JPS622360Y2 - - Google Patents

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JPS622360Y2
JPS622360Y2 JP1981022802U JP2280281U JPS622360Y2 JP S622360 Y2 JPS622360 Y2 JP S622360Y2 JP 1981022802 U JP1981022802 U JP 1981022802U JP 2280281 U JP2280281 U JP 2280281U JP S622360 Y2 JPS622360 Y2 JP S622360Y2
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structure layer
exhaust
austenite structure
layer
gasket
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案はエンジンの排気系接続構造の改良に関
するものである。
[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to an improvement of an engine exhaust system connection structure.

従来より、エンジンの排気系においてエンジン
と排気マニホールドとの接続部や排気マニホール
ドと排気管との接続部等にガスケツトを介在させ
て、該接続部からのガス漏れや接続部材同士を締
結する締結ボルトの緩み等を防止するようにした
接続構造はよく知られており、上記ガスケツトの
材料としては、従来、スチール製の単板や積層板
等が一般に使用されている(実公昭46−4567号公
報参照)。
Conventionally, in the exhaust system of an engine, a gasket is interposed at the connection between the engine and the exhaust manifold, or between the exhaust manifold and the exhaust pipe, etc., to prevent gas leakage from the connection, and to tighten the connecting members together using fastening bolts. A connection structure designed to prevent loosening of the gasket is well known, and steel veneer or laminated plates are commonly used as the material for the gasket (see Utility Model Publication No. 46-4567). reference).

しかしながら、上記スチール製のガスケツト
は、排気ガス熱により高温の熱サイクルを受け
て、膨張および収縮を長期間に亘つて繰返すと、
高温クリープ現象によりへたり現象を生じ、その
結果、ガス漏れ防止や締結ボルトの緩み防止等の
本来の機能を充分に果たし得なくなるという欠点
を有していた。
However, when the above-mentioned steel gasket undergoes a high-temperature thermal cycle due to exhaust gas heat and repeatedly expands and contracts over a long period of time,
The high temperature creep phenomenon causes a sagging phenomenon, and as a result, it has the disadvantage that it cannot sufficiently perform its original functions such as preventing gas leakage and preventing loosening of fastening bolts.

そこで、本考案はかかる点に鑑み、上記ガスケ
ツトの材料として、オーステナイト組織層と、該
オーステナイト組織層の表裏両面にそれぞれ上記
オーステナイト組織層の厚さ方向と垂直な方向の
熱膨張を抑制して厚さ方向の膨張変形を発生させ
る程度の厚さに形成された一対のフエライト組織
層とからなるサンドイツチ構造のステンレス鋼材
を使用することにより、長期の高温熱サイクルに
対して上記オーステナイト組織層とフエライト組
織層との熱膨張率の差によりオーステナイト組織
層に層厚方向のクリープ変形を生ぜしめて、冷却
時の全体の厚さを増大させるようにし、よつて接
続部からのガス漏れ等の防止を長期間に亘つて保
持できるようにしたエンジンの排気系接続構造を
提供せんとするものである。
Therefore, in view of this, the present invention uses an austenite structure layer as a material for the gasket, and a material on both the front and back surfaces of the austenite structure layer to suppress thermal expansion in a direction perpendicular to the thickness direction of the austenite structure layer. By using a stainless steel material with a sandwich structure consisting of a pair of ferrite structure layers formed to a thickness that causes expansion deformation in the longitudinal direction, the austenite structure layer and ferrite structure can withstand long-term high-temperature thermal cycles. The difference in thermal expansion coefficient between the two layers causes creep deformation in the austenite structure layer in the layer thickness direction, increasing the overall thickness during cooling, thereby preventing gas leakage from connections for a long time. It is an object of the present invention to provide an engine exhaust system connection structure that can be maintained for a long period of time.

以下、本考案を図面に示す実施例に基づいて詳
細に説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings.

第1図において、1はシリンダ1aを有するシ
リンダブロツク、2はシリンダ1a内を摺動する
ピストン、3は上記シリンダブロツク1の上部に
シリンダヘツド用ガスケツト4を介して密着締結
されたシリンダヘツドであつて、該シリンダヘツ
ド3には、上記ピストン2のヘツド面との間に燃
焼室5が形成されているとともに、該燃焼室5を
排気孔6を介して外部と連通せしめる排気ポート
7が形成され、また上記排気孔6には該排気孔6
を開閉する排気バルブ8が配設されている。尚、
8aは排気バルブ8を案内するバルブガイドであ
る。
In FIG. 1, 1 is a cylinder block having a cylinder 1a, 2 is a piston that slides inside the cylinder 1a, and 3 is a cylinder head tightly fastened to the upper part of the cylinder block 1 via a cylinder head gasket 4. A combustion chamber 5 is formed in the cylinder head 3 between the cylinder head 3 and the head surface of the piston 2, and an exhaust port 7 is formed to communicate the combustion chamber 5 with the outside via an exhaust hole 6. , and the exhaust hole 6 has a
An exhaust valve 8 is provided to open and close the exhaust valve. still,
8a is a valve guide that guides the exhaust valve 8.

また、上記シリンダヘツド3の排気ポート7の
下流端にはガスケツト9を介して排気マニホール
ド10の一端フランジ部10aがボルト11,1
1…締結によつて接続され、該排気マニホールド
10の他端フランジ部10bにはガスケツト12
を介して排気管13のフランジ部13aがボルト
14,14,…およびナツト15,15,…締結
により接続されて、燃焼室5から放出された排気
ガスを排出する排気通路16が構成されている。
Further, one end flange portion 10a of the exhaust manifold 10 is connected to the downstream end of the exhaust port 7 of the cylinder head 3 via the gasket 9 with bolts 11,1.
1...Connected by fastening, and a gasket 12 is attached to the other end flange portion 10b of the exhaust manifold 10.
The flange portion 13a of the exhaust pipe 13 is connected by fastening bolts 14, 14, . . . and nuts 15, 15, . .

そして、上記シリンダヘツド3と排気マニホー
ルド10との接続部および該排気マニホールド1
0と排気管13との接続部に各々介在されたガス
ケツト9,12は、第2図に詳示するように、オ
ーステナイト組織層17とその表裏両面に形成さ
れた一対のフエライト組織層18とからなる3層
サンドイツチ構造のステンレス鋼板を有してな
り、上記各フエライト組織層18の層厚tfはオー
ステナイト組織層17の層厚taに対してtf>1/3ta
の関係に設定されている。
The connecting portion between the cylinder head 3 and the exhaust manifold 10 and the exhaust manifold 1
As shown in FIG. 2, the gaskets 9 and 12 respectively interposed at the connection between the exhaust pipe 13 and the exhaust pipe 13 are made of an austenite structure layer 17 and a pair of ferrite structure layers 18 formed on the front and back surfaces of the austenite structure layer 17. The layer thickness tf of each ferrite structure layer 18 is such that tf>1/3ta with respect to the layer thickness ta of the austenite structure layer 17.
The relationship is set as follows.

すなわち、上記各フエライト組織層18の層厚
tfとオーステナイト組織層17の層厚taとの関係
は、tf≦1/3taであれば、長期間の高温熱サイク
ルに対してガスケツト9,12はその半径方向に
伸びて、却つて肉厚増大効果が不足するのに対
し、tf>1/3taであれば、ガスケツト9,12は
半径方向の伸びが抑制されて肉厚が増大し、へた
り現象を防止してシール性を確保できるので、よ
つてtf>1/3taの関係に設定されている。
That is, the layer thickness of each of the above-mentioned ferrite structure layers 18
The relationship between tf and the layer thickness ta of the austenite structure layer 17 is that if tf≦1/3ta, the gaskets 9 and 12 will expand in the radial direction during long-term high-temperature thermal cycles, and the thickness will increase. On the other hand, if tf > 1/3ta, the radial expansion of gaskets 9 and 12 will be suppressed and the wall thickness will increase, preventing the sagging phenomenon and ensuring sealing performance. Therefore, the relationship is set as tf>1/3ta.

尚、このようなサイドイツチ構造のステンレス
鋼板は、例えばオーステナイト系ステンレス鋼板
に表面からアルミニウム等を熱拡散させて該表面
層のみをオーステナイト組織からフエライト組織
に変化させる組織変更法や、あるいはオーステナ
イト系ステンレス鋼板の表面にフエライト系ステ
ンレス鋼薄板を加熱圧着せしめて両者を拡散接合
する接合法により製造することができる。
Incidentally, such a stainless steel plate having a side German structure can be obtained by a structure modification method in which aluminum or the like is thermally diffused from the surface of an austenitic stainless steel plate to change only the surface layer from an austenite structure to a ferrite structure, or by a structure modification method in which only the surface layer is changed from an austenite structure to a ferrite structure, or an austenitic stainless steel plate. It can be manufactured by a bonding method in which a thin ferritic stainless steel plate is bonded under heat and pressure to the surface of the plate, and the two are diffusion bonded.

したがつて、上記実施例においては、排気通路
16を流れる排気ガスによる高温の熱サイクルが
各接続部のガスケツト9,12に対し作用する
と、各ガスケツト9,12のフエライト組織層1
8の層厚tfをオーステナイト組織層17の層厚ta
の3分の1より大に設定したことにより、熱膨張
率の大きいオーステナイト組織層17は熱膨張の
小さいフエライト組織層18によつてその半径方
向の熱膨張が拘束されて伸張せず、その分層厚方
向にクリープ変形するので、冷却時、ガスケツト
9,12の肉厚は初期寸法より増大した状態とな
る。その結果、シリンダヘツド3と排気マニホー
ルド10との接続面および該排気マニホールド1
0と排気管13との接続面をそれぞれ密着状態に
押圧することになり、よつて各接続部からの排気
ガス漏れやボルト11,14締結の緩み等を確実
に防止することができる。
Therefore, in the above embodiment, when the high temperature thermal cycle caused by the exhaust gas flowing through the exhaust passage 16 acts on the gaskets 9 and 12 of each connection part, the ferrite structure layer 1 of each gasket 9 and 12
The layer thickness tf of layer 8 is the layer thickness ta of austenite structure layer 17.
By setting the value to be larger than one-third of Since the gaskets 9 and 12 undergo creep deformation in the thickness direction, the thickness of the gaskets 9 and 12 becomes larger than their initial dimensions during cooling. As a result, the connection surface between the cylinder head 3 and the exhaust manifold 10 and the exhaust manifold 1
0 and the exhaust pipe 13 are pressed into tight contact with each other, thereby reliably preventing leakage of exhaust gas from each connection, loosening of the bolts 11 and 14, etc.

尚、上記実施例では、シリンダヘツド3と排気
マニホールド10との接続部および該排気マニホ
ールド10と排気管13との接続部に適用した例
を述べたが、本考案はその他、排気管13と触媒
コンバータまたはマフラーとの接続部等各種の排
気系接続部に適用することができるのは言うまで
もない。
In the above embodiment, an example was described in which the present invention was applied to the connection between the cylinder head 3 and the exhaust manifold 10 and the connection between the exhaust manifold 10 and the exhaust pipe 13. Needless to say, the present invention can be applied to various exhaust system connection parts such as a connection part with a converter or a muffler.

以上説明したように、本考案のエンジンの排気
系接続構造によれば、排気系の接続部に介在せし
めるガスケツトを、オーステナイト組織層の表裏
両面にそれぞれ該オーステナイト組織層の厚さ方
向と垂直な方向の熱膨張を抑制して厚さ方向の膨
張変形を発生させる程度の厚さをもつフエライト
組織層を形成してなるステンレス鋼材を有するも
のとしたので、排気ガスにより高温熱サイクルが
加えられた場合に、上記フエライト組織層の拘束
力によつてオーステナイト組織層を層厚方向にク
リープ変形せしめて、ガスケツト全体の厚さを初
期寸法より増大させることができ、よつてガスケ
ツトのへたり現象を防止して接続部からのガス漏
れやボルトの緩み等を長期間に亘つて確実に防止
することができるものである。
As explained above, according to the engine exhaust system connection structure of the present invention, the gasket interposed at the exhaust system connection part is installed on both the front and back surfaces of the austenite structure layer in a direction perpendicular to the thickness direction of the austenite structure layer. The stainless steel material has a ferrite structure layer that is thick enough to suppress thermal expansion and cause expansion deformation in the thickness direction, so when a high temperature thermal cycle is applied by exhaust gas. Furthermore, the austenite structure layer is creep-deformed in the layer thickness direction by the restraining force of the ferrite structure layer, making it possible to increase the thickness of the entire gasket from its initial dimension, thereby preventing the gasket from sagging. This makes it possible to reliably prevent gas leakage from connections, bolt loosening, etc. over a long period of time.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は本考案の実施態様を例示するもので、第
1図は縦断面図、第2図はガスケツトの一部破断
斜視図である。 3……シリンダヘツド、7……排気ポート、
9,12……ガスケツト、10……排気マニホー
ルド、13……排気管、17……オーステナイト
組織層、18……フエライト組織層。
The drawings illustrate an embodiment of the present invention; FIG. 1 is a longitudinal sectional view, and FIG. 2 is a partially cutaway perspective view of a gasket. 3...Cylinder head, 7...Exhaust port,
9, 12... Gasket, 10... Exhaust manifold, 13... Exhaust pipe, 17... Austenite structure layer, 18... Ferrite structure layer.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] エンジンの排気ガスを導く排気通路の接続部
に、オーステナイト組織層と、該オーステナイト
組織層の表裏両面にそれぞれ上記オーステナイト
組織層の厚さ方向と垂直な方向の熱膨張を抑制し
て厚さ方向の膨張変形を発生させる程度の厚さに
形成された一対のフエライト組織層とからなるス
テンレス鋼材を有するガスケツトを介在させたこ
とを特徴とするエンジンの排気系接続構造。
An austenite structure layer is provided at the connection part of the exhaust passage that guides engine exhaust gas, and an austenite structure layer is provided on both the front and back surfaces of the austenite structure layer to suppress thermal expansion in a direction perpendicular to the thickness direction of the austenite structure layer. An exhaust system connection structure for an engine, characterized by interposing a gasket made of stainless steel and comprising a pair of ferrite structure layers formed to a thickness sufficient to cause expansion deformation.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5545789A (en) * 1978-09-26 1980-03-31 Dow Chemical Co Halopolymers crossslinked with 1*33diaminopropane

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