JP2003129821A - Exhaust gas discharge pipe for engine - Google Patents
Exhaust gas discharge pipe for engineInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等に搭載さ
れるエンジンの排気を外部に排出するエンジンの排ガス
排出管に関する。更に詳しくはエンジンの騒音を音響的
に低減し得るエンジンの排ガス排出管に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an engine exhaust gas exhaust pipe for exhausting exhaust gas of an engine mounted on an automobile or the like to the outside. More specifically, it relates to an exhaust gas discharge pipe of an engine capable of acoustically reducing engine noise.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、エンジンの排気音を消音させる消
音機器としてマフラが知られている。一般的なマフラ
は、両端が鏡板によりそれぞれ封止された円筒又は角筒
状のマフラ本体の内部を複数の仕切板により複数の小室
に仕切り、入口パイプと出口パイプを連通させる内部パ
イプをこれらの仕切られた小室に通している。内部パイ
プには多数の小孔が形成され、入口パイプから入り込ん
だエンジンの排ガスが内部パイプを通過するときにこの
小孔を介して膨張してその排ガスの音圧を下げ、その後
出口パイプから排出するように構成される。また、別の
種類のマフラとして、筒状のマフラ本体の内部に吸音材
を装着したものも知られている。このマフラでは入口パ
イプから入り込んで内部パイプを通過する排ガスが、マ
フラ本体内部で膨張して排ガスの圧力が低下させられる
とともに、吸音材がその排気音を吸収して消音し、その
後出口パイプから排出するようになっている。2. Description of the Related Art Conventionally, a muffler has been known as a silencer for silencing engine exhaust noise. A general muffler divides the inside of a cylindrical or square-shaped muffler main body whose both ends are respectively sealed by end plates into a plurality of small chambers by a plurality of partition plates, and these inner pipes for communicating an inlet pipe and an outlet pipe are It goes through a small compartment. A large number of small holes are formed in the internal pipe, and when the exhaust gas of the engine that enters from the inlet pipe passes through the internal pipe, it expands through this small hole to reduce the sound pressure of the exhaust gas and then exhausts it from the outlet pipe. To be configured. Another type of muffler is also known in which a sound absorbing material is mounted inside a cylindrical muffler body. In this muffler, the exhaust gas that enters from the inlet pipe and passes through the internal pipe expands inside the muffler body to reduce the pressure of the exhaust gas, and the sound absorbing material absorbs the exhaust sound and muffles it, then discharges it from the outlet pipe. It is supposed to do.
【０００３】このマフラはエンジンの排ガスを外部に排
出させる排出管の中間に設けられる。この排ガス排出管
は上流側排気管と下流側排気管とにより構成され、上流
側排気管は、エンジンの排気マニホルドに一端が接続さ
れ他端がマフラの入口パイプに接続される。一方、下流
側排気管は、出口パイプに一端が接続され、他端が大気
に開放される。マフラで消音されて出口パイプから排出
された排ガスは、下流側排気管の一端から他端に流通し
て大気に放出するようになっている。This muffler is provided in the middle of an exhaust pipe for exhausting engine exhaust gas to the outside. The exhaust gas exhaust pipe is composed of an upstream exhaust pipe and a downstream exhaust pipe, and the upstream exhaust pipe has one end connected to the exhaust manifold of the engine and the other end connected to the inlet pipe of the muffler. On the other hand, one end of the downstream exhaust pipe is connected to the outlet pipe and the other end is open to the atmosphere. The exhaust gas that has been muffled by the muffler and discharged from the outlet pipe flows from one end of the downstream exhaust pipe to the other end and is discharged to the atmosphere.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、排ガスには複
数周波数の音波が内在するため、マフラの出口パイプか
ら排出された排ガスを下流側排気管に流通させると、同
じ周波数の音波の干渉によって、どの場所でも同一の位
相を持つ振動が現れ、音圧の振幅が極大となる点（以下
「腹」という）と極小となる点（以下「節」という）と
が空間的に交互に存在し、各点で同じ運動を繰り返して
波形が進行しない状態のいわゆる定在波を発生させるこ
とが知られている。この定在波は、排ガスが下流側排気
管の他端側から大気に排出された段階で排気騒音として
共鳴し、マフラにより排ガス騒音を十分に低減できたと
してもこの定在波による騒音によりエンジンの総排気騒
音を十分に低減することが困難である不具合があった。
本発明の目的は、下流側排気管に生じる定在波の音圧を
低減してエンジンの総排気騒音を十分に低減し得るエン
ジンの排ガス排出管を提供することにある。However, since the exhaust gas contains sound waves of a plurality of frequencies, when the exhaust gas discharged from the outlet pipe of the muffler is circulated to the downstream exhaust pipe, the sound waves of the same frequency interfere with each other. Vibrations with the same phase appear at every location, and the point where the amplitude of the sound pressure becomes maximum (hereinafter referred to as "belly") and the point where it becomes minimum (hereinafter referred to as "section") exist spatially alternately. It is known that the same motion is repeated at each point to generate a so-called standing wave in which the waveform does not progress. This standing wave resonates as exhaust noise when exhaust gas is discharged from the other end of the downstream exhaust pipe to the atmosphere, and even if exhaust gas noise can be sufficiently reduced by the muffler, the standing wave noise causes engine noise. However, there was a problem that it was difficult to sufficiently reduce the total exhaust noise.
An object of the present invention is to provide an exhaust gas exhaust pipe for an engine, which can reduce the sound pressure of a standing wave generated in a downstream exhaust pipe to sufficiently reduce the total exhaust noise of the engine.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
図１に示すように、エンジンの排気系に一端が接続され
他端がマフラ２２の入口パイプ２２ａに接続された上流
側排気管２４と、マフラ２２の出口パイプ２２ｂに一端
が接続され他端が大気に開放された下流側排気管２３と
を備えたエンジンの排ガス排出管の改良である。ぞの特
徴ある構成は、出口パイプ２２ｂから排出される排ガス
により生じる定在波Ｆと干渉可能な干渉物２７が下流側
排気管２３の内部に設けられたところにある。この請求
項１に係るエンジンの排ガス排出管では、干渉物２７が
定在波Ｆの一部を反射し、その反射波と定在波を干渉さ
せる。この結果、定在波の振幅は小さくなり、その定在
波は減衰されて排ガスが大気に排出された段階で生じる
音圧を従来より低減させる。The invention according to claim 1 is
As shown in FIG. 1, an upstream exhaust pipe 24 having one end connected to the exhaust system of the engine and the other end connected to the inlet pipe 22a of the muffler 22, and one end connected to the outlet pipe 22b of the muffler 22 and the other end It is an improvement of an exhaust gas discharge pipe of an engine provided with a downstream side exhaust pipe 23 open to the atmosphere. The characteristic configuration is that an interfering substance 27 capable of interfering with the standing wave F generated by the exhaust gas discharged from the outlet pipe 22b is provided inside the downstream side exhaust pipe 23. In the exhaust gas exhaust pipe of the engine according to the first aspect, the interfering substance 27 reflects a part of the standing wave F and causes the reflected wave and the standing wave to interfere with each other. As a result, the amplitude of the standing wave is reduced, the standing wave is attenuated, and the sound pressure generated when exhaust gas is discharged into the atmosphere is reduced as compared with the conventional case.
【０００６】請求項２に係る発明は、請求項１に係る発
明であって、干渉物２７が定在波Ｆの振幅が極大となる
個所（腹）に相応する部分の下流側排気管２３の内部に
設けられたエンジンの排ガス排出管である。この請求項
２に係るエンジンの排ガス排出管では、干渉物２７によ
り反射された反射波が定在波の波長と半波長ずれること
になり、定在波を有効に減衰させることができる。ここ
で、マフラ２２の一方の鏡板から下流側排気管２３の他
端開口端までの長さをＬとし自然数をＮとすると、下流
側排気管２３に生じる定在波Ｆの波長λは、λ＝２Ｌ／
Ｎとなる。Ｎ＝３の場合を例示すると、下流側排気管２
３には図１の一点鎖線で示すような定在波Ｆが生じる。
従って、下流側排気管定在波Ｆの振幅が極大となる個所
（腹）を考慮して、Ｌ／（２ｎ＋１）の位置に干渉物２
７を設けることが好ましい。The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the interferer 27 is a portion of the downstream side exhaust pipe 23 corresponding to a portion (antinode) where the amplitude of the standing wave F is maximized. It is an exhaust gas exhaust pipe of an engine provided inside. In the exhaust gas exhaust pipe of the engine according to the second aspect, the reflected wave reflected by the interfering substance 27 deviates from the wavelength of the standing wave by a half wavelength, and the standing wave can be effectively attenuated. Here, when the length from one end plate of the muffler 22 to the other end opening end of the downstream side exhaust pipe 23 is L and the natural number is N, the wavelength λ of the standing wave F generated in the downstream side exhaust pipe 23 is λ. = 2L /
N. Taking the case of N = 3 as an example, the downstream side exhaust pipe 2
A standing wave F as shown by the alternate long and short dash line in FIG.
Therefore, in consideration of the location (antinode) where the amplitude of the downstream side exhaust pipe standing wave F becomes maximum, the interferer 2 is placed at the position of L / (2n + 1).
7 is preferably provided.
【０００７】請求項３に係る発明は、請求項１又は２に
係る発明であって、干渉物が、下流側排気管２３を横断
するように設けられ一対の丸棒２７ａ，２７ａを互いに
交差した十字状物２７であるエンジンの排ガス排出管で
ある。この請求項３に係るエンジンの排ガス排出管で
は、一対の丸棒２７ａ，２７ａを下流側排気管２３に横
断するように設けるだけであるので、比較的簡単に干渉
物を下流側排気管２３に設けることができる。The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein an interfering object is provided so as to cross the downstream side exhaust pipe 23, and a pair of round bars 27a, 27a intersect each other. It is the exhaust gas exhaust pipe of the engine which is the cross-shaped object 27. In the exhaust gas exhaust pipe of the engine according to the third aspect, since the pair of round bars 27a, 27a are only provided so as to cross the downstream side exhaust pipe 23, the interferer is relatively easily provided in the downstream side exhaust pipe 23. Can be provided.
【０００８】請求項４に係る発明は、請求項１又は２に
係る発明であって、図３に示すように、干渉物が、複数
の小孔３７ａを有し下流側排気管２３の他端に向かって
小径になる金属製のコーン状物３７であるエンジンの排
ガス排出管である。この請求項４に係るエンジンの排ガ
ス排出管では、比較的堅牢な干渉物を得ることができ、
この干渉物により反射する反射波の波長を複雑にして定
在波を効果的に低減することができる。The invention according to claim 4 is the invention according to claim 1 or 2, wherein, as shown in FIG. 3, the interfering substance has a plurality of small holes 37a and the other end of the downstream side exhaust pipe 23. It is an exhaust gas exhaust pipe of an engine which is a metal cone-shaped member 37 having a diameter that decreases toward. In the exhaust gas exhaust pipe of the engine according to claim 4, a relatively robust interferer can be obtained,
The standing wave can be effectively reduced by making the wavelength of the reflected wave reflected by the interferer complicated.
【０００９】請求項５に係る発明は、請求項４に係る発
明であって、コーン状物３７の複数の小孔３７ａの総面
積が下流側排気管２３の排ガス流路断面積であるエンジ
ンの排ガス排出管である。この請求項５に係るエンジン
の排ガス排出管では、コーン状物３７からなる干渉物を
下流側排気管２３に設けることに起因する背圧の上昇を
防止することができる。The invention according to claim 5 is the invention according to claim 4, wherein the total area of the plurality of small holes 37a of the cone-shaped member 37 is the exhaust gas passage cross-sectional area of the downstream side exhaust pipe 23. It is an exhaust gas discharge pipe. In the exhaust gas exhaust pipe of the engine according to the fifth aspect, it is possible to prevent the back pressure from increasing due to the provision of the interferer made of the cone-shaped member 37 in the downstream exhaust pipe 23.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面に
基づいて説明する。図１及び図２に示すように、この実
施の形態におけるエンジンの排ガス排出管２１は、車両
であるトラクタ１０のエンジンにおける排ガス排出管２
１を示す。図２に示すように、トラクタ１０は、シャシ
フレーム１１の前部に搭載されたキャブ１２と、シャシ
フレーム１１の後部の上面に固着されたカプラ１３とを
有する。キャブ１２はチルトアップ可能にシャシフレー
ム１１に搭載され、キャブ１２には運転者が着座する運
転席と同乗者が着座する助手席が設けられる。一方、カ
プラ１３は図示しないトレーラを連結するためのもので
あり、トレーラの前部下部に設けられた図示しないキン
グピンをこのカプラ１３に係合又は離脱させることによ
り、そのトレーラを連結し、又は切り離すことができる
ように構成される。また、シャシフレーム１１の左側部
にはエンジンの燃料を貯留する燃料タンク１６が設けら
れる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 and 2, the exhaust gas exhaust pipe 21 of the engine in this embodiment is the exhaust gas exhaust pipe 2 of the engine of the tractor 10 which is a vehicle.
1 is shown. As shown in FIG. 2, the tractor 10 has a cab 12 mounted on the front part of the chassis frame 11 and a coupler 13 fixed to the upper surface of the rear part of the chassis frame 11. The cab 12 is mounted on the chassis frame 11 so that the cab 12 can be tilted up, and the cab 12 is provided with a driver seat on which a driver is seated and a passenger seat on which a passenger is seated. On the other hand, the coupler 13 is for connecting a trailer (not shown), and by engaging or disengaging a king pin (not shown) provided at the lower front portion of the trailer with the coupler 13, the trailer is connected or disconnected. Configured to be able to. A fuel tank 16 for storing fuel for the engine is provided on the left side of the chassis frame 11.
【００１１】図１及び図２に示すように、トラクタのシ
ャシフレーム１１は一対のサイドフレーム１１ａ，１１
ａを有し、キャブ１２下方の一対のサイドフレーム１１
ａ，１１ａの間には図示しないエンジンが設けられる。
また、シャシフレーム１１の右側部のキャブ１２近傍に
は、トラクタのエアブレーキ等のエア機器を作動させる
ための動力源であるエアタンク１７が設けられる。シャ
シフレーム１１の左側部のキャブ１２近傍には、マフラ
２２が設けられる。エアタンク１７及びマフラ２２は、
一対のサイドフレーム１１ａ，１１ａに互いに車幅方向
に突出するように設けられた支持ステー１８を介してそ
れぞれシャシフレーム１１に吊り下げられる。As shown in FIGS. 1 and 2, the chassis frame 11 of the tractor includes a pair of side frames 11a and 11a.
a, a pair of side frames 11 below the cab 12
An engine (not shown) is provided between a and 11a.
Further, near the cab 12 on the right side of the chassis frame 11, an air tank 17 which is a power source for operating an air device such as an air brake of a tractor is provided. A muffler 22 is provided near the cab 12 on the left side of the chassis frame 11. The air tank 17 and the muffler 22 are
The pair of side frames 11a, 11a are respectively suspended from the chassis frame 11 via support stays 18 provided so as to project in the vehicle width direction.
【００１２】図１に示すように、この実施の形態におけ
るマフラ２２は両端が鏡板により封止された角筒状に形
成され、一方の鏡板がシャシフレーム１１に対向するよ
うにマフラ２２がシャシフレーム１１に吊り下げられ
る。シャシフレーム１１近傍における一方の鏡板には入
口パイプ２２ａと出口パイプ２２ｂの双方が設けられ
る。マフラ２２の内部には入口パイプ２２ａと出口パイ
プ２２ｂを連通させる内部パイプが設けられ、内部パイ
プ周囲のマフラ２２内部には吸音材が装着されて吸音室
が形成される。吸音室に位置する内部パイプには複数の
通気孔が形成される。このマフラ２２では、入口パイプ
２２ａからエンジンの排ガスが入ると、その排ガスは入
口パイプ２２ａから図示しない内部パイプを通過し、内
部パイプに形成された通気孔を介して膨張減圧され、そ
の膨張減圧により消音された状態で排ガスは内部パイプ
から出口パイプ２２ｂに流れ、その出口パイプ２２ｂか
ら排出されるように構成される。As shown in FIG. 1, the muffler 22 in this embodiment is formed in a rectangular tube shape with both ends sealed by mirror plates, and the muffler 22 is arranged so that one mirror plate faces the chassis frame 11. Suspended at 11. Both the inlet pipe 22a and the outlet pipe 22b are provided on one end plate near the chassis frame 11. An internal pipe that connects the inlet pipe 22a and the outlet pipe 22b is provided inside the muffler 22, and a sound absorbing material is attached inside the muffler 22 around the internal pipe to form a sound absorbing chamber. A plurality of ventilation holes are formed in the internal pipe located in the sound absorbing chamber. In this muffler 22, when exhaust gas of the engine enters from the inlet pipe 22a, the exhaust gas passes through an internal pipe (not shown) from the inlet pipe 22a and is expanded and decompressed through a vent hole formed in the internal pipe. In the silenced state, the exhaust gas flows from the internal pipe to the outlet pipe 22b and is discharged from the outlet pipe 22b.
【００１３】入口パイプ２２ａ及び出口パイプ２２ｂは
一方の鏡板から突出して設けられ、入口パイプ２２ａ及
び出口パイプ２２ｂの先端にはそれぞれ絞り部２２ｃ，
２２ｄが形成される。入口パイプ２２ａの絞り部２２ｃ
には、上流側排気管２４の他端が接続され、上流側排気
管２４の一端はエンジンの排気マニホルドに接続され
る。出口パイプ２２ｂの絞り部２２ｄには下流側排気管
２３の一端が接続され、下流側排気管２３の他端は大気
に開放される。この実施の形態では、出口パイプ２２ｂ
に一端が接続された状態で下流側排気管２３の中間は吊
下部材２６によりシャシフレーム１１に吊下げられ、こ
の上流側排気管２４と下流側排気管２３により本発明の
エンジンの排ガス排出管２１が構成される。The inlet pipe 22a and the outlet pipe 22b are provided so as to project from one end plate, and the ends of the inlet pipe 22a and the outlet pipe 22b are respectively narrowed portions 22c, 22c.
22d is formed. Narrowing portion 22c of the inlet pipe 22a
Is connected to the other end of the upstream side exhaust pipe 24, and one end of the upstream side exhaust pipe 24 is connected to the exhaust manifold of the engine. One end of the downstream exhaust pipe 23 is connected to the throttle portion 22d of the outlet pipe 22b, and the other end of the downstream exhaust pipe 23 is open to the atmosphere. In this embodiment, the outlet pipe 22b
The middle portion of the downstream side exhaust pipe 23 is suspended by the suspension member 26 on the chassis frame 11 with one end connected to the exhaust gas exhaust pipe of the engine of the present invention by the upstream side exhaust pipe 24 and the downstream side exhaust pipe 23. 21 is configured.
【００１４】ここで、マフラ２２の内部に形成された空
洞の体積は 下流側排気管２３の管内の体積に比べて大
きく、そのマフラ２２の排気騒音に対する音響インピー
ダンスは下流側排気管２３に比べて小さな値となるの
で、排ガスが流入する下流側排気管２３内には、その排
気騒音の定在波がマフラ２２を節として形成される。一
方、下流側排気管２３の他端側開口部より外側の大気の
体積は下流側排気管２３の管内の体積に比べて著しく大
きく、その大気の排気騒音に対する音響インピーダンス
は下流側排気管２３に比べて小さな値となるので、下流
側排気管２３内には、その排気騒音の定在波が両側開口
部を腹として形成される。即ち、マフラ２２の一方の鏡
板から下流側排気管２３の他端開口端までの長さをＬと
し自然数をＮとすると、下流側排気管２３に生じる定在
波の波長λは、λ＝２Ｌ／Ｎとなる。Ｎ＝３の場合を例
示すると、下流側排気管２３には図１の破線で示すよう
な定在波Ｆが生じる。Here, the volume of the cavity formed inside the muffler 22 is larger than the volume inside the downstream exhaust pipe 23, and the acoustic impedance of the muffler 22 for exhaust noise is lower than that of the downstream exhaust pipe 23. Since the value is small, a standing wave of the exhaust noise is formed in the downstream exhaust pipe 23 into which the exhaust gas flows, with the muffler 22 as a node. On the other hand, the volume of the atmosphere outside the opening on the other end side of the downstream side exhaust pipe 23 is significantly larger than the volume inside the downstream side exhaust pipe 23, and the acoustic impedance to the exhaust noise of the atmosphere is in the downstream side exhaust pipe 23. Since this is a smaller value, a standing wave of the exhaust noise is formed in the downstream exhaust pipe 23 with the openings on both sides as antinodes. That is, if the length from one end plate of the muffler 22 to the other open end of the downstream side exhaust pipe 23 is L and the natural number is N, the wavelength λ of the standing wave generated in the downstream side exhaust pipe 23 is λ = 2L. / N. Taking the case of N = 3 as an example, a standing wave F as shown by the broken line in FIG. 1 is generated in the downstream exhaust pipe 23.
【００１５】一方、下流側排気管２３の内部には、上述
した定在波Ｆと干渉可能な干渉物が設けられる。この実
施の形態における干渉物は一対の金属製丸棒２７ａ、２
７ａを互いに交差することにより作られた十字状物２７
であり、下流側排気管２３の周囲に４つの孔を開けて一
対の丸棒２７ａ、２７ａをその孔に挿入することによ
り、この十字状物２７は下流側排気管２３を横断するよ
うに設けられる。ここで、干渉物である十字状物２７
は、定在波Ｆの振幅が極大となる個所（腹）に相応する
部分の下流側排気管２３の内部に設けられる。この位置
は、定在波Ｆにおける圧力変動の振幅が極小となる点
（節）から極大となる点（腹）の間に位置し、圧力変動
が極大となる直前に干渉物である十字状物２７がその定
在波Ｆと干渉するように構成される。On the other hand, inside the downstream exhaust pipe 23, an interfering substance capable of interfering with the standing wave F is provided. The interferer in this embodiment is a pair of metal round bars 27a, 2
Crosses 27 made by intersecting 7a with each other
By forming four holes around the downstream exhaust pipe 23 and inserting a pair of round bars 27a, 27a into the holes, the cross-shaped object 27 is provided so as to traverse the downstream exhaust pipe 23. To be Here, the cross-shaped object 27 that is an interfering object
Is provided inside the downstream exhaust pipe 23 at a portion corresponding to a portion (antinode) where the amplitude of the standing wave F is maximized. This position is located between the point (node) where the amplitude of the pressure fluctuation in the standing wave F is the minimum (node) and the point (antinode) where it is the maximum, and the cross-shaped object which is an interfering object just before the pressure fluctuation is maximized. 27 is configured to interfere with the standing wave F.
【００１６】このように構成されたエンジンの排ガス排
出管の動作を説明する。排ガス排出管２１を構成する上
流側排気管２４は、図示しないエンジンの排気系から排
出される排ガスをマフラ２２の入口パイプ２２ａに案内
する。具体的に説明すると、図示しないエンジンから排
出される排ガスは上流側排気管２４に一端側から流入
し、その上流側排気管２４を通過して他端に接続された
マフラ２２の入口パイプ２２ａに流入する。マフラ２２
の入口パイプ２２ａから流入した排ガスは、その入口パ
イプ２２ａから図示しない内部パイプを通過し、内部パ
イプに形成された通気孔を介して膨張減圧され、その膨
張減圧により消音された状態で内部パイプから出口パイ
プ２２ｂに流れ、その出口パイプ２２ｂから排出され
る。マフラ２２の出口パイプ２２ｂから排出された排ガ
スは下流側排気管２３に一端側から流入し、その下流側
排気管２３を通過して大気に開口する他端側からその大
気に排出される。この際にテープパイプ２３には定在波
Ｆが生じる。The operation of the exhaust gas discharge pipe of the engine thus constructed will be described. The upstream exhaust pipe 24 that constitutes the exhaust gas discharge pipe 21 guides the exhaust gas discharged from the exhaust system of the engine (not shown) to the inlet pipe 22a of the muffler 22. Specifically, exhaust gas discharged from an engine (not shown) flows into the upstream exhaust pipe 24 from one end side, passes through the upstream exhaust pipe 24, and enters the inlet pipe 22a of the muffler 22 connected to the other end. Inflow. Muffler 22
The exhaust gas flowing in from the inlet pipe 22a of the above passes through the internal pipe (not shown) from the inlet pipe 22a, is expanded and decompressed through the ventilation hole formed in the internal pipe, and is silenced by the expanded and decompressed state from the internal pipe. It flows into the outlet pipe 22b and is discharged from the outlet pipe 22b. The exhaust gas discharged from the outlet pipe 22b of the muffler 22 flows into the downstream side exhaust pipe 23 from one end side, passes through the downstream side exhaust pipe 23, and is discharged into the atmosphere from the other end side opening to the atmosphere. At this time, a standing wave F is generated in the tape pipe 23.
【００１７】一方、下流側排気管２３に設けられた干渉
物である十字状物２７は、その定在波Ｆの一部を反射し
てその反射波と定在波Ｆを干渉させる。定在波Ｆが反射
波と干渉すると、定在波Ｆの振幅が小さくなり、その定
在波Ｆは減衰される。ここで、干渉物である十字状物２
７は、下流側排気管２３内で発生する定在波Ｆの腹の部
分に設けられので、十字状物２７により反射された反射
波は定在波Ｆの波長と半波長ずれることになり、定在波
Ｆを有効に減衰させることができる。定在波Ｆはその後
排ガスが下流側排気管２３の他端側から大気に排出され
た段階で排気騒音として共鳴するが、このように減衰さ
れた定在波Ｆによる音響は、定在波Ｆが減衰されること
なく音響する場合に比較して極めて小さく、本発明の排
ガス排出管では定在波Ｆによる共鳴を従来より著しく低
減させることができる。On the other hand, the cross-shaped object 27, which is an interfering object provided in the downstream exhaust pipe 23, reflects a part of the standing wave F and causes the reflected wave and the standing wave F to interfere with each other. When the standing wave F interferes with the reflected wave, the amplitude of the standing wave F becomes small and the standing wave F is attenuated. Here, the cross-shaped object 2 which is an interference object
Since 7 is provided at the antinode of the standing wave F generated in the downstream exhaust pipe 23, the reflected wave reflected by the cross-shaped object 27 is deviated from the wavelength of the standing wave F by a half wavelength. The standing wave F can be effectively attenuated. The standing wave F resonates as exhaust noise when the exhaust gas is discharged into the atmosphere from the other end of the downstream side exhaust pipe 23 after that, but the sound produced by the standing wave F thus attenuated is the standing wave F. Is extremely small as compared with the case where sound is generated without being attenuated, and the exhaust gas discharge pipe of the present invention can remarkably reduce the resonance due to the standing wave F as compared with the conventional case.
【００１８】図３に本発明の別の干渉物を説明する。図
３における干渉物は、複数の小孔３７ａを有し下流側排
気管の他端に向かって小径になる金属製のコーン状３７
である。このコーン状物３７は、予め複数の小孔３７ａ
が形成されたいわゆるパンチングメタルをコーン状に板
金加工することにより作られ、コーン状物３７の複数の
小孔３７ａの総面積が下流側排気管２３の排ガス流路断
面積になるように形成される。このコーン状物３７は下
流側排気管２３の他端に向かって小径となるように下流
側排気管２３に挿入され、大径部３７ｂの外面を下流側
排気管２３の内面に接触させた状態でその大径部３７ｂ
と下流側排気管２３を抵抗溶接することにより、そのコ
ーン状物３７は下流側排気管２３の内部に設けられる。FIG. 3 illustrates another interferer of the present invention. The interferer in FIG. 3 has a plurality of small holes 37a and has a cone-like shape 37 made of metal, which has a small diameter toward the other end of the downstream exhaust pipe.
Is. This cone-shaped object 37 has a plurality of small holes 37a in advance.
The so-called punching metal is formed by sheet metal working into a cone shape so that the total area of the plurality of small holes 37a of the cone-shaped object 37 is the exhaust gas flow passage cross-sectional area of the downstream side exhaust pipe 23. It The cone-shaped member 37 is inserted into the downstream exhaust pipe 23 so as to have a smaller diameter toward the other end of the downstream exhaust pipe 23, and the outer surface of the large diameter portion 37b is in contact with the inner surface of the downstream exhaust pipe 23. And the large diameter part 37b
The cone-shaped member 37 is provided inside the downstream exhaust pipe 23 by resistance welding the downstream exhaust pipe 23.
【００１９】このように構成されたコーン状物３７から
なる干渉物であっても、下流側排気管２３に生じる定在
波Ｆの一部を反射することができる。この場合、上述し
たコーン状物３７は比較的堅牢であるため、このコーン
状物３７からなる干渉物により反射する反射波の波長は
複雑なものになり、定在波Ｆを効果的にぼかすことが可
能になる。なお、複数の小孔３７ａの総面積を下流側排
気管２３の排ガス流路断面積にすることにより、コーン
状物３７からなる干渉物を下流側排気管２３に設けるこ
とに起因する背圧の上昇を防止することができる。この
結果、背圧の上昇を抑制しつつ定在波Ｆによる音圧を従
来より低減してエンジンの総排気騒音を十分に低減させ
ることができる。Even an interfering object composed of the cone-shaped object 37 thus constructed can reflect a part of the standing wave F generated in the downstream side exhaust pipe 23. In this case, since the cone-shaped object 37 described above is relatively robust, the wavelength of the reflected wave reflected by the interference object composed of the cone-shaped object 37 becomes complicated, and the standing wave F can be effectively blurred. Will be possible. By setting the total area of the plurality of small holes 37 a to be the exhaust gas flow passage cross-sectional area of the downstream side exhaust pipe 23, the back pressure caused by providing the downstream side exhaust pipe 23 with an interference object composed of the cone-shaped material 37 is reduced. The rise can be prevented. As a result, it is possible to reduce the sound pressure due to the standing wave F while suppressing an increase in back pressure as compared with the related art, and to sufficiently reduce the total exhaust noise of the engine.
【００２０】[0020]
【実施例】次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく
説明する。
＜実施例１＞図１に示すように、車両であるトラクタ１
０のエンジンに従来から取付けられている排ガス排出管
２１に、本発明の十字状物２７からなる干渉物を設け
た。この排ガス排出管２１の下流側排気管２３は円筒状
に形成され、外径及び内径が１１０ｍｍ及び１０５ｍｍ
であって、全長Ｌは１８００ｍｍである。十字状物２７
は、下流側排気管２３の開口する他端から３６０ｍｍの
内部位置に設け、下流側排気管２３の周囲に４つの孔を
開けて外径が８ｍｍの一対の丸棒２７ａ、２７ａをその
孔に挿入することにより下流側排気管２３を横断するよ
うにその十字状物２７を設けた。このように十字状物２
７からなる干渉物が設けられた排ガス排出管２１を実施
例１とした。EXAMPLES Next, examples of the present invention will be described in detail together with comparative examples. <Embodiment 1> As shown in FIG. 1, a tractor 1 which is a vehicle.
An exhaust gas exhaust pipe 21 conventionally attached to the No. 0 engine is provided with an interference member composed of the cross-shaped object 27 of the present invention. The exhaust pipe 23 on the downstream side of the exhaust gas discharge pipe 21 is formed in a cylindrical shape and has an outer diameter and an inner diameter of 110 mm and 105 mm.
Therefore, the total length L is 1800 mm. Cross 27
Is provided at an internal position of 360 mm from the other end where the downstream side exhaust pipe 23 opens, and four holes are formed around the downstream side exhaust pipe 23 to form a pair of round bars 27a and 27a having an outer diameter of 8 mm in the holes. The cross-shaped object 27 is provided so as to traverse the downstream side exhaust pipe 23 by being inserted. This way the cross 2
The exhaust gas discharge pipe 21 provided with the interference member 7 was set as Example 1.
【００２１】＜実施例２＞図３に示すように、実施例１
と同一のトラクタ１０における排ガス排出管２１に、本
発明のコーン状物３７からなる干渉物を設けた。このコ
ーン状３７は、直径１０５ｍｍの複数の小孔３７ａが形
成されたパンチングメタルを加工することにより作り、
大径部が下流側排気管２３の内径より僅かに小さい１０
４ｍｍに加工するとともに、高さが１５０ｍｍの円錐形
に加工してコーン状物３７を得た。この場合の複数の小
孔３７ａの総面積は９０００ｍｍ2であって、下流側排
気管２３の排ガス流路断面積である９０００ｍｍ2であ
った。このコーン状物３７を下流側排気管２３の他端に
向かって小径となるように下流側排気管２３に挿入し、
大径部３７ｂの外面を下流側排気管２３の内面に抵抗溶
接することにより、そのコーン状物３７を下流側排気管
２３の開口する他端から３６０ｍｍの内部位置に設け
た。このようにコーン状物３７からなる干渉物が設けら
れた排ガス排出管２１を実施例２とした。<Embodiment 2> As shown in FIG.
In the same exhaust gas discharge pipe 21 of the tractor 10 as described above, an interferer made of the cone-shaped material 37 of the present invention is provided. The cone-shaped 37 is formed by processing a punching metal in which a plurality of small holes 37a having a diameter of 105 mm are formed,
The large diameter portion is slightly smaller than the inner diameter of the downstream exhaust pipe 23 10
The cone-shaped material 37 was obtained by processing it into a conical shape having a height of 150 mm while processing it into 4 mm. The total area of the plurality of small holes 37a in this case is a 9000 mm 2, it was 9000 mm 2 which is an exhaust gas flow path cross-sectional area of the downstream side exhaust pipe 23. The cone-shaped member 37 is inserted into the downstream exhaust pipe 23 so as to have a smaller diameter toward the other end of the downstream exhaust pipe 23,
By resistance welding the outer surface of the large-diameter portion 37b to the inner surface of the downstream side exhaust pipe 23, the cone-shaped material 37 was provided at an internal position of 360 mm from the other end of the downstream side exhaust pipe 23 that opens. The exhaust gas discharge pipe 21 provided with the interferer made of the cone-like object 37 in this manner is referred to as Example 2.
【００２２】＜比較例１＞実施例１と同一のトラクタ１
０における排ガス排出管２１に何ら干渉物を設けない排
ガス排出管２１を比較例１とした。
＜比較試験及び評価＞実施例１及び２並びに比較例１の
トラクタにおける排気騒音を台上により測定し、そして
比較例１におけるエネルギを１００とした場合における
実施例１及び２のエネルギの比を求めた。この結果を表
１に示す。<Comparative Example 1> The same tractor 1 as in Example 1
The exhaust gas exhaust pipe 21 in which no interference material was provided in the exhaust gas exhaust pipe 21 at 0 was set as Comparative Example 1. <Comparison Test and Evaluation> The exhaust noises of the tractors of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 were measured on a bench, and the energy ratio of Examples 1 and 2 was calculated when the energy of Comparative Example 1 was 100. It was The results are shown in Table 1.
【００２３】[0023]
【表１】 [Table 1]
【００２４】表１から明らかなように、干渉物を設けた
実施例１及び２は、干渉物を設けていない比較例１に比
較して騒音レベルが低下していることが判る。これは干
渉物が定在波の一部を反射し、その反射波と定在波を干
渉させた結果と考えられる。また、実施例２の騒音レベ
ルが実施例１における騒音レベルより低いのは、コーン
状物からなる干渉物により反射された反射波が、十字状
物からなる干渉物による反射された反射波に比較して複
雑になり、コーン状物からなる干渉物により反射された
反射波は十字状物からなる干渉物による反射された反射
波に比較して定在波を有効にぼかしたためと考えられ
る。As is clear from Table 1, the noise levels of Examples 1 and 2 provided with the interference are lower than those of Comparative Example 1 not provided with the interference. It is considered that this is because the interfering substance reflects a part of the standing wave and causes the reflected wave and the standing wave to interfere with each other. The noise level of Example 2 is lower than the noise level of Example 1 in that the reflected wave reflected by the interference object made of the cone-shaped object is compared with the reflected wave reflected by the interference object made of the cross-shaped object. It is considered that the standing wave is effectively blurred as compared with the reflected wave reflected by the interference object composed of the cross-shaped object because the reflected wave reflected by the interference object composed of the cone-shaped object becomes complicated.
【００２５】[0025]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、出
口パイプから排出される排ガスにより生じる定在波と干
渉可能な干渉物を下流側排気管の内部に設けたので、そ
の干渉物が定在波の一部を反射し、その反射波と定在波
を干渉させる。この結果、定在波の振幅は小さくなり、
その定在波は減衰されて排ガスが大気に排出された段階
で生じる音圧を従来より低減させることができる。この
場合、下流側排気管内部で発生する定在波の腹の部分に
干渉物を設ければ、干渉物により反射される反射波の波
長を定在波の波長と半波長ずらすことが可能になり、そ
の反射波により定在波を有効に減衰させることができ、
エンジンの総排気騒音を十分に低減させることができ
る。As described above, according to the present invention, since the interfering substance capable of interfering with the standing wave generated by the exhaust gas discharged from the outlet pipe is provided inside the downstream side exhaust pipe, the interfering substance is provided. Reflects a part of the standing wave and causes the reflected wave to interfere with the standing wave. As a result, the amplitude of the standing wave becomes smaller,
The standing wave is attenuated and the sound pressure generated at the stage when the exhaust gas is discharged to the atmosphere can be reduced more than before. In this case, if an interfering substance is provided at the antinode of the standing wave generated inside the downstream exhaust pipe, it is possible to shift the wavelength of the reflected wave reflected by the interfering substance from the wavelength of the standing wave by half a wavelength. , The standing wave can be effectively attenuated by the reflected wave,
It is possible to sufficiently reduce the total exhaust noise of the engine.
【００２６】また、干渉物が、下流側排気管を横断する
ように設けられ一対の丸棒を互いに交差した十字状物で
ある場合には、一対の丸棒を下流側排気管に横断するよ
うに設けるだけで、比較的簡単に干渉物を下流側排気管
に設けることができる。一方、干渉物が、複数の小孔を
有し下流側排気管の他端に向かって小径になる金属製の
コーン状物である場合には、比較的堅牢な干渉物を得る
ことができ、この干渉物により反射する反射波の波長を
複雑にして定在波を効果的にぼかすことができる。この
場合、コーン状物の複数の小孔の総面積が下流側排気管
の排ガス流路断面積にすれば、コーン状物からなる干渉
物を下流側排気管に設けることに起因する背圧の上昇を
防止することができる。When the interfering substance is a cross-shaped object which is provided so as to cross the downstream side exhaust pipe and intersects a pair of round bars, the pair of round bars may cross the downstream side exhaust pipe. It is possible to relatively easily provide the interfering substance in the downstream side exhaust pipe only by providing the downstream side exhaust pipe. On the other hand, when the interferer is a metal cone-shaped object having a plurality of small holes and having a smaller diameter toward the other end of the downstream exhaust pipe, a relatively robust interferer can be obtained. The standing wave can be effectively blurred by making the wavelength of the reflected wave reflected by the interferer complicated. In this case, if the total area of the plurality of small holes of the cone-shaped material is the exhaust gas flow passage cross-sectional area of the downstream side exhaust pipe, the back pressure caused by providing the interference material formed of the cone-shaped material in the downstream side exhaust pipe The rise can be prevented.
【図１】本発明の排ガス排出管を示す図２のＡ−Ａ線断
面図。FIG. 1 is a sectional view taken along line AA of FIG. 2 showing an exhaust gas discharge pipe of the present invention.
【図２】その排ガス排出管を備えた車両であるトラクタ
の上面図。FIG. 2 is a top view of a tractor which is a vehicle equipped with the exhaust gas discharge pipe.
【図３】その別の干渉物を示す斜視図。FIG. 3 is a perspective view showing another interferer.
２２ マフラ ２２ａ 入口パイプ ２２ｂ 出口パイプ ２３ 下流側排気管 ２４ 上流側排気管 ２７ 十字状物（干渉物） ２７ａ 丸棒 ３７ コーン状物（干渉物） ３７ａ 小孔 Ｆ 定在波 22 Muffler 22a inlet pipe 22b outlet pipe 23 Downstream exhaust pipe 24 Upstream exhaust pipe 27 Cross-shaped object (interfering object) 27a Round bar 37 Cone-shaped material (interfering material) 37a small hole F standing wave
Claims (5)
がマフラ(22)の入口パイプ(22a)に接続された上流側排
気管(24)と、前記マフラ(22)の出口パイプ(22b)に一端
が接続され他端が大気に開放された下流側排気管(23)と
を備えたエンジンの排ガス排出管において、 前記出口パイプ(22b)から排出される排ガスにより生じ
る定在波(F)と干渉可能な干渉物(27,37)が前記下流側排
気管(23)の内部に設けられたことを特徴とするエンジン
の排ガス排出管。1. An upstream exhaust pipe (24) having one end connected to an exhaust system of an engine and the other end connected to an inlet pipe (22a) of a muffler (22), and an outlet pipe (22b) of the muffler (22). ), The exhaust gas exhaust pipe of an engine having a downstream side exhaust pipe (23) whose one end is connected to the other end is open to the atmosphere, and a standing wave (F An exhaust gas exhaust pipe of an engine, characterized in that an interfering substance (27, 37) capable of interfering with (1) is provided inside the downstream side exhaust pipe (23).
となる個所（腹）に相応する部分の下流側排気管(23)の
内部に設けられた請求項１記載のエンジンの排ガス排出
管。2. The interference (27, 37) is provided inside the downstream exhaust pipe (23) at a portion corresponding to a portion (antinode) where the amplitude of the standing wave (F) becomes maximum. Exhaust gas exhaust pipe of the described engine.
ように設けられ一対の丸棒(27a,27a)を互いに交差した
十字状物(27)である請求項１又は２記載のエンジンの排
ガス排出管。3. The cross-shaped object (27) according to claim 1, wherein the interfering object is a cross-shaped object (27) provided so as to cross the downstream side exhaust pipe (23) and having a pair of round bars (27a, 27a) intersecting each other. Engine exhaust gas exhaust pipe.
側排気管(23)の他端に向かって小径になる金属製のコー
ン状物(37)である請求項１又は２記載のエンジンの排ガ
ス排出管。4. The metal cone-shaped object (37) having a plurality of small holes (37a) and having a small diameter toward the other end of the downstream exhaust pipe (23). Exhaust gas exhaust pipe of the engine according to 2.
面積が下流側排気管(23)の排ガス流路断面積である請求
項４記載のエンジンの排ガス排出管。5. The exhaust gas exhaust pipe for an engine according to claim 4, wherein the total area of the plurality of small holes (37a) of the cone-shaped material (37) is the exhaust gas flow passage cross-sectional area of the downstream side exhaust pipe (23).
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| US8806859B2 (en) | 2009-08-28 | 2014-08-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas apparatus of an internal combustion engine |
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