JPS6229610B2 - - Google Patents

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JPS6229610B2
JPS6229610B2 JP784182A JP784182A JPS6229610B2 JP S6229610 B2 JPS6229610 B2 JP S6229610B2 JP 784182 A JP784182 A JP 784182A JP 784182 A JP784182 A JP 784182A JP S6229610 B2 JPS6229610 B2 JP S6229610B2
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JP
Japan
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exhaust
cylinder
branch
mounting flange
mounting
Prior art date
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Expired
Application number
JP784182A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS58124014A (ja
Inventor
Shozo Ura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
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Publication of JPS58124014A publication Critical patent/JPS58124014A/ja
Publication of JPS6229610B2 publication Critical patent/JPS6229610B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust 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
    • F01N13/08Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • F01N13/10Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of exhaust manifolds

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、6気筒機関の分割型排気マニホー
ルドに関する。
従来の分割型排気マニホールドとしては、例え
ば第1図及び第2図に示すようなものがある。第
1図は直列6気筒エンジンの側面であつてシリン
ダヘツド1に対して上方にあるのが吸気マニホー
ルド2で、下方が排気マニホールド25である。
吸気マニホールド2の6つの吸気ブランチ2A
は、その端面を取付フランジ7,8及び9を介し
てシリンダヘツド1に接合し、同様にして排気マ
ニホールド25の各排気ブランチ25Aもフラン
ジ10,11,12及び13を介して接合する
(但し、吸気ブランチ2AについてはNo.1とNo.
2、No.5とNo.6気筒が同一のフランジ7に取付け
られ、また排気ブランチ25AのNo.3とNo.4気筒
が同じくフランジ12で共用される)。
これら吸排気マニホールド2,25は中央のNo.
3、No.4気筒を中心としてほぼ対称的に形成され
る。
そして吸気ブランチ2Aと排気ブランチ25A
とは、それぞれ原則的に2本の取付ボルトで各取
付フランジ7〜13を締付けられるのであるが、
スペース的な点から中央のNo.3、No.4気筒の排気
ブランチ25Aを除いて、各気筒の吸気ブランチ
2A,25Aが互いに取付ボルトを共用した形体
で締付けられている。
取付共用ボルト26によりヨーク27を介して
No.1、No.2、No.5、No.6気筒の排気ブランチ25
AとNo.1〜No.6気筒の吸気ブランチ2Aが共締め
される。
〓〓〓〓
尚、No.1、No.6気筒の排気ブランチ25Aの外
側は専用の取付ボルト30でワツシヤ31を介し
て、同じくNo.3、No.4気筒の排気ブランチ25A
も専用の取付ボルト28でワツシヤ29を介して
締付けられる。
排気マニホールド25は、排気ガスによる熱膨
脹、収縮を吸収させる為、フロント排気ブランチ
3、センター排気ブランチ4、リア排気ブランチ
5及び接続部14にて構成された分割型排気マニ
ホールドである。
フロント排気ブランチ3はNo.1とNo.2気筒の排
気ブランチ25Aで形成され、同様にリア排気ブ
ランチ5はNo.5とNo.6気筒の排気ブランチ25A
で形成される。
またセンター排気ブランチ4はNo.3、No.4気筒
の排気ブランチ25Aと各気筒No.1〜No.6の排気
ガス出口穴35で形成され、この出口穴35の開
放端面に設けたタービンハウジング取付フランジ
6にターボチヤージヤ32が取付ボルト33によ
りガスケツト34を介して接合される。
接続部14は熱膨脹、収縮の吸収と気密を保持
する必要がある。そこで、断面図第2図―に示
す様にセンター排気ブランチ4の接続フランジ1
5Aとフロントもしくはリア排気ブランチ3,5
の接続フランジ15Bのおのおのに、シール機能
を有する接続スリーブ16を内に嵌着し、外に熱
膨脹、収縮の吸収機能を有するフレキシブルチユ
ーブ18がクランプ19によりシールガスケツト
17を介して接合される。又、第2図―に示す
様にガスケツトシールリング23の両端にガスケ
ツトシールリングの酸化防止用のシールリング2
2を挾みインナーケース24にてセンター排気ブ
ランチ4の接続フランジ20へ結合しその中にフ
ロントもしくはリア排気ブランチ3,5の接続フ
ランジ21も嵌合するようにしても良い。(実公
昭39−6605号) しかしながら、このような従来の6気筒機関の
分割型排気マニホールドにあつては、内燃機関の
高速負荷運転と停止との繰り返しつまり加熱、冷
却の繰り返しによる熱変形によつて排気マニホー
ルドに亀裂、排気マニホールド締結ボルトの折損
及び排気マニホールド取付フランジ部分からのガ
ス漏れ等が生じるのを防ぐために、上述した接続
部14を排気マニホールドのNo.2とNo.3の気筒
間、No.4とNo.5の気筒間2か所に設け、排気マニ
ホールド25を丁度2気筒づつ均等に集束した三
つの排気ブランチ3〜5から構成し、この排気マ
ニホールド25のセンター排気ブランチ4にター
ビンハウジング取付フランジ6を設けるようにな
つていたため、上記取付フランジ6にターボチヤ
ージヤー32を取付た場合、ターボチヤージヤ3
2は丁度排気マニホールド25の中央に突出して
位置することとなり、これによつて、ターボチヤ
ージヤ32が車体と干渉して車両によつてはエン
ジン搭載が不可能であつたり、またターボチヤー
ジヤ32とタービンハウジング取付フランジ6と
の間にアダプタを設け無理なエンジンレイアウト
でターボチヤージヤ32の取付けが強いられるこ
とになるから、エンジンの出力性能ダウンや部品
点数の増加でコスト高になり、また耐久性が低下
するという題点があつた。
本発明はこのような問題を解決することを目的
とするもので、吸気ポートと排気ポートとがシリ
ンダヘツドの同一側面に開口した直列6気筒の内
燃機関において、排気マニホールドを端部の1つ
の気筒に対応する排気ブランチと、反対側端部の
2つの気筒に対応する排気ブランチと、中央部分
の3つの気筒に対応する排気ブランチとから構成
し、かつ中央の排気ブランチに対して両端の排気
ブランチを熱膨張収縮収縮を吸収する接続部を介
してそれぞれ連結すると共に、この中央の排気ブ
ランチにターボチヤージヤの取付フランジを形成
する一方、該中央排気ブランチに形成した中央2
気筒に対して共用される取付フランジと残りの1
気筒に対する取付フランジとの間に位置して吸気
ブランチの取付フランジを配置し、この吸気ブラ
ンチの取付フランジと前記残り1気筒の取付フラ
ンジとを共用ボルトを介してシリンダヘツドに締
結し、該ボルトと両取付フランジとの間に排気マ
ニホールドの熱変形にもとづく取付面に沿つての
移動を許容する間隙を形成すると共に、相隣り合
うこれら両取付フランジの対向面に、前記熱変形
時にフランジがボルトと当接するのと略同時に該
ボルトとは隔てた位置で互いに当接する当接部を
形成した。
以下、この発明を図面に基づいて説明する。
第3図及び第4図は、この発明の一実施例を示
す図である。
〓〓〓〓
まず構成を説明すると、排気マニホールド25
は排気ガスによる熱膨脹収縮を吸収させる為、フ
ロント排気ブランチ3、センター排気ブランチ
4、リア排気ブランチ5及び接続部14にて構成
された分割型排気マニホールドである。フロント
排気ブランチ3は、No.1とNo.2気筒の各排気ブラ
ンチ25Aから形成され、リア排気ブランチ5は
No.6気筒の排気ブランチ25Aで形成される。ま
たセンター排気ブランチ4はNo.3〜No.5気筒の各
排気ブランチ25Aと各気筒No.1〜No.6の排気ガ
ス出口穴35で形成され、この排気ガス出口穴3
5は丁度No.5気筒に対応した位置に設けられて排
気マニホールド25の中心からオフセツトされ
る。
上記排気ガス出口穴35の開放端面に形成され
たタービンハウジング取付フランジ6に第1図と
同様に図示しないターボチヤージヤ32が取付ボ
ルト33によりガスケツト34を介して接合され
る(第1図参照)。
そして、上述したように3気筒分の排気ブラン
チ25Aを集束したセンター排気ブランチ4に生
じる熱クリープにより、その取付ボルト26に過
大なせん断応力がかかるのを防止するために、第
4図に示すように熱クリープによりセンター排気
ブランチ4が収縮するときに、収縮により相互の
位置が接近する関係にあり、No.5気筒の排気マニ
ホールド取付フランジ13とNo.4気筒の吸気マニ
ホールド取付フランジ9とを、直接あるいはヨー
ク27を介して間接に取付共用ボルト26に負荷
がかかる前にあるいは同時に、図のP部とQ部と
の複数箇所で互いに当接させるように設定してあ
る。
つまり、P部におけるフランジ13と9との取
付初期間隔l1が、Q部におけるヨーク27の外周
とフランジ13のヨーク着座面37の外周との取
付初期間隔l2とヨーク27の内周と共用ボルト2
6との取付初期間隔l6との和と同一で、かつこの
ときヨーク27の外周とフランジ9のヨーク着座
面39の外周との取付初期間隔l5が上記間隔l6
一致し、そして上記間隔l1を取付フランジ13と
共用ボルト26との取付初期間隔l3よりも小さく
なるように設定してある。尚、取付フランジ13
と9との対向面のP部は、所定の長さだけ互いに
平行に形成した当接部36Aと36Bとすれば接
触時の面圧を下げられる。
その他の構成は第1図及び第2図と同様なの
で、第1図及び第2図を参照してここでは詳しい
説明は省略する。
このようにして、この実施例では、従来ではNo.
4気筒とNo.5気筒の間に設けられた接続部14を
No.5気筒とNo.6気筒との間に設けて、センター排
気ブランチ4をシリンダヘツド1の中央に位置す
るNo.3気筒とNo.4気筒の排気ブランチ25Aに加
えてこれと隣接するNo.5気筒の排気ブランチ25
Aをも集束するように長く形成したので、ターボ
チヤージヤ32が取付けられるタービンハウジン
グ取付フランジ6を有した排気ガス出口穴35の
位置を、第3図のように排気マニホールド25の
中心からずれたNo.5気筒に対応した位置か、ある
いはNo.3気筒とNo.4気筒の間の中心位置に設ける
ことができる。
言い換えれば、ターボチヤージヤ32の取付位
置を自由に選択でき、エンジンの車両搭載が幅広
く容易になるのである。
ところで、接続部14を上述したようにNo.5と
No.6の気筒間に設けてセンター排気ブランチ4に
取付強度の異なるNo.3及びNo.4気筒とNo.5気筒の
排気ブランチ25Aを集束させると、加熱と冷却
との繰り返しで、とくに高速高負荷状態での応
力、温度が高いほどセンター排気ブランチ4はボ
ルトとの突き当りにより熱クリープを生じる。そ
の熱クリープのために逆に機関停止状態での低温
時に初期位置よりさらにシリンダ長手方向へ収縮
する現象が見られ、その収縮代は加熱と冷却との
繰り返し頻度が高くなるほど大きくなり、従つて
かなり特殊な運転条件下ではあるが、この様な場
合には取付強度の小さいNo.5気筒の排気マニホー
ルド取付フランジ13が共用ボルト26と干渉
し、そのボルトに過大なせん断応力を受ける。
従つて頻繁にこのような過大なせん断力を受け
ると共用ボルト26は耐久性が低下し、場合によ
つては折損する恐れがある。
そこで、この実施例では上述したようなセンタ
ー排気ブランチ4の熱クリープにもとづく収縮方
向への移動をNo.4気筒の吸気マニホールド取付フ
ランジ9に当てて拘束することにより、取付ボル
ト26に対するせん断応力を減じている。
つまり、加熱と冷却との繰り返しによつてセン
〓〓〓〓
ター排気ブランチ4の収縮が過大になり、上記取
付フランジ13が移動すると、前述の間隔l3が縮
まり取付フランジ13の外周端が共用ボルト26
に近ずくが、この間隔l3よりも吸気マニホールド
取付フランジ9との初期間隔l1の方が狭くしてあ
る為、排気側の取付フランジ13は共用ボルト2
6に当る前に吸気側の取付フランジ9とP部で当
接する。またこのとき間隔l2+l6を上記間隔11
等しく設定(但し間隔l6=l5)してある関係から、
ヨーク27が取付フランジ13のヨーク着座面3
7の外周端に当り、さらに押されて、吸気側の取
付フランジ9の着座面39の外周端側へと移動し
て、ヨーク27の内周が共用ボルト26に接触す
ると同時にヨーク27の外周が取付フランジ9に
Q部で接触する。
このようにして、排気側の取付フランジ13の
移動は共用ボルト26にヨーク27を介して間接
的に当ると同時にそれぞれP部とQ部とで吸気側
のフランジ9に当接して拘束されるため共用ボル
ト26にセンター排気ブランチ4の収縮に伴つて
作用するせん断力が効果的に分散され共用ボルト
26の折損等が未然に防止されるのである。
次に第5図は、この発明の他の実施例を示すも
のである。
これは、第3図における排気マニホールド25
のNo.5気筒とNo.6気筒との間に設けた接続部14
は第1図の従来例と同様にNo.4気筒とNo.5気筒の
間に設ける一方、従来例と同様の位置に設けた他
のもう一つの接続部14をNo.1気筒とNo.2気筒と
の間に設けて、今度はセンター排気ブランチ4に
No.3及びNo.4気筒の排気ブランチ25Aを加えて
No.2気筒の排気ブランチ25Aを集束させると共
に、No.2気筒の排気マニホールド取付フランジ1
1とNo.3気筒の吸気マニホールド取付フランジ8
(第1図参照)及びこれらの取付共用ボルト26
の間に第4図と同様の構造を施した例である。こ
の実施例においても第3図と同様の作用効果が得
られる。
以上のように本発明は、中央部分の3気筒に対
応するセンター排気ブランチと両端の1気筒と2
気筒に対応するフロント、リア排気ブランチと
を、排気マニホールドの熱膨張収縮を吸収する接
続部を介してそれぞれ連結すると共に、センター
排気ブランチにターボチヤージヤの取付フランジ
を設けるようにしたので、ターボチヤージヤの取
付位置を、排気マニホールドのエンジン前後方向
の中心位置から必要に応じてずらすことができ、
このためスペース的に狭小なエンジンルームに対
してもターボチヤージヤ付きエンジンの搭載の自
由度が増し、無理なレイアウトによるエンジン性
能の低下を回避することができる。
また、センター排気ブランチの1つの気筒に対
する取付フランジと、吸気マニホールドの取付ブ
ランチとを共用ボルトを介してシリンダヘツドに
締結すると共に、このボルトと両取付フランジと
の間に吸気マニホールドの熱変形にもとづく取付
面に沿つての移動を許容する間隙を形成すると共
に、これら両取付フランジの対向面に、上記熱変
形時にフランジがボルトに当接するのと略同時に
該ボルトとは隔てた位置で互いに当接する当接部
を設けたので、排気マニホールドの熱変形時に締
付ボルトに作用する荷重を分担して、局部的な過
大な熱応力に基づく亀裂の発生や、締付ボルトの
折損等を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来装置の正面図、第2図―はその
接続部断面拡大図、第2図―はその変形例を示
す断面拡大図、第3図はこの発明の第1実施例の
正面図、第4図はその要部拡大正面図、第5図は
第2実施例の正面図である。 1…シリンダヘツド、2…吸気マニホールド、
2A…吸気ブランチ、25…排気マニホールド、
25A…排気ブランチ、14…接続部、7,8,
9…吸気マニホールド取付フランジ、10,1
1,12,13…排気マニホールド取付フラン
ジ、26…共用ボルト、l1,l2,l3,l5,l6…間
隔。 〓〓〓〓

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 吸気ポートと排気ポートとがシリンダヘツド
    の同一側面に開口した直列6気筒の内燃機関にお
    いて、排気マニホールドを端部の1つの気筒に対
    応する排気ブランチと、反対側端部の2つの気筒
    に対応する排気ブランチと、中央部分の3つの気
    筒に対応する排気ブランチとから構成し、かつ中
    央の排気ブランチに対して両端の排気ブランチを
    熱膨張収縮を吸収する接続部を介してそれぞれ連
    結すると共に、この中央の排気ブランチにターボ
    チヤージヤの取付フランジを形成する一方、該中
    央排気ブランチに形成した中央2気筒に対して共
    用される取付フランジと残りの1気筒に対する取
    付フランジとの間に位置して吸気ブランチの取付
    フランジを配置し、この吸気ブランチの取付フラ
    ンジと前記残り1気筒の取付フランジとを共用ボ
    ルトを介してシリンダヘツドに締結し、該ボルト
    と両取付フランジとの間に排気マニホールドの熱
    変形にもとづく取付面に沿つての移動を許容する
    間隙を形成すると共に、相隣り合うこれら両取付
    フランジの対向面に、前記熱変形時にフランジが
    ボルトと当接するのと略同時に該ボルトとは隔て
    た位置で互いに当接する当接部を形成したことを
    特徴とする6気筒機関の分割型排気マニホール
    ド。
JP784182A 1982-01-21 1982-01-21 6気筒機関の分割型排気マニホ−ルド Granted JPS58124014A (ja)

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JP6015272B2 (ja) * 2012-09-18 2016-10-26 日産自動車株式会社 ターボ過給器付き内燃機関
JP5974802B2 (ja) * 2012-10-15 2016-08-23 マツダ株式会社 多気筒エンジンのターボ過給装置

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