KR810001548B1

KR810001548B1 - Manifold system for an internal combustion engine

Info

Publication number: KR810001548B1
Application number: KR7902041A
Authority: KR
Inventors: 야아까라 이시즈; 소오이찌 나까노
Original assignee: 가와시마 기요시; 혼다기겐 고교 가부시기 가이샤
Priority date: 1974-04-23
Filing date: 1979-06-23
Publication date: 1981-10-27

Abstract

A manifold system for an I.C. engine having an auxiliary combustion chamber associated with each main combustion chamber and connected thereto by a torch nozzle comprises an intake manifold including a main intake chamber and a main intake passageway extending from the main intake chamber to the engine to deliver a lean air-fuel mixture to each main combustion chamber, a liner(44) having an exhaust passageway(76) for collecting exhaust gases from each main combustion chamber and having an exhaust manifold chamber(62) connected to each exhaust passageway, and the volume of the exhaust chamber being from 0.5 to 0.9 times the displacement of the engine.

Description

Manifold Units for Internal Combustion Engines

제1도는 매니폴드장치의 조립평면도.1 is a plan view of the assembly of the manifold device.

제2도는 제1도의 2-2선에 따른 매니폴드장치의 단면도.FIG. 2 is a sectional view of the manifold device taken along line 2-2 of FIG.

제3도는 제2도의 3-3선에 따른 흡기 매니폴드장치의 저면도.3 is a bottom view of the intake manifold device taken along line 3-3 of FIG.

제4도는 본 발명의 제2도에서 4-4선에 따른 배기매니폴드장치의 평면도.4 is a plan view of the exhaust manifold device along line 4-4 in FIG. 2 of the present invention.

제5도는 배기매니폴드장치의 라이너의 상면도.5 is a top view of the liner of the exhaust manifold device.

본 발명은 각 주연소실과 서로 협동하는 부연소실을 갖춘 내연기관 엔진에 사용되는 매니폴드장치에 관한 것이며 엔진의 각 연소실에 공급되는 혼합기체의 전량은 화학양론(化學量論)적인 공기연료 비(比)보다 희박하게 하는 것이다. 더욱 상세히 설명하면 본 발명은 매니폴드장치를 통과하는 배기가스의 온도를 탄화수소 및 일산화탄소와 산소가 서로 반응하는 온도이상으로 유지시킴으로써 그 열이 배기 매니폴드로부터 흡입 매니폴드로 전달되어서 혼합기체의 기화를 확실하게하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a manifold device used for an internal combustion engine engine having a sub-combustion chamber which cooperates with each main combustion chamber, and the total amount of the mixed gas supplied to each combustion chamber of the engine is stoichiometric air fuel ratio ( It is to make it thinner than comparison. In more detail, the present invention maintains the temperature of the exhaust gas passing through the manifold device above the temperature at which hydrocarbons, carbon monoxide and oxygen react with each other so that heat is transferred from the exhaust manifold to the intake manifold to prevent vaporization of the mixed gas. Surely relates to a device.

일반적으로 각 주연소실과 협동하는 부연소실을 가지는 형식의 내연엔진은 비교적 청정(淸淨)한 배기를 할 수 있는 것으로 알려지고 있다.In general, it is known that an internal combustion engine of a type having a subcombustion chamber which cooperates with each main combustion chamber can perform relatively clean exhaust gas.

이러한 엔진은 배기중의 유효한 과잉산소를 생성케하는 화학양론적인 공기연료비보다 희박하게 되도록 설계된다. 압축후에 각 부연소실의 점화플럭은 그속에 공급된 혼합기체에 점화시켜 인접하고 있는 주연소실의 희박 혼합기체를 점화시킨후 연소가스는 엔진에서 배출된다.These engines are designed to be less than the stoichiometric air fuel ratios that produce effective excess oxygen in the exhaust. After compression, the ignition flash of each subcombustion chamber is ignited by the mixed gas supplied therein to ignite the lean mixed gas of the adjacent main combustion chamber, and the combustion gas is discharged from the engine.

이 연소가스는 희박 혼합기체의 연소후에 과잉의 산소를 포함하고 있다. 이 농후 혼합기체와 희박 혼합기체를 함께 연소시키는 것은 미세화된 연료를 점화전에 완전히 증발시키기 위해 공급 혼합기체의 온도를 상승시킴으로서 개선할 수 있었다. 혼합기체의 질에 대한 이러한 개선은 부연소실 및 주연소실내의 가스연소를 향상시켜 주게되어 그 결과 배기를 청정하게 할 수 있다. 탄화수소의 대부분이 탄산가스와 물로 산화되도록 내연기관의 뜨거운 배기가스에 추가공기를 공급하는 것은 일반적인 것이다. 그러나 비교적 차거운 부가공기는 배기가스의 온도를 만족할만한 수준이하로 떨어트린다.This combustion gas contains excess oxygen after combustion of the lean mixed gas. Combustion of this rich and lean mixture gas together could be improved by raising the temperature of the feed mixture gas to completely evaporate the refined fuel prior to ignition. This improvement in the quality of the mixed gas results in improved gas combustion in the subcombustion chamber and the main combustion chamber, resulting in a cleaner exhaust. It is common to supply additional air to the hot exhaust gases of internal combustion engines so that most of the hydrocarbons are oxidized to carbon dioxide and water. However, relatively cold additional air drops below the temperature of the exhaust gas.

본 발명은 뜨거운 배기가스에 부가 공기를 공급하지 않도록 설계되어 있다. 그 대신 필요한 미연소 탄화수소 반응은 탄화수소가 과잉산소와 반응하는 온도 또는 그 이상에 배기가스의 온도를 유지시켜 줌으로서 계속하여 일어나게 되는 것이다. 더욱이 배기온도가 과잉산소의 존재하에 있어서 임계온도 이상으로 유지되는 것이 길면 길수록 미연소 탄화수소는 이산화탄소와 물로 잘 변화된다.The present invention is designed not to supply additional air to the hot exhaust gas. Instead, the unburned hydrocarbon reactions that are required continue to occur by maintaining the temperature of the exhaust gas at or above the temperature at which the hydrocarbons react with excess oxygen. Moreover, the longer the exhaust temperature is maintained above the critical temperature in the presence of excess oxygen, the better the unburned hydrocarbons change to carbon dioxide and water.

본 발명의 배기가스의 미연소 탄화수소의 최대한의 변환과 가장 적합한 혼합비를 제공하는 상기한 협동하는 엔진의 원리를 채용한 것이다. 이렇게하여 에어펌프나 접촉반응 변환기와 그에 유사한 부가적인 장치가 불필요한 완벽한 연소를하는 내연 엔진이 얻어진다.The principle of the cooperating engine described above which provides the maximum conversion of the unburned hydrocarbons of the exhaust gas of the present invention and the most suitable mixing ratio is adopted. In this way, a complete combustion engine is obtained which eliminates the need for an air pump or a catalytic converter and similar additional devices.

본 발명의 매니폴드장치는 각 농후 및 희박의 양흡입기 혼합기체를 엔진에 안내하고 배기가스를 한곳으로 모은다. 그리하여 혼합기체는 매니폴드내의 통로를 거쳐서 엔진에 공급되며, 이 혼합기체는 흡기매니폴드와 배기 매니폴드 사이의 열전달에 의하여, 이 매니폴드장치에 의해서 예비 조절된다. 배기 매니폴드에서 흡기 매니폴드에로의 열전달은 실질적으로 농후 혼합기와 희박 혼합기가 조화되게 가열되는 동일 온도에서 흡기 매니폴드의 완전한 상승역에서 일어난다. 양 혼합기체의 조화된 가열은 엔진의 작동조건의 변화에 관계없이 유지된다. 이 흡입 혼합기체의 조절방법은 엔진의 차거운 상태에서의 시동후에 신속하게 성취된다. 왜냐하면 이 장치의 열 용량을 실질적으로 감소시키는 신규인 설계의 배려 때문이다. 그위에 작동조건의 모든 영역에 걸쳐 흡입 매니폴드와 배기 매니폴드사이의 전달되는 모든 전체열량은 실질적으로 공급 혼합기체가 방출되는 항온을 생성하는 조건에 따라 변화한다. 따라서 조절된 흡입 혼합기의 질은 엔진이 해내지 않으면 안되는 차거운 상태에서의 시동으로부터 시작하여 고속 작동까지의 계속되는 엔진의 작동조건의 모든 조건하에서 일정하게 유지된다. 배기 가스의 조건은 또한 본 발명으로 개선된다. 배기가스는 산소의 존재하에 탄화수소의 연소를 계속하게끔 충분히 가열된다. 왜냐하면 혼합기체의 모든 비율은 화학양론적인 비율보다는 희박하므로 얻어지는 배기가스는 과잉 산소를 함유한다. 배기 매니폴드장치는, 산소와 탄화수소의 반응에 필요한 온도 또는 그 이상의 온도로 유지하게끔 가스중의 배기열의 유지를 제공하는 것이다. 추가되는 열은 이 반응에 의하여 배기 매니폴드내에서 발생된다.The manifold device of the present invention guides the rich and lean double intake mixture gas to the engine and collects the exhaust gases in one place. Thus, the mixed gas is supplied to the engine via a passage in the manifold, which is preliminarily regulated by the manifold device by heat transfer between the intake manifold and the exhaust manifold. Heat transfer from the exhaust manifold to the intake manifold occurs substantially at the full elevation of the intake manifold at the same temperature at which the rich and lean mixers are heated in harmony. Harmonized heating of both gas mixtures is maintained regardless of changes in operating conditions of the engine. This method of adjusting the intake mixing gas is quickly achieved after the engine is started in the cold state. This is because of the novel design considerations that substantially reduce the heat capacity of the device. The total amount of heat transferred between the intake manifold and the exhaust manifold over all regions of operating conditions thereon varies substantially with the conditions that produce the constant temperature at which the feed mixture is released. Thus, the quality of the regulated intake mixer remains constant under all conditions of the engine's operating conditions, starting from a cold start that the engine must achieve and continuing up to high speed operation. The condition of the exhaust gas is also improved with the present invention. The exhaust gas is heated enough to continue combustion of the hydrocarbon in the presence of oxygen. Because all the proportions of the gas mixture are less than the stoichiometric proportions, the resulting exhaust gas contains excess oxygen. The exhaust manifold device provides for the maintenance of the heat of exhaust in the gas so as to be maintained at or above the temperature required for the reaction of oxygen and hydrocarbons. Additional heat is generated in the exhaust manifold by this reaction.

따라서, 두 개의 개별적인 열원이 이용된다.Thus, two separate heat sources are used.

즉 (a) 라이너내에 전달되는 배기가스의 열 및 (b) 추가열은 미연소 탄화수소와 과잉산소와의 반응에 의해 라이너내에서 만들어진다.That is, (a) the heat of the exhaust gas delivered in the liner and (b) additional heat is produced in the liner by reaction of unburned hydrocarbons with excess oxygen.

추가열은 경부하조건하에 있어서 매우 중요하다. 왜냐하면 상술한 조건에서 흐름이 증가하고 중부하에서 배기가스는 더욱 가열된다. 열의 유지는, 열전달이 배기 매니폴드와 흡기 매니폴드와의 사이에서 촉진되는 개소(個所)를 제외한, 모든 점에서 배기가스의 열 전달이 감소됨으로서 달성된다.Additional heat is very important under light load conditions. Because the flow increases under the above-mentioned conditions, and the exhaust gas is heated further under heavy load. Heat retention is achieved by reducing heat transfer of the exhaust gases at all points except where the heat transfer is promoted between the exhaust manifold and the intake manifold.

따라서, 탄화수소의 연소는 청정한 배기를 위해 충분한 시간동안 계속될 것이며 배기가스중에 함유된 열을 최대한으로 이용할 수 있다. 따라서 배기가스중의 열에너지는 (a) 과잉산소와 미연소 탄화수소와의 사이의 반응을 유지하고 (b) 일산화탄소를 탄산가스로 산화시키면 그리고 (c) 흡기 매니폴드내의 혼합기체의 확실한 증발이 되도록 채택된다. 따라서 본 발명의 목적은 배기가스가 탄화수소를 연소함과 함께 일산화탄소를 탄산가스로의 산화를 촉진하고 다시 유입되는 혼합기체의 질을 개선하는데 필요한 최소반응온도 이상으로 유지하도록 한 내연기관용의 매니폴드장치를 제공하는데 있다.Thus, combustion of hydrocarbons will continue for a sufficient time for clean exhaust and make the most of the heat contained in the exhaust. The heat energy in the exhaust gas is thus employed to (a) maintain the reaction between excess oxygen and unburned hydrocarbons, (b) oxidize carbon monoxide to carbon dioxide and (c) ensure evaporation of the mixed gas in the intake manifold. do. It is therefore an object of the present invention to provide a manifold device for an internal combustion engine in which the exhaust gases burn hydrocarbons and maintain carbon monoxide above the minimum reaction temperature necessary to promote oxidation of carbon dioxide into the carbon dioxide and improve the quality of the mixed gas flowing back. To provide.

본 발명의 다른 목적은 이들 세가지 조건이 냉각상태후에 신속하게 달성될 수 있는 내연기관용의 매니폴드장치를 제공하려는 것이다.Another object of the present invention is to provide a manifold device for an internal combustion engine, in which these three conditions can be quickly achieved after a cooled state.

본 발명의 또 다른 목적은 엔진의 부하에 관계없이 동등하게 유지되는 주 매니폴드와 협동하는 라이저부재의 부분과 부매니폴드에 협동하는 상승부재의 부분과의 사이의 상대적인 온도를 가지는 내연엔진용 매니폴드장치를 제공하는데 있는 것이다.Still another object of the present invention is a manifold for an internal combustion engine having a relative temperature between a portion of a riser member cooperating with a main manifold maintained equally regardless of an engine load and a portion of a riser member cooperating with a submanifold. It is to provide a fold device.

본 발명의 또다른 목적은 엔진의 작동조건에 관계없이 흡기매니폴드와 배기 매니폴드와의 사이의 열라이저부재에 걸쳐 일정온도를 제공하려는 것이다.Another object of the present invention is to provide a constant temperature across the heat riser member between the intake manifold and the exhaust manifold, regardless of the operating conditions of the engine.

본 발명의 보다 상세한 목적 및 이점에 대하여 이하 도면을 참조하면서 설명하겠다. 본 발명 매니폴드장치를 그를 위하여 설계한 형식의 엔진은 각 주연소실(2)와 협동하는 부연소실(1)을 가진 연소실 장치로 포함한다. 그와같은 엔진의 일부는 제2도와 같다. 그 엔진헤드(3)내에는 밸브가 붙은 흡기통로(4)가 부연소실(1)로 안내된다. 점화블럭(5)는 부연소실(1)의 제각기와 협동하고 제한된 통로 혹은 토오치노즐 (6)은 각 부연소실(1)을 그것의 각 주연소실(2)에 연통한다. 주연소실(2)는 엔진블록(9)내에 형성된 원통상의 요부(8)내에 위치한 피스톤(7)에 의해 만들어진 동벽(胴壁)으로서 공지의 구조이다. 밸브가 취부된 흡기통로(10)과 밸브가 취부된 배기통로(11)은, 각 주연소실(2)에 연결되었던 헤드(3)내에 위치한다.More detailed objects and advantages of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The engine of the type in which the manifold device of the present invention is designed for it is included as a combustion chamber device having a subcombustion chamber 1 which cooperates with each main combustion chamber 2. Some of such engines are like FIG. In the engine head 3, an intake passage 4 with a valve is guided to the subcombustion chamber 1. The ignition block 5 cooperates with each of the subcombustion chambers 1 and the limited passage or torch nozzle 6 communicates each subcombustion chamber 1 with its respective main combustion chamber 2. The main combustion chamber 2 is a structure known as a copper wall made by a piston 7 located in a cylindrical recess 8 formed in the engine block 9. The intake passage 10 in which the valve is mounted and the exhaust passage 11 in which the valve is mounted are located in the head 3 that was connected to each main combustion chamber 2.

피스톤(7)의 흡입 스트로우크 사이의 농후 혼합기체는 부연소실(1)내에 흡입되며, 희박 혼합기체는 주연소실(2)내에 흡입된다. 압축후에, 부연소실(1)내의 혼합기체는 점화플럭(5)에 의해 점화된다. 이어서 연소된 혼합기체는 자체의 팽창에 의해 토오치노즐(6)을 거쳐서 주연소실(2)내에 강제로 공급되며, 거기서 그것은 희박 혼합기를 점화한다. 파워 스트로우크에 이어서 가스는 통로(11)를 거쳐서 배기된다. 배기가스가 주연소실(2)을 떠날 때, 그것은 미연소탄화수소(HC) 및 일산화탄소(CO)의 산소와의 반응에 필요한 최저 온도이상의 온도가 되며 다시 혼합기체의 전체의 공기연료비는, 그것이 주연소실(2)에서 배기될 때 과잉 산소가 배기가스중에 잔존하는 것과 같다. 그 결과 미연소 탄화수소의 연소 및 산화는 배기가스가 엔진을 떠나서 배기 매니폴드에 들어가는 동안 계속된다.The rich mixed gas between the suction strokes of the piston 7 is sucked into the subcombustion chamber 1, and the lean mixed gas is sucked into the main combustion chamber 2. After compression, the mixed gas in the subcombustion chamber 1 is ignited by the ignition block 5. The combusted mixed gas is then forcibly fed into the main combustion chamber 2 via the torch nozzle 6 by its expansion, where it ignites the lean mixer. Following the power stroke, the gas is exhausted via the passage 11. When the exhaust gas leaves the main combustion chamber 2, it is at a temperature above the minimum temperature required for the reaction of unburned hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO) with oxygen, and again the total air fuel ratio of the mixed gas, that is, the main combustion chamber When exhausted in (2), it is as if excess oxygen remains in the exhaust gas. As a result, combustion and oxidation of unburned hydrocarbons continues while the exhaust leaves the engine and enters the exhaust manifold.

또한 본 발명의 매니폴드장치와 협동하는 서로 다른 두가지 공기연료 혼합기체를 제공하는 기화장치에 대하여 고찰하면, 주기화기 조립체(12)는 엔진의 주연소실(2)내에 흡입되는 희박 혼합기체를 제공한다. 부기화기 조립체(13)는 부연소실 (1)용의 농후 혼합기체를 만들도록 채용되어 있다.In addition, in consideration of a vaporization apparatus providing two different air fuel mixture gases that cooperate with the manifold apparatus of the present invention, the periodicizer assembly 12 provides a lean mixed gas sucked into the main combustion chamber 2 of the engine. . The subtractor assembly 13 is employed to produce a rich mixed gas for the subcombustion chamber 1.

본 발명의 매니폴드장치를 구체적으로 설명하면 기화기 조립체(12), (13), 주, 부연소실(2), (1)에 위치한 엔진헤드(3)과 배기파이프장치(56)과 서로 협동한다. 본 발명을 설명하는 실시예는 2000cc, 4기를 엔진과 협동하는 매니폴드장치에 관한 것이지만, 여기에서 기술하는 원리는 단기통 엔진을 포함한 다른 배기량 및 실린더수를 갖는 엔진에도 적용할 수가 있다.Specifically, the manifold device of the present invention cooperates with the engine head 3 and the exhaust pipe device 56 located in the carburetor assembly 12, 13, main and subcombustion chambers 2, 1. . The embodiment for explaining the present invention relates to a manifold device which cooperates with an engine of 2000 cc, 4 units, but the principles described herein can be applied to an engine having a different displacement and cylinder number, including a single cylinder engine.

본 발명의 매니폴드장치는, 흡기 매니폴드(14)와 배기 매니폴드(15)의 두가지 요소로 되어있다. 흡기 매니폴드(14)는 주흡기부(17)과 부흡기부(16)으로 분할되어 있다. 본 구조에서는 주흡기부(17)과 부흡기부(16)은 단일의 주조물로서 된 부재로 구성되어 있다. 이러한 구조는 경비의 절감과 대량 생산에 기여한다. 주흡기부 (17)은 4개의 주흡기통로(18)을 가지며, 그 제각기는 주연소실(2)에 안내되는 헤드 (3)내의 밸브가 취부된 흡기통로(10)에 연결된다. 주흡기부(17)은 주흡기실(20)을 포함하며, 거기서부터 주흡기통로(18)가 연장된다. 주흡기실(20)은, 바깥둘레쪽벽 (22)와 상부의 어댑터플랜지(24)와 라이저부재(84)의 내부에 한정되어 있다. 포오트(26)은 주흡기실(20)과 주흡기통로(18)과의 사이를 연통시키기 위해 만들어진 주흡기실(20)의 측벽(22)를 사이에 두고 설치되어 있다. 어댑터 플랜지(24)는 기화기 조립체용의 취부면을 제공하며, 그리고 기화기조립체(12)와 주흡기실(20)과의 사이의 연통을 위하여 흡기 포오트(28)을 갖는다. 주흡기실(20)의 높이는 제2도와 같이 주흡기통로(18)에 의해 필요로하는 가장 알맞는 직경에 의하여 우선적으로 지정된다. 주흡기실(20)의 높이는 주흡기실(20)을 통과하는 흡입 혼합기체가 저면의 가열된 부분의 근처를 통과하도록 너무 높게 만들지 않는 것이 바람직하다. 주흡기실(20)은 기화기 조립체(13)과 부흡기실(32)와의 사이를 연통하게 설치된 부흡기통로(30)에 인접해 있다.The manifold device of this invention consists of two elements, the intake manifold 14 and the exhaust manifold 15. The intake manifold 14 is divided into the main intake section 17 and the sub intake section 16. In this structure, the main intake part 17 and the sub intake part 16 are comprised by the member which became a single casting. This structure contributes to cost savings and mass production. The main intake section 17 has four main intake passages 18, each of which is connected to an intake passage 10 in which a valve in the head 3 guided to the main combustion chamber 2 is mounted. The main intake unit 17 includes a main intake chamber 20, from which the main intake passage 18 extends. The main air intake chamber 20 is defined inside the outer circumferential side wall 22, the upper adapter flange 24, and the riser member 84. The port 26 is provided with the side wall 22 of the main air intake chamber 20 made to communicate between the main air intake chamber 20 and the main air intake passage 18 therebetween. The adapter flange 24 provides a mounting surface for the vaporizer assembly, and has an intake port 28 for communication between the vaporizer assembly 12 and the main intake chamber 20. The height of the main intake chamber 20 is preferentially designated by the most suitable diameter required by the main intake passage 18 as shown in FIG. It is preferable that the height of the main intake chamber 20 is not made so high that the intake mixture gas passing through the main intake chamber 20 passes near the heated portion of the bottom face. The main intake chamber 20 is adjacent to the sub intake passage 30 provided in communication between the vaporizer assembly 13 and the sub intake chamber 32.

부흡기실(32)는 부흡기부(16)의 일부를 이룬다. 부흡기통로(34)는 그 부흡기실(32)에서 밸브가 취부된 통로(4)에까지 연장된다.The intake chamber 32 forms part of the intake portion 16. The intake passage 34 extends from the intake chamber 32 to the passage 4 in which the valve is mounted.

부흡기실(32)는 주흡기실(20)을 통과하는 희박 공기 연료 혼합기가 비교적 대량인데 비하여, 부흡기실(32)를 통과하는 농후 혼합기는 비교적 소량인 까닭에 주흡기실(20)보다 실질적으로 작다.While the intake chamber 32 has a relatively large amount of lean air fuel mixers passing through the main intake chamber 20, the rich mixers passing through the intake chamber 32 are relatively smaller than the main intake chamber 20. Practically small.

부흡기실(32)는 제2도에 나타낸 것처럼 주흡기실(20)의 아래쪽에 위치한다.The intake chamber 32 is located below the main intake chamber 20 as shown in FIG.

부흡기실(32)는 주흡기실(20)(제3도 참조)의 진폭에 걸쳐 연장되어 있으며 그곳에서 또 실질적으로 온도가 조화되며, 포오트(38)은 부흡기실(32)를 통로(34)에 연결한다. 부흡기부(16)과 주흡기부(17)은 각각 흡기실(32),(20)내의 농후, 희박 혼합기체를 받도록 작용한다. 이들 흡기실에서, 통로는 엔진 헤드내에 위치한 여러개의 연소실에 직접 안내된다. 동시에 4개의 부흡기통로(34)가 설치된다. 이 4개의 부흡기통로(34)는 본 실시예에서 채택된 4기통 엔진에 있어서의 1개의 부연소실과 서로 협동한다.The intake chamber 32 extends over the amplitude of the main intake chamber 20 (see FIG. 3) and there is also substantially temperature harmony, and the pot 38 passes through the intake chamber 32. (34). The sub-intake section 16 and the main intake section 17 act to receive the rich, lean mixed gas in the intake chambers 32 and 20, respectively. In these intake chambers, passages are directed directly to several combustion chambers located within the engine head. Four intake air passages 34 are installed at the same time. These four sub-intake passages 34 cooperate with one sub-combustion chamber in the four-cylinder engine adopted in this embodiment.

이 4개의 부흡기통로(34)는 부흡기실(32)의 측벽을 거쳐서 위치된 포오트 (38)에 의해 부흡기실(32)와 연통하도록 되어 있다. 통로(34)는 이어서 포오트 (38)에서 헤드(3)내에 위치한 밸브가 취부된 흡기포오트(4)에까지 연장되어 있다.These four intake air passages 34 communicate with the intake air chamber 32 by a pot 38 located through the side wall of the intake air chamber 32. The passage 34 then extends from the pot 38 to the intake port 4, in which a valve located in the head 3 is mounted.

이 흡기 매니폴드(14)는 구조적으로 엔진헤드(3)의 한쪽에서 끝나며, 거기에는 가스켓(40)이 구비되어 있다. 헤드(3)내의 포오트(4)(10)은 이어서 흡기 매니폴드(14)와 헤드(3)과의 대향면에서 여러 가지 연소실(1)과 (2)로 혼합기체를 공급한다.This intake manifold 14 is structurally terminated at one side of the engine head 3, and is provided with a gasket 40. The pots 4 and 10 in the head 3 then feed the mixed gas into the various combustion chambers 1 and 2 on the opposite side between the intake manifold 14 and the head 3.

배기 매니폴드(15)는 흡기 매니폴드(14)의 하부에 설치된다.The exhaust manifold 15 is provided below the intake manifold 14.

본 실시예에서는, 이 배기 매니폴드(15)는 아우터 기광(器筐)혹은 커버(42)를 포함하며, 그것은 라이너(44)를 피포(被包)한다. 아우터커버(42)는 실제상 주철이나 혹은 다른 유사한 물질의 금속 주조물이라도 된다. 아우터커버(42)를 형성하기 위하여 라이너(44)가 제일 먼저 조립된다. 모래와 같은 주형물질이 이어서 주조커버 (42)의 안쪽의 모양을 만들도록 라이너(44)의 둘레에 놓여진다. 커버(42)는 이어서 통상의 방법으로 주조된다. 모래 제거구멍(43)이 주조커버(42)와 라이너(44)와의 사이에서 모래 혹은 다른 주형물질을 제거하게끔 알맞는 위치의 주조품 내에 놓여진다. 플럭(45)가 이어서 커버(43)를 밀봉하게끔 제거구멍(42)내에 용접될 수 있다.In the present embodiment, this exhaust manifold 15 includes an outer light emitting or cover 42, which encapsulates the liner 44. The outer cover 42 may actually be a cast iron or metal casting of another similar material. The liner 44 is first assembled to form the outer cover 42. Mold material such as sand is then placed around the liner 44 to shape the inside of the casting cover 42. The cover 42 is then cast in a conventional manner. A sand removal hole 43 is placed in the casting at a suitable position to remove sand or other mold material between the casting cover 42 and the liner 44. The floc 45 may then be welded into the removal hole 42 to seal the cover 43.

아우터커버(42)는 배기 매니폴드를 위한 주로 주조하는데 필요한 지지를하고, 다시 배기가스의 열을 보류시키는 작용을 한다. 아우터커버(42)는 엔진헤드에서 연장되며, 그것은 통상의 체구(締具)로서 고착된다. 여러 가지의 밸브가 취부된 배기통로(11)에서 이 커버(42)의 아암(41)이 중심실(46)에까지 연장된다. 중심실(46)은 주흡기실(20) 및 부흡기실(32)의 바로 밑에 위치한다.The outer cover 42 serves to support the casting necessary mainly for the exhaust manifold, and again to hold the heat of the exhaust gas. The outer cover 42 extends from the engine head, which is fixed as a normal body. In the exhaust passage 11 in which various valves are mounted, the arm 41 of the cover 42 extends to the central chamber 46. The central chamber 46 is located just below the main air intake chamber 20 and the secondary air intake chamber 32.

커다란 개구(48)가 아우터커버(42) 위의 플랜지(50)내에 설치되어 중심실(46)과 주흡기실(20)의 아래쪽 및 부흡기실(32)의 아래쪽과의 사이에 방해되지 않는 연통을 허용한다.A large opening 48 is provided in the flange 50 on the outer cover 42 so that it is not obstructed between the central chamber 46 and the lower side of the main intake chamber 20 and the lower side of the sub intake chamber 32. Allow communication.

합치된 연장부(52)가 어댑터플랜지(50)과 동심적으로 흡기 매니폴드(14)에서부터 아래쪽으로 연장되고, 그리고 체구(53)에 의하여 고정된다. 강성(剛性)이 큰 열시일드(54)가 어댑터플랜지(50)과 합치되는 연장부(52)와의 사이에 위치된다. 이 열시일드(54)는 배기 매니폴드 커버(42)에서 합치된 연장부(52)를 사이에 두고 흡기 매니폴드(14)에의 전도에 의한 열전달을 방지한다. 다시 이 열 시일드는 배기 매니폴드와, 그 바로 위에 위치한 기화기 조립체(12)(13)과의 사이에 직접적인 복사 및 대류를 방지한다.The mating extension 52 extends downwardly from the intake manifold 14 concentrically with the adapter flange 50 and is fixed by the body port 53. A large rigid heat shield 54 is positioned between the extension portion 52 that matches the adapter flange 50. The heat shield 54 prevents heat transfer by conduction to the intake manifold 14 with the extension portion 52 fitted in the exhaust manifold cover 42 interposed therebetween. This thermal seal again prevents direct radiation and convection between the exhaust manifold and the vaporizer assembly 12, 13 located directly above it.

배기 매니폴드(15)는 다른 부분에서는 흡기 매니폴드(14)에서 분리되어서 상당량의 열이 그 사이에서 전달되지 않도록 한다. 흡기 매니폴드(14)에 전달되는 다량의 열은 기화기 조립체의 과열과 배기 매니폴드(15)의 열유지 특성의 감소를 생기게 한다.The exhaust manifold 15 is separated at the intake manifold 14 at other parts so that a significant amount of heat is not transferred therebetween. The large amount of heat transferred to the intake manifold 14 results in overheating of the vaporizer assembly and a reduction in heat retention characteristics of the exhaust manifold 15.

아우터커버(42)는 전체로서(56)에서 나타낸 배기파이프 계통과 합치되도록 아래쪽에 중심실(46)에서 연장된다. 커버(42)는 통상 상태로 배기파이프 계통(56)에 취부된다. 시일(58)이 커버(42)와 배기 파이프계통(56)과의 사이에 있어서 배기파이프플랜지(61)내에 갖추어진 요구(60)내에 위치되어서 배기가스가 이 계통에서 이탈되지 않도록 한다.The outer cover 42 extends from the center chamber 46 at the bottom so as to conform with the exhaust pipe system shown as a whole. The cover 42 is attached to the exhaust pipe system 56 in a normal state. The seal 58 is located in the request 60 provided in the exhaust pipe flange 61 between the cover 42 and the exhaust pipe system 56 so that the exhaust gas does not escape from this system.

커버(42)내에 수용된 라이너(44)는 스테인레스강과 같은 두께가 얇은 내열물질로서 이뤄진다. 라이너(44)는 낮은 열용량을 제공하게끔 바람직하기는 2mm 혹은 그 이하의 두께이다.The liner 44 contained within the cover 42 is made of a thin heat resistant material such as stainless steel. Liner 44 is preferably 2 mm or less in thickness to provide low heat capacity.

그러나 만약 라이너가 지나치게 얇으면, 그것은 너무나 빨리 손상될 것이다. 본 실시예에서는 1.2mm의 라이너두께가 채용된다. 라이너(44)는 엔진헤드(3)에서 배기파이프계(56)으로 연장되며, 그리고 배기실(62)을 제공한다. 안쪽라이너는 제일 편리하기는 플랜지 시일(64)에 의하여 연결된 고온저항 스테인레스강의 2매로서 형성된다. 제3의 원통상부재(66)가 배기파이프 계통(56)과 합치하게끔 배기실(62)로부터 아래쪽으로 연장된다. 시일플랜지는 제조 및 조립의 편의를 위하여 엔진헤드(3)에 인접한 라이너(44)에의 개구단 입구(65) 근처에서 제거된다.But if the liner is too thin, it will be damaged too quickly. In this embodiment, a liner thickness of 1.2 mm is employed. The liner 44 extends from the engine head 3 to the exhaust pipe system 56 and provides an exhaust chamber 62. The inner liner is most conveniently formed as two pieces of high temperature resistant stainless steel connected by a flange seal 64. The third cylindrical member 66 extends downwardly from the exhaust chamber 62 to coincide with the exhaust pipe system 56. The seal flange is removed near the opening end inlet 65 to the liner 44 adjacent the engine head 3 for ease of manufacture and assembly.

두께가 얇은 라이너(44)는, 그 바깥면의 대부분에 걸쳐서 두께가 두꺼운 아우터커버(42)에서 격리된다. 그 결과, 라이너(44)와 커버(42)와의 사이에는 절연공극이 마련된다. 그 결과 얇은벽 구조로하여 생긴 라이너(44)의 작은 열용량은 배기가스의 영향하에 있어서 아우터커버(42)에의 실질적인 손실없이 라이너에 신속하게 온도상승을 일으킨다. 라이너(44)는 어댑터플랜지(50)에 있어서 커버(42)와의 접촉을 유지한다. 어댑터플랜지(50)는 라이너(44)와, 그것에 용접된 취부판(68)을 받도록 커버(42)의 안쪽면상에 제2의 합치면을 갖는다.The thinner liner 44 is isolated from the thick outer cover 42 over most of its outer surface. As a result, an insulation gap is provided between the liner 44 and the cover 42. As a result, the small heat capacity of the liner 44 resulting from the thin-walled structure causes a rapid temperature rise in the liner without substantial loss to the outer cover 42 under the influence of the exhaust gas. The liner 44 maintains contact with the cover 42 at the adapter flange 50. The adapter flange 50 has a second mating surface on the inner surface of the cover 42 to receive the liner 44 and the mounting plate 68 welded thereto.

취부판(68)은 어댑터플랜지(50)에 체구(70)에 의하여 취부된다. 커버너트 (72)가 체구(70)를 받도록, 그리고 체구(70)를 부식, 침식등으로부터 시일드하도록 나착된다. 체구(70)는 커버(42)가 라이너(44)의 둘레에 주조되기전에 커버너트 (72)내에 위치된다. 그 결과, 체구(70)는 라이너(44)를 유지하게끔 커버너트(42)내에 영구적으로 고정된다.The mounting plate 68 is mounted to the adapter flange 50 by the body 70. The cover nut 72 is attached so as to receive the body 70 and to seal the body 70 from corrosion, erosion, and the like. The body 70 is positioned in the cover nut 72 before the cover 42 is cast around the liner 44. As a result, the body 70 is permanently fixed in the cover nut 42 to hold the liner 44.

라이너(44) 및 취부판(68)내의 커다란 개구(74)가 어댑터플랜지(50)내의 개구(48)과 합치한다. 이리하여 상당한 면적의 연통로가 배기실(62)와 주, 부흡기실 (20)(32)의 아래쪽과의 사이에 마련된다. 라이너(44)는 구조적으로 우선 체구(70)에 의하여 지지되며, 이 체구(70)는 그것을 아우터커버(42)에 연결한다. 어떤 가로방향에의 억제가 라이너(44)의 입구(65) 및 출구(66)에 설치된다. 라이너(44)는 배기통로(76)를 거쳐서 배기포오트(11)의 제각기에 연장된다. 이들 통로(76)의 단부에 있어서, 아우터커버(42)는 안쪽 라이너(44)를 받도록 협착된다. 그러나 작은 틈사이가 라이너(44)와 커버와의 사이에 마련된다. 이것은 라이너(44)가 온도변화를 위하여 커버(42)에 대해 자유롭게 신축하는 것은 허용한다. 라이너(44)를 중심위치에서 고정하는 것에 의하여 협동하는 커버(42)에 대한 온도팽창에 의한 최대변위는 최소화된다. 라이너입구(65)는 다시 제2도에 잘 나타낸 바와같이 약간 헤드(3)내에 연장된다. 이 헤드(3)내에의 짧은 연장은 헤드(3)와 배기 매니폴드(15)와의 사이의 시일을 개량하고 다시 엔진헤드(3)에서 배기 매니폴드(15)에의 배기가스의 흐름의 난맥상을 최소화하게끔 라이너(44)의 심(芯)이 돌출하는 것을 확보한다.Large openings 74 in liner 44 and mounting plate 68 coincide with openings 48 in adapter flange 50. Thus, a substantial area of communication path is provided between the exhaust chamber 62 and the lower part of the main and sub intake chambers 20 and 32. The liner 44 is first structurally supported by a body 70, which connects it to the outer cover 42. Any transverse suppression is provided at the inlet 65 and the outlet 66 of the liner 44. The liner 44 extends to each of the exhaust ports 11 via the exhaust passage 76. At the ends of these passages 76, the outer cover 42 is clamped to receive the inner liner 44. However, a small gap is provided between the liner 44 and the cover. This allows the liner 44 to freely stretch relative to the cover 42 for temperature changes. By fixing the liner 44 in a central position, the maximum displacement due to temperature expansion relative to the cooperating cover 42 is minimized. The liner inlet 65 again extends slightly within the head 3 as well shown in FIG. This short extension in the head 3 improves the seal between the head 3 and the exhaust manifold 15 and again minimizes the distortion of the flow of exhaust gas from the engine head 3 to the exhaust manifold 15. This ensures that the seam of the liner 44 protrudes.

대략 동일하게 배기파이프 계통(56)으로 연장되는 원통상부재(66)는 커버 (42) 혹은 배기파이프계통(56)에 견고하게 고정되어 있지 않다. 커버(42)는 원통상부재(66)의 둘레에서 협착된다. 라이너(44)와 커버(42)와의 사이의 공간의 내외로의 배기가스의 흐름을 방지하게끔 커버(42)와 원통상부재(66)와의 사이에 링 시일(78)이 위치된다. 링시일(78)은 커버내의 요부(77)의 안벽에 적합됨과 함께 원통상부재(66)에서 격리되도록 위치된다.The cylindrical member 66 extending substantially the same to the exhaust pipe system 56 is not firmly fixed to the cover 42 or the exhaust pipe system 56. The cover 42 is clamped around the cylindrical member 66. A ring seal 78 is positioned between the cover 42 and the cylindrical member 66 to prevent the flow of exhaust gas into and out of the space between the liner 44 and the cover 42. The ring seal 78 is positioned to be isolated from the cylindrical member 66 while fitting to the inner wall of the recess 77 in the cover.

이들 시일(77)의 사이에 링시일(78)이 존재하며, 그것은 원통상부재(66)의 바깥벽에 적합되지만, 커버(42)는 연장되지 않았다. 이리하여 실질적인 틈 사이가 원통상부재(66)의 커버(42)에 대한 위치 결정에 있어서 허용된다. 이는 제조상의 공차(公差)를 허용함과 함께 온도팽창을 허용한다. 스냅링(79)이 링시일(77)(78)을 유지하게끔 사용될 수 있다.There is a ring seal 78 between these seals 77, which fits the outer wall of the cylindrical member 66, but the cover 42 is not extended. Thus, a substantial gap is allowed in positioning with respect to the cover 42 of the cylindrical member 66. This allows for manufacturing tolerances and temperature expansion. Snap ring 79 may be used to retain ring seals 77 and 78.

원통상부재(66)는 다시 배기 매니폴드(15)와 배기파이프 계통(56)과의 사이의 시일을 보증하게끔 배기파이프 계통(56)내로 연장된다. 다시 이 연장부는 원통상부재(66)를 배기파이프 계통(56)에 대하여 실을 돌출시킨다. 조절판(80)이 운동하는 배기가스를 포오트(74)(48)를 거쳐서 위쪽으로 지향하여 주흡기실(20) 및 부흡기실(32)의 아래쪽과 조우하도록 주배기실(62)내에 갖추어진다.The cylindrical member 66 again extends into the exhaust pipe system 56 to ensure a seal between the exhaust manifold 15 and the exhaust pipe system 56. This extension again projects the cylindrical member 66 against the exhaust pipe system 56. It is provided in the main exhaust chamber 62 so that the exhaust gas from which the throttle plate 80 moves is directed upward through the pots 74 and 48 to face the lower side of the main intake chamber 20 and the sub intake chamber 32. Lose.

조절판(80)은 배기실(62)의 저면에서만, 거기에 있어서 그것은 플랜지(82)에 있어서 배기실(62)의 위테두리에 가까운 위치에 취부된다. 조절판(80)은 또한 강성(剛性)이기 때문에 탱브(83)에 의하여 라이너(44)의 측면에 취부된다. 배기가스가 위쪽으로 움직이면, 그것이 개구(74)의 중심으로 지향되도록 조절판(80)은 굴곡된다. 조절판(80)은 엔진의 모든 부하조건 및 속도에 있어서 배기가스가 흡기실의 아래쪽을 향해서 위쪽으로 통과하는 것을 확실하게 한다. 조절판(80)의 존재는, 배기가스의 어떤 유속에 있어서 일어날지도 모르는 채널효과를 피한다.The adjustment plate 80 is mounted only at the bottom of the exhaust chamber 62, where it is mounted at a position near the upper edge of the exhaust chamber 62 in the flange 82. The throttle plate 80 is also rigid and is mounted to the side of the liner 44 by the tank 83. As the exhaust gas moves upwards, the throttle plate 80 is bent such that it is directed to the center of the opening 74. The throttle plate 80 ensures that the exhaust gas passes upwards toward the bottom of the intake chamber at all load conditions and speeds of the engine. The presence of the throttle plate 80 avoids channel effects that may occur at any flow rate of the exhaust gas.

그와 같은 채널작동은 주흡기실(20) 및 부흡기실(32)의 아래쪽에서 조우하게 될 열가스의 위쪽으로의 통로를 지지할 것이다.Such channel operation will support a passage upwards of the heat gas that will be encountered at the bottom of the main intake chamber 20 and the intake chamber 32.

주흡기실(20) 및 부흡기실(32)의 아래쪽에 대한 조절판(80)의 높이는, 주어진 장치를 위하여 가장 좋은 결과를 가져오도록 알맞게 결정되어야 할 것이다.The height of the throttle plate 80 relative to the underside of the main intake chamber 20 and the intake chamber 32 should be appropriately determined to produce the best results for a given device.

조절판(80)이 지나치게 낮으면, 배기가스는 주흡기실(20) 부흡기실(32)의 아래쪽에서 조우하게끔 적당하게 위쪽으로 흐르지 못한다. 이런 경우, 주흡기실(20) 부흡기실(32)을 거쳐서 흐르는 공기연료 혼합기체는 충분히 가열되지 못한다. 조절판(80)이 지나치게 높을 때, 배기가스는 주흡기실(20) 부흡기실(32), 그리고 그 내부의 혼합기체를 지나치게 가열한다.If the throttle plate 80 is too low, the exhaust gas does not flow properly upward to encounter the lower side of the main intake chamber 20, the sub intake chamber 32. In this case, the air fuel mixture gas flowing through the main intake chamber 20 and the intake chamber 32 is not sufficiently heated. When the control plate 80 is too high, the exhaust gas excessively heats the main intake chamber 20, the intake chamber 32, and the mixed gas therein.

다시 조절판(80)은 배기실(62)을 거친 배기가스의 통로를 제한한다. 조절판 (80)이 지나치게 되면, 배기실(62)이 과도하게 제한되며, 그리고 유해한 배압(背壓)이 본 장치내에 발생한다.Again the throttle plate 80 restricts the passage of the exhaust gas through the exhaust chamber 62. If the adjusting plate 80 is excessive, the exhaust chamber 62 is excessively restricted, and harmful back pressure is generated in the apparatus.

본 실시예에서는 조절판(80)의 꼭지부는 주흡기실(20)의 아래쪽의 약 2.5 cm 밑이다.In this embodiment, the top of the throttle plate 80 is about 2.5 cm below the main intake chamber 20.

조절판(80)에 의하여 편기된 위쪽으로 움직이는 배기가스를 받도록 라이저부재(84)가 갖추어진다.A riser member 84 is provided to receive the upwardly moving exhaust gas arranged by the adjustment plate 80.

부 및 주흡기실의 아래쪽은 라이저부재(84)에 형성되며, 그것은 주 및 부흡기실(20)(32)의 양자의 아래쪽에 걸쳐서 연속되는 형태로, 그리고 차단없이 뻗는 라이저부재(84)는 주, 부흡기실(20)(32)를 배기실(62)로부터 분리하도록 작동하고, 그 사이의 운동연통을 가능토록 한다. 그것은, 이렇게하여 흡기계통과 배기계통에 공통의 벽을 제공한다. 라이저부재(84)는 흡기 매니폴드(14)의 나머지 부분과 일체로 주조되며, 따라서 같은 물질이다. 주조알루미늄이 이 실시예에서 채용된다. 라이저부재 (84)의 아래쪽은 흡기실(20)(32)의 아래쪽에서 가로 및 세로방향으로 연장되는 두 개의 서로가 직각인 돌조(86)의 배열을 포함한다.The lower part of the main and intake chambers is formed in the riser member 84, which is a continuous form over both the lower sides of the main and sub intake chambers 20 and 32, and the riser member 84 extending without blocking. It operates to separate the main intake chambers 20 and 32 from the exhaust chamber 62, and enables movement communication therebetween. It thus provides a common wall for the intake and exhaust systems. The riser member 84 is cast integrally with the rest of the intake manifold 14 and is therefore of the same material. Cast aluminum is employed in this embodiment. The bottom of the riser member 84 includes an arrangement of two mutually perpendicular protrusions 86 extending laterally and longitudinally from the bottom of the intake chambers 20 and 32.

이들 돌조(86)는 본 장치의 작동중 조우하는 온도 응력하의 라이저부재(84)의 좌굴(座屈)을 방지한다. 돌조(86)의 사이의 라이저부재의 균일한 최소 두께는 본 실시예에서는 4mm로 선택되었다. 이 두께는 최소의 가온시간과 동시에 긴 수명을 위한 충분한 강도를 제공한다.These projections 86 prevent buckling of the riser member 84 under temperature stress encountered during operation of the apparatus. The uniform minimum thickness of the riser member between the protrusions 86 was chosen to be 4 mm in this embodiment. This thickness provides sufficient strength for long life with minimal warm up time.

라이저부재(84)는, 이들 주, 부흡기실(20)(32)의 제각기에 의하여 조우되는 조건이 함께 변화되도록 주흡기실(20)과 부흡기실(32)과의 아래쪽의 양자에 걸쳐서 같은 물질을 사용하는 단일의 구조이다. 그 결과, 엔진으로 부터의 배기가 비교적 차가울때 주흡기실(20) 및 부흡기실(32)의 양자는 라이저(84)를 거쳐서 전달되는 열의 유사한 비교적 낮은 레벨량을 받게 된다.The riser member 84 covers both the main intake chamber 20 and the sub intake chamber 32 below so that the conditions encountered by the respective main and sub intake chambers 20 and 32 are changed together. It is a single structure using the same material. As a result, both of the intake chamber 20 and the intake chamber 32 receive similar relatively low levels of heat transferred through the riser 84 when the exhaust from the engine is relatively cold.

다른 한편, 배기가 비교적 뜨겁고 그리고 배기 매니폴드를 재빠르게 통과할때, 2개의 주, 부흡기실은 유사한 열전달이 높은 레벨을 받게된다.On the other hand, when the exhaust is relatively hot and quickly passes through the exhaust manifold, the two main, intake chambers receive high levels of similar heat transfer.

이 관계의 결과로서 공기연료의 비율과 같은 가변 파라미터는 작동조건의 범위에 적합하게끔 변화되는 것을 필요로 하지 않는다 주흡기계통은 모든 작동조건하에서 부흡기계통에 관하여 동조하는데 그칠 것이다. 라이저부재(84)의 단일 구조는 본 장치의 수명을 개선하는데도 작용한다. 단일부재의 사용을 통하여 반복되는 온도응력은 현저하게 감소되며, 그것은 라이저부재(84)에 대하여 커다란 피로를 갖게 한다. 그 이상의 교려로서는 2개의 주, 부흡기실(20)(32)에 각각 전달되는 열의 합계상대량은 바람직하기는 같아서는 아니될 것이다. 부흡기계통은 주흡기계통에서 취급되는 흡입 혼합기체의 양을 취급치 않는다. 그 결과 부흡기계통에 관하여 주흡기계통에 요구되는 보다 작은 열이 같은 결과를 얻도록 요구된다. 부흡기실(32)과 직접 협동하는 라이저부재(84)의 가로방향의 면적의 주흡기실(20)과 직접 협동하는 라이저부재(84)의 가로방향의 면적과의 비율은 열의 요구에 대한 차에 적합하도록 선택된다.As a result of this relationship, variable parameters, such as the proportion of air fuel, do not need to be changed to suit the range of operating conditions. The intake cylinder will only synchronize with the intake cylinder under all operating conditions. The unitary structure of the riser member 84 also serves to improve the life of the device. Repeated temperature stresses are significantly reduced through the use of a single member, which causes great fatigue on the riser member 84. As further teaching, the total relative amounts of heat transferred to the two main and intake chambers 20 and 32, respectively, should not be the same. The intake cylinder does not handle the amount of inlet mixture gas handled in the intake cylinder. As a result, the less heat required for the intake cylinder with respect to the intake cylinder is required to achieve the same result. The ratio of the area of the transverse direction of the riser member 84 that cooperates directly with the sub-aspirator 32 to the area of the transverse direction of the riser member 84 that cooperates directly with the intake chamber 20 differs from the heat demand. Is selected to suit.

가로방향 면적은 라이저부재(84)의 수평부분에 의해 한정되며. 그리고 라이저부재(84)의 끝테두리 혹은 부흡기실(32)의 측면에 따르는 수직부분은 포함되지 않는다.The transverse area is defined by the horizontal portion of the riser member 84. And the vertical edge along the side edge of the riser member 84 or the intake chamber 32 is not included.

부흡기실(32)과 협동하는 라이저부재(84)의 가로방향면적은 양 흡기실(20) (32)과 협동하는 라이저부재의 전면적의 0.2내지 0.4이어야 한다는 것을 알게 되었다. 이렇게하여 라이저부재 온도는 부흡기실(32)의 아래쪽과 부흡기실(20)의 아래쪽과의 양자에 걸쳐 일정하게 유지된다. 라이저부재(84)를 이 범위로 유지하는 것에 따라 라이저부재(84)의 비율을 상기한 범위로 유지하는 것에 의해 주, 부흡기실 사이의 라이저부재(84)의 상대온도 조건은 냉간 시동으로부터 전출력까지 대개 일정하게 유지한다. 다시 이 라이저 면적의 비율화는 본 장치의 작동조건에 있어서의 변화에 관한 기화기 설정 기타의 변화의 필요성을 생략한다. 부흡기실(32)의 주흡기실(20)의 아래쪽의 위치는 양실에 대하여 전달되는 열의 상대량에 영향을 준다.It has been found that the transverse area of the riser member 84 cooperating with the intake chamber 32 should be 0.2 to 0.4 of the total area of the riser member cooperating with both intake chambers 20, 32. In this way, the riser member temperature is kept constant over both the lower part of the intake chamber 32 and the lower part of the intake chamber 20. By maintaining the ratio of the riser member 84 to the above range by keeping the riser member 84 in this range, the relative temperature conditions of the riser member 84 between the main and intake chambers are changed from the cold start. It is usually kept constant until the output. Again, the proportionation of the riser area eliminates the need for changes in the carburetor setting and other related to changes in the operating conditions of the apparatus. The position of the lower side of the main intake chamber 20 of the intake chamber 32 affects the relative amount of heat transferred to both chambers.

부흡기실(32)와 협동하는 라이저면은 주흡기실(20)과 협동하는 라이저면의 아래쪽 약 1.5cm에 위치된다. 다시 라이저부재(84)의 아래쪽의 조절판(80)의 꼭지부의 위치는 주, 부흡기실(20)(32)의 각각에 전달되는 열량에 영향을 준다.The riser surface cooperating with the intake chamber 32 is located about 1.5 cm below the riser surface cooperating with the main intake chamber 20. Again, the position of the top of the throttle plate 80 below the riser member 84 affects the amount of heat transferred to each of the main and intake chambers 20, 32.

본 실시예에서는 라이저부재(84)의 2개의 가로방향면 사이의 수직면은 조절판(80)의 꼭지면 중심에서 가로방향으로 약 3.75 내지 4.0cm 편위한다.In this embodiment, the vertical plane between the two transverse planes of the riser member 84 is about 3.75 to 4.0 cm in the transverse direction from the center of the vertex of the control plate 80.

조절판(80), 라이저부재(84)의 방위(方位) 및 형태 및 주, 부흡기실 (20) (32)의 상대배치는 따라서 배기가스 온도 및 유속의 변화에 관계없이 주, 부흡기실 (20)(32)사이의 대략 일정한 열조건을 확립하도록 협동한다. 이들의 형태는 다시 라이저부재(84)에 있어서의 안정상태온도 조건을 만드는데도 협동한다. 본 매니폴드장치가 냉간시동후 일단 가열되면, 라이저부재(84)는 약 200℃의 일정온도에 달한다. 주흡기실(20) 및 부흡기실(32)에 대한 라이저부재(84)의 온도를 160℃와 260℃와의 사이의 온도로 유지하는 것이 바람직하다는 것이 판명되었다. 이 온도 범위에 있어서, 공기 연료 혼합기체중의 연료는 연소실내에서 점화될때까지 증발된다는 것이 확실하다.The orientation and shape of the throttle plate 80, the riser member 84, and the relative arrangement of the main and secondary air intake chambers 20 and 32 are thus determined according to the main and secondary air intake chambers (regardless of changes in exhaust gas temperature and flow rate). Cooperate to establish approximately constant thermal conditions between 20 and 32. These forms again cooperate to create a steady state temperature condition in the riser member 84. Once the manifold device is heated after cold start, the riser member 84 reaches a constant temperature of about 200 ° C. It has been found that it is desirable to maintain the temperature of the riser member 84 for the main intake chamber 20 and the secondary intake chamber 32 at a temperature between 160 ° C and 260 ° C. In this temperature range, it is certain that fuel in the air fuel mixture gas is evaporated until it is ignited in the combustion chamber.

다시 라이저부재의 온도가 지나치게 높으면 부흡기통로내의 연료는 조기에 탄화된다. 다시 기화기는 과열된 흡기 매니폴드와의 협동에 의하여 과열되며, 그 결과 베이퍼로크(vaporlock)와 곤란한 호트스타아트(chardhot start)를 일으킨다. 엔진의 작동중 라이저부재를 작은 온도범위로 유지하는 것은 라이저부재를 긴 수명이 되도록 돕는다. 이 범위내의 온도는, 엔진이 냉간시동 조건에서 일단 가온되었을 때 넓은 범위의 작동조건에 걸쳐서 안정상태의 조건으로서 유지된다. 배기가스가 비교적 뜨겁고, 흐름의 양이 많을때 보다 많은 열이 라이저부재(84)에 전달된다. 그러나, 동시에 주흡기실(20) 및 부흡기실(32)의 양쪽을 통과하는 차가운 공기연료 혼합기체의 양이 증대한다. 그 결과, 배기가스에 의하여 라이저부재에 공급되는 열이 많으면 많을수록, 그 만큼의 열이 라이저부재(84)의 윗면에서 공기연료 혼합기체에 의해 제거된다. 현재의 형태는 라이저부재(84)에 공급되는 열과 라이저부재(84)에서 제거되는 열과의 사이의 밸런스를 이루도록 개발되며, 그리고 이 라이저부재(84)의 소망으로하는 온도의 범위가 넓은 범위의 작동조건에 걸쳐서 유지될 수 있다.Again, if the temperature of the riser member is too high, the fuel in the intake passage is carbonized early. The carburetor again overheats in cooperation with a superheated intake manifold, resulting in vaporlock and a difficult chardhot start. Maintaining the riser member at a small temperature range during engine operation helps the riser member to have a long service life. Temperatures within this range are maintained as stable conditions over a wide range of operating conditions once the engine has been warmed up under cold start conditions. More heat is transferred to riser member 84 when the exhaust gases are relatively hot and the amount of flow is high. However, at the same time, the amount of cold air fuel mixture gas passing through both the main intake chamber 20 and the sub intake chamber 32 increases. As a result, the more heat is supplied to the riser member by the exhaust gas, the more heat is removed by the air fuel mixture gas from the upper surface of the riser member 84. The present form is developed to balance the heat supplied to the riser member 84 and the heat removed from the riser member 84, and the desired temperature range of the riser member 84 has a wide range of operation. Can be maintained over conditions.

배기실(62)은 다시 배기가스의 온도 조절의 제어로서의 제2의 기능을 제공한다. 주연소실에서 배기되는 배기가스는 배기가스중에 아직도 잔존하는 바람직하지 못한 성분 HC의 연소 및 CO의 산화를 계속하는데 필요한 온도 이상의 온도에 머문다. 다시 조합된 농후 공기연료 혼합기체 및 희박 공기연료 혼합기체는 화학양론적 혼합비율보다 희박한 합계 혼합기체를 만들며, 그 결과로서 배기가스중에 충분한 양의 과잉산소를 발생케 한다. 그 결과, HC 및 CO 성분의 연소 및 산화가 유지되는 온도이상의 온도에 있어서의 이들 HC 및 CO와 협동하는 과잉 산소는, 그 결과로서 바람직하지 못한 성분의 H₂O 및 CO₂에의 변환의 계속을 가져온다.The exhaust chamber 62 again provides a second function as a control of temperature regulation of the exhaust gas. The exhaust gases exhausted from the main combustion chamber stay at temperatures above those required to continue the combustion of the undesirable components HC still in the exhaust gases and the oxidation of CO. The combined rich air fuel gas mixture and lean air fuel gas mixture, in turn, produce a lean total gas mixture that is less than the stoichiometric mixing ratio, resulting in a sufficient amount of excess oxygen in the exhaust gas. As a result, HC and CO components still in the combustion and the excess oxygen which cooperate with these HC and CO in the temperature of a temperature above that is maintained, as a result, conversion undesirable by H ₂ O and CO ₂ in the component as the oxidation of the Bring.

최대량의 HC 및 CO가 물 및 2산화탄소로 변화될 수 있게하기 위해서는 배기가스가 배기 매니폴드를 통과할때, 이 높은 온도로 유지되는 것이 유익하다. 배기 매니폴드커버(42)와 라이너(44)와의 사이의 공간은 이런조건을 촉진케 한다. 즉, 거기에 있어서 배기가스의 온도는 유지될 수 있을뿐만 아니고, 이 성분의 계속되는 발열반응에 의하여 상승이 계속된다. 이 방법이 오염물 HC 및 CO의 CO₂및 물에의 최대의 변환을 주게끔 가장 적합하게 하자면 배기실(62)의 엔진 배기량에 대한 상대용적을 제어하는 것이 유익하다는 것을 알게 되었다. 배기실(62)의 용적이 지나치게 클 때 라이너(44)내 및 라이저부재(84)에 있어서의 온도의 제어가 곤란하다.It is advantageous to maintain this high temperature as the exhaust gas passes through the exhaust manifold so that the maximum amount of HC and CO can be converted to water and carbon dioxide. The space between the exhaust manifold cover 42 and the liner 44 facilitates this condition. That is, the temperature of the exhaust gas can be maintained therein, and the rise is continued by the continuous exothermic reaction of this component. It has been found to be beneficial to control the relative volume of the engine exhaust volume of the exhaust chamber 62 so that this method is best suited to give maximum conversion of pollutants HC and CO to CO ₂ and water. When the volume of the exhaust chamber 62 is too large, it is difficult to control the temperature in the liner 44 and in the riser member 84.

다시 배기 매니폴드(15)를 가온하자면 대단히 장기간을 필요로 한다. 배기실 (29)의 치수가 지나치게 작으면 배기가스는 HC 및 CO가 충분히 연소 및 산화되기전에 배기실(62)을 거쳐서 배기파이프 계통(56)내를 통과한다. 배기실(62)의 치수는 라이너(44)의 철내면(凸內面)(88)에 접속을 이루는 수직면(87)에서 원통상부재 (66)의 입구에 있는 개구(89)까지의 라이너(44)의 내부용적으로서 한정된다. 배기실 용적은 다시 취부판(68)의 하면과 합치되는 면에서 끝나는 것으로서 한정된다.To warm the exhaust manifold 15 again requires a very long time. If the dimensions of the exhaust chamber 29 are too small, the exhaust gas passes through the exhaust pipe system 56 through the exhaust chamber 62 before HC and CO are sufficiently burned and oxidized. The dimension of the exhaust chamber 62 is a liner from the vertical surface 87 connecting to the inner surface 88 of the liner 44 to the opening 89 at the inlet of the cylindrical member 66. It is limited to the internal volume of 44). The exhaust chamber volume is again defined as ending at the surface coinciding with the lower surface of the mounting plate 68.

다시 주배기실 용적의 엔진 배기량에 대한 비율은 0.5내지 0.9의 범위내인 것이 바람직하다는 것을 알게 되었다. 이 범위내에 있어서 배기 매니폴드내의 조건은 제어될 수 있으며, 그리고 배기는 HC 및 CO오염이 없을 것이다.Again, it was found that the ratio of the main exhaust chamber volume to the engine displacement is preferably in the range of 0.5 to 0.9. Within this range the conditions in the exhaust manifold can be controlled and the exhaust will be free of HC and CO contamination.

배기가 안정상태인 엔진조건이 얻어진후 오염성분에 있어서 비교적 적을뿐만 아니라, 그와같은 안정상태의 조건이 비교적 신속하게 도돨되는 것이 바람직하다. 본 실시예의 엔진 시험에 의하면 허용 에미션레벨이 냉간 시동후, 1분 이내에 달성된다는 것을 나타내었다.It is preferable that not only the contamination is relatively small after the engine condition in which exhaust is stable is obtained, but that such stable condition is reached relatively quickly. The engine test of this example showed that the acceptable emission level was achieved within 1 minute after cold start.

이토록 재빠른 엔진가열 시간은 본 매니폴드장치의 안정상태하의 작동을 유지하게끔 작동하는 몇가지의 특성을 조합에 의하여 가능하다. 특히 배기 매니폴드 (15)는 침입하는 배기가스에 대해 최소 열용량을 제시하도록 설계되었으며, 따라서 이 매니폴드는 HC의 계속적인 연소 및 CO의 산화를 위한 적당한 조건을 제공하게끔 재빠르게 가열된다.This fast engine heating time is possible by combining several features that operate to maintain steady operation of the manifold system. In particular, the exhaust manifold 15 is designed to present a minimum heat capacity for the infiltrating exhaust gases, so that the manifold is quickly heated to provide suitable conditions for the continued combustion of HC and oxidation of CO.

라이너(44)의 얇은 벽두께 및 작은 치수로 인하여, 이들의 조건은 신속하게 적합해질 수 있다. 다시 배기가스는 뜨거운 배기가스의 라이저부재(84)의 아래쪽으로의 적정한 접촉을 확보하도록 조절판(80) 의해 위쪽으로 지향된다.Due to the thin wall thickness and small dimensions of the liner 44, their conditions can be quickly adapted. Again the exhaust gas is directed upwards by the throttle plate 80 to ensure proper contact of the hot exhaust gas with the bottom of the riser member 84.

배기 매니폴드내로 연장되는 부흡기실(32)의 상대위치는, 그곳을 통과하는 농후 공기연료 혼합기체의 용이한 가온을 촉진한다. 그러나, 유지된 작동중의 라이저부재 전체에 걸쳐서 일정 온도로 유지해야할 본 장치의 능력은 그것에 의해서 영향받지 않는다.The relative position of the intake chamber 32 extending into the exhaust manifold promotes easy heating of the rich air fuel mixture gas passing therethrough. However, the ability of the device to maintain a constant temperature throughout the riser member during sustained operation is not affected by it.

라이저(84)는 그것을 거쳐서의 재빠른 열전달을 촉진하게끔 알루미늄이며, 그리고 최소 벽두께인 것이다. 그 결과, 매니폴드장치는 냉간시동에 이어서 흡입 혼합기체에의 전달을 위하여 배기라이너(44)내 및 라이너(84)에 적정한 온도 조건을 재빠르게 제공토록 협동한다.Riser 84 is aluminum to facilitate rapid heat transfer through it, and is of minimum wall thickness. As a result, the manifold device cooperates quickly to provide suitable temperature conditions in the exhaust liner 44 and liner 84 for cold start followed by delivery to the intake mixture gas.

이리하여 각 주연소실과 협동하는 부연소실 및, 그와 협동하는 기화기 장치를 갖는 형의 엔진과 협동하여 자동차엔진에 의해서 대기중에 방산되는 오염물의 양을 감소하게끔 기능하는 매니폴드장치가 제공된다. 본 매니폴드장치는 흡입 혼합기체의 유리한 예비조절을 제공함과 함께 배기가스중의 HC의 계속적인 연소 및 CO의 산화를 위해 적정한 조건을 유지하도록 재빠르게 이에 호응한다.Thus, a manifold device is provided which functions to reduce the amount of pollutants dissipated into the atmosphere by an automobile engine in cooperation with an engine of a type having a subcombustion chamber cooperating with each main combustion chamber and a carburetor device cooperating therewith. The manifold device quickly responds to this, providing advantageous preconditioning of the inlet mixture gas while maintaining the proper conditions for the continued combustion of the HC in the exhaust gas and the oxidation of CO.

Claims

In a manifold unit for an internal combustion engine, each main combustion chamber and a subcombustion chamber each connected to a main combustion chamber by a torch nozzle, extending from the intake chamber to the engine and supplying a lean air-fuel mixture to the main combustion chamber. An intake manifold comprising an intake passage, the intake manifold also extending from the intake chamber to the engine and including a sub-intake passage for supplying a rich mixer to the sub-combustion chamber and encapsulated in a thick walled metal outer cover And an exhaust manifold with a thin-walled stainless steel liner, which is isolated from and at the same time, wherein the liner has an exhaust passage for collecting exhaust gas from the engine and an exhaust chamber connected to each exhaust passage. Volume is 0.5-0.9 times the engine displacement, the exhaust manifold chamber has an opening, and Manifold for an internal combustion engine, having a riser member that forms part of the nip and at the same time transfers heat of the exhaust gases to the inlet and outlet chambers to ensure evaporation of the intake chamber. Device.