JPH0536980Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、内燃機関の排気装置に関する。

（従来の技術） 自動車等に搭載される内燃機関において、急加
速時あるいは高回転域より減速するとき等に、排
気吐出口から排気バリ音と呼ばれる高周波成分を
含む金属性の排気異音を発することがある。

当初この排気バリ音は、排気管内における燃焼
が発生原因と考えられていたが、スロツトルバル
ブを閉じたモータリング状態で排気騒音を測定す
る実験の結果、管内燃焼に関係ないことがわか
り、排気管内に生じる定在波が管内で増幅され、
メインマフラを経てテールチユーブへ伝播する過
程で衝撃波となることが原因であると考えられる
ようになつた。

従来の排気装置としては、例えば第５図に示す
ように、排気マニホールド１にはフロントチユー
ブ８を介してサブマフラ３が接続され、排気マニ
ホールド１から導かれる排気ガスはサブマフラ３
からセンタチユーブ４、メインマフラ５、および
テールチユーブ６を通つて大気に放出される。

なお、サブマフラ３の構造としては、実開昭58
−25607号公報に開示されたようなものもある。

（考案が解決しようとする問題点） ところで、各気筒から流入する排気動脈動流に
より排気管内に生じる圧力波は、メインマフラ５
の入口あるいはテールチユーブ６の開口端で反射
波となり、この反射波は機関回転に伴い次に排気
行程を迎える別の気筒から入射する圧力波と干渉
し、これと位相が一致する回転速度では互いに共
鳴して、振幅の大きな定在波が発生する。

一般に変動振幅の小さい音波の伝播速度は音速
として一定となるが、このように振幅が増大し、
摩擦や熱伝達の影響が無視できなくなると、波の
伝播速度が一定でなくなる。すなわち、変動振幅
の大きな波にあつては、波の速さが密度の濃縮度
の高い領域では音速より大きく、濃縮度の低い希
薄な領域では逆に音速より小さくなることが知ら
れており、このため時間の経過に伴つて濃縮度の
高い領域から低い領域に追いつく傾向にあるが、
このような場合に密度が不連続となつて、衝撃波
に形態を変えることが知られている（Elements
Gasdynamics by H.W.Limpaman，A.
Roshiko、「流体力学」ランダウ・リフシツツ著、
参照）。

つまり、排気管内で干渉して増幅された定在波
が衝撃波に形態を変え、この衝撃波が排気管下硫
に伝播し、テールチユーブ６の開口端から外部に
放出されて高周波成分を含むいわゆる金属音を発
生すると考えられる。

本考案は、上記問題点を解決することを目的と
する。

（問題点を解決するための手段） 本考案は、排気管の途中にサブマフラを介装す
る内燃機関の排気装置において、上記サブマフラ
のマフラ本体に入口管と出口管をそれぞれ貫通さ
せ、入口管と出口管には共にマフラ本体内に開口
する多数の小孔を形成するとともに、入口管と出
口管のそれぞれの開口端を所定の間隙をもつて同
軸上に対峙させ、かつ出口管の口径を入口管より
大きく形成する。

（作用） 排気マニホールドを経てサブマフラに入射され
る圧力波を多数の小孔からマフラ本体内に放射さ
せて、その拡張作用により全回転数域に渡つて消
音効果が得られる。

メインマフラの入口あるいはテールチユーブの
管端で生じる反射圧力波に対して、口径の大きな
出口管から小さな入口管へ伝播させることによ
り、通路径を縮めてこれを効果的に減衰し、その
結果、管内で顕著な定在波が発生することを抑制
して、定在波が衝撃波に形態を変えて生じる排気
バリ音を防止することができる。

また、このサブマフラは排気ガスの流れに対し
て、通路径を絞ることなく、出力の低下を来すこ
とを防止できる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を添付図面に基づいて説
明する。なお、従来例と同一構成部には同一符号
を付す。

第１図、第２図に示すように、サブマフラ３は
マフラ本体１５に入口管１２と出口管１３をそれ
ぞれ同軸上に貫通させる。

マフラ本体１５内において出口管１３の開口端
１３Ａは入口管１２の開口端１２Ａに対して所定
の間隙Ｓをもつて対峙させる。

出口管１３はその内径を入口管１２より大きく
形成する。

マフラ本体１５内において入口管１２と出口管
１３には共にそれぞれの開口端１２Ａ，１３Ａの
近傍に多数の小孔１４を形成する。

このように構成してあり、次に作用について説
明する。

排気マニホールド１に導かれる排気ガスはフロ
ントチユーブ８を介してサブマフラ３に流入した
後、センタチユーブ４、メインマフラ５を通り、
テールチユーブ６の開口端部より大気へ放出され
る。

このとき、サブマフラ３の出口管１３の開口端
１３Ａは入口管１２の開口端１２Ａに、同軸上に
対峙して大きな口径で開口しているため、マフラ
本体１５内において入口管１２から出口管１３に
流入する排気ガスの流れを乱すことなく、排圧上
昇を抑えられ、機関出力を損なうことがない。

各気筒から排気ボートに入射する圧力波は排気
マニホールド１からフロントチユーブ８を通つて
サブマフラ３に入射する。この圧力波は、サブマ
フラ３において入口管１２から出口管１３を通つ
て伝播する際に、多数の小孔１４からマフラ本体
１５内に放射させられ、さらに入口管１２から出
口管１３にかけて通路径が拡がり、これら拡張作
用により消音効果が得られる。第３図は前記従来
例と本実施例の排気装置について全負荷時におけ
る騒音レベル特性を測定した結果であるが、すべ
ての回転数域に渡つて騒音レベルが低減すること
がわかる。

さらに、圧力波はサブマフラ３からセンタチユ
ーブ４、メインマフラ５、テールチユーブ６へと
排気管下流側に伝播するが、このとき圧力波の一
部はメインマフラ５の入口あるいはテールチユー
ブ６の開口端において反射波となつて排気管の上
流側に戻つて来る。

この反射圧力波は、サブマフラ３において出口
管開口端１３Ａから間隙Ｓを介して入口管開口端
１２Ａへと伝播しようとするが、このとき口径の
大きな管から小さい管に伝播することにより、こ
の反射圧力波の整流（縮流）作用が行なわれ、高
調波成分も減衰される。

このようにして反射圧力波は十分に弱められ、
別の気筒から排気ボートに入射する圧力波と位相
が一致しても管内の圧力波の振幅は増幅される割
合は小さく抑えられるので、衝撃波に形態を変え
るという現象を効果的に防止できる。第４図は前
記従来例と本実施例の排気装置について、
3000rpmにおける騒音レベルを中心周波数に応じ
て測定した結果であるが、高周波数域で騒音レベ
ルが大幅に低減することがわかる。

（考案の効果） 以上のように本考案は、排気管の途中に介装さ
れるサブマフラにおいて、マフラ本体を貫通する
入口管と出口管に多数の小孔を形成するととも
に、それぞれの開口端を所定の間隙をもつて同軸
上に対峙させ、かつ出口管の口径を入口管より大
きく形成するようにしたため、小孔からの拡張作
用により全回転数域に渡つて消音効果が得られる
とともに、メインマフラあるいはテールチユーブ
の管端で生じる反射圧力波をサブマフラにおいて
減衰させ、管内で生じる定在波が衝撃波となつて
管端から排気バリ音を発することが防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示すサブマフラの
斜視図、第２図は同じく断面図、第３図、第４図
はそれぞれ実験結果を示すグラフである。第５図
は従来例を示す全体図である。 １……排気マニホールド、３……サブマフラ、
４……センタチユーブ、５……メインマフラ、６
……テールチユーブ、８……フロントチユーブ、
１２……入口管、１２Ａ……入口管開口端、１３
……出口管、１３Ａ……出口管開口端、Ｓ……間
隙。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 排気管の途中にサブマフラを介装する内燃機関
   の排気装置において、上記サブマフラのマフラ本
   体に入口管と出口管をそれぞれ貫通させ、入口管
   と出口管には共にマフラ本体内に開口する多数の
   小孔を形成するとともに、入口管と出口管のそれ
   ぞれの開口端を所定の間隙をもつて同軸上に対峙
   させ、かつ出口管の口径を入口管より大きく形成
   したことを特徴とする内燃機関の排気装置。