から排出された排気の一部がブランチ管4,5の側壁4d,5dに沿ってセンサ８に確実に導かれるため、センサ８の検出精度を向上できる。

次に、効果を説明する。
以上、説明したように、実施例１の発明では、エンジンＥのそれぞれ対応する排気ポートＥ１〜Ｅ４に連通接続されるブランチ管３〜６と、これら各ブランチ管３〜６の排気下流側端部３ｂ〜６ｂを集合させて収容する集合部７を備えるエキゾーストマニホールド１の集合部構造において、ブランチ管4,5の排気下流側端部4b,5bにおける集合部７内への突出長さを、ブランチ管3,6とは異なるようにしたため、仕切板を用いることなく、ブランチ管３〜６同士の排気干渉の防止できると同時に、センサ８の感度向上を達成できる。

また、突出長さがブランチ管4,5に比べて短いブランチ管3,6の下流側端部3b,6bを隣接するブランチ管4,5の側壁4d,5dに溶接X2,X3で固定したため、仕切板を用いることなく、ブランチ管３〜６同士を良好に固定できる。

また、排気ポートＥ１〜Ｅ４と集合部７の排気ガス上流側端部７ａとの距離に反比例して各ブランチ管３〜６の突出長さ設定したため、ブランチ管３〜６の管長を等長または等長に近づけることができ、好適となる。

以上、実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、ブランチ管の本数は気筒の数、形態等に応じて適宜設定でき、異なる突出長さの本数や位置等も適宜設定できる。
同様に、センサの種類、設置位置、設置数、出力先、目的は適宜設定できる。

また、図６に示すように、ブランチ管3,4の排気下流側端部3b,4bにおける集合部７内への突出長さを同一となるように形成し、ブランチ管5,6の突出長さを同一で、ブランチ管3,4の突出長さよりも寸法Ｌ２だけ大きく突出しても良い。
この際、微小な単位時間間隔で考慮すると、１−４−２−３の順番、即ち、ブランチ管３、ブランチ管６、ブランチ管４、ブランチ管５の順番で排気が排出される直列４気筒エンジンにおいて、連続して排出され、且つ、隣接するブランチ管3,6（4,5）同士の排気干渉を防止でき、好適となる。
また、ブランチ管３〜６の配置において、長短が互いに対角に配置されるようにすると、ブランチ管３〜６の間に十文字の仕切りを設けたものと同等な作用を得ることが出来る。

実施例１のエキゾーストマニホールドを示す斜視図である。実施例１のエキゾーストマニホールドの正面図（集合部は省略）である。実施例１の集合部の内部を示す斜視図（集合部は二点鎖線で図示）である。実実施例１のブランチ管の排気上流側端部を示す斜視図である。図１のＳ５−Ｓ５線における断面図である。その他の実施例の集合部の内部を示す斜視図（集合部は二点鎖線で図示）である。

符号の説明

Ｅエンジン
Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４排気ポート
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５溶接
１エキゾーストマニホールド
２ヘッドフランジ
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ連通孔
３、４、５、６ブランチ管
３ａ、４ａ、５ａ、６ａ排気上流側端部
３ｂ、４ｂ、５ｂ、６ｂ排気下流側端部
３ｃ、４ｃ、５ｃ、６ｃ、３ｄ、４ｄ、５ｄ、６ｄ側壁
７集合部
７ａ排気上流側端部
７ｂ排気下流側端部
８センサ
８ａセンシング部

Claims

エンジンのそれぞれ対応する排気ポートに連通接続される複数本のブランチ管と、これら各ブランチ管の排気下流側端部を集合させて収容する集合部を備えるエキゾーストマニホールドの集合部構造において、
前記複数本のブランチ管のうちの少なくとも１本のブランチ管の排気下流側端部における集合部内への突出長さを、他のブランチ管とは異なるようにしたことを特徴とするエキゾーストマニホールドの集合部構造。
請求項１記載のエキゾーストマニホールドの集合部構造において、
前記突出長さが他のブランチ管に比べて短いブランチ管の排気下流側端部を隣接するブランチ管の側壁に溶接で固定したことを特徴とするエキゾーストマニホールドの集合部構造。
請求項１または２記載のエキゾーストマニホールドの集合部構造において、
前記排気ポートと集合部の排気ガス上流側端部との距離に反比例して各ブランチ管の突出長さを設定したことを特徴とするエキゾーストマニホールドの集合部構造。