JPS6341530Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、複数の排気管が集合し、その排気集
合部に酸素センサを設け、この酸素センサにより
エンジンの空燃比を検出し、触媒による排気の浄
化を効率良く行うよう空燃比を制御するようにし
た排気マニホールドに関するものである。

従来技術 排気マニホールド直下に触媒を設置して排気浄
化を図るようにしたもの、及び排気路中にエンジ
ンの空燃比変動を検知する酸素センサを設けたも
のは公知である（例えば、実開昭56−169413号公
報、実開昭58−16312号公報及び実開昭56−
175754号公報参照）。

このように酸素センサにより、エンジン各気筒
の空燃比を検知し、その信号をフイードバツク制
御し排気ガスの高い浄化率を得るよう空燃比を制
御する方式では、エンジン各気筒間に多少なりと
も空燃比のばらつきが存在するために、酸素セン
サへの各気筒からの排気ガスの当り具合がその空
燃比制御性に重大な影響を及ぼすことが知られて
いる。

そして、この酸素センサと触媒とを組合わせて
排気の高い浄化率を得ようとする構成としては、
従来、第１図に示すように、排気マニホールド２
中に酸素センサ３を取付け、その直下に触媒１を
配したものが知られている。このような構成の排
気マニホールドは、排気管下流に触媒を配する構
成の排気マニホールドに比べ、その構成上、酸素
センサ３へのガス当りの気筒間の差が大きく、そ
の空燃比検知性が一般的に良くない傾向にある。

この問題を解決するには、排気ポートの集合方
向や、酸素センサの取付位置等の変更が考えられ
るが、実際には車両への搭載上の制約から十分な
改善効果が得られなかつた。

これを第２図に示す排気マニホールドにより具
体的に説明すると、エンジン各気筒、＃１，
＃２，＃３，＃４から排出されたガスが、図中矢
印で示すように流れ、第２気筒＃２、第３気筒
＃３からのガスが酸素センサルーバ６に当りにく
いことが判明したが、各気筒からの排気ガスが、
高い流速を保つたままでうまく交わる所が存在せ
ず、従つて酸素センサの取付位置の変更では、ガ
ス当りを改善することはできない。また搭載上の
制約から各排気ポートの集合方向も大きく変更す
ることはできないため、これによる改善効果も期
待できないのが現状である。

考案の目的 本考案は上記のような従来技術の問題点を解決
するためになされたもので、その目的とするとこ
ろは、排気マニホールドの外観上の変更なしに、
内部隔壁をそのマニホールドについての最適な形
状、大きさとすることにより、取付けられた酸素
センサへのガス当りの気筒間の差を減少させ、そ
の空燃比検知性を良好にした排気マニホールドを
提供することにある。

考案の構成 上記の目的を達成するため、本考案の構成は、
複数の排気管が集合しその排気集合部に酸素セン
サを設け、各排気管には内部隔壁を有するエンジ
ンの排気マニホールドにおいて、前記各排気管の
内部隔壁を延長してその平均長さが各排気ポート
入口端から酸素センサルーバの中心までの距離の
４割以上を占め、かつその先端面の延長線が前記
酸素センサルーバを中心とするその３倍径の円柱
と交わる範囲内にあることを特徴とするものであ
る。

実施例 本考案の実施例について、本考案者の実験によ
る検討結果に基づき、図面を参照して以下に説明
する。

第２図は従来の、複数の排気管の箸合部に酸素
センサを設けた排気マニホールドを示すものであ
り、この排気マニホールドには排気ガス通路面積
の急激な拡大による圧力損失防止及びマニホール
ド自体の強度維持のために内部隔壁５ａ，５ｂが
設けられている。本考案者はこの内部隔壁５ａ，
５ｂに着目し、これらをうまく利用してマニホー
ルド内の流れを変え、酸素センサへのガス当りが
改善可能かを検討してみることにした。

まず第３図に示すように、左右から排気ポート
がほぼ対称形に集合する排気マニホールドにおけ
る内部隔壁３０ａ，３０ｂの長さについて検討し
た。各排気ポート入口端面３３ａ，３３ｂから酸
素センサ３１の中心までの長さをＡ〜Ｅの５段階
に分け、その各々の先端面を酸素センサ３１の中
心に向けた場合、第４図に示すように、内部隔壁
３０ａ，３０ｂが伸びるに従つて、ガス当りの気
筒間差が減少し、Ｃ付近で最も効果があり、各気
筒のガス当りはほぼ均一となるが、さらに延長す
ると逆に気筒間差が増大することがわかつた。

次に同じマニホルドにおいて、内部隔壁の先端
の向きについて検討した。

酸素センサへのガス当りの改善に明確な効果を
与える内部隔壁の長さにおいて、その先端面の方
向を、第５図で示すようにＡ〜Ｅまでの５段階に
変えてみたところ、第６図に示すように、酸素セ
ンサルーバ３５の３倍径ぐらいの円柱３６の範囲
内で、両内部隔壁３４ａ，３４ｂの先端面の延長
線が交わる場合に効果が認められ、Ｃ付近で最大
の効果が得られることが判明した。さらに種々の
排気マニホールドについて検討を行つた結果、内
部隔壁の長さが各排気ポート入口端面から酸素セ
ンサ中心までの距離の４割以上で、かつその先端
面の延長線が酸素センサルーバを中心とするその
３倍径の円柱と交わる範囲内にある形状のもの
が、その排気マニホールドに最大の改善効果を与
えることがわかつた。また、内部隔壁の先端形状
は、その平均長さが上記の範囲内ならば、第７
図，第８図，第９図に示す内部隔壁２０，２２，
２４のいずれの形状でも、その効果は認められ
た。なお、上記各図における２１，２３，２５は
いずれも酸素センサを示す。

以上のような検討結果に基づいて構成された本
考案の実施例を次に説明する。

第１０図は本考案の第１実施例を示すもので、
５a′，５b′は各排気ポート入口から伸びる内部隔
壁、６は酸素センサルーバであり、７は酸素セン
サルーバ６を中心とするその３倍径の円柱を示す
ものである。排気マニホールドは一体で成形さ
れ、その直下に触媒（図示しない）がケースごと
にボルトなどにより固定され、酸素センサも同様
に固定されるようになつている。この内部隔壁５
a′，５b′の具体的構成は、その平均隔壁面の長さ
が各排気ポート入口端面から酸素センサルーバ６
までの距離の４割以上の長さを持ち、かつ酸素セ
ンサルーバ６を中心としその３倍径の円柱７とそ
の先端の延長線が交わるような形状となつてい
る。このような構成とすることにより、従来の構
成ではガス当りの弱かつた第２，第３気筒，
＃２，＃３からの排気ガスが、内部隔壁５a′，５
b′に導びかれて酸素センサによく当るようにな
る。その結果第１，第４気筒，＃１，＃４からの
排出ガスの当りを抑えて、各気筒のガス当りが均
一となる。その効果が第１１図に示されている。

第１２図は本考案の第２実施例を示す。本実施
例はエンジン各気筒からの排気管が、それぞれ独
立に集合する型式の排気マニホールドである。こ
のような構造の場合は、各排気管の接合部１４
ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅがそれぞれ
内部隔壁に相当し、これらの接合部１４ａ〜１４
ｅの先端の排気ポート入口からの距離が、排気ポ
ート入口から酸素センサルーバ１５までの距離の
４割以上を占め、かつその先端面の延長線が酸素
センサルーバ１５を中心とするその３倍径の円柱
１６と交わる範囲内にある形状とするものであ
る。

第１３図は本考案の第３実施例を示す。本実施
例は左右から非対称に排気管が集合する排気マニ
ホールドである。この場合は、それぞれの排気ポ
ートの長さが異なるため、それぞれの内部隔壁１
７ａ，１７ｂを最適な長さ及び形状、すなわちそ
の各平均長さが各排気ポート入口から酸素センサ
ルーバ１８までの距離の４割以上を占め、かつそ
の先端面の延長線が酸素センサルーバ１８を中心
とするその３倍径の円柱１９の範囲内にある形状
とする。

第１４図は本考案の第４実施例を示す。本実施
例はエンジンに設置した状態において、上方から
下方に向かつて排気管が集合している型式の排気
マニホールドである。その内部隔壁８ａ，８ｂの
長さ、形状については前記各実施例におけるもの
と同様な特徴を有している。すなわち、内部隔壁
８ａ，８ｂの長さは排気ポート入口端から酸素セ
ンサルーバ９までの距離の４割以上を占め、かつ
その先端面の延長線がこの酸素センサルーバ９を
中心とするその３倍径の円柱１３の範囲内にある
形状のものとする。

第１５図は本考案の第５実施例を示す。本実施
例は少なくとも２組に分けた排気ポートから排出
する排気ガスをそれぞれ分離し、出口端まで導び
くよう集合部に別の隔壁３７を形成した排気マニ
ホールドに適用したものである。酸素センサルー
バ１２はこの隔壁３７の貫通孔内に収容し、各気
筒＃１〜＃４からの排気が全てこの酸素センサル
ーバ１２に当るようにしてある。内部隔壁１１
ａ，１１ｂは前記各実施例と同様に、その平均長
さが排気ポート入口端から酸素センサルーバ１２
までの距離の４割以上を占め、かつその先端面の
延長線が酸素センサルーバ１２を中心とするその
３倍径の円柱１３の範囲内にある形状とする。

考案の効果 本考案は以上説明したように、排気ポート内部
隔壁をそのまま利用してその長さと形状とを最適
なものとすることにより、酸素センサへのガス当
りの気筒間の差を減少させ良好な空燃比検知特性
が得られるという効果がある。また上記の効果は
排気マニホールドの外観上の変更なしに得られる
ものであるから、車両搭載上において格別の制約
を受けることなく実施できるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の排気管直下に触媒を配して排気
ガスを浄化する装置の構成図。第２図は従来の排
気マニホールドの平面図、第３図は種々の長さの
内部隔壁を示す排気マニホールドの平面図、第４
図は第３図に示す排気マニホールドにおける長さ
の異なる内部隔壁の効果を示すグラフ、第５図は
種々の形状の内部隔壁を示す排気マニホールドの
平面図、第６図は第５図に示す排気マニホールド
における形状の異なる内部隔壁の効果を示すグラ
フ、第７図，第８図，第９図はともに第１０図の
Ａ−Ａ線に沿う断面図であつて、内部隔壁先端の
異なつた形状をそれぞれ示し、第１０図は本考案
の第１実施例の平面図、第１１図は第１０図の第
１実施例の効果を示すグラフ、第１２図は本考案
の第２実施例の縦断面図、第１３図は本考案の第
３実施例の平面図、第１４図は本考案の第４実施
例の縦断面図、第１５図は本考案の第５実施例の
縦断面図である。 １…触媒、２…排気マニホールド、３…酸素セ
ンサ、４ａ，４ｂ…排気ポート、５ａ，５ｂ，５
a′，５b′，８ａ，８ｂ，１１ａ，１１ｂ，１４
ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１７ａ，
１７ｂ，２０，２２，２４，３０ａ，３０ｂ，３
４ａ，３４ｂ…内部隔壁、６，９，１２，１５，
１８，３１，３５…酸素センサルーバ、７，１
０，１３，１６，１９，３６，……酸素センサル
ーバ３倍径の円柱、３３ａ，３３ｂ…排気ポート
入口面。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 複数の排気管が集合しその排気集合部に酸素セ
   ンサを設け、各排気管には内部隔壁を有するエン
   ジンの排気マニホールドにおいて、前記各排気管
   の内部隔壁の平均長さが各排気ポート入口端から
   酸素センサルーバの中心までの距離の４割以上を
   占め、かつその先端面の延長線が前記酸素センサ
   ルーバを中心とするその３倍径の円柱と交わる範
   囲内にあることを特徴とする排気マニホールド。