JPH1150841A - 内燃機関の排気マニホルド - Google Patents
内燃機関の排気マニホルドInfo
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- JPH1150841A JPH1150841A JP9212321A JP21232197A JPH1150841A JP H1150841 A JPH1150841 A JP H1150841A JP 9212321 A JP9212321 A JP 9212321A JP 21232197 A JP21232197 A JP 21232197A JP H1150841 A JPH1150841 A JP H1150841A
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- F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
- F01N13/08—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
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- F01N13/10—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of exhaust manifolds
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Exhaust Silencers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数の排気管と集合部とからなる内燃機関の
排気マニホルドにおいて、集合部内の酸素センサの耐久
性を損なわずにガス当たり性を向上させる。 【解決手段】 複数の排気管１の各個の下流側の先端部
１Ａを、側面に酸素センサ３が取付けられた集合ケース
２の入口側壁面２Ａに接続するのに際し、排気管の先端
部１Ａの形状を、排気ガスを酸素センサ３に導くベルマ
ウス形状とした。各排気管１はベルマウス形状の先端部
１Ａより上流位置にて集合ケース２に溶接により固定す
れば良い。このとき、排気管の先端部１Ａのベルマウス
形状の湾曲部の開始部と終端部とがなす角度を４５°か
ら７５°の範囲にすれば良い。この結果、ベルマウス形
状によって排気ガスが全体的に拡散されて流速が弱ま
り、その一部が酸素センサ３に向かうので、酸素センサ
３の耐久性を低下させることなく酸素センサへの排気ガ
スの当たりが向上する。
排気マニホルドにおいて、集合部内の酸素センサの耐久
性を損なわずにガス当たり性を向上させる。 【解決手段】 複数の排気管１の各個の下流側の先端部
１Ａを、側面に酸素センサ３が取付けられた集合ケース
２の入口側壁面２Ａに接続するのに際し、排気管の先端
部１Ａの形状を、排気ガスを酸素センサ３に導くベルマ
ウス形状とした。各排気管１はベルマウス形状の先端部
１Ａより上流位置にて集合ケース２に溶接により固定す
れば良い。このとき、排気管の先端部１Ａのベルマウス
形状の湾曲部の開始部と終端部とがなす角度を４５°か
ら７５°の範囲にすれば良い。この結果、ベルマウス形
状によって排気ガスが全体的に拡散されて流速が弱ま
り、その一部が酸素センサ３に向かうので、酸素センサ
３の耐久性を低下させることなく酸素センサへの排気ガ
スの当たりが向上する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の排気マニ
ホルドに関し、特に、内燃機関の排気ポートから延びる
複数の排気管と、内部に酸素センサが配設されてなるこ
れらの排気管の集合部とを備えた排気マニホルドに関す
る。
ホルドに関し、特に、内燃機関の排気ポートから延びる
複数の排気管と、内部に酸素センサが配設されてなるこ
れらの排気管の集合部とを備えた排気マニホルドに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、内燃機関の排気マニホルドには鋳
鉄製の比較的重量のあるものが使用されていたが、機関
の軽量化及び熱容量の低減等のため、近年、ステンレス
製の複数の排気管が機関の排気ポートに取り付けられ、
これらの排気管を集合部でまとめた形の排気マニホルド
が実用化されている。そして、電子制御式の内燃機関で
は、燃料噴射量の制御のために排気ガス中の空燃比を検
出することが必要であり、このために空燃比センサ（一
般には酸素センサ）がこの集合部に取り付けられてい
る。
鉄製の比較的重量のあるものが使用されていたが、機関
の軽量化及び熱容量の低減等のため、近年、ステンレス
製の複数の排気管が機関の排気ポートに取り付けられ、
これらの排気管を集合部でまとめた形の排気マニホルド
が実用化されている。そして、電子制御式の内燃機関で
は、燃料噴射量の制御のために排気ガス中の空燃比を検
出することが必要であり、このために空燃比センサ（一
般には酸素センサ）がこの集合部に取り付けられてい
る。
【０００３】このような電子制御式の内燃機関において
は、酸素センサに各気筒からの排気ガスが均等に当たる
ようにすることが望ましい。このため、酸素センサに各
気筒からの排気ガスが均等に当たるようにした排気マニ
ホルドの集合部の形状が種々提案されている。例えば、
特開平７−９７９２１号公報では、各排気管を集合部の
中まで突出させてその端部が酸素センサの方を指向する
ように湾曲させたり、各排気管の排気ガス出口部に傾斜
壁を設けたりすることが行われている。
は、酸素センサに各気筒からの排気ガスが均等に当たる
ようにすることが望ましい。このため、酸素センサに各
気筒からの排気ガスが均等に当たるようにした排気マニ
ホルドの集合部の形状が種々提案されている。例えば、
特開平７−９７９２１号公報では、各排気管を集合部の
中まで突出させてその端部が酸素センサの方を指向する
ように湾曲させたり、各排気管の排気ガス出口部に傾斜
壁を設けたりすることが行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
７−９７９２１号公報に開示の排気マニホルドでは、酸
素センサが複数の排気管に平行な方向に集合部に取り付
けられており、各排気管の端部を酸素センサの方を指向
するように湾曲させたり、各排気管の排気ガス出口部に
傾斜壁を設けたりすると、酸素センサへの排気ガス当た
りは向上するものの、高温で高流速の排気ガスが排気管
出口近傍にある酸素センサに直接当たるので、酸素セン
サの耐久性が低下する恐れがあった。
７−９７９２１号公報に開示の排気マニホルドでは、酸
素センサが複数の排気管に平行な方向に集合部に取り付
けられており、各排気管の端部を酸素センサの方を指向
するように湾曲させたり、各排気管の排気ガス出口部に
傾斜壁を設けたりすると、酸素センサへの排気ガス当た
りは向上するものの、高温で高流速の排気ガスが排気管
出口近傍にある酸素センサに直接当たるので、酸素セン
サの耐久性が低下する恐れがあった。
【０００５】そこで、本発明は、酸素センサの取付部位
が、複数の排気管の集合部への取付部位から排気ガスの
流れの下流方向に離れている内燃機関の排気マニホルド
において、酸素センサには低速の排気ガスが当たり、酸
素センサの耐久性を損なうことなくガス当たり性を向上
させることができる内燃機関の排気マニホルドを提供す
ることを目的としている。
が、複数の排気管の集合部への取付部位から排気ガスの
流れの下流方向に離れている内燃機関の排気マニホルド
において、酸素センサには低速の排気ガスが当たり、酸
素センサの耐久性を損なうことなくガス当たり性を向上
させることができる内燃機関の排気マニホルドを提供す
ることを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明は、以下に第１から第７の形態として示される。本発
明の第１の形態は、複数の排気管と集合ケースとからな
る内燃機関の排気マニホルドであって、複数の排気管の
各個は、その一端が内燃機関の排気ポートに接続される
ように形成され、他端が集合ケースに接続されており、
集合ケースの内部には排気管の接続部の下流側に酸素セ
ンサが設けられており、複数の排気管の集合ケースへの
接続側端部の形状は、排気ガスを酸素センサに導くベル
マウス形状となっていることを特徴としている。
明は、以下に第１から第７の形態として示される。本発
明の第１の形態は、複数の排気管と集合ケースとからな
る内燃機関の排気マニホルドであって、複数の排気管の
各個は、その一端が内燃機関の排気ポートに接続される
ように形成され、他端が集合ケースに接続されており、
集合ケースの内部には排気管の接続部の下流側に酸素セ
ンサが設けられており、複数の排気管の集合ケースへの
接続側端部の形状は、排気ガスを酸素センサに導くベル
マウス形状となっていることを特徴としている。
【０００７】本発明の第２の形態は、第１の形態の排気
マニホルドにおいて、各排気管が、ベルマウス形状の端
部より上流位置にて集合ケースに溶接により固定されて
いることを特徴としている。本発明の第３の形態は、第
２の形態の排気マニホルドにおいて、各排気管が、内管
と外管からなる二重管より構成され、外管と集合ケース
とが溶接により結合され、かつ、ベルマウス形状は内管
の端部にのみ形成されていることを特徴としている。
マニホルドにおいて、各排気管が、ベルマウス形状の端
部より上流位置にて集合ケースに溶接により固定されて
いることを特徴としている。本発明の第３の形態は、第
２の形態の排気マニホルドにおいて、各排気管が、内管
と外管からなる二重管より構成され、外管と集合ケース
とが溶接により結合され、かつ、ベルマウス形状は内管
の端部にのみ形成されていることを特徴としている。
【０００８】本発明の第４の形態は、第１の形態の排気
マニホルドにおいて、ベルマウス形状の湾曲部が、その
湾曲開始部と湾曲終端部における接線に対して垂直な線
を引いた時に、その２つの線のなす角度が４５°から７
５°の範囲に形成されていることを特徴としている。本
発明の第５の形態は、複数の排気管と集合ケースとから
なる内燃機関の排気マニホルドであって、複数の排気管
の各個は、その一端が内燃機関の排気ポートに接続され
るように形成され、他端が集合ケースに接続されてお
り、集合ケースの内部には排気管の接続部の下流側に酸
素センサが設けられており、集合ケースの複数の排気管
が接続する側の内壁面には、排気管の排気ガス通路と一
致する貫通孔を有するガイド部材が取り付けられてお
り、このガイド部材の各貫通孔の形状が排気ガスを酸素
センサに導くベルマウス形状となっていることを特徴と
している。
マニホルドにおいて、ベルマウス形状の湾曲部が、その
湾曲開始部と湾曲終端部における接線に対して垂直な線
を引いた時に、その２つの線のなす角度が４５°から７
５°の範囲に形成されていることを特徴としている。本
発明の第５の形態は、複数の排気管と集合ケースとから
なる内燃機関の排気マニホルドであって、複数の排気管
の各個は、その一端が内燃機関の排気ポートに接続され
るように形成され、他端が集合ケースに接続されてお
り、集合ケースの内部には排気管の接続部の下流側に酸
素センサが設けられており、集合ケースの複数の排気管
が接続する側の内壁面には、排気管の排気ガス通路と一
致する貫通孔を有するガイド部材が取り付けられてお
り、このガイド部材の各貫通孔の形状が排気ガスを酸素
センサに導くベルマウス形状となっていることを特徴と
している。
【０００９】本発明の第６の形態は、第１、又は第５の
形態の排気マニホルドにおいて、ベルマウス形状が、そ
の周方向が不均一な拡張形状となっていることを特徴と
している。本発明の第７の形態は、第１、又は第５の形
態の排気マニホルドにおいて、酸素センサの下流側には
触媒が配置されており、各排気管の軸線が、集合ケース
の中心線に対して傾斜していることを特徴としている。
形態の排気マニホルドにおいて、ベルマウス形状が、そ
の周方向が不均一な拡張形状となっていることを特徴と
している。本発明の第７の形態は、第１、又は第５の形
態の排気マニホルドにおいて、酸素センサの下流側には
触媒が配置されており、各排気管の軸線が、集合ケース
の中心線に対して傾斜していることを特徴としている。
【００１０】本発明の第１の形態によれば、排気ガスに
酸素センサに指向される流れが形成されると共に、ベル
マウス形状によって排気ガスが全体的に拡散されるの
で、排気ガスの流速が低下し、酸素センサの耐久性を低
下させることなく酸素センサへの排気ガスの当たりが向
上する。本発明の第２、第３の形態によれば、ベルマウ
ス形状の上流部分で集合ケースとの溶接が行われるた
め、溶接円が大きくなり過ぎず、また、各排気管と集合
ケースとの接続部に段差が生じないので、十分なベルマ
ウス形状が得られて酸素センサへの排気ガスの当たりが
良くなる。
酸素センサに指向される流れが形成されると共に、ベル
マウス形状によって排気ガスが全体的に拡散されるの
で、排気ガスの流速が低下し、酸素センサの耐久性を低
下させることなく酸素センサへの排気ガスの当たりが向
上する。本発明の第２、第３の形態によれば、ベルマウ
ス形状の上流部分で集合ケースとの溶接が行われるた
め、溶接円が大きくなり過ぎず、また、各排気管と集合
ケースとの接続部に段差が生じないので、十分なベルマ
ウス形状が得られて酸素センサへの排気ガスの当たりが
良くなる。
【００１１】本発明の第４の形態によれば、集合ケース
の内壁近傍での排気ガスの逆流の低減、圧力損失の低減
との両立を図ることができる。本発明の第５の形態によ
れば、ベルマウス形状が別体のガイド部材で形成されて
いるので、ベルマウス形状部での剛性が向上し、伝熱性
も向上する。本発明の第６の形態によれば、集合ケース
の形状に合わせて排気ガス流れを制御できるので、圧力
損失を低減することができる。
の内壁近傍での排気ガスの逆流の低減、圧力損失の低減
との両立を図ることができる。本発明の第５の形態によ
れば、ベルマウス形状が別体のガイド部材で形成されて
いるので、ベルマウス形状部での剛性が向上し、伝熱性
も向上する。本発明の第６の形態によれば、集合ケース
の形状に合わせて排気ガス流れを制御できるので、圧力
損失を低減することができる。
【００１２】本発明の第７の形態によれば、触媒への排
気ガスの流速の高い部分、つまり、温度が高くなる部分
を触媒の中央にもってくることができ、外気と近接して
低温となる触媒外側からの温度勾配を小さくできる。
気ガスの流速の高い部分、つまり、温度が高くなる部分
を触媒の中央にもってくることができ、外気と近接して
低温となる触媒外側からの温度勾配を小さくできる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下添付図面を用いて本発明の内
燃機関の排気マニホルドの実施形態を具体的な実施例に
基づいて詳細に説明する。図１は本発明の内燃機関の排
気マニホルド１０の全体構成を示すものであり、例えば
直列６気筒内燃機関の前方の３つの気筒に対応して取り
付けられるものである。よって、この実施例の排気マニ
ホルド１０には、３本の排気管１と、これら３本の排気
管１の一端を集合させる集合ケース２、及び、３本の排
気管３の他端が取り付けられるフランジ部５がある。フ
ランジ部５は内燃機関のシリンダブロックに取り付けら
れ、排気管１を機関の排気ポートに接続するものであ
る。入口部に３本の排気管１が接続された集合ケース２
には、排気管１内を流れる排気ガス中の酸素濃度を検出
する酸素センサ３がその側面に取り付けられている。ま
た、集合ケース２の出口側には排気ガスを浄化するため
の触媒４が接続されている。
燃機関の排気マニホルドの実施形態を具体的な実施例に
基づいて詳細に説明する。図１は本発明の内燃機関の排
気マニホルド１０の全体構成を示すものであり、例えば
直列６気筒内燃機関の前方の３つの気筒に対応して取り
付けられるものである。よって、この実施例の排気マニ
ホルド１０には、３本の排気管１と、これら３本の排気
管１の一端を集合させる集合ケース２、及び、３本の排
気管３の他端が取り付けられるフランジ部５がある。フ
ランジ部５は内燃機関のシリンダブロックに取り付けら
れ、排気管１を機関の排気ポートに接続するものであ
る。入口部に３本の排気管１が接続された集合ケース２
には、排気管１内を流れる排気ガス中の酸素濃度を検出
する酸素センサ３がその側面に取り付けられている。ま
た、集合ケース２の出口側には排気ガスを浄化するため
の触媒４が接続されている。
【００１４】以上のように構成された排気マニホルド１
０における排気管１と集合ケース２との接続部の詳細な
構造の実施の形態を、以下に種々の実施例に基づいて詳
細に説明する。図２(a) は本発明の第１の実施例の排気
マニホルド１０Ａの構成を示すものであり、排気管１と
集合ケース２の入口部の部位の部分拡大断面図である。
第１の実施例では、集合ケース２の入口側壁面２Ａに接
続される３本の排気管１の先端部１Ａが壁面２Ａの内部
に突出しており、この先端部１Ａが先広がりのラッパ形
状、いわゆるベルマウス形状に形成されている。そし
て、排気管１はこのベルマウス形状の先端部１Ａより排
気ガスの上流位置にて集合ケース２に溶接６により固定
されている。
０における排気管１と集合ケース２との接続部の詳細な
構造の実施の形態を、以下に種々の実施例に基づいて詳
細に説明する。図２(a) は本発明の第１の実施例の排気
マニホルド１０Ａの構成を示すものであり、排気管１と
集合ケース２の入口部の部位の部分拡大断面図である。
第１の実施例では、集合ケース２の入口側壁面２Ａに接
続される３本の排気管１の先端部１Ａが壁面２Ａの内部
に突出しており、この先端部１Ａが先広がりのラッパ形
状、いわゆるベルマウス形状に形成されている。そし
て、排気管１はこのベルマウス形状の先端部１Ａより排
気ガスの上流位置にて集合ケース２に溶接６により固定
されている。
【００１５】このように、集合ケース２に接続する複数
の排気管１の先端部１Ａがベルマウス形状に形成されて
いると、排気行程の気筒から排出された排気ガスの流れ
は、集合ケース２に入った後にこのベルマウス形状の先
端部１Ａにより矢印で示されるように拡散される。この
結果、排気ガスが集合ケース２内の全体に広がり、集合
ケース２の側面に取り付けられている酸素センサ３に排
気ガスが直接当たることになる。また、酸素センサ３の
付近を流れる排気ガスの流速は、拡散により排気管１内
の流速よりも大幅に弱まっているので、酸素センサ３に
与えられるエネルギが小さくなり、酸素センサ３に排気
ガスが当たることによる疲労破壊が低減され、酸素セン
サ３の耐久性が向上する。更に、集合ケース２の内部全
体を排気ガスの流路として有効に使用するため、圧力損
失が低減する。
の排気管１の先端部１Ａがベルマウス形状に形成されて
いると、排気行程の気筒から排出された排気ガスの流れ
は、集合ケース２に入った後にこのベルマウス形状の先
端部１Ａにより矢印で示されるように拡散される。この
結果、排気ガスが集合ケース２内の全体に広がり、集合
ケース２の側面に取り付けられている酸素センサ３に排
気ガスが直接当たることになる。また、酸素センサ３の
付近を流れる排気ガスの流速は、拡散により排気管１内
の流速よりも大幅に弱まっているので、酸素センサ３に
与えられるエネルギが小さくなり、酸素センサ３に排気
ガスが当たることによる疲労破壊が低減され、酸素セン
サ３の耐久性が向上する。更に、集合ケース２の内部全
体を排気ガスの流路として有効に使用するため、圧力損
失が低減する。
【００１６】更にまた、排気管１の先端部１Ａが集合ケ
ース２の内部においてベルマウス形状に形成されている
と、ベルマウス形状の先端部１Ａの直径を大きくするこ
とができ、ベルマウスの形状に沿って排気ガスをスムー
ズに流すことができる。図２(b) は本発明の第１の実施
例の変形実施例の排気マニホルド１０Ｂの構成を示すも
のであり、(a) の部位と同じ部位を示すものである。第
１の実施例の排気マニホルド１０Ａでは、排気管１の先
端部１Ａが集合ケース２の内部に突出していたが、この
変形実施例の排気マニホルド１０Ｂでは、第１の実施例
と同様にベルマウス形状に形成された排気管１の先端部
１Ａが、集合ケース２の入口側壁面２Ａの外表面に溶接
６により取り付けられている。この場合、集合ケース２
の入口側壁面２Ａに穿設された流入孔２Ｂの回りに排気
管１の先端部１Ａを溶接６によって取り付けただけで
は、入口側壁面２Ａの肉厚によってベルマウス形状の先
に段差が生じてしまい、排気ガスの流れが乱れてしま
う。そこで、この実施例では、流入孔２Ｂの周縁部にテ
ーパ２Ｃが形成されており、排気ガスの流れが集合ケー
ス２の内部で乱れないようになっている。
ース２の内部においてベルマウス形状に形成されている
と、ベルマウス形状の先端部１Ａの直径を大きくするこ
とができ、ベルマウスの形状に沿って排気ガスをスムー
ズに流すことができる。図２(b) は本発明の第１の実施
例の変形実施例の排気マニホルド１０Ｂの構成を示すも
のであり、(a) の部位と同じ部位を示すものである。第
１の実施例の排気マニホルド１０Ａでは、排気管１の先
端部１Ａが集合ケース２の内部に突出していたが、この
変形実施例の排気マニホルド１０Ｂでは、第１の実施例
と同様にベルマウス形状に形成された排気管１の先端部
１Ａが、集合ケース２の入口側壁面２Ａの外表面に溶接
６により取り付けられている。この場合、集合ケース２
の入口側壁面２Ａに穿設された流入孔２Ｂの回りに排気
管１の先端部１Ａを溶接６によって取り付けただけで
は、入口側壁面２Ａの肉厚によってベルマウス形状の先
に段差が生じてしまい、排気ガスの流れが乱れてしま
う。そこで、この実施例では、流入孔２Ｂの周縁部にテ
ーパ２Ｃが形成されており、排気ガスの流れが集合ケー
ス２の内部で乱れないようになっている。
【００１７】第１の実施例の変形例の排気マニホルド１
０Ｂは、第１の実施例と同様の効果を有し、更に、第１
の実施例に比べて排気管１の集合ケース２への組み付け
が容易である。図３(a) は本発明の第２の実施例の排気
マニホルド１０Ｃの構成を示すものであり、排気管１と
フランジ部５、及び集合ケース２の入口部の一部の部分
拡大断面図である。第２の実施例の排気マニホルド１０
Ｃが第１の実施例の排気マニホルド１０Ａと異なる点
は、排気管１が二重管に形成されている点である。
０Ｂは、第１の実施例と同様の効果を有し、更に、第１
の実施例に比べて排気管１の集合ケース２への組み付け
が容易である。図３(a) は本発明の第２の実施例の排気
マニホルド１０Ｃの構成を示すものであり、排気管１と
フランジ部５、及び集合ケース２の入口部の一部の部分
拡大断面図である。第２の実施例の排気マニホルド１０
Ｃが第１の実施例の排気マニホルド１０Ａと異なる点
は、排気管１が二重管に形成されている点である。
【００１８】各排気管１は、内管１１と外管１２からな
る二重管となっており、内管１１と外管１２との間には
この実施例ではワイヤーネット等の緩衝材１３が挿入さ
れている。内管１１はその先端部１１Ａが集合ケース２
の内部に突出しており、この先端部１１Ａが第１の実施
例と同様にベルマウス形状に形成されている。そして、
内管１１の後端部１１Ｂはフランジ部５に設けられた貫
通孔５Ａに溶接６により固定されている。一方、外管１
２は集合ケース２の入口側壁面２Ａに溶接６により結合
されると共に、フランジ部５に溶接６′により結合され
ている。
る二重管となっており、内管１１と外管１２との間には
この実施例ではワイヤーネット等の緩衝材１３が挿入さ
れている。内管１１はその先端部１１Ａが集合ケース２
の内部に突出しており、この先端部１１Ａが第１の実施
例と同様にベルマウス形状に形成されている。そして、
内管１１の後端部１１Ｂはフランジ部５に設けられた貫
通孔５Ａに溶接６により固定されている。一方、外管１
２は集合ケース２の入口側壁面２Ａに溶接６により結合
されると共に、フランジ部５に溶接６′により結合され
ている。
【００１９】このように、排気管１が二重管に構成され
た第２の実施例の排気マニホルド１０Ｃでは、第１の実
施例の排気マニホルド１０Ａが有する効果に加えて、排
気管１の内管１１が集合ケース２に溶接されていないの
で、内管１１の熱変形による応力が集合ケース２に伝わ
りにくく、集合ケース２の熱変形が抑えられる。図２
(b) は本発明の第２の実施例の変形実施例の排気マニホ
ルド１０Ｄの構成を示すものであり、排気管１の先端部
１１Ａのみを部分的に拡大してその断面を示している。
この変形実施例では、緩衝材１３が内管１１と外管１２
とからなる排気管１の先端部１１Ａのみに設けられてい
る。
た第２の実施例の排気マニホルド１０Ｃでは、第１の実
施例の排気マニホルド１０Ａが有する効果に加えて、排
気管１の内管１１が集合ケース２に溶接されていないの
で、内管１１の熱変形による応力が集合ケース２に伝わ
りにくく、集合ケース２の熱変形が抑えられる。図２
(b) は本発明の第２の実施例の変形実施例の排気マニホ
ルド１０Ｄの構成を示すものであり、排気管１の先端部
１１Ａのみを部分的に拡大してその断面を示している。
この変形実施例では、緩衝材１３が内管１１と外管１２
とからなる排気管１の先端部１１Ａのみに設けられてい
る。
【００２０】なお、排気管１の外管１２の後端部をフラ
ンジ部５側でも溶接して排気ガスの逃げを防止しておけ
ば、この緩衝材１３は省略することも可能である。ここ
で、本発明において排気管１の先端部１Ａに形成するベ
ルマウス形状について詳しく説明する。図４(a) は本発
明における排気管１の形状を規定するために、排気管１
の内径をｄ、排気管１のベルマウス形状先端部１Ａの最
大径をｄ′、集合ケース２の内径をＤ、ベルマウス形状
の曲率半径をＲとした排気マニホルドのモデルＭを示し
ている。図４(b) に示すように、排気管の先端部１Ａの
ベルマウス形状の曲率半径Ｒが大きすぎる場合は、集合
ケース２に流入した排気ガスＧの流れの広がりが小さ
く、酸素センサ３の取付基部の回りに排気ガスＧが流れ
ない部分ＮＧが生じてしまう。これに対して、図４(c)
に示すように、排気管の先端部１Ａのベルマウス形状の
曲率半径Ｒが小さすぎる場合は、排気ガスＧがベルマウ
ス形状に沿って流れないために、排気管の先端部１Ａの
付近に渦流（スワール）Ｓが発生してしまい、このスワ
ールＳによって集合ケース２に流入した排気ガスＧの流
れの広がりが小さくなってしまい、やはり、酸素センサ
３の取付基部の回りに排気ガスＧが流れない部分ＮＧが
生じてしまう。
ンジ部５側でも溶接して排気ガスの逃げを防止しておけ
ば、この緩衝材１３は省略することも可能である。ここ
で、本発明において排気管１の先端部１Ａに形成するベ
ルマウス形状について詳しく説明する。図４(a) は本発
明における排気管１の形状を規定するために、排気管１
の内径をｄ、排気管１のベルマウス形状先端部１Ａの最
大径をｄ′、集合ケース２の内径をＤ、ベルマウス形状
の曲率半径をＲとした排気マニホルドのモデルＭを示し
ている。図４(b) に示すように、排気管の先端部１Ａの
ベルマウス形状の曲率半径Ｒが大きすぎる場合は、集合
ケース２に流入した排気ガスＧの流れの広がりが小さ
く、酸素センサ３の取付基部の回りに排気ガスＧが流れ
ない部分ＮＧが生じてしまう。これに対して、図４(c)
に示すように、排気管の先端部１Ａのベルマウス形状の
曲率半径Ｒが小さすぎる場合は、排気ガスＧがベルマウ
ス形状に沿って流れないために、排気管の先端部１Ａの
付近に渦流（スワール）Ｓが発生してしまい、このスワ
ールＳによって集合ケース２に流入した排気ガスＧの流
れの広がりが小さくなってしまい、やはり、酸素センサ
３の取付基部の回りに排気ガスＧが流れない部分ＮＧが
生じてしまう。
【００２１】このことから、排気管の先端部１Ａに形成
するベルマウス形状によっては酸素センサ３への排気ガ
スの当たりが悪くなり、所望の効果が得られないことが
あることが分かる。ところで、排気管の先端部１Ａは、
排気管１の他の部位と異なり、熱が逃げない状態で全域
が高温の排気ガスに常に接触している。これに対して、
排気管１の先端部１Ａを除く部位や集合ケース２は、図
５(a) に示すように、大気と接触しており、熱を大気に
逃がすことができる。このため、排気管の先端部１Ａ
は、他の部位に比べて熱損傷する可能性が高い。
するベルマウス形状によっては酸素センサ３への排気ガ
スの当たりが悪くなり、所望の効果が得られないことが
あることが分かる。ところで、排気管の先端部１Ａは、
排気管１の他の部位と異なり、熱が逃げない状態で全域
が高温の排気ガスに常に接触している。これに対して、
排気管１の先端部１Ａを除く部位や集合ケース２は、図
５(a) に示すように、大気と接触しており、熱を大気に
逃がすことができる。このため、排気管の先端部１Ａ
は、他の部位に比べて熱損傷する可能性が高い。
【００２２】更に、図５(b) に示すように、集合ケース
２に接続する排気管１の軸線が、集合ケース２の下流側
に位置する触媒４の軸線と所定の角度をなしている場合
は、排気管１の先端部１Ａに均一のベルマウス形状を形
成すると、図中のＨ１部とＨ２部に排気ガスＧが強く当
たり、圧力損失が増加してしまう。つまり、Ｈ１部では
ベルマウス形状によって広がった排気ガスＧの流れが集
合ケース２の斜めの壁の部分に強く当たり、Ｈ２部で
は、排気管１の軸線付近から排出される排気ガスＧの最
大流速部分が集合ケース２の側壁に沿って流れ、触媒４
の触媒ケース７に近い部分に強く当たる。
２に接続する排気管１の軸線が、集合ケース２の下流側
に位置する触媒４の軸線と所定の角度をなしている場合
は、排気管１の先端部１Ａに均一のベルマウス形状を形
成すると、図中のＨ１部とＨ２部に排気ガスＧが強く当
たり、圧力損失が増加してしまう。つまり、Ｈ１部では
ベルマウス形状によって広がった排気ガスＧの流れが集
合ケース２の斜めの壁の部分に強く当たり、Ｈ２部で
は、排気管１の軸線付近から排出される排気ガスＧの最
大流速部分が集合ケース２の側壁に沿って流れ、触媒４
の触媒ケース７に近い部分に強く当たる。
【００２３】一方、触媒４の触媒ケース７に近い部分
は、外気に接触している触媒ケース７によって冷却され
るため、排気ガスＧの最大流速部分が当たって高温にな
った触媒４の部位には大きな温度勾配が生じ、触媒４の
耐熱性が悪化する可能性がある。以上のような状況に鑑
みて、本発明らはまず、図６(a) に示されるようなモデ
ルを使用し、排気管１の先端部１Ａのベルマウス形状の
湾曲開始部Ｂと湾曲終端部Ｅにおけるそれぞれの接線Ｔ
１，Ｔ２を考え、これらの接線Ｔ１，Ｔ２に対して垂直
な線を引いた時に、その２つの線のなす角度αを設定し
てベルマウス形状の湾曲開始部Ｂと湾曲終端部Ｅを規定
した。なお、ここで、集合ケース２の内径ｄと排気管１
のベルマウス形状先端部１Ａの最大径ｄ′との比ｄ′／
ｄは、生産上、搭載上の条件から１．１〜１．５の範囲
とした。
は、外気に接触している触媒ケース７によって冷却され
るため、排気ガスＧの最大流速部分が当たって高温にな
った触媒４の部位には大きな温度勾配が生じ、触媒４の
耐熱性が悪化する可能性がある。以上のような状況に鑑
みて、本発明らはまず、図６(a) に示されるようなモデ
ルを使用し、排気管１の先端部１Ａのベルマウス形状の
湾曲開始部Ｂと湾曲終端部Ｅにおけるそれぞれの接線Ｔ
１，Ｔ２を考え、これらの接線Ｔ１，Ｔ２に対して垂直
な線を引いた時に、その２つの線のなす角度αを設定し
てベルマウス形状の湾曲開始部Ｂと湾曲終端部Ｅを規定
した。なお、ここで、集合ケース２の内径ｄと排気管１
のベルマウス形状先端部１Ａの最大径ｄ′との比ｄ′／
ｄは、生産上、搭載上の条件から１．１〜１．５の範囲
とした。
【００２４】図４(a) で説明した排気マニホルドのモデ
ルＭを使用してこれに排気ガスＧを流したところ、排気
マニホルドのモデルＭの内部には、図６(b) に示すよう
な順流域と逆流域の発生が見られた。そして、排気マニ
ホルドのモデルＭの内部における順流域と逆流域の発生
比率は、前述の角度αを変えることによって異なること
が分かった。また、排気マニホルドのモデルＭの内部に
おける圧力損失も、前述の角度αを変えることによって
異なることが分かった。
ルＭを使用してこれに排気ガスＧを流したところ、排気
マニホルドのモデルＭの内部には、図６(b) に示すよう
な順流域と逆流域の発生が見られた。そして、排気マニ
ホルドのモデルＭの内部における順流域と逆流域の発生
比率は、前述の角度αを変えることによって異なること
が分かった。また、排気マニホルドのモデルＭの内部に
おける圧力損失も、前述の角度αを変えることによって
異なることが分かった。
【００２５】図６(c) は前述の排気マニホルドのモデル
Ｍにおける排気管の先端部１Ａのベルマウス形状の湾曲
開始部Ｂと湾曲終端部Ｅとのなす角度αを変えた時の、
集合ケース内２の順流域の比率と圧力損失特性を示す特
性図である。この図から分かるように、排気管の先端部
１Ａのベルマウス形状の湾曲開始部Ｂと湾曲終端部Ｅと
のなす角度αが４５°から７５°の範囲において、順流
域の比率と圧力損失特性が良好になる。よって、排気管
の先端部１Ａのベルマウス形状の湾曲開始部Ｂと湾曲終
端部Ｅとのなす角度αは４５°から７５°の範囲に設定
すれば良い。
Ｍにおける排気管の先端部１Ａのベルマウス形状の湾曲
開始部Ｂと湾曲終端部Ｅとのなす角度αを変えた時の、
集合ケース内２の順流域の比率と圧力損失特性を示す特
性図である。この図から分かるように、排気管の先端部
１Ａのベルマウス形状の湾曲開始部Ｂと湾曲終端部Ｅと
のなす角度αが４５°から７５°の範囲において、順流
域の比率と圧力損失特性が良好になる。よって、排気管
の先端部１Ａのベルマウス形状の湾曲開始部Ｂと湾曲終
端部Ｅとのなす角度αは４５°から７５°の範囲に設定
すれば良い。
【００２６】図７(a) は本発明の第３の実施例の排気マ
ニホルド１０Ｅに使用されるガイド部材８の形状を示す
ものである。このガイド部材８は図７(b) に示すよう
に、集合ケース２の入口側壁面２Ａの内面側に溶接９に
より取り付けられて使用されるものである。ガイド部材
８は肉厚が一定であり、その外周形状は集合ケース２の
内周形状にほぼ一致している。そして、ガイド部材８に
は、これが集合ケース２の入口側壁面２Ａの内面側に取
り付けられた時に、集合ケース２の入口側壁面２Ａの外
表面に溶接６によって接続される排気管１の内径に一致
する貫通孔８Ａが設けられている。そして、この貫通孔
８Ａの内周面は、図７(a) に一部を断面して示すよう
に、ベルマウス形状になっている。
ニホルド１０Ｅに使用されるガイド部材８の形状を示す
ものである。このガイド部材８は図７(b) に示すよう
に、集合ケース２の入口側壁面２Ａの内面側に溶接９に
より取り付けられて使用されるものである。ガイド部材
８は肉厚が一定であり、その外周形状は集合ケース２の
内周形状にほぼ一致している。そして、ガイド部材８に
は、これが集合ケース２の入口側壁面２Ａの内面側に取
り付けられた時に、集合ケース２の入口側壁面２Ａの外
表面に溶接６によって接続される排気管１の内径に一致
する貫通孔８Ａが設けられている。そして、この貫通孔
８Ａの内周面は、図７(a) に一部を断面して示すよう
に、ベルマウス形状になっている。
【００２７】よって、この内周面がベルマウス形状に形
成された貫通孔８Ａを備えたガイド部材８が集合ケース
２の入口側壁面２Ａの内面側に取り付けられた状態は、
第１の実施例で説明した排気管１の先端部１Ａをベルマ
ウス形状に形成したものと同じ状態となる。一方、第３
の実施例のガイド部材８は集合ケース２と別体のもので
あり、その外周部は集合ケース２に溶接９により接続し
ている。
成された貫通孔８Ａを備えたガイド部材８が集合ケース
２の入口側壁面２Ａの内面側に取り付けられた状態は、
第１の実施例で説明した排気管１の先端部１Ａをベルマ
ウス形状に形成したものと同じ状態となる。一方、第３
の実施例のガイド部材８は集合ケース２と別体のもので
あり、その外周部は集合ケース２に溶接９により接続し
ている。
【００２８】従って、第３の実施例の排気マニホルド１
０Ｅでは、排気ガスの熱でガイド部材８が熱せられて
も、ガイド部材８に加わった熱は集合ケース２を通じて
逃げることができる。また、第３の実施例の排気マニホ
ルド１０Ｅでは、第１の実施例のベルマウス形状の排気
管の先端部１Ａに比べて、ガイド部材８に質量があるの
で強度が向上し、また、熱容量が大きいために第１の実
施例に比べて熱損傷する可能性が低くなる。
０Ｅでは、排気ガスの熱でガイド部材８が熱せられて
も、ガイド部材８に加わった熱は集合ケース２を通じて
逃げることができる。また、第３の実施例の排気マニホ
ルド１０Ｅでは、第１の実施例のベルマウス形状の排気
管の先端部１Ａに比べて、ガイド部材８に質量があるの
で強度が向上し、また、熱容量が大きいために第１の実
施例に比べて熱損傷する可能性が低くなる。
【００２９】図８(a) 〜(c) は本発明の第４の実施例の
排気マニホルド１０Ｆの構成を示すものであり、集合ケ
ース２に接続する排気管１の軸線と集合ケース２の下流
側に位置する触媒４の軸線とが所定の角度をなす場合の
排気マニホルド１０Ｆの構成を示している。図８(a) は
排気管１の先端部１Ａの形状を示し、(b) は(a) に示し
た排気管の先端部１Ａの外観を示し、(c) は(a) ，(b)
に示した排気管１が集合ケース２に接続された排気マニ
ホルド１０Ｆを示している。
排気マニホルド１０Ｆの構成を示すものであり、集合ケ
ース２に接続する排気管１の軸線と集合ケース２の下流
側に位置する触媒４の軸線とが所定の角度をなす場合の
排気マニホルド１０Ｆの構成を示している。図８(a) は
排気管１の先端部１Ａの形状を示し、(b) は(a) に示し
た排気管の先端部１Ａの外観を示し、(c) は(a) ，(b)
に示した排気管１が集合ケース２に接続された排気マニ
ホルド１０Ｆを示している。
【００３０】第４の実施例では、図８(a) ，(b) に示さ
れるように、排気管の先端部１Ａに形成されるベルマウ
ス形状が不均一になっており、一部のベルマウス形状の
曲率半径が大きく形成されている。このため、曲率半径
が大きい方を流れる排気ガスはより遠方に広がることに
なる。そこで、第４の実施例では、図８(c) に示すよう
に、ベルマウス形状の曲率半径が大きい方の排気管の先
端部１Ａ′が、酸素センサ３が取り付けられている方向
を向くように、排気管１が集合ケース２に取り付けられ
ている。
れるように、排気管の先端部１Ａに形成されるベルマウ
ス形状が不均一になっており、一部のベルマウス形状の
曲率半径が大きく形成されている。このため、曲率半径
が大きい方を流れる排気ガスはより遠方に広がることに
なる。そこで、第４の実施例では、図８(c) に示すよう
に、ベルマウス形状の曲率半径が大きい方の排気管の先
端部１Ａ′が、酸素センサ３が取り付けられている方向
を向くように、排気管１が集合ケース２に取り付けられ
ている。
【００３１】この結果、第４の実施例の排気マニホルド
１０Ｆでは、不均一なベルマウス形状により、排気管１
を流れてきた排気ガスＧの最大流速ＧＸが、排気管１の
軸線からベルマウス形状の曲率半径が大きい方の排気管
の先端部１Ａ′方向に曲げられるので、この最大流速Ｇ
Ｘは触媒４の中心部付近に到達することになる。また、
ベルマウス形状の曲率半径が大きい方の排気管の先端部
１Ａ′方向に流れる排気ガスは、集合ケース２内での広
がりが大きいので酸素センサ３に十分に排気ガスが当た
るようになる。
１０Ｆでは、不均一なベルマウス形状により、排気管１
を流れてきた排気ガスＧの最大流速ＧＸが、排気管１の
軸線からベルマウス形状の曲率半径が大きい方の排気管
の先端部１Ａ′方向に曲げられるので、この最大流速Ｇ
Ｘは触媒４の中心部付近に到達することになる。また、
ベルマウス形状の曲率半径が大きい方の排気管の先端部
１Ａ′方向に流れる排気ガスは、集合ケース２内での広
がりが大きいので酸素センサ３に十分に排気ガスが当た
るようになる。
【００３２】このように、排気管の先端部１Ａのベルマ
ウス形状を不均一にすることにより、排気管１を流れる
排気ガスの流出方向、拡散方向をコントロールすること
が可能になるので、集合ケース２に接続する排気管１の
軸線と集合ケース２の下流側に位置する触媒４の軸線と
が一致していないような場合にも、この実施例の排気マ
ニホルド１０Ｆは十分な効果を発揮することができる。
ウス形状を不均一にすることにより、排気管１を流れる
排気ガスの流出方向、拡散方向をコントロールすること
が可能になるので、集合ケース２に接続する排気管１の
軸線と集合ケース２の下流側に位置する触媒４の軸線と
が一致していないような場合にも、この実施例の排気マ
ニホルド１０Ｆは十分な効果を発揮することができる。
【００３３】図９は本発明の第５の実施例の排気マニホ
ルド１０Ｇの構成を示すものであり、第４の実施例と同
様に、集合ケース２に接続する排気管１の軸線と集合ケ
ース２の下流側に位置する触媒４の軸線とが所定の角度
をなす場合の排気マニホルド１０Ｇの構成を示してい
る。第５の実施例では、排気管の先端部１Ａに形成され
るベルマウス形状は第１の実施例と同様に均一になって
いる。一方、第１から第４の実施例においては、排気管
１は集合ケース２の入口側壁面２Ａに対して垂直に取り
付けられていたが、第５の実施例では、各排気管１が集
合ケース２の入口側壁面２Ａに対して傾斜して取り付け
られている。各排気管１の入口側壁面２Ａに対する傾斜
方向は、排気管１の軸線ＡＸ１が、触媒４の軸線ＡＸ２
とほぼ一致するような方向である。
ルド１０Ｇの構成を示すものであり、第４の実施例と同
様に、集合ケース２に接続する排気管１の軸線と集合ケ
ース２の下流側に位置する触媒４の軸線とが所定の角度
をなす場合の排気マニホルド１０Ｇの構成を示してい
る。第５の実施例では、排気管の先端部１Ａに形成され
るベルマウス形状は第１の実施例と同様に均一になって
いる。一方、第１から第４の実施例においては、排気管
１は集合ケース２の入口側壁面２Ａに対して垂直に取り
付けられていたが、第５の実施例では、各排気管１が集
合ケース２の入口側壁面２Ａに対して傾斜して取り付け
られている。各排気管１の入口側壁面２Ａに対する傾斜
方向は、排気管１の軸線ＡＸ１が、触媒４の軸線ＡＸ２
とほぼ一致するような方向である。
【００３４】このような構成とすることにより、第５の
実施例の排気マニホルド１０Ｇでは、排気管１を流れて
きた排気ガスＧの最大流速ＧＸの集合ケース２内への流
出方向が触媒４の中央部の方向となるので、この最大流
速ＧＸは触媒４の中心部付近に到達することになる。従
って、触媒４において外気と近接して低温となる外側か
ら最大流速ＧＸに対応した一番高温となる中心部付近ま
での距離を長くでき、温度勾配が小さくなり耐熱性が向
上する。また、ベルマウス形状の排気管の先端部１Ａか
ら集合ケース２内に広がって流れる排気ガスの流出方向
に酸素センサ３が位置しているので、酸素センサ３に十
分に排気ガスが当たるようになる。
実施例の排気マニホルド１０Ｇでは、排気管１を流れて
きた排気ガスＧの最大流速ＧＸの集合ケース２内への流
出方向が触媒４の中央部の方向となるので、この最大流
速ＧＸは触媒４の中心部付近に到達することになる。従
って、触媒４において外気と近接して低温となる外側か
ら最大流速ＧＸに対応した一番高温となる中心部付近ま
での距離を長くでき、温度勾配が小さくなり耐熱性が向
上する。また、ベルマウス形状の排気管の先端部１Ａか
ら集合ケース２内に広がって流れる排気ガスの流出方向
に酸素センサ３が位置しているので、酸素センサ３に十
分に排気ガスが当たるようになる。
【００３５】このように、先端部１Ａに均一なベルマウ
ス形状を持つ排気管１を、その軸線ＡＸ１を触媒４の軸
線ＡＸ２にほぼ一致させて集合ケース２に取り付けるこ
とにより、排気管１を流れる排気ガスの流出方向、拡散
方向をコントロールすることが可能になる。この結果、
集合ケース２に接続する排気管１の軸線と集合ケース２
の下流側に位置する触媒４の軸線とが一致していないよ
うな場合にも、この実施例の排気マニホルド１０Ｇは十
分な効果を発揮することができる。
ス形状を持つ排気管１を、その軸線ＡＸ１を触媒４の軸
線ＡＸ２にほぼ一致させて集合ケース２に取り付けるこ
とにより、排気管１を流れる排気ガスの流出方向、拡散
方向をコントロールすることが可能になる。この結果、
集合ケース２に接続する排気管１の軸線と集合ケース２
の下流側に位置する触媒４の軸線とが一致していないよ
うな場合にも、この実施例の排気マニホルド１０Ｇは十
分な効果を発揮することができる。
【００３６】なお、以上の実施例では、６気筒内燃機関
の前方の３つの気筒に対応して取り付けられる排気マニ
ホルドについて説明したが、本発明の内燃機関の排気マ
ニホルドは、内燃機関の気筒数や、前方後方等の位置に
よって限定されるものではない。
の前方の３つの気筒に対応して取り付けられる排気マニ
ホルドについて説明したが、本発明の内燃機関の排気マ
ニホルドは、内燃機関の気筒数や、前方後方等の位置に
よって限定されるものではない。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の内燃機関
の排気マニホルドによれば、以下のような効果がある。
本発明の第１の形態によれば、排気ガスに酸素センサに
指向される流れが形成されると共に、ベルマウス形状に
よって排気ガスが全体的に拡散されるので、排気ガスの
流速が低下し、酸素センサの耐久性を低下させることな
く酸素センサへの排気ガスの当たりが向上する。
の排気マニホルドによれば、以下のような効果がある。
本発明の第１の形態によれば、排気ガスに酸素センサに
指向される流れが形成されると共に、ベルマウス形状に
よって排気ガスが全体的に拡散されるので、排気ガスの
流速が低下し、酸素センサの耐久性を低下させることな
く酸素センサへの排気ガスの当たりが向上する。
【００３８】本発明の第２、第３の形態によれば、ベル
マウス形状の上流部分で集合ケースとの溶接が行われる
ため、溶接円が大きくなり過ぎず、また、各排気管と集
合ケースとの接続部に段差が生じないので、十分なベル
マウス形状が得られて酸素センサへの排気ガスの当たり
が良くなる。本発明の第４の形態によれば、集合ケース
の内壁近傍での排気ガスの逆流の低減、圧力損失の低減
との両立を図ることができる。
マウス形状の上流部分で集合ケースとの溶接が行われる
ため、溶接円が大きくなり過ぎず、また、各排気管と集
合ケースとの接続部に段差が生じないので、十分なベル
マウス形状が得られて酸素センサへの排気ガスの当たり
が良くなる。本発明の第４の形態によれば、集合ケース
の内壁近傍での排気ガスの逆流の低減、圧力損失の低減
との両立を図ることができる。
【００３９】本発明の第５の形態によれば、ベルマウス
形状が別体のガイド部材で形成されているので、ベルマ
ウス形状部での剛性が向上し、伝熱性も向上する。本発
明の第６の形態によれば、集合ケースの形状に合わせて
排気ガス流れを制御できるので、圧力損失を低減するこ
とができる。本発明の第７の形態によれば、触媒への排
気ガスの流速の高い部分、つまり、温度が高くなる部分
を触媒の中央にもってくることができ、外気と近接して
低温となる触媒外側からの温度勾配を小さくできる。そ
の結果、触媒の耐熱性が向上する。
形状が別体のガイド部材で形成されているので、ベルマ
ウス形状部での剛性が向上し、伝熱性も向上する。本発
明の第６の形態によれば、集合ケースの形状に合わせて
排気ガス流れを制御できるので、圧力損失を低減するこ
とができる。本発明の第７の形態によれば、触媒への排
気ガスの流速の高い部分、つまり、温度が高くなる部分
を触媒の中央にもってくることができ、外気と近接して
低温となる触媒外側からの温度勾配を小さくできる。そ
の結果、触媒の耐熱性が向上する。
【図１】本発明の内燃機関の排気マニホルドの全体構成
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図２】(a) は本発明の内燃機関の排気マニホルドの第
１の実施例の構成を示す部分拡大断面図、(b) は本発明
の内燃機関の排気マニホルドの第１の実施例の変形実施
例の構成を示す部分拡大断面図である。
１の実施例の構成を示す部分拡大断面図、(b) は本発明
の内燃機関の排気マニホルドの第１の実施例の変形実施
例の構成を示す部分拡大断面図である。
【図３】(a) は本発明の内燃機関の排気マニホルドの第
２の実施例の構成を示す部分拡大断面図、(b) は本発明
の内燃機関の排気マニホルドの第２の実施例の変形実施
例の構成を示す部分拡大断面図である。
２の実施例の構成を示す部分拡大断面図、(b) は本発明
の内燃機関の排気マニホルドの第２の実施例の変形実施
例の構成を示す部分拡大断面図である。
【図４】(a) は本発明の内燃機関の排気マニホルドの排
気管の形状を規定するために各部に符号を付したモデル
図、(b) は(a) のＲが大きすぎる場合の問題点を説明す
る部分断面図、(c) は(a) のＲが小さすぎる場合の問題
点を説明する部分断面図である。
気管の形状を規定するために各部に符号を付したモデル
図、(b) は(a) のＲが大きすぎる場合の問題点を説明す
る部分断面図、(c) は(a) のＲが小さすぎる場合の問題
点を説明する部分断面図である。
【図５】(a) は本発明の内燃機関の排気マニホルドの排
気管の端部が熱変形を起こし易い理由を説明する図、
(b) は集合ケースに接続する排気管の軸線と集合ケース
の下流側に位置する触媒の軸線とが所定の角度をなして
いる場合の問題点を説明する部分拡大断面図である。
気管の端部が熱変形を起こし易い理由を説明する図、
(b) は集合ケースに接続する排気管の軸線と集合ケース
の下流側に位置する触媒の軸線とが所定の角度をなして
いる場合の問題点を説明する部分拡大断面図である。
【図６】(a) は本発明の内燃機関の排気マニホルドの排
気管の形状を規定するために各部に符号を付した部分
図、(b) は本発明の内燃機関の排気マニホルドにおける
集合ケース内の排気ガスの流れを示す説明図、(c) は本
発明の内燃機関の排気マニホルドにおける排気管の先端
部のベルマウス形状の開始部と終端部とのなす角度を変
えた時の、集合ケース内の順流域の比率と圧力損失特性
を示す特性図である。
気管の形状を規定するために各部に符号を付した部分
図、(b) は本発明の内燃機関の排気マニホルドにおける
集合ケース内の排気ガスの流れを示す説明図、(c) は本
発明の内燃機関の排気マニホルドにおける排気管の先端
部のベルマウス形状の開始部と終端部とのなす角度を変
えた時の、集合ケース内の順流域の比率と圧力損失特性
を示す特性図である。
【図７】(a) は本発明の第３の実施例に使用されるガイ
ド部材の形状を示す一部切欠斜視図、(b) は(a) のガイ
ド部材が使用された本発明の第３の実施例の内燃機関の
排気マニホルドの構成を示す部分拡大断面図である。
ド部材の形状を示す一部切欠斜視図、(b) は(a) のガイ
ド部材が使用された本発明の第３の実施例の内燃機関の
排気マニホルドの構成を示す部分拡大断面図である。
【図８】(a) は本発明の内燃機関の排気マニホルドの第
４の実施例の構成を示す排気管の先端部の形状を示す底
面図と側断面図、(b) は(a) に示した排気管の先端部の
形状を示す斜視図、(c) は集合ケースに接続する排気管
の軸線と集合ケースの下流側に位置する触媒の軸線とが
所定の角度をなしている排気マニホルドに適用された本
発明の第４の実施例の排気マニホルドの構成を示す部分
断面図である。
４の実施例の構成を示す排気管の先端部の形状を示す底
面図と側断面図、(b) は(a) に示した排気管の先端部の
形状を示す斜視図、(c) は集合ケースに接続する排気管
の軸線と集合ケースの下流側に位置する触媒の軸線とが
所定の角度をなしている排気マニホルドに適用された本
発明の第４の実施例の排気マニホルドの構成を示す部分
断面図である。
【図９】本発明の第５の実施例の内燃機関の排気マニホ
ルドの構成を示す部分拡大断面図である。
ルドの構成を示す部分拡大断面図である。
１…排気管 １Ａ…先端部 ２…集合ケース ２Ａ…入口側壁面 ３…酸素センサ ４…触媒 ６，９…溶接 ８…ガイド部材 １０…本発明の排気マニホルド １１…内管 １２…外管 １３…緩衝材
Claims (7)
- 【請求項１】 複数の排気管と集合ケースとからなる内
燃機関の排気マニホルドであって、 前記複数の排気管の各個は、その一端が内燃機関の排気
ポートに接続されるように形成され、他端が前記集合ケ
ースに接続されており、 前記集合ケースの内部には前記排気管の接続部の下流側
に酸素センサが設けられており、 前記複数の排気管の前記集合ケースへの接続側端部の形
状は、排気ガスを前記酸素センサに導くベルマウス形状
となっている、 ことを特徴とする内燃機関の排気マニホルド。 - 【請求項２】 請求項１に記載の内燃機関の排気マニホ
ルドであって、 前記各排気管は、前記ベルマウス形状の端部より上流位
置にて前記集合ケースに溶接により固定されていること
を特徴とする内燃機関の排気マニホルド。 - 【請求項３】 請求項２に記載の内燃機関の排気マニホ
ルドであって、 前記各排気管は、内管と外管からなる二重管より構成さ
れ、前記外管と前記集合ケースとが溶接により結合さ
れ、かつ、前記ベルマウス形状は前記内管の端部にのみ
形成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。 - 【請求項４】 請求項１に記載の内燃機関の排気マニホ
ルドであって、 前記ベルマウス形状の湾曲部は、その湾曲開始部と湾曲
終端部における接線に対して垂直な線を引いた時に、そ
の２つの線のなす角度が４５°から７５°の範囲に形成
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。 - 【請求項５】 複数の排気管と集合ケースとからなる内
燃機関の排気マニホルドであって、 前記複数の排気管の各個は、その一端が内燃機関の排気
ポートに接続されるように形成され、他端が前記集合ケ
ースに接続されており、 前記集合ケースの内部には前記排気管の接続部の下流側
に酸素センサが設けられており、 前記集合ケースの前記複数の排気管が接続する側の内壁
面には、前記排気管の排気ガス通路と一致する貫通孔を
有するガイド部材が取り付けられており、 このガイド部材の各貫通孔の形状が排気ガスを前記酸素
センサに導くベルマウス形状となっている、 ことを特徴とする内燃機関の排気マニホルド。 - 【請求項６】 請求項１または５に記載の内燃機関の排
気マニホルドであって、 前記ベルマウス形状は、その周方向が不均一な拡張形状
となっていることを特徴とする内燃機関の排気マニホル
ド。 - 【請求項７】 請求項１または５に記載の内燃機関の排
気マニホルドであって、 前記酸素センサの下流側には触媒が配置されており、 前記各排気管の軸線は、前記集合ケースの中心線に対し
て傾斜していることを特徴とする内燃機関の排気マニホ
ルド。
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|---|---|---|---|
| JP21232197A JP3378474B2 (ja) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | 内燃機関の排気マニホルド |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007086277A1 (ja) * | 2006-01-26 | 2007-08-02 | Calsonic Kansei Corporation | エキゾーストマニホールド |
| JP2011017261A (ja) * | 2009-07-07 | 2011-01-27 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気管 |
Families Citing this family (38)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1722090B1 (en) * | 1998-12-01 | 2013-07-17 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Cylinder head structure in multi-cylinder engine |
| JP3512664B2 (ja) * | 1999-02-22 | 2004-03-31 | 株式会社ユタカ技研 | 多気筒エンジンの排気管集合部 |
| US6324838B1 (en) * | 1999-10-07 | 2001-12-04 | Metaldyne Tubular Products, Inc. | Flow deflector member for exhaust manifold |
| JP3521895B2 (ja) * | 2000-12-07 | 2004-04-26 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の排気マニホルド |
| JP3652620B2 (ja) * | 2001-04-19 | 2005-05-25 | 本田技研工業株式会社 | 自動車用エンジンの排気構造 |
| JP2003074339A (ja) * | 2001-06-18 | 2003-03-12 | Calsonic Kansei Corp | 二重管エキゾーストマニホールド |
| DE10131179A1 (de) * | 2001-06-29 | 2003-01-16 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur Bestimmung des Kraftstoff/Luftverhältnisses in einzelnen Zylindern eines mehrzylindrigen Verbrennungsmotors |
| JP4394851B2 (ja) * | 2001-07-11 | 2010-01-06 | 本田技研工業株式会社 | エンジンの酸素濃度センサ取付構造 |
| DE10144015A1 (de) * | 2001-09-07 | 2003-03-27 | Bayerische Motoren Werke Ag | Abgasanlage für mehrzylindrige Verbrennungsmotoren |
| US7132087B2 (en) * | 2001-12-13 | 2006-11-07 | Caterpillar Inc | Catalytic converter assembly |
| JP3791419B2 (ja) * | 2002-01-17 | 2006-06-28 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の排気装置 |
| JP4394868B2 (ja) * | 2002-07-30 | 2010-01-06 | 日産自動車株式会社 | エンジンの排気装置 |
| WO2004059137A1 (ja) * | 2002-12-24 | 2004-07-15 | Yumex Corporation | 排気マニホールド |
| DE20303759U1 (de) * | 2003-03-10 | 2004-07-22 | Friedrich Boysen Gmbh & Co. Kg | Abgasanlage einer Brennkraftmaschine |
| DE10311235A1 (de) * | 2003-03-14 | 2004-10-14 | Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh | Mehrsträngiges Abgassystem mit mindestens einem Messfühler, Wabenkörper mit einer Ausnehmung für mindestens einen Messfühler und Verfahren zum Betrieb eines mehrsträngigen Abgassystems |
| JP2005016376A (ja) * | 2003-06-25 | 2005-01-20 | Honda Motor Co Ltd | 船外機 |
| DE602004012167T3 (de) * | 2003-12-01 | 2018-08-16 | Nissan Motor Co., Ltd. | Abgaskrümmer für einen Verbrennungsmotor |
| JP4257528B2 (ja) * | 2004-07-05 | 2009-04-22 | 三菱自動車工業株式会社 | 多気筒内燃機関 |
| JP4392315B2 (ja) * | 2004-09-30 | 2009-12-24 | 本田技研工業株式会社 | 自動二輪車における空燃比センサの配置構造 |
| JP2007046463A (ja) * | 2005-08-05 | 2007-02-22 | Yamaha Motor Co Ltd | 排気システムならびにそれを備えるエンジン装置および車両 |
| US7552586B1 (en) * | 2005-12-12 | 2009-06-30 | Brunswick Corporation | Marine exhaust system with a downstream oxygen sensor located away from a water reversion liquid trajectory path |
| US8066950B2 (en) * | 2005-12-19 | 2011-11-29 | Miratech Holdings, Llc | Catalytic converter system and element for diesel engines |
| JP5014695B2 (ja) * | 2006-07-19 | 2012-08-29 | カルソニックカンセイ株式会社 | エキゾーストマニホールドの集合部構造 |
| JP4748081B2 (ja) * | 2007-02-23 | 2011-08-17 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気装置 |
| JP4850119B2 (ja) * | 2007-04-18 | 2012-01-11 | 川崎重工業株式会社 | 車両の排気装置 |
| JP4834041B2 (ja) * | 2008-08-04 | 2011-12-07 | 本田技研工業株式会社 | 排ガス浄化装置 |
| US8341936B2 (en) * | 2010-12-01 | 2013-01-01 | Ford Global Technologies, Llc | Advanced exhaust-gas sampler for exhaust sensor |
| JP5845777B2 (ja) | 2011-09-28 | 2016-01-20 | マツダ株式会社 | 多気筒エンジンの吸排気装置 |
| JP5915104B2 (ja) * | 2011-11-14 | 2016-05-11 | マツダ株式会社 | 多気筒エンジンの排気装置 |
| JP2013113279A (ja) * | 2011-11-30 | 2013-06-10 | Yamaha Motor Co Ltd | 鞍乗型車両 |
| JP5849986B2 (ja) * | 2013-04-18 | 2016-02-03 | マツダ株式会社 | エンジンの触媒付き排気管構造 |
| JP6091381B2 (ja) * | 2013-08-30 | 2017-03-08 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
| JP6266549B2 (ja) * | 2015-02-25 | 2018-01-24 | 本田技研工業株式会社 | 自動二輪車の排気装置 |
| CN111894709B (zh) * | 2015-03-24 | 2022-09-06 | 康明斯排放处理公司 | 一体的后处理系统 |
| WO2016152542A1 (ja) * | 2015-03-24 | 2016-09-29 | 本田技研工業株式会社 | 鞍乗型車両の排気装置 |
| JP6361676B2 (ja) * | 2016-03-11 | 2018-07-25 | マツダ株式会社 | 多気筒エンジンの排気構造 |
| JP7388019B2 (ja) * | 2019-07-11 | 2023-11-29 | スズキ株式会社 | 排気ガスセンサの設置構造 |
| USD961474S1 (en) * | 2021-07-09 | 2022-08-23 | Conghuo Wu | Muffler |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4420933A (en) * | 1981-06-03 | 1983-12-20 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Exhaust system |
| JPS5865562U (ja) * | 1981-10-26 | 1983-05-04 | 日産自動車株式会社 | デユアルマニホ−ルドの酸素センサ取付部構造 |
| JPS6053611A (ja) * | 1983-08-31 | 1985-03-27 | Nissan Motor Co Ltd | 排気管の接続構造 |
| JPS61184808A (ja) * | 1985-02-12 | 1986-08-18 | Murata Mfg Co Ltd | 電子部品の製造方法 |
| JPS6310149A (ja) * | 1986-07-02 | 1988-01-16 | Canon Inc | 照射光量制御装置 |
| JPH01115830A (ja) * | 1987-10-27 | 1989-05-09 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | ガラスの成形体の成形型 |
| JP2966554B2 (ja) * | 1991-02-22 | 1999-10-25 | ヤマハ発動機株式会社 | 自動二輪車用排気装置のｏ２ センサ配置構造 |
| DE4116493A1 (de) * | 1991-05-21 | 1992-11-26 | Porsche Ag | Abgasanlage eines mehrzylinder-hubkolbenmotors |
| JPH0797921A (ja) * | 1993-08-06 | 1995-04-11 | Toyota Motor Corp | 排気マニホールド |
| JPH08246870A (ja) * | 1995-03-07 | 1996-09-24 | Toyota Motor Corp | 二重構造排気管 |
| JPH08312324A (ja) * | 1995-05-19 | 1996-11-26 | Suzuki Motor Corp | エンジンの排気マフラ |
-
1997
- 1997-08-06 JP JP21232197A patent/JP3378474B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-06-15 US US09/097,494 patent/US6082103A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007086277A1 (ja) * | 2006-01-26 | 2007-08-02 | Calsonic Kansei Corporation | エキゾーストマニホールド |
| JP2007198256A (ja) * | 2006-01-26 | 2007-08-09 | Calsonic Kansei Corp | エキゾーストマニホールド |
| JP2011017261A (ja) * | 2009-07-07 | 2011-01-27 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気管 |
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