JPH075215Y2

JPH075215Y2 - デュアルモードマフラ

Info

Publication number: JPH075215Y2
Application number: JP10841088U
Authority: JP
Inventors: 由夫佐々木; 完治野崎; 勝治板垣
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1988-08-18
Filing date: 1988-08-18
Publication date: 1995-02-08
Anticipated expiration: 2003-08-18
Also published as: JPH0231317U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、車輌用のマフラに関し、特に、低速域におけ
る騒音の低減を図り、高速域における騒音及び背圧の低
減を図るようにしたデュアルモードマフラに関する。

（従来の技術）マフラ（消音器）は、エンジンから排出される排出ガス
のエネルギを細かく分散して音を消す装置で、小さく分
割されたチャンバを有するケースで構成され、排出ガス
がこの中を通過するときに多数の小爆発に分割されて音
が消える。また、マフラの抵抗により排気系の背圧が発
生し、エンジンのパワーロスの原因となる。

低騒音のための要因としては、テールパイプ長さの増大
による低速域の騒音低減、低周波レゾネータによる低速
域の騒音低減、通路変更による低速域の騒音低減と高速
時の圧損低減及び拡張室増大による高速域の騒音低減等
の要因がある。

（考案が解決しようとする課題）しかしながら、低騒音化と、低パワーロス化とは二律背
反の関係にあり、低速域と高速域とではその程度に差が
ある。低速域ではパワーロスを若干増加させることで騒
音を低減させるが、高速域ではパワーロスに敏感であり
騒音増加を伴い、別途騒音低減が必要である。

ところで、従来のマフラとしては、テールパイプの長さ
を変えたり、或いはテールパイプの断面積を変える構造
のものがあるが、かかる構造のマフラでは前記各要因に
有効に対処することができないという問題がある。

本考案は上述の点に鑑みてなされたもので、低速域の騒
音の低減を図ると共に、高速域の騒音及び背圧の低減を
図ることが可能なデュアルモードマフラを提供すること
を目的とする。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために本考案によれば、マフラの排
気導出管が接続される拡張室に連通される共鳴室を、当
該排気導出管に設けたバルブにより当該排気導出管と連
通可能とし、且つ当該排気導出管を二重管としてその通
路長さを可変とし、エンジンの低速域において前記バル
ブを閉弁して前記排気導出管の通路長さを略外管と内管
との長さの和とし、エンジンの高速域において前記バル
ブを開弁させて前記共鳴室を拡張室に変更すると共に排
気導出管の通路長さを略内管の長さとする構成としたも
のである。

（作用）エンジンの低速域においてバルブを閉弁すると、排気導
出管の長さが、略外管と内管との長さの和となり、排気
導出管の長さが増大する共に、当該排気導出管が接続さ
れる拡張室に連通する共鳴室が、本来の共鳴室として作
用する。これにより低速域における騒音の低減が図られ
る。前記エンジンの高速域においてバルブを開弁する
と、前記共鳴室が排気導出管に連通して拡張室に変更さ
れ、拡張室が増大する。これにより、高速域における騒
音、パワーロスが低減される。

（実施例）以下本考案の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。

第１図において、デュアルモードマフラ１のマフラ本体
２は内部を複数例えば、４室に分割されて小室（チャン
バ）３〜６が画成されている。排気導入管８は室３を貫
通して一端がマフラ本体２の前端面2aから突出し、他端
は室４に開口している。導管９は室４と５とを連通し、
導管10は室５を貫通して室４と６とを連通し、導管11は
室４と５とを貫通して室３と６とを連通している。ま
た、排気導出管（テールパイプ）12は二重管構造をな
し、外管（以下導管という）13と、内管（以下導管とい
う）14とにより同心的に形成されており、導管13は、室
３〜５を貫通して一端がマフラ本体２の前端面2aから突
出し、他端が室６に開口している。この導管13は、室３
内の周面に小孔13aが多数穿設されており、これらの各
小孔13aを介して室３と連通可能とされている。

導管14の一端は小孔13aの手前に開口し、他端は室６を
貫通してマフラ本体２の後端面2bから突出している。そ
して、排気導入管８のマフラ本体２の前端面2aから突出
する一端は、エンジンの排出ガスの入口とされて図示し
ないエンジンの排気系に接続され、導管14の当該マフラ
本体２の後端面2bから突出する他端は、前記排出ガスの
出口とされる。

導管13の一端には、室３と当該導管13との連通を制御す
るためのバルブ15が装着されている。バルブ15の弁体16
は閉弁時に小孔13aと通路14の開口端との間に位置し
て、導管13の小孔13a側を閉塞し、開弁時に第２図に示
すように小孔13aよりも端面2a側に位置して室３と導管1
3及び14とを連通する。

各室３〜６のうち、室３は共鳴室又は拡張室とされ、室
４は拡張室、室５は共鳴室、室６は拡張室とされる。そ
して、室３は、バルブ15が閉弁状態にある時には導管13
との連通を遮断されて共鳴室とされ、開弁状態にある時
には導管13、14と連通されて拡張室とされる。この室３
は、共鳴室とされているときには導管11と協働して低周
波レゾネータを形成し、拡張室６に連通接続される。共
鳴室５は、通常走行時におけるエンジン回転速度近傍に
おいて最も有効に作用する共鳴周波数に設定されてい
る。

バルブ15の弁体16は、索17を介して制御装置20のアクチ
ュエータ21に接続されている。このアクチュエータ21
は、例えばモータにより構成されている。制御回路22
は、エンジン回転センサから入力されるパルス信号Ｐ
と、ブーストセンサ（共に図示せず）から入力される吸
気圧に対応した信号e_Bとにより、当該エンジンの運転状
態に応じて制御信号に出力してアクチュエータ21を駆動
し、バルブ15を開、閉制御する。即ち、制御装置20は、
エンジンが低速域にある時にはバルブ15を閉弁し、高速
域にある時には開弁する。

以下に作用を説明する。

エンジンが低速域にある時には、第１図に示すように制
御装置20がバルブ15を閉弁し、室３は共鳴室とされる。
そして、マフラ１はノーマルモードとされる。前記エン
ジンから排出されたガスは、矢印で示すように排気導入
管８を通って拡張室４に流入して膨張し、更に、当該拡
張室４から導管10を通って拡張室６に至る。拡張室４に
流入した排出ガスは、共鳴室５により騒音が低減され
る。

拡張室６に流入したガスは、矢印で示すように排気導出
管12の、導管13と14との間の環状の通路を通ってバルブ
15の弁体16まで至り、当該弁体16により反射されて導管
14に流入し、当該導管14の他端からマフラ１の外に排出
される。拡張室６に流入した排出ガスは、共鳴室３と導
管（共鳴管）11とにより形成される共鳴器により騒音が
低減される。

また、排気導出管12は、その長さが導管13の拡張室６内
の一端から弁体16までの長さと、導管14の当該導管13内
の一端から他端までの長さとの和となって長くなり、騒
音の低減が図られる。更に、当該排気導出管12は、二重
管断面変化即ち、外側の導管13から内側の導管14への断
面変化による絞りにより、騒音の低減が図られる。かく
して、低速域における騒音の低減が図られる。

エンジンが高速域になると、第２図に示すように制御装
置20がバルブ15を開弁させ、室３は排気導出管12の導管
13と14とに連通されて拡張室に変更される。そして、マ
フラ１はパワーモードとされる。前記エンジンから排出
されたガスは、矢印で示すように排気導入管８を通って
拡張室４に流入し、更に、当該拡張室４から導管10を通
って拡張室６に流入する。

拡張室６に流入した排出ガスは、騒音を低減された後、
その一部が前述したノーマルモードと同様に排気導出管
12の導管13と14との間の環状の通路を通って弁体16側に
至り、導管14の一端に流入し、他端からマフラ１の外に
排出される。更に、拡張室６内の残部の排出ガスは、導
管11を通って拡張室３に流入する。この拡張室３内の排
出ガスは、導管13の各小孔13aから導管14の一端に流入
し、他端から排出される。室３が拡張室とされることに
より、拡張室６と相俟って拡張室の増大が図られ、騒音
が低減される。更に、導管11により拡張室６と３とが連
通され、導管13と14との間の環状の通路と相俟って通路
断面積が増大し、騒音、低圧損失化が図られる。かくし
て、高速域における騒音、背圧が低減される。

第３図はエンジン回転速度と、音圧レベル及び背圧との
関係を示す特性図で、図中実線はノーマルモードに固定
した場合の特性を、点線はパワーモードに固定した場合
の特性を、１点鎖線は本考案のデュアルモードの特性を
示す。この特性図から明らかなように、デュアルモード
は、エンジン回転速度が、所定の回転速度Ｎよりも低い
低速域においては、音圧レベルと背圧が共に実線で示す
ノーマルモードの特性に沿って変化し、所定回転速度Ｎ
を超えた高速域において、点線で示すパワーモードの特
性に沿って変化する。この結果、エンジンの低、高速域
において音圧レベルの低減化が図られると共に、高速域
における背圧の低減即ち、低パワーロス化が図られる。

（考案の効果）以上説明したように本考案によれば、マフラの排気導出
管が接続される拡張室に連通される共鳴室を、当該排気
導出管に設けたバルブにより当該排気導出管と連通可能
とし、且つ当該排気導出管を二重管としてその通路長さ
を可変とし、エンジンの低速域において前記バルブを閉
弁して前記排気導出管の通路長さを略外管と内管との長
さの和とし、エンジンの高速域において前記バルブを開
弁させて前記共鳴室を拡張室に変更すると共に排気導出
管の通路長さを略内管の長さとすることにより、エンジ
ンの低、高速域における騒音の低減を図ることが可能と
なり、高速域における低騒音、低パワーロス化を図るこ
とが可能となる。しかも、構造が簡単である等の優れた
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るデュアルモードマフラの一実施例
を示す断面図、第２図は第１図に示すデュアルモードマ
フラの高速域における状態を示す図、第３図はエンジン
回転速度−音圧レベル・背圧の関係を示す特性図であ
る。１……デュアルモードマフラ、２……マフラ本体、３〜
６……室、８……排気導入管、９〜11、13、14……導
管、12……排気導出管、15……バルブ、16……弁体、17
……索、20……制御装置、21……アクチュエータ、22…
…制御回路。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】マフラの排気導出管が接続される拡張室に
連通される共鳴室を、当該排気導出管に設けたバルブに
より当該排気導出管と連通可能とし、且つ当該排気導出
管を二重管としてその通路長さを可変とし、エンジンの
低速域において前記バルブを閉弁して前記排気導出管の
通路長さを略外管と内管との長さの和とし、エンジンの
高速域において前記バルブを開弁させて前記共鳴室を拡
張室変更すると共に排気導出管の通路長さを略内管の長
さとすることを特徴とするデュアルモードマフラ。