JP2011190752A - Exhaust manifold - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の排気ポートからの排気を集合して排気管に送るエギゾーストマニホルドに関する。 The present invention relates to an exhaust manifold that collects exhaust gas from an exhaust port of an internal combustion engine and sends the exhaust gas to an exhaust pipe.
従来より、エギゾーストマニホルドの下流側には排気を浄化する触媒が設けられているが、触媒内では化学反応により発熱しており、触媒に担持されている貴金属は950度以上で長時間晒されると粗大化して、その結果、排気に触れる表面積が減少し、浄化性能が低下する原因になる。そこで、エキゾーストマニホルドを冷却して、排気温度を下げるようにしたものが知られている。 Conventionally, a catalyst for purifying exhaust gas has been provided on the downstream side of the exhaust manifold, but heat is generated by a chemical reaction in the catalyst, and the noble metal supported on the catalyst is exposed to 950 degrees or more for a long time. As a result, the surface area that comes into contact with the exhaust gas is reduced and the purification performance is deteriorated. In view of this, an exhaust manifold is cooled to lower the exhaust temperature.
例えば、特許文献1にあるように、排気導入管、排気分岐管、及び排気合流管を連結して排気通路を形成し、排気通路のほぼ全体を外部カバーで覆って、外部カバーと排気通路との間の空間に冷却水室を形成したものが提案されている。
For example, as disclosed in
しかしながら、こうした従来のものでは、排気導入管、排気分岐管、及び排気合流管を溶接により連結して排気通路を形成すると共に、外部カバーが箱状に形成されて、排気通路が外側カバー内に収納されて形成されているので、構造が複雑で部品点数が多く、溶接箇所が多いので水漏れのおそれがあり、冷却水室の容積が大きいので多くの冷却水を必要し重量が増加するという問題があった。 However, in such a conventional one, the exhaust introduction pipe, the exhaust branch pipe, and the exhaust junction pipe are connected by welding to form an exhaust passage, and the outer cover is formed in a box shape, and the exhaust passage is in the outer cover. Since it is housed and formed, the structure is complicated, the number of parts is large, and there are many welding points, so there is a risk of water leakage, and the volume of the cooling water chamber is large, so that a lot of cooling water is required and the weight increases. There was a problem.
本発明の課題は、簡単な構造で、軽量化できると共に、水漏れのおそれが少ないエギゾーストマニホルドを提供することにある。 An object of the present invention is to provide an exhaust manifold that has a simple structure, can be reduced in weight, and has a low risk of water leakage.
かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
内燃機関の各排気ポートからの排気を集合して排気管に送るエギゾーストマニホルドにおいて、
前記各排気ポートに対応した各導入孔が形成され前記内燃機関に取り付けられる大フランジと、
前記各導入孔に連通する排気室が前記大フランジの長手方向に沿って形成された外殻部材とを備え、
また、前記外殻部材の外壁に断面略U字状の水冷ジャケットを取り付けて、前記外殻部材の前記外壁と前記水冷ジャケットとの間に冷却水流路を形成したことを特徴とするエギゾーストマニホルドがそれである。
In order to achieve this problem, the present invention has taken the following measures in order to solve the problem. That is,
In the exhaust manifold that collects the exhaust from each exhaust port of the internal combustion engine and sends it to the exhaust pipe,
A large flange formed in each introduction port corresponding to each exhaust port and attached to the internal combustion engine;
An exhaust chamber communicated with each of the introduction holes, and an outer shell member formed along the longitudinal direction of the large flange,
An exhaust manifold, wherein a water cooling jacket having a substantially U-shaped cross section is attached to an outer wall of the outer shell member, and a cooling water flow path is formed between the outer wall of the outer shell member and the water cooling jacket. That is it.
前記外殻部材の前記外壁に前記冷却水流路の冷却水の流れを制御する突条を形成した構成としてもよい。若しくは、前記水冷ジャケットの前記内壁に前記冷却水流路の冷却水の流れを制御する突条を形成した構成としてもよい。また、前記外殻部材に前記水冷ジャケットが嵌る段部を形成して前記外殻部材に前記水冷ジャケットを取り付けた構成としてもよい。更に、前記外殻部材は、前記各導入孔に接続される枝管部が形成され前記排気室の前記大フランジ側が形成された下側外殻部材と、前記下側外殻部材に重ね合わされて前記排気室の残りを形成する上側外殻部材とを有する構成としてもよい。その際、前記下側外殻部材、前記上側外殻部材、前記水冷ジャケットをプレス成形すると共に、前記下側外殻部材に前記上側外殻部材を溶接し、また、前記上側外殻部材に形成した段部に前記水冷ジャケットを嵌めて溶接した構成としてもよい。 It is good also as a structure which formed the protrusion which controls the flow of the cooling water of the said cooling water flow path in the said outer wall of the said outer shell member. Or it is good also as a structure which formed the protrusion which controls the flow of the cooling water of the said cooling water flow path in the said inner wall of the said water cooling jacket. Moreover, it is good also as a structure which formed the step part which the said water cooling jacket fits in the said outer shell member, and attached the said water cooling jacket to the said outer shell member. Further, the outer shell member is overlapped with the lower outer shell member and a lower outer shell member in which a branch pipe portion connected to each introduction hole is formed and the large flange side of the exhaust chamber is formed. It is good also as a structure which has the upper side outer shell member which forms the remainder of the said exhaust chamber. At that time, the lower outer shell member, the upper outer shell member, and the water cooling jacket are press-molded, and the upper outer shell member is welded to the lower outer shell member, and is formed on the upper outer shell member. The water cooling jacket may be fitted to the stepped portion and welded.
本発明のエギゾーストマニホルドは、水冷ジャケットを外殻部材に重ねて、外殻部材の外壁と水冷ジャケットの内壁との間の空間に冷却水流路を形成するので、簡単な構造で、しかも、少ない部品点数で冷却水流路を形成でき、また、冷却水流量を少なくできるので軽量化できると共に、冷却水流路内に溶接箇所が露出することがないので、溶接不良による冷却水漏れを防止できるという効果を奏する。 In the exhaust manifold of the present invention, the cooling water flow path is formed in the space between the outer wall of the outer shell member and the inner wall of the water cooling jacket by superimposing the water cooling jacket on the outer shell member. The cooling water flow path can be formed by the number of points, and since the cooling water flow rate can be reduced, the weight can be reduced and the welded portion is not exposed in the cooling water flow path, so that it is possible to prevent cooling water leakage due to poor welding. Play.
また、外殻部材の外壁、若しくは、水冷ジャケットの内壁に突部を設けることにより、冷却水の淀みを抑制して効率よく冷却できるので、冷却水流量を少なくでき、更に、重量を低減できる。更に、外殻部材に水冷ジャケットが嵌る段部を形成することにより、組立が容易になる。 Further, by providing the protrusions on the outer wall of the outer shell member or the inner wall of the water cooling jacket, cooling can be efficiently performed while suppressing the stagnation of the cooling water, so that the cooling water flow rate can be reduced and the weight can be further reduced. Furthermore, assembly is facilitated by forming a step portion into which the water-cooling jacket fits in the outer shell member.
以下本発明を実施するための形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1に示すように、1はエギゾーストマニホルドで、内燃機関100に取り付けられ、内燃機関100は、各気筒#1〜#3に連通した各排気ポートP1〜P3を備えている。エギゾーストマニホルド1の下流側には、コンバータ2が接続されている。コンバータ2内には図示しない触媒が収納されており、流入する排気を浄化して下流側に排出する。例えば、内燃機関100はV型6気筒で、その片側バンクに本実施形態のエギゾーストマニホルド1が取り付けられる。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1,
エギゾーストマニホルド1は大フランジ4を備え、大フランジ4には、図4に示すように、各排気ポートP1〜P3に対応した3個の導入孔6〜8が穿設されており、また、大フランジ4を内燃機関100に図示しないボルトにより取り付けるための複数の取付穴10が形成されている。導入孔6〜8の周囲には、内燃機関100と反対側に突出した筒部12〜14が形成されている。尚、本実施形態では、大フランジ4は板材からプレス成形されて形成されている。
The
また、エギゾーストマニホルド1は外殻部材16を備え、外殻部材16は、図4、図5に示すように、板材からプレス成形した下側外殻部材18を備え、下側外殻部材18には大フランジ4の長手方向に沿ってほぼ大フランジ4とほぼ平行な平坦部19が形成されている。
Further, the
下側外殻部材18には平坦部19から大フランジ4側に突出された各枝管部20〜22が形成されている。各枝管部20〜22は円筒状に形成されており、大フランジ4の各筒部12〜14内に挿入可能に形成され、各枝管部20〜22を各筒部12〜14内に挿入して、各枝管部20〜22と各筒部12〜14とが溶接されて固着されている。
The lower
下側外殻部材18は、大フランジ4側からコンバータ2側に平坦部19から屈曲形成されて、断面形状がほぼ半円状の下側接続管部24が形成されている。平坦部19の周囲には大フランジ4と反対側に立ち上げられた壁部26が形成されている。
The lower
また、外殻部材16は、下側外殻部材18に重ね合わされる上側外殻部材28を備え、上側外殻部材28は板材からプレス成形されている。上側外殻部材28は、断面形状が略U字状に形成されており、上側外殻部材28の外周には、下側外殻部材18の壁部26外側に密着して嵌着される外側段部30(図3参照)が形成されている。
The outer shell member 16 includes an upper
上側外殻部材28には、下側外殻部材18の下側接続管部24に対向する上側接続管部32が形成されており、上側接続管部32は断面形状がほぼ半円状に形成されている。下側接続管部24に上側接続管部32を重ね合わせると、断面形状がほぼ円形の接続管部34が形成される。
The upper
下側外殻部材18の壁部26外側に上側外殻部材28の外側段部30を嵌着して、接続管部34の開口を除いて、下側外殻部材18の壁部26と上側外殻部材28の外側段部30とが溶接により固着されている。
The
上側外殻部材28を下側外殻部材18に重ね合わせた際、下側外殻部材18の平坦部19が上側外殻部材28により覆われて、内部に各枝管部20〜22に連通した排気室36(図3参照)が大フランジ4の長手方向に沿って形成され、排気室36は接続管部34に連通されている。
When the upper
上側外殻部材28には、水冷ジャケット38が重ね合わされており、水冷ジャケット38は断面形状が略U字状に形成されている(図3参照)。水冷ジャケット38は上側外殻部材28の外壁のほぼ全体を覆うように形成されており、上側外殻部材28の外側段部30に沿って内側段部40(図3参照)が形成されている。
A
水冷ジャケット38は内側段部40の外側に密着して嵌着され、内側段部40と水冷ジャケット38の外周とが全周溶接やろう付け等により固着されている。接続管部34がコンバータ2の開口に挿入されて、溶接やろう付け等により固着されている。
The
水冷ジャケット38を上側外殻部材28に重ね合わせた際、上側外殻部材28の外壁と水冷ジャケット38の内壁との間の空間に冷却水流路42が形成される。冷却水流路42は、上側外殻部材28の外壁に沿い、各枝管部20〜22の並びに沿って大フランジ4の長手方向に形成されている。水冷ジャケット38には、一方の端側に導管44が溶接やろう付け等により固着されており、接続管部34側の端に導管46が溶接やろう付け等により固着されている。両導管44,46は冷却水流路42を介して連通されている。
When the
上側外殻部材28の外壁には、冷却水流路42側に突出された2本の突部48,50が形成されている。突部48,50は一方の導管44側から他方の導管46側に向かって、冷却水流路42に沿って形成されている。尚、本実施形態では、上側外殻部材28に突部48,50を形成したが、水冷ジャケット38の内壁に上側外殻部材28側に突出させた突部を形成した構造でもよい。
Two
次に、前述した本実施形態のエギゾーストマニホルド1の作動について説明する。
まず、内燃機関100が運転されると、各排気ポートP1〜P3から大フランジ4の各筒部12〜14及び下側外殻部材18の各枝管部20〜22を介して、排気室36に排気が流入する。排気室36に流入した排気は、接続管部34からコンバータ2に送られて、コンバータ2内の触媒により浄化されて、下流側の排気管に流出する。
Next, the operation of the
First, when the
一方の導管44から導入された冷却水は冷却水流路42から他方の導管46に向かって流れる。その際、突部48,50により、冷却水の流れが突部48,50に沿った流れに制御され、冷却水は冷却水流路42内を淀みなく流れて、他方の導管46から外部に流出する。突部48,50により、冷却水が淀みなく流れ、突部48,50を設けたことにより冷却水の流れを淀みなく制御できる。
The cooling water introduced from one conduit 44 flows from the cooling water flow path 42 toward the other conduit 46. At this time, the flow of the cooling water is controlled by the
冷却水が冷却水流路42内を流れる際に、冷却水と上側外殻部材28を介して排気室36の排気との間で熱交換が行われ、排気温度が低下すると共に、冷却水温度が上昇する。排気温度を低下させることにより、コンバータ2の触媒温度の上昇を抑制して、触媒の貴金属の粗大化を防ぎ、浄化性能の低下を防止する。
When the cooling water flows in the cooling water flow path 42, heat exchange is performed between the cooling water and the exhaust gas in the
このように、水冷ジャケット38を上側外殻部材28に重ねて、上側外殻部材28の外壁と水冷ジャケット38の内壁との間の空間に冷却水流路42を形成するので、簡単な構造で、しかも、少ない部品点数で冷却水流路42を形成できる。しかも、外殻部材16の全体を水冷ジャケット38で覆うのではなく、一部に重ねて覆うので、冷却水流路42の容積を小さくでき、冷却水量を少なくできるので、重量の増加を抑制できる。
Thus, the
しかも、突部48,50を設けることで、冷却水の淀みを抑制して効率よく冷却できるので、この点でも冷却水量を少なくでき、重量を低減できる。更に、冷却水流路42内に溶接箇所が露出することがないので、溶接不良による冷却水漏れを防止できる。尚、本実施形態では、外殻部材16を下側外殻部材18と上側外殻部材28とにより形成したが、これに限らず、下側外殻部材18を設けることなく、上側外殻部材28を大フランジ4に取り付けた構成でもよい。
In addition, since the
以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。 The present invention is not limited to such embodiments as described above, and can be implemented in various modes without departing from the gist of the present invention.
1…エギゾーストマニホルド 2…コンバータ
4…大フランジ 6〜8…導入孔
12〜14…筒部 16…外殻部材
18…下側外殻部材 19…平坦部
20〜22…枝管部 24…下側接続管部
26…壁部 28…上側外殻部材
30…外側段部 32…上側接続管部
34…接続管部 36…排気室
38…水冷ジャケット 40…内側段部
42…冷却水流路 44,46…導管
48,50…突部 100…内燃機関
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記各排気ポートに対応した各導入孔が形成され前記内燃機関に取り付けられる大フランジと、
前記各導入孔に連通する排気室が前記大フランジの長手方向に沿って形成された外殻部材とを備え、
また、前記外殻部材の外壁に断面略U字状の水冷ジャケットを取り付けて、前記外殻部材の前記外壁と前記水冷ジャケットの内壁との間に冷却水流路を形成したことを特徴とするエギゾーストマニホルド。 In the exhaust manifold that collects the exhaust from each exhaust port of the internal combustion engine and sends it to the exhaust pipe,
A large flange formed in each introduction port corresponding to each exhaust port and attached to the internal combustion engine;
An exhaust chamber communicated with each of the introduction holes, and an outer shell member formed along the longitudinal direction of the large flange,
Further, an exhaust is characterized in that a water cooling jacket having a substantially U-shaped cross section is attached to the outer wall of the outer shell member, and a cooling water flow path is formed between the outer wall of the outer shell member and the inner wall of the water cooling jacket. Manifold.
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