[發明專利]內燃機的排氣裝置

有效

• 申請號: 200980161155.0
• 申請日: 2009-08-28
• 公開（公告）號: CN102482965A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: 幸光秀之;高垣仲矢
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: F01N1/08
• 分類號: F01N1/08;F01N13/08
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李洋;王軼

技術領域

本發明涉及內燃機的排氣裝置，特別是涉及抑制因設置于廢氣的排氣方向的最下游的尾管的氣柱共鳴而導致的聲壓的增大的內燃機的排氣裝置。

背景技術

作為在汽車等車輛中使用的內燃機的排氣裝置，公知有如圖19所示的內燃機的排氣裝置(例如，參照專利文獻1)。在圖19中，從作為內燃機的發動機1排出的廢氣經過排氣歧管2，在由催化轉換器3凈化之后被導入到該排氣裝置4。

排氣裝置4構成為包括：與催化轉換器3連結的前部管5；與前部管5連結的中部管6；與中部管6連結的作為消音器的主消聲器7；與主消聲器7連結的尾管8；以及夾裝于尾管8的副消聲器9。

如圖20所示，主消聲器7具備：擴張室7a，廢氣從中部管6的小孔6a擴張而被導入該擴張室7a；以及共鳴室7b，中部管6的下游開口端6b插通于該共鳴室7b，對于從中部管6的下游開口端6b被導入到共鳴室7b的廢氣，借助亥姆霍茲共鳴，特定頻率的排氣音被消音。

在此，當將中部管6的突出至共鳴室7b的部分的突出部分的長度設定為L₁(m)、將中部管6的截面積設定為S(m²)、將共鳴室7b的容積設定為V(m³)、將空氣中的音速設定為c(m/s)時，空氣中的共鳴頻率f_n(Hz)由與亥姆霍茲共鳴相關的下述的式(1)而求得。

fn=c2πSL1·V..........(1)]]>

根據式(1)可知，能夠通過增大共鳴室7b的容積V、或增長中部管6的突出部分的長度L₁而將共鳴頻率朝低頻側調諧；或者通過減小共鳴室7b的容積V、或縮短中部管6的突出部分的長度L₁而將共鳴頻率朝高頻側調諧。

副消聲器9形成為：抑制因通過發動機1運轉時的排氣脈動在尾管8內產生與尾管8的管長對應的氣柱共鳴而導致聲壓增大。

一般地，對于在廢氣的排氣方向上游側以及下游側分別具有上游開口端8a以及下游開口端8b的尾管8，由發動機1運轉時的排氣脈動產生的入射波在尾管8的上游開口端8a以及下游開口端8b進行反射，由此，將以尾管8的管長L作為半波長的頻率的氣柱共鳴作為基本成分，產生波長為該半波長的自然數倍的氣柱共鳴。

具體地說，基本振動(一次成分)的氣柱共鳴的波長λ₁為尾管8的管長L的大致2倍，二次成分的氣柱共鳴的波長λ₂為管長L的大致1倍。并且，三次成分的氣柱共鳴的波長λ₃為管長L的2/3倍。這樣，在尾管8內能夠形成上游開口端8a以及下游開口端8b成為聲壓的波節的駐波。

并且，氣柱共鳴頻率fa由下述式(2)來表示。

fa=c2Ln..........(2)]]>

其中，c：音速(m/s)，L：尾管的管長(m)，n：次數