JP2016102488A - 排気システムにおける排気管同士を連結する球面継手の配置位置決定方法および排気システム - Google Patents
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Abstract
Description
前記排気システムの上流側の端部に所定の振動を加えた場合に、前記球面継手を構成する互いに接触する球面状の内周面と球面状の外周面との間に最大静止摩擦力を発生させるトルク以上の曲げモーメントが発生する箇所を、前記排気システムから検出し、
前記検出した箇所を前記排気システムにおける前記球面継手の配置位置に決定する。
複数の排気管と、
前記排気管同士を連結する球面継手と、を備え、
前記球面継手は、
前記エンジンから所定の振動が前記排気システムに加わった場合に、前記球面継手を構成する互いに接触する球面状の内周面と球面状の外周面との間に最大静止摩擦力を発生させるトルク以上の曲げモーメントが発生する箇所に配置される。
まず、球面継手2なしの排気システム1を用意する。球面継手2なしの排気システム1は、マフラー3および排気管4が一体的に形成されたものでもよいし、あるいは、固定継手5、溶接等により、マフラー3と排気管4との間、および排気管4と排気管4との間を剛結したものでもよい。つぎに、排気システム1が採用される自動車等の車体にこの排気システム1を取り付ける場合と同じマウンタ(吊ゴム等)の取付位置において、マウンタを介して所定の治具に排気システム1を固定する。これにより、排気システム1の車体への取り付け状態を再現する。
排気システム1において、球面継手2の配置可能位置、例えば、マフラー3と排気管4との連結部、排気管4と排気管4との連結部、および排気管4の屈曲部等に、ひずみゲージを取り付ける。
排気システム1が採用される自動車等に搭載予定のエンジンにて想定される振動を、エンジンの模擬振動として生成し、この模擬振動を排気システム1の上流側(エンジン側)である排気管4aに入力する。
排気システム1の上流側からエンジンの模擬振動が加えられた状態において、球面継手2の各配置可能位置に取り付けられたひずみゲージで各配置可能位置における管軸方向の曲げひずみを測定する。そして、球面継手2の配置可能位置毎に、測定した曲げひずみと、配置可能位置にあるマフラー3あるいは排気管4の断面係数およびヤング率とを用いて、曲げモーメントを算出する。
エンジンの模擬振動の全周波数、具体的には、所定の周波数間隔毎に、排気システム1が採用される自動車等に搭載予定のエンジンにて想定される振動の周波数帯域から選択されたすべての周波数において、ステップS3、S4が実施されているか否かをチェックする。エンジンの模擬振動の全周波数において、ステップS3、S4が実施されていない場合(ステップS5で「NO」)、つまり、ステップS3、S4が実施されていない周波数があるならば、ステップS3に戻り、この周波数についてステップS3、S4を実施する。一方、全周波数においてステップS3、S4が実施されている場合(ステップS5で「YES」)、ステップS6に進む。
エンジンの模擬振動の各周波数における球面継手2の配置可能位置各々における曲げモーメントに基づいて、球面継手2の配置候補位置を決定する。例えば、エンジンの模擬振動の周波数毎に、曲げモーメントの最大値を1として、球面継手2の配置可能位置各々における曲げモーメント比を算出する。そして、エンジンの模擬振動の周波数毎に、曲げモーメント比が所定値(例えば0.9)以上である球面継手2の配置可能位置を、球面継手2の配置候補位置に決定する。この際、エンジンの模擬振動の各周波数における曲げモーメントの最大値に基づいて(例えば曲げモーメントの最大値の大きい順に)、球面継手2の配置候補位置を決定する模擬振動の周波数を絞り込んでもよい。
ステップS1により球面継手2なしで組み立てられ、マウンタを介して所定の冶具に固定されることにより車体への取り付け状態が再現された排気システム1において、マフラー3と排気管4との連結部分および排気管4と排気管4との連結部分のうち、球面継手2の配置候補位置に決定された連結部分を固定継手5から球面継手2に置き換える。
排気システム1が採用される自動車等の車体にこの排気システム1を取り付ける場合と同じ位置に設置され、排気システム1を所定の治具に固定するためのマウンタに、加速度センサを取り付ける。
排気システム1が採用される自動車等に搭載予定のエンジンにて想定される振動を、エンジンの模擬振動として生成し、この模擬振動を排気システム1の上流側である排気管4aに入力する。
排気システム1の上流側からエンジンの模擬振動が加えられた状態において、この排気システム1を所定の治具に固定するためのマウンタに取り付けられた加速度センサで加速度を測定する。
エンジンの模擬振動の全周波数、具体的には、排気システム1が採用される自動車等に搭載予定のエンジンにて想定される振動の周波数帯域から、所定の周波数間隔毎に選択されたすべての周波数において、ステップS9、S10が実施されているか否かをチェックする。エンジンの模擬振動の全周波数において、ステップS9、S10が実施されていない場合(ステップS11で「NO」)、つまり、ステップS9、S10が実施されていない周波数があるならば、ステップS9に戻り、この周波数についてステップS9、S10を実施する。一方、全共振周波数において、ステップS9、S10が実施されている場合(ステップS9で「YES」)、ステップS12に進む。
エンジンの模擬振動の各周波数における加速度センサの測定値に基づいて、球面継手2の配置位置を決定する。例えば、エンジンの模擬振動の周波数毎に、加速度センサの測定値が所定の基準値以下となっているか否かを調べる。加速度センサの測定値が所定の基準値以下となっている場合、配置候補位置に配置された球面継手2の互いに接触する球面状の内周面26と球面状の外周面27との間に最大静止摩擦力を発生させるトルク以上の曲げモーメントが発生して、この内周面26と外周面27とが摺動し、その結果、マウンタを介して排気システム1から所定の治具に伝わる振動が低減しているものと考えられる。そこで、エンジンの模擬振動の各周波数において、加速度センサの測定値が所定の基準値以下となっている場合は、配置候補位置を球面継手2の配置位置に決定する。
Claims (5)
- エンジンの排気ガスを排出する排気システムにおける排気管同士を連結する球面継手の配置位置決定方法であって、
前記排気システムの上流側の端部に所定の振動を加えた場合に、前記球面継手を構成する互いに接触する球面状の内周面と球面状の外周面との間に最大静止摩擦力を発生させるトルク以上の曲げモーメントが発生する箇所を、前記排気システムから検出し、
前記検出した箇所を前記排気システムにおける前記球面継手の配置位置に決定する
ことを特徴とする排気システムにおける球面継手の配置位置決定方法。 - 請求項1に記載の排気システムにおける球面継手の配置位置決定方法であって、
前記排気システムの複数箇所にひずみゲージを取り付けて、前記排気システムの上流側の端部に前記エンジンの振動を模した模擬振動を加え、そのときに各ひずみゲージで測定された曲げひずみに基づいて、前記球面継手を構成する互いに接触する球面状の内周面と球面状の外周面との間に最大静止摩擦力を発生させるトルク以上の曲げモーメントが発生する箇所を検出する
ことを特徴とする排気システムにおける排気管同士を連結する球面継手の配置位置決定方法。 - 請求項1に記載の排気システムにおける排気管同士を連結する球面継手の配置位置決定方法であって、
CAE(Computer Aided Engineering)解析により、前記排気システムの上流側の端部に前記エンジンの振動を模した模擬振動を加えたときの応力分布を求め、当該応力分布に基づいて、前記球面継手を構成する互いに接触する球面状の内周面と球面状の外周面との間に最大静止摩擦力を発生させるトルク以上の曲げモーメントが発生する箇所を検出する
ことを特徴とする排気システムにおける排気管同士を連結する球面継手の配置位置決定方法。 - 請求項2または3に記載の排気システムにおける排気管同士を連結する球面継手の配置位置決定方法であって、
前記エンジンの模擬振動の周波数毎に、前記エンジンの模擬振動を前記排気システムの上流側の端部に加えた場合に、前記球面継手を構成する互いに接触する球面状の内周面と球面状の外周面との間に最大静止摩擦力を発生させるトルク以上の曲げモーメントが発生する箇所を、前記排気システムから検出する
ことを特徴とする排気システムにおける排気管同士を連結する球面継手の配置位置決定方法。 - エンジンの排気ガスを排出する排気システムであって、
複数の排気管と、
前記排気管同士を連結する球面継手と、を備え、
前記球面継手は、
前記エンジンから前記排気システムに所定の振動が加わった場合に、前記球面継手を構成する互いに接触する球面状の内周面と球面状の外周面との間に最大静止摩擦力を発生させるトルク以上の曲げモーメントが発生する箇所に配置される
ことを特徴とする排気システム。
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