CN102575539B - 排气管部件及内燃机的排气装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种排气管部件及内燃机的排气装置，其能够在废弃一直以来所使用的消声器的同时，使被设置于排气管的一端部上的消音器小型化从而降低排气噪声，并能够降低排气装置的重量，且能够降低排气装置的制造成本。在排气尾管(28)上设置排气管部件(41)，以构成排气尾管(28)的一部分，排气管部件(41)由中空构件(42)和短管(43)构成，其中，所述中空构件(42)以位于包含排气尾管(28)内产生的气柱共鸣的声压分布的节在内的区域中的方式，被连接在排气尾管(28)的轴线方向上，所述短管(43)在中空构件(42)的内部沿着排气尾管(28)的轴线方向以预定长度而延伸，并在上游端上具有开口端(43a)，且在下游端上具有作为闭口端的底板(43b)，所述闭口端位于气柱共鸣的驻波的声压分布的节处。

Description

排气管部件及内燃机的排气装置

技术领域

本发明涉及一种排气管部件及内燃机的排气装置，尤其是，涉及一种降低了由于被设置在废气的排气方向上的最下游的排气管的气柱共鸣而导致的排气噪声的排气管部件及内燃机的排气装置。

背景技术

作为被用于汽车等的车辆中的内燃机的排气装置，已知如图32所示的这种排气装置(例如，参照专利文献1)。在图32中，从作为内燃机的发动机1向排气歧管2被排气的废气在通过催化转化器3而被净化后，被导入至排气装置4中。

排气装置4由与催化转化器3相连结的排气前管5、与排气前管5相连结的排气中管6、与排气中管6相连结的作为消音器的主消声器7、与主消声器7相连结的排气尾管8以及安装于排气尾管8上的副消声器9构成。

主消声器7在内部设置有扩张室和共鸣室，所述扩张室用于扩张废气从而进行消音，所述共鸣室用于通过亥姆霍兹共鸣来对特定的频率的排气声进行消音。具体而言，对于共鸣室而言，能够通过增大共鸣室的容积、或者增大突出于共鸣室内的排气中管6的突出长度，从而将共鸣频率向低频率侧调谐，且能够通过缩小共鸣室的容积、或者缩短突出于共鸣室内的排气中管6的突出部分的长度，从而将共鸣频率向高频率侧调谐。

副消声器9被设定为，在由于发动机1运行时的排气脉动而在排气尾管8内产生了与排气尾管8的管长相对应的气柱共鸣时，降低该气柱共鸣的声压级。

一般情况下，对于在废气的排气方向上游侧以及下游侧分别具有上游开口端以及下游开口端的管道而言，由于因发动机运行时的排气脉动而产生的入射波在管道的上游开口端以及下游开口端处进行反射，从而以将管道的管长作为半波长的频率的气柱共鸣为基本成分，而产生该半波长的自然数倍的波长的气柱共鸣。

例如，如果以未设置副消声器9的排气尾管8从主消声器7起向后方延伸的情况为例，则如图33所示，基本振动(一次成分)的气柱共鸣的波长λ1为排气尾管8的管长L的大致2倍，而二次成分的气柱共鸣的波长λ2为管长L的大致1倍。以此方式，能够在排气尾管8内产生如下这种驻波，即，上游开口端8a以及下游开口端8b成为驻波的声压分布的节的驻波。

此外，排气尾管8的气柱共鸣频率fm通过下述的式(1)来表示。

fm＝(c/2L)·m............(1)

其中，c为音速、L为排气尾管的管长、m为次数。

根据上述的式(1)可明确看出，排气尾管8的管长L越长，气柱共鸣频率fm越向发动机1的转数较低的低频率区域转移。

此外，可知如下内容，即，如图34所示，发动机1的排气脉动的频率随着发动机1的转数的增大而增大，并且，在由于与发动机1的转数相对应的气柱共鸣而产生的排气声的一次成分f1和二次成分f2处，排气声的声压级(dB)增高。

因此，在使用管长较长的排气尾管8(例如，排气尾管8的管长在1.5m以上)时，有时会在发动机转数较低的常用旋转区域(2000rpm～5000rpm)内产生气柱共鸣，从而使排气噪声恶化，进而给驾驶员带来不适感。

特别是，如图32所示，由于气柱共鸣的一次成分f1的声压的峰值(声压分布的波腹的宽度)大于二次成分f2的声压的峰值，因此在常用旋转域内会产生被称为隆隆声的使人不快的噪声，从而成为排气噪声的恶化的原因。

因此，当尾排气管8的管长较长时，通过在图32所示的声压级较高的驻波的波腹的部分，且相对于由于气柱共鸣而产生的排气声的一次成分f1、二次成分f2各自波腹而言最佳的位置处，设置与主消声器7相比容量较小的副消声器9，从而在发动机1的常用旋转区域内降低了排气噪声，进而防止了给驾驶员带来不适感的情况。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-46121号公报

发明内容

本发明所要解决的课题

然而，在这种现有的发动机1的排气装置中，由于为了降低气柱共鸣的声压级而需要设置排气尾管8的副消音器9，因此排气装置4的重量增大与设置副消声器9相对应的量，且增大了排气装置4的制造成本。

此外，由于在废弃副消声器9，而通过主消声器7的共鸣室来降低排气尾管8的气柱共鸣时，需要增大共鸣室的容积，因此主消声器7将大型化，而随着主消声器7的大型化，排气装置4的重量将增大，且增大了排气装置4的制造成本。

本发明是为了解决上述这种现有问题而被完成的，其目的在于，提供一种排气管部件及内燃机的排气装置，其能够在废弃一直以来所使用的消声器的同时，将被设置于排气管的一端部上的消音器小型化从而降低排气噪声，并能够降低排气装置的重量，且能够降低排气装置的制造成本。

用于解决课题的方法

本发明所涉及的排气管部件为了达成上述目的，通过如下方式而构成，即，(1)所述排气管部件被安装在排气管上，并构成所述排气管的一部分，所述排气管在一端部上具有与从内燃机被排放出的废气的排气方向上游侧的消音器相连接的上游开口端，且在另一端部上具有用于向大气排放废气的下游开口端，所述排气管部件具备：中空构件，其以位于包含所述排气管内产生的气柱共鸣的声压分布的节在内的区域中的方式，被连接在所述排气管的轴线方向上；短管，其被设置在所述中空构件的内部，且沿着所述排气管的轴线方向以预定长度而延伸，而且，所述短管在轴线方向一端上具有闭口端、且在轴线方向另一端上具有开口端，并且所述闭口端位于，与在所述排气管内产生的气柱共鸣的驻波的声压分布的节大致相同的位置处，所述短管被设定为，相对于所述气柱共鸣的驻波的波长λ而言为1/8·λ以下的长度。

根据该结构，具备排气管部件的排气管能够在产生气柱共鸣时，在声压分布的节的位置处，将排气管内的气柱共鸣所具有的势能蓄积在短管内，并使排气管内的势能分散在短管内和除短管以外的排气管内。

即，产生气柱共鸣的系统所具有的机械能由动能与势能之和来表示，并且机械能被保存。

由于在声压分布的节的位置声压成为最小，且相反地粒子速度成为最大，因此排气管内的气柱共鸣所具有的势能被蓄积在设置于声压较低的位置处的短管内，并且该势能不会被排出至外部。

因此，能够将排气管内的势能分散为，短管内的势能和除短管以外的排气管内的势能，并且仅将除短管以外的排气管内的势能向外部排出。因此，能够使声压的峰值下降从而降低声压级，由此能够降低排气噪声。

另一方面，由于在中空构件的内部设置有沿着排气管的轴线方向以预定长度而延伸的短管，因此在欲颈缩中空构件的内部的排气通道时，能够在气柱共鸣的驻波的、粒子速度成为最大的声压分布的节的位置处，使粒子速度上升。

虽然排气管内的气柱共鸣所具有的势能被分散为排气管内的势能和短管内的势能，但是由于相对于势能在整体上无变化的情况，能够使动能飞跃性地增大，因此能够使机械能增加。由此，能够模拟性地增长排气管，从而能够使气柱共鸣频率下降至与管长较长的排气管同等的气柱共鸣频率。

此外，由于当排气管模拟性地增长时，除蓄积在短管的内部的势能以外的排气管内的势能，以与排气管的伸长量相对应的量而向排气管整体分散，因此，从机械能的观点出发，与排气管的内径变细的情况等效，从而能够进一步降低气柱共鸣的声压的峰值，并由此进一步降低气柱共鸣的声压级。

其结果为，能够大幅度地降低排气噪声，并且当将排气管部件设置于具备排气管和消音器的排气装置上时，能够在废弃一直以来所使用的消声器的同时，将设置于排气管的一端部上的消音器小型化从而降低排气噪声，并能够降低排气装置的重量，且能够降低排气装置的制造成本。

尤其是，由于将短管设定为，相对于气柱共鸣的驻波的波长λ而言为1/8·λ以下的长度，因此能够使短管位于气柱共鸣的驻波的粒子速度较大的位置处，从而能够更加有效地使排气管内的废气的动能相对于势能的减少量而增大。

此外，本发明所涉及的排气管部件为了达成上述目的，通过如下方式而构成，即，(2)所述排气管部件被安装在排气管上，并构成所述排气管的一部分，所述排气管在一端部上具有与从内燃机被排放出的废气的排气方向上游侧的消音器相连接的上游开口端，且在另一端部上具有用于向大气排放废气的下游开口端，所述排气管部件的特征在于，具备：中空构件，其以位于包含所述排气管内产生的气柱共鸣的声压分布的节在内的区域中的方式，被连接在所述排气管的轴线方向上；短管，其被设置在所述中空构件的内部，且沿着所述排气管的轴线方向以预定长度而延伸，所述短管在轴线方向一端上具有闭口端，且在轴线方向另一端上具有开口端，并且所述闭口端位于，与在所述排气管内产生的气柱共鸣的驻波的声压分布的节大致相同的位置处，所述短管被设定为，所述排气管的长度的1/4以下的长度。通过采用这种方式，能够获得与上述的排气管部件相同的作用效果。

在本发明中，尤其是，由于设定为排气管的长度的1/4以下的长度，因此能够使短管位于气柱共鸣的驻波的粒子速度较大的位置处，从而能够更加有效地使排气管内的废气的动能相对于势能的减少量而增大。在上述(1)或者(2)所记载的排气管部件中，通过如下方式而构成，即，(3)所述短管与所述中空构件之间的排气通道被颈缩，以使所述中空构件中的排气通道的每单位长度的体积相对于所述排气管中的排气通道的每单位长度的体积而减小。

根据该结构，具备排气管部件的排气管能够在气柱共鸣的驻波的、粒子速度成为最大的声压分布的节的位置处，使粒子速度上升，并且相对于排气管整体的势能而言，能够使动能飞跃性地增大。因此，能够使机械能增加，从而模拟性地增长排气管，由此能够使气柱共鸣频率下降至与管长较长的排气管同等的气柱共鸣频率。

此外，由于当排气管模拟性地增长时，除蓄积在短管的内部的势能以外的排气管内的势能，以与排气管的伸长量相对应的量向排气管整体分散，因此，从机械能的观点出发，与排气管的内径变细的情况等效，从而能够降低气柱共鸣的声压的峰值。

在上述(1)至(3)所记载的排气管部件中，通过如下方式而构成，即，(4)所述中空构件具有与所述排气管的内径大致相同的内径。

在具备该排气管部件的排气管中，由于具有与排气管的内径大致相同的内径的中空构件被安装在排气管上，即，由于具有短管的排气管部件被安装在直管上，因此能够使中空构件中的排气通道的每单位长度的体积相对于排气管中的排气通道的每单位长度的体积而减小，从而将短管与中空构件之间的排气通道颈缩，由此能够在粒子速度成为最大的声压分布的节处，使粒子速度上升。

在上述(1)至(4)所记载的排气管部件中，通过如下方式构成，即，(5)所述中空构件被设置在所述排气管的所述一端部以及所述另一端部中的至少一方上，以使所述中空构件的轴线方向一端构成所述排气管的所述上游开口端以及所述下游开口端中的至少一方。

根据该结构，在具备排气管部件的排气管中，当由排气管部件构成排气管的一端部或者另一端部，从而构成成为气柱共鸣的驻波的声压分布的节的、排气管的上游开口端或者下游开口端时，则能够切实地降低气柱共鸣的声压的峰值最大的一次成分的声压峰值，并且能够使一次成分的气柱共鸣频率下降至与管长较长的排气管同等的气柱共鸣频率。其结果为，能够更进一步降低排气噪声。

除此之外，由于也能够降低气柱共鸣的以一次成分为基本的二次成分以上的声压的峰值，因此能够在内燃机的常用回转区域中更进一步降低排气噪声。

在上述(1)至(5)所记载的排气管部件中，通过如下方式构成，即，(6)所述短管的大小被设定为，相对于未设置所述短管时的所述排气管的排气通道整体的体积，设置了所述短管的所述中空构件以及所述排气管的排气通道整体的体积减少量在2.5％以上。

根据该结构，具备排气管部件的排气管使用短管的大小被设定为排气管的排气通道整体的体积减少量在2.5％以上的排气管，来实施扬声器加振试验，其结果为，确认了如下内容，即，能够使气柱共鸣频率下降至与管长较长的排气管同等的气柱共鸣频率，并且能够降低声压的峰值。

在上述(1)至(6)所记载的排气管部件中，通过如下方式构成，即，(7)所述短管具备：闭口端，所述闭口端从所述中空构件的轴线方向一端起朝向所述排气管的中心轴而被折弯；环状构件，所述环状构件从所述闭口端起朝向所述中空构件的轴线方向另一端而被折弯，且与所述中空构件平行地延伸。

根据该结构，在具备排气管部件的排气管中，能够通过折弯中空构件的轴线方向一端部从而使短管容易地成形，从而能够降低中空构件的制造成本，其结果为，能够降低排气管的制造成本。

在上述(1)至(7)所记载的排气管部件中，通过如下方式构成，即，(8)所述中空构件被设置于所述排气管的一端部上，所述短管的轴线方向一端侧的截面面积被形成为，小于轴线方向另一端侧的截面面积。

根据该结构，在具备排气管部件的排气管中，由于能够使中空构件的内部的排气方向上游侧的排气通道大于下游侧的排气通道，因此能够防止短管成为废气的阻力的情况，从而能够防止在排气管内流动的废气的背压上升的情况。此外，能够以从短管的上游侧的外周部起朝向下游侧的外周部的方式，对废气进行整流，从而能够防止产生废气的乱流，进而防止产生气流声的情况。

在上述(1)至(8)所记载的排气管部件中，通过如下方式构成，即，(9)所述中空构件被设置于所述排气管的另一端部上，所述短管的轴线方向一端侧的截面面积被形成为，大于轴线方向另一端侧的截面面积。

根据该结构，在具备排气管部件的排气管中，由于能够使位于与气柱共鸣的驻波的声压分布的节大致相同的位置处的、短管的轴线方向一端侧的截面面积增大，因此能够进一步增大气柱共鸣的驻波的粒子速度，从而更有效地增大废气的动能。

在上述(1)至(9)所记载的排气管部件中，通过如下方式构成，即，(10)所述短管中的、构成所述闭口端的底板由开闭阀构成，并且所述开闭阀在流通于所述短管内的排气流的流量在预定流量以上时，承接所述排气流从而被开放。

根据该结构，在具备排气管部件的排气管中，能够在废气的流量较少的内燃机的低速旋转时使开闭阀闭塞，从而构成短管的底板，且由此能够在短管内蓄积势能。

此外，由于能够在废气的流量较多时，使开闭阀开放从而使废气通过短管来排放，因此能够防止在内燃机的高速旋转时废气的背压上升的情况，从而能够防止排气性能降低的情况。

在上述(1)至(10)所记载的排气管部件中，通过如下方式构成，即，(11)所述中空构件的内径与所述排气管的内径相比被扩大。

根据该结构，在具备排气管部件的排气管中，当扩径部被扩大，以使排气管的排气通道的截面面积与中空构件的排气通道的截面面积相同时，能够将排气管内的势能分散为短管内的势能和除短管以外的排气管内的势能，且仅将除短管以外的排气管内的势能向外部排放，由此能够降低声压的峰值，进而降低排气噪声。

此外，由于在中空构件被扩大，以使中空构件的每单位长度的体积相对于排气管的每单位长度的体积而减小时，能够使中空构件的内部的排气通道颈缩，因此除了分散排气管内的势能而使声压的峰值下降的效果之外，还能够在气柱共鸣的驻波的、粒子速度成为最大的声压分布的节的位置处，使粒子速度上升，并能够模拟性地增长排气管，从而使气柱共鸣频率下降至与管长较长的排气管同等的气柱共鸣频率，且能够更进一步降低声压的峰值。

在发明所涉及的内燃机的排气装置中，通过如下方式构成，即，(12)所述内燃机的排气装置具备排气管，所述排气管在一端部上具有与从内燃机被排放出的废气的排气方向上游侧的消音器相连接的上游开口端，且在另一端部上具有用于向大气排放废气的下游开口端，所述排气管具有上述(1)至上述(11)的排气管部件。

根据该结构，排气装置能够将排气管内的势能分散为，短管内的势能和除短管以外的排气管内的势能，且仅将除短管以外的排气管内的势能向外部排放，从而能够降低声压的峰值进而降低声压级。其结果为，能够降低排气噪声。

此外，能够模拟性地增长排气管，从而使气柱共鸣频率下降至与管长较长的排气管同等的气柱共鸣频率，并能够使势能以与排气管的伸长量相对应的量而分散至排气管整体，从而使排气管的内径模拟性地变细，由此能够进一步降低气柱共鸣的声压的峰值，从而进一步降低气柱共鸣的声压级。

其结果为，能够大幅度地降低排气噪声，并且在将排气管部件设置于具备排气管和消音器的排气装置上时，能够在废弃一直以来所使用的消声器的同时，使被设置于排气管的一端部上的消音器小型化从而降低排气噪声，并能够降低排气装置的重量，且能够降低排气装置的制造成本。

在上述(12)所记载的内燃机的排气装置中，通过如下方式构成，即，(13)所述排气管以及所述中空构件被一体成形。

根据该结构，由于在排气装置中，无需分别制造排气管和排气管部件再将排气管部件安装在排气管上，因此能够容易地进行排气管的制造，且能够降低排气管的制造成本。

发明效果

根据本发明，能够提供一种排气管部件及内燃机的排气装置，其能够在废弃一直以来所使用的消声器的同时，使被设置于排气管的一端部上的消音器小型化从而降低排气噪声，并能够降低排气装置的重量，且能够降低排气装置的制造成本。

附图说明

图1为表示本发明所涉及的排气管部件以及内燃机的排气装置的第一实施方式的图，且为内燃机的排气装置的结构图。

图2为表示本发明所涉及的排气管部件以及内燃机的排气装置的第一实施方式的图，且为连结有排气尾管的消声器的剖视图。

图3为表示本发明所涉及的排气管部件以及内燃机的排气装置的第一实施方式的图，且为排气尾管的轴线方向的主视图。

图4为图3中的排气尾管的沿着A-A方向向视观察时的剖视图。

图5为表示本发明所涉及的排气管部件以及内燃机的排气装置的第一实施方式的图，且为排气尾管的管道主体与排气管部件的分解图。

图6为表示本发明所涉及的排气管部件以及内燃机的排气装置的第一实施方式的图，且为对由于在排气尾管内产生的开口端反射而导致的气柱共鸣的粒子速度分布的驻波进行说明的图。

图7为表示本发明所涉及的排气管部件以及内燃机的排气装置的第一实施方式的图，且为对由于在排气尾管内产生的开口端反射而导致的气柱共鸣的声压分布的驻波进行说明的图。

图8为表示本发明所涉及的排气管部件以及内燃机的排气装置的第一实施方式的图，且为表示在排气尾管内产生的声压级与发动机转数之间的关系的图。

图9为表示本发明所涉及的排气管部件以及内燃机的排气装置的第一实施方式的图，且为表示在排气尾管内产生的气柱共鸣的势能的图。

图10为表示本发明所涉及的排气管部件以及内燃机的排气装置的第一实施方式的图，且为表示在排气尾管的下游部内产生的气柱共鸣的粒子速度的变化的图。

图11为表示本发明所涉及的排气管部件以及内燃机的排气装置的第一实施方式的图，且为表示在排气尾管内产生的气柱共鸣的势能被分散后的状态的图。

图12为表示本发明所涉及的排气管部件以及内燃机的排气装置的第一实施方式的图，且为表示用于对排气管内的势能的减少和排气管的管长模拟性地增长的原理进行说明的、排气尾管的机械能的状态的图。

图13为表示本发明所涉及的排气管部件以及内燃机的排气装置的第一实施方式的图，且为用于对管长模拟性地增长的原理进行说明的、未设置短管的排气尾管的模式图。

图14为表示本发明所涉及的排气管部件以及内燃机的排气装置的第一实施方式的图，且为用于对管长模拟性地增长的原理进行说明的、设置了短管的排气尾管的模式图。

图15为表示本发明所涉及的排气管部件以及内燃机的排气装置的第一实施方式的图，且为表示在排气尾管内产生的一次成分的声压级与频率之间的关系的图。

图16为表示本发明所涉及的排气管部件以及内燃机的排气装置的第一实施方式的图，且为表示将各频率下灵敏度与频率关联起来的听感补正曲线的图。

图17为表示本发明所涉及的排气管部件以及内燃机的排气装置的第一实施方式的图，且为表示在上游部以及下游部上具有短管的排气尾管的图。

图18为表示本发明所涉及的排气管部件以及内燃机的排气装置的第二实施方式的图，且为排气尾管的轴线方向上的主视图。

图19为图18中的排气尾管的沿着B-B方向向视观察时的剖视图。

图20为表示本发明所涉及的排气管部件以及内燃机的排气装置的第二实施方式的图，且为表示在上游部和下游部上设置了短管的排气尾管的剖视图。

图21为表示本发明所涉及的排气管部件以及内燃机的排气装置的第三实施方式的图，且为排气尾管的轴线方向上的主视图。

图22为图21中的排气尾管的沿着C-C方向向视观察时的剖视图。

图23为表示本发明所涉及的排气管部件以及内燃机的排气装置的第四实施方式的图，且为排气尾管的轴线方向上的主视图。

图24为图23中的排气尾管的沿着D-D方向向视观察时的剖视图。

图25为表示本发明所涉及的排气管部件以及内燃机的排气装置的第五实施方式的图，且为排气尾管的轴线方向上的主视图。

图26为图25中的排气尾管的沿着E-E方向向视观察时的剖视图。

图27为表示本发明所涉及的排气管部件以及内燃机的排气装置的第六实施方式的图，且为排气尾管的下游部侧的立体图。

图28为表示本发明所涉及的排气管部件以及内燃机的排气装置的第六实施方式的图，且为排气尾管的轴线方向上的主视图。

图29为图28中的排气尾管的沿着F-F方向向视观察时的剖视图。

图30为表示本发明所涉及的排气管部件以及内燃机的排气装置的第七实施方式的图，且为排气尾管的下游部的立体图。

图31为表示本发明所涉及的排气管部件以及内燃机的排气装置的第六实施方式的图，且为排气尾管的下游部侧的剖视图。

图32为现有的内燃机的排气装置的结构图。

图33为用于对由于现有的排气尾管内产生的开口端反射而导致的气柱共鸣的声压分布的驻波进行说明的图。

图34为表示现有的排气尾管的声压级与发动机转数之间的关系的图。

具体实施方式

以下，使用附图对本发明所涉及的排气管部件以及内燃机的排气装置的实施方式进行说明。

(第一实施方式)

图1～图17为表示本发明所涉及的排气管部件以及内燃机的排气装置的第一实施方式的图。

首先，对结构进行说明。

在图1中，例如，在作为直列四气缸的内燃机的发动机21上连接有排气歧管22，并且在该排气歧管22上连接有排气装置23。

另外，发动机21并不限定于直列四气缸，也可以为直列三气缸或者直列五气缸，还可以为在被左右分割的各个气缸列中具有三个气缸以上的气缸的V型发动机。

排气歧管22由分别与排气端口相连接的四个排气支管22a(图示一个)，和使排气支管22a的下游侧集合的排气集合管22b构成，其中，所述排气端口分别与发动机21的第一气缸至第四气缸连通，并且，从发动机的各个气缸被排放出的废气经由排气支管22a而被导入至排气集合管22b中。

排气装置23具备催化转化器24、圆筒状的排气前管25、圆筒状的排气中管26、作为消音器的消声器27以及圆筒状的排气尾管28，并且该排气装置23以在车身的地板下方弹性地垂下的方式而被配置在发动机21的废气的排气方向下游侧。

另外，上游表示废气的排气方向的上游，下游表示废气的排气方向的下游。

催化转化器24的上游端与排气集合管22b的下游端相连接，而催化转化器24的下游端与排气前管25相连接。该催化转化器24通过如下方式而构成，即，使铂、钯等的催化剂附着在蜂窝基材或者颗粒状的活性氧化铝制载体上而得到的部件收纳在主体外壳内而构成，所述催化转化器24实施对NO_x的还原和对CO、HC的氧化。

此外，在排气前管25的下游端处连接有排气中管26的上游端，而排气中管26的下游侧与实施对排气声的消音的消声器27相连接。

在图2中，消声器27具备被形成为中空筒状的外壳(out shell)31，和将外壳31的两端封闭的端板32、33。

在外壳31内设置有隔板34，并且通过该隔板34，从而使外壳31内被划分为扩张室35和共鸣室36，所述扩张室35用于扩张废气从而进行消音，所述共鸣室36用于通过亥姆霍兹共鸣来对特定的频率的排气声进行消音。

此外，在端板32和隔板34上分别形成有插穿孔32a、34a，并且在该插穿孔32a、34a中插穿有排气中管26的下游侧(以下，将排气中管26的下游侧称为进气管部26A)。

该进气管部26A以收纳于扩张室35以及共鸣室36内的方式被端板32以及隔板34所支承，并且下游开口端26b在共鸣室36内开口。

此外，在进气管部26A上，于进气管部26A的轴线方向(废气的排气方向)以及圆周方向上形成有多个小孔26a，并且进气管部26A的内部与扩张室35通过小孔26a而连通。

因此，穿过排气中管26的进气管部26A而被导入至消声器27中的废气经由小孔26a而被导入至扩张室35中，且从进气管部26A的下游开口端26b被导入至共鸣室36中。

而且，对于被导入至共鸣室36中的废气，特定的频率的排气声通过亥姆霍兹共鸣而被消音。具体而言，对于共鸣室36，能够通过增大共鸣室36的容积、或者增大突出于共鸣室36内的排气中管26的突出长度，从而将共鸣频率向低频率侧调谐，并且能够通过缩小共鸣室36的容积、或者缩短突出于共鸣室36内的排气中管26的突出部分的长度，从而将共鸣频率向高频率侧调谐。

此外，在隔板34和端板33上分别形成有插穿孔34b、33a，并且在该插穿孔34b、33a中插穿有排气尾管28的上游部(一端部)28A。

在排气尾管28的上游部28A的上游端处设置有上游开口端28a，并且排气尾管28的上游部28A通过以上游开口端28a在扩张室35内开口的方式被插穿至插穿孔34b、33a中，从而与消声器27相连接。

此外，在排气尾管28的下游部(另一端部)28B的下游端处形成有下游开口端28b，并且该下游开口端28b与大气连通。因此，从消声器27的扩张室35被导入至排气尾管28的上游开口端28a的废气，穿过排气尾管28而从下游开口端28b向大气被排放。

即，本实施方式的排气尾管28在上游部28A上具有与从发动机21被排放出的废气的排气方向上游侧的消声器27相连接的上游开口端28a，且在下游部28B上具有用于向大气排放废气的下游开口端28b。

在此，排气尾管28的上游部28A以及下游部28B表示，包括上游开口端28a以及下游开口端28b在内且具有预定长度的、排气尾管28的上游侧和下游侧的部分。

此外，如图3～图5所示，排气尾管28具备管道主体40和排气管部件41，且通过该管道主体40和排气管部件41一体化的方式而被构成。即，排气管部件41构成排气尾管28的一部分、即排气尾管28的下游部28B。

排气管部件41由中空构件42、短管43、安装于中空构件42与短管43之间的托架44a、44b构成。

中空构件42的上游开口端(中空构件的轴线方向另一端)42a构成扩径部，所述扩径部具有与管道主体40的外径相比较大的内径，该上游开口端42a通过焊接等而被固定在管道主体40的下游端40a的外周部上，从而中空构件42被固定于管道主体40上。

即，本实施方式的中空构件42被连接在管道主体40的轴线方向上。另外，作为将中空构件42安装在管道主体40上的方法，除了焊接以外也可以使用螺栓等。此外，中空构件42具有与管道主体40的内径相同的内径，并且排气尾管28在整个轴线方向上具有相同的内径。

此外，短管43的外周部通过焊接等而被固定在板状的托架44a、44b的内周部上，并且该托架44a、44b的外周部通过焊接等而被固定在中空构件42的内周部上。由此，短管43经由托架44a、44b而被安装在中空构件42上。

此外，短管43在构成轴线方向另一端的上游端上具有开口端43a，且在构成轴线方向一端的下游端上具有作为闭口端的底板43b，从而被形成为有底筒状。

此外，短管43的截面面积在整个轴线方向上均匀，短管43的轴线方向中心轴被设置在排气尾管28的中心轴线上，从而与排气尾管28的轴线方向中心轴成为相同的中心轴。

由于本实施方式的排气管部件41被安装在管道主体40上，且与管道主体40一起构成排气尾管28，因此中空构件42的下游开口端(轴线方向另一端)42b构成排气尾管28的下游开口端28b。

此外，短管43的底板43b与中空构件42的下游开口端(中空构件42的轴线方向一端)、即排气尾管28的下游开口端28b位于同一平面上，并且短管43的开口端43a从底板43b起朝向管道主体40以预定的长度而延伸。

在本实施方式中，由于短管43的底板43b与排气尾管28的下游开口端28b位于同一平面上，因此短管43的底板43b位于，在排气尾管28内产生的气柱共鸣的声压分布的驻波的节处。另外，短管43的底板43b可以从气柱共鸣的声压分布的驻波的节向上游侧或下游侧偏离若干量。

在此，对于排气尾管28内产生的气柱共鸣的驻波，在排气尾管28的管长L与驻波的波长λ处于特定的关系时，振幅显著增大，从而产生气柱共鸣。该气柱共鸣以将排气尾管28的管长L作为半波长的频率为基本，而产生该半波长的自然数倍的波长的气柱共鸣，从而声压增大。

具体而言，如图6所图示的在排气尾管28内产生的气柱共鸣的驻波的粒子速度分布所示，基本振动(一次成分)的气柱共鸣的波长λ1为排气尾管28的管长L的大致2倍，而二次成分的气柱共鸣的波长λ2为管长L的大致1倍。

从图6可明确看出，对于每个驻波而言，排气尾管28的上游开口端28a以及下游开口端28b成为粒子速度的波腹，从而该粒子速度在上游开口端28a以及下游开口端28b处成为最大。

此外，一次成分以及二次成分的气柱共鸣的驻波的声压分布如图7所示，与粒子速度分布的波腹和节分别相反，从而排气尾管28的上游开口端28a以及下游开口端28b成为声压分布的节，由此声压在上游开口端28a以及下游开口端28b处成为最小。

此外，短管43被设定为，相对于排气尾管28内产生的气柱共鸣的驻波的波长λ而言为1/8·λ以下的长度。在本实施方式中，短管43被设置在排气尾管28的下游部28B上，并且如图6所示，由于λ1＝2L，因此短管43的长度被设定为，排气尾管28的管长L的1/4的长度。

另外，短管43也可以被设定为，相对于气柱共鸣的驻波的波长λ而言为1/8·λ以下的长度、即排气尾管28的管长L的1/4以下的长度。

此外，在本实施方式中，由于在具有相同内径的直管的排气尾管28的下游部28B上设置有短管43，且所述短管43沿着轴线方向以排气尾管28的管长L的1/4的长度而延伸，因此短管43与下游部28B之间的排气通道45的体积减小，从而下游部28B中的排气通道45a的每单位长度的体积相对于排气尾管28中的排气通道45的每单位长度的体积而减小。

因此，利用如图6、图7所示这样，在气柱共鸣的驻波的声压分布的节处气柱共鸣的粒子速度成为最大的现象，从而能够通过减小排气尾管28的下游部28B的每单位长度体积，以使排气尾管28的下游部28B的气柱共鸣的粒子速度上升。

此外，短管43的大小被设定为，相对于未安装短管43的状态下的排气尾管28的排气通道45的体积，将短管43安装在排气尾管28上时的排气尾管28的排气通道45的体积减少量在2.5％以上。

另外，虽然在本实施方式中，在排气尾管28的下游部28B上设置了托架44a、44b，但是由于托架44a、44b为板状，因此托架44a、44b的截面面积小于短管43的截面面积。因此，排气通道45的体积减少量较大程度地依存于短管43的截面面积。

另外，该短管43的大小表示，将短管43视为实心轴时的短管43的体积，并且相对于未安装短管43的状态下的排气尾管28的排气通道45的体积，短管43的体积在2.5％以上。

在此，排气通道45为，由排气尾管28、即管道主体40与中空构件42所包围的全部空间，并且在排气通道45中由短管43的外周部和中空构件42所包围的空间构成了排气通道45a。

接下来，对作用进行说明。

在发动机21的运行时从发动机21的各个气缸被排放出的废气，从排气歧管22被导入至催化转化器24中，从而通过催化转化器24来实施对NO_x的还原和对CO、HC的氧化。

从催化转化器24被排放出的废气，穿过排气前管25以及排气中管26而被导入至消声器27中。被导入至消声器27中的废气经由进气管部26A的小孔26a而被导入至扩张室35中，且从进气管部26A的下游开口端26b被导入至共鸣室36中，并且对于被导入至共鸣室36中的废气，通过亥姆霍兹共鸣来对特定的频率的排气声进行消音。

被导入至扩张室35中的废气在穿过排气尾管28的上游开口端28a而被导入至排气尾管28内之后，穿过排气尾管28的下游开口端28b而被排放至大气中。

此外，在发动机21运行时被导入至排气尾管28中的废气的排气声为，根据发动机21的转数而发生变化的排气脉动的入射波，并且该入射波的频率随着发动机21的转数增大而增大。

当由于发动机21运行时的排气脉动而产生的入射波被导入至排气尾管28中时，该入射波将在排气尾管28的下游开口端28b处，进行所谓的开口端反射。该反射波以与入射波相同的相位而与入射波成为反向。此外，该反射波再次在上游开口端28a处以与该反射波相同的相位，而反向地进行开口端反射。该反射波此次成为入射波，而在上游开口端28a处成为反射波。

引起开口端反射的理由如下，即，由于在排气尾管28内流动的废气的压力较高，而排气尾管28的下游开口端28b的外侧的压力较低，因此入射波强势地向大气飞出，从而下游开口端28b内的废气的压力降低，且该低压部朝向上游开口端28a而开始在排气尾管28内前进。

因此，反射波以与入射波相同的相位而成为反向。此外，在上游开口端28a侧产生反射波的理由也与在下游开口端28b处产生反射波的理由相同。

而且，由于朝向下游开口端28b的入射波和与下游开口端28b反向的反射发生干涉，因此如图6所示，能够产生如下这种驻波，即，在排气尾管28的上游开口端28a以及下游开口端28b处，粒子速度成为最大的驻波。

此外，该驻波在排气尾管28的管长L与驻波的波长λ处于特定的关系时，振幅将显著增大，从而产生气柱共鸣。该气柱共鸣以将排气尾管28的管长L作为半波长的频率为基本，而产生该半波长的自然数倍的波长的气柱共鸣，从而声压增大。

在此，将音速设为c、将排气尾管28的长度设为L、将次数设为m时的排气尾管28的气柱共鸣频率fm通过下式来表示。

fm＝(c/2L)·m............(2)

此外，如图8所示，发动机21的排气脉动的频率随着发动机21的转数增大而增大，并且，在由于与发动机21的转数相对应的气柱共鸣而导致的排气声的一次成分f1和二次成分f2处，排气声的声压级(dB)增高。

因此，在使用管长较长的排气尾管28(例如，排气尾管28的管长在1.5m以上)时，有时会在发动机21的转数较低的常用旋转区域(2000rpm～5000rpm)内产生气柱共鸣的现象。

特别是，由于气柱共鸣的一次成分f1的声压的峰值(声压分布的波腹的宽度)大于二次成分f2的声压的峰值，因此在常用旋转区域内将产生被称为隆隆声的使人不快的噪声，从而成为排气噪声的恶化的原因，并给驾驶员带来不适感。

因此，在本实施方式中，在发动机21的常用旋转区域内降低气柱共鸣频率的一次成分f1以及二次成分f2的气柱共鸣的声压级，从而降低排气噪声，进而防止了给驾驶员带来不适感的情况。

首先，对能够降低气柱共鸣的声压级的理由进行说明。

由于当将未设置短管43的排气尾管28内产生气柱共鸣时的、气柱共鸣的驻波的一次成分f1的声压分布图示在图9中时，排气尾管28的上游开口端28a以及下游开口端28b成为气柱共鸣的驻波的声压分布的节，因此在上游开口端28a以及下游开口端28b处，气柱共鸣的驻波的声压成为最小。此外，由于中央部成为气柱共鸣的驻波的声压分布的波腹，因此在中央部处，气柱共鸣的驻波的声压成为峰值P1。

此外，由于当将排气尾管28内产生气柱共鸣时的、气柱共鸣的一次成分f1的驻波的粒子速度分布图示在图10中时，排气尾管28的上游开口端28a以及下游开口端28b成为气柱共鸣的驻波的流速分布的波腹，因此在上游开口端28a以及下游开口端28b处，驻波的粒子速度为最大。此外，由于中央部成为气柱共鸣的驻波的粒子速度分布的节，因此在中央部处粒子不移动。

在本实施方式中，由于在排气尾管28的下游部28B的内部，设置有具有开口端43a和作为闭口端的底板43b的有底筒状的短管43，且使该底板43b位于在排气尾管28内产生的气柱共鸣的驻波的声压分布的节处，因此在产生气柱共鸣时，能够在驻波的粒子速度成为最大的声压分布的节的位置处，将排气尾管28内的气柱共鸣所具有的势能蓄积在短管43内。

即，可知如下内容，产生气柱共鸣的系统所具有的机械能由动能与势能(废气的质量)之和来表示，并且机械能被保存。

下面对该势能进行考察。

由于在声压分布的节的位置，声压成为最小，相反地粒子速度成为最大，因此排气尾管28内的气柱共鸣所具有的势能如图11所示，被蓄积在设置于声压较低的位置处的短管43内，并且成为底板43b侧的声压与开口端43a侧的声压相比为较高的模式的势能A1，该势能A1不会被排出至外部。

由于被蓄积在该短管43内的势能A1通过排气尾管内的废气所具有的势能而被实施，因此作为系统不会产生势能的变化，但根据机械能的守恒原则，图9所示的排气尾管28内的势能A被分散为，短管43内的势能A1和除短管43以外的排气尾管28内的势能A2，并且仅除短管43以外的排气尾管28内的势能A2被排出至外部。

即，如图12所示，从排气尾管28内的势能A中减去短管43内的势能A1(用阴影表示)而得到的剩余的势能A2(用阴影表示)，从排气尾管28被排放至外部。

由于气柱共鸣的声压级通过势能来决定，因此能够通过减少势能，即，使排气尾管28的势能仅为势能A2，从而使声压的峰值从峰值P1下降至峰值P2(参照图11)，进而降低声压级。其结果为，能够使排气噪声减少与势能的减少相对应的量。

接下来，对废气的动能进行考虑，在本实施方式中，由于在排气尾管28的下游部28B上设置有沿着排气尾管28的轴线方向延伸的短管43，且使下游部28B的内部的排气通道45a的每单位长度的体积相对于排气尾管28中的排气通道45的每单位长度的体积而减小，因此如图10所示，排气尾管28内的粒子速度B在下游部28B内，从由实线所示的粒子速度B1上升至由虚线所示的B2。

当以动能的形式对该粒子速度进行考虑时，由于动能与速度的二次方成正比，因此排气尾管28的排气通道45内的动能将增加与所增加的粒子速度的二次方相对应的量。当在图12中图示动能的增加水平时，动能从由B1所示的位置飞跃性地增加至由B3所示的位置。

虽然排气尾管28内的气柱共鸣所具有的势能A被分散为，排气尾管28内的势能A2和短管43内的势能A1，但由于与势能A在整体上未发生变化的情况相对，能够使动能飞跃性地增大，因此能够使势能与动能之和、即机械能增加。

因此，排气尾管28模拟性地增长，以使排气尾管28内的气柱共鸣所具有的机械能被保存，从而能够使气柱共鸣频率下降至与管长较长的排气尾管同等的气柱共鸣频率。

下面具体地对排气尾管28模拟性地增长的理由进行说明。

如图13所示，在截面面积S₀、管长L的排气尾管28的下游部28B上未设置短管43的情况下，当该排气尾管28内产生了气柱共鸣时，排气尾管28的下游部28B的驻波的粒子速度为ξ。

接下来，对如下情况进行考虑，即，如图14所示，以截面面积S₀、长度L的排气尾管28的开口端28a为原点，将排气尾管28的轴线方向设为X轴，并在排气尾管28的下游部28B上安装截面面积ΔS的短管43以减小下游部28B的截面面积，从而将下游部28B的截面面积表示为S＝S₀-ΔS。但是，将截面面积的变化ΔS设为较微小。此时，排气尾管28的下游部28B中的驻波的粒子速度成为ξ+Δξ。

另外，在本实施方式中，为了方便对下述的数学式进行说明，而对将下游部28B的截面面积设为S＝S₀+ΔS的情况(即，扩径了的情况)进行说明。

当通过将该排气尾管28的下游部28B设为S＝S₀+ΔS的修正，从而排气尾管28内的气柱共鸣频率发生变化，并将该气柱共鸣频率的变化作为排气尾管28的长度的变化ΔL而求取时，能够通过下述的式(3)进行表示。

(数学式1)

$\mathrm{\Δl}=-{\∫}_0^1\cos \left(2\mathrm{m\π}\frac{\mathrm{\χ}}{L}\right)\frac{\mathrm{\ΔS}}{S_0}\mathrm{d\χ}\·\·\·\left(3\right)$

(其中，m＝1，2，3…)

在此，m表示气柱共鸣频率的一次成分、二次成分、三次成分……。

虽然当排气尾管28内产生气柱共鸣时，气柱的各个部分反复进行压缩以及膨胀，从而分别处于不同的运动状态，但作为气柱整体，机械能被保持为固定。因此，可导出上述的式(3)。

接下来，对上述的式(3)的导出方法进行说明。

首先，求取动能T。当将每单位时间穿过排气尾管28内的某一截面的空气的体积设为X时，粒子速度为ξ＝X/S。当用ρ₀表示空气的密度时，排气尾管28内的空气整体的动能通过下述的式(4)来表示。

(数学式2)

$T=\frac{1}{2}{\mathrm{\ρ}}_0{\∫}_0^1\mathrm{\ξSd\χ}=\frac{1}{2}{\mathrm{\ρ}}_0{\∫}_0^1\frac{X^2}{S}\mathrm{d\χ}\·\·\·\left(4\right)$

此外，排气尾管28的整体的空气的势能P通过下述的式(5)来表示。

(数学式3)

$P=\frac{1}{2}k{\∫}_0^1{S}^2\mathrm{d\χ}=\frac{1}{2}{\mathrm{\ρ}}_0{c}^2{\∫}_0^1{\left(\frac{\∂\mathrm{\ξ}}{\∂\mathrm{\χ}}\right)}^2\mathrm{Sd\χ}=\frac{1}{2}{\mathrm{\ρ}}_0{c}^2{\∫}_0^1{\left(\frac{\∂X}{\∂\mathrm{\χ}}\right)}^2\frac{\mathrm{dX}}{S}\·\·\·\left(5\right)$

其中，c(音速)和s(空气的凝结率)分别通过下述的式(6)、(7)来表示。在下述的式(6)中，k为体积弹性率。

(数学式4)

$c=\sqrt{\frac{k}{{\mathrm{\ρ}}_0}}\·\·\·\left(6\right)$

(数学式5)

$s=-\frac{\∂\mathrm{\ξ}}{\∂\mathrm{\χ}}\·\·\·\left(7\right)$

然而，可认为当排气尾管28内产生气柱共鸣时，排气尾管28内的空气整体的机械能被保持为固定。即，T+V＝const，或者成为下述的式(8)。

(数学式6)

$\frac{\∂}{\∂t}(T+P)=O\·\·\·\left(8\right)$

现在，X以正弦的方式进行变动从而可通过下述的式(9)来表示，将式(9)代入上述的式(4)、(5)而进行计算，并将各自的结果分别代入上述的式(8)，从而对ω进行求解，并表示为下述的式(10)。

(数学式7)

$X=\cos \left(\mathrm{m\π}\frac{\mathrm{\χ}}{L}\right)\·\cos \left(\mathrm{\ωt}\right)\text{\·\·\·}\left(9\right)$

(其中，m＝1，2，3…)

(数学式8)

${\mathrm{\ω}}^2=\frac{m^2{\mathrm{\π}}^2{c}^2}{1^2}\·\frac{{\∫}_0^1{\sin }^2\left(\mathrm{m\π}\frac{\mathrm{\χ}}{L}\right)\frac{\mathrm{d\χ}}{S}}{{\∫}_0^1{\cos }^2\left(\mathrm{m\π}\frac{\mathrm{\χ}}{L}\right)\frac{\mathrm{d\χ}}{S}}\·\·\·\left(10\right)$

在此，由于在截面面积S＝S₀+ΔS中，ΔS的变化量较微小，因此如果无视二次项而求取近似式，则能够得到下述的式(11)。

(数学式9)

${\mathrm{\ω}}^2=\frac{m^2{\mathrm{\π}}^2{c}^2}{l}(1+2{\∫}_0^1\cos \left(2\mathrm{m\π}\frac{\mathrm{\χ}}{L}\right)\frac{\mathrm{\ΔS}}{S_0}\frac{\mathrm{d\χ}}{L})\·\·\·\left(11\right)$

由此，气柱共鸣频率f使用s＝ω/2π从而成为下述的式(12)。

(数学式10)

$f=\frac{\mathrm{mc}}{2(1-{\∫}_0^1\cos \left(2\mathrm{m\π}\frac{\mathrm{\χ}}{L}\right)\frac{\mathrm{\ΔS}}{S_0}\mathrm{d\χ})}\·\·\·\left(12\right)$

如果对上述的式(12)和用于求取排气尾管28的气柱共鸣频率的上述的式(2)进行比较，则排气尾管28的长度等效地缩短了上述的式(3)。

在本实施方式中，收纳有短管43的排气尾管28的下游部28B中的排气通道45a的每单位长度的体积，相对于除下游部28B以外的排气尾管28中的排气通道45的每单位长度的体积而减小。

即，由于在排气尾管28的下游部28B上设置有短管43，从而排气尾管28的下游部28B中的排气通道45a的截面面积小于排气通道45的截面面积，因此ΔS为-(负值)。

因此，与排气尾管28的长度增长ΔL是等效的，从而能够使气柱共鸣频率的波长增长排气尾管28所增长的量，由此能够使排气尾管28的气柱共鸣频率下降至，与管长较长的排气尾管同等的气柱共鸣频率。

而且，由于当排气尾管28模拟性地增长时，除蓄积在短管43的内部的势能A1以外的排气尾管28内的势能A2，以与排气尾管28的增长相对应的量(与伸长量ΔL相对应的量)被分散至排气尾管28整体中，因此，从机械能的观点出发，与排气尾管28的内径变细的情况等效。

因此，排气尾管28所具有的气柱共鸣的势能以与排气尾管28的内径模拟性地变细相对应的量，而最终成为由图12中的A3的阴影所表示的大小。即，能够使气柱共鸣的声压的峰值从图12的峰值A进一步降低至峰值A3，从而能够进一步降低声压级。

图15为表示使用排气尾管来实施扬声器加振试验时的、排气脉动的频率与排气声的声压级(dB)的测定结果的图，其中，所述排气尾管为，安装了短管43时的排气通道45的体积减少量为12.5％的排气尾管。

在图15中，实线表示未设置短管43的排气尾管28的排气脉动，虚线表示设置了短管43的本实施方式的排气尾管28的排气脉动。

在本实施方式中，如图15所示，可确认到如下内容，即，能够降低在排气尾管28内产生的气柱共鸣的一次成分f1的频率，且能够切实地降低一次成分f1的声压级。

此外，实施了扬声器加振试验后的结果为，能够实现声压的峰值的降低、和使气柱共鸣频率下降的排气尾管28中的排气通道45的体积减少量的最低值为2.5％，从而确认了如下内容，即，在体积减少量小于2.5％时，无法期待使声压降低的效果。

以此种方式，在本实施方式中，由于将排气管部件41设置在排气尾管28上以构成排气尾管28的一部分，并且排气管部件41由中空构件42和短管43构成，其中，所述中空构件42以位于包括排气尾管28内产生的气柱共鸣的声压分布的节在内的区域的方式，被连接在排气尾管28的轴线方向上，所述短管43在中空构件42的内部，沿着排气尾管28的轴线方向以预定长度而延伸，并在上游端上具有开口端43a，且在下游端上具有位于气柱共鸣的驻波的声压分布的节处的、作为闭口端的底板43b，因此，在产生气柱共鸣时，能够在驻波的粒子速度成为最大的声压分布的节的位置处，将排气尾管28内的气柱共鸣所具有的势能A分散为，短管43内的势能A1和除短管43以外的排气尾管28内的势能A2，并仅将除短管43以外的排气尾管28内的势能A2向外部排出，从而能够降低声压的峰值。因此，能够降低排气噪声。

此外，在本实施方式中，由于使短管43与下游部28B之间的排气通道45颈缩，以使下游部28B中的排气通道45a的每单位长度的体积相对于排气尾管28中的排气通道45的每单位长度的体积而减小，因此，能够使排气尾管28模拟性地增长，从而使气柱共鸣频率下降至与管长较长的排气尾管同等的气柱共鸣频率，且能够使除蓄积在短管43中的势能A1以外的势能A2，以与排气尾管28的伸长量相对应的量而分散至排气尾管28整体，从而使排气尾管28的内径模拟性地变细。因此，能够进一步降低气柱共鸣的声压的峰值，从而进一步降低气柱共鸣的声压级。

因此，由于能够使排气尾管28内产生的气柱共鸣频率下降至与管长较长的排气尾管同等的气柱共鸣频率，所以能够利用不易听到的A特性(接近于人耳的特性)，而将气柱共鸣频率实质性地下降至成为低频率的程度(参照图16)。

此外，由于能够使气柱共鸣频率下降至与管长较长的排气尾管同等的气柱共鸣频率，因此能够在产生气柱共鸣时，使成为声源的发动机21的转数下降至发动机21的旋转振动较小的低旋转区域内。除此之外，由于能够大幅度地降低气柱共鸣产生时的声压级，因此结果为，能够大幅度地降低排气噪声。

尤其是，在本实施方式中，由于由排气管部件41构成了成为气柱共鸣的驻波的声压分布的节的、排气尾管28的下游开口端28b，因此能够切实地降低气柱共鸣的声压的峰值最大的、一次成分f1的声压的峰值，且能够使一次成分f1的气柱共鸣频率下降至与管长较长的排气尾管28同等的气柱共鸣频率，所以能够进一步降低排气噪声。

除此之外，由于也能够降低气柱共鸣的以一次成分f1为基本的二次成分f2的声压的峰值，因此能够在发动机21的常用旋转区域中更进一步降低排气噪声。即，如图8所示，由于能够使气柱共鸣的一次成分f1和作为一次成分的倍音的气柱共鸣的二次成分f2的声压的峰值，从由虚线所示的位置降低至由实线所示的位置，因此能够大幅度地降低排气噪声。

因此，能够废弃一直以来所使用的消声器，且不需要大容量的共鸣室36从而能够使消声器27小型化。因此，能够降低排气装置23的重量，且能够降低排气装置23的制造成本。

此外，在本实施方式中，由于将短管43设定为，相对于排气尾管28内产生的气柱共鸣的驻波的波长λ而言为1/8·λ的长度，并使短管43的底板43b位于，排气尾管28内产生的气柱共鸣的驻波的声压分布的节处，因此能够使短管43位于气柱共鸣的驻波的粒子速度较大的位置处，从而能够更加有效地使排气尾管28内的废气的动能相对于势能的减少量而增大。

与此相对，由于当将短管43设定为，相对于气柱共鸣的驻波的波长λ而言为超过1/8·λ的长度时，短管43的一部分将位于势能较大且粒子速度较小的位置处，因此无法使排气尾管28内的动能的增加量相对于排气尾管28内的势能的减少量而增大，所以结果为，排气尾管28内的机械能减少。

因此，由于排气尾管28模拟性地缩短，而使气柱共鸣频率上升，所以不为优选。因此，优选为，将短管43的长度设定为，相对于气柱共鸣的驻波的波长λ而言为1/8·λ以下的长度。

另外，虽然在本实施方式中，由管道主体40和排气管部件41构成了排气尾管28，但是也可以由管道主体40和排气管部件41一体成形而成的一根排气尾管来构成排气尾管。如果采用此种方式，则由于无需分别制造管道主体40和排气管部件41再将排气管部件41安装在管道主体40上，因此能够容易地实施对排气尾管的制造，且能够降低排气尾管的制造成本。

此外，虽然在本实施方式中，由排气尾管28的下游部28B构成了排气管部件41，但是并不限定于此，如图17所示，也可以将短管43、46收纳于，一体成形的排气尾管28的上游部28A和下游部28B的内部、即包括气柱共鸣的声压分布的节在内的区域内。

此时，通过使短管46的底板46b位于，在排气尾管28内产生的气柱共鸣的驻波的声压分布的节处，并使短管46的开口端46a从底板46b起朝向下游开口端28b以预定长度而延伸，从而能够使排气尾管28的上游部28A中的排气通道45a的每单位长度的体积，小于排气尾管28中的排气通道45的每单位长度的体积。

如果以此方式使排气尾管28的上游部28A以及下游部28B双方的每单位长度的体积减小，则能够更进一步降低排气尾管28内产生的气柱共鸣所具有的势能，且能够在排气尾管28的上游部28A以及下游部28B双方中，使气柱共鸣的驻波的粒子速度上升，从而更进一步使机械能增加。

此外，也可以仅在排气尾管28的上游部28A的内部设置短管46，从而使排气尾管28的上游部28A中的排气通道45a的每单位长度的体积，小于排气尾管28中的排气通道45的每单位长度的体积通道。采用此种方式，也能够得到与在排气尾管28的下游部28B上设置了短管43的方式相同的效果。

此外，在本实施方式中，也可以采用如下方式，即，由独立于管道主体40的排气管部件41来构成排气尾管28的上游部28A，并且该排气管部件41的中空构件42的上游开口端构成排气尾管28的上游开口端28a。

(第二实施方式)

图18、图19为表示本发明所涉及的排气管部件以及内燃机的排气装置的第二实施方式的图，并对与第一实施方式相同的结构标记相同符号且省略其说明。

在图18、图19中，短管61具备底板61a和环状构件61b，其中，所述底板61a为，从排气尾管28的下游部28B的下游开口端28b起朝向排气尾管28的中心轴C而被折弯的闭口端，所述环状构件61b从底板61a起朝向排气尾管28的上游开口端28a而被折弯，并与排气尾管28平行地延伸，且在上游端处与排气尾管28的下游部28B一起构成开口端61c。因此，短管61被形成为与下游部28B一体的有底筒状。

在本实施方式的排气尾管28中，下游部28B构成中空构件。中空构件以及短管61与排气尾管28被一体成形，从而排气尾管28由一根管道构成。

另外，也可以采用如下方式，即，通过由独立于排气尾管28的中空构件构成排气尾管28的下游部28B，从而通过由中空构件所形成的下游部28B、和短管61来构成排气管部件，并且将该排气管部件附加在排气尾管28上。

即，当由排气管部件构成下游部28B时，成为如下结构，即，在将下游部28B从排气尾管28上拆下的状态下，包括底板61a和环状构件61b，其中，所述底板61a为，从下游部28B的轴线方向一端起朝向排气尾管28的中心轴C而被折弯的闭口端，所述环状构件61b从底板61a起朝向下游部28B的轴线方向另一端而被折弯，且与下游部28B平行地延伸。

另一方面，作为短管61的轴线方向一端的底板61a与下游开口端28b位于同一平面上，并且短管61的环状构件61b从底板61a起朝向上游开口端28a而延伸。本实施方式的短管61被设定为，相对于排气尾管28内产生的气柱共鸣的驻波的波长λ而言为1/8·λ的长度，即排气尾管28的管长L的1/4的长度。

另外，短管61也可以被设定为，相对于气柱共鸣的驻波的波长λ而言为1/8·λ以下的长度，即排气尾管28的管长L的1/4以下的长度。

此外，在本实施方式中，由于短管61的底板61a与下游开口端28b位于同一平面上，因此短管61的底板61a位于，在排气尾管28内产生的气柱共鸣的声压分布的驻波的节处。另外，短管61的底板61a可以相对于声压分布的节的位置而向上游侧或者下游侧少许偏离。

此外，排气通道62a的体积减小，以使下游部28B中的排气通道62a的每单位长度的体积相对于排气尾管28中的排气通道62的每单位长度的体积而减小。

具体而言，短管61被设定为如下的大小，即，相对于未安装短管61的状态下的排气尾管28的排气通道62的体积，将短管61安装在排气尾管28上时的排气尾管28的排气通道62的体积减少量在2.5％以上。

此外，排气通道62为，由排气尾管28所包围的全部空间，并且在排气通道62中由环状构件61b的内周部所包围的空间构成了排气通道62a。

在具有此种结构的短管61的排气尾管28中，也能够使排气尾管28内的势能A分散为短管61内的势能A1和除短管61以外的排气尾管28内的势能A2，并且仅将除短管61以外的排气尾管28内的势能A2向外部排出，从而使声压的峰值下降。

此外，能够使排气尾管28模拟性地增长，从而使气柱共鸣频率下降至与管长较长的排气尾管同等的气柱共鸣频率，且能够使势能以与排气尾管28的伸长量相对应的量而分散至排气尾管28，从而使排气尾管28的内径模拟性地变细，由此能够进一步降低气柱共鸣的声压的峰值，从而进一步降低气柱共鸣的声压级。

其结果为，能够与第一实施方式同样地降低排气噪声，并且能够在废弃一直以来所使用的消声器的同时使消声器27小型化，从而降低排气装置23的重量，且能够降低排气装置23的制造成本。

此外，由于在本实施方式中，由从排气尾管28的下游开口端28b起而被折弯的底板61a和环状构件61b构成了短管61，因此能够不需要用于将短管61安装在排气尾管28的内周部上的托架，从而能够降低排气尾管28的制造成本，且能够实现排气尾管28的轻量化。

另外，虽然在本实施方式中，将短管61设置在排气尾管28的下游部28B上，但是并不限定于此，也可以将短管61设置在排气尾管28的上游部28A上，也可以如图20所示，设置在上游部28A和下游部28B双方上。

尤其是，当在排气尾管28的上游部28A和下游部28B双方上设置短管61时，能够更进一步降低排气尾管28内产生的气柱共鸣的势能，且能够在排气尾管28的上游部28A以及下游部28B双方中使气柱共鸣的驻波的粒子速度上升，从而使机械能更进一步增加。

(第三实施方式)

图21、图22为表示本发明所涉及的排气管部件以及内燃机的排气装置的第三实施方式的图，并对与第一实施方式相同的结构标记相同符号且省略其说明。

在图21、图22中，在排气尾管28的上游部28A的内部设置有短管65，并且该短管65经由托架66a、66b而被安装在排气尾管28的上游部28A上。因此，短管65的轴线方向中心轴被配置在排气尾管28的中心轴线上，从而与排气尾管28的轴线方向中心轴成为相同的中心轴。

此外，短管65在构成轴线方向另一端的下游端上具有开口端65a，且在构成轴线方向一端的上游端上具有作为闭口端的底板65b，从而被形成为沿着排气尾管28的轴线方向以预定长度而延伸的有底筒状。

此外，短管65的底板65b被形成为球面或者抛物面，并且短管65被形成为，底板65b侧的截面面积小于开口端65a侧的截面面积。

在本实施方式的排气尾管28中，上游部28A构成中空构件。该中空构件与排气尾管28一体成形，从而排气尾管28由一根管道构成。

另外，也可以采用如下方式，即，通过由独立于排气尾管28的中空构件来构成排气尾管28的上游部28A，从而通过由中空构件所形成的上游部28A、和短管65来构成排气管部件，并且将该排气管部件附加在排气尾管28上。

此外，在本实施方式中，由于短管65的底板65b与上游开口端28a位于同一平面上，因此短管65的底板65b位于，在排气尾管28内产生的气柱共鸣的声压分布的驻波的节处。另外，短管65的底板65b可以相对于声压分布的节的位置而向上游侧或者下游侧少许偏离。

此外，本实施方式的短管65被设定为，相对于排气尾管28内产生的气柱共鸣的驻波的波长λ而言为1/8·λ的长度，即，排气尾管28的管长L的1/4的长度。

另外，短管65也可以被设定为，相对于气柱共鸣的驻波的波长λ而言为1/8·λ以下的长度，即，排气尾管28的管长L的1/4以下的长度。

此外，在本实施方式中，排气通道67a的体积减小，以使下游部28B中的排气通道67a的每单位长度的体积相对于排气尾管28中的排气通道67的每单位长度的体积而减小。

具体而言，短管65被设定为如下的大小，即，相对于未安装短管65的状态下的排气尾管28的排气通道67的体积，将短管65安装在排气尾管28上时的排气尾管28的排气通道67的体积减少量在2.5％以上。

此外，排气通道67为，由排气尾管28所包围的全部空间，并且排气通道67中由短管65的外周部和下游部28B的内周部所包围的空间构成了排气通道67a。

即使在具有此种结构的短管65的排气尾管28中，也能够使排气尾管28内的势能A分散为，短管65内的势能A1和除短管65以外的排气尾管28内的势能A2，并且仅将除短管65以外的排气尾管28内的势能A2向外部排出，从而使声压的峰值下降。

此外，能够使排气尾管28模拟性地增长，从而使气柱共鸣频率下降至与管长较长的排气尾管同等的气柱共鸣频率，且能够使势能以与排气尾管28的伸长量相对应的量而分散至排气尾管28整体，从而使排气尾管28的内径模拟性地变细，由此能够进一步降低气柱共鸣的声压的峰值，从而进一步降低气柱共鸣的声压级。

其结果为，能够与第一实施方式同样地降低排气噪声，并且能够在废弃一直以来所使用的消声器的同时使消声器27小型化，从而降低排气装置23的重量，且能够降低排气装置23的制造成本。

此外，在本实施方式中，由于将短管65的底板65b形成为球面或者抛物面，因此如图22中箭头标记所示，能够使与短管65的底板65b发生碰撞的废气沿着球面或者抛物面而向排气通道67a被引导，从而能够防止短管65成为废气的阻力的情况，进而防止在排气尾管28内流动的废气的背压上升的情况。此外，能够以从短管65的上游侧的外周部起朝向下游侧的外周部的方式而对废气进行整流，从而能够防止产生废气的乱流的情况，进而防止产生气流声的情况。

(第四实施方式)

图23、图24为表示本发明所涉及的排气管部件以及内燃机的排气装置的第四实施方式的图，并对与第一实施方式相同的结构标记相同符号且省略其说明。

在图23、图24中，在排气尾管28的下游部28B的内部设置有短管71，并且该短管71经由托架72a、72b而被安装在排气尾管28的下游部28B上。因此，短管71的轴线方向中心轴被配置在排气尾管28的中心轴线上，从而与排气尾管28的轴线方向中心轴成为相同的中心轴。

此外，短管71在构成轴线方向另一端的上游端上具有开口端71a，且在构成轴线方向一端的下游端上具有作为闭口端的底板71b，从而被形成为沿着排气尾管28的轴线方向以预定长的长度而延伸的有底筒状。

此外，短管71被形成为，底板71b侧的截面面积大于开口端71a侧的截面面积。本实施方式的短管71以截面面积从底板71b起朝向开口端71a而逐渐增大的方式被形成。

在本实施方式的排气尾管28中，下游部28B构成中空构件。该中空构件与排气尾管28一体成形，从而排气尾管28由一根管道构成。

另外，也可以采用如下方式，即，通过由独立于排气尾管28的中空构件构成排气尾管28的下游部28B，从而通过由中空构件所形成的下游部28B、和短管71来构成排气管部件，并将该排气管部件附加在排气尾管28上。

此外，在本实施方式中，由于短管71的底板71b与下游开口端28b位于同一平面上，因此短管71的底板71b位于，在排气尾管28内产生的气柱共鸣的声压分布的驻波的节处。另外，短管71的底板71b可以相对于声压分布的节的位置而向上游侧或者下游侧少许偏离。

此外，本实施方式的短管71被设定为，相对于排气尾管28内产生的气柱共鸣的驻波的波长λ而言为1/8·λ的长度，即，排气尾管28的管长L的1/4的长度。

另外，短管71也可以被设定为，相对于气柱共鸣的驻波的波长λ而言为1/8·λ以下的长度，即，排气尾管28的管长L的1/4以下的长度。

在本实施方式中，设置有短管71的排气尾管28的下游部28B中的排气通道73a的每单位长度的体积，相对于除下游部28B以外的排气尾管28中的排气通道73的每单位长度的体积而减小。

具体而言，短管71被设定为如下的大小，即，相对于未安装短管71的状态下的排气尾管28的排气通道73的体积，将短管71安装在排气尾管28上时的排气尾管28的排气通道73的体积减少量在2.5％以上。

此外，排气通道73为，由排气尾管28所包围的全部空间，并且排气通道73中由短管71的外周部和下游部28B的内周部所包围的空间构成了排气通道73a。

在具有此种结构的短管71的排气尾管28中，也能够使排气尾管28内的势能A分散为，短管71内的势能A1和除短管71以外的排气尾管28内的势能A2，并且仅将除短管71以外的排气尾管28内的势能A2向外部排出，从而使声压的峰值下降。

此外，能够使排气尾管28模拟性地增长，从而使气柱共鸣频率下降至与管长较长的排气尾管同等的气柱共鸣频率，且能够使势能以与排气尾管28的伸长量相对应的量而分散至排气尾管28整体，从而使排气尾管28的内径模拟性地变细，由此能够进一步降低气柱共鸣的声压的峰值，从而进一步降低气柱共鸣的声压级。

其结果为，能够与第一实施方式同样地降低排气噪声，并且能够在废弃一直以来所使用的消声器的同时使消声器27小型化，从而降低排气装置23的重量，且能够降低排气装置23的制造成本。

此外，在本实施方式中，由于从底板71b起朝向开口端71a而逐渐增大短管71的截面面积，因此能够在排气尾管28的下游部28B中，使排气通道73a的上游侧的截面面积大于排气通道73a的下游侧的截面面积。因此，能够防止短管65成为废气的阻力的情况，从而防止在排气尾管28内流动的废气的背压上升的情况。

(第五实施方式)

图25、图26为表示本发明所涉及的排气管部件以及内燃机的排气装置的第五实施方式的图，并对与第一实施方式相同的结构标记相同符号且省略其说明。

在图25、图26中，排气尾管28的下游部28C被扩径，并且在下游部28C的内部设置有短管75。该短管75经由托架76a、76b而被安装在排气尾管28的下游部28C上。因此，短管75的轴线方向中心轴被配置在排气尾管28的中心轴线上，从而与排气尾管28的轴线方向中心轴成为相同的中心轴。

此外，短管75在构成轴线方向另一端的上游端上具有开口端75a，且在构成轴线方向一端的下游端上具有作为闭口端的底板75b，从而被形成为沿着排气尾管28的轴线方向以预定长的长度而延伸的有底筒状。

在本实施方式的排气尾管28中，下游部28C构成中空构件。该中空构件与排气尾管28一体成形，从而排气尾管28由一根管道构成。

另外，也可以采用如下方式，即，通过由独立于排气尾管28的中空构件而构成排气尾管28的下游部28C，从而通过由中空构件所形成的下游部28C、和短管75来构成排气管部件，并且将该排气管部件附加在排气尾管28上。

此外，在本实施方式中，由于短管75的底板75b与下游开口端28c位于同一平面上，因此短管75的底板75b位于，在排气尾管28内产生的气柱共鸣的声压分布的驻波的节处。另外，短管75的底板75b可以相对于声压分布的节的位置而向上游侧或者下游侧少许偏离。

此外，本实施方式的短管75被设定为，相对于排气尾管28内产生的气柱共鸣的驻波的波长λ而言为1/8·λ的长度，即，排气尾管28的管长L的1/4的长度。

另外，短管75也可以被设定为，相对于气柱共鸣的驻波的波长λ而言为1/8·λ以下的长度，即，排气尾管28的管长L的1/4以下的长度。

此外，在本实施方式中，下游部28C被扩径，从而使设置有短管75的排气尾管28的下游部28C中的排气通道77a的截面面积成为，与除下游部28C以外的排气尾管28中的排气通道77的截面面积相同的大小。另外，由于下游部28C的一部分具有锥形形状，因此不包括由锥形所包围的排气通道的截面面积。

此外，排气通道77为，由排气尾管28所包围的全部空间，并且排气通道77中由短管75的外周部和另一端部28C的内周部所包围的空间构成了排气通道77a。

在具有此种结构的短管75的排气尾管28中，能够使排气尾管28内的势能A分散为短管75内的势能A1和除短管75以外的排气尾管28内的势能A2，并且仅将除短管75以外的排气尾管28内的势能A2向外部排出，从而使声压的峰值下降，并且能够降低声压级。

采用此种方式，也能够降低排气噪声，并且能够在废弃一直以来所使用的消声器的同时使消声器27小型化，从而降低排气装置23的重量，且能够降低排气装置23的制造成本。

另外，虽然在本实施方式中，下游部28C被扩径，从而使设置有短管75的排气尾管28的下游部28C中的排气通道77a的截面面积成为，与除下游部28C以外的排气尾管28中的排气通道77的截面面积相同的大小，但也可以采用如下方式，即，下游部28C被扩径，从而使设置有短管75的排气尾管28的下游部28C中的排气通道77a的每单位长度的体积，相对于除下游部28C以外的排气尾管28中的排气通道77的每单位长度的体积而减小。

此时，只需将短管75的大小设定为如下的大小即可，即，相对于未安装短管75的状态下的排气尾管28的排气通道77的体积，将短管75安装在排气尾管28上时的排气尾管28的排气通道77的体积减少量在2.5％以上。

如果采用此种方式，则能够使排气尾管28模拟性地增长，从而使气柱共鸣频率下降至与管长较长的排气尾管同等的气柱共鸣频率，且能够使势能以与排气尾管28的伸长量相对应的量而分散至排气尾管28整体，从而使排气尾管28的内径模拟性地变细，由此能够进一步降低气柱共鸣的声压的峰值从而进一步降低气柱共鸣的声压级，且能够得到与第一实施方式相同的效果。

另外，虽然在本实施方式中，将排气尾管28的下游部28C扩径，但也可以将上游部28A扩径，还可以将上游部28A和下游部28C双方扩径。

(第六实施方式)

图27～图29为表示本发明所涉及的排气管部件以及内燃机的排气装置的第六实施方式的图，并对与第一实施方式相同的结构标记相同符号且省略其说明。

在图27～图29中，在排气尾管28的下游部28B的内部设置有短管81，并且该短管81的轴线方向中心轴相对于排气尾管28的轴线方向中心轴而向上方偏移。

短管81的一侧表面形成有沿着排气尾管28的内周面的圆部81a，并且圆部81a通过焊接等而被固定在排气尾管28的下游部28B的内周部上。

此外，短管81在构成轴线方向另一端的上游端上具有开口端81b，且在轴线方向一端上具有构成闭口端以及底板的开闭阀82，从而短管81被形成为，沿着排气尾管28的轴线方向以预定长的长度而延伸的有底筒状。

在本实施方式的排气尾管28中，下游部28B构成中空构件。该中空构件与排气尾管28一体成形，从而排气尾管28由一根管道构成。

另外，也可以采用如下方式，即，通过由独立于排气尾管28的中空构件而构成排气尾管28的下游部28B，从而通过由中空构件所形成的下游部28B、和短管81来构成排气管部件，并且将该排气管部件附加在排气尾管28上。

此外，短管81的开闭阀82与下游开口端28b位于同一平面上，并且开闭阀82位于，在排气尾管28内产生的气柱共鸣的驻波的声压分布的节处。

此外，本实施方式的短管81被设定为，相对于排气尾管28内产生的气柱共鸣的驻波的波长λ而言为1/8·λ的长度，即，排气尾管28的管长L的1/4的长度。

此外，排气通道83a的体积减小，以使下游部28B中的排气通道83a的每单位长度的体积相对于排气尾管28中的排气通道83的每单位长度的体积而减小。

具体而言，短管81被设定为如下的大小，即，相对于未安装短管81的状态下的排气尾管28的排气通道83的体积，将短管81安装在排气尾管28上时的排气尾管28的排气通道83的体积减少量在2.5％以上。

此外，排气通道83为，由排气尾管28所包围的全部空间，并且排气通道83中由短管81的外周部和下游部28B的内周部所包围的空间构成了排气通道83a。

另一方面，在短管81的下游端处形成有，从短管81的宽度方向两端部起向上方突出的突出部81c、81d，并且该突出部81c、81d隔开固定间隔。在该突出部81c、81d上固定有轴构件84，并且该轴构件84被插穿于形成在开闭阀82的上部上的插穿孔82a中。

开闭阀82以相对于轴构件84摆动自如的方式而被安装。该开闭阀84在流通于短管81内的废气的流量在预定流量以上(例如，发动机21高速旋转时的流量)时，承接该排气流从而如图29中假想线所示将短管81开放，并且在废气的流量小于预定流量时，如图29中实线所示将短管81闭塞，从而构成作为短管81的闭口端的底板。

在具有此种结构的短管81的排气尾管28中，也能够使排气尾管28内的势能A分散为短管81内的势能A1和除短管81以外的排气尾管28内的势能A2，并且仅将除短管81以外的排气尾管28内的势能A2向外部排出，从而能够使声压的峰值下降。

此外，能够使排气尾管28模拟性地增长，从而使气柱共鸣频率下降至与管长较长的排气尾管同等的气柱共鸣频率，且能够使势能以与排气尾管28的伸长量相对应的量而分散至排气尾管28整体，从而使排气尾管28的内径模拟性地变细，由此能够进一步降低气柱共鸣的声压的峰值，从而进一步降低气柱共鸣的声压级。

其结果为，能够与第一实施方式同样地降低排气噪声，并且能够在废弃一直以来所使用的消声器的同时使消声器27小型化，从而降低排气装置23的重量，且能够降低排气装置23的制造成本。

此外，在本实施方式中，由于构成短管81的闭口端的底板由开闭阀82构成，并且在流通于短管81内的排气流的流量在预定流量以上时，承接该排气流从而使开闭阀82开放，因此能够在废气的流量较少的发动机21的低速旋转时，使开闭阀82闭塞从而构成短管81的底板，从而能够将势能蓄积在短管81内。

此外，由于在废气的流量较多时，能够使开闭阀82开放从而通过短管81来排放废气，因此能够防止在发动机21的高速旋转时废气的背压上升的情况，从而能够防止排气性能降低的情况。

(第七实施方式)

图30、图31为表示本发明所涉及的排气管部件以及内燃机的排气装置的第七实施方式的图，并对与第一实施方式相同的结构标记相同符号且省略其说明。

在图30、图31中，在排气尾管28的下游部28B中设置有隔板91，并且该隔板91的中心轴被设置在排气尾管28的中心轴上，并上下地划分下游部28B的排气通道。在本实施方式中，通过该隔板91和位于隔板91的下方的、排气尾管28的下游部28B的下半部分(以下，称为半圆部92)而构成短管93。

该短管93在轴线方向另一端上具有开口端93a，且在轴线方向一端上具有构成闭口端以及底板的开闭阀94，并且短管93的轴线方向中心轴相对于排气尾管28的轴线方向中心轴而向下方偏移。

此外，短管93的开闭阀94与下游开口端28b位于同一平面上，并且开闭阀94位于，在排气尾管28内产生的气柱共鸣的驻波的声压分布的节处。

在本实施方式的排气尾管28中，下游部28B构成了中空构件。该中空构件与排气尾管28一体成形，从而排气尾管28由一根管道构成。

另外，也可以采用如下方式，即，通过由独立于排气尾管28的中空构件构成排气尾管28的下游部28B，从而通过由中空构件所形成的下游部28B、和隔板91来构成排气管部件，并且将该排气管部件附加在排气尾管28上。

此外，本实施方式的短管93被设定为，相对于排气尾管28内产生的气柱共鸣的驻波的波长λ而言为1/8·λ的长度，即，排气尾管28的管长L的1/4的长度。

此外，排气通道95a的体积减小，以使下游部28B中的排气通道95a的每单位长度的体积相对于排气尾管28中的排气通道95的每单位长度的体积而减小。

具体而言，短管93被设定为如下的大小，即，相对于未安装短管93的状态下的排气尾管28的排气通道95的体积，将短管93安装在排气尾管28上时的排气尾管28的排气通道95的体积减少量在2.5％以上。

另外，排气通道95为，由排气尾管28所包围的全部空间，并且排气通道95中由隔板91和半圆部92的内周部所包围的空间构成了排气通道95a。

另一方面，在隔板91的下游端处形成有，从隔板91的宽度方向两端部起向上方突出的突出部91a、91b，并且该突出部91a、91b隔开固定间隔。在该突出部91a、91b上固定有轴构件96，并且该轴构件96被插穿于形成在开闭阀94的上部的插穿孔94a中。

因此，开闭阀94以相对于轴构件96而摆动自如的方式被安装。该开闭阀94在流通于短管93内的废气的流量在预定流量以上(例如，发动机21高速旋转时的流量)时，承接该排气流从而如图31中假想线所示将短管93开放，并且在废气的流量小于预定流量时，如图31中实线所示将短管93闭塞，从而构成作为短管93的闭口端的底板。

在具有此种结构的短管93的排气尾管28中，也能够使排气尾管28内的势能A分散为短管93内的势能A1和除短管93以外的排气尾管28内的势能A2，并且仅将除短管93之外的排气尾管28内的势能A2向外部排出，从而能够使声压的峰值下降。

此外，能够使排气尾管28模拟性地增长，从而使气柱共鸣频率下降至与管长较长的排气尾管等同的气柱共鸣频率，且能够使势能以与排气尾管28的伸长量相对应的量而分散至排气尾管28整体，从而使排气尾管28的内径模拟性地变细，由此能够进一步降低气柱共鸣的声压的峰值，从而进一步降低气柱共鸣的声压级。

其结果为，能够与第一实施方式同样地降低排气噪声，并且能够在废弃一直以来所使用的消声器的同时使消声器27小型化，从而降低排气装置23的重量，且能够降低排气装置23的制造成本。

此外，在本实施方式中，由于构成短管93的闭口端的底板由开闭阀94构成，并且在流通于短管93内的排气流的流量在预定流量以上时，承接该排气流从而使开闭阀94开放，因此能够在废气的流量较少的发动机21的低速旋转时，使开闭阀94闭塞从而构成短管93的底板，从而能够将势能蓄积在短管93内。

此外，由于在废气的流量较多时，能够使开闭阀94开放从而通过短管93来排放废气，因此能够在发动机21的高速旋转时，防止废气的背压上升的情况，从而能够防止排气性能降低的情况。

除此之外，由于在本实施方式中，由排气尾管28的下游部28B的一部分、即半圆部92构成了短管93的一部分，以取代将单体的短管安装在排气尾管28上的方式，因此能够实现排气尾管28的轻量化。

另外，虽然在上述各个实施方式中，将短管43、46、61、65、71、75、81、93设置在排气尾管28中的、至少上游部28A和下游部28B中的某一方上，但是也可以在气柱共鸣的二次成分f2的声压分布的节处追加短管。

此时，将所追加的短管的长度设定为，相对于排气尾管28内产生的气柱共鸣的驻波的波长λ而言为1/8·λ以下的长度。即，由于二次成分f2的波长λ2为λ2＝L，因此只需将短管的长度设定为排气尾管28的管长L的1/8以下的长度，从而使短管的上游端或者下游端位于声压分布的节处即可。

此外，本次所公开的实施方式在所有的点上均为例示，且并不限定于该实施方式。本发明的范围并不是仅在上述的实施方式中的说明，而是通过权利要求的范围来表示，并且包括在与权利要求的范围等同的意义以及范围内的所有的变更。

如上文所述，本发明所涉及的排气管部件以及内燃机的排气装置具有如下的效果，即，能够在废弃一直以来所使用的消声器的同时使被设置于排气管的一端部上的消音器小型化，从而降低排气噪声，并能够降低排气装置的重量，且能够降低排气装置的制造成本，本发明所涉及的排气管部件以及内燃机的排气装置作为，降低了由于被设置在废气的排气方向上的最下游的排气管的气柱共鸣而导致的排气噪声的排气管部件及内燃机的排气装置等是有用的。

符号说明

21    发动机(内燃机)；

23    排气装置；

27        消声器(消音器)；

28        排气尾管(排气管)；

28A       上游部(一端部)；

28B、28C  下游部(另一端部)；

28a       上游开口端；

28b、28c  下游开口端；

41        排气管部件；

42b       下游开口端(轴线方向一端)；

43、46    短管；

43a       开口端；

43b       底板(闭口端)；

45、45a   排气通道；

45a       排气通道；

61        短管；

61a       底板(闭口端)；

61b       环状构件；

62、62a   排气通道；

65        短管；

65a       开口端；

65b       底板(闭口端)；

67、67a   排气通道；

71        短管；

71a       开口端；

71b       底板(闭口端)；

73、73a   排气通道；

75        短管；

75a       开口端；

75b       底板(闭口端)；

77、77a   排气通道；

81        短管；

82        开闭阀(底板、闭口端)；

83、83a    排气通道；

91         隔板；

93         短管；

93a        开口端；

94         开闭阀(底板、闭口端)；

95、95a    排气通道。

Claims (12)

1.一种排气管部件，其被安装在排气管上，并构成所述排气管的一部分，所述排气管在一端部上具有与从内燃机被排放出的废气的排气方向上游侧的消音器相连接的上游开口端，且在另一端部上具有用于向大气排放废气的下游开口端，所述排气管部件的特征在于，

具备：中空构件，其以位于包含所述排气管内产生的气柱共鸣的声压分布的节在内的区域中的方式，被连接在所述排气管的轴线方向上；短管，其被设置在所述中空构件的内部，且沿着所述排气管的轴线方向以预定长度而延伸，

所述短管在轴线方向一端上具有闭口端、且在轴线方向另一端上具有开口端，并且所述闭口端位于，与在所述排气管内产生的气柱共鸣的驻波的声压分布的节相同的位置处，

所述短管被设定为，相对于所述气柱共鸣的驻波的波长λ而言为1/8·λ以下的长度。

2.如权利要求1所述的排气管部件，其特征在于，

所述短管与所述中空构件之间的排气通道被颈缩，以使所述中空构件中的排气通道的每单位长度的体积相对于所述排气管中的排气通道的每单位长度的体积而减小。

3.如权利要求1所述的排气管部件，其特征在于，

所述中空构件具有与所述排气管的内径相同的内径。

4.如权利要求1所述的排气管部件，其特征在于，

所述中空构件被设置在所述排气管的所述一端部以及所述另一端部中的至少一方上，以使所述中空构件的轴线方向一端构成所述排气管的所述上游开口端以及所述下游开口端中的至少一方。

5.如权利要求1所述的排气管部件，其特征在于，

所述短管的大小被设定为，相对于未设置所述短管时的所述排气管的排气通道整体的体积，设置了所述短管的所述中空构件以及所述排气管的排气通道整体的体积减少量在2.5％以上。

6.如权利要求1所述的排气管部件，其特征在于，

所述短管具备：闭口端，所述闭口端从所述中空构件的轴线方向一端起朝向所述排气管的中心轴而被折弯；环状构件，所述环状构件从所述闭口端起朝向所述中空构件的轴线方向另一端而被折弯，且与所述中空构件平行地延伸。

7.如权利要求1所述的排气管部件，其特征在于，

所述中空构件被设置于所述排气管的一端部上，所述短管的轴线方向一端侧的截面面积被形成为，小于轴线方向另一端侧的截面面积。

8.如权利要求1所述的排气管部件，其特征在于，

所述中空构件被设置于所述排气管的另一端部上，所述短管的轴线方向一端侧的截面面积被形成为，大于轴线方向另一端侧的截面面积。

9.如权利要求1所述的排气管部件，其特征在于，

所述短管中的、构成所述闭口端的底板由开闭阀构成，并且所述开闭阀在流通于所述短管内的排气流的流量在预定流量以上时，承接所述排气流从而被开放。

10.如权利要求1所述的排气管部件，其特征在于，

所述中空构件的内径与所述排气管的内径相比被扩大。

11.一种内燃机的排气装置，其具备排气管，所述排气管在一端部上具有与从内燃机被排放出的废气的排气方向上游侧的消音器相连接的上游开口端，且在另一端部上具有用于向大气排放废气的下游开口端，所述内燃机的排气装置的特征在于，

所述排气管具有权利要求1至权利要求10中任意一项所述的排气管部件。

12.如权利要求11所述的内燃机的排气装置，其特征在于，

所述排气管以及所述中空构件被一体成形。