JPH04121407A - エンジンの排気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、エンジンの出力特性と排気系の消音特性とを
可変設定し得るエンジンの排気装置に関する。

［従来の技術］ 従来、エンジンの排気装置としては、第３図に示したも
のか提案されている（実開平１−８３１２３号公報参Ｍ
）。すなわち、エンジン１の排気マニホルド２．２には
、第１排気管３と第２排気管４とか連通されており、こ
の両排気管３，４の中程部には触媒５，５が介装され、
下流端部５は各々マフラ６．６に連通されている。また
、前記両排気管３，４間には、連通管７が設けられ、該
連通管７には開閉弁８が介装されており、該開閉弁８は
前記エンジン１の回転数に基づき制御を実行するコント
ローラ９により制御されるようになっている。

かかる構造において、前記コントローラ９の出力信号に
応答して前記開閉弁８が閉作動すると、エンジン１から
の排気は各々第１、第２排気管３４内を独立して通流し
、よって、この場合には排気騒音は各マフラ６．６の消
音作用によってのみ減衰される。また、前記開閉弁８が
開作動すると、前記両排気管３，４は連通管７を介して
連通状態となることから、該連通管７の内部において、
第１排気管３内を伝播する排気と第２排気管４内を伝播
する排気とが干渉する。このため、排気騒音は両マフラ
６．６の消音作用によって減衰するのみならず、両排気
管３，４内での干渉作用により減衰し、これにより、消
音効果を高めることができるのである。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、かかる従来の排気装置にあっては、前記
開閉弁８は第１、第２両排気管３，４を連通する連通管
７に介装されているとから、この開閉弁８を開閉作動さ
せても、排気の通流断面積に変化はなく、排気は常に第
１排気管３と第２排気管４とからなる一定の排気断面積
をもって通流する。したがって、開閉弁８を開閉状態の
如何に拘わらず、この排気系の排圧は常に一定であって
、前述した連通管７内での干渉の有無により消音特性の
設定変更は可能であっても、排圧を低下させてエンジン
の出力性能を高めることはできない。

また、消音性能に関しても、干渉による消音作用は単一
の連通管７内でのみ、つまり単一の空間内においてのみ
生ずるものであることから、干渉による排気騒音の減衰
量が少なく、充分な消音効果が得られるものではなかっ
た。

本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもの
であり、排気系の消音性能とエンジンの出力性能とを共
に高めることを可能にしたエンジンの排気装置を提供す
ることを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 前記課題を解決するために本発明にあっては、エンジン
から排気を導く第１の排気通路と第２の排気通路とが並
設され、該第１、第２の両排気通路の中程部には共鳴室
を備えた副消音器が配設されるとともに、各排気通路の
副消音器より下流側には、各々常開通路と開閉通路とが
分岐形成され、各排気通路に形成された常開通路と開閉
通路とは各々異なる一対の主消音器に連通され、前記開
閉通路には開閉弁が介装されている。

つまり、一方の主消音器には、第１の排気通路側の常開
通路と第２の排気通路側の開閉通路とが連通され、他方
の主消音器には、第２の排気通路側の常開通路と第１の
排気通路側の開閉通路とが連通されているのである。

［作用コ 前記構成において、前記開閉弁が閉作動している状態で
は、開閉通路は閉鎖状態にあり、よって第１の排気通路
と第２の排気通路とにおいて、排気は各々の常開通路の
みを通流する。したがって、前記開閉通路が開状態にあ
る場合と比較して、排気が通流する断面積である排気断
面積は減少し、これにより排圧が上昇する。

また、開閉弁が閉作動している状態では、開閉通路は閉
鎖され、開状態にあり排気が通流している常開通路に対
して連通したブランチ管を形成する。そして、該ブラン
チ管はその長さと断面積とに応じて、特定周波数の排気
騒音をレゾネータ作用により消音する。このとき、副消
音器も共鳴室のレゾネータ作用により特定の周波数を消
音していることから、この排気系においては、前記共鳴
室と、各開閉管により形成される２つのブランチ管との
３つの空間によるレゾネータ作用により消音がなされる
。

他方、前記開閉弁が開作動している状態では、開閉通路
は解放状態にあり、よって第１の排気通路と第２の排気
通路において、排気は各々の常開通路と開閉通路とを通
流する。したがって、前記開閉通路が開状態にある場合
と比較して、前記排気断面積は増大し、これにより排圧
が低下する。

しかも、開閉弁が開状態となると、各主消音器には各々
異なる排気通路からの排気が、常開通路と開閉通路とを
介して流入する。このため、各々常開通路と開閉通路と
を介して主消音器内に到達した排気騒音は、該主消音器
内で干渉し、これにより排気騒音の特定の周波数は減衰
する。したがって、各主消音器内での干渉、つまり２つ
の異なる空間内での干渉作用により、排気騒音の減衰量
は増大し、排気系全体の消音性能は高められる。

［実施例コ 以下、本発明の一実施例について図面に従って説明する
。すなわち、第１図に示したエンジン２０は多気筒型で
あって、排気マニホルドには、対の右フロントチューブ
２１と左フロントチューブ２２の一端が接続されており
、該左右フロントチューブ２１．２２の他端は、各々右
触媒コンバータ２３．左触媒コンバータ２４を介して右
センターチューブ２５．左センターチユーブ２６が接続
されている。該左右各センターチニーブ２５２６は、共
鳴室４０を有する副消音器２７に貫通されており、該副
消音器２７内に延在する部位には複数の小孔４１が設け
られている。

前記副消音器２７の下流側には、前記右センターチュー
ブ２５の端部から分岐する常開通路としての右第１リア
チユーブ２８と、開閉通路としての右第２リアチユーブ
２９とが一体的に接続されている。該右第２リアチユー
ブ２９には、前記右第１リアチユーブ２８との分岐点か
ら１２．の位置に、右開閉弁Ａが介装されており、該右
開閉弁Ａはコントローラ（図示せず）からの出力信号に
より開閉作動するようになっている。

また、前記右第１リアチユーブ２８の端部は、右主消音
器３２に連通されているとともに、前記右第２リアチユ
ーブ２９の端部は左主消音器３７に連通され、左右容土
消音器３２．３７には、各々一対のテールチューブ３３
．３３が突設されている。

さらに、前記副消音器２７の下流側には、前記左センタ
ーチューブ２６の端部から分岐する常開通路としての左
第１リアチユーブ３４と、開閉通路としての左第２リア
チユーブ３５とが一体的に接続されている。該左第２リ
アチユーブ３５には、前記右第１リアチユーブ２８との
分岐点からＱ。

（＋２１≠Ｃ２）の位置に、左開閉弁Ｂが介装されてお
り、該左開閉弁Ｂも前記フントローラからの出力信号に
より開閉作動するようになっている。

尚、前記コントローラはエンジン回転数センサからエン
ジン回転数が入力され、この入力信号がアクチュエータ
（不図示）に出力され、該アクチュエータによって前記
開閉弁Ａ、Ｂが開閉作動するようになっている。また、
前記左第１リアチニーブ３４の端部は、前記左主消音器
３７に連通されているとともに、前記左第２リアチユー
ブ３５の端部は前記右主消音器３２に連通されている。

なお、本実施例においては、右フロントチューブ２１、
右触媒コンバータ２３、右センターチューブ２５、方策
１、第２リアチユーブ２８．２９により第１の排気通路
が形成され、左フロントチューブ２２、左触媒コンバー
タ２４、左センターチューブ２６、左第１、第２リアチ
ユーブ３４．３５により第２の排気通路が形成されてい
る。また、前記多気筒型のエンジン２０において、前記
右フロントチューブ２１と左フロントチューブ２２とは
、各々異なる気筒の排気マニホルドに連通されている。

以上の構成にかかる本実施例において、前記コントロー
ラからの出力信号に応答して開閉弁ＡＢが共に閉作動し
ている状態では、左右各第２リーｒｆ、−ブ２９，３５
は閉鎖状態にある。よって、副消音器２７の下流におい
て、排気は各々左右第１リアチユーブ２８．３４のみを
通流し、前記左右第２リアチューブ２９．３５が解放状
態にある場合と比較して、排気断面積は減少する。

このため、第２図に示したように前記両開閉弁Ａ、Ｂが
共に閑である特性（イ）は、前記開閉弁Ａ、Ｂが共に開
である特性（ロ）よりも、高い排圧特性となり、よって
、開閉弁Ａ、Ｂの閉時には、第１に、排圧が上昇して、
これにより排気抵抗が増大することにより消音性能は高
められる。

また、両開閉弁Ａ、Ｂが閉状態にあると左右各第２リア
チューブ２９．３５は、各第１リアチユーブ２８．３４
との分岐部から各々距離Ｑ　ｌ＋１２、の位置で閉鎖さ
れ、常開であり排気が通流している前記左右第１リアチ
ニーブ２８．３４に対して、長さｊ、、ｆｆ、からなる
ブランチ管を形成する。そして、該ブランチ管はその長
さＱｇ、とチューブ断面積とに応じて、特定周波数の排
気騒音をレゾネータ作用により消音する。

このとき、副消音器２７も共鳴室４０のレゾネータ作用
により特定の周波数を消音していることから、この排気
系においては前記共鳴室４０と、長さｊ、、ｆｆ、から
なる２個のブランチ管との３つの空間によるレゾネータ
作用により消音がなされる。したがって、開閉弁Ａ、　
　Ｂの閉時においては、第２に前記３つの空間によるレ
ゾネータ作用により消音性能が高められる。

よって、開閉弁Ａ、Ｂの開時には、第１に排圧が上昇し
て、これにより排気抵抗が増大すること、第２に前記３
つの空間がレゾネータとして作用すること、により消音
性能は高められ、従来の排気装置によっては得られない
消音効果を得ることができる。

他方、前記開閉弁Ａ、Ｂが開作動している状態では、左
右各第２リアチューブ２９．３５は解放状態にあり、よ
って、副消音器２７の下流側において、排気は各々の方
策１、第２リアチユーブ２８．２９と、主筆１、第２リ
アチューブ３４，３５とを通流する。このため、排気断
面積が増加して、第２図に示したように前記両開閉弁Ａ
、Ｂが共に開である特性（ロ）は、前記開閉弁Ａ、Ｂが
共に閑である特性（イ）よりも、低い排圧特性となり、
よって、開閉弁Ａ、Ｈの開時には、排圧が低下し、これ
によりエンジン１の出力特性を高めることが可能となる
。

また、開閉弁Ａ、Ｂが開状態となると右主消音器３２に
は、右第１リアチユーブ２８を介して前記右フロントチ
ューブ２１側の排気が導入されるとともに、左第２リア
チユーブ３５を介して、前記左フロントチューブ２２側
の排気が導入される。

このとき、前記左右フロントチューブ２１．２２は、前
記多気筒型のエンジン１において、各々異なる気筒の排
気マニホルドに連通されていることから、右第１リアチ
ユーブ２８を介して右主消音器３２内に到達する排気騒
音と、左第２リアチユーブ３５を介して右主消音器３２
内に到達する排気騒音には、気筒の爆発時期の相違によ
る位相差が生ずることとなる。このため、前記右第１リ
アチユーブ２８と左第１リアチユーブ３５とを介して、
右主消音器３２内に到達した排気騒音は、該右主消音器
３２内で干渉し、これにより特定周波数の排気騒音は減
衰する。

一方、左主消音器３７には、左第１リアチユーブ３４を
介して前記左フロントチューブ２２側の排気か導入され
るとともに、右第２リアチニーフ２９を介して、前記右
フロントチューブ２１側の排気が導入される。このとき
、左第１リアチ、−ブ３４を介して左主消音器３７内に
到達する排気音と、右第２リアチユーブ２９を介して左
主消音器３７内に到達する排気騒音には、前述したよう
に位相差が生じていることから、同様に特定周波数の排
気騒音は該左主消音器３７内で干渉して減衰する。

したがって、左右容土消音器３２．３７内での干渉、つ
まり２つの空間内での干渉作用により、排気騒音の減衰
量は増大し、これにより排気系全体の消音性能を高める
ことが可能となる。また、このように特定周波数の排気
騒音を減衰させることが可能となる結果、基本次数（Ｖ
　６ｆｆエンジンであれば、３．６．９次成分等）以外
の１．５　４．５次成分を減衰させて、前記基本次数の
みを強調させた排気音を発生させることも可能となり、
これにより明瞭感があり不快感が生じない排気音を得る
ことも可能となるのである。

なお、前記両開閉弁Ａ、Ｂのいずれか一方を開作動させ
た場合の排圧は、第２図に特性（）・）として示したよ
うに、前記特性（インと特性（ロ）の中間の特性となり
、この排圧特性（ハ）に応じたエンジン２ｏの出力特性
や排気系の消音特性とが得られる。また、この実施例に
おいて、ρ１≠Ｑ、としたが、Ｑ、＝　ρ、でもよく、
また右主消音器３２と左主消音器３７とは、同一特性で
あっても異なる特性であってもよい。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明は、共鳴室を備えた副消音器
の下流側に、各々常開通路と開閉弁が介装された開閉通
路とが分岐形成され、各排気通路に形成された常開通路
と開閉通路とは各々異なる一対の主消音器に連通された
ことから、前記開閉弁を閉作動させることにより排気断
面積を減少させることができる。よって、開閉弁の閉時
には第１に前記排気断面積の減少により、排圧を上昇さ
せ、これにより排気抵抗を増大させて、消音性能を高め
ることができる。

また、両開閉弁が開状態となると各開閉通路は常開通路
に対して、ブランチ管を形成し、該ブランチ管はその長
さと断面積とに応じて特定周波数の排気騒音をレゾネー
タ作用により消音し、このとき、副消音器も共鳴室のレ
ゾネータ作用により特定の周波数を消音していることか
ら、この排気系においては前記共鳴室と各ブランチ管と
の３つの空間によるレゾネータ作用により消音がなされ
る。したがって、開閉弁の開時においては、第２に前記
３つの空間によるレゾネータ作用により消音性能が高め
られる。

よって、開閉弁の開時には、第１に排圧が上昇して、こ
れにより排気抵抗が増大すること、第２に前記３つの空
間がレゾネータとして作用すること、により消音性能は
高められ、従来の排気装置１こよっては得られない消音
効果を得ることができる。

また、前記開閉弁が開作動したときには、副消音器の下
流側において、排気は各々の常開通路と開閉通路とを通
流し得ることから、排気断面積が増加して排圧が低下し
、これによりエンジンの出力特性を高めることか可能と
なる。

しかも、開閉弁が開状態となると各主消音器には、第１
の排気通路側の排気と第２の排気通路側の排気とが各々
導かれることから、各主消音器内に到達した排気騒音を
干渉させて、排気騒音を減衰させることができる。した
がって、各主消音器内での干渉、つまり２つの空間内で
の干渉作用により、排気騒音の減衰量は増大し、開閉弁
の開時においても排気系全体の消音性能を高めることが
可能となる。

また、干渉作用により特定周波数の排気騒音を減衰させ
ることが可能となる結果、前記基本次数のみを強調させ
た排気音を発生させることもでき、これにより明瞭感の
あり不快感か生じない排気音を得ることも可能となるの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す全体概念図、第２図
は、同実施例の排圧特性図、 第３図は、従来のエンジンの排気装置を示す概念図であ
る。 ２０・・・エンジン、２１・・・右フロントチューブ、
２２・・・左フロントチューブ、２３・・・右触媒コン
バータ、２４・・・左触媒フンハータ、２５・・・右セ
ンターチューブ、２６・・・左センターチューブ、２７
・・・副消音器、２８・・・右第１リアチユーブ（常開
通路）、２９・・・右第２リアチユーブ（開閉通路）、
３２・・・右主消音器、３４・・・左第１リアチニーブ
（常開通路）、３５・・・左第２リアチユーブ（開閉通
路）、３７・・・左主消音器、Ａ・・・右開閉弁、Ｂ・
・・左開閉弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンから排気を導く第１の排気通路と第２の
   排気通路とが並設され、該第１、第２両排気通路の中程
   部には共鳴室を備えた副消音器が配設されるとともに、
   各排気通路の副消音器より下流側には、各々常開通路と
   開閉通路とが分岐形成され、各排気通路に形成された常
   開通路と開閉通路とは各々異なる一対の主消音器に連通
   され、前記開閉通路には開閉弁が介装されたことを特徴
   とするエンジンの排気装置。