JP2009062922A - Resonance device and exhaust device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、共鳴装置および内燃機関の排気装置に関し、特に、車両等に適用され、内燃機関から排出される排気ガスの特定の周波数音を消音する共鳴装置および内燃機関の排気装置に関する。 The present invention relates to a resonance device and an exhaust device for an internal combustion engine, and more particularly to a resonance device and an exhaust device for an internal combustion engine that are applied to a vehicle or the like and mute a specific frequency sound of exhaust gas discharged from the internal combustion engine.
一般に、自動車等の車両に設けられた内燃機関は、内燃機関の運転中に回転数に応じて様々な周波数の排気音を発生するが、そのうち、ある特定の周波数のものは特に大きな音となる。したがって、この特定の周波数の大きな音を消すには、その周波数に対して有効であることと、消音効果が大きいことが重要である。
特に、消音器の構造や消音器および排気管のレイアウトによって特定の周波数音が発生する場合には、特定の周波数音を消音するために共鳴装置を設けて対応する場合がある。
In general, an internal combustion engine provided in a vehicle such as an automobile generates exhaust noise of various frequencies according to the number of rotations during operation of the internal combustion engine. . Therefore, in order to mute a sound with a specific frequency, it is important to be effective for the frequency and to have a great muffing effect.
In particular, when a specific frequency sound is generated depending on the structure of the silencer or the layout of the silencer and the exhaust pipe, a resonance device may be provided to mute the specific frequency sound.
従来のこの種の特定の周波数音を消音する共鳴装置としては、図9に示すようなものがある(例えば、特許文献1参照)。図9において、内燃機関のシリンダの燃焼室から排気された排気ガスは、図示しない消音器から排気管を通して共鳴装置1に供給されるようになっており、この共鳴装置1は、排気管に接続されたインナーパイプ2と、インナーパイプ2の周囲を取り囲むようにしてインナーパイプ2に取付けられ、インナーパイプ2の外周部との間で共鳴室4となる空間が画成されるアウターパイプ3とを備えている。
As a conventional resonance apparatus for muting a specific frequency sound of this type, there is one as shown in FIG. 9 (see, for example, Patent Document 1). In FIG. 9, the exhaust gas exhausted from the combustion chamber of the cylinder of the internal combustion engine is supplied to the
インナーパイプ2には貫通孔2aが形成されており、インナーパイプ2に供給される排気ガスは、貫通孔2aを通してインナーパイプ2とアウターパイプ3との間に画成される共鳴室4に向けて放射されることにより、消音されてインナーパイプ2を通して排気される。また、この共鳴室4の容積を任意に設定することにより、消音する周波数音を調整することができる。具体的には、低周波数音を消音するためには、共鳴室4の容積を大きくし、高周波数音を消音するためには、共鳴室4の容積を小さくするようにしている。
A through
ところで、このような構成を有する共鳴装置1にあっては、内燃機関の高回転時等に高速の排気ガスがインナーパイプ2から貫通孔2aを通して共鳴室4に放射される際に、笛吹き音となって不快な騒音が発生してしまう。
By the way, in the
具体的には、内燃機関の高回転時等に排気管からインナーパイプ2に導入される排気ガスの流速が速くなると、排気ガスの排気方向上流側の貫通孔2aのエッジ部で渦が発生し、この渦が下流側に流れると、一定周期の圧力波となり、この圧力波が加振源となって共鳴室4内で高周波の気柱共鳴となって、所謂、笛吹き音が発生してしまう。
Specifically, when the flow rate of the exhaust gas introduced from the exhaust pipe to the
このような笛吹き音が発生するのを防止するために、共鳴装置1の下流側に吸音材を有する消音器を設けるようにしたものがあるが、このようにすると、吸音材を有する消音器を設ける分だけ排気装置の製造コストが増大してしまう。
In order to prevent such whistling noises from being generated, there is one in which a silencer having a sound absorbing material is provided on the downstream side of the
このように排気装置の製造コストが増大するのを抑制しつつ、笛吹き音が発生するのを防止するものとして、図10に示すような共鳴装置を有する消音器がある(例えば、特許文献2参照)。
図10において、消音器10の消音器本体11は、仕切板12、13、14によって複数の共鳴室15、拡張室16a、16b、16cに区画されており、消音器本体11内には、複数の貫通孔18aが形成された入口管18、複数の貫通孔19aが形成された連通管19および1つの貫通孔20aが形成された共鳴装置としての出口管20が設けられている。
In order to prevent the whistling sound from being generated while suppressing the increase in the manufacturing cost of the exhaust device in this way, there is a silencer having a resonance device as shown in FIG. 10 (for example, Patent Document 2). reference).
In FIG. 10, the
出口管20は、低周波音を消音するためにU字状に折り曲げて形成されているとともに、貫通孔20aを通して共鳴室15に連通しており、貫通孔20aに対して排気ガスの排気方向上流側の内壁に凸部20bが形成されている。
The
このように構成された消音器にあっては、内燃機関の高回転時に排気ガスの流速が速くなった場合には、貫通孔20aの上流側に設けられた凸部20bに排気ガスを衝突させて渦が発生するのを防止して、高周波の気柱共鳴、すなわち、笛吹き音の発生を防止することができ、不快な騒音を低減することができる。
しかしながら、このような従来の出口管20を有する消音器10にあっては、貫通孔20aに対して排気ガスの排気方向上流側の出口管20の内壁に凸部20bを形成しているため、出口管20に凸部20bを加工する必要があり、その分だけ出口管20の製造コストが増大してしまい、結果的に消音器10の製造コストが増大してしまうという問題があった。
However, in the
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、製造コストが増大するのを防止しつつ不快な騒音を低減することができる共鳴装置および内燃機関の排気装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and provides a resonance device and an exhaust device for an internal combustion engine that can reduce unpleasant noise while preventing an increase in manufacturing cost. The purpose is to do.
本発明に係る共鳴装置は、上記目的達成のため、(1)内燃機関から排出される排気ガスを消音する消音器を有する排気装置に設けられ、特定の周波数音を消音する共鳴装置において、前記消音器に対して排気ガスの排気方向下流側に設けられ、一端部が前記消音器に接続された排気管と、前記排気管の他端部が接続され、少なくとも1つ以上の貫通孔を有するインナーパイプと、前記インナーパイプの周囲を取り囲むようにして前記インナーパイプに取付けられ、前記インナーパイプの外周部との間で共鳴室となる空間が画成されるアウターパイプとを備え、前記排気管の他端部の外周部を前記インナーパイプに挿通することにより、前記排気管の他端部と前記インナーパイプの接続部に段差を形成し、前記貫通孔を、前記排気管の他端部と前記インナーパイプの接続部に近接するように前記インナーパイプに形成したものから構成されている。 In order to achieve the above object, the resonance device according to the present invention is (1) provided in an exhaust device having a silencer for silencing exhaust gas discharged from an internal combustion engine, wherein the resonance device silences a specific frequency sound. Provided downstream of the silencer in the exhaust gas exhaust direction, one end of the exhaust pipe is connected to the silencer, and the other end of the exhaust pipe is connected, and has at least one through hole An exhaust pipe comprising: an inner pipe; and an outer pipe which is attached to the inner pipe so as to surround the inner pipe and defines a space serving as a resonance chamber between the outer periphery of the inner pipe. The other end of the exhaust pipe is inserted into the inner pipe to form a step at the other end of the exhaust pipe and the connecting portion of the inner pipe, and the through hole is connected to the other end of the exhaust pipe. And a one formed on the inner pipe so as to be close to the connecting portion of the inner pipe.
この構成により、消音器から排気管を通してインナーパイプに導入される排気ガスが、排気管の他端部とインナーパイプの接続部によって形成された段差を通過する際に、気流の乱れが生じるため、段差の近傍に位置するインナーパイプの貫通孔の縁に排気ガスが衝突したときに、一定周期の渦が発生するのを防止することができる。このため、笛吹き音を防止して不快な騒音を低減することができる。 With this configuration, when the exhaust gas introduced from the silencer through the exhaust pipe to the inner pipe passes through the step formed by the other end of the exhaust pipe and the connection portion of the inner pipe, the air current is disturbed. When exhaust gas collides with the edge of the through hole of the inner pipe located in the vicinity of the step, it is possible to prevent the vortex having a constant period from being generated. For this reason, a whistling sound can be prevented and unpleasant noise can be reduced.
そして、排気管の他端部とインナーパイプの接続部によって形成された段差を利用して排気ガスの気流を乱すことができるため、排気管やインナーパイプに加工を施すのを不要にすることができ、共鳴装置の製造コストが増大するのを防止することができる。 And since the flow of the exhaust gas can be disturbed by utilizing the step formed by the other end of the exhaust pipe and the connection part of the inner pipe, it is not necessary to process the exhaust pipe and the inner pipe. It is possible to prevent the manufacturing cost of the resonance device from increasing.
上記(1)に記載の共鳴装置において、(2)前記インナーパイプに前記貫通孔が1つ形成されているものから構成されている。
この構成により、インナーパイプに形成される貫通孔が1つのときには、貫通孔の縁に排気ガスが衝突して一定周期の渦が発生して笛吹き音が発生し易いが、共鳴装置のインナーパイプに導入される排気ガスが、排気管の他端部とインナーパイプの接続部によって形成された段差を通過する際に、気流の乱れを生じさせることができるため、インナーパイプの貫通孔の縁に排気ガスが衝突したときに、段差の近傍に位置する一定周期の渦が発生するのを防止することができる。このため、笛吹き音を防止して不快な騒音を確実に低減することができる。
The resonance device according to (1) above is configured by (2) one in which one through hole is formed in the inner pipe.
With this configuration, when there is one through-hole formed in the inner pipe, exhaust gas collides with the edge of the through-hole and a vortex with a fixed period is generated, so that whistling noise is likely to occur. When the exhaust gas introduced into the gas passes through the step formed by the other end of the exhaust pipe and the connection part of the inner pipe, air currents can be disturbed, so that the edge of the through hole of the inner pipe When exhaust gas collides, it is possible to prevent the generation of a vortex with a constant period located in the vicinity of the step. For this reason, a whistling sound can be prevented and unpleasant noise can be reduced reliably.
上記(1)または(2)に記載の共鳴装置において、(3)前記貫通孔が、排気ガスが前記段差を通過したときに気流の乱れが生じる位置に形成されるものから構成されている。
この構成により、排気ガスが段差を通過したときに気流の乱れが生じる位置に貫通孔を形成したので、インナーパイプに導入された排気ガスが貫通孔に到達する前に整流されてしまうのを防止して、貫通孔の縁に排気ガスが衝突したときに、段差の近傍に位置する一定周期の渦が発生するのを確実に防止することができる。
In the resonance apparatus according to the above (1) or (2), (3) the through hole is formed at a position where an air current is disturbed when exhaust gas passes through the step.
With this configuration, the through-hole is formed at a position where the turbulence of the exhaust gas occurs when the exhaust gas passes through the step, so that the exhaust gas introduced into the inner pipe is prevented from being rectified before reaching the through-hole. Thus, when exhaust gas collides with the edge of the through hole, it is possible to reliably prevent the occurrence of a vortex with a constant period located near the step.
上記(1)ないし(3)の何れかに記載の共鳴装置を備えた内燃機関の排気装置において、(4)内燃機関に接続された第1の消音器と、前記第1の消音器に一端部が接続された第1の排気管と、前記第1の排気管の他端部に接続された第2の消音器と、前記第2の消音器に一端部が接続された第2の排気管とを備え、前記第1の排気管の延在方向長さと前記第2の排気管および前記インナーパイプの延在方向長さとを略同一長さに形成し、前記第2の排気管の他端部の外周部を前記共鳴装置のインナーパイプに挿通したものから構成されている。 In the exhaust device for an internal combustion engine provided with the resonance device according to any one of (1) to (3), (4) a first silencer connected to the internal combustion engine, and one end of the first silencer. A first exhaust pipe connected to the first exhaust pipe, a second silencer connected to the other end of the first exhaust pipe, and a second exhaust connected to one end of the second silencer An extension direction length of the first exhaust pipe and an extension direction length of the second exhaust pipe and the inner pipe are formed to be substantially the same length, and other than the second exhaust pipe The outer peripheral portion of the end portion is constituted by inserting the inner pipe of the resonance device.
このようにしたのは、以下の理由による。
第1の消音器と第2の消音器を車両の前後方向に離隔して配置した場合には、第1の消音器と第2の消音器とを接続する排気管が長くなり、第1の消音器と第2の消音器の間で発生する気柱共鳴による低周波数音が発生してしまう。そして、第1の消音器と第2の消音器とを離隔して設置した場合には、音圧が低い気柱共鳴の節に第2の消音器が設置されることになり、低周波数音を抑制し難くなる。
The reason for this is as follows.
When the first silencer and the second silencer are spaced apart from each other in the vehicle front-rear direction, the exhaust pipe connecting the first silencer and the second silencer becomes longer, and the first silencer Low frequency sound due to air column resonance generated between the silencer and the second silencer is generated. When the first silencer and the second silencer are separated from each other, the second silencer is installed at the air column resonance node where the sound pressure is low. It becomes difficult to suppress.
これに対して、第1の消音器と第2の消音器を第1の排気管で接続し、第1の排気管の延在方向長さと第2の排気管および共鳴装置のインナーパイプの延在方向長さとを略同一長さに形成すれば、第2の消音器を低周波音の音圧のピーク位置に設置することができ、低周波数音を効率良く消音することができる。 On the other hand, the first silencer and the second silencer are connected by the first exhaust pipe, and the length of the first exhaust pipe in the extending direction and the extension of the second exhaust pipe and the inner pipe of the resonance device are connected. If the present length is formed to be substantially the same length, the second silencer can be installed at the peak position of the sound pressure of the low frequency sound, and the low frequency sound can be efficiently silenced.
ところが、第1の排気管の延在方向長さと第2の排気管および共鳴装置のインナーパイプの延在方向長さとを略同一長さに形成すると、第1の排気管と第2の排気管およびインナーパイプとの共鳴周波数が一致し、特定の高周波数で大きな高周波数音が発生してしまう。 However, if the extending direction length of the first exhaust pipe and the extending direction length of the second exhaust pipe and the inner pipe of the resonance device are formed to be substantially the same length, the first exhaust pipe and the second exhaust pipe are formed. And the resonance frequency of the inner pipe matches with that of the inner pipe, and a large high frequency sound is generated at a specific high frequency.
そこで、本発明は、第2の排気管に共鳴装置を接続して第2の消音器の上流側と下流側の共鳴周波数を一致しないようにすることにより、共鳴装置によって高周波数音を消音する。そして、内燃機関の高回転時に第2の消音器から第2の排気管を介してインナーパイプに導入される排気ガスが、第2の排気管の他端部とインナーパイプの接続部によって形成された段差を通過する際に、気流の乱れを生じさせることができるため、インナーパイプの貫通孔の縁に排気ガスが衝突したときに、段差の近傍に位置する一定周期の渦が発生するのを防止することができる。このため、笛吹き音を防止して不快な騒音を低減することができる。 Therefore, the present invention silences high-frequency sound by the resonance device by connecting a resonance device to the second exhaust pipe so that the upstream and downstream resonance frequencies of the second silencer do not coincide. . Then, exhaust gas introduced from the second silencer through the second exhaust pipe to the inner pipe when the internal combustion engine rotates at a high speed is formed by the other end of the second exhaust pipe and the connection portion of the inner pipe. As the air flow can be disturbed when passing through the step, when the exhaust gas collides with the edge of the through hole of the inner pipe, a vortex with a fixed period located near the step is generated. Can be prevented. For this reason, a whistling sound can be prevented and unpleasant noise can be reduced.
そして、第2の排気管の他端部とインナーパイプの接続部によって形成された段差を利用して排気ガスの気流を乱すことができるため、排気管やインナーパイプに加工を施すのを不要にすることができ、共鳴装置の製造コストが増大するのを防止することができる。 And since the flow of the exhaust gas can be disturbed by using the step formed by the other end of the second exhaust pipe and the connection part of the inner pipe, it is unnecessary to process the exhaust pipe and the inner pipe. It is possible to prevent the manufacturing cost of the resonance device from increasing.
上記(4)に記載の内燃機関の排気装置において、(5)前記第2の消音器が、前記第1の排気管の他端部および前記第2の排気管の一端部が接続され、複数の貫通孔を有するインナーパイプと、前記インナーパイプの周囲を取り囲むようにして前記インナーパイプに取付けられ、前記インナーパイプの外周部との間で共鳴室となる空間が画成されるアウターパイプとを備え、前記共鳴室に吸音材が設けられるものから構成されている。 In the exhaust system for an internal combustion engine according to the above (4), (5) the second silencer is connected to the other end of the first exhaust pipe and one end of the second exhaust pipe. An inner pipe having a through hole and an outer pipe attached to the inner pipe so as to surround the inner pipe and defining a space serving as a resonance chamber between the outer periphery of the inner pipe. And the resonance chamber is provided with a sound absorbing material.
この構成により、第2の消音器の共鳴室に吸音材を設けたので、吸音材によって低周波音を効率良く消音することができる。 With this configuration, since the sound absorbing material is provided in the resonance chamber of the second silencer, the low frequency sound can be efficiently silenced by the sound absorbing material.
本発明によれば、製造コストが増大するのを防止しつつ不快な騒音を低減することができる共鳴装置および内燃機関の排気装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the resonance apparatus and the exhaust apparatus of an internal combustion engine which can reduce an unpleasant noise can be provided, preventing a manufacturing cost increasing.
以下、本発明に係る共鳴装置および共鳴装置を備えた内燃機関の排気装置の一実施の形態について、図面を用いて説明する。
図1〜図8は本発明に係る共鳴装置および共鳴装置を備えた内燃機関の排気装置の一実施の形態を示す図である。なお、図1は、排気装置の上面図、図2は、排気装置の正面図を示している。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS An embodiment of an exhaust device for an internal combustion engine including the resonance device and the resonance device according to the invention will be described below with reference to the drawings.
FIGS. 1-8 is a figure which shows one Embodiment of the exhaust apparatus of the internal combustion engine provided with the resonance apparatus which concerns on this invention, and a resonance apparatus. 1 is a top view of the exhaust device, and FIG. 2 is a front view of the exhaust device.
まず、構成を説明する。
図1、図2において、4気筒の内燃機関としてのエンジン21は、各気筒の燃焼室が排気ポートを介して排気マニホールド22に連通しており、この排気マニホールド22には排気装置23が接続されている。排気装置23は、触媒コンバータ24、第1の消音器としてのメインマフラ26、第2の消音器としてのサブマフラ27および共鳴装置としての共鳴器28を備えている。なお、触媒コンバータ24とは別体の触媒コンバータをメインマフラ26内に設けてもよい。
First, the configuration will be described.
1 and 2, an
触媒コンバータ24は、ハニカム基材または粒状の活性アルミナ製担体に白金、パラジウム等の触媒を付着させたものが本体ケースに収納されたものから構成されており、NOxの還元やCO、HCの酸化を行うようになっている。
The
メインマフラ26は、排気管25を介して触媒コンバータ24に接続されており、排気ガスの一次消音を行うようになっている。メインマフラ26には第1の排気管としての排気管29の一端部29aが接続されており、この排気管29の他端部29bはサブマフラ27に接続されている。
The
図3に示すように、サブマフラ27は、排気管29の他端部29bが嵌合され、複数の貫通孔30aが形成されたインナーパイプ30と、インナーパイプ30の周囲を取り囲むようにしてインナーパイプ30に取付けられ、インナーパイプ30の外周部との間で共鳴室32となる空間が画成されるアウターパイプ31と、共鳴室32に充填された吸音材33とを備えている。
As shown in FIG. 3, the
また、サブマフラ27に第2の排気管としての排気管34の一端部34aが接続されており、この排気管34の一端部34aはインナーパイプ30に嵌合されている。
Further, one
また、排気管34の他端部34bはサブマフラ27の排気ガスの排気方向下流側に設けられた共鳴器28に接続されている。図4、図5に示すように、共鳴器28は、排気管34の他端部34bが接続され、1つの貫通孔35aを有するインナーパイプ35と、インナーパイプ35の周囲を取り囲むようにしてインナーパイプ35に取付けられ、インナーパイプ35の外周部との間で共鳴室37となる空間が画成されるアウターパイプ36とを備えている。
The
また、排気管34の他端部34bの外周部はインナーパイプ35に挿通されており、排気管34の他端部34bとインナーパイプ35の接続部には段差39が形成されている。また、貫通孔35aは、排気管34の他端部34bとインナーパイプ35の接続部である段差39に近接するようにインナーパイプ35に形成されている。
Further, the outer peripheral portion of the
また、排気管29の延在方向長さと排気管34および共鳴器28のインナーパイプ35の延在方向長さとは略同一長さに形成されており、貫通孔35aは、サブマフラ27から排出される排気ガスの排気経路の途中に形成されていることになる。
Further, the length in the extending direction of the
また、インナーパイプ35と排気管34の他端部34bとはフランジ部材38によって締結されており、このフランジ部材38は、排気管34の他端部34bとアウターパイプ36の外周部を取り囲むようにして設けられている。
Further, the
次に、図6、図7を用いて排気ガスの消音方法について説明する。
まず、図6(a)に示すように、従来のようにメインマフラ26とサブマフラ27を車両の前後方向に離隔して配置した場合には、メインマフラ26とサブマフラ27とを接続する排気管が長くなり、メインマフラ26とサブマフラ27の間で発生する気柱共鳴による周波数が40Hz〜50Hz程度の低周波数域で音圧が最大となってしまう。そして、このようにメインマフラ26とサブマフラ27とを離隔して設置した場合には、音圧が低い気柱共鳴の節にサブマフラ27が設置されることになり、低周波数音を抑制し難くなる。
Next, a method for silencing exhaust gas will be described with reference to FIGS.
First, as shown in FIG. 6 (a), when the
これに対して、本実施の形態では、図6(b)に示すように、メインマフラ26とサブマフラ27を排気管29で接続し、排気管29の延在方向長さと排気管34および共鳴器28のインナーパイプ35の延在方向長さとを略同一長さに形成したので、サブマフラ27を低周波音の音圧のピーク位置(図6(a)のAで示す位置)に設置することができ、低周波数音を効率良く消音することができる。また、サブマフラ27に吸音材33を設けたので、低周波数音をより一層効率良く消音することができる。
On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 6B, the
ところが、排気管29の延在方向長さと排気管34および共鳴器28のインナーパイプ35の延在方向長さとを略同一長さに形成すると、排気管29と排気管34およびインナーパイプ35との共鳴周波数が一致し、200Hz程度で高周波数音が最大となってしまう。
However, if the extending direction length of the
そこで、本実施の形態では、排気管34に共鳴器28を接続してサブマフラ27の上流側と下流側の共鳴周波数を一致しないようにすることにより、共鳴器28によって高周波数音を消音する。
Therefore, in the present embodiment, the
ここで、エンジン21の高回転時等に排気管34からインナーパイプ35に導入される排気ガスの流速が速くなると、排気ガスの排気方向上流側の貫通孔35aのエッジ部で渦が発生し、この渦が下流側に流れると、一定周期の圧力波となり、この圧力波が加振源となり、共鳴室37内で高周波の気柱共鳴となって、所謂、笛吹き音が発生してしまうことがある。
Here, when the flow rate of the exhaust gas introduced from the
本実施の形態では、排気管34の他端部34bの外周部をインナーパイプ35に挿通することにより、排気管34の他端部34bとインナーパイプ35の接続部に段差39を形成し、排気管34の他端部34bとインナーパイプ35の接続部である段差39に近接するように貫通孔35aをインナーパイプ35に形成したので、図7に示すように、エンジン21の高回転時にサブマフラ27から排気管34を介してインナーパイプ35に導入される排気ガスGが、段差39を通過する際に、気流の乱れを生じさせることができる。
In the present embodiment, by inserting the outer peripheral portion of the
このため、段差39の近傍に位置するインナーパイプ35の貫通孔35aのエッジ部に排気ガスが衝突したときに、一定周期の渦が発生するのを防止することができる。このため、笛吹き音を防止して不快な騒音を低減することができる。
For this reason, when exhaust gas collides with the edge part of the through-
したがって、貫通孔35aは、排気ガスが段差39を通過したときに気流の乱れが生じる位置に形成されることが望ましく、この位置よりも貫通孔35aがさらに下流側に設けられると、排気ガスが整流されてしまい、一定周期の渦が発生してしまう可能性が大きい。
Therefore, it is desirable that the through
図8は、エンジン21の回転数と排気装置23で発生する音圧レベルの関係を示す図であり、図8中、破線が本実施の形態の音圧レベル、実線が笛吹き音の抑制を考慮していない排気装置の音圧レベルである。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the rotational speed of the
図8から明らかなように、エンジン21の回転数が5000rpm、5950rpmのの何れの高回転時にあっても、音圧レベルのピーク時の周波数帯域における音圧レベルを10dB近く低減することができた。
As is apparent from FIG. 8, the sound pressure level in the frequency band at the peak of the sound pressure level could be reduced by nearly 10 dB at any high speed of the
このように本実施の形態では、エンジン21に接続されたメインマフラ26と、メインマフラ26に一端部29aが接続された排気管29と、排気管29の他端部29bに接続されたサブマフラ27と、サブマフラ27に一端部34aが接続された排気管34と、排気管34の他端部34bに接続された共鳴器28とを備え、共鳴器28を、排気管34の他端部34bが接続され、貫通孔35aを有するインナーパイプ35と、インナーパイプ35の周囲を取り囲むようにしてインナーパイプ35に取付けられ、インナーパイプ35の外周部との間で共鳴室37となる空間が画成されるアウターパイプ36とから構成し、排気管34の他端部34bの外周部をインナーパイプ35に挿通することにより、排気管34の他端部34bとインナーパイプ35の接続部に段差39を形成し、排気管34の他端部34bとインナーパイプ35の接続部に近接するように貫通孔35aをインナーパイプ35に形成し、さらに、排気管29の延在方向長さと排気管34および共鳴器28のインナーパイプ35の延在方向長さとを略同一長さに形成した。
As described above, in the present embodiment, the
このため、サブマフラ27によって低周波数音を効率良く消音することができるとともに、サブマフラ27の上流側と下流側の共鳴周波数が一致しないようにして高周波数音を効率良く消音することができる。
Therefore, the low-frequency sound can be efficiently silenced by the
また、エンジン21の高回転時にサブマフラ27から排気管34を介して共鳴器28のインナーパイプ35に導入される排気ガスが、排気管34の他端部34bとインナーパイプ35の接続部によって形成された段差39を通過する際に、気流の乱れを生じさせることができるため、段差39の近傍に位置するインナーパイプ35の貫通孔35aの縁に排気ガスが衝突したときに、一定周期の渦が発生するのを防止することができる。このため、笛吹き音を防止して不快な騒音を低減することができる。
Further, the exhaust gas introduced from the
そして、排気管34の他端部34bとインナーパイプ35の接続部によって形成された段差39を利用して排気ガスの気流を乱すことができるため、排気管34やインナーパイプ35に加工を施すのを不要にすることができ、共鳴器28の製造コストが増大するのを防止することができる。
And since the air flow of exhaust gas can be disturbed using the level |
特に、本実施の形態では、排気ガスが段差39を通過したときに気流の乱れが生じる位置に貫通孔35aを形成したので、インナーパイプ35に導入された排気ガスが貫通孔35aに到達する前に整流されてしまうのを防止して、貫通孔35aの縁に排気ガスが衝突したときに一定周期の渦が発生するのを確実に防止することができる。
In particular, in the present embodiment, since the through
また、本実施の形態のサブマフラ27を、排気管29の他端部29bおよび排気管34の一端部34aが接続され、複数の貫通孔30aを有するインナーパイプ30と、インナーパイプ30の周囲を取り囲むようにしてインナーパイプ30に取付けられ、インナーパイプ30の外周部との間で共鳴室32となる空間が画成されるアウターパイプ31とを備え、共鳴室32に吸音材33が設けられるものから構成したので、低周波数音を吸音材33によって効率良く消音することができる。
Further, the
なお、本実施の形態の共鳴器28では、貫通孔35aがインナーパイプ35に1つだけ設けられているが、貫通孔35aは2つ以上であってもよい。特に、インナーパイプ35に形成される貫通孔35aが1つのときには、渦が発生する個所が1個所だけとなるため、貫通孔35aの縁に排気ガスが衝突して一定周期の渦が発生して笛吹き音が発生し易いが、本実施の形態では、段差39を利用することにより、上述したように気流の乱れを生じさせて一定周期の渦が発生するのを確実に防止することができる。
In the
また、本実施の形態では、排気管29の延在方向長さと排気管34および共鳴器28のインナーパイプ35の延在方向長さとを略同一長さに形成し、共鳴器28によって特定の周波数音として高周波数音を消音しているが、本実施の形態の共鳴器28は、マフラや排気管のレウアウトによって共鳴器28の上流側で特定の周波数音が発生する場合に、この特定の周波数音を消音することができるものであり、共鳴器28の上流側のマフラや排気管の構成はこれに限るものではない。
In the present embodiment, the length in the extending direction of the
また、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 In addition, the embodiment disclosed this time is illustrative in all respects and is not limited to this embodiment. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of the claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.
以上のように、本発明に係る共鳴装置および内燃機関の排気装置は、製造コストが増大するのを防止しつつ不快な騒音を低減することができるという効果を有し、内燃機関から排出される排気ガスの特定の周波数音を消音する共鳴装置および内燃機関の排気装置等として有用である。 As described above, the resonance device and the exhaust device of the internal combustion engine according to the present invention have an effect of reducing unpleasant noise while preventing an increase in manufacturing cost, and are discharged from the internal combustion engine. It is useful as a resonance device that silences a specific frequency sound of exhaust gas, an exhaust device of an internal combustion engine, and the like.
21 エンジン(内燃機関)
23 排気装置
26 メインマフラ(第1の消音器)
27 サブマフラ(第2の消音器)
28 共鳴器(共鳴装置)
29 排気管
29a 一端部
29b 他端部
30 インナーパイプ
30a 貫通孔
31 アウターパイプ
32 共鳴室
33 吸音材
34 排気管
34a 一端部
34b 他端部
35 インナーパイプ
35a 貫通孔
36 アウターパイプ
37 共鳴室
39 段差
21 Engine (Internal combustion engine)
23
27 Sub-muffler (second silencer)
28 Resonator (resonance device)
29
Claims (5)
前記消音器に対して排気ガスの排気方向下流側に設けられ、一端部が前記消音器に接続された排気管と、
前記排気管の他端部が接続され、少なくとも1つ以上の貫通孔を有するインナーパイプと、前記インナーパイプの周囲を取り囲むようにして前記インナーパイプに取付けられ、前記インナーパイプの外周部との間で共鳴室となる空間が画成されるアウターパイプとを備え、
前記排気管の他端部の外周部を前記インナーパイプに挿通することにより、前記排気管の他端部と前記インナーパイプの接続部に段差を形成し、前記貫通孔を、前記排気管の他端部と前記インナーパイプの接続部に近接するように前記インナーパイプに形成したことを特徴とする共鳴装置。 In a resonance apparatus that is provided in an exhaust device having a silencer that silences exhaust gas discharged from an internal combustion engine and silences a specific frequency sound,
An exhaust pipe provided on the downstream side in the exhaust direction of the exhaust gas with respect to the silencer, one end of which is connected to the silencer;
The other end of the exhaust pipe is connected to the inner pipe having at least one through hole, and the inner pipe is attached to the inner pipe so as to surround the inner pipe, and between the outer pipe and the outer peripheral portion of the inner pipe. And an outer pipe in which a space to be a resonance chamber is defined,
By inserting the outer peripheral portion of the other end portion of the exhaust pipe into the inner pipe, a step is formed in the connection portion between the other end portion of the exhaust pipe and the inner pipe, and the through hole is connected to the other end of the exhaust pipe. A resonance device, wherein the resonance device is formed in the inner pipe so as to be close to a connection portion between an end portion and the inner pipe.
内燃機関に接続された第1の消音器と、前記第1の消音器に一端部が接続された第1の排気管と、前記第1の排気管の他端部に接続された第2の消音器と、前記第2の消音器に一端部が接続された第2の排気管とを備え、
前記第1の排気管の延在方向長さと前記第2の排気管および前記インナーパイプの延在方向長さとを略同一長さに形成し、前記第2の排気管の他端部の外周部を前記共鳴装置のインナーパイプに挿通したことを特徴とする内燃機関の排気装置。 An exhaust system for an internal combustion engine comprising the resonance device according to any one of claims 1 to 3,
A first silencer connected to the internal combustion engine, a first exhaust pipe having one end connected to the first silencer, and a second exhaust connected to the other end of the first exhaust pipe. A silencer, and a second exhaust pipe having one end connected to the second silencer,
The length in the extending direction of the first exhaust pipe and the length in the extending direction of the second exhaust pipe and the inner pipe are formed to be substantially the same length, and the outer peripheral portion of the other end of the second exhaust pipe Is inserted through the inner pipe of the resonance device.
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