JP2004124708A

JP2004124708A - エンジンの消音器

Info

Publication number: JP2004124708A
Application number: JP2002285415A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Koyakata; 古舘　茂; Kenji Ozaki; 小崎　研二; Masamichi Fujishiro; 藤代　正道
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2004-04-22

Abstract

【課題】シェル内に、排気管に連なるインレットパイプ、大気に開口するアウトレットパイプおよびそれら両パイプを連通する膨張室とを備えた、エンジンの消音器において、アウトレットパイプの最終部分に設けた排気音干渉孔を、排気音を減衰する本来の機能を維持させながら、シェルに滞留した残留水の水抜き孔としても機能させ、シェル内に滞留する残留水の量を少なくして、シェル内の膨張室の実質的な容積に目減りを防ぎ、消音作用の低下を防ぐようにした。
【解決手段】シェル２内のアウトレットパイプ３０の、最下部に位置してその最終部分を構成する排気排出パイプ部３３に排気音干渉孔４５を設け、この排気音干渉孔４５は、排気排出パイプ部３３の下流端に接続されるテールパイプ９の出口下端９ａよりも上位に位置させた。
【選択図】　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの排気系に接続される消音器に関し、特に、排気音干渉孔が、そのシェル内に溜まった残留水中に水没することがないようにして、消音効果を高めるようにした、主として自動車用エンジンに適用して好適なエンジンの消音器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車などの車両用エンジンの排気系に接続される消音器は、エンジンの排気管に連なるインレットパイプと、大気に開口するアウトレットパイプと、それら両パイプを連通する膨張室とを備えており、かかる消音器において、前記アウトレットパイプの長さを延長すると、排気音の消音効果を高めることができることが従来より良く知られている。
【０００３】
そこで前記アウトレットパイプを、消音器のシェル内で長く延長すべく、各々直線状の、排気進入パイプ部、排気戻り方向パイプ部および排気排出パイプ部と、それらを直列に継ぐ、２つの湾曲状方向変換パイプ部とより長く延長して構成したものが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−９７９２２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記長いアウトレットパイプには、そこを流れる排気の排気音の共鳴に起因する排気音を低減すべく、その途中に排気音干渉孔が開口される。一方、消音器のシェル内では、高温の排気が冷却されてその水分が露化して発生する凝縮水や、洗車時にアウトレットパイプの出口からシェル内に浸入した水が、残留水となってそのシェル内で滞留し、その残留水がシェル内の膨張室の実質的な容積を減じて消音作用の低下を招き、延いては前記排気干渉孔を、その残留水内に水没させてしまうという事態を招く虞れがある。
【０００６】
本発明はかかる実情に鑑みてなされたものであり、消音器のシェル内に滞留される残留水を可及的に低減して前記虞れを解消できるようにした、新規な、エンジンの消音器を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本請求項１記載の発明は、エンジンの排気管に連なるインレットパイプと、大気に開口するアウトレットパイプと、両パイプを連通する膨張室とをシェル内に備え、エンジンからの排気をインレットパイプを介して膨張室に導き、膨張室に導かれた排気をアウトレットパイプを介して大気に放出するようにした、エンジンの消音器において、前記アウトレットパイプは、各々直線状をなす、排気進入パイプ部、排気戻り方向パイプ部、および排気排出パイプ部と、それらを直列に連結する各々湾曲状をなす、二つの方向変換パイプ部とよりＳ字状に迂回して構成し、前記シェルの最下面から上方へ向かって、排気排出パイプ部、排気進入パイプ部および排気戻り方向パイプ部の順で、それらのパイプ部をシェル内に配置し、前記排気排出パイプ部には、その下流端に接続されるテールパイプの出口下端よりも上方位置で、前記シェル内の残留水の排出を許容する排気音干渉孔を設けたことを特徴としており、かかる特徴によれば、シェルの最下部に配置されて、アウトレットパイプの最終部分を構成する排気排出パイプ部に設けた排気音干渉孔は、テールパイプの出口下端よりも上位に位置するので、その排気音干渉孔は、排気音の減衰作用として本来の機能を有する外に、シェル内に滞留する残留水の水抜き孔としても機能して、その残留水の水量を少なくしてシェル内の膨張室の実質的な容積の目減りを防ぎ、残留水の貯留による消音作用の低下を防止することができる。
【０００８】
なお、前記残留水とは、高温の排気が消音器内で冷却されて水分が露化し、凝縮水となって消音器内に溜まった水や、洗車時にアウトレットパイプから進入した水を云う。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１０】
本実施例は、本発明消音器を、自動車用エンジンの排気系に実施した場合であり、図１は、本発明消音器を備えたエンジンの排気系の概略平面図、図２は、消音器の、図３の２−２線に沿う横断平面図、図３は、図２の３−３線に沿う断面図、図４は、図２の４−４線に沿う断面図、図５は、図２の５−５線に沿う断面図、図６は、図３の６−６線に沿う拡大断面図である。
【００１１】
図１において、全体を符号Ｅで示す自動車用のエンジンには、その運転により排出される排気を大気に排出するための排気系Ｅｘが接続されており、この排気系Ｅｘは、エンジンＥの排気ポートに連結される排気マニホールドＭｆと、その下流端に接続される排気管１に、その上流側から下流側に沿って順次接続される、触媒コンバータＣ、プリチャンバＰ、および消音器Ｍを備えており、その消音器の下流端に大気に開口するテールパイプ９が接続される。
【００１２】
前記排気系ＥｘがエンジンＥに接続されるとき、図３に示すように、前記消音器Ｍのケーシングを構成するシェル２は、若干前傾姿勢を採るように、水平面に対して傾斜角θをもって傾斜して配置され、そのシェル２内に溜まった残留水（後に詳述）がその前部に集まるようになっている。
【００１３】
そして、エンジンＥの運転により、そこから排出された排気は、触媒コンバータＣにより、そこに含まれるＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘなどの有害成分が浄化され、プリチャンバＰにより一次消音され、さらに消音器Ｍにより二次消音されて大気に排出される。
【００１４】
つぎに、本発明にかかる消音器Ｍの構造を、図２〜６を参照して詳細に説明する。
【００１５】
消音器Ｍのケーシングを構成するシェル２は、ステンレス製の板材を楕円筒状に巻曲し、その両端縁同志を、一体に接合して構成されるシェル本体２ａと、その左右開口端に、気密にかしめ固定される前、後部端板２ｂ，２ｃとにより密閉の中空楕円状に形成されている。この楕円状のシェル２は、その短径側を上下方向に向けて排気管１の下流部に接続される。そして、このシェル２の前部端板２ｂには、プリチャンバＰに連通される排気管１が、また、その後部端板２ｃには、大気に開口するテールパイプ９がそれぞれ気密に接続されている。
【００１６】
前記シェル２内には、その長手方向に間隔をあけて第１の仕切板３および第２の仕切板４が、前記前、後部端板２ｂ，２ｃと略平行に固着されており、シェル２の長手方向の後部には、第２の仕切板４と後部端板２ｃとにより第１の膨張室５が区画され、また、第１の膨張室５の前方、すなわちシェル２の長手方向の中間部には、第１の仕切板３と第２の仕切板４とによって第２の膨張室６が区画され、さらに第２の膨張室６の前側には、前部端板２ｂと第１の仕切板３とにより第３の膨張室７が区画される。
【００１７】
図４に示すように、第１の仕切板３には、複数の排気連通孔１５，１６，１７１８，１９が間隔をあけて開口されており、これらの排気連通孔１５，１６，１７，１８　１９を介して第２の膨張室６と第３の膨張室７とが相互に連通されている。また、図５に示すように、第２の仕切板４には、前記第１の仕切板３の排気連通孔１５，１６，１７，１８，１９とそれぞれ略同一軸線上において複数の排気連通孔２２，２３，２４，２５，２６が開口され、これらの排気連通孔２２，２３，２４，２５，２６を介して第１の膨張室５と第２の膨張室６とが相互に連通されている。
【００１８】
図２に示すように、排気管１の後端（下流端）には、シェル２内に配置されるインレットパイプ１０の前端（上流端）が連通して接続される。このインレットパイプ１０は、その全長にわたり直状をなして前記前部端板２ｂ、第１、第２の仕切板３，４に設けた支持孔１４，１２および１３に貫通支持されて、シェル２内を長手方向に延びている。そして、該インレットパイプ１０の下流端は、第１の膨張室５に開口している。また、このインレットパイプ１０の、第３の膨張室７に対応する部分、すなわちその上流部には、小孔よりなる複数の排気音干渉孔１１が開口され、これらの排気音干渉孔１１を通してインレットパイプ１０内は第３の膨張室７内に連通される。したがって、排気管１からインレットパイプ１０に流入した排気の大部分は、第１の膨張室５に入り、そこから複数の排気連通孔２２〜２６を通って第２の膨張室６に入り、さらにそこから複数の排気連通孔１５〜１９を通って第３の膨張室７へと流れる。また、その一部は排気干渉孔１１を通って直接第３の膨張室７へと流れ、その間に排気の膨張、共鳴作用により排気振動の減衰がなされ、排気音の一次的な消音が行われる。そして、インレットパイプ１０から排出された排気は、第３の膨張室７に合流されたのち、Ｓ字状に迂回されて長く形成される、後述のアウトレットパイプ３０内に入り、ここで、排気音の二次的な消音が効果的に行われる。
【００１９】
次ぎに前記アウトレットパイプ３０の構造について説明すると、このアウトレットパイプ３０は、シェル２内に前記インレットパイプ１０に並列して配置されており、全体として、シェル２の長手方向に沿ってＳ字状に屈曲して長く延長されていて、各々直線状をなす、排気進入パイプ部３１、排気戻り方向パイプ部３２および排気排出パイプ部３３と、それらを一本に連結する二つの、上流および下流側方向転換パイプ部３４，３５とを備えおり、２回にわたり屈曲されている。
【００２０】
前記直状の排気進入パイプ部３１は、シェル２内の底部一側で、排気戻り方向パイプ部３２よりも下位で、排気排出パイプ部３３よりも上位に位置して、そのシェル２の軸線と平行に配置されて第１および第２の仕切板３，４に開口した支持孔３６，３７に貫通支持されている。そして、その前端（上流端）が末広状に拡開されて前記第３の膨張室７内に開口され、また、その後端（下流端）は、前記第１の膨張室５内にあって、上流側の方向転換パイプ部３４に接続される。そして、この排気進入パイプ部３１は、シェル２内の底部近くに配置されることによりシェル２内の残留水のアウトレットパイプ３０内への導入に有効である。
【００２１】
また、前記戻り方向パイプ部３２は、シェル２内で、前記排気進入パイプ部３１よりも上方にあって、その左右方向の中央寄りに位置していて、そのシェル２の軸線と平行に配置されており、第１および第２の仕切板３，４に開口した支持孔３８，３９に貫通支持されている。そして、その後端（上流端）が前記第１の膨張室５内にあって上流側の方向転換パイプ部３４に接続され、また、その前端（下流端）は、第３の膨張室７内にあって、下流側の方向転換パイプ部３５に接続される。上流側の方向転換パイプ部３４には、排気音干渉孔４０が開口される。
【００２２】
前記排気排出パイプ部３３は、アウトレットパイプ３０の最終部分を構成しており、シェル２の最下部で、当然に、前記排気進入パイプ３１および排気戻り方向パイプ３２よりも下位にあり、図３，５に示すように、シェル２内の下部で、その左右方向の略中央部に位置しており、前方に向けて下向きに傾斜（傾斜角θ）しているシェル２と略平行に配置されており、第１、第２の仕切板３，４および後部端板２ｃに設けた支持孔４１，４２および４３に貫通支持されている。そして、その前端（上流端）が前記第３膨張室７内にあって下流側の方向転換パイプ部３５に接続され、またその後端（下流端）は、前記テールパイプ９に接続されて大気に開口されている。
【００２３】
ところで、図３，６に示すように、前記排気排出パイプ部３３は、その上流部、すなわち第２の膨張室６と第３の膨張室７との跨がったところの上部に複数の排気音干渉孔４５が開口されている。これらの排気音干渉孔４５は、テールパイプ９の出口下端９ａを通る水平面、すなわちシェル２内の残留水上限水位よりも上位に位置しており、シェル２内に侵入して滞留した残留水内に水没することがないようにしてある。そして、これらの排気音干渉孔４５は、長いアウトレットパイプ２０を流れる排気の排気音の共鳴を効果的に防止できる機能を有する。
【００２４】
排気排出パイプ部３３の中間部、すなわち第１、第２の膨張室５，６に跨がったところには、排気音吸収手段４７が設けられる。この排気音吸収手段４７は、排気排出パイプ部３３に穿設した多数の小孔４８と、それらの小孔４８を覆うように排気排出パイプ３３の外周を覆うグラスウール４９と、そのグラスウール４９の外周を纏う外筒５０とより構成され、排気排出パイプ部３３内を流れる排気の排気音の一部は、この排気音吸収手段４７により吸収される。
【００２５】
つぎに、この実施例の作用について説明する。
【００２６】
いま、エンジンＥが運転され、そこから排出した排気は、排気系Ｅｘへと導かれる。そして排気系Ｅｘを流れる排気は、消音器Ｍ内に入り、ここで排気音の主たる消音が行われる。
【００２７】
図２に矢印Ａで示すように、排気管１よりインレットパイプ１０に流入した排気は、その大部分が第１の膨張室５に入り、そこから複数の排気連通孔２２〜２６を通り第２の膨張室６に入り、さらにそこから複数の排気連通孔１５〜１９を通って第３の膨張室７に入り、また排気の一部は、排気音干渉孔１１を通って直接第３の膨張室７にも入り、その間に排気の膨張、共鳴の複合作用により、排気振動エネルギの効果的な減衰が行われて一次的な排気音の消音がなされる。
【００２８】
第３の膨張室７内に入り、該室７内で合流した排気は、図２に矢印Ｂで示すように、排気進入パイプ部３１の開口端よりアウトレットパイプ３０内に流入する。しかして、このアウトレットパイプ３０は、前述したように、Ｓ字状に迂回屈曲させて長く延長したことにより、アウトレットパイプ３０内を流れる排気は、該アウトレットパイプ内３０内を流れる間に、排気音がさらに減衰されて、その消音が二次的に、効果的に行われる。そして充分に消音された排気は、排気排出パイプ部３３の後端より、図２に矢印Ｃで示すように、テールパイプ９を通って大気に排出される。
【００２９】
ところで、エンジンＥより排出される排気は、排気系Ｅｘに流れ、消音器Ｍに流れるが、その間に高温の排気は冷却され、該消音器Ｍ内で、その水分が露化し、凝縮水となって消音器Ｍのシェル２内に溜まった水や、洗車時にアウトレットパイプ９から侵入して消音器Ｍのシェル２内に溜まった水などが残留水となってシェル２内に滞留されるが、この実施例では、シェル２の最下部に配置されて、アウトレットパイプ３０の最終部分を構成する排気排出パイプ部３３に複数の排気音干渉孔４５を設け、これらの排気音干渉孔４５は、テールパイプ９の出口下端９ａを通る残留水の上限水位位置よりも上位に位置させたので、これらの排気音干渉孔４５は、排気音の減衰作用としての本来の機能を維持する外に、残留水の水抜き孔としても機能して、シェル２内に貯留される残留水の水量を少なくしてシェル２内の膨張室の実質的な容積の目減りを防ぎ、残留水の貯留による消音作用の低下を防止することができる。
【００３０】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はその実施例に限定されることなく、本発明の範囲内で種々の実施例が可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように、本請求項１記載の発明によれば、エンジンの排気管に連なるインレットパイプと、大気に開口するアウトレットパイプと、両パイプを連通する膨張室とをシェル内に備え、エンジンからの排気をインレットパイプを介して膨張室に導き、膨張室に導かれた排気をアウトレットパイプを介して大気に放出するようにした、エンジンの消音器において、該消音器のシェルの最下部に配置されて、アウトレットパイプの最終部分を構成する排気排出パイプに設けた排気音干渉孔は、テールパイプの出口下端よりも上位に位置するので、これらの排気音干渉孔は、排気音の減衰作用として本来の機能を維持する外に、シェル内に残留する残留水の水抜き孔としても機能して、その残留水の水量を少なくしてシェル内の膨張室の実質的な容積の目減りを防ぎ、残留水の貯留による消音作用の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明消音器を備えたエンジンの排気系の概略平面図
【図２】消音器の、図３の２−２線に沿う横断平面図
【図３】図２の３−３線に沿う縦断面図
【図４】図２の４−４線に沿う断面図
【図５】図２の５−５線に沿う断面図
【図６】図３の６−６線に沿う断面図
【符号の説明】
１・・・・・・・・・・・・排気管
２・・・・・・・・・・・・シェル
５・・・・・・・・・・膨張室（第１の膨張室）
６・・・・・・・・・・膨張室（第２の膨張室）
７・・・・・・・・・・膨張室（第３の膨張室）
９・・・・・・・・・・テールパイプ
９ａ・・・・・・・・・出口下端（テールパイプ）
１０・・・・・・・・・インレットパイプ
３０・・・・・・・・・アウトレットパイプ
３１・・・・・・・・・排気進入パイプ部
３２・・・・・・・・・排気戻り方向パイプ部
３３・・・・・・・・・排気排出パイプ部
３４・・・・・・・・・方向転換パイプ部（上流側方向転換パイプ部）
３５・・・・・・・・・方向転換パイプ部（下流側方向転換パイプ部）
４５・・・・・・・・・排気音干渉孔
Ｅ・・・・・・・・・・・エンジン

Claims

エンジン（Ｅ）の排気管（１）に連なるインレットパイプ（１０）と、大気に開口するアウトレットパイプ（３０）と、両パイプ（１０，３０）を連通する膨張室（５，６，７）とをシェル（２）内に備え、エンジン（Ｅ）からの排気をインレットパイプ（１０）を介して膨張室（５，６，７）に導き、膨張室（５，６，７）に導かれた排気をアウトレットパイプ（３０）を介して大気に放出するようにした、エンジンの消音器において、
前記アウトレットパイプ（３０）は、各々直線状をなす、排気進入パイプ部（３１）、排気戻り方向パイプ部（３２）、および排気排出パイプ部（３３）と、それらを直列に連結する各々湾曲状をなす、二つの方向変換パイプ部（３４，３５）とよりＳ字状に迂回して構成し、前記シェル（２）の最下面から上方へ向かって、排気排出パイプ部（３３）、排気進入パイプ部（３１）および排気戻り方向パイプ部（３２）の順で、それらのパイプ部（３３，３１，３２）をシェル（２）内に配置し、前記排気排出パイプ部（３３）には、その下流端に接続されるテールパイプ（９）の出口下端（９ａ）よりも上方位置で、前記シェル（２）内の残留水の排出を許容する排気音干渉孔（４５）を設けたことを特徴とする、エンジンの消音器。