JP2020012396A - Exhaust structure for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
【課題】車両の走行に伴ってエンジンルーム内に流入する空気が触媒コンバータに当たって触媒コンバータを冷却することを抑制する。【解決手段】排気マニホールド31の下流端には排気を浄化する触媒コンバータが接続されている。排気マニホールド31及び触媒コンバータを外側から取り囲むようにインシュレータ60が設けられており、このインシュレータ60の内燃機関側は開放されている。排気マニホールド31は、排気が流通する管状部32を備えている。管状部32における排気ポート側の端部からはフランジ33が外側に張り出している。また、排気マニホールド31には、管状部32の排気ポート側の開口部における軸線方向から視た場合に、フランジ33よりも外側へと張り出している第1フィン35及び第2フィン36を備えている。【選択図】図4PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent air flowing into an engine room from hitting a catalytic converter and cooling the catalytic converter as the vehicle travels. A catalytic converter that purifies exhaust gas is connected to a downstream end of an exhaust manifold 31. An insulator 60 is provided so as to surround the exhaust manifold 31 and the catalytic converter from the outside, and the internal combustion engine side of the insulator 60 is open. The exhaust manifold 31 includes a tubular portion 32 through which exhaust gas flows. A flange 33 projects outward from the end of the tubular portion 32 on the exhaust port side. Further, the exhaust manifold 31 includes first fins 35 and second fins 36 that project outward from the flange 33 when viewed from the axial direction at the opening on the exhaust port side of the tubular portion 32. .. [Selection diagram] Fig. 4
Description
本発明は、内燃機関の排気構造に関する。 The present invention relates to an exhaust structure of an internal combustion engine.
特許文献1の排気マニホールドは、内燃機関の排気ポートに接続される複数の分岐管と、これら複数の分岐管が集約される合流管とを備えている。排気マニホールド(合流管)の下流側には、排気を浄化するための触媒コンバータが取り付けられている。内燃機関の各排気ポートから排出された排気は、各分岐管、合流管、及び触媒コンバータを経て、さらに下流側へと流れていく。 The exhaust manifold of Patent Literature 1 includes a plurality of branch pipes connected to an exhaust port of an internal combustion engine, and a merging pipe in which the plurality of branch pipes are integrated. A catalytic converter for purifying exhaust gas is attached downstream of the exhaust manifold (merging pipe). Exhaust gas discharged from each exhaust port of the internal combustion engine flows further downstream through each branch pipe, merging pipe, and catalytic converter.
特許文献1のような排気構造において、触媒コンバータが排気を浄化できるようになるには、当該触媒コンバータ内部の触媒が活性化温度以上に昇温される必要がある。しかしながら、例えば車両が走行している場合には、車両の走行に伴ってエンジンルーム内に流入する空気が触媒コンバータに当たって触媒コンバータを冷却するため、触媒コンバータの昇温を妨げることがある。 In the exhaust structure as disclosed in Patent Document 1, in order for the catalytic converter to purify exhaust gas, the temperature of the catalyst inside the catalytic converter needs to be raised to an activation temperature or higher. However, for example, when the vehicle is running, air flowing into the engine room along with the running of the vehicle hits the catalytic converter to cool the catalytic converter, which may hinder the temperature rise of the catalytic converter.
上記課題を解決するため、本発明は、内燃機関の排気ポートに接続されて排気が流入する排気マニホールドと、排気マニホールドの下流端に接続され、活性化温度以上に昇温されることで排気を浄化する触媒コンバータと、前記排気マニホールド及び前記触媒コンバータを外側から取り囲むインシュレータとを備える排気構造であって、前記インシュレータにおける前記内燃機関側は開放されており、前記排気マニホールドは、排気が流入する管状部と、当該管状部における前記排気ポート側の端部から外側に張り出しており、前記排気ポートに接続されるフランジと、前記管状部の前記排気ポート側の開口部における軸線方向から視た場合に、前記フランジよりも外側へと張り出しているフィンとを備えている。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an exhaust manifold connected to an exhaust port of an internal combustion engine, through which exhaust gas flows, and an exhaust manifold connected to a downstream end of the exhaust manifold, and the exhaust gas is heated to an activation temperature or higher. An exhaust structure including a catalytic converter to be purified, and an insulator surrounding the exhaust manifold and the catalytic converter from outside, wherein the internal combustion engine side of the insulator is open, and the exhaust manifold has a tubular shape into which exhaust gas flows. Part, the tubular portion protrudes outward from the end on the exhaust port side, the flange connected to the exhaust port, when viewed from the axial direction at the opening on the exhaust port side of the tubular portion. And fins projecting outward from the flange.
上記構成においては、インシュレータの内燃機関側が開放されているため、車両が走行するのに伴ってエンジンルーム内に流入した空気が、インシュレータにおける内燃機関側からインシュレータ内部へと流入し得る。この点、上記構成においては、排気マニホールドのフィンが外側へと張り出していて、インシュレータの開放部分の一部をフィンで塞いだようになっている。したがって、インシュレータの内部に空気が流入することを抑制でき、インシュレータの内部に空気が流入することに起因して触媒コンバータの昇温が妨げられることも抑制できる。 In the above configuration, since the internal combustion engine side of the insulator is open, the air that has flowed into the engine room as the vehicle travels can flow into the insulator from the internal combustion engine side of the insulator. In this regard, in the above configuration, the fins of the exhaust manifold protrude outward, and a part of the open portion of the insulator is closed by the fins. Therefore, it is possible to suppress the air from flowing into the insulator, and also to prevent the temperature rise of the catalytic converter from being hindered due to the air flowing into the insulator.
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、内燃機関10は、円柱状の気筒12が内部に区画されたシリンダブロック11を備えている。気筒12は、シリンダブロック11の上面に開口している。なお、気筒12は複数区画されているが、図1では、気筒12を1つのみ図示している。シリンダブロック11の下端には、クランクケース13が固定されている。クランクケース13は、シリンダブロック11と共にクランクシャフト14を挟み込んで支持している。クランクケース13の下端には、内燃機関10の各所を潤滑するオイルを貯留するためのオイルパン15が固定されている。なお、クランクケース13及びオイルパン15を合わせて「オイルパン」と呼称することもある。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the internal combustion engine 10 includes a cylinder block 11 in which a cylindrical cylinder 12 is partitioned. The cylinder 12 is open on the upper surface of the cylinder block 11. Although the cylinder 12 is divided into a plurality of sections, FIG. 1 shows only one cylinder 12. A crankcase 13 is fixed to a lower end of the cylinder block 11. The crankcase 13 sandwiches and supports the crankshaft 14 together with the cylinder block 11. An oil pan 15 for storing oil for lubricating various parts of the internal combustion engine 10 is fixed to a lower end of the crankcase 13. The crankcase 13 and the oil pan 15 may be collectively referred to as an “oil pan”.
シリンダブロック11の上端には、シリンダヘッド21が固定されている。シリンダヘッド21の下面においては、平面視円形状の凹部22が上側に向かって窪んでいる。凹部22は、シリンダブロック11における気筒12に対向配置されている。シリンダヘッド21には、気筒12内に吸気を導入するための吸気ポート23が区画されている。吸気ポート23の一方側は凹部22に開口しており、吸気ポート23の他方側はシリンダヘッド21の側面(図1において左側の側面)に開口している。吸気ポート23は、気筒12の数に対応して複数設けられている。なお、図1では、吸気ポート23を1つのみ図示している。 A cylinder head 21 is fixed to an upper end of the cylinder block 11. On the lower surface of the cylinder head 21, a concave portion 22 having a circular shape in plan view is depressed upward. The recess 22 is arranged to face the cylinder 12 in the cylinder block 11. An intake port 23 for introducing intake air into the cylinder 12 is defined in the cylinder head 21. One side of the intake port 23 is open to the recess 22, and the other side of the intake port 23 is open to the side surface (the left side surface in FIG. 1) of the cylinder head 21. A plurality of intake ports 23 are provided corresponding to the number of cylinders 12. FIG. 1 shows only one intake port 23.
シリンダヘッド21には、気筒12内から排気を排出するための排気ポート24が区画されている。排気ポート24の一方側は気筒12の数に対応して複数に分岐しており、その分岐した各通路が凹部22に開口している。排気ポート24の他方側は、分岐した各通路が集合して1つの通路に集合しており、その集合通路がシリンダヘッド21の側面(図1において右側の側面)に開口している。なお、図1では、排気ポート24における分岐した通路のうちの1つのみを図示している。シリンダヘッド21の上面には、当該シリンダヘッド21の内部空間を上側から覆うヘッドカバー25が取り付けられている。 An exhaust port 24 for exhausting the exhaust from the cylinder 12 is defined in the cylinder head 21. One side of the exhaust port 24 is branched into a plurality of portions corresponding to the number of the cylinders 12, and each of the branched passages is opened to the recess 22. On the other side of the exhaust port 24, the branched passages are gathered and gathered into one passage, and the gathered passage is opened on the side surface (the right side surface in FIG. 1) of the cylinder head 21. FIG. 1 shows only one of the branched passages in the exhaust port 24. A head cover 25 that covers the internal space of the cylinder head 21 from above is attached to the upper surface of the cylinder head 21.
図2に示すように、排気ポート24におけるシリンダヘッド21の側面側の開口には、排気マニホールド31が接続されている。排気マニホールド31の管状部32は略楕円管状であり、排気下流側(排気ポート24とは反対側)ほど下側に向かうように湾曲している。管状部32における排気上流側(排気ポート24側)の端部からは、外側へ向かって板状のフランジ33が張り出している。 As shown in FIG. 2, an exhaust manifold 31 is connected to an opening of the exhaust port 24 on the side surface of the cylinder head 21. The tubular portion 32 of the exhaust manifold 31 has a substantially elliptical tubular shape, and is curved so that the downstream side of the exhaust (the side opposite to the exhaust port 24) is directed downward. A plate-like flange 33 projects outward from an end of the tubular portion 32 on the exhaust upstream side (exhaust port 24 side).
図3に示すように、フランジ33の平面視形状は、略四角形状(略台形状)になっている。フランジ33における四角形状の四隅においては、当該フランジ33の厚み方向にボルト孔H1が貫通している。このボルト孔H1に挿通される図示しないボルトによって、排気マニホールド31のフランジ33がシリンダヘッド21の側面に当接した状態で、両者が固定される。 As shown in FIG. 3, the plan view shape of the flange 33 is a substantially square shape (a substantially trapezoidal shape). At four corners of the rectangular shape of the flange 33, bolt holes H1 penetrate in the thickness direction of the flange 33. Both bolts are fixed in a state where the flange 33 of the exhaust manifold 31 is in contact with the side surface of the cylinder head 21 by a bolt (not shown) inserted into the bolt hole H1.
図2に示すように、排気マニホールド31の下流端には、触媒コンバータ40が接続されている。触媒コンバータ40は、上流側から順に、上流部41、中流部42、下流部43に大別できる。触媒コンバータ40の上流部41は、下流側ほど径が大きくなる円管状になっている。上流部41の上流端における径は、排気マニホールド31の下流端における径と略同一になっている。上流部41の下流端には、円管状の中流部42が接続されている。中流部42の径は、上流部41の下流端の径と略同一になっている。また、中流部42の径は軸方向の全体に亘って略一定になっている。この中流部42の内部には、排気中に含まれる窒素酸化物や硫黄酸化物を浄化するための三元触媒が収容されている。三元触媒は、活性化温度(例えば500〜700度)以上に昇温されることで、窒素酸化物や硫黄酸化物に対する浄化能を発揮する。中流部42の下流端には、下流側ほど径が小さくなる円管状の下流部43が接続されている。下流部43の上流端における径は、中流部42の径と同じになっている。下流部43の下流側の一部は、径が一定の円管状になっており、この部分に図示しない他の排気管が接続されている。 As shown in FIG. 2, a catalytic converter 40 is connected to a downstream end of the exhaust manifold 31. The catalytic converter 40 can be roughly divided into an upstream part 41, a middle part 42, and a downstream part 43 in order from the upstream side. The upstream portion 41 of the catalytic converter 40 has a circular tubular shape whose diameter increases toward the downstream side. The diameter at the upstream end of the upstream portion 41 is substantially the same as the diameter at the downstream end of the exhaust manifold 31. The downstream end of the upstream portion 41 is connected to a tubular middle flow portion 42. The diameter of the middle part 42 is substantially the same as the diameter of the downstream end of the upstream part 41. Further, the diameter of the midstream portion 42 is substantially constant over the entire axial direction. A three-way catalyst for purifying nitrogen oxides and sulfur oxides contained in the exhaust gas is accommodated inside the middle flow section 42. The three-way catalyst exhibits a purification ability for nitrogen oxides and sulfur oxides when the temperature is raised to an activation temperature (for example, 500 to 700 degrees) or higher. The downstream end of the midstream portion 42 is connected to a tubular downstream portion 43 whose diameter decreases toward the downstream side. The diameter at the upstream end of the downstream part 43 is the same as the diameter of the middle part 42. A part of the downstream side of the downstream part 43 is formed in a tubular shape having a constant diameter, and another exhaust pipe (not shown) is connected to this part.
図3に示すように、触媒コンバータ40における下流部43には、円管状の排気還流管51が接続されている。排気還流管51は、内燃機関10側へと引き回されている。この実施形態では、排気還流管51は、排気マニホールド31や触媒コンバータ40と並んで延びるように配置されている。排気還流管51の下流側(下流部43側とは反対側)の端部からは、外側へ向かって板状のフランジ52が張り出している。フランジ52の平面視形状は、略楕円形状になっている。フランジ52における長径方向の両端部においては、当該フランジ52の厚み方向にボルト孔H5が貫通している。このボルト孔H5に挿通される図示しないボルトによって、排気還流管51のフランジ52が、図示しない他の配管に接続されている。排気還流管51は、他の配管を介して、内燃機関10の吸気通路に接続されている。なお、図2では、排気還流管51を二点鎖線で図示している。 As shown in FIG. 3, a tubular exhaust gas recirculation pipe 51 is connected to a downstream portion 43 of the catalytic converter 40. The exhaust gas recirculation pipe 51 is routed to the internal combustion engine 10 side. In this embodiment, the exhaust gas recirculation pipe 51 is arranged so as to extend alongside the exhaust manifold 31 and the catalytic converter 40. A plate-like flange 52 projects outward from an end of the exhaust gas recirculation pipe 51 on the downstream side (the side opposite to the downstream portion 43). The planar shape of the flange 52 is substantially elliptical. At both ends in the major diameter direction of the flange 52, bolt holes H5 penetrate in the thickness direction of the flange 52. The flange 52 of the exhaust gas recirculation pipe 51 is connected to another pipe (not shown) by a bolt (not shown) inserted into the bolt hole H5. The exhaust gas recirculation pipe 51 is connected to the intake passage of the internal combustion engine 10 via another pipe. In FIG. 2, the exhaust gas recirculation pipe 51 is shown by a two-dot chain line.
フランジ52における他の配管と当接するのとは反対側(図3において紙面奥側)の面からは、板状のブラケット53が延びている。ブラケット53は、排気還流管51の上流側(触媒コンバータ40の下流側)斜め下方に向かって延びている。ブラケット53の平面視形状は、略四角形状になっている。ブラケット53における先端部分には、当該ブラケット53の厚み方向にボルト孔H6が貫通している。 A plate-shaped bracket 53 extends from the surface of the flange 52 on the side opposite to the other pipe (in FIG. 3, on the rear side of the paper). The bracket 53 extends obliquely downward on the upstream side (downstream side of the catalytic converter 40) of the exhaust gas recirculation pipe 51. The plan view shape of the bracket 53 is substantially square. A bolt hole H6 penetrates a tip portion of the bracket 53 in the thickness direction of the bracket 53.
図2及び図3に示すように、排気マニホールド31のフランジ33における内燃機関10とは反対側(図2において右側、図3において紙面奥側)の面からは、板状の第1フィン35が延びている。第1フィン35は、フランジ33のうちの、管状部32における排気ポート24側の開口よりも下側の部分から延びている。第1フィン35は、全体として、管状部32の下流側斜め下方に延びている。図3に示すように、第1フィン35は、管状部32における排気ポート24側の開口部の軸線方向(図3において紙面厚み方向)から視た場合に、フランジ33の外縁よりも下側にまで至っている。すなわち、第1フィン35は、フランジ33よりも外側にまで張り出している。 As shown in FIGS. 2 and 3, a plate-like first fin 35 is formed from the surface of the flange 33 of the exhaust manifold 31 opposite to the internal combustion engine 10 (the right side in FIG. 2, the back side in FIG. 3). Extending. The first fin 35 extends from a portion of the flange 33 below the opening on the exhaust port 24 side in the tubular portion 32. The first fin 35 extends obliquely downward on the downstream side of the tubular portion 32 as a whole. As shown in FIG. 3, the first fin 35 is located below the outer edge of the flange 33 when viewed from the axial direction of the opening of the tubular portion 32 on the exhaust port 24 side (the thickness direction in FIG. 3). Has been reached. That is, the first fins 35 project beyond the flange 33.
図3に示すように、第1フィン35における延設方向に直交する方向の寸法を幅寸法としたとき、第1フィン35の幅寸法は、先端側ほど短くなっている。第1フィン35における延設方向先端部においては、当該第1フィン35の厚み方向にボルト孔H2が貫通している。 As shown in FIG. 3, when the width of the first fin 35 in the direction perpendicular to the extending direction is defined as the width, the width of the first fin 35 becomes shorter toward the distal end. At the tip of the first fin 35 in the extending direction, a bolt hole H2 penetrates in the thickness direction of the first fin 35.
図2及び図3に示すように、排気マニホールド31のフランジ33における内燃機関10とは反対側の面からは、板状の第2フィン36が延びている。第2フィン36は、フランジ33のうちの、管状部32における排気ポート24側の開口よりも排気還流管51側(図2において紙面手前側、図3において右側)の部分から延びている。第2フィン36は、全体として、フランジ33から立ち上がるとともに先端側ほど排気還流管51側へと寄るように斜めに延設されている。図3に示すように、第2フィン36は、管状部32における排気ポート24側の開口部の軸線方向から視た場合に、フランジ33の外縁よりも排気還流管51側にまで至っている。すなわち、第2フィン36は、フランジ33よりも外側にまで張り出している。 As shown in FIGS. 2 and 3, a plate-like second fin 36 extends from a surface of the flange 33 of the exhaust manifold 31 on the side opposite to the internal combustion engine 10. The second fins 36 extend from a portion of the flange 33 closer to the exhaust gas recirculation pipe 51 than the opening of the tubular portion 32 on the exhaust port 24 side (the front side in FIG. 2 and the right side in FIG. 3). The second fins 36 as a whole extend obliquely so as to rise from the flange 33 and approach the exhaust gas recirculation pipe 51 closer to the distal end. As shown in FIG. 3, the second fin 36 extends from the outer edge of the flange 33 to the exhaust gas recirculation pipe 51 side when viewed from the axial direction of the opening of the tubular portion 32 on the exhaust port 24 side. That is, the second fins 36 extend beyond the flange 33.
第2フィン36は、全体として先端側ほど幅が狭くなる三角形状になっている。第2フィン36の先端側の一部は、当該第2フィン36の先端が排気還流管51側を向くように屈曲されている。この第2フィン36の延設方向先端部においては、当該第2フィン36の厚み方向にボルト孔H3が貫通している。 The second fin 36 has a triangular shape in which the width becomes narrower toward the distal end as a whole. A part of the tip of the second fin 36 is bent so that the tip of the second fin 36 faces the exhaust gas recirculation pipe 51 side. At the tip of the second fin 36 in the extending direction, a bolt hole H3 penetrates in the thickness direction of the second fin 36.
図4に示すように、排気マニホールド31、触媒コンバータ40、及び排気還流管51は、樹脂製のインシュレータ60によって外側から取り囲まれている。インシュレータ60は、全体として筒形状になっていて、その筒形状の内部に、排気マニホールド31、触媒コンバータ40、及び排気還流管51が収容されている。このようにインシュレータ60は筒形状であるため、当該インシュレータ60の軸線方向一方側である内燃機関10側は開放されている。 As shown in FIG. 4, the exhaust manifold 31, the catalytic converter 40, and the exhaust gas recirculation pipe 51 are surrounded by a resin insulator 60 from the outside. The insulator 60 has a cylindrical shape as a whole, and the exhaust manifold 31, the catalytic converter 40, and the exhaust gas recirculation pipe 51 are housed inside the cylindrical shape. As described above, since the insulator 60 has a cylindrical shape, the side of the insulator 60 that is one side in the axial direction of the insulator 60 is open.
インシュレータ60は、当該インシュレータ60の上側部分を構成する上側インシュレータ61と、下側部分を構成する下側インシュレータ62とを備えている。そして、上側インシュレータ61及び下側インシュレータ62は、いずれも断面視で一方側に湾曲した形状になっている。これら上側インシュレータ61及び下側インシュレータ62が、湾曲した凹み側が互いに向かい合うように対向配置されることで、インシュレータ60全体としては筒形状になっている。 The insulator 60 includes an upper insulator 61 constituting an upper portion of the insulator 60 and a lower insulator 62 constituting a lower portion. Each of the upper insulator 61 and the lower insulator 62 has a shape curved to one side in a sectional view. The upper insulator 61 and the lower insulator 62 are disposed so as to face each other such that the curved concave sides face each other, so that the insulator 60 as a whole has a cylindrical shape.
上側インシュレータ61は、排気マニホールド31における第2フィン36のボルト孔H3に挿通される図示しないボルトによって排気マニホールド31に固定されている。なお、図示は省略するが、上側インシュレータ61は、ボルトやブラケット等を介して触媒コンバータ40にも固定されている。 The upper insulator 61 is fixed to the exhaust manifold 31 by a bolt (not shown) inserted into the bolt hole H3 of the second fin 36 in the exhaust manifold 31. Although not shown, the upper insulator 61 is also fixed to the catalytic converter 40 via bolts, brackets, and the like.
下側インシュレータ62は、排気マニホールド31における第1フィン35のボルト孔H2に挿通される図示しないボルトによって排気マニホールド31に固定されている。また、下側インシュレータ62は、排気還流管51におけるブラケット53のボルト孔H6に挿通される図示しないボルトによって排気還流管51に固定されている。なお、図示は省略するが、下側インシュレータ62は、ボルトやブラケット等を介して触媒コンバータ40にも固定されている。 The lower insulator 62 is fixed to the exhaust manifold 31 by a bolt (not shown) inserted into the bolt hole H2 of the first fin 35 in the exhaust manifold 31. Further, the lower insulator 62 is fixed to the exhaust gas recirculation pipe 51 by a bolt (not shown) inserted into a bolt hole H6 of the bracket 53 of the exhaust gas recirculation pipe 51. Although not shown, the lower insulator 62 is also fixed to the catalytic converter 40 via a bolt, a bracket, or the like.
本実施形態の作用及び効果について説明する。
上記のように構成された内燃機関10が、吸気ポート23側が車両前側、排気ポート24側が車両前側に位置するように、車両に搭載されたとする。この場合、車両が前進走行すると、車両のエンジンルーム内に流入した空気が、内燃機関10の吸気ポート23側から排気ポート24側へと回り込むようにして流れる。そして、排気ポート24側へと回り込むように流れてきた空気の一部は、インシュレータ60における内燃機関10側の開口を介して、当該インシュレータ60の内部に流入しようとする。仮に、インシュレータ60の内部に多量の空気が流入すると、流入した空気によってインシュレータ60内部に収容されている触媒コンバータ40が冷却されてしまう。特に、内燃機関10の始動直後は、できるだけ早期に触媒コンバータ40を活性化させて、排気浄化能力を発揮できるようにするべきである。そのような内燃機関10の始動直後の状況下で、インシュレータ60内部に多量の空気が流入すると、触媒コンバータ40の昇温が妨げられて、触媒コンバータ40が活性化するまでの時間が長期化してしまう。
The operation and effect of the present embodiment will be described.
It is assumed that the internal combustion engine 10 configured as described above is mounted on a vehicle such that the intake port 23 is located on the vehicle front side and the exhaust port 24 is located on the vehicle front side. In this case, when the vehicle travels forward, air flowing into the engine room of the vehicle flows from the intake port 23 side of the internal combustion engine 10 to the exhaust port 24 side. Then, a part of the air flowing so as to flow toward the exhaust port 24 tends to flow into the insulator 60 via the opening of the insulator 60 on the internal combustion engine 10 side. If a large amount of air flows into the insulator 60, the catalytic converter 40 housed inside the insulator 60 is cooled by the flowed air. In particular, immediately after the start of the internal combustion engine 10, the catalytic converter 40 should be activated as early as possible so that the exhaust gas purifying ability can be exhibited. When a large amount of air flows into the insulator 60 under the condition immediately after the start of the internal combustion engine 10, the temperature rise of the catalytic converter 40 is prevented, and the time until the catalytic converter 40 is activated is prolonged. I will.
上記実施形態では、排気マニホールド31において、第1フィン35及び第2フィン36がフランジ33よりも外側にまで張り出している。そのため、インシュレータ60における内燃機関10側の開口の一部が、第1フィン35及び第2フィン36によって塞がれたようになっている。したがって、インシュレータ60における内燃機関10側の開口から空気が流入しようとしても、第1フィン35及び第2フィン36によってその流れが妨げられる。そして、空気が、インシュレータ60の内部における第1フィン35及び第2フィン36よりも下流側、すなわち、触媒コンバータ40側へと至ることを抑制できる。その結果、例えば、内燃機関10の始動直後において、インシュレータ60の内部に空気が流入することに起因して触媒コンバータ40の昇温が妨げられることも抑制できる。 In the above-described embodiment, in the exhaust manifold 31, the first fin 35 and the second fin 36 project beyond the flange 33. Therefore, a part of the opening of the insulator 60 on the side of the internal combustion engine 10 is closed by the first fin 35 and the second fin 36. Therefore, even if air tries to flow in from the opening of the insulator 60 on the side of the internal combustion engine 10, the flow is obstructed by the first fin 35 and the second fin 36. And it can suppress that air reaches the downstream of the 1st fin 35 and the 2nd fin 36 inside the insulator 60, ie, the catalyst converter 40 side. As a result, for example, immediately after the start of the internal combustion engine 10, it is also possible to prevent the temperature rise of the catalytic converter 40 from being hindered due to the air flowing into the insulator 60.
ところで、排気マニホールド31の管状部32内には高温の排気が流入するため、内燃機関10の駆動時には、排気マニホールド31は相当に高温になり得る。その一方で、内燃機関10が駆動していないときには、排気マニホールド31の温度は外気温相当の温度にまで低下する。排気マニホールド31においてこのような温度変化が繰り返し生じると、フランジ33のボルト孔H1に挿通されているボルトに緩みが生じるおそれがある。 By the way, since high-temperature exhaust gas flows into the tubular portion 32 of the exhaust manifold 31, when the internal combustion engine 10 is driven, the temperature of the exhaust manifold 31 can be considerably high. On the other hand, when the internal combustion engine 10 is not operating, the temperature of the exhaust manifold 31 decreases to a temperature corresponding to the outside air temperature. When such a temperature change occurs repeatedly in the exhaust manifold 31, the bolts inserted into the bolt holes H1 of the flange 33 may be loosened.
この点、上記実施形態では、インシュレータ60の内部へ流入しようとする空気は、第1フィン35及び第2フィン36によって妨げられるため、第1フィン35や第2フィン36には、比較的に多くの空気が当たることになる。すなわち、第1フィン35や第2フィン36は、インシュレータ60の内部へ流入しようとする空気によって冷却され、それに応じてフランジ33も冷却される。つまり、第1フィン35や第2フィン36は、フランジ33を冷却するための「冷却フィン」としても機能する。そして、フランジ33を効率よく冷却することで、フランジ33が過度に高い温度に加熱されることを抑制し、フランジ33において生じる温度変化の幅を小さくできる。 In this regard, in the above-described embodiment, since the air that is going to flow into the insulator 60 is blocked by the first fin 35 and the second fin 36, the first fin 35 and the second fin 36 have a relatively large amount of air. Air will hit. That is, the first fin 35 and the second fin 36 are cooled by the air flowing into the insulator 60, and the flange 33 is also cooled accordingly. That is, the first fin 35 and the second fin 36 also function as “cooling fins” for cooling the flange 33. By cooling the flange 33 efficiently, the flange 33 can be prevented from being heated to an excessively high temperature, and the width of the temperature change occurring in the flange 33 can be reduced.
しかも、上記実施形態の第1フィン35の先端部にはボルト孔H2が設けられており、第2フィン36の先端部にはボルト孔H3が設けられている。すなわち、第1フィン35及び第2フィン36は、インシュレータ60を固定するための「ブラケット」としても機能している。したがって、例えば、各フィンとインシュレータ60を固定するための「ブラケット」とを別々に設ける場合に比較して、排気構造30の構造の簡略化や小型化に寄与できる。 In addition, a bolt hole H2 is provided at the tip of the first fin 35 of the embodiment, and a bolt hole H3 is provided at the tip of the second fin 36. That is, the first fin 35 and the second fin 36 also function as “brackets” for fixing the insulator 60. Therefore, for example, compared to the case where each fin and a “bracket” for fixing the insulator 60 are separately provided, it is possible to contribute to the simplification and downsizing of the exhaust structure 30.
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態における内燃機関10の構造はあくまでも例示であり、適宜変更できる。例えば、上記実施形態では、シリンダヘッド21の内部において、排気ポート24が下流側において1つの集合通路に合流していたが、複数の排気ポート24が合流することなく、それぞれがシリンダヘッド21の側面において開口していてもよい。この場合、排気マニホールド31は、排気ポート24の開口の数に応じた数の分岐管と、各分岐管の下流側に接続されて当該分岐管が合流する合流管とで構成されればよい。このような排気マニホールド31の構造であっても、分岐管の上流端から延びるフランジよりも外側にまで張り出すフィンを採用すれば、上記実施形態と同様の効果を得られる。
This embodiment can be implemented with the following modifications. The present embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
-The structure of the internal combustion engine 10 in the said embodiment is an illustration to the last, and can be changed suitably. For example, in the above embodiment, the exhaust port 24 merges into one collective passage on the downstream side inside the cylinder head 21, but the exhaust ports 24 do not merge, and May be open. In this case, the exhaust manifold 31 may include a number of branch pipes corresponding to the number of openings of the exhaust port 24, and a merging pipe connected downstream of each of the branch pipes and merging with the branch pipe. Even with such a structure of the exhaust manifold 31, if the fins extending beyond the flange extending from the upstream end of the branch pipe are employed, the same effects as in the above embodiment can be obtained.
・排気構造30において排気還流管51は必須ではない。車両において排気を吸気側へと戻す排気還流装置(EGR装置)が搭載されていない場合には、排気還流管51も存在しないことになる。このような場合でも、インシュレータ60が、排気マニホールド31及び触媒コンバータ40を外側から取り囲む構造であれば、上記実施形態の第1フィン35や第2フィン36の構造を適用できる。 The exhaust gas recirculation pipe 51 is not essential in the exhaust structure 30. If the vehicle is not equipped with an exhaust gas recirculation device (EGR device) that returns exhaust gas to the intake side, the exhaust gas recirculation pipe 51 will not exist. Even in such a case, if the insulator 60 surrounds the exhaust manifold 31 and the catalytic converter 40 from the outside, the structure of the first fin 35 and the second fin 36 of the above embodiment can be applied.
・車両に搭載されたときの内燃機関10の向きは上記実施形態の例に限らない。例えば、内燃機関10の吸気ポート23が車両の幅方向一方側、内燃機関10の排気ポート24が車両の幅方向他方側を向くように、内燃機関10が車両に搭載されてもよい。内燃機関10の向きがどうであれ、インシュレータ60の内燃機関10が開放されていれば、その開放されている箇所からインシュレータ60の内部に空気は流入し得るので、上記実施形態の第1フィン35や第2フィン36が有効である。 -The direction of the internal combustion engine 10 when mounted on a vehicle is not limited to the example of the above embodiment. For example, the internal combustion engine 10 may be mounted on the vehicle such that the intake port 23 of the internal combustion engine 10 faces one side in the vehicle width direction and the exhaust port 24 of the internal combustion engine 10 faces the other side in the vehicle width direction. Regardless of the orientation of the internal combustion engine 10, if the internal combustion engine 10 of the insulator 60 is open, air can flow into the insulator 60 from the open location. And the second fin 36 are effective.
・排気マニホールド31において、第1フィン35及び第2フィン36のいずれか一方を省略してもよい。フランジ33よりも外側にまで張り出しているフィンが少なくとも1つあれば、そのようなフィンが存在しない場合よりは、インシュレータ60の内部の触媒コンバータ40にまで空気が流入することは防げる。 In the exhaust manifold 31, one of the first fin 35 and the second fin 36 may be omitted. If at least one fin projects beyond the flange 33, air can be prevented from flowing into the catalytic converter 40 inside the insulator 60 as compared with a case where such a fin does not exist.
・排気マニホールド31において、第1フィン35及び第2フィン36に代えて、又は加えて、フランジ33よりも外側にまで張り出している他のフィンを設けてもよい。内燃機関10の全体形状や内燃機関10の周囲の装置の配置によって、インシュレータ60の開口のうちで空気が流入しやすい箇所としにくい箇所とが生じ得る。このような事情を考慮して、例えば、少なくとも空気が流入しやすい箇所においてフィンを設ければ、インシュレータ60の内部に空気が流入することを効果的に抑制できる。 In the exhaust manifold 31, instead of or in addition to the first fins 35 and the second fins 36, other fins that extend beyond the flange 33 may be provided. Depending on the overall shape of the internal combustion engine 10 and the arrangement of devices around the internal combustion engine 10, some of the openings of the insulator 60 may be located where air can easily flow in and some may be difficult. In consideration of such circumstances, for example, if fins are provided at least at locations where air easily flows, it is possible to effectively suppress air from flowing into the insulator 60.
・排気マニホールド31において、管状部32からフィンが延びていてもよい。管状部32から延びるフィンが、フランジ33よりも外側にまで張り出していれば、そのフィンによって、管状部32よりも下流側(触媒コンバータ40側)に空気が流入することは抑制できる。 In the exhaust manifold 31, fins may extend from the tubular portion 32. If the fins extending from the tubular portion 32 project beyond the flange 33, the fins can prevent air from flowing downstream (toward the catalytic converter 40) from the tubular portion 32.
・第1フィン35におけるボルト孔H3を省略してもよい。ボルト孔H3を省略する場合、排気マニホールド31における第1フィン35以外の箇所、触媒コンバータ40、内燃機関10の周囲に存在する他の装置等において、インシュレータ60を固定する構造を設ければよい。この点、第2フィン36のボルト孔H6についても同様である。 -The bolt hole H3 in the first fin 35 may be omitted. When the bolt hole H3 is omitted, a structure for fixing the insulator 60 may be provided in a portion other than the first fin 35 in the exhaust manifold 31, the catalytic converter 40, and other devices existing around the internal combustion engine 10. In this regard, the same applies to the bolt hole H6 of the second fin 36.
・インシュレータ60は、3つ以上の部材が組み合わされて筒形状をなしていてもよいし、筒形状の一つの部材で構成されていてもよい。
・インシュレータ60の形状は、上記実施形態のように筒形状に限らない。例えば、インシュレータ60が、上側インシュレータ61のみで構成されていたり、下側インシュレータ62のみで構成されていてもよい。これらのような場合でも、インシュレータ60における内燃機関10側が開放されていれば、上記実施形態の第1フィン35及び第2フィン36の構成を適用でき得る。
The insulator 60 may be formed by combining three or more members into a cylindrical shape, or may be formed by a single cylindrical member.
-The shape of the insulator 60 is not limited to a cylindrical shape as in the above embodiment. For example, the insulator 60 may be composed of only the upper insulator 61 or may be composed of only the lower insulator 62. Even in these cases, the configuration of the first fin 35 and the second fin 36 of the above embodiment can be applied as long as the internal combustion engine 10 side of the insulator 60 is open.
10…内燃機関、11…シリンダブロック、12…気筒、13…クランクケース、14…クランクシャフト、15…オイルパン、21…シリンダヘッド、22…凹部、23…吸気ポート、24…排気ポート、25…ヘッドカバー、30…排気構造、31…排気マニホールド、32…管状部、33…フランジ、35…第1フィン、36…第2フィン、40…触媒コンバータ、41…上流部、42…中流部、43…下流部、51…排気還流管、52…フランジ、53…ブラケット、60…インシュレータ、61…上側インシュレータ、62…下側インシュレータ、H1…ボルト孔、H2…ボルト孔、H3…ボルト孔、H5…ボルト孔、H6…ボルト孔。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Internal combustion engine, 11 ... Cylinder block, 12 ... Cylinder, 13 ... Crankcase, 14 ... Crankshaft, 15 ... Oil pan, 21 ... Cylinder head, 22 ... Concave part, 23 ... Intake port, 24 ... Exhaust port, 25 ... Head cover, 30 exhaust structure, 31 exhaust manifold, 32 tubular part, 33 flange, 35 first fin, 36 second fin, 40 catalytic converter, 41 upstream part, 42 middle part, 43 part Downstream part, 51 ... Exhaust gas recirculation pipe, 52 ... Flange, 53 ... Bracket, 60 ... Insulator, 61 ... Upper insulator, 62 ... Lower insulator, H1 ... Bolt hole, H2 ... Bolt hole, H3 ... Bolt hole, H5 ... Bolt Hole, H6 ... bolt hole.
Claims (1)
排気マニホールドの下流端に接続され、活性化温度以上に昇温されることで排気を浄化する触媒コンバータと、
前記排気マニホールド及び前記触媒コンバータを外側から取り囲むインシュレータと
を備える排気構造であって、
前記インシュレータにおける前記内燃機関側は開放されており、
前記排気マニホールドは、
排気が流入する管状部と、
当該管状部における前記排気ポート側の端部から外側に張り出しており、前記排気ポートに接続されるフランジと、
前記管状部の前記排気ポート側の開口部における軸線方向から視た場合に、前記フランジよりも外側へと張り出しているフィンと
を備えていることを特徴とする排気構造。 An exhaust manifold that is connected to an exhaust port of the internal combustion engine and into which exhaust gas flows;
A catalytic converter connected to the downstream end of the exhaust manifold and purifying the exhaust by raising the temperature to an activation temperature or higher;
And an insulator surrounding the exhaust manifold and the catalytic converter from outside.
The internal combustion engine side of the insulator is open,
The exhaust manifold,
A tubular portion into which exhaust gas flows,
A flange that protrudes outward from an end on the exhaust port side of the tubular portion and is connected to the exhaust port,
A fin projecting outward from the flange when viewed from the axial direction of the opening on the exhaust port side of the tubular portion.
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