JPH01195908A

JPH01195908A - エンジンの排気装置

Info

Publication number: JPH01195908A
Application number: JP1995988A
Authority: JP
Inventors: Kouji Takatou; 浩二高東
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1988-01-30
Filing date: 1988-01-30
Publication date: 1989-08-07

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）本発明はエンジンの排気装置に関するものであって、と
くに、高速時用排気サイレンサと低速時用排気サイレン
サとを設け、エンジンの運転状態に応じてこれらを切り
換えるようにした排気装置に関する。

（従来の技術）近年、エンジンのハイパワー化に伴って、排気抵抗が小
さくかつ消音力の高い排気サイレンサが求められている
。ところが、主として高速時に発生ずる高周波音と、主
として低速時に発生する低周波音とでは消音方法が異な
るので、１つの排気サイレンサを設けるだけでは、排気
音を有効に低減できないといった問題があった。

そこで、共通排気通路の触媒コンバータより下流の分岐
部において、共通排気通路を第１分岐排気通路と第２分
岐排気通路とに分岐させ、第１分岐排気通路（但し第２
分岐排気通路でもよい）に高周波音を低減するように構
成された高速時用排気サイレンサを介設し、第２分岐排
気通路に低周波音を低減するように構成された低速時用
排気サイレンサを介設する一方、エンジンの運転状態に
応じてこれらの２つの排気サイレンサへの排気ガスの流
入経路を切り換える開閉弁を設けた、いわゆるデュアル
タイプの排気サイレンサを設けた排気装置が提案されて
いる（例えば、特開昭５９〜７４３２５号公報参照）。

ところが、このような開閉弁を触媒コンバータのすぐ下
流に配置ずろと、触媒コンバータで温度が高められた排
気ガスか開閉弁に流入し、開閉弁の信頼性を損なうので
、−般にかかる開閉弁は、これを触媒コンバータからで
きるだけ離すとともに、構造の簡略化のために、第１分
岐排気通路の高速時用排気ザイレンザのすぐ上流となる
位置に配置されている。

（発明が解決しようとする課題）ところが、上記従来のデュアルタイプの排気サイレンサ
を設けた排気装置では、左右に配置される第１分岐排気
通路側と第２分岐排気通路側の排気系統の重重かアンバ
ランスとなるので、第１゜第２分岐排気通路の振れ位相
差により分岐部に応力差が発生し、分岐部が破損するな
どといった問題があった。

本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであっ
て、第１．第２分岐排気通路間の振れ位相差を低減し、
排気系統の振動特性の改善を図り、分岐部に発生する不
均一な応力を低減さ仕、分岐部の破損を有効に防止して
排気系統の信頼性の向上を図ることができる、デュアル
タイプの排気サイレンサを設けたエンジンの排気装置を
提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）本発明は上記の目的を達するため、共通排気通路に触媒
コンバータを介設し、該触媒コンバータより下流の分岐
部において上記共通排気通路から分岐する２つの分岐排
気通路を設ける一方、上記各分岐排気通路に、夫々サイ
レンサを介設したエンジンの排気装置において、一方の
分岐排気通路のサイレンサより上流側にエンジンの運転
負荷に応じて制御される開閉弁を設ける一方、他方の分
岐排気通路に、上記開閉弁が介設された側のサイレンサ
より排気抵抗が大きい内部構造を有する排気サイレンサ
を設けたことを特徴とするエンジンの排気装置を提供す
る。

（発明の作用・効果）本発明によれば、開閉弁が介設されている分岐排気通路
側の排気サイレンサ（以下、第１排気サイレンサという
）と、もう一方の開閉弁が介設されていない分岐排気通
路側の排気サイレンサ（以下、第２サイレンサという）
とは構成が民なっており、第２排気サイレンサは排気抵
抗を大きくするため、第１排気サイレンサに比べて仕切
壁か多く設けられ、重量か大きくなっている。このため
、一方の分岐排気通路側に設けられる開閉弁と第１排気
ザイｌノンザの重量の合計が、他方の分岐排気通路側に
設けられる第２排気サイレンサの重量とほぼ等しくなる
ように設定でき、２つの分岐排気通路間の振れ位相差を
小さくできるので、排気系統の振動特性が改善され、分
岐部での不均一な応力の発生を防止できろ。このため、
排気系統の信頼性を向上させることができる。

また、低速時には第２排気サイレンサによって、こもり
音の原因となる低周波音が低減されるので、低速の運転
領域でこもり音を有効に低減することガ（できる。

さらに、本発明によれば、第１排気サイレンチの排気抵
抗が小さいので、高速時のエンジンの排圧を有効に低減
することができエンジン出力の低下を防げる。

（実施例）以下、本発明の実施例を具体的に説明する。

第１図に示すように、エンジンの共通排気通路！には、
炭化水素、未燃焼燃料等を酸化して二酸化炭素と水１こ
変える酸化触媒と、窒素酸化物を還元して窒素に変える
還元触媒とで構成される三元触媒を用いた触媒コンバー
タ２が介設されている。

この触媒コンバータ２内で炭化水素、未燃焼燃料等が酸
化されるときには反応熱か発生ずるので、排気ガス中に
炭化水素、未燃焼燃料等が多く含まれろときには、触媒
コンバータ２から排出される排気ガス温度はかなり上昇
するようになっている。

該共通排気通路１（よ、触媒コンバータ２のやや下流の
分岐部３で、第１分岐排気通路４と第２分岐排気通路５
とに分岐している。そして、第１分岐排気通路４にはこ
れを開閉する開閉弁６が介設されでいる。この開閉弁６
は高温の排気ガスにさらされると信頼性が低下するが、
上記したとおり、触媒コンバータ２から排出される排気
ガスは高温になる場合があるので、開閉弁６はレイアウ
ト上杵される限り下流側に配置されるようになっている
。

この開閉弁６に対しては、例えば負圧応動式のダイヤフ
ラム装置等を用いたアクチュエータ７が設けられ、該ア
クチュエータ７はコントロールユニット８からの信号を
受けて、後で説明するように、所定の高速時には開閉弁
６を開き、一方所定の低速時には開閉弁６を閉じるよう
になっている。

そして、第１分岐排気通路４の開閉弁６のすぐ下流には
、後で詳説する高速時用排気サイレンサ１１か介設され
る一方、第２分岐排気通路５には、共通排気通路ｌの伸
長方向に関して、高速時用排気サイレンサ１１とほぼ対
応する位置において、後で詳説する低速時用排気サイレ
ンサ１２が介設されている。

第２図に示すように、高速時用排気サイレンチ１１には
、やや細長い円筒状の外筒１６か設けられ、該外筒Ｉ６
によってその内部に画成される空間部は、第２仕切壁１
７と第２仕切壁１８とによって仕切られ、上流側（第２
図の左側）から順に、第１／ｌ！！音室２１と第２消音
室２２と第３消音室２３とが設けられている。そして、
高速時用排気サイレンサ１１に排気ガスを導入するため
に、高速側排気導入通路２４か設けられ、該高速側排気
導入通路２４は第１分岐排気通路４（第１図参照）に接
続されている。この高速側排気導入通路２４は外筒１６
の前面壁と第１消音室２１とを貫通して第２消音室２２
と連通している。また、高速側排気導入通路２４の第１
消音室２１内通過部分には多数の小径穴２５が穿設され
ている。そして、高速側排気導入通路２４内を通過する
排気ガスの排気音中、高周波部分が小径穴２５を通して
第１消音室２１中の吸音材によって吸収されるようにな
っている。また、排気ガスが高速側排気導入通路２４か
ら第２消音室２２（膨張室）に流入するときにはやや膨
張し、これによって比較的低周波音が低減されるように
なっている。

そして、第２消音室２２は連通路２７を介して第３消音
室２３（共鳴室）と連通し、第３消音室２３の共鳴効果
により、所定の周波数の排気音が低減されるようになっ
ている。そして、第２消音室２２内の排気ガスは高速側
テールパイプ２８を通して大気中に排出されるようにな
っている。

また、第３図に示すように、低速時用排気サイレンサ１
２には、高速時用排気サイレンサ１１（第２図参照）の
外筒１６とほぼ同じ容積をもつ、やや細長い円筒状の外
筒３１か設けられ、該外筒３Ｉによってその内部に画成
される空間部は、第１仕切壁３２と第２仕切壁３３と第
３仕切壁３４とによって仕切られ、上流側（第２図の左
側）から順に、第１消音室３５と第２消音室３６と第３
消音室３７ど第４消音室３８とが設けられている。そし
て、低速時用排気サイレンサ１２に排気ガスを導入する
ために、低速側排気導入通路４１が設けられ、該低速側
排気導入通路４１は第２分岐排気通路５（第１図参照）
に接続されている。この低速側排気導入通路４！は外筒
３１の前面壁と第１消音室３５とを貫通して第２消音室
３６と連通している。そして、排気ガスが低速側排気導
入通路４１から第２消音室３６（膨張室）に流入すると
きにはやや膨張し、これによって比較的低周波音が低減
されるようになっている。

そして、第２消音宗３６は第１連通路４３を介して第４
消音室３８（共鳴室）と連通し、第４消音室３８の共鳴
効果により、所定の周波数の排気音が低減されるように
なっている。さらに、第２消音室３６は第２連通路４４
を介して第３消音室３７と連通し、第２消音室３６内の
排気ガスが第２連通路４４を通して第３消音室３７に流
入するときにはやや膨張して、低周波音か低減されるよ
うになっている。

また第３消音室３７と第１消音室３５とを連通ずる第３
連通路４５が設けられ、第３消音室３７内の排気ガスが
第３連通路４５を通して第１消音室３５に流入するとき
にはやや膨張して、低周波音が低減されるようになって
いる。

そして、第１消音室３５内の排気ガスは低速側テールパ
イプ４６を通して大気中に排出されるようになっている
。

この低速時用排気サイレンサ１２は、第２図に示す高速
時用排気サイレンサ１１に比べて仕切壁の数が多く、ま
た各消音室を連通ずる連通路の数も多いので、高速時用
排気サイレンサｌ！より排気抵抗がかなり大きくなって
おり、また重量もかなり太き（なっている。そして、低
速時用排気サイレンサ１２の重量は、開閉弁６の重ｆと
高速時用排気サイレンサ１１の重量の合計とほぼ等しく
なるように設定されている。

このような摺成において、第１分岐排気通路４側と第２
分岐排気通路５側の排気系統の重量がほぼ等しいので、
排気系統の左右の振れの位相差が小さくなり、分岐部３
には不均一な応力が発生せず、排気系統の耐久性ないし
信頼性を向上させることができる。

以下、コントロールユニットによる開閉弁６の制御方法
について説明する。

エンジン回転数が所定値以下（例えば、２５００　ｒ、
ｐ、ｍ、以下）の低速時においては、開閉弁６が閉じら
れる。このとき、排気ガスは全て共通排気通路ｌと第２
分岐排気通路５とを介して低速時用排気サイレンサ１２
に流入し、前記したように低速時に特に大きくなる低周
波音が有効に低減される。

一方、エンジン回転数が所定値を超える（例えば、２５
０　Ｏｒ、ｐ、ｍ、を超える）高速時には、開閉弁６が
開かれる。このとき、共通排気通路ｌは第１分岐排気通
路４と第２分岐排気通路５の両方と連通ずるが、前記し
たとおり、低速時用排気サイレンサ１２の排気抵抗が高
速時用排気サイレンサ２の排気抵抗よりかなり大きいの
で、実質的には排気ガスはほとんど第１分岐排気通４を
通して高速時用排気サイレンサ１１に流入することにな
り、高速時にとくに大きくなる高周波音が有効に低減さ
れる。

このようにして、本発明によれば、排気系統の耐久性な
いし信頼性を低下させることなく、高速時においても、
低速時においても有効に排気ガス音を低減することがで
きる。

なお、本実施例においては開閉弁６をエンジン回転数に
応じて制御するようにしているが、吸入空気量（エンジ
ン負荷）が所定値を超えるか否かによって制御するよう
にしてもよく、さらに、エンジン回転数と吸入空気量の
両方を基準にして開閉弁を制御するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すエンジンの排気装置のシ
ステム構成図である。第２図は、第１図に示す高速時用排気サイレンザの縦断
面説明図である。第３図は、第１図に示す低速時用排気サイレンサの縦断
面説明図である。ｌ・・・共通排気通路、２・・・触媒コンバータ、３・
・・分岐部、４．５・・・第１．第２分岐排気通路、６
・・・開閉弁、８・・・コントロールユニット、ｌｌ・
・・高速時用排気サイレンサ、１２・・・低速時用排気
サイレンサ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）共通排気通路に触媒コンバータを介設し、該触媒
コンバータより下流の分岐部において上記共通排気通路
から分岐する２つの分岐排気通路を設ける一方、上記各
分岐排気通路に、夫々サイレンサを介設したエンジンの
排気装置において、一方の分岐排気通路のサイレンサよ
り上流側にエンジンの運転負荷に応じて制御される開閉
弁を設ける一方、他方の分岐排気通路に、上記開閉弁が
介設された側のサイレンサより排気抵抗が大きい内部構
造を有する排気サイレンサを設けたことを特徴とするエ
ンジンの排気装置。