JP2924590B2 - 車両用二重排気管 - Google Patents
車両用二重排気管Info
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N13/00—Exhaust 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
- F01N13/08—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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-
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジン始動時におけ
る排ガスの保温効果を高め、触媒の活性化を図ることの
できる車両用二重排気管に関する。
る排ガスの保温効果を高め、触媒の活性化を図ることの
できる車両用二重排気管に関する。
【0002】
【従来の技術】車両用排気管の従来例としては、例えば
実開昭55−158214号公報、実開昭56−173
712号公報、実開昭58−44427号公報、特開平
2−75714号公報に記載のものが知られている。
実開昭55−158214号公報、実開昭56−173
712号公報、実開昭58−44427号公報、特開平
2−75714号公報に記載のものが知られている。
【0003】 実開昭55−158214号公報に記
載のものは、図8に示すように、単管式の排気管に関す
るのもので、排気管1の端部を外側にカーリングして排
気管外周面と所定の隙間2をもった折返し部1aを形成
し、該折返し部1aの外周面にフランジ3を嵌合し、該
折り返し部1aの先端部付近をフランジ3に溶接結合
し、これにより、溶接部4が排気ガスの高熱にさらされ
ないようにしたものである。
載のものは、図8に示すように、単管式の排気管に関す
るのもので、排気管1の端部を外側にカーリングして排
気管外周面と所定の隙間2をもった折返し部1aを形成
し、該折返し部1aの外周面にフランジ3を嵌合し、該
折り返し部1aの先端部付近をフランジ3に溶接結合
し、これにより、溶接部4が排気ガスの高熱にさらされ
ないようにしたものである。
【0004】 実開昭56−173712号公報に記
載のものは、図9に示すように、排気管11の端部外周
に、外鍔12を溶接すると共に、排気管11とは別体の
締付けリング13を挿通している。そして、この締付け
リング13により押え板14を介して前記外鍔12を結
合対象壁面に押し付けて密着させることにより、排気管
11を結合対象に接続している。
載のものは、図9に示すように、排気管11の端部外周
に、外鍔12を溶接すると共に、排気管11とは別体の
締付けリング13を挿通している。そして、この締付け
リング13により押え板14を介して前記外鍔12を結
合対象壁面に押し付けて密着させることにより、排気管
11を結合対象に接続している。
【0005】 実開昭58−44427号公報に記載
のものは、図10に示すように、シリンダブロック21
に取付けガイド部材22を固定し、二重管式の排気管2
3の外管24の外周に固定したフランジ25をスプリン
グ26で取付けガイド部材22のフランジ27に連結す
ることで、排気管23を連結対象部に接続している。
のものは、図10に示すように、シリンダブロック21
に取付けガイド部材22を固定し、二重管式の排気管2
3の外管24の外周に固定したフランジ25をスプリン
グ26で取付けガイド部材22のフランジ27に連結す
ることで、排気管23を連結対象部に接続している。
【0006】 特開平2−75714号公報に記載の
ものは、図11に示すように、単管式の排気管31に形
成したフランジ32を、ナットリング33でシリンダブ
ロック34に固定する際に、ガスケット35で、ナット
リング33及びシリンダブロック34と排気管31とが
接触しないようにしたものである。
ものは、図11に示すように、単管式の排気管31に形
成したフランジ32を、ナットリング33でシリンダブ
ロック34に固定する際に、ガスケット35で、ナット
リング33及びシリンダブロック34と排気管31とが
接触しないようにしたものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、自動車にお
いては、排気管の下流部に触媒を配置し、排気ガスの浄
化を図ることが行われている。この場合、浄化効率の面
ではエンジン始動時が問題となる。エンジン始動時に
は、触媒及び排気ガスが共に低温である。よって、触媒
温度が活性温度に至らないために、化学変化が起こら
ず、排気ガス内の未燃成分が十分に反応しきれない状況
が発生する。
いては、排気管の下流部に触媒を配置し、排気ガスの浄
化を図ることが行われている。この場合、浄化効率の面
ではエンジン始動時が問題となる。エンジン始動時に
は、触媒及び排気ガスが共に低温である。よって、触媒
温度が活性温度に至らないために、化学変化が起こら
ず、排気ガス内の未燃成分が十分に反応しきれない状況
が発生する。
【0008】そこで、エンジン始動時には排気ガスの保
温が重要となる。エンジン始動時の排気ガスの保温効果
を高めるには、排気管の内壁の温度を速やかに上昇させ
ることがポイントとなる。これを実現するには、第1点
として、排気管の熱容量を小さくすること、また、第2
点として、排気管の内壁からのフランジを通しての熱の
逃げを小さくすることが重要である。
温が重要となる。エンジン始動時の排気ガスの保温効果
を高めるには、排気管の内壁の温度を速やかに上昇させ
ることがポイントとなる。これを実現するには、第1点
として、排気管の熱容量を小さくすること、また、第2
点として、排気管の内壁からのフランジを通しての熱の
逃げを小さくすることが重要である。
【0009】排気管の熱容量を小さくするためには、排
気管の肉厚を薄くすることが必要である。図12は、二
重管を用いた場合の、内管の肉厚をパラメータとした始
動時の排気ガスの温度変化を示す。この図12から分か
るように、内管の肉厚を薄くするほど、温度の立ち上が
りは早くなる。十分な効果を得るためには、内管の肉厚
を0.5mm以下にする必要がある。内管の肉厚を薄く
することは製造上別段困難ではないが、薄肉にした場
合、高温の内管と低温の外管との熱膨脹差を十分に吸収
してやらないと、内管が湾曲したり、破断を引き起こす
おそれが生じる。
気管の肉厚を薄くすることが必要である。図12は、二
重管を用いた場合の、内管の肉厚をパラメータとした始
動時の排気ガスの温度変化を示す。この図12から分か
るように、内管の肉厚を薄くするほど、温度の立ち上が
りは早くなる。十分な効果を得るためには、内管の肉厚
を0.5mm以下にする必要がある。内管の肉厚を薄く
することは製造上別段困難ではないが、薄肉にした場
合、高温の内管と低温の外管との熱膨脹差を十分に吸収
してやらないと、内管が湾曲したり、破断を引き起こす
おそれが生じる。
【0010】以上の第1、第2の2点から、上記従来技
術を見てみると、のものは、単管式であるため、熱容
量を小さくすることは、強度上の問題からできない。ま
た、折返し部1aの内側に隙間2があり、フランジ3へ
の熱の逃げがいくらか抑制されているが、フランジ3と
折返し部1aの接触面積が大きいので、依然フランジ3
への熱の逃げが大きい。
術を見てみると、のものは、単管式であるため、熱容
量を小さくすることは、強度上の問題からできない。ま
た、折返し部1aの内側に隙間2があり、フランジ3へ
の熱の逃げがいくらか抑制されているが、フランジ3と
折返し部1aの接触面積が大きいので、依然フランジ3
への熱の逃げが大きい。
【0011】また、のものは、押さえ板14と外鍔1
2を大きくしないと、十分な剛性を確保することができ
ず、ガス洩れの可能性が大になる。そこで、これらを大
きくすると、熱容量が増加し、昇温効果が悪化する。
2を大きくしないと、十分な剛性を確保することができ
ず、ガス洩れの可能性が大になる。そこで、これらを大
きくすると、熱容量が増加し、昇温効果が悪化する。
【0012】また、のものは、外管24の固定力が不
十分で、ガス洩れの可能性が大であり、固定力を増大す
るために、外管24についているフランジ25を大きく
すると、熱の逃げが大きくなってしまう。また、内管が
大きく熱膨脹した際に、外管やその他の部分と接触して
破損の可能性がある。
十分で、ガス洩れの可能性が大であり、固定力を増大す
るために、外管24についているフランジ25を大きく
すると、熱の逃げが大きくなってしまう。また、内管が
大きく熱膨脹した際に、外管やその他の部分と接触して
破損の可能性がある。
【0013】また、のものは、単管式であるため、熱
容量を小さくすることは、強度上の問題からできない。
容量を小さくすることは、強度上の問題からできない。
【0014】このように、上記従来技術はいずれも、始
動時のフランジへの熱の逃げを最小にし、かつ管厚を薄
くして熱容量を小さくするという点では、技術的に限界
があった。
動時のフランジへの熱の逃げを最小にし、かつ管厚を薄
くして熱容量を小さくするという点では、技術的に限界
があった。
【0015】本発明は、上記事情を考慮し、排気ガスの
保温効果を高め、特に始動時の昇温特性の向上を図るこ
とができ、しかも内管と外管の熱膨張差の吸収を確実に
行い得る車両用二重排気管を提供することを目的とす
る。
保温効果を高め、特に始動時の昇温特性の向上を図るこ
とができ、しかも内管と外管の熱膨張差の吸収を確実に
行い得る車両用二重排気管を提供することを目的とす
る。
【0016】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明の車両用
二重排気管は、エンジンと、該エンジンの排気を浄化す
る触媒との間に設けられ、外管内にそれより小径で薄肉
の内管が挿入保持された二重管構造をなし、前記外管
は、フランジ等の連結部材間に挟持されるキャップに固
定され、前記キャップは、排気ガスの流れ方向に沿って
内管内へ延びる筒部を持ち、前記キャップと内管の端部
との間には隙間を存し、排気ガスの流れ方向所定長さで
重なっていることを特徴としている。
二重排気管は、エンジンと、該エンジンの排気を浄化す
る触媒との間に設けられ、外管内にそれより小径で薄肉
の内管が挿入保持された二重管構造をなし、前記外管
は、フランジ等の連結部材間に挟持されるキャップに固
定され、前記キャップは、排気ガスの流れ方向に沿って
内管内へ延びる筒部を持ち、前記キャップと内管の端部
との間には隙間を存し、排気ガスの流れ方向所定長さで
重なっていることを特徴としている。
【0017】請求項2の発明は、請求項1記載の車両用
二重排気管であって、前記キャップの筒部と前記内管の
端部との間に、非昇温時に径方向の隙間が確保されてい
ることを特徴としている。
二重排気管であって、前記キャップの筒部と前記内管の
端部との間に、非昇温時に径方向の隙間が確保されてい
ることを特徴としている。
【0018】請求項3の発明は、請求項1記載の車両用
二重排気管であって、前記キャップの筒部は前記内管の
内周側に挿入され、内管の長さは熱膨脹時にも内管の端
部が前記キャップと非接触となる寸法に設定されている
ことを特徴としている。
二重排気管であって、前記キャップの筒部は前記内管の
内周側に挿入され、内管の長さは熱膨脹時にも内管の端
部が前記キャップと非接触となる寸法に設定されている
ことを特徴としている。
【0019】請求項4の発明は請求項1記載の車両用二
重排気管であって、前記内管は、断熱性を有するととも
に振動を吸収可能な弾性体を介して前記外管に保持され
ていることを特徴としている。
重排気管であって、前記内管は、断熱性を有するととも
に振動を吸収可能な弾性体を介して前記外管に保持され
ていることを特徴としている。
【0020】
【作用】請求項1の発明では、外管と内管とからなる二
重管であり、内管を薄肉にして熱容量を小さくし、速や
かに昇温させることができる。また、キャップによっ
て、内管と外管との間の入口が覆われた形になっている
ので、内管と外管との間への排気ガス流入を抑制するこ
とができ、熱損失を極力抑えることができる。よって、
低温始動時の排気ガス保温効果を高めることができる。
また、通常走行や高負荷走行等の排気ガス温度及び排気
マニホールドが高温となった場合、内管の膨張をキャッ
プとの隙間で吸収することができ、内管の湾曲や破断を
防止することができる。
重管であり、内管を薄肉にして熱容量を小さくし、速や
かに昇温させることができる。また、キャップによっ
て、内管と外管との間の入口が覆われた形になっている
ので、内管と外管との間への排気ガス流入を抑制するこ
とができ、熱損失を極力抑えることができる。よって、
低温始動時の排気ガス保温効果を高めることができる。
また、通常走行や高負荷走行等の排気ガス温度及び排気
マニホールドが高温となった場合、内管の膨張をキャッ
プとの隙間で吸収することができ、内管の湾曲や破断を
防止することができる。
【0021】請求項2の発明の排気管においては、キャ
ップと内管の端部との間に径方向の隙間が確保されてい
るので、内管とキャップとを非接触に保つことができ、
内管の熱がキャップを通して逃げるのを確実に防止する
ことができる。また、径方向の隙間が確保されているこ
とにより、内管の径方向の熱膨脹を十分吸収することが
できる。
ップと内管の端部との間に径方向の隙間が確保されてい
るので、内管とキャップとを非接触に保つことができ、
内管の熱がキャップを通して逃げるのを確実に防止する
ことができる。また、径方向の隙間が確保されているこ
とにより、内管の径方向の熱膨脹を十分吸収することが
できる。
【0022】請求項3の発明の排気管においては、キャ
ップの円筒部が内管の内周側に挿入されているので、内
管が径方向に大きく熱膨張した場合でも、内管とキャッ
プの干渉を避け、熱膨脹を吸収することができる。ま
た、排気ガスの流れ方向の膨脹については、内管が熱膨
脹してもキャップと接触しないように内管の長さが設定
されているので、全く干渉のおそれはない。
ップの円筒部が内管の内周側に挿入されているので、内
管が径方向に大きく熱膨張した場合でも、内管とキャッ
プの干渉を避け、熱膨脹を吸収することができる。ま
た、排気ガスの流れ方向の膨脹については、内管が熱膨
脹してもキャップと接触しないように内管の長さが設定
されているので、全く干渉のおそれはない。
【0023】請求項4の発明の排気管においては、内管
が断熱性と振動吸収性を有する弾性体で保持されている
ので、内管から外管への伝熱量を減らすことができる
上、遮音効果を高めることもできる。また、内管が大き
く熱膨脹しても安定して保持することができる。
が断熱性と振動吸収性を有する弾性体で保持されている
ので、内管から外管への伝熱量を減らすことができる
上、遮音効果を高めることもできる。また、内管が大き
く熱膨脹しても安定して保持することができる。
【0024】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。
明する。
【0025】図1は本発明の第1実施例を示す。
【0026】この排気管100は、外管102の内部
に、所定の間隔を存して同心に内管104を配設した二
重管構造をなしている。外管102は、排気管全体の強
度部材となるように肉厚が厚く形成されており、その外
周にはフランジ106が非接触に嵌挿されている。内管
104は、肉厚が外管102に比べて薄く、例えば0.
5mmの肉厚で形成されている。また、110はキャッ
プ、100Aは排気管100の内部を示す。
に、所定の間隔を存して同心に内管104を配設した二
重管構造をなしている。外管102は、排気管全体の強
度部材となるように肉厚が厚く形成されており、その外
周にはフランジ106が非接触に嵌挿されている。内管
104は、肉厚が外管102に比べて薄く、例えば0.
5mmの肉厚で形成されている。また、110はキャッ
プ、100Aは排気管100の内部を示す。
【0027】キャップ110は、鍔部112とその内周
にアール部113を介して連続形成された筒部としての
円筒部114とからなる断面L字形をなしており、鍔部
112がガスケット116を介してフランジ106に合
わせられ、図示していないガスケットを介してエンジン
もしくは他の排気管にボルトで共締めされるようになっ
ている。
にアール部113を介して連続形成された筒部としての
円筒部114とからなる断面L字形をなしており、鍔部
112がガスケット116を介してフランジ106に合
わせられ、図示していないガスケットを介してエンジン
もしくは他の排気管にボルトで共締めされるようになっ
ている。
【0028】キャップ110の鍔部112には、外管1
02の端部102aが突き合わせられ、溶接接合により
固定されている。なお、キャップ110と外管102と
の固定は必ずしも端部102aで行なう必要はなく、ま
た、溶接である必要もない。円筒部114の先端部11
4aは、排気管100の内部に向かって延びており、内
管104の内周側に挿入されている。この円筒部114
の先端部114aと内管104の端部104aは、排気
ガスの流れ方向に所定の長さで重なっている。
02の端部102aが突き合わせられ、溶接接合により
固定されている。なお、キャップ110と外管102と
の固定は必ずしも端部102aで行なう必要はなく、ま
た、溶接である必要もない。円筒部114の先端部11
4aは、排気管100の内部に向かって延びており、内
管104の内周側に挿入されている。この円筒部114
の先端部114aと内管104の端部104aは、排気
ガスの流れ方向に所定の長さで重なっている。
【0029】内管104の長さは、外管102の長さよ
りも短くなっており、外管102、内管104、フラン
ジ106で排気管100を構成し、キャップ110の端
面110aと内管104の端部104aとの間に、空間
部108が形成されている。この空間部108の排気ガ
スの流れ方向の寸法は、内管104が常温から高速走行
時の内管温度、例えば最高で1000度になった状態で
熱膨脹する以上の長さに設定されている。つまり十分に
熱膨張しても内管104の端部104aがキャップ11
0に接触しないだけの長さに設定されている。
りも短くなっており、外管102、内管104、フラン
ジ106で排気管100を構成し、キャップ110の端
面110aと内管104の端部104aとの間に、空間
部108が形成されている。この空間部108の排気ガ
スの流れ方向の寸法は、内管104が常温から高速走行
時の内管温度、例えば最高で1000度になった状態で
熱膨脹する以上の長さに設定されている。つまり十分に
熱膨張しても内管104の端部104aがキャップ11
0に接触しないだけの長さに設定されている。
【0030】外管102と内管104との間105に
は、弾性体である内管保持部材103が介在し、内管1
04はこの内管保持部材103により外管102に保持
され、外管102、フランジ106、キャップ110と
は直接には固着していない。この内管保持部材103は
断熱効果があり、音や振動を吸収するグラスウール等で
構成されている。
は、弾性体である内管保持部材103が介在し、内管1
04はこの内管保持部材103により外管102に保持
され、外管102、フランジ106、キャップ110と
は直接には固着していない。この内管保持部材103は
断熱効果があり、音や振動を吸収するグラスウール等で
構成されている。
【0031】キャップ110の円筒部114は、排気管
100全体が常温状態に長く置かれている状況で、内管
104との間に径方向の隙間部115を持っている。こ
の隙間部115には円筒状ガスケット118が挿入さ
れ、この隙間部115を通して内管104と外管102
との間105内に排気ガスが流入するのをできるだけ遮
断するようになっている。キャップ110は、内管10
4と同じ材料か、もしくは内管104より熱膨張率が同
じか低い材料で形成されている。例えばセラミックで形
成してもよい。また肉厚は、内管104よりも厚くなっ
ている。
100全体が常温状態に長く置かれている状況で、内管
104との間に径方向の隙間部115を持っている。こ
の隙間部115には円筒状ガスケット118が挿入さ
れ、この隙間部115を通して内管104と外管102
との間105内に排気ガスが流入するのをできるだけ遮
断するようになっている。キャップ110は、内管10
4と同じ材料か、もしくは内管104より熱膨張率が同
じか低い材料で形成されている。例えばセラミックで形
成してもよい。また肉厚は、内管104よりも厚くなっ
ている。
【0032】前記空間部108と隙間部115とは、こ
の実施例においてキャップ110と内管104の端部1
04aとの間の隙間を構成している。
の実施例においてキャップ110と内管104の端部1
04aとの間の隙間を構成している。
【0033】次に作用を説明する。
【0034】まず、内管104は、内管保持部材103
を介して外管102に保持され、また外管102に固定
されたキャップ110で蓋をされた状態となるため、確
実に保持される。したがって、排気管単体の状態で、キ
ャップ110をフランジ106に固定しないでも、内管
104や内管保持部材103が飛び出さずに、製造後の
輸送を容易に行うことができる。
を介して外管102に保持され、また外管102に固定
されたキャップ110で蓋をされた状態となるため、確
実に保持される。したがって、排気管単体の状態で、キ
ャップ110をフランジ106に固定しないでも、内管
104や内管保持部材103が飛び出さずに、製造後の
輸送を容易に行うことができる。
【0035】また、フランジ106を外管102と固定
していないため、外管102とフランジ106の材質
を、溶接の可/不可に係わらず、コストと強度を両立す
るように最適に選択することができる。また、後述する
ように、フランジ106への伝熱量が極端に減少するの
で、フランジ106の熱膨張が少なくなる。よって、例
えば図3に示すように、フランジ106の一部をくり貫
いた構造や、図4に示すようにフランジ106の一部を
肉薄にすることが自由にできるようになり、強度を保ち
ながら、軽量化を図ることができるようになる。
していないため、外管102とフランジ106の材質
を、溶接の可/不可に係わらず、コストと強度を両立す
るように最適に選択することができる。また、後述する
ように、フランジ106への伝熱量が極端に減少するの
で、フランジ106の熱膨張が少なくなる。よって、例
えば図3に示すように、フランジ106の一部をくり貫
いた構造や、図4に示すようにフランジ106の一部を
肉薄にすることが自由にできるようになり、強度を保ち
ながら、軽量化を図ることができるようになる。
【0036】次に、始動時における排気ガスの昇温につ
いて説明する。
いて説明する。
【0037】エンジン停止直後を除き、エンジン始動前
においては、排気管100の外管102と内管104の
温度は共に外気温と同じである。この状態から、エンジ
ンを始動すると、内管104の中を流れる排気ガスによ
って、まず内管104が暖められる。そして、内管10
4の壁温が上昇し、内管104に与えた熱量だけ排気ガ
スの温度が低下する。内管104は肉厚を薄くすること
で熱容量を少なくしてあるから、排気ガスから内管10
4への伝熱量は少なく、排気ガスの温度低下は小さく抑
制される。
においては、排気管100の外管102と内管104の
温度は共に外気温と同じである。この状態から、エンジ
ンを始動すると、内管104の中を流れる排気ガスによ
って、まず内管104が暖められる。そして、内管10
4の壁温が上昇し、内管104に与えた熱量だけ排気ガ
スの温度が低下する。内管104は肉厚を薄くすること
で熱容量を少なくしてあるから、排気ガスから内管10
4への伝熱量は少なく、排気ガスの温度低下は小さく抑
制される。
【0038】また、フランジ106が、外管102やキ
ャップ110と直接固定されていないため、外管102
からの熱がフランジ106へ伝わり難くなる。
ャップ110と直接固定されていないため、外管102
からの熱がフランジ106へ伝わり難くなる。
【0039】これについて、外管102が熱容量の大き
いフランジ106に接続されている場合と、外管102
が熱容量の少ないキャップ110に溶接により固定され
ている場合とを比較してみる。
いフランジ106に接続されている場合と、外管102
が熱容量の少ないキャップ110に溶接により固定され
ている場合とを比較してみる。
【0040】外管102がフランジ106に直接溶接さ
れている場合は、内管104、内管保持部材103を経
由した排気ガスからの熱量が、外管102に伝わり、さ
らにフランジ106へ伝わる。このため、熱容量の大き
いフランジ106へ外管102の熱が吸収され、外管1
02、内管保持部材103、内管104共に、温度上昇
が妨げられて、排気ガスの保温能力が低下する。
れている場合は、内管104、内管保持部材103を経
由した排気ガスからの熱量が、外管102に伝わり、さ
らにフランジ106へ伝わる。このため、熱容量の大き
いフランジ106へ外管102の熱が吸収され、外管1
02、内管保持部材103、内管104共に、温度上昇
が妨げられて、排気ガスの保温能力が低下する。
【0041】一方、外管102がキャップ110に溶接
されている場合は、排気ガスによりキャップ110と内
管104が暖められ、暖められたキャップ110の熱量
は、溶接してある外管102に伝わり、外管102が暖
められると共に、その一部は排気管を取りまく外気へ逃
げる。このため、排気ガスの熱量が、キャップ110か
ら外管102へ伝わり、排気ガスの低下を来すが、キャ
ップ110の排気ガスにさらされている表面積は、内管
104の排気ガスにさらされている表面積に比べて僅か
であり、外管102へ伝わる熱量の大部分は、内管10
4、内管保持部材103経由に依る。また、フランジ1
06はガスケット116を介して、キャップ110、外
管102と接するため、フランジ106への伝熱は抑制
され、外管102、キャップ110、内管104の温度
低下が抑制され、排気ガス温度の低下が防止される。
されている場合は、排気ガスによりキャップ110と内
管104が暖められ、暖められたキャップ110の熱量
は、溶接してある外管102に伝わり、外管102が暖
められると共に、その一部は排気管を取りまく外気へ逃
げる。このため、排気ガスの熱量が、キャップ110か
ら外管102へ伝わり、排気ガスの低下を来すが、キャ
ップ110の排気ガスにさらされている表面積は、内管
104の排気ガスにさらされている表面積に比べて僅か
であり、外管102へ伝わる熱量の大部分は、内管10
4、内管保持部材103経由に依る。また、フランジ1
06はガスケット116を介して、キャップ110、外
管102と接するため、フランジ106への伝熱は抑制
され、外管102、キャップ110、内管104の温度
低下が抑制され、排気ガス温度の低下が防止される。
【0042】エンジン始動から時間が経って、排気ガス
や排気管100が十分に暖まった状態では、内管104
と外管102との温度、及び肉厚の差による熱容量が異
なるため、熱膨張に差が生じる。外管102は直接排気
ガスにさらされず、また肉厚が厚いため熱容量が大き
く、熱膨脹は内管104に比べて少ない。一方、内管1
04は高温の排気ガスに直接さらされ、また肉厚が薄く
熱容量が小さいため高温となり、排気ガスの流れ方向及
び径方向に大きく熱膨脹する。
や排気管100が十分に暖まった状態では、内管104
と外管102との温度、及び肉厚の差による熱容量が異
なるため、熱膨張に差が生じる。外管102は直接排気
ガスにさらされず、また肉厚が厚いため熱容量が大き
く、熱膨脹は内管104に比べて少ない。一方、内管1
04は高温の排気ガスに直接さらされ、また肉厚が薄く
熱容量が小さいため高温となり、排気ガスの流れ方向及
び径方向に大きく熱膨脹する。
【0043】排気ガスと排気管100が高温となった時
の状態を図2に示す。実線は高温時の状態、点線は低温
時の状態を示している。高温となった内管104は、径
方向への熱膨張により、熱膨脹の少ない外管102側に
近付き、外管102と内管104との間105が縮まる
が、グラスウール等の弾性を有する内管保持部材103
により内管104の片寄りは回避される。また、内管保
持部材103としてグラスウール等の弾性材料を用いた
場合は、振動吸収効果もあるため、遮音性能の向上にも
寄与する。
の状態を図2に示す。実線は高温時の状態、点線は低温
時の状態を示している。高温となった内管104は、径
方向への熱膨張により、熱膨脹の少ない外管102側に
近付き、外管102と内管104との間105が縮まる
が、グラスウール等の弾性を有する内管保持部材103
により内管104の片寄りは回避される。また、内管保
持部材103としてグラスウール等の弾性材料を用いた
場合は、振動吸収効果もあるため、遮音性能の向上にも
寄与する。
【0044】内管104の排気ガス流れ方向の熱膨脹に
より、内管104は、空間部108をキャップ110の
鍔部112に向かって延びる。しかし、空間部108の
寸法は、内管104が十分に熱膨脹してもキャップ11
0に接触しないだけ確保されているため、内管104と
キャップ110が接触して、内管104もしくはキャッ
プ110が破損するおそれはない。
より、内管104は、空間部108をキャップ110の
鍔部112に向かって延びる。しかし、空間部108の
寸法は、内管104が十分に熱膨脹してもキャップ11
0に接触しないだけ確保されているため、内管104と
キャップ110が接触して、内管104もしくはキャッ
プ110が破損するおそれはない。
【0045】また、高温時のキャップ110の熱膨脹
は、径方向では広がる方向に、排気ガス流れ方向では排
気管100の内部へ向かう方向に生じるが、キャップ1
10は内管104に比べて熱膨脹が少ないので、内管1
04と接触して、破損するようなこともない。また、高
温時、排気ガスに直接さらされていない外管102は、
その表面温度が低くなっている。従って、対流や輻射に
よるエンジンルーム内への熱放散が防止される。
は、径方向では広がる方向に、排気ガス流れ方向では排
気管100の内部へ向かう方向に生じるが、キャップ1
10は内管104に比べて熱膨脹が少ないので、内管1
04と接触して、破損するようなこともない。また、高
温時、排気ガスに直接さらされていない外管102は、
その表面温度が低くなっている。従って、対流や輻射に
よるエンジンルーム内への熱放散が防止される。
【0046】また、内管104が高温になって熱膨張し
た状態でも、内管104はキャップ110へ直接接触し
ないため、内管104からエンジンへ伝わる熱量は極め
て少ない。また、熱容量が大きい外管102は、内管保
持部材103や空間部108を介して内管104と隔た
っているから、外管102を介してシリンダヘッドへ伝
わる熱量も少ない。
た状態でも、内管104はキャップ110へ直接接触し
ないため、内管104からエンジンへ伝わる熱量は極め
て少ない。また、熱容量が大きい外管102は、内管保
持部材103や空間部108を介して内管104と隔た
っているから、外管102を介してシリンダヘッドへ伝
わる熱量も少ない。
【0047】なお、上記実施例の排気管100は、外管
102の端部に設けたフランジ106とキャップ110
の鍔部112とを、間にガスケット116を挟んでエン
ジンもしくは他の排気管にボルトで共締めするため、ガ
ス漏れを確実に回避することができる。
102の端部に設けたフランジ106とキャップ110
の鍔部112とを、間にガスケット116を挟んでエン
ジンもしくは他の排気管にボルトで共締めするため、ガ
ス漏れを確実に回避することができる。
【0048】また、キャップ110が高温となった際に
は、外管102へその熱量が伝わっていく。しかしなが
ら、先に述べたように、外管102への伝熱量は、その
大半が、内管104、内管保持部材103経由によるた
め、キャップ110と外管102の直接的な接触/非接
触による外管102の表面温度の影響は非常に少ない。
また、フランジ106は、外管102、キャップ10
6、内管104とは直接接触していないため、排気ガス
からの熱量が伝わり難くなり、外管102に比べても表
面温度は低下する。
は、外管102へその熱量が伝わっていく。しかしなが
ら、先に述べたように、外管102への伝熱量は、その
大半が、内管104、内管保持部材103経由によるた
め、キャップ110と外管102の直接的な接触/非接
触による外管102の表面温度の影響は非常に少ない。
また、フランジ106は、外管102、キャップ10
6、内管104とは直接接触していないため、排気ガス
からの熱量が伝わり難くなり、外管102に比べても表
面温度は低下する。
【0049】一般に、フランジ106は、断面でみた場
合、排気管より外周に向かって広がっており、エンジン
ルーム内の部品に近くなっている。また、エンジンルー
ム内を流れる外気に接する表面積が大きくなっており、
この結果、対流や輻射によるエンジンルーム内への熱散
逸が生じ、エンジンルーム内の雰囲気温度や部品温が上
昇し、熱害が発生し、部品劣化が生じる。
合、排気管より外周に向かって広がっており、エンジン
ルーム内の部品に近くなっている。また、エンジンルー
ム内を流れる外気に接する表面積が大きくなっており、
この結果、対流や輻射によるエンジンルーム内への熱散
逸が生じ、エンジンルーム内の雰囲気温度や部品温が上
昇し、熱害が発生し、部品劣化が生じる。
【0050】この点、本実施例の構成によれば、排気ガ
スからフランジ106への伝熱量が減少し、フランジ1
06表面の温度が低下するため、エンジンルーム内への
熱散逸が低下し、エンジンルーム内雰囲気温や部品温上
昇を防止することになり、熱害、劣化が抑制される。
スからフランジ106への伝熱量が減少し、フランジ1
06表面の温度が低下するため、エンジンルーム内への
熱散逸が低下し、エンジンルーム内雰囲気温や部品温上
昇を防止することになり、熱害、劣化が抑制される。
【0051】また、エンジンの冷却水放熱量の点から見
た場合、冷却水放熱量に占める排気管からの伝熱量は無
視できないほど大きく、さらに、排気管からの伝熱量の
大半は、フランジ106からガスケットを経由して伝え
られることが確かめられているが、本実施例の構成によ
れば、高負荷運転でもフランジ106の表面温度は上昇
しないため、排気管からエンジン本体への伝熱量が少な
くなり、冷却水放熱量が低下し、ラジエータへの風量を
確保するためのファンの駆動力を削減できると共に、エ
ンジンルーム内への空気温度を低下することができる。
た場合、冷却水放熱量に占める排気管からの伝熱量は無
視できないほど大きく、さらに、排気管からの伝熱量の
大半は、フランジ106からガスケットを経由して伝え
られることが確かめられているが、本実施例の構成によ
れば、高負荷運転でもフランジ106の表面温度は上昇
しないため、排気管からエンジン本体への伝熱量が少な
くなり、冷却水放熱量が低下し、ラジエータへの風量を
確保するためのファンの駆動力を削減できると共に、エ
ンジンルーム内への空気温度を低下することができる。
【0052】次に、その他の各実施例について説明す
る。なお、以下の説明においては、上記実施例と同一構
成要素については、図1と同一符号を付してその説明を
省略する。
る。なお、以下の説明においては、上記実施例と同一構
成要素については、図1と同一符号を付してその説明を
省略する。
【0053】図5の第2実施例の排気管200では、キ
ャップ210を一体成形品とせず、鍔部112と円筒部
114にわけて形成し、後で溶接して一体化している。
この場合の円筒部114は、内管104と同等の肉厚に
形成されている。この実施例によれば、円筒部114部
と鍔部112を一応別部材で構成しているので、第1実
施例に比べて、キャップ210から外管1への伝熱量を
さらに低下することができる。
ャップ210を一体成形品とせず、鍔部112と円筒部
114にわけて形成し、後で溶接して一体化している。
この場合の円筒部114は、内管104と同等の肉厚に
形成されている。この実施例によれば、円筒部114部
と鍔部112を一応別部材で構成しているので、第1実
施例に比べて、キャップ210から外管1への伝熱量を
さらに低下することができる。
【0054】図6の第3実施例の排気管300では、内
管104の途中の外周側にリング104bを嵌め込み、
このリング104bを挟んで内管保持部材103を挿入
している。この実施例によれば、リンク104bが内管
保持部材103へ係合することにより内管104の排ガ
ス流れ方向のずれが防止される。
管104の途中の外周側にリング104bを嵌め込み、
このリング104bを挟んで内管保持部材103を挿入
している。この実施例によれば、リンク104bが内管
保持部材103へ係合することにより内管104の排ガ
ス流れ方向のずれが防止される。
【0055】図7の第4実施例の排気管400では、排
気管の径方向に見て、内管104とキャップ110の円
筒部114の位置が逆になっている。この例は、排気管
400の流れ方向後端側を示している。即ち、キャップ
110の円筒部114の先端部114aを、内管104
の外周側に挿入して、排気ガスの流れ方向に重ねてい
る。そして、内管104と円筒部114の先端部114
aとの間に径方向の隙間部115(隙間)を確保し、そ
の隙間部115に円筒状ガスケット118を挿入してい
る。この実施例は、排気ガスの流れ方向が、図中矢印方
向の場合に有効である。この場合、内管104と円筒部
114の隙間部115が排気ガスの流れ方向の下流側を
向いているので、排気ガスが隙間部115からより侵入
しにくくなる効果がある。
気管の径方向に見て、内管104とキャップ110の円
筒部114の位置が逆になっている。この例は、排気管
400の流れ方向後端側を示している。即ち、キャップ
110の円筒部114の先端部114aを、内管104
の外周側に挿入して、排気ガスの流れ方向に重ねてい
る。そして、内管104と円筒部114の先端部114
aとの間に径方向の隙間部115(隙間)を確保し、そ
の隙間部115に円筒状ガスケット118を挿入してい
る。この実施例は、排気ガスの流れ方向が、図中矢印方
向の場合に有効である。この場合、内管104と円筒部
114の隙間部115が排気ガスの流れ方向の下流側を
向いているので、排気ガスが隙間部115からより侵入
しにくくなる効果がある。
【0056】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明の
車両用二重排気管によれば、外管はキャップに固定され
ており、連結部材であるフランジ等には固定されておら
ず、非接触の関係にあるので、フランジ等を用いて他の
排気管もしくはエンジンと連結した場合、フランジを通
しての熱の逃げが著しく軽減される。したがって、エン
ジン始動時の排気ガス昇温性能を向上することができ
る。また、熱容量を考慮することなく、フランジの形状
や剛性を選択し得るので、排気管をガス洩れ等のおそれ
なく、確実に固定することができる。さらに、内管と外
管との隙間がキャップで塞がれているので、外管側への
伝熱量を減らすことができ、排気ガスの保温効果を高め
ることができる。また、キャップと内管は重なっている
だけであるから、内管の熱膨脹を十分吸収することがで
き、内管の変形や破損のおそれを少なくすることができ
る。
車両用二重排気管によれば、外管はキャップに固定され
ており、連結部材であるフランジ等には固定されておら
ず、非接触の関係にあるので、フランジ等を用いて他の
排気管もしくはエンジンと連結した場合、フランジを通
しての熱の逃げが著しく軽減される。したがって、エン
ジン始動時の排気ガス昇温性能を向上することができ
る。また、熱容量を考慮することなく、フランジの形状
や剛性を選択し得るので、排気管をガス洩れ等のおそれ
なく、確実に固定することができる。さらに、内管と外
管との隙間がキャップで塞がれているので、外管側への
伝熱量を減らすことができ、排気ガスの保温効果を高め
ることができる。また、キャップと内管は重なっている
だけであるから、内管の熱膨脹を十分吸収することがで
き、内管の変形や破損のおそれを少なくすることができ
る。
【0057】請求項2の発明の車両用二重排気管によれ
ば、キャップと内管の端部との間に径方向の隙間を確保
したので、内管とキャップとを非接触に保ち、内管から
キャップへの伝熱量を減らして排気ガスの保温効果を高
めることができる。また、内管の径方向の熱膨脹をも十
分吸収することができ、変形や破損をより確実に防止す
ることができる。
ば、キャップと内管の端部との間に径方向の隙間を確保
したので、内管とキャップとを非接触に保ち、内管から
キャップへの伝熱量を減らして排気ガスの保温効果を高
めることができる。また、内管の径方向の熱膨脹をも十
分吸収することができ、変形や破損をより確実に防止す
ることができる。
【0058】請求項3の発明による車両用二重排気管に
よれば、内管が径方向に大きく熱膨張した場合でも、そ
れを吸収することができる。また、内管が排気ガスの流
れ方向に大きく膨脹した場合でも、内管とキャップは全
く干渉するおそれがない。
よれば、内管が径方向に大きく熱膨張した場合でも、そ
れを吸収することができる。また、内管が排気ガスの流
れ方向に大きく膨脹した場合でも、内管とキャップは全
く干渉するおそれがない。
【0059】請求項4の発明による車両用二重排気管に
よれば、内管から外管への伝熱量を減らすことができ、
排気ガスの保温効果を向上させることができる上、遮音
効果も高めることができる。また、内管が大きく熱膨脹
しても安定して保持することができる。
よれば、内管から外管への伝熱量を減らすことができ、
排気ガスの保温効果を向上させることができる上、遮音
効果も高めることができる。また、内管が大きく熱膨脹
しても安定して保持することができる。
【図1】本発明の第1実施例の要部断面図である。
【図2】本発明の第1実施例の昇温時の状態を示す要部
断面図である。
断面図である。
【図3】本発明の第1実施例において可能になるフラン
ジ106の形状を示し、(a)は平面図、(b)はII
Ib−IIIb断面図である。
ジ106の形状を示し、(a)は平面図、(b)はII
Ib−IIIb断面図である。
【図4】本発明の第1実施例において可能になるフラン
ジ106の形状を示し、(a)は平面図、(b)はIV
b−IVb断面図である。
ジ106の形状を示し、(a)は平面図、(b)はIV
b−IVb断面図である。
【図5】本発明の第2実施例の要部断面図である。
【図6】本発明の第3実施例の要部断面図である。
【図7】本発明の第4実施例の要部断面図である。
【図8】従来例を示す構成図である。
【図9】別の従来例の構成図である。
【図10】さらに別の従来例の構成図である。
【図11】さらに別の従来例の構成図である。
【図12】二重管の内筒(内管)の薄肉化による保温効
果の特性図である。
果の特性図である。
100、200、300、400 排気管 102 外管 103 内管保持部材(弾性体) 104 内管 106 フランジ 108 空間部(隙間) 110,210 キャップ 112 鍔部 114 円筒部(筒部) 115 隙間部(隙間)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−72409(JP,A) 特開 平7−63051(JP,A) 実開 昭52−64205(JP,U) 実開 昭63−98426(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F01N 7/14
Claims (4)
- 【請求項1】 エンジンと、該エンジンの排気を浄化す
る触媒との間に設けられ、外管内にそれより小径で薄肉
の内管が挿入保持された二重管構造をなし、 前記外管は、前記内管の端部側に設けられフランジ等の
連結部材間に挟持されるキャップに固定され、 前記キャップは、排気ガスの流れ方向に沿って内管側へ
延びる筒部を持ち、 前記キャップと内管の端部との間には隙間を存し、排気
ガスの流れ方向所定長さで重なっていることを特徴とす
る車両用二重排気管。 - 【請求項2】 請求項1記載の車両用二重排気管であっ
て、前記キャップの筒部と前記内管の端部との間には、
非昇温時に径方向の隙間が確保されていることを特徴と
する車両用二重排気管。 - 【請求項3】 請求項1記載の車両用二重排気管であっ
て、前記キャップの筒部は前記内管の内周側に挿入さ
れ、内管の長さは熱膨脹時にも内管の端部が前記キャッ
プと非接触となる寸法に設定されていることを特徴とす
る車両用二重排気管。 - 【請求項4】 請求項1記載の車両用二重排気管であっ
て、前記内管は、断熱性を有するとともに振動を吸収可
能な弾性体を介して前記外管に保持されていることを特
徴とする車両用二重排気管。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5219572A JP2924590B2 (ja) | 1993-09-03 | 1993-09-03 | 車両用二重排気管 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5219572A JP2924590B2 (ja) | 1993-09-03 | 1993-09-03 | 車両用二重排気管 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0771247A JPH0771247A (ja) | 1995-03-14 |
JP2924590B2 true JP2924590B2 (ja) | 1999-07-26 |
Family
ID=16737623
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5219572A Expired - Fee Related JP2924590B2 (ja) | 1993-09-03 | 1993-09-03 | 車両用二重排気管 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2924590B2 (ja) |
-
1993
- 1993-09-03 JP JP5219572A patent/JP2924590B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0771247A (ja) | 1995-03-14 |
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