JPH041290Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、内燃機関の排気消音装置に関す
る。[Detailed Description of the Invention] Industrial Application Field This invention relates to an exhaust silencing device for an internal combustion engine.

従来の技術 近時自動車用内燃機関の排気消音装置にあつて
は、メインマフラに設けられた排気抵抗の異なる
２つの排気通路を機関の回転数に応じて切換え、
低回転域では大きな消音効果を、高回転域では大
きな出力を得られるように構成したものが提供さ
れている（例えば実開昭53−64814号公報参照）。BACKGROUND TECHNOLOGY In recent years, exhaust silencing devices for automobile internal combustion engines have been designed to switch between two exhaust passages with different exhaust resistances provided in a main muffler depending on the engine speed.
A structure has been proposed that provides a large silencing effect in the low rotation range and a large output in the high rotation range (for example, see Japanese Utility Model Application Publication No. 53-64814).

その概略を第８図に基づいて説明すれば、メイ
ンマフラ１の内部に、隔壁で仕切られた共鳴室
２，３と第１拡張室４及び第２拡張室５が設けら
れている。また、上記第１拡張室４は、導入管６
を介して図外の排気マニホールドに連通している
と共に、連通管７を介して共鳴室２と夫々連通し
ている。更に、上記第２拡張室５は、連通管８を
介して第１拡張室４に連通していると共に、大径
の尾管９及び小径なバイパス管１０を介して大気
に連通している。 The outline thereof will be explained based on FIG. 8. Inside the main muffler 1, there are provided resonance chambers 2 and 3, a first expansion chamber 4, and a second expansion chamber 5, which are partitioned by partition walls. Further, the first expansion chamber 4 includes an introduction pipe 6
It communicates with an exhaust manifold (not shown) through a pipe 7, and with the resonance chamber 2 through a communication pipe 7, respectively. Further, the second expansion chamber 5 communicates with the first expansion chamber 4 via a communication pipe 8, and communicates with the atmosphere via a large-diameter tail pipe 9 and a small-diameter bypass pipe 10.

また、上記バイパス管１０の接続部より下流の
尾管９内に、アクチユエータ１１により開閉する
バルブ１２が設けられている。 Further, a valve 12 that is opened and closed by an actuator 11 is provided in the tail pipe 9 downstream from the connecting portion of the bypass pipe 10 .

そして、上記アクチユエータ１１は、制御回路
１３により制御されており、この制御回路１３は
機関の回転数や負荷を検出する検出機構１４から
の出力信号によつて駆動されている。 The actuator 11 is controlled by a control circuit 13, which is driven by an output signal from a detection mechanism 14 that detects the engine speed and load.

したがつて、排気脈動音が主成分となるアイド
リング等の低回転域では制御回路１３によりアク
チユエータ１１がOFF作動してバルブ１２が閉
成される。このため、導入管６から第１拡張室４
に入いつた排気ガスは、連通管７及び連通管８を
介して共鳴管２，３及び第２拡張室５に達し、更
に尾管９の上流部からバイパス管１０を経て外に
排出される。斯る小断面積のバイパス管１０から
排気ガスが排出されるので、排気抵抗により脈動
音の消音効果が著しく大きくなる。 Therefore, in a low rotation range such as idling where exhaust pulsation noise is the main component, the control circuit 13 turns off the actuator 11 and closes the valve 12. For this reason, from the introduction pipe 6 to the first expansion chamber 4
The exhaust gas that has entered reaches the resonance pipes 2 and 3 and the second expansion chamber 5 via the communication pipe 7 and the communication pipe 8, and is further discharged to the outside via the bypass pipe 10 from the upstream part of the tail pipe 9. . Since the exhaust gas is discharged from the bypass pipe 10 having such a small cross-sectional area, the effect of muffling the pulsating noise is significantly increased due to the exhaust resistance.

一方、高回転域では、アクチユエータ１１が
ONしてバルブ１２が開成される。このため、排
気ガスが尾管９とバイパス管１０の両方を流通す
るので、断面積が大きくなりつまり排気抵抗が小
さくなり所望の最大出力を確保できる。 On the other hand, in the high rotation range, the actuator 11
When turned ON, the valve 12 is opened. Therefore, the exhaust gas flows through both the tail pipe 9 and the bypass pipe 10, so that the cross-sectional area becomes large, that is, the exhaust resistance becomes small, and the desired maximum output can be ensured.

考案が解決しようとする問題点 ところで、上記制御回路１３に入力される機関
回転数信号は、例えば電子制御燃料噴射装置を備
えたガソリン機関であれば、一般に図外のデイス
トリビユータに内蔵されたクランク角センサの信
号や点火時期信号などを用いた検出機構１４によ
り検出するようになつている。しかしながら、デ
イーゼル機関にあつては、点火系を有しないた
め、点火系を利用した検出方法を採用し得ず、上
記のような排気消音装置の適用範囲が自ずと制限
されてしまう。Problems to be Solved by the Invention By the way, the engine speed signal input to the control circuit 13 is, for example, a gasoline engine equipped with an electronically controlled fuel injection device, generally provided with a built-in distributor (not shown). Detection is performed by a detection mechanism 14 that uses a signal from a crank angle sensor, an ignition timing signal, or the like. However, since a diesel engine does not have an ignition system, a detection method using the ignition system cannot be adopted, and the scope of application of the above-mentioned exhaust silencer is naturally limited.

問題点を解決するための手段 この考案は、上記従来の排気消音装置の実情に
鑑み案出されたもので、メインマフラに形成され
た排気抵抗の異なる２系統の排気通路を、機関回
転数に応じてバルブにより切換えるようにした構
成を前提とし、上記バルブを開閉制御する制御回
路に機関回転数信号を送る検出機構を、排圧に応
じて伸縮するベローズと、このベローズに設けら
れ、かつ高排圧時に被検の回転軸に接近して回転
数を検出し、低排圧時に離隔して非検出状態とな
るセンサ部とにより構成したものである。Means to Solve the Problem This idea was devised in view of the actual situation of the conventional exhaust silencer described above. The detection mechanism that sends an engine rotation speed signal to the control circuit that controls the opening and closing of the valve is configured using a bellows that expands and contracts according to the exhaust pressure, and a bellows that is provided on this bellows and has a high The sensor section is configured to be close to the rotating shaft to be tested when the pressure is exhausted to detect the rotational speed, and separated when the exhaust pressure is low to be in a non-detecting state.

作 用 上記構成のこの考案にあつては、検出機構が点
火系を全く利用することなく機関の回転数を検出
できるため、広くデイーゼル機関等にも適用可能
となるばかりか、排圧の高低に応じてセンサ部の
回転数検出機能を停止あるいは作動させるもので
あるため、排気流量に応じたバルブの開閉制御が
より高精度となる。Function: With this invention having the above configuration, the detection mechanism can detect the engine speed without using the ignition system at all, so it is not only widely applicable to diesel engines, etc. Since the rotation speed detection function of the sensor section is stopped or activated accordingly, the valve opening/closing control according to the exhaust flow rate becomes more accurate.

実施例 以下この考案の実施例を図面に基づいて詳述す
る。Embodiments Embodiments of this invention will be described below in detail based on the drawings.

第１図はこの考案に係る排気消音装置が、デイ
ーゼル機関２１に適用された一実施例を示してい
る。すなわち、図中２２は機関２１の排気マニホ
ルド、２３はこの排気マニホルド２２に接続され
た排気管、２４は排気管２３に配設されたメイン
マフラであつて、このメインマフラは、上記第８
図に示したものと同様に構成されており、大径な
尾管２６の下流側つまり小径なバイパス管２５の
接続個所下流には、電磁式のアクチユエータ２７
で開閉するバルブ２８が配設されている。上記ア
クチユエータ２７は、制御回路２９の出力信号に
より駆動され、この制御回路２９は燃料噴射ポン
プ３０の前端壁に配置された検出機構３１の機関
回転数信号によつて駆動するようになつている。 FIG. 1 shows an embodiment in which the exhaust silencer according to this invention is applied to a diesel engine 21. That is, in the figure, 22 is an exhaust manifold of the engine 21, 23 is an exhaust pipe connected to the exhaust manifold 22, and 24 is a main muffler disposed in the exhaust pipe 23.
The structure is similar to that shown in the figure, and an electromagnetic actuator 27 is located downstream of the large-diameter tail pipe 26, that is, downstream of the connection point of the small-diameter bypass pipe 25.
A valve 28 is provided which opens and closes with. The actuator 27 is driven by an output signal from a control circuit 29, and the control circuit 29 is driven by an engine speed signal from a detection mechanism 31 disposed on the front end wall of the fuel injection pump 30.

そして、上記検出機構３１は、第２図に示すよ
うに構成され、３２は噴射ポンプ３０の前端壁３
０ａに固設され、かつ内部に上記前端壁３０ａか
ら突出したドライブシヤフト３３を、軸受３４，
３４を介して支持するケーシング、３５はこのケ
ーシング３２内に位置するドライブシヤフト３３
に固定されたシグナルデイスクプレートであつ
て、このシグナルデイスクプレート３５は第３図
にも示すように90°間隔に扇状のスリツト３６が
形成されている。 The detection mechanism 31 is constructed as shown in FIG. 2, and 32 is a front end wall 3 of the injection pump 30.
A drive shaft 33 that is fixed to the front end wall 30a and protrudes from the front end wall 30a is connected to a bearing 34,
34 supports a casing, 35 a drive shaft 33 located within this casing 32;
The signal disk plate 35 is fixed to the signal disk plate 35, and as shown in FIG. 3, fan-shaped slits 36 are formed at 90° intervals.

第２図の３７は下端部がケーシング３２の内底
部に固定されたゴム製などからなるベローズであ
る。このベローズ３７は、内部に圧縮スプリング
３８が装着されていると共に、上部の閉塞用固定
円板３９上に光起電力のセンサ部４０が設けられ
ている。このセンサ部４０は、第２図及び第３図
に示すように上部中央に形成された係入溝４１に
上記シグナルデイスクプレート３５の端部が係入
し、このプレート３５の回転に伴い光のオンオフ
によりホトトランジスタ４２の出力としてパルス
電圧が得られるようになつており、このパルス巾
は機関回転数の上昇に伴い小さくなる。また、ベ
ローズ３７の下部には、第１図にも示すように排
気マニホルド２２から排圧を内部に導入する排圧
導入管４３が接続されており、この排圧導入管４
３の途中には変化する排圧を一定圧に調整するサ
ージタンク４４が配設されている。また、上記軸
受３４，３４の円筒状保持部４５，４５の下端に
は、センサ部４０の所定以上の上方移動を規制す
る上部ストツパ４６が設けられていると共に、ベ
ローズ３７の内底部には、センサ部４０の所定以
上の下方移動を規制する横コ字形の下部ストツパ
４７が設けられている。尚、上記ドライブシヤフ
ト３３は図外のクランク軸と同規連動している。 Reference numeral 37 in FIG. 2 is a bellows made of rubber or the like and whose lower end is fixed to the inner bottom of the casing 32. A compression spring 38 is installed inside the bellows 37, and a photovoltaic sensor section 40 is provided on an upper closing fixed disk 39. As shown in FIGS. 2 and 3, the end of the signal disk plate 35 engages in an engagement groove 41 formed in the center of the upper part of the sensor section 40, and light is emitted as the plate 35 rotates. A pulse voltage is obtained as the output of the phototransistor 42 by turning it on and off, and the width of this pulse becomes smaller as the engine speed increases. Further, as shown in FIG. 1, an exhaust pressure introduction pipe 43 is connected to the lower part of the bellows 37, and this exhaust pressure introduction pipe 43 introduces exhaust pressure from the exhaust manifold 22 into the inside.
A surge tank 44 is disposed in the middle of the pump 3 to adjust the changing exhaust pressure to a constant pressure. Further, an upper stopper 46 is provided at the lower end of the cylindrical holding portions 45, 45 of the bearings 34, 34 to restrict upward movement of the sensor portion 40 beyond a predetermined value, and an upper stopper 46 is provided at the inner bottom of the bellows 37. A horizontal U-shaped lower stopper 47 is provided to restrict downward movement of the sensor section 40 beyond a predetermined value. Incidentally, the drive shaft 33 is synchronously interlocked with a crankshaft (not shown).

したがつて、この検知機構３１によれば、セン
サ部４０から制御回路２９へのパルス発信は第４
図に示すように、排気ガスの排圧の大きさに支配
される。すなわち、機関の回転数に拘らず排圧が
低い場合は、ベローズ３７が圧縮スプリング３８
圧により下部ストツパ４７の位置まで短縮してセ
ンサ部４０もシグナルデイスクプレート３５から
離隔されるため、センサ部４０からの出力信号が
発生されない。一方、排圧が高くなると圧縮スプ
リング３８圧に抗してベローズ３７が伸長しシグ
ナルデイスクプレート３５の端部にセンサ部４０
の係入溝４１が係入するため、ここで始めて光起
電力によるドライブシヤフト３３の回転数が検出
されて、そのパルス信号が制御回路２９に送られ
る。 Therefore, according to this detection mechanism 31, the pulse transmission from the sensor section 40 to the control circuit 29 is performed at the fourth
As shown in the figure, it is controlled by the exhaust pressure of the exhaust gas. That is, when the exhaust pressure is low regardless of the engine speed, the bellows 37 is compressed by the compression spring 38.
Since the pressure causes the sensor section 40 to be shortened to the position of the lower stopper 47 and separated from the signal disk plate 35, no output signal is generated from the sensor section 40. On the other hand, when the exhaust pressure increases, the bellows 37 expands against the pressure of the compression spring 38, and the sensor section 40 is attached to the end of the signal disc plate 35.
Since the engagement groove 41 engages, the rotational speed of the drive shaft 33 is detected for the first time by the photovoltaic force, and its pulse signal is sent to the control circuit 29.

そして、上記制御回路２９は、第５図に示すよ
うな動作モードに基づいてアクチユエータ２７に
出力している。つまり、上述のようにセンサ部４
０の出力が零または規定回転数以下のときは、ア
クチユエータ２７がOFFされてバルブ２８が閉
成される。このため、排気ガスが上述のような小
径で排気抵抗の大きなバイパス管２５のみを流通
する。これによつて、排気脈動等に対し大きな消
音効果が得られる。 The control circuit 29 outputs an output to the actuator 27 based on the operation mode as shown in FIG. In other words, as described above, the sensor section 4
When the output of 0 is zero or below the specified rotation speed, the actuator 27 is turned off and the valve 28 is closed. Therefore, the exhaust gas flows only through the bypass pipe 25, which has a small diameter and a large exhaust resistance as described above. This provides a great silencing effect against exhaust pulsations and the like.

一方、センサ部４０の出力パルスが規定回転数
以上になると、アクチユエータ２７がONされて
バルブ２８が開成される。このため、排気ガスが
尾管２６及びバイパス管２５の両方を流通するの
で、排気抵抗が小さくなり所望の最大出力が得ら
れる。 On the other hand, when the output pulse of the sensor section 40 exceeds the specified rotation speed, the actuator 27 is turned on and the valve 28 is opened. Therefore, the exhaust gas flows through both the tail pipe 26 and the bypass pipe 25, so that the exhaust resistance is reduced and the desired maximum output can be obtained.

第６図はこの考案に供される検出機構の他例を
示し、回転のパルス発信を磁石とリードスイツチ
により行うもので、第７図にも示すようにケーシ
ング３２内に臨むドライブシヤフト３３の外周上
下に、長方形の永久磁石５０，５０が設けられ、
一方センサ部４０にはリードスイツチ５１が設け
られている。したがつて、排圧が低くセンサ部４
０がドライブシヤフト３３から離れているとき
は、パルス信号が発生せず、排圧が高くなりセン
サ部４０がドライブシヤフト３３に接近すると、
磁石５０，５０でリードスイツチ５１が作動しパ
ルス信号が発生するようになる。斯る第２実施例
は、パルス信号の発生機構が第１実施例より簡素
化され、製造面で有利となる。 FIG. 6 shows another example of the detection mechanism used in this invention, in which pulses of rotation are transmitted using a magnet and a reed switch, and as shown in FIG. Rectangular permanent magnets 50, 50 are provided above and below,
On the other hand, the sensor section 40 is provided with a reed switch 51. Therefore, the exhaust pressure is low and the sensor part 4
0 is away from the drive shaft 33, no pulse signal is generated, and when the exhaust pressure increases and the sensor unit 40 approaches the drive shaft 33,
The reed switch 51 is operated by the magnets 50, 50, and a pulse signal is generated. The second embodiment has a simpler pulse signal generation mechanism than the first embodiment, which is advantageous in terms of manufacturing.

尚、他の構成は第１実施例と同様である。ま
た、上記実施例の検知機構３１を、クランク軸付
近に設けて直接クランク軸の回転数を検出する構
成とすることも可能である。更に、アクチユエー
タ２７を駆動モータ等に変更することも実施に応
じ任意である。 Note that the other configurations are the same as in the first embodiment. Further, it is also possible to configure the detection mechanism 31 of the above embodiment to be provided near the crankshaft to directly detect the rotation speed of the crankshaft. Furthermore, it is also optional to change the actuator 27 to a drive motor or the like depending on the implementation.

考案の効果 以上の説明で明らかなように、この考案に係る
排気消音装置によれば、検出機構を、排圧に応じ
て伸縮するベローズと、このベローズに設けら
れ、かつ高排圧時に被検の回転軸に接近して回転
数を検出し、低排圧時に離隔して非検出状態とな
るセンサ部とにより構成したため、ガソリン機関
は勿論のこと点火系を有しないデイーゼル機関に
も広く適用することができる。しかも、バルブの
開閉制御を、単に機関の回転数ばかりでなく排気
流量に関連する排圧を利用した検出機構を介して
行なうものであるため、高精度な開閉制御が可能
となる。この結果、機関低回転時における排気消
音性能の向上と、高回転高負荷時の出力向上が十
分かつ確実に得られる。Effects of the invention As is clear from the above explanation, the exhaust silencer according to the invention includes a detection mechanism that includes a bellows that expands and contracts according to the exhaust pressure, and a bellows that is provided on the bellows and that is detected when the exhaust pressure is high. The sensor section detects the rotational speed by moving close to the rotating shaft of the engine, and separates to detect the rotational speed when the exhaust pressure is low, making it widely applicable not only to gasoline engines but also to diesel engines that do not have an ignition system. be able to. Moreover, since the valve opening/closing control is performed via a detection mechanism that utilizes exhaust pressure related to exhaust flow rate rather than simply the engine speed, highly accurate opening/closing control is possible. As a result, it is possible to sufficiently and reliably improve the exhaust noise silencing performance at low engine speeds and the output at high engine speeds and high loads.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図はこの考案に係る排気消音装置の一実施
例を示す全体構成図、第２図はこの実施例に供さ
れる検出機構を示す断面図、第３図は第２図のＡ
−Ａ線断面図、第４図は検出機構のベローズのス
トロークとセンサ部の出力との関係を示す説明
図、第５図は制御回路及びセンサ部の動作モード
図、第６図は検知機構の他例を示す断面図、第７
図は第６図のＢ−Ｂ線断面図、第８図は従来の排
気消音装置を示す概略図である。 ２１……機関、２４……メインマフラ、２５…
…バイパス管（排気通路）、２６……尾管（排気
通路）、２８……バルブ、２９……制御回路、３
１……検出機構、３２……ケーシング、３３……
ドライブシヤフト（回転軸）、３５……シグナル
デイスクプレート、３７……ベローズ、３８……
スプリング、４０……センサ部。 Fig. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of an exhaust silencing device according to this invention, Fig. 2 is a sectional view showing a detection mechanism used in this embodiment, and Fig. 3 is an A of Fig. 2.
4 is an explanatory diagram showing the relationship between the stroke of the bellows of the detection mechanism and the output of the sensor section, FIG. 5 is an operation mode diagram of the control circuit and the sensor section, and FIG. 6 is a diagram of the detection mechanism. Cross-sectional view showing another example, No. 7
The figure is a sectional view taken along the line B--B in FIG. 6, and FIG. 8 is a schematic diagram showing a conventional exhaust silencer. 21...engine, 24...main muffler, 25...
... Bypass pipe (exhaust passage), 26 ... Tail pipe (exhaust passage), 28 ... Valve, 29 ... Control circuit, 3
1...Detection mechanism, 32...Casing, 33...
Drive shaft (rotating shaft), 35... Signal disk plate, 37... Bellows, 38...
Spring, 40...Sensor part.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 排気抵抗の異なる２系統の排気通路を有するメ
インマフラと、上記排気抵抗の小さい側の排気通
路内に設けられ、かつ排気流量の少ない運転域で
は閉成して排気抵抗の大きな排気通路から排気ガ
スを排出させ、排気流量の多い運転域では開成し
て両排気通路から排気ガスを排出させるバルブ
と、このバルブを機関の回転数を検出する検出機
構の信号に基づいて開閉制御する制御回路とを備
えた排気消音装置において、上記検出機構を排圧
に応じて伸縮するベローズと、このベローズに設
けられ、かつ高排圧時に被検の回転軸に接近して
回転数を検出し、低排圧時に離隔して非検出状態
となるセンサ部とにより構成したことを特徴とす
る排気消音装置。 The main muffler has two exhaust passages with different exhaust resistances, and is installed in the exhaust passage with the smaller exhaust resistance, and closes in the operating range where the exhaust flow rate is low to direct exhaust gas from the exhaust passage with the larger exhaust resistance. A control circuit that controls the opening and closing of this valve based on a signal from a detection mechanism that detects the engine rotational speed is used. In the exhaust silencer equipped with the above-mentioned detection mechanism, the detection mechanism is provided with a bellows that expands and contracts according to the exhaust pressure, and a bellows that detects the rotation speed by approaching the rotating shaft to be tested when the exhaust pressure is high. 1. An exhaust silencing device characterized by comprising a sensor section that is separated from the sensor section and enters a non-detection state at times.