JP6545216B2 - Exhaust system - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の排気ガスを排出する排気装置に関する。 The present invention relates to an exhaust system for exhausting exhaust gas from an internal combustion engine.
例えば、特許文献1には、内部に単一の拡張室を有し、排気管が接続されたメインマフラーを備えた排気装置が開示されている。この排気装置には、拡張室に連通して並設された3本のロングテールパイプが設けられている。 For example, Patent Document 1 discloses an exhaust system provided with a main muffler having a single expansion chamber inside and an exhaust pipe connected. The exhaust system is provided with three long tail pipes connected in parallel to the expansion chamber.
特許文献1では、このように構成することで、内燃機関の排気音を低減する高い消音効果を有すると共に、簡略な構造の内燃機関を得ることができる、としている。 According to Patent Document 1, this configuration makes it possible to obtain an internal combustion engine with a simple structure as well as having a high noise reduction effect to reduce the exhaust noise of the internal combustion engine.
ところで、低速回転域且つ低負荷の状態においてマフラーから迫力のある低音を出すと共に、高速回転域において気流音を抑制して、その両者を調和させたいというニーズがある。 By the way, there is a need to produce powerful bass from the muffler in a low speed range and a low load state, and to suppress air flow noise in a high speed range to make the two harmonize with each other.
しかしながら、特許文献1に開示された排気装置の構造では、排気音の高い消音効果を得ることができるが、前記した両者を調和することが困難である。 However, in the structure of the exhaust system disclosed in Patent Document 1, although a high muffling effect of exhaust noise can be obtained, it is difficult to harmonize the both.
本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、車両運転者に対して快適な排気音を発生させることが可能な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-mentioned point, and an object of the present invention is to provide an exhaust system capable of generating a comfortable exhaust noise for a vehicle driver.
前記の目的を達成するために、本発明は、内燃機関の排気ガスを排出する排気装置において、大気に連通する複数のテールパイプを有し、前記複数のテールパイプは、消音器に接続される第1のテールパイプ群と、前記第1のテールパイプ群と異なる第2のテールパイプ群と、を含み、前記第2のテールパイプ群は、前記第1のテールパイプ群から分岐し、前記第1のテールパイプ群において、前記消音器に連通する管路であって前記第1のテールパイプ群から分岐して前記第2のテールパイプ群に連なる分岐部よりも前記内燃機関側に位置する前記分岐部の入口部位には、車幅方向内側に向かって湾曲する湾曲部が設けられていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides an exhaust system for exhausting exhaust gas of an internal combustion engine, comprising a plurality of tail pipes in communication with the atmosphere, the plurality of tail pipes being connected to a silencer a first tail pipe groups, wherein the said first tail pipe group and a second different tail pipe group, the second tail pipe group is branched from the first tail pipe group, the first The first tail pipe group is a pipe communicating with the silencer, and is positioned closer to the internal combustion engine than a branch portion branched from the first tail pipe group and continuing to the second tail pipe group. The inlet portion of the branch portion is characterized by being provided with a curved portion that curves inward in the vehicle width direction .
本発明では、車両運転者に対して快適な排気音を発生させることが可能な排気装置を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain an exhaust system capable of generating a comfortable exhaust noise for the vehicle driver.
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、本発明の実施形態に係る排気装置が適用された車両の概略底面図、図2は、図1に示すフィニッシャを取り外した3本のテールパイプの拡大底面図である。なお、各図中において、「前後」は、車両前後方向、「左右」は、車幅方向(左右方向)をそれぞれ示している。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. FIG. 1 is a schematic bottom view of a vehicle to which an exhaust system according to an embodiment of the present invention is applied, and FIG. 2 is an enlarged bottom view of three tail pipes from which the finisher shown in FIG. In each of the drawings, "front and rear" indicates the vehicle longitudinal direction, and "left and right" indicates the vehicle width direction (left and right direction).
本発明の実施形態に係る排気装置10では、自動車1等の車両のエンジン2(内燃機関)の排気系3に適用されたものに基づいて以下説明する。しかしながら、これに限定されるものではなく、車両以外のエンジンの排気系に適用することも可能である。
The
図1に示されるように、自動車1に搭載されたエンジン2には、このエンジン2から排出された排気ガスを大気に排出するための排気系3が配設されている。この排気系3は、排気管4a、4b、4cと、プリチャンバ5と、プリチャンバ6と、三岐部7と、排気装置10とを備えて構成されている。
As shown in FIG. 1, an exhaust system 3 for exhausting the exhaust gas discharged from the engine 2 to the atmosphere is disposed in the engine 2 mounted on the automobile 1. The exhaust system 3 includes
エンジン2の排気ポートには、図示しない排気マニホールド及び触媒が接続されている。排気管4aは、図示しない排気マニホールドの下流側に接続されている。プリチャンバ5は、排気管4aと排気管4bとの間に介装されている。プリチャンバ5の下流側には、排気管4bを介してプリチャンバ6が接続されている。プリチャンバ6の下流側には、排気管4cを介して三股に分岐する三岐部7が接続されている。排気装置10は、プリチャンバ6及び三岐部7の下流側に接続されている。
An exhaust manifold and a catalyst (not shown) are connected to the exhaust port of the engine 2. The
エンジン2の駆動によって排出された排気ガスは、プリチャンバ5によって一次的に消音された後、プリチャンバ6によって二次的に消音され、さらに、後記する第1〜第3消音器12a〜12cによって三次的に消音されて大気中に排出される。
The exhaust gas discharged by the drive of the engine 2 is muffled primarily by the pre-chamber 5, and then muffled secondarily by the pre-chamber 6, and is further tertiary-lapped by first to
三岐部7の下流側には、3本の排気管が接続されている。この3本の排気管は、車幅方向に沿った左右側に配置される第1排気管14a及び第2排気管14bと、第1排気管14aと第2排気管14bとの間の中央に配置される第3排気管14cとによって構成されている。
Three exhaust pipes are connected to the downstream side of the Sanki
第1排気管14aの下流側には、第1消音器12aが接続されている。第2排気管14bの下流側には、第2消音器12bが接続されている。第3排気管14cの下流側には、第3消音器12cが接続されている。
A
第1消音器12a及び第2消音器12bの下流側には、第1消音器12a及び第2消音器12bを導出側で結ぶと共に3つに分岐させることで、それぞれ流通した排気ガスをさらに分岐(合流・分岐)させる分岐部16が接続されている。第3消音器12cの下流側は、行き止まりとなって分岐部16と流通(連通)することがなく分離構成され、第3消音器12cの車両後方端部を支持するブラケット18(図1参照)が装着されている。第3消音器12cは、上流側に接続された第3排気管14cと、下流側に接続されたブラケット18とによって両持ち支持されている。
On the downstream side of the
分岐部16には、車両後方に向かって延出する3本のテールパイプ20a〜20cがそれぞれ並列に接続されている。3本のテールパイプ20a〜20cは、底面視して車幅方向に沿った左右両側にそれぞれ配置される第1テールパイプ20a及び第2テールパイプ20bと、第1テールパイプ20aと第2テールパイプ20bとの間の中央に配置される第3テールパイプ20cとから構成されている。第1〜第3テールパイプ20a〜20cの車両後方端部には、略円筒状のフィニッシャ26a〜26cがそれぞれ装着されている。
The three
第1テールパイプ20a及び第2テールパイプ20bは、「第1のテールパイプ群」として機能するものである。第3テールパイプ20cは、第1テールパイプ20a及び第2テールパイプ20bの両者から分岐して構成され、「第2のテールパイプ群」として機能するものである。なお、この例では、「第2のテールパイプ群」が1本のテールパイプで構成されているが、後記するように複数であってもよい。
The
換言すると、第1テールパイプ20aの直近の上流側には、第1消音器12aが配置され、また、第2テールパイプ20bの直近の上流側には、第2消音器12bが配置されている。これに対し、第3テールパイプ20cは、第3消音器12cと非連通状態(分離状態)にあって、その上流側に消音器が直接的に配置されていない点で第1テールパイプ20a及び第2テールパイプ20bと異なっている。なお、「第2のテールパイプ群」は、1以上のテールパイプで構成されるとよい。
In other words, the
図2に示されるように、第1〜第3テールパイプ20a〜20cは、それぞれ、分岐部16に連続し内径が略一定に形成された定径部22a〜22cと、定径部22a〜22cに連続し車両後方に向かって内径が徐々に拡径する拡径部24a〜24cとから構成されている。拡径部24a〜24cは、各テールパイプ20a〜20cの車両後方端部に設けられ、断面ラッパ状を呈している。各拡径部24a〜24cには、それぞれ、略円筒状のフィニッシャ26a〜26cが装着されている。なお、図2中では、各フィニッシャ26a〜26cの図示を省略している。
As shown in FIG. 2, the first to
図2に示されるように、第3テールパイプ20cの定径部22cの最小内径(D3)は、第1テールパイプ20a及び第2テールパイプ20bの定径部22a、22bの最小内径(D1、D2)よりも小さく設定されている(D1>D3、D2>D3)。なお、第1テールパイプ20a及び第2テールパイプ20bの定径部22a、22bの最小内径(D1、D2)は、それぞれ等しく設定されている(D1=D2)。ちなみに、テールパイプの内径は、流路断面積と同じである。
As shown in FIG. 2, the minimum inner diameter (D3) of the
また、図2に示されるように、第1テールパイプ20a及び第2テールパイプ20bから分岐して第3テールパイプ20cに連なる分岐部16の最小内径(D4)は、第3テールパイプ20cの最小内径(D3)よりも小さく設定されている(D3>D4)。
Further, as shown in FIG. 2, the minimum inner diameter (D4) of the
さらに、図2に示されるように、第3テールパイプ20cの拡径部24cの最大内径(D7)は、第1テールパイプ20a及び第2テールパイプ20bの拡径部24a、24bの最大内径(D5、D6))よりも小さく設定されている(D5>D7、D6>D7)。なお、第1テールパイプ20a及び第2テールパイプ20bの拡径部24a、24bの最大内径(D5、D6)は、それぞれ等しく設定されている(D5=D6)。
Furthermore, as shown in FIG. 2, the maximum inner diameter (D7) of the enlarged
さらにまた、第1テールパイプ20a及び第2テールパイプ20bにおいて、第1消音器12a及び第2消音器12bにそれぞれ連通する第1及び第2排気管(管路)14a、14bであって分岐部16よりもエンジン2側に位置する分岐部16の入口部位28には、湾曲部30が設けられている。この湾曲部30は、分岐部16を指向するように車幅方向の外側から内側に向かって断面円弧状に湾曲する車幅方向内側の湾曲壁(内壁)によって形成されている。
Furthermore, in the
なお、本実施形態では、分岐部16と第1〜第3テールパイプ20a〜20cとを一体的に構成しているが、これに限定されるものではない。分岐部16と、第1〜第3テールパイプ20a〜20cとをそれぞれ別体で構成し、例えば、溶接等によって一体的に結合するようにしてもよい。
In addition, although the
第1消音器12aと第2消音器12bは、それぞれ同一構造からなり、図示しない拡張室が形成されている。第3消音器12cの内部には、図示しない共鳴室が形成されている。
Each of the
本実施形態に係る排気装置10が適用された自動車1は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。
The automobile 1 to which the
図3(a)は、エンジンが低回転域で低負荷状態のときの排気ガスの流れを示す説明図、図3(b)は、エンジンが高回転域のときの排気ガスの流れを示す説明図である。 FIG. 3 (a) is an explanatory view showing the flow of exhaust gas when the engine is in a low speed range and a low load state, and FIG. 3 (b) is an explanatory view showing the flow of exhaust gas when the engine is in a high speed range FIG.
本実施形態では、エンジン2が低速回転域で低負荷状態のとき(排気ガスの流量が少ないとき)、分岐部16を流通した排気ガスが車幅方向両側の第1テールパイプ20a及び第2テールパイプ20bからそれぞれ排気ガスが排出される。同時に、コアンダ効果により車幅方向内側の湾曲部30を介して車幅方向の外側から内側に回り込んだ排気ガスは、分岐部16を経由して中央の第3テールパイプ20cからも排気ガスが排出される。なお、図3(a)において、矢印Fは、コアンダ効果によって内側に回り込んだ排気ガスの流れを示している。また、「コアンダ効果」とは、粘性流体の噴流が近くの壁(湾曲部30)に引き寄せられることをいう。
In the present embodiment, when the engine 2 is in a low speed range and in a low load state (when the flow rate of the exhaust gas is small), the exhaust gas flowing through the
このように、本実施形態では、エンジン2の低速回転域(排気ガスの流量が少ないとき)で、低負荷状態にあるとき、並設された3本の第1〜第3テールパイプ20a〜20cから同時に排気ガスが排出される(図3(a)参照)。
これに対して、エンジン2の回転数が上昇し、所定の車速を境界として中央に配置された第3テールパイプ20cから排出される排気ガスが減少する。
As described above, in the present embodiment, in the low speed rotation region of the engine 2 (when the flow rate of the exhaust gas is small), when in the low load state, the three first to
On the other hand, the rotational speed of the engine 2 is increased, and the exhaust gas discharged from the
これは、例えば、第1排気管14a及び第1テールパイプ20aを流通する速い流れの排気ガスによるエゼクタ効果によって、また、第2排気管14b及び第2テールパイプ20bを流通する速い流れの排気ガスによるエゼクタ効果によって、第3テールパイプ20c内(具体的には、第1テールパイプ20a及び第2テールパイプ20bに近接する分岐部16内)で負圧が発生し、大気中からのエアが分岐部16内に逆流しているものと推定される。
This is because, for example, the ejector effect by the fast flow exhaust gas flowing through the
換言すると、左右の第1テールパイプ20a及び第2テールパイプ20bを流通する排気ガスの流速(コアンダ効果が発生しない程度の流速)に起因して第3テールパイプ20c内に負圧が発生する。この負圧作用によって第3テールパイプ20c内を逆流するエアが分岐部16を介して左右の第1テールパイプ20a及び第2テールパイプ20bの排気ガス内に合流する。これにより、第1テールパイプ20a及び第2テールパイプ20bを流通する排気ガスの流速が低下して気流音(高周波音)が抑制される。この結果、本実施形態では、図3(b)に示されるように、エンジン2が高速回転域にあるとき、中央の第3テールパイプ20cから排気ガスが排気されることがなく、左右に配置された第1テールパイプ20a及び第2テールパイプ20bのみから排気ガスが排出される。
In other words, negative pressure is generated in the
以上から、本実施形態では、エンジン2が低回転域で低負荷状態にあるとき、迫力ある低音の音圧を損なうことがないと共に、エンジン2が高速回転域にあるとき、第3テールパイプ20cで発生する負圧作用により、第1テールパイプ20a及び第2テールパイプ20bから排出される排気ガスの排気流速を低下させて気流音(高周波音)を抑制しその両者を調和させることができる。この結果、本実施形態では、車両運転者に対して快適な排気音を発生させることができる。
From the above, in the present embodiment, when the engine 2 is in the low speed range and in the low load state, the sound pressure of the powerful bass is not impaired, and when the engine 2 is in the high speed range, the
さらに、本実施形態では、第3テールパイプ20cの定径部22cの最小内径(D3)を、第1テールパイプ20a及び第2テールパイプ20bの定径部22a、22bの最小内径(D1、D2))よりも小さく設定している(D1>D3、D2>D3)。これにより、本実施形態では、左右に配置された第1テールパイプ20a及び第2テールパイプ20bを流通する排気ガスの流速に起因して第3テールパイプ20c内に負圧を発生させることができる。
Furthermore, in the present embodiment, the minimum inner diameter (D3) of the
さらにまた、本実施形態では、第1テールパイプ20a及び第2テールパイプ20bから分岐して第3テールパイプ20cに連なる分岐部16の最小内径(D4)を、第3テールパイプ20cの最小内径(D3)よりも小さく設定している(D3>D4)。これにより、本実施形態では、エンジン2が高速回転域にあるときに分岐部16での低背圧を維持することができ、分岐部16内のエアの逆流を促進することができる。
Furthermore, in the present embodiment, the minimum inner diameter (D4) of the branched
さらにまた、本実施形態では、分岐部16よりもエンジン2側に位置する分岐部16の入口部位28に、湾曲部30を設けている。これにより、本実施形態では、エンジンが低速回転域で低負荷状態にあるとき、分岐部16の入口部位28において湾曲部30に引き寄せられて車幅方向の外側から内側に回り込む排気ガスの流れを発生させることができる。この結果、左右の第1テールパイプ20a及び第2テールパイプ20bと共に、中央に配置された第3テールパイプ20cからも排気ガスを同時に排出することができる。
Furthermore, in the present embodiment, the
1 自動車(車両)
2 エンジン(内燃機関)
10 排気装置
12a 第1消音器(消音器)
12b 第2消音器(消音器)
16 分岐部
20a 第1テールパイプ(第1のテールパイプ群)
20b 第2テールパイプ(第1のテールパイプ群)
20c 第3テールパイプ(第2のテールパイプ群)
28 入口部位
30 湾曲部
D1〜D4 最小内径
1 Car (vehicle)
2 Engine (internal combustion engine)
10
12b Second silencer (muffler)
16
20b Second tail pipe (first tail pipe group)
20c Third tail pipe (second tail pipe group)
28
Claims (4)
大気に連通する複数のテールパイプを有し、
前記複数のテールパイプは、
消音器に接続される第1のテールパイプ群と、
前記第1のテールパイプ群と異なる第2のテールパイプ群と、
を含み、
前記第2のテールパイプ群は、前記第1のテールパイプ群から分岐し、
前記第1のテールパイプ群において、前記消音器に連通する管路であって前記第1のテールパイプ群から分岐して前記第2のテールパイプ群に連なる分岐部よりも前記内燃機関側に位置する前記分岐部の入口部位には、車幅方向内側に向かって湾曲する湾曲部が設けられていることを特徴とする排気装置。 In an exhaust system for exhausting exhaust gas of an internal combustion engine,
Having a plurality of tail pipes communicating with the atmosphere,
The plurality of tail pipes are
A first group of tail pipes connected to the silencer;
A second tail pipe group different from the first tail pipe group;
Including
The second tail pipe group branches from the first tail pipe group ,
The first tail pipe group is a pipe line communicating with the silencer, and is positioned closer to the internal combustion engine than a branch portion branched from the first tail pipe group and connected to the second tail pipe group An exhaust system characterized in that a curved portion which curves inward in the vehicle width direction is provided at an inlet portion of the branched portion .
前記第2のテールパイプ群の最小内径(D3)は、前記第1のテールパイプ群の最小内径(D1、D2)よりも小さいこと(D1>D3、D2>D3)を特徴とする排気装置。 In the exhaust system according to claim 1,
An exhaust system characterized in that a minimum inner diameter (D3) of the second tail pipe group is smaller than a minimum inner diameter (D1, D2) of the first tail pipe group (D1> D3, D2> D3).
前記分岐部の最小内径(D4)は、前記第2のテールパイプ群の最小内径(D3)よりも小さいこと(D3>D4)を特徴とする排気装置。 In the exhaust system according to claim 1 or 2,
Before the minimum inner diameter (D4) Symbol fraction Kibe of the second smaller than the minimum inner diameter (D3) of the tail pipe group (D3> D4) exhaust device according to claim.
前記湾曲部は、車幅方向内側に向かって湾曲する内壁と外壁とからなり、
前記湾曲部の上流側に位置する前記管路は、前記内壁と接続される内端部と、前記外壁と接続される外端部とを有し、
前記内端部と前記外端部とを車両後方にそれぞれ延設した2つの仮想線に挟まれた領域内には、前記第1のテールパイプ群の最小内径(D1、D2)の車幅方向外側端部が配置されていることを特徴とする排気装置。 The exhaust system of claim 1 Symbol placement,
The curved portion includes an inner wall and an outer wall which are curved inward in the vehicle width direction,
The conduit located upstream of the curved portion has an inner end connected to the inner wall and an outer end connected to the outer wall,
In a region between two imaginary lines respectively extending the inner end and the outer end rearward of the vehicle, the vehicle width direction of the minimum inner diameter (D1, D2) of the first tail pipe group An exhaust system characterized in that the outer end is arranged .
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