排气集流管的保温结构的制作方法

本国际申请要求2014年3月31日在日本专利局提交的日本发明专利申请第2014-70903号的优先权，所述日本发明专利申请的全部内容通过引用而并入本文。

技术领域

本发明涉及排气集流管的保温结构。

背景技术：

在车辆的内燃机之中，存在着使用以V型发动机为首的高性能内燃机的情况。

高性能内燃机多以曲轴相对于车辆的行进方向为横向(所谓的横向设置)的方式装载于车辆，在该情况下，活塞排列于曲轴的前后。

因此，如图5所示，排气装置100形成为从内燃机的前后取入废气的形状。在该排气装置100中，具有第一催化剂101的排气歧管(exhaust manifold)安装于内燃机的前后。

此外，在后方的第一催化剂101的后方安装有使从各第一催化剂101传送来的废气集流的Y字形排气集流管103，在排气集流管103的更后方设置有第二催化剂102。

因为该排气集流管103安装于后方侧第一催化剂101的后方，而与前方侧第一催化剂101分离，所以排气集流管103与第一催化剂101经由从排气集流管103延伸设置的长形排气管104而连接。

如上所述，在与横向设置的内燃机连结的排气装置100中，从各第一催化剂101到第二催化剂102的排气路径的长度不同。将形成如上排气路径的排气管103、104称为不等长的排气管。

此外，如图6所示，排气集流管103形成为具有三个支部的大致Y字形，且配置为两个支部朝向前方侧(内燃机侧)，剩余的一个支部朝向后方侧。

而且，该排气集流管103安装有用于抑制散热的覆盖物105(专利文献1)。

除三个支部中两个支部的端部侧的一部分之外，该覆盖物105覆盖排气集流管103的绝大部分，为非常大的物体。

作为抑制散热的目的可列举：在排气集流管103的下游侧具有如上述第二催化剂102(参照图5)那样的催化剂的时候，从催化活性的观点而言，将流入该催化剂的废气的温度保持为一定温度以上等。

为了实现该目的，如图5所示，排气装置100中，还将排气管104的一部分设置为双重管结构，以抑制该排气管104的散热。

此外，覆盖物105通过焊接而固定于排气集流管103。具体而言，覆盖物105前方侧的端部，即，与第一催化剂101或排气管104的连接端侧的端部，焊接于连接有第二催化剂102的支部以外的支部。

另一方面，覆盖物105后方侧的端部，即，与第二催化剂102的连接端侧的端部未焊接于支部。这是因为，在上游侧固定覆盖物105的结果使得排气集流管103的热伸长量与覆盖物105的热伸长量不同，因此覆盖物105将会破损。

但是，可以考虑到如果不对覆盖物105后方侧的端部进行焊接，则热量会从覆盖物105内散逸，或者，排气集流管103和/或覆盖物105会因机械振动而破损。

因此，如图7所示，以在该覆盖物105后方侧的端部与排气集流管103之间夹有网状物110的方式，将该覆盖物105固定于排气集流管103。

通过夹有该网状物110，可吸收机械振动，此外，还可以抑制热量从覆盖物105后方侧的端部散逸。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本实开平5-96432号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

但是，排气装置100存在下述各种问题：覆盖物105非常大，并且夹有网状物110等，从而导致覆盖物105对排气集流管103的安装结构复杂，而且需要将排气管104设置为双重管等。

本发明的一个方面在于期望提供一种排气集流管的保温结构，其使覆盖物小型化，废除结构的复杂性，且除排气集流管之外不需要进行保温。

解决问题的技术方案

本发明的一个方面的保温结构是一种排气集流管的保温结构，该排气集流管配置于使长度不同的排气路径进行集流的部分，且该排气集流管的保温结构具有第1保温部，该第1保温部覆盖支部的至少一部分而进行保温，该支部为分支的所述排气集流管的各支部之中、构成集流前的所述排气路径的支部，且为构成短的所述排气路径的支部。

发明人发现：从长的排气路径流来的废气所含的热量在到达排气集流管之前散失，如果能抑制通过短的排气路径的废气的散热，则集流后的废气的温度会等同于采用背景技术一栏中记载的排气装置时的温度。

因此，这样构成时，能够与采用背景技术一栏中记载的排气装置时同样地抑制排气集流管的散热，并且由于仅覆盖构成短的排气路径的支部即可，所以还能够使覆盖物(第1保温部)小型化。

此外，因为该第1保温部仅覆盖构成短的排气路径的支部，所以可不必考虑其他的支部的热伸长量，因此能够通过对两端进行整周焊接而牢固地安装于支部。

此外，如果对构成短的排气路径的支部进行保温，集流后的废气的温度便会等同于采用背景技术一栏中记载的排气装置时的温度，因此，除排气集流管之外，不需要进行保温。因此，没有必要将与构成长的排气路径的支部连接的排气管设置为双重结构。

在上述保温结构中，第1保温部也可以具有外筒以及隔热材料，该外筒覆盖构成短的排气路径的支部周围，该隔热材料填塞在外筒与支部之间。

因为第1保温部的结构简单，所以即使采用在内部填塞隔热材料的结构，结构也不会复杂化。此外，外筒可以使用如不锈钢隔热板的保温部件形成，作为隔热材料可以使用玻璃棉。

在上述保温结构中，第1保温部所覆盖的支部长度可为如下长度：当在排气集流管的下游侧安装有净化废气的催化剂时，能够维持使该催化剂表现出催化活性的温度，所述催化活性为通过该催化剂净化废气所必需的催化活性。

这样的话，即使第1保温部变小，即，覆盖物变小，催化剂也能够维持必需的催化活性。

此外，也可以具有第2保温部，该第2保温部覆盖多个所述支部之中构成集流后的排气路径的支部的至少一部分而进行保温。

这样的话，集流后的废气所含的热量不会散失，因此，集流后的废气的温度为与采用背景技术一栏中记载的排气装置时相同的温度。

此外，第2保温部也可以具有外筒以及隔热材料，该外筒覆盖构成集流后的排气路径的支部周围，该隔热材料填塞在外筒与支部之间。

因为第2保温部可以是覆盖构成集流后的排气路径的支部中至少一部分而进行隔热的结构，所以如此便可简化结构。

此外，第1保温部和第2保温部至少覆盖的长度可为如下长度：当在排气集流管的下游侧安装有净化废气的催化剂时，第1保温部和第2保温部在构成短的排气路径的支部和构成集流后的排气路径的支部中所覆盖的长度合在一起能够维持使催化剂表现出催化活性的温度，其中，该催化活性为通过催化剂净化废气所必需的催化活性。

这样的话，即使第1保温部和第2保温部变小，即，覆盖物变小，催化剂也能够维持必需的催化活性。

此外，即使在第1保温部单独和/或第2保温部单独不能维持表现出催化活性的温度的情况下，由于第1保温部和第2保温部协力维持温度，所以与使其单独地维持温度时相比，能够较小地形成第1保温部和第2保温部。

附图说明

图1是本实施方式的排气装置的主视图。

图2是本实施方式的排气集流管的主视图，以用沿着轴向且沿着上下方向的剖面进行剖切得到的剖视图示出第1保温件4以及第2保温件5。

图3A是示出本实施方式的保温效果的实验结果的曲线图。图3B是对图3A中从1200秒至1400秒的部分进行抽出的曲线图。

图4是利用热成像对本实施方式的排气集流管中的散热状态拍摄的图片。

图5是背景技术一栏中记载的排气装置的主视图。

图6是示出背景技术一栏中记载的排气集流管的主视图，将一部分用透视图示出。

图7是示出背景技术一栏中记载的将覆盖物安装于排气集流管的结构的示意图。

附图标记的说明

1…排气装置；3…排气集流管；4…第1保温件5…第2保温件；10、11…第一催化剂；12…排气管；13…第二催化剂；31…第1支部；32…第2支部；33…第3支部40…隔热材料；41…外筒；50…隔热材料；51…外筒

具体实施方式

以下将参照附图对本发明的实施方式的排气集流管的保温结构进行说明。

如图1所示，本实施方式的排气装置1适用于将V型发动机横向设置的车辆。

该排气装置1具有第一催化剂10以及第一催化剂11，该第一催化剂10直接安装于与V型发动机前方侧连接的排气歧管，该第一催化剂11直接安装于与V型发动机的后方侧连接的排气歧管。

排气管12与第一催化剂10相连接，该排气管12朝向比后方的第一催化剂11位于更后方侧的排气集流管3而延伸设置。在该排气管12的两端部设置有凸缘12a、12b。该排气管12为单管。

通过使该排气管12前方侧的凸缘12a与设置在第一催化剂10下端侧的凸缘10a重叠，并对该凸缘10a、12a进行螺纹固定，由此连结第一催化剂10和排气管12。

该排气管12和后方侧的第一催化剂11与配置在它们下游侧的排气集流管3连接。该排气集流管3为上游侧分支成两股的排气管，形成为大致Y字形。

将该排气集流管3之中、上游侧的分支成两股的部分和下游侧的部分分别称为支部，且将该支部之中、与第一催化剂11连接的支部称为第1支部31，与排气管12连接的支部称为第2支部32，下游侧的支部称为第3支部33。

在构成该排气集流管3的各支部31～33的端部设置有凸缘31a～33a。

使设置于第一催化剂11下端侧的凸缘11a与第1支部31的凸缘31a重叠，并对该凸缘11a、31a进行螺纹固定，由此连结第一催化剂11与第1支部31。

使排气管12后端侧的凸缘12b与第2支部32的凸缘32a重叠，并对该凸缘12b、32a进行螺纹固定，由此连结排气管12与第2支部32。

在该排气集流管3的后方侧连接有第二催化剂13。

在该第二催化剂13前方侧设置有凸缘13a，通过使排气集流管3的第3支部33的凸缘33a与凸缘13a重叠，并对该凸缘13a、33a进行螺纹固定，由此连结排气集流管3和第二催化剂13。

在以上所说明的排气装置1中形成有从第一催化剂10经由排气管12而到排气集流管3的长的排气路径和从第一催化剂11到排气集流管3的短的排气路径。

如上所述，本实施方式的排气装置1中具有长度不同的排气路径，因此以下根据需要将排气管12和排气集流管3称为不等长的排气管。

并且，因为排气集流管3构成如上，所以该长度不同的排气路径之中，第1支部31形成短的排气路径，第2支部32形成长的排气路径。此外，第3支部33形成集流后的排气路径。

接下来，使用图2对安装于支部31、33的第1保温件4、第2保温件5进行说明。

第1保温件4安装于构成排气集流管3的各支部31～33之中、与第一催化剂11连接的第1支部31，第2保温件5安装于与第二催化剂13连接的第3支部33。

该第1保温件4和第2保温件5具有形成为大致圆筒状的外筒41、51，以及在该外筒41、51的内壁面与第1支部31、第3支部33的外壁面之间填塞的隔热材料40、50。

将外筒41、51的两端部缩径，并使该外筒41、51的两端整周焊接于第1支部31、第3支部33的外壁面。

该外筒41、51由不锈钢制的隔热板构成，隔热材料40、50由玻璃棉构成。

并且，第1保温件4形成为沿着第1支部31轴向的长度为15cm以下。

因为进行了比较本实施方式与背景技术一栏中记载的排气装置的实验，所以接下来用图3A和图3B进行说明。

背景技术一栏中记载的排气装置为在背景技术一栏中用图5～图7所说明的装置，其具有覆盖排气集流管103大部分的非常大的覆盖物105，并且，排气管104的一部分设置为双重管。

此外，自V型发动机起动时起每隔一定时间测定第二催化剂13中的废气的温度，由此进行了实验。

如果对所测定的温度进行比较，则如图3A所示可知，当采用本实施方式所示的排气集流管3的保温结构(在第1支部31安装第1保温件4，在第3支部33安装第2保温件5的结构)时，可显示出等同于或优越于背景技术一栏中记载的排气装置的保温结构的保温效果。尤其是，虽然在本实施方式中覆盖物面积小，但是即使对图3B中由符号a表示的部分的最低温度部分进行比较，也获得了与采用背景技术一栏中记载的排气装置时同样的结果。

从长的排气路径流来的废气所含的热量在到达排气集流管3之前散失，而集流后的废气的温度在很大程度上依赖从短的排气路径流来的废气的温度。因此可以认为，由于第1保温部4抑制了通过第1支部31的废气的散热，所以如图4所示，本实施方式的保温结构发挥了等同于或优越于背景技术一栏中记载的排气装置的保温结构的保温效果。

如以上所说明的，本实施方式显示出下述特征性的作用效果。

本实施方式的排气装置1因第1保温件4覆盖排气集流管3的第1支部31，从而能够获得等同于或优越于背景技术一栏中记载的排气装置的保温效果。

而且，基于图4的实验结果可认为，如果抑制从构成短的排气路径的第1支部31通过的废气的散热，则可发挥等同于或优越于背景技术一栏中记载的排气装置的保温效果。因此，如果用第1保温件4覆盖至少第1支部31，则本实施方式的排气装置1便可发挥等同于或优越于背景技术一栏中记载的排气装置的保温效果。

此外，本实施方式的排气装置1用第2保温件5覆盖构成集流后的排气路径的第3支部33的一部分而进行保温，因此，集流后的废气所含的热量不会散失。

因此，第1保温件4和第2保温件5可具有至少覆盖如下长度的尺寸，即，第1保温件4和第2保温件5在第1支部31和第3支部33中所覆盖的长度合起来能够维持使第二催化剂13表现出催化活性的温度，其中，该催化活性是通过第二催化剂13净化废气所必需的催化活性。

因为第1保温件4仅覆盖第1支部31，所以第1保温件4的尺寸可以小于背景技术一栏中记载的排气装置的覆盖物。

而且，当具备第2保温件5时，基于对集流后的废气所含的热量进行保温的观点来看，可以使第1保温件4缩短与第2保温件5的保温效果相当的尺寸，因此，第1保温件4的尺寸可以更小。

此外，第1保温件4和第2保温件5为分别覆盖第1支部31和第3支部33的尺寸即可，因此，每一个都可以形成为小于背景技术一栏中记载的排气装置的覆盖物的尺寸。其结果为，排气集流管3的重量比背景技术一栏中记载的排气装置减轻近30％，材料也减少，因此，与背景技术一栏中记载的排气装置相比，还能够抑制制造成本。

而且，第1保温件4和第2保温件5仅安装于第1支部31和第3支部33，从而可不必考虑其他支部的热伸长量，因此，能够通过整周焊接而牢固地安装于第1支部31和第3支部33。

此外，本实施方式的排气装置1若分别用第1保温件4和第2保温件5对第1支部31和第3支部33进行保温，便能够获得等同于或优越于背景技术一栏中记载的排气装置的保温效果，因此，可以使用单管作为排气管12。

[其他实施方式]

(1)上述实施方式所说明的排气装置1仅为一例，不限于此。

(2)在上述实施方式中，虽然使用不锈钢制的隔热板构成外筒41、51，但不限于此。此外，虽然使用玻璃棉作为隔热材料40、50，但也不限于此。

(3)本发明的各构成要素是概念性要素，不限于上述实施方式。例如，可以将一个构成要素所具有的功能分散于多个构成要素，也可以将多个构成要素所具有的功能统合于一个构成要素。此外，也可以将上述实施方式的构成的至少一部分置换成具有相同功能的公知构成。此外，也可以将上述实施方式的构成的至少一部分附加于上述其他实施方式的构成，或者也可以将上述实施方式的构成的至少一部分与上述其他实施方式的构成进行置换。