JP4163391B2 - Exhaust manifold - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空燃比を制御するＯ2センサーを設けた排気マニホールドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の排気マニホールドとしては、例えば、特開平９−２３６０１２号公報などに開示されるものが知られている。
図１１および図１２にその一例を示す。
排気マニホールド１は、エンジンの排気側に固定されるフランジ２と、このフランジ２に接続される断面ほぼ扇形を為す４本のブランチ管３と、これ等のブランチ管３を互いに平行して嵌入させるブランチ管取付部４ａを有する集合容器４とから構成されている。
【０００３】
この集合容器４には、ブランチ管３の根本部分にＯ2センサー５が取り付けられている。
そして、集合容器４の下流側には、横断面楕円形状の筒状容器から成るマニホールドコンバータ６が連結されている。
【０００４】
このマニホールドコンバータ６内には、排ガスを浄化するための金属触媒担体７が収容されている。
上述した排気マニホールド１によれば、エンジンから排出された排ガスを、複数本のブランチ管３から集合容器４内に導き、Ｏ2センサー５により排ガス中の酸素濃度を測定し、マニホールドコンバータ６内に導入させることができる。
【０００５】
その後、排ガスは、金属触媒担体７により浄化され、排ガス流出口８から流出し、例えば、図示しない消音器に導かれ、消音された後大気中に排出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の排気マニホールド１では、図１２に示すように、４本のブランチ管３がそれぞれの中心線３Ａを、集合容器４のブランチ管取付部４ａの中心線４ａ１と平行になるようにブランチ管取付部４ａに取り付けられているので、各ブランチ管３から集合容器４内に流入する排ガスがＯ2センサー５に均等に当たることができず、排ガス中の酸素濃度を高精度に測定することが困難であった。
【０００７】
本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、その目的は、各ブランチ管からの排ガスをＯ2センサーに均等に当てることが可能となる排気マニホールドを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、複数本のブランチ管と、前記各ブランチ管の先端部を嵌入させるブランチ管取付部を備えた集合容器と、前記集合容器の側壁に取り付けられるＯ2センサーと、前記集合容器に取り付けられる触媒コンバータとを備え、前記各ブランチ管は、（１）それぞれの先端部が、前記ブランチ管取付部に嵌入される部位を断面ほぼ扇形を形成するとともに、前記集合容器のブランチ管取付部の中心線に対して、それぞれ角度をもって前記中心線の周囲に配されるように隣り合う各ブランチ管同士を角度を持って壁面を接合して束ねられ、（２）前記ブランチ管取付部に嵌入される部位のそれぞれの中心線の延長線が、前記触媒コンバータの端面を通るように向くとともに、前記延長線上に前記Ｏ2センサーの先端部が来るように設定されていることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図面に示す実施形態について説明する。
【００１１】
図１ないし図１０は、本発明の一実施形態に係る排気マニホールドを示す（請求項１に対応）。
本実施形態に係る排気マニホールドは、図１，図２，図６，図７に示すように、４本のパイプから成るブランチ管１０，１１，１２，１３は、上流側がエンジンの排気側に固定されるフランジ２０に固定され、下流側が集合容器３０に取り付けられる。
【００１２】
そして、集合容器３０にはＯ2センサー４０が取り付けられている。集合容器３０には、触媒コンバータ５０が取り付けられている。触媒コンバータ５０には、下部側の容器６０およびこの容器６０を取り付けるフランジ７０が連設されている。
本実施形態では、ブランチ管１０は、エンジンの第一気筒に連絡し、ブランチ管１１は、エンジンの第二気筒に連絡し、ブランチ管１２は、エンジンの第三気筒に連絡し、ブランチ管１３は、エンジンの第四気筒に連絡する。
【００１３】
ブランチ管１０，１１，１２，１３の先端部１０１，１１１，１２１，１３１は、ブランチ管取付部３１に嵌入される部位１０１ａ，１１１ａ，１２１ａ，１３１ａが断面ほぼ扇形を為している。
ブランチ管取付部３１は、図１，図３，図７、図８に示すように、集合容器３０の外側に向かって湾曲している。
【００１４】
そして、ブランチ管取付部３１に嵌入される部位１０１ａ，１１１ａ，１２１ａ，１３１ａは、図４および図８に示すように、それぞれの壁部１０１ｃ，１２１ｂ、１２１ｃ，１３１ｂ、１３１ｃ，１４１ｂ、１４１ｃ，１０１ｂ同士を面接触した状態で、集合容器３０のブランチ管取付部３１の中心線３１Ａに対して、それぞれ角度をもって中心線３１Ａの周囲に配されている。ブランチ管取付部３１において、ブランチ管１０〜１３は、ブランチ管１０，１３，１１，１２の順で連接している。
【００１５】
また、ブランチ管１０〜１３は、ブランチ管取付部３１に嵌入される部位１０１ａ，１１１ａ，１２１ａ，１３１ａ以外は、通常のブランチ管と同様に丸管であり、ブラケット２０への結合部が角断面に成形されている。
各壁部１０１ｃ，１２１ｂ、１２１ｃ，１３１ｂ、１３１ｃ，１４１ｂ、１４１ｃ，１０１ｂは、集合容器３０の内側および外側から溶接されて、確実に固着される。
【００１６】
かくして、各ブランチ管１０〜１３の中心線１０ａ，１１ａ，１２ａ，１３ａは、図９および図１０に示すように、何れも延長線がＯ2センサー４０の先端部に連なるように配設されることとなる。
以上のように、本実施形態によれば、丸断面のパイプから扇形に加工して成る４本のブランチ管１０〜１３を１個の集合容器３０のブランチ管取付部３１に嵌入し、さらにブランチ取付管３１の中心線３１Ａに対して各ブランチ管１０〜１３の中心線１０ａ，１１ａ，１２ａ，１３ａに角度を付けて、各中心線１０ａ，１１ａ，１２ａ，１３ａの延長線上にＯ2センサー４０の先端部が来るように設定したので、Ｏ2センサー４０にガスが当たりやすくなり、センサー感度が良くなった。
【００１７】
また、各ブランチ管１０〜１３から集合容器３０内に吐出した排ガスは集合容器３０内で広がりやすくなり、触媒コンバータ５０の全体に満遍なく当たりやすくなる。
【００１８】
さらに、ブランチ管取付部３１に嵌入される部位１０１ａ，１１１ａ，１２１ａ，１３１ａは、それぞれの壁部１０１ｃ，１２１ｂ、１２１ｃ，１３１ｂ、１３１ｃ，１４１ｂ、１４１ｃ，１０１ｂ同士を面接触した状態で、集合容器３０のブランチ管取付部３１の中心線３１Ａに対して、それぞれ角度をもって中心線３１Ａの周囲に配されているので、ブランチ管取付部３１において相互に確実に固定されている。
【００１９】
つまり、ブランチ取付部３１の中心線３１Ａに対して各ブランチ管１０〜１３を所定の角度を付けただけでは、各ブランチ管１０〜１３の接点はそれらの先端部だけとなり、各ブランチ管１０〜１３間に隙間が生じ、溶接強度が弱くなるだけでなく、排ガスを漏らす要因ともなり、望ましくないこととなる。
そこで、ブランチ取付部３１の形状を集合容器３０の外側へ湾曲する形状とすることによって、各ブランチ管１０〜１３をブランチ管取付部３１に嵌入した時に、それぞれの壁部１０１ｃ，１２１ｂ、１２１ｃ，１３１ｂ、１３１ｃ，１４１ｂ、１４１ｃ，１０１ｂ同士が面接触し、各ブランチ管１０〜１３同士の密着性が良くなる上に、集合容器３０側の端面およびブラケット２０側の端面からの溶接作業が容易となるという特有の効果を招来することとなる。
【００２０】
しかも、各ブランチ管１０〜１３に与える制約はブランチ管取付部３１における嵌入部分だけで、そのたの形状的な制約は従来のブランチ管と同様であるから、特別な要件を付加することもない。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、各ブランチ管の中心線をＯ2センサーの先端部に中心線に寄せることが可能となるため、Ｏ2センサーに各ブランチ管から排出される排ガスを均等に当てやすくなり、排ガス中の酸素濃度を高精度に測定することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る排気マニホールドを示す正面図である。
【図２】図１の排気マニホールドを示す側面図である。
【図３】図１の排気マニホールドの一部を拡大して示す斜視図である。
【図４】図３のＡ矢視図である。
【図５】図３のＢ矢視図である。
【図６】図１の排気マニホールドにおけるブランチ管１３，１０の部位を切り欠いて示す正面図である。
【図７】図１の排気マニホールドにおけるブランチ管１１，１３の部位を切り欠いて示す斜視図である。
【図８】図１の排気マニホールドの要部を示す断面図である。
【図９】図６の排気マニホールドの一部を拡大して示す斜視図である。
【図１０】図７の排気マニホールドの一部を拡大して示す斜視図である。
【図１１】従来の排気マニホールドを示す正面図である。
【図１２】図１１の排気マニホールドの断面図である。
【符号の説明】
１０，１１，１２，１３ ブランチ管
１０ａ，１１ａ，１２ａ，１３ａ，３１Ａ 中心線
３０ 集合容器
３１ ブランチ管取付部
４０ Ｏ2センサー
５０ 触媒コンバータ
１０１，１１１，１２１，１３１ 先端部
１０１ｃ，１３１ｂ、１３１ｃ，１１１ｂ、１１１ｃ，１２１ｂ、１２１ｃ，１０１ｂ 壁部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an exhaust manifold provided with an O 2 sensor for controlling an air-fuel ratio.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this type of exhaust manifold, for example, one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-236012 is known.
An example is shown in FIGS.
The exhaust manifold 1 has a flange 2 fixed to the exhaust side of the engine, four branch pipes 3 having a substantially sectional shape connected to the flange 2, and these branch pipes 3 fitted in parallel to each other. It is comprised from the collection container 4 which has the branch pipe attachment part 4a.
[0003]
In the collective container 4, an O 2 sensor 5 is attached to the root portion of the branch pipe 3.
A manifold converter 6 composed of a cylindrical container having an elliptical cross section is connected to the downstream side of the collecting container 4.
[0004]
A metal catalyst carrier 7 for purifying exhaust gas is accommodated in the manifold converter 6.
According to the exhaust manifold 1 described above, the exhaust gas discharged from the engine is guided from the plurality of branch pipes 3 into the collecting container 4, and the oxygen concentration in the exhaust gas is measured by the O 2 sensor 5. Can be introduced.
[0005]
Thereafter, the exhaust gas is purified by the metal catalyst carrier 7 and flows out from the exhaust gas outlet 8, for example, is guided to a silencer (not shown), and after being silenced, is discharged into the atmosphere.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional exhaust manifold 1, as shown in FIG. 12, the four branch pipes 3 have their center lines 3A parallel to the center line 4a1 of the branch pipe mounting portion 4a of the collecting container 4. Since the exhaust gas flowing into the collecting container 4 from each branch tube 3 cannot hit the O 2 sensor 5 evenly, the oxygen concentration in the exhaust gas is measured with high accuracy. It was difficult.
[0007]
The present invention has been made to solve such conventional problems, and an object of the present invention is to provide an exhaust manifold capable of evenly applying exhaust gas from each branch pipe to the O 2 sensor.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 includes a plurality of branch pipes, a collecting container provided with a branch pipe attaching portion into which a tip of each branch pipe is fitted, an O 2 sensor attached to a side wall of the collecting container, Each branch pipe, (1) each tip has a substantially fan-shaped cross section at a portion of the branch pipe fitted into the branch pipe mounting portion, and the branch of the collection container The adjacent branch pipes are bundled by joining the wall surfaces at an angle so as to be arranged around the center line at an angle with respect to the center line of the pipe mounting portion, and (2) the branch pipe mounting extension of the respective center line of site to be fitted into the section, along with directed so as to pass through the end face of the catalytic converter, the O 2 so that the tip portion of the sensor comes on the extension line It is characterized by being set .
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention shown in the drawings will be described in detail.
[0011]
1 to 10 show an exhaust manifold according to an embodiment of the present invention (corresponding to claim 1 ).
In the exhaust manifold according to the present embodiment, as shown in FIGS. 1, 2, 6, and 7, the branch pipes 10, 11, 12, and 13 comprising four pipes are fixed upstream on the exhaust side of the engine. The downstream side is fixed to the flange 20 and attached to the collecting container 30.
[0012]
An O 2 sensor 40 is attached to the collective container 30. A catalytic converter 50 is attached to the collecting container 30. The catalytic converter 50 is provided with a lower container 60 and a flange 70 to which the container 60 is attached.
In this embodiment, the branch pipe 10 communicates with the first cylinder of the engine, the branch pipe 11 communicates with the second cylinder of the engine, the branch pipe 12 communicates with the third cylinder of the engine, and the branch pipe 13 Contact the fourth cylinder of the engine.
[0013]
The tip portions 101, 111, 121, 131 of the branch pipes 10, 11, 12, 13 have sections 101 a, 111 a, 121 a, 131 a that are inserted into the branch pipe mounting portion 31 substantially fan-shaped in cross section.
As shown in FIGS. 1, 3, 7, and 8, the branch pipe attachment portion 31 is curved toward the outside of the collecting container 30.
[0014]
Then, the portions 101a, 111a, 121a, and 131a inserted into the branch pipe attachment portion 31 are, as shown in FIGS. 4 and 8, the respective wall portions 101c, 121b, 121c, 131b, 131c, 141b, 141c, and 101b. In a state where they are in surface contact with each other, they are arranged around the center line 31 </ b> A at an angle with respect to the center line 31 </ b> A of the branch pipe mounting portion 31 of the collecting container 30. In the branch pipe attachment portion 31, the branch pipes 10 to 13 are connected in the order of the branch pipes 10, 13, 11, and 12.
[0015]
Further, branch pipes 10 to 13, parts 101a which is fitted into the branch pipe mounting part 31, 111a, 121a, except 131a, is generally round tube similar to the branch pipe, coupling portions angular cross section of the bracket 20 It is molded into.
Each wall part 101c, 121b, 121c, 131b, 131c, 141b, 141c, 101b is welded from the inner side and the outer side of the collecting container 30, and is securely fixed.
[0016]
Thus, the center lines 10a, 11a, 12a, and 13a of the branch pipes 10 to 13 are arranged so that the extension lines are continuous with the tip of the O 2 sensor 40 as shown in FIGS. It will be.
As described above, according to the present embodiment, the four branch pipes 10 to 13 formed by processing a circular cross-section pipe into a fan shape are fitted into the branch pipe mounting portion 31 of one collective container 30, and further the branch center line 10a of the branch pipes 10 to 13 with respect to the center line 31 a of the mounting tube 31, put 11a, 12a, the angle 13a, O 2 sensors each centerline 10a, 11a, 12a, on the extension of 13a Since the tip of 40 is set to come, gas easily hits the O 2 sensor 40 and the sensor sensitivity is improved.
[0017]
Further, the exhaust gas discharged from the branch pipes 10 to 13 into the collecting container 30 is likely to spread in the collecting container 30, and the entire catalytic converter 50 is easily hit.
[0018]
Further, the portions 101a, 111a, 121a, 131a inserted into the branch pipe mounting portion 31 are in a state where the respective wall portions 101c, 121b, 121c, 131b, 131c, 141b, 141c, 101b are in surface contact with each other. With respect to the center line 31 </ b> A of the 30 branch pipe attachment portions 31, the branch pipe attachment portions 31 are securely fixed to each other at an angle with respect to the center line 31 </ b> A.
[0019]
That is, if each branch pipe 10-13 is only given a predetermined angle with respect to the center line 31A of the branch mounting portion 31, the contact of each branch pipe 10-13 is only the tip of each branch pipe 10-13. Not only does this cause gaps between the steel plates 13 and welding strength, but it also causes exhaust gas leakage, which is undesirable.
Therefore, by making the shape of the branch attachment portion 31 curved to the outside of the collecting container 30, when the branch pipes 10 to 13 are fitted into the branch pipe attachment portion 31, the respective wall portions 101c, 121b, 121c, 131b, 131c, 141b, 141c, 101b are in surface contact with each other, the adhesion between the branch pipes 10-13 is improved, and welding work from the end surface on the collecting container 30 side and the end surface on the bracket 20 side is facilitated. This will bring about a unique effect.
[0020]
In addition, the restriction given to each of the branch pipes 10 to 13 is only the fitting portion in the branch pipe mounting portion 31, and the other geometric restrictions are the same as those of the conventional branch pipe, so that no special requirement is added. .
[0021]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even the exhaust gas discharged to the center line of the branch pipes since it is possible to gather the centerline to the tip portion of the O 2 sensor, from the branch pipes in O 2 sensor The oxygen concentration in the exhaust gas can be measured with high accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an exhaust manifold according to an embodiment of the present invention.
2 is a side view showing the exhaust manifold of FIG. 1. FIG.
3 is an enlarged perspective view showing a part of the exhaust manifold of FIG. 1. FIG.
4 is a view as seen from an arrow A in FIG. 3;
5 is a view taken in the direction of arrow B in FIG. 3;
6 is a front view showing the branch pipes 13 and 10 in the exhaust manifold of FIG.
7 is a perspective view showing the branch pipes 11 and 13 in the exhaust manifold of FIG.
8 is a cross-sectional view showing a main part of the exhaust manifold of FIG. 1. FIG.
9 is an enlarged perspective view showing a part of the exhaust manifold of FIG. 6. FIG.
10 is an enlarged perspective view showing a part of the exhaust manifold of FIG. 7. FIG.
FIG. 11 is a front view showing a conventional exhaust manifold.
12 is a cross-sectional view of the exhaust manifold of FIG.
[Explanation of symbols]
10, 11, 12, 13 Branch pipes 10a, 11a, 12a, 13a, 31A Center line 30 Collecting vessel 31 Branch pipe mounting part 40 O 2 sensor 50 Catalytic converters 101, 111, 121, 131 Tip parts 101c, 131b, 131c, 111b, 111c, 121b, 121c, 101b wall
Claims (1)
前記各ブランチ管は、
（１）それぞれの先端部が、前記ブランチ管取付部に嵌入される部位を断面ほぼ扇形を形成するとともに、前記集合容器のブランチ管取付部の中心線に対して、それぞれ角度をもって前記中心線の周囲に配されるように隣り合う各ブランチ管同士を角度を持って壁面を接合して束ねられ、
（２）前記ブランチ管取付部に嵌入される部位のそれぞれの中心線の延長線が、前記触媒コンバータの端面を通るように向くとともに、前記延長線上に前記Ｏ2センサーの先端部が来るように設定されている
ことを特徴とする排気マニホールド。A plurality of branch pipes, a collecting container provided with a branch pipe mounting portion for fitting a tip of each branch pipe, an O 2 sensor attached to a side wall of the collecting container, and a catalytic converter attached to the collecting container; With
Each branch pipe is
(1) Each tip portion forms a substantially sectoral cross section at a portion inserted into the branch pipe mounting portion, and each of the center lines has an angle with respect to the center line of the branch pipe mounting portion of the collecting container. The adjacent branch pipes are bundled by joining the wall surfaces at an angle so that they are arranged around the circumference,
(2) extension lines of the respective center line of site to be fitted into the branch pipe mounting part, together with the face so as to pass through the end face of the catalytic converter, the O 2 so that the tip portion of the sensor comes on the extension line Exhaust manifold characterized by being set .
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