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JP4367253B2 - Exhaust device for internal combustion engine - Google Patents
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Description

本発明は、各気筒の排気ポートから排出される排気を、ブランチ管から排気合流部へ集めた上で排気集合管から排気浄化触媒へ導入する内燃機関の排気装置に関する。   The present invention relates to an exhaust system for an internal combustion engine that collects exhaust discharged from an exhaust port of each cylinder from a branch pipe to an exhaust merging portion and then introduces the exhaust into an exhaust purification catalyst.

特許文献1には、排気ガスの放熱量を低減するために、排気マニホールドの内壁面を全てセラミックス材で構成したものが開示されている。
特開平6−117244号公報
Patent Document 1 discloses a structure in which the inner wall surface of the exhaust manifold is entirely made of a ceramic material in order to reduce the heat release amount of the exhaust gas.
JP-A-6-117244

しかしながら、排気マニホールドの内壁面を全てセラミックス材で構成するとコストが高くなってしまうという問題がある。   However, if the inner wall surface of the exhaust manifold is entirely made of a ceramic material, there is a problem that the cost increases.

また、排気マニホールドの内壁面を全てセラミックス材で構成した場合、エンジンからの排気温度が高温となる最大出力時等では、排気マニホールドにおける排気ガスの放熱量が少ないため過度に高温の排気が排気浄化触媒が導入されることとなり、排気浄化触媒が熱劣化してしまう虞がある。   In addition, if the exhaust manifold's inner wall is all made of ceramic material, the exhaust manifold's heat dissipation is small, so exhaust gas at an excessively high temperature is exhausted at the maximum output when the exhaust temperature from the engine is high. A catalyst is introduced, and the exhaust purification catalyst may be thermally deteriorated.

そこで、本発明の内燃機関の排気装置は、上流側が各気筒の排気ポートに接続される複数ブランチ管と、各ブランチ管の下流側端部が接続されて各気筒からの排気が合流する排気合流部と、を有する排気マニホールドと、一端が排気合流部に接続され他端が排気浄化触媒に接続された排気集合管と、を備え、排気集合管内の排気の温度がピークとなる部分にのみ、その内周面に断熱材を設けることを特徴としている。   Therefore, an exhaust system for an internal combustion engine according to the present invention includes a plurality of branch pipes whose upstream side is connected to an exhaust port of each cylinder, and an exhaust merging where exhaust gas from each cylinder joins by connecting the downstream end of each branch pipe. And an exhaust manifold having one end connected to the exhaust merging portion and the other end connected to the exhaust purification catalyst, and only at a portion where the temperature of the exhaust gas in the exhaust collector pipe peaks. A heat insulating material is provided on the inner peripheral surface.

本発明によれば、排気集合管内の温度がピークとなる部分にのみ断熱材を設けることにより、排気集合管が局部的に排気から受熱することが回避され、排気からの熱影響に対する排気集合管の耐久性を向上させることができ、総じて排気装置の耐久性を向上させることができる。また、断熱材は、排気温度がピークとなる部分にのみ設けられているので、エンジンが最大出力点等で運転され燃焼室から排出される排気温度が高温となっている場合においては、排気集合管の断熱材が設けられていない部分や排気マニホールドの断熱されていない部分からの放熱により、過度に高温の排気が排気集合管下流側の排気系部品に導入されることはなく、排気浄化触媒等の排気集合管下流側の排気系部品の熱による破損を防止することができる。   According to the present invention, by providing a heat insulating material only in a portion where the temperature in the exhaust collecting pipe reaches a peak, it is avoided that the exhaust collecting pipe receives heat from the exhaust locally, and the exhaust collecting pipe with respect to the thermal influence from the exhaust The durability of the exhaust device can generally be improved. Further, since the heat insulating material is provided only in the portion where the exhaust gas temperature reaches a peak, when the engine is operated at the maximum output point or the like and the exhaust gas temperature discharged from the combustion chamber is high, the exhaust gas collection Exhaust gas is not introduced into the exhaust system parts on the downstream side of the exhaust gas collection pipe due to heat radiation from the part where the pipe insulation is not provided or from the part where the exhaust manifold is not insulated. It is possible to prevent the exhaust system parts downstream of the exhaust collecting pipe from being damaged by heat.

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の第1実施形態における排気装置を示している。   FIG. 1 shows an exhaust device according to a first embodiment of the present invention.

エンジン1の各気筒の燃焼室2は、シリンダヘッド3、シリンダブロック4に形成されたシリンダ5及びシリンダ5内に配設されたピストン6によって画成されている。   The combustion chamber 2 of each cylinder of the engine 1 is defined by a cylinder head 3, a cylinder 5 formed in the cylinder block 4, and a piston 6 disposed in the cylinder 5.

このエンジン1では、各気筒の燃焼室2に、シリンダヘッド3に形成された吸気ポート7を介して吸気マニホールド8が接続されていると共に、シリンダヘッド3に形成された排気ポート9を介して金属製の排気マニホールド10が接続されている。そして、この排気マニホールド10と排気集合管15とを介して、各気筒の排気が排気浄化触媒としての触媒コンバータ11に導入されている。   In this engine 1, an intake manifold 8 is connected to a combustion chamber 2 of each cylinder via an intake port 7 formed in the cylinder head 3, and a metal is connected via an exhaust port 9 formed in the cylinder head 3. A manufactured exhaust manifold 10 is connected. The exhaust from each cylinder is introduced into a catalytic converter 11 as an exhaust purification catalyst via the exhaust manifold 10 and the exhaust collecting pipe 15.

また、シリンダヘッド3には、排気にいわゆる二次エアを排気に供給するべく、排気ポートに連通するよう二次エア供給通路12が形成されている。二次エア供給通路12には、ポンプ(図示せず)もしくは排気脈動等を利用して空気が導入されている。   Further, a secondary air supply passage 12 is formed in the cylinder head 3 so as to communicate with the exhaust port so as to supply so-called secondary air to the exhaust. Air is introduced into the secondary air supply passage 12 using a pump (not shown) or exhaust pulsation.

排気マニホールド10は、上流側が各気筒の排気ポート9に接続された複数のブランチ管13と、ブランチ管13の下流側端部が接続された排気合流部14と、から大略構成されている。   The exhaust manifold 10 is generally composed of a plurality of branch pipes 13 whose upstream sides are connected to the exhaust ports 9 of the respective cylinders, and an exhaust merging section 14 to which downstream end portions of the branch pipes 13 are connected.

排気集合管15は、略管状を呈し、一端が排気合流部14に接続され他端が触媒コンバータ11に接続されている。尚、図1中の18は吸気弁、19は排気弁である。   The exhaust collecting pipe 15 has a substantially tubular shape, and has one end connected to the exhaust merging portion 14 and the other end connected to the catalytic converter 11. In FIG. 1, 18 is an intake valve and 19 is an exhaust valve.

排気集合管15は、排気流路が直線状とはなっておらず、少なくとも一箇所以上で湾曲するよう形成されている。そして、排気集合管15の湾曲部のうち最も曲がり大きい最大湾曲部16の内周面には、熱伝導性を低くするために断熱材としてのセラミックス17が設けられている。換言すれば、排気集合管15内の排気温度がピークとなる部分の内周面にセラミックス17がコーティングされている。   The exhaust collecting pipe 15 is formed so that the exhaust flow path is not linear but is curved at least at one place. A ceramic 17 as a heat insulating material is provided on the inner peripheral surface of the largest curved portion 16 that is the most bent among the curved portions of the exhaust collecting pipe 15 in order to reduce the thermal conductivity. In other words, the ceramic 17 is coated on the inner peripheral surface of the portion where the exhaust temperature in the exhaust collecting pipe 15 has a peak.

そして、セラミックス17は、最大湾曲部16の内周面の周方向の全周に設けられているのではなく、最大湾曲部16の内周面のうち最大湾曲部16の湾曲の外周側の部分にのみ設けられている。さらにいえば、この第1実施形態における排気集合管15は、最大湾曲部16と排気合流部14との間の管路長が比較的短く、エンジン冷機始動時で、かつ触媒コンバータ11内の触媒が活性化されていない状態で二次エア導入により排気温度がピークとなる部位が最大湾曲部16と略一致しているものである。つまり、この第1実施形態においては、排気集合管15内の排気の温度がピークとなる部分の内周面にセラミックス17が設けられているのである。二次エア導入により排気温度がピークとなる部位は、運転条件、排気弁19からの排気経路長さ及び二次エア供給通路12の排気ポート9への接続位置等によって決定されるものであり、予め実験適合等によりその位置を特定可能である。   The ceramic 17 is not provided on the entire circumference in the circumferential direction of the inner circumferential surface of the maximum bending portion 16, but is a portion of the inner circumferential surface of the maximum bending portion 16 on the outer peripheral side of the bending of the maximum bending portion 16. It is provided only in. Further, the exhaust collecting pipe 15 in the first embodiment has a relatively short pipe length between the maximum curved portion 16 and the exhaust merging portion 14, and is a catalyst in the catalytic converter 11 when the engine is cold. The portion where the exhaust gas temperature reaches a peak due to the introduction of secondary air in a state where is not activated substantially coincides with the maximum curved portion 16. That is, in the first embodiment, the ceramic 17 is provided on the inner peripheral surface of the portion where the temperature of the exhaust gas in the exhaust collecting pipe 15 reaches a peak. The portion where the exhaust temperature peaks due to the introduction of secondary air is determined by the operating conditions, the length of the exhaust path from the exhaust valve 19, the connection position of the secondary air supply passage 12 to the exhaust port 9, etc. The position can be specified in advance by experimental adaptation or the like.

排気が流れる排気流路が湾曲している場合、排気流れの関係で湾曲部分での温度(例えば排気マニホールド10の表面温度)が高くなり、かつ湾曲部分での放熱量も多くなるという特性がある。   When the exhaust flow path through which the exhaust flows is curved, there is a characteristic that the temperature at the curved portion (for example, the surface temperature of the exhaust manifold 10) increases due to the exhaust flow, and the heat radiation amount at the curved portion also increases. .

図2は、上述した第1実施形態における排気装置における冷機始動時の排気の温度変化を模式的に示した説明図である。   FIG. 2 is an explanatory view schematically showing the temperature change of the exhaust gas at the time of cold start in the exhaust device in the first embodiment described above.

図2中の実線Aは、上述した排気集合管15の最大湾曲部16にセラミックス17が設けられていないものに対して二次エア供給通路12から二次エアを供給した場合の排気温度の変化を示しており、二次エアの作用により上昇した排気温度は、最大湾曲部16での放熱量が多くなるため、最大湾曲部16の途中から排気温度が大きく低下することになる。   A solid line A in FIG. 2 indicates a change in the exhaust temperature when the secondary air is supplied from the secondary air supply passage 12 to the maximum bent portion 16 of the exhaust collecting pipe 15 where the ceramic 17 is not provided. The exhaust temperature that has risen due to the action of the secondary air increases the amount of heat dissipated in the maximum bending portion 16, so that the exhaust temperature greatly decreases from the middle of the maximum bending portion 16.

一方、上述した第1実施形態の排気装置で、二次エア供給通路12から二次エアを供給した場合には、最大湾曲部16に設けられたセラミックス17の作用によって最大湾曲部16からの放熱量が減少するため、図2中の太点線Bで示すように、二次エアの作用により上昇した排気温度は、最大湾曲部16での温度低下が大幅に抑制されている。   On the other hand, when the secondary air is supplied from the secondary air supply passage 12 in the exhaust device of the first embodiment described above, the discharge from the maximum bending portion 16 is caused by the action of the ceramic 17 provided in the maximum bending portion 16. Since the amount of heat decreases, as shown by the thick dotted line B in FIG. 2, the exhaust gas temperature that has risen due to the action of the secondary air is greatly suppressed from decreasing at the maximum bending portion 16.

尚、図2中の細点線Cは、排気集合管15の最大湾曲部16にセラミックス17が設けられていないものに対して二次エア供給通路12から二次エアを供給しない場合を示しており、この場合における排気温度は排気経路内を進むにつれて徐々に低下していく。   A thin dotted line C in FIG. 2 shows a case where secondary air is not supplied from the secondary air supply passage 12 to the largest curved portion 16 of the exhaust collecting pipe 15 where the ceramic 17 is not provided. In this case, the exhaust temperature gradually decreases as it proceeds through the exhaust path.

このような第1実施形態における排気装置は、排気温度がピークとなる最大湾曲部16にセラミックス17を設けることにより、最大湾曲部16における放熱がセラミックス17の保温性により緩和され、二次エア導入により昇温させた排気を高温状態のまま触媒コンバータ11に導入することができるので、触媒コンバータ11内の触媒が活性化されていない低温時のエンジン始動時といった場面で、触媒コンバータ11内の触媒が活性化温度に達するまでの時間を短縮させることができる。また、セラミックス17は、排気温度がピークとなる最大湾曲部16の内周面にのみ設けられているので、エンジン1が最大出力点等で運転され燃焼室2から排出される排気温度が高温となっている場合においては、セラミックス17が設けられていない部分からの放熱により、過度に高温の排気が触媒コンバータ11に導入されることはなく、触媒コンバータ11の熱による破損を防止することができる。つまり、過度に高温の排気が排気集合管15下流側の排気系部品に導入されることはなく、排気集合管15下流側の排気系部品の熱による破損を防止することができる。   In such an exhaust device in the first embodiment, the ceramic 17 is provided on the maximum curved portion 16 where the exhaust temperature reaches a peak, so that the heat dissipation in the maximum curved portion 16 is mitigated by the heat retaining property of the ceramic 17, and secondary air is introduced. Since the exhaust gas whose temperature has been raised by the above can be introduced into the catalytic converter 11 in a high temperature state, the catalyst in the catalytic converter 11 can be used when the engine in the low temperature is not activated. It is possible to shorten the time until the temperature reaches the activation temperature. Further, since the ceramic 17 is provided only on the inner peripheral surface of the maximum curved portion 16 where the exhaust temperature reaches a peak, the exhaust temperature discharged from the combustion chamber 2 when the engine 1 is operated at the maximum output point or the like is high. In this case, excessively high-temperature exhaust is not introduced into the catalytic converter 11 due to heat radiation from the portion where the ceramics 17 are not provided, and the catalytic converter 11 can be prevented from being damaged by heat. . That is, excessively high-temperature exhaust is not introduced into the exhaust system parts downstream of the exhaust collecting pipe 15, and damage to the exhaust system parts downstream of the exhaust collecting pipe 15 can be prevented.

そして、熱伝導性が低いセラミックス17の作用により、最大湾曲部16が局部的に排気から受熱することが回避され、排気からの熱影響に対する最大湾曲部16の耐久性を向上させることができる。つまり、総じて排気装置の全体の耐久性を向上させることができる。   Then, the action of the ceramic 17 having low thermal conductivity prevents the maximum bending portion 16 from receiving heat locally from the exhaust, and the durability of the maximum bending portion 16 against the heat effect from the exhaust can be improved. That is, the overall durability of the exhaust device can be improved as a whole.

次に、本発明の比較例について説明するが、上述した第1実施形態と同一構成となる部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Next, although the comparative example of this invention is demonstrated, the same code | symbol is attached | subjected to the part which becomes the same structure as 1st Embodiment mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

比較例における排気装置は、上述した第1実施形態の排気装置と略同一構成となっているが、図3に示すように、この比較例における排気集合管32は、第1実施形態における排気集合管15に対して、最大湾曲部16よりも上流側の管路長が相対的に長くなるよう形成されている。そして、この比較例においては、排気集合管32の排気温度がピークとなる排気温度ピーク部33の内周面にのみ断熱材としてのセラミックス34が設けられている。すなわち、排気温度ピーク部33は、最大湾曲部16よりも上流側に位置するものであって、エンジン始動時で、かつ触媒コンバータ11内の触媒が活性化されていない状態で二次エア導入により排気温度がピークとなる部位である。 The exhaust system in the comparative example has substantially the same configuration as the exhaust system of the first embodiment described above, but as shown in FIG. 3, the exhaust collecting pipe 32 in this comparative example is an exhaust group in the first embodiment. With respect to the pipe 15, the pipe length on the upstream side of the maximum bending portion 16 is formed to be relatively long. In this comparative example , ceramics 34 as a heat insulating material is provided only on the inner peripheral surface of the exhaust temperature peak portion 33 where the exhaust temperature of the exhaust collecting pipe 32 peaks. That is, the exhaust temperature peak portion 33 is located upstream of the maximum curved portion 16 and is introduced by secondary air when the engine is started and the catalyst in the catalytic converter 11 is not activated. This is the part where the exhaust temperature reaches its peak.

この排気温度ピーク部33は、排気弁19からの排気経路長さ及び二次エア供給通路12の排気ポート9への接続位置等によって決定されるものであり、予め実験適合等により位置が決定されるものである。   The exhaust temperature peak portion 33 is determined by the length of the exhaust path from the exhaust valve 19 and the connection position of the secondary air supply passage 12 to the exhaust port 9. Is.

また、セラミックス34は、排気温度ピーク部33の内周面の周方向の全周に設けられてはおらず、排気温度ピーク部33に至る排気経路に形状(曲がり具合等)によって相対的に排気流れが強く当たる部分、この比較例においては図3における上側部分にのみ設けられている。 Further, the ceramics 34 is not provided on the entire circumference in the circumferential direction of the inner peripheral surface of the exhaust temperature peak portion 33, and the exhaust gas flows relative to the exhaust path leading to the exhaust temperature peak portion 33 depending on the shape (bending condition, etc.). Is provided only in the upper portion in FIG. 3 in this comparative example .

図4は、上述した比較例の排気装置における排気の温度変化を模式的に示した説明図である。 FIG. 4 is an explanatory view schematically showing the temperature change of the exhaust in the exhaust system of the comparative example described above.

図4中の実線Dは、上述した排気集合管32の最大湾曲部16にのみセラミックスが設けられたものに対して二次エア供給通路12から二次エアを供給した場合の排気温度の変化を示しており、二次エアの作用により上昇した排気温度は、排気温度ピーク部33で最高温度に達した後大きく低下するものの、最大湾曲部16ではセラミックスの働きにより大きな温度低下はみられない。   The solid line D in FIG. 4 shows the change in the exhaust temperature when the secondary air is supplied from the secondary air supply passage 12 with respect to the ceramics provided only on the maximum curved portion 16 of the exhaust collecting pipe 32 described above. The exhaust temperature increased by the action of the secondary air is greatly decreased after reaching the maximum temperature at the exhaust temperature peak portion 33, but no significant temperature decrease is observed at the maximum curved portion 16 due to the action of ceramics.

一方、上述した比較例の排気装置で、二次エア供給通路12から二次エアを供給した場合には、排気温度ピーク部33に設けられたセラミックス34の作用によって排気温度ピーク部33からの放熱量が減少するため、図4中の太点線Eで示すように、二次エアの作用により上昇した排気温度は、排気温度ピーク部33での温度低下が大幅に抑制されている。 On the other hand, when secondary air is supplied from the secondary air supply passage 12 in the exhaust device of the comparative example described above, the discharge from the exhaust temperature peak portion 33 is caused by the action of the ceramics 34 provided in the exhaust temperature peak portion 33. Since the amount of heat decreases, as shown by the thick dotted line E in FIG. 4, the exhaust temperature that has increased due to the action of the secondary air is greatly suppressed from decreasing at the exhaust temperature peak portion 33.

尚、図4中の一点鎖線Fは、排気集合管32の排気温度ピーク部33にセラミックス34が設けられていないものに対して二次エア供給通路から二次エアを供給した場合を示しており、この場合における排気温度は、排気温度ピーク部33及び最大湾曲部16の双方で低下する。   4 indicates the case where secondary air is supplied from the secondary air supply passage to the exhaust temperature peak portion 33 of the exhaust collecting pipe 32 where the ceramic 34 is not provided. In this case, the exhaust temperature decreases at both the exhaust temperature peak portion 33 and the maximum curved portion 16.

また、図4中の細点線Gは、排気集合管32の排気温度ピーク部33にセラミックス34が設けられていないものに対して二次エア供給通路から二次エアを供給しない場合を示しており、この場合における排気温度は排気経路内を進むにつれて徐々に低下していく。   A thin dotted line G in FIG. 4 shows a case where secondary air is not supplied from the secondary air supply passage to the exhaust temperature peak portion 33 of the exhaust collecting pipe 32 where the ceramic 34 is not provided. In this case, the exhaust temperature gradually decreases as it proceeds through the exhaust path.

このように、排気合流部14と最大湾曲部16との間の排気経路が長くなるような比較例における排気装置であっても、排気温度ピーク部33の内周面にセラミックス34を設けることにより、二次エアの作用により上昇した排気温度の低下を大幅に抑制することができ、触媒コンバータ11内の触媒が活性化されていない低温時のエンジン始動時といった場面で、触媒コンバータ11内の触媒が活性化温度に達するまでの時間を短縮させることができる。また、排気流路を構成する排気集合管32の全ての内周面にセラミックスが設けられてはいないので、エンジン1が最大出力点等で運転され燃焼室2から排出される排気温度が高温となっている場合においては、排気マニホールド10や排気集合管32のセラミックスが設けられていない部分からの放熱により、過度に高温の排気が触媒コンバータ11に導入されることはなく、触媒コンバータ11等の排気集合管32下流側の排気系部品の熱による破損を防止することができる。 In this way, even in the exhaust device in the comparative example in which the exhaust path between the exhaust confluence portion 14 and the maximum curved portion 16 is long, the ceramic 34 is provided on the inner peripheral surface of the exhaust temperature peak portion 33. The exhaust gas temperature rise caused by the action of the secondary air can be significantly suppressed, and the catalyst in the catalytic converter 11 can be used when the engine at a low temperature when the catalyst in the catalytic converter 11 is not activated. It is possible to shorten the time until the temperature reaches the activation temperature. Further, since ceramics are not provided on all inner peripheral surfaces of the exhaust collecting pipe 32 constituting the exhaust passage, the exhaust temperature discharged from the combustion chamber 2 when the engine 1 is operated at the maximum output point or the like is high. In this case, excessively high temperature exhaust is not introduced into the catalytic converter 11 due to heat radiation from the portions of the exhaust manifold 10 and the exhaust collecting pipe 32 where ceramics are not provided. Damage to the exhaust system parts downstream of the exhaust collecting pipe 32 due to heat can be prevented.

そして、熱伝導性が低いセラミックス34の作用により、排気温度ピーク部33が局部的に排気から受熱することが回避され、排気からの熱影響に対する排気温度ピーク部33の耐久性を向上させることができる。つまり、総じて排気装置の全体の耐久性を向上させることができる。   Then, the action of the ceramic 34 having low thermal conductivity prevents the exhaust temperature peak portion 33 from receiving heat locally from the exhaust, and improves the durability of the exhaust temperature peak portion 33 with respect to the heat effect from the exhaust. it can. That is, the overall durability of the exhaust device can be improved as a whole.

尚、上述した実施形態においては、セラミックス17,34が最大湾曲部16及び排気温度ピーク33の内周面の周方向の全周に設けられていないが、セラミックス17,34を最大湾曲部16及び排気温度ピーク33の内周面の周方向の全周に設けるようにしてもよい。 In the implementation described above, but ceramics 17 and 34 are not provided on the entire circumference in the circumferential direction of the inner peripheral surface of the maximum bending portion 16 and the exhaust temperature peak 33, the maximum bending portion of the ceramic 17 and 34 16 and the exhaust temperature peak 33 may be provided on the entire circumference in the circumferential direction of the inner circumferential surface.

上述した実施形態から把握し得る本発明の技術的思想について、その効果とともに列記する。
(1) 内燃機関の排気装置は、上流側が各気筒の排気ポートに接続される複数ブランチ管と、各ブランチ管の下流側端部が接続されて各気筒からの排気が合流する排気合流部と、を有する排気マニホールドと、一端が排気合流部に接続され他端が排気浄化触媒に接続された排気集合管と、を備えたものであって、排気集合管内の排気の温度がピークとなる部分にのみ、その内周面に断熱材を設ける。これによって、排気集合管内の温度がピークとなる部分にのみ断熱材を設けることにより、排気集合管が局部的に排気から受熱することが回避され、排気からの熱影響に対する排気集合管の耐久性を向上させることができ、総じて排気装置の耐久性を向上させることができる。また、断熱材は、排気温度がピークとなる部分にのみ設けられているので、エンジンが最大出力点等で運転され燃焼室から排出される排気温度が高温となっている場合においては、排気集合管の断熱材が設けられていない部分や排気マニホールドの断熱されていない部分からの放熱により、過度に高温の排気が排気集合管下流側の排気系部品に導入されることはなく、排気浄化触媒等の排気集合管下流側の排気系部品の熱による破損を防止することができる。
The technical ideas of the present invention that can be grasped from the above-described embodiments will be listed together with their effects.
(1) An exhaust system for an internal combustion engine includes a plurality of branch pipes whose upstream side is connected to an exhaust port of each cylinder, and an exhaust merging part to which the downstream end of each branch pipe is connected and exhaust from each cylinder merges , And an exhaust collecting pipe having one end connected to the exhaust merging portion and the other end connected to the exhaust purification catalyst, and a portion where the temperature of the exhaust gas in the exhaust collecting pipe reaches a peak Only, the heat insulating material is provided on the inner peripheral surface. As a result, by providing a heat insulating material only in a portion where the temperature in the exhaust collecting pipe reaches a peak, the exhaust collecting pipe is prevented from receiving heat locally from the exhaust, and the durability of the exhaust collecting pipe against the heat effect from the exhaust is avoided. And the durability of the exhaust device can be improved as a whole. In addition, since the heat insulating material is provided only in the portion where the exhaust gas temperature reaches a peak, when the engine is operated at the maximum output point or the like and the exhaust gas temperature discharged from the combustion chamber is high, the exhaust gas collection Exhaust gas from the excessively high temperature is not introduced into the exhaust system parts on the downstream side of the exhaust collecting pipe due to heat radiation from the part of the pipe not provided with the heat insulating material or the part of the exhaust manifold that is not insulated. It is possible to prevent the exhaust system parts downstream of the exhaust collecting pipe from being damaged by heat.

(2) 上記(1)に記載の内燃機関の排気装置において、排気集合管内の排気の温度がピークとなる部分は、排気集合管の湾曲部のうち最も曲がりが大きい最大湾曲部である。   (2) In the exhaust system for an internal combustion engine described in (1) above, the portion where the temperature of the exhaust gas in the exhaust collecting pipe reaches a peak is the largest curved portion having the largest curvature among the curved portions of the exhaust collecting pipe.

(3) 上記(2)に記載の内燃機関の排気装置において、排気集合管内の排気の温度がピークとなる部分は、最大湾曲部の内周面のうち外周側の部分である。   (3) In the exhaust system for an internal combustion engine according to (2), the portion where the temperature of the exhaust gas in the exhaust collecting pipe reaches a peak is a portion on the outer peripheral side of the inner peripheral surface of the maximum curved portion.

(4) 上記(1)に記載の内燃機関の排気装置において、排気集合管内の排気の温度がピークとなる部分は、エンジン始動時で、かつ排気浄化触媒が活性化されていない状態で、排気集合管よりも上流側で二次エアが供給された際に、排気集合管内の排気の昇温がピークになる部分である。これによって、二次エア導入により昇温させた排気を高温状態のまま排気浄化触媒に導入することができるので、排気浄化触媒が活性化されていない低温時のエンジン始動時といった場面で、排気浄化触媒が活性化温度に達するまでの時間を短縮させることができる。   (4) In the exhaust system for an internal combustion engine according to the above (1), the portion where the exhaust gas temperature in the exhaust collecting pipe reaches a peak is when the engine is started and the exhaust purification catalyst is not activated. This is a portion where the temperature rise of the exhaust gas in the exhaust gas collection pipe reaches a peak when the secondary air is supplied upstream from the collection pipe. As a result, the exhaust gas whose temperature has been raised by the introduction of the secondary air can be introduced into the exhaust gas purification catalyst in a high temperature state, so the exhaust gas purification catalyst can be used when the engine is started at a low temperature when the exhaust gas purification catalyst is not activated. The time until the catalyst reaches the activation temperature can be shortened.

本発明の係る排気マニホールドの第1実施形態における構成を示す説明図。Explanatory drawing which shows the structure in 1st Embodiment of the exhaust manifold which concerns on this invention. 第1実施形態における排気マニホールドが適用された排気系における冷機始動時の排気の温度変化を模式的に示した説明図。Explanatory drawing which showed typically the temperature change of the exhaust_gas | exhaustion at the time of the cold start in the exhaust system to which the exhaust manifold in 1st Embodiment was applied. 本発明の比較例に係る排気マニホールドの構成を示す説明図。Explanatory view showing a configuration of an exhaust manifold according to a comparative example of the present invention. 比較例における排気マニホールドが適用された排気系における冷機始動時の排気の温度変化を模式的に示した説明図。Explanatory drawing which showed typically the temperature change of the exhaust_gas | exhaustion at the time of the cold start in the exhaust system to which the exhaust manifold in the comparative example was applied.

符号の説明Explanation of symbols

9…排気ポート
10…排気マニホールド
11…触媒コンバータ(排気浄化触媒)
12…二次エア供給通路
13…ブランチ管
14…排気合流部
15…排気集合管
16…最大湾曲部
17…セラミックス
9 ... Exhaust port 10 ... Exhaust manifold 11 ... Catalytic converter (exhaust purification catalyst)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... Secondary air supply passage 13 ... Branch pipe 14 ... Exhaust merge part 15 ... Exhaust collecting pipe 16 ... Maximum bending part 17 ... Ceramics

Claims (2)

上流側が各気筒の排気ポートに接続される複数ブランチ管と、各ブランチ管の下流側端部が接続されて各気筒からの排気が合流する排気合流部と、を有する排気マニホールドと、一端が排気合流部に接続され他端が排気浄化触媒に接続された排気集合管と、を備えた内燃機関の排気装置において、
上記排気集合管の湾曲部のうち最も曲がりが大きい最大湾曲部と、エンジン始動時で、かつ上記排気浄化触媒が活性化されていない状態で、上記排気集合管よりも上流側で二字エアが供給された際に、上記排気集合管内の排気温度がピークになる部分とを一致させ、当該部分の内周面にのみ断熱材を設けることを特徴とする内燃機関の排気装置。
An exhaust manifold having a plurality of branch pipes whose upstream side is connected to an exhaust port of each cylinder, an exhaust merging part to which the downstream end of each branch pipe is connected, and exhaust from each cylinder merges, and one end of which is exhausted In the exhaust device of the internal combustion engine, comprising an exhaust collecting pipe connected to the merging portion and connected to the exhaust purification catalyst at the other end,
The largest curved portion of the curved portion of the exhaust collecting pipe and the largest curved portion and the two-letter air upstream from the exhaust collecting pipe when the engine is started and the exhaust purification catalyst is not activated. An exhaust system for an internal combustion engine, characterized in that when supplied, a portion where the exhaust temperature in the exhaust collecting pipe reaches a peak is matched, and a heat insulating material is provided only on the inner peripheral surface of the portion .
排気集合管内の排気の温度がピークとなる部分は、最大湾曲部の内周面のうち外周側の部分であることを特徴とする請求項に記載の内燃機関の排気装置。 2. The exhaust system for an internal combustion engine according to claim 1 , wherein the portion where the exhaust gas temperature in the exhaust collecting pipe reaches a peak is a portion on the outer peripheral side of the inner peripheral surface of the maximum curved portion.
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