JPH09236014A - 遮熱マニホルド - Google Patents

遮熱マニホルド

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JPH09236014A
JPH09236014A JP6749296A JP6749296A JPH09236014A JP H09236014 A JPH09236014 A JP H09236014A JP 6749296 A JP6749296 A JP 6749296A JP 6749296 A JP6749296 A JP 6749296A JP H09236014 A JPH09236014 A JP H09236014A
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JP
Japan
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stainless
heat shield
felt
manifold
inner cylinder
Prior art date
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Pending
Application number
JP6749296A
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English (en)
Inventor
Hidenori Kita
英紀 北
Kazuo Osumi
和生 大角
Katsunori Hirai
克典 平井
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Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 遮熱マニホルドにおいて、セラミックスから
成る内筒と金属製外殻との間に配置された緩衝材として
ステンレスフェルト又はステンレスメッシュの耐久性を
向上させる。 【解決手段】 この遮熱マニホルドは、セラミックスか
ら成る内筒1、内筒1の外側に内筒1を包み込む金属製
分割体を互いに固定した外殻3、及び内筒1と外殻3と
の間の一部又は全面に配置されたステンレスフェルト又
はステンレスメッシュから成る中間部材2から構成され
ている。ステンレスフェルト又はステンレスメッシュ
は、ステンレスから成る内芯部、内芯部の外面に配置さ
れたAl及びFe−Al合金から成る被覆層、及び内芯
部と被覆層との間に位置するAl−Ni及びAl−Fe
化合物を含む反応層から構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、多気筒エンジンの排
気ポートから排出される排気ガスをブランチ部から集合
部へ集めて排気管に導く遮熱マニホルドに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、エンジンに用いられる排気マニホ
ルドは、耐熱性を向上させ且つ製造コストを低く抑える
ために、鋳鉄の鋳造により製作されるものが大半であ
る。鋳鉄の耐熱温度が高い反面、比較的に熱伝導も良好
なため、燃焼室からの放熱量も多い。また、多気筒エン
ジンの排気系に用いるマニホルドとして、セラミック内
筒の表面にアルミナ等のセラミック繊維を緩衝材として
配置し、これを鋳鉄等で鋳ぐるんだ構造を持つ遮熱マニ
ホルドが知られている。
【0003】また、実開平2−50118号公報には、
排気マニホールドが開示されている。該排気マニホール
ドは、セラミック製内側管体の外周に比較的気孔率の低
いセラミック繊維成形体を設けると共に、前記セラミッ
ク繊維成形体の外周に比較的気孔率の高いセラミック繊
維成形体を設けて三層構造に形成し、これに金属を圧力
鋳造したものである。
【0004】また、特開昭49−26123号公報に
は、セラミックスと金属の複合構造体が開示されてい
る。該複合構造体は、中空状セラミックスの外周面に、
多孔質の耐熱性材料から成る積層体を介して金属を鋳造
によって被覆したものである。積層体を構成する多孔質
の耐熱性材料は、アルミナ、ジルコニア、シリカから成
る繊維、ステンレススチールウール等からなるものであ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
マニホルドとして、中間部材としてAl2 3 繊維を用
いるものでは、鋳ぐるみ温度として1400℃の高温に
晒されるので、Al2 3 繊維が劣化して粉末状となっ
て飛散するという問題があり、しかも高コストのマニホ
ルドとなる。また、SUS等の金属を緩衝材として用い
たマニホルドでは、900℃の使用時の温度にも耐える
ことができず、長時間の使用では欠落してしまうという
問題がある。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明の目的は、上記
の課題を解決することであり、多気筒エンジンの排気ポ
ートと連通する各ブランチ部と該各ブランチ部を屈曲部
を通じて集合する集合部とから成る遮熱マニホルドにお
いて、表面をAlとFe−Alで処理した耐熱性を向上
させたステンレスフェルト又はステンレスメッシュを緩
衝材として、セラミック製内筒と金属製外殻との間に介
在させ、緩衝材の粉末化を防止して耐久性を向上させた
遮熱マニホルドを提供することである。
【0007】この発明は、多気筒エンジンの排気ポート
と連通する各ブランチ部と該各ブランチ部を屈曲部を通
じて集合する集合部とから成る遮熱マニホルドにおい
て、セラミックスから成る内筒、前記内筒の外側に前記
内筒を包み込む金属製分割体を互いに固定した外殻、及
び前記内筒と前記外殻との間の一部又は全面に配置され
たステンレスフェルト又はステンレスメッシュから成る
中間部材から成ることを特徴とする遮熱マニホルドに関
する。
【0008】また、この遮熱マニホルドにおいて、前記
中間部材を構成する前記ステンレスフェルト又はステン
レスメッシュは、ステンレスから成る内芯部、前記内芯
部の外面に配置されたAl及びFe−Al合金から成る
被覆層、及び前記内芯部と前記被覆層との間に位置する
Al−Ni及びAl−Fe化合物を含む反応層から構成
されている。
【0009】また、この遮熱マニホルドにおいて、前記
中間部材の前記被覆層の厚さは10μm以下に構成され
ている。また、前記中間部材を構成するステンレスメッ
シュのサイズはφ0.2〜φ0.15に構成されてい
る。更に、前記中間部材の前記内芯部を構成する前記ス
テンレスは、C:0.15wt%以下、Cr:15〜2
6wt%、Ni:3.5〜28wt%の組成を持つオー
ステナイト系ステンレスである。
【0010】この遮熱マニホルドは、上記のように、緩
衝材として機能する前記ステンレスフェルトが鋳造の高
熱に晒されることなく前記金属製分割体を互いに固定し
た前記外殻で包み込まれ、しかも前記ステンレスフェル
ト又はステンレスメッシュがステンレスの前記内芯部、
その外面に配置されたAl及びFe−Al合金から成る
前記被覆層及び両者間に位置するAl−Ni及びAl−
Fe化合物を含む前記反応層から構成されているので、
緩衝材としての前記ステンレスフェルト又はステンレス
メッシュが劣化することなく、粉末化することがないの
で飛散することがなく、耐熱性が向上して長時間使用し
ても変化がなく元の状態を維持でき、耐久性を向上でき
る。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
による遮熱マニホルドの一実施例について説明する。図
1はこの発明による遮熱マニホルドの一実施例を示す断
面図である。図1に示すように、多気筒エンジン(図で
は、一例として六気筒エンジンを示す)に使用される排
気マニホルドとしての遮熱マニホルドが示されている。
この遮熱マニホルドは、エンジンから排出される排気ガ
スに晒される壁面を構成する内部ポートの内筒1、内筒
の外側に配置された外側の金属製外殻3、及び金属製外
殻3と内筒1の間に配置された中間部材2から作製され
ている。内筒1は、多気筒エンジンの各シリンダに連通
する各ブランチ部4、該各ブランチ部4に通じる屈曲部
5、該屈曲部5を集合するストレート部6及びストレー
ト部6の出口を構成する集合部7から構成されている。
内筒1に対応して内筒1の外側を囲むように金属製分割
体を互いに固定した外殻3が配置されている。金属製外
殻3を構成する金属製分割体は、ここでは二つ割の半割
構造に形成されている。中間部材2は、図1では外殻3
と内筒1の間で部分的に設けられたものであり、各ブラ
ンチ部4の入口部分及び集合部7の出口部分に配置され
ている。
【0012】この遮熱マニホルドは、上記構成におい
て、特に、緩衝材としての中間部材2を耐熱性処理した
ステンレスフェルト又はステンレスメッシュによって作
製したことである。更に、内筒1は、耐熱性に富んだS
iCやSi3 4 のセラミックスから作製され、また、
外殻3は、鋳鉄等の金属から作製されている。ステンレ
スフェルト又はステンレスメッシュにおける線材は、ス
テンレスから成る内芯部8、内芯部8の外面に配置され
たAl及びFe−Al合金から成る被覆層9、及び内芯
部8と被覆層9との間に位置するAl−Ni及びAl−
Fe化合物を含む反応層10から構成され、耐熱性が改
質されている。更に、内芯部8を構成するステンレス
は、C:0.15wt%以下、Cr:15〜26wt
%、Ni:3.5〜28wt%の組成を持つオーステナ
イト系ステンレスである。また、被覆層9は、その厚さ
は10μm以下である。従って、緩衝材してのステンレ
スフェルトは、高温のセラミックス製の内筒1に接触し
て高温になる部分が、上記のように、Al−Ni及びA
l−Fe化合物から成る反応層10と被覆層9とで耐熱
性が改質処理されていることになる。
【0013】〔実施例〕線径の太さ約100μmのSU
S304繊維が絡み合った性状であり、厚さが5mmの
フェルトにスプレー状の糊(バインダ)を吹き付けた
後、バインダを付けたフェルトを平均粒子径3μmのC
r(50)−Al(50)の合金粉末床の中を潜らせ、
フェルトのSUS表面に合金粉末を付着させた。次い
で、合金粉末が付着したフェルトを10- 5 Torr程
度の真空中にて、1100℃で2時間加熱処理して合金
粉末とフェルトの基体とを反応させた。このように作製
したSUSフェルトを、金属製分割体即ち半割り状とし
た鋳鉄製外殻の所定位置に配置した。次に、半割り状の
鋳鉄製外殻によってSiC又はSi3 4 のセラミック
スから成る内筒を内包すると共に、半割り状の鋳鉄製外
殻の割面をレーザビーム溶接で接合し、遮熱マニホルド
を作製した。又は、中間部材2を耐熱性処理したステン
レスメッシュによって作製した場合にも、上記と同様で
あるが、その場合には線径がφ0.15〜φ0.2のも
のを使用することが望ましい。
【0014】この発明による遮熱マニホルド(以下、本
発明品という)を、従来の遮熱マニホルド、及び別途作
製した種々の比較例を作製した。従来例の遮熱マニホル
ドにおける緩衝材は、Al2 3 ファイバを使用し、従
来例の遮熱マニホルドは、Al2 3 を鋳造(鋳ぐる
み)して作製したものである。比較例1の遮熱マニホル
ドにおける緩衝材は、Al2 3 ファイバを使用し、比
較例1の遮熱マニホルドは、Al2 3 を半割外殻で内
包して作製したものである。比較例2の遮熱マニホルド
における緩衝材は、SUS304フェルトを使用し、比
較例2の遮熱マニホルドは、SUS304フェルトを鋳
造(鋳ぐるみ)して作製したものである。比較例3の遮
熱マニホルドにおける緩衝材は、SUS304フェルト
を使用し、比較例3の遮熱マニホルドは、SUS304
フェルトを半割外殻で内包して作製したものである。比
較例4の遮熱マニホルドにおける緩衝材は、SUS30
4フェルトとそれを被覆するCr−Al被覆層を使用
し、比較例4の遮熱マニホルドは、SUS304フェル
トとCr−Al被覆層を鋳造(鋳ぐるみ)して作製した
ものである。
【0015】本発明品、従来例及び各種比較例を比較し
て、緩衝材の耐久試験を行った。耐久試験の所要時間は
1000時間であった。各試料の耐久試験の結果を表1
に示す。
【表1】
【0016】表1から分かるように、本発明品1の緩衝
材は、中間部材2がステンレスフェルトから構成されて
いるものであるが、ほぼ変化がなく、元の状態を維持し
ており、耐久性に富むことが分かった。又は、中間部材
2がステンレスメッシュ構成されている場合にも、同様
の結果を得ることができた。これに対して、従来例の緩
衝材は相当量が劣化し、粉末状と成って飛散が著しく、
遮熱マニホルドとしては使用できないものであった。比
較例1の緩衝材は、従来例よりも良好であったが、部分
的に粉末化が発生していた。比較例2の緩衝材は、酸化
が著しく、部分的にも粉末化が発生していた。比較例3
の緩衝材は、比較例2よりも良好であったが、部分的に
も粉末化が発生していた。比較例4の緩衝材は、相当量
が元の状態を確保していた。
【0017】次に、図3を参照して、この発明による遮
熱マニホルドの別の実施例を説明する。この実施例は、
中間部材2を内筒1と金属製外殻3との間に全面的に配
置した以外は、上記実施例と全く同一の構成を有するの
で、同一部品には同一符号を付し、重複する説明は省略
する。この実施例の遮熱マニホルドは、上記実施例と同
様であり、耐熱性及び耐久性に富むものであった。
【0018】
【発明の効果】この発明による遮熱マニホルドは、上記
のように、セラミックスから成る内筒、前記内筒の外側
に前記内筒を包み込む金属製分割体を互いに固定した外
殻、及び前記内筒と前記外殻との間の一部又は全面に配
置されたステンレスフェルトから成る中間部材から構成
し、ステンレスフェルトの表面をAlとFe−Alで表
面処理して耐熱性を向上させたので、前記ステンレスフ
ェルトから成る緩衝材が粉末化することが防止され、飛
散するようなことがなく、耐久性が大幅に向上され、長
期使用しても元の緩衝材の状態を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による遮熱マニホルドの一実施例を示
す断面図である。
【図2】図1の中間部材を構成するステンレスフェルト
又はステンレスメッシュの線材を示す断面図である。
【図3】この発明による遮熱マニホルドの別の実施例を
示す断面図である。
【符号の説明】
1 内筒 2 中間部材(緩衝材) 3 外殻 4 ブランチ部 7 集合部 8 内芯部 9 被覆層 10 反応層

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多気筒エンジンの排気ポートと連通する
    各ブランチ部と該各ブランチ部を屈曲部を通じて集合す
    る集合部とから成る遮熱マニホルドにおいて、セラミッ
    クスから成る内筒、前記内筒の外側に前記内筒を包み込
    む金属製分割体を互いに固定した外殻、及び前記内筒と
    前記外殻との間の一部又は全面に配置されたステンレス
    フェルト又はステンレスメッシュから成る中間部材から
    成ることを特徴とする遮熱マニホルド。
  2. 【請求項2】 前記中間部材を構成する前記ステンレス
    フェルト又はステンレスメッシュは、ステンレスから成
    る内芯部、前記内芯部の外面に配置されたAl及びFe
    −Al合金から成る被覆層、及び前記内芯部と前記被覆
    層との間に位置するAl−Ni及びAl−Fe化合物を
    含む反応層から構成されていることを特徴とする請求項
    1に記載の遮熱マニホルド。
  3. 【請求項3】 前記被覆層の厚さは10μm以下である
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の遮熱マニホル
    ド。
  4. 【請求項4】 前記内芯部を構成する前記ステンレス
    は、C:0.15wt%以下、Cr:15〜26wt
    %、Ni:3.5〜28wt%の組成を持つオーステナ
    イト系ステンレスであることを特徴とする請求項1〜3
    のいずれか1項に記載の遮熱マニホルド。
JP6749296A 1996-02-29 1996-02-29 遮熱マニホルド Pending JPH09236014A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008540898A (ja) * 2005-05-04 2008-11-20 フォーレシア・システムズ・デシャップマン ダブルシェル式マニホルド
JP2009533596A (ja) * 2006-04-14 2009-09-17 フォーレシア・システムズ・デシャップマン 複合排気マニホルド
JP2010527422A (ja) * 2007-05-18 2010-08-12 フォーレシア・システムズ・デシャップマン 自動車排気管

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