JP2551516B2 - 自動車の排ガス排出促進装置 - Google Patents

自動車の排ガス排出促進装置

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JP2551516B2 JP4178962A JP17896292A JP2551516B2 JP 2551516 B2 JP2551516 B2 JP 2551516B2 JP 4178962 A JP4178962 A JP 4178962A JP 17896292 A JP17896292 A JP 17896292A JP 2551516 B2 JP2551516 B2 JP 2551516B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車の排気管に取り
付けられる排ガス排出促進装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】自動車の排気管の排気口外方に膨らみ側
を内側とする断面翼状の翼状管を取り付けると、自動車
の走行に伴って生ずる走行気流は翼状管にその膨らみ側
に向く浮力を発生させるから、この浮力の反作用が排気
口空間を減圧し、排ガスを積極的に引き抜く吸引力とし
て作用する。又、走行気流は界面摩擦によって排ガスを
引き連れる押出力を発生させるが、膨らみ側の径小部の
絞りによって走行気流は増速され、何もないものに比べ
て増速分だけ余分な押出力を発生させる。この両作用を
併用すれば、より高い燃費削減及び馬力アップが図られ
ると考え、本発明者は、先に実開昭59−34015号
を提案している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、その後の研究
により、ただ単に、翼状管を排気口付近に取り付けただ
けでは不十分で、上記両作用、特に、浮力に基づく吸引
力を効率良く引き出すためには、翼状管の形状並びにそ
の取付けにかなりシビアな条件があることが判明した。
本発明は、このような点を解決したものであり、上記吸
引力を最高に引き出す排ガス排出促進装置を提案するも
のである。
【0004】
【課題を解決するための手段】以上の課題の下、本発明
は、自動車の排気管の排気口外方に、外周が真直で、内
周が内方側に凸円形に膨出する翼状をした縦断面形状を
全周に亘って一様に有する翼状管を取り付けて構成され
る自動車の排ガス排出促進装置であって、この排ガス排
出促進装置が下記(a)〜(c)の要件を具備すること
を特徴とする自動車の排ガス排出促進装置。 (a)排気管と翼状管との最小隙間が3〜15mmに設
定されること。 (b)翼状管の軸方向のある横断面における排気管と翼
状管との隙間が排気管の全周に亘ってほぼ同じに設定さ
れること。 (c)排気管の排気口位置と翼状管の最小径部分の位置
とが軸方向ほぼ同じ位置に設定されること。を提供す
る。
【0005】更に、本発明は、前記した翼状管の膨らみ
側表面が、排気管の排気口方向に向かって漸径小テーパ
部とストレート部と漸径大テーパ部とが滑らかに連続す
るもので形成され、排気口位置がこのストレート部に設
定されることを特徴とする自動車の排ガス排出促進装置
を提供する。
【0006】
【作用】以上の手段をとることにより、即ち、特に、
(a)〜(c)の手段をとることにより、吸引力をもっ
とも効率良く受けて排ガスの排出は一層促進される。
【0007】
【実施例】図1は本発明に係る排ガス排出促進装置の一
部断面側面図、図2は背面図であるが、本発明に係る排
ガス排出促進装置は、縦断面形状が翼状をした翼状管1
0と、翼状管10の中心にステー12等で止め付けられ
る取付管14とからなる。
【0008】翼状管10は、内方に向けて凸円形に膨出
する膨らみ側10aが内周、真直側10bが外周に形成
されるものであり、取付管14は翼状体10の軸芯と平
行に、その中心に設けられるものであり、外周数カ所
(本例では4個所)にステー12を張出させ、膨らみ側
10aに連結している。この取付管14を自動車の排気
管16(18は消音器)の外周に、排気口20側から装
嵌し、固定ボルト22等で固定する。
【0009】以上により、自動車が走行すると、翼状管
10の開口内にある走行気流はこの中に入り込み、排気
管16の外側を流通する。図4はこのとき発生する気流
の状態を示す説明図であるが、走行気流は翼状管10の
入口で膨らみ側10aを流れる気流(イ)と真直側10
bを流れる気流(ロ)とに分かれるが、このうち、膨ら
み側10aを流れる気流(イ)は真直側10bを流れる
気流(ロ)よりも経路が長くなることによって流速は早
くなり、その結果、ベルヌーイの定理に基づいて膨らみ
側10aに向かう浮力(揚力)Pを発生させる(飛行機
の翼の原理)。この浮力Pが生じたとしても、剛体であ
る翼状管10は縮径するようなことはないから、その反
作用としてこの空間を減圧し、この減圧気流は排ガスを
積極的に引き抜く吸引力として作用する。
【0010】図3もこのとき発生する気流の状態を示す
説明図であるが、翼状管10の膨らみ側10aに入って
来た気流はその表面形状に沿う速度成分Fを有する。こ
の速度成分Fは排気管16から排出される排ガスを界面
摩擦によって積極的に引き連れる押出力となって作用す
るが、このとき、翼状管10は膨らみ側10aの絞りに
よって増速され、この押出力も翼状管10等を設けない
ものよりも増力されたものになる。
【0011】このような両作用が相まって排ガスの排出
は促進され、エンジンの負荷は軽減されて燃費削減及び
馬力アップの効果が図られるのであるが、これら両作用
が効率的に働き、その力を最大限に受けるためには次の
条件が必要である。まず、排気管16と翼状管10の最
小径との間の最小隙間δが一定範囲、具体的には3〜1
5mmに設定されることである。これは、膨らみ側10
a(真直側10bもそうであるが)の表面に沿って流れ
る気流は一定厚みの層流となるのであるが、この層流に
よって排気管16が前記した作用を受けるには、この層
流が排気管16に影響を及ぼすものでなければならな
い。しかし、15mmを越えると、隙間が大きすぎて影
響を及ばさなくなるからであり、又、3mm未満である
と、隙間が小さすぎて気流の詰まりが生じ、その結果、
気流の透過が一様でなく、下流に渦を発生させるからで
あると思われる。図5は1リットル当たりの走行距離と
この最小隙間δとの関係を2000ccクラスの乗用車
でテストした結果の概略を示すものであるが、最良の最
小隙間δは8mm前後であり、これが3〜15mmを外
れるとかえって無いものの方が良くなる。
【0012】次に、翼状管10の軸方向のある横断面に
おける排気管16と翼状管10との隙間が排気管16の
全周に亘ってほぼ同じに設定されることが必要である。
この隙間を流れる気流は全周に亘って一定量である必要
があり、この隙間が排気管16の周方向で異なると、気
流の量が異なって流れに乱れが生じ、吸引力を低下させ
ると考えられる。このことより、排気管16が円筒形の
ものであれば、翼状管10もこれに沿った円筒形をして
いることが条件である。図6は翼状管10の他の実施例
を示すものであるが、排気管16にはこのように断面が
四角形をしたものもあるが、このような場合には、翼状
管10の断面もこれに合った四角形をしている必要があ
る。
【0013】更に、排気口20の位置と翼状管10の最
小径位置とが軸方向ほぼ同じ位置に設定される必要があ
る。これは吸引力、押出力を最大限に受けるにはこの位
置が最適であるからに他ならない。特に、最小径の位置
より前側に排気口20を設定すると翼状管10に発生す
る浮力が排ガスを押し戻す押戻力として作用するから、
これは絶対に避けなければならない。図7は膨らみ側1
0aの表面を前方より漸径小テーパ部10a、ストレ
ート部10a、漸径大テーパ部10aとを滑らかに
連続させて形成したものであるが、このようにすると、
表面形成が容易であるとともに、最小径位置が明確にな
り、その位置合わせが容易である利点がある。尚、漸径
大テーパ部10aの長さは漸径小テーパ部10a
長さよりも若干長くするのが好ましい。
【0014】図8はこの例における1リットル当たりの
走行距離と取付位置との関係を示す前記と同条件による
テスト結果の概略であるが、少なくとも、このストレー
ト部10aに排気口20の位置があればよく、その中
でも最も燃費が少ないのはストレート部10aの中心
に排気口20位置を持って来たときである。尚、取付管
14の終端をストレート部10aのほぼ中心に設定
し、取付管14を排気管16に嵌め込むとき、その終端
と排気口20との位置を合わせるように取り付ければ、
この位置合わせが容易にできる。
【0015】これらのことから、翼状管10の形状は排
気管16との関係でかなり厳格な条件が要求され、これ
らがマッチングして始めて所望の効果が得られる。図7
において、口径W=40mm角の排気管16に取り付け
られる翼状管10の具体例をいえば、翼状管10の最小
径d=56mm角、入口の径(出口の径も同じ)D=1
40mm、全長L=140mmがもっとも適した数値で
ある。又、この程度の大きさのものであれば、ストレー
ト部10aの長さは10mm程度が適し、前記したよ
うに、排気管16の排気口20はこのストレート部10
の中心にセットされるのが最適である。
【0016】次表はこのような装置を取り付けた場合
(有)とそうでない場合(無)とにおける1リットル当
たりの走行距離(km/l)を比較した結果であるが、
これを見ても現実に約37%の燃費削減が図られている
ことがわかる。
【0017】次表はA(W=48mmφ、d=60mm
φ、D=120mmφ)、B(W=54mmφ、d=7
6mmφ、D=150mmφ)の二種類の翼状管10を
製作して風洞実験を行い、排気管16内部の減圧の程度
を測定したものであるが、風速(走行速度)が高くなる
ほど、負圧の程度が高くなって行くのがわかる。
【0018】次表はA及びBと、これらを装着しない場
合のディーゼル6モードによる走行試験を行い、排ガス
の成分とその平均濃度を測定した結果を示すものである
が、これを装着すると、特にCOの濃度をかなり減少さ
せることがわかった。
【0019】
【発明の効果】以上、本発明を実施することにより、排
ガスは翼状管から吸引力と押出力を効果的に受けて排出
が促進され、その結果、燃費の削減及び馬力アップが可
能になる。又、排気公害の減少も期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の排ガス排出促進装置を自動車
の排気管に取り付けた状態を示す一部断面側面図であ
る。
【図2】本発明の実施例の排ガス排出促進装置を自動車
の排気管に取り付けた状態を示す背面図である。
【図3】走行気流の流れの状態を示す説明図である。
【図4】走行気流の流れの状態を示す説明図である。
【図5】排気口と翼状管との最小隙間と燃費との関係を
示すグラフである。
【図6】本発明の他の実施例の排ガス排出促進装置の背
面図である。
【図7】本発明の他の実施例の排ガス排出促進装置の断
面図である。
【図8】排気口と翼状管との取付位置と燃費との関係を
示すグラフである。
【符号の説明】
10 翼状管 10a 翼状管の膨らみ側 10a 翼状管の膨らみ側の漸径小テーパ部 10a ″ のストレート部 10a ″ の漸径大テーパ部 16 排気管 20 排気口

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 自動車の排気管の排気口外方に、外周が
    真直で、内周が内方側に凸円形に膨張する翼状をした従
    断面形状を全周に亘って一様に有する翼状管を取り付け
    て構成される自動車の排ガス排出促進装置であって、こ
    の排ガス排出促進装置が下記(a)〜(c)の要件を具
    備することを特徴とする自動車の排ガス排出促進装置。 (a)排気管と翼状管との最小隙間が3〜15mmに設
    定されること。 (b)翼状管の軸方向のある横断面における排気管と翼
    状管との隙間が排気管の全周に亘ってほぼ同じに設定さ
    れること。 (c)排気管の排気口位置と翼状管の最小径部分の位置
    とが軸方向ほぼ同じ位置に設定されること。
  2. 【請求項2】 請求項1の翼状管の内周面が、排気管の
    排気口方向に向かって径小テーパ部とストレート部と
    径大テーパ部とが滑らかに連続するもので形成され、
    排気口位置がこのストレート部に設定されることを特徴
    とする自動車の排ガス排出促進装置。
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