JPS60104709A - エンジン用マフラ− - 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、エンジン用マフラーに関するものである。

従来例の構成とその問題点 ガス・エンジンを用いたシステムとしては、従来、第１
図に示すように、吸気７７ラー１、吸気流路２、ガス・
ガバナー３、ガス流路４、混合装置５、エンジン６、排
ガス流路７、排気マフラー−８にて構成されたものがあ
る。このシステムにおいて、エンジン６は吸入、圧縮、
曝発、排気の４行程を繰り返すが、特に、排気行程終了
後、エンジン６内のピストンが下降し、吸気パルプが開
き、燃焼室に生じた負圧により、燃焼用空気、及び、ガ
スを吸引する。燃焼用空気に関しては、吸気７７ラー１
、吸気流路２、混合装＃６、ガスについては、ガス・ガ
バナー３、ガス流路４、混合装置６を通過し、混合され
た後、混合気として、エンジン６に送り込まれる。その
後、圧縮、爆発を行ない、排気された燃焼ガスは、排ガ
ス流路７、排気マフラー８を経て外部に排出される。

この場合、エンジン６からの爆発音を抑えるために、排
気マフラー８が設けられているが、排気マフラー８によ
り期待できる減音効果は、優れたものでも約２０　ｄＢ
であり、高周波成分の音は非常に減音しにくいという難
点があった。つまシ、ｄＢ（ハ）レンジに対し、ｄＢ（
ｑ　レンジにおける減音が困難となっていた。そして、
このｄＢ（ｑレンジにおける減音効果を高めようとする
と、排気マフラ〜８が大きくなってしまい、システムと
しても小型化できないという問題があった。さらに、出
力及び、エンジン効率を増大させようとすると平均有効
圧が上昇し、爆発音が一層大きくなるため、より効率的
な減音方法が望まれていた。また、エンジン６からの排
ガスの流れは、脈動流であり、騒音についての周波数分
析から分かるように、爆発ザイクル（４サイクル、４シ
リンダの場合、エンジン回転数をＮ　ｒ　ｐｍとすれば
、爆発サイクルはＮ／ｅ○×ア×４［Ｌとなる。）に、
音圧の第１ピーク成分が現われ、以下、爆発サイクルの
整数倍に音圧のピーク成分が発生するようになる。そし
て、このような周波数特性を持つ音に関しては、第１ピ
ーク成分を、低減できればその整数倍のピーク成分を効
率的に減少させることが可能となる。故に、低周波成分
である第１ピーク成分を低減することが重要になるわけ
である。また、排ガス特性についても、出力、及びエン
ジン効率を高めようとすれば、燃焼ガス温度が上昇し、
ＮＯｘ　が増大するという欠点があった。

発明の目的 本発明は、従来の問題点に鑑み、低周波成分における音
圧レベルを効率的に低減できるエンジン用マフラーを提
供することを目的とする。

発明の構成 本発明は、エンジン・システムにおいて、吸気系に、遮
音室を位置させ、その遮音室を、複数の穴を有する仕切
板で分割し、−室を吸気流路に連通させ、他室に吸気パ
イプと排ガスパイプを貫通させ、かつ、各々の先端を対
向させた構成とするエンジン用マフラーであり、さらに
、吸気パイプと排ガスパイプの間に、音圧透過壁を設け
、他室を分割させる構成も対象とするものである。

実施例の説明 以下、図面を用いて具体的説明を行なう。

第２図は、本発明のエンジン用マフラーの第１実施例を
示す構成図である。第２図において、システムは、吸気
流路２、ガス・ガバナー３、ガス流路４、混合装置６、
エンジン６、排ガス流路７、排気マフラー８、遮音室９
、吸気パイプ１ｏ、排ガスパイプ１１、仕切板１２にて
構成されている。

そして、遮音室９は吸気系に位置されておシ、複数の穴
を有する仕切板１２で分割されている。さらに、−室は
吸気流路２に連通され、他室には、吸気パイプ１Ｑと排
ガスパイプ１１が貫通されており、各々の先端を対向さ
せた構成となっている。

寸だ、排ガスパイプ１１は、排ガス流路７から、分岐し
た構成とされている。さらに、排ガス流路Ｙ内には０２
センサ１３が設けられており、コントローラ１４を介し
て、Ｅ、Ｇ、Ｒバルブ１５の開度を調整するようになっ
ている。作動に関しては、エンジン６が吸入、圧縮、爆
発、排気の４行程を繰り返し、特に、排気行程終了後、
ピストンの下降により生じた負圧で、燃焼用空気、及び
ガスを吸引する。燃焼用空気に関しては、吸気パイプ１
０、仕切板１２、吸気流路２、混合装置６、ガスについ
てはガス・ガバナー３、ガス流路４、混合装置６を通過
し、混合された後、混・１気としてエンジン６に送まれ
る。

その後、圧縮、爆発を行ない、排気された燃焼ガスは、
排ガス流路７を通り、一部は分岐され、排ガスパイプ１
１に入り、遮音室９内に到達し、残りは、排気マフラー
８を経て、外部に排出されムそして、この際、排ガスパ
イプ１１から遮音室９内に向かう音波と、吸気パイプ１
ｏから、遮音室９内に向かう音波が、遮音室９内で衝突
し、互いに位相キャンセルを行なうわけである。しかも
仕切板１２には、複数の穴が設けられているため、排ガ
スパイプ１１からの音波と、吸気パイプ１０からの音波
は、遮音室９内で十分に干渉し合い、音圧レベルを下げ
、均一に仕切板１２を通過していく。また、エンジン６
からの爆発音のうち、混合装置６、吸気流路２を通り、
上流側にもどるものもあり、この音波も、排ガスパイプ
１１からの音波と、遮音室９内で、衝突、干渉させるこ
とにより、打ち消すようになっている。さらに、エンシ
イ６からの爆発音は、排ガス流路７を通り、一部は排気
マフラー８より、外部に放出されるが、爆発音（％に、
低周波成分）の大半は、排ガスパイプ１１へ分岐され、
打ち消されるため、排気マフラー８へ向かう音について
は、排気マフラー８に、簡潔な共鳴形マフラー機能を持
たせることにより対処できる。このように、２つの音波
を位相キャンセルにより、低減させる方法は、低周波成
分の音圧レベルを広い周波数９域にわたり低下させるの
に、非常に効果がある。低周波成分の音圧レベルを下げ
る方法として、共鳴形マフラーが用いられているが、こ
れは、エンジン回転紅が変わると、音速が変化してしま
い、ねらい通りの周波数音を下げるのが困難となる。

次に、本発明によるエンジン用マフラーの効果を第３図
に示す。第３図において、実線は第１図に示シたエンジ
ン・システムの音圧レベルであり、破線は第２図に示す
エンジン・システムの音圧レベルである。排気マフラー
８は、両者とも同じものを使用している。

エンジン６は、４サイクル・４シリンダで、回転数は１
５００ｒ、ｐ、ｍである。第３図から分かるように、第
１ピーク成分である６０１４の音圧レベルが大きく低減
されており、その整数倍のピーク成分も効率的に低下さ
せることができている。葦だ、この形式は、一種のＥ、
Ｇ、Ｒであるため、排ガス特性に関しても、ＮＯｘ　の
抑制に効果がある。

さらに、第４図に本発明のエンジン用マフラーの第２実
施例の構成図を示す。

第４図には、第２図で示した構成要素の他に、音圧透過
壁１６が設けられている。この音圧透過壁１３ば、吸気
バイブ１ｏと排ガスパイプ１１の間にあり、仕切板１２
により、分割した遮音室９をさらに分割している。そし
て、音圧透過壁１６は音圧を通過させ、流体圧をさえ切
るという特性を持っているため、遮音室９内において、
排圧の影響で吸気効率が低下するという現象を回避でき
るわけである。また、排ガスパイ１１内の排ガス温度は
、高くなりすぎないように冷却されている。

作動に関しては、第１実施例の場合と同様であるため、
詳細な説明は省略するが、第２実施例の場合は、第１実
施例に比して、燃焼用空気と排ガスの流れが音圧透過壁
１６を境界として、若干明確に分離するようになる。

発明の効果 以上、説明したように、本発明のエンジン用マフラーに
よれば、減音しにくいエンジンの低周波成分の音圧レベ
ルを、広い周波数領域において、大幅に低置することが
できる。しかも、マフラーを小さくできるため、システ
ムとしても小里化を図ることが可能となる。さらに、減
音方法として、位相キャンセルを行なうため、エンジン
回転数の変化に影響されることなく、低周波成分を低減
できるわけである。寸だ、マフラー内で、Ｅ、Ｇ、Ｒ方
式をとっているので、排ガス特性に関しても、ＮＯｘ　
の抑制に効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のエンジン用マフラーの構成図であり、
第２図は、本発明のエンジン用マフラーの第１実施例を
示す構成図、第３図は、従来例と第１実施例の騒音に関
する周波数特性を示す図、第４図は、本発明のエンジン
用マフラーの第２実施例を示す構成図である。 ２・・・・・・吸気流路、６・・・・・・エンジン、９
・・・・・・遮音室、１０・・・・・・吸気パイプ、１
１・・・・・・排ガスパイプ、１２・・・・・・仕切板
、１６・・・・・・音圧透過壁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸気系に遮音室を位置させ、前記遮音室を複数の
   穴を有する仕切板で分割し、−室を吸気流路に連通させ
   、他室に吸気パイプと排ガスパイプを貫通させ、かつ、
   各々の先端を対向させたことを特徴とするエンジン用マ
   フラー。 ？）前記吸気パイプと前記排ガスパイプの間に、音圧透
   過壁を設け、前記他室を分割したことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のエンジン用マフラー。