JP2017115681A - Exhaust manifold - Google Patents

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加藤 雅俊
Masatoshi Kato
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust manifold capable of suppressing the concentration of stress caused by the downstream side ends of exhaust pipes extended in the extending directions by heat.SOLUTION: The exhaust manifold includes a plurality of exhaust pipes and a confluent part, the confluent part including a first shell member, a second shell member, and a partition member, the partition member being provided between the first shell member and the second shell member for partitioning an internal flow path into a first confluent flow path on the side of the first shell member and a second confluent flow path on the side of the second shell member, the plurality of first-type exhaust pipes being inserted into the upstream side opening of the first confluent flow path in the confluent part, the plurality of second-type exhaust pipes being inserted into the upstream side opening of the second confluent flow path in the confluent part, the plurality of exhaust pipes including a plurality of exhaust pipes whose downstream side ends are different in extending direction from one another.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、エキゾーストマニホールドに関する。   The present disclosure relates to an exhaust manifold.

内燃機関の各気筒からの排気流路を形成する複数の排気管と、複数の排気管から流出した排ガスを合流させる合流部と、を備えるエキゾーストマニホールドが知られている。特許文献1には、4本の排気管のそれぞれの下流側端部が、円を4分割した断面形状に加工され、全体として断面が円形状となるように重ねられた状態で合流部の上流側開口に挿入された構成が開示されている。また、この構成では、2本の排気管の下流側端部と他の2本の排気管の下流側端部との間に、排気管よりも下流側に突出した平板状の仕切板が設けられる。   An exhaust manifold is known that includes a plurality of exhaust pipes that form exhaust passages from each cylinder of an internal combustion engine, and a merging portion that joins exhaust gases that have flowed out from the plurality of exhaust pipes. In Patent Document 1, the downstream end of each of the four exhaust pipes is processed into a cross-sectional shape obtained by dividing a circle into four parts, and the upstream of the merging part is overlapped so that the cross-section becomes a circular shape as a whole. A configuration inserted into a side opening is disclosed. Further, in this configuration, a flat partition plate protruding downstream from the exhaust pipe is provided between the downstream end of the two exhaust pipes and the downstream end of the other two exhaust pipes. It is done.

特許第5014695号公報Japanese Patent No. 5014695

しかしながら、前述した特許文献1に記載の構成では、4つの排気管の下流側端部の延伸方向がすべて同一(平行)であるため、それぞれの排気管の下流側端部が熱により延伸方向に伸びることによる荷重が同一方向に加わり、応力が集中しやすいという問題があった。   However, in the configuration described in Patent Document 1 described above, since the extending directions of the downstream end portions of the four exhaust pipes are all the same (parallel), the downstream end portions of the respective exhaust pipes are extended in the extending direction by heat. There was a problem that stress due to elongation was applied in the same direction, and stress was easily concentrated.

本開示の一局面は、排気管の下流側端部が熱により延伸方向に伸びることによって生じる応力の集中を抑制することのできるエキゾーストマニホールドを提供することを目的としている。   One aspect of the present disclosure aims to provide an exhaust manifold that can suppress stress concentration caused by the downstream end portion of the exhaust pipe extending in the extending direction due to heat.

本開示の一態様は、エキゾーストマニホールドであって、複数の排気管と、合流部と、を備える。複数の排気管は、内燃機関の各気筒からの排気流路を形成する。合流部は、複数の排気管から流出した排ガスを合流させるための排気流路を形成する。合流部は、第1のシェル部材と、第2のシェル部材と、仕切部材と、を備える。第2のシェル部材は、第1のシェル部材との間に内部流路を形成する。仕切部材は、第1のシェル部材と第2のシェル部材との間に設けられ、内部流路を第1のシェル部材側の第1の合流流路と第2のシェル部材側の第2の合流流路とに区分する。複数の排気管は、複数の第1種の排気管と、複数の第2種の排気管と、を備える。複数の第1種の排気管は、合流部における第1の合流流路の上流側開口に挿入される。複数の第2種の排気管は、合流部における第2の合流流路の上流側開口に挿入される。複数の排気管は、下流側端部の延伸方向が互いに異なる複数の排気管を含む。   One aspect of the present disclosure is an exhaust manifold, which includes a plurality of exhaust pipes and a merging portion. The plurality of exhaust pipes form an exhaust passage from each cylinder of the internal combustion engine. The joining part forms an exhaust passage for joining exhaust gases that have flowed out from the plurality of exhaust pipes. The merge portion includes a first shell member, a second shell member, and a partition member. The second shell member forms an internal flow path with the first shell member. The partition member is provided between the first shell member and the second shell member, and the internal flow path includes the first merge flow path on the first shell member side and the second flow path on the second shell member side. It is divided into a merging channel. The plurality of exhaust pipes includes a plurality of first type exhaust pipes and a plurality of second type exhaust pipes. The plurality of first-type exhaust pipes are inserted into upstream openings of the first merge channel in the merge section. The plurality of second-type exhaust pipes are inserted into upstream openings of the second merging channel in the merging portion. The plurality of exhaust pipes include a plurality of exhaust pipes whose downstream end portions have different extending directions.

このような構成では、複数の排気管に、下流側端部の延伸方向が互いに異なる複数の排気管が含まれる。したがって、すべての排気管の下流側端部の延伸方向が同一である構成と比較して、排気管の下流側端部が熱により延伸方向に伸びることによって生じる応力の集中を抑制することができる。   In such a configuration, the plurality of exhaust pipes include a plurality of exhaust pipes having different downstream end portions in the extending direction. Therefore, compared to a configuration in which the downstream ends of all the exhaust pipes have the same extending direction, it is possible to suppress concentration of stress caused by the downstream ends of the exhaust pipe extending in the extending direction due to heat. .

本開示の一態様は、第1のシェル部材及び第2のシェル部材のそれぞれの外縁には、仕切部材の面と平行な面を有するフランジ部が形成され、仕切部材は、第1のシェル部材及び第2のシェル部材のフランジ部の間に挟まれた状態で設けられていてもよい。   According to one aspect of the present disclosure, a flange portion having a surface parallel to the surface of the partition member is formed on each outer edge of the first shell member and the second shell member, and the partition member is a first shell member And it may be provided in a state of being sandwiched between the flange portions of the second shell member.

このような構成によれば、第1のシェル部材及び第2のシェル部材のそれぞれのフランジ部同士を接合することで、第1のシェル部材と第2のシェル部材とを接合することができる。このため、第1のシェル部材と第2のシェル部材との接合部において、第1のシェル部材と第2のシェル部材との間の内部空間と外部空間とを連通する隙間が生じにくくなる。したがって、例えば、溶接により接合した場合におけるスパッタなどの異物が第1のシェル部材と第2のシェル部材との間の内部空間に入り込みにくくすることができる。   According to such a structure, the 1st shell member and the 2nd shell member can be joined by joining each flange part of the 1st shell member and the 2nd shell member. For this reason, in the junction part of the 1st shell member and the 2nd shell member, it becomes difficult to produce the clearance gap which connects internal space and external space between the 1st shell member and the 2nd shell member. Therefore, for example, it is possible to make it difficult for foreign matter such as spatter when joined by welding to enter the internal space between the first shell member and the second shell member.

本開示の一態様は、第1のシェル部材のフランジ部と、第2のシェル部材のフランジ部とが、外形が異なっていてもよい。
このような構成によれば、第1のシェル部材のフランジ部と第2のシェル部材のフランジ部との外形が同一である構成と比較して、第1のシェル部材と第2のシェル部材とを接合しやすくすることができる。
In one aspect of the present disclosure, the flange portion of the first shell member and the flange portion of the second shell member may have different external shapes.
According to such a configuration, the first shell member and the second shell member are compared with the configuration in which the outer shapes of the flange portion of the first shell member and the flange portion of the second shell member are the same. Can be easily joined.

実施形態の排気浄化装置の全体図である。1 is an overall view of an exhaust purification device of an embodiment. 図2(A)は、第1のシェル部材に第1の排気管及び第4の排気管が嵌合された状態を表す図である。図2(B)は、第1のシェル部材に仕切部材が重ねられた状態を表す図である。図2(C)は、仕切部材を挟んで第1の排気管及び第4の排気管の反対側に第2の排気管及び第3の排気管が配置された状態を表す図である。図2(D)は、第2の排気管及び第3の排気管に第2のシェル部材が被せられた状態を表す図(エキゾーストマニホールドの全体図)である。FIG. 2A is a diagram illustrating a state in which the first exhaust pipe and the fourth exhaust pipe are fitted to the first shell member. FIG. 2B is a diagram illustrating a state in which the partition member is overlaid on the first shell member. FIG. 2C is a diagram illustrating a state in which the second exhaust pipe and the third exhaust pipe are disposed on the opposite side of the first exhaust pipe and the fourth exhaust pipe with the partition member interposed therebetween. FIG. 2D is a diagram (overall view of the exhaust manifold) showing a state in which the second shell member is put on the second exhaust pipe and the third exhaust pipe. 他の実施形態のエキゾーストマニホールドの分解図である。It is an exploded view of the exhaust manifold of other embodiments.

以下、本開示の例示的な実施形態について図面を参照しながら説明する。
[1.構成]
図1に示す排気浄化装置100は、車両の内燃機関(図示せず)が有する複数(この例では4つ)の気筒のそれぞれから排出された排ガスを車両の外へ導くための排気流路の一部を形成する。排気浄化装置100は、上流側フランジ1と、エキゾーストマニホールド2と、上流側コーン3と、触媒ケース4と、下流側コーン5と、管状部材6と、下流側フランジ7と、を備える。
Hereinafter, exemplary embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
[1. Constitution]
An exhaust emission control device 100 shown in FIG. 1 has an exhaust passage for guiding exhaust gas discharged from each of a plurality of (four in this example) cylinders of an internal combustion engine (not shown) of a vehicle. Form part. The exhaust purification device 100 includes an upstream flange 1, an exhaust manifold 2, an upstream cone 3, a catalyst case 4, a downstream cone 5, a tubular member 6, and a downstream flange 7.

上流側フランジ1は、金属製の板状部材であり、内燃機関の各気筒からの排ガスの流出口として機能する複数(この例では4つ)の貫通孔が形成されている。各貫通孔には、後述する4つの排気管21〜24の上流側端部が接続される。   The upstream flange 1 is a metal plate-like member, and a plurality of (four in this example) through-holes functioning as exhaust ports for exhaust gas from each cylinder of the internal combustion engine are formed. Upstream end portions of four exhaust pipes 21 to 24 to be described later are connected to each through hole.

エキゾーストマニホールド2は、金属製の複数の部材により構成され、上流側フランジ1に接続されている。エキゾーストマニホールド2は、内燃機関の各気筒から流出した排ガスを合流させる排気流路を形成する。具体的には、エキゾーストマニホールド2は、4つの気筒に対応した4つの排気流路を2つの排気流路に集約させる。エキゾーストマニホールド2の詳細な構成については後述する。   The exhaust manifold 2 is composed of a plurality of metal members and is connected to the upstream flange 1. The exhaust manifold 2 forms an exhaust passage for joining exhaust gases flowing out from the cylinders of the internal combustion engine. Specifically, the exhaust manifold 2 collects four exhaust passages corresponding to four cylinders into two exhaust passages. The detailed configuration of the exhaust manifold 2 will be described later.

上流側コーン3は、排気流路の断面積が下流側に向かって徐々に大きくなる形状の金属製の部材であり、エキゾーストマニホールド2の下流側端部に接続されている。上流側コーン3は、エキゾーストマニホールド2とともに、内燃機関の各気筒から流出した排ガスを合流させる排気流路を形成する。具体的には、上流側コーン3は、エキゾーストマニホールド2における集約後の2つの排気流路を1つの排気流路に集約させる。   The upstream cone 3 is a metal member having a shape in which the cross-sectional area of the exhaust passage gradually increases toward the downstream side, and is connected to the downstream end portion of the exhaust manifold 2. The upstream cone 3 and the exhaust manifold 2 form an exhaust flow path that joins exhaust gases flowing out from the cylinders of the internal combustion engine. Specifically, the upstream cone 3 aggregates the two exhaust passages after the aggregation in the exhaust manifold 2 into one exhaust passage.

触媒ケース4は、金属製の円筒状部材であり、上流側コーン3の下流側端部に接続されている。触媒ケース4は、排ガスを浄化するための図示しない円柱状の触媒を収容する。
下流側コーン5は、排気流路の断面積が下流側に向かって徐々に小さくなる形状の金属製の部材であり、触媒ケース4の下流側端部に接続されている。下流側コーン5は、触媒ケース4に収容されている触媒によって浄化された排ガスの排気流路を形成する。
The catalyst case 4 is a metal cylindrical member, and is connected to the downstream end of the upstream cone 3. The catalyst case 4 houses a columnar catalyst (not shown) for purifying exhaust gas.
The downstream cone 5 is a metal member having a shape in which the cross-sectional area of the exhaust passage gradually decreases toward the downstream side, and is connected to the downstream end of the catalyst case 4. The downstream cone 5 forms an exhaust passage for exhaust gas purified by the catalyst accommodated in the catalyst case 4.

管状部材6は、金属製の円筒状部材であり、下流側コーン5の下流側端部に接続されている。管状部材6は、下流側コーン5から流出した排ガスの排気流路を形成する。
下流側フランジ7は、金属製の板状部材であり、管状部材6を挿入可能な貫通孔が形成され、貫通孔を貫通した状態の管状部材6に固定されている。下流側フランジ7は、その一部が車両本体側に固定される。
The tubular member 6 is a metallic cylindrical member and is connected to the downstream end of the downstream cone 5. The tubular member 6 forms an exhaust passage for exhaust gas flowing out from the downstream cone 5.
The downstream flange 7 is a metal plate-like member. A through hole into which the tubular member 6 can be inserted is formed, and the downstream flange 7 is fixed to the tubular member 6 in a state of passing through the through hole. A part of the downstream flange 7 is fixed to the vehicle body side.

次に、エキゾーストマニホールド2の詳細な構成について説明する。エキゾーストマニホールド2は、4つの排気管21〜24と、合流部25と、を備える。
図2(A)〜図2(D)に示すように、4つの排気管21〜24の下流側端部の断面形状は、同一ではなく、複数種類に分類される。具体的には、並設方向の左右両側に位置する第1の排気管21及び第4の排気管24の下流側端部の断面形状は同一であり、共に円を2分割した形状である。一方、並設方向の中央に位置する第2の排気管22及び第3の排気管23の下流側端部の断面形状は同一であり、共に円を4分割した形状である。
Next, a detailed configuration of the exhaust manifold 2 will be described. The exhaust manifold 2 includes four exhaust pipes 21 to 24 and a merging portion 25.
As shown in FIGS. 2A to 2D, the cross-sectional shapes of the downstream end portions of the four exhaust pipes 21 to 24 are not the same and are classified into a plurality of types. Specifically, the cross-sectional shapes of the downstream end portions of the first exhaust pipe 21 and the fourth exhaust pipe 24 located on both the left and right sides in the juxtaposed direction are the same, and both are shapes obtained by dividing the circle into two. On the other hand, the cross-sectional shapes of the downstream end portions of the second exhaust pipe 22 and the third exhaust pipe 23 located in the center in the juxtaposed direction are the same, and both are shapes obtained by dividing a circle into four.

合流部25は、4つの排気管21〜24から流出した排ガスを合流させるための排気流路を形成する。図1及び図2(A)〜図2(D)に示すように、合流部25は、第1のシェル部材251と、第2のシェル部材252と、仕切部材253と、を備える。   The merging portion 25 forms an exhaust passage for merging the exhaust gases flowing out from the four exhaust pipes 21 to 24. As shown in FIGS. 1 and 2A to 2D, the merging portion 25 includes a first shell member 251, a second shell member 252, and a partition member 253.

図2(A)に示すように、第1のシェル部材251は、窪みを有する板状の部材である。本実施形態では、第1のシェル部材251は、金属製の平板をプレス加工した部材であり、窪みは中央部に形成されている。第1のシェル部材251の上流側端部近傍には、円を2分割した断面形状を有する2つの窪み251a,251bが形成されている。   As shown in FIG. 2A, the first shell member 251 is a plate-like member having a depression. In the present embodiment, the first shell member 251 is a member obtained by pressing a metal flat plate, and the recess is formed in the center. Two recesses 251a and 251b having a cross-sectional shape obtained by dividing a circle into two are formed in the vicinity of the upstream end of the first shell member 251.

図1及び図2(D)に示す第2のシェル部材252は、窪みを有する板状の部材である。本実施形態では、第2のシェル部材252は、第1のシェル部材251と同様、金属製の平板をプレス加工した部材であり、窪みは中央部に形成されている。第2のシェル部材252は、第1のシェル部材251との間に内部流路を形成する。第2のシェル部材252に形成された窪みの上流側は、概略半球状に形成されている。   The second shell member 252 shown in FIGS. 1 and 2D is a plate-like member having a depression. In the present embodiment, the second shell member 252 is a member obtained by pressing a metal flat plate, like the first shell member 251, and the recess is formed at the center. The second shell member 252 forms an internal flow path with the first shell member 251. The upstream side of the recess formed in the second shell member 252 is substantially hemispherical.

第1のシェル部材251及び第2のシェル部材252のそれぞれの外縁には、仕切部材253の面と平行な面を有するフランジ部251c,252cが形成されている。以下では、第1のシェル部材251のフランジ部251cを「第1のフランジ部251c」と称し、第2のシェル部材252のフランジ部252cを「第2のフランジ部252c」と称する。   Flange portions 251c and 252c having surfaces parallel to the surface of the partition member 253 are formed on the outer edges of the first shell member 251 and the second shell member 252, respectively. Hereinafter, the flange portion 251c of the first shell member 251 is referred to as “first flange portion 251c”, and the flange portion 252c of the second shell member 252 is referred to as “second flange portion 252c”.

第1のフランジ部251cと、第2のフランジ部252cとは、外形が異なる。具体的には、図2(D)に示すように、第1のフランジ部251cの外形は、第2のフランジ部252cの外形よりも一回り大きくなるよう設計されている。   The first flange portion 251c and the second flange portion 252c have different external shapes. Specifically, as shown in FIG. 2D, the outer shape of the first flange portion 251c is designed to be slightly larger than the outer shape of the second flange portion 252c.

仕切部材253は、金属製の平板状の部材であり、第1のシェル部材251と第2のシェル部材252との間に設けられる。仕切部材253は、2つのシェル部材251,252の間に形成される内部流路を、第1のシェル部材251側の第1の合流流路と第2のシェル部材252側の第2の合流流路とに区分する。図2(D)に示すように、仕切部材253の外形は、第2のフランジ部252cと重なる部分において、第2のフランジ部252cと略同一の形状である。仕切部材253は、第1のシェル部材251及び第2のシェル部材252のフランジ部251c,252cの間に挟まれた状態で固定される。仕切部材253は、第1の合流流路において合流する排ガスと第2の合流流路において合流する排ガスとの間の排気干渉を抑制する機能を有する。   The partition member 253 is a metal flat plate member, and is provided between the first shell member 251 and the second shell member 252. The partition member 253 has an internal channel formed between the two shell members 251 and 252 as a first merge channel on the first shell member 251 side and a second merge on the second shell member 252 side. Divide into flow paths. As shown in FIG. 2D, the outer shape of the partition member 253 is substantially the same shape as the second flange portion 252c in a portion overlapping the second flange portion 252c. The partition member 253 is fixed in a state of being sandwiched between the flange portions 251c and 252c of the first shell member 251 and the second shell member 252. The partition member 253 has a function of suppressing exhaust interference between exhaust gas that merges in the first merge channel and exhaust gas that merges in the second merge channel.

図2(D)に示すように、第1の排気管21及び第4の排気管24は、合流部25における第1の合流流路の2つの上流側開口254a,254bにそれぞれ挿入される。一方、第2の排気管22及び第3の排気管23は、合流部25における第2の合流流路の上流側開口254cに挿入される。   As shown in FIG. 2D, the first exhaust pipe 21 and the fourth exhaust pipe 24 are respectively inserted into the two upstream openings 254a and 254b of the first merge channel in the merge section 25. On the other hand, the second exhaust pipe 22 and the third exhaust pipe 23 are inserted into the upstream opening 254 c of the second joining flow path in the joining section 25.

なお、第1の合流流路の上流側開口254a,254bは、第1のシェル部材251と仕切部材253とが接合された状態において、第1のシェル部材251の窪み251a,251bによって構成される。一方、第2の合流流路の上流側開口254cは、第2のシェル部材252と仕切部材253とが接合された状態において、第2のシェル部材252の上流側端部と仕切部材253と間に形成される。   The upstream openings 254a and 254b of the first merging channel are configured by the depressions 251a and 251b of the first shell member 251 in a state where the first shell member 251 and the partition member 253 are joined. . On the other hand, the upstream opening 254c of the second merging channel is located between the upstream end of the second shell member 252 and the partition member 253 in a state where the second shell member 252 and the partition member 253 are joined. Formed.

本実施形態では、4つの排気管21〜24の中には、下流側端部の延伸方向が同一でない排気管が含まれる。ここでいう下流側端部の延伸方向とは、下流側端部が延びる方向、換言すれば排ガスの流れ方向である。例えば、下流側端部が軸を規定できる形状である場合、延伸方向はその軸の方向である。軸を規定できる形状としては、例えば、柱状や錐体状の外形を有する形状や、錐体状ではないものの断面形状が相似的に変化する形状などが挙げられる。   In the present embodiment, the four exhaust pipes 21 to 24 include exhaust pipes whose downstream end portions do not have the same extending direction. The extending direction of the downstream end here is the direction in which the downstream end extends, in other words, the flow direction of the exhaust gas. For example, when the downstream end has a shape that can define an axis, the extending direction is the direction of the axis. Examples of the shape that can define the axis include a shape having a columnar or cone-shaped outer shape, and a shape in which the cross-sectional shape is not similar to a cone but changes in a similar manner.

本実施形態では、第2の排気管22及び第3の排気管23の延伸方向は同一であるが、第2の排気管22及び第3の排気管23のそれぞれは、第1の排気管21及び第4の排気管24のいずれとも延伸方向が同一でない。また、第1の排気管21及び第4の排気管24の延伸方向は同一でない。   In this embodiment, the extending directions of the second exhaust pipe 22 and the third exhaust pipe 23 are the same, but each of the second exhaust pipe 22 and the third exhaust pipe 23 is the first exhaust pipe 21. And the extending direction is not the same for any of the fourth exhaust pipes 24. Further, the extending directions of the first exhaust pipe 21 and the fourth exhaust pipe 24 are not the same.

次に、エキゾーストマニホールド2の製造方法について説明する。
まず、図2(A)に示すように、第1のシェル部材251の窪み251aに第1の排気管21の下流側端部が嵌合され、また、第1のシェル部材251の窪み251bに第4の排気管24の下流側端部が嵌合される。
Next, a method for manufacturing the exhaust manifold 2 will be described.
First, as shown in FIG. 2A, the downstream end of the first exhaust pipe 21 is fitted into the depression 251a of the first shell member 251, and the depression 251b of the first shell member 251 is fitted into the depression 251b. The downstream end of the fourth exhaust pipe 24 is fitted.

続いて、図2(B)に示すように、第1のシェル部材251に仕切部材253が重ねられる。本実施形態では、第1のフランジ部251cの外形は仕切部材253の外形よりも大きい。そのため、仕切部材253が第1のフランジ部251cに重ねられた状態において、第1のフランジ部251cの一部が仕切部材253からはみ出た状態となる。   Subsequently, as illustrated in FIG. 2B, the partition member 253 is overlaid on the first shell member 251. In the present embodiment, the outer shape of the first flange portion 251 c is larger than the outer shape of the partition member 253. Therefore, in a state where the partition member 253 is overlapped with the first flange portion 251c, a part of the first flange portion 251c protrudes from the partition member 253.

続いて、図2(C)に示すように、仕切部材253を挟んで第1の排気管21及び第4の排気管24の反対側に第2の排気管22及び第3の排気管23が配置される。第2の排気管22及び第3の排気管23の下流側端部は、これらの下流側端部が合わさって円を2分割した形状を形成するように隣接して配置される。   Subsequently, as shown in FIG. 2C, the second exhaust pipe 22 and the third exhaust pipe 23 are provided on the opposite side of the first exhaust pipe 21 and the fourth exhaust pipe 24 with the partition member 253 interposed therebetween. Be placed. The downstream end portions of the second exhaust pipe 22 and the third exhaust pipe 23 are arranged adjacent to each other so that the downstream end portions are combined to form a shape divided into two.

続いて、図2(D)に示すように、第2の排気管22及び第3の排気管23に第2のシェル部材252が被せられる。この際、第2のシェル部材252は、仕切部材253と重なる部分において、第2のフランジ部252cの外縁と仕切部材253の外縁とが一致するように配置される。   Subsequently, as shown in FIG. 2D, the second shell member 252 is put on the second exhaust pipe 22 and the third exhaust pipe 23. At this time, the second shell member 252 is disposed so that the outer edge of the second flange portion 252c and the outer edge of the partition member 253 coincide with each other in a portion overlapping the partition member 253.

その後、仕切部材253が挟まれた状態で第1のフランジ部251c、仕切部材253及び第2のフランジ部252cが接合(この例では溶接)されてエキゾーストマニホールド2が製造される。なお、この例では、第1の排気管21及び第4の排気管24と、第2の排気管22及び第3の排気管23とが、異なる場所で溶接される。   Thereafter, the first flange portion 251c, the partition member 253, and the second flange portion 252c are joined (welded in this example) while the partition member 253 is sandwiched, whereby the exhaust manifold 2 is manufactured. In this example, the first exhaust pipe 21 and the fourth exhaust pipe 24 and the second exhaust pipe 22 and the third exhaust pipe 23 are welded at different locations.

[2.効果]
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(1)本実施形態の構成によれば、排気管21〜24の下流側端部が熱により延伸方向に伸びることによって生じる応力の集中を抑制することができる。すなわち、エキゾーストマニホールドの使用環境は高温下であり、エキゾーストマニホールドには繰り返される温度変化に対する耐久性が要求される。仮に、すべての排気管の下流側端部の延伸方向が同一である場合、それぞれの排気管の下流側端部が熱により延伸方向に伸びることによる荷重が同一方向に加わり、応力が集中しやすくなる。このような構成では、エキゾーストマニホールドの耐久性を向上させるために、補強部材などが必要になる場合もある。
[2. effect]
According to the embodiment detailed above, the following effects can be obtained.
(1) According to the configuration of the present embodiment, it is possible to suppress stress concentration caused by the downstream end portions of the exhaust pipes 21 to 24 extending in the extending direction due to heat. That is, the use environment of the exhaust manifold is at a high temperature, and the exhaust manifold is required to have durability against repeated temperature changes. If the extension direction of the downstream end of all the exhaust pipes is the same, the load due to the downstream end of each exhaust pipe extending in the extension direction due to heat is applied in the same direction, and stress tends to concentrate. Become. In such a configuration, a reinforcing member or the like may be required in order to improve the durability of the exhaust manifold.

これに対し、本実施形態では、4つの排気管21〜24の中に、下流側端部の延伸方向が同一でない排気管が含まれる。したがって、すべての排気管の下流側端部の延伸方向が同一である構成と比較して、排気管の下流側端部が熱により延伸方向に伸びることによって生じる応力の集中を抑制することができる。   On the other hand, in this embodiment, the exhaust pipes 21 to 24 include exhaust pipes whose downstream end portions do not have the same extending direction. Therefore, compared to a configuration in which the downstream ends of all the exhaust pipes have the same extending direction, it is possible to suppress concentration of stress caused by the downstream ends of the exhaust pipe extending in the extending direction due to heat. .

(2)本実施形態において、仮に、4つの排気管21〜24の下流側端部の延伸方向をすべて同一にする場合、排気管21,24と排気管22,23との下流側端部の延伸方向を揃えるために、排気管21,24に更に曲げ加工を施さなければならない。そして、排気管21,24が更に曲げられると、その分排気管21,24が長くなり、エキゾーストマニホールド2がより大きなスペースを占有することになる。   (2) In the present embodiment, if all the downstream ends of the four exhaust pipes 21 to 24 are made to have the same extending direction, the downstream ends of the exhaust pipes 21 and 24 and the exhaust pipes 22 and 23 In order to align the stretching direction, the exhaust pipes 21 and 24 must be further bent. When the exhaust pipes 21 and 24 are further bent, the exhaust pipes 21 and 24 are correspondingly lengthened, and the exhaust manifold 2 occupies a larger space.

これに対し、本実施形態では、4つの排気管21〜24の下流側端部の延伸方向がすべて同一である構成と比較して、排気管21,24が曲げられない分、加工費を軽減することができ、また、エキゾーストマニホールドをコンパクト化することができる。   On the other hand, in this embodiment, compared with the structure where the extending directions of the downstream end portions of the four exhaust pipes 21 to 24 are all the same, the processing costs are reduced because the exhaust pipes 21 and 24 are not bent. In addition, the exhaust manifold can be made compact.

(3)一般に、内燃機関の気筒から合流部までの複数の排気ガスの排気流路、換言すれば、複数の排気管の長さが互いに等しいほど内燃機関の出力が向上する。本実施形態のように排気管21〜24の下流側端部の延伸方向がすべて揃っていない構成では、下流側端部の延伸方向がすべて同一である構成と比較して、設計の自由度が高いため、排気管21〜24の長さを合わせやすい。したがって、下流側端部の延伸方向がすべて同一である構成と比較して、各排気管21〜24の長さを合わせることで内燃機関の出力を向上させることをより容易に行うことができる。   (3) Generally, the output flow of the plurality of exhaust gases from the cylinders of the internal combustion engine to the merging portion, in other words, the output of the internal combustion engine is improved as the lengths of the plurality of exhaust pipes are equal to each other. In the configuration in which all the extending directions of the downstream end portions of the exhaust pipes 21 to 24 are not aligned as in the present embodiment, the degree of freedom in design is higher than that in the configuration in which all the extending directions of the downstream end portions are the same. Since it is high, it is easy to match the length of the exhaust pipes 21 to 24. Therefore, it is possible to more easily improve the output of the internal combustion engine by matching the lengths of the exhaust pipes 21 to 24 as compared with the configuration in which all the downstream end portions have the same extending direction.

(4)本実施形態では、第1のシェル部材251及び第2のシェル部材252のそれぞれのフランジ部251c,252c同士を接合することで、第1のシェル部材251と第2のシェル部材252とが接合される。このため、第1のシェル部材251と第2のシェル部材252との接合部において、第1のシェル部材251と第2のシェル部材252との間の内部空間と外部空間とを連通する隙間が生じにくくなる。したがって、例えば、スパッタなどの異物が第1のシェル部材251と第2のシェル部材252との間の内部空間に入り込みにくくすることができる。   (4) In the present embodiment, the first shell member 251 and the second shell member 252 are joined by joining the flange portions 251c and 252c of the first shell member 251 and the second shell member 252, respectively. Are joined. For this reason, in the joint part of the 1st shell member 251 and the 2nd shell member 252, the clearance gap which connects the internal space and external space between the 1st shell member 251 and the 2nd shell member 252 is formed. It becomes difficult to occur. Therefore, for example, it is possible to make it difficult for foreign matter such as spatter to enter the internal space between the first shell member 251 and the second shell member 252.

また、これにより、エキゾーストマニホールド2内に発生した負圧により異物が内燃機関に吸い込まれ、内燃機関の故障や機能停止が発生することを抑制することができる。さらに、本実施形態をEGR(Exhaust Gas Recirculation)を備える構成とした場合に、合流部25から内燃機関へ戻る経路内のバルブに異物が挟まることを抑制することができる。   In addition, this makes it possible to prevent foreign matter from being sucked into the internal combustion engine due to the negative pressure generated in the exhaust manifold 2 and causing the internal combustion engine to fail or stop functioning. Furthermore, when this embodiment is configured to include EGR (Exhaust Gas Recirculation), it is possible to suppress foreign matter from being caught in a valve in a path returning from the merging portion 25 to the internal combustion engine.

(5)本実施形態では、第1のフランジ部251cと第2のフランジ部252cとは、外形が異なる。具体的には、第1のフランジ部251cの外形は、第2のフランジ部252cの外形よりも一回り大きい。したがって、第1のフランジ部と第2のフランジ部との外形が同一である構成と比較して、第1のシェル部材251と第2のシェル部材252とを接合しやすくすることができる。   (5) In the present embodiment, the first flange portion 251c and the second flange portion 252c have different external shapes. Specifically, the outer shape of the first flange portion 251c is slightly larger than the outer shape of the second flange portion 252c. Therefore, the first shell member 251 and the second shell member 252 can be easily joined as compared with the configuration in which the outer shapes of the first flange portion and the second flange portion are the same.

なお、本実施形態では、第1の排気管21及び第4の排気管24が第1種の排気管の一例に相当し、第2の排気管22及び第3の排気管23が第2種の排気管の一例に相当する。   In the present embodiment, the first exhaust pipe 21 and the fourth exhaust pipe 24 correspond to an example of the first type exhaust pipe, and the second exhaust pipe 22 and the third exhaust pipe 23 are the second type. This corresponds to an example of the exhaust pipe.

[3.他の実施形態]
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
[3. Other Embodiments]
As mentioned above, although embodiment of this indication was described, it cannot be overemphasized that this indication can take various forms, without being limited to the above-mentioned embodiment.

(1)内燃機関の各気筒からの排気流路を形成する複数の排気管が、下流側端部の延伸方向が互いに異なる複数の排気管を含む構成として、上記実施形態を例示したが、当該構成は上記実施形態に限られない。例えば、図3に示すエキゾーストマニホールド8は、4つの排気管81〜84と、第1のシェル部材851と、第2のシェル部材852と、仕切部材853と、を備える。この構成では、複数の排気管81〜84の下流側端部の延伸方向はすべて異なり、下流側端部の延伸方向が同一である排気管が存在しない。つまり、この構成でも、少なくとも1つの排気管の下流側端部の延伸方向が、他の少なくとも1つの排気管の下流側端部の延伸方向と平行ではない。なお、4つの排気管81〜84の下流側端部の断面形状は、いずれも円を2分割した形状である。このような構成のエキゾーストマニホールド8によれば、応力の集中を一層抑制することができる。   (1) Although the said embodiment was illustrated as a structure in which the several exhaust pipe which forms the exhaust flow path from each cylinder of an internal combustion engine contains the several exhaust pipe from which the extension direction of a downstream end part mutually differs, The configuration is not limited to the above embodiment. For example, the exhaust manifold 8 shown in FIG. 3 includes four exhaust pipes 81 to 84, a first shell member 851, a second shell member 852, and a partition member 853. In this configuration, the extending directions of the downstream ends of the plurality of exhaust pipes 81 to 84 are all different, and there are no exhaust pipes having the same extending direction of the downstream ends. That is, even in this configuration, the extending direction of the downstream end portion of at least one exhaust pipe is not parallel to the extending direction of the downstream end portion of the other at least one exhaust pipe. In addition, the cross-sectional shape of the downstream end part of the four exhaust pipes 81 to 84 is a shape obtained by dividing a circle into two parts. According to the exhaust manifold 8 having such a configuration, stress concentration can be further suppressed.

(2)上記実施形態では、エキゾーストマニホールド2は4つの排気管21〜24を有していたが、エキゾーストマニホールドが有する排気管の数はこれに限られない。エキゾーストマニホールドは、例えば、5本以上の排気管を有していてもよい。   (2) In the above embodiment, the exhaust manifold 2 has the four exhaust pipes 21 to 24, but the number of exhaust pipes that the exhaust manifold has is not limited to this. The exhaust manifold may have, for example, five or more exhaust pipes.

(3)排気浄化装置100が有する各部材の形状等は上記実施形態のものに限られない。例えば、上記実施形態では、仕切部材の外形が一方のフランジ部の外形と同一である構成を例示したが、仕切部材の形状はこれに限られない。例えば、仕切部材の外形が、一方のフランジ部の外形よりも大きく、他方のフランジ部の外形よりも小さくてもよい。つまり、第1のフランジ部、仕切部材及び第2のフランジ部が、この順番で階段状に重ねられる構成であってもよい。   (3) The shape of each member of the exhaust purification device 100 is not limited to that of the above embodiment. For example, in the said embodiment, although the structure where the external shape of a partition member was the same as the external shape of one flange part was illustrated, the shape of a partition member is not restricted to this. For example, the outer shape of the partition member may be larger than the outer shape of one flange portion and smaller than the outer shape of the other flange portion. That is, the 1st flange part, a partition member, and the 2nd flange part may be the structure on which this step is piled up in this order.

また、上記実施形態では、第1のフランジ部251cと第2のフランジ部252cとは、外形が異なっていたが、フランジ部の外形はこれに限られず、第1のフランジ部と第2のフランジ部とは、外形が同一であってもよい。   In the above embodiment, the first flange portion 251c and the second flange portion 252c have different outer shapes. However, the outer shape of the flange portion is not limited to this, and the first flange portion and the second flange portion are not limited thereto. The part may have the same outer shape.

(4)上記実施形態における1つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を1つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。   (4) The functions of one component in the above embodiment may be distributed as a plurality of components, or the functions of a plurality of components may be integrated into one component. Moreover, you may abbreviate | omit a part of structure of the said embodiment. In addition, at least a part of the configuration of the above embodiment may be added to or replaced with the configuration of the other embodiment. In addition, all the aspects included in the technical idea specified from the wording described in the claims are embodiments of the present disclosure.

1…上流側フランジ、2,8…エキゾーストマニホールド、3…上流側コーン、4…触媒ケース、5…下流側コーン、6…管状部材、7…下流側フランジ、21〜24,81〜84…排気管、25…合流部、100…排気浄化装置、251,851…第1のシェル部材、251a,251b…窪み、251c,252c…フランジ部、252,852…第2のシェル部材、253,853…仕切部材、254a,254b…第1の合流流路の上流側開口、254c…第2の合流流路の上流側開口。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Upstream flange, 2, 8 ... Exhaust manifold, 3 ... Upstream cone, 4 ... Catalyst case, 5 ... Downstream cone, 6 ... Tubular member, 7 ... Downstream flange, 21-24, 81-84 ... Exhaust Pipe, 25 ... Merging portion, 100 ... Exhaust gas purification device, 251,851 ... First shell member, 251a, 251b ... Depression, 251c, 252c ... Flange portion, 252,852 ... Second shell member, 253,853 ... Partition members, 254a, 254b ... upstream opening of the first merging channel, 254c ... upstream opening of the second merging channel.

Claims (3)

内燃機関の各気筒からの排気流路を形成する複数の排気管と、
前記複数の排気管から流出した排ガスを合流させるための排気流路を形成する合流部と、
を備え、
前記合流部は、
第1のシェル部材と、
前記第1のシェル部材との間に内部流路を形成する第2のシェル部材と、
前記第1のシェル部材と前記第2のシェル部材との間に設けられ、前記内部流路を前記第1のシェル部材側の第1の合流流路と前記第2のシェル部材側の第2の合流流路とに区分する、仕切部材と、
を備え、
前記複数の排気管は、複数の第1種の排気管と、複数の第2種の排気管と、を備え、
前記複数の第1種の排気管は、前記合流部における前記第1の合流流路の上流側開口に挿入され、
前記複数の第2種の排気管は、前記合流部における前記第2の合流流路の上流側開口に挿入され、
前記複数の排気管は、下流側端部の延伸方向が互いに異なる複数の排気管を含む、エキゾーストマニホールド。
A plurality of exhaust pipes forming an exhaust passage from each cylinder of the internal combustion engine;
A merging portion for forming an exhaust passage for merging the exhaust gases flowing out from the plurality of exhaust pipes;
With
The junction is
A first shell member;
A second shell member forming an internal flow path with the first shell member;
The first shell member and the second shell member are provided between the first shell member and the second shell member, and the internal flow path is a first merge flow path on the first shell member side and a second on the second shell member side. A partition member that is divided into a merging flow path of
With
The plurality of exhaust pipes include a plurality of first type exhaust pipes and a plurality of second type exhaust pipes,
The plurality of first-type exhaust pipes are inserted into upstream openings of the first merge channel in the merge section,
The plurality of second-type exhaust pipes are inserted into upstream openings of the second merging channel in the merging portion,
The exhaust manifold, wherein the plurality of exhaust pipes includes a plurality of exhaust pipes having different downstream end portions in extending directions.
請求項1に記載のエキゾーストマニホールドであって、
前記第1のシェル部材及び前記第2のシェル部材のそれぞれの外縁には、前記仕切部材の面と平行な面を有するフランジ部が形成され、
前記仕切部材は、前記第1のシェル部材及び前記第2のシェル部材の前記フランジ部の間に挟まれた状態で設けられる、エキゾーストマニホールド。
The exhaust manifold according to claim 1,
A flange portion having a surface parallel to the surface of the partition member is formed on each outer edge of the first shell member and the second shell member,
The partition member is an exhaust manifold provided in a state of being sandwiched between the flange portions of the first shell member and the second shell member.
請求項2に記載のエキゾーストマニホールドであって、
前記第1のシェル部材の前記フランジ部と、前記第2のシェル部材の前記フランジ部とは、外形が異なる、エキゾーストマニホールド。
An exhaust manifold according to claim 2,
An exhaust manifold in which the flange portion of the first shell member and the flange portion of the second shell member have different external shapes.
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