JP3875344B2 - 4-cylinder engine exhaust manifold - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、4気筒エンジンのシリンダヘッドに順番に並んで開口せしめられる第1ないし第4排気ポートに接続され、二重管構造に構成される4気筒エンジンの排気マニホールドに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、かかる排気マニホールドは、たとえば特開平8−334017号公報等により既に知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のものでは、第1ないし第4排気ポートに個別に対応した第1ないし第4排気管部がそれぞれ二重管構造に構成され、第1排気ポートに対応した第1排気管部が第4排気ポートに対応した第4排気管部の中間部に連結され、第2排気ポートに対応した第2排気管部の中間部に第3排気ポートに対応した第3排気管部が連結され、第2および第4排気管部が共通なフランジに連結される構成となっており、第1ないし第4排気管部の配置が複雑となって排気マニホールド全体の大型化が避けられない。しかも排気マニホールドを二重管構造とするのは、エンジンの始動時に触媒コンバータに導入される排ガス温度を比較的高くして触媒を速やかに活性化させるためであるにもかかわらず、排気マニホールドの表面積すなわち放熱面積が前記大型化に伴って比較的大きくなって保温性の低下を招くことになる。
【0004】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、コンパクト化を図るとともに放熱面積を比較的小さくして保温性を向上せしめた4気筒エンジンの排気マニホールドを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、4気筒エンジンのシリンダヘッドに順番に並んで開口せしめられる第1ないし第4排気ポートに接続され、二重管構造に構成される4気筒エンジンの排気マニホールドにおいて、シリンダヘッドに締結されるフランジと、第1および第2排気ポートに個別に通じて前記フランジに固着される第1および第2分岐管部が第1集合管部に共通に連なって成る第1分岐集合内管と、第3および第4排気ポートに個別に通じて前記フランジに固着される第3および第4分岐管部が第2集合管部に共通に連なって成る第2分岐集合内管と、第1および第2分岐集合内管をそれぞれ覆う第1および第2分岐集合外管と、第1および第2集合管部をそれぞれ接続せしめる第1および第2接続管部を排気流通方向に沿う上流端に有する共通内管と、該共通内管を覆う共通外管とを備え、前記排気流通方向に沿う第1および第2分岐集合外管の上流端が第1および第2分岐集合内管にそれぞれ固着され、前記排気流通方向に沿う第1および第2分岐集合外管の下流端と前記共通内管の下流端とが前記共通外管に固着され、前記両接続管部と、それらの接続管部内に挿入される第1および第2分岐集合内管との間に、両接続管部に対する第1および第2分岐集合内管の相対移動を許容する無端状のスペーサがそれぞれ介装されるとともに、前記第1、第2分岐集合内管および共通内管と、前記第1、第2分岐集合外管および共通外管とは、前記排気流通方向に沿って分割可能な一対の半体が溶接されてそれぞれ構成され、前記第1、第2分岐集合内管および共通内管をそれぞれ構成する一対の半体は、それらの半体の側端を内外に重ねて溶接されるとともに、前記第1、第2分岐集合外管および共通外管をそれぞれ構成する一対の半体は、シリンダヘッドに締結されるフランジのボルト位置と干渉しない位置に、それらの半体の側端から張出すようにして設けられたフランジ部を、相互に当接して溶接され、これら第1、第2分岐集合内外管を構成するそれぞれ一対の半体の下流端の溶接位置は、共通内外管を構成するそれぞれ一対の半体の上流端の溶接位置から、それぞれずらして形成されていることを特徴とする。
【0006】
かかる構成によれば、相互に隣接する第1および第2排気ポートからの排ガスが第1分岐集合内管から共通内管に、また相互に隣接する第3および第4排気ポートからの排ガスが第2分岐集合内管から共通内管にそれぞれ導かれることになり、排ガスの流通を滑らかにしてエンジンの出力性能の向上に寄与することが可能となる。また相互に隣接する一対の排気ポートからの排ガスを共通内管に導くように第1および第2分岐集合内管の形状が構成されるので、第1および第2分岐集合内管の形状が単純化されることになり、したがって両分岐集合内管をそれぞれ覆う第1および第2分岐集合外管の形状も単純化される。また共通内管は第1および第2分岐集合内管に接続される単純な形状のものであればよく、共通内管を覆う共通外管の形状も単純化可能であるので、排気マニホールド全体を、その形状を単純化してコンパクトに構成することが可能となり、排気マニホールド全体の表面積すなわち放熱面積を比較的小さくして保温性を高めることが可能となる。さらに第1および第2分岐集合外管を介してフランジに固定される共通外管に、排気流通方向に沿う共通内管の下流端が固着され、上流端がフランジにそれぞれ固着されている第1および第2分岐集合内管の第1および第2集合管部が、共通内管の接続管部に相対移動を可能として挿入されることにより、各内管および各外管の熱伸び量の差を前記相対移動により吸収することが可能であり、各内管に熱伸び差に伴なって過大な荷重が作用することを防止することができ、しかも無端状のスペーサにより第1および第2集合管部と接続管部との接続部のシールを果すことができる。
【0007】
またさらに、前記第1、第2分岐集合内管および共通内管と、前記第1、第2分岐集合外管および共通外管とは、前記排気流通方向に沿って分割可能な一対の半体が溶接されてそれぞれ構成され、前記第1、第2分岐集合内管および共通内管をそれぞれ構成する一対の半体は、それらの半体の側端を内外に重ねて溶接されるとともに、前記第1、第2分岐集合外管および共通外管をそれぞれ構成する一対の半体は、シリンダヘッドに締結されるフランジのボルト位置と干渉しない位置に、それらの半体の側端から張出すようにして設けられたフランジ部を、相互に当接して溶接され、これら第1、第2分岐集合内外管を構成するそれぞれ一対の半体の下流端の溶接位置は、共通内外管を構成するそれぞれ一対の半体の上流端の溶接位置から、それぞれずらして形成されていることにより、各内管および各外管をプレス成形可能な一対の半体の結合によりそれぞれ簡単に構成するとともに各内管を各外管で簡単に覆うようにして組付けを容易とすることができ、しかも各内管を構成する一対の半体の側端が内外に重ねて溶接されることにより各内管の結合部の各外管側への突出量を比較的小さく抑えることが可能であり、各外管の大型化を避けつつ各外管および各内管間に充分な間隙を設定して保温性能を向上することができる。
【0008】
さらに請求項2記載の発明によれば、上記請求項1記載の発明の構成に加えて、第1ないし第4排気ポートの上方位置にほぼ対応して順番に並ぶ第1ないし第4上部挿通孔が前記フランジの上部に設けられるとともに、第1排気ポートの下方位置よりも外側、第1ないし第4排気ポートの下方位置相互間ならびに第4排気ポートの下方位置よりも外側にそれぞれ対応して順番に並ぶ第1ないし第5下部挿通孔が前記フランジの下部に設けられ、前記各挿通孔の軸線に沿う方向から見た状態で、各分岐集合内管および各分岐集合外管が第2および第4下部挿通孔を避けて上方に***した形状にそれぞれ構成され、共通内管および共通外管が第3下部挿通孔を避けて下方に凹んだ形状に構成されることにより、フランジの大型化を避けつつ、フランジをシリンダヘッドに締結すべく各下部挿通孔に挿通されるボルトの操作を容易とすることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。
【0010】
図1ないし図8は本発明の一実施例を示すものであり、図1はエンジンおよび排気系の側面図、図2は図1の2−2線に沿う排気マニホールドの拡大断面図、図3は図2の3−3線断面図、図4は図2の4−4線断面図、図5は図4の5−5線断面図、図6は図4の6−6線断面図、図7は図2の7−7線断面図、図8は図4の8−8線断面図である。
【0011】
先ず図1において、4気筒エンジンEから排出される排ガスを導く排気系11は、前記エンジンEにおけるシリンダヘッド12の側面に締結される排気マニホールド13と、該排気マニホールド13からの排ガスを浄化すべく排気マニホールド13に接続される触媒コンバータ14とを備える。
【0012】
図2ないし図4を併せて参照して、排気マニホールド13は、シリンダヘッド12に締結されるフランジ15と、該フランジ15に固着される第1および第2分岐集合内管161 ,162 と、第1および第2分岐集合内管161 ,162 をそれぞれ覆う第1および第2分岐集合外管171 ,172 と、第1および第2分岐集合内管161 ,162 が共通に接続される共通内管18と、該共通内管18を覆う共通外管19とを備える。
【0013】
シリンダヘッド12には、エンジンEの各気筒に対応した第1ないし第4排気ポート201 〜204 が、この順番に並んで設けられており、フランジ15には、第1ないし第4排気ポート201 〜204 に個別に対応した第1ないし第4開口部211 〜214 が設けられる。
【0014】
第1分岐集合内管161 は、第1および第2排気ポート201 ,202 に個別に通じる第1および第2分岐管部221 ,222 が第1集合管部231 に共通に連なって成るものである。
【0015】
図5を併せて参照して、第1分岐集合内管161 は、該第1分岐集合内管161 内を流通する排ガスの排気流通方向24に沿って分割可能な一対の半体25,26が相互に結合されて成るものであり、両半体25,26は、鋼板のプレス成形によりそれぞれ形成される。両半体25,26を結合するために、排気流通方向24に沿う両分岐管部221 ,222 の上流端部と、排気流通方向24に沿う第1集合管部231 の下流端部とを除いて、両半体25,26の一方25における側端部には、両半体25,26の他方26における側端を嵌合せしめる嵌合部25aが外側方に張出すとともに前記他方の半体26側に延びるようにして一体に設けられる。而して一方の半体25の前記嵌合部25aへの他方の半体26の側端の嵌合により、両半体25,26は、それらの側端を内外に重ねた状態となり、その重ねた側端が相互に溶接されることにより、第1分岐集合内管161 が構成される。
【0016】
第1分岐集合外管171 は、第1分岐集合内管161 にほぼ対応した形状を有して第1分岐集合内管161 を覆うものであり、前記排気流通方向24に沿って分割可能な一対の半体27,28が相互に結合されて構成される。両半体27,28は、鋼板のプレス成形によりそれぞれ形成されるものであり、両半体27,28を結合するために、前記排気流通方向24に沿う第1分岐集合外管171 の下流端部および下流端部を除いて、両半体27,28における側端部には、相互に当接するフランジ部27a,28aが外側方に張出すようにしてそれぞれ一体に設けられる。而して相互に当接した両フランジ部27a,28aが溶接されることにより、第1分岐集合外管171 が構成される。
【0017】
しかも前記排気流通方向24に沿う第1分岐集合外管171 の上流端部には、第1分岐集合内管161 における分岐管部221 ,222 の上流端部がそれぞれ密接、嵌合されており、その嵌合状態で、第1分岐集合外管171 の上流端部と第1分岐集合内管161 における分岐管部221 ,222 の上流端部とが、それらの周方向に沿う複数箇所たとえば2箇所でスポット溶接やビーム用接等により相互に溶接される。
【0018】
しかも第1分岐集合外管171 の上流端部は、フランジ15における第1および第2開口部211 ,212 にそれぞれ嵌合された状態で、すみ肉溶接等によりフランジ15に溶接されるものであり、したがってフランジ15のシリンダヘッド12への締結時に第1分岐集合内管161 における第1および第2分岐管部221 ,222 が第1および第2排気ポート201 ,202 に個別に通じることになる。
【0019】
第2分岐集合内管162 は、第3および第4排気ポート203 ,204 に個別に通じる第3および第4分岐管部223 ,224 が第2集合管部232 に共通に連なって成るものであり、第2および第3排気ポート202 ,203 間の中央部でフランジ15に直交する仮想平面30に関して、第1分岐集合内管161 と対称に構成される。
【0020】
また第2分岐集合内管162 を覆う第2分岐集合外管172 は、前記仮想平面30に関して第1分岐集合外管171 と対称に構成される。
【0021】
図6ないし図8を併せて参照して、共通内管18は、第1および第2接続管部311 ,312 を前記排気流通方向24に沿う上流端に備えるものであり、前記排気流通方向24に沿って分割可能な一対の半体32,33が相互に結合されて成り、両半体32,33は、鋼板のプレス成形によりそれぞれ形成される。
【0022】
両半体32,33を結合するために、排気流通方向24に沿う両接続管部231 ,232 の上流端部と、排気流通方向24に沿う共通管18の下流端部とを除いて、両半体32,33の一方32における側端部には、両半体32,33の他方33における側端を嵌合せしめる嵌合部32aが外側方に張出すとともに前記他方の半体33側に延びるようにして一体に設けられる。而して一方の半体32の前記嵌合部32aへの他方の半体33の側端の嵌合により、両半体32,33は、それらの側端を内外に重ねた状態となり、その重ねた側端が相互に溶接されることにより、共通内管18が構成される。
【0023】
一方、共通外管19は、共通内管18にほぼ対応した形状を有して共通内管18を覆うものであり、前記排気流通方向24に沿って分割可能な一対の半体34,35が相互に結合されて構成される。両半体34,35は、鋼板のプレス成形によりそれぞれ形成されるものであり、両半体34,35を結合するために、前記排気流通方向24に沿う共通外管19の上流端部および下流端部を除いて、両半体34,35における側端部には、相互に当接するフランジ部34a,35aが外側方に張出すようにしてそれぞれ一体に設けられる。而して相互に当接した両フランジ部34a,35aが溶接されることにより、共通外管19が構成される。
【0024】
共通内管18の第1および第2接続管部311 ,312 には、第1および第2分岐集合内管161 ,162 の第1および第2集合管部231 ,232 がそれぞれ挿入される。しかも両接続管部311 ,312 および両集合管部231 ,232 間には、接続管部311 ,312 に対する集合管部231 ,232 すなわち分岐集合内管161 ,162 の移動を許容するスペーサ36,36が介装されるものであり、それらのスペーサ36…は、耐熱性を持たせるために金属製の網材がリング状に形成されて成るものである。
【0025】
また共通外管19の排気流通方向24に沿う上流端部は、第1および第2分岐集合外管171 ,172 の下流端部にそれぞれ嵌合された状態で、すみ肉溶接等により両分岐集合外管171 ,172 に溶接される。さらに前記排気流通方向24に沿う共通外管19の下流端部には、共通内管18の下流端部が密接、嵌合されており、その嵌合状態で、共通外管19および共通内管18の下流端部が、それらの周方向に沿う複数箇所でスポット溶接やビーム用接等により相互に溶接される。
【0026】
このようにして相互に結合された共通内管18および共通外管の下流端に触媒コンバータ14の上流端が連結される。すなわち排気流通方向24に沿う排気マニホールド13の下流端部、すなわち共通外管19の下流端部が触媒コンバータ14の上流端部に嵌合され、その嵌合状態で共通外管19および触媒コンバータ14が全周にわたって溶接される。
【0027】
排気マニホールド13をシリンダヘッド12に締結するために、第1ないし第4排気ポート201 〜204 の上方位置にほぼ対応して順番に並ぶ第1ないし第4上部挿通孔371 〜374 がフランジ15の上部に設けられるとともに、第1排気ポート201 の下方位置よりも外側、第1ないし第4排気ポート201 〜204 の下方位置相互間ならびに第4排気ポート204 の下方位置よりも外側にそれぞれ対応して順番に並ぶ第1ないし第5下部挿通孔381 〜385 がフランジ15の下部に設けられる。それらの挿通孔371 〜374 ,381 〜385 にはボルト39,39…がそれぞれ挿通され、それらのボルト39,39…がシリンダヘッド12に螺合されることにより、フランジ15すなわち排気マニホールド13がシリンダヘッド12に締結される。
【0028】
ところで、前記各挿通孔371 〜374 ,381 〜385 の軸線に沿う方向から見た状態(図1および図3で示す状態)で、第1および第2分岐集合内管161 ,162 ならびに第1および第2分岐集合外管171 ,172 は、第2および第4下部挿通孔382 ,384 を避けて上方に***した形状にそれぞれ構成される。しかも第1および第2分岐集合外管171 ,172 の上面には、第2および第3上部挿通孔372 ,373 に対応したボルト39,39の操作に支障を来さないようにするためのわずかな窪み41,41が設けられる。また共通内管18および共通外管19は、第3下部挿通孔383 を避けて下方に凹んだ形状に構成される。
【0029】
さらに共通外管19には、図示しないO2 センサー等を取付けるための取付けボス40が固着される。
【0030】
次にこの実施例の作用について説明すると、相互に隣接する第1および第2排気ポート201 ,202 からの排ガスが第1分岐集合内管161 から共通内管18に、また相互に隣接する第3および第4排気ポート203 ,204 からの排ガスが第2分岐集合内管162 から共通内管18にそれぞれ導かれることになり、各排気ポート201 〜204 から共通内管18までの排ガスの流通が比較的滑らかであり、4気筒エンジンEの出力性能の向上に寄与することが可能である。
【0031】
しかも相互に隣接する一対の排気ポート201 ,202 ;203 ,204 からの排ガスを共通内管18に導くように第1および第2分岐集合内管161 ,162 の形状が定められるので、第1および第2分岐集合内管161 ,162 の形状が単純化される。したがって両分岐集合内管161 ,162 をそれぞれ覆う第1および第2分岐集合外管171 ,172 の形状も単純化される。また共通内管18は第1および第2分岐集合内管161 ,162 に接続される単純な形状のものであればよく、共通内管18を覆う共通外管19の形状も単純化可能である。この結果、排気マニホールド13全体を、その形状を単純化してコンパクトに構成することが可能となり、排気マニホールド13全体の表面積すなわち放熱面積を比較的小さくして保温性を高めることが可能となる。
【0032】
また第1および第2分岐集合外管171 ,172 を介してフランジ15に固定される共通外管19に、排気流通方向24に沿う共通内管18の下流端が固着され、上流端がフランジ15にそれぞれ固着されている第1および第2分岐集合内管161 ,162 の第1および第2集合管部231 ,232 が、共通内管18の接続管部311 ,312 に相対移動を可能として挿入されているので、各内管161 ,161 ,18および各外管171 ,172 ,19の熱伸び量の差を前記相対移動により吸収することが可能であり、各内管161 ,161 ,18に前記熱伸び差に伴なって過大な荷重が作用することを防止することができる。しかもスペーサ36,36により第1および第2集合管部231 ,232 と接続管部311 ,312 との接続部のシールを果すことができ、排ガスが内管161 ,161
,18および外管171 ,172 ,19間に洩れ出すことはない。 ところで、第1、第2分岐集合内管161 ,162 および共通内管18は、排気流通方向24に沿って分割可能な一対の半体25,26;32,33が溶接されてそれぞれ構成され、第1、第2分岐集合外管171 ,172 および共通外管19は、排気流通方向24に沿って分割可能な一対の半体27,28;34,35が溶接されてそれぞれ構成されるので、各内管161 ,161 ,18および各外管171 ,172 ,19をプレス成形可能な一対の半体25,26;32,33;27,28;34,35の結合によりそれぞれ簡単に構成するとともに各内管161 ,161 ,18を各外管171 ,172 ,19で覆うようにして簡単に組付けることができる。
【0033】
それに加えて、第1、第2分岐集合内管161 ,162 および共通内管18をそれぞれ構成する一対の半体25,26;32,33の側端が内外に重ねて溶接されるので、各内管161 ,162 ,18の結合部の各外管171 ,172 ,19側への突出量を比較的小さく抑えることが可能であり、各外管171 ,172 ,19の大型化を避けつつ各外管171 ,172 ,19および各内管161 ,162 ,18間に充分な間隙を設定して保温性能を向上することができる。
【0034】
さらにフランジ15の上部には、各排気ポート201 〜204 の上方位置にほぼ対応して第1ないし第4上部挿通孔371 〜374 が設けられ、第1排気ポート201 の下方位置よりも外側、第1ないし第4排気ポート201 〜204 の下方位置相互間ならびに第4排気ポート204 の下方位置よりも外側にそれぞれ対応して順番に並ぶ第1ないし第5下部挿通孔381 〜385 がフランジ15の下部に設けられており、各挿通孔371 〜374 ,381 〜385 にそれぞれ挿通されるボルト39…でフランジ15がシリンダヘッド12に締結される。このようなボルト39…による締結操作時に、第1および第2分岐集合内管161 ,162 ならびに第1および第2分岐集合外管171 ,172 が、第2および第4下部挿通孔382 ,384 を避けて上方に***した形状にそれぞれ構成され、共通内管18および共通外管19が第3下部挿通孔383 を避けて下方に凹んだ形状に構成されていることにより、第1、第2分岐集合外管171 ,172 および共通外管19に邪魔されずに、下部挿通孔382 ,383 ,384 に対応したボルト39…の操作が可能となり、フランジ15の大型化を避けつつ、ボルト39…の操作を容易とすることができる。
【0035】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。
【0036】
たとえば上記実施例では、排気マニホールド13における共通外管19の下流端部が触媒コンバータ14に直接溶接されるようにしたが、共通外管19の下流端部においてフランジ部34a,35aが設けられていない部分を嵌合させたフランジを共通外管19に溶接せしめ、排気マニホールド13を触媒コンバータ14にフランジ結合させるようにしてもよい。
【0037】
【発明の効果】
以上のように請求項1記載の発明によれば、排ガスの流通を滑らかにしてエンジンの出力性能の向上に寄与することが可能となる。また第1および第2分岐集合内管、第1および第2分岐集合外管、ならびに共通内管および共通外管の形状を単純化して、排気マニホールド全体をコンパクトに構成することを可能とし、放熱面積を比較的小さくして保温性を高めることが可能となる。さらに各内管および各外管の熱伸び量の差を吸収することを可能として各内管に熱伸び差に伴なって過大な荷重が作用することを防止することができ、スペーサにより第1および第2集合管部と接続管部との接続部のシールを果すことができる。さらに、各内管および各外管をプレス成形可能な一対の半体の結合によりそれぞれ簡単に構成するとともに各内管を各外管で簡単に覆うようにして組付を容易とし、各内管の結合部の各外管側への突出量を比較的小さく抑えることを可能として各外管の大型化を避けつつ各外管および各内管間に充分な間隙を設定し、保温性能を向上することができる。
【0038】
さらに請求項2記載の発明によれば、フランジの大型化を避けつつ、フランジをシリンダヘッドに締結すべく各下部挿通孔に挿通されるボルトの操作を容易とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 エンジンおよび排気系の側面図である。
【図2】 図1の2−2線に沿う排気マニホールドの拡大断面図である。
【図3】 図2の3−3線断面図である。
【図4】 図2の4−4線断面図である。
【図5】 図4の5−5線断面図である。
【図6】 図4の6−6線断面図である。
【図7】 図2の7−7線断面図である。
【図8】 図4の8−8線断面図である。
【符号の説明】
12・・・シリンダヘッド
13・・・排気マニホールド
15・・・フランジ
161 ,162 ・・・分岐集合内管
171 ,172 ・・・分岐集合外管
18・・・共通内管
19・・・共通外管
201 〜204 ・・・排気ポート
221 〜224 ・・・分岐管部
231 ,232 ・・・集合管部
24・・・排気流通方向
25,26,27,28,32,33,34,35・・・半体
311 ,312 ・・・接続管部
36・・・スペーサ
371 〜374 ・・・上部挿通孔
381 〜385 ・・・下部挿通孔
E・・・4気筒エンジン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an exhaust manifold for a four-cylinder engine that is connected to first to fourth exhaust ports that are sequentially opened in a cylinder head of a four-cylinder engine and configured in a double pipe structure.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, such an exhaust manifold is already known, for example, from JP-A-8-334017.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-mentioned conventional one, the first to fourth exhaust pipe portions individually corresponding to the first to fourth exhaust ports are each configured in a double pipe structure, and the first exhaust pipe portion corresponding to the first exhaust port is the first one. A third exhaust pipe portion corresponding to the third exhaust port is connected to an intermediate portion of the fourth exhaust pipe portion corresponding to the four exhaust ports, and an intermediate portion of the second exhaust pipe portion corresponding to the second exhaust port; Since the second and fourth exhaust pipe portions are connected to a common flange, the arrangement of the first to fourth exhaust pipe portions is complicated, and the size of the entire exhaust manifold cannot be avoided. Moreover, although the exhaust manifold has a double-pipe structure, the exhaust manifold surface area is activated despite the fact that the exhaust gas temperature introduced into the catalytic converter at the start of the engine is relatively high and the catalyst is activated quickly. In other words, the heat dissipation area becomes relatively large with the increase in size, resulting in a decrease in heat retention.
[0004]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an exhaust manifold for a four-cylinder engine that is compact and has a relatively small heat dissipation area to improve heat retention.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a double pipe structure connected to first to fourth exhaust ports that are opened in sequence in a cylinder head of a four-cylinder engine. In an exhaust manifold of a cylinder engine, a flange that is fastened to a cylinder head and first and second branch pipe portions that are individually connected to the first and second exhaust ports and are fixed to the flange are common to the first collecting pipe portion And a third branch pipe portion that is individually connected to the third and fourth exhaust ports and is fixed to the flange, and is connected to the second collective pipe portion in common. The second branch assembly inner pipe, the first and second branch assembly outer pipes covering the first and second branch assembly inner pipes, and the first and second connection pipes connecting the first and second collection pipe sections, respectively. Exhaust flow A common inner pipe at the upstream end along the direction and a common outer pipe covering the common inner pipe, and the upstream ends of the first and second branch assembly outer pipes along the exhaust flow direction are the first and second branches. The downstream ends of the first and second branch assembly outer pipes and the downstream end of the common inner pipe are fixed to the common outer pipe, respectively, and fixed to the common outer pipe. The endless spacers that allow relative movement of the first and second branch assembly inner pipes with respect to both connection pipe portions are respectively provided between the first and second branch assembly inner pipes inserted into the connection pipe portions. A pair of the first and second branch collective inner pipes and the common inner pipe, and the first and second branch collective outer pipes and the common outer pipe that can be divided along the exhaust flow direction. The first and second branch assembly inner pipes are respectively formed by welding And the pair of halves constituting the common inner pipe are welded with the side ends of the halves overlapped inside and outside, and the pair of halves constituting the first and second branch assembly outer pipes and the common outer pipe, respectively. The half parts of the flanges are welded so that the flange parts provided so as to protrude from the side ends of the half parts are in contact with each other at positions that do not interfere with the bolt positions of the flanges fastened to the cylinder head. The welding positions of the downstream ends of the pair of halves constituting the first and second branch assembly inner and outer pipes are respectively shifted from the welding positions of the upstream ends of the pair of halves constituting the common inner and outer pipes. and said that you are.
[0006]
According to this configuration, the exhaust gas from the first and second exhaust ports adjacent to each other is exhausted from the first branch assembly inner pipe to the common inner pipe, and the exhaust gas from the third and fourth exhaust ports adjacent to each other is the first. Since the two branch assembly inner pipes are respectively led to the common inner pipe, it is possible to smooth the flow of the exhaust gas and contribute to the improvement of the output performance of the engine. In addition, since the shapes of the first and second branch assembly inner pipes are configured so that the exhaust gas from the pair of exhaust ports adjacent to each other is guided to the common inner pipe, the shapes of the first and second branch assembly inner pipes are simple. Therefore, the shapes of the first and second branch assembly outer tubes covering the both branch assembly inner tubes are also simplified. Also, the common inner pipe only needs to have a simple shape connected to the first and second branch aggregate inner pipes, and the shape of the common outer pipe covering the common inner pipe can be simplified. It is possible to simplify the shape and to make the structure compact, and it is possible to relatively reduce the surface area of the exhaust manifold, that is, the heat radiation area, and to improve the heat retention. Furthermore, the downstream end of the common inner pipe along the exhaust flow direction is fixed to the common outer pipe fixed to the flange via the first and second branch assembly outer pipes, and the upstream end is fixed to the flange, respectively. The first and second collecting pipe portions of the inner branch pipe and the second branch collecting inner pipe are inserted into the connecting pipe portion of the common inner pipe so as to be capable of relative movement. Can be absorbed by the relative movement, and an excessive load can be prevented from acting on each inner tube due to a difference in thermal expansion, and the first and second aggregates can be formed by endless spacers. The connection portion between the tube portion and the connection tube portion can be sealed.
[0007]
Furthermore, the first and second branch assembly inner tubes and the common inner tube, and the first and second branch assembly outer tubes and the common outer tube are a pair of halves that can be divided along the exhaust flow direction. And a pair of halves that respectively constitute the first and second branch assembly inner pipes and the common inner pipe are welded with the side ends of the halves overlapped inside and outside, and The pair of halves constituting the first and second branch outer tubes and the common outer tube respectively project from the side ends of the halves at positions where they do not interfere with the bolt positions of the flanges fastened to the cylinder head. The flanges provided in this manner are welded in contact with each other, and the welding positions of the downstream ends of the pair of halves constituting the first and second branch assembly inner and outer tubes respectively constitute the common inner and outer tubes. From the welding position at the upstream end of the pair of halves, By being formed by shifting respectively, and each inner pipe so easily covered by the outer tube while easily configured each by binding each inner tube and Kakusotokan press moldable pair of halves As a result, the side ends of a pair of halves constituting each inner pipe are welded so as to overlap inside and outside, so that the amount of projection of the joint portion of each inner pipe toward the outer pipe side Can be kept relatively small, and a sufficient gap can be set between each outer tube and each inner tube while avoiding an increase in the size of each outer tube, thereby improving the heat retaining performance.
[0008]
Further, according to the invention described in
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below based on one embodiment of the present invention shown in the accompanying drawings.
[0010]
1 to 8 show an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a side view of an engine and an exhaust system, FIG. 2 is an enlarged sectional view of an exhaust manifold taken along line 2-2 in FIG. 2 is a sectional view taken along line 3-3 in FIG. 2, FIG. 4 is a sectional view taken along line 4-4 in FIG. 2, FIG. 5 is a sectional view taken along line 5-5 in FIG. 7 is a sectional view taken along line 7-7 in FIG. 2, and FIG. 8 is a sectional view taken along line 8-8 in FIG.
[0011]
First, in FIG. 1, an
[0012]
2 to 4, the
[0013]
The
[0014]
In the first branch assembly inner pipe 16 1 , the first and second branch pipe sections 22 1 and 22 2 that individually communicate with the first and second exhaust ports 20 1 and 20 2 are common to the first collection pipe section 23 1. It consists of a series.
[0015]
Figure 5 Referring also, the first branch set in pipe 16 1, the first branch set in pipe 16 exhaust gas in the
[0016]
First bifurcation set out pipe 17 1, which cover almost the first branch set in pipe 16 has a shape corresponding to 1 in the first branch set in pipe 16 1, divided along the exhaust flow direction 24 A pair of
[0017]
Moreover, the upstream ends of the first branch assembly outer pipe 17 1 along the
[0018]
In addition, the upstream end portion of the first branch assembly outer pipe 17 1 is welded to the
[0019]
In the second branch assembly inner pipe 16 2 , the third and fourth branch pipe sections 22 3 , 22 4 that individually communicate with the third and fourth exhaust ports 20 3 , 20 4 are shared by the second collection pipe section 23 2. continuous and are those comprising, with respect to the
[0020]
The second branch assembly outer tube 17 2 covering the second branch assembly inner tube 16 2 is configured symmetrically with the first branch assembly outer tube 17 1 with respect to the
[0021]
6 to 8 together, the common
[0022]
Except for the upstream ends of both connecting pipes 23 1 , 23 2 along the
[0023]
On the other hand, the common
[0024]
The first and second connecting
[0025]
Further, the upstream end portion of the common
[0026]
The upstream end of the
[0027]
To conclude the
[0028]
Incidentally, each of the insertion holes 37 1 to 37 4, 38 1 to 38 5 when viewed from the direction along the axis of (the state shown in FIGS. 1 and 3), first and second branch set in pipe 16 1, 16 2 and 1 the first and second branch set outer tube 17, 17 2 each configured raised features upward to avoid the second and fourth lower through hole 38 2, 38 4. Moreover, the upper surfaces of the first and second branch assembly outer pipes 17 1 and 17 2 are not affected by the operation of the
[0029]
Further, an
[0030]
Next, to explain the action of this embodiment, the first and second exhaust ports 20 1, 20 exhaust gas from 2 common
[0031]
Moreover, the shapes of the first and second branch assembly inner pipes 16 1 and 16 2 are determined so that the exhaust gas from the pair of exhaust ports 20 1 , 20 2 ; 20 3 , 20 4 adjacent to each other is guided to the common
[0032]
The downstream end of the common
, 18 and the
[0033]
In addition, since the side ends of the pair of
[0034]
Furthermore the top of the
[0035]
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes can be made without departing from the present invention described in the claims. Is possible.
[0036]
For example, in the above embodiment, the downstream end portion of the common
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, it is possible to smooth the flow of exhaust gas and contribute to the improvement of the output performance of the engine. Further, the first and second branch assembly inner pipes, the first and second branch assembly outer pipes, the common inner pipe and the common outer pipe can be simplified in shape, so that the entire exhaust manifold can be configured in a compact manner. It is possible to increase the heat retention by reducing the area relatively. Furthermore, it is possible to absorb the difference in thermal elongation between each inner tube and each outer tube, and it is possible to prevent an excessive load from acting on each inner tube due to the difference in thermal elongation. In addition, the connection portion between the second collecting pipe portion and the connecting pipe portion can be sealed. Further, each inner tube and each outer tube can be easily configured by joining a pair of half bodies that can be press-molded, and each inner tube can be easily covered with each outer tube to facilitate assembly. It is possible to keep the amount of projection of the joint part to the outer tube side relatively small, avoiding an increase in the size of each outer tube, and setting a sufficient gap between each outer tube and each inner tube to improve heat insulation performance. can do.
[0038]
Further, according to the second aspect of the present invention, it is possible to facilitate the operation of the bolt inserted through each lower insertion hole so as to fasten the flange to the cylinder head while avoiding an increase in the size of the flange.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of an engine and an exhaust system.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of an exhaust manifold taken along line 2-2 in FIG.
3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 of FIG.
4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 of FIG.
5 is a cross-sectional view taken along line 5-5 of FIG.
6 is a cross-sectional view taken along line 6-6 of FIG.
7 is a cross-sectional view taken along line 7-7 in FIG.
8 is a cross-sectional view taken along line 8-8 in FIG.
[Explanation of symbols]
12 ...
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