JPH0583321U - 排気マニホルドの取付構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、遮熱構造の排気マニホルドの両端
部を他部品に熱流を遮断した構造で取り付けた排気マニ
ホルドの取付構造を提供する。 【構成】 本考案は、低熱膨張率のチタン酸アルミニウ
ム等から成る排気マニホルドライナ７と外側に鋳込によ
り配置された金属から成る外側部材８とから成る排気マ
ニホルド２を他部品のシリンダヘッド１に連結した排気
マニホルドの取付構造である。排気マニホルドライナ７
の端面１３とシリンダヘッド１の端面１２との間に遮熱
構造の遮熱ガスケット３を配置し、外側部材８の端面１
４とシリンダヘッド１の端面１２との間にガスケット４
を配置している。従って、端面１３と端面１２との間を
通じて外側部材８への熱流が防止される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、多気筒エンジンの各シリンダから排出される排気ガスを集合部へ 集めて排気管に導く排気マニホルドを他部品に連結する排気マニホルドの取付構 造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

現在、エンジンに用いられる排気マニホルドは、耐熱性を向上させ且つ製造コ ストを低く抑えるために、鋳鉄の鋳造により製作されるものが大半である。鋳鉄 の耐熱温度が高い反面、比較的に熱伝導も良好なため、燃焼室からの放熱量も多 い。今日、多くのエンジンでは、ターボチャージャを備えているが、鋳鉄で作製 した排気マニホルドは、重量が非常に重く、エンジン軽量化の妨げとなっている 。そこで、排気マニホルドを軽量化するため、アルミニウム合金で作製し、遮熱 構造に構成するため、アルミニウム合金の内面に位置するライナを低熱伝導率の セラミックスで作製したものが開発されている。

【０００３】 従来、断熱複合パイプとして、特開昭６０−１６４０９４号公報に開示された ものがある。該断熱複合パイプは、互いに異なる素材からなる複数個のパイプ部 材を内外同軸状に一体に重合したものであり、パイプ部材のうち内側パイプ部材 を外側パイプ部材より熱膨張係数の小さいセラミックス等の断熱材により成形し 、内側パイプ部材の中間部を、外側パイプ部の熱膨張に追従可能な大きさでもっ て外側パイプ部材の熱膨張又は熱収縮許容隙間を介して分割したものである。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、多気筒エンジンの各シリンダから排出される排気ガスは、排気マニ ホルドのブランチ部及び屈曲部を通って集合部へと合流し、該集合部から排気管 へと排出されるが、排気ガスの流量は集合部で合流するためブランチ部に比較し て多くなると共に、流速も速くなり、集合部ではブランチ部に比較して３０〜５ ０℃程度高くなる。また、燃焼室からの放熱量を低減してエンジンに設けたター ボチャージャに排気ガスが持つ熱エネルギーを有効に作用させるために、熱伝導 率が非常に低く且つ比重の小さいセラミックスで製作された排気マニホルドライ ナをアルミニウム合金等の金属で鋳込む製作方法が考えられる。

【０００５】 そのため、エンジンを遮熱構造に構成し、該排気ガスエネルギーをターボチャ ージャ或いはエネルギー回収装置で効率的に回収できるように、排気系における 排気マニホルドを遮熱構造に構成した場合に、排気マニホルドの両端をシリンダ ヘッドと排気管との他部品に取り付けると、低熱膨張率の排気マニホルドライナ の端面と他部品の端面との間に隙間が存在するが、該隙間を通じて排気マニホル ドの金属から成る外側部材が燃焼ガスに露出した状態になり、該露出面を通じて 外側部材へと熱流が発生し、外部へ燃焼ガスの熱エネルギーが放散するという問 題が発生する。

【０００６】 そこで、この考案の目的は、上記の課題を解決することであり、熱伝導率が非 常に低く且つ比重の小さいチタン酸アルミニウム等のセラミックスで作製した排 気マニホルドライナと該排気マニホルドライナの外周を覆う金属製の外側部材と から成る排気マニホルドを他部品に取り付ける排気マニホルドの取付構造におい て、排気マニホルドライナの端面と他部品の端面との間に存在する隙間を通じて 排気マニホルドの外側部材へと燃焼ガスの熱流を防止する排気マニホルドの取付 構造を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

この考案は、上記目的を達成するために、次のように構成されている。即ち、 この考案は、多気筒エンジンの各シリンダに連通する各ブランチ部と該各ブラン チ部を屈曲部を通じて１つに集合する集合部とから成る排気マニホルドライナと 、該排気マニホルドライナの外側に鋳込により配置された金属から成る外側部材 とから成る排気マニホルドを他部品に連結する排気マニホルドの取付構造におい て、前記排気マニホルドライナは低熱伝導率のセラミックスで作製され、前記排 気マニホルドライナの端面と前記他部品の対向面との間に遮熱構造の遮熱ガスケ ットを配置すると共に、前記外側部材の端面と前記他部品の対向面との間にガス ケットを配置したことを特徴とする排気マニホルドの取付構造に関する。

【０００８】 また、この排気マニホルドの取付構造において、前記遮熱ガスケットはセラミ ックファイバー等の遮熱材とステンレス鋼等の耐熱材とが半径方向に順次複数積 層されているものである。

【０００９】 また、この排気マニホルドの取付構造において、前記遮熱ガスケットは前記排 気マニホルドライナの端面と前記他部品の対向面との間の隙間を遮蔽する筒部と 前記他部品の対向面と前記ガスケットとの間で緊締したフランジ部とから構成さ れているものである。

【００１０】

【作用】

この考案による排気マニホルドの取付構造は、上記のように構成されているの で、次のように作用する。この排気マニホルドの取付構造は、排気マニホルドラ イナを低熱伝導率のセラミックスで作製し、前記排気マニホルドライナの端面と 前記他部品の対向面との間に遮熱構造の遮熱ガスケットを配置すると共に、前記 外側部材の端面と前記他部品の対向面との間にガスケットを配置したので、前記 排気マニホルドライナと前記他部品間に存在する隙間から燃焼ガスの熱流を防止 でき、排気ガスエネルギーを維持し、ターボチャージャやエネルギー回収装置で 効率的にエネルギー回収を行うことができる。

【００１１】

【実施例】

以下、図面を参照して、この考案による排気マニホルドの取付構造の一実施例 について説明する。図１はこの考案による排気マニホルドの取付構造の一実施例 を示す断面図、及び図２は図１の排気マニホルドの取付構造の一実施例を示す要 部の拡大断面図である。

【００１２】 図１及び図２には、多気筒エンジン（図では、一気筒のみを示す）に使用され る排気マニホルド２と該排気マニホルド２を取り付ける他部品であるシリンダヘ ッド１が示されている。排気マニホルド２における排気マニホルドライナ７と該 排気マニホルドライナ７の外側に配置された金属から成る外側部材８とが示され ている。排気マニホルドライナ７は、図示していないが、多気筒エンジンの各シ リンダに連通する各ブランチ部、該各ブランチ部を屈曲部で集合する集合部から 構成されている。この排気マニホルドライナ７は、熱伝導率が非常に低く且つ比 重の小さいチタン酸アルミニウム等のセラミックスから製作されている。

【００１３】 排気マニホルド２は、排気マニホルドライナ７を鋳込型に配置してアルミニウ ム（Ａｌ）合金、鋳鉄（Ｆｃ）等の金属を鋳込むことによって金属の外側部材８ を形成したものである。排気マニホルド２については、排気マニホルド２に対向 する対向面即ちシリンダヘッド１の側面１２に取り付けられ、多気筒エンジンか ら排出される排気ガスが、排気マニホルドライナ７のブランチ部から集合部へ合 流し、次いで集合部に連結した排気管（図示せず）に導かれる。排気マニホルド ２の端面は、排気マニホルドライナ７の端面１３と外側部材８の端面１４とから 形成されているが、外側部材８の端面１４が排気マニホルドライナ７の端面１３ より突出し、両者の間には段差が形成されている。従って、シリンダヘッド１に 排気マニホルド２をガスケット４を介在させてボルト等で緊締した場合に、シリ ンダヘッド１の対向面即ち側面１２と排気マニホルドライナ７の端面１３との間 には、大きな隙間Ｌが形成される。

【００１４】 従って、シリンダヘッド１の側面１２と排気マニホルドライナ７の端面１３と の間に隙間Ｌが存在している状態にしていると、燃焼ガス通路を通る燃焼ガスが 該隙間Ｌを通じて排気マニホルド２の外側部材８に接触し、燃焼ガスの熱流が外 側部材８の金属へと流れ、燃焼ガスが有する熱エネルギーが外部に放散し、エネ ルギー回収効率が低下するという問題が発生する。

【００１５】 そこで、この考案による排気マニホルドの取付構造は、上記の隙間Ｌを通じて の燃焼ガスの熱流を遮断するため、排気マニホルドライナ７を低熱伝導率のセラ ミックスで作製し、排気マニホルドライナ７の端面１３とシリンダヘッド１の端 面１２との間に遮熱構造の遮熱ガスケット３を配置すると共に、排気マニホルド ２の外側部材８の端面１４とシリンダヘッド１の側面１２との間にガスケット４ を配置したものである。

【００１６】 この排気マニホルドの取付構造において、遮熱ガスケット３は、アスベスト、 セラミックファイバー等の遮熱材６とリング状ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の耐熱 材５とが半径方向に順次複数積層されているものである。遮熱材６のセラミック ファイバーとしては、例えば、アルミナファイバー、炭化ケイ素ファイバー、窒 化ケイ素ファイバー、チタン酸カリウムファイバーを使用できる。また、ガスケ ット４は、チタン酸アルミニウム等のセラミックス９をプレート状ステンレス鋼 １０で被覆したものである。

【００１７】 次に、図３を参照して、この考案による排気マニホルドの取付構造の別の実施 例を説明する。図３はこの考案による排気マニホルドの取付構造の別の実施例を 示す要部の拡大断面図である。この排気マニホルドの取付構造において、遮熱ガ スケット１１は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の耐熱材から製作され、排気マニホ ルドライナ７の端面１３とシリンダヘッド１の側面１２との間の隙間Ｌの燃焼ガ ス通路１７側を遮蔽する筒部１６とシリンダヘッド１の側面１２とガスケット４ との間で緊締したフランジ部１５とから構成されている。そして、排気マニホル ドライナ７の端面１３とシリンダヘッド１の端面１２との間の隙間Ｌには、空所 １８が形成されている。エンジンから排出された燃焼ガスは、シリンダヘッド１ の排気ポート１９から排気マニホルド２の燃焼ガス通路１７へと矢印Ａ方向に流 れるので、遮熱ガスケット１１の筒部１６が燃焼ガスのガイドになり、外側部材 ８の金属への熱流は遮断され、外側部材８を通じて外部への熱エネルギーの放散 は防止される。

【００１８】

【考案の効果】 この考案による排気マニホルドの取付構造は、上記のように構成されているの で、次のような効果を有する。即ち、この排気マニホルドの取付構造は、排気マ ニホルドライナを低熱伝導率のセラミックスで作製し、前記排気マニホルドライ ナの端面と他部品の端面との間に遮熱構造の遮熱ガスケットを配置すると共に、 排気マニホルドの外側部材の端面と前記他部品の対向面との間にガスケットを配 置したので、前記排気マニホルドライナの端面と他部品の対向面との間の隙間を 通じて金属から成る前記外側部材に燃焼ガスが直接接することが阻止され、ガス シールと前記外側部材への熱流を防止することができ、外部への熱エネルギーの 放散を防止でき、エネルギー回収効率を向上させると共に、耐久性を向上させる ことができる。特に、排気マニホルドの外側部材をアルミニウム合金で製作して いる場合には、耐久性の劣化がなく、熱流の防止に有効である。

【００１９】 即ち、この排気マニホルドの取付構造は、排気マニホルドの両端の取り付け端 面での熱流が防止されて十分な遮熱性を有しているので、遮熱エンジンに用いれ ば、遮熱エンジンからの排気ガスエネルギーを有効に維持して排気系の後流に配 置したターボチャージャで有効にエネルギー回収でき、燃費の低減を図ることが できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案による排気マニホルドの取付構造の一
実施例を示す断面図である。

【図２】図１の排気マニホルドの取付構造の要部の拡大
断面図である。

【図３】この考案による排気マニホルドの取付構造の別
の実施例を示す要部の拡大断面図である。

【符号の説明】

１ シリンダヘッド ２ 排気マニホルド ３，１１ 遮熱ガスケット ４ ガスケット ５ 耐熱材（ステンレス鋼） ６ 遮熱材（セラミックスファイバー） ７ 排気マニホルドライナ ８ 外側部材 １２ シリンダヘッドの側面（他部品の対向面） １３ 排気マニホルドライナの端面 １４ 外側部材の端面 １５ フランジ部 １６ 筒部

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 多気筒エンジンの各シリンダに連通する
   各ブランチ部と該各ブランチ部を屈曲部を通じて１つに
   集合する集合部とから成る排気マニホルドライナと、該
   排気マニホルドライナの外側に鋳込により配置された金
   属から成る外側部材とから成る排気マニホルドを他部品
   に連結する排気マニホルドの取付構造において、前記排
   気マニホルドライナは低熱伝導率のセラミックスで作製
   され、前記排気マニホルドライナの端面と前記他部品の
   対向面との間に遮熱構造の遮熱ガスケットを配置すると
   共に、前記外側部材の端面と前記他部品の対向面との間
   にガスケットを配置したことを特徴とする排気マニホル
   ドの取付構造。
2. 【請求項２】 前記遮熱ガスケットはセラミックファイ
   バー等の遮熱材とステンレス鋼等の耐熱材とが半径方向
   に順次複数積層されていることを特徴とする請求項１に
   記載の排気マニホルドの取付構造。
3. 【請求項３】 前記遮熱ガスケットは前記排気マニホル
   ドライナの端面と前記他部品の対向面との間の隙間を遮
   蔽する筒部と前記他部品の対向面と前記ガスケットとの
   間で緊締したフランジ部とから構成されていることを特
   徴とする請求項１に記載の排気マニホルドの取付構造。