JP3875344B2

JP3875344B2 - 4-cylinder engine exhaust manifold

Info

Publication number: JP3875344B2
Application number: JP06277297A
Authority: JP
Inventors: 一弘古橋
Original assignee: Yutaka Giken Co Ltd
Current assignee: Yutaka Giken Co Ltd
Priority date: 1997-03-17
Filing date: 1997-03-17
Publication date: 2007-01-31
Anticipated expiration: 2017-03-17
Also published as: JPH10252457A

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 claim 2 , in addition to the configuration of the invention described in claim 1 , the first to fourth upper insertion holes arranged in order corresponding to the upper positions of the first to fourth exhaust ports. Are provided at the upper part of the flange and correspond to the outer side of the lower position of the first exhaust port, the lower positions of the first to fourth exhaust ports, and the lower side of the fourth exhaust port, respectively. 1st to 5th lower insertion holes are provided in the lower part of the flange, and each branch assembly inner tube and each branch assembly outer tube are second and second in a state viewed from the direction along the axis of each insertion hole. 4 Each is formed in a shape that protrudes upward while avoiding the lower insertion hole, and the common inner tube and the common outer tube are formed in a shape recessed downward to avoid the third lower insertion hole, thereby increasing the size of the flange. While avoiding hula The operation of the bolt to be inserted into the lower insertion hole in order to conclude a di to the cylinder head can be facilitated.
[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 exhaust system 11 that guides exhaust gas discharged from the four-cylinder engine E is configured to purify exhaust gas from the exhaust manifold 13 that is fastened to the side surface of the cylinder head 12 in the engine E and the exhaust manifold 13. And a catalytic converter 14 connected to the exhaust manifold 13.
[0012]
2 to 4, the exhaust manifold 13 includes a flange 15 fastened to the cylinder head 12, and first and second branch assembly inner pipes 16 ₁ and 16 ₂ fixed to the flange 15. , the first and second branch set in pipe 16 _1, 16 ₂ of the first and second branch set outer tube 17 covering the respective _1, 17 _2, first and second branch set in pipe 16 _1, 16 ₂ are common And a common outer tube 19 that covers the common inner tube 18.
[0013]
The cylinder head 12, the first to fourth exhaust ports 20 ₁ to 20 ₄ corresponding to each cylinder of the engine E is provided side by side in this order, the flange 15, the first to fourth exhaust port 20 ₁ to 20 ₄ in the first to fourth openings 21 ₁ to 21 ₄ corresponding individually is provided.
[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 exhaust flow direction 24 dividable pair of halves 25 along a circulating in _1, 26 are connected to each other, and both halves 25 and 26 are respectively formed by press-forming steel plates. In order to connect the two halves 25 and 26, the upstream end portions of both branch pipe portions 22 ₁ and 22 ₂ along the exhaust flow direction 24 and the downstream end portion of the first collecting pipe portion 23 ₁ along the exhaust flow direction 24. And a fitting portion 25a for fitting the side end of the other half 26 of the two halves 25, 26 to the outside of the other half 25, 26 extends outwardly. Are integrally provided so as to extend to the half body 26 side. Thus, by fitting the side end of the other half 26 to the fitting portion 25a of one half 25, both halves 25, 26 are in a state where their side ends are overlapped inside and outside, by overlapping side ends are welded to each other, the first branch set in pipe 16 ₁ is constituted.
[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 possible halves 27, 28 are connected to each other. Both halves 27 and 28 are formed by press forming of steel plates, respectively. In order to connect both halves 27 and 28, downstream of the first branch assembly outer pipe 17 ₁ along the exhaust flow direction 24. Except for the end portion and the downstream end portion, flange portions 27a and 28a that are in contact with each other are integrally provided at the side end portions of both halves 27 and 28 so as to project outward. Thus, the first branch assembly outer pipe 17 ₁ is formed by welding the flange portions 27a and 28a that are in contact with each other.
[0017]
Moreover, the upstream ends of the first branch assembly outer pipe 17 ₁ along the exhaust flow direction 24 are closely fitted to the upstream ends of the branch pipe portions 22 ₁ and 22 ₂ in the first branch assembly inner pipe 16 ₁ . In the fitted state, the upstream end portion of the first branch assembly outer tube 17 _{1 and} the upstream end portions of the branch tube portions 22 ₁ , 22 ₂ in the first branch assembly inner tube 16 ₁ A plurality of locations along the direction, for example, two locations, are welded to each other by spot welding or beam contact.
[0018]
In addition, the upstream end portion of the first branch assembly outer pipe 17 ₁ is welded to the flange 15 by fillet welding or the like while being fitted to the first and second openings 21 ₁ and 21 ₂ of the flange 15. Therefore, when the flange 15 is fastened to the cylinder head 12, the first and second branch pipe portions 22 ₁ and 22 ₂ in the first branch assembly inner pipe 16 ₁ are connected to the first and second exhaust ports 20 ₁ and 20 _2. Will lead to individual.
[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 imaginary plane 30 perpendicular to the flange 15 at the central portion between the second and third exhaust port 20 _2, 20 _3, and the first branch set in pipe 16 ₁ and symmetrically.
[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 virtual plane 30.
[0021]
6 to 8 together, the common inner pipe 18 includes first and second connecting pipe portions 31 ₁ and 31 ₂ at the upstream end along the exhaust flow direction 24, and the exhaust flow A pair of halves 32 and 33 that can be divided along the direction 24 are connected to each other, and both halves 32 and 33 are formed by press forming of a steel plate.
[0022]
Except for the upstream ends of both connecting pipes 23 ₁ , 23 ₂ along the exhaust flow direction 24 and the downstream ends of the common pipe 18 along the exhaust flow direction 24 to connect both halves 32, 33. A fitting portion 32a for fitting a side end of the other half 33 of the two halves 32, 33 extends outwardly at a side end portion of the one half 32 of the both halves 32, 33, and the other half 33 is provided. It is provided integrally so as to extend to the side. Thus, due to the fitting of the side end of the other half 33 to the fitting portion 32a of one half 32, both halves 32, 33 are in a state in which their side ends overlap each other. A common inner pipe 18 is configured by welding the overlapped side ends to each other.
[0023]
On the other hand, the common outer pipe 19 has a shape substantially corresponding to the common inner pipe 18 and covers the common inner pipe 18, and a pair of halves 34 and 35 that can be divided along the exhaust flow direction 24 are provided. Combined with each other. Both halves 34 and 35 are respectively formed by press forming of steel plates, and in order to join both halves 34 and 35, the upstream end and the downstream of the common outer tube 19 along the exhaust flow direction 24. Except for the end portions, flange portions 34a and 35a that are in contact with each other are integrally provided at the side end portions of both halves 34 and 35 so as to project outward. Thus, the common outer tube 19 is formed by welding the flange portions 34a and 35a that are in contact with each other.
[0024]
The first and second connecting pipe portions 31 ₁ , 31 ₂ of the common inner pipe 18 include first and second collecting pipe portions 23 ₁ , 23 _{2 of} the first and second branch collecting inner pipes 16 ₁ , 16 ₂ . Each inserted. Moreover both the connecting tube portion 31 _1, 31 ₂ and is between both collector pipes 23 _1, 23 _2, the connecting tube portion 31 _1, 31 collector pipe portion 23 ₁ for _2, 23 _2, or bifurcation set in pipe 16 _1, 16 _The spacers 36 that allow the movement of ₂ are interposed, and these spacers 36 are formed by forming a metal net in a ring shape in order to have heat resistance.
[0025]
Further, the upstream end portion of the common outer pipe 19 along the exhaust flow direction 24 is fitted to the downstream ends of the first and second branch assembly outer pipes 17 ₁ and 17 ₂ , respectively. It is welded to the branch assembly outer pipes 17 ₁ and 17 ₂ . Further, the downstream end portion of the common inner tube 18 is closely fitted to the downstream end portion of the common outer tube 19 along the exhaust flow direction 24, and the common outer tube 19 and the common inner tube are fitted in the fitted state. The downstream end portions of 18 are welded to each other by spot welding, beam contact or the like at a plurality of locations along their circumferential direction.
[0026]
The upstream end of the catalytic converter 14 is connected to the downstream ends of the common inner pipe 18 and the common outer pipe that are coupled to each other in this manner. That is, the downstream end of the exhaust manifold 13 along the exhaust flow direction 24, that is, the downstream end of the common outer pipe 19 is fitted to the upstream end of the catalytic converter 14, and the common outer pipe 19 and the catalytic converter 14 are in this fitted state. Is welded around the entire circumference.
[0027]
To conclude the exhaust manifold 13 to the cylinder head 12, the first through fourth upper through hole 37 _1-37 ₄ arranged in order to substantially correspond to a position above the first to fourth exhaust ports 20 ₁ to 20 ₄ is together provided above the flange 15, the outer side than the first position below the exhaust port 20 _1, from below the first to fourth exhaust ports 20 ₁ to 20 ₄ of the lower position inter and fourth exhaust ports 20 ₄ also the first to fifth lower insertion holes 38 ₁ to 38 ₅ in sequential order to correspond to the outside is provided in the lower portion of the flange 15. The bolts 39 are inserted into the insertion holes 37 _{1 to} 37 ₄ and 38 _{1 to} 38 ₅ , respectively. The bolts 39, 39. The manifold 13 is fastened to the cylinder head 12.
[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 bolts 39 and 39 corresponding to the second and third upper insertion holes 37 ₂ and 37 _3. Slight depressions 41, 41 are provided. The common inner pipe 18 and the common outer pipe 19 is configured recessed downward to avoid the third lower insertion hole 38 _3.
[0029]
Further, an attachment boss 40 for attaching an O ₂ sensor (not shown) or the like is fixed to the common outer tube 19.
[0030]
Next, to explain the action of this embodiment, the first and second exhaust ports 20 _1, 20 exhaust gas from ₂ common inner pipe 18 from the first branch set in pipe 16 ₁ adjacent to each other and adjacent to each other third and fourth exhaust ports 20 _3, 20 exhaust gas from ₄ will be guided to a common inner pipe 18 from the second branch set in pipe 16 _2, a common inner pipe from the exhaust ports 20 ₁ to 20 ₄ The exhaust gas distribution up to 18 is relatively smooth, and can contribute to the improvement of the output performance of the four-cylinder engine E.
[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 inner pipe 18. Therefore, the shapes of the first and second branch assembly inner pipes 16 ₁ and 16 ₂ are simplified. Therefore, the shapes of the first and second branch assembly outer pipes 17 ₁ and 17 ₂ covering both the branch assembly inner pipes 16 ₁ and 16 ₂ are also simplified. The common inner tube 18 may be of a simple shape connected to the first and second branch assembly inner tubes 16 ₁ , 16 _2, and the shape of the common outer tube 19 covering the common inner tube 18 can be simplified. It is. As a result, it is possible to simplify the shape of the entire exhaust manifold 13 and to make it compact, and it is possible to increase the heat retention by relatively reducing the surface area of the exhaust manifold 13, that is, the heat radiation area.
[0032]
The downstream end of the common inner pipe 18 along the exhaust flow direction 24 is fixed to the common outer pipe 19 fixed to the flange 15 via the first and second branch assembly outer pipes 17 ₁ and 17 ₂ , and the upstream end is The first and second collecting pipe portions 23 ₁ , 23 _{2 of} the first and second branch collecting inner pipes 16 ₁ , 16 ₂ respectively fixed to the flange 15 are connected to the connecting pipe parts 31 ₁ , 31 of the common inner pipe 18. ₂ is inserted so as to be capable of relative movement, so that the difference in thermal expansion between the inner pipes 16 ₁ , 16 ₁ , 18 and the outer pipes 17 ₁ , 17 ₂ , 19 can be absorbed by the relative movement. Thus, it is possible to prevent an excessive load from acting on each of the inner pipes 16 ₁ , 16 ₁ , 18 due to the difference in thermal expansion. In addition, the spacers 36 and 36 can seal the connecting portions between the first and second collecting pipe portions 23 ₁ and 23 ₂ and the connecting pipe portions 31 ₁ and 31 _2, and the exhaust gas is contained in the inner pipes 16 ₁ and 16 _1.
, 18 and the outer pipes 17 ₁ , 17 ₂ , 19 do not leak. By the way, the first and second branch assembly inner pipes 16 ₁ , 16 ₂ and the common inner pipe 18 are configured by welding a pair of halves 25, 26; 32, 33 that can be divided along the exhaust flow direction 24. The first and second branch assembly outer pipes 17 ₁ and 17 ₂ and the common outer pipe 19 are configured by welding a pair of halves 27 and 28; 34 and 35 that can be divided along the exhaust flow direction 24, respectively. Therefore, each of the inner pipes 16 ₁ , 16 ₁ , 18 and the outer pipes 17 ₁ , 17 ₂ , 19 can be formed by pressing a pair of halves 25, 26; 32, 33; 27, 28; Each of the inner pipes 16 ₁ , 16 ₁ , 18 can be easily assembled by covering them with the outer pipes 17 ₁ , 17 ₂ , 19, respectively.
[0033]
In addition, since the side ends of the pair of halves 25, 26; 32, 33 constituting the first and second branch assembly inner pipes 16 ₁ , 16 ₂ and the common inner pipe 18 are welded to overlap each other. It is possible to keep the amount of projection of the connecting portions of the inner pipes 16 ₁ , 16 ₂ , 18 to the outer pipes 17 ₁ , 17 ₂ , 19 side relatively small, and the outer pipes 17 ₁ , 17 ₂ , It is possible to improve the heat retaining performance by setting a sufficient gap between the outer pipes 17 ₁ , 17 ₂ , 19 and the inner pipes 16 ₁ , 16 ₂ , 18 while avoiding the increase in size of 19.
[0034]
Furthermore the top of the flange 15, the first through fourth upper through hole 37 _1-37 ₄ are provided so as to substantially correspond to the upper position of the exhaust ports 20 ₁ to 20 _4, a first lower position of the exhaust port 20 ₁ First to fifth lower insertion holes arranged in order corresponding to the outside, between the lower positions of the _{first to} fourth exhaust ports 20 _{1 to} 20 ₄ and to the outer side of the lower position of the fourth exhaust port 20 _4. 38 _1-38 ₅ is provided in the lower portion of the flange 15, the insertion holes 37 ₁ to 37 _4, 38 ₁ to 38 ₅ on the bolt 39 ... flange 15 in which are inserted respectively, are fastened to the cylinder head 12. During the fastening operation with such bolts 39..., The first and second branch assembly inner pipes 16 ₁ and 16 ₂ and the first and second branch assembly outer pipes 17 ₁ and 17 ₂ are connected to the second and fourth lower insertion holes. 38 _2, 38 ₄ are respectively configured to raised features upward to avoid, by common inner pipe 18 and the common outer pipe 19 is formed in a shape recessed downward to avoid the third lower insertion hole 38 ₃ , first, without being obstructed by the second branch set outer tube 17 _1, 17 ₂ and the common outer pipe 19, the lower through hole 38 _2, 38 _3, 38 volts 39 ... operation can and will corresponding to _4, the flange The operation of the bolts 39 can be facilitated while avoiding the increase in size of the bolts 15.
[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 outer tube 19 in the exhaust manifold 13 is directly welded to the catalytic converter 14, but flange portions 34 a and 35 a are provided at the downstream end portion of the common outer tube 19. The exhaust manifold 13 may be flange-coupled to the catalytic converter 14 by welding a flange fitted with a non-existing portion to the common outer tube 19.
[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 ... Cylinder head 13 ... Exhaust manifold 15 ... Flange 16 ₁ , 16 ₂ ... Branch assembly inner pipe 17 ₁ , 17 ₂ ... Branch assembly outer pipe 18 ... Common inner pipe 19 .. Common outer pipes 20 _{1 to} 20 _4, exhaust ports 22 _{1 to} 22 _4, branch pipe parts 23 ₁ , 23 _2, collecting pipe parts 24, exhaust flow directions 25, 26, 27, 28,32,33,34,35 ... halves 31 _1, 31 ₂ ... connecting tube portion 36 ... spacer 37 _1-37 ₄ ... upper insertion holes 38 ₁ to 38 ₅ ... lower Insertion hole E ... 4-cylinder engine

Claims

４気筒エンジン（Ｅ）のシリンダヘッド（１２）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（２０₁〜２０₄）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（１２）に締結されるフランジ（１５）と、第１および第２排気ポート（２０₁，２０₂）に個別に通じて前記フランジ（１５）に固着される第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第１分岐集合内管（１６₁）と、第３および第４排気ポート（２０₃，２０₄）に個別に通じて前記フランジ（１５）に固着される第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第２分岐集合内管（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集合管部（２３₁，２３₂）をそれぞれ接続せしめる第１および第２接続管部（３１₁，３１₂ ）を排気流通方向（２４）に沿う上流端に有する共通内管（１８）と、該共通内管（１８）を覆う共通外管（１９）とを備え、前記排気流通方向（２４）に沿う第１および第２分岐集合外管（１７₁，１７₂）の上流端が第１および第２分岐集合内管（１６₁，１６₂）にそれぞれ固着され、前記排気流通方向（２４）に沿う第１および第２分岐集合外管（１７₁，１７₂）の下流端と前記共通内管（１８）の下流端とが前記共通外管（１９）に固着され、前記両接続管部（３１₁，３１₂）と、それらの接続管部（３１₁，３１₂）内に挿入される第１および第２分岐集合内管（１６₁，１６₂）との間に、両接続管部（３１₁，３１₂）に対する第１および第２分岐集合内管（１６₁，１６₂）の相対移動を許容する無端状のスペーサ（３６）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（１６ ₁ ，１６ ₂ ）および共通内管（１８）と、前記第１、第２分岐集合外管（１７ ₁ ，１７ ₂ ）および共通外管（１９）とは、前記排気流通方向（２４）に沿って分割可能な一対の半体（２５，２６；３２，３３；２７，２８；３４，３５）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（１６ ₁ ，１６ ₂ ）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）は、それらの半体（２５，２６；３２，３３）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（１７ ₁ ，１７ ₂ ）および共通外管（１９）をそれぞれ構成する一対の半体（２７，２８；３４，３５）は、シリンダヘッド（１２）に締結されるフランジ（１５）のボルト位置と干渉しない位置に、それらの半体（２５，２６；３２，３３）の側端から張出すようにして設けられたフランジ部（２７ａ，２８ａ；３４ａ，３５ａ）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（１６ ₁ ，１６ ₂ ；１７ ₁ ，１７ ₂ ）を構成するそれぞれ一対の半体（２５，２６；２７，２８）の下流端の溶接位置は、共通内外管（１８；１９）を構成するそれぞれ一対の半体（３２，３３；３４，３５）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４気筒エンジンの排気マニホールド。4 arranged in order on the cylinder head (12) of the cylinder engine (E) is connected to the first to fourth exhaust port is caused to open (20 ₁ to 20 _4), the four-cylinder engine configured in a double pipe structure In the exhaust manifold, first and second flanges (15) fastened to the cylinder head (12) and first and second exhaust ports (20 ₁ , 20 ₂ ) are individually connected to the flange (15). A first branch assembly inner pipe (16 ₁ ) in which the second branch pipe sections (22 ₁ , 22 ₂ ) are connected in common to the first collection pipe section (23 ₁ ), and third and fourth exhaust ports (20 _3). , 20 ₄ ) and the third and fourth branch pipe parts (22 ₃ , 22 ₄ ) individually connected to the flange (15) and connected in common to the second collecting pipe part (23 ₂ ). 2 bifurcation set in pipe (16 _2), first and second minute A set inner tube (16 _1, 16 ₂₎ the first and second branch set outer tube respectively cover (17 _1, 17 _2), allowed to connect the first and second collector pipe section (23 _1, 23 _2), respectively A common inner pipe (18) having first and second connecting pipe portions (31 ₁ , 31 ₂ ) at the upstream end along the exhaust flow direction (24), and a common outer pipe (19) covering the common inner pipe (18) ), And the upstream ends of the first and second branch assembly outer pipes (17 ₁ , 17 ₂ ) along the exhaust flow direction (24) are the first and second branch assembly inner pipes (16 ₁ , 16 ₂ ). The downstream ends of the first and second branch assembly outer pipes (17 ₁ , 17 ₂ ) and the downstream end of the common inner pipe (18) along the exhaust flow direction (24) are respectively connected to the common outer pipe. (19), both the connecting pipe parts (31 ₁ , 31 ₂ ) and their connecting pipe parts (31 ₁ , 31 _2). ) Between the first and second branch assembly inner pipes (16 ₁ , 16 ₂ ) inserted into the first and second branch assembly inner pipes (16 ₁ , 31 ₂ ). ₁ , 16 ₂ ) endless spacers (36) allowing relative movement are interposed, respectively , and the first and second branch assembly inner pipes (16 ₁ , 16 ₂ ) and the common inner pipe (18). The first and second branch assembly outer pipes (17 ₁ , 17 ₂ ) and the common outer pipe (19) are a pair of halves (25, 26) that can be divided along the exhaust flow direction (24). 32, 33; 27, 28; 34, 35) are welded, respectively, and a pair constituting the first and second branch assembly inner pipes (16 ₁ , 16 ₂ ) and the common inner pipe (18), respectively. Half halves (25, 26; 32, 33) are the lateral ends of those halves (25, 26; 32, 33) And a pair of halves (27, 28; 34, 35) that respectively constitute the first and second branch assembly outer pipes (17 ₁ , 17 ₂ ) and the common outer pipe (19). ) Are provided so as to project from the side ends of the half bodies (25, 26; 32, 33) at positions that do not interfere with the bolt positions of the flange (15) fastened to the cylinder head (12). The flange portions (27a, 28a; 34a, 35a) are welded in contact with each other, and the first and second branch assembly inner and outer pipes (16 ₁ , 16 ₂ ; 17 ₁ , 17 ₂ ), the welding positions of the downstream ends of the pair of halves (25, 26; 27, 28) are respectively a pair of halves constituting the common inner and outer pipes (18; An exhaust manifold for a four-cylinder engine, wherein the exhaust manifold is formed so as to be shifted from the welding position at the upstream end of the body (32, 33; 34, 35) .

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）が前記フランジ（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）が前記フランジ（１５）の下部に設けられ、前記各挿通孔（３７₁〜３７₄；３８₁〜３８₅）の軸線に沿う方向から見た状態で、各分岐集合内管（１６₁，１６₂）および各分岐集合外管（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ることを特徴とする請求項１記載の４気筒エンジンの排気マニホールド。First to fourth upper insertion holes (37 _{1 to} 37 ₄ ) are provided in the upper portion of the flange (15) so as to be arranged in order corresponding to the upper positions of the _{first to} fourth exhaust ports (201 to 20 ₄ ). together is, outward from the lower position of the first exhaust port (20 _1), from the lower position of the first to fourth exhaust port (20 ₁ to 20 ₄₎ of the lower position inter and fourth exhaust port (20 ₄₎ Also, first to fifth lower insertion holes (38 _{1 to} 38 ₅ ) arranged in order corresponding to the outside are provided at the lower part of the flange (15), and the insertion holes (37 _{1 to} 37 ₄ ; 38 _1). ˜38 ₅ ), viewed from the direction along the axis, each branch assembly inner pipe (16 ₁ , 16 ₂ ) and each branch assembly outer pipe (17 ₁ , 17 ₂ ) are connected to the second and fourth lower insertion holes ( 38 _2, 38 ₄₎ each configured to raised features upward to avoid the Is, four-cylinder engine according to claim 1, wherein the common inner pipe (18) and a common outer pipe (19) is configured in a shape recessed downward to avoid the third lower insertion hole (38 ₃₎ Exhaust manifold.