JP4169386B2 - 車両用エンジンの排気装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は自動車等の車両用エンジンの排気装置、特に多気筒エンジンの排気装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
上記のような排気装置は、一般にエンジンの排気マニホルドに、いわゆるフロントパイプと称する排気管を接続し、その排気管の下流側に、排気ガスを浄化するための触媒コンバータや消音用のマフラ等を接続した構成である。この場合、多気筒エンジンにあっては排気マニホルドから直接1本の排気管に合流させると、エンジンにバックプレッシャが掛かって出力が低下するため、排気管を気筒数に対応して複数本設けたり、あるいは各気筒からの排気のうち互いに干渉するおそれの少ない排気をマニホルド内で合流させて複数本の排気管に導いたのち1本の排気管に合流させる等の方法が採られている。
【0003】
例えば4気筒のエンジンにおいては、その4つの気筒からの排気のうち、互いに干渉するおそれの少ない2気筒ずつをマニホルド内で合流させて2本の排気管に導き、その2本の排気管を1本の排気管に合流させて触媒コンバータやマフラに導くようにしている。
【0004】
ところが、上記のように排気管を複数本並べて配置するものは、大きな設置スペースを必要とし、自動車等の車両用エンジンの排気装置にあっては、車体底部の限られた空間内に設置するのが困難である場合が少なくない。しかも、表面積が大きいため、下流に設置する触媒コンバータに至るまでに排気温度が低下して排気浄化性能が低下する等の不具合がある。
【0005】
そこで、例えば排気マニホルドから触媒コンバータに至る排気管内を仕切板で仕切ったり、あるいは排気管自体を断面S字状に形成することによって、1つの排気管内に複数個の排気通路を形成することが提案されている(例えば実開昭63−196425号、特開平9−264128号公報参照)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者のように排気管内を仕切板で仕切るものは、例えば図4および図5に示すように仕切板51の幅方向両端部51a・51bを互いに反対方向に折り曲げて排気管の内面に溶接等で固着するのが一般的であり、図4・図5の場合は排気管50を内外二重に形成し、その内管52の内面に仕切板51の両端折曲部51a・51bを溶接している。この場合、上記仕切板51は図5に示すように左右非対称であるため安定性が悪く、溶接時はその不安定な状態で排気管内に治具等を挿入して溶接しなけらばならないので作業性が悪い等の不具合がある。
【0007】
しかも上記のような車両用の排気管は、車体への配置形状等に合わせて適宜屈曲形成するもので、その曲げ加工は上記仕切板等を予め排気管内に装填した状態で行うのが一般的である。その場合、上記仕切板の厚さ方向への曲げ加工は比較的容易であるが、板面方向への曲げ加工は難しく、往々にして仕切板の曲げ方向内側には、しわが発生したり、曲げ方向外側には板材が延びきれずに亀裂が生じたり、溶接箇所が剥離する等のおそれがある。そのため、歩留まりが悪く、また曲げ角度にも制約が多い等の問題がある。
【0008】
さらに前記のように板材を断面S字状に屈曲させて複数個の排気通路を形成するものは、その成形作業が面倒であると共に、そのS字状板材の両端部を溶接等で固着する必要があり、製作に多大な時間と労力を要する。また上記いずれの場合にも溶接箇所に往々にして隙間が生じて排気洩れが生じたり、消音性能が低下する等の問題があった。
【0009】
本発明は上記従来の問題点に鑑みて提案されたもので、構造簡単かつ製作が容易で、しかも排気洩れ等の生じるおそれの少ない排気装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による車両用エンジンの排気装置は、以下の構成としたものである。
【0011】
即ち、エンジンの排気マニホルドの下流側に接続される排気管を、内管と中管とで内外二重に形成すると共に、その中管の外周にそれと略同心状に保温用の外管を設けて、その外管と上記中管との間の略全長にわたって断熱用の空間を形成し、上記内管の排気マニホルド側の端部を除く略全長を横断面略円形に形成して上記中管内の一側方に偏心させて溶接等で一体的に固着すると共に、上記内管の排気マニホルド側の端部を略半円形に形成して、その半円弧状の端部周面を、横断面略円形の中管の排気マニホルド側の端部内面に密着固定したことを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による車両用エンジンの排気装置を、図に示す実施形態に基づいて具体的に説明する。
【0013】
図1は本発明による排気装置の一実施形態を示す縦断面図、図2はその一部の拡大図、図3(a)および(b)はそれぞれ図2におけるA−AおよびB−B線断面図である。
【0014】
図示例の排気装置は、排気管10を内管11と中管12とで内外二重に形成すると共に、その中管12の外周にそれと略同心状に保温用の外管13を設けたものである。その外管13と中管12との間には略全長にわたって断熱用の空間Gが形成され、それによって図に省略した触媒コンバータに至るまでに排気温度が低下するのを極力防止するようにしている。その空間G内には断熱材等を充填することもある。
【0015】
上記内管11は、図2および図3(b)に示すように、その長手方向略全長にわたって中管12の一側方に偏心させて密着させた状態で溶接等により一体的に固着されている。なお上記管11〜13の曲げ加工を行う際には、例えば曲げ加工前の直線状態で内管11の長手方向略全長にわたって中管12の一側方に偏心させ、内管11を簡易治具等で中管12の内面に押し付け密着させた状態でレーザー溶接やシーム溶接等により一体的に固着し、その後、中管12の外周に外管13を嵌合固着して曲げ加工を施す。
【0016】
上記内管11内の横断面積Pと、内管11と中管12との間の横断面積Qとは略等しく形成するか、あるいは横断面積Pの方がQよりもやや小さめになるようにするとよい。その横断面積PをQよりもやや小さめに形成するのは、両横断面積P、Qがたとえ同じであっても、横断面積P側の流路、すなわち図3(b)における内管11内の略円形の流路の方が、横断面積Q側の流路、すなわち内管11と中管12との間の略三日月形の流路よりも抵抗が小さくて流れがよく、単位面積当たりの流量が増すためであり、その流量があまり問題にならない場合は上記の横断面積P・Qは同等でよいが、問題になる場合には横断面積PはQよりもやや小さめになるようにするとよい。
【0017】
また内管11の排気マニホルドM側の端部11aは、図3(a)に示すように略半円形に形成され、その半円弧状の周面は、円形に形成した中管12の排気マニホルドM側の端部12aの内面に密着固定されている。その半円弧状の内管11内を除く中管12の端部内空には、上記内管11の半円形端部11aと略等しい面積の半円形の排気通路Sが形成されている。
【0018】
その半円形の排気通路Sと上記内管11の半円形端部11aとを排気マニホルドMを介して図に省略したエンジンに連通接続する。図の実施形態は4気筒エンジンに適用したもので、その4つの気筒からの排気のうち互いに干渉等のおそれの少ない2つの気筒からの排気を上記半円形の内管11内に導き、残り2つの気筒からの排気を上記中管12内の半円形排気通路S内に導入する構成である。
【0019】
図中、M1および14は上記マニホルドMと排気管10との接続用フランジ、15は排気管10の下流側端部に設けた触媒コンバータ(不図示)との接続用フランジで、その触媒コンバータの下流側には更にマフラ等が接続されるが図には省略した。また内管11の排気マニホルドMと反対側の端部11bは、本実施形態においては図1に示すように中管12の下流側端部よりも上流側で開口させているが、中管12の下流側端部まで延長してもよい。
【0020】
なお上記実施形態においては、図に省略したエンジンから触媒コンバータに至るまでに排気温度が低下するのを極力防止するために排気管10の外周に保温用の外管13を設けたものである。
【0021】
【実施例】
本発明による具体的な実施例として上記実施形態に対応する排気装置を実際に作成すると共に、その比較例として前記従来の排気管内を仕切板で仕切った排気装置を作成して排気流量等の比較を行った。
【0022】
〔実施例1〕
内管11として外径42.7mm、板厚0.6mmのステンレス管を、また中管12として外径60.5mm、板厚0.6mmのステンレス管をそれぞれ用い、外管13を省略した以外は前記図1〜図3と同様の構成の排気管10を作成した。
【0023】
〔比較例1〕
上記実施例1に対する比較例として図4に示すように上記中管12と同様に外径60.5mm、板厚0.6mmのステンレス管よりなる中管52内に、板厚1.2mmのステンレス板よりなる仕切板51を挿入し、その幅方向両端部を略L字状に屈曲させて溶接W1・W2により固着して排気管50を作成した。
【0024】
上記実施例1で作成した排気管10と比較例1の排気管50に、それぞれ200mmH2O、400mmH2O、600mmH2O、800mmH2Oの背圧で排
気を導入し、各排気管10・50の下流側端部10b・50bでの流量を測定した。その結果を下記表1に示す。
【0025】
【0026】
上記の表からも明らかなように本発明による実施例1の排気管10は、いずれの背圧においても従来の比較例1の排気管50よりも高い流量が得られ、エンジンへのバックプレッシャーが少ないことが分かった。
【0027】
【発明の効果】
以上説明したように本発明による車両用エンジンの排気装置は、エンジンの排気マニホルドMの下流側に接続される排気管10を、内管11と中管12とで内外二重に形成すると共に、その中管12の外周にそれと略同心状に保温用の外管13を設けて、その外管13と上記中管12との間の略全長にわたって断熱用の空間Gを形成し、上記内管11の排気マニホルド側の端部を除く略全長を横断面略円形に形成して上記中管12内の一側方に偏心させて溶接等で一体的に固着すると共に、上記内管11の排気マニホルド側の端部を略半円形に形成して、その半円弧状の端部周面を、横断面略円形の中管の排気マニホルド側の端部内面に密着固定したから、前記従来のように排気管内を仕切板で仕切ったり、板材を断面S字状に屈曲形成して排気管を構成するものに比べ、溶接加工・曲げ加工等製作が容易であり、しかも溶接箇所に隙間が生じて排気洩れが生じたり、消音性能が低下する等の従来技術の問題点を良好に解消できる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による車両用エンジンの排気装置の一実施形態を示す縦断面図。
【図2】上記排気装置の一部の拡大図。
【図3】(a)および(b)は図2におけるA−AおよびB−B線断面図。
【図4】従来の排気装置の一例を示す縦断面図。
【図5】図4におけるC−C線拡大断面図。
【符号の説明】
10 排気管
11 内管
12 中管
13 外管
M マニホルド
Claims (2)
- エンジンの排気マニホルドの下流側に接続される排気管を、内管と中管とで内外二重に形成すると共に、その中管の外周にそれと略同心状に保温用の外管を設けて、その外管と上記中管との間の略全長にわたって断熱用の空間を形成し、上記内管の排気マニホルド側の端部を除く略全長を横断面略円形に形成して上記中管内の一側方に偏心させて溶接等で一体的に固着すると共に、上記内管の排気マニホルド側の端部を略半円形に形成して、その半円弧状の端部周面を、横断面略円形の中管の排気マニホルド側の端部内面に密着固定したことを特徴とする車両用エンジンの排気装置。
- 前記内管内の横断面積を、その内管と前記中管との間の空間の横断面積と略同等もしくはやや小さく形成してなる請求項1記載の車両用エンジンの排気装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09472798A JP4169386B2 (ja) | 1998-04-07 | 1998-04-07 | 車両用エンジンの排気装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP09472798A JP4169386B2 (ja) | 1998-04-07 | 1998-04-07 | 車両用エンジンの排気装置 |
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JPH11294155A JPH11294155A (ja) | 1999-10-26 |
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Family
ID=14118157
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP09472798A Expired - Lifetime JP4169386B2 (ja) | 1998-04-07 | 1998-04-07 | 車両用エンジンの排気装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4169386B2 (ja) |
-
1998
- 1998-04-07 JP JP09472798A patent/JP4169386B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH11294155A (ja) | 1999-10-26 |
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