JP2008184934A - Exhaust device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の排気装置、特に車両に搭載され、多気筒内燃機関の排気ガスを一方及び他方の排気管に導入し合流させて干渉による排気音低減を図る内燃機関の排気装置に関する。 The present invention relates to an exhaust system for an internal combustion engine, and more particularly, to an exhaust system for an internal combustion engine that is mounted on a vehicle and reduces exhaust noise due to interference by introducing exhaust gas into one and the other exhaust pipes.
自動車等の車両に搭載される内燃機関(以下、エンジンともいう)の排気装置は、一般に、多気筒内燃機関の複数の気筒からの排気ガスを排気マニホルドによって排気干渉を抑えながら合流させ、消音器での消音を行ってから大気中に排気するようになっており、従前から各種の排気音低減技術が提案されている。 An exhaust device of an internal combustion engine (hereinafter also referred to as an engine) mounted on a vehicle such as an automobile generally joins exhaust gases from a plurality of cylinders of a multi-cylinder internal combustion engine together with an exhaust manifold while suppressing exhaust interference, and a silencer After the sound is silenced, the air is exhausted to the atmosphere, and various exhaust sound reduction techniques have been proposed.
従来の内燃機関の排気装置としては、例えば排気マニホルドを構成する複数の排気管の一部に管路長を機械的に可変するアクチュエータを設けるとともに、複数の排気管を所定の集合点で集合させ、集合点における複数の排気管からの1〜3次の排気音(エンジン回転数の1倍、2倍及び3倍の周波数を持つ)に位相差を持たせることで、これら複数の排気管からの1〜3次の排気音が相互干渉により相殺するようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。 As a conventional internal combustion engine exhaust system, for example, an actuator that mechanically varies the pipe length is provided in a part of a plurality of exhaust pipes constituting an exhaust manifold, and a plurality of exhaust pipes are assembled at a predetermined collection point. By providing a phase difference to the 1st to 3rd order exhaust sounds (having frequencies of 1, 2 and 3 times the engine speed) from the plurality of exhaust pipes at the collection point, The first to third order exhaust sounds cancel each other out due to mutual interference (for example, see Patent Document 1).
また、V型エンジンのように複数のバンクを有する内燃機関の排気装置でも、エンジンの両側に配置された排気マニホルドから一方の排気管及び他方の排気管に排気ガスを導入した後、両排気管内を通る排気ガスを消音器で消音するとともに消音器付近で合流させてから大気中に排気するようにした場合に、一方の排気管と他方の排気管のうち一方を他方からの排気音を減衰する共鳴器とするように両排気管の集合位置を設定したものが知られている(例えば、特許文献2参照)。 Further, even in an exhaust system of an internal combustion engine having a plurality of banks such as a V-type engine, after exhaust gas is introduced into one exhaust pipe and the other exhaust pipe from exhaust manifolds arranged on both sides of the engine, When the exhaust gas passing through is silenced with a silencer and merged in the vicinity of the silencer and then exhausted into the atmosphere, one of the exhaust pipe and the other exhaust pipe attenuates the exhaust sound from the other There is known one in which the collection positions of both exhaust pipes are set so as to make a resonator that performs the same (for example, see Patent Document 2).
さらに、例えば排気通路の触媒コンバータより下流側に排気クーラを設けて、この排気クーラにエンジン冷却水の循環回路から通水するようにして、消音器内を通る排気ガスの流量を低下させることで、排気音低減を図るものもある(例えば、特許文献3参照)。
しかしながら、上述のような従来の内燃機関の排気装置にあっては、特にV型エンジンの排気装置のように、車両の床下スペースの制限から、消音器(いわゆるメインマフラ)までの2つの排気経路が不等長となる場合に、適当な排気管集合位置の設定によって2つの排気管からの排気ガスの合流時に排気音(音波)を干渉させて整数次数の排気音圧レベルの低減を図ることができる一方で、内燃機関の爆発による基本次数(整数次数)以外のいわゆるハーフ次数の排気音成分(例えばエンジン回転数の0.5倍(0.5次)、1.5倍(1.5次)、2.5倍(2.5次)等の周波数を持つ)の干渉が顕著に現れ、いわゆる「ボロボロ」音のような不快な音色の排気音が生じていた。そのため、不快な排気音の改善という官能性能上の未解決の課題があった。 However, in the exhaust system of the conventional internal combustion engine as described above, two exhaust paths from the limitation of the space under the floor of the vehicle to the silencer (so-called main muffler), particularly as in the exhaust system of the V-type engine. When the unequal lengths are set, the exhaust sound pressure level of the integer order is reduced by interfering exhaust sound (sound wave) when the exhaust gas from the two exhaust pipes merges by setting an appropriate exhaust pipe assembly position. On the other hand, exhaust sound components having a so-called half order other than the basic order (integer order) due to the explosion of the internal combustion engine (for example, 0.5 times (0.5 order) and 1.5 times (1.5 times the engine speed)) Next), 2.5 times (2.5th order) and the like) interference was noticeable, and an unpleasant exhaust sound such as a so-called “battered” sound was generated. For this reason, there has been an unsolved problem in sensory performance, such as improvement of unpleasant exhaust noise.
すなわち、一方の排気管と他方の排気管が等長である場合には、図4(a)に示すように、管路長で決まる共鳴周波数が等しくなるために左右のバンクからの整数次数の排気音が干渉により強め合って合流後の合成波が高音圧レベルになるのに対して、一方の排気管と他方の排気管が不等長である場合には、図4(b)に示すように、左右のバンクからの整数次数の排気音は干渉により弱め合って合流後の合成波が低音圧レベルになる傾向があるという利点があるものの、ハーフ次数の排気音については等長である場合に比べて排気合流時の干渉のために排気音圧レベルが相対的に高くなってしまい(図5参照)、その結果、合成された音を聞くと、不快なボロボロとした排気音色となって官能的な排気音性能が低下していた。 That is, when one exhaust pipe and the other exhaust pipe have the same length, as shown in FIG. 4 (a), the resonance frequencies determined by the pipe length are equal, so that the integer orders from the left and right banks are equal. FIG. 4B shows a case where the exhaust sound strengthens due to interference and the combined wave after merging has a high sound pressure level, whereas one exhaust pipe and the other exhaust pipe are unequal in length. As described above, although the exhaust sounds of integer orders from the left and right banks have the advantage that they tend to weaken due to interference and the combined wave after joining tends to have a low sound pressure level, the exhaust sounds of half orders are equal in length. Compared to the case, the exhaust sound pressure level becomes relatively high due to interference at the time of exhaust merging (see FIG. 5), and as a result, when the synthesized sound is heard, it becomes an unpleasant exhausted exhaust tone. The sensual exhaust sound performance was degraded.
そこで、本発明は、複数の排気管の不等長に起因するハーフ次数の排気音干渉を抑え、排気音色を改善した内燃機関の排気装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an exhaust system for an internal combustion engine that suppresses interference of exhaust noise of a half order due to unequal lengths of a plurality of exhaust pipes and improves the exhaust tone.
本発明は、上記目的達成のため、(1)内燃機関からの排気ガスをそれぞれ導入する一方の排気管及びこの排気管より管長の長い他方の排気管を備え、前記一方の排気管及び前記他方の排気管に導入された前記排気ガスを所定の合流点で合流させて排気する内燃機関の排気装置において、前記合流点より上流側で、前記一方の排気管、又は前記他方の排気管の少なくとも一方の排気温度を調整することにより、前記一方の排気管から前記合流点に流れる排気ガスの温度を前記他方の排気管から前記合流点に流れる排気ガスの温度より低い温度に調節する排気温度調節手段を設けたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention includes (1) one exhaust pipe for introducing exhaust gas from an internal combustion engine and the other exhaust pipe having a longer length than the exhaust pipe, and the one exhaust pipe and the other exhaust pipe. In the exhaust system for an internal combustion engine that exhausts the exhaust gas introduced into the exhaust pipe by joining at a predetermined junction, at least one of the one exhaust pipe or the other exhaust pipe is located upstream from the junction. By adjusting the temperature of one exhaust gas, the temperature of the exhaust gas flowing from the one exhaust pipe to the junction is adjusted to be lower than the temperature of the exhaust gas flowing from the other exhaust pipe to the junction. Means is provided.
この構成により、管長の短い一方の排気管中の音速が相対的に他方の排気管中の音速より小さくなることから、一方の排気管と他方の排気管との管長差を多少小さくするのと同等の効果を生じさせ、一方及び他方の排気管からの排気ガスの合流時に、内燃機関の爆発による基本次数以外のハーフ次数の排気音圧が干渉により強められるのを防止することができ、車両床下のレイアウト面から一方の排気管と他方の排気管の管長が異ならざるを得ない場合等でも、いわゆる「ボロボロ音」のような不快な排気音の音圧レベルを低減させることができる。 With this configuration, the speed of sound in one exhaust pipe with a short pipe length is relatively smaller than the speed of sound in the other exhaust pipe, so that the difference in pipe length between one exhaust pipe and the other exhaust pipe is somewhat reduced. It is possible to produce an equivalent effect and prevent the exhaust sound pressure of the half order other than the basic order due to the explosion of the internal combustion engine from being increased by interference when the exhaust gas from one and the other exhaust pipes merges. Even when the lengths of one exhaust pipe and the other exhaust pipe must be different from the layout surface under the floor, it is possible to reduce the sound pressure level of an unpleasant exhaust sound such as a so-called “tattered sound”.
上記(1)の構成を有する本発明の内燃機関の排気装置は、好ましくは、(2)前記排気温度調節手段が、前記一方の排気管内を通る排気ガスを冷却するものである。 In the exhaust system for an internal combustion engine of the present invention having the configuration (1), preferably, (2) the exhaust temperature adjusting means cools the exhaust gas passing through the one exhaust pipe.
この場合、一方の排気管内の排気ガス温度が低下するので、一方の排気管内の排気音速が低下され、一方の排気管の気柱共鳴周波数も低下する。これにより、一方の排気管の下流側に消音器があればその消音効果を高めることができるし、大気中に放出される排気温度を低下させることができる。 In this case, the exhaust gas temperature in one exhaust pipe decreases, so the exhaust sound speed in one exhaust pipe decreases, and the air column resonance frequency of one exhaust pipe also decreases. Thereby, if there is a silencer in the downstream of one exhaust pipe, the silencing effect can be enhanced, and the exhaust temperature released into the atmosphere can be lowered.
上記(2)の構成を有する内燃機関の排気装置は、(3)前記排気温度調節手段が、前記内燃機関を冷却する冷却水と前記一方の排気管内を通る排気ガスとの間で熱交換する排気熱再循環器を有するものであるのが好ましい。 In the exhaust device for an internal combustion engine having the configuration of (2), (3) the exhaust temperature adjusting means exchanges heat between the cooling water for cooling the internal combustion engine and the exhaust gas passing through the one exhaust pipe. It is preferable to have an exhaust heat recirculator.
この構成により、内燃機関の冷却水と一方の排気管内を通る排気ガスとの間で熱交換がなされるので、排気熱をエンジン側に再循環させることができ、通常のガソリン車やディーゼル車では、始動直後のエンジンの早期暖機及び暖房性能の向上に寄与し得る。また、エンジンとは別に走行駆動用モータを併有するハイブリッド車であれば、更に、エンジン運転時間の短縮による燃費向上に寄与し得るものとなる。 With this configuration, heat is exchanged between the cooling water of the internal combustion engine and the exhaust gas passing through one of the exhaust pipes, so that the exhaust heat can be recirculated to the engine side. This can contribute to the early warming up of the engine immediately after starting and the improvement of the heating performance. In addition, a hybrid vehicle having a traveling drive motor separately from the engine can further contribute to improvement in fuel consumption by shortening the engine operation time.
上記(1)〜(3)の何れかの構成を有する内燃機関の排気装置は、(4)前記一方の排気管及び前記他方の排気管からの排気ガスをそれぞれ導入して消音する消音器を備え、前記合流点が前記消音器内に位置するように構成することができる。 An exhaust system for an internal combustion engine having any one of the configurations (1) to (3) includes: (4) a silencer that introduces and silences exhaust gases from the one exhaust pipe and the other exhaust pipe, respectively. And the merging point may be located in the silencer.
この構成により、前記合流点が消音器内に位置するので、一方の排気管を比較的長くすることができ、排気温度調節手段の配置の自由度を高めることができる。 With this configuration, since the junction is located in the silencer, one of the exhaust pipes can be made relatively long, and the degree of freedom of arrangement of the exhaust temperature adjusting means can be increased.
また、上記(1)〜(3)の何れかの構成を有する内燃機関の排気装置は、(5)前記一方の排気管及び前記他方の排気管を両排気管の下流端部で集合させる集合管を備え、前記合流点が前記集合管内に位置するものであってもよい。 The internal combustion engine exhaust system having any one of the above configurations (1) to (3) includes (5) an assembly in which the one exhaust pipe and the other exhaust pipe are assembled at the downstream ends of both exhaust pipes. A pipe may be provided, and the junction may be located in the collecting pipe.
この構成により、前記合流点が集合管内に位置するので、一方の排気管及び他方の排気管を消音器等の設置位置に関係なく任意の位置で集合させることができ、前記一方の排気管及び前記他方の排気管の管長設定及びレイアウトの自由度を高めることができる。 With this configuration, since the confluence is located in the collecting pipe, the one exhaust pipe and the other exhaust pipe can be gathered at an arbitrary position regardless of the installation position of the silencer, etc. The length of the other exhaust pipe can be set and the degree of layout can be increased.
上記(1)〜(5)の何れかの構成を有する内燃機関の排気装置は、(6)前記一方の排気管及び前記他方の排気管からの排気ガスを導入して消音する消音器を備え、前記合流点が前記消音器外に位置するのが好ましい。 An exhaust system for an internal combustion engine having any one of the configurations (1) to (5) includes (6) a silencer that silences the exhaust gas introduced from the one exhaust pipe and the other exhaust pipe. The junction is preferably located outside the silencer.
これにより、消音器を集合管の位置に拘束されることなく配置することができ、そのレイアウトの自由度を高めることができる。なお、この場合、集合管を消音器より上流側に配置して一方の排気管及び他方の排気管を通ったガスを合流させた後に消音器に導入させることができるし、一方の排気管及び他方の排気管にそれぞれ消音器を装着して消音器より下流側で一方の排気管及び他方の排気管を集合させることもできる。 Thereby, a silencer can be arrange | positioned without being restrained by the position of a collecting pipe, and the freedom degree of the layout can be raised. In this case, the collecting pipe can be arranged upstream of the silencer, and the gas passing through the one exhaust pipe and the other exhaust pipe can be merged and then introduced into the silencer. It is also possible to attach a silencer to each of the other exhaust pipes and to collect one exhaust pipe and the other exhaust pipe downstream from the silencer.
上記(1)〜(3)の何れかの構成を有する本発明の内燃機関の排気装置は、(7)前記一方の排気管に装着された排気ガス浄化用の触媒装置を備え、前記排気温度調節手段が、前記触媒装置よりも下流側で前記一方の排気管に装着された冷却部を有するものでもよい。 The exhaust system for an internal combustion engine of the present invention having the configuration of any one of (1) to (3) includes (7) an exhaust gas purifying catalyst device mounted on the one exhaust pipe, and the exhaust temperature. The adjusting means may include a cooling unit attached to the one exhaust pipe on the downstream side of the catalyst device.
この場合、触媒装置を通過した後の排気ガスを冷却するので、触媒装置の始動時暖機性への悪影響がない。 In this case, since the exhaust gas after passing through the catalyst device is cooled, there is no adverse effect on the warm-up property at the start of the catalyst device.
また、上記(1)又は(2)の構成を有する本発明の内燃機関の排気装置は、(8)前記他方の排気管に装着された排気ガス浄化用の他方の触媒装置を備え、前記排気温度調節手段が、前記他方の触媒装置内又は前記他方の触媒装置よりも上流側で前記排気ガスを加熱する加熱部を有するものであってもよい。 The exhaust system for an internal combustion engine according to the present invention having the above-described configuration (1) or (2) includes (8) the other exhaust gas purification catalyst device mounted on the other exhaust pipe, and the exhaust gas The temperature adjusting means may include a heating unit that heats the exhaust gas in the other catalyst device or upstream of the other catalyst device.
この構成により、管長の長い他方の排気管内の排気ガス温度が上昇し、他方の排気管内の排気音速が大きくなることで、管長の短い一方の排気管中の音速が相対的に他方の排気管中の音速より小さくなる。したがって、他方の排気管内の排気音速を上昇させ、実質的にこの他方の排気管の管長を短くしたのと同等の効果、すなわち、一方の排気管と他方の排気管との管長差を多少小さくするのと同等の効果を生じさせ、一方及び他方の排気管からの排気ガスの合流時に内燃機関の爆発による基本次数以外のハーフ次数の排気音圧が干渉により強められるのを防止することができる。 With this configuration, the exhaust gas temperature in the other exhaust pipe having the longer pipe length rises and the exhaust sound speed in the other exhaust pipe increases, so that the sound speed in the one exhaust pipe having the shorter pipe length is relatively reduced. It becomes smaller than the sound speed inside. Therefore, the effect of increasing the sound speed of the exhaust in the other exhaust pipe and substantially shortening the pipe length of the other exhaust pipe, that is, the pipe length difference between one exhaust pipe and the other exhaust pipe is slightly reduced. It is possible to produce an effect equivalent to the above, and to prevent the exhaust sound pressure of the half order other than the basic order due to the explosion of the internal combustion engine from being strengthened by interference when the exhaust gas from one and the other exhaust pipes merges. .
また、上記(1)〜(8)の何れかの構成を有する本発明の内燃機関の排気装置は、(9)前記内燃機関がそれぞれ複数の気筒が形成された一対のバンクを有し、前記一方の排気管及び前記他方の排気管が前記一対のバンクにそれぞれ連結されているものであるのが好ましい。 In addition, an exhaust system for an internal combustion engine according to the present invention having any one of the configurations (1) to (8) described above is (9) the internal combustion engine has a pair of banks each having a plurality of cylinders, It is preferable that one exhaust pipe and the other exhaust pipe are respectively connected to the pair of banks.
この構成により、V型エンジンの一対のバンクに対応する2つの排気管が不等長になっても、ハーフ次数の排気音成分を有効に低減させることができる。 With this configuration, even if the two exhaust pipes corresponding to the pair of banks of the V-type engine have unequal lengths, the half-order exhaust sound component can be effectively reduced.
本発明によれば、一方の排気管中の音速を相対的に他方の排気管中の音速よりも低下させて両排気管の管長差を小さくするのと同等の効果を生じさせ、両排気管からの排気ガスの合流時に内燃機関の爆発による基本次数以外のハーフ次数の排気音圧が干渉により強められるのを防止することができ、車両床下のレイアウト面から一方の排気管と他方の排気管の管長が異ならざるを得ない場合等でも、いわゆる「ボロボロ音」のような不快な排気音圧レベルを低減させることができる。その結果、排気音色を改善した内燃機関の排気装置を提供することができる。 According to the present invention, the speed of sound in one exhaust pipe is relatively lowered than the speed of sound in the other exhaust pipe to produce the same effect as reducing the pipe length difference between the two exhaust pipes. It is possible to prevent the exhaust sound pressure of the half order other than the basic order due to the explosion of the internal combustion engine from being increased due to interference when the exhaust gas from the engine is merged, and one exhaust pipe and the other exhaust pipe from the layout surface under the vehicle floor Even when the pipe lengths of the pipes are inevitably different, an unpleasant exhaust sound pressure level such as so-called “tattered sound” can be reduced. As a result, an exhaust system for an internal combustion engine with improved exhaust tone can be provided.
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1の実施の形態]
図1及び図2は本発明の第1の実施の形態に係る内燃機関の排気装置を示す図である。
[First embodiment]
1 and 2 are views showing an exhaust device for an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention.
まず、その構成について説明する。 First, the configuration will be described.
図1において、多気筒の内燃機関であるV型8気筒のエンジン11は複数のバンク11a、11bを有しており、エンジン11の両側に配置された排気マニホルド12、13がその上流側の端部でバンク11a、11bに結合され、エンジン11の各バンク11a、11bから排気マニホルド12、13内の排気通路内に排気ガスが排出されるようになっている。 In FIG. 1, a V-type 8-cylinder engine 11 which is a multi-cylinder internal combustion engine has a plurality of banks 11a and 11b, and exhaust manifolds 12 and 13 arranged on both sides of the engine 11 have upstream ends. The exhaust gas is discharged from the banks 11a and 11b of the engine 11 into the exhaust passages in the exhaust manifolds 12 and 13, respectively.
具体的には、排気マニホルド12は、例えばエンジン11の一方のバンク11aに形成された第1気筒から第4気筒(図1中に#1、#2、#3、#4の符号で示す複数の気筒)の排気ポートにそれぞれ接続する複数の排気導入部12a及びこれらを集合させる集合管部12bを有しており、排気マニホルド13は、例えばエンジン11の他方のバンク11bに形成された第5気筒から第8気筒(図1中に#5、#6、#7、#8の符号で示す複数の気筒)の排気ポートにそれぞれ接続する複数の排気導入部13a及びこれらを集合させる集合管部13bを有している。なお、エンジン11は所定の爆発順序、例えば第1気筒、第8気筒、第4気筒、第3気筒、第6気筒、第5気筒、第2気筒、第7気筒の順に爆発するようになっており、エンジン11の運転中、その順序で排気行程となるエンジン11から排気マニホルド12、13内に順次排気がなされるようになっている。 Specifically, the exhaust manifold 12 is, for example, a first cylinder to a fourth cylinder formed in one bank 11a of the engine 11 (a plurality indicated by reference numerals # 1, # 2, # 3, and # 4 in FIG. 1). The exhaust manifold 13 is connected to an exhaust port of each of the cylinders), and a collecting pipe portion 12b that collects the exhaust introduction portions 12a. The exhaust manifold 13 is formed in the other bank 11b of the engine 11, for example. A plurality of exhaust introduction portions 13a connected to the exhaust ports of the cylinders to the eighth cylinder (a plurality of cylinders indicated by symbols # 5, # 6, # 7, and # 8 in FIG. 1) and a collecting pipe portion for collecting them 13b. The engine 11 explodes in a predetermined explosion order, for example, the first cylinder, the eighth cylinder, the fourth cylinder, the third cylinder, the sixth cylinder, the fifth cylinder, the second cylinder, and the seventh cylinder. During operation of the engine 11, exhaust is sequentially performed into the exhaust manifolds 12 and 13 from the engine 11 that is in the exhaust stroke in that order.
本実施形態の内燃機関の排気装置は、これら排気マニホルド12、13を介してエンジン11からの排気ガスをそれぞれ導入する互いに管長の異なる第1の排気管21(一方の排気管)及び第2の排気管22(他方の排気管)を備えている。第1の排気管21は、第2の排気管22より管長が短くなっており、排気マニホルド12の集合管部12bに接続されている。また、第1の排気管21より管長が長い第2の排気管22は、排気マニホルド13の集合管部13bに接続されている。 The exhaust system for an internal combustion engine according to the present embodiment has a first exhaust pipe 21 (one exhaust pipe) and a second exhaust pipe having different pipe lengths for introducing exhaust gases from the engine 11 through the exhaust manifolds 12 and 13, respectively. An exhaust pipe 22 (the other exhaust pipe) is provided. The first exhaust pipe 21 has a shorter length than the second exhaust pipe 22 and is connected to the collecting pipe portion 12 b of the exhaust manifold 12. In addition, the second exhaust pipe 22 that is longer than the first exhaust pipe 21 is connected to the collecting pipe portion 13 b of the exhaust manifold 13.
第1の排気管21及び第2の排気管22内を通る排気ガスは、所定の合流点Aで合流した後に排気されるようになっている。 The exhaust gas passing through the first exhaust pipe 21 and the second exhaust pipe 22 is exhausted after joining at a predetermined joining point A.
すなわち、第1の排気管21及び第2の排気管22は、それぞれ排気マニホルド12、13に接続された上流端部21a、22aと、消音器24に接続された下流端部21b、22bとを有しており、両排気管21、22の下流端部21b、22bはそれぞれ消音器24内に挿入され、消音器24内で開口している。この場合、第1の排気管21及び第2の排気管22内を通る排気ガスはこの消音器24内で合流することになり、所定の合流点Aは消音器24内に位置する。 That is, the first exhaust pipe 21 and the second exhaust pipe 22 have upstream ends 21a and 22a connected to the exhaust manifolds 12 and 13, respectively, and downstream ends 21b and 22b connected to the silencer 24. The downstream ends 21 b and 22 b of the exhaust pipes 21 and 22 are inserted into the silencer 24 and open in the silencer 24. In this case, the exhaust gas passing through the first exhaust pipe 21 and the second exhaust pipe 22 merges in the silencer 24, and the predetermined junction A is located in the silencer 24.
なお、排気マニホルド12、13内の排気通路の長さは互いに等しくなっているので、第1の排気管21の管長L1はエンジン11の一方のバンク11aの複数の排気ポートから合流点Aまでの平均の排気通路長さに対応し、第2の排気管22の管長L2はエンジン11の他方のバンク11bの複数の排気ポートから合流点Aまでの平均の排気通路長さに対応することになる。 Since the lengths of the exhaust passages in the exhaust manifolds 12 and 13 are equal to each other, the pipe length L1 of the first exhaust pipe 21 is from a plurality of exhaust ports of one bank 11a of the engine 11 to the junction A. Corresponding to the average exhaust passage length, the pipe length L2 of the second exhaust pipe 22 corresponds to the average exhaust passage length from the plurality of exhaust ports of the other bank 11b of the engine 11 to the junction A. .
また、図1では、第1の排気管21は、それぞれ触媒装置31a、31bを装着した上流側排気管部21cと、消音器24側に溶接等により固定された下流側排気管部21dとからなり、これら上流側排気管部21c及び下流側排気管部21dをフランジ接合部21eでフランジ結合したものとなっている。同様に、第2の排気管22も、それぞれ触媒装置32a、32bを装着した上流側排気管部22cと、消音器24側に溶接等により固定された下流側排気管部22dとからなり、これら上流側排気管部22c及び下流側排気管部22dをフランジ接合部22eでフランジ結合したものとなっている。さらに、消音器24には排気口26aを有する最後尾の排気管部26が接続されている。なお、消音器24自体は公知のものであるので、消音器24の詳細な内部構造の説明は省略する。 In FIG. 1, the first exhaust pipe 21 includes an upstream exhaust pipe portion 21c equipped with catalyst devices 31a and 31b, respectively, and a downstream exhaust pipe portion 21d fixed to the silencer 24 by welding or the like. Thus, the upstream exhaust pipe portion 21c and the downstream exhaust pipe portion 21d are flange-coupled by a flange joint portion 21e. Similarly, the second exhaust pipe 22 also includes an upstream exhaust pipe portion 22c equipped with the catalyst devices 32a and 32b, and a downstream exhaust pipe portion 22d fixed to the silencer 24 by welding or the like. The upstream side exhaust pipe part 22c and the downstream side exhaust pipe part 22d are flange-connected by a flange joint part 22e. Further, the muffler 24 is connected to the rearmost exhaust pipe portion 26 having an exhaust port 26a. In addition, since the silencer 24 itself is a well-known thing, description of the detailed internal structure of the silencer 24 is abbreviate | omitted.
一方、第1の排気管21及び第2の排気管22のうち管長の短い第1の排気管21には、合流点Aより上流側に位置して第1の排気管21から合流点Aに流れる排気ガスの温度を、第2の排気管22から合流点Aに流れる排気ガスの温度より低い温度に調節する排気温度調節手段としての排気熱再循環器40が装着されている。 On the other hand, of the first exhaust pipe 21 and the second exhaust pipe 22, the first exhaust pipe 21 having a short pipe length is located upstream from the joining point A and is moved from the first exhaust pipe 21 to the joining point A. An exhaust heat recirculator 40 is mounted as exhaust temperature adjusting means for adjusting the temperature of the flowing exhaust gas to a temperature lower than the temperature of the exhaust gas flowing from the second exhaust pipe 22 to the junction A.
排気熱再循環器40は、エンジン11の冷却水と第1の排気管21内を通る排気ガスとの間で熱交換する公知の熱交換器であり、例えば図2に示すように、第1の排気管21の一部の全周を取り囲むケース41内に排気クーラ42を設けたものである。この排気クーラ42は、ケース41を貫通する冷却水導入部42a及び冷却水排出部42bと、これら冷却水導入部42a及び冷却水排出部42bに接続されたクーラ本体部42cとによって構成されており、クーラ本体部42cはその内部に図示しない冷却水通路を有するとともに、ケース41内の排気ガスに広面積で接触する排気冷却面を有している。なお、排気熱再循環器40のこのような熱交換器としての構成自体は、他の公知の各種の熱交換器の構成(例えば上記特許文献3の図6に図示されたもの)と同様とすることができる。 The exhaust heat recirculator 40 is a known heat exchanger for exchanging heat between the cooling water of the engine 11 and the exhaust gas passing through the first exhaust pipe 21. For example, as shown in FIG. An exhaust cooler 42 is provided in a case 41 surrounding the entire circumference of a part of the exhaust pipe 21. The exhaust cooler 42 includes a cooling water introduction part 42a and a cooling water discharge part 42b that penetrate the case 41, and a cooler main body part 42c connected to the cooling water introduction part 42a and the cooling water discharge part 42b. The cooler main body 42c has a cooling water passage (not shown) therein and an exhaust cooling surface that contacts the exhaust gas in the case 41 over a wide area. Note that the configuration of the exhaust heat recirculator 40 as such a heat exchanger itself is the same as the configuration of other known various heat exchangers (for example, the one shown in FIG. 6 of Patent Document 3). can do.
また、排気熱再循環器40の排気クーラ42は、エンジン11に装備された図示しないウォーターポンプに配管接続され、エンジン11内のウォータージャケット及びその前方に配置されたラジエータ45内を通る冷却水の循環回路の一部を構成するようになっており、例えば冷却水導入部42aにエンジン11を冷却した後の冷却水を導入し、冷却水排出部42bからエンジン11側(ラジエータ45からエンジン11への冷却水供給通路)に排気冷却後の冷却水を還流させるようになっている。すなわち、排気クーラ42は、排気冷却により温度上昇した冷却水をエンジン11側に還流させることで、エンジン11の排気熱をエンジン11側に再循環させることができる。 The exhaust cooler 42 of the exhaust heat recirculator 40 is connected to a water pump (not shown) mounted on the engine 11 by piping, and the cooling water passing through the water jacket in the engine 11 and the radiator 45 disposed in front of the water jacket. For example, the cooling water after cooling the engine 11 is introduced into the cooling water introduction part 42a, and the cooling water discharge part 42b is connected to the engine 11 side (from the radiator 45 to the engine 11). The cooling water after exhaust cooling is recirculated to the cooling water supply passage). That is, the exhaust cooler 42 can recirculate the exhaust heat of the engine 11 to the engine 11 side by returning the cooling water whose temperature has been increased by exhaust cooling to the engine 11 side.
排気熱再循環器40は、さらに、排気クーラ42内を通る冷却水の流量を加減調節する流量調節バルブ47を含んで構成されており、この流量調節バルブ47は、例えばエンジン11又はラジエータ45に支持される一方、エンジン11を電子制御する図示しないエンジンコントロールコンピュータによって制御されるようになっている。すなわち、排気熱再循環器40は、流量調節バルブ47及びエンジンコントロールコンピュータと協働し、前記排気温度調節手段として機能する。 The exhaust heat recirculator 40 further includes a flow rate adjusting valve 47 that adjusts the flow rate of the cooling water passing through the exhaust cooler 42. The flow rate adjusting valve 47 is connected to the engine 11 or the radiator 45, for example. While being supported, the engine 11 is controlled by an engine control computer (not shown) that electronically controls the engine 11. In other words, the exhaust heat recirculator 40 functions as the exhaust temperature adjusting means in cooperation with the flow rate adjusting valve 47 and the engine control computer.
また、排気熱再循環器40は、第1の排気管21に装着された排気ガス浄化用の触媒装置31a、31bよりも下流側に位置しており、触媒装置31a、31bを通過した後の排気ガスが排気熱再循環器40のケース41内を通るようになっている。 The exhaust heat recirculator 40 is located on the downstream side of the exhaust gas purification catalyst devices 31a and 31b attached to the first exhaust pipe 21, and after passing through the catalyst devices 31a and 31b. Exhaust gas passes through the case 41 of the exhaust heat recirculator 40.
次に、作用を説明する。 Next, the operation will be described.
エンジン11の運転中、エンジン11の両側の排気マニホルド12、13から第1の排気管21及び第2の排気管22に排気ガスが導入され、両排気管21、22内を通った排気ガスは消音器24内で合流するとともに消音され、最後尾の排気管部26を通して大気中に排気される。 During operation of the engine 11, exhaust gas is introduced into the first exhaust pipe 21 and the second exhaust pipe 22 from the exhaust manifolds 12 and 13 on both sides of the engine 11, and the exhaust gas passing through both the exhaust pipes 21 and 22 is In the silencer 24, they merge and are silenced, and are exhausted to the atmosphere through the exhaust pipe part 26 at the end.
この状態において、第1の排気管21及び第2の排気管22には、エンジン11の所定の爆発順序に従ってエンジン11から順次高温の排気がなされ、第1の排気管21及び第2の排気管22内の排気圧力がエンジン11の回転に応じて変動する。 In this state, the first exhaust pipe 21 and the second exhaust pipe 22 are sequentially exhausted at a high temperature from the engine 11 in accordance with a predetermined explosion order of the engine 11, and the first exhaust pipe 21 and the second exhaust pipe. The exhaust pressure in 22 fluctuates according to the rotation of the engine 11.
このとき、エンジン11の排気ポートから合流点Aまでの排気通路長さをL、通路(排気管路)の直径をdとし、エンジン11の回転に応じて変動する排気音(音波)の周波数をf、モード次数をm、音速をCとすれば、各排気管21、22内の排気音による各排気管21、22のヘルムホルツ共鳴周波数(固有振動数)は、次の式(1)で表される。
本実施形態においては、排気熱再循環器40によって、エンジン11の冷却水と第1の排気管21内を通る排気ガスとの間の熱交換がなされ、第1の排気管21内を通る排気ガスの温度が第2の排気管22内を通る排気ガスの温度より低温に調節されるので、第1の排気管21内の音速が低下し、第1の排気管21の気柱共鳴周波数fも低下することになって、実質的に第1の排気管21の管長L1を長くしたのと同等の効果が生じることになる。したがって、合流点Aにおける第1の排気管21及び第2の排気管22からの排気ガスの合流時に、エンジン11の爆発による基本次数(整数次数)以外のハーフ次数の排気音圧が干渉により強め合うことのが防止され、ハーフ次数の排気音が不快な排気音として聞こえる音域から外れる。すなわち、本実施形態のようにV型エンジンで、第1の排気管21と第2の排気管22に対応する2つの排気ガス通路が不等長になり易い場合でも、ハーフ次数の排気音成分を有効に低減させることができ、その結果、車両の床下のレイアウト面から第1の排気管21と第2の排気管22が不等長にならざるを得ない場合でも、いわゆる「ボロボロ音」のような不快な排気音の音圧レベルを低減させることができる。
At this time, the length of the exhaust passage from the exhaust port of the engine 11 to the junction A is L, the diameter of the passage (exhaust pipe) is d, and the frequency of the exhaust sound (sound wave) that fluctuates according to the rotation of the engine 11 is set. If the mode order is m and the sound speed is C, the Helmholtz resonance frequency (natural frequency) of the exhaust pipes 21 and 22 due to the exhaust sound in the exhaust pipes 21 and 22 is expressed by the following equation (1). Is done.
In the present embodiment, the exhaust heat recirculator 40 exchanges heat between the cooling water of the engine 11 and the exhaust gas passing through the first exhaust pipe 21, and the exhaust passing through the first exhaust pipe 21. Since the temperature of the gas is adjusted to be lower than the temperature of the exhaust gas passing through the second exhaust pipe 22, the speed of sound in the first exhaust pipe 21 is reduced, and the air column resonance frequency f of the first exhaust pipe 21 is reduced. As a result, the same effect as that obtained by increasing the tube length L1 of the first exhaust pipe 21 is produced. Therefore, when the exhaust gas from the first exhaust pipe 21 and the second exhaust pipe 22 joins at the junction A, the exhaust sound pressure of the half order other than the basic order (integer order) due to the explosion of the engine 11 is strengthened by interference. It is prevented from matching, and the exhaust sound of the half order is out of the range where it can be heard as an unpleasant exhaust sound. That is, even when the two exhaust gas passages corresponding to the first exhaust pipe 21 and the second exhaust pipe 22 are likely to be unequal in the V-type engine as in the present embodiment, the exhaust sound component of the half order. As a result, even when the first exhaust pipe 21 and the second exhaust pipe 22 have to be unequal in length from the layout surface under the floor of the vehicle, so-called “tattered sound” The sound pressure level of such an unpleasant exhaust noise can be reduced.
ちなみに、仮に、第1の排気管21を管長2mとして、排気熱再循環器40によって排気温度を例えば摂氏800度から400度までの範囲で低下させるとすれば、上記(1)式より、排気熱再循環器40による気柱共鳴周波数fの調整幅は17Hz程度となり、これはV型8気筒エンジンの場合、255rpm分の回転差に相当する調節幅であるから、ハーフ次数の不快な排気音の低減に寄与し得ることがわかる。 Incidentally, if the first exhaust pipe 21 has a pipe length of 2 m and the exhaust heat recirculator 40 reduces the exhaust temperature within a range of, for example, 800 degrees Celsius to 400 degrees Celsius, The adjustment range of the air column resonance frequency f by the heat recirculator 40 is about 17 Hz. This is an adjustment range corresponding to a rotational difference of 255 rpm in the case of a V-type 8-cylinder engine. It can be seen that this can contribute to the reduction of
また、本実施形態では、排気温度調節手段としての排気熱再循環器40が、エンジン11の冷却水と第1の排気管21内を通る排気ガスとの間の熱交換をなし、排気熱を再循環させるので、通常のガソリン車やディーゼル車では、始動直後のエンジン11の早期暖機及び車両の暖房性能の向上に寄与し得るものとなる。また、車両がエンジン11と共に走行駆動用の電気モータを装備したハイブリッド車であれば、更に、エンジン運転時間の短縮による燃費向上に寄与することができる。 Further, in this embodiment, the exhaust heat recirculator 40 as the exhaust temperature adjusting means performs heat exchange between the cooling water of the engine 11 and the exhaust gas passing through the first exhaust pipe 21, thereby Since it is recirculated, in a normal gasoline vehicle or diesel vehicle, it can contribute to the early warming up of the engine 11 immediately after starting and the improvement of the heating performance of the vehicle. Further, if the vehicle is a hybrid vehicle equipped with an electric motor for driving along with the engine 11, it can further contribute to improving fuel efficiency by shortening the engine operation time.
また、本実施形態では、合流点Aが消音器24内に位置するので、第1の排気管21を比較的長くすることができ、排気熱再循環器40の配設位置がさほど制約されないで済むことになる。 In the present embodiment, since the junction A is located in the silencer 24, the first exhaust pipe 21 can be made relatively long, and the arrangement position of the exhaust heat recirculator 40 is not so limited. It will be over.
さらに、触媒装置31a、31bよりも下流側に位置する排気熱再循環器40は、触媒装置31a、31bを通過した後の排気ガスを冷却することになるので、触媒装置31a、31bの始動時暖機性への悪影響もない。 Furthermore, since the exhaust heat recirculator 40 located downstream of the catalyst devices 31a and 31b cools the exhaust gas after passing through the catalyst devices 31a and 31b, when the catalyst devices 31a and 31b are started. There is no adverse effect on warm-up.
このように、本実施形態の内燃機関の排気装置によれば、第1の排気管21内の音速を低下させて第1の排気管21の気柱共鳴周波数fを低下させ、実質的にこの第1の排気管21の管長L1を長くしたのと同等の効果を生じさせて、第1の排気管21及び第2の排気管22からの排気ガスの合流時にエンジン11の爆発による基本次数以外のハーフ次数の排気音圧が干渉により強め合うのを有効に抑制することができるので、車両床下のレイアウト面から第1の排気管21と第2の排気管22の管長が異ならざるを得ない場合等でも、いわゆる「ボロボロ音」のような不快な排気音圧レベルを低減させることができ、排気音色を改善した内燃機関の排気装置を提供することができる。 As described above, according to the exhaust system for an internal combustion engine of the present embodiment, the sound velocity in the first exhaust pipe 21 is lowered to lower the air column resonance frequency f of the first exhaust pipe 21, and substantially this Other than the basic order due to the explosion of the engine 11 when the exhaust gas from the first exhaust pipe 21 and the second exhaust pipe 22 merges, producing an effect equivalent to that of increasing the pipe length L1 of the first exhaust pipe 21 Therefore, the first exhaust pipe 21 and the second exhaust pipe 22 have to be different in length from the layout surface under the vehicle floor. Even in such a case, an unpleasant exhaust sound pressure level such as a so-called “tattered sound” can be reduced, and an exhaust device for an internal combustion engine with improved exhaust tone can be provided.
なお、上述の実施形態においては、第1の排気管21及び第2の排気管22を通る排気ガスの合流点Aを消音器24内に位置させていたが、消音器24外にその合流点を設定すべく、第1の排気管21及び第2の排気管22の下流端部を消音器24外で集合させてもよいことはいうまでもない。すなわち、消音器24より上流側に集合管を配置して第1の排気管21及び第2の排気管22を通ったガスを合流させた後に消音器24に導入することができるし、第1の排気管21及び第2の排気管22にそれぞれ消音器24と同程度に消音可能な消音器を装着してそれらの消音器より下流側で第1の排気管21及び第2の排気管22を通ったガスを集合管により合流させることもできる。次に、そのような実施の形態について説明する。 In the above-described embodiment, the confluence point A of the exhaust gas passing through the first exhaust pipe 21 and the second exhaust pipe 22 is located in the silencer 24, but the confluence point is outside the silencer 24. Needless to say, the downstream ends of the first exhaust pipe 21 and the second exhaust pipe 22 may be gathered outside the silencer 24 to set the above. That is, the collecting pipe is disposed upstream of the silencer 24, and the gas passing through the first exhaust pipe 21 and the second exhaust pipe 22 can be merged and then introduced into the silencer 24. Each of the exhaust pipe 21 and the second exhaust pipe 22 is equipped with a silencer that can mute as much as the silencer 24, and the first exhaust pipe 21 and the second exhaust pipe 22 on the downstream side of the silencer. The gas that has passed through can also be merged by the collecting pipe. Next, such an embodiment will be described.
[第2の実施の形態]
図3は、本発明の第2の実施の形態に係る内燃機関の排気装置を示す図である。
[Second Embodiment]
FIG. 3 is a diagram showing an exhaust device for an internal combustion engine according to the second embodiment of the present invention.
本実施形態は上述の第1の実施の形態と類似するもので、第1の排気管及び第2の排気管を通る排気ガスの合流のさせ方が上述の場合とは異なるために第1の排気管及び第2の排気管の長さや形状が相違する点を除けば、他の構成は第1の実施の形態と同様である。したがって、図3中において図1に示した第1の実施の形態の構成要素と同様なものについては、図1中の対応する構成要素と同一の符号で示し、以下、その相違点について説明する。 This embodiment is similar to the above-described first embodiment, and the first method is different from the above-described case in that the exhaust gas passing through the first exhaust pipe and the second exhaust pipe is merged. Except for the point that the length and shape of the exhaust pipe and the second exhaust pipe are different, other configurations are the same as those of the first embodiment. Therefore, in FIG. 3, the same components as those of the first embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as the corresponding components in FIG. 1, and the differences will be described below. .
図3に示すように、本実施形態の内燃機関の排気装置は、第1の排気管51(一方の排気管)及び第2の排気管52(他方の排気管)を消音器54の外方で集合させる集合管53を備えており、第1の排気管51及び第2の排気管52内を通る排気ガスの合流点Bがその集合管53内に位置している。集合管53は、略Y字形のその集合管構造自体は公知のものと同様で、第1の排気管51及び第2の排気管52の下流端部を構成する一対の上流部53a、53bと、消音器54に接続された下流部53cとを有している。なお、第1の排気管51及び第2の排気管52の上流側排気管部51c、52cは、上述した第1の実施形態の排気管21、22の上流側排気管部21c、22cとほぼ同様のもので、排気マニホルド12、13に接続されている。 As shown in FIG. 3, the exhaust device for the internal combustion engine according to the present embodiment has a first exhaust pipe 51 (one exhaust pipe) and a second exhaust pipe 52 (the other exhaust pipe) arranged outside the silencer 54. And a confluence B of exhaust gas passing through the first exhaust pipe 51 and the second exhaust pipe 52 is located in the collective pipe 53. The collecting pipe 53 has a substantially Y-shaped collecting pipe structure itself that is similar to a known one, and a pair of upstream portions 53 a and 53 b that constitute the downstream ends of the first exhaust pipe 51 and the second exhaust pipe 52. And a downstream portion 53c connected to the silencer 54. The upstream exhaust pipe portions 51c and 52c of the first exhaust pipe 51 and the second exhaust pipe 52 are substantially the same as the upstream exhaust pipe portions 21c and 22c of the exhaust pipes 21 and 22 of the first embodiment described above. The same is connected to the exhaust manifolds 12 and 13.
本実施形態においても、第1の排気管51の管路中の気柱共鳴周波数fを低下させ、実質的にこの第1の排気管51の管長L1を長くしたのと同等の効果を生じさせて、合流点Bにおける第1の排気管51及び第2の排気管52内を通る排気ガスの合流時にエンジン11の爆発による基本次数以外のハーフ次数の排気音圧が干渉により強められるのを防止することができ、上述の第1の実施形態と同様の効果が期待できる。 Also in the present embodiment, the air column resonance frequency f in the pipe line of the first exhaust pipe 51 is lowered, and an effect equivalent to that of substantially increasing the pipe length L1 of the first exhaust pipe 51 is produced. Thus, the exhaust sound pressure of the half order other than the basic order due to the explosion of the engine 11 is prevented from being increased by interference when the exhaust gas passing through the first exhaust pipe 51 and the second exhaust pipe 52 at the junction B is joined. The same effect as the first embodiment can be expected.
さらに、本実施形態においては、合流点Bが集合管53内に位置するので、第1の排気管51及び第2の排気管52内の管路を消音器54等の設置位置に関係なく任意の位置で合流させることができる。したがって、第1の排気管51及び第2の排気管52の管長設定及びレイアウトの自由度を高めることができる。 Furthermore, in this embodiment, since the junction B is located in the collecting pipe 53, the pipes in the first exhaust pipe 51 and the second exhaust pipe 52 can be arbitrarily set regardless of the installation position of the silencer 54 or the like. Can be merged at the position. Accordingly, the length of the first exhaust pipe 51 and the second exhaust pipe 52 can be set and the degree of freedom in layout can be increased.
なお、上述の各実施形態においては、第1の排気管及び第2の排気管のうち管長の短い第1の排気管側に排気熱再循環器40を設けていたが、本発明における排気温度調節手段は冷却水を利用する熱交換器に限定されるものでないし、第1の排気管内を通る排気ガスを冷却するものに限定されるものでもない。 In each of the above-described embodiments, the exhaust heat recirculator 40 is provided on the side of the first exhaust pipe having the short pipe length of the first exhaust pipe and the second exhaust pipe. The adjusting means is not limited to a heat exchanger that uses cooling water, and is not limited to one that cools the exhaust gas passing through the first exhaust pipe.
例えば、図3に示した第1の排気管51及び第2の排気管52のうち管長の長い第2の排気管52に、同図中に仮想線で示すように電気ヒータh1、h2(排気温度調節手段)を装着して第2の排気管52を通る排気ガス温度を上昇させるようにすれば、第2の排気管52内の排気音速を高めることにより第2の排気管52の管長を多少短くしたのと同等の効果を生じさせることができ、両排気管51、52からの排気ガスの合流点Bでの合流時にエンジン11の爆発による基本次数以外のハーフ次数の排気音圧が干渉により強められるのを防止することができる。この場合、電気ヒータh1、h2は、触媒装置32a、32bのいずれか一方又は双方に装着するか、あるいは、下流側の触媒装置32bより上流側に位置させるようにすることで、触媒暖機用のヒータとしても機能し得る。 For example, the first exhaust pipe 51 and the second exhaust pipe 52 shown in FIG. 3 are connected to the second exhaust pipe 52 having a long pipe length by using the electric heaters h1, h2 (exhaust gas as shown by phantom lines in FIG. If the exhaust gas temperature passing through the second exhaust pipe 52 is increased by attaching a temperature adjusting means), the length of the second exhaust pipe 52 is increased by increasing the exhaust sound speed in the second exhaust pipe 52. An effect equivalent to that of a slightly shortened state can be produced, and the exhaust sound pressure of a half order other than the basic order due to the explosion of the engine 11 interferes when the exhaust gas from both exhaust pipes 51 and 52 joins at the junction B. Can be prevented from being strengthened. In this case, the electric heaters h1 and h2 are mounted on one or both of the catalyst devices 32a and 32b, or are positioned upstream of the downstream catalyst device 32b, thereby warming up the catalyst. It can also function as a heater.
図3に示す場合、排気温度調節手段が電気ヒータh1、h2と共に第1の排気管51に装着された排気熱再循環器40を併有するものとなるから、排気熱再循環器40のみの第2の実施の形態よりも合流点Bにけるハーフ次数の排気音低減のための調整幅を拡大し得る。また、第1の排気管51に排気熱再循環器40を装着せず、第2の排気管52に電気ヒータh1、h2を装着するだけでも、排気音色の調整効果は期待できる。 In the case shown in FIG. 3, since the exhaust temperature adjusting means includes the exhaust heat recirculator 40 mounted on the first exhaust pipe 51 together with the electric heaters h1 and h2, the exhaust heat recirculator 40 alone is used. Compared with the second embodiment, the adjustment range for reducing the exhaust noise of the half order at the junction B can be expanded. Further, the exhaust tone color adjusting effect can be expected only by mounting the electric heaters h1 and h2 on the second exhaust pipe 52 without mounting the exhaust heat recirculator 40 on the first exhaust pipe 51.
以上説明したように、本発明は、一方の排気管又は他方の排気管の少なくとも一方の排気温度を調整することにより、第1の排気管中の音速を第2の排気管中のそれより相対的に低下させ、第1の排気管と第2の排気管の管長差を縮小したのと同等の効果を生じさせて、第1及び第2の排気管の合流点における両排気管からの排気ガスの合流時に内燃機関の爆発による基本次数以外のハーフ次数の排気音圧が干渉により強め合うのを抑制することができ、車両床下のレイアウト面から第1の排気管と第2の排気管の管長が異ならざるを得ない場合等でも、いわゆる「ボロボロ音」のような不快な排気音圧レベルを低減させることができ、排気音色を改善した内燃機関の排気装置を提供することができるという効果を奏するものであり、内燃機関の排気装置、特に車両に搭載され、多気筒内燃機関の排気ガスを一方及び他方の排気管に導入し合流させて干渉による排気音低減を図る内燃機関の排気装置全般に有用である。 As described above, according to the present invention, by adjusting the exhaust temperature of at least one of the one exhaust pipe and the other exhaust pipe, the sound velocity in the first exhaust pipe is made to be relative to that in the second exhaust pipe. The exhaust gas from both the exhaust pipes at the junction of the first and second exhaust pipes is produced with the same effect as reducing the difference in length between the first exhaust pipe and the second exhaust pipe. It is possible to suppress the exhaust sound pressure of the half order other than the basic order due to the explosion of the internal combustion engine at the time of gas merging from interfering with each other, and from the layout surface under the vehicle floor, the first exhaust pipe and the second exhaust pipe Even when the pipe length must be different, an unpleasant exhaust sound pressure level such as so-called “tattering noise” can be reduced, and an exhaust system for an internal combustion engine with improved exhaust tone can be provided. The internal combustion machine Exhaust system, in particular mounted on a vehicle, is useful for exhaust devices in general for an internal combustion engine to reduce exhaust noise reduction by interference by introducing joins the exhaust pipe of the one and the other of the exhaust gas of a multi-cylinder internal combustion engine.
11 エンジン
11a、11b バンク
12、13 排気マニホルド
21、51 第1の排気管(一方の排気管)
21a、22a、51a、52a 上流端部
21b、22b、51b、52b 下流端部
21c、22c 上流側排気管部
21d、22d 下流側排気管部
21e、22e フランジ接合部
22、52 第2の排気管(他方の排気管)
24、54 消音器
26 最後尾の排気管部
31a、31b 触媒装置
32a、32b 触媒装置(他方の触媒装置)
40 排気熱再循環器(排気温度調節手段)
41 ケース
42 排気クーラ
42a 冷却水導入部
42b 冷却水排出部
42c クーラ本体部
45 ラジエータ
47 流量調節バルブ
53 集合管
53a、53b 上流部
53c 下流部
A、B 合流点
h1、h2 電気ヒータ(排気温度調節手段)
L1、L2 管長
11 Engine 11a, 11b Bank 12, 13 Exhaust manifold 21, 51 First exhaust pipe (one exhaust pipe)
21a, 22a, 51a, 52a Upstream end portion 21b, 22b, 51b, 52b Downstream end portion 21c, 22c Upstream exhaust pipe portion 21d, 22d Downstream exhaust pipe portion 21e, 22e Flange joint portion 22, 52 Second exhaust pipe (The other exhaust pipe)
24, 54 Silencer 26 Last exhaust pipe portion 31a, 31b Catalytic device 32a, 32b Catalytic device (the other catalytic device)
40 Exhaust heat recirculator (exhaust temperature control means)
41 Case 42 Exhaust cooler 42a Cooling water introduction part 42b Cooling water discharge part 42c Cooler body part 45 Radiator 47 Flow rate adjustment valve 53 Collecting pipe 53a, 53b Upstream part 53c Downstream part A, B Junction point h1, h2 Electric heater (exhaust temperature adjustment) means)
L1, L2 pipe length
Claims (9)
前記合流点より上流側で、前記一方の排気管、又は前記他方の排気管の少なくとも一方の排気温度を調整することにより、前記一方の排気管から前記合流点に流れる排気ガスの温度を前記他方の排気管から前記合流点に流れる排気ガスの温度より低い温度に調節する排気温度調節手段を設けたことを特徴とする内燃機関の排気装置。 One exhaust pipe for introducing the exhaust gas from the internal combustion engine and the other exhaust pipe having a longer length than the exhaust pipe, and the exhaust gas introduced into the one exhaust pipe and the other exhaust pipe are supplied to the predetermined exhaust pipe. In an exhaust system of an internal combustion engine that exhausts by merging at a junction,
By adjusting the exhaust temperature of at least one of the one exhaust pipe or the other exhaust pipe upstream from the junction, the temperature of the exhaust gas flowing from the one exhaust pipe to the junction is adjusted. An exhaust system for an internal combustion engine, characterized in that exhaust temperature adjusting means for adjusting the temperature to be lower than the temperature of the exhaust gas flowing from the exhaust pipe to the confluence is provided.
前記排気温度調節手段が、前記触媒装置よりも下流側で前記一方の排気管に装着された冷却部を有することを特徴とする請求項1ないし3の何れか1項に記載の内燃機関の排気装置。 An exhaust gas purifying catalyst device mounted on the one exhaust pipe;
The exhaust of the internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the exhaust temperature adjusting means includes a cooling unit mounted on the one exhaust pipe at a downstream side of the catalyst device. apparatus.
前記排気温度調節手段が、前記他方の触媒装置内又は前記他方の触媒装置よりも上流側で前記排気ガスを加熱する加熱部を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の排気装置。 Comprising the other catalyst device for purifying exhaust gas mounted on the other exhaust pipe;
3. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the exhaust gas temperature adjusting means includes a heating unit that heats the exhaust gas in the other catalyst device or upstream of the other catalyst device. Exhaust system.
前記一方の排気管及び前記他方の排気管が前記一対のバンクにそれぞれ連結されていることを特徴とする請求項1ないし8の何れか1項に記載の内燃機関の排気装置。 The internal combustion engine has a pair of banks each having a plurality of cylinders;
9. The exhaust system for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the one exhaust pipe and the other exhaust pipe are connected to the pair of banks, respectively.
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010255520A (en) * | 2009-04-24 | 2010-11-11 | Honda Motor Co Ltd | Silencer |
| JP2012241523A (en) * | 2011-05-16 | 2012-12-10 | Nippon Soken Inc | Internal combustion engine |
| US8905007B2 (en) | 2011-05-16 | 2014-12-09 | Denso Corporation | Internal combustion engine |
| KR20200064605A (en) * | 2018-11-29 | 2020-06-08 | 삼성중공업 주식회사 | Exhausted gas muffler |
| KR102474223B1 (en) * | 2018-11-29 | 2022-12-05 | 삼성중공업(주) | Exhausted gas muffler |
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