JPH0121124Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

この考案は、自動車エンジンの排気騒音低減装
置に関する。 従来の自動車エンジンの排気騒音低減装置とし
ては、例えば第１図（日産自動車発行サービス周
報第445号S.56.10月B11型系車の紹介）に示すよ
うなものがある。エンジン１より排出された排気
はエキゾーストマニホルド２、フロントチユーブ
３を通り、キヤタライザ４に導かれ浄化される。
さらに排気はメインマフラ５に導かれ、メインマ
フラ内で膨脹、収縮およびＵターン等を繰り返し
て排気騒音が低減される。その後、排気は尾管６
によりマフラ後端部に導かれ大気中へ放出され
る。これらの排気系を構成する諸装置はフロアパ
ネル７から吊具８によつて吊設してある。 しかしながら、このような従来の自動車用エン
ジンの排気騒音低減装置にあつては、メインマフ
ラの後はほぼ同一の管径の尾管によりマフラ後部
へ排気を導く構成となつていたため、尾管内で尾
管長に依存する気柱振動が生じ、周波数＝ｎ
Ｃ／２（Ｃ；マフラ内の音速、ｎ；自然数）での 排気騒音のレベルが特に大きくなり、さらに、こ
れらの周波数がエンジンの回転次数成分と一致す
ると著しく排気騒音が悪化するという問題点があ
つた。 この考案は、このような従来の問題点に着目し
てなされたもので、メインマフラより後方の尾管
の途中に共鳴型消音器を配設し、尾管長、共鳴型
消音器の頚管の断面積、頚管長、共鳴室容積の相
互関係を規制することにより、前記問題点を解決
することを目的としている。 この考案の構成を説明すると、自動車用エンジ
ンの排気騒音低減装置において、メインマフラよ
り後方の尾管の途中に共鳴型消音器を配設し、メ
インマフラの挿入部を含む尾管長を、共鳴型消
音器の頚管の断面積をSp、頚管長をｐ、共鳴
室容積をVpとすると、尾管と共鳴型消音器との
関係を略

【式】としたものであ る。 以下、この考案を図面に基づいて説明する。 第２図は、この考案の一実施例を示す図であ
る。まず、構成を説明すると、エンジン１から排
出された排気は、エキゾーストマニホルド２、フ
ロントチユーブ３を通り、キヤタライザ４に導か
れる。そしてリヤアクスル９より前に位置するメ
インマフラ５に導かれ、メインマフラ５内で膨
脹、収縮およびＵターン等を繰り返して排気騒音
が低減される。次にメインマフラの後方に取り付
けられた尾管１５の中途には共鳴型消音器１０が
設けてある。 この共鳴型消音器１０の内部構造の詳細を示し
たものが第３図である。前板１１、仕切板１２、
後板１３によつて、円筒状容器１４は２室に分割
されている。尾管１５は、共鳴型消音器１０を挟
んで上流側尾管１５ａと下流側尾管１５ｂとで構
成され、上流側尾管１５ａが前板１１の上部に、
下流側尾管１５ｂが後板１３の下部に設けてあ
り、１６は拡張室であり、頚管１８と空洞１９と
によつてヘルムホルツ型共鳴器が構成されてい
る。メインマフラ５への挿入長を含む尾管長
（メインマフラ５へ挿入される上流側尾管１５ａ
の先端から下流側尾管１５ｂが大気に開放してい
る先端までの長さ）、共鳴型消音器頚管１８の断
面積をSp、頚管１８長をｐ、空洞１９の容積
をVpとすると、これらの関係が

【式】となるように構成されて いる。 次に作用を説明する。 上流側尾管１５ａと下流側尾管１５ｂとは共鳴
型消音器１０の拡張室１６で接続されているが、
拡張室１６の容積は比較的小さいため、音響的に
は上流側尾管１５ａの上流側先端から下流側尾管
１５ｂの最下端部までは、ほぼ連続した１本の管
として作用する。一方、メインマフラ５の容積は
十分に大きいため、メインマフラ５内に臨む上流
側尾管１５ａの開口部は開口端（振動モードでは
腹となる）として作用する。また、下流側尾管１
５ｂの最下端部は大気中へ開口しているため、こ
れも開口端（振動モードでは腹となる）として作
用する。つまり、上流側尾管１５ａと下流側尾管
１５ｂとで形成される尾管１５に対しては、両端
開放の気柱振動が生じ、上流側尾管１５ａと下流
側尾管１５ｂの合成長（尾管１５の長さ）がの
場合、周波数＝ｎ・Ｃ／２（Ｃは音速）で排気 騒音のレベルが大きくなる。特に周波数＝
Ｃ／２では周波数が低いため、排気脈動成分の中 でも特にレベルの大きいエンジンの回転基本成分
に重なり易く排気騒音が著しく悪化する。よつ
て、ヘルムホルツ型共鳴器を尾管の途中に設け、
さらにそのチユーニング周波数を気柱振動周波数
＝Ｃ／２に合わせて尾管の気柱振動を抑制し、 排気騒音レベルを低減する様にしたものである。
ヘルムホルツ型共鳴器のチユーニング周波数

【式】で表わされるから、 Ｃ／２＝pとすると、 という関係が得られる。この関係式においては音
速Ｃの項がないので、排気の音度が変化し、音速
が変わつても常に気柱振動を抑制することができ
る。 第４，５図には、他の実施例を示す。 この実施例は、共鳴型消音器２０に接続してい
る下流側尾管２１ｂをＵターンフロー形状とする
ことにより、下流側の尾管長を長くすることがで
き、メインマフラ５から共鳴型消音器２０に接続
している上流側尾管２１ａとほぼ同じ長さとし、
上、下流側尾管を合わせた尾管全長の中央に共鳴
型消音器を配置したものである。 共鳴型消音器の消音効果は尾管の気柱振動によ
り、ヘルムホルツ型共鳴器の共鳴現象を励起する
ことによつて生じるが、その為には尾管の気柱振
動の音圧振幅ができるだけ大きいことが望まし
い。周波数＝Ｃ／２の気柱振動の場合、尾管の 中央部が音圧振幅の腹となるため、この位置に共
鳴型消音器を配置することにより最も効果的に気
柱振動を抑制し、排気騒音レベルを低減させるこ
とができる。 以上説明してきたように、この考案によれば、
その構成をメインマフラより後方の尾管の途中
に、共鳴型消音器を配置し、メインマフラ内の挿
入部を含む尾管長を、共鳴型消音器の頚管の断
面積をSp、頚管長をｐ、共鳴室容積をVpとす
ると、尾管と共鳴型消音器の関係を、略

【式】としたため、尾管の気柱 振動が抑制され、周波数＝Ｃ／２で排気騒音レ ベルが著しく悪化することを避けることができる
という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の自動車用エンジンの排気騒音
低減装置を示す側面図、第２図は、この考案の第
１実施例を示す側面図、第３図は第２図における
共鳴型消音器を示す断面図、第４図は、この考案
の第２実施例を示す側面図、第５図は第４図にお
ける共鳴型消音器を示す断面図である。 １……エンジン、２……エキゾーストマニホル
ド、３……フロントチユーブ、４……キヤタライ
ザ、５……メインマフラ、６……尾管、７……フ
ロアパネル、８……吊具、９……リヤアクスル中
心、１０，２０……共鳴型消音器、１５，２１…
…尾管、１５ａ，２１ａ……上流側尾管、１５
ｂ，２１ｂ……下流側尾管、１８……頚管。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 自動車用エンジンの排気管系において、メイン
   マフラより後方の尾管の途中に共鳴型消音器を配
   設し、メインマフラ内の挿入部を含む尾管長をｌ
   共鳴型消音器の頚管の断面積をSp、頚管長ｐ、
   共鳴室容積をVpとした時、尾管と共鳴型消音器
   との関係を略【式】としたこと を特徴とする自動車用エンジンの排気騒音低減装
   置。