JP3732138B2

JP3732138B2 - Engine exhaust pipe

Info

Publication number: JP3732138B2
Application number: JP2001328626A
Authority: JP
Inventors: 浩史遠藤; 博舟橋
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 2001-10-26
Filing date: 2001-10-26
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2021-10-26
Also published as: JP2003129821A

Description

【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。
【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。
【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。
【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。
【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、下流側排気管２３の内部に設けられ出口パイプ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とを備えたエンジンの排ガス排出管の改良である。
その特徴ある構成は、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。
また、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。
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。
【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２３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２７を設けることが好ましい。
【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２１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。
【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，１１ａを有し、キャブ１２下方の一対のサイドフレーム１１ａ，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。
【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。
【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。
【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。
【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、２７ａ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。
【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。
【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２７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。
【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。
【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。
【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１０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２７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。
【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１０４ｍｍ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。
【００２２】
＜比較例１＞
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。
【００２３】
【表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。
【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。
【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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排ガス排出管を示す図２のＡ−Ａ線断面図。
【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。
【図３】その別の干渉物を示す斜視図。
【符号の説明】
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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an exhaust gas exhaust pipe for an engine that exhausts exhaust from an engine mounted on an automobile or the like to the outside. More specifically, the present invention relates to an exhaust gas exhaust pipe for an engine that can acoustically reduce engine noise.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a muffler is known as a silencer that silences engine exhaust noise. A typical muffler divides the inside of a cylindrical or rectangular tube-shaped muffler main body, both ends of which are sealed by end plates, into a plurality of small chambers by a plurality of partition plates, and these internal pipes for communicating the inlet pipe and the outlet pipe. It passes through a partitioned chamber. A number of small holes are formed in the internal pipe, and the engine exhaust gas that has entered through the inlet pipe expands through the small hole when passing through the internal pipe, lowering the sound pressure of the exhaust gas, and then discharged from the outlet pipe. Configured to do. Another type of muffler is 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 inner pipe expands inside the muffler body to reduce the pressure of the exhaust gas, and the sound absorbing material absorbs the exhaust sound to mute it, and then exhausts from the outlet pipe. It is supposed to be.
[0003]
This muffler is provided in the middle of a discharge pipe for discharging the exhaust gas of the engine 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 opened to the atmosphere. The exhaust gas that has been silenced by the muffler and discharged from the outlet pipe flows from one end of the downstream exhaust pipe to the other end and is released to the atmosphere.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the exhaust gas contains sound waves of multiple frequencies, if exhaust gas discharged from the exhaust pipe of the muffler is circulated to the downstream exhaust pipe, vibrations with the same phase everywhere due to interference of sound waves of the same frequency Appears, the point where the amplitude of the sound pressure becomes maximum (hereinafter referred to as “antinode”) and the point where the sound pressure amplitude becomes minimum (hereinafter referred to as “node”) are spatially alternated, and the same motion is repeated at each point. It is known to generate a so-called standing wave that does not travel. This standing wave resonates as exhaust noise when exhaust gas is discharged to the atmosphere from the other end of the downstream exhaust pipe, and even if the exhaust noise can be sufficiently reduced by the muffler, the noise due to this standing wave causes the engine to There is a problem that it is 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 that can sufficiently reduce the total exhaust noise of the engine by reducing the sound pressure of a standing wave generated in the downstream exhaust pipe.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
As shown in FIG. 1, the invention according to claim 1 includes an upstream exhaust pipe 24 having one end connected to an engine exhaust system and the other end connected to an inlet pipe 22a of the muffler 22, and an outlet pipe 22b of the muffler 22. The downstream exhaust pipe 23 having one end connected to the other end and the other end open to the atmosphere, and an interference that is provided inside the downstream exhaust pipe 23 and can interfere with the standing wave F generated by the exhaust gas discharged from the outlet pipe 22b 27 is an improvement of the exhaust gas discharge pipe of the engine.
The characteristic configuration is that the interference is a cross-shaped object 27 provided so as to cross the downstream exhaust pipe 23 and intersecting the pair of

round bars

27a and 27a .
In the exhaust gas exhaust pipe of the engine according to the first aspect, the interference 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 at the stage when the exhaust gas is discharged into the atmosphere is reduced as compared with the conventional case.
Further, since the pair of

round bars

27a, 27a is merely provided so as to cross the downstream exhaust pipe 23, the interference can be provided in the downstream exhaust pipe 23 relatively easily.
The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the interference 27 is provided inside the downstream side exhaust pipe 23 at a portion corresponding to a portion (antinode) where the amplitude of the standing wave F becomes maximum. It is an exhaust gas exhaust pipe of the engine.
In the exhaust gas exhaust pipe of the engine according to the second aspect, the reflected wave reflected by the interference 27 is shifted by a half wavelength from the wavelength of the standing wave, and the standing wave can be effectively attenuated.
[0006]
The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the interference 27 is provided inside the downstream side exhaust pipe 23 at a portion corresponding to a portion (antinode) where the amplitude of the standing wave F becomes maximum. It is an exhaust gas exhaust pipe of the engine.
In the exhaust gas exhaust pipe of the engine according to the second aspect, the reflected wave reflected by the interference 27 is shifted by a half wavelength from the wavelength of the standing wave, 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 exhaust pipe 23 is L and the natural number is N, the wavelength λ of the standing wave F generated in the downstream exhaust pipe 23 is λ = 2L / N. In the case of N = 3, a standing wave F as shown by a one-dot chain line in FIG. Therefore, it is preferable to provide the interference 27 at a position of L / (2n + 1) in consideration of a location (antinode) where the amplitude of the downstream side exhaust pipe standing wave F becomes maximum.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG.1 and FIG.2, the exhaust gas discharge pipe 21 of the engine in this Embodiment shows the exhaust gas discharge pipe 21 in the engine of the tractor 10 which is a vehicle. As shown in FIG. 2, the tractor 10 includes a cab 12 mounted on the front portion of the chassis frame 11 and a coupler 13 fixed to the upper surface of the rear portion of the chassis frame 11. The cab 12 is mounted on the chassis frame 11 so as to be tilted up. 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 a king pin (not shown) provided at the lower part of the front portion of the trailer is engaged with or separated from the coupler 13 to connect or disconnect the trailer. Configured to be able to. A fuel tank 16 for storing engine fuel is provided on the left side of the chassis frame 11.
[0011]
As shown in FIGS. 1 and 2, the chassis frame 11 of the tractor has a pair of

side frames

11 a and 11 a, and an engine (not shown) is provided between the pair of

side frames

11 a and 11 a below the cab 12. Further, an air tank 17 that is a power source for operating an air device such as an air brake of a tractor is provided in the vicinity of the cab 12 on the right side of the chassis frame 11. 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 respectively suspended from the chassis frame 11 via support stays 18 that are provided on the pair of

side frames

11a and 11a so as to protrude from each other in the vehicle width direction.
[0012]
As shown in FIG. 1, the muffler 22 in this embodiment is formed in a rectangular tube shape that is sealed at both ends by end plates, and the muffler 22 is suspended from the chassis frame 11 so that one end plate faces the chassis frame 11. Be lowered. One end plate in the vicinity of the chassis frame 11 is provided with both an inlet pipe 22a and an outlet pipe 22b. The muffler 22 is provided with an internal pipe that allows the inlet pipe 22a and the outlet pipe 22b to communicate with each other. A sound absorbing material is mounted inside the muffler 22 around the inner pipe to form a sound absorbing chamber. A plurality of vent holes are formed in the internal pipe located in the sound absorption chamber. In this muffler 22, when exhaust gas from 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 depressurized through a vent hole formed in the internal pipe. In a silenced state, the exhaust gas flows from the internal pipe to the outlet pipe 22b and is discharged from the outlet pipe 22b.
[0013]
The inlet pipe 22a and the outlet pipe 22b are provided so as to protrude from one end plate, and constricted

portions

22c and 22d are formed at the ends of the inlet pipe 22a and the outlet pipe 22b, respectively. The other end of the upstream side exhaust pipe 24 is connected to the throttle part 22c of the inlet pipe 22a, 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 opened to the atmosphere. In this embodiment, the middle of the downstream exhaust pipe 23 is suspended from the chassis frame 11 by the suspension member 26 with one end connected to the outlet pipe 22b, and the upstream exhaust pipe 24 and the downstream exhaust pipe 23 are suspended. Thus, the exhaust gas discharge pipe 21 of the engine of the present invention is configured.
[0014]
Here, the volume of the cavity formed inside the muffler 22 is larger than the volume in the downstream exhaust pipe 23, and the acoustic impedance to the exhaust noise of the muffler 22 is smaller than that of the downstream exhaust pipe 23. Therefore, in the downstream side exhaust pipe 23 into which the exhaust gas flows, a standing wave of the exhaust noise is formed 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 in the pipe of the downstream side exhaust pipe 23, and the acoustic impedance for 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 side exhaust pipe 23 with the openings on both sides as antinodes. That is, when the length from one end plate of the muffler 22 to the other end opening end of the downstream exhaust pipe 23 is L and the natural number is N, the wavelength λ of the standing wave generated in the downstream exhaust pipe 23 is λ = 2L. / N. In the case of N = 3, the standing wave F as shown by the broken line in FIG.
[0015]
On the other hand, in the downstream side exhaust pipe 23, an interference object capable of interfering with the standing wave F described above is provided. The interfering object in this embodiment is a cross-shaped object 27 made by crossing a pair of

metal round bars

27a and 27a with each other. Four holes are formed around the downstream exhaust pipe 23 to form a pair of round bars. By inserting the

rods

27 a and 27 a into the holes, the cross-shaped object 27 is provided so as to cross the downstream exhaust pipe 23. Here, the cross-shaped object 27 that is an interference object is provided inside the downstream side exhaust pipe 23 at a portion corresponding to a portion (antinode) where the amplitude of the standing wave F becomes maximum. This position is located between a point (node) at which the amplitude of pressure fluctuation in the standing wave F is a minimum to a point (antinode) at which the pressure fluctuation is a maximum, and a cross-shaped object that is an interference object immediately before the pressure fluctuation reaches a maximum. 27 is configured to interfere with the standing wave F.
[0016]
The operation of the exhaust gas discharge pipe of the engine configured as described above will be described.
An upstream exhaust pipe 24 constituting the exhaust gas discharge pipe 21 guides exhaust gas discharged from an engine exhaust system (not shown) to an inlet pipe 22 a of the muffler 22. More 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. The exhaust gas flowing in from the inlet pipe 22a of the muffler 22 passes through an internal pipe (not shown) from the inlet pipe 22a, is expanded and depressurized through a vent hole formed in the internal pipe, and is silenced by the expansion and depressurization. It flows from the pipe to 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 opened to the atmosphere. At this time, a standing wave F is generated in the tape pipe 23.
[0017]
On the other hand, the cross-shaped object 27 which is an interference object provided in the downstream side 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 decreases, and the standing wave F is attenuated. Here, since the cross-shaped object 27 which is an interference object 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 the standing wave F. Therefore, the standing wave F can be effectively attenuated. The standing wave F then resonates as exhaust noise when the exhaust gas is discharged to the atmosphere from the other end of the downstream side exhaust pipe 23. The sound of the standing wave F thus attenuated is the standing wave F. Is extremely small as compared with the case of sound without being attenuated, and in the exhaust gas exhaust pipe of the present invention, resonance due to the standing wave F can be significantly reduced as compared with the conventional case.
[0018]
FIG. 3 illustrates another interferer of the present invention. The interference in FIG. 3 is a metal cone 37 having a plurality of small holes 37a and having a smaller diameter toward the other end of the downstream exhaust pipe. The cone-shaped object 37 is made by sheet metal processing a so-called punching metal having a plurality of small holes 37a formed in advance into a cone shape, and the total area of the plurality of small holes 37a of the cone-shaped object 37 is the downstream exhaust pipe. The exhaust gas passage cross-sectional area is 23. The cone 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 37 b is in contact with the inner surface of the downstream exhaust pipe 23. Thus, the cone 37 is provided inside the downstream exhaust pipe 23 by resistance welding the large diameter portion 37b and the downstream exhaust pipe 23.
[0019]
Even the interference object composed of the cone-shaped object 37 configured as described above 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 made of the cone-shaped object 37 becomes complicated, and the standing wave F is effectively blurred. Is possible. The total area of the plurality of small holes 37a is made the exhaust gas flow passage cross-sectional area of the downstream exhaust pipe 23, so that the back pressure caused by providing the downstream exhaust pipe 23 with the interference substance made of the cone-shaped object 37 is reduced. The rise can be prevented. As a result, it is possible to sufficiently reduce the total exhaust noise of the engine by reducing the sound pressure due to the standing wave F from the conventional level while suppressing the increase in the back pressure.
[0020]
【Example】
Next, examples of the present invention will be described in detail together with comparative examples.
<Example 1>
As shown in FIG. 1, an interference object composed of a cross-shaped object 27 of the present invention is provided on an exhaust gas discharge pipe 21 that has been conventionally attached to an engine of a tractor 10 that is a vehicle. The downstream exhaust pipe 23 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, and an overall length L of 1800 mm. The cross-shaped object 27 is provided at an internal position of 360 mm from the other end where the downstream exhaust pipe 23 is opened, and a pair of

round bars

27a and 27a having an outer diameter of 8 mm by making four holes around the downstream exhaust pipe 23. The cross-shaped object 27 was provided so as to traverse the downstream exhaust pipe 23 by inserting into the hole. The exhaust gas discharge pipe 21 provided with the interference object made of the cross-shaped object 27 in this manner was taken as Example 1.
[0021]
<Example 2>
As shown in FIG. 3, the exhaust gas exhaust pipe 21 in the same tractor 10 as that of Example 1 was provided with an interference object made of the cone-shaped material 37 of the present invention. The cone 37 is made by processing a punching metal in which a plurality of small holes 37a having a diameter of 105 mm are formed, and the large diameter portion is processed to 104 mm which is slightly smaller than the inner diameter of the downstream side exhaust pipe 23 and has a height. Was processed into a cone of 150 mm to obtain a cone 37. 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 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 resistance welded to the inner surface of the downstream exhaust pipe 23. Thus, the cone 37 was provided at an internal position of 360 mm from the other end where the downstream exhaust pipe 23 was opened. The exhaust gas discharge pipe 21 provided with the interference substance composed of the cone-like object 37 in this manner was taken as Example 2.
[0022]
<Comparative Example 1>
The exhaust gas exhaust pipe 21 in which no interference is provided on the exhaust gas exhaust pipe 21 in the same tractor 10 as in the first embodiment is referred to as Comparative Example 1.
<Comparison test and evaluation>
Exhaust noise in the tractors of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 was measured on a table, and the energy ratio of Examples 1 and 2 when the energy in Comparative Example 1 was 100 was determined. The results are shown in Table 1.
[0023]
[Table 1]

[0024]
As is clear from Table 1, it can be seen that the noise levels of Examples 1 and 2 provided with the interference are lower than those of Comparative Example 1 provided with no interference. This is considered to be a result of the interference object reflecting part of the standing wave and causing the reflected wave to interfere with the standing wave. Further, the noise level of the second embodiment is lower than the noise level of the first embodiment because the reflected wave reflected by the interference object made of the cone-like object is compared with the reflected wave reflected by the interference object made of the cross-like object. This is considered to be because the reflected wave reflected by the interfering object made of a cone-like object is effectively blurred as compared with the reflected wave reflected by the interfering object made of a cross-like object.
[0025]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the interference that can interfere with the standing wave generated by the exhaust gas discharged from the outlet pipe is provided inside the downstream exhaust pipe, the interference is the standing wave. A part is reflected, and the reflected wave and the standing wave are made to interfere. As a result, the amplitude of the standing wave is reduced, and the standing wave is attenuated, and the sound pressure generated at the stage where the exhaust gas is discharged into the atmosphere can be reduced as compared with the prior art. In this case, if an interference is provided at the antinode of the standing wave generated inside the downstream exhaust pipe, the wavelength of the reflected wave reflected by the interference can be shifted by half the wavelength of the standing wave. Thus, the standing wave can be effectively attenuated by the reflected wave, and the total exhaust noise of the engine can be sufficiently reduced.
[0026]
In addition, when the interference is a cross-shaped object that is provided so as to cross the downstream exhaust pipe and that intersects the pair of round bars, it is only provided so that the pair of round bars cross the downstream exhaust pipe. Thus, the interference can be provided in the downstream exhaust pipe relatively easily. On the other hand, when the interferer is a metal cone-shaped object having a plurality of small holes and having a small 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 complicating the wavelength of the reflected wave reflected by the interference. In this case, if the total area of the plurality of small holes in the cone-shaped object is the exhaust gas cross-sectional area of the downstream exhaust pipe, the back pressure caused by providing the downstream exhaust pipe with the interference substance made of the cone-shaped object The rise can be prevented.
[Brief description of the drawings]
1 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 2 showing an exhaust gas discharge pipe of the present invention.
FIG. 2 is a top view of a tractor that is a vehicle provided with the exhaust gas discharge pipe.
FIG. 3 is a perspective view showing another interference object.
[Explanation of symbols]
22 Muffler

22a Inlet pipe

22b Outlet pipe 23 Downstream exhaust pipe 24 Upstream exhaust pipe 27 Cross-shaped object (interference)
27a Round bar 37 Cone-shaped object (interference object)
37a Small hole F Standing wave

Claims

One end connected to the exhaust pipe (24) on the upstream side, 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 the outlet pipe (22b) of the muffler (22) The other end of the exhaust pipe open to the atmosphere (23), and the standing wave (F) generated by the exhaust gas provided inside the downstream exhaust pipe (23) and discharged from the outlet pipe (22b) In an exhaust gas exhaust pipe of an engine equipped with an interference object (27) that can interfere with
Exhaust gas emission of an engine characterized in that the interference is a cross-shaped object (27) provided so as to cross the downstream exhaust pipe (23) and intersecting a pair of round bars (27a, 27a). tube.

The exhaust gas exhaust pipe for an engine according to claim 1, wherein the interference (27) is provided in the exhaust pipe (23) on the downstream side of a portion corresponding to a portion (antinode) where the amplitude of the standing wave (F) is maximum. .