JP2006002612A

JP2006002612A - エンジンの消音器

Info

Publication number: JP2006002612A
Application number: JP2004177953A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Suzuki; 秀徳鈴木
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2004-06-16
Filing date: 2004-06-16
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2024-06-16
Also published as: JP4398800B2

Abstract

【課題】消音器のシェル内に溜まった残留水の排出能率が大幅に向上し、特に、エンジンがアイドル回転にあるときなど、排気圧力が小さいときでもその残留水を確実に排出することができる。
【解決手段】排気ガスを外部に排出するアウトレットパイプ２０を構成する排気ガス進入パイプ部２１、方向変換パイプ部２２および排気ガス排出パイプ部２３をこれらの順番で上方から下方へ順次位置させて、アウトレットパイプ２０内で凝縮した水がそれらのパイプ部２１，２２，２３内を重力に助勢されて流れるようにし、かつ排気ガス排出パイプ部２３に、シェル２内の底部に貯溜する残留水を排出するための水抜孔５０を設けた
【選択図】図４

Description

本発明は、エンジンの排気系に接続される消音器に関し、特に、消音器内に貯溜した水を確実に排出できるようにした、自動車などの車両用エンジンに適用して好適なエンジンの消音器に関するものである。

従来、自動車などの車両用エンジンの排気系に接続される消音器において、消音器内で排気ガスを消音して大気に排出するアウトレットパイプを、３本の直線状パイプ部を２つの屈曲パイプ部により連結してＳ字状に形成して、その長さを延長して消音効果を高めると共に、アウトレットパイプの入口部を消音器の底部寄りに位置させて、消音器内に貯溜した水が排気ガスと一緒にアウトレットパイプから排出され易くしたものは公知である（たとえば、特許文献１参照）。
特開２００２−９７９２２号公報

ところが、前記特許文献に開示されるものは、アウトレットパイプを構成する３本の直線状パイプ部の内、排気ガスの流れ方向で、中間に位置する直線状パイプ部が、アウトレットパイプの入口部を備える上流側の直線状パイプ部よりも上方に位置するため、アウトレットパイプの入口部から入った水がそれらのパイプ部内を重力に逆らって流れることになり、エンジンがアイドリング回転にあるときなど、排気圧力が小さいときはアウトレットパイプを介しての水の排出が十分になされないという問題があった。

本発明はかかる実情に鑑みてなされたものであり、消音器内でのアウトレットパイプをＳ字状に屈曲形成してその長さを十分に延長して消音効果を高めながら、排気圧力が小さいときでも消音器内の水を確実に排出できるようにした、新規なエンジンの消音器を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、シェルと、このシェルに設けられエンジンの排気管に連なるインレットパイプと、前記シェルに設けられ大気に開口するアウトレットパイプと、前記シェル内でそれら両パイプを連通する膨張室とを備え、エンジンからの排気ガスをインレットパイプを介して膨張室に導き、さらに、そこからアウトレットパイプを介して大気に排出するようにした、エンジンの消音器であって、前記アウトレットパイプが、排気ガス進入パイプ部、方向変換パイプ部および排気ガス排出パイプ部とでＳ字状に構成されるものにおいて、前記排気ガス進入パイプ部、方向変換パイプ部および排気ガス排出パイプ部をこれらの順番で上方から下方へ順次位置させて、前記アウトレットパイプ内で凝縮した水がそれらのパイプ部内を重力に助勢されて流れるようにし、かつ排気ガス排出パイプ部に、シェル内の底部に貯溜する残留水を排出するための水抜孔を設けたことを特徴としている。。

以上のように、本発明によれば、シェル内に配置されるアウトレットパイプをＳ字状に形成してその管長を十分に長く確保すると共にそのアウトレットパイプを構成する、排気ガス進入パイプ部、方向変換パイプ部および排気ガス排出パイプ部をこれらの順番で上方から下方へ順次位置させて、アウトレットパイプ内で凝縮した水がそれらのパイプ部内を重力に助勢されて流れるようにし、かつ排気ガス排出パイプ部に、シェル内の底部に貯溜する残留水を排出するための水抜孔を設けたので、消音効果を高めながら残留水の排出能率が大幅に向上し、特に、エンジンがアイドル回転にあるときなど、排気圧力が小さいときでも、アウトレットパイプ内の凝縮水およびシェル内の残留水を確実に排出することができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて具体的に説明する。

本実施例は、本発明消音器を、自動車用エンジンの排気系に実施した場合であり、図１は、本発明消音器を備えたエンジンの排気系の概略平面図、図２は、図１の２矢視の消音器の透視斜視図、図３は、図２の３矢視の消音器の平面図、図４は、図３の４−４線に沿う断面図、図５は、図４の５−５線に沿う断面図、図６は、図４の６−６線に沿う断面図である。

図１において、全体を符号Ｅで示す自動車用のエンジンには、その運転により排出される排気ガスを大気に排出するための排気系Ｅｘが接続されており、この排気系Ｅｘは、エンジンＥの排気ポートに接続される排気管１に、その上流側から下流側に沿って順次接続される、触媒Ｃ、プリチャンバＰ、および消音器Ｍを備えている。

前記排気系ＥｘがエンジンＥに接続されるとき、図４に示すように、消音器Ｍのケーシングを構成するシェル２は、若干前傾姿勢を採るように、水平面に対して傾斜角θをもって傾斜して配置され、そのシェル２内に溜まった残留水がその前部に集まるようにされている。

そして、エンジンＥの運転により、そこから排出された排気ガスは、触媒Ｃによりその有害成分が浄化され、プリチャンバＰにより一次消音され、さらに消音器Ｍにより二次消音されて大気に排出される。

つぎに、本発明にかかる消音器Ｍの構造を、図２〜６を参照して詳細に説明する。

消音器Ｍのケーシングを構成するシェル２は、ステンレス製に板材を楕円筒状に巻曲し、その両端縁同志を、一体に接合して構成されるシェル本体２ａと、その左右開口端に、気密にかしめ固定される前、後部端板２ｂ，２ｃとにより密閉の中空楕円状に形成されている。この楕円状のシェル２は、その短径側を上下方向に向けて排気管１の下流部に接続される。そして、このシェル２の前部端板２ｂには、プリチャンバＰに連通される排気管１が、また、その後部端板２ｃには、大気に開口するテールパイプ９がそれぞれ気密に接続されている。

前記シェル２内の消音室ＣＡは、第１、第２の仕切壁３，４により３つの室、すなわち第１、第２の膨張室５，６および共鳴室７との分割されている。具体的には、シェル２内に、その長手方向に間隔をあけて第１の仕切板３および第２の仕切板４が、前記前、後部端板２ｂ，２ｃと略平行に固着されており、シェル２の長手方向の中間部には、第１の仕切板３と第２の仕切板４とによって第１の膨張室５が区画され、また、第１の膨張室５の前側には、前部端板２ｂと第１の仕切板３とにより第２の膨張室６が区画され、さらに、前記第１の膨張室５の後側には、第２の仕切板４と後部端板２ｃとにより共鳴室７が区画される。

図５に示すように、第１の仕切板３の左右には、２つの連通孔１５，１６が間隔をあけて開口されると共にその下部には、複数の干渉孔１７が開口されており、これらの連通孔１５，１６および干渉孔１７を介して第１の膨張室５と第２の膨張室６とが相互に連通されている。また、図６に示すように、第２の仕切板４には、複数の小さな干渉孔１８が、その全域にわたり開口され、これらの干渉孔１８を介して第１の膨張室５と共鳴室７とが相互に連通されている。

図３に最も明瞭に示すように、排気管１の後端（下流端）には、シェル２内に配設されるインレットパイプ１０の前端（上流端）が連通して接続される。このインレットパイプ１０は、その全長にわたり直状をなして前記前部端板２ｂ、第１の仕切板３および第２の仕切板４に貫通支持されて、シェル２内を長手方向に延びている。そして、前記共鳴室７内に位置する後半部１０ｒは、その第１および第２の膨張室５，６内に位置する前半部１０ｆよりも小径に形成されている。また、このインレットパイプ１０の後端（下流端）は栓体１１により閉じられている。インレットパイプ１の、第１の膨張室５に対応する部分には、複数の小孔よりなる、排出孔１２が開口され、これらの排出孔１２を通してインレットパイプ１０内は、第１の膨張室５内に連通される。また、インレットパイプ１０の、第２の膨張室６に対応する部分にも多数の小孔よりなる排出孔１３が開口され、これらの排出孔１３を通してインレットパイプ１０内は、第２の膨張室６内に連通される。さらに、インレットパイプ１０の、共鳴室７に対応する部分にも多数の小孔よりなる排出孔１４が開口され、これらの排出孔１４を通してインレットパイプ１０内は、共鳴室７内に連通される。

したがって、排気管１からインレットパイプ１０に流入した排気ガスは、排出孔１２，１３を通って第１、第２の膨張室５，６に入り、さらに、インレットパイプ１０に流入した排気ガスの一部は、排出孔１４を通って共鳴室７にも入り、排気の膨張、共鳴作用により排気音の減衰がなされ、排気音の一次的な消音が行われる。そして、インレットパイプ１０より排出された排気ガスは、第２膨張室６に合流されたのち、後述するアウトレットパイプ２０に入り、ここで、排気音の二次的な消音が効果的に行われる。

前記シェル２内には、前記インレットパイプ１０に並列してアウトレットパイプ２０が配設されている。このアウトレットパイプ２０は、全体として、シェル２内を上方から下方に向かってＳ字状に屈曲して長く延長されていて、Ｕ字状の排気ガス進入パイプ部２１と、直状の排気ガス排出パイプ部２３と、それら両パイプ部２０，２３を一本に連結する円弧状の方向転換パイプ部２２とで構成され、２回にわたり屈曲されている。

前記排気ガス進入パイプ部２１は、シェル２内の中央部より一側に偏して（図５，６右側）上方部位にあり、下向きに傾斜しながら前後方向にＵ字状に湾曲形成され、第１膨張室５と共鳴室７とに跨がって設けられており、その中間部が第２の仕切壁４に貫通支持され、その上流端および下流端が第１の仕切壁３に貫通支持されている。そして、排気ガス進入パイプ部２１の前端（上流端）には、第２の膨張室６に向かって末広状に拡径されるフレアパイプ３０が溶接Ｗされており、排気ガスの排気ガス進入パイプ部２１内への流入量を増やすようにしている。そして、上方から下方に向けて傾斜される排ガス進入パイプ部２１内を流れる排気ガスは重力に助勢されてその流れが促進される。

一方、前記排気ガス排出パイプ部２３は、前記排気ガス進入パイプ部２１よりも下位にあって、シェル２内の左右方向の略中央部に位置していて、そのシェル２の軸線と略平行に配置されており、第１、第２の仕切板３，４および後部端板２ｃに貫通支持されている。そして、その前端（上流端）が前記第２膨張室６内に臨んでおり、方向転換パイプ部２２に接続され、またその後端（下流端）は、大気に開口されてテールパイプ９に接続されている。

図４に示すように、排気ガス排出パイプ部２３の中間部には、吸音手段４４が設けらる。この吸音手段４４は、排気ガス排出パイプ部２３の途中に穿設した多数の吸音孔４５と、それらの吸音孔４４を覆う外筒４６と、それら間に充填されるグラスウール４７とより構成される。

シェル２内の上方に位置する、前記排気ガス進入パイプ部２１の下流端と、シェル２内の下方に位置する、前記排気ガス排出パイプ部２３の上流端は、第２の膨張室６内に配置される前記方向変換パイプ２２により連通接続され、それらの接続部は、第１の仕切板３により支持される。この方向変換パイプ部２２は、図３，４に示すように、２つのパイプ半体２２ｈ，２２ｈを合掌結合して円弧状に湾曲形成されており、排気ガス進入パイプ部２１を流れる排気ガスを前方から後方へ下向きに方向変換させながら排気ガス排出パイプ部２３へと導く。

しかして、図２〜６に示すように、アウトレットパイプ２０を構成する３本のパイプ部、すなわち排気ガス進入パイプ部２１、方向変換パイプ部２２、および排気ガス排出パイプ部２３は、上方から下方に向かってＳ字状に長く屈曲形成されており、アウトレットパイプ２０内で凝縮した水は、重力に助勢されて抵抗少なく流れる。

図４に最も明瞭に示すように、排気ガス排出パイプ部２３の上流部の近傍には、水抜き孔５０が設けられる。この水抜き孔５０は、消音器Ｍ、すなわちシェル２内に貯溜された残留水を、アウトレットパイプ２０内を流れる排気ガスの流れによる霧吹き効果で該パイプ２０に吸い込んで、排気ガスと共に外部に排出するためのものである。

図４に示すように、前記第１の仕切板３、第２の仕切板４の最下部には、それらの前後を連通させる水通し孔５１，５２が設けられ、シェル２内に溜まった残留水は、このシェル２が前述したように、若干前傾姿勢にあることから、それらの水通し孔５２，５１を通ってシェル２内の前部に集められる。そして、この集められた残留水は、後に述べるように、水抜き孔５０よりアウトレットパイプ２０を通って外部に排出される。

つぎに、この実施例の作用について説明する。

いま、エンジンＥが運転され、そこから排出した排気ガスは、排気系Ｅｘへと導かれる。そして排気系Ｅｘを流れる排気ガスは、消音器Ｍ内に入り、ここで排気音の主たる消音が行われる。

図２〜４に矢印Ａで示すように、排気管１よりインレットパイプ１０に流入した排気ガスは、排出孔１２および排出孔１３を通って第１の膨張室５および第２の膨張室６に入り、さらに、排気ガスの一部は、排出孔１４を通って共鳴室７にも入り、排気の膨張、共鳴の複合作用により、排気音エネルギの効果的な減衰が行われて一次的な排気音の消音がなされる。

共鳴室７内の排気ガスは、小さな連通孔１８（図６参照）を通って第１の膨張室５内に入り、さらに、第１の膨張室５内の排気ガスは、第１の仕切板３の連通孔１５，１６，１７（図５参照）を通って第２の膨張室６内に入り、該室６内で合流した排気ガスは、図２〜４に矢印Ｂで示すように、排気ガス進入パイプ部２１の開口端よりアウトレットパイプ２０内に流入する。このとき、アウトレットパイプ２０の上流端（流入端）には、フレアパイプ３０が接続されていることにより、排気ガスのアウトレットパイプ２０への流入量が増加する。また、アウトレットパイプ２０は、前述したように、Ｓ字状に迂回屈曲させて長く延長したことにより、アウトレットパイプ２０内の排気ガスは、該パイプ２０内を流れる間に、排気音がさらに減衰されて、その消音が効果的に行われる。そして充分に消音された排気ガスは、排気ガス排出パイプ部２３の後端より、図３、４に矢印Ｃで示すように、テールパイプ９を通って大気に排出される。

ところで、前記排気ガスの消音過程において、消音器内には、高温の排気ガスがシェル２内で冷却されて、そこに含まれる水分が露化し凝縮した水や、洗車時にアウトレットパイプ２０からシェル２内侵入した水が貯溜される。

本発明に従うこの実施例によれば、前記水を確実に外部に排出できるものであり、すなわち、アウトレットパイプ２０の、排気ガス進入パイプ部２１、方向変換パイプ部２２および排気ガス排出パイプ２３をこれらの順番で上方から下方へ順次に位置させると共に排気ガス排出パイプ部２３に水抜孔５０を設けたので、アウトレットパイプ２０内で凝縮した水は、重力に助勢されながら該パイプ２０内を流れ、さらに、そのガス流による霧吹き効果によりシェル２内の残留水は水抜き孔５０を通してアウトレットパイプ２０内に吸い込まれる。そして、アウトレットパイプ内を流れる水を排気ガスと共に確実に外部に排出することができる。特に、エンジンがアイドル回転にあるときなど排気圧力が小さいときでもアウトレットパイプ２０内の凝縮水やシェル２底部に貯溜する残留水を十分に排出することができる。

以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はその実施例に限定されることなく、本発明の範囲内で種々の実施例が可能である。たとえば、前記実施例では、排気ガス進入パイプ部および排気ガス排出パイプ部をそれぞれ単一のパイプにより形成した場合を説明したが、それらをそれぞれ複数本のパイプを接続して形成してもよい。

本発明消音器を備えたエンジンの排気系の概略平面図図１の２矢視の消音器の透視斜視図図２の３矢視の消音器の平面図図３の４−４線に沿う断面図図４の５−５線に沿う断面図図４の６−６線に沿う断面図

符号の説明

１・・・・・・・・・・排気管
２・・・・・・・・・・シェル
５・・・・・・・・・・膨張室（第１の膨張室）
６・・・・・・・・・・膨張室（第２の膨張室）
１０・・・・・・・・・インレットパイプ
２０・・・・・・・・・アウトレットパイプ
２１・・・・・・・・・排気ガス進入パイプ部
２２・・・・・・・・・方向変換パイプ部
２３・・・・・・・・・排気ガス排出パイプ部
５０・・・・・・・・・水抜き孔
Ｅ・・・・・・・・・・・エンジン

Claims

シェル（２）と、このシェル（２）に設けられエンジン（Ｅ）の排気管（１）に連なるインレットパイプ（１０）と、前記シェル（２）に設けられ大気に開口するアウトレットパイプ（２０）と、前記シェル（２）内でそれら両パイプ（１０，２０）を連通する膨張室（５，６）とを備え、エンジン（Ｅ）からの排気ガスをインレットパイプ（１０）を介して膨張室（５，６）に導き、さらに、そこからアウトレットパイプ（２０）を介して大気に排出するようにした、エンジンの消音器であって、
前記アウトレットパイプ（２０）が、排気ガス進入パイプ部（２１）、方向変換パイプ部（２２）および排気ガス排出パイプ部（２３）とでＳ字状に構成されるものにおいて、前記排気ガス進入パイプ部（２１）、方向変換パイプ部（２２）および排気ガス排出パイプ部（２３）をこれらの順番で上方から下方へ順次位置させて、前記アウトレットパイプ（２０）内で凝縮した水がそれらのパイプ部（２１，２２，２３）内を重力に助勢されて流れるようにし、かつ排気ガス排出パイプ部（２３）に、シェル（２）内の底部に貯溜する残留水を排出するための水抜孔（５０）を設けたことを特徴とする、エンジンの消音器。