JPS59226222A - 自動車用エンジンの排気騒音低減装置 - Google Patents

自動車用エンジンの排気騒音低減装置

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JPS59226222A
JPS59226222A JP10099083A JP10099083A JPS59226222A JP S59226222 A JPS59226222 A JP S59226222A JP 10099083 A JP10099083 A JP 10099083A JP 10099083 A JP10099083 A JP 10099083A JP S59226222 A JPS59226222 A JP S59226222A
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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】 〔技術分野〕 この発明は、目動車用エンジンの排気騒音低減装置に関
する。
〔従来技術〕
従来の自動車用エンジンの排気騒音低減装置としては、
例えば第1図に示すようなものがある。
(日産自動車■発行す−ビス周報昭和55年6月425
号E−HNIO型車の紹介) エンジンEから排出された排気は、排気管系1により消
音されて車外へ放出されるが、壕ず、エキゾーストマニ
フオールド2の集合部2aにおいて合流し、フロントチ
ューブ3を通ってキャタライザ4に導かれ浄化される。
更に排気は、センターチューブ5.第二センターチュー
ブ5aを経てメインマフラー6に導かれ徐々に膨張して
圧力を低下し、これに伴って温度も下げ消音してテイル
チューブ、すなわち尾管7から大気中へ放出される。そ
して排気管系1を構成するこれら諸器材は、吊具8によ
って車体(図外)のフロアパネル9に員設しである。な
お、10はリヤアクスルである。
しかしながら、このような従来の排気騒音低減装置にあ
っては、リヤアクスルやフロアパネルの形状等の位置や
寸法的な制約条件によりマフラーの取付位置などの排気
管系レイアウトが決められておシ、該排気管系内に発生
する定在波に関して配慮されていない構成となっていた
ため、エンジンの常用回転数内において、排気脈動の基
本成分周波数が数個の定在波周波数に一致し、排気騒音
が著しく悪化するという問題点があった。
〔発明の目的〕
この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので、メインマフラーの設置場所を選定し、かつ、
共鳴要素を所定の条件に合致させたブリマフラーも選定
場所に設置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。
〔発明の構成〕
この発明の構成は、自動車用エンジンの排気騒音低減装
置において、排気管系のエキゾーストマニフオールドの
集合部から尾管出口までの長さをLとしたとき、拡張要
素からなるメインマフラーを尾管出口から約215Lの
位置に設け、共鳴要素(共鳴室容積■p、頸管断面積S
p、顆管長Ap)からなるブリマフラーを尾管出口から
約315Lの位置に設置し、 の関係にするようにし、あるいは、ブリマフラーを尾管
出口から約115Lの位置にポストマフラーとして配設
したものである。
〔実施例〕
以下、この発明の第一実施例を第2図乃至第8図に基づ
いて説明する。なお、従来例と同一の部材は同一の符号
を用い、その説明は省く。
まず、構成を述べる。
11は排気管系、12は上流側センターチューブ、13
は該センターチューブ12に設けられたブリマフラー、
14は下流側センターチューブ、15は該センターチュ
ーブ14に設けられたメインマフラー、16はリヤアク
スル10を避けるように曲げられた尾管で、エンジンE
からエキゾーストマユフォールド2.フロントチユーブ
3.キャタライザ4.上流側センターチューブ12.下
流側センターチューブ149尾管16の順にフランジ結
合、又は、はめ合い結合により接続して排気管系11が
構成されている。
一方、フlJマフラー13は、エキゾーストマニフオー
ルド2の集合部2aから尾管出口16atでの長さをL
としたとき、該出口16aからほぼ315Lの位置に、
また、メインマフラー15は。
同じくほぼ215Lの位置にそれぞれ配設しである。前
記ブリマフラー13ば、第3図に示すように、マフラー
前板13a、マフラー後板13b。
マフラーシェル13c、仕切板13dにより拡張室17
及び共鳴室18が形成され、該拡張室17と共鳴室18
とを連通ずる断面積Sp、長さlpの頚管19が前記仕
切板13dに貫設されてヘルムホルツ型共鳴器20を構
成している。この共鳴室18の容積をVpとしたとき、
次式の関係を有している。
なお、13eはマフラー前板13aに貫設された排気の
流入管、13fは共鳴室18を貫いて仕切板13d及び
マフラー後板13bに貫設された流出管である。
また、メインマフラー15は、第4図に示すようにマフ
ラー前板15a、マフラー後板15b。
円筒形ンエル15cによって形成され、前記前板15a
及び後板15bに排気の流入管15d及び流出管15e
をそれぞれ貫設して構成された拡張型消音器である。
次に、作用ケ述べる。
4サイクルn気筒エンジンの排気脈動の基本成分周波数
fは、エンジンの回転速度がRr、p、m。
排気管系で発生する定在波の周波数と一致する回転連関
領域において排気騒音は、著しく増大する。
拡張要素からなるこのメインマフラー15を有する排気
管系11では、前記定在波のうち1次共振は低周波数で
発生するため、アイドリンク回転以下の場合となり問題
はなく、常用回転速度で問題となるのは、2次〜4次共
振である。2次共振は、エンジンE側金閉端、尾管出口
16ak開端とする排気管系11全体にわたる気柱共振
であり、3次共振は、エンジンE側を閉端、メインマフ
ラー15側全開端とする該マフラー15から上流側での
共振であり、また、4次共振は、メインマフラ=15側
及び尾管出口16aの両者とも開端とする足間共振であ
る。排気管系11内のこれらの音圧モードを第5図に、
また、これらの共振が発生したときの排気騒音特性を第
6図に示す。
この発明は、前記3次共振と4次共振とを達成させ、一
つのエンジン回転速度領域において共振が衣わされるよ
うにし、その共振周波数に同調しだ共鳴型消音器を設け
ることにより、その共振を抑制するものである。
第5因の音圧モードに示すように、3次共振は、エキゾ
ーストマニフオールド2の集合部2aからメインマフラ
ー15までの排気管長さL m k 3 /4波長とす
る共振、すなわち、 Lm−”λ・・・・・・(■)(λ:波長)であり、4
次共振は、尾管長さLb k 1 / 2波長とする共
振、すなわち、 Lb=1λ・・・・・・tn+ である。これら3次及び4次共振を連成させるには、そ
れぞれの波長を合わす必要があり、上記(I)。
(n)式から 2Lm=3Lbの関係が導き出される。
すなわち、長さLmとLbO比は、 Lm : L b=3 : 2 である。このためメインマフラー15は、エキゾースト
マニフオールド2の集合部2aから尾管出口16aまで
の長さをLとしたとき、該尾管出口16aから215L
の位置に設けてあり、このときの音圧モードは、第7図
に示すとおりで、3次。
4次共振が同じ波長で同時に発生していることが判る。
また、排気騒音特性は、第8図に破線で示すようになり
、第6図の3次、4次2個の共振のピークが1つになり
、かつ、両者の共振が連成しているためピークレベルは
大きくなっている。この共振周波数fpは、尾管長さL
bが約215Lであることから で表わされる。
ブリマフラー13内に設けであるヘルムホルツ型の共鳴
器20の共鳴周波数fkは、この3次。
4次共振の連成された共振周波数tpに同調させで衣わ
されるので、tl) 、 (IVi式からの関係が導き
出され、この(■式の関係を満足するように前記共鳴器
20の各部の寸法を選定することにより3次、4次共振
の連成された共振周波数fpとへルムホルツ共鳴器20
の共鳴周波数fkとケ合致させることができる。
なお、(V)式は、音速Cが含まれておらず、すべて寸
法的な項で成立しているため、排気温度により周波数に
ずれを生ずることはない。
3次、4次共振の達成共振を最も効果的に抑制するには
、音圧の腹位置に共鳴器を設けるのが最良であるので、
この発明においては、メインマフラー15の上流側で発
生する音圧の腹位置、すなわち、第7図に示すように、
尾管出口16aから315Lの位置Aに共鳴器20を具
備するフ゛リマフラー13を設けである。
この発明の排気管系11における排気騒音特性は、第8
図に実線で示すとおりで、3次、4次共振の連成共振が
抑制され排気騒音特性が大幅に改善される。ヘルムホル
ツ型共鳴器の消音量は一定ではなく、共鳴器に入力する
音の強さに見合って共鳴を起こし消音するため消音量が
不足するということはない。なお、破線aは、3次、4
次共振を連成させたときの排気騒音特性で、実線すは共
鳴器20を有するブリマフラー13、又は、メインマフ
ラー全敗り付けたときの排気騒音特性である。
次に、他の実施例を第9図以下に基づいて説明する0 この実施例は、第一実施例で用いたブリマフラー13を
尾管出口から約115L(後述)の位置にポストマフラ
ーとして設けた例である。
この排気管系21は、第9図に示すように、エンジンE
からエキゾーストマユフォールド2.フロントチユーブ
3.キャタライザ4.上流側センターチューブ22.メ
インマフラー15.リヤアクスル10を避けて曲げられ
た下流側センターチューブ23,1ボストマフラー24
及び長さ延長のため半円に湾曲した尾管25の順に連結
して構成されている。
なお、拡張型消音器として構成したメインマフラー15
il:、エキゾーストマニフオールド2の集合部2aか
ら尾管出口25aまでの長さ(!l−Lとしたとき、該
出口25aから約215Lの位置に設けであるが、ポス
トマフラー24は車体の構造上リヤアクスル10の後に
設けなければならす、尾管出口25aから約115Lの
長さを得るために尾管25の上流側を半円形に湾曲させ
てポストマフラー24に前方から結合させである。従っ
て、ポストマフラー24は、第10図に示すように、尾
管25を貫設するマフラー前板24a、マフラー後板2
4b、マフラーシェル24c、仕切板24dによって拡
張室26及び共鳴室27が形成され、両者を連通ずる断
面積Sp、長さIN)の頚管28が仕切板24dに貫設
されてヘルムホルツ共鳴器29を構成している。
そして前記共鳴室27は、容積をVpとしてあり、−一
失L−5・ ヤ、 、、、=(−7)” の関係を有している。なお、24eは流入管である。
第一実施例ではメインマフラー15の上流側の音圧の腹
位置Aに共鳴器20を設けたのに対し、この第二実施例
は、下流側の音圧の肢位@Bに共鳴器29を配置したも
のであり、(第7図参照)作用は第一実施例と同様であ
るので、その説明は省略する。
なお、車体の構造上ブリマフラーを設けられない場合に
は、この第二実施例は非常に有効である。
〔効果〕
以上説明してきたように、この発明は、エキゾーストマ
ニフオールドの集合部から尾管出口までの長さをLとし
たとき、拡張要素からなるメインマフラーを尾管出口か
ら約275Lの位置に共鳴要素(共鳴室容積Vp、頸管
断面積Sp、細管長lp)からなるブリマフラーを尾管
出口から約375Lの位置に置き、又は、同様の共鳴要
素からなるポストマフラーを尾管出口から約115Lの
め、エンジンの常用回転領域において発生する3次、4
次共振の2つの排気管系内気柱共振を、一般に、抑制す
るには2つの共鳴器を必要とするところ、1つの共鳴器
によって抑制するようにし、排気騒音特性を大幅に改善
できるとともに排気管系の原価及び取付は整備等の工数
低減を図ることもできるという効果が得られる。
また、この発明は、2つの共振全連成させて大きな共振
とし、該共振を共鳴器ケ使用して消音するので、最も効
果的に共鳴器を使うことができるわけである。
【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、この発明の第一実施例を示す
側面図、第3図は、同じくブリマフラーの縦断面図、第
4図は、同じくメインマフラーの縦断面図、第5図は、
従来の排気管系内の音圧モードの図表、第6図は、同じ
く排気騒音特性グラフ、第7図は、この発明のメインマ
フラーケ尾管出口から215Lの位置に設け、3次、4
次共振を連成させたときの音圧モードの図表、第8図は
、この発明の排気騒音特性グラフ、第9図は、第二実施
例を示す側面図、第10図は、同じくポストマフラーの
平面縦断面図である。 E・・・・・・・・・エンジン 2・・・・・・・・・エキゾーストマニフオールド2a
・・・・・・集合部 11.21・・・・・・排気管系 13.24・・・・・・マフラー(ブリマフラー。 ポストマフラー) 15・・・・・・メインマフラー 16a 、25a・・・・・・尾管出口L・・・・・・
・・・集合部から尾管出口までの長さVp・・・・・・
共鳴室容積 Sp・・・・・・頚管断面積 lp・・・・・・頸管長 第 ε1゛33図          第 5 図 6図 エンジン回転運屋(190m) 第 7 図 第8図 エンジン回転速度(rpm) 第9図 第10図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 自動車用エンジンの排気管系において、エキゾーストマ
    ニフオールドの集合部から尾管出口までの長さケLとし
    たとき、拡張要素からなるメインマフラーを尾管出口か
    ら約215Lの位置に、共鳴室容積■p、頸管断管断面
    積8p、蛾管長の共鳴要素から々るマフラーを尾管出口
    から約315L、又は115Lの位置にそれぞれ配設し
    、−−む−1且)2 Vp−1p   2L の関係を待たせ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。
JP10099083A 1983-06-08 1983-06-08 自動車用エンジンの排気騒音低減装置 Granted JPS59226222A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009031019A2 (en) * 2007-09-06 2009-03-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust silencer device for internal combustion engine
US7669693B2 (en) 2003-12-12 2010-03-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust muffling device
WO2012114007A1 (fr) * 2011-02-25 2012-08-30 Peugeot Citroen Automobiles Sa Vehicule automobile comportant une ligne d'echappement dont les moyens acoustiques sont disposes en avant du train arriere
CN104033224A (zh) * 2014-06-12 2014-09-10 柳州柳工挖掘机有限公司 挖掘机消声装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4759700B2 (ja) * 2004-08-02 2011-08-31 トヨタ自動車株式会社 排気構造
JP5064453B2 (ja) * 2009-07-31 2012-10-31 本田技研工業株式会社 車両用エンジンの排気管に設けられる消音器

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7669693B2 (en) 2003-12-12 2010-03-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust muffling device
DE102004058418B4 (de) * 2003-12-12 2015-07-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Auspuffschalldämpfervorrichtung
WO2009031019A2 (en) * 2007-09-06 2009-03-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust silencer device for internal combustion engine
WO2009031019A3 (en) * 2007-09-06 2009-06-04 Toyota Motor Co Ltd Exhaust silencer device for internal combustion engine
US8136627B2 (en) 2007-09-06 2012-03-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust silencer device for internal combustion engine
WO2012114007A1 (fr) * 2011-02-25 2012-08-30 Peugeot Citroen Automobiles Sa Vehicule automobile comportant une ligne d'echappement dont les moyens acoustiques sont disposes en avant du train arriere
FR2972022A1 (fr) * 2011-02-25 2012-08-31 Peugeot Citroen Automobiles Sa Vehicule automobile comportant une ligne d'echappement dont les moyens acoustiques sont disposes en avant du train arriere
CN103392057A (zh) * 2011-02-25 2013-11-13 标致·雪铁龙汽车公司 具有声学部件被布置在后桥总成之前的排放线路的机动车辆
CN104033224A (zh) * 2014-06-12 2014-09-10 柳州柳工挖掘机有限公司 挖掘机消声装置

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