JPH07224649A - 排気マニホルド構造 - Google Patents

排気マニホルド構造

Info

Publication number
JPH07224649A
JPH07224649A JP1616094A JP1616094A JPH07224649A JP H07224649 A JPH07224649 A JP H07224649A JP 1616094 A JP1616094 A JP 1616094A JP 1616094 A JP1616094 A JP 1616094A JP H07224649 A JPH07224649 A JP H07224649A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pipe
exhaust gas
outer pipe
branch pipe
branch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1616094A
Other languages
English (en)
Inventor
Mitsunori Teramura
光功 寺村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP1616094A priority Critical patent/JPH07224649A/ja
Publication of JPH07224649A publication Critical patent/JPH07224649A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/08Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/08Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • F01N13/10Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of exhaust manifolds
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/14Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having thermal insulation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/14Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having thermal insulation
    • F01N13/141Double-walled exhaust pipes or housings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)
  • Joints Allowing Movement (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 二重管からなる分岐管と集合部の熱膨張率が
異なる場合でも、分岐管と集合部とを接合する溶接部に
熱応力による亀裂が発生するのを防止する。 【構成】 分岐管20の内管22と外管24とを軸方向
に相対移動可能とし、内管22の下流端を外管24より
も突出させ、外管24から突出した内管22の外周面と
集合部30の内壁面との間に排気ガス流入制限手段40
を設け、外管24が挿入される集合部30の端面と外管
24の外周面とを溶接部42により接合する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の排気マニホ
ルドの構造に関し、とくに二重管からなる分岐管を介し
て排気ガスを集合部に導く排気マニホルドの構造に関す
る。
【0002】
【従来の技術】排気マニホルドは、エンジン本体の各燃
焼室から排出される排気ガスを一つにまとめて排気管に
送る役割をするものであり、上流側が複数の分岐管から
構成され、下流側が集合部から構成されている。従来か
ら分岐管をステンレス鋼からなる二重管とし、集合部を
鋳物とする排気マニホルドは知られている。分岐管を二
重管とするのは、排気ガスの温度の低下を抑えて触媒床
温を高くし排気ガスの浄化性能を向上させるためであ
り、集合部を鋳物とするのは排気通路の形状を滑らかに
し排気圧損および放射音の低減を図るためである。
【0003】分岐管の下流端部を鋳物からなる集合部に
挿入し、分岐管が挿入される集合部の端面と分岐管の外
周面とを溶接によって接合する技術は、たとえば特開昭
63−170515号公報に開示されている。分岐管を
二重管から構成した場合は、集合部に挿入された外管の
外周面が集合部の端面と溶接される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、二重管からな
る分岐管をステンレス鋼から構成し、集合部を鋳物から
構成した場合は、各部材の熱膨張率が異なることから溶
接部に過大な熱応力が作用するという問題がある。すな
わち、溶接部が排気ガスによって加熱されることによ
り、溶接部における外管と集合部との熱膨張差が大とな
り、溶接部に作用する熱応力が過大となる。そのため、
溶接部に亀裂が生じるおそれがある。
【0005】本発明は、二重管からなる分岐管と集合部
の熱膨張率が異なる場合でも、分岐管と集合部とを接合
する溶接部への排気ガスの流れを制限することにより、
溶接部に熱応力による亀裂が発生するのを防止すること
が可能な排気マニホルド構造を提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の排気マニホルド構造は、エンジン本体から排出される
排気ガスが流れる分岐管を内管と外管とからなる金属製
の二重管から構成し、該分岐管の下流端部を、分岐管と
熱膨張率が異なる部材からなる集合部に挿入し、該集合
部と分岐管とを溶接により接続した排気マニホルドにお
いて、前記分岐管の内管と外管とを軸方向に相対移動可
能とし、前記内管の下流端を外管よりも突出させ、外管
から突出した内管の外周面と集合部の内壁面との間に排
気ガス流入制限手段を設け、外管が挿入される集合部の
端面と外管の外周面とを全周溶接したものから成る。
【0007】
【作用】本発明に係る排気マニホルド構造においては、
分岐管の内管に排気ガスが流れるので、内管の温度は高
くなり内管の熱膨張量は大となる。外管は、内管の外周
に位置するため、内管に比べて温度上昇が著しく小に抑
えられ、熱膨張量も小となる。内管と外管は、軸方向に
相対移動可能となっているので、内管の熱膨張量が外管
よりも大であっても、外管に対して内管を軸方向に逃が
すことが可能となる。そのため、熱膨張量の小さい外管
を集合部に溶接しても、溶接部には外管の全長にわたる
熱膨張による大きな熱応力は生じない。また、内管の下
流端部には、排気ガス流入制限手段が設けられているの
で、内管の下流端から集合部内に排出された排気ガス
は、内管と外管との間に進入することができず、排気ガ
スが溶接部側に向うことが制限される。そのため、溶接
部が排気ガスによって著しく加熱されることはなくな
る。したがって、溶接部における外管と集合部との熱膨
張差は極めて小さなものとなり、熱応力に起因する溶接
部の亀裂発生が防止される。
【0008】
【実施例】図1および図2は本発明の第1実施例を示し
ており、図3は本発明の第2実施例を示している。はじ
めに、各実施例にわたって共通な構成、作用を第1実施
例の図1および図2を参照して説明する。ただし、共通
構成部分には各実施例にわたって同一符号を使用してい
る。
【0009】第1実施例 図1および図2は、4気筒エンジンに適用される排気マ
ニホルドを示している。図2に示すように、排気マニホ
ルド2は大別すると、フランジ部10、分岐管20、集
合部30とから構成されている。フランジ部10は、図
示しないシリンダヘッドに締結される。フランジ部10
には、シリンダヘッドの各排気通路から排出される排気
ガスGを集合部30に導く4本の分岐管20が接続され
ている。
【0010】分岐管20は、内管22と外管24とから
なる二重管から構成されている。内管22および外管2
4は、耐熱性および耐食性を有するステンレス鋼から構
成されている。内管22と外管24との間には、周方向
に延びる保持部材29が設けられている。保持部材29
は、たとえばワイヤ状のステンレス鋼をプレス成形によ
ってリング状に押し固めたワイヤメッシュリングから構
成されている。これにより、内管22と外管24は所定
の間隔をもって配置される。内管22は、外管24に対
して軸方向に相対移動可能なフローティング構造となっ
ている。保持部材29は、軸方向に移動可能となってい
る。内管22の肉厚は、外管24の肉厚よりも小となっ
ている。これは、肉厚の薄肉化によって内管22の熱容
量を低減するためである。
【0011】外管24の上流端部は、フランジ部10と
溶接によって接続されている。分岐管20の下流側に位
置する集合部30は、分岐管20とは熱膨張率の異なる
部材である鋳物としての鋳鉄又は鋳鋼から構成されてい
る。集合部30を鋳物としているのは、集合部30は各
分岐管20からの排気ガスGを1つに集合させるもので
あり、鋼板を溶接によって接合する構造に比べて流路の
形状を滑らかにでき、排気圧損や放射音を低減すること
がてきるからである。集合部30には、各分岐管20が
挿入される複数の接続穴32と、図示しない排気管が挿
入される排出穴34が形成されている。
【0012】集合部30の接続穴32には、分岐管20
の下流端部が挿入されている。接続穴32に挿入された
外管24の下流端部の外周面は、集合部30の端面36
と全周溶接部42によって接続されている。内管22の
下流端は、外管24の下流端よりも突出している。外管
24から突出した内管22の外周面22aと、集合部3
0の接続穴32の内壁面32aとの間には、周方向に延
びる排気ガス流入制限手段としてのガスケット40が設
けられている。ガスケット40は、たとえば上述したワ
イヤメッシュリングから構成されている。ガスケット4
0は、集合部30内に排出された排気ガスGが内管22
と外管24との間を介して溶接部42側に流れるのを制
限する機能を有している。ガスケット40は、軸方向に
移動可能となっている。
【0013】内管22の下流端部には、半径方向外方に
膨出する複数の突起27a、27b、27cが形成され
ている。各突起27a、27b、27cの先端は、外管
24の内周面に対して非接触となっている。ガスケット
40は、最下流側の突起27aとそれに隣接する突起2
7bとの間に位置している。ガスケット40は、両側に
位置する各突起27a、27bにより軸方向の過度の動
きが阻止されている。保持部材29もガスケット40の
上流側に位置する突起27bとさらに上流側に位置する
突起27cにより軸方向の過度の動きが阻止されてい
る。
【0014】つぎに、各実施例にわたって共通な作用
を、図1および図2を参照して説明する。エンジン本体
(図示略)の燃焼室から排出される排気ガスGは、シリ
ンダヘッド(図示略)の排気通路を介して排気マニホル
ド2に排出される。排気マニホルド2に流入した排気ガ
スGは、各分岐管20の内管22の内側を通って集合部
30に導かれる。そのため、内管22の温度は排気ガス
Gからの受熱によって高くなり、内管22はとくに軸方
向に熱膨張する。この場合は、内管22は外管24に対
して軸方向に移動可能となっているので、外管24に対
して内管22を軸方向に逃がすことが可能となる。
【0015】内管22と外管24とは、保持部材29に
よって一定間隔に維持されるので、内管22と外管24
との間には空気層Aが形成され、内管22から外管24
への熱放射が低減される。そのため、外管24は内管2
2に比べて温度上昇も小さく、軸方向の熱膨張量も小と
なる。したがって、熱膨張量の小さな外管24をフラン
ジ部10および集合部30に溶接しても、溶接部30に
は外管24の全長にわたる熱膨張による大きな熱応力は
生じない。また、内管22から外管24への熱放射が低
減されることから、排気ガスGの温度の低下を抑えら
れ、冷間時における触媒の活性化が促進され、排気ガス
Gの浄化性能が高められる。
【0016】内管22の下流端部には、ガスケット40
が設けられているので、内管22の下流端から集合部3
0内に排出された排気ガスGは、内管22と外管24と
の間に進入することができず、排気ガスGが溶接部42
側に向うことが阻止される。そのため、溶接部42が排
気ガスGによって著しく加熱されることはなくなる。し
たがって、溶接部42における外管24と集合部30と
の熱膨張量の差は極めて小さなものとなり、熱応力に起
因する溶接部42の亀裂発生が防止される。
【0017】第2実施例 図3は、本発明の第2実施例を示している。第1実施例
では、第2実施例と共通な構成および作用を説明したの
で、ここでは第2実施例に特有な構成、作用のみを説明
する。
【0018】図3に示すように、集合部30の内壁面3
8には、断熱材50がコートされている。断熱材50
は、集合部30内へ流入した排気ガスGの熱が集合部3
0に大量に奪われるのを抑制する機能を有している。こ
のように構成された第2実施例においては、集合部30
の内壁面38が断熱材50によって被覆されるので、集
合部30に流入する排気ガスGの集合部30への伝熱量
が小となり、排気ガスGの温度の低下が抑えられる。
【0019】そのため、第1実施例よりもさらに冷間時
における触媒の活性化を促進でき、排気ガスGの浄化性
能が高められる。また、集合部30への伝熱量が小とな
ることから、溶接部42の温度を第1実施例の場合より
も低下させることも可能となる。したがって、溶接部4
2における外管24と集合部30との熱膨張量の差をさ
らに小とすることができ、熱応力に起因する溶接部42
の亀裂発生が確実に防止される。前記した実施例の他、
排気ガス流入制限手段としては、分岐管20の内管22
の集合部30側の先端部近傍に集合部30の内側に接す
る突起を形成したり、あるいは集合部30の内側にも突
起を設け、分岐管20の内管22側の突起とにより迷路
を形成して、溶接部42への排気ガスの流入を制限する
ようにしてもよい。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、分岐管の内管と外管と
を軸方向に相対移動可能とし、内管の下流端を外管より
も突出させ、外管から突出した内管の外周面と集合部の
内壁面との間に排気ガス流入制限手段を設け、外管が挿
入される集合部の端面と外管の外周面とを全周溶接した
ので、集合部内に排出された排気ガスが内管と外管との
間に進入することを制限することができ、排気ガスによ
る溶接部の加熱を著しく抑制することができる。したが
って、溶接部における外管および集合部との熱膨張差を
極めて小とすることができ、熱応力に起因する溶接部の
亀裂発生を防止することができる。その結果、溶接部の
亀裂発生による排気ガス漏れを確実に回避することがで
きる。また、溶接部に発生する熱応力を小さくすること
ができることから、接合強度を高めるための入念な溶接
を施す必要がなくなり、溶接材料費を低減することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る排気マニホルド構造
の要部拡大断面図である。
【図2】図1の排気マニホルドの全体斜視図である。
【図3】本発明の第2実施例に係る排気マニホルド構造
の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
2 排気マニホルド 20 分岐管 22 内管 24 外管 30 集合部 40 排気ガス流入制限手段としてのガスケット 42 溶接部 50 断熱材

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジン本体から排出される排気ガスが
    流れる分岐管を内管と外管とからなる金属製の二重管か
    ら構成し、該分岐管の下流端部を、分岐管と熱膨張率が
    異なる部材からなる集合部に挿入し、該集合部と分岐管
    とを溶接により接続した排気マニホルドにおいて、前記
    分岐管の内管と外管とを軸方向に相対移動可能とし、前
    記内管の下流端を外管よりも突出させ、外管から突出し
    た内管の外周面と集合部の内壁面との間に排気ガス流入
    制限手段を設け、外管が挿入される集合部の端面と外管
    の外周面とを全周溶接したことを特徴とする排気マニホ
    ルド構造。
JP1616094A 1994-02-10 1994-02-10 排気マニホルド構造 Pending JPH07224649A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1616094A JPH07224649A (ja) 1994-02-10 1994-02-10 排気マニホルド構造

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1616094A JPH07224649A (ja) 1994-02-10 1994-02-10 排気マニホルド構造

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07224649A true JPH07224649A (ja) 1995-08-22

Family

ID=11908765

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1616094A Pending JPH07224649A (ja) 1994-02-10 1994-02-10 排気マニホルド構造

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07224649A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09280046A (ja) * 1996-04-15 1997-10-28 Yutaka Giken Co Ltd エンジンの排気管構造
WO2006019286A1 (en) * 2004-08-20 2006-02-23 Sejong Industrial Co., Ltd. Front muffler
JP2010144523A (ja) * 2008-12-16 2010-07-01 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気マニホールド
US8341953B2 (en) 2008-11-25 2013-01-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust manifold
US8359846B2 (en) 2008-11-25 2013-01-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust manifold

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09280046A (ja) * 1996-04-15 1997-10-28 Yutaka Giken Co Ltd エンジンの排気管構造
WO2006019286A1 (en) * 2004-08-20 2006-02-23 Sejong Industrial Co., Ltd. Front muffler
CN100392215C (zh) * 2004-08-20 2008-06-04 世钟工业株式会社 前***
US8341953B2 (en) 2008-11-25 2013-01-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust manifold
US8359846B2 (en) 2008-11-25 2013-01-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust manifold
JP2010144523A (ja) * 2008-12-16 2010-07-01 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気マニホールド

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5761905A (en) Exhaust manifold
JP5340416B2 (ja) タービンハウジングとベアリングハウジングとの接続配置及びエグゾーストターボチャージャ
US5784881A (en) Multi-part exhaust manifold assembly with welded connections
EP0648922A1 (en) Patterned air gap engine exhaust conduit
US6122911A (en) Exhaust manifold pipe weld assembly
EP1091101B1 (en) Exhaust pipe assembly of two-passage construction
US5014510A (en) Exhaust system, particularly for two-stroke cycle internal combustion engines
JP3204011B2 (ja) エンジンの二重排気管
JPH07224649A (ja) 排気マニホルド構造
JPH0742547A (ja) 車両排気系用二重管
JP3736894B2 (ja) エンジンの排気管構造
JPS5821092B2 (ja) 内燃機関の排気ポ−トライナ装置
JP2001263054A (ja) 排気管
JPH08277995A (ja) 二重排気管
JP2019085949A (ja) タービンハウジング
JPH08218861A (ja) 内燃機関の排気管継手構造
JP3404477B2 (ja) 触媒コンバータ
JPH1018839A (ja) 二重管排気マニホールド
JP3716031B2 (ja) 触媒装置用メタル担体
JPH08277711A (ja) 二重管一体型フレキシブルチューブ
JP3275523B2 (ja) エンジンの排気管
JP3802206B2 (ja) 二重管式排気マニホルドの内管
JPH0541223Y2 (ja)
JPH06212967A (ja) 断熱性に優れた管セグメント
JPH08334017A (ja) エンジンの二重排気管