JPH04358718A - Exhaust device of internal combustion engine - Google Patents

Exhaust device of internal combustion engine

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JPH04358718A
JPH04358718A JP13442791A JP13442791A JPH04358718A JP H04358718 A JPH04358718 A JP H04358718A JP 13442791 A JP13442791 A JP 13442791A JP 13442791 A JP13442791 A JP 13442791A JP H04358718 A JPH04358718 A JP H04358718A
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JP
Japan
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exhaust
exhaust gas
manifold chamber
internal combustion
exhaust system
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Application number
JP13442791A
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Japanese (ja)
Inventor
Mikiya Hosomi
細見 幹也
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2882Catalytic reactors combined or associated with other devices, e.g. exhaust silencers or other exhaust purification devices
    • F01N3/2885Catalytic reactors combined or associated with other devices, e.g. exhaust silencers or other exhaust purification devices with exhaust silencers in a single housing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01N2470/00Structure or shape of gas passages, pipes or tubes
    • F01N2470/16Plurality of inlet tubes, e.g. discharging into different chambers
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    • F01N2470/00Structure or shape of gas passages, pipes or tubes
    • F01N2470/18Structure or shape of gas passages, pipes or tubes the axis of inlet or outlet tubes being other than the longitudinal axis of apparatus

Abstract

PURPOSE:To increase output of an engine by smoothing flow of exhaust gas in a manifold chamber so as to reduce pressure loss of exhaust gas, in the exhaust device of a straight type internal combustion engine. CONSTITUTION:The tapered inlet port 31 of a catalyst converter 30 is provided so as to be projected in a manifold chamber 22. A branch pipe 23-4 provided most backward (T2 direction) is inclined forward (Y1 direction) and it is inserted in and mounted on the manifold chamber 22. Exhaust gas 45-4 outputted from the branch pipe 23-4 is branched away in right and left according to the shape of the inlet port 31, and it flows in a loop shape as shown by an arrow (B). It is thus possible to smooth flow of exhaust gas 45-1 to 45-4 in the manifold chamber 22.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の排気装置に係
り、特に直列型内燃機関のクランク軸の軸方向に排気ガ
スを排出する内燃機関の排気装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust system for an internal combustion engine, and more particularly to an exhaust system for an internal combustion engine that discharges exhaust gas in the axial direction of the crankshaft of an in-line internal combustion engine.

【0002】0002

【従来の技術】図8は従来の内燃機関の排気装置の一例
の構成図を示す。
2. Description of the Related Art FIG. 8 shows a configuration diagram of an example of a conventional exhaust system for an internal combustion engine.

【0003】同図中、10は直列4気筒のエンジン本体
1の排気ポート(図には表れていない)の直下に排気装
置2を直接設け、小型化を図った車載用のエンジンを示
している。上記排気装置2は、エンジン本体1と排気装
置2を結合するマニホルドフランジ3と、マニホルドフ
ランジ3を介して各排気ポートと管路が接続されたブラ
ンチパイプ4と、各ブランチパイプ4からの排気ガスが
集合するマニホルドチャンバ5と、触媒コンバータ6と
、第2消音器7と、排気ガスを大気まで搬送するアウト
レットパイプ8とにより構成されている。
In the figure, reference numeral 10 indicates an in-vehicle engine in which an exhaust system 2 is installed directly under the exhaust port (not shown in the figure) of an in-line four-cylinder engine body 1 to achieve miniaturization. . The exhaust system 2 includes a manifold flange 3 that connects the engine body 1 and the exhaust system 2, a branch pipe 4 to which exhaust ports and pipes are connected via the manifold flange 3, and exhaust gas from each branch pipe 4. It is composed of a manifold chamber 5 where the exhaust gases are collected, a catalytic converter 6, a second muffler 7, and an outlet pipe 8 that conveys exhaust gas to the atmosphere.

【0004】エンジン本体1の各シリンダ(図示せず)
から排出された排気ガスは、各排気ポート、及びブラン
チパイプ4を通って第1消音器であるマニホルドチャン
バ5に排出され、以後、触媒コンバータ6、第2消音器
7、アウトレットパイプ8を通って、消音と有毒ガスの
除去が行われて大気に放出される。
[0004] Each cylinder of the engine body 1 (not shown)
Exhaust gas is discharged through each exhaust port and branch pipe 4 to a manifold chamber 5, which is a first muffler, and then passes through a catalytic converter 6, a second muffler 7, and an outlet pipe 8. , the sound is muffled and toxic gases are removed before being released into the atmosphere.

【0005】同図に示す排気装置2は、エンジン本体1
のクランク軸の軸方向であるY2 方向に排気ガスを排
出する構成であり、よってエンジン10は、クランク軸
の軸方向を車両の前後方向に合わせ、アウトレットパイ
プ8を車両の後方へ延在させるように搭載される縦置型
の車載用エンジンである(上記縦置型に対して、クラン
ク軸の軸方向が車両の前後方向と垂直となるように搭載
されるものを横置型という)。
[0005] The exhaust system 2 shown in the figure is an engine main body 1.
The engine 10 is configured to discharge exhaust gas in the Y2 direction, which is the axial direction of the crankshaft of the engine 10, so that the axial direction of the crankshaft is aligned with the longitudinal direction of the vehicle, and the outlet pipe 8 is extended toward the rear of the vehicle. This is a vertically mounted vehicle engine mounted on a vehicle (in contrast to the above-mentioned vertically mounted engine, a horizontally mounted engine is one that is mounted so that the axial direction of the crankshaft is perpendicular to the longitudinal direction of the vehicle).

【0006】[0006]

【考案が解決しようとする課題】図9は図8に示す排気
装置2における課題を説明する図であり、マニホルドチ
ャンバ5内における排気ガス11−1〜11−4の流れ
を模式的に表した図である。
[Problem to be solved by the invention] FIG. 9 is a diagram illustrating a problem in the exhaust system 2 shown in FIG. 8, and schematically represents the flow of exhaust gases 11-1 to 11-4 in the manifold chamber 5. It is a diagram.

【0007】上記縦置型のエンジンの場合には、同図に
示すように、各ブランチパイプ4−1〜4−4から排出
された排気ガス11−1〜11−4は、触媒コンバータ
6に向かうために90度の方向転換が必要とされる。し
かも各ブランチパイプ4−1〜4−4の出口部における
排気ガス11−1〜11−4の流速は100m/s程度
の高速とされている。
In the case of the vertically installed engine, as shown in the figure, the exhaust gases 11-1 to 11-4 discharged from the branch pipes 4-1 to 4-4 are directed toward the catalytic converter 6. This requires a 90 degree turn. Furthermore, the flow velocity of the exhaust gases 11-1 to 11-4 at the outlet portions of the branch pipes 4-1 to 4-4 is set at a high speed of about 100 m/s.

【0008】このため、触媒コンバータ6のインレット
ポート6aに最も近いブランチパイプ4−4からの排気
ガス11−4は、急激にインレットポート6a方向に曲
がりきれず、同図に示すように、触媒コンバータ6のイ
ンレットポート6aの前面を通り抜けるように流れてし
まう。その他のブランチパイプ4−1〜4−3からの排
気ガス11−1〜11−3は、触媒コンバータ6から離
れているため、比較的スムーズに方向転換が行われ、イ
ンレットポート6aに向かって流れようとする。従って
、上記ブランチパイプ4−4からの排気ガス11−4は
、同図に点線で示すA部において、他の排気ガス11−
1〜11−3のインレットポート6aへの流入を阻害す
るように作用し、マニホルドチャンバ5内での圧力損失
を増大させている。 このため、排気装置2全体における排気圧力損失は増大
し、エンジン10の出力低下をもたらす原因となってい
る。
For this reason, the exhaust gas 11-4 from the branch pipe 4-4 closest to the inlet port 6a of the catalytic converter 6 cannot completely turn toward the inlet port 6a, and as shown in the figure, the exhaust gas 11-4 is The liquid flows through the front surface of the inlet port 6a of No. 6. Since the exhaust gases 11-1 to 11-3 from the other branch pipes 4-1 to 4-3 are far from the catalytic converter 6, their direction is changed relatively smoothly and flows toward the inlet port 6a. try Therefore, the exhaust gas 11-4 from the branch pipe 4-4 is separated from the other exhaust gas 11-4 in the section A shown by the dotted line in the figure.
1 to 11-3 from flowing into the inlet port 6a, increasing the pressure loss within the manifold chamber 5. Therefore, the exhaust pressure loss in the entire exhaust system 2 increases, causing a decrease in the output of the engine 10.

【0009】そこで本発明は上記課題に鑑みなされたも
ので、マニホルドチャンバにおける排気ガスのスムーズ
な流れを阻害する排気ガスを、排気ガス全体がスムーズ
に流れるように案内する案内部材をマニホルドチャンバ
内に設けることにより、マニホルドチャンバ内の排気ガ
スの流れを全体的にスムーズとしてマニホルドチャンバ
における排気圧力損失を減少せしめ、エンジンの出力を
増大させる内燃機関の排気装置を提供することを目的と
する。
[0009]The present invention was made in view of the above-mentioned problems, and includes a guide member in the manifold chamber that guides the exhaust gas, which obstructs the smooth flow of the exhaust gas in the manifold chamber, so that the entire exhaust gas flows smoothly. An object of the present invention is to provide an exhaust system for an internal combustion engine, which makes the flow of exhaust gas within a manifold chamber smooth as a whole, reduces exhaust pressure loss in the manifold chamber, and increases the output of the engine.

【0010】0010

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、直列型内燃機関の排気ポートの直下に、複
数の排気ポートからの排気ガスが集合する拡張室を設け
ると共に、前記排気ガスを前記内燃機関のクランク軸の
軸方向に排出する開口部を前記拡張室に設けた内燃機関
の排気装置において、前記拡張室における前記開口部へ
の円滑な排気ガスの流れを乱す方向に排気ガスを排出す
る排気ポート(以下、特定ポートという)に対向するよ
うに、案内部材を前記拡張室に設け、前記案内部材によ
り前記特定ポートから排出される排気ガスの流れを変更
し、前記拡張室内における前記円滑な排気ガスの流れを
維持する構成である。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides an expansion chamber directly below an exhaust port of an in-line internal combustion engine in which exhaust gases from a plurality of exhaust ports gather, and In an exhaust system for an internal combustion engine, the expansion chamber is provided with an opening for discharging gas in the axial direction of the crankshaft of the internal combustion engine, wherein exhaust gas is discharged in a direction that disturbs the smooth flow of exhaust gas to the opening in the expansion chamber. A guide member is provided in the expansion chamber so as to face an exhaust port that exhausts gas (hereinafter referred to as a specific port), and the guide member changes the flow of exhaust gas exhausted from the specific port, and This structure maintains the smooth flow of the exhaust gas.

【0011】[0011]

【作用】特定ポートに対向するように案内部材を拡張室
内に設けることにより、特定ポートからの排気ガスは、
その流れ方向が変更され、拡張室における各排気ポート
から開口部への円滑な排気ガスの流れを乱すことを防止
する。その結果、排気ガスの拡張室における圧力損失を
減少させる。
[Operation] By providing a guide member in the expansion chamber to face a specific port, exhaust gas from the specific port can be
The flow direction is changed to prevent disturbing the smooth flow of exhaust gas from each exhaust port to the opening in the expansion chamber. As a result, the pressure loss in the exhaust gas expansion chamber is reduced.

【0012】0012

【実施例】図1は本発明になる内燃機関の排気装置の第
1実施例の構成図、図2は図1に示す排気装置がエンジ
ンに装着された状態の断面図であり、図1中、II−I
I線に沿う断面部分を示す。図3は図1に示す排気装置
を含んだ排気システム全体の斜視図である。
[Embodiment] Fig. 1 is a block diagram of a first embodiment of an exhaust system for an internal combustion engine according to the present invention, and Fig. 2 is a cross-sectional view of the exhaust system shown in Fig. 1 installed in the engine. , II-I
A cross-sectional portion taken along line I is shown. FIG. 3 is a perspective view of the entire exhaust system including the exhaust device shown in FIG. 1.

【0013】各図中、排気装置20は、上述した縦置型
車載用の4気筒直列型エンジン(以下、単にエンジンと
いう)50に設けられた排気装置の例である。各図中、
21はエンジン本体24との接合部であるマニホルドフ
ランジ、22は第1の消音器であるマニホルドチャンバ
である。23−1〜23−4は、マニホルドフランジ2
1とマニホルドチャンバ22との間に設けられたブラン
チパイプであり、排気ポートからの排気ガスをマニホル
ドチャンバ22に搬送する。ブランチパイプ23−1〜
23−4の一端は、エンジン本体24の各排気ポート(
図には表れていない)と、マニホルドフランジ21を介
して接続されており、ブランチパイプ23−1〜23−
4の排気ポートと反対側の先端部は、マニホルドチャン
バ22内に延出した状態で設けられている。
In each figure, an exhaust system 20 is an example of an exhaust system installed in the above-mentioned vertically mounted four-cylinder in-line engine (hereinafter simply referred to as engine) 50. In each figure,
21 is a manifold flange that is a joint with the engine body 24, and 22 is a manifold chamber that is a first muffler. 23-1 to 23-4 are manifold flanges 2
1 and the manifold chamber 22, and conveys exhaust gas from the exhaust port to the manifold chamber 22. Branch pipe 23-1~
One end of 23-4 is connected to each exhaust port (
(not shown in the figure) via the manifold flange 21, and branch pipes 23-1 to 23-
The distal end portion of No. 4 on the side opposite to the exhaust port is provided to extend into the manifold chamber 22 .

【0014】マニホルドチャンバ22に隣接した第2消
音器25は、内部に複数の拡張室及び排気ガスの流通孔
が構成され排気音を効率的に消音する。また、26は排
気ガスを外部へ搬送するアウトレットパイプである。
The second muffler 25 adjacent to the manifold chamber 22 has a plurality of expansion chambers and exhaust gas circulation holes therein, and efficiently muffles exhaust noise. Further, 26 is an outlet pipe that conveys exhaust gas to the outside.

【0015】上記マニホルドチャンバ22と第2消音器
25は、夫々分割フランジ27a,27bを設け、この
分割フランジ27a,27bを当接させてボルト28に
より直接結合されている。そして、このように結合状態
にあるマニホルドチャンバ22と第2消音器25との間
に、触媒コンバータ30が分割フランジ27a,27b
の内周部に嵌装された状態で装着されている。触媒コン
バータ30の、車両の前後方向となるY1 −Y2 方
向上の位置は、触媒コンバータ30の中央部が丁度分割
フランジ27a,27bの部位となる位置とされている
。従って、触媒コンバータ30の先細形状のインレット
ポート31は、マニホルドチャンバ22内に突出するよ
うに設けられ、また他方のアウトレットポート32も第
2消音器25内に突出するように設けられている。
The manifold chamber 22 and the second muffler 25 are provided with split flanges 27a and 27b, respectively, and are directly connected by bolts 28 with the split flanges 27a and 27b in contact with each other. The catalytic converter 30 is connected between the manifold chamber 22 and the second muffler 25, which are connected to each other in this way.
It is attached to the inner periphery of the The position of the catalytic converter 30 in the Y1-Y2 direction, which is the longitudinal direction of the vehicle, is such that the central portion of the catalytic converter 30 is exactly where the dividing flanges 27a and 27b are located. Therefore, the tapered inlet port 31 of the catalytic converter 30 is provided to protrude into the manifold chamber 22, and the other outlet port 32 is also provided to protrude into the second muffler 25.

【0016】また、重量物である触媒コンバータ30を
上記の如く内設した排気装置20をエンジン本体24に
固定するために、図1,2に示すように、マニホルドサ
ポートブラケット35が、一端がボルト36によりエン
ジン本体24に固定され、他端が上記ボルト28により
分割フランジ27a,27bの締付と共に共締めされて
設けられている。また、33、34夫々は、触媒コンバ
ータ30に流入する排気ガス、及び、触媒コンバータ3
0により排気ガス中の有毒成分が除去された排気ガスの
中の酸素の量を検出する酸素(O2 )センサである。
In addition, in order to fix the exhaust system 20 in which the heavy catalytic converter 30 is installed as described above to the engine body 24, as shown in FIGS. 36 to the engine body 24, and the other end thereof is fastened together with the bolt 28 when the split flanges 27a and 27b are tightened. Further, 33 and 34 respectively indicate exhaust gas flowing into the catalytic converter 30 and the catalytic converter 3.
This is an oxygen (O2) sensor that detects the amount of oxygen in exhaust gas from which toxic components have been removed.

【0017】図2中、24aはエンジン本体24のオイ
ルパンであり、このオイルパン24aの配置から分かる
ように、本実施例のエンジン50は、図2に示すように
、大略横に寝かされた状態で車両に搭載される。このよ
うな配置構成のエンジン50により、車両のフロアを低
くすることができる。
In FIG. 2, 24a is an oil pan of the engine body 24, and as can be seen from the arrangement of this oil pan 24a, the engine 50 of this embodiment is laid down approximately on its side, as shown in FIG. It is mounted on the vehicle in the same condition. With the engine 50 arranged in this manner, the floor of the vehicle can be lowered.

【0018】また、図3中、37は第2消音器を車両に
固定するマフラブラケット、38は振動遮断デバイスで
あるフレキシブルパイプ、39は車両の後方外部まで排
気ガスを搬送するテールパイプ、40,42は夫々パイ
プ側、及び車両側に設けられたサポートブラケット、4
1はサポートゴムである。
Further, in FIG. 3, 37 is a muffler bracket that fixes the second muffler to the vehicle, 38 is a flexible pipe that is a vibration isolation device, 39 is a tail pipe that conveys exhaust gas to the rear outside of the vehicle, 40, 42 are support brackets provided on the pipe side and the vehicle side, respectively;
1 is support rubber.

【0019】次に、排気装置20における排気ガスの流
れについて説明する。
Next, the flow of exhaust gas in the exhaust system 20 will be explained.

【0020】エンジン本体24の各シリンダ(図示せず
)から排出された排気ガスは、各排気ポート、及びブラ
ンチパイプ23−1〜23−4を通って、第1消音器で
あるマニホルドチャンバ22内に排出され、ここで拡張
する。この拡張作用により排気ガスの脈動は減衰され、
また各排気ポートからの排気ガスが混合するため、各シ
リンダ間での排気干渉を低減することができる。
Exhaust gas discharged from each cylinder (not shown) of the engine body 24 passes through each exhaust port and branch pipes 23-1 to 23-4, and enters the manifold chamber 22, which is a first muffler. is ejected to and expanded here. This expansion action attenuates the exhaust gas pulsation,
Furthermore, since the exhaust gas from each exhaust port is mixed, exhaust interference between each cylinder can be reduced.

【0021】ここで、本実施例の排気装置20において
は、上記の如く、触媒コンバータ30のインレットポー
ト31が、マニホルドチャンバ22内に突出した状態で
設けられている。更に、このインレットポート31は、
O2 センサ33が正確にO2 量を検出しうるように
O2 センサ33の近傍において絞られており、図1に
示すように先細形状とされている。
[0021] In the exhaust system 20 of this embodiment, the inlet port 31 of the catalytic converter 30 is provided so as to protrude into the manifold chamber 22, as described above. Furthermore, this inlet port 31 is
The O2 sensor 33 is narrowed in the vicinity of the O2 sensor 33 so that it can accurately detect the amount of O2, and has a tapered shape as shown in FIG.

【0022】このため、従来において問題となっていた
、マニホルドチャンバ22の最も後方側のブランチパイ
プ23−4からの排気ガス45−4は、図1,2中、矢
印Bで示すようにインレットポート31の傾斜面を有す
る外周形状により左右に振り分けられる。その結果、上
記排気ガス45−4はインレットポート31の入口部前
面を通ることはなく、ブランチパイプ23−4以外のブ
ランチパイプ23−1〜23−3からの排気ガス45−
1〜45−3は、排気ガス45−4に妨げられることな
く触媒コンバータ30のインレットポート31に流入す
ることができる。
Therefore, the exhaust gas 45-4 from the branch pipe 23-4 on the rearmost side of the manifold chamber 22, which has been a problem in the past, is removed from the inlet port as shown by arrow B in FIGS. It can be divided into left and right by the outer peripheral shape having 31 inclined surfaces. As a result, the exhaust gas 45-4 does not pass through the front face of the inlet port of the inlet port 31, and the exhaust gas 45-4 does not pass through the front surface of the inlet port of the inlet port 31, and the exhaust gas 45-4 does not pass through the front surface of the inlet portion of the inlet port 31, and the exhaust gas 45-4 does not pass through the front surface of the inlet portion of the inlet port 31, and the exhaust gas 45-4 does not pass through the front surface of the inlet portion of the inlet port 31.
1 to 45-3 can flow into the inlet port 31 of the catalytic converter 30 without being obstructed by the exhaust gas 45-4.

【0023】更に、本実施例の排気装置20においては
、上述した最も後方(Y2 方向)側のブランチパイプ
23−4を、図1に示すように前方(Y1 方向)側に
傾斜させてマニホルドチャンバ22に取り付けている。 このため、ブランチパイプ23−4からの排気ガス45
−4は、上記の如くインレットポート31の左右に振り
分けられるだけではなく、マニホルドチャンバ22の図
中上面22aに適当な角度を有して当たり、これによっ
て前方に案内され、更にマニホルドチャンバ22の前部
に形成された湾曲部22bにスムーズに案内されて下方
へ回り込む。
Furthermore, in the exhaust system 20 of this embodiment, the branch pipe 23-4 at the rearmost side (in the Y2 direction) is inclined forward (in the Y1 direction) as shown in FIG. It is attached to 22. Therefore, the exhaust gas 45 from the branch pipe 23-4
-4 is not only distributed to the left and right sides of the inlet port 31 as described above, but also hits the upper surface 22a of the manifold chamber 22 in the figure at an appropriate angle, thereby being guided forward, and furthermore, It is smoothly guided by the curved part 22b formed in the part and turns downward.

【0024】そして更にこの排気ガス45−4は、イン
レットポート31から最も遠い位置にあり、且つ後方(
Y2 方向)側に傾斜させてマニホルドチャンバ22に
取り付けられているブランチパイプ23−1からの排気
ガス45−1の流れと合流することにより、触媒コンバ
ータ30の軸方向に真っ直ぐインレットポート31に入
り込む方向に偏向されて、結局、図1に矢印Bで示すよ
うにループ状に流れる。
Furthermore, this exhaust gas 45-4 is located at the farthest position from the inlet port 31 and at the rear (
The direction in which the exhaust gas 45-1 enters the inlet port 31 in the axial direction of the catalytic converter 30 by merging with the flow of the exhaust gas 45-1 from the branch pipe 23-1 attached to the manifold chamber 22 while being inclined toward the Y2 direction) side. Eventually, it flows in a loop as shown by arrow B in FIG.

【0025】また、上記ブランチパイプ23−1,23
−4の間のブランチパイプ23−2,23−3からの排
気ガス45−2,45−3は、インレットポート31に
真っ直ぐ流れ込む上記排気ガス45−1,45−4の流
れに伴流するように曲げられ、比較的スムーズにインレ
ットポート31に流れ込む。
[0025] Also, the branch pipes 23-1, 23
The exhaust gases 45-2, 45-3 from the branch pipes 23-2, 23-3 between -4 follow the flow of the exhaust gases 45-1, 45-4 that flow straight into the inlet port 31. and flows into the inlet port 31 relatively smoothly.

【0026】このように本実施例の排気装置20によれ
ば、各排気ガス45−1〜45−4は従来のようにイン
レットポートの前部で衝突することなく、マニホルドチ
ャンバ22内においてスムーズに流れ、触媒コンバータ
30のインレットポート31に流入する。
As described above, according to the exhaust system 20 of this embodiment, each of the exhaust gases 45-1 to 45-4 smoothly flows inside the manifold chamber 22 without colliding at the front of the inlet port as in the conventional case. and flows into the inlet port 31 of the catalytic converter 30.

【0027】図4は図8に示す従来の排気装置2を装着
したエンジン10と、図1に示す本実施例の排気装置2
0を装着したエンジン50の出力を比較した実験のデー
タを示すグラフである。
FIG. 4 shows an engine 10 equipped with the conventional exhaust system 2 shown in FIG. 8, and an engine 10 equipped with the conventional exhaust system 2 shown in FIG.
3 is a graph showing experimental data comparing the outputs of engines 50 equipped with 0.

【0028】同図中、一点鎖線で示されたトルク値T1
 、出力値P1 は、エンジン50の性能値であり、実
線で示されたトルク値T2、出力値P2 は、エンジン
10の性能値である。同図からも明らかなように、本実
施例のエンジン50の方がトルク値、出力値共に高い値
を示し、上記構成の排気装置の効果を示している。特に
、エンジン回転数の高い領域においてその差が明確とな
っている。これは、上記実験とは別に行われた、排気装
置2,20夫々のの圧力損失の計測において、排気装置
20の方が排気装置2に比べて12%程度圧力損失が小
さいという計測結果に起因した結果であることは当然で
ある。
In the figure, the torque value T1 is indicated by a dashed line.
, output value P1 are performance values of the engine 50, and torque value T2 and output value P2 shown by solid lines are performance values of the engine 10. As is clear from the figure, the engine 50 of this embodiment exhibits higher torque and output values, demonstrating the effectiveness of the exhaust system having the above configuration. The difference is especially clear in the high engine speed range. This is due to the measurement result that the pressure loss of the exhaust device 20 is about 12% smaller than that of the exhaust device 2 in the measurement of the pressure loss of the exhaust devices 2 and 20, which was conducted separately from the above experiment. It is natural that this is the result of this.

【0029】以上のように本実施例の排気装置20によ
れば、従来の排気装置2に比べて排気ガスの圧力損失を
低減することができるため、排気装置20を装着したエ
ンジン50の出力を増大させることができる。また、圧
力損失が低減することにより、マニホルドチャンバ22
における消音効果も増大する。
As described above, according to the exhaust system 20 of this embodiment, the pressure loss of exhaust gas can be reduced compared to the conventional exhaust system 2, so that the output of the engine 50 equipped with the exhaust system 20 can be reduced. can be increased. Also, by reducing pressure loss, the manifold chamber 22
The silencing effect is also increased.

【0030】また上記効果とは別に、上述の如くマニホ
ルドチャンバ22と第2消音器25とを直接結合させ、
その中に触媒コンバータ30を設けて一体的とした排気
装置20を、エンジン本体24の排気ポート直下に設け
た構成により、排気装置20単体、及び排気装置20を
装着したエンジン50の小型化を図ることができる。
In addition to the above effects, the manifold chamber 22 and the second muffler 25 are directly coupled as described above,
By providing an integrated exhaust system 20 with a catalytic converter 30 therein directly under the exhaust port of the engine body 24, the exhaust system 20 alone and the engine 50 equipped with the exhaust system 20 can be made smaller. be able to.

【0031】このため、図3に示す排気装置20を有し
た排気システム全体では、テールパイプ39からマフラ
及び触媒コンバータが除かれ、これにより、■車両アン
ダフロアに余剰スペースが生じ、例えば燃料タンク、足
廻り等の部品のために利用できる。■車両アンダフロア
の空力特性が向上する。■排気管26からテールパイプ
39までのサポート点数が大幅に削減でき、また、従来
装着されていた触媒ケースが不要となるため、部品点数
、及び作業工数の点から大幅なコスト低減、及び重量の
軽減が可能となる。等の効果を得ることができる。
Therefore, in the entire exhaust system including the exhaust device 20 shown in FIG. 3, the muffler and catalytic converter are removed from the tail pipe 39, and as a result, an extra space is created under the vehicle underfloor, for example, the fuel tank, Can be used for parts such as undercarriage. ■Improves the aerodynamic characteristics of the vehicle underfloor. ■The number of support points from the exhaust pipe 26 to the tail pipe 39 can be significantly reduced, and the conventionally installed catalyst case is no longer required, resulting in a significant cost reduction in terms of the number of parts and man-hours, and a reduction in weight. reduction is possible. Effects such as this can be obtained.

【0032】更に、本実施例の排気装置20では、排気
ポートと触媒コンバータ30との距離が短くなることか
ら、エミッション性能、即ち触媒コンバータ30による
排気ガス中の有毒成分の除去効率が向上する。
Furthermore, in the exhaust system 20 of this embodiment, since the distance between the exhaust port and the catalytic converter 30 is shortened, the emission performance, that is, the efficiency of removing toxic components from the exhaust gas by the catalytic converter 30 is improved.

【0033】図5は本発明になる内燃機関の排気装置の
第2実施例の構成図を示す。
FIG. 5 shows a configuration diagram of a second embodiment of an exhaust system for an internal combustion engine according to the present invention.

【0034】同図中、61はマニホルドチャンバ、62
−1〜62−4は各ブランチパイプ、63はアウトレッ
トパイプである。本第2実施例の排気装置60は、アウ
トレットパイプ63に近いブランチパイプ62−3,6
2−4のマニホルドチャンバ61との接続部から、更に
マニホルドチャンバ61の内部にガイドパイプ64−3
,64−4を連設した構成を特徴とする。
In the figure, 61 is a manifold chamber, and 62 is a manifold chamber.
-1 to 62-4 are branch pipes, and 63 is an outlet pipe. The exhaust system 60 of the second embodiment has branch pipes 62-3 and 6 near the outlet pipe 63.
A guide pipe 64-3 is further inserted into the manifold chamber 61 from the connection part with the manifold chamber 61 of 2-4.
, 64-4 are arranged in series.

【0035】一方のガイドパイプ64−4は、排気ガス
65−4が同図中矢印Cで示すループ状に流れるように
、排気ガス65−4を斜め上方に案内する。その結果、
排気ガス65−4はループ状に流れ、アウトレットパイ
プ63の軸方向に略真っ直ぐ流入する。ブランチパイプ
62−3からの図示されていない排気ガスも、他方のガ
イドパイプ64−3により、排気ガス65−4同様に案
内され、アウトレットパイプ63の軸方向に略真っ直ぐ
流入する。また、ブランチパイプ62−1,62−2か
らの排気ガス65−1,65−2は、アウトレットパイ
プ63から距離を有していると共に、アウトレットパイ
プ63の軸方向に真っ直ぐ流入する上記ブランチパイプ
62−3,62−4からの排気ガスの流れに合流するこ
とにより、スムーズにアウトレットパイプ63に流れ込
む。
One guide pipe 64-4 guides the exhaust gas 65-4 obliquely upward so that the exhaust gas 65-4 flows in a loop shape as indicated by arrow C in the figure. the result,
The exhaust gas 65-4 flows in a loop shape and flows approximately straight in the axial direction of the outlet pipe 63. Exhaust gas (not shown) from the branch pipe 62-3 is also guided by the other guide pipe 64-3 in the same manner as the exhaust gas 65-4, and flows approximately straight in the axial direction of the outlet pipe 63. Furthermore, the exhaust gases 65-1 and 65-2 from the branch pipes 62-1 and 62-2 have a distance from the outlet pipe 63 and flow straight into the branch pipe 62 in the axial direction of the outlet pipe 63. By joining the flow of exhaust gas from -3 and 62-4, it smoothly flows into the outlet pipe 63.

【0036】このように、本第2実施例の排気装置60
においても、マニホルドチャンバ61内の排気ガス65
−1〜65−4の流れはスムーズとなり、圧力損失を従
来に比べて低減でき、上記第1実施例と同様の効果を得
ることができる。
In this way, the exhaust system 60 of the second embodiment
Also, the exhaust gas 65 in the manifold chamber 61
The flow from -1 to 65-4 becomes smooth, pressure loss can be reduced compared to the conventional one, and the same effects as in the first embodiment can be obtained.

【0037】図6は本発明になる内燃機関の排気装置の
第3実施例の構成図を示す。
FIG. 6 shows a configuration diagram of a third embodiment of an exhaust system for an internal combustion engine according to the present invention.

【0038】同図中、排気装置70は、マニホルドチャ
ンバ71内に触媒コンバータ72を内設した排気装置で
あり、上記第2実施例にて説明したガイドパイプ74−
1〜74−4が全てのブランチパイプ73−1〜73−
4に接続されてマニホルドチャンバ71内に設けられて
いる。これらのガイドパイプ74−1〜74−4は、各
ブランチパイプ73−1〜73−4からの排気ガスを、
図中矢印で示すように、触媒コンバータ72のインレッ
トポート72aにスムーズに流入するように案内する。
In the figure, an exhaust system 70 is an exhaust system in which a catalytic converter 72 is disposed inside a manifold chamber 71, and a guide pipe 74-- which was explained in the second embodiment above.
1 to 74-4 are all branch pipes 73-1 to 73-
4 and is provided within the manifold chamber 71. These guide pipes 74-1 to 74-4 direct exhaust gas from each branch pipe 73-1 to 73-4,
As shown by the arrow in the figure, it is guided so that it flows smoothly into the inlet port 72a of the catalytic converter 72.

【0039】また、触媒コンバータ72がマニホルドチ
ャンバ71内に内設された構成により、排気装置70の
小型化が図られると共に、後方のガイドパイプ74−3
、74−4から出た排気ガスを触媒コンバータ72の外
周面で分散させ、前方のガイドパイプ74−1,74−
2から出た排気ガスとの衝突が防止されるため、マニホ
ルドチャンバ71内の排気ガスの流れをよりスムーズと
する。このため、本第3実施例においてもマニホルドチ
ャンバ71内の圧力損失を従来に比べて低減でき、上記
第1実施例と同様の効果を得ることができる。
Further, by having the catalytic converter 72 installed inside the manifold chamber 71, the exhaust system 70 can be made smaller, and the rear guide pipe 74-3 can be
, 74-4 is dispersed on the outer peripheral surface of the catalytic converter 72, and the exhaust gas emitted from the front guide pipes 74-1, 74-
Since collision with the exhaust gas coming out from the manifold chamber 71 is prevented, the flow of the exhaust gas inside the manifold chamber 71 is made smoother. Therefore, in the third embodiment as well, the pressure loss within the manifold chamber 71 can be reduced compared to the prior art, and the same effects as in the first embodiment can be obtained.

【0040】更に排気装置70のように、各ブランチパ
イプ73−1〜73−4夫々にガイドパイプ74−1〜
74−4を設けた構成とすることにより、各ガイドパイ
プ74−1〜74−4の形状を調節して、マニホルドチ
ャンバ71内の排気圧力損失を容易に最小限に調整する
ことができる。
Further, like the exhaust system 70, each branch pipe 73-1 to 73-4 has a guide pipe 74-1 to 74-4, respectively.
74-4, the exhaust pressure loss in the manifold chamber 71 can be easily minimized by adjusting the shape of each guide pipe 74-1 to 74-4.

【0041】図7は本発明になる内燃機関の排気装置の
第4実施例の構成図を示す。
FIG. 7 shows a configuration diagram of a fourth embodiment of an exhaust system for an internal combustion engine according to the present invention.

【0042】同図中、排気装置80は、上記第3実施例
で説明したガイドパイプをマニホルドチャンバ81内に
一切設けない構成である。上記構成の排気装置80にお
いては、アウトレットパイプ82の下方の天井板81a
が、後方(Y2 方向)のブランチパイプ83−3,8
3−4からの排気ガス84−3,84−4の案内部材と
して作用し、排気ガス84−3,84−4を拡散させな
がら前方へ案内する。その結果、各ブランチパイプ83
−1〜83−4からの排気ガスは図中矢印で示すように
マニホルドチャンバ81内をスムーズに流れ、本第4実
施例においてもマニホルドチャンバ81における排気ガ
スの圧力損失を従来に比べて低減することができる。
In the figure, an exhaust system 80 has a structure in which the guide pipe described in the third embodiment is not provided inside a manifold chamber 81 at all. In the exhaust system 80 having the above configuration, the ceiling plate 81a below the outlet pipe 82
However, the rear (Y2 direction) branch pipes 83-3, 8
It acts as a guide member for the exhaust gases 84-3 and 84-4 from the exhaust gases 84-3 and 84-4, and guides the exhaust gases 84-3 and 84-4 forward while diffusing them. As a result, each branch pipe 83
The exhaust gas from -1 to 83-4 flows smoothly in the manifold chamber 81 as shown by the arrows in the figure, and the pressure loss of the exhaust gas in the manifold chamber 81 is also reduced in the fourth embodiment compared to the conventional one. be able to.

【0043】[0043]

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、特定ポート
からの排気ガスが、拡張室における各排気ポートから開
口部への円滑な排気ガスの流れを乱してしまうことが防
止され、拡張室における排気ガスの圧力損失を従来に比
べて格段に減少せしめ、その結果、内燃機関の出力を従
来に比べて向上させることができる。また、圧力損失が
減少することにより、拡張室における消音効果を向上さ
せることができる。
As described above, according to the present invention, exhaust gas from a specific port is prevented from disturbing the smooth flow of exhaust gas from each exhaust port to the opening in the expansion chamber. The pressure loss of exhaust gas in the chamber can be significantly reduced compared to the conventional method, and as a result, the output of the internal combustion engine can be improved compared to the conventional method. Further, by reducing the pressure loss, the sound deadening effect in the expansion chamber can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】本発明になる内燃機関の排気装置の第1実施例
の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment of an exhaust system for an internal combustion engine according to the present invention.

【図2】図1に示す排気装置がエンジンに装着された状
態の断面図であり、図1中、II−II線に沿う断面部
分を示す。
2 is a cross-sectional view of the exhaust system shown in FIG. 1 installed in an engine, showing a cross-sectional portion taken along line II-II in FIG. 1;

【図3】図1に示す排気装置を含んだ排気システム全体
の斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view of the entire exhaust system including the exhaust device shown in FIG. 1;

【図4】図8に示す従来の排気装置を装着したエンジン
と、図1に示す本実施例の排気装置を装着したエンジン
の出力を比較した実験のデータを示すグラフである。
4 is a graph showing data from an experiment comparing the outputs of an engine equipped with the conventional exhaust system shown in FIG. 8 and an engine equipped with the exhaust system of the present embodiment shown in FIG. 1;

【図5】本発明になる内燃機関の排気装置の第2実施例
の構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram of a second embodiment of an exhaust system for an internal combustion engine according to the present invention.

【図6】本発明になる内燃機関の排気装置の第3実施例
の構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram of a third embodiment of an exhaust system for an internal combustion engine according to the present invention.

【図7】本発明になる内燃機関の排気装置の第4実施例
の構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram of a fourth embodiment of an exhaust system for an internal combustion engine according to the present invention.

【図8】従来の内燃機関の排気装置の一例の構成図であ
る。
FIG. 8 is a configuration diagram of an example of a conventional exhaust system for an internal combustion engine.

【図9】図8に示す従来の排気装置における課題を説明
する図である。
9 is a diagram illustrating problems in the conventional exhaust system shown in FIG. 8. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,50  エンジン 20,60,70,80  排気装置 21  マニホルドフランジ 22,61,71,81  マニホルドチャンバ22a
  上面 22b  湾曲部 23,62,73,83  ブランチパイプ24  エ
ンジン本体 25  第2消音器 26,63,82  アウトレットパイプ27a,27
b  分割フランジ 28,36  ボルト 30,72  触媒コンバータ 31,72a  インレットポート 32  アウトレットポート 35  マニホルドサポートブラケット45,65,8
4  排気ガス 64,74  ガイドパイプ 81a  天井板
10, 50 Engine 20, 60, 70, 80 Exhaust device 21 Manifold flange 22, 61, 71, 81 Manifold chamber 22a
Upper surface 22b Curved portions 23, 62, 73, 83 Branch pipe 24 Engine body 25 Second muffler 26, 63, 82 Outlet pipes 27a, 27
b Split flange 28, 36 Bolts 30, 72 Catalytic converter 31, 72a Inlet port 32 Outlet port 35 Manifold support bracket 45, 65, 8
4 Exhaust gas 64, 74 Guide pipe 81a Ceiling plate

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  直列型内燃機関の排気ポートの直下に
、複数の排気ポートからの排気ガスが集合する拡張室を
設けると共に、前記排気ガスを前記内燃機関のクランク
軸の軸方向に排出する開口部を前記拡張室に設けた内燃
機関の排気装置において、前記拡張室における前記開口
部への円滑な排気ガスの流れを乱す方向に排気ガスを排
出する排気ポート(以下、特定ポートという)に対向す
るように、案内部材を前記拡張室に設け、該案内部材に
より前記特定ポートから排出される排気ガスの流れを変
更し、前記拡張室内における前記円滑な排気ガスの流れ
を維持する構成としたことを特徴とする内燃機関の排気
装置。
1. Directly below an exhaust port of an in-line internal combustion engine, an expansion chamber is provided where exhaust gas from a plurality of exhaust ports collects, and an opening for discharging the exhaust gas in the axial direction of the crankshaft of the internal combustion engine. In the exhaust system for an internal combustion engine, the exhaust system is provided in the expansion chamber, and the exhaust port is opposed to an exhaust port (hereinafter referred to as a specific port) that discharges exhaust gas in a direction that disturbs the smooth flow of exhaust gas to the opening in the expansion chamber. A guide member is provided in the expansion chamber, and the guide member changes the flow of exhaust gas discharged from the specific port to maintain the smooth flow of exhaust gas in the expansion chamber. An exhaust system for an internal combustion engine characterized by:
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1321640A2 (en) * 2001-12-01 2003-06-25 DEUTZ Aktiengesellschaft Silencer with exhaust gas after-treatment system
JP2018053905A (en) * 2018-01-12 2018-04-05 本田技研工業株式会社 Exhaust system for engine

Cited By (3)

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