JPH0516678A - 排気系冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】エンジンルーム内圧を上昇させることなく比較
的小量の外気導入によって排気系を効率良く冷却する。 【構成】エンジンフード５に設けたダクト６の一端側は
外部に、他端側は排気マニホルド８の中央部上面側にそ
れぞれ開口している。排気マニホルド８の上面側を覆う
インシュレータ１０を設け、その中央位置にダクト６に
連通する連通口１１を設ける。排気マニホルド８の下面
側には、ダクト６から排気マニホルド８の上面側に導入
される外気を、その下面側へ偏流させる衝突板１３を設
ける。よって、ダクト６を通じて排気マニホルド８の上
面側に導入される外気が、その排気マニホルド８の隙間
を通って衝突板１３に衝突し、更に排気マニホルド８の
下面側へ偏流されて同部位を送風冷却する。従って、排
気マニホルド８は、その上面側及び下面側が少ない導入
外気によって均等かつ効果的に冷却される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動車等のエンジン
ルーム内にて高温化する排気系に外気を導いて冷却する
排気系冷却装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車のエンジンルーム内の冷却
については、例えば実開昭５９−１８２４２７号公報の
「エンジンルームの換気装置」において開示されてい
る。即ち、この従来技術では、自動車のフード裏面に外
気導入ダクトを設け、その外気導入ダクトのフロントグ
リル側開口部より導入した外気を、エンジンルーム内の
所望の機器へ送風して冷却するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従って、前記従来技術
によれば、所望の機器として、特に高温化する排気マニ
ホルド等の排気系を特定して冷却することは可能であ
り、その場合には、かなり大量の外気を送り込むことが
必要となる。ところが、外気導入ダクトを通じて大量の
外気を導入した場合には、送風量の増加により自動車の
空力特性を悪化させたり、逆にエンジンルーム内圧の上
昇を招いたりするおそれがあった。そして、エンジンル
ーム内圧が上昇した場合には、フロントグリルからラジ
エータを通過する風量が減少してラジエータの冷却効率
を悪化させるという問題があった。

【０００４】この発明は前述した事情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、エンジンルーム内圧を上昇
させることなく比較的小量の外気導入によって排気系を
効率良く冷却することが可能な排気系冷却装置を提供す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明においては、一端がエンジンフードから
外部に開口され、他端が排気系の上面側に開口される外
気導入通路と、排気系の下面側に設けられ、外気導入通
路を通じて排気系の上面側に導入される外気を、その排
気系の下面側へ偏流させる外気案内部材とを備えてい
る。

【０００６】

【作用】上記の構成によれば、外気導入通路を通じて排
気系の上面側に導入される外気が、外気案内部材によ
り、その排気系の下面側へ偏流される。従って、排気系
は少ない導入外気によっても、その上面側及び下面側か
ら均等かつ効果的に冷却される。

【０００７】

【実施例】

（第１実施例）以下、この発明の排気系冷却装置を自動
車に具体化した第１実施例を図１〜図６に基づいて詳細
に説明する。

【０００８】図１は自動車のエンジンルーム１に設けら
れた排気系冷却装置の側面を示す概略構成図、図２は同
じく排気系冷却装置の平面を示す概略構成図である。エ
ンジンルーム１にはエンジン２が設けられ、その前面側
にはフロントグリル３が設けられている。又、エンジン
２とフロントグリル３との間には、ラジエータ４が設け
られ、自動車の走行時にフロントグリル３を通じて導入
される走行風が冷却風としてラジエータ４へ導かれる。

【０００９】エンジンルーム１の上側にはエンジンフー
ド５が設けられ、そのエンジンフード５の一側部には外
気導入通路を構成するダクト６が一体に形成されてい
る。このダクト６の一端側は外部に開口する外気取入口
７となっており、この外気取入口７を通じてダクト６に
走行風が冷却風として取り入れられる。又、ダクト６の
他端側は、エンジン２の排気系を構成する排気マニホル
ド８の中央部上面側に開口する外気吹出口９となってい
る。この実施例のエンジン２は６気筒からなり、それに
対応して排気マニホルド８は６個の分岐路８ａ，８ｂ，
８ｃ，８ｄ，８ｅ，８ｆを備えている。この実施例で
は、その排気マニホルド８の上面側全域を覆うように、
遮熱用のインシュレータ１０がエンジン２に支持されて
設けられている。このインシュレータ１０の中央位置に
は、上方へ立ち上がって開口すると共に、外気吹出口９
に連通する連通口１１が設けられている。この連通口１
１は外気吹出口９の内側に緩く嵌め込まれるように配置
され、両者１１，９の間には干渉を避け得る程度の隙間
が設けられている。この実施例において、ダクト６の内
側屈曲部には、外気取入口７から導入される冷却風の流
れのみをインシュレータ１０の連通口１１へ案内すべ
く、曲げ形成されたガイド片１２が設けられている。こ
のガイド片１２の上端側はダクト６の内側に固着され、
下端側は連通口１１に対応して配置されている。

【００１０】そして、ダクト６に導入される冷却風が連
通口１１を通じてインシュレータ１０の内側へ吹き出さ
れ、インシュレータ１０と排気マニホルド８の上面側と
の間の空間に導入される。ここで、連通口１１は排気マ
ニホルド８で最も高温となる中央部周辺に配置されてい
る。そして、ダクト６に導入された冷却風は、その中央
部周辺に集中的に吹き出され、インシュレータ１０の内
側に沿って排気マニホルド８の上面側全域へ渡って流れ
る。

【００１１】一方、排気マニホルド８の下面側には、イ
ンシュレータ１０の内側へ吹き出された冷却風を、排気
マニホルド８の下面側へ偏流させる外気案内部材として
の衝突板１３が設けられている。図３に示すように、イ
ンシュレータ１０の連通口１１に臨む位置には、排気マ
ニホルド８の中央部周辺における各分岐路８ｂ，８ｃ，
８ｄの間の分岐空間８ｇ，８ｈが位置している。そし
て、これら分岐空間８ｇ，８ｈが、連通口１１から吹き
出される冷却風の一部を排気マニホルド８の下面側へ案
内する案内通路を構成している。又、分岐空間８ｇ，８
ｈを通じて排気マニホルド８の下面側へ案内される冷却
風は、衝突板１３に衝突し、更にその衝突板１３と排気
マニホルド８の下面側との間を流れる。

【００１２】加えて、この実施例では、ダクト６へ入り
込む水滴に対処するための構成が付加されている。即
ち、図１，４に示すように、ガイド片１２の下端側と、
連通口１１との間隙には、ダクト６及びガイド片１２に
沿って入り込んでくる水滴を分離するための水切り用ス
リット１４が設けられている。このスリット１４は、そ
の下端側が外方へ折り曲げ形成されている。又、ガイド
片１２の下端側も、そのスリット１４の形状に合わせて
外方へ折り曲げ形成されている。更に、外気吹出口９と
連通口１１との間の隙間が排水口１５となっている。そ
して、図４に破線矢印で示すように、ガイド片１２及び
スリット１４の形状に沿ってダクト６から分離された水
滴が、その排水口１５を通ってインシュレータ１０の上
面側へ案内され、排気マニホルド８に水滴が当たらない
ようになっている。

【００１３】次に、上記のように構成した排気系冷却装
置の作用について説明する。自動車の走行時には、外気
取入口７からダクト６へ走行風が冷却風として導入さ
れ、その冷却風がダクト６からガイド片１２を介して連
通口１１へと効率良く案内される。そして、図５に矢印
で示すように、連通口１１を通じて導入される冷却風
は、インシュレータ１０の内側へと導かれ、排気マニホ
ルド８の上面側中央部へ集中的に吹き出され、同部位が
集中的に送風冷却される。又、冷却風の一部はインシュ
レータ１０の内側と排気マニホルド８の上面側との間の
空間を流れ、排気マニホルド８のその他の上面側部位が
送風冷却される。

【００１４】それに加え、排気マニホルド８の上面側中
央部へ吹き出された冷却風の一部は、分岐空間８ｇ，８
ｈを通じて排気マニホルド８の下面側へ案内される。更
に、その案内された冷却風は、衝突板１３に衝突して偏
流され、排気マニホルド８の下面側中央部に当たって、
同部位が集中的に送風冷却される。そして、衝突板１３
に衝突した冷却風の一部は、その衝突板１３と排気マニ
ホルド８の下面側との間の空間を流れ、排気マニホルド
８のその他の下面側部位が送風冷却される。

【００１５】従って、排気マニホルド８はその上面側は
もとより、下面側からも積極的に送風冷却され、排気マ
ニホルド８として上面側及び下面側を均等かつ効果的に
送風冷却することができる。しかも、この実施例では、
ダクト６等を通じて導入される冷却風が最初に排気マニ
ホルド８の中央部に吹き出され、同部位の上面側及び下
面側が集中的に冷却される。そのため、排気マニホルド
８として、最も高温となる中央部周辺を局部的かつ効果
的に冷却することができる。

【００１６】ここで、排気マニホルド８の冷却に関わる
温度特性について説明する。図６は排気マニホルド８に
おける各分岐路８ａ〜８ｆの温度の違いを説明するグラ
フである。図６の破線は、比較例として、排気系冷却装
置を装備しない状態の排気マニホルド８の温度特性を示
している。一般的な冷却装置を装備しない多気筒エンジ
ンの排気マニホルド８では、その中央部周辺で最も高温
となる凸型の温度特性を有している。従って、冷却装置
を装備しない多気筒エンジンでは、その排気マニホルド
８の最高温度部位に合わせて高温化に対処すべく、エン
ジンの燃料増量補正や点火時期進角補正等の各種適合
や、排気マニホルドの材質選定を行う必要がある。

【００１７】これに対して、図６の実線は、本実施例に
おける排気系冷却装置を備えた排気マニホルド８の温度
特性を示している。このグラフからも明らかなように、
本実施例における温度特性は、排気マニホイルド８の高
温部位である中央部周辺で温度が確実に低下しており、
中央部周辺で局部的な冷却効果のあることが分かる。
又、排気マニホルド８の各分岐路８ａ〜８ｆで、比較例
に比べて相対的に温度が低下しており、排気マニホルド
８の全体的な冷却効果のあることが分かる。更に、各分
岐路８ａ〜８ｆの相互で温度差が小さくなっており、排
気マニホルド８として各部位温度の平均化を達成してい
ることが分かる。

【００１８】以上説明したように、この実施例の排気系
冷却装置によれば、エンジンフード５の外気取入口７か
ら取り入れられるだけの比較的小量の外気導入により、
排気マニホルド８を効率良く冷却することができる。
又、上記のように、排気マニホルド８における最高温度
部位の高温化を抑えることができ、かつ各部位温度の平
均化を達成できることから、排気マニホルド８の耐久性
や信頼性を向上させることができる。

【００１９】そして、排気マニホルド８の高温化を抑え
得ることから、高温化対策として、エンジン２に過度な
燃料増量補正を行う必要がなくなり、燃費や排気エミッ
ションの改善を図ることができる。又、排気マニホルド
８の材質選定の自由度が広がり、低級材質の採用も可能
となるので、排気マニホルド８のコストダウンを図るこ
ともできる。

【００２０】更に、この実施例では、エンジンフード５
にダクト６を形成し、排気マニホルド８の遮熱用として
のインシュレータ１０を利用しているので、従来のエン
ジンルーム１における部品配置や構造を大幅に改変する
必要がない。そのため、周辺部品の熱害との両立を図
り、部品配置、部品形状及び部品構造等における設計上
の自由度を損なわずに排気マニホルド８を冷却すること
ができる。

【００２１】又、この実施例では、ダクト６を通じて導
入される冷却風をガイド片１２を介して連通口１１へ効
率良く導き、冷却風として排気マニホルド８へ吹き出し
ている。よって、必要最小限の外気導入量により、排気
マニホルド８における所期の冷却効果を得ることができ
る。そのため、自動車の空力特性の悪化を抑えることが
でき、エンジンルーム内圧の上昇を抑えてラジエータの
冷却効率を確保することができ、もって自動車の諸性能
を悪化させることなく排気マニホルド８を冷却すること
ができる。

【００２２】加えて、この実施例では、エンジンフード
５のダクト６が外部に連通していることから、停車時や
再始動時前には、エンジンルーム１の熱気がダクト６等
を通じて外部へ導出されることになる。従って、ダクト
６等を熱気抜きとして機能させることができ、高温再始
動時の弊害対策を合わせ持つことができる。

【００２３】しかも、ダクト６の内部に水切り用スリッ
ト１４等を設けて、水滴を分離できるようにしているこ
とから、走行時における雨滴の浸入から排気マニホルド
８を保護することができる。

【００２４】（第２実施例）次に、この発明の排気系冷
却装置を自動車に具体化した第２実施例を図７及び図８
に従って説明する。尚、この実施例において、前記第１
実施例の構成部材と同一の部材については同一の符号を
付して説明を省略し、異なった点についてのみ説明す
る。

【００２５】図７はエンジンルーム１における排気系冷
却装置の側面を示す概略構成図であり、この実施例で
は、外気案内部材を構成するインシュレータ２１の点で
前記第１実施例の構成と異なっている。図８はそのイン
シュレータ２１と排気マニホルド８の関係を説明する断
面を示している。即ち、このインシュレータ２１は排気
マニホルド８のほぼ全体を覆う形状となっており、しか
もインシュレータ２１の連通口１１から導入される冷却
風を、排気マニホルド８の上面側及び下面側へ偏流させ
て案内する案内通路２２を構成する二重構造となってい
る。又、その案内通路２２には、排気マニホルド８の上
面側及び下面側へ向けて開口する複数の吹出口２３が形
成されており、それら吹出口２３からのみ排気マニホル
ド８へ向けて冷却風が吹き出される。

【００２６】尚、図７，８には詳しく表れていないが、
各吹出口２３の位置及び開口面積は、排気マニホルド８
の温度特性に合わせてそれぞれ設定されている。即ち、
この実施例では、排気マニホルド８にて冷却の必要な各
分岐路８ａ〜８ｆに対応して、吹出口２３が配置されて
いる。しかも、温度特性に応じた風量を与えるべく、排
気マニホルド８で最も高温となる中央部周辺の上面側及
び下面側において、各吹出口２３の開口面積がより大き
くなるように設定されている。

【００２７】従って、外気取入口７からダクト６へ導入
された冷却風は、ダクト６からガイド片１２を介して連
通口１１へと効率良く案内される。そして、図８に示す
ように、連通口１１を通じて導入された冷却風は、イン
シュレータ２１の案内通路２２を通じて排気マニホルド
８の上面側及び下面側へと案内される。更に、案内通路
２２へ導かれた冷却風は、各吹出口２３から排気マニホ
ルド８の各部位へスポット的に吹き出され、同部位が送
風冷却される。しかも、排気マニホルド８の上面側及び
下面側において、最も高温となる中央部周辺では、大き
な開口面積の吹出口２３からより多くの冷却風が吹き出
される。

【００２８】従って、排気マニホルド８はその上面側及
び下面側から積極的に送風冷却され、排気マニホルド８
として上面側及び下面側を均等かつ効果的に送風冷却す
ることができる。しかも、この実施例では、排気マニホ
ルド８の最も高温化する中央部周辺の上面側及び下面側
へより多くの冷却風が吹き出されるので、同部位を局部
的かつ効果的に冷却することができ、各部位温度の平均
化を達成することができる。

【００２９】その結果、エンジンフード５の外気取入口
７から取り入れられるだけの比較的小量の外気導入によ
り、排気マニホルド８を効率良く冷却することができ
る。又、排気マニホルド８における最高温度部位の高温
化を抑えることができ、かつ各部位温度の平均化を達成
できることから、排気マニホルド８の耐久性や信頼性を
向上させることができる。

【００３０】そして、排気マニホルド８の高温化を抑え
得ることから、高温化対策としての過度な燃料増量補正
を省略することができ、燃費や排気エミッションの改善
を図ることができる。又、排気マニホルド８の材質選定
の自由度が広がり、そのコストダウンを図ることもでき
る。

【００３１】更に、この実施例においても、従来のエン
ジンルーム１における部品配置や構造を大幅に改変する
必要がなく、周辺部品の熱害との両立を図り、部品配
置、部品形状及び部品構造等における設計上の自由度を
損なわずに排気マニホルド８を冷却することができる。

【００３２】又、この実施例においても、必要最小限の
外気導入量により、排気マニホルド８における所期の冷
却効果を得ることができることから、自動車の空力特性
の悪化を抑えることができ、エンジンルーム内圧の上昇
を抑えてラジエータの冷却効率を確保することができ
る。

【００３３】加えて、この実施例においても、ダクト６
等を熱気抜きとして機能させることができ、高温再始動
時の弊害対策を合わせ持つことができる。更に、水切り
用スリット１４等により、雨滴から排気マニホルド８を
保護することができる。

【００３４】尚、この発明は前記各実施例に限定される
ものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成の一
部を適宜に変更して次のように実施することもできる。 （１）前記第１実施例では、ダクト６の外気吹出口９に
連通するインシュレータ１０を別に設けて排気マニホル
ド８の上面側に冷却風を案内するようにしたが、このイ
ンシュレータを省略してダクトの外気吹出口から冷却風
を直接的に排気マニホルドに吹き出すように構成しても
よい。或いは、インシュレータを省略して、外気吹出口
の外周をインシュレータのような形状に形成してもよ
い。

【００３５】（２）前記各実施例では、排気マニホルド
８の中央部周辺が最も高温になるものとして同部位によ
り多くの冷却風を導くようにしたが、排気マニホルドの
中央部以外の部位が最も高温になる場合には、その部位
により多くの却風を導くようにしてもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、エンジンフードの外気導入通路を通じて排気系の上
面側に導入される外気を、排気系の下面側に設けられた
外気案内部材により排気系下面側へ偏流させるようにし
たので、エンジンルーム内圧を上昇させることなく比較
的小量の外気導入によって排気系を効率良く冷却するこ
とができ、もって排気系の耐久性を向上させることがで
きるという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を具体化した第１実施例において自動
車エンジンルームに設けられた排気系冷却装置の側面を
示す概略構成図である。

【図２】第１実施例においてエンジンフードを取り外し
た状態のエンジンルーム内における排気系冷却装置の平
面を示す概略構成図である。

【図３】第１実施例において排気マニホルド、インシュ
レータ及び衝突板の位置関係を拡大して説明する平面図
である。

【図４】第１実施例においてダクト、ガイド片、水切り
用スリット及びインシュレータの位置関係を拡大して説
明する側断面図である。

【図５】第１実施例においてインシュレータと排気マニ
ホルドの関係を説明する縦断面図である。

【図６】第１実施例において排気マニホルドにおける各
部位の温度の違いを説明するグラフである。

【図７】この発明を具体化した第２実施例において自動
車エンジンルームに設けられた排気系冷却装置の側面を
示す概略構成図である。

【図８】第２実施例においてインシュレータと排気マニ
ホルドの関係を説明する縦断面図である。

【符号の説明】

５…エンジンフード、６…外気導入通路を構成するダク
ト、７…外気取入口、８…排気系を構成する排気マニホ
ルド、９…外気吹出口、１０…インシュレータ、１３…
外気案内部材を構成する衝突板、２１…外気案内部材を
構成するインシュレータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 一端がエンジンフードから外部に開口さ
   れ、他端が排気系の上面側に開口される外気導入通路
   と、 前記排気系の下面側に設けられ、前記外気導入通路を通
   じて前記排気系の上面側に導入される外気を、その排気
   系の下面側へ偏流させる外気案内部材とを備えたことを
   特徴とする排気系冷却装置。