JP2009036185A - 内燃機関の消音器 - Google Patents
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Abstract
【課題】1つのレゾネータによって、複数の周波数の吸排気騒音を抑制することができる内燃機関の消音器を提供する。
【解決手段】内燃機関の吸排気管内に連通する空間を形成し、共鳴による消音機能を奏する中空部を含んで構成される内燃機関の消音器において、前記中空部内の容積を可変にする容積可変手段を設けた。容積可変手段は、スロットル開度または機関負圧により該容積を変える。また、サイドブランチ型レゾネータとヘルムホルツ型レゾネータとを切り換えるレゾネータ切り換え手段をもつ。
【選択図】図1
【解決手段】内燃機関の吸排気管内に連通する空間を形成し、共鳴による消音機能を奏する中空部を含んで構成される内燃機関の消音器において、前記中空部内の容積を可変にする容積可変手段を設けた。容積可変手段は、スロットル開度または機関負圧により該容積を変える。また、サイドブランチ型レゾネータとヘルムホルツ型レゾネータとを切り換えるレゾネータ切り換え手段をもつ。
【選択図】図1
Description
本発明は、内燃機関の吸排気系に設けられる消音器に関するものである。
この種の技術としては、特許文献1に記載の技術が開示されている。この公報では、内燃機関の吸気ダクトの途中に設けられたレゾネータが開示されている。
特表2007−24055号公報
内燃機関の回転数の変化と共に吸気騒音の周波数も変化する。特許文献1に記載された従来技術にあっては、ある周波数の吸気騒音を抑制することができるが、異なる周波数の吸気騒音を抑制することができず、内燃機関の全体の回転数にわたって吸気騒音を抑制することができないという問題があった。またこの問題を解決するために、異なる吸気騒音の周波数を抑制する複数のレゾネータを用いることが考えられるが、レゾネータが大型化してしまうといった問題があった。
本発明は上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、1つのレゾネータによって、運転状況に応じた複数の周波数の吸排気騒音を抑制することができる内燃機関の消音器を提供することである。
上記の目的を達成するため、本発明では、中空部内の容積を可変にする容積可変手段を設けた。
よって、消音器の共鳴周波数を可変にすることが可能となり、1つの消音器で幅広い周波数の吸気音を抑制することができる。また、共鳴周波数が異なる消音器を複数用いる必要がなく、消音器の部品点数を抑制し、作業工数を抑制することができる。
以下、本発明の最良の形態を図面に基づき説明する。
まず、構成を説明する。
[消音器の構成]
図1、図2は、消音器1の模式図である。消音器1は、エンジンの吸気管2の吸気管内部3と連通する第1中空部4を形成する円筒部5と、第1中空部4と連通する第2中空部6を形成する容積部7と、第2中空部6の容積を可変にする容積可変機構8とから構成されている。
[消音器の構成]
図1、図2は、消音器1の模式図である。消音器1は、エンジンの吸気管2の吸気管内部3と連通する第1中空部4を形成する円筒部5と、第1中空部4と連通する第2中空部6を形成する容積部7と、第2中空部6の容積を可変にする容積可変機構8とから構成されている。
円筒部5には、内部に第1中空部4を形成され、円筒部5の一端はエンジンの吸気管2に形成された連通孔2aに接続されて、第1中空部4と吸気管内部3とが連通されている。また円筒部5の他端は容積部7に形成された連通孔7aに接続されて、第1中空部4と第2中空部6とが連通されている。
容積部7の内面であって、連通孔7aと対向する側面に容積可変機構8が設けられる。この容積可変機構8は、連通孔7aに対向する側面に取り付けられ、連通孔7aが設けられた側面との間で伸縮可能な弾性部材9と、弾性部材9の連通孔7a側に取り付けられた板部材10とから構成されている。この板部材10は、連通孔7aの径の大きさよりも十分大きく形成されている。容積可変機構8の連通孔7aに対向する側面と弾性部材9と板部材10とによって、負圧室11が形成されている。ただし、弾性部材9は、負圧室11を形成するために十分大きな弾性力を有しているものとする。
容積部7の内面であって、負圧室11内部に負圧導入孔7bが形成されている。負圧導入孔7bには、中空に形成されて負圧導入管路12を形成する負圧導入管13が接続されて、負圧室11と負圧導入管路12とが連通している。また、負圧導入管13には負圧導入チューブ14が接続され、この負圧導入チューブ14の負圧導入チューブ管路15と、負圧導入管13の負圧導入管路12とが連通している。負圧導入チューブ14はインテークマニホールドのコレクタに接続されて、エンジンの負圧が供給される。
負圧室11に負圧が供給されていないときには、図1に示すように弾性部材9が板部材10を容積部7の連通孔7a側に押圧して、連通孔7aを封鎖する。このとき、消音器1は第1中空部4のみで共鳴するサイドブランチ型レゾネータとして作用する。消音器1は、サイドブランチ型レゾネータとして作用するときには、エンジン回転数が高回転であるN2[rpm]のときにエンジンの吸気管2の吸気管内部3に発生する吸気騒音の周波数β[Hz]が共鳴周波数となるように設定されている。
また、負圧室11に負圧が供給されているときには、図2に示すように弾性部材9が負圧によって縮んで板部材10を容積部7の連通孔7aが開放される。このとき、消音器1は第1中空部4と第2中空部6で共鳴するヘルムホルツ型レゾネータとして作用する。消音器1は、ヘルムホルツ型レゾネータとして作用するときには、エンジン回転数が低回転であるN1[rpm]のときにエンジンの吸気管2の吸気管内部3に発生する吸気騒音の周波数α[Hz]が共鳴周波数となるように設定されている。
[消音器の共鳴周波数]
消音器1の共鳴周波数について説明する。図3は、消音器1の共鳴周波数について説明する消音器1の模式図であり、図3(a)は消音器1全体の断面模式図、図3(b)は図3(a)におけるA-A断面図である。
(サイドブランチ型レゾネータ)
前述のように負圧室11に負圧が供給されていないときには、消音器1は第1中空部4のみで共鳴するサイドブランチ型レゾネータとして作用する。音速をC[cm/sec]、円筒部5の内径の半径をr[cm]、第1中空部5の軸方向長さをL[cm]とすると、消音器1がサイドブランチ型レゾネータとして作用するときの共鳴周波数F1は次の式(1)によって表される。
F1=C/{4(L+R)}…(1)
ただし、R=2r
消音器1の共鳴周波数について説明する。図3は、消音器1の共鳴周波数について説明する消音器1の模式図であり、図3(a)は消音器1全体の断面模式図、図3(b)は図3(a)におけるA-A断面図である。
(サイドブランチ型レゾネータ)
前述のように負圧室11に負圧が供給されていないときには、消音器1は第1中空部4のみで共鳴するサイドブランチ型レゾネータとして作用する。音速をC[cm/sec]、円筒部5の内径の半径をr[cm]、第1中空部5の軸方向長さをL[cm]とすると、消音器1がサイドブランチ型レゾネータとして作用するときの共鳴周波数F1は次の式(1)によって表される。
F1=C/{4(L+R)}…(1)
ただし、R=2r
(ヘルムホルツ型レゾネータ)
前述のように負圧室11に負圧が供給されているときには、消音器1は第1中空部4と第2中空部6で共鳴するヘルムホルツ型レゾネータとして作用する。音速をC[cm/sec]、第2中空部6の容積をV[cm3]、円筒部5の内径の面積をS[cm2]、第1中空部5の軸方向長さをL[cm]とすると、消音器1がヘルムホルツ型レゾネータとして作用するときの共鳴周波数F2は次の式(2)によって表される。
F2=C*{S/(L*V)}1/2/2π…(2)
前述のように負圧室11に負圧が供給されているときには、消音器1は第1中空部4と第2中空部6で共鳴するヘルムホルツ型レゾネータとして作用する。音速をC[cm/sec]、第2中空部6の容積をV[cm3]、円筒部5の内径の面積をS[cm2]、第1中空部5の軸方向長さをL[cm]とすると、消音器1がヘルムホルツ型レゾネータとして作用するときの共鳴周波数F2は次の式(2)によって表される。
F2=C*{S/(L*V)}1/2/2π…(2)
式(1)、式(2)に示すように、消音器1がサイドブランチ型レゾネータとして作用する場合と、ヘルムホルツ型レゾネータとして作用する場合とでは共鳴周波数が異なる。一般に、ヘルムホルツ型レゾネータはエンジン回転数が低いときの低周波数の吸気音を抑制することができ、サイドブランチ型レゾネータはエンジン回転数が高いときの高周波数の吸気音を抑制することができる。
[振動成分について]
エンジン回転数の上昇に応じて、吸気音の周波数は上昇する。また、エンジン回転数が低い一定速走行時には吸気音は乗員に不快感を与える一方、エンジン回転数が高い加速走行時には吸気音は乗員に心地よいエンジンサウンドとして作用する。そのため、エンジン回転数に応じて抑制すべき吸気音の周波数が異なる。
エンジン回転数の上昇に応じて、吸気音の周波数は上昇する。また、エンジン回転数が低い一定速走行時には吸気音は乗員に不快感を与える一方、エンジン回転数が高い加速走行時には吸気音は乗員に心地よいエンジンサウンドとして作用する。そのため、エンジン回転数に応じて抑制すべき吸気音の周波数が異なる。
図4は、エンジン回転数に応じた吸気音の周波数のグラフである。図4(a)はエンジン回転数が低いとき、図4(b)はエンジン回転数が高いときを示す。図4では、エンジンは4気筒エンジンを想定しており、4気筒エンジンの振動の基本次数成分は2次成分である。
エンジン回転数が低いときには、4気筒エンジンの基本次数成分である2次成分の音は、乗員に圧迫感を与える。そこで図4(a)に示すように、低いエンジン回転数N1[rpm]のときの2次成分の周波数に相当するα[Hz]の振動を減衰することによって、一定走行時の静粛性を確保することができる。
エンジン回転数が高いときには、4気筒エンジンの基本次数成分である2次成分の音は、乗員に心地よいエンジンサウンドとして作用するが、基本次数成分からずれたハーフ次数成分、例えば2.5次成分の音は、濁り感を与えてしまう。そこで図4(b)に示すように、高いエンジン回転数N2[rpm]のときの2.5次成分の周波数に相当するβ[Hz]の振動を減衰することによって、加速走行時に乗員に心地よい加速感を与えることができる。
[実施例1の構成による作用]
前述のように、エンジン回転数に応じて減衰すべき振動の周波数が異なるため、実施例1の消音器1では、エンジン回転数に応じて共鳴周波数を可変にするようにした。このエンジン回転数に応じて共鳴周波数を可変にする作用を具体的に説明する。
前述のように、エンジン回転数に応じて減衰すべき振動の周波数が異なるため、実施例1の消音器1では、エンジン回転数に応じて共鳴周波数を可変にするようにした。このエンジン回転数に応じて共鳴周波数を可変にする作用を具体的に説明する。
図5をスロットル開度角とインテークマニホールドのコレクタ内部の気圧の関係を示すグラフである。図5に示すように、スロットル開度角が小さいほど負圧(=(大気圧:
760[mmHg])-(コレクタ内部の気圧))が大きくなる。
図6は消音器1の作用を表すフローチャートであり、図7は消音器1の作用の示す図である。
760[mmHg])-(コレクタ内部の気圧))が大きくなる。
図6は消音器1の作用を表すフローチャートであり、図7は消音器1の作用の示す図である。
ステップS1では、アクセル踏み込み代が変化し、ステップS2へ移行する。
ステップS2では、インテークマニホールドのコレクタ内と大気圧との気圧差が大きい場合にはステップS3へ移行し、インテークマニホールドのコレクタ内と大気圧との気圧差が小さい場合にはステップS4へ移行する。インテークマニホールドのコレクタ内と大気圧との気圧差が大であるとは、スロットル開度角が大きい(TH開度大)であることを示し、例えばスロットル開度角が22.5[deg]未満のときを示す。インテークマニホールドのコレクタ内と大気圧との気圧差が小であるとは、スロットル開度角が小さい(TH開度小)であることを示し、例えばスロットル開度角が22.5[deg]以上のときを示す。
ステップS2では、インテークマニホールドのコレクタ内と大気圧との気圧差が大きい場合にはステップS3へ移行し、インテークマニホールドのコレクタ内と大気圧との気圧差が小さい場合にはステップS4へ移行する。インテークマニホールドのコレクタ内と大気圧との気圧差が大であるとは、スロットル開度角が大きい(TH開度大)であることを示し、例えばスロットル開度角が22.5[deg]未満のときを示す。インテークマニホールドのコレクタ内と大気圧との気圧差が小であるとは、スロットル開度角が小さい(TH開度小)であることを示し、例えばスロットル開度角が22.5[deg]以上のときを示す。
ステップS3では、インテークマニホールドのコレクタ内と大気圧との気圧差が大きいため図7(a)に示すように弾性部材9が縮小し、ステップS4へ移行する。
ステップS4では、図7(a)に示すように消音器1がヘルムホルツ型レゾネータとして作用することとなり、ステップS5へ移行する。
ステップS5では、消音器1の共鳴周波数α[Hz]が発生し、ステップS6へ移行する。
ステップS6では、消音器1が2次成分の周波数に相当するα[Hz]の吸気音を減衰することによって、一定走行時の静粛性を確保することができる。
ステップS4では、図7(a)に示すように消音器1がヘルムホルツ型レゾネータとして作用することとなり、ステップS5へ移行する。
ステップS5では、消音器1の共鳴周波数α[Hz]が発生し、ステップS6へ移行する。
ステップS6では、消音器1が2次成分の周波数に相当するα[Hz]の吸気音を減衰することによって、一定走行時の静粛性を確保することができる。
ステップS7では、インテークマニホールドのコレクタ内と大気圧との気圧差が小さいため図7(b)に示すように弾性部材9が伸張し、ステップS8へ移行する。
ステップS8では、図7(b)に示すように消音器1がサイドブランチ型レゾネータとして作用することとなり、ステップS9へ移行する。
ステップS9では、消音器1の共鳴周波数β[Hz]が発生し、ステップS10へ移行する。
ステップS10では、消音器1が2.5次成分の周波数に相当するβ[Hz]の吸気音を減衰することによって、加速走行時に乗員に心地よい加速感を与えることができる。
ステップS8では、図7(b)に示すように消音器1がサイドブランチ型レゾネータとして作用することとなり、ステップS9へ移行する。
ステップS9では、消音器1の共鳴周波数β[Hz]が発生し、ステップS10へ移行する。
ステップS10では、消音器1が2.5次成分の周波数に相当するβ[Hz]の吸気音を減衰することによって、加速走行時に乗員に心地よい加速感を与えることができる。
図8は、実施例1のスロットル開度と消音器1の共鳴周波数の関係を示す図である。図8に示すように、スロットル開度が22.5[deg]未満の場合には消音器1の共鳴周波数がα[Hz]、スロットル開度が22.5[deg]以上の場合には消音器1の共鳴周波数がβ[Hz]となる。ただし、弾性部材9が縮小すると気圧差により弾性部材9に作用する力と弾性部材9の弾性力とのつりあいが変化するため、実際にはスロットル開度が22.5[deg]付近で消音器1の共鳴周波数はα[Hz]からβ[Hz]へなだらかに変化する。
スロットル開度とエンジン回転数とは正の相関を持つため、スロットル開度が大きくなるほどエンジン回転数も大きくなる。よってエンジン回転数の大きさに応じて、消音器1の共鳴周波数を可変にすることが可能となる。よって、エンジン回転数に応じて周波数が変化する吸気音を幅広く抑制することができる。例えば、図8で示しているスロットル開度を共鳴周波数の関係を示すグラフでの周波数からβ周波数に切り替わるタイミングを弾性部材9の弾性率をチューニングすることにより、なだらかにすることができる。よって、特定の次数吸気音をエンジンの低回転域から高回転域まで低減することができる。
[実施例1の効果]
(1)エンジンの吸気管2内に連通する空間を形成し、共鳴による消音機能を奏する第1中空部4と第2中空部6を含んで構成されるエンジンの消音器1において、第2中空部6内の容積を可変にする容積可変機構8を設けた。
よって、消音器1の共鳴周波数を可変にすることが可能となり、1つの消音器1で幅広い周波数の吸気音を抑制することができる。また、共鳴周波数が異なる消音器を複数用いる必要がなく、消音器1の部品点数を抑制し、作業工数を抑制することができる。
(1)エンジンの吸気管2内に連通する空間を形成し、共鳴による消音機能を奏する第1中空部4と第2中空部6を含んで構成されるエンジンの消音器1において、第2中空部6内の容積を可変にする容積可変機構8を設けた。
よって、消音器1の共鳴周波数を可変にすることが可能となり、1つの消音器1で幅広い周波数の吸気音を抑制することができる。また、共鳴周波数が異なる消音器を複数用いる必要がなく、消音器1の部品点数を抑制し、作業工数を抑制することができる。
(2)容積可変機構8は、第2中空部2内の容積をスロットル開度に応じて可変にするようにした。
よって、エンジン回転数によって変化する吸気音の周波数に応じて消音器1の共鳴周波数を可変にすることが可能となり、1つの消音器1でエンジン回転数によって変化する吸気音を抑制することができる。
よって、エンジン回転数によって変化する吸気音の周波数に応じて消音器1の共鳴周波数を可変にすることが可能となり、1つの消音器1でエンジン回転数によって変化する吸気音を抑制することができる。
(3)容積可変機構8は、エンジンの負圧に連通し、負圧が大きいほど第2中空部6内の容積を拡大するようにした。
エンジンの負圧は、スロットル開度が小さいほど大きくなり、スロットル開度が大きいほど小さくなる。すなわち、エンジンの負圧は、エンジン回転数が低いほど大きくなり、エンジン回転数が高いほど小さくなる。そのため、エンジン回転数が低いときには、第2中空部6内の容積が拡大し、エンジン回転数が低いときに発生する低い周波数の吸気音を抑制することができる。また、エンジン回転数が高いときには、第2中空部6内の容積が縮小し、エンジン回転数が高いときに発生する高い周波数の吸気音を抑制することができる。
エンジンの負圧は、スロットル開度が小さいほど大きくなり、スロットル開度が大きいほど小さくなる。すなわち、エンジンの負圧は、エンジン回転数が低いほど大きくなり、エンジン回転数が高いほど小さくなる。そのため、エンジン回転数が低いときには、第2中空部6内の容積が拡大し、エンジン回転数が低いときに発生する低い周波数の吸気音を抑制することができる。また、エンジン回転数が高いときには、第2中空部6内の容積が縮小し、エンジン回転数が高いときに発生する高い周波数の吸気音を抑制することができる。
(4)エンジンの吸気管2内に連通する空間を形成し、共鳴による消音機能を奏する第1中空部4と第2中空部6を含んで構成されるエンジンの消音器1において、吸気管2内と第1中空部4とを連通したサイドブランチ型レゾネータと、第1中空部4および前記第2中空部6とを連通したヘルムホルツ型レゾネータとを切り替える容積可変機構8を設けた。
よって、共鳴周波数が異なるサイドブランチ型レゾネータとヘルムホルツ型レゾネータとして消音器1を作用させることが可能となる。そのため、消音器1の共鳴周波数を可変にすることが可能となり、1つの消音器1で幅広い周波数の吸気音を抑制することができる。
次に実施例2の消音器1の構成について説明する。実施例1の消音器1ではエンジンの負圧によって消音器1の中空部の容積を可変にしていたが、実施例2の消音器1ではモータ20によって消音器1の中空部の容積を可変にするようにした点で実施例1の消音器1と相違する。なお、実施例1の消音器1と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
[消音器の構成]
図9は、消音器1のシステム図、図10、図11は消音器1の断面図である。図10(a)、図11(a)は、消音器1の軸方向(容積部7の軸方向)断面図、図10(b)、図11(b)は図9のA-A断面図、図10(c)、図11(b)は図9のB-B断面図である。
図9は、消音器1のシステム図、図10、図11は消音器1の断面図である。図10(a)、図11(a)は、消音器1の軸方向(容積部7の軸方向)断面図、図10(b)、図11(b)は図9のA-A断面図、図10(c)、図11(b)は図9のB-B断面図である。
容積部7は円筒状に形成され、一方の底面側にモータ20が収装されるモータ室21が取り付けられている。モータ20には、モータ20を制御するコントローラ40が接続されている。コントローラ40はスロットル開度センサ41からのスロットル開度情報が入力されて、スロットル開度情報に応じてモータ20を制御する。容積部7の側面には円筒部5の第1中空部4と容積部7の内部とを連通する連通孔7aが形成されている。また、容積部7のモータ室21が取り付けられる側の底面には、モータ室21内部と連通するモータ連通孔7cが形成されている。
容積部7の内部には内壁部30が収装されている。この内壁部30の外周は、容積部7と摺動可能に形成されている。内壁部30の側面には、容積部7の連通孔7aと軸方向に一致する位置に連通孔7aと同径の連通孔30aが形成されている。内壁部30のモータ室21側の底面には、容積部7のモータ連通孔7cに挿入される内壁回転シャフト30bが形成されている。内壁回転シャフト30bの端部にはモータ室21の径方向に延出した内壁回転フランジ30c取り付けられている。内壁回転フランジ30cには、後述のモータフランジ20bと締結されるボルトが挿入されるボルト穴30dが形成されている。
モータ20のモータシャフト20aの端部には、モータ室21の径方向に延出したモータフランジ20b取り付けられている。このモータフランジ20bは、モータ20の回転と共に回動する。モータフランジ20bは、内壁回転フランジ30cに連結されており、内壁部30がモータ20によって回動される。
容積部7のモータ室21が取り付けられる側の底面であって、モータ室21の内部には第1ストッパ31と第2ストッパ32が取り付けられている。第1ストッパ31は、図10に示すように容積部7の連通孔7aと内壁部30の連通孔30aとが重なった状態で、内壁回転フランジ31の側面と当接する位置に取り付けられる。第2ストッパ32は、図11に示すように容積部7の連通孔7aと内壁部30の連通孔30aとが重ならない状態で、内壁回転フランジ31の側面と当接する位置に取り付けられる。
[実施例2の構成による作用]
モータ20の回動によって、図10に示すように容積部7の連通孔7aと内壁部30の連通孔30aが重なると、消音器1は第1中空部4と第2中空部6で共鳴するヘルムホルツ型レゾネータとして作用する。モータ20の回動によって、図11に示すように容積部7の連通孔7aと内壁部30の連通孔30aが重ないと、消音器1はと第2中空部6で共鳴するサイドブランチ型レゾネータとして作用する。
モータ20の回動によって、図10に示すように容積部7の連通孔7aと内壁部30の連通孔30aが重なると、消音器1は第1中空部4と第2中空部6で共鳴するヘルムホルツ型レゾネータとして作用する。モータ20の回動によって、図11に示すように容積部7の連通孔7aと内壁部30の連通孔30aが重ないと、消音器1はと第2中空部6で共鳴するサイドブランチ型レゾネータとして作用する。
図12は消音器1の制御の流れを示すフローチャートであり、図13は消音器1の作用の示す図である。
ステップS11では、アクセル踏み込み代を検地して、ステップS12へ移行する。
ステップS12では、アクセル開度が2/8未満であるか否かを判定し、アクセル開度が2/8未満のときにはステップS13へ移行し、2/8以上のときにはステップS19へ移行する。
ステップS11では、アクセル踏み込み代を検地して、ステップS12へ移行する。
ステップS12では、アクセル開度が2/8未満であるか否かを判定し、アクセル開度が2/8未満のときにはステップS13へ移行し、2/8以上のときにはステップS19へ移行する。
ステップS13では、内壁部30が回転しているか否かを判定し、内壁部30が回転しているときにはステップS15へ移行し、内壁部30が回転していないときにはステップS14へ移行する。内壁部30は、図10に示すように容積部7の連通孔7aと内壁部30の連通孔30aが重なっている状態を基準として、容積部7の連通孔7aと内壁部30の連通孔30aが重なっていないときに内壁部30が回転していると判断する。
ステップS14では、モータ20は作動せず内壁部30は回転しない状態で、ステップS16へ移行する。
ステップS15では、モータ20が作動して内壁部30が回転し、容積部7の連通孔7aと内壁部30の連通孔30aが重なっている状態としてステップS16へ移行する。
ステップS15では、モータ20が作動して内壁部30が回転し、容積部7の連通孔7aと内壁部30の連通孔30aが重なっている状態としてステップS16へ移行する。
ステップS16では、図13(a)に示すように消音器1がヘルムホルツ型レゾネータとして作用することとなり、ステップS17へ移行する。
ステップS17では、消音器1の共鳴周波数α[Hz]が発生し、ステップS18へ移行する。
ステップS18では、消音器1が2次成分の周波数に相当するα[Hz]の吸気音を減衰することによって、一定走行時の静粛性を確保することができる。
ステップS17では、消音器1の共鳴周波数α[Hz]が発生し、ステップS18へ移行する。
ステップS18では、消音器1が2次成分の周波数に相当するα[Hz]の吸気音を減衰することによって、一定走行時の静粛性を確保することができる。
ステップS19では、モータ20が作動して内壁部30が回転し、容積部7の連通孔7aと内壁部30の連通孔30aが重ならない状態としてステップS20へ移行する。
ステップS20では、図13(b)に示すように消音器1がサイドブランチ型レゾネータとして作用することとなり、ステップS21へ移行する。
ステップS20では、図13(b)に示すように消音器1がサイドブランチ型レゾネータとして作用することとなり、ステップS21へ移行する。
ステップS21では、消音器1の共鳴周波数β[Hz]が発生し、ステップS22へ移行する。
ステップS22では、消音器1が2次成分の周波数に相当するβ[Hz]の吸気音を減衰することによって、加速走行時に乗員に心地よい加速感を与えることができる。
ステップS22では、消音器1が2次成分の周波数に相当するβ[Hz]の吸気音を減衰することによって、加速走行時に乗員に心地よい加速感を与えることができる。
図14は、スロットル開度と内壁部30の回転角度と消音器1の共鳴周波数の関係を示す図である。図14(a)に示すように、スロットル開度が2/8以上になると内壁部30が回転する。内壁部30の回転角度に応じて、図14(b)に示すように、スロットル開度が2/8未満の場合には消音器1の共鳴周波数がα[Hz]、スロットル開度が2/8以上の場合には消音器1の共鳴周波数がβ[Hz]となる。
[実施例2の効果]
(1)エンジンの吸気管2内に連通する空間を形成し、共鳴による消音機能を奏する第1中空部4と第2中空部6を含んで構成されるエンジンの消音器1において、容積部7内に内壁部30を設け、モータ20によって内壁部を回転させることによって、吸気管2内と第1中空部4とを連通したサイドブランチ型レゾネータと、第1中空部4および前記第2中空部6とを連通したヘルムホルツ型レゾネータとを切り替えるようにした。
(1)エンジンの吸気管2内に連通する空間を形成し、共鳴による消音機能を奏する第1中空部4と第2中空部6を含んで構成されるエンジンの消音器1において、容積部7内に内壁部30を設け、モータ20によって内壁部を回転させることによって、吸気管2内と第1中空部4とを連通したサイドブランチ型レゾネータと、第1中空部4および前記第2中空部6とを連通したヘルムホルツ型レゾネータとを切り替えるようにした。
よって、共鳴周波数が異なるサイドブランチ型レゾネータとヘルムホルツ型レゾネータとして消音器1を作用させることが可能となる。そのため、消音器1の共鳴周波数を可変にすることが可能となり、1つの消音器1で幅広い周波数の吸気音を抑制することができる。
以上、本発明の内燃機関の消音器を各実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加は許容される。
例えば実施例2では、コントローラ40はスロットル開度センサ41のスロットル開度情報に応じてモータ20を制御しているが、エンジン回転数情報やアクセルペダル踏み込み情報に基づいて制御するようにしても良い。
以下、各実施例の変形例を記載する。
例えば実施例2では、コントローラ40はスロットル開度センサ41のスロットル開度情報に応じてモータ20を制御しているが、エンジン回転数情報やアクセルペダル踏み込み情報に基づいて制御するようにしても良い。
以下、各実施例の変形例を記載する。
[変形例1]
変形例1は、実施例2の変形例である。図15は、変形例1の消音器1を示す図である。実施例2の消音器1では、容積部7の内部に内壁部30を設け、モータ20によって内壁部30を回転させることによって、共鳴周波数が異なるサイドブランチ型レゾネータとヘルムホルツ型レゾネータとを切り替えるようにしていた。一方、変形例1の消音器1では、図15に示すように容積部7の連通孔7aを開閉するバルブ42を設けた点で実施例2と相違する。
変形例1は、実施例2の変形例である。図15は、変形例1の消音器1を示す図である。実施例2の消音器1では、容積部7の内部に内壁部30を設け、モータ20によって内壁部30を回転させることによって、共鳴周波数が異なるサイドブランチ型レゾネータとヘルムホルツ型レゾネータとを切り替えるようにしていた。一方、変形例1の消音器1では、図15に示すように容積部7の連通孔7aを開閉するバルブ42を設けた点で実施例2と相違する。
バルブ42が容積部7の連通孔7aを開放すると、消音器1はヘルムホルツ型レゾネータとして作用する。また、バルブ42が容積部7の連通孔7aを閉鎖すると、消音器1はサイドブランチ型レゾネータとして作用する。
よって、共鳴周波数が異なるサイドブランチ型レゾネータとヘルムホルツ型レゾネータとして消音器1を作用させることが可能となる。そのため、消音器1の共鳴周波数を可変にすることが可能となり、1つの消音器1で幅広い周波数の吸気音を抑制することができる。
[変形例2]
変形例2は、実施例2の変形例である。図16は、変形例2の消音器1を示す図である。実施例2の消音器1では、容積部7の内部に内壁部30を設け、モータ20によって内壁部30を回転させることによって、共鳴周波数が異なるサイドブランチ型レゾネータとヘルムホルツ型レゾネータとを切り替えるようにしていた。一方、変形例2の消音器1では、図16に示すように容積部7をスライドさせて、容積部7の連通孔7aを円筒部5の位置からずらしたり一致させたりするようにした点で実施例2と相違する。
変形例2は、実施例2の変形例である。図16は、変形例2の消音器1を示す図である。実施例2の消音器1では、容積部7の内部に内壁部30を設け、モータ20によって内壁部30を回転させることによって、共鳴周波数が異なるサイドブランチ型レゾネータとヘルムホルツ型レゾネータとを切り替えるようにしていた。一方、変形例2の消音器1では、図16に示すように容積部7をスライドさせて、容積部7の連通孔7aを円筒部5の位置からずらしたり一致させたりするようにした点で実施例2と相違する。
容積部7の連通孔7aの位置と円筒部5が一致しているときには、消音器1はヘルムホルツ型レゾネータとして作用する。また、容積部7をスライドさせると容積部7の連通孔7aと円筒部5の位置がずれると、消音器1はサイドブランチ型レゾネータとして作用する。
よって、共鳴周波数が異なるサイドブランチ型レゾネータとヘルムホルツ型レゾネータとして消音器1を作用させることが可能となる。そのため、消音器1の共鳴周波数を可変にすることが可能となり、1つの消音器1で幅広い周波数の吸気音を抑制することができる。
1 消音器
2 吸気管
4 第1中空部
5 円筒部
6 第2中空部
7 容積部
8 容積可変機構
11 負圧室
2 吸気管
4 第1中空部
5 円筒部
6 第2中空部
7 容積部
8 容積可変機構
11 負圧室
Claims (4)
- 内燃機関の吸排気管内に連通する空間を形成し、共鳴による消音機能を奏する中空部を含んで構成される内燃機関の消音器において、
前記中空部内の容積を可変にする容積可変手段を設けたことを特徴とする内燃機関の消音器。 - 請求項1に記載の内燃機関の消音器において、
前記容積可変手段は、前記中空部内の容積をスロットル開度に応じて可変にすることを特徴とする内燃機関の消音器。 - 請求項1または請求項2に記載の内燃機関の消音器において、
前記容積可変手段は、前記内燃機関の負圧に連通し、前記負圧が大きいほど前記中空部内の容積を拡大することを特徴とする内燃機関の消音器。 - 内燃機関の吸排気管内に連通する空間を形成し、共鳴による消音機能を奏する中空部を含んで構成される内燃機関の消音器において、
前記中空部は、第1中空部と第2中空部とから形成され、前記吸排気管内と前記第1中空部とを連通したサイドブランチ型レゾネータと、前記第1中空部および前記第2中空部とを連通したヘルムホルツ型レゾネータとを切り替えるレゾネータ切替手段を設けたことを特徴とする内燃機関の消音器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007203696A JP2009036185A (ja) | 2007-08-04 | 2007-08-04 | 内燃機関の消音器 |
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JP2009036185A true JP2009036185A (ja) | 2009-02-19 |
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ID=40438306
Family Applications (1)
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JP (1) | JP2009036185A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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WO2013089010A1 (ja) * | 2011-12-15 | 2013-06-20 | 株式会社マーレ フィルターシステムズ | 内燃機関の吸気装置 |
CN106014720A (zh) * | 2016-06-27 | 2016-10-12 | 江苏科技大学 | 一种自动调频涡轮增压器进气复合消音器及其消音方法 |
CN107654272A (zh) * | 2016-07-25 | 2018-02-02 | 上海汽车集团股份有限公司 | 用于汽车进气和排气调试的赫姆霍兹消声器 |
EP3324034A1 (en) | 2016-11-18 | 2018-05-23 | Roki Co., Ltd. | Muffling apparatus |
KR101879196B1 (ko) * | 2016-05-30 | 2018-07-17 | 홍익대학교 산학협력단 | 헬름홀츠 공진기 및 소형화된 헬름홀츠 공진기를 제조하는 방법 |
-
2007
- 2007-08-04 JP JP2007203696A patent/JP2009036185A/ja active Pending
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