JPH07317539A - Exhaust manifold of internal combustion engine - Google Patents
Exhaust manifold of internal combustion engineInfo
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- JPH07317539A JPH07317539A JP10928994A JP10928994A JPH07317539A JP H07317539 A JPH07317539 A JP H07317539A JP 10928994 A JP10928994 A JP 10928994A JP 10928994 A JP10928994 A JP 10928994A JP H07317539 A JPH07317539 A JP H07317539A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、自動車等に搭載される
内燃機関の排気マニホルドに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust manifold for an internal combustion engine mounted on an automobile or the like.
【0002】[0002]
【従来技術】従来より、自動車等に搭載される内燃機関
の排気側には、内燃機関の気筒の排気ポートに一端が連
通し他端が排気管に連通する排気通路を有する排気マニ
ホルドが配設されている。この排気マニホルドは、排気
ガスを排気管へ誘導する構造上から排気通路が湾曲した
状態に形成され、排気通路を形成する排気通路形成壁全
体が鋳造により形成されている。2. Description of the Related Art Conventionally, an exhaust manifold having an exhaust passage having one end connected to an exhaust port of a cylinder of the internal combustion engine and the other end connected to an exhaust pipe is disposed on the exhaust side of an internal combustion engine mounted in an automobile or the like. Has been done. In this exhaust manifold, the exhaust passage is formed in a curved state due to the structure for guiding the exhaust gas to the exhaust pipe, and the entire exhaust passage forming wall forming the exhaust passage is formed by casting.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、自動車等に
搭載される内燃機関においては、内燃機関から排出され
る排気ガスを浄化するため排気マニホルドの下流側に触
媒装置を設置する後処理方式が広く採用されている。こ
の場合、内燃機関を始動(コールドスタート)させた直
後には、排気マニホルド等の排気系部材が大気温度であ
ることから、内燃機関より排出された高温の排気ガスは
触媒装置に到達するまでに熱を吸収されて温度が低下す
る。このため、触媒装置を通過する排気ガスが触媒の活
性化温度に至らない間は触媒装置による有効な浄化作用
が得られないという問題があった。By the way, in an internal combustion engine mounted on an automobile or the like, there is widely used a post-treatment system in which a catalyst device is installed downstream of an exhaust manifold in order to purify exhaust gas discharged from the internal combustion engine. Has been adopted. In this case, immediately after the internal combustion engine is started (cold start), since the exhaust manifold and other exhaust system members are at ambient temperature, the high temperature exhaust gas discharged from the internal combustion engine may reach the catalytic device. The heat is absorbed and the temperature drops. Therefore, there is a problem that an effective purifying action by the catalyst device cannot be obtained while the exhaust gas passing through the catalyst device does not reach the activation temperature of the catalyst.
【0004】本発明は上記問題に鑑み案出されたもので
あり、内燃機関のコールドスタート時における排気ガス
の温度低下を迅速に解消し、触媒活性温度への到達時間
を短縮し得る排気マニホルドを提供することを解決すべ
き課題とするものである。The present invention has been devised in view of the above problems, and provides an exhaust manifold capable of quickly eliminating the temperature decrease of exhaust gas at the cold start of an internal combustion engine and shortening the time required to reach the catalyst activation temperature. Providing is a problem to be solved.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明は、内燃機関の気筒の排気ポートに一端が連通し他端
が排気管に連通する湾曲した排気通路を形成する排気通
路形成壁を有し鋳造により形成される内燃機関の排気マ
ニホルドにおいて、前記排気通路形成壁の湾曲部で前記
排気通路を流通する排気ガスが衝突する部分に前記排気
通路形成壁よりも薄くその背面に断熱部を有する金属板
が配設されていることを特徴とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention, which solves the above problems, provides an exhaust passage forming wall forming a curved exhaust passage having one end communicating with an exhaust port of a cylinder of an internal combustion engine and the other end communicating with an exhaust pipe. In an exhaust manifold of an internal combustion engine that is formed by casting, a portion of the curved portion of the exhaust passage forming wall where exhaust gas flowing through the exhaust passage collides is thinner than the exhaust passage forming wall and has a heat insulating portion on its back surface. The metal plate has is provided.
【0006】本発明における金属板は、排気マニホルド
を鋳造する際に鋳包みにより取付けたり、鋳造後に溶接
などにより接合して取付けることができる。本発明の好
適な態様として、金属板の厚さは排気通路形成壁の厚さ
の0.2〜0.5倍とされる。0.2倍よりも小さくす
ると強度的な問題が発生し、0.5倍よりも大きくする
と金属板を設けたことによる効果が薄れる。The metal plate according to the present invention can be attached by casting when the exhaust manifold is cast, or can be attached by welding after casting. In a preferred aspect of the present invention, the thickness of the metal plate is 0.2 to 0.5 times the thickness of the exhaust passage forming wall. If it is smaller than 0.2 times, a strength problem occurs, and if it is larger than 0.5 times, the effect of providing the metal plate is weakened.
【0007】また、他の好適な態様として、断熱部は断
熱材又は空間部より構成される。As another preferred mode, the heat insulating portion is made of a heat insulating material or a space portion.
【0008】[0008]
【作用】本発明の排気マニホルドを装備する内燃機関が
始動(コールドスタート)すると、内燃機関から排出さ
れて排気通路を流通する高温の排気ガスは排気通路形成
壁の湾曲部に配設された金属板に衝突することにより熱
が吸収され、金属板は集中的に加熱される。このとき、
排気通路形成壁よりも薄く形成された金属板は熱容量が
小さく、かつその背面の断熱部によって保温されること
により、その温度が急速に上昇し、金属板に衝突する排
気ガスの温度低下が迅速に解消される。これにより、排
気マニホルドの下流側に設置された触媒装置を通過する
排気ガスの触媒活性温度への到達時期が速まり、触媒装
置による有効な浄化作用の開始時期が速くなる。When the internal combustion engine equipped with the exhaust manifold of the present invention is started (cold start), the high temperature exhaust gas discharged from the internal combustion engine and flowing through the exhaust passage is placed on the curved portion of the exhaust passage forming wall. The heat is absorbed by the collision with the plate, and the metal plate is intensively heated. At this time,
The metal plate, which is thinner than the exhaust passage forming wall, has a small heat capacity and is kept warm by the heat insulating part on the back surface of the metal plate, so that its temperature rises rapidly and the temperature of the exhaust gas colliding with the metal plate rapidly decreases. Will be resolved. As a result, the timing at which the exhaust gas passing through the catalyst device installed on the downstream side of the exhaust manifold reaches the catalyst activation temperature is accelerated, and the effective purification action start time by the catalyst device is accelerated.
【0009】[0009]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。 (実施例1)図1は本実施例に係る排気マニホルドの正
面図であり、図2は図1のA−A線断面図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (Embodiment 1) FIG. 1 is a front view of an exhaust manifold according to this embodiment, and FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG.
【0010】本実施例の排気マニホルドは、4気筒内燃
機関のシリンダヘッド(図示せず)に形成された各気筒
の排気ポートに連通する4個の排気通路1と、各排気通
路1が集合してなり下流側に連結される排気管(図示せ
ず)と連通する集合排気通路2とを備え、各排気通路1
及び集合排気通路2を形成する排気通路形成壁3を主体
として鋳造により形成されている。各排気通路1及び集
合排気通路2は、各排気通路1の入口と集合排気通路2
の出口との向きが約90°変わる状態で円弧状に湾曲す
るように形成されている。In the exhaust manifold of this embodiment, four exhaust passages 1 communicating with the exhaust ports of each cylinder formed in a cylinder head (not shown) of a four-cylinder internal combustion engine, and each exhaust passage 1 are assembled. And a collective exhaust passage 2 communicating with an exhaust pipe (not shown) connected downstream.
Also, the exhaust passage forming wall 3 forming the collective exhaust passage 2 is mainly formed by casting. The exhaust passages 1 and the collective exhaust passages 2 are connected to the inlet of each exhaust passage 1 and the collective exhaust passage 2 respectively.
It is formed so as to be curved in an arc shape in a state in which the direction with respect to the outlet of is changed by about 90 °.
【0011】そして、排気通路形成壁3の湾曲部で各排
気通路1の入口から流入した排気ガスが衝突する部分に
は、金属板4と、金属板4の周端部を除く背面を覆うよ
うにして金属板4と排気通路形成壁3との間に配置され
た断熱材5とが配設されている。金属板4は、厚さ約
1.5mmのステンレス鋼板で形成されており、金属板
4が配設された部分の排気通路形成壁3の厚さが約4m
mであるのに対して薄いものである。断熱材5はセラミ
ックウールよりなる。A portion of the curved portion of the exhaust passage forming wall 3 where the exhaust gas flowing from the inlet of each exhaust passage 1 collides is covered with the metal plate 4 and the rear surface of the metal plate 4 excluding the peripheral end portion. Further, the heat insulating material 5 arranged between the metal plate 4 and the exhaust passage forming wall 3 is arranged. The metal plate 4 is formed of a stainless steel plate having a thickness of about 1.5 mm, and the thickness of the exhaust passage forming wall 3 at the portion where the metal plate 4 is arranged is about 4 m.
Although it is m, it is thin. The heat insulating material 5 is made of ceramic wool.
【0012】これら金属板4及び断熱材5は、排気マニ
ホルドを鋳造する際に鋳包むことにより取付けられてい
る。すなわち、図3に示すように、背面に断熱材5が接
合された金属板4を鋳型6及び中子7によって形成され
るキャビティ8内に配置しておき、キャビティ8内への
注湯により形成される排気通路形成壁3に金属板4の全
周端部が鋳包まれることにより取付けられている。The metal plate 4 and the heat insulating material 5 are attached by wrapping when the exhaust manifold is cast. That is, as shown in FIG. 3, a metal plate 4 having a back surface to which a heat insulating material 5 is bonded is placed in a cavity 8 formed by a mold 6 and a core 7, and is formed by pouring the metal into the cavity 8. The exhaust passage forming wall 3 is attached by being wrapped in the entire peripheral end portion of the metal plate 4.
【0013】以上のように構成された本実施例の排気マ
ニホルドは、各排気通路1の入口が内燃機関の各気筒の
排気ポートに連通するように取付けられ、集合排気通路
2の出口には触媒装置に繋がる排気管が連結されて使用
に供される。そして、内燃機関が始動(コールドスター
ト)すると、内燃機関から排出されて排気通路1に流入
する高温の排気ガスは、排気通路形成壁3の湾曲部に配
設された金属板4に衝突することにより熱が吸収され、
金属板4は集中的に加熱される。このとき、排気通路形
成壁3よりも薄く形成された金属板4は熱容量が小さ
く、かつその背面に配設された断熱材5によって排気通
路形成壁3への熱伝達が防止されることにより、その温
度が急速に上昇し、金属板4に衝突する排気ガスの温度
低下が迅速に解消される。これにより、排気マニホルド
の下流側に設置された触媒装置を通過する排気ガスの触
媒活性温度への到達時期が速まり、触媒装置による有効
な浄化作用の開始時期が速くなる。The exhaust manifold of the present embodiment constructed as described above is attached so that the inlet of each exhaust passage 1 communicates with the exhaust port of each cylinder of the internal combustion engine, and the catalyst is provided at the outlet of the collective exhaust passage 2. The exhaust pipe connected to the device is connected and used. When the internal combustion engine is started (cold start), the high-temperature exhaust gas discharged from the internal combustion engine and flowing into the exhaust passage 1 collides with the metal plate 4 arranged on the curved portion of the exhaust passage forming wall 3. Heat is absorbed by
The metal plate 4 is intensively heated. At this time, the metal plate 4 formed thinner than the exhaust passage forming wall 3 has a small heat capacity, and heat transfer to the exhaust passage forming wall 3 is prevented by the heat insulating material 5 arranged on the back surface thereof. The temperature rises rapidly, and the temperature drop of the exhaust gas that collides with the metal plate 4 is quickly eliminated. As a result, the timing at which the exhaust gas passing through the catalyst device installed on the downstream side of the exhaust manifold reaches the catalyst activation temperature is accelerated, and the effective purification action start time by the catalyst device is accelerated.
【0014】以上のように、本実施例の排気マニホルド
によれば、排気通路形成壁3の湾曲部で排気通路1を流
通する排気ガスが衝突する部分に、排気通路形成壁3よ
りも薄い金属板4及びその金属板4を保温する断熱材5
が配設されているため、内燃機関のコールドスタート時
における排気ガスの温度低下を迅速に解消し、触媒活性
温度への到達時間を短縮することができる。As described above, according to the exhaust manifold of the present embodiment, the portion of the curved portion of the exhaust passage forming wall 3 where the exhaust gas flowing through the exhaust passage 1 collides is made of a metal thinner than the exhaust passage forming wall 3. A heat insulating material 5 for keeping the plate 4 and its metal plate 4 warm
Is provided, the temperature drop of the exhaust gas at the cold start of the internal combustion engine can be quickly eliminated, and the time required to reach the catalyst activation temperature can be shortened.
【0015】また、本実施例の排気マニホルドは、鋳造
時において鋳型6と金属板4との間に配置される断熱材
5が中子の役割を果たすため、鋳造を容易に行うことが
できるとともに、中子を用いた場合のように中子より発
生するガスにより鋳造不良が発生するのを回避すること
ができる。また、本実施例における金属板4及び断熱材
5は排気マニホルドの一部分に配設されるものであるた
め、排気マニホルドの鋳造を行う際に金属板4及び断熱
材5を鋳包んでも湯回り不良が生じる虞れは低減する。Further, in the exhaust manifold of this embodiment, since the heat insulating material 5 arranged between the mold 6 and the metal plate 4 plays a role of a core during casting, the casting can be easily performed. Thus, it is possible to avoid the occurrence of defective casting due to the gas generated from the core as in the case of using the core. In addition, since the metal plate 4 and the heat insulating material 5 in this embodiment are disposed in a part of the exhaust manifold, even if the metal plate 4 and the heat insulating material 5 are cast in when the exhaust manifold is cast, the molten metal does not flow well. The risk of occurrence of is reduced.
【0016】(変形例1)本実施例の変形例として図4
及び図5に示すように、排気通路形成壁13の湾曲部に
配設する金属板14及び断熱材15を上記実施例のもの
より大きなものを用いて広範囲にわたって配設するよう
にしてもよい。このようにすれば、排気ガスの温度低下
をより一層迅速に解消して触媒活性温度への到達時間を
より一層短縮することが可能となる。(Modification 1) FIG. 4 shows a modification of this embodiment.
Further, as shown in FIG. 5, the metal plate 14 and the heat insulating material 15 arranged on the curved portion of the exhaust passage forming wall 13 may be arranged over a wide range by using those larger than those in the above embodiment. By doing so, it becomes possible to eliminate the temperature drop of the exhaust gas more quickly and further shorten the time required to reach the catalyst activation temperature.
【0017】(実施例2)図6は本実施例に係る排気マ
ニホルドの断面図である。本実施例の排気マニホルド
は、上記実施例1のものと基本的構造が同じであって、
4個の排気通路21(図6には1個のみが示されてい
る。)と、各排気通路21が集合してなる集合排気通路
22とを備え、各排気通路21及び集合排気通路22を
形成する排気通路形成壁23を主体として鋳造により形
成されている。各排気通路21及び集合排気通路22
は、上記実施例の場合と同様に円弧状に湾曲するように
形成されている。(Second Embodiment) FIG. 6 is a sectional view of an exhaust manifold according to the present embodiment. The exhaust manifold of this embodiment has the same basic structure as that of the first embodiment,
Four exhaust passages 21 (only one is shown in FIG. 6) and a collective exhaust passage 22 formed by assembling each exhaust passage 21 are provided, and each exhaust passage 21 and the collective exhaust passage 22 are connected to each other. The exhaust passage forming wall 23 to be formed is mainly formed by casting. Each exhaust passage 21 and collective exhaust passage 22
Are formed so as to be curved in an arc shape as in the case of the above embodiment.
【0018】本実施例の排気マニホルドにあっては、排
気通路形成壁23の湾曲部で各排気通路21の入口から
流入した排気ガスが衝突する部分には開口部が形成され
ており、その開口部を閉鎖するようにして金属板24が
配設されている。この金属板24は、その周囲の排気通
路形成壁23の厚さよりも薄い約1.5mmの厚さの自
溶性合金板で形成されており、鋳造時において鋳型内に
配置した金属板24の全周端部が溶湯と拡散接合するこ
とにより排気通路形成壁23の内面に密着した状態で取
付けられている。なお、金属板24の背面は大気空間と
接しており、排気通路形成壁23よりも熱伝達の小さい
大気空間が断熱部25として利用されている。In the exhaust manifold of this embodiment, an opening is formed in the curved portion of the exhaust passage forming wall 23 where the exhaust gas flowing from the inlet of each exhaust passage 21 collides, and the opening is formed. A metal plate 24 is arranged so as to close the portion. The metal plate 24 is formed of a self-fluxing alloy plate having a thickness of about 1.5 mm, which is thinner than the thickness of the exhaust passage forming wall 23 around the metal plate 24. The peripheral end portion is attached to the inner surface of the exhaust passage forming wall 23 while being in close contact with the molten metal by diffusion bonding. The back surface of the metal plate 24 is in contact with the atmosphere space, and the atmosphere space having a smaller heat transfer than the exhaust passage forming wall 23 is used as the heat insulating portion 25.
【0019】以上のように構成された本実施例の排気マ
ニホルドは、上記実施例1の場合と同様に内燃機関に取
付けられて使用に供される。そして、内燃機関が始動
(コールドスタート)すると、内燃機関から排気通路2
1に流入する高温の排気ガスは金属板24に衝突するこ
とにより熱が吸収され、金属板24は断熱部25に保温
されつつ集中的に加熱されて速やかにその温度が上昇す
る。これにより、金属板24に衝突する排気ガスの温度
低下が迅速に解消され、排気マニホルドの下流側に設置
された触媒装置を通過する排気ガスの触媒活性温度への
到達時期が速くなる。The exhaust manifold of the present embodiment constructed as described above is attached to an internal combustion engine for use as in the case of the first embodiment. Then, when the internal combustion engine is started (cold start), the internal combustion engine moves to the exhaust passage 2
The high temperature exhaust gas flowing into 1 absorbs heat by colliding with the metal plate 24, and the metal plate 24 is intensively heated while being kept warm by the heat insulating portion 25, and the temperature thereof rapidly rises. As a result, the temperature drop of the exhaust gas that collides with the metal plate 24 is quickly eliminated, and the timing of reaching the catalyst activation temperature of the exhaust gas that passes through the catalyst device installed on the downstream side of the exhaust manifold becomes faster.
【0020】以上のように、本実施例の排気マニホルド
によれば、排気通路形成壁23の湾曲部で排気通路21
を流通する排気ガスが衝突する部分に、その背面に断熱
部25を有し排気通路形成壁23よりも薄い金属板24
が配設されているため、内燃機関のコールドスタート時
における排気ガスの温度低下を迅速に解消し、触媒活性
温度への到達時間を短縮することができる。As described above, according to the exhaust manifold of this embodiment, the exhaust passage 21 is formed by the curved portion of the exhaust passage forming wall 23.
A metal plate 24 thinner than the exhaust passage forming wall 23 having a heat insulating portion 25 on its back surface at a portion where the exhaust gas flowing through the vehicle collides.
Is provided, the temperature drop of the exhaust gas at the cold start of the internal combustion engine can be quickly eliminated, and the time required to reach the catalyst activation temperature can be shortened.
【0021】そして、本実施例の排気マニホルドは、断
熱部25として大気空間を利用しあえて断熱材等を用い
ることなく構成されているため、構造を簡略化すること
ができるとともに、鋳造性にも優れる。また、金属板2
4が設けられた部分の排気通路形成壁23が省去されて
いるため、排気マニホルドの軽量化を図ることができ
る。Since the exhaust manifold of the present embodiment is constructed without using a heat insulating material or the like as the heat insulating portion 25, the structure can be simplified and the castability can be improved. Excel. Also, the metal plate 2
Since the exhaust passage forming wall 23 in the portion provided with 4 is omitted, the weight of the exhaust manifold can be reduced.
【0022】(変形例2)本変形例の排気マニホルド
は、図7に示すように、上記実施例の排気マニホルドに
対して、金属板24の背面に大気よりも断熱性の高い断
熱材25を接着剤により取付けたものであり、これによ
り金属板24の保温性が高められる。この場合には、鋳
造性の優位が損なわれることなく、より有効な保温効果
が得られる断熱材25を簡単に設けることができる。(Modification 2) In the exhaust manifold of this modification, as shown in FIG. 7, in comparison with the exhaust manifold of the above embodiment, a heat insulating material 25 having a higher heat insulating property than the atmosphere is provided on the back surface of the metal plate 24. The metal plate 24 is attached by an adhesive, which enhances the heat retaining property of the metal plate 24. In this case, it is possible to easily provide the heat insulating material 25 that can obtain a more effective heat retaining effect without impairing the castability.
【0023】(変形例3)本変形例の排気マニホルドで
は、図8に示すように、金属板34はその全周端部が背
面側に屈曲されて底の浅い器状に形成されており、その
全周端部に重合わされて接合された蓋板36により金属
板34の背面側に断熱部としての密閉空間35が形成さ
れている。この金属板34及び蓋板36は、鋳造時にお
いて鋳型内に配置した金属板34の全周端部が溶湯と拡
散接合することにより排気通路形成壁33の外面に密着
した状態で取付けられている。このように金属板34の
背面に密閉空間35が形成されていれば、断熱部として
大気空間を利用した場合よりも金属板34の保温性が良
好となる。(Modification 3) In the exhaust manifold of this modification, as shown in FIG. 8, the metal plate 34 is formed in a shallow vessel shape with its entire peripheral end portion bent to the back side. A closed space 35 as a heat insulating portion is formed on the back surface side of the metal plate 34 by the lid plate 36 that is overlapped and joined to the entire circumference end portion. The metal plate 34 and the cover plate 36 are attached to the outer surface of the exhaust passage forming wall 33 in a state of being in close contact with each other by diffusion bonding of the entire peripheral end portion of the metal plate 34 arranged in the mold during casting with the molten metal. . When the closed space 35 is formed on the back surface of the metal plate 34 in this manner, the heat retaining property of the metal plate 34 becomes better than that in the case where the atmospheric space is used as the heat insulating portion.
【0024】なお、金属板34及び蓋板36は、排気マ
ニホルドの鋳造後、溶接などによって取付けることも可
能である。 (試験)本発明に係る上記実施例1の排気マニホルド
と、金属板及び断熱材が配設されていない従来の排気マ
ニホルドとを用い、内燃機関の始動直後における排気ガ
スの温度変化を比較する試験を行った。この試験では、
内燃機関の作動条件を次の5種類のパターンとし、各排
気マニホルドの出口から150mm下降部で排気ガスの
温度を測定した。The metal plate 34 and the cover plate 36 may be attached by welding after casting the exhaust manifold. (Test) A test for comparing the temperature change of the exhaust gas immediately after the start of the internal combustion engine, using the exhaust manifold of the first embodiment according to the present invention and the conventional exhaust manifold in which the metal plate and the heat insulating material are not arranged. I went. In this test,
The operating conditions of the internal combustion engine were set to the following five patterns, and the temperature of the exhaust gas was measured at a 150 mm descending portion from the outlet of each exhaust manifold.
【0025】第1パターンは、室温にてソークしてお
き、内燃機関をアイドリング無負荷(800rpm、吸
気圧−560mmHg)で運転開始するとともに測定を開始
する。第2パターンは、予めアイドリング無負荷で内燃
機関をモータリング運転(イグニッションスイッチOF
F)して排気ガス温度が一定(約90℃)になった状態
で、アイドリング無負荷運転(イグニッションスイッチ
ON)して測定を開始する。In the first pattern, soaking is performed at room temperature, the internal combustion engine is started with no idling (800 rpm, intake pressure −560 mmHg), and measurement is started. The second pattern is to perform a motoring operation of the internal combustion engine in advance with no idling load (ignition switch OF
F) Then, when the exhaust gas temperature is constant (about 90 ° C.), idling no-load operation (ignition switch ON) is performed and measurement is started.
【0026】第3パターンは、予めアイドリング無負荷
で内燃機関をモータリング運転(イグニッションスイッ
チOFF)して排気ガス温度が一定(約90℃)になっ
た状態で、内燃機関の運転を1000rpm、吸気圧−
360mmHgとし、イグニッションスイッチをONにして
測定を開始する。第4パターンは、予めアイドリング無
負荷で内燃機関をモータリング運転(イグニッションス
イッチOFF)して排気ガス温度が一定(約90℃)に
なった状態で、内燃機関の運転を2000rpm、吸気
圧−360mmHgとし、イグニッションスイッチをONに
して測定を開始する。In the third pattern, the internal combustion engine is operated in a motoring operation (ignition switch is OFF) without idling in advance and the exhaust gas temperature is constant (about 90 ° C.). Barometric pressure-
Set to 360 mmHg and turn on the ignition switch to start measurement. In the fourth pattern, the internal combustion engine is operated in a motoring mode (ignition switch OFF) with no idling in advance and the exhaust gas temperature is constant (about 90 ° C), the internal combustion engine is operated at 2000 rpm, and the intake pressure is -360 mmHg. Then, turn on the ignition switch to start the measurement.
【0027】第5パターンは、予めアイドリング無負荷
で内燃機関をモータリング運転(イグニッションスイッ
チOFF)して排気ガス温度が一定(約90℃)になっ
た状態で、内燃機関を全開運転(3550rpm、吸気
圧−10mmHg)とし、イグニッションスイッチをONに
して測定を開始する。以上の各パターンにより本発明品
及び従来品の排気ガス温度の測定を行った結果、第1〜
第5パターンのいずれにおいても、本発明品の方が従来
品よりも排気ガス温度の上昇が早急であり、短時間で高
温域に到達することが判明した。図9はその代表として
第3パターンにおける両者の測定結果を示すものであ
る。ちなみに、測定開始1分後における両者の温度差
は、第1パターンでは4℃、第2パターンでは20℃、
第3パターンでは30℃、第4パターンでは20℃、第
5パターンでは25℃であった。In the fifth pattern, the internal combustion engine is fully opened (3550 rpm, while the exhaust gas temperature is constant (about 90 ° C.) by performing the motoring operation (ignition switch OFF) of the internal combustion engine with no idling in advance. Set the intake pressure to -10 mmHg) and turn on the ignition switch to start measurement. As a result of measuring the exhaust gas temperature of the product of the present invention and the conventional product by the above respective patterns,
In all of the fifth patterns, it was found that the exhaust gas temperature of the product of the present invention rises faster than that of the conventional product, and reaches the high temperature region in a short time. FIG. 9 shows the measurement results of both in the third pattern as a representative thereof. By the way, the temperature difference between the two after 1 minute from the start of measurement is 4 ° C. in the first pattern and 20 ° C. in the second pattern.
It was 30 ° C. in the third pattern, 20 ° C. in the fourth pattern, and 25 ° C. in the fifth pattern.
【0028】なお、上記排気ガス温度の測定と同時に、
サーモビデオ撮影により本発明品及び従来品の表面温度
分布を調べたところ、本発明品の金属板及び断熱材が配
設された部分の表面温度は従来品に比べて低温であるこ
とを確認した。これにより、本発明品の場合には、衝突
する排気ガスにより加熱された金属板が断熱材により保
温されて急速に昇温することが判る。At the same time as the measurement of the exhaust gas temperature,
When the surface temperature distributions of the product of the present invention and the conventional product were examined by thermo-video photography, it was confirmed that the surface temperature of the portion of the product of the present invention where the metal plate and the heat insulating material were disposed was lower than that of the conventional product. . From this, it can be seen that in the case of the product of the present invention, the metal plate heated by the impinging exhaust gas is kept warm by the heat insulating material and rapidly rises in temperature.
【0029】[0029]
【発明の効果】本発明の内燃機関の排気マニホルドによ
れば、排気通路形成壁の湾曲部で排気通路を流通する排
気ガスが衝突する部分に前記排気通路形成壁よりも薄く
その背面に断熱部を有する金属板が配設されているた
め、内燃機関のコールドスタート時における排気ガスの
温度低下を迅速に解消し、触媒活性温度への到達時間を
短縮することができる。According to the exhaust manifold of an internal combustion engine of the present invention, a portion of the curved portion of the exhaust passage forming wall where the exhaust gas flowing through the exhaust passage collides is thinner than the exhaust passage forming wall and has a heat insulating portion on its back surface. Since the metal plate having is disposed, it is possible to quickly eliminate the temperature decrease of the exhaust gas at the cold start of the internal combustion engine and shorten the time required to reach the catalyst activation temperature.
【図1】本発明の実施例1に係る排気マニホルドの正面
図である。FIG. 1 is a front view of an exhaust manifold according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図1のA−A線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG.
【図3】本発明の実施例1に係る排気マニホルドの鋳造
時における説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram during casting of the exhaust manifold according to the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明の実施例1における変形例1に係る排気
マニホルドの正面図である。FIG. 4 is a front view of an exhaust manifold according to a first modification of the first embodiment of the present invention.
【図5】図4のB−B線断面図である。5 is a sectional view taken along line BB of FIG.
【図6】本発明の実施例2に係る排気マニホルドの断面
図である。FIG. 6 is a sectional view of an exhaust manifold according to a second embodiment of the present invention.
【図7】本発明の実施例2における変形例2に係る排気
マニホルドの断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of an exhaust manifold according to a second modification of the second embodiment of the present invention.
【図8】本発明の実施例2における変形例3に係る排気
マニホルドの断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view of an exhaust manifold according to Modification 3 of Embodiment 2 of the present invention.
【図9】試験における排気ガスの温度変化を示すグラフ
である。FIG. 9 is a graph showing changes in exhaust gas temperature in a test.
1、21…排気通路 2、22…集合排気通路 3、13、23…排気通路形成壁 4、14、24、
34…金属板 5、15…断熱材(断熱部) 6…鋳型 7…中子
25…断熱部 35…密閉空間(断熱部)1, 21 ... Exhaust passage 2, 22 ... Collecting exhaust passage 3, 13, 23 ... Exhaust passage forming walls 4, 14, 24,
34 ... Metal plate 5, 15 ... Heat insulating material (heat insulating part) 6 ... Mold 7 ... Core 25 ... Heat insulating part 35 ... Sealed space (heat insulating part)
Claims (3)
通し他端が排気管に連通する湾曲した排気通路を形成す
る排気通路形成壁を有し鋳造により形成される内燃機関
の排気マニホルドにおいて、 前記排気通路形成壁の湾曲部で前記排気通路を流通する
排気ガスが衝突する部分に前記排気通路形成壁よりも薄
くその背面に断熱部を有する金属板が配設されているこ
とを特徴とする内燃機関の排気マニホルド。1. An exhaust manifold for an internal combustion engine, which is formed by casting and has an exhaust passage forming wall forming a curved exhaust passage having one end communicating with an exhaust port of a cylinder of the internal combustion engine and the other end communicating with an exhaust pipe. A metal plate that is thinner than the exhaust passage forming wall and has a heat insulating portion on its back surface is disposed in a portion of the curved portion of the exhaust passage forming wall where exhaust gas flowing through the exhaust passage collides. Exhaust manifold for internal combustion engine.
の0.2〜0.5倍である請求項1記載の内燃機関の排
気マニホルド。2. The exhaust manifold for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the thickness of the metal plate is 0.2 to 0.5 times the thickness of the exhaust passage forming wall.
求項1記載の内燃機関の排気マニホルド。3. The exhaust manifold for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the heat insulating portion is made of a heat insulating material or a space portion.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10928994A JPH07317539A (en) | 1994-05-24 | 1994-05-24 | Exhaust manifold of internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10928994A JPH07317539A (en) | 1994-05-24 | 1994-05-24 | Exhaust manifold of internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07317539A true JPH07317539A (en) | 1995-12-05 |
Family
ID=14506407
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10928994A Pending JPH07317539A (en) | 1994-05-24 | 1994-05-24 | Exhaust manifold of internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07317539A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014184936A1 (en) * | 2013-05-16 | 2014-11-20 | トヨタ自動車株式会社 | Exhaust cooling system for internal combustion engine |
-
1994
- 1994-05-24 JP JP10928994A patent/JPH07317539A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2014184936A1 (en) * | 2013-05-16 | 2014-11-20 | トヨタ自動車株式会社 | Exhaust cooling system for internal combustion engine |
CN105431619A (en) * | 2013-05-16 | 2016-03-23 | 丰田自动车株式会社 | Exhaust cooling system for internal combustion engine |
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JPWO2014184936A1 (en) * | 2013-05-16 | 2017-02-23 | トヨタ自動車株式会社 | Exhaust cooling system for internal combustion engine |
US9719388B2 (en) | 2013-05-16 | 2017-08-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust cooling system for internal combustion engine |
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