JPH0739807B2 - 多気筒内燃機関の排気装置 - Google Patents
多気筒内燃機関の排気装置Info
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- JPH0739807B2 JPH0739807B2 JP61159680A JP15968086A JPH0739807B2 JP H0739807 B2 JPH0739807 B2 JP H0739807B2 JP 61159680 A JP61159680 A JP 61159680A JP 15968086 A JP15968086 A JP 15968086A JP H0739807 B2 JPH0739807 B2 JP H0739807B2
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust 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
- F01N3/24—Exhaust 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
- F01N3/28—Construction of catalytic reactors
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、３気筒以上の気筒をもつ内燃機関の触媒付き
の排気マニホルドに関する。
の排気マニホルドに関する。
（従来の技術） 従来、複数の排気管を触媒容器の入口で集合させたもの
は、特開昭54−134211号（ａ）、実開昭56−129513号
（ｂ）等によって知られている。このうち（ａ）は、２
本の排気管を、触媒端面に対して八字状をなすように配
置し、その中心線が触媒前面で交差するようにしたもの
であり、（ｂ）は、排気マニホルドの各排気管から出る
排気が触媒の端面の異なる位置に衝突するようにしたも
のである。
は、特開昭54−134211号（ａ）、実開昭56−129513号
（ｂ）等によって知られている。このうち（ａ）は、２
本の排気管を、触媒端面に対して八字状をなすように配
置し、その中心線が触媒前面で交差するようにしたもの
であり、（ｂ）は、排気マニホルドの各排気管から出る
排気が触媒の端面の異なる位置に衝突するようにしたも
のである。
（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、排気マニホルドを従来の鋳鉄製に代えて成形
加工による薄い材料例えば薄肉のステンレス管及び深絞
りによるステンレス板から成形した集合室によって作
り、これによって排気マニホルドを軽量にしてエンジン
重量の軽減を図るものであるが、このような材料を使用
すると、膨張係数が大きいため、集合室に部分的に温度
差があると大きな熱応力が生じ易いという問題がある。
集合室に接続する排気管が前記従来例（ａ）のように２
本であるときは集合室の温度の均一化及び触媒に対する
排ガスの均等な分配を図ることは容易であるが、排気管
を３本以上とした場合は、内側に位置する排気管は短く
て外気で冷却されにくいので、該管の接続部が高温とな
り、管長が長く外気で冷却され易い外側の排気管を接続
する側壁との間に温度差ができて熱応力が生じ、かつ各
排気管の伸びの相違によるストレスが加わるおそれがあ
る。
加工による薄い材料例えば薄肉のステンレス管及び深絞
りによるステンレス板から成形した集合室によって作
り、これによって排気マニホルドを軽量にしてエンジン
重量の軽減を図るものであるが、このような材料を使用
すると、膨張係数が大きいため、集合室に部分的に温度
差があると大きな熱応力が生じ易いという問題がある。
集合室に接続する排気管が前記従来例（ａ）のように２
本であるときは集合室の温度の均一化及び触媒に対する
排ガスの均等な分配を図ることは容易であるが、排気管
を３本以上とした場合は、内側に位置する排気管は短く
て外気で冷却されにくいので、該管の接続部が高温とな
り、管長が長く外気で冷却され易い外側の排気管を接続
する側壁との間に温度差ができて熱応力が生じ、かつ各
排気管の伸びの相違によるストレスが加わるおそれがあ
る。
一方前記従来例（ｂ）は４本の排気管から出る排ガスを
触媒に均等に分配することはできるが、マニホルドの温
度差の発生に留意したものではなかった。
触媒に均等に分配することはできるが、マニホルドの温
度差の発生に留意したものではなかった。
（問題点を解決するための手段） 本発明は、熱応力の発生を防止すると共に触媒に対する
排気の分配を均一化するようにしたもので、その手段
は、触媒を収容する触媒容器と、該触媒容器の入口とな
る上端側に接続される、天井壁と天井壁から垂下する気
筒列方向両側の側壁とを有する鋼板製の排気集合室と、
該排気集合室の天井壁と両側壁に接続される３本以上の
鋼管製の排気管とを備える多気筒内燃機関の排気装置に
おいて、排気集合室の天井壁に接続される内側の排気管
の開口部は触媒の上端面の中央部分を指向し、排気集合
室の両側壁に夫々接続される外側の排気管は内側の排気
管より長く、該各外側の排気管の開口部は反対側の側壁
及び触媒の上端面の該側壁寄りの部分を指向すると共
に、該各外側の排気管からの排気流が互にオフセットし
た対向流となるように設定されることを特徴とする。
排気の分配を均一化するようにしたもので、その手段
は、触媒を収容する触媒容器と、該触媒容器の入口とな
る上端側に接続される、天井壁と天井壁から垂下する気
筒列方向両側の側壁とを有する鋼板製の排気集合室と、
該排気集合室の天井壁と両側壁に接続される３本以上の
鋼管製の排気管とを備える多気筒内燃機関の排気装置に
おいて、排気集合室の天井壁に接続される内側の排気管
の開口部は触媒の上端面の中央部分を指向し、排気集合
室の両側壁に夫々接続される外側の排気管は内側の排気
管より長く、該各外側の排気管の開口部は反対側の側壁
及び触媒の上端面の該側壁寄りの部分を指向すると共
に、該各外側の排気管からの排気流が互にオフセットし
た対向流となるように設定されることを特徴とする。
（作 用） 前記の構成により、外側の各排気管から排気集合室に流
入した排ガスのうちのかなりの分量がそれぞれ反対側の
側壁に直接衝突するため、内側の排気管を接続する天井
壁に比し温度が低くなり易い両側壁が加熱され、更に、
外側の両排気管からの排気流が互にオフセットした対向
流となるために排気集合室内に排気の旋回流が生じ、排
気集合室の温度分布が均一化され、熱応力の発生が抑制
される。
入した排ガスのうちのかなりの分量がそれぞれ反対側の
側壁に直接衝突するため、内側の排気管を接続する天井
壁に比し温度が低くなり易い両側壁が加熱され、更に、
外側の両排気管からの排気流が互にオフセットした対向
流となるために排気集合室内に排気の旋回流が生じ、排
気集合室の温度分布が均一化され、熱応力の発生が抑制
される。
（実施例） 以下、直列４気筒エンジンに実施する本発明の実施例を
図面によって説明する。
図面によって説明する。
第１図、第２図において、Ｅはエンジン、（１）は触媒
容器で、該触媒容器（１）は、楕円形のハニカム型触媒
（４）をガスケット（５）、（６）を介して収容し、フ
ランジ（７）、（８）の周縁（９）を溶接し、下流側に
接続用フランジ（10）を溶接する。
容器で、該触媒容器（１）は、楕円形のハニカム型触媒
（４）をガスケット（５）、（６）を介して収容し、フ
ランジ（７）、（８）の周縁（９）を溶接し、下流側に
接続用フランジ（10）を溶接する。
触媒容器（１）の入口となる上端側には排気集合室（1
1）が溶接される。該集合室（11）は鋼板を深絞りして
成形されており、フランジ（12）から上方に膨出し、平
面状の４つの壁面（13a）（13b）（13c）（13d）が形成
されている。（13a）と（13d）は夫々気筒列方向外方を
向く側壁となり、（13b）と（13c）は上方を向く天井壁
となる。
1）が溶接される。該集合室（11）は鋼板を深絞りして
成形されており、フランジ（12）から上方に膨出し、平
面状の４つの壁面（13a）（13b）（13c）（13d）が形成
されている。（13a）と（13d）は夫々気筒列方向外方を
向く側壁となり、（13b）と（13c）は上方を向く天井壁
となる。
側壁（13a）（13d）にはバーリング加工によって突縁
（14a）（14d）をもつ開口が設けてあり、天井壁（13
b）（13c）には普通の開口が設けてある。そして各開口
に排気管（15a）（15b）（15c）（15d）の下流側を挿入
して溶接している。
（14a）（14d）をもつ開口が設けてあり、天井壁（13
b）（13c）には普通の開口が設けてある。そして各開口
に排気管（15a）（15b）（15c）（15d）の下流側を挿入
して溶接している。
各排気管の上流部は一枚のフランジ（16）に設けた開口
内に挿入して溶接してあり、フランジ（16）にはシリン
ダヘッドに固定するための穴（17）（17）……、軽量化
のための穴（18）（18）……、熱変形吸収用の切欠き
（19）等が設けてある。
内に挿入して溶接してあり、フランジ（16）にはシリン
ダヘッドに固定するための穴（17）（17）……、軽量化
のための穴（18）（18）……、熱変形吸収用の切欠き
（19）等が設けてある。
これらの触媒容器（１）、排気集合室（11）、排気管
（15a）〜（15d）及びフランジ（16）等は、ステンレス
鋼としては膨張係数の小さいフェライト系のSUS409Lが
用いられ溶接棒にはSUS 430Lが用いられる。
（15a）〜（15d）及びフランジ（16）等は、ステンレス
鋼としては膨張係数の小さいフェライト系のSUS409Lが
用いられ溶接棒にはSUS 430Lが用いられる。
排気管のうち、天井壁（13b）（13c）に接続する排気管
（15b）（15c）はほぼ２次元的にゆるやかに湾曲するカ
ーブをもつが、両側壁（13a）（13d）に接続する排気管
（15a）（15d）は、フランジ板（16）から立上がったの
ち一旦湾曲し、下流側において前記湾曲方向からみて斜
め横向きに２度目の湾曲をして両側壁（13a）（13d）の
開口に入り、突縁（14a）（14d）に溶接されている。
（15b）（15c）はほぼ２次元的にゆるやかに湾曲するカ
ーブをもつが、両側壁（13a）（13d）に接続する排気管
（15a）（15d）は、フランジ板（16）から立上がったの
ち一旦湾曲し、下流側において前記湾曲方向からみて斜
め横向きに２度目の湾曲をして両側壁（13a）（13d）の
開口に入り、突縁（14a）（14d）に溶接されている。
各排気管（15a）〜（15d）はその湾曲によって熱膨張時
の撓みを容易にし、各壁（13a）〜（13d）は平面状にし
てあるため該壁面に直角に作用する力に対して容易に撓
むことができ、側壁（13a）（13d）の突縁（14a）（14
d）によって、排気管（15b）（15c）が側壁に対して傾
く変形をしたとき溶接部に応力が集中するのを避けるこ
とができる。
の撓みを容易にし、各壁（13a）〜（13d）は平面状にし
てあるため該壁面に直角に作用する力に対して容易に撓
むことができ、側壁（13a）（13d）の突縁（14a）（14
d）によって、排気管（15b）（15c）が側壁に対して傾
く変形をしたとき溶接部に応力が集中するのを避けるこ
とができる。
なお、図中（20）はO2センサ取付穴、（21）はカバー取
付ボス、（22）は排気温度計取付穴である。
付ボス、（22）は排気温度計取付穴である。
そして、各排気管の中心線は触媒（４）の端面に点ａ、
ｂ、ｃ、ｄにおいて交わり、該端面と一致する平面に対
して各排気管の開口の投影図形は第３図のようになる。
同図においてＡ、Ｂ、Ｃ及びＤはそれぞれ排気管（15
a）（15b）（15c）（15d）の投影図であり、同図から明
らかなように、中間の排気管（15b）（15c）から出る排
気はほぼ全量が触媒端面に吹付けられるが、両端の排気
管（15a）（15d）から出る排気の半分近くは側壁（13
a）（13d）に直接吹付けられ、更に、排気管（15a）（1
5b）からの排気流は互にオフセットした対向流になる。
ｂ、ｃ、ｄにおいて交わり、該端面と一致する平面に対
して各排気管の開口の投影図形は第３図のようになる。
同図においてＡ、Ｂ、Ｃ及びＤはそれぞれ排気管（15
a）（15b）（15c）（15d）の投影図であり、同図から明
らかなように、中間の排気管（15b）（15c）から出る排
気はほぼ全量が触媒端面に吹付けられるが、両端の排気
管（15a）（15d）から出る排気の半分近くは側壁（13
a）（13d）に直接吹付けられ、更に、排気管（15a）（1
5b）からの排気流は互にオフセットした対向流になる。
排気集合室（11）に接続する排気管のうち内側の排気管
（15b）（15c）は短く、外側の排気管（15a）（15d）は
長いため、外側の排気管は内側の排気管に比べて外気の
冷却作用を多く受けて低温であるため、集合室（11）の
側壁（13a）（13d）も天井壁（13c）（13d）に比べて伝
熱量が少なく温度上昇が少ない。この温度差によって集
合室（11）の壁に熱応力が発生し、更に各排気管の温度
差による伸び量の相違から各排気管から異なる大きさの
ストレスが集合室（11）に加えられる。ステンレス鋼の
場合は膨張係数が大きいため、これらのストレスも大き
くなり易いが、本発明においては、側壁（13a）（13d）
に排気管（15a）（15d）から出る排ガスの半分近くを直
接吹付けるようにしたので、この排ガスによる加熱が排
気管からの伝熱に加えられ、集合室（11）全体の壁の温
度差は少なくなり、熱応力も少なくなり、更に、外側の
両排気管（15a）（15b）からの排気流が互にオフセット
した対向流になるため排気集合室（11）内に排気の旋回
流が生じ、排気集合室（11）の温度分布が一層均一にな
ると共に、触媒に対する排気の分配の均一化及び触媒温
度の均一化が行なわれる。
（15b）（15c）は短く、外側の排気管（15a）（15d）は
長いため、外側の排気管は内側の排気管に比べて外気の
冷却作用を多く受けて低温であるため、集合室（11）の
側壁（13a）（13d）も天井壁（13c）（13d）に比べて伝
熱量が少なく温度上昇が少ない。この温度差によって集
合室（11）の壁に熱応力が発生し、更に各排気管の温度
差による伸び量の相違から各排気管から異なる大きさの
ストレスが集合室（11）に加えられる。ステンレス鋼の
場合は膨張係数が大きいため、これらのストレスも大き
くなり易いが、本発明においては、側壁（13a）（13d）
に排気管（15a）（15d）から出る排ガスの半分近くを直
接吹付けるようにしたので、この排ガスによる加熱が排
気管からの伝熱に加えられ、集合室（11）全体の壁の温
度差は少なくなり、熱応力も少なくなり、更に、外側の
両排気管（15a）（15b）からの排気流が互にオフセット
した対向流になるため排気集合室（11）内に排気の旋回
流が生じ、排気集合室（11）の温度分布が一層均一にな
ると共に、触媒に対する排気の分配の均一化及び触媒温
度の均一化が行なわれる。
（発明の効果） 本発明は、以上のとおり側壁に排ガスの一部を直接吹付
けると共に排気集合室内に排気の旋回流を生じさせ、排
気集合室全体の温度差を少なくして、熱応力を小さくお
さえることができるため、薄いステンレス鋼材の使用を
可能にし、従来の鋳鉄を用いたものに比べ重量を減少さ
せることができ、自動車用に使用するときは燃費向上に
極めて有効である。更に、排気集合室内に生ずる排気の
旋回流により触媒への排ガスの配分の均等比、触媒温度
の均等化が行なわれ、排気浄化が効果的に行なわれる。
けると共に排気集合室内に排気の旋回流を生じさせ、排
気集合室全体の温度差を少なくして、熱応力を小さくお
さえることができるため、薄いステンレス鋼材の使用を
可能にし、従来の鋳鉄を用いたものに比べ重量を減少さ
せることができ、自動車用に使用するときは燃費向上に
極めて有効である。更に、排気集合室内に生ずる排気の
旋回流により触媒への排ガスの配分の均等比、触媒温度
の均等化が行なわれ、排気浄化が効果的に行なわれる。
図面は本発明の実施例を示し、第１図はエンジンに取付
けた状態を示す側面図、第２図は正面図、第３図は触媒
端面に対する排気管の投影図である。 （１）……触媒容器、（４）……触媒 （11）……排気集合室、（13a）（13d）……側壁 （13c）（13d）……天井壁、（15a）〜（15d）……排気
管。
けた状態を示す側面図、第２図は正面図、第３図は触媒
端面に対する排気管の投影図である。 （１）……触媒容器、（４）……触媒 （11）……排気集合室、（13a）（13d）……側壁 （13c）（13d）……天井壁、（15a）〜（15d）……排気
管。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 室賀 茂樹 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (56)参考文献 実開 昭58−189314（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−129513（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−59918（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】触媒を収容する触媒容器と、該触媒容器の
入口となる上端側に接続される、天井壁と天井壁から垂
下する気筒列方向両側の側壁とを有する鋼板製の排気集
合室と、該排気集合室の天井壁と両側壁に接続される３
本以上の鋼管製の排気管とを備える多気筒内燃機関の排
気装置において、排気集合室の天井壁に接続される内側
の排気管の開口部は触媒の上端面の中央部分を指向し、
排気集合室の両側壁に夫々接続される外側の排気管は内
側の排気管より長く、該各外側の排気管の開口部は反対
側の側壁及び触媒の上端面の該側壁寄りの部分を指向す
ると共に、該各外側の排気管からの排気流が互にオフセ
ットした対向流となるように設定されることを特徴とす
る、多気筒内燃機関の排気装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61159680A JPH0739807B2 (ja) | 1986-07-09 | 1986-07-09 | 多気筒内燃機関の排気装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61159680A JPH0739807B2 (ja) | 1986-07-09 | 1986-07-09 | 多気筒内燃機関の排気装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6316116A JPS6316116A (ja) | 1988-01-23 |
| JPH0739807B2 true JPH0739807B2 (ja) | 1995-05-01 |
Family
ID=15698977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61159680A Expired - Fee Related JPH0739807B2 (ja) | 1986-07-09 | 1986-07-09 | 多気筒内燃機関の排気装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0739807B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101708778B1 (ko) * | 2015-10-28 | 2017-02-21 | 세종공업 주식회사 | 유동성능이 개선된 배기 매니폴드 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0476928U (ja) * | 1990-11-20 | 1992-07-06 | ||
| WO2016035154A1 (ja) * | 2014-09-03 | 2016-03-10 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の排気装置 |
| JP6183559B2 (ja) * | 2014-09-03 | 2017-08-23 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の排気装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6114568Y2 (ja) * | 1979-10-15 | 1986-05-07 | ||
| JPS56129513U (ja) * | 1980-03-03 | 1981-10-01 | ||
| JPS58189314U (ja) * | 1982-06-09 | 1983-12-16 | マツダ株式会社 | エンジンの排気浄化装置 |
-
1986
- 1986-07-09 JP JP61159680A patent/JPH0739807B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101708778B1 (ko) * | 2015-10-28 | 2017-02-21 | 세종공업 주식회사 | 유동성능이 개선된 배기 매니폴드 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6316116A (ja) | 1988-01-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |