JPH06173632A - 内燃機関用消音器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジン中回転時における消音性能を向上さ
せるとともに、消音器の特性をエンジン低回転時の消音
効果からエンジン高回転時の背圧の低下によるエンジン
出力向上効果へ段階的に変化させる。 【構成】 エンジン低回転時には開閉手段１５によって
第１の連通部１３ａと第２の連通部１３ｂとを共に閉塞
し、エンジン中回転時には開閉手段１５によって第１の
連通部１３ａと第２の連通部１３ｂのいずれか一方のみ
を開放し、エンジン高回転時には開閉手段１５によって
第１の連通部１３ａおよび第２の連通部１３ｂとを共に
開放させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の排気系路に
設けられる消音器に関し、とくにエンジン回転速度に応
じた排気音および背圧を低減することが可能な消音器に
関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジン回転速度に応じて消音効果やエ
ンジン出力向上効果を高める消音器は、たとえば実開昭
６３−７９４２０号公報に開示されている。本公報の消
音器では、インナパイプにエンジン回転数に応じて開閉
動作する開閉バルブが設けられており、エンジンの低回
転時には開閉バルブの作動によって低周波共鳴室を形成
し、エンジンの高回転時には開閉バルブの作動によって
低周波共鳴室を拡張室に変化させて、拡張室の容積を増
加させるようにしている。

【０００３】このように、エンジンの回転数に応じて低
周波共鳴室を拡張室に変化させることにより、エンジン
低回転時には消音効果を高めることができ、エンジン高
回転時には背圧の上昇が抑えられエンジン出力が高めら
れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
公報の消音器の場合は、消音器内の２つの室が同時に共
鳴室になり、または拡張室になるので、エンジン高回転
域とエンジン低回転域との間の中間回転域では消音効果
およびエンジン出力向上効果が不十分であるという問題
がある。したがって、消音器ではエンジン低回転時の消
音効果からエンジン高回転時の背圧の低下によるエンジ
ン出力向上効果へ段階的に変化させることが望まれる。

【０００５】本発明は、上記の問題に着目し、エンジン
回転速度の中間域においても消音効果およびエンジン出
力向上効果を高めることができ、かつエンジン低回転時
の消音効果からエンジン高回転時の背圧の低下によるエ
ンジン出力向上効果へ段階的に変化させることが可能な
消音器を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明に係る内燃機関用消音器は、消音器内に形成さ
れ、複数の隔壁によって区画される第１の室、第２の
室、第３の室と、上流端が前記消音器の外殻の外側に開
口し、管路途中に前記第２の室に開口する管部を有し、
下流端が前記第３の室に開口するインレットパイプと、
上流端が前記第１の室に開口し、下流端が消音器の外殻
の外に開口するアウトレットパイプと、前記第２の室と
第１の室とを連通する第１の連通部と、前記第３の室と
第１の室とを連通する第２の連通部と、エンジン低回転
時は前記第１の連通部と第２の連通部を共に閉塞し、エ
ンジン中回転時は第１の連通部と第２の連通部のいずれ
か一方のみを開放し、エンジン高回転時は第１の連通部
と第２の連通部を共に開放する開閉手段と、を備えたも
のから成る。

【０００７】

【作用】このように構成された内燃機関用消音器におい
ては、エンジン低回転時には、第１の連通部が開閉手段
によって閉塞されるので、第２の室はインレットパイプ
を共鳴パイプとする低周波共鳴室となる。また、第２の
連通部も開閉手段によって閉塞されているので、第３の
室はインレットパイプを共鳴パイプとする低周波共鳴室
となる。したがって、２つの低周波共鳴室が得られ、消
音効果が大幅に高められる。

【０００８】エンジン中回転時には、開閉手段によって
たとえば第１の連通部が開放され、第２の連通部は閉塞
されたままとなる。この状態では、排気ガスはエンジン
低回転時の流路に加え、インレットパイプの途中に設け
られた管部を介して第２の室に流出する。第２の室に流
出された排気ガスは、第１の連通部を介して第１の室に
排出され、第１の室の排気ガスはアウトレットパイプを
介して消音器の外部に排出される。

【０００９】このように、エンジン中回転時には第２の
室には排気ガスが流れるので、エンジン低回転時には低
周波共鳴室として機能した第２の室を拡張室として機能
させることができる。したがって、拡張室が形成される
分だけ背圧を低下させることが可能となり、エンジン出
力の向上が図れる。また、第２の連通部は、開閉手段に
よって閉塞されたままであるので、第３の室は依然とし
て低周波共鳴室として機能し、消音効果を発揮すること
ができる。

【００１０】エンジン高回転時には、開閉手段によって
第１の連通部および第２の連通部が共に開放される。そ
のため、排気ガスはエンジン中回転時の流路に加え、イ
ンレットパイプの下流端から第３の室に流出する。第３
の室に排出された排気ガスは第２の連通部を介して第１
の室に流出され、第１の室の排気ガスはアウトレットパ
イプを介して消音器の外部に排出される。

【００１１】このように、エンジン高回転時には第３の
室に排気ガスが流れるので、エンジン低、中回転時に低
周波共鳴室として機能した第３の室を拡張室として機能
させることができる。したがって、エンジン高回転時に
は第２の室および第３の室の双方が拡張室として機能す
るので、拡張室の容積が増加する分だけ背圧が低下し、
エンジン出力の向上が図れる。

【００１２】

【実施例】以下に、本発明に係る内燃機関用消音器の望
ましい実施例を、図面を参照して説明する。

【００１３】図１ないし図３は、本発明の一実施例を示
している。図中、１は車両に搭載される内燃機関の排気
系に設けられる消音器を示している。消音器１は、外殻
２を有している。外壁２は、側壁２ａ、前壁２ｂ、後壁
２ｃとから構成されている。消音器１の内部には、複数
の隔壁３、４、５によって区画される第１の室６、室
７、第２の室８、第３の室９が形成されている。

【００１４】消音器１内には、前壁２ａおよび隔壁３、
４、５を貫通するインレットパイプ１０が設けられてい
る。インレットパイプ１０の上流端は、前壁２ａから消
音器１の外部に突出している。インレットパイプ１０の
下流端は、第４の室９に開口している。インレットパイ
プ１０の途中には、管部１０ａ、１０ｂが形成されてい
る。一方の管部１０ａは室７に開口しており、他方の管
部１０ｂは第２の室８に開口している。

【００１５】隔壁３には、第１の室６と室７とを連通す
る第１のインナパイプ１１が固定されている。消音器１
内には、隔壁３、４、５および後壁２ｃを貫通するアウ
トレットパイプ１２が設けられている。アウトレットパ
イプ１２の下流端は、後壁２ｃから消音器１の外部に突
出している。アウトレットパイプ１２の上流端は、第１
の室６に開口している。

【００１６】消音器１内には、隔壁３、４、５および後
壁２ｃを貫通する第２のインナパイプ１３が設けられて
いる。第２のインナパイプ１３の下流端は、後壁２ｃか
ら消音器１の外部に突出している。第２のインナパイプ
１３の上流端は、第１の室６に開口している。第２のイ
ンナパイプ１３の途中には、複数の小孔からなる第１の
連通部１３ａと第２の連通部１３ｂが形成されている。
第１の連通部１３ａは第２の室８に位置しており、第２
の連通部１３ｂは第３の室９に位置している。

【００１７】第２のインナパイプ１３には、第１の連通
部１３ａと第２の連通部１３ｂを開閉する開閉手段１５
が取付けられている。開閉手段１５は、フランジ部１
６、アウタチューブ１７、ワイヤ１８、ロッド１９、弁
体２０、２１、スプリング２２、アクチュエータ２３を
有している。フランジ部１６は、第２のインナパイプ１
３の下流端に固定されている。これにより、第２のイン
ナパイプ１３の下流端はフランジ部１６によって閉塞さ
れている。

【００１８】フランジ部１６には、アウタチューブ１７
が接続されている。アウタチューブ１７内には、ワイヤ
１８が摺動可能に挿入されている。ワイヤ１８の一方
は、第２のインナパイプ１３内に配置された弁体２１と
連結されている。弁体２１は、ロッド１９を介して第２
のインナパイプ１３内に配置された弁体２０と連結され
ている。弁体２１の軸方向の長さは、弁体２０の軸方向
の長さよりも大となっている。

【００１９】ワイヤ１８の他方には、アクチュエータ２
３が連結されている。アクチュエータ２３は、たとえば
２段式のダイヤフラムアクチュエータから構成されてい
る。アクチュエータ２３は、図示されないエンジンコン
トロールコンピュータからの指令に基づいて作動する電
磁弁（図示略）を介して動作するようになっている。第
２のインナパイプ１３内には、弁体２１を閉弁方向に付
勢するスプリング２２が収納されている。

【００２０】エンジン低回転時には、第１の連通部１３
ａは中空状の弁体２０によって閉塞され、第２の連通部
１３ｂは弁体２１によって閉塞されるようになってい
る。エンジン中回転時には、アクチュエータ２３の動作
によって弁体２０、２１が移動し、第２の連通部１３ｂ
のみが弁体２１によって閉塞されたままとなり、第２の
連通部１３ａは開放された状態となる。エンジン高回転
時には、アクチュエータ２３によってさらに弁体２０、
２１が移動され、第１の連通部１３ａおよび第２の連通
部１３ｂは共に開放されるようになっている。

【００２１】つぎに、上記の内燃機関用消音器における
作用について説明する。

【００２２】エンジン低回転時には、図１に示すよう
に、開閉手段１５の弁体２０、２１によって第２のイン
ナパイプ１３の第１の連通部１３ａと第２の連通部１３
ｂが閉塞される。したがって、インレットパイプ１０に
流入した排気ガスＧは、インレットパイプ１０の途中に
設けられた管部１０ａを介して室７に流出し、室７に流
出した排気ガスＧは、第１のインナパイプ１１を介して
第１の室６に流出される。さらに、第１の室６に流出し
た排気ガスＧは、アウトレットパイプ１２を介して消音
器１の外部に排出される。

【００２３】エンジン低回転時には第２のインナパイプ
１３の第１の連通部１３ａは、開閉手段１５の弁体２０
によって閉塞されているので、第２の室８はインレット
パイプ１０を共鳴パイプとする低周波共鳴室となる。ま
た、同様に第２のインナパイプ１３の第２の連通部１３
ｂは、開閉手段１５の弁体２１によって閉塞されている
ので、第３の室９はインレットパイプ１０を共鳴パイプ
とする低周波共鳴室となる。したがって、２つの低周波
共鳴室が得られ、消音効果が大幅に高められる。

【００２４】エンジン中回転時には、図２に示すよう
に、開閉手段１５の弁体２０、２１の移動によって第１
の連通部１３ａのみが開放され、第２の連通部１３ｂは
軸方向に長い弁体２１によって閉塞されたままとなる。
この状態では、排気ガスＧはエンジン低回転時の流路に
加え、インレットパイプ１０の途中に設けられた管部１
０ｂを介して第２の室８に流出する。第２の室８に排出
された排気ガスＧは、第２のインナパイプ１３の第１の
連通部１３ａを介して第１の室６に排出され、第１の室
６の排気ガスＧはアウトレットパイプ１２を介して消音
器１の外部に流出される。

【００２５】このように、エンジン中回転時には第２の
室８には排気ガスＧが流れるので、エンジン低回転時に
は低周波共鳴室として機能した第２の室を拡張室として
機能させることができる。したがって、拡張室が形成さ
れる分だけ背圧と低下させることが可能となり、エンジ
ン出力の向上が図れる。また、第２の連通部１３ｂは、
開閉手段１５の弁体２１によって閉塞されたままである
ので、第の室９は依然として低周波共鳴室として機能
し、消音効果を発揮することができる。

【００２６】エンジン高回転時には、図３に示すよう
に、開閉手段１５の弁体２０、２１の移動によって第１
の連通部１３ａおよび第２の連通部１３ｂがともに開放
される。そのため、排気ガスＧはエンジン中回転時の流
路に加え、インレットパイプ１０の下流端から第３の室
９に流出する。第３の室９に流出された排気ガスＧは、
第２のインナパイプ１３の第２の連通部１３ｂを介して
第１の室６に流出され、第１の室６の排気ガスＧはアウ
トレットパイプ１２を介して消音器１の外部に排出され
る。

【００２７】このように、エンジン高回転時には第３の
室９に排気ガスＧが流れるので、エンジン低、中回転時
に低周波共鳴室として機能した第３の室９を拡張室とし
て機能させることができる。したがって、エンジン高回
転時には第２の室８および第３の室９の双方が拡張室と
して機能するので、拡張室の容積が増加する分だけ背圧
が低下し、エンジンの出力向上が図れる。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、つぎの効果が得られ
る。

【００２９】エンジン低回転時には開閉手段によって第
１の連通部と第２の連通部とを共に閉塞するようにした
ので、第２の室と第３の室を共に低周波共鳴室とするこ
とができ、消音効果を大幅に高めることが可能となる。

【００３０】エンジン高回転時には、開閉手段によって
第１の連通部および第２の連通部を共に開放させるよう
にしたので、第２の室と第３の室を共に拡張室として機
能させることができる。したがって、拡張室が増加する
分だけ背圧を低下させることができ、エンジン出力を向
上させることができる。

【００３１】エンジン中回転時には、開閉手段によって
第１の連通部と第２の連通部のいずれか一方のみを開放
するようにしたので、第２の室と第３の室のいずれか一
方を拡張室として機能させることができ、かつ他方の室
を低周波共鳴室として機能させることができる。したが
って、背圧の低下によってエンジン出力を向上させるこ
とができるとともに、低周波共鳴室により消音効果を高
めることができる。

【００３２】このように、消音器の特性をエンジン低回
転時の消音効果からエンジン高回転時の背圧の低下によ
るエンジン出力向上効果へ段階的に変化させることがで
き、エンジン回転速度の中間域においても消音効果およ
びエンジン出力向上効果を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る内燃機関用消音器のエ
ンジン低回転時における動作状態を示す断面図である。

【図２】図１の装置におけるエンジン中回転時の動作状
態を示す断面図である。

【図３】図１の装置におけるエンジン高回転時の動作状
態を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 消音器 ２ 外殻 ６ 第１の室 ８ 第２の室 ９ 第３の室 １０ インレットパイプ １２ アウトレットパイプ １３ａ 第１の連通部 １３ｂ 第２の連通部 １５ 開閉手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 消音器内に形成され、複数の隔壁によっ
   て区画される第１の室、第２の室、第３の室と、 上流端が前記消音器の外殻の外側に開口し、管路途中に
   前記第２の室に開口する管部を有し、下流端が前記第３
   の室に開口するインレットパイプと、 上流端が前記第１の室に開口し、下流端が消音器の外殻
   の外に開口するアウトレットパイプと、 前記第２の室と第１の室とを連通する第１の連通部と、 前記第３の室と第１の室とを連通する第２の連通部と、 エンジン低回転時は前記第１の連通部と第２の連通部を
   共に閉塞し、エンジン中回転時は第１の連通部と第２の
   連通部のいずれか一方のみを開放し、エンジン高回転時
   は第１の連通部と第２の連通部を共に開放する開閉手段
   と、を備えたことを特徴とする内燃機関用消音器。