JP4255358B2 - Resonator structure in exhaust system for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンからの排気騒音のうち、特に、車室内で発生する2次騒音(こもり音)の原因となる比較的低周波の特定周波数を共鳴作用により消音する内燃機関用排気系におけるレゾネータ構造に関する。 The present invention relates to a resonator in an exhaust system for an internal combustion engine that silences a relatively low specific frequency that causes secondary noise (humidity) generated in the passenger compartment, among exhaust noise from the engine, by resonance. Concerning structure.
従来のこの種の内燃機関用排気系におけるレゾネータ構造としては、例えば、図4に示すように、横向き筒形のアウタシェル101の前後両端部にアウタプレート(隔壁)102、103を取り付けて両端開口部を閉塞することにより消音器室が形成され、さらに、この消音機室内をインナープレート104(隔壁)により前後方向に仕切ることにより、レゾネータを構成する共鳴室105と吸音型消音器を構成する吸音室106とが区画形成され、前記両アウタプレート102、103およびインナープレート104を貫通する状態で排気管107が設けられると共に、前記共鳴室105内を貫通する排気管107に形成された穴に共鳴管108の一方端部を連結固定することにより、共鳴管108を共鳴室105内に向け突出させてヘルムホルツ型のレゾネータを構成させたものがある(例えば、特許文献1参照。)。
As a conventional resonator structure in this type of exhaust system for an internal combustion engine, for example, as shown in FIG. 4, outer plates (partition walls) 102 and 103 are attached to both front and rear ends of a laterally cylindrical
しかしながら、上記従来例の内燃機関用排気系におけるレゾネータ構造にあっては、以下に列挙するような問題点があった。
ヘルムホルツ型のレゾネータが共鳴する共鳴周波数fは、一般に下記のヘツムホルツ式で示される。
f=C×2π×√S/L×V
なお、Cは音速、Sは共鳴管の断面積、Lは共鳴管の長さ、Vは共鳴室の容積である。
However, the conventional resonator structure in the exhaust system for an internal combustion engine has the following problems.
The resonance frequency f at which the Helmholtz type resonator resonates is generally represented by the following Hemholtz equation.
f = C × 2π × √S / L × V
C is the speed of sound, S is the cross-sectional area of the resonance tube, L is the length of the resonance tube, and V is the volume of the resonance chamber.
そこで、内燃機関の回転数が2000rpm以下の一次こもり音を有効に低減させるためには、共鳴室の容積Vを大きなものにするか、共鳴管の長さLを長くする必要があるが、従来例の共鳴管108は排気管107の周壁から共鳴室105内の一方向に向けて突出させ、この突出させる共鳴管108の長さにより共鳴周波数の設定が行われるものであったため、共鳴室105内スペースによる制約を受ける。
Therefore, in order to effectively reduce the primary booming noise of the internal combustion engine of 2000 rpm or less, it is necessary to increase the volume V of the resonance chamber or to increase the length L of the resonance tube. Since the
また、従来例の共鳴管108では、限られた特定周波数の排気騒音しか低減することができない。
また、従来例の共鳴管108は、排気管107に対する取り付けが片持ち状であり、取付部である共鳴管108の根本部分に振動による応力が集中するため、耐久性の面においても問題がある。
Further, in the
Further, the
本発明の解決しようとする課題は、共鳴室スペースによる制約を受けることなしに特定周波数の排気騒音を低減することができ、かつ、低減する特定周波数の設定が容易に行えると共に、耐久性を高めることができる内燃機関用排気系におけるレゾネータ構造を提供することにあり、さらに、低減できる特定周波数の範囲を広げることを追加の課題とする。 The problem to be solved by the present invention is that exhaust noise of a specific frequency can be reduced without being restricted by the resonance chamber space, and the specific frequency to be reduced can be easily set, and the durability is improved. It is another object of the present invention to provide a resonator structure in an exhaust system for an internal combustion engine that can be reduced, and to expand a range of specific frequencies that can be reduced.
上記課題を解決するため請求項1記載の内燃機関用排気系におけるレゾネータ構造は、共鳴室内を貫通する排気管から前記共鳴室内に向けて共鳴管を突出させた内燃機関用排気系におけるレゾネータ構造において、前記共鳴管が前記共鳴室内において前記排気管の外周を覆う外筒で構成され、該外筒はその一方の開口縁部の口径を絞り込むことにより前記排気管の外周に装着され、もう一方の開口縁部が前記共鳴室を画成すると共に前記排気管が貫通する隔壁に対し固定され、前記外筒で囲まれた排気管の周壁と前記外筒の周壁にそれぞれ連通孔が形成され、
前記外筒はその一方の絞り込まれた開口縁部側が前記排気管の外周に摺動可能に装着されていることを特徴とする手段とした。
In order to solve the above-mentioned problem, a resonator structure in an exhaust system for an internal combustion engine according to
The outer cylinder has a means in which one of the narrowed opening edges is slidably mounted on the outer periphery of the exhaust pipe .
請求項1記載の内燃機関用排気系におけるレゾネータ構造では、上述のように、共鳴管が共鳴室内において前記排気管の外周を覆う外筒で構成され、この外筒で囲まれた排気管の周壁と外筒の周壁にそれぞれ連通孔が形成された構成としたため、共鳴管が共鳴室内に大きく突出することがなく、これにより、共鳴室スペースによる制約を受けることなしに特定周波数の排気騒音を低減することができるようになるという効果が得られる。
In the resonator structure in an exhaust system for an internal combustion engine according to
また、連結孔の大きさや位置を変えることにより、低減する特定周波数の設定が容易に行えるようになる。 In addition, the specific frequency to be reduced can be easily set by changing the size and position of the connecting hole.
また、外筒はその一方の開口縁部の口径を絞り込むことにより排気管の外周に装着され、もう一方の開口縁部が隔壁に対し固定された構造であるため、振動に対してその固定状態を確実に維持することができ、これにより、耐久性を高めることができるようになる。さらに、外筒のもう一方の開口縁部が隔壁に対し固定されることにより外筒が補強リブの役目をなし、これにより、隔壁の剛性が高められる結果、共鳴室の剛性を高めることができるようになる。
また、前記外筒は、その絞り込まれた側の開口縁部を排気管に対し摺動可能に装着した構造としたことにより、排気管と外筒との熱膨張差を摺動部分で吸収することができ、これにより、熱応力による部材の変形を防止することができるようになる。
In addition, the outer cylinder is mounted on the outer periphery of the exhaust pipe by narrowing the diameter of one opening edge, and the other opening edge is fixed to the partition wall, so that the fixed state against vibration is fixed. Can be reliably maintained, thereby improving durability. Furthermore, the other opening edge portion of the outer cylinder is fixed to the partition wall, so that the outer cylinder serves as a reinforcing rib. As a result, the rigidity of the partition wall is increased, so that the rigidity of the resonance chamber can be increased. It becomes like this.
Further, the outer cylinder has a structure in which the narrowed opening edge of the outer cylinder is slidably attached to the exhaust pipe, so that the sliding portion absorbs the difference in thermal expansion between the exhaust pipe and the outer cylinder. This can prevent deformation of the member due to thermal stress.
以下にこの発明の実施例1を図面に基づいて説明する。
この実施例1の内燃機関用排気系におけるレゾネータ構造は、請求項1、2に記載の発明に対応する。
まず、この実施例1の内燃機関用排気系におけるレゾネータ構造を図面に基づいて説明する。
The resonator structure in the exhaust system for the internal combustion engine of the first embodiment corresponds to the inventions described in
First, a resonator structure in an exhaust system for an internal combustion engine according to the first embodiment will be described with reference to the drawings.
図1はこの実施例1の内燃機関用排気系におけるレゾネータ構造を示す断面図、図2は図1のII−II線における断面図であり、両図に示すように、この実施例1では、横向き筒形のアウタシェル1の前後両端部にアウタプレート2、3を取り付けて両端開口部を閉塞することにより、消音器室が形成されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a resonator structure in an exhaust system for an internal combustion engine according to the first embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 1. As shown in FIGS. The silencer chamber is formed by attaching the
前記消音器室内は、インナープレート(隔壁)4により、前方(図1において左側)の共鳴室5Rと、後方(図1において右側)の吸音室5Fに区画されると共に、前記両アウタプレート2、3およびインナープレート4の軸心部を貫通する状態でエンジンからの排気が流通する排気管6が設けられている。
The silencer chamber is partitioned by an inner plate (partition wall) 4 into a front (left side in FIG. 1)
そして、前記吸音室5F内における排気管6の周壁には、吸音室5F内と連通する多数の小孔6aが形成され、吸音室5F内にはロックウールやグラスウール等の吸音材7が充填されている。
A large number of
また、前記共鳴室5R内における排気管6の外周を囲む状態で共鳴管を構成する外筒8が設けられている。
即ちこの外筒8は、その一方の開口縁部の口径を絞り込むことにより排気管6の外周に摺動可能な状態に装着され、もう一方の開口縁部が吸音室5Fと共鳴室5Rとの間を画成すると共に排気管6が貫通するインナープレート4に対し溶接等により固定されている。
Further, an
That is, the
そして、前記外筒8で囲まれた排気管6の後方(図1において右側)端部周壁の1個所に排気管6内と外筒8内との間を連通する連通孔61が形成されると共に、外筒8の前方(図1において左側)端部周壁の3個所に外筒8内と共鳴室5R内との間を連通する連通孔81、81、81が形成されている(図2参照)。
A
なお、前記外筒8の組み付けは、まず、排気管6の外周に外筒8を装着する、その際、外筒8における絞り込まれた側の開口縁部を排気管6に対し摺動可能な状態に装着する。次に、インナープレート4の軸心部に排気管6を貫通させ、この状態で外筒8におけるもう一方の開口縁部をインナープレート4の側面に溶接等により固定することにより行われる。
The
次に、この実施例1の作用・効果を説明する。
この実施例1の内燃機関用排気系におけるレゾネータ構造では、上述のように構成されるため、排気管6と外筒8との間に形成される環状空間の断面積および連通孔61、81の開口面積で共鳴管の開口面積が決定され、連通孔61から各連通孔81、81、81までの距離で共鳴管の長さが決定される。
Next, operations and effects of the first embodiment will be described.
Since the resonator structure in the exhaust system for the internal combustion engine according to the first embodiment is configured as described above, the cross-sectional area of the annular space formed between the
そして、共鳴室5Rの容積の他、前記共鳴管の開口面積および連通孔61、81の開口面積と、共鳴管の長さを任意に設定することにより、消音できる特定周波数領域を任意に決定することができる。
即ち、連通孔61、81の大きさおよび位置を変えるだけで、低減する特定周波数の設定が容易に行えるようになるという効果が得られる。
In addition to the volume of the
That is, it is possible to easily set a specific frequency to be reduced simply by changing the size and position of the
また、共鳴管が共鳴室5R内において排気管6の外周を覆う外筒8で構成されるため、共鳴管を構成する外筒8が共鳴室5R内に大きく突出することがなく、これにより、共鳴室5R内スペースによる制約を受けることなしに特定周波数の排気騒音を低減することができるようになるという効果が得られる。
Further, since the resonance tube is constituted by the
また、外筒8はその一方の開口縁部の口径を絞り込むことにより排気管6の外周に装着され、もう一方の開口縁部がインナープレート4に対し固定された構造であるため、振動に対してその固定状態を確実に維持することができ、これにより、耐久性を高めることができるようになる。
Further, the
さらに、外筒8のもう一方の開口縁部がインナープレート4に対し固定されることにより、外筒8が補強リブの役目をなし、これにより、インナープレート4の剛性を高め、その結果消音器室の剛性を高めることができるようになる。
Furthermore, the other opening edge of the
また、外筒8側に連通孔81を3個所形成したことにより、消音域の幅が広がり、特に高周波側においても大きな消音量が得られるようになる。(請求項2に対応)。
In addition, by forming the three
また、前記外筒8は、その絞り込まれた側の開口縁部を排気管6に対し摺動可能に装着した構造としたことにより、排気管6と外筒8との熱膨張差を摺動部分で吸収することができ、これにより、熱応力による部材の変形を防止することができるようになる。(請求項4に対応)。
Further, the
また、図4に示す従来例では、排気管107の周壁に設けた穴に共鳴管108を取りつける場合、該穴に対する共鳴管108の周方向角度を決めて位置を一致させた状態で治具等で固定した後、溶接する必要があるのに対し、この実施例では、排気管6の周壁に形成された連通孔61と共鳴管を構成する外筒8との周方向位置関係は自由度があるため、治具等を用いることなしに容易に組み付けを行うことができ、これにより、組み付け性を高めることができるようになる。
Further, in the conventional example shown in FIG. 4, when the
次に、他の実施例について説明する。この他の実施例の説明にあたっては、前記実施例1と同様の構成部分については図示を省略し、もしくは同一の符号を付けてその説明を省略し、相違点についてのみ説明する。 Next, another embodiment will be described. In the description of the other embodiments, the same components as those of the first embodiment are not shown, or the same reference numerals are given and the description thereof is omitted, and only the differences are described.
この実施例2の内燃機関用排気系におけるレゾネータ構造は、請求項1〜3に記載の発明に対応する。
この実施例2の内燃機関用排気系におけるレゾネータ構造は、図3の断面図に示すように、前記外筒8側に形成される3つの連通孔81、81、81がそれぞれ外筒8の軸方向に位置をずらせた状態で形成されている点が、前記実施例1とは相違したものである。
The resonator structure in the exhaust system for the internal combustion engine of the second embodiment corresponds to the invention described in
As shown in the sectional view of FIG. 3, the resonator structure in the exhaust system for the internal combustion engine according to the second embodiment has three
即ち、この実施例2では、連通孔61から各連通孔81、81、81までの距離がそれぞれ異なるため、長さの異なる3種類の共鳴管が存在することになり、これにより、消音できる特定周波数領域を広げることができるようになる。(請求項3に対応)。
That is, in the second embodiment, since the distance from the
従って、この実施例2の内燃機関用排気系におけるレゾネータ構造では、前記実施例と同様の効果が得られる他に、1本の外筒8のみで消音できる特定周波数領域を広げることができるようになるという追加の効果が得られる。
Therefore, in the resonator structure in the exhaust system for the internal combustion engine of the second embodiment, the same effect as the first embodiment can be obtained, and the specific frequency region that can be silenced by only one
以上本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。 Although the present embodiment has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and design changes and the like within a scope not departing from the gist of the present invention are included in the present invention.
例えば、実施例では、外筒8側に3つの連通孔81、81、81を形成したが、1つのみでもよく、その形成個数は任意である。
また、実施例では、吸音室5Fを並設したが、吸音室5Fのみを単独で設けるようにしてもよい。
For example, in the embodiment, the three
In the embodiment, the
また、実施例では、外筒8の一方の開口縁部をインナープレート4側に固定したが、アウタープレート3側に固定することができ、また、吸音室5Fと共鳴室R5が前後入れ替わる場合、または、共鳴室5Rのみが設けられる場合にはアウタープレート2側に固定するようにしてもよい。
Further, in the embodiment, one opening edge portion of the
1 アウターシェル
2 アウタープレート
3 アウタープレート
4 インナープレート(隔壁)
5F 吸音室
5R 共鳴室
6 排気管
6a 小孔
61 連通孔
7 吸音材
8 外筒(共鳴管)
81 連通孔
1
5F
81 communication hole
Claims (3)
前記共鳴管が前記共鳴室内において前記排気管の外周を覆う外筒で構成され、 該外筒はその一方の開口縁部の口径を絞り込むことにより前記排気管の外周に装着され、もう一方の開口縁部が前記共鳴室を画成すると共に前記排気管が貫通する隔壁に対し固定され、
前記外筒で囲まれた排気管の周壁と前記外筒の周壁にそれぞれ連通孔が形成され、
前記外筒はその一方の絞り込まれた開口縁部側が前記排気管の外周に摺動可能に装着されていることを特徴とする内燃機関用排気系におけるレゾネータ構造。 In the resonator structure in the exhaust system for an internal combustion engine in which the resonance pipe protrudes from the exhaust pipe penetrating the resonance chamber toward the resonance chamber,
The resonance pipe is formed of an outer cylinder that covers the outer periphery of the exhaust pipe in the resonance chamber, and the outer cylinder is attached to the outer periphery of the exhaust pipe by narrowing the diameter of one opening edge thereof, and the other opening An edge defines the resonance chamber and is fixed to a partition wall through which the exhaust pipe passes,
Communication holes are formed in the peripheral wall of the exhaust pipe surrounded by the outer cylinder and the peripheral wall of the outer cylinder ,
A resonator structure in an exhaust system for an internal combustion engine, wherein one of the narrowed opening edges is slidably mounted on the outer periphery of the exhaust pipe .
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