(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
４気筒エンジンの第１から第４排気ポートに接続された枝管部を集合させた集合管部に排気管を接続し、第１から第４排気ポートから排気される排気ガスを排気管に送るエギゾーストマニホルドにおいて、
前記第１から第４排気ポートからの排気順序が第１、第３、第４、第２で、
前記第２及び第３排気ポートに連通した前記枝管部内に、前記第２及び第３排気ポートにそれぞれ連通した仕切管を前記枝管部内から前記集合管部内に達するまで設け、前記仕切管は前記集合管部内で開口されていることを特徴とするエギゾーストマニホルド。
【請求項２】
前記枝管部は、前記第１排気ポート、前記第２及び第３排気ポート、前記第４排気ポートにそれぞれ連通したことを特徴とする請求項１に記載のエギゾーストマニホルド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、４気筒エンジンの各排気ポートから排気される排気ガスを集合させて排気管に送るエギゾーストマニホルドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、図７に示すように、エンジン１００から排出される排気ガスは、エギゾーストマニホルド１０１、排気管１０２を介して触媒コンバータ１０３に送られ、触媒コンバータ１０３内の触媒により浄化された後、マフラー１０４を介して排気される。触媒は約３５０℃以上の温度で活性化するので、エンジン１００の始動時には、触媒の温度が低いために触媒が活性化されるまでにある程度の時間を必要とする。
【０００３】
そこで、エンジン１００から触媒コンバータに１０３に送られる排気ガス温度の低下を抑制して、触媒をできるだけ早く活性化させるために、エギゾーストマニホルドの低熱容量化を図っている。例えば、図８に示す４気筒のエンジン１００の場合では、エギゾーストマニホルド１０１を、各排気ポートに接続された薄肉の第１から第４インナーパイプ１１１〜１１４と、これらを覆う補強ケース１２０とからなる二重管構造としている。
【０００４】
第１から第４インナーパイプ１１１〜１１４は、それぞれエンジン１００の第１気筒＃１から第４気筒＃４に接続されている。点火順序は第１気筒＃１、第３気筒＃３、第４気筒＃４、第２気筒＃２であり、排気干渉を防止するため、第１インナーパイプ１１１と第４インナーパイプ１１４とが接続されて排気管に接続されている。また、第２インナーパイプ１１２と第３インナーパイプ１１３とが接続されて排気管に接続されている。
【０００５】
これにより、熱容量の小さい第１から第４インナーパイプ１１１〜１１４が、高温の排気ガスによりいち早く飽和温度に達するため、エンジン始動時に排出された排気ガスは、エギゾーストマニホルド１０１内を通過時に奪われる熱は少なく、排気ガスの温度低下を抑制することができる。また、排気干渉が防止されるため、動力性能の低下を抑制することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうした従来のものでは、第１から第４インナーパイプ１１１〜１１４の形状が複雑であると同時に、この第１から第４インナーパイプ１１１〜１１４の形状に合わせて製造される補強ケースの形状も複雑となるため、加工工程が複雑となり、また、補強ケースも大きくなるため表面積が大きく、補強ケースを介して放熱され、排気ガスの温度低下の抑制が十分でないという問題があった。
【０００７】
本発明の課題は、エンジン始動直後の排気ガスの温度低下を抑制し、触媒の温度を速やかに上昇させることができかつ排気干渉も防止できるエギゾーストマニホルドを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。
【０００９】
即ち、４気筒エンジンの第１から第４排気ポートに接続された枝管部を集合させた集合管部に排気管を接続し、第１から第４排気ポートから排気される排気ガスを排気管に送るエギゾーストマニホルドにおいて、
前記第１から第４排気ポートからの排気順序が第１、第３、第４、第２で、
前記第２及び第３排気ポートに連通した前記枝管部内に、前記第２及び第３排気ポートにそれぞれ連通した仕切管を前記枝管部内から前記集合管部内に達するまで設け、前記仕切管は前記集合管部内で開口されていることを特徴とするエギゾーストマニホルドがそれである。
【００１０】
また、前記枝管部は、前記第１排気ポート、前記第２及び第３排気ポート、前記第４排気ポートにそれぞれ連通した構成でもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、１はエギゾーストマニホルドで、本実施形態では４気筒のエンジン１００に用いられるものである。エンジン１００は、第１から第４気筒＃１〜＃４に連通した第１から第４排気ポートＰ１〜Ｐ４を備えている。本実施形態では、第１気筒＃１、第３気筒＃３、第４気筒＃４、第２気筒＃２の順に点火される。
【００１２】
エギゾーストマニホルド１は、大フランジ２、アウタケース４、仕切管６、小フランジ８を備えている。大フランジ２には、図２に示すように、第１から第４排気ポートＰ１〜Ｐ４に対応した４個の貫通孔１０〜１３が穿設されており、また、大フランジ２をエンジン１００に図示しないボルトにより取り付けるための複数の取付穴１４〜１８が形成されている。４個の貫通孔１０〜１３の周囲には、図５に示すように、アウタケース４側に突出した環状突部２０〜２３が形成されている。
【００１３】
アウタケース４は、第１から第３枝管部２４〜２６と、第１から第３枝管部２４〜２６に連接した集合管部２８とを備えている。アウタケース４は本実施形態ではプレスによる成形加工により中空に形成されており、第１から第３枝管部２４〜２６側から集合管部２８側に向かって断面積が縮小するように形成されている。
【００１４】
集合管部２８の端には開口２９が形成されており、開口２９側のエギゾーストマニホルド１には小フランジ８が取り付けられ、小フランジ８は図示しない排気管にフランジ結合される。アウタケース４は、その肉厚が比較的厚く、本実施形態では１．５ｍｍとなるように形成されている。
【００１５】
一方、第１から第３枝管部２４〜２６は、図２に示すように、アウタケース４の表裏両側が窪まされて重ね合わさせた窪部３０，３２により、分離されている。第１枝管部２４と第３枝管部２６とはほぼ円形に形成されており、第２枝管部２５は第２及び第３排気ポートＰ２，Ｐ３に跨るように長円形状に形成されている。尚、本実施形態では、第２枝管部２５には、取付穴１６にボルトを挿入できるようにするために、窪み３３が形成されている。
【００１６】
図２に示すように、第１枝管部２４は第１排気ポートＰ１に連通した貫通孔１０の環状突部２０に嵌着され、第１枝管部２４と第１排気ポートＰ１とが連通されている。第３枝管部２６は第４排気ポートＰ４に連通した貫通孔１３の環状突部２３に嵌着され、第３枝管部２６と第４排気ポートＰ４とが連通されている。
【００１７】
仕切管６もプレスによる成形加工により中空に形成されており、本実施形態では肉厚は０．８ｍｍと薄く形成されている。仕切管６には第１、第２分岐管部３４，３６と、第１、第２分岐管部３４，３６に連接した合流管部３８とが設けられている。
【００１８】
第１、第２分岐管部３４，３６は、図２に示すように、仕切管６の表裏両側が窪まされて重ね合わされた窪部４０により分離されており、両分岐管部３４，３６はほぼ円形に形成されている。そして、第１、第２分岐管部３４，３６は合流管部３８で合流され、合流管部３８の他端側には開口３７が形成されている（図３参照）。
【００１９】
第１分岐管部３４は第２排気ポートＰ２に連通した貫通孔１１の環状突部２１に嵌着されており、第２分岐管部３６は第３排気ポートＰ３に連通した貫通孔１２の環状突部２２に嵌着されている。図５に示すように、この仕切管６にアウタケース４が被せられ、アウタケース４の第２枝管部２５は、図２に示すように、第１、第２分岐管部３４，３６の上から両環状突部２１，２２に装着されている。そして、アウタケース４の外周に沿って溶接が行われ、大フランジ２にアウタケース４と仕切管６とが一体的に取り付けられている。
【００２０】
第１排気ポートＰ１は、貫通孔１０、第１枝管部２４、集合管部２８を介して開口２９と連通され、開口２９から排気管に排気ガスが送られる。第２排気ポートＰ２は、貫通孔１１、第１分岐管部３４、合流管部３８、開口３７、集合管部２８を介して開口２９と連通され、開口２９から排気管に排気ガスが送られる。
【００２１】
第３排気ポートＰ３は、貫通孔１２、第２分岐管部３６、合流管部３８、開口３７、集合管部２８を介して開口２９と連通され、開口２９から排気管に排気ガスが送られる。第４排気ポートＰ４は、貫通孔１３、第３枝管部２６、集合管部２８を介して開口２９と連通され、開口２９から排気管に排気ガスが送られる。
【００２２】
また、仕切管６の開口３７はアウタケース４の集合管部２８の途中に配置されており、大フランジ２から仕切管６の開口３７までの長さは、排気干渉を防止できる程度の長さに形成されている。各排気ポートＰ１〜Ｐ４とアウタケース４の開口２９とを連通する流路断面積は、各箇所でほぼ同じか少し大きくなる程度となるように形成されている。
【００２３】
次に、前述した本実施形態のエギゾーストマニホルドの作動について説明する。
第１気筒＃１での燃焼による排気ガスは、第１排気ポートＰ１から貫通孔１０を通って第１枝管部２４に流入する。そして、集合管部２８を通り、図示しない排気管に送られる。次に、第３気筒＃３での燃焼による排気ガスは、第３排気ポートＰ３から貫通孔１２を通って仕切管６の第２分岐管部３６に流入する。そして、仕切管６内を通り、開口３７から集合管部２８に流入し、集合管部２８から排気管に送られる。
【００２４】
続いて、第４気筒＃４での燃焼による排気ガスは、第４排気ポートＰ４から貫通孔１３を通って第３枝管部２６に流入する。そして、集合管部２８を通り、図示しない排気管に送られる。その際、第３気筒＃３と第４気筒＃４とでは燃焼が連続し、第３排気ポートＰ３と第４排気ポートＰ４とでは排気順序が連続すると共に、両排気ポートＰ３，Ｐ４は隣合っている。しかし、仕切管６により、第３排気ポートＰ３からの排気ガスが、第４排気ポートＰ４側に流入するのが抑制され、排気干渉が防止される。
【００２５】
次に、第２気筒＃２での燃焼による排気ガスは、第２排気ポートＰ２から貫通孔１１を通って仕切管６の第１分岐管部３４に流入する。そして、仕切管６内を通り、開口３７から集合管部２８に流入し、集合管部２８から排気管に送られる。前述した動作が繰り返されて、第１気筒＃１での燃焼により、排気ガスは第１枝管部２４に流入する。
【００２６】
その際、第２排気ポートＰ２と第１排気ポートＰ１とでは、排気順序が連続し、両排気ポートＰ１，Ｐ２同士は隣合っている。しかし、仕切管６により、第２排気ポートＰ２からの排気ガスが、第１排気ポートＰ１側に流入するのが抑制され、排気干渉が防止される。
【００２７】
一方、エンジン１００の始動時には、アウタケース４及び仕切管６の温度は低く、排気ガスの熱がアウタケース４及び仕切管６に奪われる。しかし、仕切管６の熱容量は小さく、排気ガスの熱により仕切管６の温度が速やかに上昇する。また、アウタケース４内には、長さの短い仕切管６を収納すればよく、アウタケース４の外形を小さくでき、これにより、アウタケース４の表面積も小さくなるので、アウタケース４を介して外部に放射される熱も少ない。
【００２８】
従って、エギゾーストマニホルド１を通る排気ガスの温度は、図６に示すように、短時間で回復し、排気ガスの温度低下が抑制される。
【００２９】
即ち、一点鎖線で示す従来の二重管のエギゾーストマニホルドの場合に比べて、本実施形態のエギゾーストマニホルド１を用いた場合、排気ガスの温度が３５０℃に回復するまでの時間が短くなる。
【００３０】
以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。
【００３１】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明のエギゾーストマニホルドは、熱容量が小さく、表面積が小さいので、エンジン始動時に、エギゾーストマニホルドを通る排気ガスの温度が短時間で回復し、排気ガスの温度低下が抑制され、触媒浄化効率を向上させることができるという効果を奏する。また、排気干渉を防止できるのでエンジンの出力トルクの低下を招くことがない。更に、仕切管の構造は簡単であり、製造が容易であると共に低コストで製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としてのエギゾーストマニホルドの正面図である。
【図２】図１のＡＡ断面図である。
【図３】本実施形態のエギゾーストマニホルドの一部を破断して示す側面図である。
【図４】図３のＢＢ断面図である。
【図５】本実施形態のエギゾーストマニホルドの分解説明図である。
【図６】本実施形態のエギゾーストマニホルドの温度特性を示すグラフである。
【図７】内燃機関の排気系統を示す説明図である。
【図８】従来のエギゾーストマニホルドの正面図である。
【符号の説明】
１，１０１…エギゾーストマニホルド
２…大フランジ        ４…アウタケース
６…仕切管            ８…小フランジ
１０〜１３…貫通孔    １４〜１８…取付穴
２０〜２３…環状突部  ２４…第１枝管部
２５…第２枝管部      ２６…第３枝管部
２８…集合管部        ３０，３２…窪部
３４…第１分岐管部    ３６…第２分岐管部
３７…開口            ３８…窪部
３８…合流管部        １００…エンジン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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