JP6493464B2 - エンジンの排気装置 - Google Patents

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Description

本発明は、エンジンの排気装置に関し、特に、多気筒エンジンの排気ポートに接合される排気管の構造に関する。
エンジンの各排気ポートには、排気管が取り付けられている。排気管を含む排気装置について、特許文献１に従来例が示されている。
特許文献１では、４気筒のエンジンの各排気ポートに対して、４本の排気管が取り付けられ、当該４本の排気管が下流側で２本に集合され、さらに下流側で１本に集合されてなる構成が開示されている。
ここで、排気管の集合は、排気干渉の抑制という観点から設計されている。具体的には、＃１気筒−＃３気筒−＃４気筒−＃２気筒の順に点火順序が規定された４気筒エンジンにおいては、＃１気筒の排気ポートに接続された排気管と、＃４気筒の排気ポートに接続された排気管と、を集合するとともに、＃２気筒の排気ポートに接続された排気管と、＃３気筒の排気ポートに接続された排気管と、を集合する。そして、その下流側で１本に集合される。このような構成とすることにより、排気干渉を抑制できる。
特開２０１６−６５４６５号公報
ところで、近年では、自動車等の車両のエンジン及びその周辺構成の更なるコンパクト化が要望されている。このため、エンジンの排気装置に対しては、各気筒の排気ポートに接続された複数の排気管を、直接、１本に集合する構成とするというアプローチがなされている。
しかしながら、従来技術の排気装置の構成をそのまま適用して、複数の排気管を直接１本に集合しようとする場合には、排気干渉の抑制を図ることが困難となる。即ち、複数の排気管を直接１本の管に集合させると、複数の排気管が同じ個所（集合箇所）で集合するため排気干渉が発生してしまう。
本発明は、上記のような課題の解決を図ろうとなされたものであって、コンパクト化の要望に応えながら、排気干渉の抑制を図ることができるエンジンの排気装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係るエンジンの排気装置は、複数の気筒が直列に配列されてなるエンジンの排気ポートに接続された排気装置において、前記複数の気筒の内の前記配列の方向の一端に配された第１気筒に対して、当該第１気筒の排気ポートに接続された第１排気管と、前記複数の気筒の内の前記配列の方向で前記第１気筒に続く第２気筒及び第３気筒に対して、当該第２気筒及び第３気筒の各排気ポートに接続された第２排気管及び第３排気管と、を備え、前記第１排気管は、パイプ部材を以って構成されており、前記第２排気管及び前記第３排気管は、少なくとも一部の板材がプレス加工されてなる複数の板材により形成され、内方で当該第２排気管及び第３排気管からの排気ガスが合流する筒状部材を以って構成されており、前記筒状部材は、前記第２排気管及び前記第３排気管からの排気ガスが合流する合流筒部と、当該合流筒部に対して連通口部を介して連続し、前記排気ガスの流れ方向の下流側に設けられた下流筒部と、を有し、前記下流筒部は、前記配列の方向において、前記複数の気筒の中心に対して前記一端の側にオフセット配置されており、前記第１排気管の先端部は、前記連通口部を通過して前記下流筒部の内方に配されている。
上記態様に係るエンジンの排気装置では、第１排気管がパイプ部材を用い形成され、第２排気管及び第３排気管が上記筒状部材（少なくとも一部の板材がプレス加工されてなる複数の板材により形成された部材）で構成されているので、全ての排気管をパイプ部材で形成する場合や、逆に全ての排気管を１つの筒状部材を以って構成する場合に比べて、排気装置のコンパクト化を図ることができる。
ここで、全ての排気管をパイプ部材で形成しようとする場合には、パイプ部材の曲げや溶接などの製造面での制約により、上記態様のように排気装置のコンパクト化を図ることが困難である。
また、筒状部材で排気管を構成する場合には、管の急激な曲り部分を形成することが困難であるので、全ての排気管を１つの筒状部材で形成しようとする場合には、排気装置のコンパクト化を図ることが困難である。また、筒状部材で複数の排気管を構成する場合には、排気管同士を区画するための仕切部の幅をある程度確保することが必要となるので、これによっても全ての排気管を１つの筒状部材を以って構成する場合には、排気装置のコンパクト化を図ることが困難である。
また、上記態様に係るエンジンの排気装置では、第１排気管の先端部が、上記下流筒部の内方に配されているので、少なくとも第１排気管を通り排出される排気ガスと、第２排気管又は第３排気管を通り排出される排気ガスとの間での排気干渉が抑制される。即ち、第１排気管の先端部は、第２排気管及び第３排気管からの排気ガスが合流する合流筒部よりも、排気ガスの流れ方向下流側の下流筒部まで延設されているので、排気干渉を抑制することができる。
従って、上記態様に係るエンジンの排気装置では、コンパクト化の要望に応えながら、排気干渉の抑制を図ることができる。
本発明の別態様に係るエンジンの排気装置は、上記態様において、前記複数の気筒の内の前記配列の方向の他端に配された他端気筒に対して、当該他端気筒の排気ポートに接続された他端排気管を、更に備え、前記他端排気管は、パイプ部材を以って構成されているとともに、当該他端排気管の先端部が、前記合流筒部の内方に挿入されている。
上記態様に係るエンジンの排気装置では、複数の気筒の内に、気筒列方向（上記配列の方向）の他端（第１気筒とは反対側）に配列された他端気筒に対して、その排気ポートに接続された他端排気管も、パイプ部材を以って構成されており、当該他端排気管の先端部は、上記筒状部材における合流筒部に挿入されている。このため、上記態様に係るエンジンの排気装置では、他端排気管の管長さを確保することができる。
また、上記態様では、他端排気管も上記筒状部材と一体に作り込む場合に比べて、排気装置のコンパクト化を図ることができる。
本発明の別態様に係るエンジンの排気装置は、前記合流筒部の内方において、前記他端排気管における排気通路と、前記第２排気管及び前記第３排気管の少なくとも一方における排気通路とは、前記他端排気管を構成するパイプ壁によって区画されている。
上記態様に係るエンジンの排気装置では、他端排気管における排気通路と、第２排気管及び第３排気管の少なくとも一方における排気通路とを、他端排気管を構成するパイプ壁によって区画しているので、上記合流筒部（筒状部材）を構成する板材によって区画する場合に比べて、排気装置の更なるコンパクト化を図ることができる。
本発明の別態様に係るエンジンの排気装置は、上記態様において、前記エンジンは、４気筒のガソリンエンジンであり、前記他端気筒は、第４気筒であり、前記エンジンにおける点火順は、前記第１気筒、前記第３気筒、前記第４気筒、前記第２気筒の順であり、前記他端排気管における前記先端部の開口は、前記合流筒部において、前記第２排気管及び前記第３排気管からの排気ガスが合流される箇所よりも前記連通口部の側に配されている。
上記態様に係るエンジンの排気装置では、上記エンジンとして４気筒のガソリンエンジンを適用し、点火順が第１気筒、第３気筒、第４気筒、第２気筒の順である。このようなエンジンに対して、他端排気管（第４排気管）の先端部が、合流筒部における第２排気管及び第３排気管からの排気ガスの合流箇所よりも連通口部の側に配置されているので、排気干渉を確実に抑制することができる。
本発明の別態様に係るエンジンの排気装置は、前記下流筒部は、前記複数の板材により前記合流筒部と一体に形成されている。
上記態様に係るエンジンの排気装置では、上記複数の板材を以って、合流筒部と下流筒部とが一体に形成されているので、部品点数の低減を図ることができ、製造時における煩雑な部品管理を抑制することができる。また、上記態様に係るエンジンの排気装置では、合流筒部と下流筒部とを一体に形成することにより、互いの部位を別部品として形成し、後から互いを接合する場合に比べて、接合などの工数を低減することができる。よって、上記態様に係るエンジンの排気装置では、製造コストの低減を図ることができる。
本発明の別態様に係るエンジンの排気装置は、上記態様において、前記下流筒部には、排気ガスの流れ方向の下流側に排気浄化装置が接続されており、前記排気浄化装置は、前記第１排気管及び前記第２排気管及び前記第３排気管の下方において、前記配列の方向に沿って延びるように配されている。
上記態様に係るエンジンの排気装置では、下流筒部が上記一端の側（第１気筒側）にオフセット配置されているとともに、これに接続される排気浄化装置が合流筒部の下方において、気筒列方向（上記配列の方向）に沿って延びるように配置されているので、排気装置のより一層のコンパクト化がなされる。
上記の各態様に係るエンジンの排気装置では、コンパクト化の要望に応えながら、排気干渉の抑制を図ることができる。
実施形態に係るエンジン本体１及び排気装置３の構成を示す模式平面図である。 排気装置３の構成を示す模式斜視図である。 排気管３０の構成を示す模式平面図である。 排気管３０の内部構成を示す模式展開図である。 排気管３０の内部構成を示す模式断面図である。
以下では、本発明の実施形態について、図面を参酌しながら説明する。なお、以下で説明の形態は、本発明の一態様であって、本発明は、その本質的な構成を除き何ら以下の形態に限定を受けるものではない。
［実施形態］
実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図において、Ｘ方向はエンジンの気筒列方向であり、Ｙ方向はエンジンの幅方向であり、Ｚ方向はエンジンの上下方向である。
１．全体構成
本実施形態に係るエンジン本体１及び排気装置３の全体構成について、図１から図３を用い説明する。
図１に示すように、エンジン本体１は、直列４気筒のガソリンエンジンである。エンジン本体１では、Ｘ方向左側から、＃１気筒１１、＃２気筒１２、＃３気筒１３、＃４気筒１４が順に配列されている。本実施形態では、エンジン本体１における点火順は、＃１気筒１１→＃３気筒１３→＃４気筒１４→＃２気筒１２の順である。
なお、図１では、エンジン本体１のシリンダヘッドを上方から平面視しており、Ｙ方向上側が車両の前方側となり、Ｙ方向下側が車両の後方側となる。
エンジン本体１には、各気筒１１〜１４の吸気ポートに吸気管２１〜２４が接続されている。吸気管２１〜２４は、Ｘ方向右側から順に、＃１吸気管２１、＃２吸気管２２、＃３吸気管２３、＃４吸気管２４となっている。
エンジン本体１の排気側には、排気装置３が接続されている。図１及び図２に示すように、排気装置３は、排気管３０と締結フランジ４０とを有する。排気管３０は、各気筒１１〜１４の排気ポートに接続された＃１〜＃４排気管３１〜３４から構成されている。
＃２排気管３２と＃３排気管３３とは、板材がプレス加工されてなる複数の部材３００〜３０３を以って形成された筒状部材４１により構成されている。図２に示すように、筒状部材４１は、合流筒上部材３００と合流筒下部材３０１とから形成された合流筒部３８と、下流筒側部材３０２と下流筒側部材３０３とから形成された下流筒部３９と、を有する。合流筒部３８は、合流筒部材３００と合流筒部材３０１との各端縁同士を溶接などにより接合することにより形成され、同様に、下流筒部３９は、下流筒部材３０２と下流筒部材３０３との各端縁同士を溶接などにより接合することにより形成されている。
＃２排気管３２及び＃３排気管３３の内方の排気通路を通り排出されてきた排気ガスは、合流筒部３８の内方で流れが合流する。そして、合流した排気ガスは、連通口部３０１ｄを通り下流筒部３９に流れる。
＃１排気管３１と＃４排気管３４とは、各々がパイプ部材から構成されており、所定形状に曲折加工されている。そして、＃１排気管３１及び＃４排気管３４の各先端部は、部材３００〜３０３で形成された筒状部材４１の内方に挿入されている。
本実施形態に係る排気装置３では、Ｘ方向において、エンジン本体１における気筒列の中心ＣＬ１に対して、下流筒部３９がＸ方向右側にオフセット配置されている。換言すると、下流筒部３９は、Ｘ方向において、＃１気筒１１に相当する部分に偏って配置されている。下流筒部３９は、Ｘ方向の＃１気筒１１に相当する部分において、Ｚ方向に略沿うよう縦方向に向け配されている。
図２に示すように、下流筒部３９には、Ｚ方向の下部において、Ｘ方向右側からＯ２センサ３５の先端部が挿入されている。そして、下流筒部３９には、排気ガスの流れ方向の下流側に、排気浄化装置である触媒３６が接続されている。触媒３６は、外観形状が略円筒状をしており、合流筒部３８のＺ方向下側において、Ｘ方向に沿って延びるように配されている。
触媒３６は、Ｘ方向左端の部分で、ＧＰＦ（Ｇａｓｏｌｉｎｅ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ）３７に接続されている。
締結フランジ４０は、排気装置３の排気管３０をエンジン本体１のシリンダブロックに締結するためのものである。そして、図３に示すように、締結フランジ４０には、排気管３１〜３４の先端部が挿入され、エンジン本体１における排気ポート側に対しては、ポート側開口部３１ａ〜３４ａが向けられている。各排気管３１〜３４は、締結フランジ４０により、エンジン本体１の各排気ポートに対して気密に接続される。
本実施形態では、排気管３０は、締結フランジ４０を用いシリンダブロックに締結された部分を以って片持ち状態で支持されている。
２．排気管３０の内部構成
排気装置３における排気管３０の内部構成について、図４及び図５を用い説明する。図４は、排気管３０を、合流筒上部材３００を取り除いて示す模式展開図であり、図５は、排気管３０を、一部部材を切り欠いて示す模式断面図である。
図４に示すように、合流筒部３８を構成する合流筒下部材３０１には、＃２排気管３２に相当する部分に＃２排気溝部３０１ａが設けられ、＃３排気管３３に相当数部分に＃３排気溝部３０１ｂが設けられている。そして、＃２排気溝部３０１ａはポート側開口部３２ａと連通し、＃３排気溝部３０１ｂはポート側開口部３３ａと連通している。
なお、図４では図示を省略しているが、合流筒上部材３００についても、合流筒下部材３０１と略対称形状にプレス加工されている。そして、合流筒下部材３０１の外縁には接合縁部３０１ｃが設けられ、合流筒上部材３００の外縁にも接合縁部が設けられている。合流筒上部材３００と合流筒下部材３０１とは、接合縁部３０１ｃ同士で気密に接合されている。
図４に示すように、＃２排気溝部３０１ａと＃３排気溝部３０１ｂとが交わる箇所、換言すると、＃２排気管３２及び＃３排気管３３からの排気ガスが合流される合流箇所３８ａは、連通口部３０１ｄが開口された箇所よりもＸ方向左側の領域に設けられている。
図４及び図５に示すように、＃１排気管３１は、Ｙ方向に延び、連通口部３０１ｄが設けられた部分でＺ方向に曲折されている。＃１排気管３１の先端部３１ｃは、連通口部３０１ｄよりもＺ方向下方の下流筒部３９内方に達する位置に配されている。＃１排気管３１の先端部３１ｃは、Ｚ方向に沿う軸よりもＸ方向右向きに若干曲折されている。そして、＃１排気管３１の先端側開口部３１ｂは、下流筒部３９におけるＸ方向右側部分に設けられた棚部３９ｃに向くようになっている。
＃４排気管３４は、合流筒部３８の外部分において、Ｚ方向下向き凸の形状でＵ字又はＶ字に湾曲されており（湾曲部３４ｃ）、合流筒部３８の内方において、Ｚ方向上向き凸の形状でＵ字又はＶ字に湾曲されている（湾曲部３４ｄ）。＃４排気管３４の先端部３４ｅは、先端側開口部３４ｂが＃１排気管３１の壁面に向き合うように配されている。
なお、図４に示すように、＃４排気管３４の先端部３４ｅは、＃２排気管３２及び＃３排気管３３からの排気ガスが合流する合流箇所３８ａよりも連通口部３０１ｄ側に配されている。具体的には、＃４排気管３４の先端部３４ｅが、合流箇所３８ａよりも連通口部３０１ｄに近い位置まで延びている。
図５に示すように、下流筒部３９には、触媒３６を接続するための触媒側開口部３９ａが設けられている。触媒側開口部３９ａは、Ｘ方向左側を向く状態で設けられている。
下流筒部３９におけるＸ方向右側の壁部には、Ｏ２センサ３５を取り付けるためのセンサ取付部３９ｂが設けられている。Ｏ２センサ３５は、その先端部３５ａがセンサ取付部３９ｂを挿通して、下流筒部３９の内方に配置されている。
なお、下流筒部３９における棚部３９ｃは、Ｚ方向において、＃１排気管３１の先端側開口部３１ｂとセンサ取付部３９ｂとの間の位置に設けられている。
３．効果
本実施形態に係る排気装置３では、第１排気管３１がパイプ部材を用い形成され、第２排気管３２及び第３排気管３３が筒状部材４１（それぞれがプレス加工されてなる４枚の板材３００〜３０３により形成された部材）で構成されているので、全ての排気管をパイプ部材で形成する場合や、逆に全ての排気管を１つの筒状部材を以って構成する場合に比べて、排気装置３のコンパクト化を図ることができる。
ここで、全ての排気管をパイプ部材で形成しようとする場合には、パイプ部材の曲げや溶接などの製造面での制約により、上記態様のように排気装置のコンパクト化を図ることが困難である。
また、筒状部材で排気管を構成する場合には、管の急激な曲り部分を形成することが困難であるので、全ての排気管を１つの筒状部材で形成しようとする場合には、排気装置のコンパクト化を図ることが困難である。また、筒状部材で複数の排気管を構成する場合には、排気管同士を区画するための仕切部の幅をある程度確保することが必要となるので、これによっても全ての排気管を１つの筒状部材を以って構成する場合には、排気装置のコンパクト化を図ることが困難である。
また、本実施形態に係る排気装置３では、第１排気管３１の先端部３１ｃが、下流筒部３９の内方に達する位置に配されているので、少なくとも第１排気管３１を通り排出される排気ガスと、第２排気管３２又は第３排気管３３を通り排出される排気ガスとの間での排気干渉が抑制される。即ち、第１排気管３１の先端部３１ｃは、第２排気管３２及び第３排気管３３を流れてきた排気ガスが合流される合流筒部３８ａよりも、排気ガスの流れ方向下流側の下流筒部３９の内方まで延設されているので、排気干渉を抑制することができる。
従って、本実施形態に係る排気装置３では、コンパクト化の要望に応えながら、排気干渉の抑制を図ることができる。
また、本実施形態に係る排気装置３では、第４気筒１４の排気ポートに接続された第４排気管３４も、パイプ部材を以って構成されており、当該第４排気管３４の先端部３４ｅは、筒状部材４１における合流筒部３８に挿入されている。このため、上記態様に係るエンジンの排気装置では、第４排気管３４の管長さを確保することができる。
また、本実施形態では、第４排気管も筒状部材と一体に作り込む場合に比べて、排気装置３のコンパクト化を図ることができる。
本実施形態に係る排気装置３では、第４排気管における排気通路と、第３排気管３３における排気通路とを、第４排気管３４を構成するパイプ壁によって区画しているので、合流筒部３８を構成する板材によって区画する場合に比べて、排気装置３の更なるコンパクト化を図ることができる。
本実施形態に係る排気装置３では、直列４気筒のガソリンエンジンを採用し、点火順が第１気筒１１⇒第３気筒１３⇒第４気筒１４⇒第２気筒１２の順である。このようなエンジンに対して、第４排気管３４の先端部３４ｅが、合流筒部３８における第２排気管３２及び第３排気管３３からの排気ガスの合流箇所３８ａよりも連通口部３０１ｄの側に配置されているので、排気干渉を確実に抑制することができる。
本実施形態に係る排気装置３では、Ｘ方向において、気筒列の中心ＣＬ１に対して下流筒部３９が第１気筒１１側にオフセット配置されているとともに、これに接続される触媒３６が合流筒部３８のＺ方向下方において、気筒列方向（Ｘ方向）に沿って延びるように配置されているので、排気装置３のより一層のコンパクト化を図ることができる。
［変形例］
上記実施形態では、エンジン本体１の一例として直列４気筒のガソリンエンジンを採用することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、エンジンの種類は、ディーゼルエンジンを採用することもできる。
また、エンジンにおける気筒数については、３気筒や５気筒以上とすることもできる。この場合には、排気管の構成数も気筒数に応じた数となる。
また、エンジンの形式については、直列に限らず、Ｖ型やＷ型を採用することもできる。
また、上記実施形態では、筒状部材４１における下流筒部３９を、Ｘ方向（気筒列方向）において、気筒列の中心ＣＬ１に対して＃１気筒１１側にオフセットする形態を一例として採用することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、筒状部材の下流筒部３９を、Ｘ方向（気筒列方向）において、気筒列の中心ＣＬ１に対して＃１気筒１１とは反対側の＃４気筒１４側にオフセット配置することとしてもよい。
また、上記実施形態では、筒状部材４１を４枚の板材（合流筒上部材３００、合流筒下部材３０１、下流筒側部材３０２、下流筒側部材３０３）で構成することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、合流筒部３８を構成する合流筒上部材３００及び合流筒下部材３０１をそれぞれ延長し、当該延長した部分で下流筒部を構成することとしてもよい。即ち、合流筒部及び下流筒部からなる筒状部材を、プレス加工された２枚の板材の組み合わせにより構成することとしてもよい。このような変形例を採用する場合には、２枚の板材を以って、合流筒部と下流筒部とからなる筒状部材を一体に形成できるので、部品点数の低減を図ることができ、製造時における煩雑な部品管理を抑制することができる。また、上記の変形例を採用する場合には、合流筒部と下流筒部とを一体に形成することにより、互いを別部品として形成する場合に比べて、互いを接合するなどの工数を低減することができ、製造コストの低減を図ることができる。
また、筒状部材を構成する板材の枚数は、５枚以上とすることも可能である。
また、上記実施形態では、４枚の板材（合流筒上部材３００、合流筒下部材３０１、下流筒側部材３０２、下流筒側部材３０３）の全てについて、プレス加工を施すこととしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、プレス加工を施した板材と、プレス加工を施さず平板状の板材との組み合わせを以って合流筒部や下流筒部を構成することも可能である。
また、上記実施形態では、図５を用い説明したように、＃４排気管３４における合流筒部３８内に挿入された部分において、２箇所の湾曲部３４ｃ，３４ｄを設けることとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。管長さを長くとる必要がない場合には、直線状に延びるように＃４排気管を形成することもできる。
１ エンジン本体
３ 排気装置
３０ 排気管
３１ ＃１排気管
３１ｃ 先端部
３２ ＃２排気管
３３ ＃３排気管
３４ ＃４排気管
３４ｅ 先端部
３６ 触媒（排気浄化装置）
３７ ＧＰＦ
３８ 合流筒部
３９ 下流筒部
４１ 筒状部材
３００ 合流筒上部材
３０１ 合流筒下部材
３０１ｄ 連通口部
３０２，３０３ 下流筒側部材

Claims (6)

  1. 複数の気筒が直列に配列されてなるエンジンの排気ポートに接続された排気装置において、
    前記複数の気筒の内の前記配列の方向の一端に配された第１気筒に対して、当該第１気筒の排気ポートに接続された第１排気管と、
    前記複数の気筒の内の前記配列の方向で前記第１気筒に続く第２気筒及び第３気筒に対して、当該第２気筒及び第３気筒の各排気ポートに接続された第２排気管及び第３排気管と、
    を備え、
    前記第１排気管は、パイプ部材を以って構成されており、
    前記第２排気管及び前記第３排気管は、少なくとも一部の板材がプレス加工されてなる複数の板材により形成され、内方で当該第２排気管及び第３排気管からの排気ガスが合流する筒状部材を以って構成されており、
    前記筒状部材は、前記第２排気管及び前記第３排気管を流れる排気ガスが合流する合流筒部と、当該合流筒部に対して連通口部を介して連続し、前記排気ガスの流れ方向の下流側に設けられた下流筒部と、を有し、
    前記下流筒部は、前記配列の方向において、前記複数の気筒の中心に対して前記一端の側にオフセット配置されており、
    前記第１排気管の先端部は、前記連通口部を通過して前記下流筒部の内方に配されている、
    エンジンの排気装置。
  2. 請求項１に記載のエンジンの排気装置であって、
    前記複数の気筒の内の前記配列の方向の他端に配された他端気筒に対して、当該他端気筒の排気ポートに接続された他端排気管を、更に備え、
    前記他端排気管は、パイプ部材を以って構成されているとともに、当該他端排気管の先端部が、前記合流筒部の内方に挿入されている、
    エンジンの排気装置。
  3. 請求項２に記載のエンジンの排気装置であって、
    前記合流筒部の内方において、前記他端排気管における排気通路と、前記第２排気管及び前記第３排気管の少なくとも一方における排気通路とは、前記他端排気管を構成するパイプ壁によって区画されている、
    エンジンの排気装置。
  4. 請求項２又は請求項３に記載のエンジンの排気装置であって、
    前記エンジンは、４気筒のガソリンエンジンであり、
    前記他端気筒は、第４気筒であり、
    前記エンジンにおける点火順は、前記第１気筒、前記第３気筒、前記第４気筒、前記第２気筒の順であり、
    前記他端排気管における前記先端部の開口は、前記合流筒部において、前記第２排気管及び前記第３排気管からの排気ガスが合流される箇所よりも前記連通口部の側に配されている、
    エンジンの排気装置。
  5. 請求項１から請求項４の何れかに記載のエンジンの排気装置であって、
    前記下流筒部は、前記複数の板材により前記合流筒部と一体に形成されている、
    エンジンの排気装置。
  6. 請求項１から請求項５の何れかに記載のエンジンの排気装置であって、
    前記下流筒部には、排気ガスの流れ方向の下流側に排気浄化装置が接続されており、
    前記排気浄化装置は、前記第１排気管及び前記第２排気管及び前記第３排気管の下方において、前記配列の方向に沿って延びるように配されている、
    エンジンの排気装置。
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Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4197704A (en) * 1976-06-11 1980-04-15 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Exhaust manifold for internal combustion engine
JPS59165521U (ja) * 1983-04-19 1984-11-06 スズキ株式会社 ４気筒エンジンの集合排気チヤンバ−
JPS63130618U (ja) * 1987-02-20 1988-08-26
JPH06229249A (ja) * 1993-01-30 1994-08-16 Suzuki Motor Corp 過給機エンジンの排気マニホールド構造
JPH0968040A (ja) * 1995-09-04 1997-03-11 Sankei Kogyo Kk クラムシェル型マニホルド
US5816044A (en) * 1997-09-26 1998-10-06 Biggs; Gary L. Header assembly for internal combustion engines
US6230490B1 (en) * 1998-11-09 2001-05-15 Suzuki Motor Corp. Exhaust manifold for internal combustion engines
JP3452528B2 (ja) * 2000-04-03 2003-09-29 フタバ産業株式会社 エギゾーストマニホルド
JP3791419B2 (ja) * 2002-01-17 2006-06-28 日産自動車株式会社 内燃機関の排気装置
JP2005036724A (ja) * 2003-07-15 2005-02-10 Yumex Corp 排気マニホールド
EP1538314B1 (en) * 2003-12-01 2007-05-30 Nissan Motor Company, Limited Exhaust manifold for internal combustion engine
FR2863307B1 (fr) * 2003-12-04 2006-02-24 Renault Sas Moteur equipe d'un collecteur d'echappement dont le circuit de sortie est pourvu d'une conduite de liaison
WO2005093229A2 (de) * 2004-03-25 2005-10-06 Avl List Gmbh Abgasanlage für eine brennkraftmaschine
JP4428286B2 (ja) * 2005-05-17 2010-03-10 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
FR2946086A1 (fr) * 2009-06-02 2010-12-03 Peugeot Citroen Automobiles Sa Collecteur d'echappement d'un moteur a combustion
JP4941543B2 (ja) * 2009-12-02 2012-05-30 マツダ株式会社 横置きエンジンの排気装置
JP2011116204A (ja) * 2009-12-02 2011-06-16 Mazda Motor Corp 横置きエンジンの排気装置
JP5890257B2 (ja) 2012-06-06 2016-03-22 フタバ産業株式会社 排気系部品
JP6356413B2 (ja) * 2013-12-13 2018-07-11 フタバ産業株式会社 触媒コンバータ
JP6405806B2 (ja) * 2014-09-03 2018-10-17 日産自動車株式会社 内燃機関の排気装置
WO2016035154A1 (ja) * 2014-09-03 2016-03-10 日産自動車株式会社 内燃機関の排気装置
JP6256275B2 (ja) 2014-09-24 2018-01-10 マツダ株式会社 エンジンの吸排気装置

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