JP4199027B2 - Exhaust manifold for turbocharger - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ターボチャージャが取り付けられる内燃機関のターボチャージャ用排気マニホールドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、特許文献１にあるように、内燃機関の各気筒からの排気は排気マニホールドにより集合されて排出される。ターボチャージャが用いられる内燃機関では、ターボチャージャは排気マニホールドに取り付けられて、集合された排気がターボチャージャに導かれている。
【０００３】
ターボチャージャはその重量が重く、また、高速回転するので、強固に支持しなければならないと共に、内燃機関への取付フランジや、ターボチャージャを取り付けるためのフランジや、排気流路等を形成した複雑な形状であるので、排気マニホールドを鋳造により形成して、剛性を得るようにしていた。
【０００４】
【特許文献１】
実開昭６１−１０１６２６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうした従来のものでは、重量が重いために、取付作業が煩わしく、より一層の排ガスのクリーン化、燃費の低減等が図れないという問題があった。そこで、鋳造に代えて、板金溶接構造として軽量化を図ることも考えられるが、十分な剛性が得られないという問題があった。
【０００６】
本発明の課題は、重量を低減できると共に、十分な剛性か得られるターボチャージャ用排気マニホールドを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
内燃機関本体に取り付けられ、各気筒の排気ポートにそれぞれ連通する入口ポートが形成された大フランジと、前記各入口ポートから流入した排気を集合してターボチャージャに導く排気流路と、前記ターボチャージャを取り付ける小フランジとを備えたターボチャージャ用排気マニホールドにおいて、
前記大フランジに溶接されて、前記大フランジとほぼ平行な前記排気流路を形成するシェル部材を設け、前記小フランジは前記シェル部材に溶接されると共に、前記小フランジを前記大フランジに連結する一対の補強脚部を前記シェル部材の両側に設けたことを特徴とするターボチャージャ用排気マニホールドがそれである。
【０００８】
前記シェル部材は、断面が略半円状に形成され、前記各入口ポートを覆って、前記大フランジに溶接されている構造としてもよい。また、前記小フランジは、前記大フランジと反対側の前記シェル部材に溶接されている構造としてもよい。更に、前記大フランジはほぼ平坦な板状で、前記補強脚部は前記小フランジから折曲げ形成されている構造としてもよい。前記シェル部材は、プレス成形した構造としてもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、１は大フランジで、大フランジ１は図示しない内燃機関に取り付けられるように、複数の取付孔２が穿設されている。大フランジ１は、ほぼ平坦な板状に形成されており、大フランジ１には、内燃機関の各排気ポートに対応して、取り付けた際に各排気ポートにそれぞれ連通する入口ポート４が形成されている。
【００１０】
大フランジ１には、各入口ポート４を覆うシェル部材６が取り付けられている。シェル部材６の断面形状はほぼ半円状に形成されており、大フランジ１とシェル部材６とに囲まれて、各入口ポート４に連通した排気流路８が大フランジ１とほぼ平行に形成されている。シェル部材６はその全周にわたって溶接されて、大フランジ１に固定されている。尚、断面形状は、ほぼ半円状に限らず、半楕円状や、矩形状であってもよい。
【００１１】
シェル部材６には、大フランジ１側と反対側に、出口孔１０が形成されており、小フランジ１２に形成された出口ポート１４が出口孔１０に合わされて、小フランジ１２がシェル部材６に溶接されて固定されている。小フランジ１２には、図示しないターボチャージャが取り付けられる平坦面１６が形成されており、平坦面１６にはターボチャージャの取付孔１８が複数形成されている。
【００１２】
小フランジ１２は、各入口ポート４の並び方向に対して、その両側に、シェル部材６よりも張り出して形成されている。この小フランジ１２から大フランジ１に向かって、補強脚部２０，２２が形成されている。補強脚部２０，２２は、小フランジ１２と一体に、ほぼ直角に折曲げて形成されている。補強脚部２０，２２の先端は、大フランジ１に接触されて、その周囲が溶接されて固定されている。
【００１３】
尚、本実施形態では、補強脚部２０，２２は、２本であるが、これに限らず、３本や４本で一対を形成してもよく、シェル部材６を跨ぐように、その両側にあればよく、片側に１本、他の片側に２本あってもよい。また、小フランジ１２から折曲げ形成する場合に限らず、小フランジ１２に溶接により固定してもよい。あるいは、大フランジ１から小フランジ１２側に折曲げ形成して、小フランジ１２に溶接してもよい。
【００１４】
次に、前述した本実施形態のターボチャージャ用排気マニホールドの作動について説明する。
大フランジ１が取付孔２に挿入された図示しないボルトにより内燃機関に固定される。また、ターボチャージャは小フランジ１２に取付孔１８に挿入された図示しないボルトにより固定される。そして、内燃機関が運転されると、各気筒からの排気が排気ポートから入口ポート４を通り、排気流路８に流入する。排気流路８から出口孔１０、出口ポート１４を通って、ターボチャージャに導かれる。
【００１５】
小フランジ１２は、一対の補強脚部２０，２２を介して、大フランジ１に固定されており、しかも、シェル部材６を跨いで、いわゆる門型構造に形成されている。シェル部材６の剛性に依存することなく、小フランジ１２、補強脚部２０，２２、大フランジ１により、剛体を形成しているので、その剛性は十分に高い。
【００１６】
従って、ターボチャージャの重量が重くても、小フランジ１２は、補強脚部２０，２２を介して大フランジ１に強固に支持されているので、ターボチャージャも強固に支持される。また、シェル部材６の剛性には依存しないので、シェル部材６を肉厚の薄い、例えば、薄板からプレス成形することができる。よって、重量を低減することができる。
【００１７】
以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。
【００１８】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明のターボチャージャ用排気マニホールドは、小フランジ、補強脚部、大フランジにより、十分な剛性を確保でき、よって、シェル部材の肉厚を薄くでき、重量を低減できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としてのターボチャージャ用排気マニホールドの正面図である。
【図２】本実施形態のターボチャージャ用排気マニホールドの側面図である。
【符号の説明】
１…大フランジ ２…取付孔
４…入口ポート ６…シェル部材
８…排気流路 １０…出口孔
１２…小フランジ １４…出口ポート
１６…平坦面 １８…取付孔
２０，２２…補強脚部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an exhaust manifold for a turbocharger of an internal combustion engine to which a turbocharger is attached.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as disclosed in Patent Document 1, exhaust from each cylinder of an internal combustion engine is collected by an exhaust manifold and discharged. In an internal combustion engine in which a turbocharger is used, the turbocharger is attached to an exhaust manifold, and the collected exhaust is guided to the turbocharger.
[0003]
The turbocharger is heavy and rotates at a high speed, so it must be supported firmly, and it has a complicated flange that forms a mounting flange for the internal combustion engine, a flange for mounting the turbocharger, an exhaust flow path, etc. Because of its shape, the exhaust manifold was formed by casting to obtain rigidity.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication No. 61-101626 [0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, such conventional devices have a problem that the mounting work is troublesome because of the heavy weight, and further exhaust gas cleaning and fuel consumption reduction cannot be achieved. Therefore, it may be possible to reduce the weight as a sheet metal welding structure instead of casting, but there is a problem that sufficient rigidity cannot be obtained.
[0006]
An object of the present invention is to provide an exhaust manifold for a turbocharger that can reduce the weight and obtain sufficient rigidity.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this problem, the present invention has taken the following measures in order to solve the problem. That is,
A large flange that is attached to the internal combustion engine body and has an inlet port that communicates with an exhaust port of each cylinder; an exhaust passage that collects exhaust gas flowing from each of the inlet ports and guides it to a turbocharger; and the turbocharger In the exhaust manifold for turbochargers with a small flange to attach
A shell member is provided that is welded to the large flange to form the exhaust flow path substantially parallel to the large flange, the small flange is welded to the shell member, and the small flange is connected to the large flange. A turbocharger exhaust manifold is characterized in that a pair of reinforcing legs are provided on both sides of the shell member.
[0008]
The shell member may have a structure in which a cross section is formed in a substantially semicircular shape, covers the inlet ports, and is welded to the large flange. The small flange may be welded to the shell member on the opposite side of the large flange. Further, the large flange may have a substantially flat plate shape, and the reinforcing leg may be bent from the small flange. The shell member may have a press-molded structure.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, reference numeral 1 denotes a large flange, and the large flange 1 is provided with a plurality of mounting holes 2 so as to be attached to an internal combustion engine (not shown). The large flange 1 is formed in a substantially flat plate shape, and the large flange 1 is formed with an inlet port 4 corresponding to each exhaust port of the internal combustion engine and communicating with each exhaust port when attached. ing.
[0010]
A shell member 6 that covers each inlet port 4 is attached to the large flange 1. The cross-sectional shape of the shell member 6 is formed in a substantially semicircular shape, and an exhaust passage 8 that is surrounded by the large flange 1 and the shell member 6 and communicates with each inlet port 4 is formed substantially parallel to the large flange 1. Has been. The shell member 6 is welded over the entire circumference and fixed to the large flange 1. The cross-sectional shape is not limited to a substantially semicircular shape, but may be a semi-elliptical shape or a rectangular shape.
[0011]
The shell member 6 is formed with an outlet hole 10 on the side opposite to the large flange 1 side, an outlet port 14 formed in the small flange 12 is aligned with the outlet hole 10, and the small flange 12 is connected to the shell member 6. It is fixed by welding. A flat surface 16 to which a turbocharger (not shown) is attached is formed on the small flange 12, and a plurality of attachment holes 18 for the turbocharger are formed on the flat surface 16.
[0012]
The small flanges 12 are formed so as to protrude from the shell member 6 on both sides thereof in the direction in which the inlet ports 4 are arranged. Reinforcing legs 20 and 22 are formed from the small flange 12 toward the large flange 1. The reinforcing legs 20 and 22 are formed integrally with the small flange 12 and bent at a substantially right angle. The ends of the reinforcing legs 20 and 22 are in contact with the large flange 1 and the periphery thereof is welded and fixed.
[0013]
In this embodiment, the number of the reinforcing leg portions 20 and 22 is two. However, the present invention is not limited to this, and a pair of three or four may be formed, and on both sides so as to straddle the shell member 6. There may be one, and there may be one on one side and two on the other side. Moreover, you may fix to the small flange 12 not only in the case of bending from the small flange 12, but by welding. Alternatively, the large flange 1 may be bent toward the small flange 12 and welded to the small flange 12.
[0014]
Next, the operation of the above-described turbocharger exhaust manifold of the present embodiment will be described.
The large flange 1 is fixed to the internal combustion engine by a bolt (not shown) inserted into the mounting hole 2. The turbocharger is fixed to the small flange 12 by a bolt (not shown) inserted into the mounting hole 18. When the internal combustion engine is operated, the exhaust from each cylinder flows from the exhaust port through the inlet port 4 into the exhaust passage 8. The exhaust channel 8 is led to the turbocharger through the outlet hole 10 and the outlet port 14.
[0015]
The small flange 12 is fixed to the large flange 1 via a pair of reinforcing legs 20 and 22, and is formed in a so-called portal structure straddling the shell member 6. Since the rigid body is formed by the small flange 12, the reinforcing legs 20, 22 and the large flange 1 without depending on the rigidity of the shell member 6, the rigidity is sufficiently high.
[0016]
Therefore, even if the turbocharger is heavy, the small flange 12 is firmly supported by the large flange 1 via the reinforcing legs 20 and 22, so that the turbocharger is also firmly supported. Moreover, since it does not depend on the rigidity of the shell member 6, the shell member 6 can be press-molded from a thin wall, for example, a thin plate. Therefore, the weight can be reduced.
[0017]
The present invention is not limited to such embodiments as described above, and can be implemented in various modes without departing from the gist of the present invention.
[0018]
【The invention's effect】
As described above in detail, the exhaust manifold for turbochargers of the present invention can secure sufficient rigidity by the small flange, the reinforcing leg portion, and the large flange, so that the thickness of the shell member can be reduced and the weight can be reduced. There is an effect.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of an exhaust manifold for a turbocharger as an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view of an exhaust manifold for a turbocharger according to the present embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Large flange 2 ... Mounting hole 4 ... Inlet port 6 ... Shell member 8 ... Exhaust flow path 10 ... Outlet hole 12 ... Small flange 14 ... Outlet port 16 ... Flat surface 18 ... Mounting holes 20, 22 ... Reinforcement leg

Claims (5)

内燃機関本体に取り付けられ、各気筒の排気ポートにそれぞれ連通する入口ポートが形成された大フランジと、前記各入口ポートから流入した排気を集合してターボチャージャに導く排気流路と、前記ターボチャージャを取り付ける小フランジとを備えたターボチャージャ用排気マニホールドにおいて、
前記大フランジに溶接されて、前記大フランジとほぼ平行な前記排気流路を形成するシェル部材を設け、前記小フランジは前記シェル部材に溶接されると共に、前記小フランジを前記大フランジに連結する一対の補強脚部を前記シェル部材の両側に設けたことを特徴とするターボチャージャ用排気マニホールド。A large flange that is attached to the internal combustion engine body and has an inlet port that communicates with an exhaust port of each cylinder; an exhaust passage that collects exhaust gas flowing from each of the inlet ports and guides it to a turbocharger; and the turbocharger In the exhaust manifold for turbochargers with a small flange to attach
A shell member is provided that is welded to the large flange to form the exhaust flow path substantially parallel to the large flange, the small flange is welded to the shell member, and the small flange is connected to the large flange. An exhaust manifold for a turbocharger, wherein a pair of reinforcing legs are provided on both sides of the shell member. 前記シェル部材は、断面が略半円状に形成され、前記各入口ポートを覆って、前記大フランジに溶接されていることを特徴とする請求項１記載のターボチャージャ用排気マニホールド。2. The exhaust manifold for turbochargers according to claim 1, wherein the shell member has a substantially semicircular cross section and is welded to the large flange so as to cover the inlet ports. 前記小フランジは、前記大フランジと反対側の前記シェル部材に溶接されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のターボチャージャ用排気マニホールド。The exhaust manifold for turbochargers according to claim 1 or 2, wherein the small flange is welded to the shell member opposite to the large flange. 前記大フランジはほぼ平坦な板状で、前記補強脚部は前記小フランジから折曲げ形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３記載のターボチャージャ用排気マニホールド。4. An exhaust manifold for a turbocharger according to claim 1, wherein the large flange has a substantially flat plate shape, and the reinforcing leg is bent from the small flange. 前記シェル部材は、プレス成形されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４記載のターボチャージャ用排気マニホールド。The exhaust manifold for turbochargers according to claim 1, wherein the shell member is press-molded.
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