JP2011043121A - Exhaust device of internal combustion engine - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust device of an internal combustion engine, preventing increase in weight of the exhaust device and increase in manufacturing costs of the exhaust device by allowing absorption of thermal expansion differences of exhaust system components in a simple construction. <P>SOLUTION: At least one of front pipes 28 longer than a front pipe 27 has a PCCP (Pseudo-Cylindrical Concave Polyhedral) shell 41 along a circumferential direction in a part in an extension direction of the front pipe 28. The PCCP shell 41 includes surfaces of a polygon connected in such an uneven manner that adjacent surfaces of the polygon have a side in common and the side of adjacent surfaces of the polygon forms the ridgeline of a crest or a trough. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関の排気装置に関し、特に、内燃機関に対して排気ガスの排気方向下流側に設けられ、熱膨張量の異なる中空状の一対の排気系部品を有する内燃機関の排気装置に関する。   The present invention relates to an exhaust device for an internal combustion engine, and more particularly, to an exhaust device for an internal combustion engine having a pair of hollow exhaust system parts that are provided downstream of the internal combustion engine in the exhaust direction of exhaust gas and have different amounts of thermal expansion. .

一般に、自動車等の車両の内燃機関に設けられる排気装置としては、フロントパイプ、触媒コンバータ、センターパイプ、マフラ、テールパイプ等の排気系部品が接続されて構成されており、Ｖ型エンジン等の内燃機関に設けられた排気装置にあっては、フロントパイプがＶ型エンジンの一対のバンクにそれぞれ接続されるため、フロントパイプが並列に配設されるようになっている。   Generally, an exhaust device provided in an internal combustion engine of a vehicle such as an automobile is configured by connecting exhaust system parts such as a front pipe, a catalytic converter, a center pipe, a muffler, and a tail pipe, and is connected to an internal combustion engine such as a V-type engine. In the exhaust system provided, the front pipes are connected in parallel to the pair of banks of the V-type engine, so the front pipes are arranged in parallel.

従来のこの種の排気装置としては、図９に示すようなものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
図９は、デュアル排気を備えたＶ型エンジンに適用される排気装置を示している。図９において、Ｖ型エンジン１の左バンクには排気マニホールド２が接続されているとともに、Ｖ型エンジン１の右バンクには排気マニホールド３が接続されている。 As a conventional exhaust device of this type, one shown in FIG. 9 is known (for example, see Patent Document 1).
FIG. 9 shows an exhaust system applied to a V-type engine having dual exhaust. In FIG. 9, an exhaust manifold 2 is connected to the left bank of the V-type engine 1, and an exhaust manifold 3 is connected to the right bank of the V-type engine 1.

排気マニホールド２にはフロントパイプ４が接続されているとともに、排気マニホールド３にはフロントパイプ５が接続されており、フロントパイプ４は、フロントパイプ５に対して軸方向長さが長くなっている。   A front pipe 4 is connected to the exhaust manifold 2, and a front pipe 5 is connected to the exhaust manifold 3. The front pipe 4 is longer in the axial direction than the front pipe 5.

フロントパイプ４、５にはそれぞれフレキシブルチューブ６、７が介装されており、フレキシブルチューブ６、７は、フロントパイプ４、５の軸方向に対して伸縮することにより、フロントパイプ４、５が軸方向に変位するのを許容するようになっている。   Flexible pipes 6 and 7 are interposed in the front pipes 4 and 5, respectively. The flexible tubes 6 and 7 expand and contract in the axial direction of the front pipes 4 and 5 so that the front pipes 4 and 5 are displaced in the axial direction. Is allowed to do.

フロントパイプ４、５の下流側には合流管８が設けられており、この合流管８は、フロントパイプ４、５の下流端に溶接等によって接合されている。このため、エンジン１から排気マニホールド２、３およびフロントパイプ４、５に排気された排気ガスは、合流管８で合流するようになっている。   A junction pipe 8 is provided on the downstream side of the front pipes 4 and 5, and the junction pipe 8 is joined to the downstream ends of the front pipes 4 and 5 by welding or the like. For this reason, the exhaust gas exhausted from the engine 1 to the exhaust manifolds 2 and 3 and the front pipes 4 and 5 is joined at the junction pipe 8.

合流管８の下流側には排気ガスを浄化する触媒コンバータ９が設けられており、この触媒コンバータ９の下流側にはセンターパイプ１０を介して排気音を消音するメインマフラ１１が設けられている。   A catalytic converter 9 for purifying exhaust gas is provided on the downstream side of the merging pipe 8, and a main muffler 11 for suppressing exhaust noise is provided on the downstream side of the catalytic converter 9 via a center pipe 10.

また、メインマフラ１１の下流側には一対の分岐パイプ１２ａ、１２ｂを介して排気音をさらに消音する一対のサブマフラ１３ａ、１３ｂが設けられている。   In addition, a pair of sub-mufflers 13a and 13b that further mute the exhaust sound is provided on the downstream side of the main muffler 11 via a pair of branch pipes 12a and 12b.

このようにデュアル排気を備えた排気装置にあっては、フロントパイプ４、５の長さが異なっており、フロントパイプ４、５の線膨張係数が同一であれば、短尺のフロントパイプ５に対して長尺のフロントパイプ４の熱膨張量が大きいものとなる。   In the exhaust device having dual exhaust in this way, the lengths of the front pipes 4 and 5 are different, and the front pipes 4 and 5 have the same linear expansion coefficient. The amount of thermal expansion of the front pipe 4 is large.

このため、フロントパイプ４、５の下流側の合流管８において、フロントパイプ４、５の熱膨張量の相違による熱応力が合流管８に加わってしまい、合流管８に亀裂等が発生して合流部が損傷するおそれがある。   For this reason, in the merging pipe 8 on the downstream side of the front pipes 4, 5, thermal stress due to the difference in the thermal expansion amount of the front pipes 4, 5 is applied to the merging pipe 8, and a crack or the like occurs in the merging pipe 8. May be damaged.

従来の排気装置では、フロントパイプ４、５にフレキシブルチューブ６、７を介装することにより、フロントパイプ４、５が熱膨張するのを吸収して、合流管８に熱応力が加わるのを防止して、合流管８が損傷するのを防止するようにしている。   In the conventional exhaust device, the flexible pipes 6 and 7 are interposed in the front pipes 4 and 5 to absorb the thermal expansion of the front pipes 4 and 5 and to prevent the joining pipe 8 from being subjected to thermal stress. The merging pipe 8 is prevented from being damaged.

特開２００５−２４８７６７号公報JP 2005-248767 A

このような従来の内燃機関の排気装置にあっては、熱膨張量に差を有するフロントパイプ４、５に発生する熱膨張差を吸収するためにフロントパイプ４、５にフレキシブルチューブ６、７を介装する必要があるため、フレキシブルチューブ６、７を設ける分だけ、排気装置の部品点数が増大して、排気装置の重量が増大するとともに排気装置の製造コストが増大してしまうという問題があった。   In such an exhaust system for a conventional internal combustion engine, the flexible tubes 6 and 7 are interposed in the front pipes 4 and 5 in order to absorb the thermal expansion difference generated in the front pipes 4 and 5 having a difference in thermal expansion amount. Therefore, there is a problem that the number of parts of the exhaust device is increased by the provision of the flexible tubes 6 and 7, the weight of the exhaust device is increased, and the manufacturing cost of the exhaust device is increased.

本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、簡素な構成によって排気系部品の熱膨張差を吸収することができるようにして、排気装置の重量が増大するのを防止することができるとともに、排気装置の製造コストが増大するのを防止することができる内燃機関の排気装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, and can absorb the difference in thermal expansion of exhaust system parts with a simple configuration, thereby increasing the weight of the exhaust system. It is an object of the present invention to provide an exhaust device for an internal combustion engine that can prevent an increase in the manufacturing cost of the exhaust device.

本発明に係る内燃機関の排気装置は、上記目的を達成するため、（１）内燃機関に対して排気ガスの排気方向下流側に設けられ、中空状の一方の排気系部品と、前記一方の排気系部品と異なる熱膨張量を有し、前記一方の排気系部品に一部分が連結された中空状の他方の排気系部品との組合せが少なくとも１組以上有する内燃機関の排気装置において、前記一方の排気系部品および前記他方の排気系部品の少なくとも一方が、前記排気系部品の延在方向の少なくとも一部に周方向に沿った多面構造を有し、前記多面構造は、隣接する多角形の面同士が一辺を共有し、前記多角形の面同士の一辺が山の稜線または谷を形成するようにして凹凸状に連接されるものから構成される。   In order to achieve the above object, an exhaust system for an internal combustion engine according to the present invention is provided on the downstream side in the exhaust direction of exhaust gas with respect to the internal combustion engine. In the exhaust system for an internal combustion engine, the exhaust system has at least one combination of the other exhaust system component having a thermal expansion amount different from that of the exhaust system component and partially connected to the one exhaust system component. At least one of the exhaust system component and the other exhaust system component has a polyhedral structure along the circumferential direction in at least a part of the extending direction of the exhaust system component, and the polyhedral structure is formed of adjacent polygons. The surfaces share one side, and one side between the polygonal surfaces is configured to be connected in a concave-convex shape so as to form a ridge line or valley of a mountain.

この構成により、一方の排気系部品および他方の排気系部品の少なくとも一方が、排気系部品の延在方向の少なくとも一部に周方向に沿った多面構造を有し、この多面構造が、隣接する多角形の面同士が一辺を共有し、多角形の面同士の一辺が山の稜線または谷を形成するようにして凹凸状に連接されるので、多面構造の軸方向の剛性が低くなるように多角形の形状を設定することにより、熱膨張量の異なる排気系部品の熱膨張差を多面構造で吸収することができる。このため、一対の排気系部品の連結部位に熱応力が発生するのを防止して、連結部位が破損するのを防止することができる。   With this configuration, at least one of the one exhaust system component and the other exhaust system component has a polyhedral structure along the circumferential direction in at least a part of the extending direction of the exhaust system component. Polygonal surfaces share one side, and one side between polygonal surfaces forms a ridge line or valley of a mountain so that they are connected in an uneven shape, so that the axial rigidity of the polyhedral structure is reduced. By setting the polygonal shape, it is possible to absorb the difference in thermal expansion of exhaust system parts having different thermal expansion amounts with a multi-face structure. For this reason, it can prevent that a thermal stress generate | occur | produces in the connection part of a pair of exhaust system components, and can prevent a connection part from being damaged.

このように排気系部品の一部を簡素な多面構造とすることで排気系部品の熱膨張差を吸収することができるため、排気装置の重量が増大するのを防止することができるとともに、排気装置の製造コストが増大するのを防止することができる。   Since a part of the exhaust system part has a simple multi-face structure, a difference in thermal expansion of the exhaust system part can be absorbed, so that the weight of the exhaust system can be prevented from increasing and the exhaust system part can be prevented. An increase in the manufacturing cost of the apparatus can be prevented.

上記（１）に記載の内燃機関の排気装置において、（２）前記一方の排気系部品が長尺に形成されるとともに、前記他方の排気系部品が短尺に形成され、前記一対の排気系部品の下流側が合流するものから構成される。   In the exhaust system for an internal combustion engine according to the above (1), (2) the one exhaust system component is formed in a long shape, and the other exhaust system component is formed in a short shape, and the pair of exhaust system components It is comprised from what the downstream side of joins.

この構成により、熱膨張量の差を有する長尺な排気系部品と短尺な排気系部品とが排気ガスの熱を受けて膨張したときに、排気系部品の熱膨張差を多面構造で吸収することができる。このため、一対の排気系部品の連結部である合流部に熱応力が発生するのを防止して、合流部が破損するのを防止することができる。   With this configuration, when a long exhaust system component having a difference in thermal expansion and a short exhaust system component are expanded by receiving the heat of exhaust gas, the thermal expansion difference of the exhaust system component is absorbed by the multi-face structure. be able to. For this reason, it can prevent that a thermal stress generate | occur | produces in the confluence | merging part which is a connection part of a pair of exhaust system components, and can prevent a confluence | merging part being damaged.

上記（１）または（２）に記載の内燃機関の排気装置において、（３）前記一方の排気系部品が、内周部に拡張室を有するアウターシェルから構成されるとともに、前記他方の排気系部品が、前記アウターシェルに挿通され、外周部に複数の連通孔を有するインナーパイプから構成され、前記インナーパイプの上流側外周部と下流側外周部が前記アウターシェルの内周部に連結されるものから構成される。   In the exhaust system for an internal combustion engine according to the above (1) or (2), (3) the one exhaust system component is constituted by an outer shell having an expansion chamber in an inner peripheral portion, and the other exhaust system. A component is formed by an inner pipe inserted into the outer shell and having a plurality of communication holes in the outer peripheral portion, and an upstream outer peripheral portion and a downstream outer peripheral portion of the inner pipe are connected to an inner peripheral portion of the outer shell. Composed of things.

この構成により、高温の排気ガスが流通することから熱膨張量の大きいインナーパイプとアウターシェルの熱膨張差を多面構造で吸収することができる。このため、インナーパイプとアウターシェルとの連結部位に熱応力が発生するのを防止して、インナーパイプの上流側外周部とアウターシェルの内周部の連結部位およびインナーパイプの下流側外周部とアウターシェルの内周部の連結部位が破損するのを防止することができる。   With this configuration, since high-temperature exhaust gas flows, the thermal expansion difference between the inner pipe and the outer shell having a large thermal expansion amount can be absorbed by the multifaceted structure. For this reason, it is possible to prevent thermal stress from being generated in the connection portion between the inner pipe and the outer shell, and to connect the upstream outer peripheral portion of the inner pipe and the inner peripheral portion of the outer shell and the downstream outer peripheral portion of the inner pipe. It can prevent that the connection part of the inner peripheral part of an outer shell is damaged.

上記（１）ないし（３）に記載の内燃機関の排気装置において、（４）前記一方の排気系部品が、外周部に排気ガスと冷媒との熱交換を行う熱交換器が設けられたメイン排気管から構成されるとともに、前記他方の排気系部品が、前記メイン排気管の上流側から分岐されて前記熱交換器をバイパスして前記メイン排気管の下流部に合流するバイパス排気管から構成され、前記メイン排気管および前記バイパス排気管の上流側に、排気ガスの流路を前記メイン排気管および前記バイパス排気管のいずれか一方に切換える切換部材が設けられるものから構成される。   In the exhaust system for an internal combustion engine according to the above (1) to (3), (4) the main exhaust system component is provided with a heat exchanger for exchanging heat between the exhaust gas and the refrigerant at an outer peripheral portion. Constructed from an exhaust pipe, and the other exhaust system component is composed of a bypass exhaust pipe branched from the upstream side of the main exhaust pipe and bypassing the heat exchanger and joining the downstream portion of the main exhaust pipe The switching member is provided upstream of the main exhaust pipe and the bypass exhaust pipe to switch the exhaust gas flow path to either the main exhaust pipe or the bypass exhaust pipe.

この構成により、切換部材によって排気ガスの流通経路が切換えられ、高温の排気ガスがメイン排気管またはバイパス排気管のいずれか一方を流通することにより、メイン排気管とバイパス排気管のいずれか一方の熱膨張量が大きくなることで、メイン排気管とバイパス排気管に熱膨張量の差が生じた場合に、メイン排気管とバイパス排気管の熱膨張差を多面構造で吸収することができる。   With this configuration, the flow path of the exhaust gas is switched by the switching member, and the hot exhaust gas flows through either the main exhaust pipe or the bypass exhaust pipe, so that either the main exhaust pipe or the bypass exhaust pipe is By increasing the thermal expansion amount, when a difference in thermal expansion amount occurs between the main exhaust pipe and the bypass exhaust pipe, the thermal expansion difference between the main exhaust pipe and the bypass exhaust pipe can be absorbed by the multi-face structure.

このため、メイン排気管の上流側とバイパス排気管の上流端の連結部位およびメイン排気管の下流側とバイパス排気管の下流端の連結部位に熱応力が発生するのを防止して、連結部位が破損するのを防止することができる。   For this reason, it is possible to prevent the occurrence of thermal stress in the connecting part between the upstream side of the main exhaust pipe and the upstream end of the bypass exhaust pipe and the connecting part between the downstream side of the main exhaust pipe and the downstream end of the bypass exhaust pipe. Can be prevented from being damaged.

上記（１）ないし（４）に記載の内燃機関の排気装置において、（５）前記排気系部品の一方が、触媒コンバータから構成されるとともに、前記排気系部品の他方が、前記触媒コンバータの外周部に被覆されたプロテクタから構成され、前記触媒コンバータの上流側外周部と下流側外周部が前記プロテクタの内周部に連結されるものから構成される。   In the exhaust system for an internal combustion engine according to the above (1) to (4), (5) one of the exhaust system parts is constituted by a catalytic converter, and the other of the exhaust system parts is an outer periphery of the catalytic converter. It is comprised from the protector coat | covered by the part, and is comprised from what the upstream outer peripheral part and downstream outer peripheral part of the said catalytic converter are connected with the inner peripheral part of the said protector.

この構成により、高温の排気ガスが流通する触媒コンバータと触媒コンバータの外周部に設けられて高温の排気ガスに晒されないプロテクタとの熱膨張量が大きくなることで、触媒コンバータとプロテクタとの熱膨張量の差が生じた場合に、触媒コンバータとプロテクタとの熱膨張差を多面構造で吸収することができる。   With this configuration, the thermal expansion between the catalytic converter and the protector is increased by increasing the thermal expansion amount between the catalytic converter through which the high-temperature exhaust gas flows and the protector that is provided on the outer periphery of the catalytic converter and is not exposed to the high-temperature exhaust gas. When the difference in quantity occurs, the thermal expansion difference between the catalytic converter and the protector can be absorbed by the multi-face structure.

このため、触媒コンバータの上流側外周部とプロテクタの内周部との連結部位および触媒コンバータの下流側外周部とプロテクタの内周部との連結部位に熱応力が発生するのを防止して、連結部位が破損するのを防止することができる。   For this reason, it is possible to prevent thermal stress from being generated at the connecting portion between the upstream outer peripheral portion of the catalytic converter and the inner peripheral portion of the protector and the connecting portion between the downstream outer peripheral portion of the catalytic converter and the inner peripheral portion of the protector, It can prevent that a connection part breaks.

本発明によれば、簡素な構成によって排気系部品の熱膨張差を吸収することができるようにして、排気装置の重量が増大するのを防止することができるとともに、排気装置の製造コストが増大するのを防止することができる内燃機関の排気装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to absorb the difference in thermal expansion of the exhaust system parts with a simple configuration, thereby preventing an increase in the weight of the exhaust device and increasing the manufacturing cost of the exhaust device. It is possible to provide an exhaust device for an internal combustion engine that can prevent this.

本発明に係る内燃機関の排気装置の第１の実施の形態を示す図であり、排気装置の上面図である。1 is a view showing a first embodiment of an exhaust device for an internal combustion engine according to the present invention, and is a top view of the exhaust device. FIG. 本発明に係る内燃機関の排気装置の第１の実施の形態を示す図であり、メインマフラの断面図である。1 is a view showing a first embodiment of an exhaust device for an internal combustion engine according to the present invention, and is a cross-sectional view of a main muffler. FIG. 本発明に係る内燃機関の排気装置の第１の実施の形態を示す図であり、サブマフラの断面図である。It is a figure showing a 1st embodiment of an exhaust device of an internal-combustion engine concerning the present invention, and is a sectional view of a sub muffler. 本発明に係る内燃機関の排気装置の第１の実施の形態を示す図であり、ＰＣＣＰシェルの正面図である。It is a figure which shows 1st Embodiment of the exhaust apparatus of the internal combustion engine which concerns on this invention, and is a front view of a PCCP shell. 本発明に係る内燃機関の排気装置の第１の実施の形態を示す図であり、（ａ）は、ＰＣＣＰシェルの切断方向を示す図であり、（ｂ）は、同図（ａ）の切断面Ａ−Ａで切断されたＰＣＣＰシェルの断面を示す図である。It is a figure which shows 1st Embodiment of the exhaust apparatus of the internal combustion engine which concerns on this invention, (a) is a figure which shows the cutting | disconnection direction of a PCCP shell, (b) is the cutting | disconnection of the figure (a) It is a figure which shows the cross section of the PCCP shell cut | disconnected by plane AA. 本発明に係る内燃機関の排気装置の第１の実施の形態を示す図であり、（ａ）は、一般的な中空のパイプの切断方向を示す図であり、（ｂ）は、同図（ａ）の切断面Ｂ−Ｂで切断された中空のパイプの断面を示す図である。It is a figure which shows 1st Embodiment of the exhaust apparatus of the internal combustion engine which concerns on this invention, (a) is a figure which shows the cutting direction of a general hollow pipe, (b) is the figure ( It is a figure which shows the cross section of the hollow pipe cut | disconnected by the cut surface BB of a). 本発明に係る内燃機関の排気装置の第２の実施の形態を示す図であり、排気装置の要部断面図である。It is a figure which shows 2nd Embodiment of the exhaust apparatus of the internal combustion engine which concerns on this invention, and is principal part sectional drawing of an exhaust apparatus. 本発明に係る内燃機関の排気装置の第３の実施の形態を示す図であり、（ａ）は、プロテクタの断面と触媒コンバータの外観を示す図、触媒コンバータとプロテクタの外観図である。It is a figure which shows 3rd Embodiment of the exhaust apparatus of the internal combustion engine which concerns on this invention, (a) is a figure which shows the cross section of a protector, the external appearance of a catalytic converter, and the external appearance of a catalytic converter and a protector. 従来の排気装置の上面図である。It is a top view of the conventional exhaust apparatus.

（第１の実施の形態）
以下、本発明に係る内燃機関の排気装置の実施の形態について、図面を用いて説明する。
図１〜図６は、本発明に係る内燃機関の排気装置の第１の実施の形態を示す図である。 (First embodiment)
Embodiments of an exhaust device for an internal combustion engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIGS. 1-6 is a figure which shows 1st Embodiment of the exhaust apparatus of the internal combustion engine which concerns on this invention.

まず、構成を説明する。
図１において、内燃機関の排気装置２１は、内燃機関としてのエンジン２２から排気される排気ガスを外部に排出するものであり、エンジン２２に対して排気ガスの排気方向下流側に設けられた排気系部品から構成されるものである。 First, the configuration will be described.
In FIG. 1, an exhaust device 21 for an internal combustion engine exhausts exhaust gas exhausted from an engine 22 as an internal combustion engine to the outside. Exhaust gas provided downstream of the engine 22 in the exhaust direction of the exhaust gas. It consists of system parts.

また、エンジン２２は、Ｖ型エンジンであり、右バンク２３ａと左バンク２３ｂは、４つの気筒２４ａ、２４ｂを有している。各気筒２４ａ、２４ｂ内にはピストンが上下動自在に収納されており、ピストンと各気筒２４ａ、２４ｂの上端面とによって画成される燃焼室内の排気ガスは、右バンク２３ａおよび左バンク２３ｂの排気ポートから外部に排出されるようになっている。   The engine 22 is a V-type engine, and the right bank 23a and the left bank 23b have four cylinders 24a and 24b. Pistons are accommodated in the cylinders 24a and 24b so as to be movable up and down. Exhaust gases in the combustion chamber defined by the pistons and upper end surfaces of the cylinders 24a and 24b are stored in the right bank 23a and the left bank 23b. It is discharged from the exhaust port to the outside.

右バンク２３ａおよび左バンク２３ｂにはそれぞれ排気マニホールド２５、２６が接続されており、この排気マニホールド２５、２６は、右バンク２３ａおよび左バンク２３ｂの排気ポートに連通する４つの枝管２５ａ、２６ａと、枝管２５ａ、２６ａを集合する集合管２５ｂ、２６ｂとを含んで構成されている。   Exhaust manifolds 25 and 26 are connected to the right bank 23a and the left bank 23b, respectively. The exhaust manifolds 25 and 26 are connected to four branch pipes 25a and 26a communicating with the exhaust ports of the right bank 23a and the left bank 23b. And collecting pipes 25b and 26b for collecting the branch pipes 25a and 26a.

排気マニホールド２５、２６には、それぞれフロントパイプ２７、２８が接続されており、このフロントパイプ２８は長尺に形成されているとともに、フロントパイプ２７は、フロントパイプ２８よりも短尺に形成されている。   Front pipes 27 and 28 are connected to the exhaust manifolds 25 and 26, respectively. The front pipes 28 are formed in a long shape, and the front pipes 27 are formed in a shorter length than the front pipes 28.

また、フロントパイプ２７、２８の下流端は、合流管２９に溶接等によって接合されており、右バンク２３ａおよび左バンク２３ｂから排気マニホールド２５、２６を介してフロントパイプ２７、２８にそれぞれ排気された排気ガスは、合流管２９で合流されるようになっている。
なお、本実施の形態で上流というのは、排気ガスの排気方向（流通方向）の上流を表し、下流というのは、排気ガスの排気方向の下流を表す。 Further, the downstream ends of the front pipes 27 and 28 are joined to the junction pipe 29 by welding or the like, and exhaust gases exhausted from the right bank 23a and the left bank 23b to the front pipes 27 and 28 through the exhaust manifolds 25 and 26, respectively. Are joined by a junction pipe 29.
In the present embodiment, upstream means upstream in the exhaust direction (circulation direction) of exhaust gas, and downstream means downstream in the exhaust direction of exhaust gas.

合流管２９の下流側には排気管を構成する第１のセンターパイプ３０が設けられており、この第１のセンターパイプ３０の下流端には触媒コンバータ３１が接続されている。この触媒コンバータ３１にはシェル３１ａに三元触媒が内蔵されており、この三元触媒は、エンジン２２から排気される排気ガス中の一酸化炭素、炭化水素、窒素酸化物等を浄化するようになっている。   A first center pipe 30 constituting an exhaust pipe is provided on the downstream side of the merge pipe 29, and a catalytic converter 31 is connected to the downstream end of the first center pipe 30. This catalytic converter 31 has a three-way catalyst built in the shell 31a, and this three-way catalyst purifies carbon monoxide, hydrocarbons, nitrogen oxides and the like in the exhaust gas exhausted from the engine 22. It has become.

触媒コンバータ３１の下流端には第２のセンターパイプ３２の上流端が接続されており、この第２のセンターパイプ３２の下流端にはメインマフラ３３が接続されている。このメインマフラ３３は、図２に示すように、アウターシェル３４およびアウターシェル３４の内部に挿通されたインナーパイプ３５から構成されている。   An upstream end of the second center pipe 32 is connected to the downstream end of the catalytic converter 31, and a main muffler 33 is connected to the downstream end of the second center pipe 32. As shown in FIG. 2, the main muffler 33 includes an outer shell 34 and an inner pipe 35 inserted into the outer shell 34.

インナーパイプ３５の上流側外周部と下流側外周部は、アウターシェル３４の内周部に溶接部４６ａ、４６ｂによって接合（連結）されており、インナーパイプ３５の上流端には第２のセンターパイプ３２が接続されている。   The outer peripheral portion on the upstream side and the outer peripheral portion on the downstream side of the inner pipe 35 are joined (connected) to the inner peripheral portion of the outer shell 34 by welding portions 46 a and 46 b, and the second center pipe 32 is connected to the upstream end of the inner pipe 35. Is connected.

アウターシェル３４の中央部分の外径は、第２のセンターパイプ３２の外径よりも大きく形成されており、アウターシェル３４の外周部とインナーパイプ３５の内周部との間には拡張室３３ａが画成されている。   The outer diameter of the center portion of the outer shell 34 is formed larger than the outer diameter of the second center pipe 32, and an expansion chamber 33 a is formed between the outer peripheral portion of the outer shell 34 and the inner peripheral portion of the inner pipe 35. It is defined.

インナーパイプ３５にはインナーパイプ３５の軸線方向および周方向に多数の小孔３５ａが形成されており、この小孔３５ａは、インナーパイプ３５の内部と拡張室３３ａとを連通している。   A large number of small holes 35a are formed in the inner pipe 35 in the axial direction and the circumferential direction of the inner pipe 35, and the small holes 35a communicate the inside of the inner pipe 35 and the expansion chamber 33a.

したがって、第２のセンターパイプ３２からメインマフラ３３に導入される排気ガスは、インナーパイプ３５の小孔３５ａを通して拡張室３３ａで膨張、共鳴、干渉等されることにより、エンジン２２の排気音が消音されるようになっている。
また、メインマフラ３３のインナーパイプ３５の下流端にはリヤパイプ３６の上流端が接続されており、このリヤパイプ３６の下流端にはサブマフラ３７が接続されている。 Therefore, the exhaust gas introduced from the second center pipe 32 into the main muffler 33 is expanded, resonated, interfered with, etc. in the expansion chamber 33a through the small hole 35a of the inner pipe 35, so that the exhaust sound of the engine 22 is silenced. It has become so.
An upstream end of the rear pipe 36 is connected to the downstream end of the inner pipe 35 of the main muffler 33, and a sub muffler 37 is connected to the downstream end of the rear pipe 36.

サブマフラ３７は、図３に示すように、アウターシェル３８およびアウターシェル３８の内部に挿通されたインナーパイプ３９から構成されている。
インナーパイプ３９の上流側外周部と下流側外周部は、アウターシェル３８の内周部に溶接部４７ａ、４７ｂによって接合（連結）されており、インナーパイプ３９の上流端にはリヤパイプ３６が接続されている。 As shown in FIG. 3, the sub muffler 37 includes an outer shell 38 and an inner pipe 39 inserted through the outer shell 38.
The upstream outer peripheral portion and the downstream outer peripheral portion of the inner pipe 39 are joined (connected) to the inner peripheral portion of the outer shell 38 by welding portions 47 a and 47 b, and the rear pipe 36 is connected to the upstream end of the inner pipe 39. ing.

アウターシェル３８の中央部分の外径は、リヤパイプ３６の外径よりも大きく形成されており、アウターシェル３８の外周部とインナーパイプ３９の内周部との間には拡張室３７ａが画成されている。   The outer diameter of the central portion of the outer shell 38 is formed larger than the outer diameter of the rear pipe 36, and an expansion chamber 37 a is defined between the outer peripheral portion of the outer shell 38 and the inner peripheral portion of the inner pipe 39. ing.

インナーパイプ３９にはインナーパイプ３９の軸線方向および周方向に多数の小孔３９ａが形成されており、この小孔３９ａは、インナーパイプ３９の内部と拡張室３７ａとを連通している。   A large number of small holes 39a are formed in the inner pipe 39 in the axial direction and the circumferential direction of the inner pipe 39, and the small holes 39a communicate the inside of the inner pipe 39 with the expansion chamber 37a.

したがって、リヤパイプ３６からサブマフラ３７に導入される排気ガスは、インナーパイプ３９の小孔３９ａを通して拡張室３７ａで膨張、共鳴、干渉等されることにより、エンジン２２の排気音が消音されるようになっている。   Therefore, the exhaust gas introduced from the rear pipe 36 into the sub muffler 37 is expanded, resonated, interfered, etc. in the expansion chamber 37a through the small hole 39a of the inner pipe 39, so that the exhaust sound of the engine 22 is silenced. ing.

また、サブマフラ３７のインナーパイプ３９の下流端にはテールパイプ４０の上流端が接続されており、このテールパイプ４０の下流端は大気に連通している。   Further, the upstream end of the tail pipe 40 is connected to the downstream end of the inner pipe 39 of the sub muffler 37, and the downstream end of the tail pipe 40 communicates with the atmosphere.

このような構成を有する排気装置２１にあっては、エンジン２２から排気マニホールド２５、２６に排気された排気ガスは、フロントパイプ２７、２８、合流管２９、第１のセンターパイプ３０、触媒コンバータ３１、第２のセンターパイプ３２、メインマフラ３３、リヤパイプ３６、サブマフラ３７およびテールパイプ４０を介して外部に排出される。   In the exhaust device 21 having such a configuration, the exhaust gas exhausted from the engine 22 to the exhaust manifolds 25 and 26 includes the front pipes 27 and 28, the merge pipe 29, the first center pipe 30, the catalytic converter 31, the first 2 is discharged to the outside through the center pipe 32, the main muffler 33, the rear pipe 36, the sub muffler 37 and the tail pipe 40.

なお、本実施の形態では、排気マニホールド２５、２６、フロントパイプ２７、２８、合流管２９、第１のセンターパイプ３０、触媒コンバータ３１のシェル３１ａ、第２のセンターパイプ３２、メインマフラ３３のアウターシェル３４およびインナーパイプ３５、リヤパイプ３６、サブマフラ３７のアウターシェル３８およびインナーパイプ３９、テールパイプ４０が中空状の排気系部品を構成しており、これら排気系部品は、ステンレス等の金属から構成されている。   In this embodiment, exhaust manifolds 25 and 26, front pipes 27 and 28, merge pipe 29, first center pipe 30, shell 31a of catalytic converter 31, second center pipe 32, outer shell 34 of main muffler 33, and The inner pipe 35, the rear pipe 36, the outer shell 38 of the sub muffler 37, the inner pipe 39, and the tail pipe 40 constitute hollow exhaust system parts, and these exhaust system parts are made of metal such as stainless steel.

また、フロントパイプ２７およびアウターシェル３４、３８が一方の排気系部品を構成しているとともに、フロントパイプ２８およびインナーパイプ３５、３９が他方の排気系部品を構成している。   The front pipe 27 and the outer shells 34 and 38 constitute one exhaust system part, and the front pipe 28 and the inner pipes 35 and 39 constitute the other exhaust system part.

また、フロントパイプ２７とフロントパイプ２８は、並列に配設されており、アウターシェル３４とインナーパイプ３５、アウターシェル３８とインナーパイプ３９は、それぞれ同一軸周りに配設されている。   The front pipe 27 and the front pipe 28 are arranged in parallel, and the outer shell 34 and the inner pipe 35, and the outer shell 38 and the inner pipe 39 are arranged around the same axis.

一方、フロントパイプ２８、アウターシェル３４、３８の延在方向の一部は、多面構造としてのＰＣＣＰシェル（Ｐｓｅｕｄｏ−Ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ Ｃｏｎｃａｖｅ Ｐｏｌｙｈｅｄｒａｌ Ｓｈｅｌｌ）４１〜４３を有している。   On the other hand, part of the extending direction of the front pipe 28 and the outer shells 34 and 38 has PCCP shells (Pseudo-Cylindrical Converged Polyshells) 41 to 43 as a polyhedral structure.

このＰＣＣＰシェル４１〜４３は、所謂、疑似円筒凹多面体と称するものであり、図４に示すように、隣接する多角形４４の面同士が一辺を共有し、多角形４４の面同士の一辺の山の稜線４４ａ（実線で示す）または谷４４ｂ（破線で示す）を形成するようにして凹凸状に連接される多面構造となっている。   The PCCP shells 41 to 43 are so-called pseudo-cylindrical concave polyhedrons, and as shown in FIG. 4, the surfaces of the adjacent polygons 44 share one side, and the sides of the polygons 44 face each other. It has a polyhedral structure connected in a concavo-convex shape so as to form a mountain ridge 44a (shown by a solid line) or a valley 44b (shown by a broken line).

特に、フロントパイプ２８、アウターシェル３４、３８におけるＰＣＣＰシェル４１〜４３の山および谷４４ｂの数、すなわち、多角形４４の凹凸で構成される波（軸方向の繰り返し数）Ｎの数が多いほど、中空のパイプ４５に比べてフロントパイプ２８、アウターシェル３４、３８の軸方向の剛性をより一層小さくすることができるものと考えられる。   In particular, the number of peaks and valleys 44b of the PCCP shells 41 to 43 in the front pipe 28 and the outer shells 34, 38, that is, the greater the number of waves (the number of repetitions in the axial direction) N composed of irregularities of the polygon 44, It is considered that the axial rigidity of the front pipe 28 and the outer shells 34 and 38 can be further reduced as compared with the hollow pipe 45.

次に、作用を説明する。
エンジン２２の右バンク２３ａおよび左バンク２３ｂからそれぞれ排気される高温の排気ガスは、排気マニホールド２５、２６からフロントパイプ２７、２８に導入され、フロントパイプ２７、２８の下流側の合流管２９で合流される。 Next, the operation will be described.
High-temperature exhaust gas exhausted from the right bank 23a and the left bank 23b of the engine 22 is introduced into the front pipes 27 and 28 from the exhaust manifolds 25 and 26, and merged in the junction pipe 29 on the downstream side of the front pipes 27 and 28. .

フロントパイプ２７、２８は、ステンレス等の金属から構成されており、長さが異なるため、フロントパイプ２７の熱膨張量に対してフロントパイプ２８の熱膨張量が大きくなる。   Since the front pipes 27 and 28 are made of metal such as stainless steel and have different lengths, the thermal expansion amount of the front pipe 28 is larger than the thermal expansion amount of the front pipe 27.

本実施の形態では、フロントパイプ２７よりも長尺なフロントパイプ２８の少なくとも一方の延在方向の一部が、フロントパイプ２８の周方向に沿ってＰＣＣＰシェル４１を有し、このＰＣＣＰシェル４１が、隣接する多角形４４の面同士が一辺を共有し、多角形４４の面同士の一辺が山の稜線４４ａまたは谷４４ｂを形成するようにして凹凸状に連接されるように構成されている。   In the present embodiment, at least one part of the extending direction of the front pipe 28 longer than the front pipe 27 has the PCCP shell 41 along the circumferential direction of the front pipe 28, and the PCCP shell 41 is adjacent to the front pipe 27. The surfaces of the polygons 44 share one side, and the sides of the polygons 44 are configured to be connected in a concavo-convex shape so as to form a mountain ridge line 44a or a valley 44b.

このため、フロントパイプ２７よりもフロントパイプ２８の熱膨張量（線膨張量）が大きくなった場合に、フロントパイプ２７とフロントパイプ２８との熱膨張差をＰＣＣＰシェル４１で吸収することができる。したがって、フロントパイプ２７とフロントパイプ２８の連結部位である合流管２９に熱応力が発生するのを防止して、合流管２９が破損するのを防止することができる。   For this reason, when the thermal expansion amount (linear expansion amount) of the front pipe 28 is larger than that of the front pipe 27, the difference in thermal expansion between the front pipe 27 and the front pipe 28 can be absorbed by the PCCP shell 41. Therefore, it is possible to prevent thermal stress from being generated in the joining pipe 29 which is a connecting portion of the front pipe 27 and the front pipe 28, and to prevent the joining pipe 29 from being damaged.

また、合流管２９で合流した高温の排気ガスは、第１のセンターパイプ３０を介してメインマフラ３３に導入される。メインマフラ３３に導入される排気ガスは、インナーパイプ３５内を流通するため、ステンレス等の金属からなるインナーパイプ３５の熱膨張量は、ステンレス等の金属からなるアウターシェル３８の熱膨張量よりも大きくなる。   In addition, the high-temperature exhaust gas merged in the merge pipe 29 is introduced into the main muffler 33 via the first center pipe 30. Since the exhaust gas introduced into the main muffler 33 circulates in the inner pipe 35, the thermal expansion amount of the inner pipe 35 made of metal such as stainless steel is larger than the thermal expansion amount of the outer shell 38 made of metal such as stainless steel. growing.

本実施の形態では、アウターシェル３４よりもインナーパイプ３５の熱膨張量（線膨張量）が大きくなった場合に、アウターシェル３４とインナーパイプ３５との熱膨張差をＰＣＣＰシェル４２で吸収することができるため、溶接部４６ａ、４７ｂによって溶接されるアウターシェル３４とインナーパイプ３５との連結部位に熱応力が発生するのを防止して、アウターシェル３４とインナーパイプ３５との連結部位が破損するのを防止することができる。   In the present embodiment, when the thermal expansion amount (linear expansion amount) of the inner pipe 35 is larger than that of the outer shell 34, the difference in thermal expansion between the outer shell 34 and the inner pipe 35 is absorbed by the PCCP shell 42. Therefore, it is possible to prevent thermal stress from being generated at the connecting portion between the outer shell 34 and the inner pipe 35 welded by the welded portions 46a and 47b, and the connecting portion between the outer shell 34 and the inner pipe 35 is damaged. Can be prevented.

一方、メインマフラ３３に排気された高温の排気ガスは、リヤパイプ３６を介してサブマフラ３７に導入される。サブマフラ３７に導入される排気ガスは、インナーパイプ３９内を流通するため、ステンレス等の金属からなるインナーパイプ３９の熱膨張量は、ステンレス等の金属からなるアウターシェル３８の熱膨張量よりも大きくなる。   On the other hand, the high-temperature exhaust gas exhausted to the main muffler 33 is introduced into the sub muffler 37 via the rear pipe 36. Since the exhaust gas introduced into the sub muffler 37 circulates in the inner pipe 39, the thermal expansion amount of the inner pipe 39 made of metal such as stainless steel is larger than the thermal expansion amount of the outer shell 38 made of metal such as stainless steel. Become.

本実施の形態では、アウターシェル３８よりもインナーパイプ３９の熱膨張量（線膨張量）が大きくなった場合に、アウターシェル３８とインナーパイプ３９との熱膨張差をＰＣＣＰシェル４３で吸収することができるため、溶接部４７ａ、４８ｂによって溶接されるアウターシェル３８とインナーパイプ３９との連結部位に熱応力が発生するのを防止して、アウターシェル３８とインナーパイプ３９との連結部位が破損するのを防止することができる。   In the present embodiment, when the thermal expansion amount (linear expansion amount) of the inner pipe 39 is larger than that of the outer shell 38, the PCCP shell 43 absorbs the thermal expansion difference between the outer shell 38 and the inner pipe 39. Therefore, it is possible to prevent thermal stress from being generated at the connecting portion between the outer shell 38 and the inner pipe 39 welded by the welded portions 47a and 48b, and the connecting portion between the outer shell 38 and the inner pipe 39 is damaged. Can be prevented.

本実施の形態では、上述したようにフロントパイプ２８、インナーパイプ３５、３９の一部を簡素なＰＣＣＰシェル４１〜４３とすることで、フロントパイプ２７とフロントパイプ２８、アウターシェル３４とインナーパイプ３５、およびアウターシェル３８とインナーパイプ３９との熱膨張差を吸収することができるため、排気装置２１の重量が増大するのを防止することができるとともに、排気装置２１の製造コストが増大するのを防止することができる。   In the present embodiment, as described above, a part of the front pipe 28 and the inner pipes 35 and 39 is made into the simple PCCP shells 41 to 43, so that the front pipe 27 and the front pipe 28, the outer shell 34 and the inner pipe 35, and the outer pipe Since the difference in thermal expansion between the shell 38 and the inner pipe 39 can be absorbed, the weight of the exhaust device 21 can be prevented from increasing, and the manufacturing cost of the exhaust device 21 can be prevented from increasing. Can do.

なお、本実施の形態では、フロントパイプ２８およびインナーパイプ３５、３９の延在方向の一部に、多面構造として、円筒状のＰＣＣＰシェル４１〜４３を設けているが、この多面構造としては、円筒状のものである必要はなく、多面構造からなるものであれば、角筒状のものであってもよい。   In the present embodiment, cylindrical PCCP shells 41 to 43 are provided as a polyhedral structure in a part of the extending direction of the front pipe 28 and the inner pipes 35 and 39. It is not necessary to have a rectangular shape, and may be a rectangular tube as long as it has a polyhedral structure.

また、フロントパイプ２８およびインナーパイプ３５、３９をＰＣＣＰシェル４１〜４３から構成してもよい。すなわち、フロントパイプ２８およびインナーパイプ３５、３９の外周部を延在方向に亘ってＰＣＣＰシェル４１〜４３から構成してもよい。   Further, the front pipe 28 and the inner pipes 35 and 39 may be composed of PCCP shells 41 to 43. That is, you may comprise the outer peripheral part of the front pipe 28 and the inner pipes 35 and 39 from the PCCP shells 41-43 over the extending direction.

さらに、フロントパイプ２８およびインナーパイプ３５、３９のみにＰＣＣＰシェル４１〜４３を設けているが、フロントパイプ２７、アウターシェル３４、３８のみにＰＣＣＰシェルを設けてもよく、フロントパイプ２８、インナーパイプ３５、３９およびフロントパイプ２７、アウターシェル３４、３８の両方にＰＣＣＰシェルを設けてもよい。   Further, although the PCCP shells 41 to 43 are provided only on the front pipe 28 and the inner pipes 35 and 39, the PCCP shell may be provided only on the front pipe 27 and the outer shells 34 and 38, and the front pipe 28, the inner pipes 35 and 39, and A PCCP shell may be provided on both the front pipe 27 and the outer shells 34 and 38.

（第２の実施の形態）
図７は、本発明に係る内燃機関の排気装置の第２の実施の形態を示す図であり、第１の実施の形態と同一の構成には同一の番号を付して説明を省略する。
本実施の形態では、図１に示す触媒コンバータ３１とメインマフラ３３との間の第２のセンターパイプ３２をメイン排気管から構成し、この第２のセンターパイプ３２上に熱交換器５１およびバイパス排気管としてのバイパスパイプ５２を設けたものである。 (Second Embodiment)
FIG. 7 is a diagram showing a second embodiment of the exhaust system for an internal combustion engine according to the present invention. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
In the present embodiment, the second center pipe 32 between the catalytic converter 31 and the main muffler 33 shown in FIG. 1 is constituted by a main exhaust pipe, and the heat exchanger 51 and the bypass exhaust pipe are provided on the second center pipe 32. A bypass pipe 52 is provided.

図７において、熱交換器５１は、中空状の筐体５３を備えており、この筐体５３の内周部と第２のセンターパイプ３２の外周部との間に冷媒である冷却水が供給される冷却水空間が画成されている。   In FIG. 7, the heat exchanger 51 includes a hollow casing 53, and cooling water that is a refrigerant is supplied between the inner periphery of the casing 53 and the outer periphery of the second center pipe 32. A cooling water space is defined.

筐体５３には冷却水空間に冷却水を導入する導入管５４と、冷却水空間から冷却水を導出する導出管５５とを備えており、導入管５４から冷却水空間に導入された冷却水は、第２のセンターパイプ３２内を流通する高温の排気ガスと熱交換されることにより、加温され、導出管５５から導出されるようになっている。   The casing 53 includes an introduction pipe 54 that introduces cooling water into the cooling water space, and a lead-out pipe 55 that leads the cooling water from the cooling water space, and the cooling water introduced from the introduction pipe 54 into the cooling water space. Is heated by exchanging heat with the high-temperature exhaust gas flowing through the second center pipe 32 and led out from the outlet pipe 55.

また、導出管５５から導出された冷却水は、エンジン２２に設けられたウォータポンプにより、エンジン２２のウォータジャケットおよびヒータコア等を介してラジエータに送られてから、導入管５４を介して冷却水空間に導入されるような循環経路に沿って循環している。   The cooling water led out from the lead-out pipe 55 is sent to the radiator via the water jacket and the heater core of the engine 22 by a water pump provided in the engine 22, and then the cooling water space through the lead-in pipe 54. It circulates along the circulation path as introduced in

また、ヒータコアは、高温の冷却水が流通することにより加熱されるようになっているため、この加熱された状態のヒータコアに空気を通過させて高温となった空気を室内に供給することにより、室内の暖房が行われることになる。   In addition, since the heater core is configured to be heated by the circulation of high-temperature cooling water, air is passed through the heater core in a heated state to supply the heated air into the room, The room will be heated.

また、バイパスパイプ５２の上流端５２ａは、第２のセンターパイプ３２の上流側から分岐されており、バイパスパイプ５２は、熱交換器５１をバイパスして下流端５２ｂが第２のセンターパイプ３２の下流部に合流するようになっている。なお、バイパスパイプ５２は、ステンレス等の金属から構成されている。   The upstream end 52 a of the bypass pipe 52 is branched from the upstream side of the second center pipe 32. The bypass pipe 52 bypasses the heat exchanger 51 and the downstream end 52 b is a downstream portion of the second center pipe 32. To join. The bypass pipe 52 is made of a metal such as stainless steel.

また、バイパスパイプ５２の上流端５２ａおよび下流端５２ｂは、それぞれ溶接部５６、５７によってバイパスパイプ５２に接合（連結）されており、この溶接部５６、５７によって連結される接合される部位が第２のセンターパイプ３２とバイパスパイプ５２との連結部位である。   The upstream end 52a and the downstream end 52b of the bypass pipe 52 are joined (connected) to the bypass pipe 52 by welds 56 and 57, respectively. 2 is a connecting portion between the center pipe 32 and the bypass pipe 52.

なお、本実施の形態では、第２のセンターパイプ３２が一方の排気系部品を構成し、バイパスパイプ５２が他方の排気系部品を構成している。   In the present embodiment, the second center pipe 32 constitutes one exhaust system part, and the bypass pipe 52 constitutes the other exhaust system part.

また、第２のセンターパイプ３２には切換部材としての開閉弁５８が設けられており、この開閉弁５８は、熱交換器５１よりも上流側で、かつバイパスパイプ５２の上流端５２ａよりも下流側に設置されている。   The second center pipe 32 is provided with an opening / closing valve 58 as a switching member. The opening / closing valve 58 is upstream of the heat exchanger 51 and downstream of the upstream end 52 a of the bypass pipe 52. Is installed.

この開閉弁５８は、第２のセンターパイプ３２とメインマフラ３３とを連通する第１の位置（仮想線で示す）と、第２のセンターパイプ３２とメインマフラ３３との連通を遮断して、第２のセンターパイプ３２とバイパスパイプ５２とを連通する第２の位置（実線で示す）に切換えられるようになっている。   The on-off valve 58 blocks the communication between the second center pipe 32 and the main muffler 33 from the first position (indicated by the phantom line) that allows the second center pipe 32 and the main muffler 33 to communicate with each other. The center pipe 32 and the bypass pipe 52 are switched to a second position (indicated by a solid line).

また、バイパスパイプ５２の延在方向の一部は、バイパスパイプ５２の周方向に沿って多面構造であるＰＣＣＰシェル５９を有しており、このＰＣＣＰシェル５９は、第１の実施の形態の図４と同様に、隣接する多角形４４の面同士が一辺を共有し、多角形４４の面同士の一辺が山の稜線４４ａまたは谷４４ｂを形成するようにして凹凸状に連接されるように構成されている。
このため、第１の実施の形態と同様にＰＣＣＰシェル５９は、軸線方向の剛性が小さくなる。 In addition, a part of the extending direction of the bypass pipe 52 has a PCCP shell 59 having a multi-face structure along the circumferential direction of the bypass pipe 52. This PCCP shell 59 is a diagram of the first embodiment. 4, the surfaces of adjacent polygons 44 share one side, and the sides of the polygons 44 are connected in an uneven shape so as to form a ridge line 44 a or a valley 44 b of a mountain. Has been.
For this reason, as in the first embodiment, the PCCP shell 59 is less rigid in the axial direction.

次に、作用を説明する。
このような構成を有する排気装置２１にあっては、開閉弁５８が仮想線で示す第１の位置に切換えられると、第２のセンターパイプ３２を流通する高温の排気ガスが熱交換器５１の内方を流通する。 Next, the operation will be described.
In the exhaust device 21 having such a configuration, when the on-off valve 58 is switched to the first position indicated by the phantom line, the hot exhaust gas flowing through the second center pipe 32 is contained in the heat exchanger 51. Circulate the way.

熱交換器５１の冷却水空間には、ラジエータから導入管５４を通して冷却水が流通された後、導出管５５を通してヒータコアに送出されるため、ヒータコアを通過する空気が温められて車室内に供給される。   In the cooling water space of the heat exchanger 51, the cooling water is circulated from the radiator through the inlet pipe 54 and then sent to the heater core through the outlet pipe 55. Therefore, the air passing through the heater core is heated and supplied to the vehicle interior. The

このとき、バイパスパイプ５２には高温の排気ガスが供給されないので、ステンレス等の金属からなる第２のセンターパイプ３２の熱膨張量は、ステンレス等の金属からなるバイパスパイプ５２の熱膨張量よりも大きくなる。   At this time, since the high-temperature exhaust gas is not supplied to the bypass pipe 52, the thermal expansion amount of the second center pipe 32 made of metal such as stainless steel is larger than the thermal expansion amount of the bypass pipe 52 made of metal such as stainless steel. Become.

本実施の形態では、第２のセンターパイプ３２よりもバイパスパイプ５２の熱膨張量（線膨張量）が大きくなった場合に、第２のセンターパイプ３２とバイパスパイプ５２との熱膨張差をＰＣＣＰシェル５９で吸収することができるため、溶接部５６、５７によって接合される第２のセンターパイプ３２とバイパスパイプ５２とに熱応力が発生するのを防止して、第２のセンターパイプ３２とバイパスパイプ５２との連結部位が破損するのを防止することができる。   In the present embodiment, when the thermal expansion amount (linear expansion amount) of the bypass pipe 52 becomes larger than that of the second center pipe 32, the difference in thermal expansion between the second center pipe 32 and the bypass pipe 52 is determined as the PCCP shell 59. Therefore, it is possible to prevent thermal stress from being generated in the second center pipe 32 and the bypass pipe 52 joined by the welded portions 56 and 57, and to prevent the second center pipe 32 and the bypass pipe 52 from It can prevent that a connection part breaks.

一方、冷却水を加熱すると、ラジエータの冷却性能に負担を掛けてしまう場合がある。この場合には、開閉弁５８を実線で示す第２の位置に切換えて、第２のセンターパイプ３２とメインマフラ３３との連通を遮断して、第２のセンターパイプ３２とバイパスパイプ５２とを連通する。   On the other hand, heating the cooling water may place a burden on the cooling performance of the radiator. In this case, the on-off valve 58 is switched to the second position indicated by the solid line, the communication between the second center pipe 32 and the main muffler 33 is cut off, and the second center pipe 32 and the bypass pipe 52 are communicated. .

このときには、バイパスパイプ５２に高温の排気ガスが導入され、排気ガスが熱交換器５１を迂回して第２のセンターパイプ３２に導入されるため、熱交換器５１によって冷却水が加熱されない。
このときには、バイパスパイプ５２に高温の排気ガスが供給されることでバイパスパイプ５２の熱膨張量は、第２のセンターパイプ３２の熱膨張量よりも大きくなる。 At this time, high-temperature exhaust gas is introduced into the bypass pipe 52, and the exhaust gas bypasses the heat exchanger 51 and is introduced into the second center pipe 32, so that the cooling water is not heated by the heat exchanger 51.
At this time, the high-temperature exhaust gas is supplied to the bypass pipe 52, whereby the thermal expansion amount of the bypass pipe 52 becomes larger than the thermal expansion amount of the second center pipe 32.

本実施の形態では、このようにバイパスパイプ５２よりも第２のセンターパイプ３２の熱膨張量（線膨張量）が大きくなった場合であっても、第２のセンターパイプ３２とバイパスパイプ５２との熱膨張差をＰＣＣＰシェル５９で吸収することができるため、第２のセンターパイプ３２とバイパスパイプ５２との連結部位に熱応力が発生するのを防止して、第２のセンターパイプ３２とバイパスパイプ５２との連結部位が破損するのを防止することができる。   In the present embodiment, even when the thermal expansion amount (linear expansion amount) of the second center pipe 32 is larger than the bypass pipe 52 in this way, the heat of the second center pipe 32 and the bypass pipe 52 is increased. Since the expansion difference can be absorbed by the PCCP shell 59, it is possible to prevent thermal stress from being generated at the connecting portion between the second center pipe 32 and the bypass pipe 52, and to prevent the second center pipe 32 and the bypass pipe 52 from being connected. It can prevent that a connection part breaks.

したがって、本実施の形態では、第１の実施形態と同様に、簡素な構成を有するＰＣＣＰシェル５９によって第２のセンターパイプ３２とバイパスパイプ５２との熱膨張差を吸収することができるため、排気装置２１の重量が増大するのを防止することができるとともに、排気装置２１の製造コストが増大するのを防止することができる。   Therefore, in the present embodiment, as in the first embodiment, the difference in thermal expansion between the second center pipe 32 and the bypass pipe 52 can be absorbed by the PCCP shell 59 having a simple configuration. It is possible to prevent the weight of 21 from increasing and to prevent the manufacturing cost of the exhaust device 21 from increasing.

なお、本実施の形態では、バイパスパイプ５２の延在方向の一部に、多面構造として、円筒状のＰＣＣＰシェル５９を設けているが、この多面構造としては、円筒状のものである必要はなく、多面構造からなるものであれば、角筒状のものであってもよい。   In the present embodiment, a cylindrical PCCP shell 59 is provided as a polyhedral structure in a part of the extending direction of the bypass pipe 52. However, the polyhedral structure needs to be cylindrical. As long as it has a polyhedral structure, it may have a rectangular tube shape.

また、バイパスパイプ５２をＰＣＣＰシェル５９から構成してもよい。すなわち、バイパスパイプ５２の外周部を延在方向に亘ってＰＣＣＰシェル５９から構成してもよい。   Further, the bypass pipe 52 may be constituted by the PCCP shell 59. That is, the outer peripheral portion of the bypass pipe 52 may be constituted by the PCCP shell 59 in the extending direction.

さらに、バイパスパイプ５２のみにＰＣＣＰシェル５９を設けているが、第２のセンターパイプ３２のみにＰＣＣＰシェルを設けてもよく、バイパスパイプ５２および第２のセンターパイプ３２の両方にＰＣＣＰシェルを設けてもよい。   Furthermore, although the PCCP shell 59 is provided only in the bypass pipe 52, the PCCP shell may be provided only in the second center pipe 32, or the PCCP shell may be provided in both the bypass pipe 52 and the second center pipe 32. .

（第３の実施の形態）
図８は、本発明に係る内燃機関の排気装置の第３の実施の形態を示す図であり、第１の実施の形態と同一の構成には同一の番号を付して説明を省略する。
本実施の形態では、図１に示す触媒コンバータ３１のシェル３１ａの外周部には中空状の筐体からなるプロテクタ６１が設けられており、このプロテクタ６１は、触媒コンバータ３１のシェル３１ａに所定の間隔を隔てて設置されて触媒コンバータ３１を保護するとともに、触媒コンバータ３１から触媒コンバータ３１の周辺部材に伝達される熱を和らげる機能を有している。
また、触媒コンバータ３１の上流側外周部と下流側外周部は、プロテクタ６１の内周部に溶接部６２、６３によって接合（連結）されている。なお、プロテクタ６１は、ステンレス等の金属から構成されている。また、本実施の形態では、触媒コンバータ３１が一方の排気系部品を構成し、プロテクタ６１が他方の排気系部品を構成している。 (Third embodiment)
FIG. 8 is a view showing a third embodiment of the exhaust system for an internal combustion engine according to the present invention. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
In the present embodiment, a protector 61 formed of a hollow casing is provided on the outer peripheral portion of the shell 31a of the catalytic converter 31 shown in FIG. 1, and this protector 61 is attached to the shell 31a of the catalytic converter 31 with a predetermined amount. The catalyst converter 31 is protected by being installed at intervals, and has a function of reducing the heat transmitted from the catalytic converter 31 to the peripheral members of the catalytic converter 31.
Further, the upstream outer peripheral portion and the downstream outer peripheral portion of the catalytic converter 31 are joined (connected) to the inner peripheral portion of the protector 61 by welding portions 62 and 63. The protector 61 is made of a metal such as stainless steel. In the present embodiment, the catalytic converter 31 constitutes one exhaust system part, and the protector 61 constitutes the other exhaust system part.

また、プロテクタ６１の延在方向の一部は、プロテクタ６１の周方向に沿って多面構造であるＰＣＣＰシェル６４を有しており、このＰＣＣＰシェル６４は、第１の実施の形態の図４と同様に、隣接する多角形４４の面同士が一辺を共有し、多角形４４の面同士の一辺が山の稜線４４ａまたは谷４４ｂを形成するようにして凹凸状に連接されるように構成されている。
このため、第１の実施の形態と同様にＰＣＣＰシェル６４は、軸線方向の剛性が小さくなる。 Further, a part of the extending direction of the protector 61 has a PCCP shell 64 having a polyhedral structure along the circumferential direction of the protector 61. This PCCP shell 64 is the same as that in FIG. 4 of the first embodiment. Similarly, the surfaces of adjacent polygons 44 share one side, and one side between the surfaces of polygon 44 is configured to be connected in a concavo-convex shape so as to form a ridge line 44a or a valley 44b of a mountain. Yes.
For this reason, as in the first embodiment, the PCCP shell 64 is less rigid in the axial direction.

次に、作用を説明する。
触媒コンバータ３１内には高温の排気ガスが流通するため、ステンレス等の金属からなる触媒コンバータ３１のシェル３１ａの熱膨張量は、ステンレス等の金属からなるプロテクタ６１の熱膨張量よりも大きくなる。 Next, the operation will be described.
Since high-temperature exhaust gas flows in the catalytic converter 31, the thermal expansion amount of the shell 31a of the catalytic converter 31 made of metal such as stainless steel is larger than the thermal expansion amount of the protector 61 made of metal such as stainless steel.

本実施の形態では、プロテクタ６１よりもシェル３１ａの熱膨張量（線膨張量）が大きくなった場合に、プロテクタ６１とシェル３１ａとの熱膨張差をＰＣＣＰシェル６４で吸収することができるため、溶接部６２、６３によって接合されるプロテクタ６１とシェル３１ａとの連結部位に熱応力が発生するのを防止して、プロテクタ６１とシェル３１ａとの連結部位が破損するのを防止することができる。   In the present embodiment, when the thermal expansion amount (linear expansion amount) of the shell 31a is larger than that of the protector 61, the thermal expansion difference between the protector 61 and the shell 31a can be absorbed by the PCCP shell 64. It is possible to prevent thermal stress from being generated at the connecting portion between the protector 61 and the shell 31a joined by the welded portions 62 and 63, and to prevent the connecting portion between the protector 61 and the shell 31a from being damaged.

したがって、本実施の形態では、第１の実施形態と同様に、簡素な構成を有するＰＣＣＰシェル６４によってプロテクタ６１とシェル３１ａとの熱膨張差を吸収することができるため、排気装置２１の重量が増大するのを防止することができるとともに、排気装置２１の製造コストが増大するのを防止することができる。   Therefore, in the present embodiment, the difference in thermal expansion between the protector 61 and the shell 31a can be absorbed by the PCCP shell 64 having a simple configuration, as in the first embodiment. It is possible to prevent the increase, and it is possible to prevent the manufacturing cost of the exhaust device 21 from increasing.

なお、本実施の形態では、プロテクタ６１の延在方向の一部に、多面構造として、円筒状のＰＣＣＰシェル６４を設けているが、この多面構造としては、円筒状のものである必要はなく、多面構造からなるものであれば、角筒状のものであってもよい。   In the present embodiment, a cylindrical PCCP shell 64 is provided as a polyhedral structure in a part of the extending direction of the protector 61. However, the polyhedral structure does not have to be cylindrical. As long as it has a polyhedral structure, it may have a rectangular tube shape.

また、プロテクタ６１をＰＣＣＰシェル６４から構成してもよい。すなわち、プロテクタ６１の外周部を延在方向に亘ってＰＣＣＰシェル６４から構成してもよい。   Further, the protector 61 may be composed of the PCCP shell 64. That is, the outer peripheral portion of the protector 61 may be constituted by the PCCP shell 64 in the extending direction.

さらに、プロテクタ６１のみにＰＣＣＰシェル６４を設けているが、触媒コンバータ３１のシェル３１ａのみにＰＣＣＰシェルを設けてもよく、シェル３１ａおよびプロテクタ６１の両方にＰＣＣＰシェルを設けてもよい。   Furthermore, although the PCCP shell 64 is provided only in the protector 61, the PCCP shell may be provided only in the shell 31a of the catalytic converter 31, or the PCCP shell may be provided in both the shell 31a and the protector 61.

なお、上記各実施の形態では、フロントパイプ２７およびフロントパイプ２８、アウターシェル３４およびインナーパイプ３５、アウターシェル３８およびインナーパイプ３９、第２のセンターパイプ３２およびバイパスパイプ５２、触媒コンバータ３１およびプロテクタ６１がそれぞれ１組の排気系部品を構成するものであり、各組の排気系部品は、少なくとも１組以上あればよく、その組合せは、特に限定されるものではない。   In each of the above embodiments, the front pipe 27 and the front pipe 28, the outer shell 34 and the inner pipe 35, the outer shell 38 and the inner pipe 39, the second center pipe 32 and the bypass pipe 52, the catalytic converter 31 and the protector 61 are each 1 A set of exhaust system parts is configured, and each set of exhaust system parts may be at least one set, and the combination is not particularly limited.

また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time is illustrative in all respects and is not limited to this embodiment. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of the claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.

以上のように、本発明に係る内燃機関の排気装置は、簡素な構成によって排気系部品の熱膨張差を吸収することができるようにして、排気装置の重量が増大するのを防止することができるとともに、排気装置の製造コストが増大するのを防止することができるという効果を有し、内燃機関に対して排気ガスの排気方向下流側に設けられ、熱膨張量の異なる中空状の一対の排気系部品が連結されてなる排気装置等として有用である。   As described above, the exhaust system for an internal combustion engine according to the present invention can absorb the difference in thermal expansion of the exhaust system parts with a simple configuration, and can prevent the weight of the exhaust system from increasing. In addition, it has the effect of preventing an increase in the manufacturing cost of the exhaust device, and is provided downstream of the internal combustion engine in the exhaust direction of the exhaust gas, and has a pair of hollow shapes having different thermal expansion amounts. It is useful as an exhaust device in which exhaust system parts are connected.

２１ 排気装置
２２ エンジン（内燃機関）
２５、２６ 排気マニホールド（排気系部品）
２７ フロントパイプ（排気系部品、一方の排気系部品）
２８ フロントパイプ（排気系部品、他方の排気系部品）
２９ 合流管（排気系部品）
３０ 第１のセンターパイプ（排気系部品）
３１ 触媒コンバータ（排気系部品、一方の排気系部品）
３１ａ シェル（排気系部品）
３２ 第２のセンターパイプ（排気系部品、一方の排気系部品、メイン排気管）
３３ メインマフラ（排気系部品）
３３ａ 拡張室
３４ アウターシェル（排気系部品、一方の排気系部品）
３５ インナーパイプ（排気系部品、他方の排気系部品）
３５ａ 小孔
３６ リヤパイプ（排気系部品）
３７ サブマフラ（排気系部品）
３７ａ 拡張室
３８ アウターシェル（排気系部品、一方の排気系部品）
３９ インナーパイプ（排気系部品、他方の排気系部品）
３９ａ 小孔
４０ テールパイプ（排気系部品）
４１〜４３ ＰＣＣＰシェル （多面構造）
４４ 多角形
４４ａ 山の稜線
４４ｂ 谷
４４ｃ 山の頂部
５１ 熱交換器（排気系部品）
５２ バイパスパイプ（排気系部品、他方の排気系部品、バイパス排気管）
５８ 開閉弁（切換部材）
５９ ＰＣＣＰシェル（多面構造）
６１ プロテクタ（排気系部品、他方の排気系部品）
６４ ＰＣＣＰシェル（多面構造） 21 Exhaust device 22 Engine (Internal combustion engine)
25, 26 Exhaust manifold (exhaust system parts)
27 Front pipe (exhaust system part, one exhaust system part)
28 Front pipe (exhaust system part, other exhaust system part)
29 Junction pipe (exhaust system parts)
30 First center pipe (exhaust system parts)
31 Catalytic converter (exhaust system part, one exhaust system part)
31a Shell (exhaust system parts)
32 Second center pipe (exhaust system part, one exhaust system part, main exhaust pipe)
33 Main muffler (exhaust system parts)
33a Expansion chamber 34 Outer shell (exhaust system part, one exhaust system part)
35 Inner pipe (exhaust system parts, other exhaust system parts)
35a Small hole 36 Rear pipe (exhaust system parts)
37 Sub-muffler (exhaust system parts)
37a Expansion chamber 38 Outer shell (exhaust system part, one exhaust system part)
39 Inner pipe (exhaust system parts, other exhaust system parts)
39a Small hole 40 Tail pipe (exhaust system parts)
41-43 PCCP shell (polyhedral structure)
44 Polygon 44a Mountain ridge line 44b Valley 44c Mountain top 51 Heat exchanger (exhaust system parts)
52 Bypass pipe (exhaust system parts, other exhaust system parts, bypass exhaust pipe)
58 On-off valve (switching member)
59 PCCP shell (polyhedral structure)
61 Protector (exhaust system part, other exhaust system part)
64 PCCP shell (polyhedral structure)

Claims (5)

内燃機関に対して排気ガスの排気方向下流側に設けられ、中空状の一方の排気系部品と、前記一方の排気系部品と異なる熱膨張量を有し、前記一方の排気系部品に一部分が連結された中空状の他方の排気系部品との組合せが少なくとも１組以上有する内燃機関の排気装置において、
前記一方の排気系部品および前記他方の排気系部品の少なくとも一方が、前記排気系部品の延在方向の少なくとも一部に周方向に沿った多面構造を有し、
前記多面構造は、隣接する多角形の面同士が一辺を共有し、前記多角形の面同士の一辺が山の稜線または谷を形成するようにして凹凸状に連接されることを特徴とする内燃機関の排気装置。 Provided downstream of the internal combustion engine in the exhaust direction of the exhaust gas, and has one hollow exhaust system component and a thermal expansion amount different from that of the one exhaust system component, and a part of the one exhaust system component In an exhaust system for an internal combustion engine having at least one combination with the other connected hollow exhaust system parts,
At least one of the one exhaust system component and the other exhaust system component has a multi-faceted structure along a circumferential direction in at least a part of the extending direction of the exhaust system component;
The polyhedral structure is characterized in that adjacent polygonal surfaces share one side, and one side of the polygonal surfaces is connected in a concavo-convex shape so as to form a ridge line or valley of a mountain. Engine exhaust system. 前記一方の排気系部品が長尺に形成されるとともに、前記他方の排気系部品が短尺に形成され、前記一方の排気系部品と前記他方の排気系部品の下流側が合流することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気装置。 The one exhaust system part is formed long, the other exhaust system part is formed short, and the downstream side of the one exhaust system part and the other exhaust system part join together. The exhaust system for an internal combustion engine according to claim 1. 前記一方の排気系部品が、内周部に拡張室を有するアウターシェルから構成されるとともに、前記他方の排気系部品が、前記アウターシェルに挿通され、外周部に複数の連通孔を有するインナーパイプから構成され、
前記インナーパイプの上流側外周部と下流側外周部が前記アウターシェルの内周部に連結されることを特徴とする請求項１または請求項２記載の内燃機関の排気装置。 The one exhaust system component is composed of an outer shell having an expansion chamber in the inner peripheral portion, and the other exhaust system component is inserted into the outer shell, and an inner pipe having a plurality of communication holes in the outer peripheral portion. Consisting of
The exhaust system for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein an upstream outer peripheral portion and a downstream outer peripheral portion of the inner pipe are connected to an inner peripheral portion of the outer shell. 前記一方の排気系部品が、外周部に排気ガスと冷媒との熱交換を行う熱交換器が設けられたメイン排気管から構成されるとともに、前記他方の排気系部品が、前記メイン排気管の上流側から分岐されて前記熱交換器をバイパスして前記メイン排気管の下流部に合流するバイパス排気管から構成され、
前記メイン排気管および前記バイパス排気管の上流側に、排気ガスの流路を前記メイン排気管および前記バイパス排気管のいずれか一方に切換える切換部材が設けられることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１の請求項に記載の内燃機関の排気装置。 The one exhaust system component is composed of a main exhaust pipe provided with a heat exchanger for exchanging heat between the exhaust gas and the refrigerant at the outer peripheral portion, and the other exhaust system component is composed of the main exhaust pipe. The bypass exhaust pipe is branched from the upstream side and bypasses the heat exchanger and joins the downstream part of the main exhaust pipe,
The switching member for switching the flow path of the exhaust gas to one of the main exhaust pipe and the bypass exhaust pipe is provided upstream of the main exhaust pipe and the bypass exhaust pipe. The exhaust system for an internal combustion engine according to any one of claims 3 to 5. 前記排気系部品の一方が、触媒コンバータから構成されるとともに、前記排気系部品の他方が、前記触媒コンバータの外周部に被覆されたプロテクタから構成され、
前記触媒コンバータの上流側外周部と下流側外周部が前記プロテクタの内周部に連結されることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１の請求項に記載の内燃機関の排気装置。 One of the exhaust system parts is composed of a catalytic converter, and the other of the exhaust system parts is composed of a protector covered on the outer periphery of the catalytic converter,
The exhaust of the internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein an upstream outer peripheral portion and a downstream outer peripheral portion of the catalytic converter are connected to an inner peripheral portion of the protector. apparatus.

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