JPH051819U - エンジンの排気管構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋼管製排気通路の収束部における合わせ面部
分に作用する熱応力を緩和し、局部的な歪やクラックの
発生を防止し、信頼性および耐久性を高める。 【構成】 各鋼管製排気通路２〜５の収束部７を、鋼管
製排気通路個々が断面略扇片で収束部全体が断面略円形
となるように形成するとともに、この収束部７における
各鋼管製排気通路相互の合わせ面部分１０を一方向に湾
曲した形状とし、この合わせ面部分１０を溶接した構造
とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、各気筒毎の排気通路を鋼管で形成したエンジンの排気管構造に関す るものである。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、各気筒毎の排気通路を含むエンジンの排気マニホールドは鋳鉄で形成 されているが、鋳鉄性のものはかなり重くなり、エンジンの軽量化を損ねる。

【０００３】 このため、実開平２−６１１２３号公報に示されるように、各気筒毎の排気通 路を鋼管で形成し、つまりステンレス鋼等のパイプ部材を曲げ加工して上記各排 気通路を含む排気マニホールドを形成することにより、軽量化を図るようにした ものが提案されている。このように排気マニホールドの各排気通路が鋼管製とさ れた場合に、集合部の構造としては、各鋼管製排気通路の下流端が収束され、こ の収束部が集合管に接合される。

【０００４】 上記各排気通路の収束部は、排気通路個々が断面略扇片で収束部全体が断面略 円形とされ、例えば４気筒エンジンであれば、それぞれが１／４円の断面とされ た４本のパイプが束ねられた構造となっており、その各排気通路相互の合わせ面 部分は、断面で収束部の半径方向に直線状に形成されている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、この種の排気管構造における上記各鋼管製排気通路の収束部では、 エンジン運転中に排気熱による内部の温度と比べて外周側の温度は低く、かつ、 収束部外周には集合管が結合されていて、各排気通路の熱膨張が制限されるため 、各排気通路の合わせ面部分の通路壁に熱応力が作用する。そして、従来のよう に合わせ面部分が断面で半径方向に直線状に形成されていると、熱応力が一部に 集中して局部的な変形が生じたり、合わされた両通路壁を互いに逆の側に座屈さ せるような力が働いたりする可能性があり、クラックの発生防止および強度の確 保の面で、改善の余地があった。

【０００６】 本考案は上記の事情に鑑み、各鋼管製排気通路の収束部における合わせ面部分 に作用する熱応力を緩和し、局部的な歪やクラックの発生を防止し、信頼性およ び耐久性を高めることができるエンジンの排気管構造を提供することを目的とす る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案は、各気筒毎の排気通路を鋼管で形成し、 この各鋼管製排気通路の下流端を収束させて集合管に接合したエンジンの排気管 構造において、各鋼管製排気通路の収束部を、鋼管製排気通路個々が断面略扇片 で収束部全体が断面略円形となるように形成するとともに、この収束部における 各鋼管製排気通路相互の合わせ面部分を一方向に湾曲した形状とし、この合わせ 面部分を溶接したものである。

【０００８】 この構成において、収束部における各鋼管製排気通路の断面形状を同一形状と することが好ましい。

【０００９】

【作用】

上記構成によれば、上記各合わせ面部分に熱応力が作用したとき、各合わせ面 部分が、その湾曲が増大する方向に全体的に滑らかに弾性変形する。

【００１０】

【実施例】

本考案の実施例を図面に基づいて説明する。 図１は本考案の構造を含む排気マニホールド全体の構造の一例を示している。 この図に示す排気マニホールド１は、４バルブ式の４気筒エンジンに適用される もので、各気筒毎の排気通路２，３，４，５を有し、これらの排気通路２〜４が 鋼管により形成されている。これらの鋼管製排気通路２〜５の上流側端部は、図 外のシリンダヘッドに取り付けられるフランジ６に、溶接で接合されている。上 記各鋼管２〜５の下流側は寄せ集められ、収束されて、その収束部７が集合管８ に接合されている。

【００１１】 図２および図３に示すように、各鋼管製排気通路２〜５は、途中箇所ではそれ ぞれが略円形断面となっているが、下流端に近づくにつれて変形し、上記収束部 ７では、排気通路個々が断面略扇形で収束部７全体が断面略円形となるように形 成されている。

【００１２】 とくに、本考案の特徴とする構造として、収束部７における各排気通路２〜５ 相互の合わせ面部分１０が、一方向に湾曲した形状に形成されている。各排気通 路２〜５の断面形状は同一形状とされている。つまり、各排気通路２〜５の断面 が略１／４円とされるとともに、各合わせ面部分１０が、収束部７の軸心のまわ りに９０°ずつ回転した位置で同じ側に向けて同等の曲率で湾曲している。

【００１３】 上記各合わせ面部分１０は溶接されている。また、上記各排気通路２〜５の収 束部７の外周側に集合管８が嵌め合わされた状態で、各排気通路２〜５の外周と 集合管８とが溶接されている。

【００１４】 このような構造によると、上記収束部７においては、排気ガス流通時に内部が 温度上昇することで上記各合わせ面部分１０に熱応力が作用するが、上記各合わ せ面部分１０が予め湾曲形状に形成されていることにより、その湾曲が増大する ように合わせ面部分１０が全体的に弾性変形する。従って、部分的に応力が集中 したり、合わせ面部分１０の両側壁が逆の側に曲がったりすることがない。また 、収束部７における各排気通路２〜５の断面形状が同一とされ、かつ、熱膨張時 にも各合わせ面部分１０が同等に弾性変形するので、各気筒の排気量や排圧が不 均等になることはない。

【００１５】 さらに、上記のように各合わせ面部分１０が湾曲した形状によると、各排気通 路２〜５を収束させて溶接する際の位置合わせにも便利となる。

【００１６】 また、合わせ面部分１０の径方向外方側端部には、合わせ面部分１０の壁と排 気通路２〜５の外周壁との間の角部のアールによる凹み１１が生じる。そして、 従来構造ではこの凹みがかなり大きくなって、シール性確保のためにはこの部分 に肉盛り溶接を行う必要が生じるが、当実施例の構造によると、合わせ面部分１ ０の湾曲によりその一方の排気通路壁が他方の排気通路壁にかぶるような形とな ることから上記凹み１１が小さくなり、このため、肉盛り溶接を行わなくともシ ール性が確保される。

【００１７】 なお、上記合わせ面部分１０の湾曲度合は、直線に近すぎると上記作用が十分 に得られなくなるが、逆に湾曲が多きすぎると、断面での合わせ面部分の長さが 大きくなって熱膨張量が増大してしまうので、上記作用が有効に発揮されるよう な適度の範囲内とし、具体的には曲率半径Ｒを６０〜４０mm程度とすることが望 ましい。

【００１８】 また、上記実施例では各気筒毎の排気通路が４本となっているが、排気通路の 本数はエンジンの気筒数などに応じて決定すればよい。

【００１９】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の排気管構造によると、各鋼管製排気通路を収束 させて集合管に接合する部分において、収束された各鋼管製排気通路相互の合わ せ面部分を一方向に湾曲した形状としているため、上記合わせ面部分に熱応力が 作用したときに全体的に滑らかに湾曲して応力集中を防止することができる。従 って、クラックの発生を防止し、信頼性および耐久性を高めることができる。

【００２０】 さらに、収束部における各鋼管製排気通路の断面形状を同一形状としておけば 、各気筒に対して排気の流通を均等にしつつ、上記効果をもたせることができる 。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例による構造を含む吸気マニホ
ールドの全体図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

【図３】各鋼管製排気通路の収束部分だけを示す拡大断
面図である。

【符号の説明】

２〜５ 鋼管製排気通路 ７ 収束部 ８ 集合管 １０ 合わせ面部

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 各気筒毎の排気通路を鋼管で形成し、こ
   の各鋼管製排気通路の下流端を収束させて集合管に接合
   したエンジンの排気管構造において、各鋼管製排気通路
   の収束部を、鋼管製排気通路個々が断面略扇片で収束部
   全体が断面略円形となるように形成するとともに、この
   収束部における各鋼管製排気通路相互の合わせ面部分を
   一方向に湾曲した形状とし、この合わせ面部分を溶接し
   たことを特徴とするエンジンの排気管構造。
2. 【請求項２】 収束部における各鋼管製排気通路の断面
   形状を同一形状とした請求項１記載のエンジンの排気管
   構造。