JP2002506951A - 内燃機関のための吸気装置 - Google Patents
内燃機関のための吸気装置Info
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Abstract
Description
めのケーシングと、少なくとも2つの吸気管より製造される空気供給部とを備え
ている形式のものに関する。このような形式の吸気装置によって、吸い込まれた
空気が、この吸気装置内に配置されたエアフィルターを通過して分配装置を介し
て各燃焼室に供給される。この場合、吸込み空気は、キャブレター若しくはちょ
う形弁と吸気装置の吸気開口との間で多かれ少なかれ均一な空気柱を形成し、弁
の開閉リズムに応じて脈動化し、特に吸気開口において強い雑音発生が生じる。
このような雑音も、また管又はこれと類似のものによる吸込み時に生じる雑音に
おいても生じる雑音も、吸込み空気のフィルターと共に副作用として減衰する必
要がある。
ーブが開示されており、この吸気スリーブはエアフィルター内に開口していて、
流体技術的に並列接続された、異なる長さの2つの流れ通路を形成している。こ
れらの流れ通路は、特にその全長に亙って1つのギャップによって接続されてい
る。このギャップは、干渉による消音のために幅が数ミリメートルの寸法である
。この場合、接続ギャップによって制限されて2つの通路を1つの複合体に配置
する必要があり、しかも消音が十分ではない、という欠点がある。
の公知の解決策では、吸込み雑音減衰器が、横断面が異なる2つのディフューザ
を有していて、これらのディフューザは吸込み雑音減衰器内に開口している。こ
れらのディフューザは長さが同じであるが、異なる横断面を有していて、前記ド
イツ連邦共和国特許明細書のものとは異なり、音響的に互いに遮断されていて、
各ディフューザは1つの遮断機構を有していて、この遮断機構は、エンジン負荷
及びエンジン回転数に関連して相互に制御可能である。生じた雑音の減衰は、回
転数範囲に応じて交互に開放せしめられる2つのディフューザによって主に行わ
れる。その都度開放されたディフューザの平均的な横断面から、減衰のための固
有周波数が規定され、この場合第2のディフューザを挿入することによって、こ
のような形式で、吸込み雑音の早期の減衰が得られる。しかしながらこの解決策
のための費用は高い。
)使用することができ、市販の吸気装置をわずかに改良するだけでよく、また安
価な費用で吸気雑音を最適に減衰することができるような吸気装置を提供するこ
とである。
さを有していて、少なくとも1つの吸気管に閉鎖手段が配属されており、該閉鎖
手段が、補助吸気管として構成されている。有利には2つの吸気管異なる長さを
有していることによって、ケーシングと共にいわゆるヘルムホルツ共鳴器を構成
することが可能である。このヘルムホルツ共鳴器は特に有利な形式で吸込み雑音
を減衰する。閉鎖可能な補助吸気管によって、ヘルムホルツ共鳴器は2つの周波
数範囲若しくは回転数範囲つまり中位の回転数までの低い回転数範囲及び高い回
転数範囲に合わせることできる。永久的に開放された補助吸気管並びに閉鎖手段
によって閉鎖可能な補助吸気管を有する構成において、周波数範囲の拡大若しく
はずらしが補助吸気管の閉鎖若しくは開放によって行われる。その長さは有利に
は、例えば約1000回転/分のエンジン回転数に相当する低い周波数において
、この周波数に属する音波の波長のほぼ半分に相当するように調節されている。
このような形式で干渉による雑音の最適な減衰が行われる。何故ならば、共鳴が
生じないからである。同様に勿論、前記長さが半分の波長の1/4であってもよ
い。低い周波数においては音響の波長がより大きいので、開放した吸気管が補助
吸気管よりも長く構成されていれば有利である。有利には、常に開放している吸
気管の直径は、少なくとも1つの補助吸気管の直径よりも大きい。管の横断面は
、所定の限度内で任意に選択可能であって、ほぼ円形横断面であれば有利である
。
を減衰するための共鳴器として構成されていて、有利には直列式共振器としてエ
ンジンに接続されていて、特に閉鎖手段によって可変容積式で回転数に同調可能
なヘルムホルツ式共鳴器を形成していれば、特に有利である。このような形式で
、エンジンの吸気によって生ぜしめられる雑音は良好に減衰され、またエアフィ
ルターケーシングを吸気管と共に使用することによって必要な構成部材の数を少
なく維持することができる。ケーシング内には任意のエアフィルター例えば円形
又は方形の折り畳みペーパー形フィルター(Papierbalgfilter)が収容されている
。
じた補助吸気管においては、少なくとも1つの閉鎖可能な補助吸気管内に、閉鎖
手段がケーシングに対して所定の間隔を保って有利には補助吸気管の端部に取り
付けられており、この場合、補助吸気管が閉鎖状態において、ケーシングの拡張
部よりも短い管付加部を形成している。
いて、ケーシングが、エンジンの中位の回転数までの低い回転数特に約3000
回転/分までの低い回転数のために、開放する吸気管と共にヘルムホルツ共鳴器
(Helmholz-Resonator)を形成している。それに従って、この回転数範囲のため に、吸気管の長さ及び直径並びにケーシングの容積が基底される。本発明のさら
なる改良は本発明に従って、閉鎖した補助吸気管がケーシングの管付加部を形成
していて、前記回転数のためのいわゆるラムダ・1/4管(Lambda-Viertel-Rohr
)であって、つまり、管付加部の長さが特に閉鎖手段まで、発生した音響のラム
ダの波長のほぼ1/4か又はこの波長の1/4の奇数倍にほぼ相当するように構
成されていることによって得られる。従ってラムダ1/4管内で、雑音減衰のた
めに役立つ定常波が形成される。
高回転数のために、少なくとも1つの有利にはすべての補助吸気管が開放されて
いる。閉鎖可能な多数の補助吸気管を使用する際に、回転数の増大に従って別の
管を開放又は閉鎖することができる。有利には、ケーシングがそれぞれ管の容積
及び幾何学形状(つまり長さ及び横断面)と共に、この高回転数のためのヘルム
ホルツ共鳴器を形成している。この場合、付加的な吸気によって、高出力若しく
は改善された効率を得るためにより多くの空気をエンジンに供給することができ
る。
得られるが、この減衰は、それより上の周波数においても十分である。回転数範
囲の選択は、前記規定は例として挙げられたものである。何故ならば、この規定
は任意であってよいからである。従って例えば特に妨害的と感じられるか又は避
けなければならない周波数を最大に減衰することができる。閉鎖可能な補助吸気
管の数を増やすことによってより微妙に適合させることができ、ひいては吸気雑
音をより良好に減衰することができる。
は有利な形式で丸い旋回フラップとしてその中心軸線を中心にして回転可能であ
る。操作の有利な可能性は、電気式のサーボモータによって得られる。このサー
ボモータは有利には補助吸気管に直接フランジ結合することができる。エンジン
は、制御装置例えば内燃機関の電子制御装置によって制御される。別の可能性は
、吸込み通路内に生じる負圧によって、或いは例えば遠心調速器又はこれと類似
のものに従って、回転数に基づいて閉鎖手段を直接操作することができる。本発
明の有利な実施態様によれば、吸気管が特に種々異なる側から及び/又は種々異
なる方向で互いに間隔を保ってケーシング内に開口しており、この場合、有利な
形式でケーシングに対して所定の間隔を保ってケーシングにフランジ接続された
付加スリーブ又はこれと類似のものに取り付けられている。管がケーシング内に
種々異なって開口していることによって、雑音減衰のために管の互いに独立した
作用が得られる。ケーシング及び/又は吸気管は熱可塑性プラスチック例えばポ
リプロピレン又はポリアミドであってよく、この場合、このケーシング及び/又
は吸気管は射出成形によって製造することができる。ケーシングから突き出る管
スリーブに固定することによって、振動しない固定が実現される。
しくは車体の上側の固定部の領域で緩衝器の後ろで終わっていて、少なくとも1
つの補助吸気管がホイールハウス(Radhaus)の領域内で有利にはホイールボック ス(Radkasten)上で終わっている。種々異なる箇所で吸気を行うことによって相 互の妨害は避けられ、ホイールハウスの領域内で補助吸気管で吸気を行うことに
よって冷たい吸気供給が確実に行われ、これはエンジンの高回転数範囲及びひい
ては高出力範囲のために特に有利である。
、エンジンルーム内で緩衝器の後ろで終わっており、補助吸気管がその端部で電
気式のサーボモータによって操作される丸い回転フラップ有していて、該吸気管
がケーシングから分岐していて、ホイールボックスの上側の領域で終わっている
。中位の回転数特に約3000回転/分までの低い回転数においては、回転フラ
ップが補助吸気管を閉鎖し、この場合、閉鎖した管付加部が、空気吸込みによる
雑音を減衰するためのラムダ・1/4管であって、ケーシングが吸気管と共にヘ
ルムホルツ共鳴器を形成している。この場合、特に約3500回転/分以上の高
回転数において、空気を補助吸気管によって空気を補助的に吸込むためにフラッ
プが開放せしめられ、この際に有利な形式で補助吸気管の全長及びその横断面が
、この3500回転/分以上の高回転数において雑音を付加的に減衰するために
、ケーシング及び開放された吸気管と共にヘルムホルツ共鳴器を形成している。
に故障しやすさは著しく減少される。本発明は、管交換による雑音減衰に基づく
ものではなく、少なくとも1つの補助吸気管を付加的に取り付けることによる雑
音減衰に基づくものである。
り、この場合個別の特徴は、それぞれ単独でもまた複数の組み合わせでも、本発
明の実施例において及びその他の分野で実現することができ、保護されるべき有
利な実施例をなすものである。
らの段落及び見出し中の説明がその一般的な普遍性に限定されるものではない。
による吸気装置の側面図、 図2は、補助吸気管の端部領域における旋回フラップの位置が明らかとなって
いる、吸気管及び補助吸気管の平面図である。
から成っていて、このケーシング12から図面では左下方向に折れ曲がってほぼ
真っ直ぐに延びる吸気管と、右下方向に補助吸気管14とが突き出ている。この
補助吸気管14は端部開口15を貫通して設けられた旋回フラップ17を有して
いる。この旋回フラップ1は、補助吸気管14内に支承された軸18を中心にし
て旋回可能である。旋回フラップ17は、補助吸気管14に固定されたサーボモ
ータ19によって操作される。このサーボモータ19は、例えば伝動装置及び制
御装置を備えた電動モータである。補助吸気管14は、ケーシング12から折れ
曲がり部を介して図平面から突き出ており、その正確な形状は図2に示されてい
る。しかしながら横断面は、吸気管13におけるのと同様にほぼ円形であって、
管の全長に亘ってほぼ一定である。
れらの上部20及び下部21は、ばね弾性的な保持クリップ25によって互いに
解除可能に結合されている。図示されているように、吸気管13は、ケーシング
12の下部21から延びる付加スリーブ22に、例えばスナップ結合、接着又は
これと類似のものによって固定されている。同様の形式で、補助吸気管14は、
下部21から延びる付加スリーブ23に固定されている。図面では上部20から
左上方に接続スリーブ26が突き出ており、この接続スリーブ26に図示してい
ないエアホースが固定される。このエアホースは、吸い込んだ空気をケーシング
12内のエアフィルターを通って、同様に図示していない内燃機関に供給する。
くは接続スリーブ26を有するその上部20が示されている。図面で右下方に延
びる吸気管13は、図1と図2を比較することによって明らかなように、補助吸
気管14よりも長い長さを有している。
は省かれている)によってその軸13を中心にして回転可能であるかが分かる。
実線で示された位置は、フラップが補助吸気管の端部領域のほぼ長手方向に延び
る開放(OFFEN)位置である。破線では、フラップ17が補助吸気管を完全に閉鎖 する閉鎖(GESCHLOSSEN)位置が示されている。図示の実施例では旋回フラップ1 7は端部開口15から数センチメートルの間隔を保った領域内に設けられている
。しかしながら同様に、旋回フラップ17を、ケーシング12の端部に直接設け
るか又はケーシング12の近くに設けることも可能である。旋回フラップ17若
しくは補助吸気管14は、取付け領域に、補助吸気管を確実かつ気密に閉鎖する
ためのシール機構又はこれと類似のものを有している。
装置によって吸気装置がエンジンルームに取り付けられる)は図示されていない
。しかしながらこの固定装置は、ケーシング12に及び/又は少なくとも1つの
管13又は14に取付けられるか若しくは成形される。同様に、サーボモータ1
9を場合によってはエンジン又は車体に固定するための多くの可能性がある。
12内若しくはその下部21内に開口していることが示されている。これは、本
発明の効果を得るために有利であるが、強制されるものではない。所要スペース
に応じて、構造のためのさらなる形状遊びスペースが存在する。
装置が、内燃機関の出力又は回転数に応じてサーボモータ19を介して旋回フラ
ップ17を操作する。これは旋回フラップの制御と同様に有利な形式で行われる
。
ラップ17によって閉鎖され、内燃機関は開放した吸気管13によってのみ空気
を吸い込む。この場合、補助吸気管14の長さ若しくは、ケーシング12又は下
部21と旋回フラップ17が補助吸気管を閉鎖する箇所との間の経路は、ケーシ
ングのためのラムダ・1/4管を形成するように合わせられている。ケーシング
自体は吸気管13と共に、特に内燃機関の約1000回転/分以上の低い周波数
のためのヘルムホルツ共鳴器を形成する。このことはつまり、ケーシング12の
容積並びに吸気管13の長さ及び幾何学形状は1000回転/分から、ヘルムホ
ルツの方程式の条件を満たすということである。しかしながらこのヘルムホルツ
共鳴器の雑音発生を減衰する作用は、所定の回転数若しくは範囲に限定されるも
のではなく、この所定の範囲内で始まって、やや減衰されて高い回転数に作用を
続ける。この雑音減衰は、閉鎖された補助吸気管14によって形成されたラムダ
・1/4管によって補助される。このラムダ・1/4管の長さは、低い回転数に
おいて空気伝達される雑音の1/4に相当する。これによって本発明によれば低
い回転数のための雑音減衰が得られる。
サーボモータ19によって開放せしめられるので、補助吸気管14のほぼ全横断
面が付加的な空気吸込みのために提供される。これによって効果的な吸気横断面
が拡大される。これは、高い回転数において、内燃機関によって付加的に必要と
される吸気が補助吸気管によって提供されるという利点を有している。補助的な
吸気管はさらに、これによって吸気管13とは別の箇所での空気吸込みを可能に
するので、エンジンの出力増大のために有利には冷たい空気を吸込むことができ
るという別の利点が提供される。
シング12から延びて旋回フラップ17の領域を越えて端部開口15までが、吸
気管13及びケーシング12と共に、高い回転数のために再びヘルムホルツ共鳴
器を形成するように構成されている。これによって、第2の回転数範囲のために
、吸気装置を最大可能雑音減衰のために新たに最適に合わせることができる。そ
れぞれ個別のファクターのための可能性の多様性によって、ケーシング12並び
に吸気管13及び補助吸気管14のための形状遊びスペースがさらに得られる。
の補助吸気管を設けることができ、これによって微妙で良好な調和並びに吸気管
横断面の増大が可能である。この場合、吸気管は、選択的に又はそれぞれ付加的
に回転数増大時に開放させることができる。
気装置の側面図である。
気管及び補助吸気管の平面図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 内燃機関のための吸気装置であって、エアフィルターを収容
するためのケーシング(12)と、少なくとも2つの吸気管より製造される空気
供給部とを備えている形式のものにおいて、 少なくとも2つの吸気管が種々異なる長さを有していて、少なくとも1つの吸
気管に閉鎖手段が配属されており、該閉鎖手段が、補助吸気管(14)として構
成されていることを特徴とする、内燃機関のための吸気装置。 - 【請求項2】 吸気管(13)が常に開放していて、少なくとも1つの補助
吸気管(14)が閉鎖手段に接続可能であって、特に常に開放する吸気管が閉鎖
手段無しで、補助吸気管よりも長く構成されている、請求項1記載の吸気装置。 - 【請求項3】 ケーシング(12)が、空気供給部と共に、吸気時にエンジ
ン回転数に基づく雑音発生を減衰するための共鳴器として構成されていて、有利
には直列形共振器としてエンジンに接続されていて、特に閉鎖手段によって可変
容積式で回転数に同調可能なヘルムホルツ共鳴器を形成している、請求項1又は
2記載の吸気装置。 - 【請求項4】 閉鎖手段が、少なくとも1つの閉鎖可能な補助吸気管(14
)内で有利には補助吸気管の端部に、ケーシング(12)に対して所定の間隔を
保って取り付けられており、補助吸気管が閉鎖手段が閉鎖している時に、ケーシ
ングの拡張部よりも短い管付加部である、請求項1から3までのいずれか1項記
載の吸気装置。 - 【請求項5】 所定の状態で、少なくとも1つの補助吸気管(14)が閉鎖
手段に閉鎖されていて、ケーシング(12)が、エンジンの中位の回転数までの
低い回転数特に約3000回転/分までの低い回転数のために、開放する吸気管
(11)と共にヘルムホルツ共鳴器を形成しており、有利な形式で閉鎖した補助
吸気管がケーシングの管付加部であって、前記回転数のためのラムダ・1/4管
であって、つまり、管付加部の長さが特に閉鎖手段まで、発生した音響のラムダ
の波長のほぼ1/4か又はこの波長の1/4の奇数倍にほぼ相当する、請求項1
から4までのいずれか1項記載の、内燃機関のための吸気装置。 - 【請求項6】 特にほぼ3500回転/分以上のエンジンの高回転数のため
に、少なくとも1つ有利にはすべての補助吸気管(14)が開放されていて、有
利にはケーシング(12)が管(13,14)の容積及び幾何学形状と共に、こ
の高回転数のためのヘルムホルツ共鳴器を形成している、請求項1から5までの
いずれか1項記載の吸気装置。 - 【請求項7】 閉鎖手段が調節可能なフラップとして構成されていて、該フ
ラップが有利な形式で丸い旋回フラップ(17)としてその中心軸線(18)を
中心にして回転可能であって、この場合特に、有利な形式で補助吸気管(14)
にフランジ接続された電気式のサーボモータ(19)によって操作可能である、
請求項1から6までのいずれか1項記載の吸気装置。 - 【請求項8】 吸気管(13,14)が種々異なる側から及び/又は種々異
なる方向で互いに間隔を保ってケーシング(12)内に開口していて、有利な形
式でケーシングに対して所定の間隔を保ってケーシングにフランジ接続された付
加スリーブ(22,23)又はこれと類似のものに取り付けられている、請求項
1から7までのいずれか1項記載の吸気装置。 - 【請求項9】 特に常に開放した、少なくとも1つの吸気管が緩衝器の領域
内で特に緩衝器の後ろで終わっていて、少なくとも1つの補助吸気管(14)が
ホイールハウスの領域内で特にホイールボックス上で終わっている、請求項1か
ら8までのいずれか1項記載の吸気装置。 - 【請求項10】 空気を吸込むための常に開放した吸気管(13)が、エン
ジンルーム内で緩衝器の後ろで終わっており、補助吸気管(14)がその端部で
電気式のサーボモータ(19)によって操作される丸い回転フラップ(17)を
有していて、該吸気管(13)がケーシング(12)から分岐していて、ホイー
ルボックスの上側の領域で終わっており、この場合、中位の回転数特に約300
0回転/分までの低い回転数において回転フラップが補助吸気管を閉鎖し、閉鎖
した管付加部が、空気吸込みによる雑音を減衰するためのラムダ・1/4管であ
って、特に約3500回転/分以上の高回転数において、補助吸気管によって空
気を補助的に吸込むために回転フラップが開放せしめられ、この際に有利な形式
で補助吸気管の全長及びその横断面が、この3500回転/分以上の高回転数に
おいて雑音を付加的に減衰するために、ケーシング及び吸気管と共にヘルムホル
ツ共鳴器を形成する、請求項1から9までのいずれか1項記載の吸気装置。
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