JP2002213239A - エンジンの排気系 - Google Patents

エンジンの排気系

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 例えば自動車等のエンジンの排気系、特に排
気系を構成する管路の途中に略Ｕ字状の屈曲部を有する
排気系に係り、上記のような排気系を構成する管路の途
中にＵ字状の屈曲部を有するものにあっても排気流の流
通抵抗を極力少なくしてエンジンに背圧が掛かったり、
エンジン出力が低下するのを防止する。 【解決手段】 排気系を構成する管路の途中に略Ｕ字状
の屈曲部を有するエンジンの排気系において、上記Ｕ字
状屈曲部の頂部付近の内空横断面積が、その屈曲部を有
する管路の最小内空横断面積の１．３倍以上になるよう
に漸次なだらかな曲面に形成したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車等の
エンジンの排気系に関する。更に詳しくは、排気系を構
成する管路の途中に略Ｕ字状の屈曲部を有する排気系に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、上記のようなエンジンの排気系に
おいて、該排気系を構成する管路の途中に略Ｕ字状の屈
曲部を設けたものは知られている。例えば横置式エンジ
ンの前側気筒からの排気管と、後側気筒からの排気管と
をエンジンの下側で合流させる場合には、上記後側気筒
からの排気管をエンジンの下側で前向きに湾曲させたの
ちＵ字状に屈曲させて前側気筒からの排気管と合流させ
ている。また例えばマフラ内に配設される排気流通管等
において、所定の消音機能を発揮させるのに必要な管路
長を確保するために、上記流通管等をマフラ内でＵ字状
に屈曲させる場合がある。
【０００３】上記のようなＵ字状屈曲部の内空横断面積
は通常その近傍の管路をも含めて略一定に形成されてお
り、また上記のような管路は最大排気流量および消音特
性等を勘案して必要最小限の大きさに形成されている。
そのため、上記屈曲部では排気の流れが悪く、それが抵
抗となってエンジンに背圧が掛かり、エンジン性能やエ
ンジン出力が低下する等の不具合がある。
【０００４】そこで、上記屈曲部での抵抗を軽減させる
ために、上記管路全体の内空横断面積を大きくすること
が考えられるが、そのようにすると往々にして排気流に
乱れや渦流が生じるため必ずしも流通抵抗を少なくする
ことができないだけでなく、消音性能の低下および材料
コストや重量が増大する等の不具合がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題点
に鑑みて提案したもので、上記のような排気系を構成す
る管路の途中にＵ字状の屈曲部を有するものにあっても
排気流の流通抵抗を極力小さくすることのできるエンジ
ンの排気系を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明によるエンジンの排気系は、以下の構成とし
たものである。
【０００７】即ち、排気系を構成する管路の途中に略Ｕ
字状の屈曲部を有するエンジンの排気系において、上記
Ｕ字状屈曲部の頂部付近の内空横断面積が、そのＵ字状
屈曲部を有する管路の最小内空横断面積の１．３倍以上
になるように漸次なだらかな曲面に形成したことを特徴
とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
に基づいて具体的に説明する。図１は本発明によるエン
ジンの排気系の一実施形態を示す斜視図、図２はその一
部の平面図および要部の断面図である。
【０００９】本実施形態は横置式エンジンの前側気筒か
らの排気管１と、後側気筒からの排気管２とをエンジン
の下側で合流させるために後側気筒からの排気管２に形
成したＵ字状の屈曲部に適用したものである。上記各排
気管１，２は、その各一端部１ａ，２ａに設けたフラン
ジ継手３，４を介して図に省略したエンジンの前側気筒
および後側気筒の排気マニホールドにそれぞれ接続され
ている。
【００１０】後側気筒からの排気管２は、図に省略した
エンジンの下側で前向きに湾曲したのちＵ字状に屈曲し
て前側気筒からの排気管１の後端部１ｂと集合部５で合
流するように構成され、その集合部５で合流した排気
は、引き続き触媒コンバータを経て車体後部のマフラに
導かれる構成であるが図には省略した。
【００１１】上記排気管２のＵ字状屈曲部２ｃおよびそ
の両側の直管状部分２ｂ，２ｄは、図２（ｂ）〜（ｄ）
に示すようにそれぞれ断面略円形に形成され、上記Ｕ字
状の屈曲部２ｃは、その頂部（図の場合は図２（ａ）の
ｃ−ｃ切断部）付近の内空横断面積が、そのＵ字状屈曲
部を有する管路の最小内空横断面積の１．３倍以上にな
るように漸次なだらかな曲面に形成されている。特に、
本実施形態においては上記排気管２のＵ字状屈曲部２ｃ
よりも上流側の直管状部分２ｂの内空横断面積が最も小
さく形成されており、屈曲部２ｃの頂部はその最小内空
横断面積の１．３倍以上に形成されている。
【００１２】上記のように形成すると、排気流に乱れや
渦流等が殆ど生じることなく、排気の流通抵抗を極力小
さくすることが可能となり、エンジンに背圧が掛かって
エンジン出力が低下するのを防止することができる。
【００１３】なお上記実施形態においては、排気管２の
Ｕ字状屈曲部２ｃおよびその両側の直管状部分２ｂ，２
ｄの断面形状を略円形に形成したが、必ずしも円形であ
る必要はなく、例えば上記排気管２の近傍に配設される
他部品との干渉をさけるために図３（ｃ）のように異形
断面に形成してもよく、また排気管２の下流側の直管状
部分２ｄの断面形状を図３（ｄ）に示すように略半円形
に形成し、それと合流する排気管１の下流側部分を上記
と対称の略半円形状に形成すると前記の集合部を簡素化
することができる。
【００１４】次に、図４および図５は本発明による他の
実施形態を示すもので、マフラ内にＵ字状に屈曲させて
配置した排気流通管に適用したものである。上記のマフ
ラは外筒１１の両端部を端板１２，１３で閉塞してなる
マフラ本体１０内を仕切板１４，１５によって２つの膨
張室１６，１７と１つの共鳴室１８とに区画した構成で
あり、その仕切板１４，１５を貫通し且つ上記３つの室
１６〜１８内を往復するようにして２つのＵ字状の屈曲
部２１ｂ，２２ｂとを有する排気流通管２０が設けられ
ている。
【００１５】その排気流通管２０は、本実施形態におい
ては２つの管材２１，２２で構成され、その各管材２
１，２２には、それぞれ上記のＵ字状の屈曲部２１ｂ，
２２ｂを設けると共に、その各Ｕ字状屈曲部２１ｂ，２
２ｂに連通する直管状部分２１ａ，２１ｃ、２２ａ、２
２ｃが設けられ、管材２１の直管状部分２１ｃと管材２
２の直管状部分２２ａとは前記仕切板１４の貫通部にお
いて互いに嵌合接続されている。
【００１６】上記の各Ｕ字状屈曲部２１ｂ，２２ｂは、
その各頂部の内空横断面積が、その管路すなわち排気流
通管２０の最小内空横断面積の１．３倍以上になるよう
に漸次なだらかな曲面に形成されている。特に図の場合
は上記各直管状部分２１ａ、２１ｃ、２２ａ、２２ｃの
内空横断面積は略同じ大きさに形成されており、上記屈
曲部２１ｂ，２２ｂの各頂部の内空横断面積は上記各直
管状部分２１ａ、２１ｃ、２２ａ、２２ｃの内空横断面
積の１．３倍以上に形成されている。なお図５（ｂ）〜
（ｄ）は上記管材２１の直管状部分２１ａ，２１ｃおよ
びＵ字状屈曲部２１ｂのみを示したが、管材２２の直管
状部分２２ａ、２２ｃおよび屈曲部２２ｂも同様に構成
されている。
【００１７】図中、３０は排気導入管で、その下流側端
部は端板３１で閉塞され、その端板３１の近傍に形成し
た貫通孔３２によって排気導入管３０内と共鳴室１８内
とが連通して上記貫通孔３２の開口面積と共鳴室１８の
容積等によって決定される所定周波数の排気騒音が共鳴
作用によって消音される。
【００１８】また排気導入管３０の長手方向中央部に
は、該導入管３０によってマフラ本体１０内に導かれた
排気を膨張室１７内に導入する排気導入孔３３が設けら
れ、その導入孔３３から膨張室１７内に導入された排気
は、連通管４０を介して膨張室１６に導入されて膨張収
縮を繰り返したのち前記排気流通管２０に導かれる。
【００１９】その排気流通管２０は、上記のように直管
状部分２１ａ，２１ｃ、２２ａ、２２ｃとＵ字状屈曲部
２１ｂ，２２ｂとで構成され、その屈曲部２１ｂ，２２
ｂを、その頂部の内空横断面積が、その管路すなわち排
気流通管２０の最小内空横断面積の１．３倍以上になる
ように漸次なだらかな曲面に形成したことによって、排
気をスムーズに流通させることが可能となり、エンジン
に背圧が掛かって出力が低下するのを良好に防止するこ
とができるものである。
【００２０】なお、上記実施形態は、２つのＵ字状の屈
曲部２１ｂ，２２ｂを有する排気流通管２０に適用した
が、上記屈曲部の数は適宜であり、また上記屈曲部およ
び直管状部分の断面形状も適宜変更可能である。また上
記実施形態は排気流通管２０を２つの管材２１，２２で
構成したが、１つ若しくは２つ以上の管材で構成したも
のにも適用できる。
【００２１】
【実施例】前記図１および図２に示すような排気系にお
いて、Ｕ字状屈曲部２ｃの頂部の内空横断面積が、その
排気系の最小内空横断面積の約１．３倍となるように上
記屈曲部２ｃをなだらかな曲面に形成して排気の流通性
能を調べたところ、以下のような結果が得られた。
【００２２】即ち、図６は上記の排気系に空気を供給し
たときの供給圧力と流量との関係を示すもので、図中Ａ
は本発明による上記実施例の場合、Ｂは上記実施例と同
径でＵ字状屈曲部を有しない直管を用いた場合、ＣはＵ
字状の屈曲部を直管部分と同径にした場合である。
【００２３】上記の図からも明らかなように、本発明に
よるＵ字状屈曲部の頂部付近の内空横断面積を、その管
路の最小内空横断面積の１．３倍になるように漸次なだ
らかな曲面に形成した上記Ａの排気系は、Ｕ字状の屈曲
部を直管部分と同径にした上記Ｃの排気系に比べ、排気
の流通抵抗が小さく、エンジンに背圧が掛かってエンジ
ン出力が低下するようなおそれがないことが分かった。
また１．３倍以上にすれば更に流通抵抗を少なくできる
ことは、上記の結果からも明らかであるが、あまり大き
くすると屈曲部の体積が増大して嵩張るので適宜の大き
さに設定すればよい。
【００２４】
【発明の効果】以上のように本発明によるエンジンの排
気系は、上記のように排気系を構成する管路の途中に設
けられた略Ｕ字状屈曲部の頂部付近の内空横断面積が、
そのＵ字状屈曲部を有する管路の最小内空横断面積の
１．３倍以上になるように漸次なだらかな曲面に形成す
るだけの極めて簡単な構成により、上記屈曲部で排気流
に乱れや渦流等が殆ど生じることなく、流通抵抗を極力
小さくすることが可能となり、エンジンに背圧が掛かっ
て出力が低下するのを良好に防止できる。又その際、上
記屈曲部の両側の略直管状部分の内空横断面積は必要最
小限の大きさでよいから、前記従来のように直管状部分
を含めて屈曲部全体を大径に形成した場合に比べ、材料
コストや重量を低減できると共に、車体底部やマフラ内
の狭い配置スペースでも良好に配置できる等の効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるエンジンの排気系の一実施形態を
示す斜視図。
【図２】（ａ）はその一部の平面図。（ｂ）〜（ｄ）は
（ａ）におけるｂ−ｂ、ｃ−ｃ、ｄ−ｄ線断面図。
【図３】（ａ）は断面形状を変更した一部の平面図。
（ｂ）〜（ｄ）は（ａ）におけるｂ−ｂ、ｃ−ｃ、ｄ−
ｄ線断面図。
【図４】本発明によるエンジンの排気系の他の実施形態
を示す横断平面図。
【図５】上記排気系の一部の拡大平面図。
【図６】本発明による排気系を用いて排気の流通抵抗を
調べた結果を示すグラフ。
【符号の説明】
１、２ 排気管 ２ｂ，２ｄ 直管状部分 ２ｃ 屈曲部 ３、４ フランジ継手 １０ マフラ本体 １１ 外筒 １２、１３ 端板 １４、１５ 仕切板 １６、１７ 膨張室 １８ 共鳴室 ２０ 排気流通管 ２１、２２ 管材 ２１ａ、２１ｃ、２２ａ、２２ｃ 直管状部分 ２１ｂ、２２ｂ 屈曲部 ３０ 排気導入管

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 排気系を構成する管路の途中に略Ｕ字状
    の屈曲部を有するエンジンの排気系において、上記Ｕ字
    状屈曲部の頂部付近の内空横断面積が、そのＵ字状屈曲
    部を有する管路の最小内空横断面積の１．３倍以上にな
    るように漸次なだらかな曲面に形成したことを特徴とす
    るエンジンの排気系。
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