JP2022143490A - Exhaust pipe joint - Google Patents

Exhaust pipe joint Download PDF

Info

Publication number
JP2022143490A
JP2022143490A JP2021044024A JP2021044024A JP2022143490A JP 2022143490 A JP2022143490 A JP 2022143490A JP 2021044024 A JP2021044024 A JP 2021044024A JP 2021044024 A JP2021044024 A JP 2021044024A JP 2022143490 A JP2022143490 A JP 2022143490A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust pipe
upstream
gasket
downstream
side exhaust
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2021044024A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
浩之 紺野
Hiroyuki Konno
恒平 藤田
Kohei Fujita
道雄 友貞
Michio Tomosada
若葉 二階堂
Wakaba Nikaido
祥太 井戸
Shota Ido
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Subaru Corp
Original Assignee
Subaru Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Subaru Corp filed Critical Subaru Corp
Priority to JP2021044024A priority Critical patent/JP2022143490A/en
Publication of JP2022143490A publication Critical patent/JP2022143490A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Exhaust Silencers (AREA)

Abstract

To provide an exhaust pipe joint capable of reducing size and weight of the joint while maintaining performance of absorbing thermal deformation and sealing performance of exhaust gas.SOLUTION: An exhaust pipe joint 1820 includes: an upstream side exhaust pipe 1821 connected to an exhaust port 23 of an engine 10; a downstream exhaust pipe 1822 that overlaps in an axial direction with the upstream side exhaust pipe 1821 and is loosely fitted to the upstream exhaust pipe 1821 in a slidable manner; a first gasket 1825 and a second gasket 1826, which are arranged slidably in the axial direction in a gap between the upstream exhaust pipe 1821 and the downstream exhaust pipe 1822 in a region where the upstream exhaust pipe 1821 and the downstream exhaust pipe 1822 overlap with each other, to seal the gap between the upstream exhaust pipe 1821 and the downstream exhaust pipe 1822; and a coil spring 1827 that is arranged between the first gasket 1825 and the second gasket 1826 to absorb the axial displacement of the upstream exhaust pipe 1821 and the downstream exhaust pipe 1822.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、エンジンの排気ガスを排出する排気管を構成する上流側排気管と下流側排気管とを接続する排気管継手に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust pipe joint that connects an upstream exhaust pipe and a downstream exhaust pipe that constitute an exhaust pipe for discharging exhaust gas from an engine.

従来から、エンジンの排気ガスを排出する排気管において、例えばエンジンの熱変形(熱伸縮)等を吸収するために、伸縮可能なベローズ管(蛇腹管)を介装したものが知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, among exhaust pipes for discharging exhaust gas from an engine, there has been known one in which an expandable bellows pipe (bellows pipe) is interposed in order to absorb thermal deformation (thermal expansion and contraction) of the engine.

例えば、特許文献1には、車両前方に横置き配置されるV型エンジンのフロントバンクの排気マニホールドに接続されるフロントバンク排気管と、リアバンクの排気マニホールドとフロントバンク排気管とを接続するリアバンク排気管とを備える排気管構造が開示されている。フロントバンク排気管には、リアバンク排気管と合流する合流部より上流側に、弾性変形可能なフレキシブル管が取り付けられている。 For example, Patent Document 1 discloses a front bank exhaust pipe connected to a front bank exhaust manifold of a V-type engine that is horizontally arranged in front of a vehicle, and a rear bank exhaust pipe connecting the rear bank exhaust manifold and the front bank exhaust pipe. An exhaust pipe structure is disclosed that includes a pipe. An elastically deformable flexible pipe is attached to the front bank exhaust pipe upstream from the confluence portion where the front bank exhaust pipe joins the rear bank exhaust pipe.

フレキシブル管は、円筒状の蛇腹構造のベローズの周囲が円筒形状のカバーで覆われた構造となっている。ベローズは、軸方向に伸縮したり、曲げたりすることができる。また、ベローズは、例えば、上流側端部が、フロントバンク排気管を構成する上流側排気管の全周にわたって溶接固定され、下流側端部が、フロントバンク排気管を構成する下流側排気管の全周にわたって溶接固定される。 The flexible tube has a structure in which a cylindrical bellows-shaped bellows is surrounded by a cylindrical cover. The bellows can be axially stretched and bent. Further, the bellows has, for example, an upstream end fixed by welding over the entire circumference of the upstream exhaust pipe that constitutes the front bank exhaust pipe, and a downstream end of the bellows that is connected to the downstream exhaust pipe constituting the front bank exhaust pipe. Welded all around.

特開2020-159316号公報JP 2020-159316 A

しかしながら、上述したように、上流側排気管及び下流側排気管にベローズ管(蛇腹管)を覆い被せて、該ベローズ管の両端を全周にわたって溶接固定した場合、質量やコストが増大する。また、比較的大きな熱変形(熱伸縮)を吸収するためにはベローズ管(蛇腹管)が大型化し、質量やコストの増大に加えて、排気系レイアウトの自由度が低下するおそれがある。そのため、熱変形の吸収性能と排気ガスのシール性能とを維持しつつ、継手を小型、軽量化したいという要望があった。 However, as described above, when the upstream exhaust pipe and the downstream exhaust pipe are covered with bellows pipes (bellows pipes) and both ends of the bellows pipes are welded and fixed over the entire circumference, mass and cost increase. Also, in order to absorb relatively large thermal deformation (thermal expansion and contraction), the size of the bellows tube (corrugated tube) is increased, which may increase the mass and cost, and reduce the degree of freedom in layout of the exhaust system. Therefore, there has been a demand to reduce the size and weight of the joint while maintaining the ability to absorb thermal deformation and the ability to seal exhaust gas.

本発明は、熱変形の吸収性能と排気ガスのシール性能とを維持しつつ、継手の小型、軽量化を図ることが可能な排気管継手を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an exhaust pipe joint capable of reducing the size and weight of the joint while maintaining the performance of absorbing thermal deformation and the sealing performance of exhaust gas.

本発明の一形態に係る排気管継手は、上流側の端部がエンジンの排気口に接続される上流側排気管と、上流側の端部が上流側排気管と軸方向にオーバーラップして、上流側排気管に摺動自在に遊嵌される下流側排気管と、上流側排気管と下流側排気管とがオーバーラップする領域において上流側排気管と下流側排気管との隙間に軸方向に摺動自在に配設され、上流側排気管と下流側排気管との隙間をシールするガスケットと、上流側排気管と下流側排気管とがオーバーラップする領域において上流側排気管と下流側排気管との隙間に軸方向に摺動自在にガスケットと並べて配設され、上流側排気管と下流側排気管との軸方向の変位を吸収する弾性部材とを備えることを特徴とする。 An exhaust pipe joint according to one aspect of the present invention includes an upstream exhaust pipe having an upstream end connected to an exhaust port of an engine, and an upstream end axially overlapping the upstream exhaust pipe. a downstream side exhaust pipe slidably loosely fitted to the upstream side exhaust pipe; A gasket that is disposed slidably in a direction and seals a gap between the upstream exhaust pipe and the downstream exhaust pipe, and a gasket that seals the gap between the upstream exhaust pipe and the downstream exhaust pipe in a region where the upstream exhaust pipe and the downstream exhaust pipe overlap. An elastic member is arranged in a gap between the exhaust pipe and the side exhaust pipe so as to be axially slidable in parallel with the gasket, and absorbs axial displacement between the upstream exhaust pipe and the downstream exhaust pipe.

本発明によれば、熱変形の吸収性能と排気ガスのシール性能とを維持しつつ、継手の小型、軽量化を図ることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to reduce the size and weight of the joint while maintaining the ability to absorb thermal deformation and the ability to seal exhaust gas.

実施形態に係る排気管継手が適用された排気管を備えるエンジンの全体構成を示す図である。It is a figure showing the whole engine composition provided with the exhaust pipe to which the exhaust pipe joint concerning an embodiment was applied. 実施形態に係る排気管継手が適用された排気管のレイアウト(排気系レイアウト)を示す図である。It is a figure which shows the layout (exhaust system layout) of the exhaust pipe to which the exhaust pipe joint which concerns on embodiment is applied. 実施形態に係る排気管継手(組み付け前)の構成を示す断面図である。It is a sectional view showing composition of an exhaust pipe joint (before assembling) concerning an embodiment. 実施形態に係る排気管継手(組み付け後)の構成を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the exhaust pipe joint (after assembly) according to the embodiment;

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。また、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。 Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals are used for the same or corresponding parts. Further, in each figure, the same elements are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted.

まず、図1~図4を併せて用いて、実施形態に係る排気管継手1820について説明する。図1は、排気管継手1820が適用された排気管18を備えるエンジン10の全体構成を示す図である。図2は、排気管継手1820が適用された排気管18のレイアウト(排気系レイアウト)を示す図である。図3は、排気管継手1820(エンジン組み付け前)の構成を示す断面図である。図4は、排気管継手1820(エンジン組み付け後)の構成を示す断面図である。 First, an exhaust pipe joint 1820 according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of an engine 10 having an exhaust pipe 18 to which an exhaust pipe joint 1820 is applied. FIG. 2 is a diagram showing a layout (exhaust system layout) of the exhaust pipe 18 to which the exhaust pipe joint 1820 is applied. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of exhaust pipe joint 1820 (before engine assembly). FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of exhaust pipe joint 1820 (after engine assembly).

エンジン10は、例えば水平対向型の4気筒エンジンである。また、エンジン10は、シリンダ内(筒内)に燃料を直接噴射する筒内噴射式のエンジンである。エンジン10では、エアクリーナ16から吸入された空気が、吸気管15に設けられた電子制御式スロットルバルブ(以下、単に「スロットルバルブ」ともいう)13により絞られ、インテークマニホールド11を通り、エンジン10に形成された各気筒に吸入される。ここで、エアクリーナ16から吸入された空気の量は、エアクリーナ16とスロットルバルブ13との間に配置されたエアフローメータ14により検出される。また、インテークマニホールド11を構成するコレクター部(サージタンク)の内部には、インテークマニホールド11内の圧力(吸気マニホールド圧力)を検出するバキュームセンサ30が配設されている。さらに、スロットルバルブ13には、該スロットルバルブ13の開度を検出するスロットル開度センサ31が配設されている。 The engine 10 is, for example, a horizontally opposed four-cylinder engine. The engine 10 is an in-cylinder injection type engine that directly injects fuel into a cylinder (inside a cylinder). In the engine 10, air taken in from an air cleaner 16 is throttled by an electronically controlled throttle valve (hereinafter simply referred to as a "throttle valve") 13 provided in an intake pipe 15, passes through an intake manifold 11, and enters the engine 10. It is sucked into each formed cylinder. Here, the amount of air sucked from the air cleaner 16 is detected by an air flow meter 14 arranged between the air cleaner 16 and the throttle valve 13 . A vacuum sensor 30 that detects the pressure in the intake manifold 11 (intake manifold pressure) is arranged inside the collector portion (surge tank) that constitutes the intake manifold 11 . Further, the throttle valve 13 is provided with a throttle opening sensor 31 for detecting the opening of the throttle valve 13 .

シリンダヘッドには、気筒毎に吸気ポート22と排気ポート23とが形成されている(図1では片バンクのみ示した)。各吸気ポート22、排気ポート23それぞれには、該吸気ポート22、排気ポート23を開閉する吸気バルブ24、排気バルブ25が設けられている。 The cylinder head is formed with an intake port 22 and an exhaust port 23 for each cylinder (only one bank is shown in FIG. 1). Each of the intake port 22 and the exhaust port 23 is provided with an intake valve 24 and an exhaust valve 25 for opening and closing the intake port 22 and the exhaust port 23 .

エンジン10の各気筒には、シリンダ内に燃料を噴射するインジェクタ12が取り付けられている。インジェクタ12は、高圧燃料ポンプ(図示省略)により加圧された燃料を各気筒の燃焼室内へ直接噴射する。 Each cylinder of the engine 10 is equipped with an injector 12 that injects fuel into the cylinder. The injector 12 directly injects fuel pressurized by a high-pressure fuel pump (not shown) into the combustion chamber of each cylinder.

また、各気筒のシリンダヘッドには、混合気に点火する点火プラグ17、及び該点火プラグ17に高電圧を印加するイグナイタ内蔵型コイル21が取り付けられている。エンジン10の各気筒では、吸入された空気とインジェクタ12によって噴射された燃料との混合気が点火プラグ17により点火されて燃焼する。燃焼後の排気ガスは排気管18を通して排出される。 An ignition plug 17 for igniting the air-fuel mixture and an igniter built-in coil 21 for applying a high voltage to the ignition plug 17 are attached to the cylinder head of each cylinder. In each cylinder of the engine 10, a mixture of intake air and fuel injected by the injector 12 is ignited by the ignition plug 17 and burned. Exhaust gas after combustion is discharged through an exhaust pipe 18 .

排気管18には、エンジン10から排出された排気ガスの一部を、エンジン10のインテークマニホールド11(吸気系)に再循環(還流)させる排気ガス再循環装置(以下「EGR(Exhaust Gas Recirculation)装置」という)40が設けられている。EGR装置40は、エンジン10の排気管18(集合部185の下流側)とインテークマニホールド11とを連通するEGR配管41、及びEGR配管41上に介装され、排気ガス還流量(EGR量)を調節するEGRバルブ42を有している。 In the exhaust pipe 18, a part of the exhaust gas discharged from the engine 10 is recirculated (recirculated) to the intake manifold 11 (intake system) of the engine 10. An exhaust gas recirculation device (hereinafter referred to as "EGR (Exhaust Gas Recirculation) device") 40 is provided. The EGR device 40 is installed on the EGR pipe 41 that communicates between the exhaust pipe 18 (downstream of the collecting portion 185) of the engine 10 and the intake manifold 11, and on the EGR pipe 41, and controls the exhaust gas recirculation amount (EGR amount). It has an EGR valve 42 to regulate.

EGRバルブ42は、電子制御装置(以下「ECU」という)50によって開度が制御(デューティ制御)される。すなわち、ECU50は、エンジン10の運転状態に応じてEGRバルブ42の開閉量を調節することにより、排気ガスの還流量(再循環量)を制御する。なお、EGRバルブ42には、負圧式のものの他、ステッピングモータ等により駆動される形式のものを用いることができる。 The opening degree of the EGR valve 42 is controlled (duty control) by an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 50 . That is, the ECU 50 controls the recirculation amount (recirculation amount) of the exhaust gas by adjusting the opening/closing amount of the EGR valve 42 according to the operating state of the engine 10 . The EGR valve 42 may be of a negative pressure type or of a type driven by a stepping motor or the like.

ここで、図2も併せて参照して、エンジン10の排気系レイアウトについて説明する。#1気筒の排気ポート23には#1排気管181が接続されている。また、#2気筒の排気ポート23には#2排気管182が接続されている。同様に、#3気筒の排気ポート23には#3排気管183が接続され、#4気筒の排気ポート23には#4排気管184が接続されている。ここで、エンジン10の爆発順序(点火順序)は、1番気筒(#1)-3番気筒(#3)-2番気筒(#2)-4番気筒(#4)の順とされており、各気筒からの排気ガスは、180°CA毎にそれぞれの排気管181~184に排出される。 Here, the layout of the exhaust system of the engine 10 will be described with reference to FIG. 2 as well. A #1 exhaust pipe 181 is connected to the exhaust port 23 of the #1 cylinder. A #2 exhaust pipe 182 is connected to the exhaust port 23 of the #2 cylinder. Similarly, a #3 exhaust pipe 183 is connected to the exhaust port 23 of the #3 cylinder, and a #4 exhaust pipe 184 is connected to the exhaust port 23 of the #4 cylinder. Here, the firing order (ignition order) of the engine 10 is the first cylinder (#1) - the third cylinder (#3) - the second cylinder (#2) - the fourth cylinder (#4). Exhaust gas from each cylinder is discharged to respective exhaust pipes 181 to 184 every 180° CA.

また、#1排気管181と#2排気管182とが集合されるとともに、#3排気管183と#4排気管184とが集合される。そして、双方が下流側(集合部185)でさらに集合される。すなわち、エンジン10の各気筒(#1気筒~#4気筒)に取り付けられた4本の#1~#4排気管181~184は集合部185において一つに集合される。集合部185には集合排気管186が接続されている。 Also, the #1 exhaust pipe 181 and the #2 exhaust pipe 182 are put together, and the #3 exhaust pipe 183 and the #4 exhaust pipe 184 are put together. Then, both are further assembled on the downstream side (collecting section 185). That is, the four #1 to #4 exhaust pipes 181 to 184 attached to each cylinder (#1 cylinder to #4 cylinder) of the engine 10 are gathered together at the gathering portion 185 . A collective exhaust pipe 186 is connected to the collective portion 185 .

集合排気管186(集合部185の下流側)には排気浄化触媒(キャタライザ)20が介装されている。ここで、排気浄化触媒20は三元触媒であり、排気ガス中の炭化水素(HC)及び一酸化炭素(CO)の酸化と、窒素酸化物(NOx)の還元を同時に行い、排気ガス中の有害ガス成分を無害な二酸化炭素(CO)、水蒸気(HO)及び窒素(N)に清浄化するものである。 An exhaust purification catalyst (catalyzer) 20 is interposed in the collective exhaust pipe 186 (downstream of the collective portion 185). Here, the exhaust purification catalyst 20 is a three-way catalyst, which oxidizes hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO) in the exhaust gas and reduces nitrogen oxides (NOx) at the same time. It purifies harmful gas components into harmless carbon dioxide (CO 2 ), water vapor (H 2 O) and nitrogen (N 2 ).

排気管18の集合部185とEGR配管41の接続孔との間(排気浄化触媒20の上流側)には、排気ガス中の酸素濃度及び未燃ガス濃度に応じた信号を出力する(すなわち、混合気の空燃比を検出する)空燃比センサ19が取り付けられている。空燃比センサ19としては、空燃比をリニアに検出することのできるリニア空燃比センサ(LAFセンサ)が用いられる。 Between the collecting portion 185 of the exhaust pipe 18 and the connection hole of the EGR pipe 41 (upstream side of the exhaust purification catalyst 20), a signal corresponding to the oxygen concentration and the unburned gas concentration in the exhaust gas is output (that is, An air-fuel ratio sensor 19 for detecting the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is attached. As the air-fuel ratio sensor 19, a linear air-fuel ratio sensor (LAF sensor) capable of linearly detecting the air-fuel ratio is used.

例えばエンジン10の左バンク(LHヘッド)に接続(締結)される#2排気管182、#4排気管184それぞれには、主としてエンジン10の左右方向の熱変形(熱伸縮)を吸収する熱排気管継手1820が介装されている。なお、#2排気管182の排気管継手1820と、#4排気管184の排気管継手1820とは同じ構成であるので、ここでは、#2排気管182の排気管継手1820を例にして説明する。 For example, a #2 exhaust pipe 182 and a #4 exhaust pipe 184 connected (fastened) to the left bank (LH head) of the engine 10 are provided with heat exhaust pipes that mainly absorb thermal deformation (thermal expansion and contraction) of the engine 10 in the left-right direction. A fitting 1820 is interposed. Since the exhaust pipe joint 1820 of the #2 exhaust pipe 182 and the exhaust pipe joint 1820 of the #4 exhaust pipe 184 have the same configuration, the exhaust pipe joint 1820 of the #2 exhaust pipe 182 will be described here as an example. do.

#2排気管182は、主として、上流側排気管1821と、下流側排気管1822と、伸縮可能に上流側排気管1821と下流側排気管1822とを接続する排気管継手1820とを有して構成されている。 The #2 exhaust pipe 182 mainly has an upstream exhaust pipe 1821, a downstream exhaust pipe 1822, and an exhaust pipe joint 1820 that telescopically connects the upstream exhaust pipe 1821 and the downstream exhaust pipe 1822. It is configured.

上流側排気管1821は、上流側の端部がエンジン10の排気ポート23(排気口に相当)に接続される。 The upstream end of the upstream exhaust pipe 1821 is connected to the exhaust port 23 (corresponding to the exhaust port) of the engine 10 .

図3、図4に示されるように、下流側排気管1822は、上流側の端部が上流側排気管1821と軸方向にオーバーラップして(互いに重なり合って)、上流側排気管1821に摺動自在(摺動可能)に遊嵌される。本実施形態では、オーバーラップ部1823における下流側排気管1822の径を上流側排気管1821の径よりも大きく設定し、下流側排気管1822が上流側排気管1821を覆うように構成した。 As shown in FIGS. 3 and 4 , the downstream exhaust pipe 1822 axially overlaps (overlaps) the upstream exhaust pipe 1821 at its upstream end and slides on the upstream exhaust pipe 1821 . It is loosely fitted so as to be movable (slidable). In this embodiment, the diameter of the downstream side exhaust pipe 1822 at the overlapping portion 1823 is set larger than the diameter of the upstream side exhaust pipe 1821 so that the downstream side exhaust pipe 1822 covers the upstream side exhaust pipe 1821 .

排気管継手1820は、主として、ガスケット1825、1826と、コイルスプリング1827とを有して構成されている。 The exhaust pipe joint 1820 mainly includes gaskets 1825 and 1826 and a coil spring 1827 .

ガスケット1825、1826は、軸方向に沿って、上流側に位置する第1ガスケット1825と下流側に位置する第2ガスケット1826とに2分割されている。第1ガスケット1825及び第2ガスケット1826それぞれは、略円筒状(管状)に形成され、上流側排気管1821と下流側排気管1822とが互いに重なり合うオーバーラップ領域(オーバーラップ部1823)において、上流側排気管1821と下流側排気管1822とによって画成される環状の隙間に、軸方向に摺動自在(摺動可能)に配設されている。 The gaskets 1825 and 1826 are axially divided into a first gasket 1825 located on the upstream side and a second gasket 1826 located on the downstream side. Each of the first gasket 1825 and the second gasket 1826 is formed in a substantially cylindrical shape (tubular shape), and in an overlap region (overlap portion 1823) where the upstream side exhaust pipe 1821 and the downstream side exhaust pipe 1822 overlap each other, It is arranged slidably (slidably) in the axial direction in an annular gap defined by the exhaust pipe 1821 and the downstream exhaust pipe 1822 .

第1ガスケット1825及び第2ガスケット1826は、排気管継手1820から排気ガスが漏れないように、上流側排気管1821と下流側排気管1822との環状の隙間をシールする。すなわち、第1ガスケット1825及び第2ガスケット1826は、上流側排気管1821と下流側排気管1822との間の気密を保持する。第1ガスケット1825及び第2ガスケット1826は、排気ガスの高温に耐え、弾性を維持する耐熱ステンレス(例えばSUS310S)等から形成されることが好ましい。 The first gasket 1825 and the second gasket 1826 seal an annular gap between the upstream side exhaust pipe 1821 and the downstream side exhaust pipe 1822 so that exhaust gas does not leak from the exhaust pipe joint 1820 . That is, the first gasket 1825 and the second gasket 1826 maintain airtightness between the upstream side exhaust pipe 1821 and the downstream side exhaust pipe 1822 . The first gasket 1825 and the second gasket 1826 are preferably made of heat-resistant stainless steel (eg, SUS310S) or the like that can withstand the high temperature of the exhaust gas and maintain its elasticity.

コイルスプリング1827(特許請求の範囲に記載の弾性部材に相当)は、上流側排気管1821と下流側排気管1822とが互いに重なり合うオーバーラップする領域(オーバーラップ部1823)において、上流側排気管1821と下流側排気管1822とによって画成される環状の隙間に、軸方向に摺動自在(摺動可能)に配設されている。コイルスプリング1827は、第1ガスケット1825及び第2ガスケット1826と並べて配設されている。本実施形態では、コイルスプリング127は、第1ガスケット1825と第2ガスケット1826との間に配置されている。 The coil spring 1827 (corresponding to the elastic member described in the claims) is arranged in an overlapping region (overlapping portion 1823) where the upstream side exhaust pipe 1821 and the downstream side exhaust pipe 1822 overlap each other. and the downstream side exhaust pipe 1822 so as to be slidable (slidable) in the axial direction. The coil spring 1827 is arranged side by side with the first gasket 1825 and the second gasket 1826 . In this embodiment, coil spring 127 is positioned between first gasket 1825 and second gasket 1826 .

コイルスプリング1827は、エンジン10の熱変形(熱伸縮)等に起因する上流側排気管1821と下流側排気管1822との軸方向の変位(相対変位)を吸収する。コイルスプリング1827は、排気ガスの高温に耐え、弾性を維持する耐熱ステンレス(例えばSUS310S)等から形成されることが好ましい。 The coil spring 1827 absorbs axial displacement (relative displacement) between the upstream side exhaust pipe 1821 and the downstream side exhaust pipe 1822 due to thermal deformation (thermal expansion and contraction) of the engine 10 or the like. The coil spring 1827 is preferably made of heat-resistant stainless steel (for example, SUS310S) or the like that can withstand the high temperature of the exhaust gas and maintain its elasticity.

上述したように、第1ガスケット1825、第2ガスケット1826、コイルスプリング1827が形成されて配置されるため、第1ガスケット1825の一方(上流側)の端部は下流側排気管1822の上流側の端部(テーパ部)内面に当接する。第1ガスケット1825の他方(下流側)の端部はコイルスプリング1827の一方(上流側)の端部に当接する。第2ガスケット1826の一方(上流側)の端部はコイルスプリング1827の他方(下流側)の端部に当接する。第2ガスケット1826の他方(下流側)の端部は上流側排気管1821の下流側の端部(テーパ部)外面に当接する。 As described above, since the first gasket 1825, the second gasket 1826, and the coil spring 1827 are formed and arranged, one (upstream) end of the first gasket 1825 is located on the upstream side of the downstream exhaust pipe 1822. It abuts on the inner surface of the end (tapered portion). The other (downstream) end of the first gasket 1825 contacts one (upstream) end of the coil spring 1827 . One (upstream) end of the second gasket 1826 contacts the other (downstream) end of the coil spring 1827 . The other (downstream) end of the second gasket 1826 contacts the outer surface of the downstream end (tapered portion) of the upstream exhaust pipe 1821 .

より詳細には、上流側排気管1821の下流側の端部(開口部)は、外側に拡がるようにテーパ状に形成されている。一方、下流側排気管1822の上流側の端部(開口部)は、内側に絞られるようにテーパ状に形成されている。 More specifically, the downstream end (opening) of the upstream exhaust pipe 1821 is tapered to expand outward. On the other hand, the upstream end (opening) of the downstream exhaust pipe 1822 is formed in a tapered shape so as to be narrowed inward.

そして、第1ガスケット1825は、軸方向に沿った断面で見た場合に、一方(上流側)の端部が下流側排気管1822のテーパ部のテーパ面に沿うくさび形に形成されている。すなわち、一方(上流側)の端部が下流側排気管1822のテーパ部のテーパ面(内面)と対向するように、該テーパ部のテーパ角と同じ角度でカットされている。また、第1ガスケット1825は、軸方向に沿った断面で見た場合に、軸方向中央部が上流側排気管1821の外周面と当接するように径方向内方に円弧状に突出(湾曲)している。 The first gasket 1825 has one (upstream) end formed in a wedge shape along the tapered surface of the tapered portion of the downstream exhaust pipe 1822 when viewed in cross section along the axial direction. That is, one (upstream) end is cut at the same angle as the taper angle of the tapered portion so as to face the tapered surface (inner surface) of the tapered portion of the downstream exhaust pipe 1822 . In addition, the first gasket 1825 protrudes (curves) radially inward in an arc shape so that the axial center portion contacts the outer peripheral surface of the upstream exhaust pipe 1821 when viewed in cross section along the axial direction. is doing.

同様に、第2ガスケット1826は、軸方向に沿った断面で見た場合に、他方(下流側)の端部が上流側排気管1821のテーパ部のテーパ面に沿うくさび形に形成されている。すなわち、他方(下流側)の端部が上流側排気管1821のテーパ部のテーパ面(外面)と対向するように、該テーパ部のテーパ角と同じ角度でカットされている。また、第2ガスケット1826は、軸方向に沿った断面で見た場合に、軸方向中央部が下流側排気管1822の内周面と当接するように径方向外方に円弧状に突出(湾曲)している。 Similarly, the second gasket 1826 has a wedge shape along the tapered surface of the tapered portion of the upstream exhaust pipe 1821 at the other (downstream) end when viewed in cross section along the axial direction. . That is, the other (downstream) end is cut at the same angle as the taper angle of the tapered portion so as to face the tapered surface (outer surface) of the tapered portion of the upstream exhaust pipe 1821 . When viewed in cross section along the axial direction, the second gasket 1826 protrudes (curves) radially outward in an arc shape so that the central portion in the axial direction contacts the inner peripheral surface of the downstream side exhaust pipe 1822 . )is doing.

図4に示されるように、排気管継手1820は、コイルスプリング1827が適度に圧縮された状態でエンジン10に組み付けられる。そのため、コイルスプリング1827は、#2排気管182がエンジン10に組み付けられた状態で、第1ガスケット1825、第2ガスケット1826に対して、上流側排気管1821と下流側排気管1822とのオーバーラップを拡げる向き(軸方向)に付勢力を付与する。 As shown in FIG. 4, exhaust pipe joint 1820 is assembled to engine 10 with coil spring 1827 being appropriately compressed. Therefore, when the #2 exhaust pipe 182 is assembled to the engine 10 , the coil spring 1827 prevents the first gasket 1825 and the second gasket 1826 from overlapping the upstream side exhaust pipe 1821 and the downstream side exhaust pipe 1822 . A biasing force is applied in the direction (axial direction) in which the

上述したように構成されることにより、すなわち、上流側排気管1821と下流側排気管1822とがオーバーラップする領域(オーバーラップ部1823)において上流側排気管1821と下流側排気管1822との隙間に軸方向に摺動自在に第1ガスケット1825、第2ガスケット1826が配設されることにより、上流側排気管1821と下流側排気管1822との隙間がシールされる。 With the configuration as described above, the gap between the upstream side exhaust pipe 1821 and the downstream side exhaust pipe 1822 in the region where the upstream side exhaust pipe 1821 and the downstream side exhaust pipe 1822 overlap (overlap portion 1823) A gap between the upstream side exhaust pipe 1821 and the downstream side exhaust pipe 1822 is sealed by disposing the first gasket 1825 and the second gasket 1826 so as to be slidable in the axial direction.

また、上流側排気管1821と下流側排気管1822とがオーバーラップする領域(オーバーラップ部1823)において上流側排気管1821と下流側排気管1822との隙間に軸方向に摺動自在にコイルスプリング1827が配設されることにより、上流側排気管1821と下流側排気管1822との軸方向の変位(相対変位)が吸収される。よって、ベローズ管(蛇腹管)を用いる必要がなくなる。 In addition, in a region where the upstream side exhaust pipe 1821 and the downstream side exhaust pipe 1822 overlap (overlapping portion 1823), a coil spring is slidably inserted in the gap between the upstream side exhaust pipe 1821 and the downstream side exhaust pipe 1822 in the axial direction. Axial displacement (relative displacement) between the upstream side exhaust pipe 1821 and the downstream side exhaust pipe 1822 is absorbed by the provision of 1827 . Therefore, it becomes unnecessary to use a bellows tube (bellows tube).

以上、詳細に説明したように、本実施形態によれば、ベローズ管(蛇腹管)を用いる必要がなくなるため、排気管継手1820を小型、軽量化できる。また、ベローズ管(蛇腹管)の溶接も不要となるため、排気管継手1820を軽量化することができる。一方、上流側排気管1821と下流側排気管1822とがオーバーラップする領域において上流側排気管1821と下流側排気管1822との隙間に軸方向に摺動自在に第1ガスケット1825、第2ガスケット1826が配設されるため、上流側排気管1821と下流側排気管1822との隙間をシールすることができる。また、上流側排気管1821と下流側排気管1822とがオーバーラップする領域において上流側排気管1821と下流側排気管1822との隙間に軸方向に摺動自在にコイルスプリング1827が配設されるため、上流側排気管1821と下流側排気管1822との軸方向の変位(相対変位)を吸収できる。その結果、本実施形態によれば、熱変形の吸収性能と排気ガスのシール性能とを維持しつつ、継手の小型、軽量化を図ることが可能となる。 As described in detail above, according to the present embodiment, the exhaust pipe joint 1820 can be reduced in size and weight because it is not necessary to use a bellows pipe. Moreover, since welding of a bellows pipe (bellows pipe) is not required, the weight of the exhaust pipe joint 1820 can be reduced. On the other hand, in the region where the upstream exhaust pipe 1821 and the downstream exhaust pipe 1822 overlap, a first gasket 1825 and a second gasket are slidably inserted in the axial direction in the gap between the upstream exhaust pipe 1821 and the downstream exhaust pipe 1822 . Since 1826 is provided, the gap between the upstream side exhaust pipe 1821 and the downstream side exhaust pipe 1822 can be sealed. A coil spring 1827 is arranged axially slidably in a gap between the upstream exhaust pipe 1821 and the downstream exhaust pipe 1822 in a region where the upstream exhaust pipe 1821 and the downstream exhaust pipe 1822 overlap each other. Therefore, axial displacement (relative displacement) between the upstream exhaust pipe 1821 and the downstream exhaust pipe 1822 can be absorbed. As a result, according to the present embodiment, it is possible to reduce the size and weight of the joint while maintaining the ability to absorb thermal deformation and the ability to seal exhaust gas.

また、本実施形態によれば、上流側排気管1821の下流側の端部(開口部)が、外側に拡がるようにテーパ状に形成され、下流側排気管1822の上流側の端部(開口部)が、内側に絞られるようにテーパ状に形成されている。そして、第1ガスケット1825の一方(上流側)の端部が下流側排気管1822のテーパ部のテーパ面に沿うくさび形に形成され、第2ガスケット1826の他方(下流側)の端部が上流側排気管1821のテーパ部のテーパ面に沿うくさび形に形成されている。また、第1ガスケット1825の軸方向中央部が上流側排気管1821の外周面と当接するように径方向内方に円弧状に突出(湾曲)し、第2ガスケット1826の軸方向中央部が下流側排気管1822の内周面と当接するように径方向外方に円弧状に突出(湾曲)している。そのため、熱変形の吸収性能および排気ガスのシール性能を向上することが可能となる。 Further, according to the present embodiment, the downstream end (opening) of the upstream exhaust pipe 1821 is tapered so as to expand outward, and the upstream end (opening) of the downstream exhaust pipe 1822 is tapered. part) is formed in a tapered shape so as to be squeezed inward. One (upstream) end of the first gasket 1825 is formed in a wedge shape along the tapered surface of the tapered portion of the downstream exhaust pipe 1822, and the other (downstream) end of the second gasket 1826 is formed upstream. It is formed in a wedge shape along the tapered surface of the tapered portion of the side exhaust pipe 1821 . In addition, the axial central portion of the first gasket 1825 protrudes (curves) radially inward in an arc so as to contact the outer peripheral surface of the upstream exhaust pipe 1821, and the axial central portion of the second gasket 1826 extends downstream. It protrudes (curves) radially outward in an arc shape so as to come into contact with the inner peripheral surface of the side exhaust pipe 1822 . Therefore, it is possible to improve the performance of absorbing thermal deformation and the performance of sealing exhaust gas.

特に、本実施形態によれば、コイルスプリング1827が適度に圧縮された状態で排気管継手1820がエンジン10に組み付けられる。そのため、コイルスプリング1827の弾性変形の範囲で軸方向(左右方向)の熱変形を吸収することができる。また、コイルスプリング1827により、第1ガスケット1825、第2ガスケット1826に対して、上流側排気管1821と下流側排気管1822とのオーバーラップを拡げる向き(軸方向)に付勢力が付与される。そのため、第1ガスケット1825、第2ガスケット1826それぞれの端部が上流側排気管1821、下流側排気管1822のテーパ部に押し当てられ、弾性変形の範囲で屈曲することにより湾曲部(接触部)において面圧が発生し、シール性能を発揮することができる。 In particular, according to this embodiment, the exhaust pipe joint 1820 is assembled to the engine 10 with the coil spring 1827 being appropriately compressed. Therefore, thermal deformation in the axial direction (lateral direction) can be absorbed within the range of elastic deformation of the coil spring 1827 . Also, the coil spring 1827 applies a biasing force to the first gasket 1825 and the second gasket 1826 in a direction (axial direction) that widens the overlap between the upstream side exhaust pipe 1821 and the downstream side exhaust pipe 1822 . Therefore, the ends of the first gasket 1825 and the second gasket 1826 are pressed against the tapered portions of the upstream side exhaust pipe 1821 and the downstream side exhaust pipe 1822, respectively, and are bent within the range of elastic deformation to form curved portions (contact portions). A surface pressure is generated at the , and the sealing performance can be exhibited.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、本発明を水平対向型のエンジン10に適用した場合を例にして説明したが、本発明は、例えばV型のエンジンや直列型のエンジンなどにも適用することができる。さらに、エンジンの気筒数は4気筒に限られることなく、例えば、6気筒や、8気筒、又はそれ以上の気筒数を有するエンジンにも適用することができる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments and various modifications are possible. For example, in the above embodiment, the case where the present invention is applied to the horizontally opposed engine 10 has been described as an example, but the present invention can also be applied to, for example, a V-type engine or an in-line engine. . Furthermore, the number of cylinders of the engine is not limited to 4 cylinders, and can be applied to engines having 6 cylinders, 8 cylinders, or more cylinders, for example.

上記実施形態では、排気管継手1820を、エンジン10の左バンク(LHヘッド)に接続される#2排気管182、#4排気管184に適用したが、エンジン10の右バンク(RHヘッド)に接続される#1排気管181、#3排気管183に適用してもよい。 In the above-described embodiment, the exhaust pipe joint 1820 is applied to the #2 exhaust pipe 182 and the #4 exhaust pipe 184 connected to the left bank (LH head) of the engine 10. It may be applied to the connected #1 exhaust pipe 181 and #3 exhaust pipe 183 .

上記実施形態では、オーバーラップ部1823における下流側排気管1822の径を上流側排気管1821の径よりも大きく設定し、下流側排気管1822が上流側排気管1821を覆うように構成したが、逆に、上流側排気管1821の径を下流側排気管1822の径よりも大きく設定し、上流側排気管1821が下流側排気管1822を覆うように構成してもよい。 In the above embodiment, the diameter of the downstream side exhaust pipe 1822 at the overlapping portion 1823 is set larger than the diameter of the upstream side exhaust pipe 1821, and the downstream side exhaust pipe 1822 covers the upstream side exhaust pipe 1821. Conversely, the diameter of the upstream exhaust pipe 1821 may be set larger than the diameter of the downstream exhaust pipe 1822 so that the upstream exhaust pipe 1821 covers the downstream exhaust pipe 1822 .

上記実施形態では、ガスケットを第1ガスケット1825と第2ガスケット1826とに2分割したが、ガスケットは一体型としてもよい(2分割されていなくてもよい)。その場合、コイルスプリング1827は、該ガスケットの一方の端部に配置される。 In the above embodiment, the gasket is divided into the first gasket 1825 and the second gasket 1826, but the gasket may be an integral type (it does not have to be divided into two). A coil spring 1827 is then placed at one end of the gasket.

上記実施形態では、上流側排気管1821の下流側の端部を、外側に拡がるようにテーパ状に形成し、下流側排気管1822の上流側の端部を内側に絞られるようにテーパ状に形成したが、例えば、上流側排気管1821の下流側の端部を外側に直角に折り曲げ、下流側排気管1822の上流側の端部を内側に直角に折り曲げるように形成してもよい。 In the above embodiment, the downstream end of the upstream exhaust pipe 1821 is tapered so as to expand outward, and the upstream end of the downstream exhaust pipe 1822 is tapered inward. However, for example, the downstream end of the upstream exhaust pipe 1821 may be bent outward at right angles, and the upstream end of the downstream exhaust pipe 1822 may be bent inward at right angles.

上記実施形態では、コイルスプリング1827を耐熱ステンレス(例えばSUS310S)により形成したが、例えば、耐熱性のゴム等を用いてもよい。 In the above embodiment, the coil spring 1827 is made of heat-resistant stainless steel (eg, SUS310S), but heat-resistant rubber or the like may be used, for example.

10 エンジン
11 インテークマニホールド
18 排気管
181 #1排気管
182 #2排気管
1820 排気管継手
1821 上流側排気管
1822 下流側排気管
1823 オーバーラップ部
1825、1826 ガスケット(第1ガスケット、第2ガスケット)
1827 コイルスプリング
183 #3排気管
184 #4排気管
185 集合部
186 集合排気管
19 空燃比センサ
20 排気浄化触媒
22 吸気ポート
23 排気ポート
10 engine 11 intake manifold 18 exhaust pipe 181 #1 exhaust pipe 182 #2 exhaust pipe 1820 exhaust pipe joint 1821 upstream exhaust pipe 1822 downstream exhaust pipe 1823 overlap portion 1825, 1826 gaskets (first gasket, second gasket)
1827 coil spring 183 #3 exhaust pipe 184 #4 exhaust pipe 185 collective portion 186 collective exhaust pipe 19 air-fuel ratio sensor 20 exhaust purification catalyst 22 intake port 23 exhaust port

Claims (5)

上流側の端部がエンジンの排気口に接続される上流側排気管と、
上流側の端部が前記上流側排気管と軸方向にオーバーラップして、前記上流側排気管に摺動自在に遊嵌される下流側排気管と、
前記上流側排気管と前記下流側排気管とがオーバーラップする領域において前記上流側排気管と前記下流側排気管との隙間に軸方向に摺動自在に配設され、前記上流側排気管と前記下流側排気管との隙間をシールするガスケットと、
前記上流側排気管と前記下流側排気管とがオーバーラップする領域において前記上流側排気管と前記下流側排気管との隙間に軸方向に摺動自在に前記ガスケットと並べて配設され、前記上流側排気管と前記下流側排気管との軸方向の変位を吸収する弾性部材と、を備えることを特徴とする排気管継手。
an upstream exhaust pipe having an upstream end connected to an exhaust port of the engine;
a downstream exhaust pipe whose upstream end axially overlaps the upstream exhaust pipe and is slidably and loosely fitted in the upstream exhaust pipe;
In a region where the upstream side exhaust pipe and the downstream side exhaust pipe overlap, it is disposed axially slidably in a gap between the upstream side exhaust pipe and the downstream side exhaust pipe, and the upstream side exhaust pipe and the a gasket that seals a gap with the downstream side exhaust pipe;
In a region where the upstream side exhaust pipe and the downstream side exhaust pipe overlap, the gasket is arranged in a gap between the upstream side exhaust pipe and the downstream side exhaust pipe so as to be axially slidable, and an elastic member that absorbs axial displacement between the side exhaust pipe and the downstream exhaust pipe.
前記ガスケットは、軸方向に沿って分割された第1ガスケットと第2ガスケットとからなり、
前記弾性部材は、前記第1ガスケットと前記第2ガスケットとの間に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の排気管継手。
The gasket comprises a first gasket and a second gasket divided along the axial direction,
2. The exhaust pipe joint according to claim 1, wherein the elastic member is arranged between the first gasket and the second gasket.
前記上流側排気管は、下流側の端部がテーパ状に形成されており、
前記下流側排気管は、上流側の端部がテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項2に記載の排気管継手。
The upstream exhaust pipe has a tapered downstream end,
3. The exhaust pipe joint according to claim 2, wherein the downstream side exhaust pipe has a tapered upstream end.
前記第1ガスケットは、端部が前記下流側排気管のテーパ部のテーパ面に沿うくさび形に形成され、軸方向中央部が前記上流側排気管と当接するように径方向に円弧状に突出し、
前記第2ガスケットは、端部が前記上流側排気管のテーパ部のテーパ面に沿うくさび形に形成され、軸方向中央部が前記下流側排気管と当接するように径方向に円弧状に突出していることを特徴とする請求項3に記載の排気管継手。
The first gasket has an end portion formed in a wedge shape along the tapered surface of the tapered portion of the downstream side exhaust pipe, and an axial central portion protruding in an arc shape in the radial direction so as to contact the upstream side exhaust pipe. ,
The second gasket has an end portion formed in a wedge shape along the tapered surface of the tapered portion of the upstream side exhaust pipe, and an axial central portion protruding in an arc shape in the radial direction so as to contact the downstream side exhaust pipe. 4. The exhaust pipe joint according to claim 3, characterized in that
前記弾性部材は、排気管がエンジンに組み付けられた状態で、前記ガスケットに対して、前記上流側排気管と前記下流側排気管とのオーバーラップを拡げる向きに付勢力を付与することを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の排気管継手。 The elastic member applies an urging force to the gasket in a direction to widen an overlap between the upstream exhaust pipe and the downstream exhaust pipe when the exhaust pipe is assembled to the engine. The exhaust pipe joint according to any one of claims 1 to 4.
JP2021044024A 2021-03-17 2021-03-17 Exhaust pipe joint Pending JP2022143490A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021044024A JP2022143490A (en) 2021-03-17 2021-03-17 Exhaust pipe joint

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021044024A JP2022143490A (en) 2021-03-17 2021-03-17 Exhaust pipe joint

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022143490A true JP2022143490A (en) 2022-10-03

Family

ID=83454122

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021044024A Pending JP2022143490A (en) 2021-03-17 2021-03-17 Exhaust pipe joint

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2022143490A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4154058A (en) Exhaust cleaning device for a multi-cylinder internal combustion engine
US4261170A (en) Exhaust-gas purifier
JP2533350Y2 (en) Fuel vapor emission suppression device for internal combustion engine
US20180258827A1 (en) Exhaust device of engine
US6729122B2 (en) Exhaust gas purification system of internal combustion engines
KR20040045366A (en) Exhaust gas recirculation device of internal combustion engine
US6843233B2 (en) Fuel injection system
JP2022143490A (en) Exhaust pipe joint
JP4325565B2 (en) Exhaust gas purification device and exhaust gas purification method for internal combustion engine
US20080136117A1 (en) Annular self-supporting, self-indexing gasket and joint for use of same
US20130074810A1 (en) Combustion pressure control device
JP4709682B2 (en) Engine exhaust system
JP2009270537A (en) Turbocharger
US20080136172A1 (en) Tapered annular gasket and joint for use of same
US10557443B2 (en) Exhaust device of engine
JP2008075466A (en) Exhaust gas device
JP4710725B2 (en) Turbocharged engine
CN113906199B (en) catalytic converter
US10167765B2 (en) Exhaust gas seal
JP7401176B2 (en) Air-fuel ratio sensor mounting structure
KR102555225B1 (en) An exhaust gas aftertreatment device of an internal combustion engine
JP4148156B2 (en) Fuel injection control device for internal combustion engine
JP6540143B2 (en) Engine exhaust system
JP2012167591A (en) Exhaust emission control device
JP4461948B2 (en) Hydrogenated internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240201