JP2018059467A - Engine with exhaust turbo supercharger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排気ターボ過給機付きエンジンに関し、特に、排気ターボ過給機のコンプレッサへの空気供給通路である吸気管の構造に関する。 The present invention relates to an engine with an exhaust turbocharger, and more particularly to a structure of an intake pipe that is an air supply passage to a compressor of an exhaust turbocharger.
従来から、排気ターボ過給機を取り付けてエンジンの高出力化が図られている。排気ターボ過給機は、排気通路を通過する排気ガスのエネルギにより駆動されるタービンを有するタービン部と、タービンの駆動により駆動され、吸気通路内の空気を加圧するコンプレッサと、を備える。 Conventionally, exhaust turbochargers have been installed to increase engine output. The exhaust turbocharger includes a turbine section having a turbine that is driven by the energy of exhaust gas that passes through the exhaust passage, and a compressor that is driven by the turbine and pressurizes the air in the intake passage.
ここで、排気ターボ過給機付きエンジンに対しては、吸気系におけるサージ音等の吸気騒音を抑えるための研究・開発がなされている(特許文献1)。特許文献1には、形状記憶合金からなるスプリングを備えたサイドブランチ型の共鳴室を吸気管に設ける技術が開示されている。
Here, research and development for suppressing intake noise such as surge noise in an intake system has been made on an engine with an exhaust turbocharger (Patent Document 1).
しかしながら、排気ターボ過給機付きエンジンにおいて、更なる過給性能の向上を図ろうとする場合に、上記特許文献1に開示の技術を含む従来技術では、吸気系におけるサージ音等の吸気騒音の発生を抑制することが困難になる場合が生じる。
However, in an engine equipped with an exhaust turbocharger, when further improvement of the supercharging performance is to be achieved, the conventional technology including the technology disclosed in
具体的には、排気ターボ過給機の過給性能の向上を図るためにコンプレッサの羽根の大型化や形状変更を行った場合に、高周波域の吸気騒音が発生する。 Specifically, when the compressor blades are increased in size or changed in shape in order to improve the supercharging performance of the exhaust turbocharger, intake noise in a high frequency region is generated.
本発明は、このような問題の解決を図ろうとなされたものであって、過給性能の向上を図った場合にも吸気騒音の低減を図ることができる排気ターボ過給機付きエンジンを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and provides an engine with an exhaust turbocharger that can reduce intake noise even when the supercharging performance is improved. For the purpose.
本発明の一態様に係る排気ターボ過給機付きエンジンは、エンジン本体と、排気ターボ過給機と、吸気管と、を備える。 An engine with an exhaust turbocharger according to an aspect of the present invention includes an engine body, an exhaust turbocharger, and an intake pipe.
前記排気ターボ過給機は、前記エンジン本体からの排気ガスのエネルギにより、吸入空気を加圧して前記エンジン本体に供給するコンプレッサを有する。 The exhaust turbocharger has a compressor that pressurizes intake air and supplies the compressed air to the engine body by the energy of exhaust gas from the engine body.
前記吸気管は、前記コンプレッサへの空気供給経路中において、当該コンプレッサの上流に配されてなり、一端側開口が前記コンプレッサに接続されてなる。 The intake pipe is arranged upstream of the compressor in the air supply path to the compressor, and one end side opening is connected to the compressor.
本態様に係る排気ターボ過給機付きエンジンにおいて、前記吸気管は、前記一端側開口に続く部分であって、管軸が湾曲してなる湾曲部と、当該湾曲部に設けられ、それぞれが管内空間に連続する凹部を有し構成されてなる複数の吸気レゾネータと、を有する。 In the engine with an exhaust turbocharger according to this aspect, the intake pipe is a portion that continues from the opening on the one end side, and is provided with a curved portion having a curved tube axis, and the curved portion, And a plurality of intake resonators configured to have recesses that are continuous in the space.
先ず、排気ターボ過給機において、過給性能の向上を図ろうと、コンプレッサの羽根の大型化や形状変更などを行った場合には、コンプレッサのブレード表面で大きな気流乱れが発生し、コンプレッサの吸気口に大きな圧力変動が生じる。この圧力変動が、吸気管の湾曲部に衝突する。 First, in order to improve the turbocharging performance of an exhaust turbocharger, if the blades of the compressor are increased in size or the shape is changed, a large turbulence of airflow occurs on the compressor blade surface, and the compressor intake air A large pressure fluctuation occurs in the mouth. This pressure fluctuation collides with the curved portion of the intake pipe.
本態様に係る排気ターボ過給機付きエンジンでは、吸気管の湾曲部に複数の吸気レゾネータを設けているので、上記のように湾曲部に圧力変動が衝突した場合にも、放射音(吸気騒音)の発生を確実に抑制することができる。これは、複数の吸気レゾネータが、それぞれ共鳴器として機能するとともに、湾曲部における剛性アップのための補強部として機能するためである。 In the engine with an exhaust turbocharger according to this aspect, since a plurality of intake resonators are provided in the curved portion of the intake pipe, even when a pressure fluctuation collides with the curved portion as described above, a radiated sound (intake noise) ) Can be reliably suppressed. This is because each of the plurality of intake resonators functions as a resonator and also functions as a reinforcing portion for increasing rigidity in the curved portion.
従って、本態様に係る排気ターボ過給機付きエンジンでは、過給性能の向上を図った場合にも吸気騒音の低減を図ることができる。 Therefore, in the engine with an exhaust turbocharger according to this aspect, intake noise can be reduced even when the supercharging performance is improved.
本発明の別態様に係る排気ターボ過給機付きエンジンは、上記構成において、前記複数の吸気レゾネータの各々における前記凹部の内径は、前記湾曲部における管内径に対し、80%〜100%である。 An engine with an exhaust turbocharger according to another aspect of the present invention has the above-described configuration, wherein an inner diameter of the concave portion in each of the plurality of intake resonators is 80% to 100% with respect to a pipe inner diameter in the curved portion. .
本態様に係る排気ターボ過給機付きエンジンでは、複数の吸気レゾネータの各々における凹部の内径を、湾曲部における管内径と略等しく(80%〜100%)している。これにより、各吸気レゾネータにおける高い消音効果を得ることができる。 In the engine with an exhaust turbocharger according to this aspect, the inner diameter of the recess in each of the plurality of intake resonators is substantially equal (80% to 100%) with the inner diameter of the tube in the curved portion. Thereby, a high silencing effect can be obtained in each intake resonator.
本発明の別態様に係る排気ターボ過給機付きエンジンは、上記構成において、前記複数の吸気レゾネータの各々は、共鳴周波数が2000Hz〜3500Hzである。 In the engine with an exhaust turbocharger according to another aspect of the present invention, in the above configuration, each of the plurality of intake resonators has a resonance frequency of 2000 Hz to 3500 Hz.
本態様に係る排気ターボ過給機付きエンジンでは、コンプレッサの羽根の大型化や形状変更による4000Hz〜7000Hzの高周波の吸気騒音に対し、その2次共鳴周波数を以って各吸気レゾネータが構成されている。よって、このような高周波の吸気騒音の発生を効果的に抑制することができる。 In the engine with an exhaust turbocharger according to this aspect, each intake resonator is configured with the secondary resonance frequency for high-frequency intake noise of 4000 Hz to 7000 Hz due to the increase in size and shape of the compressor blades. Yes. Therefore, the generation of such high-frequency intake noise can be effectively suppressed.
本発明の別態様に係る排気ターボ過給機付きエンジンは、上記構成において、前記複数の吸気レゾネータの各々は、前記湾曲部において、当該湾曲部の内周側を除く何れかの側に張出して構成されている。 In an engine with an exhaust turbocharger according to another aspect of the present invention, in the above-described configuration, each of the plurality of intake resonators protrudes to any side of the curved portion except for the inner peripheral side of the curved portion. It is configured.
上記のように、コンプレッサの羽根の大型化や形状変更により、コンプレッサの吸気口で大きな圧力変動が発生した場合にあっても、当該圧力変動が衝突する吸気管の湾曲部に対し、その内周側を除く何れかの側に張出して各吸気レゾネータを形成しているので、効果的に圧力変動の衝突に伴う放射音(吸気騒音)を消音することができる。 As described above, even when a large pressure fluctuation occurs at the compressor inlet due to an increase in the size or shape of the compressor blades, the inner circumference of the curved portion of the intake pipe where the pressure fluctuation collides Since each intake resonator is formed by projecting to any side except the side, it is possible to effectively mute the radiated sound (intake noise) associated with the pressure fluctuation collision.
本発明の別態様に係る排気ターボ過給機付きエンジンは、上記構成において、前記複数の吸気レゾネータの各々は、前記湾曲部における外周側に張出して構成されている。 An engine with an exhaust turbocharger according to another aspect of the present invention is configured in such a manner that each of the plurality of intake resonators projects to the outer peripheral side of the curved portion.
本態様に係る排気ターボ過給機付きエンジンでは、吸気管における湾曲部の外周側に張出して吸気レゾネータを構成しているので、更に効果的に吸気騒音の消音を図ることができる。即ち、圧力変動が直接衝突する湾曲部の外周側に吸気レゾネータを設けることにより、効果的に消音を図ることができる。 In the engine with an exhaust turbocharger according to this aspect, since the intake resonator is configured to project to the outer peripheral side of the curved portion of the intake pipe, the intake noise can be more effectively silenced. That is, it is possible to effectively mute the sound by providing the intake resonator on the outer peripheral side of the curved portion where the pressure fluctuation directly collides.
本発明の別態様に係る排気ターボ過給機付きエンジンは、上記構成において、前記エンジン本体は、エンジンヘッドと、当該エンジンヘッドに接合されてなるエンジンブロックと、を有し、前記エンジンブロックが前記エンジンヘッドに対して第1方向下側に位置すると仮定した場合に、前記複数の吸気レゾネータの各々は、前記湾曲部における前記第1方向下側に張出して構成されている。 In an engine with an exhaust turbocharger according to another aspect of the present invention, in the above configuration, the engine body includes an engine head and an engine block joined to the engine head, and the engine block includes the engine block. When it is assumed that the engine head is located on the lower side in the first direction, each of the plurality of intake resonators is configured to project to the lower side in the first direction at the bending portion.
本態様に係る排気ターボ過給機付きエンジンでは、吸気管における湾曲部の第1方向下側に張出して吸気レゾネータを構成しているので、当該エンジン回りの機能部の配置に対して障害とならず、吸気騒音の消音を図ることができる。 In the engine with an exhaust turbocharger according to this aspect, since the intake resonator is configured by projecting to the lower side in the first direction of the curved portion in the intake pipe, it becomes an obstacle to the arrangement of the functional units around the engine. Therefore, it is possible to mute the intake noise.
本発明の別態様に係る排気ターボ過給機付きエンジンは、上記構成において、前記吸気管は、複数の構成部材が接合され、当該複数の構成部材の側辺同士の突き合せが管軸に沿ってなされており、前記複数の吸気レゾネータの各々は、前記複数の構成部材の内の少なくとも2つの構成部材に跨った状態で構成されている。換言すると、吸気管における前記複数の構成部材同士の割り線が管軸に沿っており、当該割り線が吸気レゾネータを横断している。 In an engine with an exhaust turbocharger according to another aspect of the present invention, in the above-described configuration, the intake pipe has a plurality of constituent members joined together, and butts of the side edges of the plurality of constituent members are along the pipe axis. Each of the plurality of intake resonators is configured to straddle at least two of the plurality of component members. In other words, the dividing line between the plurality of constituent members in the intake pipe extends along the pipe axis, and the dividing line crosses the intake resonator.
本態様に係る排気ターボ過給機付きエンジンでは、各吸気レゾネータが2つの構成部材に跨った状態で構成されることとしているので、吸気管の製造が容易であり、製造コストの低減を図ることができる。 In the engine with an exhaust turbocharger according to this aspect, since each intake resonator is configured in a state of straddling two components, it is easy to manufacture the intake pipe and reduce the manufacturing cost. Can do.
本発明の別態様に係る排気ターボ過給機付きエンジンは、上記構成において、前記エンジン本体が、エンジンヘッドと、当該エンジンヘッドに接合されてなるエンジンブロックと、を有し、前記エンジンヘッドの側から上面視するとき、前記エンジン本体に対し、前記吸気管の前記湾曲部が、次のような配置形態をとる。 An engine with an exhaust turbocharger according to another aspect of the present invention has the above-described configuration, wherein the engine body includes an engine head and an engine block joined to the engine head, and the engine head side. When viewed from above, the curved portion of the intake pipe takes the following arrangement with respect to the engine body.
上面視において、前記排気ターボ過給機は、前記エンジン本体における一側のコーナー部分に配置されており、前記吸気管の前記湾曲部は、前記一側から、前記コーナー部分の外方に沿って湾曲している。 When viewed from above, the exhaust turbocharger is disposed at a corner portion on one side of the engine body, and the curved portion of the intake pipe extends from the one side along the outside of the corner portion. It is curved.
本態様に係る排気ターボ過給機付きエンジンでは、吸気管が、排気ターボ過給機との接続部分である一端側開口から直ぐに湾曲する構成となっている。このような構成においても、上記のような吸気レゾネータの配置により、吸気騒音の低減を図ることができる。 In the engine with an exhaust turbocharger according to this aspect, the intake pipe is configured to bend immediately from one end side opening that is a connection portion with the exhaust turbocharger. Even in such a configuration, the intake noise can be reduced by the arrangement of the intake resonator as described above.
本発明の別態様に係る排気ターボ過給機付きエンジンは、上記構成において、前記吸気管は、樹脂材料を用い構成されている。 In an engine with an exhaust turbocharger according to another aspect of the present invention, the intake pipe is configured by using a resin material.
本態様に係る排気ターボ過給機付きエンジンでは、吸気管が樹脂材料から構成されていることとしたので、軽量化を図ることができるとともに、製造コストの低減を図ることができる。そして、吸気管を樹脂材料から構成する場合には、金属材料から構成する場合と比べて、吸気管の剛性が低下することが考えられる。これに対して、本態様に係る排気ターボ過給機付きエンジンでは、吸気管の湾曲部に複数の吸気レゾネータを設けることにより、当該湾曲部における剛性を向上させることができ、吸気騒音の消音を効果的に図ることができる。 In the engine with an exhaust turbocharger according to this aspect, since the intake pipe is made of a resin material, the weight can be reduced and the manufacturing cost can be reduced. When the intake pipe is made of a resin material, the intake pipe may be less rigid than the metal pipe. On the other hand, in the engine with an exhaust turbocharger according to this aspect, by providing a plurality of intake resonators in the curved portion of the intake pipe, the rigidity in the curved portion can be improved, and the noise of the intake noise is silenced. Effectively.
上記の各態様に係る排気ターボ過給機付きエンジンでは、過給性能の向上を図った場合にも吸気騒音の低減を図ることができる。 In the engine with an exhaust turbocharger according to each of the above aspects, intake noise can be reduced even when the supercharging performance is improved.
以下では、本発明の実施形態について、図面を参酌しながら説明する。なお、以下で説明の形態は、本発明の一態様であって、本発明は、その本質的な構成を除き何ら以下の形態に限定を受けるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The form described below is one embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to the following form except for the essential configuration.
1.排気ターボ過給機付きエンジン1の概略構成
本実施形態に係る排気ターボ過給機付きエンジン1の概略構成について、図1を用い説明する。
1. Schematic Configuration of
図1に示すように、排気ターボ過給機付きエンジン1は、エンジン本体10と、排気ターボ過給機11と、吸気管12と、を備える。
As shown in FIG. 1, the
本実施形態において、エンジン本体10は、多気筒のディーゼルエンジンである。
In the present embodiment, the
排気ターボ過給機11は、コンプレッサ11aと、タービン部11bと、を有する。排気ターボ過給機11には、タービン部11bに対して、エンジン本体10の排気ガスが供給され、当該排気ガスのエネルギにより内部に収納されたタービンが駆動される。
The
排気ターボ過給機11のコンプレッサ11aは、タービンの駆動に伴って駆動される羽根(コンプレッサインペラ)を有し、吸気管12を通り供給される空気を加圧して、エンジン本体10の燃焼室に供給する。
The
図1に示すように、本実施形態に係る排気ターボ過給機11は、上面視において、エンジン本体10の一側(排気側の一側)におけるコーナーに近い部分に配置され、コンプレッサ11aの吸気口がコーナー外側を向いている。
As shown in FIG. 1, the
本実施形態に係る吸気管12は、樹脂材料(例えば、補強材入りのナイロン系樹脂材料)から構成されており、一端側開口が排気ターボ過給機11のコンプレッサ11aに接続されている。
The
2.吸気管12の構成
吸気管12の構成について、図1から図4を用い説明する。
2. Configuration of
図2及び図3に示すように、吸気管12は、一端側開口12aから他端側開口12bに向けて、湾曲部12cと、第2湾曲部12dと、直伸部12eと、が順に連続した状態で設けられている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
図4に示すように、湾曲部12cは、一端側開口12aから直ぐに管軸がX方向からZ方向に向けて略90°湾曲されている。また、エンジン本体10との関係において、吸気管12の湾曲部12cは、図1に示すように、上面視において、エンジン本体10のコーナー部分の外方に沿って湾曲されている。
As shown in FIG. 4, in the bending
図2に示すように、第2湾曲部12dは、湾曲部12cに連続し、管軸がX方向に向けて湾曲されている。
As shown in FIG. 2, the
図2に示すように、直伸部12eは、第2湾曲部12dに連続し、管軸がX方向に沿って延伸されている。換言すると、図1に示すように、直伸部12eは、エンジン本体10の側部に沿って延伸されている。
As shown in FIG. 2, the
また、図2から図4に示すように、本実施形態に係る吸気管12では、湾曲部12cに2つの吸気レゾネータ12f,12gが設けられている。2つの吸気レゾネータ12f,12gの各々は、湾曲部12cにおけるZ方向下面から張出した状態で設けられている。ここで、Z方向下とは、エンジン本体10のエンジンヘッドに対して、エンジンブロックが位置する方向である。
Further, as shown in FIGS. 2 to 4, in the
図3に示すように、吸気レゾネータ12f,12gの各々は、Z方向下側からの平面視で円形状をしている。そして、本実施形態に係る吸気管12において、吸気レゾネータ12fと吸気レゾネータ12gとは、同じ形状及びサイズで形成されている。
As shown in FIG. 3, each of the
ここで、図3に点線で示すように、吸気管12は、2つの構成部材が接合されてなる。図3の点線は、2つの構成部材の側辺同士の突き合せ線(割り線)である。2つの接合部材の突き合せ線(割り線)は、吸気管12の管軸に沿って延伸している。
Here, as indicated by a dotted line in FIG. 3, the
そして、図3に示すように、2つの接合部材の側辺同士の突き合せ線(接合線)は、吸気レゾネータ12f,12gの略中央を横断している。換言すると、吸気レゾネータ12f,12gの各々は、吸気管12を構成する2つの構成部材に跨った状態で構成されている。このように吸気レゾネータ12f,12gの略中央を接合線が横断するようにしているのは、製造上の容易性のためであり、製造コストの低減を図るためである。
As shown in FIG. 3, the butting line (joining line) between the sides of the two joining members crosses substantially the center of the
なお、本実施形態において、吸気管12を図2から図4で示すような形状としているのは、エンジン本体10周辺の他の部材との干渉を避けるためである。
In the present embodiment, the
3.吸気レゾネータ12f,12gの構成
吸気管12における吸気レゾネータ12f,12gの構成について、図5を用い説明する。図5は、吸気管12における湾曲部12cの一部と、吸気レゾネータ12fを取り出して図示している。なお、上述のように、吸気レゾネータ12fと吸気レゾネータ12gとは、略同じ形状及びサイズを有するので、以下では、吸気レゾネータ12fについてのみ説明する。
3. Configuration of
図5に示すように、吸気レゾネータ12fは、湾曲部12cにおける壁面の一部が径方向外側に向け張出して構成されている。これより、吸気レゾネータ12fの内部には、吸気管12の管内空間12hに連通する凹部12iが構成されている。
As shown in FIG. 5, the
図5では詳細な図示を省略しているが、凹部12iは、略円形状の横断面を有する空間である。そして、湾曲部12cにおける管内径をD12hとし、凹部12iの内径をD12iとするとき、次の関係を満たす。
Although detailed illustration is omitted in FIG. 5, the
[数1]70%≦(D12i/D12h)≦90%
なお、本実施形態では、凹部12iの横断面サイズが、深さ方向に略同一としている。ただし、深さ方向に横断面サイズが異なる凹部とすることも可能である。例えば、開口から底部に向けて横断面サイズが漸減するような凹部や、逆に、開口から底部に向けて横断面サイズが漸増するような凹部とすることもできる。さらに、管内空間12hに対して細い管が接続され、当該管の底部に横断面サイズが大きいキャビティ部が連通してなる構成の凹部とすることもできる。
[ Expression 1] 70% ≦ (D 12i / D 12h ) ≦ 90%
In the present embodiment, the cross-sectional size of the
図5に戻って、凹部12iの深さL12iは、共鳴周波数が2000Hz〜3500Hzとなるよう設定されている。即ち、本実施形態では、コンプレッサの吸気口に生じた圧力変動が湾曲部12cに衝突することにより生じる放射音(吸気騒音)の周波数は、4000Hz〜7000Hzと想定される。これに対して、吸気レゾネータ12f,12gにおける凹部12iの深さL12iを、1次共鳴周波数で効果のある2000Hz〜3500Hzに設定している。
Returning to FIG. 5, the depth L 12i of the
具体的には、凹部12iの深さL12iは、上記1次共鳴周波数から算出される波長λの1/4に設定されている。即ち、次の数式に基づいて算出される。
Specifically, the depth L 12i of the
[数2]L12i=λ/4=v/4f
なお、上式において、波の伝搬速度vを340m/sec.(=340×103mm/sec.)とする。
[ Formula 2] L 12i = λ / 4 = v / 4f
In the above equation, the wave propagation velocity v is 340 m / sec. (= 340 × 10 3 mm / sec.).
例えば、周波数f=2000Hzでは、λ/4=42.5mmであり、周波数f=3500Hzでは、λ/4≒24.3mmである。 For example, at a frequency f = 2000 Hz, λ / 4 = 42.5 mm, and at a frequency f = 3500 Hz, λ / 4≈24.3 mm.
なお、本実施形態において、放射音(吸気騒音)の周波数に基づいて凹部12iの深さL12iを設定していないのは、深さL12iが浅くなりすぎて消音効果を得難くなると考えられるためである。具体的には、1次共鳴周波数f=4000Hzでは、λ/4≒21.3mmであり、1次共鳴周波数f=7000Hzでは、λ/4≒12.1mmとなってしまう。このため、凹部12iの深さL12iが確保し難くなってしまい、消音効果を得難くなるものと考えられる。
In the present embodiment, the reason why the depth L 12i of the
そこで、2次共鳴周波数では、4000Hz〜7000Hzを消音すると効果が減少するため、同一サイズ(同1次共鳴周波数)の吸気レゾネータを2つ設けることで効果を高めている。 In view of this, since the effect is reduced when the secondary resonance frequency is muted from 4000 Hz to 7000 Hz, the effect is enhanced by providing two intake resonators of the same size (the same primary resonance frequency).
4.効果
以上の構成を備える排気ターボ過給機付きエンジン1は、次の効果を奏することができる。
4). Effect The
排気ターボ過給機付きエンジン1では、吸気管12の湾曲部12cに2つの吸気レゾネータ12f,12gを設けているので、湾曲部12cに圧力変動が衝突した場合にも、放射音(吸気騒音)の発生を確実に抑制することができる。これは、2つの吸気レゾネータ12f,12gが、それぞれ共鳴器として機能するとともに、湾曲部12cにおける剛性アップのための補強部として機能するためである。
In the
従って、本実施形態に係る排気ターボ過給機付きエンジン1では、過給性能の向上を図った場合にも吸気騒音の低減を図ることができる。
Therefore, in the
また、本実施形態に係る排気ターボ過給機付きエンジン1では、2つの吸気レゾネータ12f,12gの各々における凹部12iの内径D12iを、上記[数1]を満足するように設定している。即ち、吸気レゾネータ12f,12gの各々における凹部12iの内径D12iを、湾曲部12cにおける管内径D12hと略等しくしている。これにより、各吸気レゾネータ12f,12gにおける高い消音効果を得ることができる。
In the
また、本実施形態に係る排気ターボ過給機付きエンジン1では、2つの吸気レゾネータ12f,12gの各々を、1次共鳴周波数が2000Hz〜3500Hzの範囲内となるように、凹部12iの深さL12iを設定している。換言すると、排気ターボ過給機付きエンジン1では、コンプレッサ11aの羽根の大型化や形状変更による4000Hz〜7000Hzの高周波の吸気騒音に対し、その2次共鳴周波数を以って各吸気レゾネータ12f,12gが構成されている。よって、排気ターボ過給機付きエンジン1では、このような高周波の吸気騒音の発生を効果的に抑制することができる。
In the
また、本実施形態に係る排気ターボ過給機付きエンジン1では、吸気管12における湾曲部12cのZ方向下側に張出して吸気レゾネータ12f,12gを構成しているので、湾曲部12cの湾曲内側に設ける場合に比べて、より効果的に吸気騒音の消音を図ることができる。
Further, in the
また、このように湾曲部12cのZ方向下側に張出すように吸気レゾネータ12f,12gを設けることにより、エンジン本体10の周囲に配置される他の構成部品の配置に対して障害となり難い。
In addition, by providing the
また、本実施形態に係る排気ターボ過給機付きエンジン1の吸気管12では、吸気管12を構成する2つの構成部材に跨った状態で構成されることとしているので、吸気管12の製造が容易であり、製造コストの低減を図ることができる。
In addition, since the
また、本実施形態に係る排気ターボ過給機付きエンジン1の吸気管12は、樹脂材料を用い構成されているので、金属材料を用い構成する場合に比べて、軽量化を図ることができるとともに、製造コストの低減を図ることができる。
In addition, since the
なお、吸気管12を樹脂材料から構成する場合には、金属材料から構成する場合と比べて、吸気管12の剛性が低下することが考えられるが、上述のように、湾曲部12cに2つの吸気レゾネータ12f,12gを設けることにより、当該湾曲部における剛性を向上させることができ、吸気騒音の消音を効果的に図ることができる。
When the
[変形例]
上記実施形態では、吸気管12における湾曲部12cに2つの吸気レゾネータ12f,12gを設けることとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、湾曲部12c及びその周囲に、3つ以上の吸気レゾネータを設けることとしてもよい。また、湾曲部12cだけでなく、第2湾曲部12dや直伸部12eなどに吸気レゾネータを設けることとしてもよい。
[Modification]
In the above embodiment, the two
また、上記実施形態に係る吸気管12においては、湾曲部12cにおけるZ方向下側に張出す吸気レゾネータ12f,12gを設けることとしたが、本発明では、張出し方向について、これに限定を受けるものではない。例えば、湾曲部12cの湾曲外周に張出す吸気レゾネータを設けることとしてもよい。このように、湾曲部12cの湾曲外周に張出す吸気レゾネータを設けることとすれば、コンプレッサ11aの吸気口で発生した圧力変動が、直接衝突する部分に吸気レゾネータを設けることができ、吸気騒音の発生をより効果的に抑制することができる。
In addition, in the
なお、吸気レゾネータの形成については、湾曲部12cの湾曲内周を除く側に張出すようにすることが、消音効果を得るうえで望ましい。
As for the formation of the intake resonator, it is desirable to project it to the side excluding the curved inner periphery of the
また、上記実施形態に係る排気ターボ過給機付きエンジン1では、2つの吸気レゾネータを同一形状・同一サイズとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、互いに凹部の深さが異なる複数の吸気レゾネータを設けることとすれば、広範囲な周波数域での吸気騒音の抑制が可能となる。また、凹部の横断面サイズについても、複数の吸気レゾネータ同士で必ずしも同一である必要はなく、互いに異なる横断面サイズとすることもできる。
In the
また、上記実施形態に係る排気ターボ過給機付きエンジン1では、吸気レゾネータ12f,12gの凹部12iの横断面形状が円形状であることとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、長円形状や楕円形状、さらには、多角形状などとすることも可能である。
In the
また、上記実施形態に係る排気ターボ過給機付きエンジン1では、エンジン本体10としてディーゼルエンジンを採用したが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、ガソリンエンジンを採用することもできる。
Moreover, in the
また、上記実施形態に係る排気ターボ過給機付きエンジン1の吸気管12では、湾曲部12c、第2湾曲部12d、及び直伸部12eの3つの部分で構成されていることとしたが、本発明は、エンジン本体10の形状や、周囲の構成部品の配置などに応じて適宜変更することができる。
In addition, the
また、上記実施形態に係る排気ターボ過給機付きエンジン1では、吸気管12を樹脂材料を用い構成することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、金属材料を用い吸気管12を構成することとしてもよい。このように、金属材料を用い吸気管を構成する場合にあっても、肉厚を薄くする必要がある場合などに吸気騒音が発生することが考えられる。このような場合には、上記実施形態のように湾曲部に複数の吸気レゾネータを設けることとすれば、同一の作用・効果を得ることができる。
In the
1 排気ターボ過給機付きエンジン
10 エンジン本体
11 排気ターボ過給機
11a コンプレッサ
11b タービン部
12 吸気管
12a 一端側開口
12b 他端側開口
12c 湾曲部
12f,12g 吸気レゾネータ
12i 凹部
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記エンジン本体からの排気ガスのエネルギにより、吸入空気を加圧して前記エンジン本体に供給するコンプレッサを有する排気ターボ過給機と、
前記コンプレッサへの空気供給経路中において、当該コンプレッサの上流に配されてなり、一端側開口が前記コンプレッサに接続されてなる吸気管と、
を備え、
前記吸気管は、前記一端側開口に続く部分であって、管軸が湾曲してなる湾曲部と、当該湾曲部に設けられ、それぞれが管内空間に連続する凹部を有し構成されてなる複数の吸気レゾネータと、を有する、
排気ターボ過給機付きエンジン。 The engine body,
An exhaust turbocharger having a compressor that pressurizes intake air and supplies the compressed air to the engine body by energy of the exhaust gas from the engine body;
In the air supply path to the compressor, the intake pipe is arranged upstream of the compressor, and one end side opening is connected to the compressor;
With
The intake pipe is a portion following the opening on the one end side, and is provided with a curved portion having a curved tube axis and a plurality of concave portions each provided in the curved portion, each of which is continuous with the space in the tube. An intake resonator of
Engine with exhaust turbocharger.
前記複数の吸気レゾネータの各々における前記凹部の内径は、前記湾曲部における管内径に対し、70%〜90%である、
排気ターボ過給機付きエンジン。 An engine with an exhaust turbocharger according to claim 1,
The inner diameter of the concave portion in each of the plurality of intake resonators is 70% to 90% with respect to the inner diameter of the tube in the curved portion.
Engine with exhaust turbocharger.
前記複数の吸気レゾネータの各々は、共鳴周波数が2000Hz〜3500Hzである、
排気ターボ過給機付きエンジン。 An engine with an exhaust turbocharger according to claim 1 or 2,
Each of the plurality of intake resonators has a resonance frequency of 2000 Hz to 3500 Hz.
Engine with exhaust turbocharger.
前記複数の吸気レゾネータの各々は、前記湾曲部において、当該湾曲部の内周側を除く何れかの側に張出して構成されている、
排気ターボ過給機付きエンジン。 An engine with an exhaust turbocharger according to any one of claims 1 to 3,
Each of the plurality of intake resonators is configured to project to any side except the inner peripheral side of the bending portion in the bending portion.
Engine with exhaust turbocharger.
前記複数の吸気レゾネータの各々は、前記湾曲部における外周側に張出して構成されている、
排気ターボ過給機付きエンジン。 An engine with an exhaust turbocharger according to any one of claims 1 to 4,
Each of the plurality of intake resonators is configured to project to the outer peripheral side of the curved portion,
Engine with exhaust turbocharger.
前記エンジン本体は、エンジンヘッドと、当該エンジンヘッドに接合されてなるエンジンブロックと、を有し、
前記エンジンブロックが前記エンジンヘッドに対して第1方向下側に位置すると仮定した場合に、前記複数の吸気レゾネータの各々は、前記湾曲部における前記第1方向下側に張出して構成されている、
排気ターボ過給機付きエンジン。 An engine with an exhaust turbocharger according to any one of claims 1 to 4,
The engine body includes an engine head and an engine block joined to the engine head,
When it is assumed that the engine block is located on the lower side in the first direction with respect to the engine head, each of the plurality of intake resonators is configured to project to the lower side in the first direction in the curved portion.
Engine with exhaust turbocharger.
前記吸気管は、複数の構成部材が接合され、当該複数の構成部材の側辺同士の突き合せが管軸に沿ってなされており、
前記複数の吸気レゾネータの各々は、前記複数の構成部材の内の少なくとも2つの構成部材に跨った状態で構成されている、
排気ターボ過給機付きエンジン。 An engine with an exhaust turbocharger according to any one of claims 1 to 6,
In the intake pipe, a plurality of constituent members are joined, and the sides of the plurality of constituent members are abutted along the pipe axis,
Each of the plurality of intake resonators is configured in a state straddling at least two of the plurality of components.
Engine with exhaust turbocharger.
前記エンジン本体は、エンジンヘッドと、当該エンジンヘッドに接合されてなるエンジンブロックと、を有し、
前記エンジンヘッドの側から上面視するとき、
前記排気ターボ過給機は、前記エンジン本体における一側のコーナー部分に配置されており、
前記吸気管の前記湾曲部は、前記一側から、前記コーナー部分に沿って外方を湾曲している、
排気ターボ過給機付きエンジン。 An engine with an exhaust turbocharger according to any one of claims 1 to 7,
The engine body includes an engine head and an engine block joined to the engine head,
When viewed from above the engine head side,
The exhaust turbocharger is disposed at a corner portion on one side of the engine body,
The curved portion of the intake pipe is curved outward along the corner portion from the one side.
Engine with exhaust turbocharger.
前記吸気管は、樹脂材料を用い構成されている、
排気ターボ過給機付きエンジン。 An engine with an exhaust turbocharger according to any one of claims 1 to 8,
The intake pipe is configured using a resin material,
Engine with exhaust turbocharger.
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