内燃机的排气系统构造体的制作方法
【专利摘要】本发明提供内燃机的排气系统构造体，其具备：排气歧管(2)，该排气歧管(2)具有多个支管(22a～22c)，并且在这些支管(22a～22c)的前端部形成有凸缘(23a～23c)；以及板状的隔热部件(3)，该隔热部件(3)以覆盖排气歧管(2)的方式设置，从而抑制因该排气歧管(2)而导致的热害的产生。并且，隔热部件(3)的基端部(32)和凸缘(23a～23c)借助共通的紧固部件(双头螺栓(4a～4c)、螺母(5a～5c))被紧固于气缸盖(1)。
【专利说明】内燃机的排气系统构造体
【技术领域】
[0001]本发明涉及内燃机的排气系统构造体。
【背景技术】
[0002]例如如专利文献I所记载的那样，在内燃机的排气系统设置有排气歧管。排气歧管具有与多个气缸的排气口分别连接的支管、以及这些支管集合的集合管。并且，在各支管的前端部形成有凸缘。通过将螺栓插通于分别形成在凸缘以及气缸盖的螺栓孔，排气歧管被紧固于气缸盖。另外，排气歧管由铸钢等形成。
[0003]并且，在内燃机的排气系统，以覆盖排气歧管的方式设置有板状的隔热部件、即所谓的绝热部件，以便抑制因排气歧管而导致的热害的产生。此处，在上述专利文献I中公开了通过将螺栓插通于在排气歧管的支管表面、集合管表面的螺栓孔而隔热部件被紧固于排气歧管的构造。并且，在专利文献2中公开了通过将螺栓插通于在进气歧管的凸缘形成的螺栓孔而隔热部件被紧固于排气歧管的构造。该螺栓孔与用于将进气歧管紧固于气缸盖的螺栓孔分开设置。
[0004]专利文献1:日本实开昭61 - 65231号公报
[0005]专利文献2:日本特开平8 - 177476号公报
[0006]然而，在现有的内燃机的排气系统构造体中，需要将排气歧管紧固于气缸盖，进而另行将隔热部件紧固于排气歧管。即，需要进行在排气歧管形成用于紧固隔热部件的螺栓孔的工序、以及将隔热部件紧固于该排气歧管的工序。因此，在实现排气歧管以及隔热部件的紧固构造的简化的方面尚存改善的余地。此外，由于排气歧管由铸钢等切削加工性差的材料形成，因此难以进行螺栓孔的加工。
【发明内容】
[0007]本发明就要鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种能够实现排气歧管以及隔热部件的紧固构造的简化的内燃机的排气系统构造体。
[0008]以下记载用于解决上述课题的手段及其作用效果。
[0009]为了达成上述目，根据本发明的内燃机的排气系统构造体具备:排气歧管，该排气歧管具有多个支管，并且在上述多个支管的前端部形成有凸缘；以及板状的隔热部件，该隔热部件以覆盖上述排气歧管的方式设置，从而抑制因该排气歧管而导致的热害的产生。上述隔热部件的基端部和上述凸缘借助共通的紧固部件被紧固于上述内燃机的气缸盖。
[0010]根据该结构，例如与利用紧固部件将排气歧管的凸缘紧固于气缸盖、并且利用该紧固部件之外的紧固部件将隔热部件紧固于排气歧管的现有的结构相比，能够利用数量少的紧固部件紧固排气歧管以及隔热部件。因此，能够削减紧固部件的部件个数。并且，即便不在排气歧管形成用于将隔热部件紧固于排气歧管的专用的孔等也无妨。因而，能够实现排气歧管以及隔热部件的紧固构造的简化。
[0011]在该情况下，优选为如下方式:上述多个支管的凸缘相互被分割，上述紧固部件包含:插通于分别形成在上述隔热部件的基端部、上述各凸缘以及上述气缸盖的螺栓孔中的螺栓；以及与上述螺栓的前端卡合的螺母，上述隔热部件的基端部位于上述多个凸缘与上述螺母之间，并且遍及上述多个凸缘整体延伸。
[0012]然而，当构成为在排气歧管中多个支管的凸缘形成一体时，存在伴随着内燃机的运转而凸缘的温度上升，当凸缘意欲热变形时产生应力集中而导致凸缘劣化的忧虑。
[0013]关于这点，在上述方式中，排气歧管的多个支管的凸缘相互被分割，因此，容许凸缘的热变形。因此，能够抑制在凸缘产生应力集中，能够适当地抑制凸缘的劣化的产生。
[0014]并且，当如上述那样将凸缘形成为相互被分割的凸缘时，存在产生以下的问题的忧虑。即，存在伴随着各凸缘分别热伸缩而对紧固该凸缘的螺母传递转矩，从而导致在螺母产生松缓的忧虑。
[0015]关于这点，根据上述方式，隔热部件的基端部设置成位于排气歧管的各凸缘与螺母之间，并且遍及这些凸缘整体延伸。因此，利用隔热部件切断上述转矩从各凸缘朝螺母的传递。因而，能够适当地抑制因排气歧管的各凸缘的热变形而导致在螺母产生松缓的情况。
[0016]并且，在该情况下，优选上述隔热部件的基端部在上述螺母与上述凸缘之间折回。
[0017]根据该方式，由于隔热部件的基端部在螺母与凸缘之间折回，因此在其对接面形成有热传导率比金属的热传导率低的空气层。因此，能够利用这样的空气层抑制热从排气歧管朝螺母传递。因而，能够降低螺母所要求的耐热性能。
[0018]并且，优选如下方式:上述隔热部件的基端部具有与上述凸缘以及上述螺母中的至少一方对置的对置面，在该对置面涂布有摩擦阻力比该隔热部件的基材的摩擦阻力低的材料。
[0019]根据该方式，例如当在隔热部件的基端部中的与凸缘对置的面涂布有低摩擦材料的情况下，当伴随着各凸缘的温度上升而各凸缘热变形时，在基端部上滑动。因此，能够适当地抑制隔热部件的基端部追随于各凸缘的热变形的情况。因此，能够抑制螺母追随于排气歧管的各支管的热变形的情况。并且，例如当在隔热部件的基端部中的与螺母对置的面涂布有低摩擦材料的情况下，即便伴随着排气歧管的温度上升而各支管热变形，且隔热部件的基端部追随于该变形，也能够适当地抑制螺母追随于该变形。因而，能够更适当地抑制螺母的松缓。
[0020]并且，优选如下方式:在上述隔热部件的基端部与上述凸缘之间以及上述隔热部件的基端部与上述螺母之间中的至少一方设置有滑动部件，在该滑动部件涂布有摩擦阻力比该隔热部件的基材的摩擦阻力低的材料。
[0021]根据该方式，例如当在隔热部件的基端部与凸缘之间设置有滑动部件的情况下，当伴随着各凸缘的温度上升而各凸缘热变形时，在滑动部件上滑动。因此，能够适当地抑制隔热部件的基端部追随于各凸缘的变形的情况。由此，能够抑制螺母追随于排气歧管的各支管的热变形的情况。并且，例如当在隔热部件的基端部与螺母之间设置有滑动部件的情况下，即便伴随着排气歧管的温度上升而各支管热变形，且隔热部件的基端部追随于该变形，也能够适当地抑制螺母追随于该变形。因而，能够更适当地抑制螺母的松缓。
[0022]在该情况下，优选如下方式:上述滑动部件形成为截面U字状，并且夹设在上述隔热部件的基端部与上述凸缘之间以及上述隔热部件的基端部与上述螺母之间的双方。
[0023]根据该方式，由于在隔热部件的基端部与凸缘之间以及隔热部件的基端部与螺母之间的双方夹设有滑动部件，因此能够进一步抑制螺母追随于排气歧管的各支管的热变形的情况。并且，滑动部件由形成为截面U字状的一个部件构成，因此滑动部件的结构简化。因而，能够利用简单的结构更可靠地抑制螺母的松缓。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1是针对本发明的第I实施方式所涉及的内燃机的排气系统构造体示出以排气歧管以及隔热部件为中心的平面构造的俯视图。
[0025]图2是示出沿着图1的A — A线的截面构造的剖视图。
[0026]图3是本发明的第2实施方式所涉及的内燃机的排气系统构造体的与图2对应的首1J视图。
[0027]图4是示出该实施方式的滑动部件的立体构造的立体图。
【具体实施方式】
[0028]以下，参照图1以及图2对将本发明所涉及的内燃机的排气系统构造体具体化了的第I实施方式进行说明。另外，在本实施方式中举例示出直列三缸的内燃机。
[0029]如图1所示，在内燃机的排气系统设置有排气歧管2、和用于抑制因排气歧管2而导致的热害的产生的隔热部件3即所谓的绝热部件。
[0030]排气歧管2具有与各气缸的排气口分别连接的支管22a?22c、以及各支管22a?22c集合的集合管21。在各支管22a?22c的前端部(图1中上端部)形成有凸缘23a?23c。这些凸缘23a?23c相互被分割。另外，排气歧管2由铸钢形成。
[0031]隔热部件3通过对板状的金属坯料进行冲压成形而形成，具有以覆盖排气歧管2的方式设置的主体31和紧固于气缸盖I的基端部32。该基端部32形成为长条状，以在支管22a?22c的上侧遍及多个凸缘23a?23c整体延伸的方式设置。基端部32在图1中设置于各凸缘23a?23c的近前侧。并且，隔热部件3的基端部32借助各凸缘23a?23c和共通的紧固部件(双头螺栓4a?4c、螺母5a?5c)被紧固于气缸盖I。
[0032]在支管22a?22c的下侧设置有长条状的板状部件6。板状部件6通过对板状的金属坯料进行冲压加工形成，以遍及多个凸缘23a?23c整体延伸的方式设置。该板状部件6在图1中设置于凸缘23a?23c的近前侧。并且，板状部件6借助各凸缘23a?23c和共通的紧固部件(双头螺栓7a、螺母8a)被紧固于气缸盖I。
[0033]如图2所示，隔热部件3的基端部32在螺母5b与凸缘23b之间折回多次(在该情况下为四次)。具体而言，以在基端部32中螺母5b侧的端部位于支管22b侧、即在图2中位于下侧的方式折回。并且，在隔热部件3的基端部32、凸缘23b以及气缸盖I分别形成有用于插通双头螺栓4b的螺栓孔32b、24b、llb。并且，如在图2中的基端部32的左侧所示，在双头螺栓4b的前端部卡合有螺母5b。
[0034]另外，在气缸盖I与凸缘23b之间设置有密封垫9。
[0035]其次，对本实施方式的作用进行说明。
[0036]隔热部件3的基端部32和各凸缘23a?23c借助共通的紧固部件(双头螺栓4a?4c、螺母5a?5c)被紧固于气缸盖I。因此，例如与利用紧固部件将排气歧管的凸缘紧固于气缸盖，并且利用该紧固部件之外的紧固部件将隔热部件紧固于排气歧管的现有的结构相t匕，能够利用数量少的紧固部件紧固排气歧管2以及隔热部件3。并且，无需在排气歧管2形成用于将隔热部件3紧固于排气歧管2的专用的孔等。
[0037]然而，当构成为在排气歧管中各支管的凸缘形成一体时，存在伴随着内燃机的运转而凸缘的温度上升，当凸缘意欲热变形时产生应力集中而导致凸缘劣化的忧虑。
[0038]关于这点，在本实施方式中，排气歧管2的多个凸缘23a?23c相互被分割，因此，容许各凸缘23a?23c的热变形。因此，能够抑制在各凸缘23a?23c产生应力集中的情况，能够适当地抑制各凸缘23a?23c的劣化的产生。
[0039]并且，当如上述那样将多个凸缘23a?23c形成为相互被分割的凸缘时，存在产生以下的问题的忧虑。即，存在伴随着各凸缘分别热伸缩而对紧固该凸缘的螺母传递转矩，在螺母产生松缓的忧虑。
[0040]关于这点，在本实施方式中，隔热部件3的基端部32设置成在各凸缘23a?23c和各螺母5a?5c之间遍及这些凸缘23a?23c整体延伸。因此，能够利用隔热部件3切断上述转矩从各凸缘23a?23c朝螺母5a?5c的传递。由此，能够适当地抑制在螺母5a?5c产生松缓的情况。
[0041]并且，隔热部件3的基端部32在螺母5a?5c与凸缘23a?23c之间折回，因此，在该对接面形成有热传导率比金属的热传导率低的空气层。因此，利用这样的空气层，能够抑制热从排气歧管2朝螺母5a?5c的传递。
[0042]根据以上说明了的本实施方式所涉及的内燃机的排气系统构造体，能够获得以下所示的效果⑴?(3)。
[0043](I)内燃机的排气系统构造体具备:排气歧管2，该排气歧管2具有多个支管22a?22c，并且在这些支管22a?22c的前端部形成有凸缘23a?23c ；以及板状的隔热部件3，该隔热部件3以覆盖排气歧管2的方式设置，从而抑制因该排气歧管2而导致的热害的产生。并且，隔热部件3的基端部32与各凸缘23a?23c借助共通的紧固部件(双头螺栓4a?4c、螺母5a?5c)被紧固于气缸盖I。根据这样的结构，能够削减紧固部件的部件个数，并且即便不在排气歧管2形成用于将隔热部件3紧固于排气歧管2的专用的孔等也无妨。因而，能够实现排气歧管2以及隔热部件3的紧固构造的简化。
[0044](2)多个支管22a?22c的凸缘23a?23c相互被分割。紧固部件(双头螺栓4a?4c、螺母5a?5c)包含:插通于分别形成在隔热部件3的基端部32、各凸缘23a?23c以及气缸盖I的螺栓孔32b、24b、llb中的双头螺栓4b ;以及与该双头螺栓4b的前端卡合的螺母5b。并且，隔热部件3的基端部32位于各凸缘23a?23c与螺母5a?5c之间，并且遍及这些凸缘23a?23c整体延伸。根据这样的结构，能够适当地抑制因排气歧管2的各凸缘23a?23c的热变形而导致在螺母5a?5c产生松缓。
[0045](3)隔热部件3的基端部32在各螺母5a?5c与各凸缘23a?23c之间折回。根据这样的结构，能够降低各螺母5a?5c所要求的耐热性能。
[0046]其次，参照图3以及图4对本发明的第2实施方式进行说明。
[0047]在本实施方式中，在利用形成为截面U字状的滑动部件覆盖隔热部件这点上与先前的第I实施方式不同。
[0048]以下，以与第I实施方式的不同点为中心进行说明。另外，隔热部件103以及滑动部件135以外的结构与在第I实施方式中举例示出的结构相同，因此，通过标注相同的标号而省略与它们相关的重复说明。
[0049]如图3以及图4中一并示出的那样，滑动部件135通过对板状的金属坯料进行冲压加工形成，形成为长条状且截面U字状。在该滑动部件135的表面涂布有摩擦阻力比隔热部件103的基材的摩擦阻力低的材料。在滑动部件135形成有供双头螺栓4b插通的螺栓孔135b，该滑动部件135设置成位于隔热部件103的基端部132与凸缘23b之间以及基端部132与螺母5b之间的双方。
[0050]其次，对本实施方式的作用进行说明。
[0051]在隔热部件103的基端部132与各凸缘23a~23c之间设置有滑动部件135，因此，当伴随着各凸缘23a~23c的温度上升而各凸缘23a~23c热变形时，在滑动部件135上滑动。因此，能够适当地抑制隔热部件103的基端部132追随于各凸缘23a~23c的热变形的情况。
[0052]并且，由于在隔热部件103的基端部132与螺母5b之间设置有滑动部件135，因此，即便隔热部件103的基端部132追随于各凸缘23a~23c的热变形，也能够适当地抑制螺母5a~5c追随于该变形的情况。
[0053]根据以上说明了的本实施方式所涉及的内燃机的排气系统构造体，在上述第I实施方式的效果(I)~(3)的基础上，还新获得以下所示的效果(4)。
[0054](4)在隔热部件103的基端部132与凸缘23b之间以及基端部132与螺母5b之间的双方设置有涂布有摩擦阻力比该隔热部件103的基材的摩擦阻力低的材料的滑动部件135。并且，滑动部件135形成为截面U字状。根据这样的结构，能够更适当地抑制因排气歧管2的各凸缘23a~23c的热变形而导致在螺母5a~5c产生松缓的情况。并且，能够利用一个部件简单地将上述滑动部件135具体化。
[0055]另外，本发明所涉及的内燃机的排气系统构造体并不限定于在上述实施方式中举例示出的结构，也能够作为对其进行适当变更后的例如如下的方式加以实施。
[0056].如上述第2实施方式那样，如果滑动部件135形成为截面U字状，则能够利用一个部件形成设置在隔热部件103的基端部132与凸缘23b之间以及基端部132与螺母5b之间的双方的滑动部件135。但是，本发明所涉及的滑动部件的结构并不限定于此，也能够将设置在隔热部件103的基端部132与凸缘23b之间的滑动部件和设置在基端部132与螺母5b之间的滑动部件分体形成。
[0057]?如上述第2实施方式及其变形例那样，在隔热部件103的基端部132与凸缘23b之间以及基端部132与螺母5b之间的双方设置一体的滑动部件或者相互分体的滑动部件，在可靠地抑制因排气歧管2的各凸缘23a~23c的热变形而导致在螺母5a~5c产生松缓的方面是优选的。但是，本发明并不限定于这样的方式，也能够仅在隔热部件的基端部与凸缘之间、或者仅在隔热部件的基端部与螺母之间设置滑动部件。在该情况下，能够缩小滑动部件，能够实现轻量化。[0058].并且，也可以在上述第I实施方式中举例示出的隔热部件3的基端部32的表面涂布摩擦阻力比该基端部32的基材的摩擦阻力低的材料。具体而言，例如如果在隔热部件的基端部中的与凸缘对置的面涂布低摩擦材料，则当伴随着各凸缘的温度上升而各凸缘热变形时，在基端部上滑动。因此，能够适当地抑制隔热部件的基端部追随于各凸缘的热变形的情况。因此，能够抑制螺母追随于排气歧管的各支管的热变形的情况。并且，例如如果在隔热部件的基端部中的与螺母对置的面涂布低摩擦材料，则即便伴随着排气歧管的温度上升而各支管热变形，隔热部件的基端部追随于该变形，也能够适当地抑制螺母追随于该变形。因而，能够更适当地抑制螺母的松缓。
[0059].如上述各实施方式那样，隔热部件3、103的基端部32、132在各螺母5a~5c与各凸缘23a~23c之间折回，在基端部32、132的对接面形成有空气层，利用该空气层抑制从各凸缘23a~23c朝螺母5a~5c的导热，在这方面是优选的。但是，本发明并不限于此，例如在使用具有高的耐热性能的螺母的情况下，也能够使用基端部不折回的隔热部件。并且，也能够在隔热部件的基端部与凸缘之间以及该基端部与螺母之间中的至少一方设置与基端部分体的绝热部件。
[0060]?在上述各实施方式中，隔热部件3、103的基端部32、132遍及多个凸缘23a~23c整体延伸。代替于此也可以针对每个凸缘23a~23c分割隔热部件的基端部。在该情况下，只要在各螺母与隔热部件的各基端部之间、或者各基端部与各凸缘之间设置图1所示的板状部件6即可。
[0061]?在上述各实施方式中，举例示出了排气歧管2的多个凸缘23a~23c相互被分割的情况，但本发明所涉及的排气歧管并不限定于此。即，也可以是分别形成于多个支管的前端部的凸缘为一体的排气歧管。
[0062]标号说明:
[0063]1:气缸盖；llb :螺栓孔；2:排气歧管；21:集合管；22a~22c:支管；23a~23c:凸缘；3 ；103:隔热部件;31、131:主体;32、132:基端部;32b、132b:螺栓孔；4a~4c:双头螺栓；5a~5c:螺母；6:板状部件；7a:双头螺栓；8a:螺母；9:密封垫；135:滑动部件；135b:螺栓孔。
【权利要求】
1.一种内燃机的排气系统构造体， 所述内燃机的排气系统构造体具备: 排气歧管，该排气歧管具有多个支管，并且在所述多个支管的前端部形成有凸缘；以及板状的隔热部件，该隔热部件以覆盖所述排气歧管的方式设置，从而抑制因该排气歧管而导致的热害的产生， 其中， 所述隔热部件的基端部和所述凸缘借助共通的紧固部件被紧固于所述内燃机的气缸至JHL ο
2.根据权利要求1所述内燃机的排气系统构造体，其中， 所述多个支管的凸缘相互被分割， 所述紧固部件包含:插通于分别形成在所述隔热部件的基端部、所述各凸缘、以及所述气缸盖的螺栓孔中的螺栓；以及与所述螺栓的前端卡合的螺母， 所述隔热部件的基端部位于所述多个凸缘与所述螺母之间，并且遍及所述多个凸缘整体延伸。
3.根据权利要求2所述内燃机的排气系统构造体，其中， 所述隔热部件的基端部在所述螺母与所述凸缘之间折回。
4.根据权利要求2或3所述内燃机的排气系统构造体，其中， 所述隔热部件的基端部具有与所述凸缘以及所述螺母中的至少一方对置的对置面，在该对置面涂布有摩擦阻力比所述隔热部件的基材的摩擦阻力低的材料。
5.根据权利要求2至4中任一项所述内燃机的排气系统构造体，其中， 在所述隔热部件的基端部与所述凸缘之间以及所述隔热部件的基端部与所述螺母之间中的至少一方设置有滑动部件，在该滑动部件涂布有摩擦阻力比所述隔热部件的基材的摩擦阻力低的材料。
6.根据权利要求5所述内燃机的排气系统构造体，其中， 所述滑动部件形成为截面U字状，并且夹设在所述隔热部件的基端部与所述凸缘之间以及所述隔热部件的基端部与所述螺母之间的双方。
【文档编号】F01N13/10GK103975138SQ201180075298
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2011年12月6日 优先权日:2011年12月6日
【发明者】前田治 申请人:丰田自动车株式会社