JP2013238160A - Exhaust muffling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車などの車両の床下に配置される排気消音装置において、消音器本体内の共鳴室による気柱共鳴音の低減効果を高めて消音性能の向上を図るようにした、排気消音装置に関する。 The present invention relates to an exhaust silencer that is arranged under the floor of a vehicle such as an automobile, and that enhances the silencing performance by enhancing the effect of reducing the air column resonance by the resonance chamber in the silencer body. About.
シェル10と、シェル10の両端を閉塞する一側と他側の一対の端壁11,12と、該一対の端壁11,12の間に設けられる隔壁14,14とからなり、隔壁14,14の一側に膨張室20,21とその他側に共鳴室21Rとが形成される消音器本体1と、前記一対の端壁11,12間でシェル10を貫通して消音器本体1に接続されていて、エンジンから排出された排気ガスを膨張室20,21に導く排気ガス導入管2L,2Rと、膨張室20,21内の排気ガスを消音器本体1外部に排出する排気ガス排出管5,5とを備えた排気消音装置は公知(後記特許文献1参照)である。
The
ところで、エンジンの排気騒音には、エンジンシリンダ内の燃料の燃焼爆発音、排気ガスの流れに起因する気流音および排気ガスの流れ経路に存在する定在波の気柱共鳴音などが混在する。 By the way, the engine exhaust noise includes a combustion explosion sound of fuel in the engine cylinder, an air flow sound caused by the flow of exhaust gas, a standing wave air column resonance sound existing in the flow path of the exhaust gas, and the like.
このうち、気柱共鳴音を低減するには、排気ガスの流れ経路における定在波の腹位置(振幅が最大となる位置)に、この定在波の周波数に同調した共鳴周波数を有する共鳴室を備えた消音器を設けるのが効果的であるが、排気管、消音器などを備えた排気系が配置される車両の床下には、燃料タンク、クロスメンバ、サイドフレーム、リヤアクスルなどの他の構成部品も配置されているため、嵩張る消音器の配置には制約があり、定在波の腹位置から偏倚した位置にその消音器を配置せざるを得ない場合がある。 Among these, in order to reduce air column resonance noise, a resonance chamber having a resonance frequency tuned to the frequency of the standing wave at the antinode position (position where the amplitude is maximum) of the standing wave in the flow path of the exhaust gas. It is effective to provide a silencer equipped with an exhaust pipe, but there are other fuel tanks, cross members, side frames, rear axles, etc. Since the components are also arranged, there is a restriction on the arrangement of the muffler that is bulky, and the muffler may have to be arranged at a position deviated from the antinode position of the standing wave.
特に、上記した特許文献1に示される排気消音装置は、車両の前後方向に沿って配置される排気ガス導入管が、一対の端壁間でシェルを貫通して消音器本体に接続されているため、一対の端壁が車幅方向で向かい合うように、すなわち、消音器本体の長手方向が車幅方向に沿うように配置するのが、排気ガス導入管と消音器本体とを接続させる上で好ましく、さらに、消音器本体内部に共鳴室だけでなく膨張室も備え、消音器本体が大型化していることから、上記した排気消音装置では、その消音器本体を車両の後方に配置せざるを得ないことが多く、こうした場合には、共鳴室が排気ガスの流れ経路における定在波の腹位置よりも排気ガスの流れ方向で下流側に偏倚した位置に配置されることになり、気柱共鳴音の低減効果を高めることが難しいという課題がある。 In particular, in the exhaust silencer shown in Patent Document 1 described above, an exhaust gas introduction pipe disposed along the longitudinal direction of the vehicle passes through the shell between a pair of end walls and is connected to the silencer body. Therefore, in order to connect the exhaust gas introduction pipe and the silencer body, the pair of end walls face each other in the vehicle width direction, that is, the longitudinal direction of the silencer body is along the vehicle width direction. Preferably, the silencer body is provided with not only a resonance chamber but also an expansion chamber, and the silencer body is enlarged. Therefore, in the exhaust silencer described above, the silencer body must be arranged behind the vehicle. In many cases, the resonance chamber is arranged at a position biased downstream in the flow direction of the exhaust gas from the antinode position of the standing wave in the flow path of the exhaust gas. To increase the effect of reducing resonance There is a problem that Shii.
本発明はかかる実情に鑑み、上記した排気消音装置において、消音器本体内の共鳴室が、定在波の腹位置に可及的に近づくようにして、共鳴室による気柱共鳴音の低減効果を高めることができ、前記課題を解決できるようにした、新規な排気消音装置を提供することを目的とする。 In view of such a situation, the present invention provides the above-described exhaust silencer, in which the resonance chamber in the silencer main body approaches the antinode position of the standing wave as much as possible, thereby reducing the air column resonance noise by the resonance chamber. An object of the present invention is to provide a novel exhaust silencer that can improve the above-described problem and solve the above-mentioned problems.
上記課題を解決するため、請求項1に記載された発明は、シェルと、シェルの両端を閉塞する一側と他側の一対の端壁と、該一対の端壁の間に設けられる隔壁とからなり、内部に一側の端壁と隔壁との間に形成される膨張室と、他側の端壁と隔壁との間に形成される共鳴室を有する消音器本体と、一対の端壁間で前記シェルを貫通して消音器本体に接続されていて、エンジンから排出された排気ガスを膨張室に導く排気ガス導入管と、膨張室内の排気ガスを消音器本体外部に排出する排気ガス排出管と、を備えた排気消音装置において、
排気ガス導入管は、消音器本体の内部で、一側の端壁へ向けて屈曲して膨張室に開口する開口部を有すると共に、その開口部よりも上流側で、他側の端壁へ向けて屈曲する分岐管を備え、分岐管は共鳴室に開口することを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 1 includes a shell, a pair of end walls on one side and the other side closing both ends of the shell, and a partition wall provided between the pair of end walls. A silencer body having an expansion chamber formed between one end wall and the partition wall, a resonance chamber formed between the other end wall and the partition wall, and a pair of end walls An exhaust gas introduction pipe for passing exhaust gas exhausted from the engine to the expansion chamber and exhausting the exhaust gas in the expansion chamber to the outside of the silencer main body. In an exhaust silencer comprising a discharge pipe,
The exhaust gas introduction pipe has an opening that is bent toward the end wall on one side and opens into the expansion chamber inside the silencer main body, and to the end wall on the other side upstream of the opening. A branch pipe that is bent in a direction is provided, and the branch pipe opens into the resonance chamber.
上記課題を解決するため、請求項2に記載された発明は、シェルと、シェルの両端を閉塞する一側と他側の一対の端壁と、該一対の端壁の間に設けられる隔壁とからなり、内部に一側の端壁と隔壁との間に形成される膨張室と、他側の端壁と隔壁との間に形成される共鳴室を有する消音器本体と、一側の端壁と隔壁との間でシェルを貫通して消音器本体に接続されていて、エンジンから排出された排気ガスを膨張室に導く排気ガス導入管と、膨張室内の排気ガスを消音器本体外部に排出する排気ガス排出管と、を備えた排気消音装置において、
排気ガス導入管は、膨張室の内部で、一側の端壁へ向けて屈曲して膨張室に開口する開口部を有すると共に、その開口部よりも上流側で、他側の端壁へ向けて屈曲する分岐管を備え、分岐管は隔壁を貫通して共鳴室に開口することを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in
The exhaust gas introduction pipe has an opening that bends toward one end wall inside the expansion chamber and opens into the expansion chamber, and is upstream of the opening and toward the other end wall. And the branch pipe is characterized in that it opens through the partition wall into the resonance chamber.
請求項各項記載の発明によれば、排気ガス導入管が備える分岐管によって、共鳴室が膨張室よりも上流側において排気ガスの流れ流路に接続されるため、その分、共鳴室を排気ガスの流れ経路における定在波の腹位置に近づけることが可能となり、共鳴室による気柱共鳴音の低減効果を高めることができる。 According to the invention described in each of the claims, the resonance chamber is connected to the exhaust gas flow passage on the upstream side of the expansion chamber by the branch pipe provided in the exhaust gas introduction pipe. It is possible to approach the antinode position of the standing wave in the gas flow path, and the effect of reducing the air column resonance noise by the resonance chamber can be enhanced.
以下、図1〜図7に基づいて、本発明の排気消音装置を、自動車用エンジンに連なる排気系に実施した場合の実施の形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment in which the exhaust silencer of the present invention is implemented in an exhaust system connected to an automobile engine will be described with reference to FIGS.
以下の説明において、前後、左右および上下は、自動車の前進方向を基準とする。 In the following description, front and rear, left and right, and top and bottom are based on the forward direction of the automobile.
図1において、自動車の車体B前部に搭載されるにエンジンEの排気ポートから大気に開口されるテールパイプ2に至る排気管1が自動車の車体Bの床下に配置されている。排気管1は、その床下を前後方向に縦走しており、その上流側から下流側に順に、一次触媒CA1、二次触媒CA2、前消音器(プリマフラー)PM、主消音器(メインマフラー)Mおよび補助消音器(サブマフラー)AMが直列に接続されており、補助消音器AMの下流端にはテールパイプ2が接続される。そして、前記主消音器Mが、本発明に係る「排気消音装置」に相当する。
In FIG. 1, an exhaust pipe 1 that is mounted on a front part of a vehicle body B of an automobile and extends from an exhaust port of an engine E to a
しかして、排気騒音の主たる消音を行なう、大型の主消音器Mは、前述の理由から、車両後方に配置されており、この主消音器Mの上流側に偏倚した位置に、排気ガスの流れ経路における定在波Wの腹位置Pが位置している。 Therefore, the large-sized main silencer M that mainly silences the exhaust noise is disposed on the rear side of the vehicle for the reasons described above, and the flow of the exhaust gas at a position biased upstream of the main silencer M. An antinode position P of the standing wave W in the path is located.
そして、エンジンEから排出されて排気管1を流れる排気ガスは、前消音器PM、主消音器Mおよび補助消音器AMを通って消音された後、テールパイプ2を経て大気に放出される。
The exhaust gas discharged from the engine E and flowing through the exhaust pipe 1 is silenced through the front silencer PM, the main silencer M, and the auxiliary silencer AM, and then released to the atmosphere via the
本発明に係る排気消音装置としての主消音器Mは、その縦中心軸線L−Lに沿う長手方向が車体Bの前後方向に対して横切る方向、すなわち車幅方向に配設されており、その主体部をなす消音器本体10と、エンジンEからの排気ガスを消音器本体10に導く排気ガス導入管30と、消音器本体10内の膨張室24内の排気ガスを外部に排出する排気ガス排出管40とを備えている。
The main silencer M as an exhaust silencer according to the present invention is disposed in a direction in which the longitudinal direction along the longitudinal center axis LL crosses the longitudinal direction of the vehicle body B, that is, in the vehicle width direction. The
図2、3において、消音器本体10は、主消音器Mのハウジングを構成しており、左右両端面を開放した楕円筒状のシェル11と、このシェル11の左側開口端に気密に固定される左側端壁12と、このシェル11の右側開口端に気密に固定される右側端壁13とより形成され、その内部に消音室14が形成される。そして、この主消音器Mは、その縦中心軸線L−Lを左右方向に向けて図示しない支持手段を介して車体Bに懸吊、支持される。
2 and 3, the silencer
消音器本体10の内面の長手方向の中央部分には、前記左右側端壁12,13と略平行に、対をなす左右内側隔壁17,18が固定されている。また、消音器本体10の内面の長手方向の右側端壁13寄りの部分には、前記左右一対の内側隔壁17,18と平行に、外側隔壁20が固定されている。右内側隔壁18および外側隔壁20には、それらの全面に、パンチング孔よりなる複数の小孔16,19がそれぞれ穿設されている(図6、7参照)。これらの小孔16,19により、左右内側隔壁17,18間の第1室21、右内側隔壁18と外側隔壁20間の第2室22および外側隔壁20と右側端壁13間の第3室23とがそれぞれ連通されて、前記第1、第2および第3室21,22,23で一つの膨張室24が形成され、また、前記左側端壁12と左内側隔壁17間には共鳴室25が形成されている。
A pair of left and right
共鳴室25と膨張室24とを区画する左内側隔壁17には、それら両室25,24を連通する複数の小孔15(図4参照)が穿設されているが、これらの小孔15は、共鳴室25の共鳴周波数を調整するためのものであり、本発明に係る排気消音装置に必ずしも必要なものではない。
The left
なお、右内側隔壁18および外側隔壁20には、それらの隔壁18,20を、シェル11に組み付けるための複数の治具貫通孔27(図6、7参照)がそれぞれ穿設されている。
The right
排気管1の下流端には、排気ガスを消音器本体10内に導くための排気ガス導入管30がジョイント5を介して接続されている。この排気ガス導入管30は、左右内側隔壁17,18間で、シェル11を貫通して消音器本体10に接続されており、消音器本体10内の左右内側隔壁17,18間で右側端壁13に向けて屈曲したのち、消音器本体10の長手方向に沿って直状に延びており、右内側隔壁18および外側隔壁20に貫通、支持されており、その開口端部32は、第3室23内にあってキャップ33で塞がれて閉塞自由端となっている。排気ガス導入管30の、第2室22および第3室23に対応する部分には、多数のパンチング孔よりなる、開口部34,35がそれぞれ開口されており、排気ガス導入管30に導入された排気ガスは、前記開口部34,35を通って、膨張室24を構成する、第2室22、第3室23および第1室21へと流れる。
An exhaust
図2、3に示すように、排気ガス導入管30は、前記膨張室24への開口部34,35よりも上流側で分岐管36が分岐されており、この分岐管36は、消音器本体10内で、左側端壁12に向かって消音器本体10の長手方向に沿って直状に延びており、その開口端部37は、前記共鳴室25に開口している。そして、排気ガス導入管30に導入された排気ガスの一部は、膨張室24への開口部34,35よりも上流側で、分岐管36を通って共鳴室25へと流れるようにされている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the exhaust
膨張室24内の排気ガスを消音器本体10の外部に排出する排気ガス排出管40は、消音器本体10内において、右内側隔壁18、右外側隔壁20および右側端壁13に貫通支持されており、その上流端41は、末広状に拡開されて、膨張室24を構成する第1室21内に開口されている。また、その下流端42は外部に開口されて、前記補助消音器AMに接続されている。
An exhaust
つぎに、この実施形態の作用について説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
いま、エンジンEの運転によれば、そこから排出される排気ガスは、排気管1に流れ、一次および二次触媒CA1、CA2を順に流れてNx、CO、HCなどの有害成分が浄化された後、前消音器PMに流れ、ここで一次的に消音され、排気ガス導入管30を経て本発明に係る排気消音装置としての主消音器Mへと流れ、ここで後述するように主たる消音がなされたのち、補助消音器AMへと流れて補助的に消音された後、テールパイプ2を経て外部に排出される。
Now, according to the operation of the engine E, the exhaust gas discharged from the engine E flows into the exhaust pipe 1 and sequentially flows through the primary and secondary catalysts CA1 and CA2 to purify harmful components such as Nx, CO, and HC. After that, it flows to the front silencer PM, where it is temporarily silenced, and flows through the exhaust
ところで、排気ガス導入管30より消音器本体10内に導入された排気ガスの大部分は、図2矢印aに示すように、開口部34、35を経て第2、第3室22、23へと流れる。第3室23内の排気ガスは、小孔19を通って第2室22内へと流れ、第2、第3室22,23内の排気ガスは、小孔16を通って第1室21へと流れ、第1室21内で合流した排気ガスは、排気ガス排出管40を通って外部に排出される。第1、第2および第3室21,22,23は、実質的に一つの膨張室24を形成しているので、膨張室24内の排気ガスは、段階的に膨張されて効果的に消音される。
By the way, most of the exhaust gas introduced into the silencer
また、排気ガス導入管30内に導入された排気ガスの一部は、図2矢印bに示すように、前記開口部34,35、すなわち膨張室24よりも上流側で分岐管36を通って共鳴室25に流入し、その共鳴室25での共鳴による消音が効果的に行なわれる。
A part of the exhaust gas introduced into the exhaust
しかして、この実施態様では、排気ガス導入管30が備える分岐管36によって、共鳴室25が、膨張室24よりも上流側において排気ガスの流れ経路に接続されているので、その分、共鳴室25を排気ガスの流れ経路における定在波Wの腹位置Pに近付けることができ、これにより、共鳴室25による気柱共鳴音の低減効果を高めることができる。
In this embodiment, the
図8には、この実施態様(A)と従来技術〔前記特許文献1のもの〕(B)との、排気ガスの流れ経路における膨張室と共鳴室との位置関係が示されている。 FIG. 8 shows the positional relationship between the expansion chamber and the resonance chamber in the exhaust gas flow path between this embodiment (A) and the prior art (the one disclosed in Patent Document 1) (B).
従来技術では、共鳴室が、排気ガス導入管よりも排気ガスの流れで下流側にある膨張室において連通管を介して排気ガスの流れ経路に接続されているので、その分、共鳴室が排気ガスの流れ経路における定在波の腹位置よりも排気ガスの流れ方向で下流側に偏倚した位置に配置されて、共鳴室から腹位置までの距離L2が長くなり、共鳴室による気柱共鳴音の低減効果を高めることができない。 In the prior art, the resonance chamber is connected to the exhaust gas flow path via the communication pipe in the expansion chamber downstream of the exhaust gas introduction pipe with the flow of the exhaust gas. It is arranged at a position deviated downstream in the flow direction of the exhaust gas from the antinode position of the standing wave in the gas flow path, and the distance L2 from the resonance chamber to the antinode position becomes longer, and the air column resonance sound by the resonance chamber The reduction effect cannot be increased.
これに対して、この実施態様では、排気ガス導入管が備える分岐管によって共鳴室が膨張室よりも上流側において排気ガスの流れ経路に接続されるため、その分、共鳴室が排気ガスの流れ経路における定在波の腹位置に近づいて、共鳴室から腹位置までの距離L1が、前記従来技術のものよりも短くなり(L1<L2)、共鳴室による気柱共鳴音の低減効果が高められる。 On the other hand, in this embodiment, the resonance chamber is connected to the exhaust gas flow path upstream of the expansion chamber by the branch pipe provided in the exhaust gas introduction pipe. Approaching the antinode position of the standing wave in the path, the distance L1 from the resonance chamber to the antinode position is shorter than that of the prior art (L1 <L2), and the effect of reducing the air column resonance noise by the resonance chamber is enhanced. It is done.
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。 The embodiments of the present invention have been described above, but various design changes can be made without departing from the scope of the present invention.
たとえば、前記実施態様では、排気ガス導入管30は、右側端壁13と左内側隔壁17との間でシェル11を貫通して消音器本体10に接続されているが、排気ガス導入管30は、左側端壁12と左内側隔壁17との間でシェル11を貫通して消音器本体10に接続するようにしてもよく、この場合、分岐管36は左内側隔壁17を貫通しない。
For example, in the above embodiment, the exhaust
10 消音器本体
11 シェル
12 他側の端壁(左側端壁)
13 一側の端壁(右側端壁)
17 隔壁(左内側隔壁)
24 膨張室
25 共鳴室
30 排気ガス導入管
34 開口部
35 開口部
36 分岐管
40 排気ガス排出管
E エンジン
10
13 One end wall (right end wall)
17 Bulkhead (Left inner bulkhead)
24
Claims (2)
一対の端壁(13,12)間で、シェル(11)を貫通して消音器本体(10)に接続されていて、エンジン(E)から排出された排気ガスを膨張室(24)に導く排気ガス導入管(30)と、
膨張室(24)内の排気ガスを消音器本体(10)外部に排出する排気ガス排出管(40)と、
を備えた排気消音装置において、
排気ガス導入管(30)は、消音器本体(10)の内部で、一側の端壁(13)へ向けて屈曲して膨張室(24)に開口する開口部(34,35)を有すると共に、その開口部(34,35)よりも上流側で、他側の端壁(12)へ向けて屈曲する分岐管(36)を備え、分岐管(36)は共鳴室(25)に開口することを特徴とする、排気消音装置。 A shell (11), a pair of end walls (13, 12) on one side and the other side closing both ends of the shell (11), and a partition wall (17) provided between the pair of end walls (13, 12) Between the end wall (13) on one side and the partition wall (17), and between the end wall (12) on the other side and the partition wall (17). A silencer body (10) having a resonance chamber (25) formed in
Between the pair of end walls (13, 12), the shell (11) passes through and is connected to the silencer body (10), and exhaust gas discharged from the engine (E) is guided to the expansion chamber (24). An exhaust gas introduction pipe (30);
An exhaust gas exhaust pipe (40) for exhausting exhaust gas in the expansion chamber (24) to the outside of the silencer body (10);
In the exhaust silencer equipped with
The exhaust gas introduction pipe (30) has openings (34, 35) that are bent toward the end wall (13) on one side and open to the expansion chamber (24) inside the silencer body (10). And a branch pipe (36) bent toward the other end wall (12) on the upstream side of the opening (34, 35), and the branch pipe (36) opens into the resonance chamber (25). An exhaust silencer, characterized by:
一側の端壁(13)と隔壁(17)との間で、シェル(11)を貫通して消音器本体(10)に接続されていて、エンジン(E)から排出された排気ガスを膨張室(24)に導く排気ガス導入管(30)と、
膨張室(24)内の排気ガスを消音器本体(10)外部に排出する排気ガス排出管(40)と、
を備えた排気消音装置において、
排気ガス導入管(30)は、膨張室(24)の内部で、一側の端壁(13)へ向けて屈曲して膨張室(24)に開口する開口部(34,35)を有すると共に、その開口部(34,35)よりも上流側で、他側の端壁(12)へ向けて屈曲する分岐管(36)を備え、分岐管(36)は隔壁(17)を貫通して共鳴室(25)に開口することを特徴とする、排気消音装置。 A shell (11), a pair of end walls (13, 12) on one side and the other side closing both ends of the shell (11), and a partition wall (17) provided between the pair of end walls (13, 12) Between the end wall (13) on one side and the partition wall (17), and between the end wall (12) on the other side and the partition wall (17). A silencer body (10) having a resonance chamber (25) formed in
Between the end wall (13) on one side and the partition wall (17), the shell (11) is connected to the silencer body (10), and the exhaust gas discharged from the engine (E) is expanded. An exhaust gas introduction pipe (30) leading to the chamber (24);
An exhaust gas exhaust pipe (40) for exhausting exhaust gas in the expansion chamber (24) to the outside of the silencer body (10);
In the exhaust silencer equipped with
The exhaust gas introduction pipe (30) has openings (34, 35) that are bent toward the end wall (13) on one side inside the expansion chamber (24) and open to the expansion chamber (24). And a branch pipe (36) bent toward the other end wall (12) upstream of the opening (34, 35), and the branch pipe (36) penetrates the partition wall (17). An exhaust silencer characterized by opening to the resonance chamber (25).
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