JP2001227338A - 上音の多いスポーティーな排気騒音を発生させるための装置 - Google Patents

上音の多いスポーティーな排気騒音を発生させるための装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ４気筒エンジン（１）において、排気騒音の
振幅を増加することなく、上音の多い、所謂スポーティ
ーな排気騒音を発生させることを可能にする装置を提供
する。 【解決手段】 少なくとも１本の排気ガス管（２）の長
さ及び／または横断面が対応する他の排気ガス管（３、
４、５）のそれらの値と相違すること、及び、複数の排
気ガス管（２、３、４、５；６）が第１、第２の集合位
置及び／または第３の集合位置（ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ）
に通じていること。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１の前提概
念に従い、４気筒エンジンにて上音の多いスポーティー
な排気騒音を発生させるための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】６気筒エンジン、８気筒エンジン、また
は１２気筒エンジンが装備されている自動車両が、顧客
にとって特にスポーティーと称される排気騒音を発生す
ることは知られている。更に、４気筒エンジンが装備さ
れている自動車両が、そのようなスポーティーな排気騒
音を発生しないことも知られている。各自動車両を６気
筒エンジン、８気筒エンジン、または１２気筒エンジン
で装備することはコスト面及びその他の原因により不可
能であるので、４気筒エンジンを備えた自動車両の排気
ガス装置を、当該自動車両がスポーティーな騒音を発生
するように変更するという試みが絶えず成されてきた。
しかし、これらの措置の大多数は、排気ガス消音器の部
分を音響的に切断することにより、ポート騒音の振幅だ
けを回転数が小さい場合、特に空転時に増加させること
を目的としている。これらの措置により排気騒音は確か
に大きくなるが、６気筒エンジン、８気筒エンジン、及
び１２気筒エンジンにおける周知の好ましい排気騒音に
は依然として対応しないままである。
【０００３】４気筒エンジンの排気騒音を解析すると、
この排気騒音の中には、エンジン回転数により決定され
る基本周波数の第２、第４、第６、第８等々の倍音（高
調波）が含まれていることが確認される。同様に６気筒
エンジン、８気筒エンジン、及び１２気筒エンジンの排
気騒音を解析すると、この排気騒音の中には、基本周波
数の第１、第３、第５、第７等々の倍音、エンジンタイ
プに応じて基本周波数の第１．５、第２．５、第３．５
等々の倍音も含まれていることが確認される。より大き
な気筒数により発生する倍音は４気筒エンジンでは完全
に欠如してしまう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この点より本発明の課
題は、４気筒エンジンにおいて、排気騒音の振幅を増加
することなく、上音の多い、所謂スポーティーな排気騒
音を発生させることを可能にする装置を提供することに
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題は、請求項１に
記載した特徴を有する装置により解決される。
【０００６】本発明は、エンジンの４つの気筒内にて異
なる時間に発生する音響事象を、排気ガス案内管（排気
ガス管）の異なる長さと横断面により遅延させるという
原則に基づいているので、管の集合位置では、６気筒エ
ンジン、８気筒エンジン、または１２気筒エンジンから
知られるパルスイメージに対応する重なり合いが成さ
れ、それによりこのパルスイメージには基本周波数の第
１、第３、第５、第７等々の倍音、及び場合によっては
基本周波数の第１．５、第２．５、第３．５等々の倍音
も含まれている。この場合、従来では第２、第４、第６
等々の倍音だけに潜んでいる音響エネルギーが新たに発
生する倍音に変換されるので、排気騒音が主観的には寧
ろ、より小さくなるということが確認された。この変換
は、欠如する倍音をスピーカを使って排気ガス装置に投
入するという以前の解決策とは異なり、全周波数領域に
おいても同様に良好に機能する。
【０００７】本発明の第１の形態によれば、少なくとも
１本のマニホールド管の長さ及び／または横断面（即
ち、長さ、または横断面、または長さ及び横断面）が他
のマニホールド管のそれらの値と相違する。この形態に
より、第１．５、第２．５、第３．５等々の倍音が発生
される。
【０００８】本発明の他の形態によれば、２本のヘッド
管（フロント管）が設けられていて、この場合、１本の
ヘッド管の長さ及び／または横断面は他のヘッド管のそ
れらの値と異なる。本発明のこの形態により、基本周波
数の第３、第５、第７等々の倍音が発生される。
【０００９】１つの変形例では、少なくとも２本のマニ
ホールド管が、ヘッド管が開始する第１の集合位置に通
じている。他の２本のマニホールド管は、市販の４気筒
エンジンにてそうであるように、第２の集合位置にて結
合され得る。
【００１０】また、３本のマニホールド管を１つの集合
位置にて結合させ、そこに接続するヘッド管と第４のマ
ニホールド管とを下流側で第２の集合位置にて集めるこ
とも可能である。
【００１１】本発明の他の形態によれば、２本の集合管
が設けられていて、これらの集合管は第３の集合位置に
通じていて、この場合、１本の集合管の長さ及び／また
は横断面は他の集合管のそれらの値と相違する。
【００１２】上音を発生させる他の措置としては、少な
くとも１本のマニホールド管及び／または集合管に共鳴
器空間を接続すること、または、絞り、ノズル、弁、及
び／または触媒体を少なくとも１本のマニホールド管及
び／または集合管に取り付けることが挙げられる。
【００１３】
【発明の実施の形態】次に、図面を用いて実施形態に基
づいて本発明を説明する。
【００１４】図１には、従来の技術による排気ガス装置
と接続されている４気筒エンジン（４気筒内燃機関）１
が示されている。前記排気ガス装置は、４本のマニホー
ルド管２、３、４、５を有し、これらのマニホールド管
は、２本で一組になって第１の集合位置ＩＩないしはＩ
ＩＩにて集められている。これらの集合位置からは２本
のヘッド管６が第３の集合位置ＩＶに案内されている。
この第３の集合位置ＩＶの後方には排気ガス消音器７及
びテール管８が接続されている。
【００１５】図２には、集合位置ＩＩにおけるパルスグ
ラフが簡素化されて示されている。そこでは、シリンダ
２及び３にて発生されるパルスの振幅Ａがクランクシャ
フト角度α（アルファ）に対して示されている。
【００１６】同様のグラフにて、図３には、シリンダ１
及び４により発生される、集合位置ＩＩＩにおけるパル
スが示されている。
【００１７】図４には、図２及び図３から得られる、両
方のヘッド管６の端部における集合位置ＩＶにおけるパ
ルスグラフが示されている。
【００１８】図５には、図４のパルスグラフに属する周
波数スペクトルが示されている。そこでは、エンジン回
転数による所定の基本周波数に対する第２の倍音Ｈ２、
第４の倍音Ｈ４、第６の倍音Ｈ６、第８の倍音Ｈ８等々
が認識され、この場合、これらの倍音Ｈ２、Ｈ４、Ｈ
６、Ｈ８の振幅は連続的に減少している。第３、第５、
第７等々の倍音も、第１．５、第２．５、第３．５等々
の倍音も欠如しているので、この４気筒エンジンでは典
型的に「スポーティーでない」排気騒音が図１による排
気ガス装置のテール管８にて得られることになる。
【００１９】図６には、同様の４気筒エンジン１が示さ
れているが、この４気筒エンジン１は、変更されている
排気ガス装置を備えている。この実施形態では、４本の
マニホールド管２、３、４、５が同様に維持され且つ以
前のように集合位置ＩＩないしはＩＩＩにて集められて
いるが、これらの集合位置に接続するヘッド管９、１０
は、長さに関しても横断面に関しても互いに異なってい
る。それにより、シリンダ２、３ないしは１、４により
発生されるパルスは異なる速度でヘッド管９、１０を通
り抜け、このことは、集合位置ＩＸにて完全に別のパル
スグラフを導くことになる。
【００２０】図７には、集合位置ＩＸの前方の位置ＶＩ
Ｉにおけるパルスグラフが示されている。これは図２の
パルスグラフに対応するが、時間的にずらされている。
【００２１】図８には、集合位置ＩＸの前方の位置ＶＩ
ＩＩにおけるパルスグラフが示されている。図８のパル
スが図３のパルスに対して時間的にずらされていること
が認識される。
【００２２】図９には、集合位置ＩＸにて得られるパル
スグラフが示されている。このパルスグラフは図４のパ
ルスグラフとは明らかに異なっている。
【００２３】図１０には、図９のパルスグラフに属する
周波数スペクトルが示されている。ここでも第１の倍音
Ｈ１、第３の倍音Ｈ３等々が存在することが認識され
る。更に、第２の倍音Ｈ２、第４の倍音Ｈ４等々に含ま
れる音響エネルギーが新たに形成される倍音に変換され
たので、これらの第２の倍音Ｈ２、第４の倍音Ｈ４等々
の振幅が明らかに低下されていることが認識される。
【００２４】上述したように、マニホールド管２、３、
４、５の長さ及び／または横断面が更に変化されると、
第１．５、第２．５、第３．５等々の倍音も発生され得
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の技術による排気ガス装置を備えた４気筒
エンジンを示す図である。
【図２】図１による第１の集合位置（ＩＩ）におけるパ
ルスグラフを簡素化して示す図である。
【図３】図１による第２の集合位置（ＩＩＩ）における
パルスグラフを簡素化して示す図である。
【図４】図１による第３の集合位置（ＩＶ）におけるパ
ルスグラフを簡素化して示す図である。
【図５】図４のパルスグラフに属する周波数スペクトル
を示す図である。
【図６】本発明による排気ガス装置を備えた４気筒エン
ジンを示す図である。
【図７】図６による第１の集合位置（ＶＩＩ）における
パルスグラフを簡素化して示す図である。
【図８】図６による第２の集合位置（ＶＩＩＩ）におけ
るパルスグラフを簡素化して示す図である。
【図９】図６による第３の集合位置（ＩＸ）におけるパ
ルスグラフを簡素化して示す図である。
【図１０】図９のパルスグラフに属する周波数スペクト
ルを示す図である。
【符号の説明】
１ ４気筒エンジン（４気筒内燃機関） ２ マニホールド管 ３ マニホールド管 ４ マニホールド管 ５ マニホールド管 ６ ヘッド管 ７ 排気ガス消音器 ８ テール管 ＩＩ 排気ガス管の集合位置 ＩＩＩ 排気ガス管の集合位置 ＩＶ 排気ガス管の集合位置 ＶＩＩ 排気ガス管の集合位置 ＶＩＩＩ 排気ガス管の集合位置 ＩＸ 排気ガス管の集合位置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フリードリヒ ビーラート ドイツ連邦共和国 デー・37073 ゲッテ ィンゲン アム ゴールトグラーベン 21

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】４気筒エンジン（１）にて上音が多くスポ
    ーティーに鳴り響く排気騒音を発生させるための装置で
    あって、４本のマニホールド管（２、３、４、５）と少
    なくとも１本のヘッド管（６；９、１０）を含む排気ガ
    ス案内管とテール管（８）とを含む前記装置において、
    少なくとも１本の排気ガス管（２；９）の長さ及び／ま
    たは横断面が対応する他の排気ガス管（３、４、５；１
    ０）のそれらの値と相違すること、及び、複数の排気ガ
    ス管（２、３、４、５；６；９、１０）が第１、第２の
    集合位置及び／または第３の集合位置（ＩＩ、ＩＩＩ、
    ＩＶ；ＩＸ）に通じていることを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】少なくとも１本のマニホールド管（２）の
    長さ及び／または横断面が、他のマニホールド管（３、
    ４、５）のそれらの値と相違することを特徴とする、請
    求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】２本のヘッド管（９、１０）が設けられて
    いること、及び、１本のヘッド管（９）の長さ及び／ま
    たは横断面が他のヘッド管（１０）のそれらの値と異な
    ることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
  4. 【請求項４】少なくとも２本のマニホールド管（２、
    ３；４、５）が、第１または第２の集合位置（ＩＩ、Ｉ
    ＩＩ）に通じていること、及び、第１ないしは第２の集
    合位置（ＩＩ、ＩＩＩ）にてヘッド管（６；９、１０）
    が開始することを特徴とする、請求項２または３に記載
    の装置。
  5. 【請求項５】２本の集合管（９、１０）が設けられてい
    ること、集合管（６；９、１０）が第３の集合位置に通
    じていること、及び、１本の集合管（９）の長さ及び／
    または横断面が他の集合管（１０）のそれらの値と相違
    することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に
    記載の装置。
  6. 【請求項６】少なくとも１本のマニホールド管（２、
    ３、４、５）及び／または集合管（６；９、１０）に共
    鳴器空間が接続されていることを特徴とする、請求項１
    〜５のいずれか一項に記載の装置。
  7. 【請求項７】少なくとも１本のマニホールド管（２、
    ３、４、５）及び／または集合管（６；９、１０）に絞
    りが取り付けられていることを特徴とする、請求項１〜
    ６のいずれか一項に記載の装置。
  8. 【請求項８】少なくとも１本のマニホールド管（２、
    ３、４、５）及び／または集合管（６；９、１０）にノ
    ズルが取り付けられていることを特徴とする、請求項１
    〜７のいずれか一項に記載の装置。
  9. 【請求項９】少なくとも１本のマニホールド管（２、
    ３、４、５）及び／または集合管（６；９、１０）に弁
    が取り付けられていることを特徴とする、請求項１〜８
    のいずれか一項に記載の装置。
  10. 【請求項１０】少なくとも１本のマニホールド管（２、
    ３、４、５）及び／または集合管（６；９、１０）に、
    流体能動体、有利には触媒体が取り付けられていること
    を特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の装
    置。
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