JPH04111518U - エンジンの排気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 集合通路の合流部に圧力波伝播抑制用の整流
板を設けたエンジンの排気装置において、排気通路の熱
膨張による整流板の固定部への過大応力の負荷を防止し
て該整流板による圧力波伝播抑制作用の維持を図るとと
もに、エンジン出力を向上させること。 【構成】 複数の気筒を有するエンジン１の各気筒を二
群に分けて各気筒群の各気筒からの排気をそれぞれ集合
通路１１,１２によって集合させるとともに、該二つの
集合通路１１,１２をその下流側において合流させて排
気主通路６とし、さらにこの二つの集合通路１１,１２
の合流部５４に、該各集合通路１１,１２を上記合流部
５４の上流側において相互に区画する如くその上流側通
路壁５cより下流側に向って延出する整流板２０を設け
たエンジンの排気装置において、上記整流板２０に、上
記集合部５４の熱膨張変形に追従して該整流板２０をそ
の板面方向に伸縮変形可能とする逃げ部２１を形成した
もの。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、複数の気筒からの排気ガスを二つの集合通路によってそれぞれ集合 させた後、これを一つに合流させるようにしたエンジンの排気装置に関するもの である。

【０００２】

【従来の技術】

従来より自動車用エンジンにおいては、複数の気筒を二つの気筒気筒群に分け てこれらをそれぞれ集合通路によって集合させるとともに、この二つの集合通路 をその下流側において排気主通路に合流させることが行なわれているが、その場 合、排気行程にある気筒からの排気ガスの圧力波が、例えばこれに続く他の気筒 側に伝播してこの他の気筒の掃気効率を低下させることを可及的に防止する観点 から、例えば実開平２ー１０１０３４号公報に開示されるように、上記二つの集 合通路の合流部に上記各集合通路相互間の圧力波の伝播を弱めるような整流板を 設けることが試みられている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、このように各集合通路の合流部に整流板を設ける場合、これを該合 流部の通路壁に固定するのが一般的であるが、該合流部は排気ガス温によって最 も高温となる場所であることから、該合流部の熱膨張によってその通路壁と整流 板との結合部に過大な引張応力が発生し、場合によっては該整流板の固定が外れ 、十分に圧力伝播の抑制効果が得られないという事態の発生も予想され、排気装 置の信頼性の確保という点において改善の余地がある。

【０００４】 また、このように二つの集合通路を排気主通路に合流させる場合、エンジンに 対する排気系の取り回し上の理由から、この二つの集合通路の通路長さを同じに してその排気抵抗(通路抵抗)を同一とすることが困難で、この結果、各気筒の掃 気効率の相異からその燃焼性にバラツキが生じ、延いてはエンジンの運転性能を 阻害するということが考えられるが、このような点についてはほとんど考慮され ていないのが現状である。

【０００５】 そこで本願考案では、二つの集合通路をその下流側において合流させるととも に、その合流部に圧力伝播抑制用の整流板を設けたエンジンの排気装置において 、排気通路の熱膨張に起因して該整流板の固定部に過大な応力がかかるのを未然 に防止して該整流板の機能維持を図りもって排気装置の信頼性を確保するととも に、併せてエンジンの各気筒における燃焼性を可及的に均等ならしめてエンジン の出力性能の向上を図ることを目的としてなされたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本願考案ではかかる課題を解決するための具体的手段として、請求項１記載の 考案では、複数の気筒を有するエンジンの各気筒を二群に分けて各気筒群の各気 筒からの排気をそれぞれ集合通路によって集合させるとともに、該二つの集合通 路をその下流側において合流させて排気主通路とし、さらにこの二つの集合通路 の合流部に、該各集合通路を上記合流部の上流側において相互に区画する如くそ の上流側通路壁より下流側に向って延出する整流板を設けたエンジンの排気装置 において、上記整流板に、上記集合部の熱膨張変形に追従して該整流板をその板 面方向に伸縮変形可能とする逃げ部を形成したことを特徴としている。

【０００７】 また、請求項２記載の考案では、請求項１記載のエンジンの排気装置において 、上記整流板は、その一部を板厚方向に屈曲させてこれを上記逃げ部とするとと もに、少なくとも該逃げ部を板面方向に挟んで対向する両端部を上記合流部の通 路壁に対して固定したことを特徴としている。

【０００８】 更に、請求項３記載の考案では、請求項１記載のエンジンの排気装置において 、上記二つの集合通路をその通路抵抗が相互に相異する如く構成する一方、上記 整流板は、その一部を板厚方向にしかもその両側面側への膨出量が相異するよう に屈曲させてこれを上記逃げ部とするとともに、上記合流部に対して上記膨出量 が大きい側の側面を通路抵抗の小さい排気通路側に臨ませた状態で配置したこと を特徴としている。

【０００９】

【作用】

かかる構成とすることにより、請求項１及び２記載の考案では、各集合通路の 合流部に整流板がその上流側から下流側に延出状態で配置されていることから、 各集合通路から排出される排気ガスの圧力波は合流部において上記整流板に衝突 し他方の集合通路側への伝翻が可及的に防止される。このように、一方の集合通 路側からの圧力波の他方の集合通路側への伝翻が防止されることにより、各気筒 の背圧上昇が抑えられてその掃気効率が良好に維持されるものである。

【００１０】 一方、各集合通路の合流部は排気熱によりかなり高くなる。このため、排気通 路が熱膨張し、この合流部に設けられた整流板に対してその板面方向に比較的大 きな引張力が作用する。この場合、該整流板にはその板面方向に伸縮可能な逃げ 部が形成されているため、該合流部の熱膨張に追従して該逃げ部がその板面方向 に伸縮変形することにより熱膨張に伴う引張力が効率良く吸収され、該整流板に 過大な引張応力が作用するのが未然に防止されるものである。

【００１１】 請求項３記載の考案では、上記作用に加えて、整流板がその逃げ部における膨 出量が大きい側を通路抵抗の小さい側の集合通路に臨ませた状態で配置されてい ることから、この通路抵抗の少ない集合通路は該整流板部分においてその通路面 積が絞られることによりその通路全体としての通路抵抗が増加して他方の集合通 路における通路抵抗に可及的に近付けられ、通路構成上避け難い各集合通路相互 間における通路抵抗差(排気抵抗差)が可及的に低減せしめられることになる。

【００１２】

【考案の効果】

従って、請求項１及び２記載のエンジンの排気装置によれば、排気通路の熱膨 張に伴って整流板にかかる引張力が該整流板に設けた逃げ部によって吸収され、 該整流板の固定部に過大な力が作用してこれが排気通路から脱落する等の不具合 の発生が確実に防止されることから、該整流板による集合通路相互間の圧力伝播 の抑制作用が長期に亘って良好に維持されるとともに、排気装置の信頼性の向上 に寄与し得るという効果が得られる。

【００１３】 請求項３記載のエンジンの排気装置によれば、上記の効果に加えて、整流板の 逃げ部によって各集合通路相互間の排気抵抗差が小ならしめられることから、エ ンジンの各気筒の燃焼性が、気筒の配置位置あるいは排気通路通路長さの相異等 にかかわらず可及的に均等化され、それだけエンジンの性能向上に寄与し得ると いう効果が得られるものである。

【００１４】

【実施例】

以下、添付図面を参照して本願考案の好適な実施例を説明すると、図２及び図 ３には本願の請求項１〜３記載の考案の実施例にかかる排気装置を備えた自動車 用Ｖ型エンジン１が示されており、該各図において符号１１及び１２は所定のバ ンク各をもって対向するバンクであって、該各バンク１１,１２にはそれぞれ排 気マニホールド１３,１４がエンジン下方側に向けて取り付けられている。そし て、この各排気マニホールド１３,１４には、後述の排気通路ユニット２が接続 されている。尚、このようにＶ型エンジン１において各バンク１１,１２毎に排 気マニホールド１３,１４を取り付けた場合には、該各排気マニホールド１３,１ ４はそれぞれ排気行程が連続しない気筒の排気を集合させた構成となる。

【００１５】 上記排気通路ユニット２は、上記第１バンク１１側の排気マニホールド１３に 接続されてこれから下方に伸びる略Ｌ字状の第１集合通路３と、第２バンク１２ 側の排気マニホールド１４に接続されてこれから下方に伸びる略Ｌ字状の第２集 合通路４と、該第１集合通路３の下流端と第２集合通路４の下流端とを合流させ る後述の合流通路部材５と、該合流通路部材５の下流端にサイレンサー７を介し て接続される排気主通路６とを有している。

【００１６】 上記合流通路部材５は、図１Ａ〜図１Ｃにも示すように、相互に衝合合体され る上側部材５aと下側部材５bとから構成される略Ｙ字状の通路構成部材であって 、上記第１集合通路３の下流端に接続される第１通路部５１と、上記第２集合通 路４の下流端に接続される第２通路部５２と、該第１通路部５１と第２通路部５ ２とを合流させるとともにその下流端に上記サイレンサー７を介して排気主通路 ６が接続される合流通路部５３とを有している。尚、この合流通路部材５の第１ 通路部５１と第２通路部５２の合流部５４には、後述する整流板２０が配置され る。

【００１７】 また、この合流通路部材５は、上記第１集合通路３と第２集合通路４とをエン ジン１の下部に位置するオイルパン１aの下方で合流させた後、これらを該エン ジン１の第２バンク１２側の側方に取り出すような通路構成をとっている関係上 、上記第１通路部５１は比較的その通路長さが短く且つほぼ直線的に上記排気主 通路６側に接続されるが、上記第２通路部５２は一旦エンジン中央寄りに延出し た後に反転して排気主通路６に接続されることからその通路長さが比較的長く且 つ大きく屈曲した形状となる。従って、第１集合通路３から排気主通路６に至る 通路と第２集合通路４から排気主通路６に至る通路とを比較した場合、第１集合 通路３側の方が第２集合通路４側よりもその通路抵抗(即ち、排気抵抗)が少ない 構成となっている。

【００１８】 上記整流板２０は、上記各集合通路３,４の一方の集合通路から排出される排 気ガスの圧力波が他方の集合通路に伝播して該他方の集合通路に接続された各気 筒における背圧を高めてその掃気作用を阻害することを防止するために設けられ るものであって、図１Ａ〜図１Ｃに示すように、略長半円状形態を有する板材で 一体構成されている。そして、この実施例においては本願各考案を適用して、こ の整流板２０の上端部２０aと下端部２０bの中間位置に、該整流板２０をその一 方の側面側に(換言すれば、板厚方向の一方側に)湾曲状に膨出させた膨出部で構 成される逃げ部２１を形成している。

【００１９】 この整流板２０は、合流通路部材５の各部材５a,５bの組み立て前に予じめ該 各部材５a,５bにその上流側通路壁５cから下流側に向けて直線的に形成しておい たスリット２５,２５に対してその直線状端部２０cを除く上下両端２０a,２０b を差し入れた状態で合流通路部材５側に組み付けられる。

【００２０】 さらに、合流通路部材５の組付完了後に、上記各スリット２５,２５に臨んで いる上記整流板２０の各端部２０a,２０bを外側から溶接してこれを該合流通路 部材５に固定する。この場合、この整流板２０は、その逃げ部２１の膨出方向が 第１通路部５１側に臨むように合流通路部材５に対する取付方向が設定されてい る。

【００２１】 続いて、このように構成された排気装置の作用等について説明すると、エンジ ン１が運転されると各気筒からの排気ガスは、それぞれこれに接続された第１集 合通路３あるいは第２集合通路４を介してこれらの合流部５４側に導入され、さ らにサイレンサー７から排気主通路６を通ってテールパイプ(図示省略)側に排出 される。

【００２２】 この場合、各集合通路３,４が排気行程が連続しない気筒同士を一群としこの 気筒群から排出される排気ガスを集合させる構成となっていることから特に他方 の集合通路側への圧力波伝翻が問題となるが、この排気ガスの圧力波は排気通路 の合流部に設けた整流板２０に衝突することにより他方の集合通路への伝翻が可 及的に防止される。従って、圧力波の伝翻に起因する他方の集合通路側における 背圧上昇が抑制され、該気筒における掃気効率が高水準に維持されるものである 。

【００２３】 このように各集合通路３,４側からの排気ガスが合流部５４において合流する ことから、この合流部５４は高温となりその熱膨張が大きくなる。この合流部５ ４の熱膨張は、ここに設けられた整流板２０に対して引張力としてその面方向に 作用する(特にこの実施例においては該整流板２０をその上下両端２０a,２０bで 溶接固定していることから上下方向に作用する)。従って、従来のように該整流 板２０が単なる平板体で構成されていた場合には、その固定部に過大な応力が発 生しその破断に至ることも懸念される。

【００２４】 ところが、この実施例のものにおいては、上記整流板２０に逃げ部２１を設け ているため、合流部５４が排気熱により熱膨張し整流板２０の上下両端間に引張 力が作用しても該逃げ部２１が延伸変形することによりこれが吸収され、その上 下固定端に大きな応力が発生するのが効果的に防止される。従って、該整流板２ ０がその固定部で破断して合流通路部材５内に脱落する等の不具合の発生が未然 に且つ確実に防止され、該整流板２０による圧力波の伝翻防止効果が長期に亘っ て良好に維持され、延いてはエンジン１の性能向上が促進されるものである。

【００２５】 一方、上記第１集合通路３と第２集合通路４とは、上述のように排気通路構成 上の理由から、その通路抵抗が相異する構成となっている。この両集合通路３, ４相互間における通路抵抗差が大きいと、第１バンク１１側の各気筒と第２バン ク１２側の各気筒との間における燃焼性に大きな不均等が生じ、結果的にエンジ ン１の出力性能に悪影響を与えることとなる。

【００２６】 ところが、この実施例のものにおいては、上記整流板２０をその逃げ部２１の 膨出方向が通路抵抗の小さい第１集合通路３側となるように配置していることか ら、合流部５４においては該整流板２０の逃げ部２１の膨出分だけ第１集合通路 ３側の通路面積が絞られてその通路抵抗が大きくなり、この結果、本来通路抵抗 に大きな差のある通路構成であるにもかかわらず、第１集合通路３と第２集合通 路４との間の通路抵抗差が可及的に小ならしめられ、通路抵抗の均等化が促進さ れることとなる。従って、各バンク１１,１２の気筒相互間における燃焼性が可 及的に均等化され、エンジン全体としての出力性能の向上が図れる。

【００２７】 尚、この実施例においてはＶ型エンジンを対象としているが、本願考案はこれ に限定されるものでなく、例えば直列エンジンにも適用でき、また排気行程が連 続する複数の気筒を一群としこれからの排気ガスを集合通路によって集合させる 構成のものにも適用し得ることは勿論である。さらに、この実施例のようにエン ジンの各気筒を単に二群に分ける場合のみならず、例えば複数の気筒を二以上の 群に分けてその中の特定の二群の気筒相互を二つの集合通路によって集合させた 後、これを一つに合流させるような構成のものにおいても適用し得るものである 。また、逃げ部２１の構成としては、この実施例のように単に整流板２０の一部 を湾曲状に形成する他に、例えば該整流板２０の一部を蛇腹状に屈曲させる等の 種々の形態をとることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ】図２のＩ部拡大図である。

【図１Ｂ】図１ＡのＩＩーＩＩ縦断面図である。

【図１Ｃ】図１ＢのＩＩＩーＩＩＩ縦断面図である。

【図２】本願考案の実施例にかかるエンジンの排気装置
の要部平面図である。

【図３】図２のＩＶーＩＶ矢視図である。

【符号の説明】

１はエンジン、２は排気通路ユニット、３は第１集合通
路、４は第２集合通路、５は合流通路部材、６は排気主
通路、７はサイレンサー、１１は第１バンク、１２は第
２バンク、１３は排気マニホールド、１４は排気マニホ
ールド、２０は整流板、２１は逃げ部である。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の気筒を有するエンジンの各気筒を
   二群に分けて各気筒群の各気筒からの排気をそれぞれ集
   合通路によって集合させるとともに、該二つの集合通路
   をその下流側において合流させて排気主通路とし、さら
   にこの二つの集合通路の合流部に、該各集合通路を上記
   合流部の上流側において相互に区画する如くその上流側
   通路壁より下流側に向って延出する整流板を設けたエン
   ジンの排気装置であって、上記整流板に、上記集合部の
   熱膨張変形に追従して該整流板をその板面方向に伸縮変
   形可能とする逃げ部を形成したことを特徴とするエンジ
   ンの排気装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のエンジンの排気装置にお
   いて、上記整流板は、その一部を板厚方向に屈曲させて
   これを上記逃げ部とするとともに、少なくとも該逃げ部
   を板面方向に挟んで対向する両端部を上記合流部の通路
   壁に対して固定せしめたことを特徴とするエンジンの排
   気装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載のエンジンの排気装置にお
   いて、上記二つの集合通路をその通路抵抗が相互に相異
   する如く構成する一方、上記整流板は、その一部を板厚
   方向にしかもその両側面側への膨出量が相異するように
   屈曲させてこれを上記逃げ部とするとともに、上記合流
   部に対して上記膨出量が大きい側の側面を通路抵抗の小
   さい排気通路側に臨ませた状態で配置したことを特徴と
   するエンジンの排気装置。