WO2011093507A1 - 内燃機関用マフラ - Google Patents

内燃機関用マフラ Download PDF

Info

Publication number
WO2011093507A1
WO2011093507A1 PCT/JP2011/052021 JP2011052021W WO2011093507A1 WO 2011093507 A1 WO2011093507 A1 WO 2011093507A1 JP 2011052021 W JP2011052021 W JP 2011052021W WO 2011093507 A1 WO2011093507 A1 WO 2011093507A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
internal combustion
outlet pipe
muffler
combustion engine
outer shell
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/052021
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
貝沼　克彦
Original Assignee
フタバ産業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by フタバ産業株式会社 filed Critical フタバ産業株式会社
Priority to EP11737216.9A priority Critical patent/EP2535534B1/en
Priority to US13/576,579 priority patent/US8844673B2/en
Priority to CN201180007923.4A priority patent/CN102753793B/zh
Publication of WO2011093507A1 publication Critical patent/WO2011093507A1/ja

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N1/00—Silencing apparatus characterised by method of silencing
    • F01N1/08—Silencing apparatus characterised by method of silencing by reducing exhaust energy by throttling or whirling
    • F01N1/083—Silencing apparatus characterised by method of silencing by reducing exhaust energy by throttling or whirling using transversal baffles defining a tortuous path for the gases or successively throttling gas flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N1/00—Silencing apparatus characterised by method of silencing
    • F01N1/08—Silencing apparatus characterised by method of silencing by reducing exhaust energy by throttling or whirling
    • F01N1/081—Silencing apparatus characterised by method of silencing by reducing exhaust energy by throttling or whirling by passing the gases through a mass of particles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N1/00—Silencing apparatus characterised by method of silencing
    • F01N1/08—Silencing apparatus characterised by method of silencing by reducing exhaust energy by throttling or whirling
    • F01N1/084—Silencing apparatus characterised by method of silencing by reducing exhaust energy by throttling or whirling the gases flowing through the silencer two or more times longitudinally in opposite directions, e.g. using parallel or concentric tubes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N1/00—Silencing apparatus characterised by method of silencing
    • F01N1/08—Silencing apparatus characterised by method of silencing by reducing exhaust energy by throttling or whirling
    • F01N1/085—Silencing apparatus characterised by method of silencing by reducing exhaust energy by throttling or whirling using a central core throttling gas passage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N1/00—Silencing apparatus characterised by method of silencing
    • F01N1/08—Silencing apparatus characterised by method of silencing by reducing exhaust energy by throttling or whirling
    • F01N1/086—Silencing apparatus characterised by method of silencing by reducing exhaust energy by throttling or whirling having means to impart whirling motion to the gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2470/00—Structure or shape of gas passages, pipes or tubes
    • F01N2470/02—Tubes being perforated
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2470/00—Structure or shape of gas passages, pipes or tubes
    • F01N2470/30—Tubes with restrictions, i.e. venturi or the like, e.g. for sucking air or measuring mass flow

Definitions

  • an exhaust manifold, a catalytic converter, a sub-muffler, a main muffler, and a tail pipe are arranged on an exhaust passage in an exhaust passage of an internal combustion engine in an underfloor space of a vehicle. It is attached.
  • Exhaust noise generally consists of in-cylinder explosion sound of an internal combustion engine, airflow sound generated by the flow of exhaust, standing waves caused by air column resonance due to the length of the exhaust pipe, etc., but depending on the length of the exhaust pipe
  • the silence of low-frequency sounds may deteriorate due to the influence of standing waves generated in the exhaust pipes.
  • the low frequency sound causes a booming noise in the passenger compartment, and the booming noise causes discomfort to the vehicle occupant.
  • a large-capacity main muffler or a sub muffler is used to suppress the muffled noise.
  • FIG. 4C shows the relationship between the internal combustion engine speed and the sound pressure level when no sub-muffler is arranged.
  • the vertical axis indicates the sound pressure level
  • the horizontal axis indicates the internal combustion engine speed.
  • An object of the present invention is to provide a muffler for an internal combustion engine that can reduce the increase in weight and the influence on the layout.
  • the muffler for an internal combustion engine is covered with an outer shell, an inlet pipe that is covered with the outer shell and into which the exhaust discharged from the internal combustion engine is introduced, and is covered with the outer shell and discharges the exhaust.
  • An outlet pipe and at least one constricted portion provided on an opening side into the outer shell of at least one of the inlet pipe and the outlet pipe, wherein the at least one of the inlet pipe and the outlet pipe And at least one narrowed portion having a narrower cross-sectional area than at least one of the narrowed portions.
  • At least one of the inlet pipe and the outlet pipe provided with the at least one narrowed portion is reduced in diameter toward the at least one narrowed portion.
  • a tapered portion may be formed.
  • a small hole that opens into the outer shell may be provided in at least one of the inlet pipe and the outlet pipe provided with the at least one constricted portion.
  • the outlet pipe may have a straight portion connected to the tapered portion, and the small hole may be formed in the straight portion.
  • the muffler for an internal combustion engine of the present invention can suppress the sound reflection direction from being uniform due to at least one narrow portion.
  • the generation of standing waves can be reduced, exhaust noise can be reduced without causing an increase in capacity and an increase in weight, and an increase in weight and an influence on the layout can be achieved. There is an effect that it can be reduced.
  • the muffler 70 for an internal combustion engine includes an outer shell 1, an inlet pipe 16, and an outlet pipe 22.
  • the outer shell 1 includes a cylindrical tube portion 2 and side wall portions 4 and 6 that close both ends of the tube portion 2, and the inside is formed to be hollow.
  • Partition walls 8 and 10 are provided in the hollow interior of the outer shell 1, and the partition wall 8 and 10 partition the cylindrical portion 2 into a plurality of first to third expansion chambers 12 to 14.
  • the inlet pipe 16 passes through one side wall 4 of the outer shell 1 and is inserted into the hollow interior.
  • the inlet pipe 16 passes through the partition walls 8 and 10, passes through the third expansion chamber 14 and the second expansion chamber 13, and one end of the inlet pipe 16 is positioned in the first expansion chamber 12.
  • One end of the inlet pipe 16 located in the first expansion chamber 12 is open.
  • Each of the partition walls 8 and 10 is formed with a large number of holes (not shown) and communicates with the first to third expansion chambers 12 to 14.
  • a large number of through holes 18 are formed in the outer periphery of the inlet pipe 16 positioned in the second expansion chamber 13, and a large number of through holes 20 are also formed in the outer periphery of the inlet pipe 16 positioned in the first expansion chamber 12. Is drilled.
  • the other end of the inlet pipe 16 is connected to an exhaust pipe (not shown) on the upstream side, and exhaust from the internal combustion engine 60 is introduced into the inlet pipe 16.
  • the outlet pipe 22 passes through the other side wall 6 of the outer shell 1 and is inserted into the hollow interior.
  • the outlet pipe 22 passes through the partition walls 8 and 10, passes through the first expansion chamber 12 and the second expansion chamber 13, and one end of the outlet pipe 22 is positioned in the third expansion chamber 14.
  • One end of the outlet pipe 22 located in the third expansion chamber 14 (hereinafter referred to as an upstream end) is open.
  • the other end (hereinafter referred to as a downstream end) of the outlet pipe 14 is connected to an exhaust pipe (not shown) on the downstream side, and exhausts exhaust from the internal combustion engine 60.
  • a narrowed portion 24 having a narrower cross-sectional area than the other part of the outlet pipe 22 is formed.
  • the cross-sectional area of the constricted portion 24 may be appropriately determined by experiments or the like according to the sound deadening performance.
  • the outlet pipe 22 is provided with a taper portion 26 that decreases in diameter from the downstream end toward the narrowed portion 24.
  • the tapered portion 26 is provided in the outer shell 1, and the tapered portion 26 in the present embodiment is formed to have a length from the narrowed portion 24 to the vicinity of the other side wall portion 6 (that is, the downstream end). ing.
  • the outlet pipe 22 is provided with a straight portion 27 connected to the tapered portion 26, and a downstream exhaust pipe is connected to the straight portion 27.
  • the downstream exhaust pipe may be connected to the tapered portion 26 without providing the straight portion 27.
  • a small hole 30 is formed on the outer periphery of the outlet pipe 22 on the side wall 6 side of the outlet pipe 22.
  • the small hole 30 is formed in the straight portion 27 and provided to open into the first expansion chamber 12.
  • the wavelength of sound generated at the rotational speed, and the downstream pipe connected to the outlet pipe 22 and the outlet pipe 22 are connected.
  • a standing wave is generated in the outlet pipe 22 and the downstream connecting pipe connected to the outlet pipe 22 according to the length of the pipe.
  • a node of the standing wave generated at this time is formed in the constricted portion 24.
  • the standing wave there are several order components such as primary and secondary in accordance with the number of revolutions per unit time of the internal combustion engine 60 (here, the lowest frequency at which the standing wave is generated is the primary component). .
  • the small hole 30 is preferable to form the small hole 30 at a location corresponding to the antinode of the standing wave (position where the pressure increases) or in the vicinity thereof.
  • the small hole 30 preferably has an opening area of 1/5 or less of the cross-sectional area of the outlet pipe 22. When a plurality of small holes 30 are provided, the total of the small holes 30 is 1/5 or less of the cross-sectional area of the outlet pipe 22. The area is preferable.
  • the narrowed portion 24 and the tapered portion 26 are provided, the end portion of the outlet pipe 22 is narrowed, so that reflection is performed along the axial direction of the outlet pipe 22 and the downstream exhaust pipe. Exhaust wave to be reduced. Therefore, in the muffler 70 for the internal combustion engine, it is possible to suppress the generation of the reflected wave that is the cause of the resonance phenomenon, and to reduce the sound pressure of the sound generated by the exhaust flowing in the outlet pipe 22 and the downstream exhaust pipe.
  • the muffler for an internal combustion engine of the present invention is implemented even if the narrowed portion 24 is provided by covering the opening side of the straight outlet pipe 22 without forming the tapered portion 26 and forming a hole in the lid. Is possible. By providing the taper part 26, the constriction part 24 can be formed locally and the increase in pressure loss can be suppressed to the minimum.
  • the outlet pipe 22 is provided with a tapered portion 26 connected to the constricted portion 24, the pressure loss is increased by the tapered portion 26, and the generation of the reflected wave that causes the resonance phenomenon is suppressed. Reduce the sound pressure of standing waves.
  • the taper portion 26 has a long reduction effect and a large reduction effect, and is preferably about 1 ⁇ 4 of the wavelength of the primary component.
  • the flare part 28 suppresses the exhaust flowing into the outlet pipe 22 from the third expansion chamber 14 from becoming a turbulent flow, and the pressure loss of the exhaust flowing into the outlet pipe 22, particularly when the exhaust flow rate is increased during acceleration or the like. Reduces pressure loss rise.
  • the muffler for an internal combustion engine of the present invention can be implemented without providing the flare portion 28 as shown in FIG. 3A.
  • the narrowed portion 32 and the tapered portion 34 are formed in the inlet pipe 16. May be provided.
  • the narrowed portion 32 is provided on the opening side of the inlet pipe 16 into the outer shell 1, and the tapered portion 34 has a shape that decreases in diameter from the end of the inlet pipe 16 connected to the internal combustion engine 60 toward the narrowed portion 32. What is necessary is just to form.
  • narrow portions 24 and 32 and tapered portions 26 and 34 are provided on both the inlet pipe 16 and the outlet pipe 22 depending on the lengths of the upstream and downstream exhaust pipes. Also good.
  • the flare portion 28 need not be provided in the inlet pipe 16.
  • the present invention is not limited thereto, and may be configured as a muffler for an internal combustion engine provided with a resonance chamber.
  • the outer shell 1 is partitioned by partition walls 8 and 36, and a resonance chamber 38 is provided.
  • the outlet pipe 22 is disposed through the resonance chamber 38.
  • the small hole 30 may be formed outside the resonance chamber 38.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)

Abstract

　内燃機関用マフラは、アウタシェルと、インレットパイプと、アウトレットパイプと、少なくとも一つの狭窄部とを備えている。少なくとも一つの狭窄部は、インレットパイプ及びアウトレットパイプのうちの少なくとも一方の前記アウタシェル内への開口側に設けられている。そして、少なくとも一つの狭窄部は、前記インレットパイプ及び前記アウトレットパイプのうちの前記少なくとも一つの狭窄部が設けられた前記少なくとも一方よりも断面積が狭く形成されている。

Description

内燃機関用マフラ 関連出願の相互参照
　本国際出願は、２０１０年２月１日に日本国特許庁に出願された日本国特許出願第２０１０－０２０３１１号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１０－０２０３１１号の全内容を参照により本国際出願に援用する。
　本発明は、内燃機関の排気流路に設けられて排気騒音を低減する内燃機関用マフラに関する。
　従来、特許文献１に開示されているように、内燃機関の排気流路には、エギゾーストマニホルド、触媒コンバータ、サブマフラ、メインマフラ、テールパイプが、排気流路上に配置されて、車両の床下スペースに取り付けられている。
　車両の床下スペースには、排気系の装置のみならず、例えば、車両のプロペラシャフト、クロスメンバー、サイドメンバー、燃料タンク等の多くの構成部品が設けられている。このため、床下スペースには制約があり、マフラに接続される各排気管の長さも、マフラの配置に応じて設定されていた。
　排気音は、一般に、内燃機関のシリンダ内爆発音、排気の流れにより発生する気流音、排気管の長さによる気柱共鳴に起因する定在波等からなるが、排気管の長さによっては、それら各排気管内で生じる定在波の影響により、低周波音の消音性が悪化することがある。低周波音は、車室内にこもり音を生じさせ、こもり音は、車両の乗員に不快感を与える要因となる。こもり音を抑制するために、大容量のメインマフラを用いたり、サブマフラを用いたりしている。
　例えば、図４Ａに示すように、メインマフラ１００の下流側に接続された排気管１０２が長く、有害となる低周波の気柱共鳴による定在波が、排気管１０２にて発生する場合には、図４Ｂに示すように、メインマフラ１００の容量を増大させたり、排気管１０２の途中にサブマフラ１０４を配置し排気管１０２の実長を短縮して、共鳴周波数を問題のない周波数に上昇させていた。
　メインマフラ１００の容量増大や、サブマフラ１０４の追加により、消音量を増大させると、図４Ｃに実線で示すように、定在波による音圧レベルのピークが低減し、音圧レベルも全体的に低減する。図４Ｃの破線は、サブマフラを配置しなかったときの内燃機関回転数と音圧レベルとの関係を示している。尚、図４Ｃでは縦軸は音圧レベルを、横軸は内燃機関回転数を示している。
特開２００１－２２１０４３号公報
　しかしながら、こうした従来の内燃機関用マフラでは、メインマフラを大容量化したり、サブマフラを追加したりすると、排気系を構成する装置重量が増大したり、床下スペースへのレイアウトに大きな影響を及ぼすという問題があった。
　本発明の目的は、重量の増大やレイアウトへの影響を低減できる内燃機関用マフラを提供することにある。
　かかる目的を達成するために、本発明の内燃機関用マフラは、アウタシェルと、アウタシェルにより覆われ、内燃機関から排出される排気が導入されるインレットパイプと、アウタシェルにより覆われ、前記排気を排出するアウトレットパイプと、前記インレットパイプ及び前記アウトレットパイプのうちの少なくとも一方の前記アウタシェル内への開口側に設けられた少なくとも一つの狭窄部であって、前記インレットパイプ及び前記アウトレットパイプのうちの前記少なくとも一つの狭窄部が設けられた前記少なくとも一方よりも断面積が狭い、少なくとも一つの狭窄部とを備えている。
　上述したように内燃機関用マフラを形成した場合、前記インレットパイプ及び前記アウトレットパイプのうちの前記少なくとも一つの狭窄部が設けられた前記少なくとも一方は、前記少なくとも一つの狭窄部に向かって縮径するテーパ部が形成されていてもよい。また、前記少なくとも一つの狭窄部を設けた前記インレットパイプ及び前記アウトレットパイプのうちの前記少なくとも一つの狭窄部が設けられた前記少なくとも一方に、前記アウタシェル内に開口する小孔を設けてもよい。前記アウトレットパイプは、前記テーパ部に連接してストレート部を有し、前記ストレート部には前記小孔が形成されていてもよい。前記少なくとも一つの狭窄部が前記アウトレットパイプにおける前記アウタシェル内への開口側に設けられている場合には、前記アウトレットパイプの前記アウタシェル内の開口端に、前記少なくとも一つの狭窄部から前記アウタシェル内に向かって拡径したフレア部を設けてもよい。
　本発明の内燃機関用マフラは、少なくとも一つの狭窄部により音の反射方向が一様となることを抑制できる。この結果、本発明の内燃機関用マフラによれば、定在波の発生を低減でき、大容量化や重量の増加を招くことなく、排気騒音を低減でき、重量の増大やレイアウトへの影響を低減できるという効果を奏する。
　また、テーパ部を設けた内燃機関用マフラでは、インレットパイプ及びアウトレットパイプのうちの少なくとも一方において、より広範囲に渡って、音の反射方向が一様となることを抑制できる。この結果、大容量化や重量の増加を招くことなく、テーパ部でも排気騒音を低減できる。さらに、テーパ部により、狭窄部が形成される部位を局所的とすることができ、狭窄部での圧力損失（入口損失）を最小限に抑えることが可能となる。更に、小孔を設けた内燃機関用マフラでは、大容量化や重量の増加を招くことなく、小孔でも排気騒音を低減できる。また、フレア部を設けることで、狭窄部での排気の流れが乱流となることを抑制することができる。そして、狭窄部を設けたことによる圧力損失の増加を低減できる。
本発明の一実施形態としての内燃機関用マフラの概略構成図である。 実施形態の内燃機関用マフラによる内燃機関回転数と音圧レベルとの関係を示すグラフである。 他の実施形態としての内燃機関用マフラの概略構成図である。 従来の排気系の説明図である。
１…アウタシェル　　　２…筒部
４，６…側壁部　　　　８，１０，３６…隔壁
１２…第１拡張室　　　１３…第２拡張室
１４…第３拡張室　　　１６…インレットパイプ
２２…アウトレットパイプ　２４，３２…狭窄部
２６，３４…テーパ部　　　２７…ストレート部
２８…フレア部　　　　３０…小孔
３８…共鳴室　　　　　６０…内燃機関
７０…内燃機関用マフラ
　以下本発明を実施するための形態を図面に基づいて詳細に説明する。
　図１に示すように、内燃機関用マフラ７０は、アウタシェル１と、インレットパイプ１６と、アウトレットパイプ２２とを備えている。
　アウタシェル１は、円筒状の筒部２と、筒部２の両端を塞ぐ側壁部４，６とを備え、内部が中空に形成されている。
　アウタシェル１の中空内部には、隔壁８，１０が設けられており、それら隔壁８，１０により、筒部２が複数の第１～第３拡張室１２～１４に仕切られている。
　インレットパイプ１６は、アウタシェル１の一方の側壁部４を貫通して中空内部に挿入されている。そのインレットパイプ１６は、各隔壁８，１０を貫通し、第３拡張室１４及び第２拡張室１３内を通って、当該インレットパイプ１６の一端が第１拡張室１２内に位置している。その第１拡張室１２内に位置するインレットパイプ１６の一端は、開口している。なお、各隔壁８，１０には図示しない多数の孔が形成されており、各第１～第３拡張室１２～１４を連通している。
　第２拡張室１３内に位置するインレットパイプ１６の外周には、多数の貫通孔１８が穿設されると共に、第１拡張室１２内に位置するインレットパイプ１６の外周にも多数の貫通孔２０が穿設されている。インレットパイプ１６の他端は、上流側の図示しない排気管に接続されて、インレットパイプ１６には内燃機関６０からの排気が導入される。
　アウトレットパイプ２２は、アウタシェル１の他方の側壁部６を貫通して中空内部に挿入されている。そのアウトレットパイプ２２は、各隔壁８，１０を貫通し、第１拡張室１２及び第２拡張室１３内を通って、当該アウトレットパイプ２２の一端が第３拡張室１４内に位置している。その第３拡張室１４内に位置するアウトレットパイプ２２の一端（以下、上流端とする）は、開口している。アウトレットパイプ１４の他端（以下、下流端とする）は、下流側の図示しない排気管に接続され、内燃機関６０からの排気を排出する。
　アウトレットパイプ２２の上流端には、アウトレットパイプ２２の他の部分よりも断面積が狭い狭窄部２４が形成されている。この狭窄部２４の断面積は、消音性能に応じて実験等により適宜定めるとよい。
　アウトレットパイプ２２には、下流端から狭窄部２４に向かって縮径するテーパ部２６が設けられている。テーパ部２６は、アウタシェル１内に設けられており、本実施形態におけるテーパ部２６は、狭窄部２４から他方の側壁部６（即ち、下流端）の近傍に至る長さを有するように形成されている。アウトレットパイプ２２には、テーパ部２６に連接してストレート部２７が設けられており、ストレート部２７に下流側の排気管が接続される。尚、ストレート部２７を設けることなく、テーパ部２６に下流側の排気管を接続するようにしてもよい。
　狭窄部２４からは、テーパ部２６と反対側にフレア部２８が形成されている。フレア部２８は、狭窄部２４から徐々に拡径したテーパ状に形成されており、フレア部２８の端が第３拡張室１４内に開口されている。
　アウトレットパイプ２２の外周には、アウトレットパイプ２２の側壁部６側に小孔３０が形成されている。小孔３０はストレート部２７に形成されると共に、第１拡張室１２内に開口するように設けられている。
　内燃機関用マフラ７０において、内燃機関６０が単位時間当たりに所定の回転数で動作する場合、その回転数で発生する音の波長と、アウトレットパイプ２２及びアウトレットパイプ２２に接続された下流側の接続管の長さとに応じて、アウトレットパイプ２２及びアウトレットパイプ２２に接続された下流側の接続管にて定在波が発生する。このとき発生する定在波は、その節が狭窄部２４に形成される。定在波には、内燃機関６０の単位時間当たりの回転数に応じて一次、二次等の数次成分が存在する（ここでは、定在波が発生する最低の周波数を一次成分としている）。このような定在波の腹（圧力が高くなる位置）に相当する箇所か、あるいはその近傍に、小孔３０を形成するのが好ましい。小孔３０は、アウトレットパイプ２２の断面積の１／５以下の開口面積が好ましく、複数の小孔３０を設けた場合にはそれらの合計がアウトレットパイプ２２の断面積の１／５以下の開口面積となることが好ましい。小孔３０を形成したことにより、明確な定在波の節が狭窄部２４の位置に形成されなくなる。
　次に、前述した本実施形態の内燃機関用マフラ７０内における排気の流れについて説明する。
　内燃機関６０からの排気がインレットパイプ１６に導入されると、インレットパイプ１６内を流れる排気の一部が、貫通孔１８から第２拡張室１３に流入する。また、排気の一部が貫通孔２０から第１拡張室１２に流入し、更に、内燃機関６０からの排気は、インレットパイプ１６の一端の開口から第１拡張室１２に流入する。第１拡張室１２に流入した排気は隔壁１０の図示しない孔を通って第２拡張室１３に流入する。
　第２拡張室１３に流入した排気は、隔壁８の図示しない孔を通って第３拡張室１４に流入し、第３拡張室１４からアウトレットパイプ２２のフレア部２８に流入する。アウトレットパイプ２２内では、排気がフレア部２８から狭窄部２４を通ってテーパ部２６を通過し、アウトレットパイプ２２から下流側の排気管に排出される。
　従来の内燃機関用マフラにおいては、下流側の排気管の長さが長い場合に、アウトレットパイプと下流側の排気管とに定在波が発生していた。この定在波は、アウトレットパイプ及び下流側の排気管内を排気が流動することで生じる波（以下、排気波とする）と、アウトレットパイプ及び下流側の排気管の軸方向に沿って排気波が反射した反射波とが合成されることで発生する。
　しかしながら、内燃機関用マフラ７０においては、狭窄部２４及びテーパ部２６が設けられることで、アウトレットパイプ２２の端部が絞られるため、アウトレットパイプ２２及び下流側の排気管における軸方向に沿って反射する排気波が低減される。したがって、内燃機関用マフラ７０においては、共鳴現象の発生原因である反射波の発生を抑制し、アウトレットパイプ２２及び下流側の排気管内を排気が流動することで生じる音の音圧を低減できる。尚、テーパ部２６を形成することなくストレート形状のアウトレットパイプ２２の開口側に蓋をして、蓋に孔を形成することにより狭窄部２４を設けても、本発明の内燃機関用マフラを実施可能である。テーパ部２６を設けることにより、狭窄部２４を局所的に形成して、圧力損失の増加を最小限に抑えることができる。
　また、アウトレットパイプ２２には狭窄部２４に連接してテーパ部２６が設けられているので、このテーパ部２６により圧力損失が大きくなり、共鳴現象の発生原因である反射波の発生を抑制し、定在波の音圧を低減する。テーパ部２６は、長さが長い方が低減効果が大きく一次成分の波長の１／４程度が好ましい。
　更に、アウトレットパイプ２２の外周に形成した小孔３０により、定在波による気柱共鳴現象を低減できる。即ち、内燃機関６０の減速時には、小孔３０を介して第１拡張室１２に排気が流出し、定在波の音圧を低減する。内燃機関６０の加速時には、小孔３０を介して第１拡張室１２からアウトレットパイプ２２内に排気が流入し、反射波の発生を抑制する。また、小孔３０は狭窄部２４により発生する加速時圧力損失の上昇も抑制する効果もある。
　フレア部２８は、第３拡張室１４からアウトレットパイプ２２内に流入する排気が乱流となることを抑制し、アウトレットパイプ２２に流入する排気の圧力損失、特に、加速時等の排気流量増大時に圧力損失が上昇するのを低減する。
　図２に本実施形態の内燃機関用マフラ７０による内燃機関回転数と音圧レベルとの関係を実線で示す。図２の破線は従来のフレア部２８、狭窄部２４、テーパ部２６を設けていないマフラによる内燃機関回転数と音圧レベルとの関係を示す。図２に示すように、本実施形態の内燃機関用マフラ７０によると、一次成分、及び二次成分に対応する内燃機関回転数での音圧レベルを低減できる。
　また、本発明の内燃機関用マフラは、図３Ａに示すように、フレア部２８を設けなくても実施可能である。上流側の排気管が長く、上流側での定在波の発生が問題となる場合には、内燃機関用マフラにおいて、図３Ｂに示すように、インレットパイプ１６に狭窄部３２、及びテーパ部３４を設ければよい。この場合、インレットパイプ１６のアウタシェル１内への開口側に狭窄部３２を設け、テーパ部３４は、内燃機関６０に接続されるインレットパイプ１６の端部から狭窄部３２に向かって縮径する形状に形成すればよい。
　更に、内燃機関用マフラでは、上流側と下流側との排気管の長さによっては、インレットパイプ１６とアウトレットパイプ２２との両方に、狭窄部２４，３２、及びテーパ部２６，３４を設けてもよい。尚、フレア部２８はインレットパイプ１６に設ける必要はない。
　前述した実施形態では、拡張室のみを設けた場合を例にしたが、本発明は、これに限らず、共鳴室を設けた内燃機関用マフラとして構成されていても良い。図３Ｃに示すように、アウタシェル１内を隔壁８，３６により仕切り、共鳴室３８を設ける。アウトレットパイプ２２は共鳴室３８を貫通して配置される。そして、小孔３０を共鳴室３８の外側に形成すればよい。
　以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。

Claims (5)

  1. 　アウタシェルと、
    　前記アウタシェルにより覆われ、内燃機関から排出される排気が導入されるインレットパイプと、
    　前記アウタシェルにより覆われ、前記排気を排出するアウトレットパイプと、
    　前記インレットパイプ及び前記アウトレットパイプのうちの少なくとも一方の前記アウタシェル内への開口側に設けられた少なくとも一つの狭窄部であって、前記インレットパイプ及び前記アウトレットパイプのうちの前記少なくとも一つの狭窄部が設けられた前記少なくとも一方よりも断面積が狭い、少なくとも一つの狭窄部と
    　を備えることを特徴とする内燃機関用マフラ。
  2. 　前記インレットパイプ及び前記アウトレットパイプのうちの前記少なくとも一つの狭窄部が設けられた前記少なくとも一方は、前記少なくとも一つの狭窄部に向かって縮径するテーパ部を有することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用マフラ。
  3. 　前記アウトレットパイプは、前記テーパ部に連接してストレート部を有し、前記ストレート部には、前記アウタシェル内に開口する小孔が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関用マフラ。
  4. 　前記インレットパイプ及び前記アウトレットパイプのうちの前記少なくとも一つの狭窄部が設けられた前記少なくとも一方には、前記アウタシェル内に開口する小孔が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の内燃機関用マフラ。
  5. 　前記少なくとも一つの狭窄部は、前記アウトレットパイプにおける前記アウタシェル内への開口側に設けられ、
    　前記アウトレットパイプの前記アウタシェル内の開口端には、前記少なくとも一つの狭窄部から前記アウタシェル内に向かって拡径したフレア部が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の内燃機関用マフラ。
PCT/JP2011/052021 2010-02-01 2011-02-01 内燃機関用マフラ WO2011093507A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11737216.9A EP2535534B1 (en) 2010-02-01 2011-02-01 Muffler for internal combustion engine
US13/576,579 US8844673B2 (en) 2010-02-01 2011-02-01 Muffler for internal combustion engine
CN201180007923.4A CN102753793B (zh) 2010-02-01 2011-02-01 用于内燃机的消声器

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010020311A JP5912221B2 (ja) 2010-02-01 2010-02-01 内燃機関用マフラ
JP2010-020311 2010-02-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011093507A1 true WO2011093507A1 (ja) 2011-08-04

Family

ID=44319484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2011/052021 WO2011093507A1 (ja) 2010-02-01 2011-02-01 内燃機関用マフラ

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8844673B2 (ja)
EP (1) EP2535534B1 (ja)
JP (1) JP5912221B2 (ja)
CN (1) CN102753793B (ja)
WO (1) WO2011093507A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103032132A (zh) * 2011-10-06 2013-04-10 川崎重工业株式会社 排气消声装置
JP2014211120A (ja) * 2013-04-19 2014-11-13 トヨタ自動車株式会社 消音装置

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5705707B2 (ja) * 2011-11-17 2015-04-22 トヨタ自動車株式会社 マフラ
WO2014126548A1 (en) * 2013-02-12 2014-08-21 Faurecia Emissions Control Technologies Vehicle exhaust system with resonance damping
JP6335835B2 (ja) * 2015-04-23 2018-05-30 本田技研工業株式会社 排気装置
JP6981848B2 (ja) 2017-11-08 2021-12-17 トヨタ自動車株式会社 排気消音装置
US10900396B2 (en) * 2018-01-15 2021-01-26 Ford Global Technologies, Llc Exhaust orifice tube for vehicle mufflers
CN114174645A (zh) * 2019-07-30 2022-03-11 奥比托澳大利亚有限公司 消声器
DE102022131738A1 (de) * 2022-11-30 2024-06-06 Hug Engineering Ag Schalldämpfer für eine Abgasanlage

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6095110U (ja) * 1983-12-05 1985-06-28 日産自動車株式会社 自動車用内燃機関のマフラ
JPS61184808U (ja) * 1985-05-09 1986-11-18
JP2001159304A (ja) * 1999-12-02 2001-06-12 Hajime Hamamoto 消音装置
JP2001221043A (ja) 2000-02-10 2001-08-17 Futaba Industrial Co Ltd 車両の排気系構造

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1230583A (fr) * 1959-04-01 1960-09-16 Dispositif silencieux pour amortir le bruit dans les tuyautereies d'écoulement de l'air des gaz et des vapeurs
US3672464A (en) 1970-09-16 1972-06-27 Donaldson Co Inc Muffler for internal combustion engine
JPS5139175B2 (ja) 1972-08-29 1976-10-26
JPS5638167Y2 (ja) * 1976-04-26 1981-09-07
FR2345586A1 (fr) 1976-03-24 1977-10-21 Nihon Radiator Co Pot d'echappement
JPS52143551A (en) 1976-05-25 1977-11-30 Fuji Zoki Seiyaku Method of diluting and stirring liquid and apparatus therefor
US4192401A (en) * 1976-07-26 1980-03-11 Tenneco Inc. Complete louver flow muffler
US4235304A (en) * 1976-08-31 1980-11-25 Nihon Radiator Co., Ltd. Muffler
US4267899A (en) * 1979-08-31 1981-05-19 Donaldson Company, Inc. Muffler assembly
US4359135A (en) * 1979-08-31 1982-11-16 Donaldson Company, Inc. Muffler assembly
US4361206A (en) * 1980-09-02 1982-11-30 Stemco, Inc. Exhaust muffler including venturi tube
US4690245A (en) * 1983-03-17 1987-09-01 Stemco, Inc. Flattened venturi, method and apparatus for making
JPS6095110A (ja) 1983-10-31 1985-05-28 Nissan Motor Co Ltd 弁作動切換装置付内燃機関のバルブクリアランス調整装置
US4632216A (en) * 1984-06-27 1986-12-30 Donaldson Company, Inc. Muffler apparatus and method for making same
JPS61184808A (ja) 1985-02-12 1986-08-18 Murata Mfg Co Ltd 電子部品の製造方法
IT216947Z2 (it) * 1989-02-24 1991-10-11 Gilardini Spa Silenziatore per un impianto di scarico di un veicolo
DE9016480U1 (ja) * 1990-10-10 1992-02-06 Roth-Technik Gmbh, 7560 Gaggenau, De
DE4032185A1 (de) * 1990-10-10 1992-04-16 Roth Technik Gmbh Absorptionsschalldaempfer
US5355973A (en) * 1992-06-02 1994-10-18 Donaldson Company, Inc. Muffler with catalytic converter arrangement; and method
US5426269A (en) * 1992-06-02 1995-06-20 Donaldson Company, Inc. Muffler with catalytic converter arrangement; and method
CA2318534A1 (en) * 1998-02-13 1999-08-19 Ted J. Wiegandt Mufflers for use with engine retarders; and methods
JP2003314240A (ja) * 2002-02-20 2003-11-06 Sango Co Ltd 内燃機関の消音器
US7174992B2 (en) * 2004-04-05 2007-02-13 Fleetguard, Inc. Muffler with secondary flow path
JP2009287548A (ja) * 2008-04-30 2009-12-10 Yamaha Motor Co Ltd 鞍乗型車両用の排気装置および鞍乗型車両

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6095110U (ja) * 1983-12-05 1985-06-28 日産自動車株式会社 自動車用内燃機関のマフラ
JPS61184808U (ja) * 1985-05-09 1986-11-18
JP2001159304A (ja) * 1999-12-02 2001-06-12 Hajime Hamamoto 消音装置
JP2001221043A (ja) 2000-02-10 2001-08-17 Futaba Industrial Co Ltd 車両の排気系構造

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103032132A (zh) * 2011-10-06 2013-04-10 川崎重工业株式会社 排气消声装置
JP2014211120A (ja) * 2013-04-19 2014-11-13 トヨタ自動車株式会社 消音装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20120305330A1 (en) 2012-12-06
EP2535534A4 (en) 2015-01-21
US8844673B2 (en) 2014-09-30
CN102753793A (zh) 2012-10-24
EP2535534A1 (en) 2012-12-19
JP2011157876A (ja) 2011-08-18
EP2535534B1 (en) 2018-09-19
JP5912221B2 (ja) 2016-04-27
CN102753793B (zh) 2016-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2011093507A1 (ja) 内燃機関用マフラ
JP4392592B2 (ja) 排気消音装置
US7942239B2 (en) Exhaust muffler
JP5229391B2 (ja) 内燃機関の排気装置
JP5257517B2 (ja) 内燃機関の排気装置
JP2012057610A (ja) 車両用マフラー
JP5788683B2 (ja) 消音器
CN107762590B (zh) 消声器的结构
JP4166593B2 (ja) 消音器
JP2006207378A (ja) 排気系用の騒音低減デバイス、および、それを備える排気系
JP2010031852A (ja) 自動二輪車
JP2002303117A (ja) 内燃機関用マフラ
JP2006283625A (ja) 高周波音低減消音器
JPH0637514U (ja) 消音器
JP2010185427A (ja) 消音器
JP5922334B2 (ja) 内燃機関の排気装置
JP2000227019A (ja) 排気消音装置および排気消音装置用連通管
KR20180117789A (ko) 자동차용 소음기
JP7156901B2 (ja) マフラ
JP2009236040A (ja) 排気消音装置
JP2004251249A (ja) 消音器
KR200483590Y1 (ko) 자동차용 소음기
JP2004124912A (ja) 内燃機関の排気装置
JP4857366B2 (ja) 模型エンジン用消音器
JP2005023915A (ja) 排気装置

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201180007923.4

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11737216

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13576579

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011737216

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2451/KOLNP/2012

Country of ref document: IN