JP2009236040A - Exhaust muffler - Google Patents

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Masamichi Takahashi
正倫 高橋
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充 平松
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify a structure and an external shape, and to improve breaking resistance, in an exhaust muffler 1 reducing the exhaust sound of an engine. <P>SOLUTION: A resonance chamber 9 is provided adjacently to expansion chambers 7, 8 into which exhaust gas is introduced. In a delivery pipe 4 communicating with the expansion chamber 7, a partitioning wall 13 for forming a communicating passage 12 communicating a predetermined position in the delivery pipe 4 and the resonance chamber 9 is provided. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば車両等に搭載されるエンジンの排気音を低減する排気消音装置に関する。   The present invention relates to an exhaust silencer for reducing exhaust noise of an engine mounted on, for example, a vehicle.

一般的に、車両等に搭載されるエンジンの運転時の排気脈動によって、排気系通路においてその通路長に対応した気柱共鳴が発生する。そこで、従来から、エンジンの排気音を排気系に設けられる排気消音装置により低減させるようになっている。   In general, due to exhaust pulsation during operation of an engine mounted on a vehicle or the like, air column resonance corresponding to the passage length occurs in the exhaust system passage. Therefore, conventionally, the exhaust noise of the engine is reduced by an exhaust silencer provided in the exhaust system.

従来のこの種の排気消音装置としては、例えば特許文献1に示すように、マフラー内に二つの拡張室を排気方向隣り合わせに配置し、排気方向上流側に位置する第1拡張室にエンジンから排出される排気ガスを導入させてから、排気方向下流側に位置する第2拡張室に送ることで音圧を低下させ、この第2拡張室からブランチ管を経て導出管に流出させることにより、導出管で発生する気柱共鳴音を低減するように構成している。   As a conventional exhaust silencer of this type, for example, as shown in Patent Document 1, two expansion chambers are arranged in the muffler next to each other in the exhaust direction, and exhausted from the engine to the first expansion chamber located upstream in the exhaust direction. The exhaust gas is introduced and then sent to the second expansion chamber located downstream in the exhaust direction to lower the sound pressure and flow out from the second expansion chamber through the branch pipe to the outlet pipe. It is configured to reduce air column resonance generated in the tube.

なお、特許文献1では、前記構成において、導出管の上流側に開口面積を調整するための可変弁を設けることにより、エンジンの運転状況に応じた排気音の低減を可能とするようにしている。   In Patent Document 1, in the configuration described above, a variable valve for adjusting the opening area is provided on the upstream side of the outlet pipe, so that the exhaust noise can be reduced according to the operating condition of the engine. .

また、特許文献2に示すように、マフラー内に拡張室と共鳴室を排気方向隣り合わせに設け、共鳴室と排気管とに長さの異なる二つの首管を連通するとともに、排気管内に内管をスライド可能に配置し、排気圧に応じて内管をスライドさせて、内管の途中に設けた開口をいずれか一方の首管に連通させ、この首管を通じて排気管と共鳴室とを連通させるように構成している。   Further, as shown in Patent Document 2, an expansion chamber and a resonance chamber are provided in the muffler adjacent to each other in the exhaust direction, two necks having different lengths are connected to the resonance chamber and the exhaust pipe, and the inner pipe is provided in the exhaust pipe. The inner pipe is slid according to the exhaust pressure, the opening provided in the middle of the inner pipe is connected to one of the neck pipes, and the exhaust pipe communicates with the resonance chamber through the neck pipe. It is configured to make it.

この特許文献2では、排気圧に応じて、共鳴室の共鳴周波数を自動的に変更可能とすることにより、排気圧に応じた排気音の低減効果を得るようにしている。
特開2005−264900号公報 実開平4−47118号公報
In Patent Document 2, the resonance frequency of the resonance chamber can be automatically changed according to the exhaust pressure, thereby obtaining an effect of reducing the exhaust sound according to the exhaust pressure.
JP 2005-264900 A Japanese Utility Model Publication No. 4-47118

上記いずれの従来例も、排気音を低減することが可能であるものの、それぞれに構成が複雑になっていることが指摘される。   In any of the above conventional examples, although it is possible to reduce the exhaust noise, it is pointed out that the configuration is complicated.

例えば、特許文献1に係る従来例では、導出管に連結されるU字形のブランチ管をマフラー内部に配置させており、形状が複雑で組立作業が面倒であることが懸念される。   For example, in the conventional example according to Patent Document 1, the U-shaped branch pipe connected to the outlet pipe is arranged inside the muffler, and there is a concern that the shape is complicated and the assembly work is troublesome.

一方、特許文献2に係る従来例では、二つの首管をマフラーや排気管の外部に取り付けているとともに、排気管内部に内管をスライド可能に収納している構造であって、構成部品が多いとともに、組立作業が煩雑になる等、コストが嵩むことが懸念される。   On the other hand, in the conventional example according to Patent Document 2, two neck pipes are attached to the outside of the muffler and the exhaust pipe, and the inner pipe is slidably housed inside the exhaust pipe. At the same time, there is a concern that the cost will increase due to complicated assembly work.

特に、特許文献2に係る従来例では、共鳴室と排気管とを連通連結する二つの首管をマフラーの外側に配置しているために、それが外側へ突出する等、外形形状が複雑化している。しかも、二つの首管をマフラーの外側に配置していることと、二つの首管の一方端縁を排気管の外周面の円周方向所定領域に径方向から接合していることとによって、二つの首管と排気管との表面温度の偏差が大きくなって、これら両者の熱膨張差が大きくなるために、前記接合部に過大な応力が集中し、当該接合部が破損しやすくなるおそれがある。ここに改良の余地がある。   In particular, in the conventional example according to Patent Document 2, since the two neck pipes that connect and connect the resonance chamber and the exhaust pipe are arranged outside the muffler, the outer shape becomes complicated, such as protruding outward. ing. Moreover, by disposing the two neck pipes on the outside of the muffler, and joining one end edge of the two neck pipes in a circumferential direction predetermined region of the outer peripheral surface of the exhaust pipe from the radial direction, Since the deviation of the surface temperature between the two neck pipes and the exhaust pipe becomes large and the difference in thermal expansion between the two neck pipes and the exhaust pipe becomes large, excessive stress is concentrated on the joint, and the joint may be easily damaged. There is. There is room for improvement here.

本発明は、エンジンの排気音を低減する排気消音装置において、構成簡素化、外形形状のシンプル化ならびに耐破損性の向上を達成可能とすることを目的としている。   It is an object of the present invention to achieve simplification of the configuration, simplification of the outer shape, and improvement of damage resistance in an exhaust silencer that reduces exhaust noise of an engine.

本発明は、排気ガスが導入される拡張室に共鳴室が隣接して設けられ、前記拡張室に連通される導出管内に、当該導出管内の所定位置と前記共鳴室とを連通する連通路を形成するための隔壁が設けられている、ことを特徴としている。   According to the present invention, a resonance chamber is provided adjacent to an expansion chamber into which exhaust gas is introduced, and a communication path that connects a predetermined position in the extraction tube and the resonance chamber is provided in the extraction tube that communicates with the expansion chamber. A partition wall for forming is provided.

この構成によれば、拡張室により排気音圧が低下された後、この拡張室から導出管に流出される排気ガスによる気柱共鳴圧力波が、連通路を経て共鳴室に伝播されることにより減衰されるので、導出管で発生する気柱共鳴音が低減されることになる。   According to this configuration, after the exhaust sound pressure is reduced by the expansion chamber, the air column resonance pressure wave due to the exhaust gas flowing out from the expansion chamber to the outlet pipe is propagated to the resonance chamber through the communication path. Since it is attenuated, air column resonance generated in the outlet pipe is reduced.

しかも、従来例のように連通路をパイプとしてケースや導出管の外部に設ける場合に比べて、構成部品点数が少なくて済むとともに、外方への余分な突出部分が無くなるから、排気消音装置の設置スペースを可及的に小さくすることが可能になるとともに、排気消音装置の製造コストの上昇を抑制することが可能になる。   In addition, as compared to the case where the communication path is provided as a pipe outside the case or the lead-out pipe as in the conventional example, the number of components can be reduced, and there is no extra projecting portion outward. The installation space can be made as small as possible, and an increase in the manufacturing cost of the exhaust silencer can be suppressed.

さらに、連通路を形成するための隔壁が導出管の内部に設けられるので、導出管と隔壁との表面温度の偏差が小さくて済むようになる。これにより、前記両者の熱膨張差が小さくなるために、導出管と隔壁とを接合するような場合でも、この接合部に過大な応力が集中せずに済む等、接合部が破損しにくくなる。   Further, since the partition wall for forming the communication path is provided inside the outlet pipe, the deviation of the surface temperature between the outlet pipe and the partition wall can be reduced. As a result, the difference in thermal expansion between the two becomes small, so that even when the lead-out pipe and the partition wall are joined, excessive stress does not need to be concentrated at the joint, and the joint is less likely to be damaged. .

このように、排気消音装置本来の排気音低減作用を確保したうえで、構成簡素化と外形形状のシンプル化とを図ることが可能になるとともに、耐破損性を高めることが可能になる。   As described above, it is possible to simplify the configuration and the outer shape of the exhaust silencer while ensuring the original exhaust noise reduction action, and to improve the damage resistance.

なお、共鳴室は、導出管の長さ(気柱共鳴の波長)に対応した容積(周波数)を持つように設定される。   The resonance chamber is set so as to have a volume (frequency) corresponding to the length of the outlet tube (wavelength of the air column resonance).

好ましくは、前記隔壁は、前記導出管において必要な領域に空間状の連通路を区画形成するための板状部材とされ、前記導出管に接合される、ものとすることができる。   Preferably, the partition wall is a plate-like member for partitioning and forming a spatial communication path in a necessary area of the outlet pipe, and can be joined to the outlet pipe.

この構成では、隔壁の具体構成を特定しており、その特定により、前記構成簡素化と外形形状のシンプル化と耐破損性の向上とを可能とすることが明確になる。   In this configuration, the specific configuration of the partition wall is specified, and it becomes clear that the specification enables simplification of the configuration, simplification of the outer shape, and improvement of breakage resistance.

好ましくは、前記拡張室は、排気ガスが導入される第1拡張室と、この第1拡張室内の排気ガスが流入されるとともに前記導出管が連通連結される第2拡張室とを含み、この第2拡張室に前記共鳴室が隣接配置される、ものとすることができる。   Preferably, the expansion chamber includes a first expansion chamber into which exhaust gas is introduced, and a second expansion chamber into which exhaust gas in the first expansion chamber flows and the outlet pipe is connected. The resonance chamber may be disposed adjacent to the second expansion chamber.

この構成では、複数の拡張室を有しているから、排気音圧が段階的に低減されるようになる。これにより、導出管で発生する気柱共鳴を十分に消音させるために、共鳴室の容積や、連通路の長さおよび断面積等の調整幅が広がることになる。   In this configuration, since the plurality of expansion chambers are provided, the exhaust sound pressure is reduced stepwise. As a result, in order to sufficiently silence the air column resonance generated in the outlet tube, the adjustment range of the volume of the resonance chamber, the length of the communication path, the cross-sectional area, and the like is increased.

本発明に係る排気消音装置によれば、排気音の低減効果を確保したうえで、外側への突出部分を排除した簡素かつシンプルな構成として製造コストの低減ならびに設置性の向上を図ることが可能になるとともに、耐破損性を高めることが可能になる。   According to the exhaust silencer according to the present invention, it is possible to reduce the manufacturing cost and improve the installability with a simple and simple configuration that eliminates the protruding portion to the outside while ensuring the exhaust noise reduction effect. It becomes possible to improve breakage resistance.

以下、本発明の最良の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図1から図4に、本発明の一実施形態を示している。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the best embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 to 4 show an embodiment of the present invention.

この実施形態では、本発明に係る排気消音装置を自動車に搭載されるエンジンの排気系に用いられるものとした例を挙げている。   In this embodiment, an example in which the exhaust silencer according to the present invention is used in an exhaust system of an engine mounted on an automobile is given.

まず、図1および図2を参照して、この実施形態の排気消音装置の概要を説明する。図1は、排気消音装置の一実施形態を模式的に示す断面図、図2は、図1の(2)−(2)線断面の矢視図である。   First, an outline of the exhaust silencer of this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an embodiment of an exhaust silencer, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line (2)-(2) in FIG.

これらの図に示すように、排気消音装置1は、マフラー2と、導入管3と、導出管4とを含んで構成されている。   As shown in these drawings, the exhaust silencer 1 includes a muffler 2, an introduction pipe 3, and a lead-out pipe 4.

マフラー2は、図示していないエンジンから排気された排気ガスの排気音を低減するものである。導入管3は、図示していないエンジンから排気された排気ガスをマフラー2に導入するものである。導出管4は、マフラー2から大気へと排気ガスを排出させるものである。   The muffler 2 reduces exhaust noise of exhaust gas exhausted from an engine (not shown). The introduction pipe 3 introduces exhaust gas exhausted from an engine (not shown) into the muffler 2. The lead-out pipe 4 discharges exhaust gas from the muffler 2 to the atmosphere.

具体的に、マフラー2は、拡張、共鳴併用タイプとされており、その内部に二つの仕切り壁5,6を設けることによって、マフラー2内が三つの隣り合う空間に仕切られている。   Specifically, the muffler 2 is an expansion / resonance combination type, and the inside of the muffler 2 is partitioned into three adjacent spaces by providing two partition walls 5 and 6 therein.

この三つの空間のうち、排気方向の中間に位置する空間が第1拡張室7とされ、最上流側に位置する空間が第2拡張室8とされ、最下流側に位置する空間が共鳴室9とされている。   Of these three spaces, the space located in the middle of the exhaust direction is the first expansion chamber 7, the space located on the most upstream side is the second expansion chamber 8, and the space located on the most downstream side is the resonance chamber. It is set to 9.

仕切り壁5は、第1拡張室7と第2拡張室8とを仕切るもので、仕切り壁6は、第1拡張室7と共鳴室9とを仕切るものである。前者の仕切り壁5には、多数の貫通孔11が設けられており、この貫通孔11によって隣り合う第1拡張室7と第2拡張室8とが連通されている。   The partition wall 5 partitions the first extension chamber 7 and the second extension chamber 8, and the partition wall 6 partitions the first extension chamber 7 and the resonance chamber 9. The former partition wall 5 is provided with a large number of through holes 11, and the first extension chamber 7 and the second extension chamber 8 adjacent to each other are communicated with each other through the through holes 11.

共鳴室9は、特定周波数の振動に共鳴してその振動に起因する排気音を低減するもので、例えば導出管4で発生する気柱共鳴を低減させるために、導出管4で発生する気柱共鳴の周波数と同じ周波数を持つように設計される。   The resonance chamber 9 resonates with vibration of a specific frequency and reduces exhaust sound caused by the vibration. For example, in order to reduce air column resonance generated in the outlet pipe 4, the air column generated in the outlet pipe 4 Designed to have the same frequency as the resonance.

導入管3は、その上流端が図示していないエンジンのエキゾーストマニホールドに連通連結され、また、下流端が、排気方向の最上流側に位置する第2拡張室8を貫通して第1拡張室7内で開放されるようになっている。   The upstream end of the introduction pipe 3 is connected to an exhaust manifold of an engine (not shown), and the downstream end passes through the second expansion chamber 8 located on the most upstream side in the exhaust direction and passes through the first expansion chamber. 7 is open.

導出管4は、その上流端が共鳴室9および第1拡張室7を貫通して第2拡張室8内で開放され、また、下流端が大気に開放されるようになっている。この導出管4の途中には、共鳴室9に向けて開放する通孔4aが設けられている。   The outlet pipe 4 has an upstream end that passes through the resonance chamber 9 and the first expansion chamber 7 and is opened in the second expansion chamber 8, and a downstream end that is open to the atmosphere. In the middle of the outlet pipe 4, a through hole 4 a that opens toward the resonance chamber 9 is provided.

そして、導出管4の内部には、当該導出管4内の所定位置と共鳴室9とを連通する連通路12を形成するための隔壁13が設けられている。   A partition wall 13 is provided inside the outlet pipe 4 to form a communication passage 12 that communicates a predetermined position in the outlet pipe 4 with the resonance chamber 9.

この隔壁13において連通路12の下流側所定位置には、導出管4内に向けて開放する通孔14が設けられている。隔壁13の上流側は、導出管4の通孔4aを覆うように配置されており、この通孔4aと隔壁13の通孔14とを経て導出管4内の所定位置と共鳴室9とが連通される。   In the partition wall 13, a through hole 14 that opens toward the inside of the outlet pipe 4 is provided at a predetermined position downstream of the communication path 12. The upstream side of the partition wall 13 is disposed so as to cover the through hole 4a of the outlet tube 4, and a predetermined position in the outlet tube 4 and the resonance chamber 9 are connected to each other through the through hole 4a and the through hole 14 of the partition wall 13. Communicated.

この隔壁13は、図2に示すように、例えば導出管4の径方向断面での形状が波形になった板状部材からなる。この隔壁13は、その外周縁が導出管4の内壁面に沿って僅かに屈曲されていて、この屈曲部分が導出管4の内壁面に対して例えば溶接などによって接合されている。なお、隔壁13は、後で示す図6に示すような形状であってもよく、特に限定されない。   As shown in FIG. 2, the partition wall 13 is made of, for example, a plate-like member having a corrugated shape in the radial cross section of the outlet tube 4. The outer peripheral edge of the partition wall 13 is slightly bent along the inner wall surface of the outlet tube 4, and the bent portion is joined to the inner wall surface of the outlet tube 4 by, for example, welding. In addition, the shape as shown in FIG. 6 shown later may be sufficient as the partition 13, and it does not specifically limit.

このように導出管4における所定領域に隔壁13を設けることによって、当該所定領域の内部空間は、その断面の略半分が排気ガス通路に、また、残り半分が干渉音の伝播通路になっている。   By providing the partition wall 13 in the predetermined region in the outlet pipe 4 in this manner, the internal space of the predetermined region has an approximately half of its cross section serving as an exhaust gas passage and the other half serving as an interference sound propagation passage. .

ところで、上記のような排気消音装置1を自動車に設置するにあたっては、第2拡張室8および導入管3が自動車のフロント側に、また、共鳴室9および導出管4が自動車のリア側にそれぞれ位置される。   By the way, when the exhaust silencer 1 as described above is installed in the automobile, the second expansion chamber 8 and the introduction pipe 3 are on the front side of the automobile, and the resonance chamber 9 and the outlet pipe 4 are on the rear side of the automobile. Be positioned.

次に、前記のような構成の排気消音装置1による作用について、図3および図4を参照して説明する。   Next, the operation of the exhaust silencer 1 configured as described above will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

なお、図3は、図1の排気消音装置における導出管の長さと気柱共鳴周波数との関係を示す図表である。図4は、図1の排気消音装置による排気音低減作用を説明するための図表で、エンジン回転数と音圧レベルとの関係を示している。   FIG. 3 is a chart showing the relationship between the length of the outlet pipe and the air column resonance frequency in the exhaust silencer of FIG. FIG. 4 is a chart for explaining the exhaust noise reduction effect of the exhaust silencer of FIG. 1, and shows the relationship between the engine speed and the sound pressure level.

図示していないエンジンから排気される排気ガスが、図1の矢印で示すように、まず導入管3から第1拡張室7に導入されることにより排気音圧が低下され、その後、仕切り壁5の貫通孔11を経て第2拡張室8へ導入されることによりさらに排気音圧が低下されることになる。   As shown by the arrow in FIG. 1, exhaust gas exhausted from an engine (not shown) is first introduced from the introduction pipe 3 into the first expansion chamber 7 to reduce the exhaust sound pressure, and then the partition wall 5 The exhaust sound pressure is further reduced by being introduced into the second expansion chamber 8 through the through hole 11.

この後、第2拡張室8内の排気ガスが導出管4を経て大気放出されることになるが、この導出管4内での排気ガスの通過に伴い発生する気柱共鳴の圧力波が、連通路12を経て共鳴室9に伝播されることになるので、共鳴室9のレゾネータ作用によって導出管4で発生する気柱共鳴音が低減されることになる。   Thereafter, the exhaust gas in the second expansion chamber 8 is released into the atmosphere through the outlet pipe 4, and the pressure wave of the air column resonance generated with the passage of the exhaust gas in the outlet pipe 4 is Since it is propagated to the resonance chamber 9 through the communication path 12, air column resonance generated in the outlet pipe 4 due to the resonator action of the resonance chamber 9 is reduced.

一般的に、エンジンの運転時の排気脈動によって、導出管4にはその管長に対応した気柱共鳴が発生するが、その気柱共鳴は管長を半波長とした周波数を基本とするものである。   Generally, due to exhaust pulsation during engine operation, air column resonance corresponding to the tube length occurs in the lead-out tube 4, and the air column resonance is based on a frequency with the tube length as a half wavelength. .

参考までに、導出管4で発生する気柱共鳴の周波数は、導出管4の管長との間で例えば図3に示すような相関関係を有している。そのため、導出管4の管長に基づき共鳴室9の容積ならびに連通路12の寸法、形状等を適宜に設定すればよい。   For reference, the frequency of the air column resonance generated in the outlet tube 4 has a correlation as shown in FIG. Therefore, the volume of the resonance chamber 9 and the dimensions and shape of the communication path 12 may be appropriately set based on the length of the outlet pipe 4.

ところで、一般的に、エンジンのエキゾーストマニホールドの上流端から導出管4の下流端の間で発生する気柱共鳴音の圧力波がピークとなる位置にマフラー2を配置することにより、前記圧力波を分断させることが理想的であるとされるが、近年では自動車における後席やガソリンタンクの配置が優先される関係より、自動車の底部における前記理想的な位置にマフラー2を設置することが困難になることがある。   By the way, in general, the muffler 2 is arranged at a position where the pressure wave of the air column resonance generated between the upstream end of the exhaust manifold of the engine and the downstream end of the outlet pipe 4 reaches a peak, thereby reducing the pressure wave. It is said that it is ideal to divide, but in recent years, it is difficult to install the muffler 2 at the ideal position at the bottom of the car because of the priority given to the arrangement of the rear seats and gasoline tanks in the car. May be.

特に、自動車の前後方向中間部分にマフラー2を設置せざるを得ない場合、導出管4の管長が長くなってしまうが、そのような場合でも、上記排気消音装置1であれば、各拡張室7,8、共鳴室9ならびに連通路12の寸法、形状等を適宜に設計することによって、十分な排気音低減作用を得ることが可能である。   In particular, when the muffler 2 must be installed in the middle part in the front-rear direction of the automobile, the length of the outlet pipe 4 becomes long. It is possible to obtain a sufficient exhaust noise reduction effect by appropriately designing the dimensions, shapes, etc. of 7, 8, the resonance chamber 9 and the communication passage 12.

このような実施形態の手法によれば、例えば車両加速に伴うエンジン回転数の上昇時における排気音について、例えば図4に示すような傾向となる。図中の破線で示す比較例は、共鳴室9を用いていないものとする。   According to the method of such an embodiment, for example, the exhaust noise when the engine speed increases due to vehicle acceleration tends to be as shown in FIG. In the comparative example indicated by the broken line in the figure, the resonance chamber 9 is not used.

この比較例では、エンジン回転数の中回転域において音圧レベルがピークとなり、それ以降、エンジン回転数の上昇に反比例して漸次低下する傾向となる。それに対し、この実施形態の場合、音圧レベルのピークとなるエンジン回転数が高回転域寄りとなり、かつ、当該音圧レベルのピークが低下するようになる。このように、この実施形態の場合、排気音を低減することができる。   In this comparative example, the sound pressure level reaches a peak in the middle engine speed range, and thereafter, gradually decreases in inverse proportion to the increase in engine speed. On the other hand, in the case of this embodiment, the engine speed at which the sound pressure level reaches a peak is close to the high engine speed range, and the peak of the sound pressure level decreases. Thus, in this embodiment, exhaust noise can be reduced.

そして、上記実施形態では、要するに、導出管4と共鳴室9とを連通連結する連通路12について、従来例のようなパイプとせずに、導出管4の内部に隔壁13で区画形成される空間としているから、前記従来例に比べて、構成部品点数が少なくて済んで排気消音装置1の製造コストの上昇を抑制することが可能になるとともに、外方への余分な突出部分を無くすことができて、排気消音装置1の設置スペースを可及的に小さくすることが可能になる。   In short, in the above-described embodiment, the communication passage 12 that communicates and connects the outlet tube 4 and the resonance chamber 9 is not a pipe as in the conventional example, but is a space defined by the partition wall 13 inside the outlet tube 4. Therefore, compared with the conventional example, it is possible to reduce the number of component parts, and it is possible to suppress an increase in the manufacturing cost of the exhaust silencer 1, and it is possible to eliminate an extra protruding portion outward. Thus, the installation space for the exhaust silencer 1 can be made as small as possible.

さらに、隔壁13が導出管4の内部に設けられる関係より、導出管4と隔壁13との表面温度の偏差が小さくて済むようになる。これにより、前記両者の熱膨張差が小さくなるために、導出管4と隔壁13との接合部に過大な応力が集中せずに済む等、当該接合部が破損しにくくなる。   Further, since the partition wall 13 is provided inside the outlet tube 4, the deviation in surface temperature between the outlet tube 4 and the partition wall 13 can be reduced. As a result, the difference in thermal expansion between the two becomes small, so that excessive stress is not concentrated on the joint between the outlet tube 4 and the partition wall 13, and the joint is less likely to be damaged.

したがって、この実施形態では、排気消音装置1本来の排気音低減作用を確保したうえで、構成簡素化と外形形状のシンプル化とを図ることが可能になるとともに、耐破損性を高めることが可能になる。   Therefore, in this embodiment, it is possible to simplify the configuration and the outer shape of the exhaust silencer 1 while ensuring the original exhaust noise reduction action, and to improve the damage resistance. become.

なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲で包含されるすべての変形や応用が可能である。以下で例を挙げる。   In addition, this invention is not limited only to the said embodiment, All the deformation | transformation and application included in the range equivalent to the claim and the said range are possible. Examples are given below.

(1)上記実施形態では、マフラー2内に設ける拡張室の数を2つとした例を挙げているが、その数は任意である。   (1) In the above embodiment, an example is given in which the number of expansion chambers provided in the muffler 2 is two, but the number is arbitrary.

(2)図5から図7を参照して、本発明の他の実施形態を説明する。この実施形態では、導出管4を通過する排気ガスの圧力波に対し、適宜の周波数かつ位相の圧力波を干渉させることにより、排気音を低減させるようにしている。   (2) Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the exhaust sound is reduced by causing the pressure wave of the exhaust gas passing through the outlet pipe 4 to interfere with the pressure wave of an appropriate frequency and phase.

具体的に、マフラー2は、拡張タイプとされており、その内部に二つの仕切り壁21,22を設けることによって、マフラー2内が三つの隣り合う空間に仕切られている。   Specifically, the muffler 2 is an expansion type, and the inside of the muffler 2 is partitioned into three adjacent spaces by providing two partition walls 21 and 22 therein.

この三つの空間のうち、排気方向の最下流側に位置する空間が第1拡張室23とされ、中間に位置する空間が第2拡張室24とされ、最上流側に位置する空間が第3拡張室25とされている。   Of these three spaces, the space located on the most downstream side in the exhaust direction is the first expansion chamber 23, the space located in the middle is the second expansion chamber 24, and the space located on the most upstream side is the third space. An extension room 25 is provided.

仕切り壁21は、第1拡張室23と第2拡張室24とを仕切るもので、仕切り壁22は、第2拡張室24と第3拡張室25とを仕切るものである。両方の仕切り壁21,22には、それぞれ多数の貫通孔26,27が設けられており、この貫通孔26,27によって隣り合う部屋どうしが連通されている。   The partition wall 21 partitions the first extension chamber 23 and the second extension chamber 24, and the partition wall 22 partitions the second extension chamber 24 and the third extension chamber 25. Both partition walls 21 and 22 are provided with a large number of through holes 26 and 27, respectively, and adjacent rooms communicate with each other through the through holes 26 and 27.

導入管3は、その上流端が図示していないエンジンのエキゾーストマニホールドに連通連結され、また、下流端が、第3拡張室25および第2拡張室24を貫通して第1拡張室23に開放されるようになっている。   The upstream end of the introduction pipe 3 is connected to an exhaust manifold (not shown) of the engine, and the downstream end passes through the third expansion chamber 25 and the second expansion chamber 24 and opens to the first expansion chamber 23. It has come to be.

導出管4は、その上流端が第2拡張室24および第3拡張室25を貫通して第1拡張室23内で開放され、また、下流端が大気に開放されるようになっている。この導出管4の途中には、第1拡張室23内に向けて開放する通孔4aが設けられている。   The outlet pipe 4 has an upstream end that passes through the second expansion chamber 24 and the third expansion chamber 25 and is opened in the first expansion chamber 23, and a downstream end that is open to the atmosphere. In the middle of the outlet pipe 4, a through hole 4 a that opens toward the inside of the first expansion chamber 23 is provided.

そして、導出管4の内部には、当該導出管4内の所定位置と第1拡張室23とを連通する連通路28を形成するための隔壁29が設けられている。   A partition wall 29 is provided inside the outlet pipe 4 to form a communication path 28 that communicates a predetermined position in the outlet pipe 4 with the first expansion chamber 23.

この隔壁29において連通路28の下流側所定位置には、導出管4内に向けて開放する通孔30が設けられている。隔壁29の上流側は、導出管4の通孔4aを覆うように配置されており、この通孔4aと隔壁29の通孔30とを経て導出管4内の所定位置と第1拡張室23とが連通される。   In the partition wall 29, a through hole 30 that opens toward the inside of the outlet pipe 4 is provided at a predetermined position downstream of the communication path 28. The upstream side of the partition wall 29 is disposed so as to cover the through hole 4 a of the outlet pipe 4, and a predetermined position in the outlet pipe 4 and the first expansion chamber 23 through the through hole 4 a and the through hole 30 of the partition wall 29. And communicated with each other.

この隔壁29は、図6に示すように、例えば平坦な板状部材からなる。この隔壁29は、その外周縁が導出管4の内壁面に沿って僅かに屈曲されていて、この屈曲部分が導出管4の内壁面に対して例えば溶接などによって接合されている。なお、隔壁29は、図2に示すような形状であってもよく、特に限定されない。   As shown in FIG. 6, the partition wall 29 is made of, for example, a flat plate member. The outer peripheral edge of the partition wall 29 is slightly bent along the inner wall surface of the outlet tube 4, and the bent portion is joined to the inner wall surface of the outlet tube 4 by, for example, welding. The partition wall 29 may have a shape as shown in FIG. 2 and is not particularly limited.

次に、前記のような構成の排気消音装置1による作用について説明する。   Next, the operation of the exhaust silencer 1 configured as described above will be described.

図示していないエンジンから排出される排気ガスが、図5の矢印で示すように、まず、導入管3から第1拡張室23に導入され、その後、仕切り壁21の貫通孔26を経て第2拡張室24へ、また、仕切り壁22の貫通孔27を経て第3拡張室25へと順次導入されることにより、段階的に排気音圧が低下されることになる。   Exhaust gas discharged from an engine (not shown) is first introduced from the introduction pipe 3 into the first expansion chamber 23 as shown by an arrow in FIG. 5, and then passed through the through hole 26 of the partition wall 21 to be second. By sequentially introducing the expansion chamber 24 and the third expansion chamber 25 through the through hole 27 of the partition wall 22, the exhaust sound pressure is gradually reduced.

この後、第3拡張室25内の排気ガスが導出管4を経て大気放出されることになるが、前記導入管3から第1拡張室23に導入された排気ガスの一部が連通路28を経て導出管4内に短絡して導入されることになる。   Thereafter, the exhaust gas in the third expansion chamber 25 is released to the atmosphere through the outlet pipe 4, and a part of the exhaust gas introduced from the introduction pipe 3 into the first expansion chamber 23 is communicated with the communication path 28. Through this, the lead-out pipe 4 is introduced in a short circuit.

このことを言い換えると、第3拡張室25から導出管4内に導入される排気ガスの通過に伴い発生する気柱共鳴音に、連通路28を経て導出管4に伝播される排気音が干渉されることになる。つまり、気柱共鳴音に対して、それと周波数および位相の異なる排気音を干渉させるようにしているので、導出管4で発生する気柱共鳴音が低減されることになる。   In other words, the exhaust noise propagated to the lead-out pipe 4 through the communication path 28 interferes with the air column resonance generated by the passage of the exhaust gas introduced from the third expansion chamber 25 into the lead-out pipe 4. Will be. That is, since the exhaust sound having a different frequency and phase is made to interfere with the air column resonance sound, the air column resonance sound generated in the outlet tube 4 is reduced.

ここで、連通路28から導出管4に伝播させる排気音の周波数や位相は、第1〜第3拡張室23〜25を経て導出管4に導入される排気ガスの通過に伴い発生する気柱共鳴音の周波数や位相を考慮し、目標とする排気音低減効果を得るように、適宜に設定される。例えば、気柱共鳴音に干渉させる排気音の周波数は、気柱共鳴音の周波数に対して1/2波長とするのが好ましい。このことに基づいて、マフラー2の各部の寸法、形状、ならびに導出管4において連通路28の存在する領域について各流路の断面積(図2参照)の比等を適宜に設計するようになっている。   Here, the frequency and phase of the exhaust sound propagated from the communication passage 28 to the outlet pipe 4 are air columns generated as the exhaust gas introduced into the outlet pipe 4 through the first to third expansion chambers 23 to 25 passes. In consideration of the frequency and phase of the resonance sound, the frequency is appropriately set so as to obtain a target exhaust noise reduction effect. For example, the frequency of the exhaust sound that interferes with the air column resonance sound is preferably ½ wavelength with respect to the frequency of the air column resonance sound. Based on this, the size and shape of each part of the muffler 2 and the ratio of the cross-sectional area of each flow path (see FIG. 2) for the region where the communication path 28 exists in the outlet pipe 4 are appropriately designed. ing.

このような実施形態の手法によれば、例えば車両加速に伴うエンジン回転数の上昇時における排気音について、例えば図7に示すような傾向となる。図中の破線で示す比較例は、実施形態のような干渉を行わせていないものとする。   According to the method of such an embodiment, for example, the exhaust noise when the engine speed increases due to vehicle acceleration tends to be as shown in FIG. In the comparative example indicated by the broken line in the figure, it is assumed that interference is not performed as in the embodiment.

この比較例では、エンジン回転数の中回転域において音圧レベルがピークとなり、それ以降、エンジン回転数の上昇に反比例して漸次低下する傾向となる。それに対し、この実施形態の場合、エンジン回転数の低回転域から中回転域までの音圧レベルを低くすることが可能であり、しかも、中回転域から高回転域までエンジン回転数の増加に応じて音圧レベルを緩やかに上昇させることが可能になって好ましい。このように、この実施形態の場合、排気音を低減することができる。   In this comparative example, the sound pressure level reaches a peak in the middle engine speed range, and thereafter, gradually decreases in inverse proportion to the increase in engine speed. On the other hand, in the case of this embodiment, the sound pressure level from the low engine speed range to the medium engine speed range can be lowered, and the engine speed can be increased from the medium engine speed range to the high engine speed range. Accordingly, it is preferable that the sound pressure level can be gradually increased. Thus, in this embodiment, exhaust noise can be reduced.

そして、この実施形態では、要するに、導出管4と第1拡張室23とを連通連結する連通路28について、従来例のようなパイプとせずに、導出管4の内部に隔壁29で区画形成される空間としているから、前記従来例に比べて、構成部品点数が少なくて済んで排気消音装置1の製造コストの上昇を抑制することが可能になるとともに、外方への余分な突出部分を無くすことができて、排気消音装置1の設置スペースを可及的に小さくすることが可能になる。   In short, in this embodiment, the communication passage 28 that communicates and connects the outlet pipe 4 and the first expansion chamber 23 is defined by a partition wall 29 inside the outlet pipe 4 without using a pipe as in the conventional example. Therefore, it is possible to reduce the number of components compared to the conventional example and to suppress an increase in the manufacturing cost of the exhaust silencer 1, and to eliminate an excessive protruding portion outward. Thus, the installation space for the exhaust silencer 1 can be made as small as possible.

さらに、隔壁29が導出管4の内部に設けられる関係より、導出管4と隔壁29との表面温度の偏差が小さくて済むようになる。これにより、前記両者の熱膨張差が小さくなるために、導出管4と隔壁29との接合部に過大な応力が集中せずに済む等、当該接合部が破損しにくくなる。   Further, since the partition wall 29 is provided inside the outlet pipe 4, the deviation in surface temperature between the outlet pipe 4 and the partition wall 29 can be reduced. As a result, the difference in thermal expansion between the two is reduced, so that excessive stress is not concentrated on the joint between the outlet tube 4 and the partition wall 29, and the joint is less likely to be damaged.

したがって、この実施形態では、排気消音装置1本来の排気音低減作用を確保したうえで、構成簡素化と外形形状のシンプル化とを図ることが可能になるとともに、耐破損性を高めることが可能になる。   Therefore, in this embodiment, it is possible to simplify the configuration and the outer shape of the exhaust silencer 1 while ensuring the original exhaust noise reduction action, and to improve the damage resistance. become.

本発明に係る排気消音装置の一実施形態を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically one Embodiment of the exhaust silencer which concerns on this invention. 図1の(2)−(2)線断面の矢視図である。It is an arrow view of the (2)-(2) line cross section of FIG. 図1の排気消音装置における導出管の長さと気柱共鳴周波数との関係を示す図表である。It is a chart which shows the relationship between the length of the outlet tube in the exhaust silencer of FIG. 1, and an air column resonance frequency. 図1の排気消音装置による排気音低減作用を説明するための図表で、エンジン回転数と音圧レベルとの関係を示している。FIG. 2 is a chart for explaining the exhaust noise reduction action of the exhaust silencer of FIG. 1 and shows the relationship between the engine speed and the sound pressure level. 本発明に係る排気消音装置の他例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the other example of the exhaust silencer which concerns on this invention. 図5の(6)−(6)線断面の矢視図である。FIG. 6 is a cross sectional view taken along line (6)-(6) in FIG. 5. 図5の排気消音装置による排気音低減作用を説明するための図表で、エンジン回転数と音圧レベルとの関係を示している。FIG. 5 is a chart for explaining the exhaust noise reduction effect of the exhaust silencer of FIG. 5 and shows the relationship between the engine speed and the sound pressure level.

符号の説明Explanation of symbols

1 排気消音装置
2 マフラー
3 導入管
4 導出管
4a 導出管の通孔
5 第1拡張室
6 第2拡張室
7 共鳴室
12 連通路
13 隔壁
14 隔壁の通孔
1 Exhaust silencer
2 Muffler
3 Introduction pipe
4 Outlet pipe
4a Lead-through hole
5 First extension room
6 Second expansion room
7 Resonance chamber 12 Communication passage 13 Bulkhead 14 Bulkhead passage

Claims (3)

排気ガスが導入される拡張室に共鳴室が隣接して設けられ、前記拡張室に連通される導出管内に、当該導出管内の所定位置と前記共鳴室とを連通する連通路を形成するための隔壁が設けられている、ことを特徴とする排気消音装置。   A resonance chamber is provided adjacent to the expansion chamber into which the exhaust gas is introduced, and a communication path for communicating a predetermined position in the discharge tube with the resonance chamber is formed in the discharge tube communicating with the expansion chamber. An exhaust silencer characterized in that a partition wall is provided. 請求項1に記載の排気消音装置において、
前記隔壁は、前記導出管において必要な領域に空間状の連通路を区画形成するための板状部材とされ、前記導出管に接合される、ことを特徴とする排気消音装置。
The exhaust silencer according to claim 1,
The exhaust silencer according to claim 1, wherein the partition wall is a plate-like member for partitioning and forming a spatial communication path in a necessary area of the outlet pipe, and is joined to the outlet pipe.
請求項1または2に記載の排気消音装置において、
前記拡張室は、排気ガスが導入される第1拡張室と、この第1拡張室内の排気ガスが流入されるとともに前記導出管が連通連結される第2拡張室とを含み、この第2拡張室に前記共鳴室が隣接配置される、ことを特徴とする排気消音装置。
The exhaust silencer according to claim 1 or 2,
The expansion chamber includes a first expansion chamber into which exhaust gas is introduced, and a second expansion chamber into which the exhaust gas in the first expansion chamber is introduced and the outlet pipe is connected in communication. An exhaust silencer, wherein the resonance chamber is disposed adjacent to the chamber.
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JP2020125710A (en) * 2019-02-04 2020-08-20 フタバ産業株式会社 Muffler

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