(57)【要約】【課題】エキゾーストマニホールドにおいて、冷間始動時の触媒の暖機特性とエンジンの高速・高負荷時の触媒の温度とを両立させること。【解決手段】複数気筒のエンジン２からの排気を集合させて排出するエキゾーストマニホールド１において、エンジン２の高速・高負荷時に壁面の温度分布が高くなる領域となる分岐管３１〜３４の上流側パイプ３ａを二重管構造とし、分岐管３１〜３４の下流側パイプ３ｂおよび集合管５を単管構造とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数気筒のエンジンからの排気を集合させて排出するエキゾーストマニホールドであって、
エンジンの高速・高負荷時に壁面の温度分布が高くなる領域を単管構造とし、それ以外領域を二重管構造にしたことを特徴とするエキゾーストマニホールド。
【請求項２】
請求項１に記載のエキゾーストマニホールドにおいて、
前記単管構造の外表面は、高輻射率のコート材で覆われていることを特徴とするエキゾーストマニホールド。
【請求項３】
請求項１または２に記載のエキゾーストマニホールドにおいて、
複数の分岐管の一端がエンジンの各気筒に接続される一方で他端が共通の集合管内に寄せ集められ、ここから内部に触媒を収容した触媒ケースを介して排気管に接続されることを特徴とするエキゾーストマニホールド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数気筒のエンジンからの排気を集合させて排出するエキゾーストマニホールドに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンを搭載した車両において、始動暖機時、エンジンの排気ガスの熱エネルギーが小さいため、できるだけエキゾーストマニホールドに熱が逃げないようにする必要がある。
【０００３】
これを達成するものとして、たとえば、特許文献１にて開示されているように、触媒の始動暖機を早めるため、パイプを二重に構成し、内外二重のパイプ間の空間を断熱層とした完全二重管エキゾーストマニホールドがある。
【特許文献１】特開２０００−８７７４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、完全二重管エキゾーストマニホールドにおいては、冷間始動時の触媒の暖機性は大きく向上するが、エンジンの高速・高負荷時には、触媒に入る排気ガスの温度が高くなりすぎる。これに伴って、触媒の温度も高くなりすぎる。これは、完全二重管エキゾーストマニホールドの保温特性が強すぎるからである。
【０００５】
そこで、冷間始動時の触媒の暖機特性とエンジンの高速・高負荷時の触媒の温度とを両立させる必要がある。
【０００６】
本発明は、上記技術的課題に鑑みてなされたもので、冷間始動時の触媒の暖機特性とエンジンの高速・高負荷時の触媒の温度とを両立させ得るエキゾーストマニホールドの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明にかかるエキゾーストマニホールドは、複数気筒のエンジンからの排気を集合させて排出するエキゾーストマニホールドであって、エンジンの高速・高負荷時に壁面の温度分布が高くなる領域を単管構造とし、それ以外の領域を二重管構造にしたものである。
【０００８】
上記構成によれば、エキゾーストマニホールドの保温性と放熱性とのバランスをとり、冷間始動時の触媒の暖機性向上とエンジンの高速（高回転）・高負荷時の触媒劣化防止を両立できる。
【０００９】
好ましくは、前記単管構造の外表面は、高輻射率のコート材で覆われている。
【００１０】
このように、単管構造の外表面を高輻射率のコート材で覆うことにより、上記のように、単に部分的に二重管とした場合に比して、エンジンの高速・高負荷時の放熱が輻射効果でさらに大きくなる。したがって、部分二重管と同じ放熱性を確保した場合、輻射による放熱増加分だけ二重管領域を広くでき、始動暖機時の保温特性をより高くできる。
【００１１】
なお、上記エキゾーストマニホールドにおいては、複数の分岐管の一端がエンジンの各気筒に接続される一方で他端が共通の集合管内に寄せ集められ、ここから内部に触媒を収容した触媒ケースを介して排気管に接続される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、冷間始動時の触媒の暖機特性とエンジンの高速・高負荷時の触媒の温度とを両立させ得るエキゾーストマニホールドの提供が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の実施の形態にかかるエキゾーストマニホールドの構成を示す図、図２は図１の矢印Ａ方向から視た断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。これらの図に示す例では、本発明を４気筒エンジンに適用した例を示している。
【００１５】
図１を参照して、本実施の形態にかかるエキゾーストマニホールド１は、図示しないガスケットを介してエンジン２に締結され、ステンレス鋼などの同一の材料からなる４つの分岐管３１，３２，３３，３４を備えている。
【００１６】
各分岐管３１〜３４は、一端が共通のフランジ４によってエンジン２の各気筒に接続される一方で他端が共通の集合管５内に寄せ集められ、ここから内部に触媒６を収容した触媒ケース７を介して排気管８に接続される。すなわち、本エキゾーストマニホールド１は、フランジ４、分岐管３１〜３４、集合管５および触媒ケース７をそれぞれ溶接にて一体に構成される。
【００１７】
また、各分岐管３１〜３４においては、図２に示すように、エンジン２の各気筒に接続される方の上流側パイプ３ａが二重管構造とされ、集合管５内に寄集められる方の下流側パイプ３ｂを単管構造とされており、二重管構造の上流側パイプ３ａが単管構造の下流側パイプ３ｂ内に嵌め込まれている。上流側パイプ３ａは、内外二重のパイプ間の空間を断熱層としている。一方、下流側パイプ３ｂの集合管５から突出した部分の外表面は、図１および図２に示すように、高輻射率のコート材９で覆われている。なお、図２においては、分岐管３１のみが示されている。
【００１８】
集合管５は、図３に示すように、単管構造を有しており、内部に十字状プレート１０が嵌め込まれている。この十字状プレート９と集合管５の内壁面で区画される４つの空間内には、各分岐管３１〜３４の下流側パイプ３ｂが収容され、十字状プレート１０に溶接されて集合管５に組み付けられる。また、集合管５の外表面は、上記の下流側パイプ３ｂの集合管５から突出した部分の外表面上と同様に、高輻射率のコート材９で覆われている。
【００１９】
触媒６は、図１に示すように、触媒マット１１を介して触媒ケース７内に圧入保持されている。
【００２０】
高輻射率のコート材９は、二酸化マンガン、酸化鉄、酸化コバルト、酸化銅などの酸化物と、アルミナ珪酸ガラス、ソーダ鉛ガラス、バリウムガラス、高鉛ガラスなどの低融点高膨張ガラスとの組成物からなる。
【００２１】
上記構成において、分岐管３１〜３４の一端がエンジン２の各気筒に接続される一方で他端が共通の集合管５内に寄せ集められ、ここから内部に触媒６を収容した触媒ケース７を介して排気管８に接続されることによって、エンジン２の各気筒からの排気ガスが集合して排出される。
【００２２】
このとき、エンジン２の高速・高負荷時に壁面の温度分布が高くなる領域となる分岐管３１〜３４の上流側パイプ３ａを二重管構造とし、分岐管３１〜３４の下流側パイプ３ｂおよび集合管５を単管構造としているので、完全二重管エキゾーストマニホールドと単管エキゾーストマニホールドの保温性および放熱性を要求に応じてバランスをとることができる。このように、エキゾーストマニホールド１の保温性と放熱性とのバランスがとれることにより、冷間始動時の触媒６の暖機性向上とエンジン２の高速（高回転）・高負荷時の触媒劣化防止を両立できる。
【００２３】
また、上記の単管構造を有する集合管５および分岐管３１〜３４の下流側パイプ３ｂの集合管５から突出した部分の各外表面を高輻射率のコート材９で覆うことにより、上記のように、単に部分的に二重管とした場合に比して、エンジン２の高速・高負荷時の放熱が輻射効果でさらに大きくなる。したがって、部分二重管と同じ放熱性を確保した場合、輻射による放熱増加分だけ二重管領域を広くでき、始動暖機時の保温特性をより高くできる。
【００２４】
さらに、始動時の触媒６の暖機が早いので、炭化水素の排出を低減できるとともに、高速・高負荷領域のエンジン２の空燃比を理論空燃比で運転できるので、燃費が向上するのみならず、排気ガスをクリーンにできるという波及効果も生じる。
【００２５】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本明細書に添付の特許請求の範囲内での種々の設計変更および修正を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態にかかるエキゾーストマニホールドの構成を示す図である。
【図２】図１の矢印Ａ方向から視た断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  エキゾーストマニホールド
２  エンジン
３１〜３４  分岐管
３ａ  上流側パイプ
３ｂ  下流側パイプ
５  集合管
６  触媒
７  触媒ケース
８  排気管
９  コート材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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