内燃机的排气装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种内燃机的排气装置，其能够废除以往所使用的副消声器而降低排气噪音，进而能够降低排气装置的重量，并且能够降低排气装置的制造成本。通过在尾管（40）的内部设置具有上游开口端（41a）以及下游开口端（41b）的内管（41），并使内管（41）的上游开口端（41a）从尾管（40）的内部向外侧突出而与共鸣室（38）连通，从而使该上游开口端（41a）通过划分出共鸣室（38）的消声器（27）的外壳（31）、端板（32）以及隔板（34）而被闭塞。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种内燃机的排气装置，尤其涉及一种降低由于被设置在排气流的排气方向上的最下游的排气管的气柱共鸣而产生的排气噪音的内燃机的排气装置。
技术介绍
作为被用于汽车等车辆中的内燃机的排气装置，已知如图18所示的这种排气装置(例如，参照专利文献I)。在图18中，从作为内燃机的发动机I被排出至排气歧管2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连接的前管5、与前管5连接的中管6、与中管6连接的作为消音器的主消声器7、与主消声器7连接的尾管8、以及被安装在尾管8上的副消声器9构成。 如图19所不,主消声器7具备扩张室7a,废气从中管6的小孔6a被扩张并导入该扩张室7a ;共鸣室7b，其中插穿有中管6的下游开口端6b，从中管6的下游开口端6b被导入至共鸣室7b的废气通过亥姆霍兹共鸣而被消去特定频率的排气音。此处，当将从小孔6a向共鸣室7b突出的中管6的长度设为L1、将中管6的横截面面积设为S、将共鸣室7b的容积设为V、将空气中的音速设为c时，则空气中的共鸣频率fn根据亥姆霍兹共鸣而通过下述式(I)来求出。[数学式I]「AW/1O I SL0007J f —'I ...................................丨. I .mnnnmmmmmI J In — 2 r V V-Li从上述式(I)中明确可知，通过增大共鸣室7b的容积V、或加长中管6的突出部分的长度L1,从而能够将共鸣频率向低频率侧进行调频，而通过减小共鸣室7b的容积V、或缩短中管6的突出部分的长度L1，从而能够将共鸣频率向高频率侧进行调频。副消声器9抑制如下情况，S卩，通过由发动机I的运转时的排气脉动而在尾管8内产生与尾管8的管长相对应的气柱共鸣，从而使音压增大的情况。一般情况下，在废气的排气方向上游侧和下游侧上分别具有上游开口端和下游开口端的管，通过由于发动机的运转时的排气脉动而产生的入射波在管的上游开口端和下游开口端进行反射，从而将以管的管长为半波长的频率的气柱共鸣作为基本成分，而产生该半波长的自然数倍的波长的气柱共鸣。例如，当在图18中，以未设置副消声器9的尾管8从主消声器7起向后方延伸的情况为例时，如图20所示，基本振动(一次成分)的气柱共鸣的波长\ I为尾管8的管长L的大致二倍，二次成分的气柱共鸣的波长X 2为管长L的大致一倍。此外，三次成分的气柱共鸣的波长X 3成为管长L的2/3倍。如此，能够在尾管8内产生上游开口端8a以及下游开口端8b成为声压的节点的驻波。此外，尾管8的气柱共鸣频率fc通过下述式(2)来表示。fc = (c/2L) n...... (2)其中，c为音速，L为尾管的管长，n为次数。从上述式(2)中明确可知，尾管8的管长L越长，则气柱共鸣频率fc越向低频率侧变动，从而在发动机I的低回转时排气音将增大从而噪音状况将恶化，进而会带给驾驶者不适感。尤其是，如图21所示，当气柱共鸣的一次成分fI以及二次成分在常用回转区域内产生时，将产生被称为空腔共鸣音的噪音，从而成为排气噪音恶化的原因。因此，当尾管8的管长较长时，通过在声压级较高的驻波的波腹部分、并且相对于由气柱共鸣而产生的排气音的一次成分H、二次成分f2各自的波腹部分而言的最佳位置上，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I的常用回转区域中降低排气噪音，进而防止带给驾驶者不适感的情况。另一方面，虽然为了降低排气装置4的制造成本以及重量，可以考虑废除副消声器9，但当废除副消声器9时，尾管8的管长将变长，从而尾管8的气柱共鸣频率将向低频率 侧变动。此时，可以考虑如下情况，即，通过使连接在尾管8的上游开口端8a上的主消声器7的共鸣室7b的共鸣频率与尾管8的气柱共鸣频率一致，从而在主消声器7的共鸣室7b内对尾管8的气柱共鸣进行消音。S卩，可以考虑如下情况，S卩，根据式(1)，以增大共鸣室7b的容积V、或加长中管6的突出部分的长度L1，从而将共鸣室7b的共鸣频率向低频率侧进行调频的方式，在共鸣室7b中预先对在尾管8内产生的气柱共鸣进行消音。在先技术文献专利文献专利文献I :日本特开2006-46121号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题但是，当利用共鸣室7b的亥姆霍兹共鸣而对排气音进行消音时，由于共鸣室7b与尾管8的上游开口端8a隔离，因此即使通过共鸣室7b预先对气柱共鸣进行消音，也会使由于在尾管8内产生的驻波的反复反射而产生的声音从尾管8的下游开口端8b传出。因此，共鸣室7b的亥姆霍兹共鸣实际上很难有效地作用于尾管8内所产生的气柱共鸣上，从而无法充分地抑制气柱共鸣。此外，由于在车辆减速时，加速踏板被释放而节气门关闭，因此从发动机I排气至排气装置4的流量仅成为被急剧降低了的排气流，从而被导入至共鸣室7b的空气压力将减小。因此，无法得到在共鸣室7b中实施亥姆霍兹共鸣时所需的充足的空气量，从而难以抑制尾管8的气柱共鸣。由于在车辆减速时发动机I的转数急剧降低，因此例如在2000rpm左右(由气柱共鸣产生的排气音的一次成分fl)的低转数下车厢内将会产生空腔共鸣音，从而会带给驾驶者不适感。因此，为了有效地抑制气柱共鸣，需要在尾管8上设置副消声器9，其结果为，排气装置4的重量将以与设置副消声器9相对应的量而增大，并且排气装置4的制造成本也将增大。本专利技术是为了解决上述这种现有问题而完成的专利技术，其目的在于，提供一种内燃机的排气装置，其能够废除以往所使用的副消声器并降低排气噪音，从而能够降低排气装置的重量，并且能够降低排气装置的制造成本。用于解决课题的方法为了达成上述目的，本专利技术所涉及的排气管部件由如下结构构成，该结构(I)为一种内燃机的排气装置，其具备消音器，所述消音器具有对特定的频率的排气音进行消音的共鸣室；排气管，所述排气管在排气流的排气方向的上游部具有与所述消音器相连接的上游开口端，并且在下游部具有用于将从所述消音器排出的排气流向大气排出的下游开口端，其中，在所述排气管的内部设置中空部件，所述中空部件由如下部件构成，该部件下游端构成开口端，且上游端通过从所述排气管的内部向外侧突出以与所述共鸣室连通，从而通过划分出所述共鸣室的所述消音器的壁部而被闭塞。对于该排气管而言，由于在排气管的内部设置有中空部件，且中空部件的下游端构成开口端，并且中空部件的上游端通过从排气管的内部向外侧突出以与共鸣室连通，从而通过划分出共鸣室的消音器的壁部而被闭塞，因此，使中空部件以及共鸣室内产生排气管内的排气流的压力能、即空气的压力能的压力分布，从而能够将压力能蓄积在中空部件以及共鸣室内，进而能够在气柱共鸣时将该压力能保持在中空部件以及共鸣室内而不释放到外部。在该中空部件以及共鸣室内蓄积空气的压力能是通过排气管内的空气所具有的压力能而实施的，排气管总体的压力能不发生变化。因此，排气管内的压力能能够分散为中空部件以及共鸣室内的压力能、和除中空部件以及共鸣室之外的排气管的压力能，从而能够仅将除中空部件以及共鸣室之外的排气管内的压力释放至外部。此外，由于中空部件以及共鸣室对压力能进行蓄积的容量较大，因此能够大幅降低从排气管释放出的压力能。因此，能够降低气柱共鸣时的声压的峰值从而降低声压级，进而能够降低排气噪曰 此外，在气柱共鸣时，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种内燃机的排气装置，其具备消音器，所述消音器具有对特定的频率的排气音进行消音的共鸣室；排气管，所述排气管在排气流的排气方向的上游部具有与所述消音器相连接的上游开口端，并且在下游部具有用于将从所述消音器排出的排气流向大气排出的下游开口端，所述内燃机的排气装置的特征在于， 在所述排气管的内部设置中空部件，所述中空部件被构成为，下游端构成开口端，且上游端通过从所述排气管的内部向外侧突出以与所述共鸣室连通，从而通过划分出所述共鸣室的所述消音器的壁部而被闭塞。2.如权利要求I所述的内燃机的排气装置，其特征在于， 所述排气管的轴线方向长度和所述中空部件的轴向方向长度被设定为，使在所述排气管内产生的气柱共鸣频率与所述共鸣室的所述特定的频率一致。3.如权利要求I或权利要求2所述的内燃机的排气装置，其特征在于， 所述中空部件的下游端位于，所述排气管的与...

【专利技术属性】
技术研发人员：高垣仲矢，若月一稔，幸光秀之，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：