JPH04109037A - 制御型排気装置 - 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、排気騒音の減衰特性とエンジンの出力性能と
を可変設定し得る制御型排気装置に関する。

［従来の技術］ 従来、自動車用エンジンに用いられる排気装置としては
、第５図に示したものが提案されている（実公平１−４
３４４９号公報参照）。すなわち、エンジン１の排気マ
ニホルド２は、フロントチューブ３、触媒４、及び第１
センタチユーブ５を介して、容積室１４を有するブリマ
フラ６の一側部に連通されており、前記第１センタチユ
ーブ５には前記ブリマフラ６の近傍に位置する開閉弁１
０が介装されている。前記ブリマフラ６の他側部には、
前記容積室１４に連通ずる第２センタチユーブ７の一端
部が接続されており、該第２センタチユーブ７の他端部
はテールチューブ８を有するメインマフラ９に連通され
ている。

前記第１センタチユーブ５の下流側端部と第２センタチ
ユーブ７の上流側端部には、前記容積室１４を貫通する
バイパス通路１１が連通されており、該バイパス通路１
１の通路断面積は前記各センタチューブ５．７より充分
に小さく設定されてイル。また、前記開閉弁１０にはア
クチュエータ１２が接続されており、該アクチュエータ
１２は制御回路１３により制御されるようになっている
。

かかる構造において、前記制御回路１３はエンジン回転
数が３．５０Ｏｒｐｍ未満である場合には、前記アクチ
ュエータ１２を作動させて前記開閉弁１０を閉駆動させ
る。これにより、第１センタチユーブ５は下流部におい
て閉鎖され、エンジンから排出された排気はバイパス通
路１１を介して、第２センタチユーブ７内に流れ、該第
２センタチユーブ７からメインマフラ９に導かれる。こ
のとき、前記バイパス通路１１は、前述のように通路断
面積が充分に小さく設定されていることから、バイパス
通路１１内での縮流による消音効果が得られるとともに
、前記容積室１４を共鳴室として機能させたレゾネータ
作用により消音効果が得られる。

また、エンジン回転数が３．５０Ｏｒｐｍ以上である場
合には、制御回路１３は前記アクチュエータ１２を作動
させて前記開閉弁１０を開駆動させる。これにより、第
１センタチニーブ５は解放され、排気の大部分はプリマ
フラ６の容積室１４内を直線的に通流し、該容積室１４
は高周波消音用の拡張室として機能し、高周波騒音が効
果的に低減されるものである。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来の制御型排気装置にあっ
ては、前記開閉弁ｉｏを閑にした状態においては、プリ
マフラ６の容積室１４を共鳴室として機能させることに
より消音を行うように構成されていることから、レゾネ
ータ作用による騒音の減衰量は、前記容積室１４の容積
にのみ依存する。したがって、前記レゾネータ作用によ
って得られる消音効果に関しては、自ずと前記容積室１
４の容積による限界が生じ、充分な消音効果を得ること
ができない。

また、エンジン回転数が高回転状態にあるときには、前
記開閉弁１０を開にすることより、排気を直線的に通流
させ排圧の低下を図るようにしているが、開閉弁１０を
開にしても、閉である場合と同様に、単一の第２センタ
チユーブ７を介してメインマフラ９に排気が導かれる。

したがって、開閉弁１０を開にしても、閉時と比較して
排気抵抗を大幅に低下させ得るものではなく、エンジン
の高回転時に排圧を低下させて、出力を向上させるには
未だ不充分なものであった。

本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもの
であり、開閉弁の開時及び閉時の消音特性を向上させる
とともに、排圧の低下をも可能にした制御型排気装置を
提供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 前記課題を解決するために本発明にあっては、エンジン
からの排気の流れに対して、上流側に位置する副消音器
と下流側に位置する主消音器とを備え、前記副消音器の
内部において二股に分岐した一対の排気管が延設され、
該一対の排気管は前記主消音器に連通され、前記排気管
の一方には、前記副消音器内に延在する部位に貫通孔が
設けられるとともに、前記副消音器と主消音器間に延在
する部位に開閉弁が介装されている。

［作用］ 前記構成において、開閉弁を閉作動させると該開閉弁が
介装された一方の排気管は、副消音器と主消音器との間
において閉鎖され、排気は他方の排気管のみを介して通
流する。したがって、エンジンからの排気を一対の排気
管内を通流させた場合と比較して、排気管断面積が減少
し、これにより排気抵抗が増加する。

また、一方の排気管は前記副消音器内に延在する部位に
貫通孔が設けられていることから、開閉弁を閉作動させ
ると、前記一方の排気管は副消音器から開閉弁の配設位
置までの容積において、前記貫通孔を介して副消音器に
連通ずる連通空間を形成する。したがって、副消音器に
おいてレゾネータとして機能する空間の容量、つまりレ
ゾネータ容量は、前記副消音器自体の容量に前記連通空
間の容量が加わることにより増大する。

他方、前記開閉弁を開作動させた状態においては、排気
は一対の排気管の双方を通流する。したがって、排気管
断面積が増大し、これにより、排気抵抗が減少して排圧
は低下する。そして、開閉弁が開となることにより、一
方の排気管において形成されていた主消音器から開閉弁
の配設位置までの前記連通空間が消失し、これにより、
副消音器のみの容量からなるレゾネータ容量により消音
がなされることとなり、よって副消音器は開閉弁の開時
とは異なる消音特性のレゾネータとして作用する。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例について図面に・従って説明す
る。すなわち第１図に示したように、フロントチューブ
２０は、上流端においてエンジンの排気マニホルド（図
示せず）に連通されており、下流端において触媒２１の
一端部に連通されている。該触媒２１の他端部には、セ
ンタチューブ２２の上流端が接続されており、該センタ
チューブ２２には密閉空間からなる容積室２９を有する
副消音器２３に貫通されている。

前記センタチューブ２２は、前記副消音器２３内におい
て、分岐部２４を介して二股に分岐されており、これに
より一対の排気管を構成する第１分岐チューブ２５と第
２分岐チューブ２６とが形成されている。両分岐チュー
ブ２５．２６は、平行に延設され、エンジンからの排気
の流れに対して前記副消音器２３より下流に位置する主
消音器２７に連通されおり、該主消音器２７には一対の
テールチューブ３１．３１が突設されている。

前記第１分岐チューブ２５には、前記副消音器２３の内
部、つまり容積室２９内に延在する部位に、複数の小孔
からなる貫通孔２８が設けられおり、また、主消音器２
３と副消音器２７との間に延在する部位には開閉弁３０
か介装され、該開閉弁３０は前記副消音器２３から長さ
σをもって、下流側に配設されている。

以上の構成にかかる本実施例において、前記開閉弁３０
を閉作動させると第１分岐チューブ２５は、副消音器２
３と主消音器２７との間において閉鎖される。したがっ
て、エンジンからの排気を第１分岐チューブ２５と第２
分岐チューブ２６とに通流させた場合と比較して、排気
管断面積が半減する。この排気管断面積の半減により、
排気系の排気抵抗が増加し、該排気抵抗の増加により排
気騒音を低減させることができる。

また、前記第１分岐チューブ２５には、前記副消音器２
３内に延在する部位に貫通孔２８が設けられていること
から、開閉弁３０を閉作動させると、第１図（Ａ）に示
したように、前記第１分岐チューブ２５には、副消音器
２３から開閉弁３０の配設位置までの容積において、前
記貫通孔２８を介して副消音器２３の容積室２９に連通
する連通空間Ｃ（斜線図示）が形成される。

したがって、このとき副消音器２３において共鳴室とし
て機能する容積室２９は、前記連通空間Ｃが加わること
によりレゾネータとして機能する容積、つまりレゾネー
タ容量が増大する。よって、副消音器２３においては、
第２図（Ａ）に模式的に示したように、排気が通流して
いる第２分岐チューブ２６に対応して、容積室２９自体
の容１ｖと前記連通空間Ｃの容量■、とからなる大容量
のレゾネータ容量ＲＶをもって、消音が行われることと
なる。

このため、該大容量のレゾネータ容量ＲＶにより、排気
騒音の特定周波成分を充分に減衰させることができ、例
えば第３図に点線で示したように、エンジン回転数が低
回転である領域で発生する低周波の排気騒音を、大幅に
減少させた特性を得ることができる。

また、前記開閉弁３０の副消音器２３からの距離ρによ
り、前記連通空間Ｃの容積Ｖ、が変化し、これにより前
記レゾネータ容量ＲＶが変化することから、該レゾネー
タ容量ＲＶに応じて、開閉弁３０の開時における消音特
性も変化する。よって、主消音器２７や副消音器２３の
容積を変更するような大幅な設計変更を伴うことなく、
開閉弁３０の位置を設定変更する簡易な設計変更により
、任意の消音特性を設定することが可能となる。

一方、前記開閉弁３０を開作動させた状態においては、
第１図（Ｂ）に示したように、排気は分岐部２４おいて
分流して、第１分岐チューブ２５と第２分岐チューブ２
６とを通流し、主消音器２７を介してテールチューブ３
１．３１から外部に放出される。したがって、開閉弁３
０の開時には、第１、第２両分岐チューブ２５．２６内
を排気が通流することから、排気管断面積が増大し、こ
れにより第４図に一点鎖線で示したように、点線で示し
た開閉弁３０の閉時より排圧が大幅に低下した特性を得
ることができ、該排圧の低下によりエンジンの出力性能
を高めることができる。

また、開閉弁が開となることにより、前記容積Ｖ、から
なる連通空間Ｃが消失することから、第２図（Ｂ）に示
したように、副消音器２３においては、このとき排気が
通流している第１、第２両分岐チューブ２５．２６に対
応して、容積室２９自体の容量■１からなる小容量のレ
ゾネータ容量ＲＶをもって、消音が行われることとなる
。このため、該小容量のレゾネータ容量ＲＶにより、副
消音器２３を排気騒音の高周波成分を減衰させる高周波
レゾネータとして機能ことかでき、これにより、第３図
に一点鎖線で示したようにエンジンの高回転域で生ずる
排気音の高周波成分を減衰させた特性を得ることができ
る。

よって、単一の副消音器２３を開閉弁３０の開閉に応じ
て、低周波レゾネータと高周波レゾネータとして使用す
ることが可能となり、開閉弁３０を例えばエンジン回転
数が２．５０Ｏｒｐｍ未満では閏に、２，５００ｒｐｍ
以上では開に作動させる制御を行えば、第３．４図に本
実施例として実線で示した騒音特性や排圧特性が得られ
、これによりエンジン高回転時には排圧を低下させてエ
ンジン出力を高めつつ、低回転域から高回転域まで、排
気騒音の低減を図ることが可能となるのである。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、開閉弁の開時と閉
時とに対応して、以下の効果を得ることができる。

（閉時） （１）一対の排気管において、一方の排気管が閉鎖され
ることにより、排気を一対の排気管双方に通流させた場
合と比較して、排気管断面積を減少させることができる
ことから、これにより排気抵抗を増加させて、排気騒音
を低減させることができる。

（２）一方の排気管において開閉弁は副消音器と主消音
器との間に介装されていることから、前記一方の排気管
が開閉弁によって閉鎖されることにより、一方の排気管
は開閉弁の位置に応じた長さとその断面積とからなる容
積をもって、副消音器のレゾネータ容量を増大させるこ
とができる。よって、副消音器の大きさのみに依存する
ことなく、前記一方の排気管を有効利用して、排気騒音
を減衰させることができ、これにより排気騒音の低減効
果を向上させることが可能となる。

（３）開閉弁の副消音器からの距離により、該副消音器
のレゾネータ容量を変更し得ることから、副消音器や主
消音器自体の容積を変更するような大幅な設計変更を伴
うことなく、開閉弁の位置を設定変更する簡易な設計変
更により、任意の消音特性を設定することが可能となる
。

（開時） （１）一対の排気管を介して排気を通流させることが可
能となることから、排気管断面積が増大し、これにより
排圧を大幅に低下させてエンジンの出力を、充分に高め
ることができる。

（２）開閉弁が開となることにより、開閉弁の開時に一
方の排気管により形成されていた副消音器と連通ずる空
間を消失させ得ることから、これにより副消音器の消音
特性を大幅に設定変更することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は、本発明の一実施例における開閉弁が閉
である状態の各消音器を透視した平面図、第１図（Ｂ）
は、同実施例における開閉弁が閉状態にある場合の同平
面図、 第２図（Ａ）は、同実施例における開閉弁が閉状態にあ
る場合における副消音器のレゾネータ容量を示す説明図
、 第２図（Ｂ）は、同実施例における開閉弁が開状態にあ
る場合における副消音器のレゾネータ容量を示す説明図
、 第３図は、同実施例の排気騒音特性図、第４図は、同実
施例の排圧特性図、 第５図は、従来の排気装置を示す概念図である。 ２３・・・副消音器、２４・・・分岐部、２５・・・第
１分岐チューブ（排気管）、２６・・・第２分岐チュー
ブ（排気管）、２７・・・主消音器、２８・・・貫通孔
、３０・・・開閉弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）上流側に位置する副消音器の内部において二股に
   分岐した一対の排気管が延設され、該一対の排気管は下
   流側に位置する主消音器に連通され、前記排気管の一方
   には、前記副消音器内に延在する部位に貫通孔が設けら
   れるとともに、前記副消音器と主消音器間に延在する部
   位に開閉弁が介装されたことを特徴とする制御型排気装
   置。