JP2589099Y2 - 排気マニホルドの取付構造 - Google Patents

排気マニホルドの取付構造

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JP2589099Y2 JP1992032716U JP3271692U JP2589099Y2 JP 2589099 Y2 JP2589099 Y2 JP 2589099Y2 JP 1992032716 U JP1992032716 U JP 1992032716U JP 3271692 U JP3271692 U JP 3271692U JP 2589099 Y2 JP2589099 Y2 JP 2589099Y2
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この考案は,多気筒エンジンの各
シリンダから排出される排気ガスを集合部へ集めて排気
管に導く排気マニホルドを他部品に連結する排気マニホ
ルドの取付構造に関する。
【0002】
【従来の技術】現在,エンジンに用いられる排気マニホ
ルドは,耐熱性を向上させ且つ製造コストを低く抑える
ために,鋳鉄の鋳造により製作されるものが大半であ
る。鋳鉄の耐熱温度が高い反面,比較的に熱伝導も良好
なため,燃焼室からの放熱量も多い。今日,多くのエン
ジンでは,ターボチャージャを備えているが,鋳鉄で作
製した排気マニホルドは,重量が非常に重く,エンジン
軽量化の妨げとなっている。そこで,排気マニホルドを
軽量化するため,アルミニウム合金で作製し,遮熱構造
に構成するため,アルミニウム合金の内面に位置するラ
イナを低熱伝導率のセラミックスで作製したものが開発
されている。
【0003】従来,断熱複合パイプとして,特開昭60
−164094号公報に開示されたものがある。該断熱
複合パイプは,互いに異なる素材からなる複数個のパイ
プ部材を内外同軸状に一体に重合したものであり,パイ
プ部材のうち内側パイプ部材を外側パイプ部材より熱膨
張係数の小さいセラミックス等の断熱材により成形し,
内側パイプ部材の中間部を,外側パイプ部の熱膨張に追
従可能な大きさでもって外側パイプ部材の熱膨張又は熱
収縮許容隙間を介して分割したものである。
【0004】
【考案が解決しようとする課題】ところで,多気筒エン
ジンの各シリンダから排出される排気ガスは,排気マニ
ホルドのブランチ部及び屈曲部を通って集合部へと合流
し,該集合部から排気管へと排出されるが,排気ガスの
流量は集合部で合流するためブランチ部に比較して多く
なると共に,流速も速くなり,集合部ではブランチ部に
比較して30〜50℃程度高くなる。また,燃焼室から
の放熱量を低減してエンジンに設けたターボチャージャ
に排気ガスが持つ熱エネルギーを有効に作用させるため
に,熱伝導率が非常に低く且つ比重の小さいセラミック
スで製作された排気マニホルドライナをアルミニウム合
金等の金属で鋳込む製作方法が考えられる。
【0005】そのため,エンジンを遮熱構造に構成し,
該排気ガスエネルギーをターボチャージャ或いはエネル
ギー回収装置で効率的に回収できるように,排気系にお
ける排気マニホルドを遮熱構造に構成した場合に,排気
マニホルドの両端をシリンダヘッドと排気管との他部品
に取り付けると,低熱膨張率の排気マニホルドライナの
端面と他部品の端面との間に隙間が存在するが,該隙間
を通じて排気マニホルドの金属から成る外側部材が燃焼
ガスに露出した状態になり,該露出面を通じて外側部材
へと熱流が発生し,外部へ燃焼ガスの熱エネルギーが放
散するという問題が発生する。
【0006】そこで,この考案の目的は,上記の課題を
解決することであり,熱伝導率が非常に低く且つ比重の
小さいチタン酸アルミニウム等のセラミックスで作製し
た排気マニホルドライナと該排気マニホルドライナの外
周を覆う金属製の外側部材とから成る排気マニホルドを
他部品に取り付ける排気マニホルドの取付構造におい
て,排気マニホルドライナの端面と他部品の端面との間
に存在する隙間を通じて排気マニホルドの外側部材へと
燃焼ガスの熱流を防止する排気マニホルドの取付構造を
提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】この考案は,上記目的を
達成するために,次のように構成されている。即ち,こ
の考案は,多気筒エンジンの各シリンダに連通する各ブ
ランチ部と該各ブランチ部を屈曲部を通じて1つに集合
する集合部とから成る排気マニホルドライナと,該排気
マニホルドライナの外側に鋳込により配置された金属か
ら成る外側部材とから成る排気マニホルドを他部品に連
結する排気マニホルドの取付構造において,前記排気マ
ニホルドライナは低熱伝導率のセラミックスで作製さ
れ,前記排気マニホルドライナの端面と前記他部品の対
向面との間で且つ燃焼ガス通路側に遮熱構造の遮熱ガス
ケットを配置すると共に,前記外側部材の端面と前記他
部品の対向面との間にガスケットを配置したことを特徴
とする排気マニホルドの取付構造に関する。
【0008】また,この排気マニホルドの取付構造にお
いて,前記遮熱ガスケットはセラミックファイバー等の
遮熱材とステンレス鋼等の耐熱材とが半径方向に順次複
数積層されているものである。
【0009】また,この排気マニホルドの取付構造にお
いて,前記遮熱ガスケットは前記排気マニホルドライナ
の端面と前記他部品の対向面との間の隙間を遮蔽する筒
部と前記他部品の対向面と前記ガスケットとの間で緊締
したフランジ部とから構成されているものである。
【0010】
【作用】この考案による排気マニホルドの取付構造は,
上記のように構成されているので,次のように作用す
る。この排気マニホルドの取付構造は,排気マニホルド
ライナを低熱伝導率のセラミックスで作製し,前記排気
マニホルドライナの端面と前記他部品の対向面との間で
且つ燃焼ガス通路側に遮熱構造の遮熱ガスケットを配置
すると共に,前記外側部材の端面と前記他部品の対向面
との間にガスケットを配置したので,前記排気マニホル
ドライナと前記他部品間に存在する隙間から燃焼ガスの
熱流を前記遮熱ガスケットによって確実に遮熱して放熱
するのを防止でき,排気ガスエネルギーを維持し,ター
ボチャージャやエネルギー回収装置で効率的にエネルギ
ー回収を行うことができる。
【0011】
【実施例】以下,図面を参照して,この考案による排気
マニホルドの取付構造の一実施例について説明する。図
1はこの考案による排気マニホルドの取付構造の一実施
例を示す断面図,及び図2は図1の排気マニホルドの取
付構造の一実施例を示す要部の拡大断面図である。
【0012】図1及び図2には,多気筒エンジン(図で
は,一気筒のみを示す)に使用される排気マニホルド2
と,排気マニホルド2を取り付ける他部品であるシリン
ダヘッド1とが示されている。排気マニホルド2におけ
る排気マニホルドライナ7と該排気マニホルドライナ7
の外側に配置された金属から成る外側部材8とが示され
ている。排気マニホルドライナ7は,図示していない
が,多気筒エンジンの各シリンダに連通する各ブランチ
部,該各ブランチ部を屈曲部で集合する集合部から構成
されている。排気マニホルドライナ7は,熱伝導率が非
常に低く且つ比重の小さいチタン酸アルミニウム等のセ
ラミックスから製作されている。
【0013】排気マニホルド2は,排気マニホルドライ
ナ7を鋳込型に配置してアルミニウム(Al)合金,鋳
鉄(Fc)等の金属を鋳込むことによって金属の外側部
材8を形成したものである。排気マニホルド2について
は,排気マニホルド2に対向する対向面即ちシリンダヘ
ッド1の側面12に取り付けられ,多気筒エンジンから
排出される排気ガスが,排気マニホルドライナ7のブラ
ンチ部から集合部へ合流し,次いで集合部に連結した排
気管(図示せず)に導かれる。排気マニホルド2の端面
は,排気マニホルドライナ7の端面13と外側部材8の
端面14とから形成されているが,外側部材8の端面1
4が排気マニホルドライナ7の端面13より突出し,両
者の間には段差が形成されている。従って,シリンダヘ
ッド1に排気マニホルド2をガスケット4を介在させて
ボルト等で緊締した場合に,シリンダヘッド1の対向面
即ち側面12と排気マニホルドライナ7の端面13との
間には,大きな隙間Lが形成される。
【0014】従って,シリンダヘッド1の側面12と排
気マニホルドライナ7の端面13との間に隙間Lが存在
している状態にしていると,燃焼ガス通路17を通る燃
焼ガスが該隙間Lを通じて排気マニホルド2の外側部材
8に接触し,燃焼ガスの熱流が外側部材8の金属へと流
れ,燃焼ガスが有する熱エネルギーが外部に放散し,エ
ネルギー回収効率が低下するという問題が発生する。
【0015】そこで,この考案による排気マニホルドの
取付構造は,上記の隙間Lを通じての燃焼ガスの熱流を
遮断するため,排気マニホルドライナ7を低熱伝導率の
セラミックスで作製し,排気マニホルドライナ7の端面
13とシリンダヘッド1の端面12との間で且つ燃焼ガ
ス通路17側に遮熱構造の遮熱ガスケット3を配置する
と共に,排気マニホルド2の外側部材8の端面14とシ
リンダヘッド1の側面12との間にガスケット4を配置
したものである。
【0016】この排気マニホルドの取付構造において,
遮熱ガスケット3は,アスベスト,セラミックファイバ
ー等の遮熱材6とリング状ステンレス鋼(SUS)等の
耐熱材5とが半径方向に順次複数積層されているもので
ある。遮熱材6のセラミックファイバーとしては,例え
ば,アルミナファイバー,炭化ケイ素ファイバー,窒化
ケイ素ファイバー,チタン酸カリウムファイバーを使用
できる。また,ガスケット4は,チタン酸アルミニウム
等のセラミックス9をプレート状ステンレス鋼10で被
覆したものである。
【0017】次に,図3を参照して,この考案による排
気マニホルドの取付構造の別の実施例を説明する。図3
はこの考案による排気マニホルドの取付構造の別の実施
例を示す要部の拡大断面図である。この排気マニホルド
の取付構造において,遮熱ガスケット11は,ステンレ
ス鋼(SUS)等の耐熱材から製作され,排気マニホル
ドライナ7の端面13とシリンダヘッド1の側面12と
の間の隙間Lの燃焼ガス通路17側を遮蔽する筒部16
と,シリンダヘッド1の側面12とガスケット4との間
で緊締したフランジ部15とから構成されている。そし
て,排気マニホルドライナ7の端面13とシリンダヘッ
ド1の端面12との間の隙間Lには,空所18が形成さ
れている。エンジンから排出された燃焼ガスは,シリン
ダヘッド1の排気ポート19から排気マニホルド2の燃
焼ガス通路17へと矢印A方向に流れるので,遮熱ガス
ケット11の筒部16が燃焼ガスのガイドになり,外側
部材8の金属への熱流は遮熱ガスケット11の筒部16
で遮断され,外側部材8を通じて外部への熱エネルギー
が放散することは防止される。
【0018】
【考案の効果】この考案による排気マニホルドの取付構
造は,上記のように構成されているので,次のような効
果を有する。即ち,この排気マニホルドの取付構造は,
排気マニホルドライナを低熱伝導率のセラミックスで作
製し,前記排気マニホルドライナの端面と他部品の端面
との間で且つ燃焼ガス通路側に遮熱構造の遮熱ガスケッ
トを配置すると共に,排気マニホルドの外側部材の端面
と前記他部品の対向面との間にガスケットを配置したの
で,前記排気マニホルドライナの端面と他部品の対向面
との間の隙間を通じて金属から成る前記外側部材に燃焼
ガスが直接接することが阻止され,ガスシールと前記外
側部材への熱流を前記遮熱ガスケットによって遮熱し,
外部への熱エネルギーの放散を防止でき,エネルギー回
収効率を向上させると共に,耐久性を向上させることが
できる。特に,排気マニホルドの外側部材をアルミニウ
ム合金で製作している場合には,耐久性の劣化がなく,
熱流の防止に有効である。
【0019】即ち,この排気マニホルドの取付構造は,
排気マニホルドの両端の取り付け端面での熱流が防止さ
れて十分な遮熱性を有しているので,遮熱エンジンに用
いれば,遮熱エンジンからの排気ガスエネルギーを有効
に維持して排気系の後流に配置したターボチャージャで
有効にエネルギー回収でき,燃費の低減を図ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この考案による排気マニホルドの取付構造の一
実施例を示す断面図である。
【図2】図1の排気マニホルドの取付構造の要部の拡大
断面図である。
【図3】この考案による排気マニホルドの取付構造の別
の実施例を示す要部の拡大断面図である。
【符号の説明】
1 シリンダヘッド 2 排気マニホルド 3,11 遮熱ガスケット 4 ガスケット 5 耐熱材(ステンレス鋼) 6 遮熱材(セラミックスファイバー) 7 排気マニホルドライナ 8 外側部材 12 シリンダヘッドの側面(他部品の対向面) 13 排気マニホルドライナの端面 14 外側部材の端面 15 フランジ部 16 筒部 17 燃焼ガス通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F01N 7/10 F01N 7/08 F01N 7/14

Claims (3)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多気筒エンジンの各シリンダに連通する
    各ブランチ部と該各ブランチ部を屈曲部を通じて1つに
    集合する集合部とから成る排気マニホルドライナと,該
    排気マニホルドライナの外側に鋳込により配置された金
    属から成る外側部材とから成る排気マニホルドを他部品
    に連結する排気マニホルドの取付構造において,前記排
    気マニホルドライナは低熱伝導率のセラミックスで作製
    され,前記排気マニホルドライナの端面と前記他部品の
    対向面との間で且つ燃焼ガス通路側に遮熱構造の遮熱ガ
    スケットを配置すると共に,前記外側部材の端面と前記
    他部品の対向面との間にガスケットを配置したことを特
    徴とする排気マニホルドの取付構造。
  2. 【請求項2】 前記遮熱ガスケットはセラミックファイ
    バー等の遮熱材とステンレス鋼等の耐熱材とが半径方向
    に順次複数積層されていることを特徴とする請求項1に
    記載の排気マニホルドの取付構造。
  3. 【請求項3】 前記遮熱ガスケットは前記排気マニホル
    ドライナの端面と前記他部品の対向面との間の隙間を遮
    蔽する筒部と前記他部品の対向面と前記ガスケットとの
    間で緊締したフランジ部とから構成されていることを特
    徴とする請求項1に記載の排気マニホルドの取付構造。
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JPS58165364U (ja) * 1982-04-30 1983-11-04 いすゞ自動車株式会社 内燃機関の排気マニホ−ルド用ガスケツト
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JPH01280616A (ja) * 1988-05-02 1989-11-10 Ngk Insulators Ltd 内燃機関排気チャネル用の断熱セラミック鋳ぐるみ体及びその製造方法

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