JPH0222212B2

JPH0222212B2 -

Info

Publication number: JPH0222212B2
Application number: JP60281797A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Ida
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-12-14
Filing date: 1985-12-14
Publication date: 1990-05-17
Also published as: JPS62139916A

Description

【発明の詳細な説明】［技術分野］本発明は内燃機関、殊に自動車用の内燃機関に
使用される排気管に関するものである。

［背景技術］排気管を通る排気の流れは、内燃機関の出力特
性に影響を与えるものであり、このために管径や
長さについてはこれまでも、ある程度、内燃機関
の出力特性に与える影響を考慮したものとなつて
いたが、更に内燃機関の出力特性の向上となるも
のが求められていた。

［発明の目的］本発明はこのような点に鑑み為されたものであ
り、その目的とするところは内燃機関の出力特性
の向上に寄与する内燃機関用排気管を提供するに
ある。

［発明の開示］しかして本発明に係る内燃機関用排気管は、周
方向に間隔をおいて内周面側へと突出する複数個
の突片を備えたものであつて、管の軸線方向に対
して同一周方向に小角度の傾きを備えた三角形状
もしくは台形状として形成されている各突片は、
その短辺側が排気流の上流に、長辺側が下流に向
けられていることに特徴を有しており、軸線方向
に対して同一周方向に傾きを持つ突片により、内
部を流れる排気流がスワール流となるようにする
ことで、内燃機関の高回転域での流量の増大を図
つたものであり、また突片の形状を三角形状もし
くは台形状とするとともに、短辺側を排気流の上
流に、長辺側を下流に向けておくことによつて、
突片の存在によるところの乱流の発生を抑制して
排気流が乱流で乱されることがないものとして、
この点においても排気効率の向上を得られるよう
にしたものである。

ここにおいて、突片の軸線方向に対する周方向
の傾きの角度及び管内への突出長等であるが、こ
れは管の径、内部を流れる排気の量、速度等によ
つて適宜選択されるものであつて、なんら限定す
るものではないが、傾きの角度は３度前後、突出
長は４mm前後が好ましい。あまり角度を大きくし
たり突出長を長くすると、かえつて流路抵抗を増
大させてしまうことになり、排気効率が低下して
しまう。小さ過ぎると効果的なスワール流を得る
ことができない。また突片は管の周方向において
等間隔に形成することが好ましいが、その個数は
上記角度や突出長の場合と同様に、接続される内
燃機関の種類や管自身の条件等にもよるものの、
あまり多くするとやはり流路抵抗の点で問題が出
てくるほか、製作上の点でも問題が出てくるため
に、下記実施例においては12個としているが、こ
れも適用する内燃機関や排気管の管径等に応じて
適宜設定すればよい。

突片の製作にあたつては、排気管に対する切り
起こし加工によるものとするのが容易で好まし
い。この場合、切り起こしに伴なつて開口が生じ
ることになるが、排気管を外筒で覆うとともに間
の空間に吸音材を充填してマフラーを構成するよ
うにすればよい。この時には切り起こし角度を45
度前後としておくと、突片表面にて反射した音
が、切り起こしに伴なつて管に生ずる開口を通じ
て管の外へと出るために、マフラーを形成する場
合に、消音効果の点において有利となる。もちろ
ん、突片を切り起こしに形成するのではなく、た
とえば鋳造やプレス成型によるものとしてもよ
い。

以下本発明を図示の実施例に基づいて詳述する
と、第１図乃至第３図に示す本発明一実施例にお
いては、管１と外管２及びこの両者の間の空間に
充填される吸音材（図示せず）とからなるマフラ
ーとして構成している。断面が円形の丸パイプで
ある管１は、その軸方向において所定間隔をおい
た位置に、夫々複数個（図示例では12個）の突片
５が切り起こしによつて設けられている。ここに
おける軸方向間隔は、短い方が好ましいのである
が、位相の問題もあるために、適宜設定する。ま
た、ここで示した管１は、軸方向における突片５
が形成された部分の間に、マフラーを構成するた
めに多数の小孔６が形成されている。

周方向においてほぼ等間隔で形成されて管１の
内方へと突出しているこれら突片５は、第３図か
ら明らかなように、直角をはさむ２辺の比率がほ
ぼ20：３の直角三角形状をしているもので、短辺
側が排気流の上流側に、長辺側が排気流の下流側
に向くようにされている。そして、切り起こしに
際して、長辺が管１の軸方向とほぼ平行となるよ
うに、また短辺が軸方向とほぼ直交するように切
り起こしていることから、突片５は管１の軸方向
に対して、周方向の３度前後の傾きαを持つもの
となつている。

傾きαを有する突片５は、管１内を流れる排気
流を旋回させていわゆるスワール流とするため
に、流量の増大が可能となるものであり、しかも
各突片５は短辺側が上流側に、長辺側が下流側に
向けられているために、各突片５の下流側におけ
る乱流の発生が少なく、この点でも排気の流れを
スムーズとして流量の増大を可能とすることか
ら、内燃機関の排気効率、殊に高回転域における
排気効率の大幅な向上を得ることができるもので
あり、出力向上を図ることができるものである。

更に、第２図から明らかなように、各突片５は
その切り起こし角度βが45度前後とされている。
このために、排気管内を通つて突片５に当たつた
音波（衝撃波）は、突片５表面における反射によ
つて、吸音材が充填されている管１と外管２との
間の空間へと向かうものであり、従つて、マフラ
ーとしての消音効果も高くなつている。

第４図及び第５図は突片５の形成手段を示して
いる。管１内にマントルダイ１０を差し込んだ状
態で、多方位からパンチ１１を同時に当てること
により、周方向に並んでいる各突片５を同時に形
成するものとしている。

尚、切り起こしによつて突片５を製作する場
合、周方向に並ぶ突片５の数を多くすると、切り
起こしの際に生ずる開口の間の幅が短くなること
によつて強度上の問題が生じるが、これは隣接す
る突片５の大きさを少し変えたり、軸方向に少し
ずらせることによつて対処するようにしてもよ
い。

第６図に示す実施例は、マフラーとは別に排気
路の途中に挿入するものとして構成した例を示し
ており、外管２が断面円形の丸パイプで構成して
いる点、管１と外管２との間に吸音材等を充填し
ていない点、小孔６を設けておらない点等を除け
ば、突片５の形状等は上記実施例と同じである。
外管２の両端は管１に密着している。吸音材こそ
充填しておらないものの、突片５表面で反射した
音波が管１と外管２との間の空間に向かい、しか
もこの空間から管１内へと音波が戻ることが困難
であるために、この場合でも消音効果を得られる
ものであり、サブマフラーとして機能する。

第７図は、第１図乃至第３図に示したマフラー
として構成したものと、第６図に示したサブマフ
ラーとして構成したものとを往復式ガソリン内燃
機関８に接続した場合を示している。図中９は触
媒コンバーターである。この場合、ベンチマーク
テストを行なうと、通常の排気系統に比較する
と、15％前後の出力向上を得られ、殊に内燃機関
８がターボチヤージヤー（排気圧利用の過吸器）
を備えたものである時には、30％もの出力向上を
得ることができた。これは通常の排気系統におけ
るマフラーを、スポーツマフラーとして市販され
ている排気効率の向上を図つた従来のものに取り
替えた場合に得られる出力向上が３〜５％、ター
ボチヤージヤー付き内燃機関の場合でも10〜15％
であつたことと比較すると、約倍の効率アツプと
なつている。

第８図及び第９図に示す実施例は、互いに接続
される一対の管３，３のうち、一方の管３の端部
に突片５を形成するとともに、これに接続される
他方の管３の内径を広げた部分を外管２として、
管３を外管２に差し込んだものである。外管２の
内周面と管３の外周面とは互いに接することか
ら、これらの間に空間が生じることはない。従つ
て消音効果の向上は期待することができないもの
の、排気流をスワール流とすることによる出力向
上の効果は十分に期待することができる。

第１０図に示す実施例は、突片５を備えた管１
を鋳造品として形成して、両端に管３，３を溶接
にて接続したものである。更に第１１図以下に示
す実施例は、突片５を管１に対するプレス成型に
よつて形成している。この実施例によれば、排気
管中の任意の位置に突片５を設けることができ
る。

尚、以上の実施例においては、突片５をいずれ
も三角形状のものとしているが、排気流の上流側
に向く短辺と、下流側に向く長辺とを備えた形状
であればよく、たとえば両側辺の長さの異なる台
形状であつてもよい。

［発明の効果］以上のように本発明においては、管の内周面に
突出する軸線方向に対して小角度の傾きを有する
突出する軸線方向に対して同一周方向に小角度の
傾きを有する複数個の図ることができるものであ
つて、管の径及び長さの適切な選択によるところ
の低・中速回転域のトルク確保とあわせること
で、内燃機関の出力特性をその全回転域において
好ましいものとすることができるものであり、加
えるに各突片はその短辺側が排気流の上流に、長
辺側が下流に向けられているために、突片の下流
側に乱流が発生しがたく、突片の存在で排気流が
乱されることがないことから、排気流をスワール
流とすることがより確実に且つなされるものであ
つて、スムーズな排気を得られ、この点において
も出力特性の向上を得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の破断正面図、第２図
は同上の横断面図、第３図は同上の斜視図、第４
図及び第５図は同上の突片の加工手段を示す正面
図及び断面図、第６図は他の実施例の破断正面
図、第７図は使用状態を示す斜視図、第８図ａ，
ｂは更に他の実施例を示す斜視図、第９図は同上
の縦断面図、第１０図は別の実施例の縦断面図、
第１１図及び第１２図は更に別の実施例の斜視
図、第１３図は同上の横断面図であつて、１は
管、２は外管、５は突片を示す。

Claims

【特許請求の範囲】１周方向に間隔をおいて内周面側へと突出する
複数個の突片を備えたものであつて、管の軸線方
向に対して同一周方向に小角度の傾きを備えた三
角形状もしくは台形状として形成されている各突
片は、その短辺側が排気流の上流に、長辺側が下
流に向けられていることを特徴とする内燃機関用
排気管。２管が外筒で囲まれたマフラーとして構成され
ているとともに、各突片が切り起こしによつて形
成されたものであつて、切り起こし角度が45度前
後とされていることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の内燃機関用排気管。