JP6471851B2 - Engine exhaust system - Google Patents

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Description

本発明は、エンジンの体積効率を向上させることができるエンジンの排気装置に関する。   The present invention relates to an engine exhaust device that can improve the volumetric efficiency of an engine.

一般に、車両に搭載されるエンジンにおいては、排気ポートからの排気が排気管を経由してマフラーに到達すると、排気管及びマフラーの境界部で圧力波が反射し、負圧波が生じる。この負圧波がバルブオーバーラップ時に排気ポートに到達すると、気筒内の残留ガスが排気ポート側へ吸引されるため、気筒内の体積効率が向上し、エンジン出力トルクが増大することが知られている。   Generally, in an engine mounted on a vehicle, when exhaust from an exhaust port reaches a muffler via an exhaust pipe, a pressure wave is reflected at the boundary between the exhaust pipe and the muffler, and a negative pressure wave is generated. It is known that when this negative pressure wave reaches the exhaust port at the time of valve overlap, residual gas in the cylinder is sucked to the exhaust port side, so that volume efficiency in the cylinder is improved and engine output torque is increased. .

一方、エンジンの燃費向上の手段として高圧縮比化が進められているが、特に低回転時においては火炎伝搬速度が遅くなることから、トルク低下が問題となっている。このようなトルクの低下を回避する手段として、上述したように、負圧波によって体積効率が向上するような長さにした排気管及びこれに接続されたマフラーを備える排気装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   On the other hand, a high compression ratio is being promoted as a means for improving the fuel consumption of the engine. However, particularly at the time of low rotation, the flame propagation speed becomes slow, so that torque reduction is a problem. As a means for avoiding such a decrease in torque, as described above, an exhaust device including an exhaust pipe having a length that improves volumetric efficiency by a negative pressure wave and a muffler connected to the exhaust pipe has been proposed ( For example, see Patent Document 1).

しかしながら、負圧波により体積効率が向上するように排気管の長さやマフラーの配置を設計したとしても、実際には採用できない場合がある。例えば、車両の構造や排気装置以外の装置との位置関係により、計算した排気管の長さよりも長くせざるを得ない場合がある。このように、排気装置を実際の車両の構造に合わせると、当初に設計した構造とは異なってしまうため、体積効率を十分に向上させることができない。   However, even if the length of the exhaust pipe and the arrangement of the muffler are designed so that the volume efficiency is improved by the negative pressure wave, it may not be actually adopted. For example, there may be a case where the length of the calculated exhaust pipe must be longer than the calculated length of the exhaust pipe due to the structure of the vehicle and the positional relationship with a device other than the exhaust device. Thus, when the exhaust device is matched to the actual vehicle structure, the structure is different from the originally designed structure, so that the volume efficiency cannot be sufficiently improved.

特開2013−113224号公報JP 2013-113224 A

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、現実の車両構造に適合し、かつ体積効率を向上し、トルクを増大させることができるエンジンの排気装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above situation, and an object of the present invention is to provide an engine exhaust device that can adapt to an actual vehicle structure, improve volumetric efficiency, and increase torque.

上記課題を解決する本発明の第1の態様は、エンジンの排気ポートに連通した第1排気通路、当該第1排気通路に連通した第1マフラー、当該第1マフラーに連通した第2排気通路、当該第2排気通路に連通した第2マフラー、及び当該第2マフラーに連通した第3排気通路を備えるエンジンの排気装置であって、排気ポートから第1排気通路及び第1マフラーの第1境界までの排気路長、排気ポートから第2排気通路及び第2マフラーの第2境界までの排気路長、及び排気ポートから第3排気通路及び外部の第3境界までの排気路長は、それぞれ異なる所定の第1エンジン回転数、第2エンジン回転数又は第3エンジン回転数で運転しているエンジンから排出される排気圧力波が第1境界、第2境界及び第3境界のそれぞれで反射することにより生じる負圧波がバルブオーバーラップ期間中に排気ポートに到達する長さであり、前記第2マフラーの容積は、前記第1マフラーの容積よりも大きく、前記第2排気通路の断面積は、前記第1排気通路の断面積よりも小さく、前記第3排気通路の断面積は、前記第1排気通路の断面積及び前記第2排気通路の断面積よりも大きいことを特徴とするエンジンの排気装置にある。   A first aspect of the present invention that solves the above problems includes a first exhaust passage that communicates with an exhaust port of an engine, a first muffler that communicates with the first exhaust passage, a second exhaust passage that communicates with the first muffler, An exhaust system for an engine having a second muffler communicating with the second exhaust passage and a third exhaust passage communicating with the second muffler, from the exhaust port to the first boundary of the first exhaust passage and the first muffler The exhaust path length from the exhaust port to the second boundary of the second exhaust passage and the second muffler, and the exhaust path length from the exhaust port to the third exhaust path and the third boundary outside are different from each other. The exhaust pressure wave discharged from the engine operating at the first engine speed, the second engine speed, or the third engine speed is reflected at each of the first boundary, the second boundary, and the third boundary. The negative pressure wave generated is a length that reaches the exhaust port during the valve overlap period, the volume of the second muffler is larger than the volume of the first muffler, and the cross-sectional area of the second exhaust passage is An exhaust system for an engine, wherein the cross-sectional area of the third exhaust passage is smaller than the cross-sectional area of the first exhaust passage, and the cross-sectional area of the first exhaust passage and the cross-sectional area of the second exhaust passage are larger. It is in.

かかる第1の態様では、排気路長を現実の車両構造に適合させる一方、これにより減少する体積効率の減少を、第1排気通路、第2排気通路及び第3排気通路の断面積を相対的に中、小、大とすることで補うことができる。すなわち、本発明の排気装置は、単に、排気路長を現実の車両構造に適合させ、第1排気通路、第2排気通路及び第3排気通路の断面積を同一とした場合よりも、負圧波による体積効率をより大きく向上させることができる。   In the first aspect, the exhaust path length is adapted to the actual vehicle structure, while the volumetric efficiency is reduced by the relative cross-sectional areas of the first exhaust passage, the second exhaust passage, and the third exhaust passage. In addition, it can be compensated by making it medium, small and large. In other words, the exhaust device of the present invention is more suitable than the case where the exhaust passage length is adapted to the actual vehicle structure and the cross-sectional areas of the first exhaust passage, the second exhaust passage, and the third exhaust passage are the same. The volumetric efficiency due to can be greatly improved.

本発明の第2の態様は、第1の態様に記載するエンジンの排気装置において、前記第1マフラーの容積に対する前記第2マフラーの容積の比率は、1:4〜1:6であることを特徴とするエンジンの排気装置にある。   According to a second aspect of the present invention, in the engine exhaust system described in the first aspect, the ratio of the volume of the second muffler to the volume of the first muffler is 1: 4 to 1: 6. It is in the exhaust system of the engine.

かかる第2の態様では、さらに平均体積効率を向上させることができる。   In the second aspect, the average volume efficiency can be further improved.

本発明の第3の態様は、第1又は第2の態様に記載するエンジンの排気装置において、前記第3エンジン回転数は、前記第1エンジン回転数及び前記第2エンジン回転数より低く、前記第2エンジン回転数は、前記第1エンジン回転数より低いことを特徴とするエンジンの排気装置にある。 According to a third aspect of the present invention, in the engine exhaust device described in the first or second aspect, the third engine speed is lower than the first engine speed and the second engine speed, The engine exhaust speed is lower than the first engine speed.

かかる第3の態様では、低中回転域における体積効率を向上させ、トルクの出力を増大させる場合に有用である。   The third aspect is useful for improving the volume efficiency in the low and medium rotation range and increasing the torque output.

本発明によれば、現実の車両構造に適合し、かつ体積効率を向上し、トルクを増大させることができるエンジンの排気装置が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the exhaust apparatus of the engine which adapts to the actual vehicle structure, can improve volumetric efficiency, and can increase a torque is provided.

エンジンの排気装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of an engine exhaust device. 第1マフラーの設置箇所と平均体積効率の関係、及びエンジンの回転数と体積効率との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the installation location of a 1st muffler, and average volumetric efficiency, and the rotation speed of an engine, and volumetric efficiency. 第2マフラーの設置箇所と平均体積効率の関係、及びエンジンの回転数と体積効率との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the installation location of a 2nd muffler, and average volumetric efficiency, and the rotation speed of an engine, and volumetric efficiency. 第2排気通路及び第3排気通路の内径と平均体積効率との関係を表す図である。It is a figure showing the relationship between the internal diameter and average volume efficiency of a 2nd exhaust passage and a 3rd exhaust passage. 第1マフラー及び第2マフラーの容積と平均体積効率との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the volume of a 1st muffler and a 2nd muffler, and average volume efficiency.

以下、本発明を実施するための形態について説明する。なお、実施形態の説明は例示であり、本発明は以下の説明に限定されない。   Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described. In addition, description of embodiment is an illustration and this invention is not limited to the following description.

図1は本実施形態に係るエンジンの排気装置の概略構成図である。エンジン1は、特に図示しないが、例えば、直列3気筒エンジンであり、3つの気筒を有している。各気筒には、それぞれ点火プラグが配されると共に、吸気ポート及び排気ポートが設けられている。そしてエンジン1は、吸気ポートに接続される吸気マニホールドと、排気ポートに接続される排気マニホールドとを備えている。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine exhaust device according to the present embodiment. Although not particularly shown, the engine 1 is, for example, an in-line three-cylinder engine and has three cylinders. Each cylinder is provided with an ignition plug, and is provided with an intake port and an exhaust port. The engine 1 includes an intake manifold connected to the intake port and an exhaust manifold connected to the exhaust port.

本実施形態に係る排気装置10は、第1排気通路11、第2排気通路12及び第3排気通路13と、第1マフラー21及び第2マフラー22を備えている。
第1排気通路11は、エンジンの排気マニホールドを介して排気ポートに連通し、排気ポートからの排気を第1マフラー21へ導く配管である。第2排気通路12は、第1マフラー21に接続され、第1マフラー21を通過した排気を第2マフラー22へ導く配管である。第3排気通路13は、第2マフラー22に接続され、第2マフラー22を通過した排気を外部へ導く配管である。
The exhaust device 10 according to the present embodiment includes a first exhaust passage 11, a second exhaust passage 12, a third exhaust passage 13, a first muffler 21, and a second muffler 22.
The first exhaust passage 11 is a pipe that communicates with an exhaust port via an exhaust manifold of the engine and guides exhaust from the exhaust port to the first muffler 21. The second exhaust passage 12 is a pipe that is connected to the first muffler 21 and guides the exhaust gas that has passed through the first muffler 21 to the second muffler 22. The third exhaust passage 13 is a pipe that is connected to the second muffler 22 and guides the exhaust gas that has passed through the second muffler 22 to the outside.

また、第1排気通路11の断面積をS1、第2排気通路12の断面積をS2、第3排気通路13の断面積をS3とする。断面積S2は断面積S1よりも小さく、断面積S3は断面積S1及び断面積S2よりも大きい。すなわち、断面積S1、S2、S3は、相対的に中、小、大という大きさになっている。本実施形態では、第1排気通路11、第2排気通路12及び第3排気通路13は、何れも断面形状を円形状としたので、それらの内径φ1、φ2及びφ3も相対的に中、小、大という大きさとなっている。   The cross-sectional area of the first exhaust passage 11 is S1, the cross-sectional area of the second exhaust passage 12 is S2, and the cross-sectional area of the third exhaust passage 13 is S3. The sectional area S2 is smaller than the sectional area S1, and the sectional area S3 is larger than the sectional areas S1 and S2. That is, the cross-sectional areas S1, S2, and S3 are relatively medium, small, and large. In the present embodiment, since the first exhaust passage 11, the second exhaust passage 12, and the third exhaust passage 13 are all circular in cross section, their inner diameters φ1, φ2, and φ3 are relatively medium and small. The size is large.

第1マフラー21及び第2マフラー22は、流入した排気を減音させる配管であり、第2マフラー22の容積は、第1マフラーの容積よりも大きくなるように構成されている。このような容積とすることで、マフラーによる減音効果を高めることができる。
第1排気通路11と第1マフラー21との境界を第1境界Aとし、第2排気通路12と第2マフラー22との境界を第2境界Bとし、第3排気通路13と外部(第3排気通路13の排気が外部に放出される開口部)との境界を第3境界Cとする。
The first muffler 21 and the second muffler 22 are pipes that reduce the noise of the inflowing exhaust gas, and the volume of the second muffler 22 is configured to be larger than the volume of the first muffler. By setting it as such a volume, the sound reduction effect by a muffler can be heightened.
The boundary between the first exhaust passage 11 and the first muffler 21 is defined as a first boundary A, the boundary between the second exhaust passage 12 and the second muffler 22 is defined as a second boundary B, and the third exhaust passage 13 and the outside (third A boundary between the exhaust passage 13 and the opening from which the exhaust gas is discharged to the outside is defined as a third boundary C.

排気ポートから第1境界Aまでの第1排気路Lとは、排気ポート、排気マニホールド及び第1排気通路11からなる排気の通路をいう。また、排気ポートから第2境界Bまでの第2排気路Mとは、第1排気路L、第1マフラー21、及び第2排気通路12からなる排気の通路をいう。さらに、排気ポートから第3境界Cまでの第3排気路Nとは、第2排気路M、第2マフラー22及び第3排気通路13からなる排気の通路をいう。また、第1排気路L、第2排気路M、及び第3排気路Nの長さを排気路長と称する。
第1排気路L、第2排気路M、及び第3排気路Nの排気路長の始点となる排気ポートの位置は、エンジンの排気ポートにおける排気弁の着座位置(排気ポートが気筒を臨む開口)である。
The first exhaust passage L from the exhaust port to the first boundary A refers to an exhaust passage including the exhaust port, the exhaust manifold, and the first exhaust passage 11. The second exhaust path M from the exhaust port to the second boundary B is an exhaust path including the first exhaust path L, the first muffler 21, and the second exhaust path 12. Further, the third exhaust path N from the exhaust port to the third boundary C refers to an exhaust path including the second exhaust path M, the second muffler 22, and the third exhaust path 13. The lengths of the first exhaust path L, the second exhaust path M, and the third exhaust path N are referred to as the exhaust path length.
The position of the exhaust port that is the starting point of the exhaust path length of the first exhaust path L, the second exhaust path M, and the third exhaust path N is the seating position of the exhaust valve in the engine exhaust port (the opening at which the exhaust port faces the cylinder). ).

ここで、エンジン1の運転に伴い発生した排気圧力波は、排気ポートから排気装置10の各部に伝播する。伝播した排気圧力波は、第1境界A、第2境界B及び第3境界Cのそれぞれで、位相が反転した負圧波として排気ポート側へ反射される。以後、この負圧波は排気ポートに到達して同位相のまま反射し、さらに、第1境界A、第2境界B及び第3境界Cのそれぞれで位相が反転して反射することを繰り返す。   Here, the exhaust pressure wave generated with the operation of the engine 1 propagates from the exhaust port to each part of the exhaust device 10. The propagated exhaust pressure wave is reflected to the exhaust port side as a negative pressure wave whose phase is inverted at each of the first boundary A, the second boundary B, and the third boundary C. Thereafter, the negative pressure wave reaches the exhaust port and is reflected in the same phase, and further, the negative pressure wave is repeatedly reflected at the first boundary A, the second boundary B, and the third boundary C.

第1排気路L、第2排気路M、第3排気路Nの排気路長は、エンジンの吸気弁及び排気弁がバルブオーバーラップしている期間中に、各第1境界A、第2境界B及び第3境界Cのそれぞれで反射した負圧波が排気ポートに到達するようになっている。   The exhaust path lengths of the first exhaust path L, the second exhaust path M, and the third exhaust path N correspond to the first boundary A and the second boundary during the valve overlap period of the intake valve and the exhaust valve of the engine. The negative pressure wave reflected by each of B and the third boundary C reaches the exhaust port.

バルブオーバーラップ期間中に負圧波が排気ポートに到達すると、気筒内の残留ガスが排気ポート側へ吸引されるため、気筒内の体積効率が向上し、トルクも増大する。この負圧波による体積効率の向上を、エンジンの低回転域〜中回転域において行うことで、その低回転域〜中回転域におけるエンジンの出力トルクを増大させることができる。   When the negative pressure wave reaches the exhaust port during the valve overlap period, the residual gas in the cylinder is sucked to the exhaust port side, so that the volumetric efficiency in the cylinder is improved and the torque is also increased. By improving the volume efficiency by the negative pressure wave in the low to medium rotation range of the engine, the output torque of the engine in the low to medium rotation range can be increased.

本実施形態では、極低回転(1300rpm以下)、低回転(1300〜2000rpm)、中回転(2000〜3000rpm)のそれぞれについてエンジンの出力トルクの増大を図る。中回転に含まれる特定の回転数を第1エンジン回転数とし、低回転に含まれる特定の回転数を第2エンジン回転数とし、極低回転に含まれる特定の回転数を第3エンジン回転数とする。   In this embodiment, the engine output torque is increased for each of extremely low rotation (1300 rpm or less), low rotation (1300 to 2000 rpm), and medium rotation (2000 to 3000 rpm). The specific rotation speed included in the medium rotation is the first engine rotation speed, the specific rotation speed included in the low rotation is the second engine rotation speed, and the specific rotation speed included in the extremely low rotation is the third engine rotation speed. And

第1排気路Lの排気路長は、第1エンジン回転数において排気ポートから伝播された排気圧力波が第1境界Aで反射した負圧波が第1エンジン回転数におけるバルブオーバーラップ期間中に排気ポートに到達する長さに設定されている。換言すれば、第1排気路Lの排気路長は、第1エンジン回転数におけるエンジンの排気開始時を起点として、バルブオーバーラップしたときまでの時間と、排気圧力波が第1境界Aで反射した負圧波が排気ポートに到達するまでの時間とが一致するように設定されている。   The exhaust path length of the first exhaust path L is such that the negative pressure wave reflected from the first boundary A at the first engine speed and the exhaust pressure wave propagated from the exhaust port is exhausted during the valve overlap period at the first engine speed. The length to reach the port is set. In other words, the exhaust path length of the first exhaust path L is determined by the time until the valve overlaps from the start of engine exhaust at the first engine speed, and the exhaust pressure wave is reflected at the first boundary A. The time until the negative pressure wave reaches the exhaust port is set to coincide.

第2排気路Mの排気路長は、第2エンジン回転数において排気ポートから伝播された排気圧力波が第2境界Bで反射した負圧波が第2エンジン回転数におけるバルブオーバーラップ期間中に排気ポートに到達する長さに設定されている。換言すれば、第2排気路Mの排気路長は、第2エンジン回転数におけるエンジンの排気開始時を起点として、バルブオーバーラップしたときまでの時間と、排気圧力波が第2境界Bで反射した負圧波が排気ポートに到達するまでの時間とが一致するように設定されている。   The exhaust path length of the second exhaust path M is such that the negative pressure wave reflected by the second boundary B of the exhaust pressure wave propagated from the exhaust port at the second engine speed is exhausted during the valve overlap period at the second engine speed. The length to reach the port is set. In other words, the length of the exhaust path M of the second exhaust path M is the time from when the engine starts exhausting at the second engine speed to the time when the valve overlaps, and the exhaust pressure wave is reflected at the second boundary B. The time until the negative pressure wave reaches the exhaust port is set to coincide.

第3排気路Nの排気路長は、第3エンジン回転数において排気ポートから伝播された排気圧力波が第3境界Cで反射した負圧波が第3エンジン回転数におけるバルブオーバーラップ期間中に排気ポートに到達する長さに設定されている。換言すれば、第3排気路Nの排気路長は、第3エンジン回転数におけるエンジンの排気開始時を起点として、バルブオーバーラップしたときまでの時間と、排気圧力波が第3境界Cで反射した負圧波が排気ポートに到達するまでの時間とが一致するように設定されている。   The exhaust path length of the third exhaust path N is such that the negative pressure wave reflected from the third boundary C at the third engine speed is reflected from the exhaust port during the valve overlap period at the third engine speed. The length to reach the port is set. In other words, the exhaust path length of the third exhaust path N is determined by the time until the valve overlaps from the start of engine exhaust at the third engine speed, and the exhaust pressure wave is reflected at the third boundary C. The time until the negative pressure wave reaches the exhaust port is set to coincide.

ここで、現実の車両構造を無視すれば、負圧波による体積効率の向上効果が最も高くなるような排気路長や第1マフラー21及び第2マフラー22の配置及び容積を採用できる。しかしながら、第1排気路L、第2排気路M、第3排気路Nの各排気路長、第1マフラー21及び第2マフラー22の配置及び容積は、現実の車両構造に合わせて調整されなければならない。現実の車両構造に合わせるとは、例えば、車両の構造や排気装置以外の装置との位置関係により、排気路長の長さを長くせざるを得ない場合や、減音効果を高めるために第1マフラー21及び第2マフラー22の配置や容積を変更する場合などである。   Here, if the actual vehicle structure is ignored, the exhaust path length and the arrangement and volume of the first muffler 21 and the second muffler 22 that maximize the volumetric efficiency improvement effect by the negative pressure wave can be adopted. However, the exhaust path lengths of the first exhaust path L, the second exhaust path M, and the third exhaust path N, and the arrangement and volume of the first muffler 21 and the second muffler 22 must be adjusted according to the actual vehicle structure. I must. Matching the actual vehicle structure is, for example, when the length of the exhaust path must be increased due to the vehicle structure or the positional relationship with a device other than the exhaust device, or to increase the noise reduction effect. This is the case where the arrangement and volume of the first muffler 21 and the second muffler 22 are changed.

現実の車両構造に合わせて排気路長等を調整した結果、排気路長、各マフラーの配置及び容積だけに着目すると、負圧波による体積効率が最も望める構成と比べて、体積効率が低下してしまう構成となっている。   As a result of adjusting the exhaust path length etc. according to the actual vehicle structure, when focusing only on the exhaust path length, the arrangement and volume of each muffler, the volume efficiency is reduced compared to the configuration where volume efficiency by negative pressure wave is most desired It becomes the composition which ends.

しかしながら、本実施形態の排気装置10は、第1排気通路11、第2排気通路12、及び第3排気通路13の内径φ1〜φ3を相対的に中、小、大としている。これにより、第1排気路L、第2排気路M、第3排気路Nの各排気路長は、現実の車両構造に合わせた長さでありながら、上述したようにバルブオーバーラップ期間中に負圧波が排気ポートに到達するような長さとなり、体積効率を向上することができる。   However, in the exhaust device 10 of the present embodiment, the inner diameters φ1 to φ3 of the first exhaust passage 11, the second exhaust passage 12, and the third exhaust passage 13 are relatively medium, small, and large. As a result, while the lengths of the first exhaust path L, the second exhaust path M, and the third exhaust path N are matched to the actual vehicle structure, as described above, during the valve overlap period. The length is such that the negative pressure wave reaches the exhaust port, and the volumetric efficiency can be improved.

以下、排気路長、及び内径φ1〜φ3について詳細に説明する。   Hereinafter, the exhaust path length and the inner diameters φ1 to φ3 will be described in detail.

図2は、第1マフラー21の設置箇所と平均体積効率の関係、及びエンジンの回転数と体積効率との関係を示す図であり、図3は、第2マフラー22の設置箇所と平均体積効率の関係、及びエンジンの回転数と体積効率との関係を示す図である。
図2(a)の横軸は、排気ポートから第1マフラー21の入口までの距離、すなわち第1排気路Lの排気路長を表し、縦軸は、平均体積効率を表している。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the installation location of the first muffler 21 and the average volume efficiency, and the relationship between the engine speed and the volume efficiency. FIG. 3 shows the installation location of the second muffler 22 and the average volume efficiency. It is a figure which shows the relationship between these, and the relationship between the rotation speed of an engine, and volumetric efficiency.
The horizontal axis in FIG. 2A represents the distance from the exhaust port to the inlet of the first muffler 21, that is, the exhaust path length of the first exhaust path L, and the vertical axis represents the average volume efficiency.

第1排気通路11、第2排気通路12及び第3排気通路13の内径φ1、φ2、φ3は何れも同じ大きさであり、第1マフラー21及び第2マフラー22の容量がそれぞれV,Wであるという条件の下、第1排気路Lを構成する第1排気通路11の長さを変更することで第1マフラー21の設置箇所を変化させ、その設置箇所ごとに平均体積効率を求め、設置箇所と平均体積効率との関係を表したグラフが示されている。なお、平均体積効率は、図2(b)に示すエンジンの回転数が1000〜4000rpmにおける体積効率の平均をとったものである。 The inner diameters φ1, φ2, and φ3 of the first exhaust passage 11, the second exhaust passage 12, and the third exhaust passage 13 are all the same size, and the capacities of the first muffler 21 and the second muffler 22 are V 0 , W, respectively. Under the condition of 0 , the installation location of the first muffler 21 is changed by changing the length of the first exhaust passage 11 constituting the first exhaust passage L, and the average volume efficiency is obtained for each installation location. The graph showing the relationship between the installation location and the average volumetric efficiency is shown. In addition, average volume efficiency takes the average of volume efficiency in the rotation speed of the engine shown in FIG.2 (b) at 1000-4000 rpm.

例えば、第1排気路Lの排気路長がL(mm)である場合、平均体積効率はピークとなる約86%となっている。一方、第1排気路Lの排気路長がLref(mm)である場合、平均体積効率は約82%である。 For example, when the exhaust path length of the first exhaust path L is L 0 (mm), the average volume efficiency is about 86%, which is a peak. On the other hand, when the exhaust path length of the first exhaust path L is L ref (mm), the average volume efficiency is about 82%.

図2(b)の横軸は、エンジンの回転数を表し、縦軸は体積効率を表している。実線G1は、第1排気路Lの排気路長をLで固定し、回転数を変化させ、回転数ごとの体積効率を求め、その回転数と体積効率との関係を表すグラフである。実線G2は、第1排気路Lの排気路長をLrefで固定し、回転数を変化させ、回転数ごとの体積効率を求め、その回転数と体積効率との関係を表すグラフである。 The horizontal axis in FIG. 2B represents the engine speed, and the vertical axis represents volumetric efficiency. The solid line G1 is an exhaust path length of the first exhaust passage L is fixed at L 0, to change the rotational speed to obtain the volumetric efficiency for each rotation speed, a graph showing the relationship between the rotational speed and the volumetric efficiency. A solid line G2 is a graph showing the relationship between the rotational speed and the volume efficiency by fixing the exhaust path length of the first exhaust path L to L ref and changing the rotational speed to obtain the volume efficiency for each rotational speed.

実線G1で示すように、第1排気路Lの排気路長をLで固定し、回転数を変化させた場合、低中回転域において比較的高い体積効率となっている。ここでは、体積効率が比較的高い約90%程度となる2500rpmを第1エンジン回転数とした。 As indicated by the solid line G1, when the exhaust path length of the first exhaust path L is fixed at L 0 and the rotation speed is changed, the volume efficiency is relatively high in the low to medium rotation range. Here, the first engine speed was set to 2500 rpm at which the volumetric efficiency is about 90%, which is relatively high.

したがって、第1排気通路11、第2排気通路12及び第3排気通路13の内径φ1、φ2、φ3を何れも同じ大きさという条件の下では、第1排気路Lの排気路長をLとすることで、第1エンジン回転数である2500rpm付近において、負圧波による体積効率の向上をより高くすることができる。 Therefore, under the condition that the inner diameters φ1, φ2, and φ3 of the first exhaust passage 11, the second exhaust passage 12, and the third exhaust passage 13 are all the same size, the exhaust passage length of the first exhaust passage L is set to L 0. By doing so, it is possible to further increase the volumetric efficiency due to the negative pressure wave in the vicinity of 2500 rpm that is the first engine speed.

参考までに、第1排気路Lの排気路長をLrefとした場合、実線G2に示すように、第1エンジン回転数である2500回転付近においては、体積効率は約65%程度となっている。すなわち、トルク向上を図りたい回転数の一つである第1エンジン回転数(2500回転)においては、排気路長をLとすることで、実線G1に示すように、より高い体積効率を得られることが分かる。 For reference, when the exhaust path length of the first exhaust path L is L ref , as indicated by the solid line G2, the volumetric efficiency is about 65% in the vicinity of 2500 rpm that is the first engine speed. Yes. That is, at the first engine speed (2500 rpm), which is one of the engine speeds for which the torque is to be improved, by setting the exhaust path length to L 0 , higher volume efficiency can be obtained as shown by the solid line G1. You can see that

一方、第2排気路Mの排気路長は次のように決定する。
図3(a)の横軸は、排気ポートから第2マフラー22の入口までの距離、すなわち第2排気路Mの排気路長を表し、縦軸は、平均体積効率を表している。
On the other hand, the exhaust path length of the second exhaust path M is determined as follows.
The horizontal axis in FIG. 3A represents the distance from the exhaust port to the inlet of the second muffler 22, that is, the exhaust path length of the second exhaust path M, and the vertical axis represents the average volume efficiency.

第1排気通路11、第2排気通路12及び第3排気通路13の内径φ1、φ2、φ3は何れも同じ大きさという条件の下、第2排気路Mを構成する第2排気通路12の長さを変更することで第2マフラー22の設置箇所を変化させ、その設置箇所ごとに平均体積効率を求め、設置箇所と平均体積効率との関係を表したグラフが示されている。なお、平均体積効率は、図3(b)に示すエンジンの回転数が1000〜4000rpmにおける体積効率の平均をとったものである。   The length of the second exhaust passage 12 constituting the second exhaust passage M under the condition that the inner diameters φ1, φ2, and φ3 of the first exhaust passage 11, the second exhaust passage 12, and the third exhaust passage 13 are all the same size. By changing the height, the installation location of the second muffler 22 is changed, the average volume efficiency is obtained for each installation location, and a graph showing the relationship between the installation location and the average volume efficiency is shown. In addition, average volume efficiency takes the average of volume efficiency in the rotation speed of the engine shown in FIG.3 (b) at 1000-4000 rpm.

例えば、第2排気路Mの排気路長がMref(mm)である場合、平均体積効率はピークとなる約84%となっている。一方、第2排気路Mの排気路長がM(mm)である場合、平均体積効率は次に大きなピークとなる約79%となっている。 For example, when the exhaust path length of the second exhaust path M is M ref (mm), the average volumetric efficiency is about 84% that reaches a peak. On the other hand, when the exhaust path length of the second exhaust path M is M 0 (mm), the average volumetric efficiency is about 79%, which is the next largest peak.

図3(b)の横軸は、エンジンの回転数を表し、縦軸は体積効率を表している。実線G3は、第2排気路Mの排気路長をMで固定し、回転数を変化させ、回転数ごとの体積効率を求め、その回転数と体積効率との関係を表すグラフである。実線G4は、第2排気路Mの排気路長をMrefで固定し、回転数を変化させ、回転数ごとの体積効率を求め、その回転数と体積効率との関係を表すグラフである。 The horizontal axis in FIG. 3B represents the engine speed, and the vertical axis represents volumetric efficiency. The solid line G3 is an exhaust path length of the second exhaust passage M was fixed at M 0, by varying the rotation speed, determine the volumetric efficiency of each rotation speed, a graph showing the relationship between the rotational speed and the volumetric efficiency. A solid line G4 is a graph representing the relationship between the rotational speed and the volumetric efficiency by fixing the exhaust path length of the second exhaust path M at Mref , changing the rotational speed, obtaining the volumetric efficiency for each rotational speed.

実線G3で示すように、第2排気路Mの排気路長をMで固定し、回転数を変化させた場合、低中回転域において比較的高い体積効率となっている。ここでは、体積効率が比較的高い約95%程度となる1500rpmを第2エンジン回転数とした。 As shown by the solid line G3, an exhaust path length of the second exhaust passage M was fixed at M 0, when changing the rotational speed, and has a relatively high volumetric efficiency at low and medium speed range. Here, 1500 rpm at which the volumetric efficiency is relatively high, which is about 95%, is set as the second engine speed.

したがって、第1排気通路11、第2排気通路12及び第3排気通路13の内径φ1、φ2、φ3を何れも同じ大きさという条件の下では、第2排気路Mの排気路長をMとすることで、第2エンジン回転数である1500rpm付近において、負圧波による体積効率の向上をより高くすることができる。 Therefore, under the condition that the inner diameters φ1, φ2, and φ3 of the first exhaust passage 11, the second exhaust passage 12, and the third exhaust passage 13 are all the same size, the exhaust passage length of the second exhaust passage M is set to M 0. By doing so, the improvement in volumetric efficiency due to the negative pressure wave can be further increased in the vicinity of 1500 rpm that is the second engine speed.

参考までに、第2排気路Mの排気路長をMrefとした場合、実線G4に示すように、第2エンジン回転数である1500回転付近においては、体積効率は約70%程度となっている。すなわち、トルク向上を図りたい回転数の一つである第2エンジン回転数(1500回転)においては、排気路長をMとすることで、実線G3に示すように、より高い体積効率を得られることが分かる。 For reference, when the exhaust path length of the second exhaust path M is M ref , as indicated by the solid line G4, the volumetric efficiency is about 70% around 1500 rpm that is the second engine speed. Yes. In other words, at the second engine speed (1500 rpm), which is one of the engine speeds for which torque is to be improved, by setting the exhaust path length to M 0 , higher volume efficiency can be obtained as shown by the solid line G3. You can see that

なお、図3(a)に示すように、排気路長がMrefである場合のほうが、Mに比べて平均体積効率が高い。しかしながら、排気路長をMrefとすると、第2マフラー22が第1マフラー21よりも排気ポートに近い配置となってしまう(図2(a)参照)。減音効果を得るために、容量の大きな第2マフラー22は、容量の小さな第1マフラー21よりも下流側に配置しなければならないという制約上、第2排気路Mの排気路長をMrefとすることはできない。 As shown in FIG. 3A, the average volume efficiency is higher in the case where the exhaust path length is M ref than in M 0 . However, if the exhaust path length is M ref , the second muffler 22 is closer to the exhaust port than the first muffler 21 (see FIG. 2A). In order to obtain a sound reduction effect, the second muffler 22 having a large capacity must be arranged on the downstream side of the first muffler 21 having a small capacity, so that the exhaust path length of the second exhaust path M is set to M ref. It cannot be.

そして、特に図示しないが、第3排気路Nの排気路長についても、第1排気路L及び第2排気路Mと同様に決定する。第3エンジン回転数(例えば1200rpm)において体積効率がピークとなるような第3排気路Nの排気路長をNとする。 Although not particularly illustrated, the exhaust path length of the third exhaust path N is also determined in the same manner as the first exhaust path L and the second exhaust path M. Let the exhaust path length of the third exhaust path N at which the volume efficiency reaches a peak at the third engine speed (for example, 1200 rpm) be N 0 .

上述したように、第1エンジン回転数においては、第1境界Aで反射した負圧波により体積効率が約90%となり、第2エンジン回転数においては、第2境界Bで反射した負圧波により体積効率が約95%となり、第3エンジン回転数においては、第3境界Cで反射した負圧波により高い体積効率となるように、第1排気路L、第2排気路M及び第3排気路Nの排気路長が決定される。   As described above, at the first engine speed, the volumetric efficiency is about 90% due to the negative pressure wave reflected at the first boundary A, and at the second engine speed, the volume is increased by the negative pressure wave reflected at the second boundary B. The efficiency is about 95%, and at the third engine speed, the first exhaust path L, the second exhaust path M, and the third exhaust path N are set so as to have a high volumetric efficiency due to the negative pressure wave reflected at the third boundary C. Is determined.

これらの排気路長は、現実の車両構造を無視した場合に採用できるものであり、実際には、現実の車両構造に対応して排気路長を調整したり、第1マフラー21及び第2マフラー22の配置及び容量を調整しなければならない。   These exhaust path lengths can be adopted when the actual vehicle structure is ignored. Actually, the exhaust path length is adjusted according to the actual vehicle structure, or the first muffler 21 and the second muffler. The arrangement and capacity of 22 must be adjusted.

例えば、図2(a)及び図3(a)に示すように、第1排気路Lの排気路長をLよりも長いLとし、第2排気路Mの排気路長をMよりも長いMとし、特に図示しないが第3排気路Nの排気路長をNよりも長いNとしなければならない場合がある。この場合、平均体積効率としても低下するし、第1エンジン回転数、第2エンジン回転数及び第3エンジン回転数における体積効率も低下してしまう。 For example, as shown in FIGS. 2A and 3A, the exhaust path length of the first exhaust path L is set to L 1 longer than L 0, and the exhaust path length of the second exhaust path M is set to M 0 . in some cases also the long M 1, shall not particularly illustrated exhaust path length of the third exhaust passage N and long N 1 than N 0. In this case, the average volume efficiency also decreases, and the volume efficiency at the first engine speed, the second engine speed, and the third engine speed also decreases.

しかしながら、第1排気通路11、第2排気通路12及び第3排気通路13の内径φ1〜φ3を相対的に中、小、大とすることで、体積効率を向上させることができる。   However, volume efficiency can be improved by making the inner diameters φ1 to φ3 of the first exhaust passage 11, the second exhaust passage 12, and the third exhaust passage 13 relatively medium, small, and large.

図4は、第2排気通路及び第3排気通路の内径と平均体積効率との関係を表す図である。図4(a)及び(b)の縦軸は平均体積効率を表し、図4(a)の横軸は第2排気通路の内径(mm)を表し、図4(b)の横軸は第3排気通路の内径を表している。   FIG. 4 is a graph showing the relationship between the inner diameters of the second exhaust passage and the third exhaust passage and the average volume efficiency. 4A and 4B, the vertical axis represents the average volume efficiency, the horizontal axis in FIG. 4A represents the inner diameter (mm) of the second exhaust passage, and the horizontal axis in FIG. 3 represents the inner diameter of the exhaust passage.

先に、第1排気通路11、第2排気通路12及び第3排気通路13の内径φ1、φ2、φ3は何れも同じ大きさという条件で排気路長や平均体積効率等を計算したことを述べた。このときの内径を例えばD(約31.6mm)とする。 First, it is stated that the exhaust path length, average volume efficiency, etc. were calculated under the condition that the inner diameters φ1, φ2, and φ3 of the first exhaust passage 11, the second exhaust passage 12, and the third exhaust passage 13 are all the same size. It was. The inner diameter at this time is, for example, D 1 (about 31.6 mm).

図4(a)には、第1排気路L及び第2排気路Mの排気路長を、現実の車両構造に合わせたために調整したL及びMとし、第1排気通路11の内径φ1をDとした条件において、第2排気通路12の内径φ2を変化させ、その内径φ2ごとに平均体積効率を計算したグラフが示されている。
このグラフによれば、Dよりも小さなD(約29.0mm)で平均体積効率がピークとなる上方に凸となる特性があることが分かる。
In FIG. 4A, the exhaust path lengths of the first exhaust path L and the second exhaust path M are L 1 and M 1 adjusted to match the actual vehicle structure, and the inner diameter φ1 of the first exhaust path 11 is shown. in the conditions with D 1, to change the inner diameter .phi.2 of the second exhaust passage 12, there is shown a graph of the mean was calculated volumetric efficiency for each inner diameter .phi.2.
According to this graph, it can be seen that there is a characteristic that the average volume efficiency peaks upward at D 2 (about 29.0 mm) smaller than D 1 .

図4(b)には、第1排気路L、第2排気路M及び第3排気路Nの排気路長を、現実の車両構造に合わせたために調整したL、M及びNとし、第1排気通路11の内径φ1をD、第2排気通路12の内径φ2をDとした条件において、第3排気通路13の内径φ3を変化させ、その内径φ3ごとに平均体積効率を計算したグラフが示されている。
このグラフによれば、Dよりも大きなD(約32.5mm)で平均体積効率がピークとなる上方に凸となる特性があることが分かる。
In FIG. 4B, the exhaust path lengths of the first exhaust path L, the second exhaust path M, and the third exhaust path N are set to L 1 , M 1, and N 1 adjusted to match the actual vehicle structure. the inside diameter φ1 of the first exhaust passage 11 D 1, under conditions in which the inner diameter φ2 of the second exhaust passage 12 and the D 2, by changing the inner diameter φ3 of the third exhaust passage 13, the average volumetric efficiency for each inner diameter φ3 The calculated graph is shown.
According to this graph, it can be seen that there is a characteristic that the average volume efficiency peaks upward at D 3 (about 32.5 mm) larger than D 1 .

したがって、第2排気通路12の内径φ2をDより小さなDとし、第3排気通路13の内径φ3をDより大きなDとすることで、平均体積効率を向上させることができる。平均体積効率が向上するので、第1エンジン回転数、第2エンジン回転数及び第3エンジン回転数における体積効率についても向上する。 Accordingly, the inner diameter φ2 of the second exhaust passage 12 and smaller D 2 from D 1, the inner diameter φ3 of the third exhaust passage 13 by a larger D 3 than D 1, it is possible to improve the average volumetric efficiency. Since the average volumetric efficiency is improved, the volumetric efficiency at the first engine speed, the second engine speed, and the third engine speed is also improved.

このように第1排気路L、第2排気路M及び第3排気路Nの排気路長をL、M、NからL、M、Nとすることで現実の車両構造に適合させる一方、これにより減少する体積効率の減少を、第1排気通路11、第2排気通路12及び第3排気通路13の内径を相対的に中、小、大とすることで補うことができる。 Thus, the actual vehicle structure is obtained by setting the exhaust path lengths of the first exhaust path L, the second exhaust path M, and the third exhaust path N from L 0 , M 0 , N 0 to L 1 , M 1 , N 1. However, the decrease in volumetric efficiency, which is reduced by this, can be compensated by making the inner diameters of the first exhaust passage 11, the second exhaust passage 12 and the third exhaust passage 13 relatively medium, small and large. it can.

このような排気路長と内径との関係は、ヘルムホルツの原理に基づいている。ヘルムホルツの原理は、空洞の箱体と、箱体内部に連通するように取り付けられた筒状部材とを備えた構造において、音速をc、箱体内部の容積をV、筒状部材の長さをl、筒状部材の断面積をS、共鳴周波数をfとしたとき、以下の関係が成り立つとする原理である。 Such a relationship between the exhaust path length and the inner diameter is based on the Helmholtz principle. Helmholtz's principle is that, in a structure including a hollow box and a cylindrical member attached so as to communicate with the inside of the box, the speed of sound is c, the volume inside the box is V, and the length of the cylindrical member is Where l is the cross-sectional area of the cylindrical member, S is the resonance frequency, and f 0 is the resonance frequency.

箱体内部の容積Vは、第1マフラー21又は第2マフラー22の容積に相当し、lは第1排気路L、第2排気路M又は第3排気路Nの排気路長に相当し、Sは第1排気通路11、第2排気通路12又は第3排気通路13の断面積(内径)に相当するものである。共鳴周波数f0は、第1エンジン回転数、第2エンジン回転数又は第3エンジン回転数に相当するものである。   The volume V inside the box corresponds to the volume of the first muffler 21 or the second muffler 22, l corresponds to the length of the exhaust path of the first exhaust path L, the second exhaust path M or the third exhaust path N, S corresponds to the cross-sectional area (inner diameter) of the first exhaust passage 11, the second exhaust passage 12, or the third exhaust passage 13. The resonance frequency f0 corresponds to the first engine speed, the second engine speed, or the third engine speed.

例えば、筒状部材の長さl、すなわち第2排気路Mや第3排気路Nの排気路長がMからM、NからNに伸長し、かつ、所望の共鳴周波数、すなわち第2エンジン回転数又は第2エンジン回転数とするならば、他のパラメータのV又はSに相当する第2排気通路12や第3排気通路13の断面積(内径)を変化させればよい。図4に示した例では、このようなヘルムホルツの原理に基づいて、平均体積効率がピークとなる第2排気通路12及び第3排気通路13の内径を特定した。 For example, the length l of the cylindrical member, that is, the exhaust path length of the second exhaust path M or the third exhaust path N extends from M 0 to M 1 , N 0 to N 1 , and the desired resonance frequency, If the second engine speed or the second engine speed is used, the cross-sectional areas (inner diameters) of the second exhaust passage 12 and the third exhaust passage 13 corresponding to V or S of other parameters may be changed. In the example shown in FIG. 4, the inner diameters of the second exhaust passage 12 and the third exhaust passage 13 at which the average volume efficiency reaches a peak are specified based on the Helmholtz principle.

また、第1マフラー21及び第2マフラー22の容積は、負圧波による体積効率の向上に影響する。
図5は、第1マフラー21及び第2マフラー22の容積と平均体積効率との関係を示す図である。横軸は第1マフラー21の容量であり、縦軸は第2マフラー22の容量である。
Moreover, the volume of the 1st muffler 21 and the 2nd muffler 22 influences the improvement of the volume efficiency by a negative pressure wave.
FIG. 5 is a diagram illustrating the relationship between the volume of the first muffler 21 and the second muffler 22 and the average volume efficiency. The horizontal axis represents the capacity of the first muffler 21, and the vertical axis represents the capacity of the second muffler 22.

第1排気路L、第2排気路M及び第3排気路Nの排気路長をL、M、Nとし、第1排気通路11、第2排気通路12及び第3排気通路の内径φ1、φ2、φ3をD、D、Dとした条件の下、第1マフラー21及び第2マフラー22の容量を変化させ、その容量ごとの平均体積効率を計算した。平均体積効率は、82.5〜87.5までの範囲を0.5刻みで区分し、各区分について同色を配して表示してある。 The exhaust path lengths of the first exhaust path L, the second exhaust path M and the third exhaust path N are L 1 , M 1 and N 1, and the inner diameters of the first exhaust path 11, the second exhaust path 12 and the third exhaust path. Under the conditions where φ1, φ2, and φ3 were D 1 , D 2 , and D 3 , the capacities of the first muffler 21 and the second muffler 22 were changed, and the average volume efficiency for each capacity was calculated. The average volume efficiency is displayed by dividing the range from 82.5 to 87.5 in 0.5 increments and arranging the same color for each division.

排気路長及び内径を決定する際に前提としていた第1マフラー21及び第2マフラー22の容量であるV、Wにおいては、平均体積効率は86.5〜87.0の間である。一方、第1マフラー21の容量が1.5〜2.0の範囲であり、第2マフラー22の容量が8〜10の範囲である場合、例えば、その範囲に含まれるV、Wとすることで、平均体積効率は、87.0〜87.5の範囲となる。このような平均体積効率が得られる、第1マフラー21の容積に対する第2マフラー22の容積の比率は、1:4〜1:6である。 In V 0 and W 0 which are the capacities of the first muffler 21 and the second muffler 22 which are assumed when the exhaust path length and the inner diameter are determined, the average volume efficiency is between 86.5 and 87.0. On the other hand, when the capacity of the first muffler 21 is in the range of 1.5 to 2.0 and the capacity of the second muffler 22 is in the range of 8 to 10, for example, V 1 and W 1 included in the range Thus, the average volume efficiency is in the range of 87.0 to 87.5. The ratio of the volume of the second muffler 22 to the volume of the first muffler 21 that provides such an average volumetric efficiency is 1: 4 to 1: 6.

第1排気路L、第2排気路M及び第3排気路Nの排気路長、並びに、第1排気通路11、第2排気通路12及び第3排気通路の内径を固定した条件のもとで、第1マフラー21の容積に対する第2マフラー22の容積の比率を1:4〜1:6とすることで、さらに平均体積効率を向上させることができる。   Under conditions where the exhaust path lengths of the first exhaust path L, the second exhaust path M, and the third exhaust path N and the inner diameters of the first exhaust path 11, the second exhaust path 12, and the third exhaust path are fixed. By setting the ratio of the volume of the second muffler 22 to the volume of the first muffler 21 to 1: 4 to 1: 6, the average volume efficiency can be further improved.

以上に説明したように、第1排気通路11、第2排気通路12及び第3排気通路13の内径を同じ大きさとした条件の下、第1エンジン回転数、第2エンジン回転数及び第3エンジン回転数のそれぞれで負圧波による体積効率の向上が最適となるように排気路長を設定することもできる。しかし、そのような排気路長は、現実の車両構造を無視したものとなり、必ずしも採用できるとは限らない。   As described above, the first engine speed, the second engine speed, and the third engine under the condition that the inner diameters of the first exhaust passage 11, the second exhaust passage 12, and the third exhaust passage 13 are the same. The exhaust path length can also be set so that the improvement in volumetric efficiency due to the negative pressure wave is optimal at each rotation speed. However, such an exhaust path length ignores the actual vehicle structure, and is not always applicable.

本発明の排気装置によれば、第1排気路L、第2排気路M及び第3排気路Nの排気路長を現実の車両構造に適合させたL、M、Nとする一方、これにより減少する体積効率の減少を、第1排気通路11、第2排気通路12及び第3排気通路13の内径を相対的に中、小、大とすることで補うことができる。 According to the exhaust system of the present invention, the exhaust path lengths of the first exhaust path L, the second exhaust path M, and the third exhaust path N are set to L 1 , M 1 , and N 1 adapted to an actual vehicle structure. Thus, the decrease in volumetric efficiency that is reduced can be compensated by making the inner diameters of the first exhaust passage 11, the second exhaust passage 12, and the third exhaust passage 13 relatively medium, small, and large.

すなわち、本発明の排気装置は、単に、第1排気路L、第2排気路M及び第3排気路Nの排気路長を現実の車両構造に適合させたL、M、Nとし、第1排気通路11、第2排気通路12及び第3排気通路13の内径を同一径とした場合よりも、負圧波による体積効率をより大きく向上させることができる。 In other words, the exhaust system of the present invention is simply L 1 , M 1 , N 1 in which the exhaust path lengths of the first exhaust path L, the second exhaust path M, and the third exhaust path N are adapted to the actual vehicle structure. As compared with the case where the inner diameters of the first exhaust passage 11, the second exhaust passage 12 and the third exhaust passage 13 are the same, the volumetric efficiency due to the negative pressure wave can be greatly improved.

特に、第1エンジン回転数〜第3エンジン回転数として、低中回転域のものを設定したので、低中回転域における体積効率を向上させ、トルクの出力を増大させることができる。   In particular, since the first engine speed to the third engine speed are set to be in the low / medium speed range, the volume efficiency in the low / mid speed range can be improved and the torque output can be increased.

なお、第1エンジン回転数〜第3エンジン回転数は、低中回転域から選択する場合に限定されず、トルク向上を図りたい任意のエンジン回転数に定めてもよい。また、本実施形態では、第1排気通路11、第2排気通路12及び第3排気通路13は、内径φ1〜φ3を有する断面が円形状であるとしたが、断面はこのような形状に限定されず任意の形状とすることができる。この場合、第1排気通路11、第2排気通路12及び第3排気通路13の断面積が相対的に中、小、大となるようにすればよい。   The first engine speed to the third engine speed are not limited to the case where the engine speed is selected from the low / medium speed range, and may be set to any engine speed at which torque is desired to be improved. In the present embodiment, the first exhaust passage 11, the second exhaust passage 12, and the third exhaust passage 13 are circular in cross section having an inner diameter φ1 to φ3, but the cross section is limited to such a shape. It can be made into arbitrary shapes. In this case, the cross-sectional areas of the first exhaust passage 11, the second exhaust passage 12, and the third exhaust passage 13 may be relatively medium, small, and large.

本発明は、自動車の産業分野で利用することができる。   The present invention can be used in the industrial field of automobiles.

A 第1境界
B 第2境界
C 第3境界
L 第1排気路
M 第2排気路
N 第3排気路
1 エンジン
10 排気装置
11 第1排気通路
12 第2排気通路
13 第3排気通路
21 第1マフラー
22 第2マフラー
A First boundary B Second boundary C Third boundary L First exhaust passage M Second exhaust passage N Third exhaust passage 1 Engine 10 Exhaust device 11 First exhaust passage 12 Second exhaust passage 13 Third exhaust passage 21 First Muffler 22 Second muffler

Claims (3)

エンジンの排気ポートに連通した第1排気通路、当該第1排気通路に連通した第1マフラー、当該第1マフラーに連通した第2排気通路、当該第2排気通路に連通した第2マフラー、及び当該第2マフラーに連通した第3排気通路を備えるエンジンの排気装置であって、
排気ポートから第1排気通路及び第1マフラーの第1境界までの排気路長、排気ポートから第2排気通路及び第2マフラーの第2境界までの排気路長、及び排気ポートから第3排気通路及び外部の第3境界までの排気路長は、それぞれ異なる所定の第1エンジン回転数、第2エンジン回転数又は第3エンジン回転数で運転しているエンジンから排出される排気圧力波が第1境界、第2境界及び第3境界のそれぞれで反射することにより生じる負圧波がバルブオーバーラップ期間中に排気ポートに到達する長さであり、
前記第2マフラーの容積は、前記第1マフラーの容積よりも大きく、
前記第2排気通路の断面積は、前記第1排気通路の断面積よりも小さく、
前記第3排気通路の断面積は、前記第1排気通路の断面積及び前記第2排気通路の断面積よりも大きい
ことを特徴とするエンジンの排気装置。
A first exhaust passage communicating with the exhaust port of the engine, a first muffler communicating with the first exhaust passage, a second exhaust passage communicating with the first muffler, a second muffler communicating with the second exhaust passage, and the An engine exhaust system comprising a third exhaust passage communicating with a second muffler,
The exhaust path length from the exhaust port to the first exhaust path and the first boundary of the first muffler, the exhaust path length from the exhaust port to the second exhaust path and the second boundary of the second muffler, and the exhaust port to the third exhaust path And the exhaust path length to the external third boundary is such that the exhaust pressure wave discharged from the engine operating at different predetermined first engine speed, second engine speed, or third engine speed is first. The length of the negative pressure wave generated by reflection at each of the boundary, the second boundary, and the third boundary reaches the exhaust port during the valve overlap period,
The volume of the second muffler is larger than the volume of the first muffler,
A cross-sectional area of the second exhaust passage is smaller than a cross-sectional area of the first exhaust passage;
An engine exhaust system, wherein a cross-sectional area of the third exhaust passage is larger than a cross-sectional area of the first exhaust passage and a cross-sectional area of the second exhaust passage.
請求項1に記載するエンジンの排気装置において、
前記第1マフラーの容積に対する前記第2マフラーの容積の比率は、1:4〜1:6である
ことを特徴とするエンジンの排気装置。
The engine exhaust device according to claim 1,
An exhaust system for an engine, wherein a ratio of a volume of the second muffler to a volume of the first muffler is 1: 4 to 1: 6.
請求項1又は請求項2に記載するエンジンの排気装置において、
前記第3エンジン回転数は、前記第1エンジン回転数及び前記第2エンジン回転数より低く、
前記第2エンジン回転数は、前記第1エンジン回転数より低い
ことを特徴とするエンジンの排気装置。
The engine exhaust system according to claim 1 or 2,
The third engine speed is lower than the first engine speed and the second engine speed,
The exhaust system for an engine, wherein the second engine speed is lower than the first engine speed.
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