JPH05149132A - エンジン用排気管 - Google Patents

エンジン用排気管

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JPH05149132A
JPH05149132A JP3315970A JP31597091A JPH05149132A JP H05149132 A JPH05149132 A JP H05149132A JP 3315970 A JP3315970 A JP 3315970A JP 31597091 A JP31597091 A JP 31597091A JP H05149132 A JPH05149132 A JP H05149132A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust
wall surface
pipe
engine
exhaust passage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3315970A
Other languages
English (en)
Inventor
Kiyoshi Matsushita
喜由 松下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Tec Corp
Original Assignee
Asahi Tec Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Tec Corp filed Critical Asahi Tec Corp
Priority to JP3315970A priority Critical patent/JPH05149132A/ja
Publication of JPH05149132A publication Critical patent/JPH05149132A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Exhaust Silencers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 排気ガスから排気管に伝達される熱を低減さ
せ、これにより排気管の耐久性の改善を図ること。 【構成】 エンジン1の排気口に装着される排気マニホ
ールド11であって、その排気通路18の壁面18a
に、表面を多数の小さな凹凸状とした凹凸領域21,2
2を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、エンジンの排気口に
排気通路を連通させて装着する,エンジン用排気管に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、エンジンの排気口には、エンジ
ンで燃焼した高温の排気を排気ガス処理装置や消音器に
導く排気管が装着されている。
【0003】この種の排気管においては、エンジンの排
気ガスを迅速にシリンダ外に排出してエンジンの出力を
高める必要から、排気ガスの流動抵抗の低減を図るた
め、排気管の内面は平滑に形成されている。
【0004】そのため、エンジンの回転時においては、
排気口から高速で流出した高温の排気ガスは平滑に形成
された排気通路の壁面に沿って流れるが、この場合に排
気ガスから排気通路の壁面への熱伝達が顕著に行なわ
れ、排気管が高温状態に維持されるので排気管の材料が
酸化等されやすく、一般に耐熱性の良好な材料を用いて
排気管の耐久性を確保することが行なわれている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近時のエン
ジンは一般にその回転速度が高速であるので、この種の
エンジン用排気管はより一層高温の状況下におかれてお
り、排気管の耐久性が低下している。
【0006】この発明は、このような事情に基づいてな
されたもので、排気ガスから排気管に伝達される熱を低
減させ、これにより排気管の耐久性の改善を図ることを
目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項1記載の発明は、エンジンの排気口に装着さ
れる排気管であって、その排気通路の壁面に、表面を多
数の小さな凹凸状とした凹凸領域を形成したことを特徴
とする。
【0008】
【作用】請求項1記載の発明によれば、排気管の排気通
路の壁面に、表面を多数の小さな凹凸状とした凹凸領域
を形成してあるので、エンジンの排気口から高速で排出
された高温の排気ガスは、排気通路の前記凹凸領域にお
いては主に凹凸の内側の部分を高速で流動することとな
る。
【0009】したがって、排気通路の凹凸領域の凹部側
は、高温の排気ガスにさらされにくく、排気通路を形成
する排気管と高温の排気ガスとの接触面積が小さくなる
ので、それだけ排気ガスから排気管へ伝達される熱量が
低減し、排気管の温度を低く維持することができ、その
結果排気管の耐久性を改善することができる。
【0010】
【実施例】以下、図面に示す実施例によりこの発明を説
明するが、まず実施例としての排気マニホールドが装着
されたエンジンの概略を説明する。
【0011】図2において、1はエンジン、2は吸気装
置、3は排気装置である。
【0012】エンジン1は、4つの気筒を有する多気筒
エンジンであって、いわゆる燃料噴射エンジンである。
【0013】吸気装置2は、エヤクリーナ4と、スロッ
トルバルブ装置5と、サージタンク6と、吸気マニホー
ルド7とを有し、吸気マニホールド7のエンジン側ブラ
ケット7aには前記エンジン1の各シリンダに対応して
それぞれインジェクタ8が設置されており、これらのイ
ンジェクタ8には図外の燃料タンクから延びる燃料チュ
ーブ9が接続されている。
【0014】そして、この吸気装置2においては、図外
のアクセルペダルで前記スロットルバルブ装置5のスロ
ットルバルブ5aの開度が操作され、このスロットルバ
ルブ5aにより制御された外気がエヤクリーナ4から吸
入されるようになっている。
【0015】このエアクリーナ4から吸入された空気は
スロットルバルブ装置5を経てサージタンク6内に貯溜
され、この空気は、各シリンダの吸気の開始に応じて、
吸気マニホールド7の対応する吸気通路を経てシリンダ
内に吸入されることとなる。
【0016】そして、この吸入される空気中には、対応
するインジェクタ8から適量のガソリン等の燃料が噴射
して供給され、シリンダ内には混合気として供給される
ものである。
【0017】このようにして供給される混合気は、各シ
リンダ内で燃焼した後、高温の排気ガスとして各シリン
ダの排気口から次の排気装置3に排出される。
【0018】排気装置3は、前記エンジン1の各シリン
ダの排気口に連通して装着された排気マニホールド11
と、排気マニホールド11の下流端に接続された延長管
12と、この延長管12の途中に設置された触媒コンバ
ータ13と、延長管12の下流端に接続された消音器1
4とを有するものである。
【0019】したがって、エンジン1の排気口から排出
された排気ガスは、直後に排気マニホールド11に入
り、これを経た後、延長管12から触媒コンバータ13
で浄化され、消音器14で消音されて大気中に排出され
る。
【0020】この実施例の排気マニホールド11は、図
3に示すように、前記エンジン1の各シリンダの排気口
に連通して装着される4つの枝管15を備え、これらの
枝管15の2本ずつをそれぞれ合流させて2本の第1集
合管16を形成し、このように形成した2本の第1集合
管16をさらに合流させて単一の第2集合管17を形成
することによって、前記4つの枝管15からの排気ガス
を単一の排気通路に集合させるもので、いわゆるデュア
ルタイプとして形成されたものである。
【0021】この排気マニホールド11の内部には排気
通路18が形成されており、前記4つの枝管15の各端
部において排気通路18はそれぞれ前記エンジン1の各
シリンダの排気口に連通するように前記エンジン1に装
着されており、前記第2集合管17の下流側端部では前
記排気通路18は延長管12側に連通して接続されてい
る。
【0022】なお、この実施例の排気マニホールド11
における前記枝管15,第1集合管16および第2集合
管17はいずれも本願発明でいう排気管に該当するもの
であり、これらは後述するように鋳造により一体に形成
されたものである。
【0023】また、これらを包含して一体に形成された
排気マニホールド11も全体として本願発明でいう排気
管に該当するものである。
【0024】この排気マニホールド11においては、前
記枝管15,第1集合管16および第2集合管17内の
排気通路18の壁面18aには第1および第2の凹凸領
域21,22が形成されている(図1参照)。なお、図
中、O−O線は排気通路18の中心線である。
【0025】これらの第1および第2の凹凸領域21,
22は、排気通路18の壁面18aの表面形状を多数の
小さな凹凸状に形成した領域であって、この実施例にお
いては図4,5により詳細に示すように、排気通路18
の壁面18a上に多数の小さな円形の凹部23を密集配
置させて形成したものである。
【0026】すなわち、前記第1および第2の凹凸領域
21,22においては、凹部23はその直径dを概ね3m
m〜5mm、その深さを2mm〜3mm程度としたもので、各凹部
23間の間隔寸法を2dとして密集配置したものである。
【0027】これによって、これらの第1および第2の
凹凸領域21,22においては、図5に示すように、排
気通路18に壁面18aと前記凹部23とが交互に位置
し、表面が凹凸状に形成されている。
【0028】このような構造の第1および第2の凹凸領
域21,22の各凹部23は、図6に示し次に説明する
ように排気マニホールド11の鋳造の際に鋳造用中子3
1を用いて同時に形成されたものである。
【0029】すなわち、図6において、32は排気マニ
ホールド11の砂型であって、上型33と下型34とを
有するものである。
【0030】そして、鋳造用中子31は、図7に示すよ
うに、上下の成形型35,36の間に中子砂を充填して
加圧することにより型成形されたものである。
【0031】前記上下の成形型35,36の型面には、
前記凹部23をこの鋳造用中子31で形成するために、
前記凹部23に対応して成形凹部37が多数形成されて
おり、これにより前記中子砂が上下の成形型35,36
で加圧されることにより鋳造用中子31の表面に同時に
凸部38が形成される。
【0032】前記凸部38は、このようにして鋳造用中
子31の表面に形成されるので、前記凸部38が上下の
成形型35,36と干渉せずに前記鋳造用中子31が上
下の成形型35,36から破損することなく脱型できる
ことが必要となる。
【0033】なお、図7において、矢印は上下の成形型
35,36の脱型方向を示す。
【0034】そのため、この実施例においては、前記凸
部38を上成形型35の上部と下成形型36の下部とに
分離状態に形成し、凸部38の形成と鋳造用中子31の
脱型との両立を図っている。
【0035】すなわち、前記上成形型35により成形さ
れた凸部38によって前記第1の凹凸領域21が、また
前記下成形型36による凸部38によっては前記第2の
凹凸領域22が互いに分離状態に形成される。
【0036】このような鋳造用中子31を用いて鋳造し
た排気マニホールド11の排気通路18の壁面18aに
は、前記のように多数の凹部23が密集する第1および
第2の凹凸領域21,22が形成されるが、このような
排気通路18の壁面18aは、従来と同様にホーニング
加工等で平滑に仕上加工が行なわれて製品となる(図5
の仮想線参照)。
【0037】これによって、排気通路18の壁面18a
が平滑でありながら、多数の小さな凹部23が密集した
凹凸領域21,22を有する排気マニホールド11が得
られる。
【0038】このようにして得られた排気マニホールド
11においては、その排気通路18の両側壁面には第1
の凹凸領域21と第2の凹凸領域22とが概ね排気通路
18の全周を囲むように配置されている(図1参照)。
【0039】このような排気マニホールド11の装着さ
れたエンジン1において、排気行程の当初にはエンジン
の排気口から高温の排気ガスが高速で流出し、枝管15
の端部から排気通路18内に高速で流入する。
【0040】排気マニホールド11内の排気通路18に
は、前記のように第1および第2の凹凸領域21,22
が形成されており、これらの凹凸領域21,22の形成
された排気通路18では前記高温かつ高速の排気ガスE
は主に図6のように流動する。
【0041】すなわち、エンジン1の排気口から流出し
た高温かつ高速の排気ガスEは、排気通路18の断面の
全体に広がって流動を開始する。
【0042】しかし、この排気通路18の壁面18aに
は前記のように多数の凹部23を配置して形成した第1
および第2の凹凸領域21,22が設置されているの
で、壁面18aに沿った排気ガスの一部は、前記凹部2
3により壁面18aに沿った乱流層41を形成する。
【0043】この乱流層41は、排気通路18の方向に
向けた流速が遅いので、この乱流層41を形成する排気
ガスの温度は経時的に低下する。
【0044】そして、前記排気口から順次流出する高温
の排気ガスEは、主に、この乱流層41より内側とな
る,排気通路18の中心O側を高速で流動することとな
る。
【0045】したがって、排気通路18の壁面18aを
形成する排気マニホールド11は、排気口から順次流出
する高温の排気ガスEとの間に前記乱流層41が配置さ
れているので、排気ガスEからの熱伝達が軽減され、排
気マニホールド11が高温となることが抑制される。
【0046】そのため、排気マニホールド11の受ける
熱的負荷が軽減するので、排気マニホールド11の耐久
性を改善することができる。
【0047】以上説明した実施例において、第1および
第2の凹凸領域21,22は多数の凹部23により形成
することとしたが、本願発明はこれに限らず、図8に示
すように多数の球状突起39を前記凹部23と同様に密
集配置することによって凹凸領域を形成させることとし
てもよい。この場合、鋳造用中子31の表面には前記凸
部38に代えて凹所を形成すればよい。
【0048】また、前記した実施例においては、凹凸領
域を第1および第2の凹凸領域21,22により形成し
たが、単一の凹凸領域として排気マニホールド11の壁
面18aの全体に形成することとしてもよく、さらに、
排気通路18の壁面18aの局部にのみ凹凸領域を形成
することとしてもよい。
【0049】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、排気管の排気通路の壁面に、表面を多数の
小さな凹凸状とした凹凸領域を形成してあるので、エン
ジンの排気口から高速で排出された高温の排気ガスは、
排気通路の前記凹凸領域においては主に凹凸の内側の部
分を高速で流動することとなる。
【0050】したがって、排気通路の凹凸領域の凹部側
は、高温の排気ガスにさらされにくく、排気通路を形成
する排気管と高温の排気ガスとの接触面積が小さくなる
ので、それだけ排気ガスから排気管へ伝達される熱量が
低減し、排気管の温度を低く維持することができ、その
結果排気管の耐久性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図3のA−A線に沿う断面図である。
【図2】排気マニホールドのエンジンへの装着状況説明
上面図である。
【図3】排気マニホールドの正面図である。
【図4】凹凸領域での凹部配置の説明図である。
【図5】図4のB−B線に沿う断面図である。
【図6】排気マニホールドの鋳造状況説明図である。
【図7】鋳造用中子の成形状況説明図である。
【図8】変形例の凹凸領域の説明断面図である。
【符号の説明】
O 排気通路中心線 1 エンジン 11 排気マニホールド 15 枝管 16 第1集合管 17 第2集合管 18 排気通路 18a 壁面 21 第1の凹凸領域 22 第2の凹凸領域 23 凹部 31 鋳造中子 38 凸部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンの排気口に装着される排気管で
    あって、その排気通路の壁面に、表面を多数の小さな凹
    凸状とした凹凸領域を形成したことを特徴とするエンジ
    ン用排気管。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のエンジン用排気管におい
    て、その排気管を鋳物製とし、前記凹凸領域は表面に凹
    凸を形成した鋳造用中子を用いて形成したことを特徴と
    するエンジン用排気管。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載のエンジン用排気
    管において、前記凹凸領域は排気通路の壁面に多数の凹
    部を形成して凹凸状としたことを特徴とするエンジン用
    排気管。
JP3315970A 1991-11-29 1991-11-29 エンジン用排気管 Pending JPH05149132A (ja)

Priority Applications (1)

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JP3315970A JPH05149132A (ja) 1991-11-29 1991-11-29 エンジン用排気管

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