JPH09125947A - 内燃機関の排気系 - Google Patents
内燃機関の排気系Info
- Publication number
- JPH09125947A JPH09125947A JP30669395A JP30669395A JPH09125947A JP H09125947 A JPH09125947 A JP H09125947A JP 30669395 A JP30669395 A JP 30669395A JP 30669395 A JP30669395 A JP 30669395A JP H09125947 A JPH09125947 A JP H09125947A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust
- pipe
- manifold
- internal combustion
- combustion engine
- 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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高出力多気筒内燃機関に適した排気効率のよ
い排気系を提供する。 【解決手段】 多気筒内燃機関の排気系において、少な
くとも排気マニホルド２の各管２Ａを薄肉管の密着二重
管で構成し、且つ、その密着二重管を、排気の流れ方向
に径が漸次増大するテーパ管に形成した。
い排気系を提供する。 【解決手段】 多気筒内燃機関の排気系において、少な
くとも排気マニホルド２の各管２Ａを薄肉管の密着二重
管で構成し、且つ、その密着二重管を、排気の流れ方向
に径が漸次増大するテーパ管に形成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関、特に自
動車に搭載する多気筒内燃機関における排気系の排気マ
ニホルドを含む排気管に関するものである。
動車に搭載する多気筒内燃機関における排気系の排気マ
ニホルドを含む排気管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、排気系の排気マニホルドを含む排
気管は、前後等径の管、すなわちストレートパイプで構
成している。また、それらの排気管のうち、特に触媒コ
ンバータより前の、すなわち、内燃機関側には中空二重
構造の管を用いた排気系が実施されている。
気管は、前後等径の管、すなわちストレートパイプで構
成している。また、それらの排気管のうち、特に触媒コ
ンバータより前の、すなわち、内燃機関側には中空二重
構造の管を用いた排気系が実施されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】排気マニホルドには、
図３（Ａ）に記載のパイプマニホルド１０１と、図３
（Ｂ）に記載の鋳物マニホルド１０２とがある。排気マ
ニホルドは高温、高圧、高流速の排気が流れ、特に流速
はマッハ１＋αの領域にも達し、排気抵抗は通路の影響
を敏感に受ける。
図３（Ａ）に記載のパイプマニホルド１０１と、図３
（Ｂ）に記載の鋳物マニホルド１０２とがある。排気マ
ニホルドは高温、高圧、高流速の排気が流れ、特に流速
はマッハ１＋αの領域にも達し、排気抵抗は通路の影響
を敏感に受ける。
【０００４】上記パイプマニホルドでは、各管の曲げ加
工時に変形が起こって管の各所における断面形状や径寸
法に差を生じ、排気抵抗が大きくなるのは避けられな
い。薄肉管を小曲率で、湾曲部の外側に引け、また、内
側にしわやゆがみ等を生じることなく精度良く曲げるこ
とは困難であり、曲げ中心に対する管の真円度も維持で
きない。
工時に変形が起こって管の各所における断面形状や径寸
法に差を生じ、排気抵抗が大きくなるのは避けられな
い。薄肉管を小曲率で、湾曲部の外側に引け、また、内
側にしわやゆがみ等を生じることなく精度良く曲げるこ
とは困難であり、曲げ中心に対する管の真円度も維持で
きない。
【０００５】排気マニホルド（１０１、１０２）に集合
筒部１０３を介して続く排気管（図に省略）についても
同じことが言える。排気マニホルドの各管、および続く
排気管が単管であっても、また、中空二重管であっても
同様の問題がある。しかしながら、自動車のレイアウ
ト、およびそれに搭載する内燃機関の配置等の関係上、
湾曲部のないパイプマニホルドおよびそれに続く排気管
を設計することは現実的に無理である。
筒部１０３を介して続く排気管（図に省略）についても
同じことが言える。排気マニホルドの各管、および続く
排気管が単管であっても、また、中空二重管であっても
同様の問題がある。しかしながら、自動車のレイアウ
ト、およびそれに搭載する内燃機関の配置等の関係上、
湾曲部のないパイプマニホルドおよびそれに続く排気管
を設計することは現実的に無理である。
【０００６】上記鋳物マニホルドにおいては、その鋳造
技術上、各排気通路の断面精度を一定に仕上げるには限
界があり、また、その通路の表面が粗くて、排気抵抗を
少なくしなければならない高出力内燃機関に適合させる
には限界がある。更に、鋳物マニホルドは重いので自動
車車体の軽量化に適さない。
技術上、各排気通路の断面精度を一定に仕上げるには限
界があり、また、その通路の表面が粗くて、排気抵抗を
少なくしなければならない高出力内燃機関に適合させる
には限界がある。更に、鋳物マニホルドは重いので自動
車車体の軽量化に適さない。
【０００７】内燃機関が高出力になるのに伴って熱、振
動の周囲に与える影響が増大するなかで、排気マニホル
ド、および排気管に求められる耐熱強度は重要な要素で
あるところ、従来の単管、あるいは中空二重管による排
気マニホルド、および排気管では耐熱強度が不足する。
すなわち、熱による伸びによって管端部の溶接箇所に応
力が集中する不具合がある。また、内燃機関の高出力化
に伴い排気管からの透過音も増大し、騒音の規制は更に
強化される傾向にあるが、上記従来の排気管では十分な
遮音性が得られない。
動の周囲に与える影響が増大するなかで、排気マニホル
ド、および排気管に求められる耐熱強度は重要な要素で
あるところ、従来の単管、あるいは中空二重管による排
気マニホルド、および排気管では耐熱強度が不足する。
すなわち、熱による伸びによって管端部の溶接箇所に応
力が集中する不具合がある。また、内燃機関の高出力化
に伴い排気管からの透過音も増大し、騒音の規制は更に
強化される傾向にあるが、上記従来の排気管では十分な
遮音性が得られない。
【０００８】内燃機関から排出される排気の温度は９０
０℃近い高温であるが、この温度は、排気が排気マニホ
ルド、および排気管を通って触媒コンバータに達する間
に低下する。触媒が冷えた状態、いわゆるコールドスタ
ートでは触媒は十分に活性化しない。触媒がよく機能し
始める温度は３５０℃程度であるが、それまで触媒温度
を高めるには排気温度が高いほど有利である。触媒活性
の早期立ち上がりは、今後更に強化される排出ガス規制
に対して重要な問題である。そこで排気マニホルド、お
よび触媒コンバータまでの排気管の保温性には留意の必
要がある。鋳物管、肉厚管、中空二重管等は、保温性は
あるけれども、前記の各問題があるため、高出力内燃機
関の排気系には適しない。
０℃近い高温であるが、この温度は、排気が排気マニホ
ルド、および排気管を通って触媒コンバータに達する間
に低下する。触媒が冷えた状態、いわゆるコールドスタ
ートでは触媒は十分に活性化しない。触媒がよく機能し
始める温度は３５０℃程度であるが、それまで触媒温度
を高めるには排気温度が高いほど有利である。触媒活性
の早期立ち上がりは、今後更に強化される排出ガス規制
に対して重要な問題である。そこで排気マニホルド、お
よび触媒コンバータまでの排気管の保温性には留意の必
要がある。鋳物管、肉厚管、中空二重管等は、保温性は
あるけれども、前記の各問題があるため、高出力内燃機
関の排気系には適しない。
【０００９】本発明は上記の問題点に鑑み、高出力多気
筒内燃機関の排気系に適した効率のよい排気系を提供す
ることを目的とするものである。
筒内燃機関の排気系に適した効率のよい排気系を提供す
ることを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、多気筒内燃機関の排気系において、少なく
とも排気マニホルドの各管を薄肉管の密着二重管で構成
し、且つ、その密着二重管を排気の流れ方向に径が漸次
増大するテーパ管に形成したものである。
成するため、多気筒内燃機関の排気系において、少なく
とも排気マニホルドの各管を薄肉管の密着二重管で構成
し、且つ、その密着二重管を排気の流れ方向に径が漸次
増大するテーパ管に形成したものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明に係る排気系を図面にした
がって説明する。図１は排気系全体の斜視図で、多気筒
内燃機関１に接続した排気マニホルド２の各管２Ａは集
合筒部３にまとめられ、排気管４を経て触媒コンバータ
５に接続されている。触媒コンバータ５の次にプリマフ
ラ６が接続され、プリマフラ６は、排気管７、８を介し
てメインマフラ９と接続されている。１０はメインマフ
ラ９の後端面から出ている排気排出管、いわゆるテール
パイプである。
がって説明する。図１は排気系全体の斜視図で、多気筒
内燃機関１に接続した排気マニホルド２の各管２Ａは集
合筒部３にまとめられ、排気管４を経て触媒コンバータ
５に接続されている。触媒コンバータ５の次にプリマフ
ラ６が接続され、プリマフラ６は、排気管７、８を介し
てメインマフラ９と接続されている。１０はメインマフ
ラ９の後端面から出ている排気排出管、いわゆるテール
パイプである。
【００１２】排気マニホルド２の各管２Ａと、それに続
く排気管４、すなわち、触媒コンバータ５より前の管２
Ａと管４は、それぞれ薄肉管の密着二重管である。更
に、それらの管２Ａおよび４は、排気の流れ方向に径が
漸次増大したテーパ管であって、管２Ａおよび４のテー
パの度合いは連続している。図２は、排気マニホルド２
の中の一本の管２Ａを拡大して示す一部縦断側面図であ
る。１１は内燃機関１との接続用フランジである。な
お、上記排気管４は必ずしもテーパ管である必要はな
い。テーパ付き密着二重管の例としては、材質ＳＵＳ３
０４、板厚０．４ｍｍの管を密着二重、テーパ度１〜３
°（好ましくは２°）である。
く排気管４、すなわち、触媒コンバータ５より前の管２
Ａと管４は、それぞれ薄肉管の密着二重管である。更
に、それらの管２Ａおよび４は、排気の流れ方向に径が
漸次増大したテーパ管であって、管２Ａおよび４のテー
パの度合いは連続している。図２は、排気マニホルド２
の中の一本の管２Ａを拡大して示す一部縦断側面図であ
る。１１は内燃機関１との接続用フランジである。な
お、上記排気管４は必ずしもテーパ管である必要はな
い。テーパ付き密着二重管の例としては、材質ＳＵＳ３
０４、板厚０．４ｍｍの管を密着二重、テーパ度１〜３
°（好ましくは２°）である。
【００１３】プリマフラ６とメインマフラ９を結ぶ排気
管７、８にストレート薄肉管の密着二重管、あるいは、
テーパ付き薄肉管の密着二重管を用いることもある。要
するに、少なくとも排気マニホルド２の各管２Ａが薄肉
管の密着二重管であると同時に、テーパ管であることが
特徴である。
管７、８にストレート薄肉管の密着二重管、あるいは、
テーパ付き薄肉管の密着二重管を用いることもある。要
するに、少なくとも排気マニホルド２の各管２Ａが薄肉
管の密着二重管であると同時に、テーパ管であることが
特徴である。
【００１４】
【発明の効果】本発明は、多気筒内燃機関の排気系にお
いて、少なくとも排気マニホルドの各管が薄肉管の密着
二重管であると同時に、排気の流れ方向に径が漸次増大
したテーパ管であることを特徴としたものであるから、
高精度に曲げ加工できて管内壁面の流線が完全に仕上が
り、管がテーパしていることと相まって排気は抵抗なく
層流状態で流れ、排気を完全流体に近づける排気通路が
得られる。
いて、少なくとも排気マニホルドの各管が薄肉管の密着
二重管であると同時に、排気の流れ方向に径が漸次増大
したテーパ管であることを特徴としたものであるから、
高精度に曲げ加工できて管内壁面の流線が完全に仕上が
り、管がテーパしていることと相まって排気は抵抗なく
層流状態で流れ、排気を完全流体に近づける排気通路が
得られる。
【００１５】本発明排気系の排気管は上記のように二重
管であるけれども、鋳物管より軽いので自動車車体軽量
化の妨げにはならない。そして耐熱強度は、従来の単管
あるいは中空二重管と比べて同一合計板厚、同一直径で
は本発明の密着二重管の方が高い。これは２枚の板の合
わせ面で板材が自由に膨張変化し、発生する応力を微細
な範囲で吸収緩和できるからである。更に遮音性におい
ても優れている。
管であるけれども、鋳物管より軽いので自動車車体軽量
化の妨げにはならない。そして耐熱強度は、従来の単管
あるいは中空二重管と比べて同一合計板厚、同一直径で
は本発明の密着二重管の方が高い。これは２枚の板の合
わせ面で板材が自由に膨張変化し、発生する応力を微細
な範囲で吸収緩和できるからである。更に遮音性におい
ても優れている。
【００１６】また、薄肉管の密着二重管は板厚を効率よ
く薄くすることができる（強度／板厚の値を大にする）
ため、触媒コンバータを機能させるのに必要な排気通路
としての熱容量を最小限に抑えることができて排気温度
の低下が少ない。更に、前記のように密着二重管は排気
抵抗のないテーパ管であるから、排気が流れる間の熱エ
ネルギー損失も最小に抑えられる効果がある。
く薄くすることができる（強度／板厚の値を大にする）
ため、触媒コンバータを機能させるのに必要な排気通路
としての熱容量を最小限に抑えることができて排気温度
の低下が少ない。更に、前記のように密着二重管は排気
抵抗のないテーパ管であるから、排気が流れる間の熱エ
ネルギー損失も最小に抑えられる効果がある。
【図１】本発明に係る排気系全体の斜視図。
【図２】排気マニホルドの管の一部縦断側面図。
【図３】従来の排気マニホルド（（Ａ）パイプマニホル
ド、（Ｂ）鋳物マニホルド）の斜視図。
ド、（Ｂ）鋳物マニホルド）の斜視図。
１ 内燃機関 ２ 排気マニホルド ２Ａ 管 ３ 集合筒部 ４ 排気管 ５ 触媒コンバータ ６ プリマフラ ７ 排気管 ８ 排気管 ９ メインマフラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内田 和裕 愛知県安城市橋目町新居林33番地６ 中部 エンジニアリング株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 多気筒内燃機関の排気系において、少な
くとも排気マニホルドの各管は薄肉管の密着二重管であ
ると同時に、排気の流れ方向に径が漸次増大したテーパ
管であることを特徴とする内燃機関の排気系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30669395A JPH09125947A (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | 内燃機関の排気系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30669395A JPH09125947A (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | 内燃機関の排気系 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09125947A true JPH09125947A (ja) | 1997-05-13 |
Family
ID=17960178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30669395A Pending JPH09125947A (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | 内燃機関の排気系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09125947A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1387052A1 (en) * | 2002-07-30 | 2004-02-04 | Nissan Motor Company, Limited | Engine exhaust apparatus |
-
1995
- 1995-10-31 JP JP30669395A patent/JPH09125947A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1387052A1 (en) * | 2002-07-30 | 2004-02-04 | Nissan Motor Company, Limited | Engine exhaust apparatus |
| CN100360769C (zh) * | 2002-07-30 | 2008-01-09 | 日产自动车株式会社 | 发动机排气装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20040518 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040601 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20041130 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |