JP2591062Y2 - Exhaust manifold mounting structure - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この考案は、排気通路を形成する
シリンダヘッド又は排気管の端面にガスケットを介して
排気マニホルドを取り付けた排気マニホルドの取付構造
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust manifold mounting structure in which an exhaust manifold is mounted on an end face of a cylinder head or an exhaust pipe forming an exhaust passage via a gasket.
【０００２】[0002]
【従来の技術】現在、エンジンに用いられる排気マニホ
ルドは、耐熱性を向上させ且つ製造コストを低く抑える
ために、鋳鉄の鋳造により製作されるものが大半であ
る。鋳鉄の耐熱温度が高い反面、比較的に熱伝導も良好
なため、燃焼室からの放熱量も多い。今日、多くのエン
ジンでは、ターボチャージャを備えているが、鋳鉄で作
製した排気マニホルドは、重量が非常に重く、エンジン
軽量化の妨げになると共に、放熱量が多く、エネルギー
回収には好ましくないものである。そこで、排気マニホ
ルドを軽量化するため、アルミニウム合金で作製し、遮
熱構造に構成するため、アルミニウム合金の内面に位置
するライナを低熱伝導率のセラミックスで作製したもの
が開発されている。2. Description of the Related Art At present, most of exhaust manifolds used in engines are manufactured by casting cast iron in order to improve heat resistance and to reduce manufacturing costs. Although the heat resistance of cast iron is high, the heat conduction from the combustion chamber is large because the heat conduction is relatively good. Today, many engines are equipped with a turbocharger, but the exhaust manifold made of cast iron is very heavy, hinders engine weight reduction, has a large amount of heat dissipation, and is not desirable for energy recovery. It is. Therefore, in order to reduce the weight of the exhaust manifold, a liner located on the inner surface of the aluminum alloy made of ceramics having a low thermal conductivity has been developed to be made of an aluminum alloy and to constitute a heat shielding structure.
【０００３】上記のような排気マニホルドの取付構造と
して、例えば、図２に示すようなものがある。該排気マ
ニホルドの取付構造は、多気筒エンジンの排気通路１７
を形成したシリンダヘッド１（又は排気通路を形成した
排気管）の端面１３に排気マニホルド２のフランジ部１
２をガスケット４を介して連結したものである。排気マ
ニホルド２は、排気通路１８を形成する内壁面となる低
熱伝導率のセラミックスから成るライナ５と、ライナ５
の外側に断熱層６を介して鋳込により配置された金属か
ら成る外側部材７とを有している。排気マニホルド２
は、外側部材７におけるフランジ部１２の端面２０がガ
スケット４の排気マニホルド２側の全面に対して接触し
た状態になって、シリンダヘッド１に取り付けられてい
る。ライナ５の端部外周面１４は外側部材７のフランジ
部１２の内壁面１５に接触し、ライナ５の端面１６はフ
ランジ部１２のリング状突出部１０に当接している。FIG. 2 shows an exhaust manifold mounting structure as described above, for example. The mounting structure of the exhaust manifold is an exhaust passage 17 of a multi-cylinder engine.
The flange portion 1 of the exhaust manifold 2 is provided on the end face 13 of the cylinder head 1 (or the exhaust pipe forming the exhaust passage).
2 are connected via a gasket 4. The exhaust manifold 2 includes a liner 5 made of ceramics having a low thermal conductivity and serving as an inner wall surface forming an exhaust passage 18, and a liner 5.
And an outer member 7 made of a metal disposed by casting with a heat insulating layer 6 interposed therebetween. Exhaust manifold 2
The gasket 4 is attached to the cylinder head 1 such that the end surface 20 of the flange portion 12 of the outer member 7 contacts the entire surface of the gasket 4 on the exhaust manifold 2 side. The end outer peripheral surface 14 of the liner 5 contacts the inner wall surface 15 of the flange portion 12 of the outer member 7, and the end surface 16 of the liner 5 contacts the ring-shaped protrusion 10 of the flange portion 12.
【０００４】従来、内燃機関の排気ガス断熱装置とし
て、実開昭５７−４７７１０号公報に開示されたものが
ある。該内燃機関の排気ガス断熱装置は、過給機付内燃
機関の排気ガス通過部材の本体鋳造時に、該部材の内面
に断熱材を排気ガス入口出口の両端部を残して共鋳込み
添設したものである。Conventionally, as an exhaust gas heat insulating device for an internal combustion engine, there is one disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 57-47710. The exhaust gas heat insulating device of the internal combustion engine is provided with a heat insulating material co-cast on the inner surface of the exhaust gas passing member of the internal combustion engine with a supercharger except for both ends of the exhaust gas inlet and outlet when casting the main body of the member. It is.
【０００５】また、断熱構造体として、実開昭５４−１
００１１５号公報に開示されたものがある。該断熱構造
体は、セラミック製中空体の両端部の外表面にユニット
メッシュ金属の成型体を嵌着し、両成型体間に空気室を
形成するように該成型体を介して金属を鋳ぐるんだもの
である。[0005] As a heat insulating structure, Japanese Utility Model Laid-Open No. 54-1
There is one disclosed in Japanese Patent Publication No. 00115. In the heat insulating structure, a molded body of unit mesh metal is fitted to the outer surfaces of both ends of the hollow body made of ceramic, and the metal is cast through the molded body so as to form an air chamber between the molded bodies. It is something.
【０００６】[0006]
【考案が解決しようとする課題】ところで、多気筒エン
ジンの各シリンダから排出される排気ガスは、排気マニ
ホルドのブランチ部及び屈曲部を通って集合部へと合流
し、該集合部から排気管へと排出されるが、排気ガスの
流量は集合部で合流するためブランチ部に比較して多く
なると共に、流速も速くなり、集合部ではブランチ部に
比較して３０〜５０℃程度高くなる。また、燃焼室から
の放熱量を低減してエンジンに設けたターボチャージャ
に排気ガスが持つ熱エネルギーを有効に作用させるため
に、熱伝導率が非常に低く且つ比重の小さいセラミック
スで製作された排気マニホルドライナをアルミニウム合
金等の金属で鋳込む製作方法が考えられる。By the way, the exhaust gas discharged from each cylinder of the multi-cylinder engine merges into the collecting portion through the branch portion and the bent portion of the exhaust manifold, and from the collecting portion to the exhaust pipe. However, the flow rate of the exhaust gas is larger than that of the branch part because the exhaust gas merges at the collecting part, and the flow velocity is also faster. At the collecting part, the flow rate is higher by about 30 to 50 ° C. than that of the branch part. In addition, in order to reduce the amount of heat radiation from the combustion chamber and effectively apply the heat energy of the exhaust gas to the turbocharger provided in the engine, the exhaust gas is made of ceramics having a very low thermal conductivity and a small specific gravity. A manufacturing method in which the manifold liner is cast with a metal such as an aluminum alloy is considered.
【０００７】特に、図２に示すようなチタン酸アルミニ
ウム等のセラミックスから成るライナ５を空気又は断熱
材等の断熱層６を間に介在させて金属で鋳込んで外側部
材７を形成するタイプの排気マニホルド２については、
ライナ５を固定するため、その開口端部即ち端面１６が
金属のフランジ部１２の突出部１０に直接接触するもの
であり、鋳込み工程後の金属の凝固時の熱収縮によって
発生する熱応力のため、ライナ５に亀裂、クラック、割
れ等の破損が発生するという問題があった。また、前掲
実開昭５７−４７７１０号公報に開示された内燃機関の
排気ガス断熱装置についても同様な問題を有している。In particular, an outer member 7 is formed by casting a liner 5 made of a ceramic such as aluminum titanate as shown in FIG. 2 with metal with a heat insulating layer 6 such as air or heat insulating material interposed therebetween. For the exhaust manifold 2,
In order to fix the liner 5, the open end, that is, the end face 16 is in direct contact with the protruding portion 10 of the metal flange portion 12, and because of thermal stress generated by heat shrinkage during solidification of the metal after the casting step. In addition, there is a problem that the liner 5 is damaged such as cracks, cracks, cracks and the like. Further, the exhaust gas heat insulating device for an internal combustion engine disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 57-47710 has the same problem.
【０００８】また、前掲実開昭５４−１００１１５号公
報に開示された断熱構造体は、弾性率の低いユニットメ
ッシュ金属を使用してセラミック製中空体に対する緩和
をしているが、排気マニホルドに振動が伝達される場合
には、ユニットメッシュ金属の支持であるので、外側部
材の鋳造金属とセラミック製中空体との振動による繰り
返しの相対移動が激しくなり、セラミック製中空体の固
定について問題が発生し、セラミック製中空体の破損を
招くという問題がある。The heat insulating structure disclosed in Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 54-100115 cited above uses a unit mesh metal having a low modulus of elasticity to relieve the ceramic hollow body. Is transmitted, since the unit mesh metal is supported, repeated relative movement due to vibration between the cast metal of the outer member and the ceramic hollow body becomes severe, and a problem occurs in fixing the ceramic hollow body. There is a problem that the ceramic hollow body is damaged.
【０００９】また、エンジンを遮熱構造に構成し、該排
気ガスエネルギーをターボチャージャ或いはエネルギー
回収装置で効率的に回収できるように、排気系における
排気マニホルドを遮熱構造に構成した場合に、排気マニ
ホルドの両端を金属製シリンダヘッド又は金属製排気管
の他部品に取り付けると、低熱膨張率のライナの端面と
金属部品の端面との間に隙間が存在するが、該隙間を通
じて排気マニホルドの金属から成る外側部材が燃焼ガス
に露出した状態になり、該露出面を通じて外側部材へと
熱流が発生し、外部へ排気ガスの熱エネルギーが放散す
るという問題も発生する。In addition, when the engine is configured as a heat shielding structure, and the exhaust manifold in the exhaust system is configured as a heat shielding structure so that the exhaust gas energy can be efficiently recovered by a turbocharger or an energy recovery device, the exhaust gas may be exhausted. When both ends of the manifold are attached to the metal cylinder head or other parts of the metal exhaust pipe, a gap exists between the end face of the low thermal expansion coefficient liner and the end face of the metal part. The outer member is exposed to the combustion gas, and a heat flow is generated to the outer member through the exposed surface, so that there is a problem that heat energy of the exhaust gas is radiated to the outside.
【００１０】そこで、この考案の目的は、上記の課題を
解決することであり、排気通路を形成する熱伝導率が非
常に低く且つ比重の小さいチタン酸アルミニウム等のセ
ラミックスで作製したライナと該ライナの外周に断熱層
を介して配置される金属製の外側部材とから成る排気マ
ニホルドを、シリンダヘッド又は排気管の端面にガスケ
ットを介して取り付ける排気マニホルドの取付構造にお
いて、前記ライナの端面と端部外周に高弾性率で且つ高
融点の金属リングを介在させることによって、ライナの
外周を鋳ぐるむ外側部材の鋳込み時に金属の熱収縮で発
生する熱応力によってセラミックスのライナが破損する
ことを防止すると共に、ライナの径方向と軸方向の固定
を振動等で不安定になることなく堅牢に固定することが
できる排気マニホルドの取付構造を提供することであ
る。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to provide a liner made of a ceramic such as aluminum titanate having a very low thermal conductivity and a small specific gravity for forming an exhaust passage, and the liner. An exhaust manifold comprising a metal outer member disposed on the outer periphery of the liner via a heat insulating layer, and an exhaust manifold mounting structure for mounting the end face of a cylinder head or an exhaust pipe via a gasket; By interposing a metal ring with a high elastic modulus and a high melting point on the outer periphery, it is possible to prevent the ceramic liner from being damaged by thermal stress generated by thermal contraction of the metal when casting the outer member that surrounds the outer periphery of the liner. In addition, the exhaust manifold can fix the liner radially and axially firmly without becoming unstable due to vibration etc. To provide a de mounting structure.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】この考案は、上記目的を
達成するために、次のように構成されている。即ち、こ
の考案は、排気通路を形成する部品に排気マニホルドを
ガスケットを介して連結した排気マニホルドの取付構造
において、前記排気マニホルドは排気通路を形成する低
熱伝導率のセラミックス製ライナ、該ライナの端部を除
いて外周に配置された断熱層、該断熱層に隔置して前記
ライナの端部外周と端面に配置された金属製リング及び
該リングと前記断熱層と前記ライナとの外周に鋳込によ
り配置された金属製外側部材から構成され、前記リング
は前記外側部材の金属より高融点で且つ高弾性率の金属
から作製されていることを特徴とする排気マニホルドの
取付構造に関する。The present invention has the following configuration to achieve the above object. That is, the present invention provides an exhaust manifold mounting structure in which an exhaust manifold is connected to a component forming an exhaust passage via a gasket, wherein the exhaust manifold has a low thermal conductivity ceramic liner forming an exhaust passage, and an end of the liner. A heat insulating layer disposed on the outer periphery except for a portion, a metal ring disposed on an outer periphery and an end surface of the liner spaced apart from the heat insulating layer, and a metal ring disposed on the outer periphery of the ring, the heat insulating layer, and the liner. The ring is made of a metal having a higher melting point and a higher elastic modulus than the metal of the outer member, and relates to a mounting structure for an exhaust manifold.
【００１２】また、この排気マニホルドの取付構造にお
いて、前記外側部材の取付面を構成するフランジ部と前
記リングとの端面が前記ガスケットに当接した状態で前
記排気マニホルドを前記部品に固定したものである。Further, in the exhaust manifold mounting structure, the exhaust manifold is fixed to the component in a state where an end surface of the flange and a ring constituting the mounting surface of the outer member abut on the gasket. is there.
【００１３】また、この排気マニホルドの取付構造にお
いて、前記リングと前記断熱層とが隔置した前記ライナ
の外周面に当接する前記外側部材の半径方向内向きに伸
びるリング状突出部が前記ライナの径方向を固定し、前
記リングが前記ライナの軸方向を固定しているものであ
る。In the exhaust manifold mounting structure, a ring-shaped protruding portion extending inward in a radial direction of the outer member abutting on an outer peripheral surface of the liner in which the ring and the heat insulating layer are separated is provided on the liner. The radial direction is fixed, and the ring fixes the axial direction of the liner.
【００１４】[0014]
【作用】この考案による排気マニホルドの取付構造は、
上記のように構成されているので、次のように作用す
る。この排気マニホルドの取付構造は、排気通路を低熱
伝導率のセラミックス製ライナで形成し、該ライナの外
周の断熱層に隔置して前記ライナの端部外周と端面に金
属製リングを配置し、前記リングと前記断熱層と前記ラ
イナとの外周に鋳込により金属製外側部材を配置し、前
記リングを前記外側部材の金属より高融点で且つ高弾性
率の金属から作製したので、前記ライナの端面に前記リ
ングを配置した状態で、金属を鋳ぐるんで前記外側部材
を形成する時に、前記リングの金属の熱収縮による変位
量は前記外側部材が直接接触する場合に比較して小さく
なり、前記リングと前記ライナとの間の熱膨張差は小さ
くなり、結果的に前記ライナに与える熱応力が小さくな
り、前記ライナの破損を防止できる。[Action] The mounting structure of the exhaust manifold according to the present invention is as follows.
The configuration described above operates as follows. In this exhaust manifold mounting structure, the exhaust passage is formed of a low thermal conductivity ceramic liner, and a metal ring is arranged on the outer periphery and the end surface of the liner so as to be spaced apart from the heat insulating layer on the outer periphery of the liner. A metal outer member was arranged by casting on the outer periphery of the ring, the heat insulating layer, and the liner, and the ring was made of a metal having a higher melting point and a higher elastic modulus than the metal of the outer member. When the outer member is formed by casting a metal in a state where the ring is disposed on the end surface, a displacement amount due to heat shrinkage of the metal of the ring is smaller than a case where the outer member directly contacts, The difference in thermal expansion between the ring and the liner is reduced, and as a result, the thermal stress applied to the liner is reduced, and damage to the liner can be prevented.
【００１５】そして、前記ライナの端面は前記リングに
当接して前記ライナの軸方向即ち長手方向が前記リング
によって固定され、また、前記外側部材の半径方向内向
きに伸びるリング状突出部が前記ライナの端部外周面に
当接して前記ライナの径方向が前記外側部材の前記突出
部の金属の鋳込み部の摩擦力で固定されるので、前記ラ
イナは前記排気マニホルドがシリンダヘッド又は排気管
の部品に安定して固定されることになる。The end face of the liner abuts on the ring, and the axial direction, that is, the longitudinal direction of the liner is fixed by the ring. The ring-shaped protrusion extending inward in the radial direction of the outer member is provided on the liner. The outer diameter of the liner is fixed by the frictional force of the cast metal portion of the protruding portion of the outer member by contacting the outer peripheral surface of the end portion of the liner. Fixed stably.
【００１６】この排気マニホルドの取付構造において、
前記外側部材がＡｌで作製される場合には、前記金属リ
ングはＦｃ又はＡｌ2 Ｏ3 等のセラミックスで作製する
ことが好ましく、また、前記外側部材がＦｃで作製され
る場合には、前記金属リングはＡｌ2 Ｏ3 等のセラミッ
クスで作製することが好ましいものである。In this exhaust manifold mounting structure,
When the outer member is made of Al, the metal ring is preferably made of Fc or a ceramic such as Al 2 O 3 , and when the outer member is made of Fc, the metal ring is made of a metal. The ring is preferably made of a ceramic such as Al 2 O 3 .
【００１７】[0017]
【実施例】以下、図１を参照して、この考案による排気
マニホルドの取付構造の一実施例について説明する。図
１はこの考案による排気マニホルドの取付構造の一実施
例を示す断面図である。この実施例では、図２に示す従
来の排気マニホルドの取付構造に比較して金属リングを
取付部に設けた以外は同一の構成であるので、同一の部
品には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the exhaust manifold mounting structure according to the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of an exhaust manifold mounting structure according to the present invention. This embodiment has the same configuration as the conventional exhaust manifold mounting structure shown in FIG. 2 except that a metal ring is provided on the mounting portion. The description of the operation will be omitted.
【００１８】図１には、多気筒エンジン（図では、一気
筒のみを示す）のシリンダヘッド１又は排気管に形成さ
れる排気通路１７に連通するように部品に取り付ける排
気マニホルド２が示されている。排気マニホルド２は、
排気通路１８を形成するライナ５、該ライナ５の外側に
配置された金属から成る外側部材７、ライナ５と外側部
材７との間に介在して断熱層６及びライナ５の端部１１
に配置された金属リング３が示されている。即ち、排気
マニホルド２は、排気通路１８を形成するセラミックス
製ライナ５、該ライナ５の端部１１を除いて外周に配置
された断熱層６、該断熱層６の端面から隔置してライナ
５の端部外周面１４と端面１６に配置された金属製リン
グ３、及び該リング３と断熱層６とライナ５との外周に
鋳込により配置された金属製外側部材７から構成されて
いる。従って、リング３と断熱層６とが隔置した部分に
は、外側部材７を形成するための金属の鋳込みによって
半径方向内向きに伸びるリング状突出部９が形成され
る。FIG. 1 shows an exhaust manifold 2 attached to parts of a multi-cylinder engine (only one cylinder is shown in the figure) so as to communicate with a cylinder head 1 or an exhaust passage 17 formed in an exhaust pipe. I have. The exhaust manifold 2 is
A liner 5 forming an exhaust passage 18, an outer member 7 made of metal disposed outside the liner 5, a heat insulating layer 6 interposed between the liner 5 and the outer member 7, and an end 11 of the liner 5
Are shown. That is, the exhaust manifold 2 includes the ceramic liner 5 forming the exhaust passage 18, the heat insulating layer 6 disposed on the outer periphery except for the end 11 of the liner 5, and the liner 5 separated from the end face of the heat insulating layer 6. And a metal outer member 7 disposed on the outer periphery of the ring 3, the heat insulating layer 6 and the liner 5 by casting. Accordingly, a ring-shaped protrusion 9 extending inward in the radial direction is formed in a portion where the ring 3 and the heat insulating layer 6 are separated by casting a metal for forming the outer member 7.
【００１９】この排気マニホルドの取付構造において、
ライナ５は、熱伝導率が非常に低く且つ比重の小さいチ
タン酸アルミニウム等のセラミックスから製作されてい
る。特に、金属リング３は、外側部材７の金属より高融
点で且つ高弾性率の金属から作製されている。例えば、
外側部材７がＡｌの金属で鋳込まれて作製される場合に
は、金属リング３はＦｃ又はアルミナＡｌ2 Ｏ3 等のセ
ラミックスで作製することが好ましく、また、外側部材
７がＦｃの金属で鋳込まれて作製される場合には、金属
リング３はアルミナＡｌ2 Ｏ3 等のセラミックスで作製
することが好ましいものである。即ち、Ａｌの融点は６
６０℃であり且つ弾性率は７０００ｋｇｆ／ｍｍ2 であ
り、Ｆｃの融点は１５００℃であり且つ弾性率は１５０
００ｋｇｆ／ｍｍ2 であり、また、Ａｌ2 Ｏ3 の融点は
２０５０℃であり且つ弾性率は３５０００ｋｇｆ／ｍｍ
2 である。In this exhaust manifold mounting structure,
The liner 5 is made of ceramics such as aluminum titanate having a very low thermal conductivity and a small specific gravity. In particular, the metal ring 3 is made of a metal having a higher melting point and a higher elastic modulus than the metal of the outer member 7. For example,
When the outer member 7 is made by casting with Al metal, the metal ring 3 is preferably made of Fc or ceramics such as alumina Al 2 O 3 , and the outer member 7 is made of Fc metal. When it is manufactured by casting, it is preferable that the metal ring 3 be made of ceramics such as alumina Al 2 O 3 . That is, the melting point of Al is 6
60 ° C. and the elastic modulus is 7000 kgf / mm 2 , the melting point of Fc is 1500 ° C. and the elastic modulus is 150
00 kgf / mm 2 , the melting point of Al 2 O 3 is 2050 ° C., and the elastic modulus is 35000 kgf / mm 2
2
【００２０】この排気マニホルドの取付構造において、
排気マニホルド２は内壁面を構成する低熱伝導率のセラ
ミックスから成るライナ５と該ライナ５の外側に断熱層
５を介して鋳込により配置された金属から成る外側部材
７を有している。この排気マニホルドの取付構造は、言
い換えれば、外側部材７のフランジ部１２に内壁側環状
溝８が形成され、金属リング３が環状溝８に配置され且
つライナ５の端面１６とガスケット４との間に位置設定
されている。また、ライナ５の外周面１４で且つ金属リ
ング３に隣接した部分には、外側部材７の半径方向内向
きに伸びるリング状突出部９が当接している。外側部材
７の取付面を構成するフランジ部１２の端面２０とリン
グ３の端面１９が、ガスケット４に当接した状態で、排
気マニホルド２をシリンダヘッド１又は排気管の部品に
固定されている。排気マニホルド２をシリンダヘッド１
等の部品に固定した状態では、リング状突出部９がライ
ナ５の外周面１４に当接してライナ５の径方向を固定
し、また、リング３がライナ５の軸方向を固定すること
になる。図示していないが、ライナ５は、多気筒エンジ
ンの各シリンダに連通する各ブランチ部、該各ブランチ
部を屈曲部で集合する集合部から構成することができ
る。In this exhaust manifold mounting structure,
The exhaust manifold 2 has a liner 5 made of ceramics having a low thermal conductivity and constituting an inner wall surface, and an outer member 7 made of a metal disposed outside the liner 5 via a heat insulating layer 5 by casting. In other words, the exhaust manifold mounting structure is such that the inner wall side annular groove 8 is formed in the flange portion 12 of the outer member 7, the metal ring 3 is disposed in the annular groove 8, and the gap between the end face 16 of the liner 5 and the gasket 4. Is set to. A ring-shaped protrusion 9 extending inward in the radial direction of the outer member 7 is in contact with a portion adjacent to the metal ring 3 on the outer peripheral surface 14 of the liner 5. The exhaust manifold 2 is fixed to the cylinder head 1 or a part of the exhaust pipe in a state where the end face 20 of the flange portion 12 and the end face 19 of the ring 3 constituting the mounting surface of the outer member 7 are in contact with the gasket 4. Exhaust manifold 2 to cylinder head 1
In a state where the liner 5 is fixed to such a component, the ring-shaped protrusion 9 contacts the outer peripheral surface 14 of the liner 5 to fix the radial direction of the liner 5 and the ring 3 fixes the axial direction of the liner 5. . Although not shown, the liner 5 can be composed of each branch portion communicating with each cylinder of the multi-cylinder engine, and a collecting portion which gathers each branch portion at a bent portion.
【００２１】排気マニホルド２は、排気マニホルドライ
ナ５、断熱層６及び金属リング３を組み立てた組立体と
し、該組立体を鋳込型に配置してアルミニウム合金、鋳
鉄等の金属を鋳込むことによって金属の外側部材７を形
成したものである。排気マニホルド２については、排気
マニホルド２に対向する対向面即ちシリンダヘッド１の
側面１３に取り付けられ、多気筒エンジンから排出され
る排気ガスが、排気マニホルド２のライナ５のブランチ
部から集合部へ合流し、次いで集合部に連結した排気管
（図示せず）に導かれる。排気マニホルドライナ５の端
面１６には、金属リング３が当接した状態で取り付けら
れている。排気マニホルド２の端面は、金属リング３の
端面１９と外側部材７の端面２０とから構成されてい
る。The exhaust manifold 2 is an assembly in which an exhaust manifold liner 5, a heat insulating layer 6, and a metal ring 3 are assembled, and the assembly is arranged in a casting mold to cast a metal such as an aluminum alloy or cast iron. This is one in which a metal outer member 7 is formed. The exhaust manifold 2 is attached to an opposing surface facing the exhaust manifold 2, that is, a side surface 13 of the cylinder head 1, and exhaust gas discharged from the multi-cylinder engine joins from a branch portion of the liner 5 of the exhaust manifold 2 to a collecting portion. Then, it is led to an exhaust pipe (not shown) connected to the collecting portion. The metal ring 3 is attached to the end face 16 of the exhaust manifold liner 5 in a state of abutting. The end face of the exhaust manifold 2 includes an end face 19 of the metal ring 3 and an end face 20 of the outer member 7.
【００２２】従って、シリンダヘッド１に排気マニホル
ド２をガスケット４を介在させてボルト等で緊締した場
合に、シリンダヘッド１の対向面即ち端面１３とライナ
５の端面１９との間には、金属リング３が介在されてい
る。シリンダヘッド１の端面１３とライナ５の端面１６
との間に金属リング３を介在させる構造に構成すると、
外側部材２の鋳込み時における金属の熱収縮による熱負
荷は、ライナ５に対して影響が極めて低減されることに
なる。即ち、ライナ５の端面１９に金属リング３を配置
した状態で、金属を鋳ぐるんで外側部材７を形成する時
に、金属リング３の金属の熱収縮による変位量は外側部
材７の熱収縮による変位量に比較して小さくでき、金属
リング３とライナ５との間の熱膨張差は小さくなり、結
果的にライナ５に与える熱応力を小さくでき、外側部材
７に発生する振動に対する固定も強固なものになる。Therefore, when the exhaust manifold 2 is fastened to the cylinder head 1 with the gasket 4 interposed therebetween by bolts or the like, a metal ring is provided between the opposing surface, that is, the end surface 13 of the cylinder head 1 and the end surface 19 of the liner 5. 3 are interposed. End face 13 of cylinder head 1 and end face 16 of liner 5
And a structure in which a metal ring 3 is interposed between
The influence of the heat load due to the heat shrinkage of the metal during the casting of the outer member 2 on the liner 5 is extremely reduced. That is, when the outer member 7 is formed by casting a metal in a state where the metal ring 3 is disposed on the end face 19 of the liner 5, the displacement of the metal ring 3 due to the thermal contraction of the metal is the displacement due to the thermal contraction of the outer member 7. The thermal expansion difference between the metal ring 3 and the liner 5 is reduced, and as a result, the thermal stress applied to the liner 5 can be reduced, and the fixing to the vibration generated in the outer member 7 is also strong. Become something.
【００２３】[0023]
【考案の効果】この考案による排気マニホルドの取付構
造は、上記のように構成されているので、次のような効
果を有する。即ち、この排気マニホルドの取付構造は、
排気マニホルドを低熱伝導率のセラミックス製ライナ、
該ライナの端部を除いて外周に配置された断熱層、該断
熱層に隔置して前記ライナの端部外周と端面に配置され
た金属製リング及び該リングと前記断熱層と前記ライナ
との外周に鋳込により配置された金属製外側部材から構
成し、特に、前記リングを前記外側部材の金属より高融
点で且つ高弾性率の金属から作製しているので、前記ラ
イナの端部に接して前記リングが配置されることによっ
て、前記外側部材の金属の凝固収縮の際に発生する熱応
力は、前記ライナの端部に直接作用せず、介在した前記
リングで受けることになる。The exhaust manifold mounting structure according to the present invention is constructed as described above, and has the following effects. That is, the mounting structure of this exhaust manifold is as follows.
The exhaust manifold is made of ceramic liner with low thermal conductivity,
A heat insulating layer disposed on the outer periphery except for the end of the liner, a metal ring disposed on the outer periphery and the end surface of the liner spaced apart from the heat insulating layer, and the ring, the heat insulating layer, and the liner; In particular, the ring is made of a metal having a higher melting point and a higher elastic modulus than the metal of the outer member, so that the ring is formed at the end of the liner. By arranging the ring in contact, the thermal stress generated during the solidification and contraction of the metal of the outer member does not directly act on the end of the liner, but is received by the interposed ring.
【００２４】即ち、前記リングは前記外側部材の金属よ
り十分に高融点であり且つ十分に弾性率が高い材料で作
製されているので、前記リングは前記外側部材の熱収縮
により発生する熱応力を拘束し、しかも前記リング自体
の熱収縮による熱負荷は小さくなり、前記ライナの割
れ、クラック等の破損を防止することができる。前記ラ
イナの端面とシリンダヘッド又は排気管の部品の対向面
との間には、ガスケット及び前記リングが介在している
ので、排気通路から前記外側部材に燃焼ガスが漏洩する
ことが阻止され、ガスシールと前記外側部材への熱流を
防止することができ、外部への熱エネルギーの放散を防
止でき、エネルギー回収効率を向上させると共に、耐久
性を向上させることができる。That is, since the ring is made of a material having a sufficiently high melting point and a sufficiently high elastic modulus than the metal of the outer member, the ring generates thermal stress generated by thermal contraction of the outer member. The heat load due to the heat shrinkage of the ring itself is restrained and the liner can be prevented from being broken or cracked. Since the gasket and the ring are interposed between the end surface of the liner and the facing surface of the cylinder head or the exhaust pipe component, the combustion gas is prevented from leaking from the exhaust passage to the outer member, Heat flow to the seal and the outer member can be prevented, heat energy can be prevented from being dissipated to the outside, and energy recovery efficiency can be improved and durability can be improved.
【００２５】そして、この排気マニホルドの取付構造
は、排気マニホルドの両端の取り付け端面での熱流が防
止されて十分な遮熱性を有し、また、前記ライナの破損
も防止され、前記ライナと前記外側部材との間には断熱
層が介在しているので、遮熱エンジンに用いれば、遮熱
エンジンからの排気ガスエネルギーを有効に維持し、該
排気ガスエネルギーは排気系の後流に配置したターボチ
ャージャ又はエネルギー回収装置で有効にエネルギー回
収でき、燃費の低減を図ることができる。In the exhaust manifold mounting structure, heat flow at the mounting end faces at both ends of the exhaust manifold is prevented, so that the exhaust manifold has a sufficient heat shielding property. Further, breakage of the liner is prevented, and the liner and the outer side are prevented from being damaged. Since a heat insulating layer is interposed between the components, if used in a heat shield engine, the exhaust gas energy from the heat shield engine is effectively maintained, and the exhaust gas energy is supplied to a turbocharger disposed downstream of the exhaust system. Energy can be effectively recovered by the charger or the energy recovery device, and fuel consumption can be reduced.
【図１】この考案による排気マニホルドの取付構造の一
実施例を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing one embodiment of an exhaust manifold mounting structure according to the present invention.
【図２】従来の排気マニホルドの取付構造の一例を示す
断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing one example of a conventional exhaust manifold mounting structure.
１ シリンダヘッド ２ 排気マニホルド ３ 金属リング ４ ガスケット ５ ライナ ６ 断熱層 ７ 外側部材 ８ 環状溝 ９ 突出部 １１ ライナの端部 １２ フランジ部 １３ シリンダヘッドの端面 １４ 外周面 １６ ライナの端面 １７，１８ 排気通路 １９，２０ 端面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylinder head 2 Exhaust manifold 3 Metal ring 4 Gasket 5 Liner 6 Heat insulation layer 7 Outer member 8 Annular groove 9 Projection 11 Liner end 12 Flange 13 Cylinder head end surface 14 Outer peripheral surface 16 Liner end surface 17, 18 Exhaust passage 19,20 end face
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F01N 7/08 B22D 19/00 F01N 7/10 F01N 7/14──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) F01N 7/08 B22D 19/00 F01N 7/10 F01N 7/14
Claims (3)
ドをガスケットを介して連結した排気マニホルドの取付
構造において、前記排気マニホルドは排気通路を形成す
る低熱伝導率のセラミックス製ライナ、該ライナの端部
を除いて外周に配置された断熱層、該断熱層に隔置して
前記ライナの端部外周と端面に配置された金属製リング
及び該リングと前記断熱層と前記ライナとの外周に鋳込
により配置された金属製外側部材から構成され、前記リ
ングは前記外側部材の金属より高融点で且つ高弾性率の
金属から作製されていることを特徴とする排気マニホル
ドの取付構造。1. An exhaust manifold mounting structure in which an exhaust manifold is connected to a component forming an exhaust passage via a gasket, wherein the exhaust manifold has a low thermal conductivity ceramic liner forming an exhaust passage, and an end of the liner. Except for the heat insulating layer disposed on the outer periphery, the metal ring disposed on the outer periphery and the end surface of the liner at a distance from the heat insulating layer, and cast on the outer periphery of the ring, the heat insulating layer and the liner. Wherein the ring is made of a metal having a higher melting point and a higher elastic modulus than the metal of the outer member.
ジ部と前記リングとの端面が前記ガスケットに当接した
状態で前記排気マニホルドを前記部品に固定したことを
特徴とする請求項１に記載の排気マニホルドの取付構
造。2. The exhaust manifold is fixed to the component in a state where end faces of a flange portion forming a mounting surface of the outer member and the ring are in contact with the gasket. Exhaust manifold mounting structure.
記ライナの外周面に当接する前記外側部材の半径方向内
向きに伸びるリング状突出部が前記ライナの径方向を固
定し、前記リングが前記ライナの軸方向を固定している
ことを特徴とする請求項１に記載の排気マニホルドの取
付構造。3. A radially inwardly extending ring-shaped projection of the outer member abutting an outer peripheral surface of the liner in which the ring and the heat insulating layer are spaced from each other, and fixes the radial direction of the liner. The exhaust manifold mounting structure according to claim 1, wherein an axial direction of the liner is fixed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1993011019U JP2591062Y2 (en) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | Exhaust manifold mounting structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1993011019U JP2591062Y2 (en) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | Exhaust manifold mounting structure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0663824U JPH0663824U (en) | 1994-09-09 |
| JP2591062Y2 true JP2591062Y2 (en) | 1999-02-24 |
Family
ID=11766404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1993011019U Expired - Lifetime JP2591062Y2 (en) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | Exhaust manifold mounting structure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2591062Y2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040005151A (en) * | 2002-07-08 | 2004-01-16 | 현대자동차주식회사 | A structure for coupling mold with insert |
-
1993
- 1993-02-19 JP JP1993011019U patent/JP2591062Y2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0663824U (en) | 1994-09-09 |
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